JP4160727B2 - 切断型全置換中足指節プロテーゼ - Google Patents
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Description
本発明は骨固定棒をもつ中足骨プロテーゼと、指節骨プロテーゼと、指節骨プロテーゼに対置されるように構成されており中足骨プロテーゼの相補的関節面と協働する関節面を備える関節プレートとを含む型の切断型全置換中足指節プロテーゼに関する。
【0002】
この種のプロテーゼは所定疾病(例えば強直母趾や関節外反母趾)を改善するために足指の指節骨と中足骨の間に配置されるように構成されている。
【0003】
外反母趾は足指の外側変形と第1中足骨の内側偏位即ち内反足骨を併発し、疼痛性外側滑液嚢炎を生じることが知られている。2番目の該当疾病として強直母趾は関節炎に関連し、線間(中足骨と指節骨の間の間隙)狭小により発現し、関節に向き合う面で軟骨が部分的又は完全に消失する。外科医は強直母趾を3段階に分けており、殆ど進行していない第I期は短縮、低減効果が得られる中足骨切り術により治療することができる。縦弛緩効果を増す目的で足指の第1指節骨の短縮を併用してもよい。
【0004】
第II期は軟骨の顕著な摩滅に対応するが、関節はまだ多少運動可能である。外科的治療は第I期の治療又はプロテーゼの装着を使用できる。最後に第III期では関節を確保するための軟骨が最早残っておらず、可動性はほぼゼロであり、激しい疼痛が生じる。この場合、可能な唯一の外科的治療は関節固定又はプロテーゼである。
【0005】
全置換中足指節プロテーゼとしては「切断型」と「表面処理型」がある。「切断型」プロテーゼは中足骨と指節骨を予備切断し、プロテーゼのコンポーネントを受容するための平面を形成する必要がある。他方、「表面処理型」プロテーゼは軟骨のみを置換するように設計されているので、中足骨と指節骨に向き合う関節面を削るだけでよい。
【0006】
足指用全置換プロテーゼは例えば米国特許第5458648号や仏国特許出願公開第2709948号及び2697155号から公知である。これらのプロテーゼは特に患者の自然解剖学的構造に完全に適合しないことから完全には満足されていない。
【0007】
本発明の目的は中足指節関節の解剖学的構造に最良に適合するように構成され、更に種々の方向に自然関節をできるだけ復元するように所望自由度をもつ全置換中足指節プロテーゼを提案することである。
【0008】
特に、本発明の目的の1つは第II期及び第III期の強直母趾や関節外反母趾等の疾病に満足に対応するように、その適切な形状寸法により10°の足底側屈曲と60°の甲側屈曲を復元することが可能な足指全置換プロテーゼを実現することである。
【0009】
本発明によると、介在プレートの関節面と中足骨インプラントの本体の相補的関節面は中足骨と指節骨の解剖学的構造に夫々対応する異なる曲率半径の2つのゾーンを甲側面に各々もつ。
【0010】
当業者はこれらの曲率半径が患者によってどの程度変動可能であるか分かっており、従って、利用する範囲内で適切なインプラントを選択し、従って、これらの特徴は完全に決定される。
【0011】
プロテーゼの2つの関節面の組み合わせによるこの二重の曲率により優れた適合を示す2面を形成し、指節骨インプラントの本体を中足骨インプラントに自動的に再中心合わせすることもできるので、プロテーゼを患者の解剖学的構造に適合できるという利点がある。
【0012】
従って、本発明のプロテーゼは上記運動能以外に指節骨を中足骨に対して再軸合わせすることもできる。
【0013】
本発明の有利な実施態様によると、大きいほうの曲率半径のゾーンは中足骨インプラントと介在プレートの関節面の約3分の2に及ぶ。
【0014】
数値例としては、これらの曲率半径は例えば第1の曲率半径を約5〜15mm、第2の曲率半径を約30〜50mmとすることができる。
【0015】
本発明の別の特徴によると、中足骨インプラントの骨固定棒はこの棒を固定する前記インプラントの本体の遠位骨支承平面に対して約100°傾斜している。
【0016】
この遠位平面は中足骨の対応切断面に支承されており、中足骨インプラントの本体に対する棒の傾斜は、プロテーゼを装着すると固定棒が中足骨の軸に同軸状になるように選択される。このような角度をつけると、中足骨インプラントの本体の足底側端部と中足種子骨関節との接触を完全に避けられるという利点がある。
【0017】
更に、上述のように、本発明のプロテーゼは切断型であるため、適宜切断することによりそのコンポーネントを正確に位置決めすることができ、骨切断が容易になるという利点がある。
【0018】
中足骨インプラントの曲率半径は指節骨インプラントを中足骨インプラントに対して滑動させることにより、プロテーゼの移植後に10°の外反運動を復元する。
【0019】
本発明の他の特徴及び利点は非限定的例示として1実施形態を示す添付図面を参考に以下の説明から理解されよう。
【0020】
図1はヒト右足骨格の縮小側面図であり、特に足指の中足指節関節を示す。
図2は中足指節関節に装着した本発明の全置換中足指節プロテーゼの1実施形態の鉛直面拡大半縦断面半側面図である。
図3はその固定棒の末端から矢印Fの方向に見た図2の中足骨インプラントの図である。
図4は図2の矢印Kの方向に見た中足骨インプラントの図である。
図5は中足骨インプラントと指節骨インプラントの間の介在プレートの拡大斜視図である。
図6は甲側面即ち図2の面に垂直な面における介在プレートの断面図である。
図7は指節骨インプラントのコンポーネントの拡大軸方向断面図である。
【0021】
図1はヒト右足骨格を示し、第1中足骨1、中足骨1に関節結合した指節骨2、末節骨3及び足の他の骨(第1楔形骨4、舟状骨5等)を示す。指節骨2はO点の周囲に関節結合しており、末節骨3と連動してこの点の両側に足底側屈曲(角度A)又は甲側屈曲(B)することができる。正常中足指節関節では最大足底側屈曲は約10°であり、最大甲側屈曲Bはほぼ90°である。
【0022】
中足骨頭の下には種子骨41(図2)が位置し、夫々腱42,43により中足骨1と指節骨2に結合している。
【0023】
図2〜7に示すプロテーゼは中足骨1と指節骨2の間の関節を再現することを目的とした切断型全置換プロテーゼである。この全置換プロテーゼは中足骨インプラント6と、指節骨インプラント7と、指節骨インプラント7に対置された中間プレート8とを含む。プレート8は中足骨インプラント6の本体12に形成された相補的関節面11と協働する関節面9をもつ。更に中足骨インプラントは本体12に固定された骨固定棒13を含み、その関節面11は解剖学試験により決定される少なくとも3個の異なる曲率半径をもつほぼ球形の丸みのある輪郭をもつ。本体12は鉛直面(図2)においてほぼL字形断面をもつ。
【0024】
他方、固定棒13の側に配置された本体12の内側面は中足骨1の対応する遠位切断面14aと甲側切断面16aに正確に適合できるように加工された3個の平面14,15,16に分けられる。中間面15は甲側切断面と遠位切断面の間に形成された骨面取り部15aに適合する。本体の甲側部分は甲側棒13に近似する長さをもち、棒は遠位面14の面に対して約100°の角度Cを形成すると有利である。従って、プロテーゼを装着すると、棒13の軸は中足骨1の軸に同軸になる。
【0025】
甲側面即ち図2の面に垂直な図4及び6の面において、介在プレート8の関節面17と中足骨インプラント6の本体12の相補的関節面11は中足骨1と指節骨2の解剖学的構造に夫々対応する異なる曲率半径の2つのゾーンを各々もつ。即ち、関節面11は矢状面(図2)においてその全長にわたって曲率半径R1の第1のゾーン19と、R1よりも大きい曲率半径R2の第2のゾーン21に分けられる。同様に、ほぼ円形輪郭をもつプレート8の関節面17はR1に等しい曲率半径の第1のゾーン22と、曲率半径が著しく大きく、R2に等しい第2のゾーン23を含む。ゾーン19及び22が夫々の面11,17の総表面のほぼ3分の1を占め、残りの表面の3分の2をゾーン21及び23から構成すると有利である。
【0026】
半径R1及びR2は上記値をもち、即ち全置換プロテーゼを装着する患者の寸法に応じて夫々5〜15mm及び30〜50mmである。
【0027】
この形状寸法は患者の解剖学的構造をできるだけ厳密に再現し、従って、関節面17及び11の優れた適合を確保する。
【0028】
指節骨インプラント7は2個の同軸状円錐部分25及び26から構成される漏斗形回転管状ベース24(図2及び7)を含む。円錐部分26は円錐部分25よりも直径が大きく、中間プレート8を支承すると共に、指節骨切除後には指節骨インプラント7も支承する。プレート8はポリエチレン等の摩擦係数の小さいプラスチック材料から製造される。指節骨インプラント7は更に骨固定部材も含み、図例ではこのために非常に深いねじ溝をつけた海綿質骨ボルト27から構成される。
【0029】
中間プレート8は、プレートの残部と同一材料から製造され、指節骨インプラント7に対するプレート8の径方向移動防止機能を満たすように指節骨ベース24の円錐部分25に軸方向に係合するように構成された軸方向ブロック28を備える。他方、この構成はベース24の軸方向にプレート8の変位も可能にする。更に、指節骨ベース24は所定角度の遊びを保ちながら海綿質骨ボルト27を受容できるような内側形状をもつ。
【0030】
ボルト27は皿頭29をもっており、その円錐面は円筒部31(図2)に結合しており、更にねじ切り棒32が延びている。皿頭29とゾーン31からなるこの円錐及び円筒形プロフィルには、カラー34を端部にもつ円錐壁33(図7)から構成されるベース24の円錐部25の内側の組み合わせプロフィルが対応する。前記カラーからボルト27の方向にはカラー34よりも直径の大きい末端フランジ37が延びている。
【0031】
円錐壁33はフレア状端部26の方向で溝35に結合しており、前記溝にはボルト27の保持を確保するパッキン36が収容されており、このパッキン36は例えばシリコーンから製造される。図2に示すように、皿頭29はパッキン36の圧縮により円錐部33に支承される。この圧縮はボルト27の保持を確保し、図2に示す位置までベース24の内側に導入された後の離脱を防ぐ。
【0032】
更に、内側カラー34は平滑円筒部31よりもやや大きい直径をもち、ボルト27を指節骨ベース24に挿入後にフランジ37の直径と相俟ってベースに対するボルトの制限された角変位を可能にする。
【0033】
骨ボルト27をベース24に配置すると、その頭29はパッキン36を圧縮し、こうしてボルト27の保持を確保する。
【0034】
甲側面と反対側のプレート8の縁部に適当な寸法の切込み38(図2及び8)を形成してもよく、こうすると、足底側屈曲時にプレート8の縁部と中足骨1の種子骨稜39の接触が完全に避けられ、従って、この場合には患者の不快感や苦痛を完全に避けられるという利点がある。
【0035】
中間プレート8は外科医が患者に最適なプレートを選択できるように適当な選択範囲を構成するように数種の厚みに作製することができる。移動防止ブロック28は例えば長さ約3mmにすることができる。指節骨ベース24は外科用セメントを使用せずに安定に固定できるようにヒドロキシアパタイト層で外側を覆うことが好ましい。
【0036】
本発明の全置換プロテーゼは上記利点以外に以下の利点をもつ。
【0037】
−中間プレート8と指節骨ベース24を軸方向に相対回転できるので、個体の歩行における指節骨と中足骨の自然回転を再現できる。このように自由に軸方向回転できるため、関節面の二重曲率R1,R2と相俟って中間プレート8と中足骨インプラント6の自動中心合わせも可能になる。
【0038】
−骨ボルト27がパッキン36によりベース24に確実に保持されるので、外科医はほぼモノブロックとして指節骨インプラント7を操作でき、ボルトを固定し易い。また、ボルト27が固定後に逆行し、ポリエチレンブロック28と接触してブロック28の望ましくない摩滅を生じる危険もなくなる。他方、このようにパッキン36により保持すると、約±3°の小さい角変位が可能になり、中足骨2におけるボルト27の自動方向調整が可能になる。
【0039】
−プレート8の足底部に切込み38を形成することにより、種子骨稜との接触を完全に避け、中足骨インプラント6に対するプレート8の位置を調整することができる。
【0040】
−ブロック28はプレート8を配置する指節骨ベース28に対して前記プレートが移動する危険を完全に避けることができる。
【0041】
−指節骨インプラント7はボルト27により指節骨2にしっかりと固定され、その中間プレート8は指節骨底の関節面を復元する。
【0042】
−プレート8と指節骨インプラント7の軸方向回転運動は生理条件下で非常に少量しか残滓を発生せず、実際に無視できる。
【0043】
中足骨インプラント6の関節面11は中足骨頭により本来形成される滑動帯を復元する。プロフィル面において中足骨遠位切断面は骨幹軸に垂直な面に対して約10°の角度をなすべきである。この切断面は中足骨1の足底面に向かって侵入しており、指節骨切断面に平行になるように、中足骨上の種子骨41の位置に僅かに接触する。中足骨1の甲側切断は中足骨の甲側皮層を平坦化するので、インプラント6は平面の甲側切断面16と、遠位切断面14と、例えば前記2つの切断面の間の2mmの表面15に対応する面取り切断面の3個の切断面を含む。インプラント6は全形態をカバー可能な曲率半径を含み、甲側から見たその長さもこの基準に合致しなければならない。
【0044】
本発明は種々の変形が可能である。例えば、曲率半径R1及びR2の2ゾーン間の3分の1/3分の2の割合は患者の解剖学的構造に応じて相当程度まで変動可能であり、曲率半径の数値についても同様である。骨ボルト27をベース24に保持するには保持パッキン36と等価の任意手段を利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ヒト右足骨格の縮小側面図であり、特に足指の中足指節関節を示す。
【図2】 中足指節関節に装着した本発明の全置換中足指節プロテーゼの1実施形態の鉛直面拡大半縦断面半側面図である。
【図3】 その固定棒の末端から矢印Fの方向に見た図2の中足骨インプラントの図である。
【図4】 図2の矢印Kの方向に見た中足骨インプラントの図である。
【図5】 中足骨インプラントと指節骨インプラントの間の介在プレートの拡大斜視図である。
【図6】 甲側面即ち図2の面に垂直な面における介在プレートの断面図である。
【図7】 指節骨インプラントのコンポーネントの拡大軸方向断面図である。
Claims (10)
- 本体(12)と骨固定棒(13)から構成される中足骨インプラント(6)と、指節骨インプラント(7)と、指節骨インプラントに対置されるように構成されており且つ中足骨インプラントの本体の相補的関節面(18)と協働する関節面(17)を備える中間プレート(8)とを含み、前記関節面と相補的関節面が中足骨(1)と指節骨(2)の解剖学的構造に夫々対応する異なる曲率半径(R1,R2)の2つのゾーン(22,23;19,21)を各々もつことを特徴とする切断型全置換中足指節プロテーゼであって、
大きいほうの曲率半径(R2)のゾーンが中足骨インプラント(6)とプレート(8)の関節面(18,17)のほぼ3分の2に及ぶこと;および
指節骨インプラント(7)が骨固定部材(27)に取り付けられた漏斗形回転管状ベース(24)を含み、前記漏斗形回転管状ベース(24)には前記漏斗形回転管状ベース(24)に対して回転可能なプレート(8)が支承されていること
を特徴とし、
曲率半径は前額面と矢状面に垂直である平面で測定される、前記プロテーゼ。 - 骨固定部材が海綿質骨ボルト(27)であることを特徴とする請求項1に記載のプロテーゼ。
- プレート(8)が漏斗形回転管状ベース(24)に軸方向に係合するように構成された移動防止ブロック(28)を備えることを特徴とする請求項1に記載のプロテーゼ。
- 漏斗形回転管状ベース(24)が角方向遊びを保ちながら海綿質骨ボルト(27)を受容できるような内側形状をもつことを特徴とする請求項1又は2に記載のプロテーゼ。
- 漏斗形回転管状ベース(24)が、海綿質骨ボルト(27)の平滑円筒部(31)よりもやや大きい直径をもち、前記ボルトの頭(29)とねじ切り部(32)の間に配置される内側カラー(34)をもつことを特徴とする請求項4に記載のプロテーゼ。
- プレート(8)と接触しないように骨固定部材(27)を漏斗形回転管状ベース(24)に保持するための保持手段が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のプロテーゼ。
- 骨ボルト(27)の頭(29)が皿頭であり、前記保持手段が、漏斗形回転管状ベース(24)の内側溝(35)に受容され且つボルトを角変位させることによりボルトの皿頭により圧縮される弾性パッキン(36)を含むことを特徴とする請求項6のいずれか一項に記載のプロテーゼ。
- 漏斗形回転管状ベース(24)がプレート(8)を支承可能な漏斗形円錐部(26)を備えることを特徴とする請求項1に記載のプロテーゼ。
- 甲側面と反対側のプレート(8)の縁部に、足底側屈曲時に中足骨(1)の種子骨稜(39)と前記プレート縁部の接触を完全に避けるための切込み(38)が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のプロテーゼ。
- 中足骨インプラント(6)を装着すると骨固定棒(13)が中足骨の軸に同軸状になるように、中足骨インプラントの骨固定棒が前記棒を固定するインプラント(6)の本体(12)の遠位骨支承平面(14)に対して約100°の角度(C)だけ傾斜していることを特徴とする請求項1に記載のプロテーゼ。
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