JP5536114B2 - 運動誘発逆肩アセンブリ - Google Patents

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Description

本発明は、運動誘発逆肩アセンブリに関するものである。
人工逆肩関節(reverse shoulder prosthesis)は、機能を失った回旋腱板、疼痛、続発性関節症、及び偽麻痺を有する患者が使用するために提示されてきた。このような人工逆肩関節の埋込みを受ける患者は、通常、内旋又は外旋、或いは内旋又は外旋のいずれかと別のタイプの運動との組合せを必要とするより複雑な運動を患者が行うことを阻害する筋肉の欠損を有している。そのような例の一つが、一般に「ホーンブロワーの徴候(Hornblower’s sign)」又は「ドロッピング徴候(dropping sign)」と呼ばれる臨床症状であり、この状態では、外旋筋の欠損によって患者は腕を持ち上げるときに腕を外旋させることが妨げられ、多くの場合、腕を持ち上げる際に腕を内旋させてしまう。この外旋は、食事や歯磨きを含むがそれらに限定されない日常生活の多くの活動で用いられる。肩内の外旋筋の一部は、後部三角筋(posterior deltoid)、棘下筋、及び小円筋であり、通常、腱板断裂を患う患者は、棘下筋や小円筋がほとんど機能しないようになっている。
本明細書では、運動誘発人工逆肩関節を開示する。
本発明の一実施形態は、関節窩球と関節窩プレートを備える関節窩構成要素に関し、関節窩球は接合面を備え、この接合面は運動誘発要素を備えている。
本発明の別の実施形態は、上腕骨ステムと、上腕骨ライナと、上腕骨ライナを上腕骨ステムに連結させる上腕骨アダプタプレートとを備える上腕骨構成要素に関し、上腕骨ライナは運動誘発上腕骨ライナ面を備えている。
本発明の別の実施形態は、運動誘発関節窩球と運動誘発上腕骨ライナを備える逆肩アセンブリに関するものである。一実施形態では、逆肩アセンブリが患者に埋め込まれるとき、逆肩アセンブリは、患者の三角筋によって生み出される外転力を前方屈曲力に変化させるように設計されている。また、一実施形態では、逆肩アセンブリが患者に埋め込まれるとき、逆肩アセンブリは、高レベルの上肢持ち上げの際に、患者の三角筋によって生み出される外転力を外旋力に変化させるように設計されている。また、一実施形態では、逆肩アセンブリが患者に埋め込まれるとき、逆肩アセンブリは、患者の三角筋によって生み出される外転力を前方屈曲及び外旋力に変化させるように設計される。
本発明の別の実施形態は、関節窩構成要素と上腕骨構成要素を備える逆肩アセンブリに関し、関節窩構成要素は接合面を備え、この接合面は運動誘発要素を備え、上腕骨構成要素は上腕骨ライナを備え、この上腕骨ライナは運動誘発上腕骨ライナ面を備え、運動誘発要素と運動誘発上腕骨ライナ面は、関節窩構成要素が関節窩内に埋め込まれ、上腕骨構成要素が上腕骨内に埋め込まれるときに、運動誘発要素と運動誘発上腕骨ライナ面との間の相互作用が、肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の前方屈曲運動に変化させるように設計されている。また、一実施形態では、運動誘発要素と運動誘発上腕骨ライナ面との間の相互作用は、さらに肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の外旋運動に変化させるようになっている。
本発明の別の実施形態は、関節窩球と関節窩プレートを備える関節窩構成要素に関し、関節窩球は運動誘発誘導面を備えている。
本発明の別の実施形態は、上腕骨ステムと、上腕骨ライナと、上腕骨ライナを上腕骨ステムに連結する上腕骨アダプタプレートとを備える上腕骨構成要素に関し、上腕骨ライナは接合面を備え、この接合面は運動誘発要素を備えている。
本発明の別の実施形態は、関節窩構成要素と上腕骨構成要素を備える逆肩アセンブリに関し、上腕骨構成要素は上腕骨ライナを備え、この上腕骨ライナは接合面を備え、この接合面は運動誘発要素を備え、関節窩構成要素は運動誘発誘導面を備え、運動誘発要素と運動誘発誘導面は、関節窩構成要素が関節窩内に埋め込まれ、上腕骨構成要素が上腕骨内に埋め込まれるときに、運動誘発要素と運動誘発誘導面との間の相互作用が、肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の前方屈曲運動に変化させるように設計されている。一実施形態では、運動誘発要素と運動誘発誘導面との間の相互作用は、さらに肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の外旋運動に変化させるようになっている。
また、本発明の別の実施形態は、人工逆肩関節の使用方法に関するものである。
本発明の別の実施形態は、内旋又は外旋の欠陥を有する患者における人工逆肩関節の使用に関し、関節窩球上及び/又は対合する上腕骨ライナ上に誘導特徴部分を配置することによって、幾何学的表面の関節運動、及び/又は、人工関節が欠損部の反対方向に落ちることを防止する及び/又は抑制する(たとえば、外旋筋の欠損により生じる外旋共働筋(external rotation force couple)の欠如によって人工関節が内旋してしまうことを防止するように抑制する)誘導特徴部分により、これらの回転の欠陥が補完される。
さらに、本発明の別の実施形態は、複数の安定位置を維持する(たとえば、一つの安定位置が一つの群の運動に用いられ、別の安定位置が別の群の運動に用いられる)、(一つ又は複数の)表面を提供する逆肩アセンブリに関するものである。
本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 約60°の上肢外転における本発明の逆肩アセンブリの様々な構成要素間の相互作用の一実施形態を示す図である。 約60°の上肢外転における本発明の逆肩アセンブリの様々な構成要素間の相互作用の一実施形態を示す図である。 約70°の上肢外転における本発明の逆肩アセンブリの様々な構成要素間の相互作用の一実施形態を示す図である。 約70°の上肢外転における本発明の逆肩アセンブリの様々な構成要素間の相互作用の一実施形態を示す図である。 約90°又は完全な上肢外転における本発明の逆肩アセンブリの様々な構成要素間の相互作用の一実施形態を示す図である。 約90°又は完全な上肢外転における本発明の逆肩アセンブリの様々な構成要素間の相互作用の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における関節窩構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。 本発明における上腕骨構成要素の一実施形態を示す図である。
本明細書で開示される実施形態を、添付の図面を参照しながらさらに説明する。添付の図面では、同様の構造はいくつかの図を通して同様の符合を付して示されている。示される図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、本明細書で開示される実施形態の原則を示す際に全体的に強調が加えられている。
上記で示した図面は、本明細書において開示される実施形態を説明するものであるが、議論において述べられるように他の実施形態も企図される。この開示は、限定のためではなく説明のために例示的な実施形態を示したものである。当業者であれば、本明細書で開示される実施形態の原則の範囲及び精神に包含される、多数の他の修正形態及び実施形態を創作することができる。
本発明の詳細な実施形態を本明細書で開示するものの、開示される実施形態は、様々な形態で実施することができる本発明の例示に過ぎないことを理解されたい。さらに、本発明の様々な実施形態と関連付けて示されるそれぞれの例は、例示的であるが限定的でないことが意図される。さらに、これらの図は、必ずしも縮尺どおりではなく、特定の構成要素の詳細を示すためにいくつかの特徴部分が強調されることがある(また、図示されるいかなるサイズ、材料、及び同様の詳細も、当然ながら例示的であるが限定的でないことが意図される)。したがって、本明細書において開示する固有の構造的及び機能的詳細は、限定としてではなく、当業者が本発明を様々に用いるための教示のための単なる代表的な原理として解釈されるべきである。
本明細書に記載される際、本発明の様々な実施形態は、高レベルの上肢外転で前方屈曲を誘発する(一方で、低レベルの外転では運動をほとんど又は全く制限又は抑制しない)運動誘発要素を(たとえば関節窩球(glenosphere)及び/又は上腕骨ライナ(humeral liner)上などに)提供する。さらに、本明細書に記載されるように、本発明の様々な実施形態は、一つのタイプの運動を別のタイプの運動に変化させることができる逆肩アセンブリを提供する。
本明細書で使用される際、「人工逆肩関節」、「逆肩アセンブリ」、「逆肩システム」、「全人工逆肩関節」及び「逆肩インプラント」は、明細書全体を通して互換可能に用いられる。
図1A〜図1Cは、本発明における関節窩構成要素100の一実施形態を示したものである。関節窩構成要素100は、凸形関節窩球110と関節窩プレート120を備える。一実施形態では、関節窩球110と関節窩プレート120は、一体のユニットとして形成することができる。一実施形態では、関節窩球110と関節窩プレート120は、モジュール構成で一つに固定される二つの別個の構成要素である。一実施形態では、関節窩球110は、穴112を貫通するアセンブリボルトを用いて関節窩プレート120に組み付けられる。一実施形態では、関節窩球110は、穴112を備えていない。たとえばコバルトクロムで構成することができる関節窩球110は、運動誘発円柱要素140を有する凸形状の接合面115を備える。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、約0.2032cm(約0.08インチ)から約1.27cm(約0.50インチ)、約0.254cm(約0.10インチ)から約1.016cm(約0.40インチ)、約0.508cm(約0.20インチ)から約0.762cm(約0.30インチ)の範囲の直径を有する。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、約0.635cm(約0.25インチ)の直径を有する。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ)、約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の範囲の高さを有する。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、0.3556cm(約0.14インチ)の高さを有する。一実施形態では、たとえばチタンで構成することができる関節窩プレート120は、骨「貫通成長」ケージステム(bone ”through-growth” cage stem)130を備え、骨「貫通成長」ケージステム130は、ボーングラフトが(たとえば注射器によって)プレートの前方を通して注入されること、及び/又はケージステム130の底面内の穴を通して配置されることを可能にしている。一実施形態では、骨「貫通成長」ケージステム130が、関節窩プレート120上で鉛直方向寸法の中心点から(たとえば約4mm)上方にずらされており、全肩関節形成のために実行される際に(すなわち欠陥が生じる関節窩の中心に穴を穿孔し、それにより骨を保存する)従来の手術技術を外科医が維持することを可能にしている。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、関節窩球110の接合面115上の鉛直方向寸法の中心点から(たとえば約4mm)上方にずらされる。一実施形態では、関節窩プレート120は、以下の寸法/特徴部分、すなわち直径29mm、テーパ5mm、長さ20mmの骨「貫通成長」ケージステム130を有しており、骨「貫通成長」ケージステム130は、圧縮ねじが約15°傾けられることを可能にする球形基部を有するねじ穴を備え、それぞれの穴は、係止押えねじを取り付けるためのねじ切りされた部分を有している。
一実施形態では、関節窩球110と関節窩プレート120は、患者の肩関節に埋め込むことができる本発明の逆肩アセンブリの構成要素である。使用中に、運動誘発円柱要素140は、上腕骨の位置を変えるときに誘発される運動の方向を変化させるように設計され、接合面115上に位置決めされる。接合面115上の運動誘発円柱要素140の位置決めを選択することにより、様々なタイプの運動を誘発することができる。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が外旋運動に変化されるように接合面115上に位置決めされる。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が前方屈曲運動に変化されるように接合面115上に位置決めされる。一実施形態では、運動誘発円柱要素140は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が外旋及び前方屈曲運動に変化されるように接合面115上に位置決めされる。
図2A〜図2Cは、本発明における関節窩構成要素200の一実施形態を示したものである。関節窩構成要素200は、関節窩球210と関節窩プレート220を備える。一実施形態では、関節窩球210と関節窩プレート220は、モジュール構成で一つに固定される二つの別個の構成要素である。一実施形態では、関節窩球210は、穴212を貫通するアセンブリボルトを用いて関節窩プレート220に組み付けられる。一実施形態では、関節窩球210は、穴212を備えていない。一実施形態では、関節窩球210と関節窩プレート220は、一体のユニットとして形成することができる。たとえばコバルトクロムで構成することができる関節窩球210は、運動誘発球形要素240を有する凸形状の接合面215を備える。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、約0.2032cm(約0.08インチ)から約1.27cm(約0.50インチ)、約0.254cm(約0.10インチ)から約1.016cm(約0.40インチ)、約0.508cm(約0.20インチ)から約0.762cm(約0.30インチ)の範囲の直径を有する。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、約0.635cm(約0.25インチ)の直径を有する。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ)、約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の範囲の高さを有する。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、0.3556cm(約0.14インチ)の高さを有する。一実施形態では、たとえばチタンで構成することができる関節窩プレート220は、骨「貫通成長」ケージステム230を備え、骨「貫通成長」ケージステム230は、ボーングラフトが(たとえば注射器によって)プレートの前方を通して注入されること、及び/又はケージステム230の底面内の穴を通して配置されることを可能にしている。一実施形態では、骨「貫通成長」ケージステム230が、関節窩プレート220上で鉛直方向寸法の中心点から(たとえば約4mm)上方にずらされており、全肩関節形成のために実行される際に(すなわち欠陥が生じる関節窩の中心に穴を穿孔し、それにより骨を保存する)従来の手術技術を外科医が維持することを可能にしている。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、関節窩球210の接合面215上の鉛直方向寸法の中心点から(たとえば約4mm)上方にずらされる。一実施形態では、関節窩プレート220は、以下の寸法/特徴部分、すなわち直径29mm、テーパ5mm、長さ20mmの骨「貫通成長」ケージステム230を有しており、骨「貫通成長」ケージステム230は、圧縮ねじが約15°傾けられることを可能にする球形基部を有するねじ穴を備え、それぞれの穴は、係止押えねじを取り付けるためのねじ切りされた部分を有している。
一実施形態では、関節窩球210と関節窩プレート220は、患者の肩関節に埋め込むことができる本発明の逆肩アセンブリの構成要素である。使用中に、運動誘発球形要素240は、上腕骨の位置を変えるときに誘発される運動の方向を変化させるように設計され、接合面215上に位置決めされる。接合面215上の運動誘発球形要素240の位置決めを選択することにより、様々なタイプの運動を誘発することができる。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が外旋運動に変化されるように接合面215上に位置決めされる。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が前方屈曲運動に変化されるように接合面215上に位置決めされる。一実施形態では、運動誘発球形要素240は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が外旋及び前方屈曲運動に変化されるように接合面215上に位置決めされる。
図3A〜図3Cは、本発明における関節窩構成要素300の一実施形態を示したものである。上腕骨構成要素300は、圧入又はセメント固定応用例のいずれかにおいて使用することができ、たとえばチタンで構成することができる上腕骨ステム305、たとえば超高分子量ポリエチレンで構成することができる上腕骨ライナ310、及び、上腕骨ライナ310を上腕骨ステム305に連結させる、たとえばチタンで構成することができる上腕骨アダプタプレート320を備える。上腕骨ライナ310は、関節窩球110又は210の凸形状接合面115又は215と係合するように設計される凹形状接合面315、くぼんだ領域330、及び、関節窩球110又は210の運動誘発要素140又は240と係合するように設計される運動誘発上腕骨ライナ面340を備える。一実施形態では、運動誘発上腕骨ライナ面340は、運動誘発要素140又は240に係合し、運動誘発要素140又は240がそれに沿って前後に移動し又は進む表面を提供する。一実施形態では、上腕骨ライナ310は、厚さを(たとえば+0、+2.5mm)変化させて設けることができる。一実施形態では、くぼんだ領域330は、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.6477cm(約0.255インチ)、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ)、約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の可変の深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域330は、約0.4826cm(約0.19インチ)の深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域330の深さは、接合面315から測定される。
一実施形態では、上腕骨構成要素300と関節窩構成要素100又は200は、患者の肩関節に埋め込むことができる本発明の逆肩アセンブリの構成要素を形成する。一実施形態では、接合面315からくぼむ材料の量は変化可能であり、運動誘発特徴部分が係合されることが望ましい固有の外転角度に応じて変化する。一実施形態では、くぼんだ領域330の深さは、運動誘発要素140又は240の高さを選択した後に決定される。一実施形態では、くぼんだ領域330の深さは、運動誘発要素140又は240が運動誘発上腕骨ライナ面340と相互作用するときに凸形状接合面115又は215がくぼんだ領域330に接触しないように運動誘発要素140又は240の高さよりも大きい。
図4A、図4B、図5A、図5B、図6A、及び図6Bは、様々な角度の肩の外転における本発明の逆肩アセンブリ400の様々な構成要素間の相互作用の実施形態を示したものである。逆肩アセンブリ400は、図3A〜図3Cの上腕骨構成要素300(上腕骨ステム305、上腕骨ライナ310、及び上腕骨アダプタプレート320)と図1A〜図1Cの関節窩構成要素100又は図2A〜図2Cの関節窩構成要素200(関節窩球110又は210及び関節窩プレート120又は220)を備える。肩関節(たとえば鎖骨、肩甲骨、上腕骨、及び関連する筋肉、靭帯、及び腱)は、図4A、図4B、図5A、図5B、図6A、及び図6Bに示されていないことに注目されたい。図示しないが、いくつかの実施形態では、個々の構成要素を別の構成要素に組み付けるため、及び構成物を生来の骨に組み付けるために、ねじ及び固定装置を使用することができる(これらの要素はたとえばチタンで構成することができる)。
一実施形態では、逆肩アセンブリ400は、回旋腱板裂傷関節形成(rotator cuff tear arthroplasty)、前上方逸脱(anterosuperior escape)を伴う不安定、偽麻痺、並びに関節炎の手術及び骨折管理の失敗を含むがそれらに限定されない状態を有する患者を治療するために使用することができる。一実施形態では、逆肩アセンブリ400は、回旋腱板裂傷関節症(後期腱板裂傷関節症)、すなわち、関節炎に伴い肩関節をもはや無傷で保持することができず又は肩関節を正常に機能させるができないところまで、回旋腱板筋肉(肩関節周囲の筋肉)が変性し又は弱くなった症状を有する患者のために使用することができる。一実施形態では、逆肩アセンブリ400は、失敗した肩置換や肩骨折のための補正手術を必要とする患者のために使用することができる。一実施形態では、逆肩アセンブリ400は、回旋腱板を持たない(偽麻痺肩)患者のために使用することができる。
関節窩プレート120又は220は患者の関節窩内に埋め込まれ、上腕骨ステム305は患者の上腕骨内へと埋め込まれることを理解されたい。一実施形態では、関節窩プレート120又は220が関節窩骨内に埋め込まれるときに、骨「貫通成長」ケージステム130又は230が関節窩骨の中心に位置決めされ、関節窩プレート120又は220の遠位リムが関節窩骨の接合面の遠位縁部と位置合せされるように、骨「貫通成長」ケージステム130又は230が、関節窩プレート120又は220の鉛直方向寸法の中間点から(たとえば約4mm)上方にずらされている。一実施形態では、関節窩球110又は210の運動誘発要素140又は240、及び上腕骨ライナ310の運動誘発上腕骨ライナ面340は、埋め込まれるときに、運動誘発要素140又は240と運動誘発上腕骨ライナ面340との間の相互作用が、肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の前方屈曲運動に変化させるように設計される。一実施形態では、関節窩球110又は210の運動誘発要素140又は240、及び上腕骨ライナ310の運動誘発上腕骨ライナ面340は、埋め込まれるときに、運動誘発要素140又は240と運動誘発上腕骨ライナ面340との間の相互作用が、肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の外旋運動に変化させるように設計される。一実施形態では、関節窩球110又は210の運動誘発要素140又は240、及び上腕骨ライナ310の運動誘発上腕骨ライナ面340は、埋め込まれるときに、運動誘発要素140又は240と運動誘発上腕骨ライナ面340との間の相互作用が、肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の外旋及び前方屈曲運動に変化させるように設計される。
一実施形態では、関節窩球110又は210の運動誘発要素140又は240は、低レベルの上肢上昇では運動誘発要素が内旋及び/又は外旋を抑制しないようにサイズ決めされ、関節窩球110又は210上で位置決めされている。関節窩球110又は210の運動誘発要素140又は240が、上腕骨ライナ310の運動誘発上腕骨ライナ面340と接触する点は、関節窩球110又は210及び上腕骨ライナ310の幾何学形状(具体的には、運動誘発要素140又は240の位置や上腕骨ライナ310からくぼむ材料の量)に応じて変化させることができる。一実施形態では、この点は、約30°から約90°の間の肩外転で発生する。図4A及び図4Bに示すように、運動誘発要素140又は240と運動誘発上腕骨ライナ面340は、関節窩プレート120又は220が患者の関節窩内に埋め込まれ、上腕骨ステム305が患者の上腕骨内に埋め込まれ、且つ患者がその上肢を約60°の肩外転まで上げるときに、運動誘発上腕骨ライナ面340が運動誘発要素140又は240と係合するように設計される。図5A及び図5Bで示すように、患者がその上肢を約60°の肩外転から約70°の肩外転まで上げる際、運動誘発要素140又は240は、運動誘発上腕骨ライナ面340に沿って移動し、上腕骨の前方屈曲(すなわち約10°の前方屈曲)を誘発する。図5A及び図5Bで示す実施形態では、外転運動はまた外旋運動を誘発する。図6A及び図6Bで示すように、患者がその上肢を約90°の肩外転まで上げる(すなわち完全に外転させる)際、運動誘発要素140又は240は、運動誘発上腕骨ライナ面340に沿って移動し続け、上腕骨の前方屈曲(すなわち、合計約20°の前方屈曲)をさらに誘発する。図6A及び図6Bで示す実施形態では、外転運動はまた外旋運動を誘発する。
図7A〜図7Cは、本発明における上腕骨構成要素700の一実施形態を示したものである。上腕骨構成要素700は、圧入又はセメント固定応用例のいずれかにおいて使用することができ、たとえばチタンで構成することができる上腕骨ステム705、たとえば超高分子量ポリエチレンで構成することができる上腕骨ライナ710、及び、上腕骨ライナ710を上腕骨ステム705に連結させる、たとえばチタンで構成することができる上腕骨アダプタプレート720を備える。上腕骨ライナ710は、本発明における関節窩球の凸形状接合面と係合するように設計された凹形状接合面715、運動誘発上腕骨ライナ面750、及び、使用中に逆肩アセンブリの安定性を向上させるように設計された後方フード740を有するくぼんだ領域730を備える。運動誘発上腕骨ライナ面750は、本発明における関節窩球の運動誘発要素と係合するように設計されている。一実施形態では、運動誘発上腕骨ライナ面750は運動誘発要素に係合し、運動誘発要素がそれに沿って前後に移動し又は進む表面を提供する。一実施形態では、上腕骨ライナ710は、厚さを(たとえば+0、+2.5mm)変化させて設けることができる。一実施形態では、くぼんだ領域730は、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.6477cm(約0.255インチ)、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ)、約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の可変の深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域730は、約0.4826cm(約0.19インチ)の深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域730の深さは、接合面715から測定される。
一実施形態では、上腕骨構成要素700と本発明における関節窩構成要素は、患者の肩関節に埋め込むことができる本発明の逆肩アセンブリを形成する。一実施形態では、接合面715からくぼむ材料の量は変化可能であり、運動誘発特徴部分が係合されることが望ましい固有の外転角度に応じて変化する。一実施形態では、くぼんだ領域730の深さは、本発明における関節窩の運動誘発要素の高さを選択した後に決定される。くぼんだ領域730の深さは、運動誘発要素が運動誘発上腕骨ライナ面750と相互作用するときに関節窩球の凸形状接合面がくぼんだ領域730と接触しないように、関節窩球の運動誘発要素の高さよりも大きくする必要がある。
一実施形態では、上腕骨構成要素700と本発明における関節窩構成要素は、回旋腱板裂傷関節形成を治療するために使用される逆肩アセンブリを形成する。そのような実施形態では、くぼんだ領域730の後方フード740は、運動誘発要素が筋肉欠損の方向から外れて落ちることを防止するように設計されている。一実施形態では、後方フード740は、外旋筋欠損により生じる外旋共働筋の欠如によって運動誘発要素が内旋してしまうことを防止するように、(たとえば後方欠損関節窩のために前方/上方側に、前方欠損関節窩のために後方/上方側に)盛り上がった幾何学形状を備える。
図8A〜図8Cは、本発明における上腕骨構成要素800の一実施形態を示したものである。上腕骨構成要素800は、圧入又はセメント固定応用例のいずれかにおいて使用することができ、たとえばチタンで構成することができる上腕骨ステム805、たとえば超高分子量ポリエチレンで構成することができる上腕骨ライナ810、及び、上腕骨ライナ810を上腕骨ステム805に連結させる、たとえばチタンで構成することができる上腕骨アダプタプレート820を備える。上腕骨ライナ810は、本発明における間節窩球の凸形状接合面と係合するように設計された凹形状接合面815、本発明における関節窩球の運動誘発要素と係合するように設計された運動誘発上腕骨ライナ面850、及び、後方フード840を有するくぼんだ領域830を備え、後方フード840は、(レバーアウト(lever-out)により)潜在的に脱臼を生じる可能性がある、何らかのもの(骨、インプラント、組織など)への運動誘発要素の衝突を防止するために追加表面領域を提供するように設計されている。一実施形態では、運動誘発上腕骨ライナ面850は運動誘発要素に係合し、運動誘発要素がそれに沿って前後に移動し又は進む表面を提供する。一実施形態では、上腕骨ライナ810は、厚さを(たとえば+0、+2.5mm)変化させて設けることができる。運動誘発上腕骨ライナ面850の少なくとも一つの端部は、関節窩球の運動誘発要素との機械的相互係止によって安定位置を作り出すように設計された溝(groove)860内で終端する。一実施形態では、溝860は、運動誘発要素が第2の安定位置までたどることができる軌道であり、この第2の安定位置は、運動誘発要素を固有の場所に係止し、患者がその固有の向きでさらなる運動を行うことを可能にする。一実施形態では、この安定位置は、患者がその上肢を所与の位置に維持すること(筋肉の欠損により外旋力が基本的に存在しないことがあるので、それにより内旋力と機械的相互係止を平衡させること)を助けるものである。
一実施形態では、くぼんだ領域830は、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.6477cm(約0.255インチ)、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ)、約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の、変化可能な深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域830は、約0.4826cm(約0.19インチ)の深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域830の深さは、接合面815から測定される。
一実施形態では、上腕骨構成要素800と本発明における関節窩構成要素は逆肩アセンブリを形成する。一実施形態では、接合面815からくぼむ材料の量は変化可能であり、運動誘発特徴部分が係合されることが望ましい固有の外転の角度に応じて変化する。一実施形態では、くぼんだ領域830の深さは、運動誘発要素の高さを選択した後に決定される。一実施形態では、くぼんだ領域830の深さは、運動誘発要素が運動誘発上腕骨ライナ面850と相互作用するときに関節窩球の凸形状接合面がくぼんだ領域830と接触しないように、運動誘発要素の高さよりも大きくする必要がある。
一実施形態では、上腕骨構成要素800と本発明における関節窩構成要素は逆肩アセンブリを形成する。一実施形態では、上腕骨構成要素800と本発明における関節窩構成要素は、回旋腱板裂傷関節形成を治療するために使用される本発明の逆肩アセンブリを形成する。そのような実施形態では、くぼんだ領域830の後方フード840は、アセンブリが筋肉欠損の方向から外れて落ちることを防止するように設計されている。後方フード840は、外旋筋欠損により生じる外旋共働筋の欠如によって運動誘発要素が内旋してしまうことを防止するように、(たとえば後方欠損関節窩のために前方/上方側に、前方欠損関節窩のために後方/上方側に)盛り上がった幾何学形状を備えることができる。
本発明のいくつかの実施形態では、関節窩球の運動誘発要素は、運動誘発要素と運動誘発上腕骨ライナ面との間の相互作用中に、関節窩球の凸形状接合面上で静止した状態となるように設計されている。ただし、モジュール式であり、すなわち運動誘発要素と運動誘発上腕骨ライナ面との間の相互作用中に関節窩球の凸形状接合面上に静止した状態とならない運動誘発要素を関節窩球上に有することが望ましいことがある。そのような実施形態では、運動誘発要素は、第1の端部及び第2の端部を有する選択された長さを備えたスロット(slot)内で移動するように設計され、運動誘発要素は、外転運動中に外転運動を妨害しないように邪魔にならないところに移動する。上腕骨ライナが外転及び回転させられるとき、スロットの軸外に力が加えられるために運動誘発要素は移動せず、運動誘発要素が固定されたままとなり、モジュール式でない特徴部分と同じような手法で運動のタイプが転換される。
図9A〜図9Cは、本発明における関節窩構成要素900の一実施形態を示したものである。関節窩構成要素900は、関節窩球910と関節窩プレート920を備える。一実施形態では、関節窩球910と関節窩プレート920は、一体のユニットとして形成することができる。一実施形態では、関節窩球910と関節窩プレート920は、モジュール構成で一つに固定される二つの別個の構成要素である。一実施形態では、関節窩球910は、穴912を貫通するアセンブリボルトを用いて関節窩プレート920に組み付けられる。一実施形態では、関節窩球910は、穴912を備えていない。たとえばコバルトクロムで構成することができる関節窩球910は、運動誘発球形要素940を有する凸形状接合面915を備え、運動誘発球形要素940は、第1の端部950a及び第2の端部950bを有するスロット950内で移動又は平行移動するように設計される。スロット950は、運動誘発球形要素940がスロット950の全長内で、第1の端部950aから第2の端部950bへ、及び第1の端部950aへと戻って摺動することができるように設計されている。一実施形態では、運動誘発球形要素940は、約0.2032cm(約0.08インチ)から約1.27cm(約0.50インチ)、約0.254cm(約0.10インチ)から約1.016cm(約0.40インチ)、約0.508cm(約0.20インチ)から約0.762cm(約0.30インチ)の範囲の直径を有する。一実施形態では、運動誘発球形要素940は、約0.635cm(約0.25インチ)の直径を有する。一実施形態では、運動誘発球形要素940は、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ)、約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の範囲の高さを有する。一実施形態では、運動誘発球形要素140は、0.3556cm(約0.14インチ)の高さを有する。一実施形態では、たとえばチタンで構成することができる関節窩プレート920は、骨「貫通成長」ケージステム930を備え、骨「貫通成長」ケージステム930は、ボーングラフトが(たとえば注射器によって)プレートの前方を通して注入されること、及び/又はケージステム930の底面内の穴を通して配置されることを可能にしている。一実施形態では、骨「貫通成長」ケージステム930が、関節窩プレート920上で鉛直方向寸法の中心点から(たとえば約4mm)上方にずらされており、全肩関節形成のために実行される際に(すなわち欠陥が生じる関節窩の中心に穴を穿孔し、それにより骨を保存する)従来の手術技術を外科医が維持することを可能にしている。一実施形態では、関節窩プレート920は、以下の寸法/特徴部分、すなわち直径29mm、テーパ5mm、長さ20mmの骨「貫通成長」ケージステム930を有し、骨「貫通成長」ケージステム930は、圧縮ねじが約15°傾けられることを可能にする球形基部を有するねじ穴を備え、それぞれの穴は、係止押えねじを取り付けるためのねじ切りされた部分を有している。
一実施形態では、関節窩球910と関節窩プレート920は、患者の肩関節に埋め込むことができる本発明の逆肩アセンブリの構成要素である。使用中に、運動誘発球形要素940は、上腕骨の位置を変えるときに誘発される運動の方向を変化させるように設計され、関節窩球910上に位置決めされる。接合面915上の運動誘発球形要素940の位置決めを選択することにより、様々なタイプの運動を誘発することができる。一実施形態では、運動誘発球形要素940とスロット950は、患者がその上肢を上げて肩をある程度まで外転させるとき、外転運動が前方屈曲運動に変化されるように設計されている。
一実施形態では、関節窩構成要素900と上腕骨構成要素300、700、又は800は、回旋腱板裂傷関節形成を治療するために使用される本発明の逆肩アセンブリを形成する。一実施形態では、スロット950は、運動誘発上腕骨ライナ面340、750、又は850と運動誘発球形要素940との間の意図されない接触の影響を制限するように設計される。運動誘発上腕骨ライナ面340、750、又は850と運動誘発球形要素940との間の不慮の接触によって生じる可能性がある、レバーアウト転移(lever out dislocation)の可能性を制限するために、運動誘発球形要素940は、モジュールとなるよう、及び関節窩球910内のスロット950内に挿入されるように製作することができ、それにより、患者がその上肢を上げて肩をある程度外転させるときに、運動誘発上腕骨ライナ面340、750、又は850が運動誘発球形要素940に接触し、スロット950が終わるところまで運動誘発球形要素940を移動させ、その地点で外転運動が前方屈曲運動に転換される。図9A〜図9Cで示すように、スロット950は、患者が完全な外転を達成することを阻害しないように、下方から上方へと延在する。一実施形態では、スロット950は、約0.2286cm(約0.09インチ)から約1.2954cm(約0.51インチ)、約0.2032cm(約0.08インチ)から約1.27cm(約0.50インチ)、約0.254cm(約0.10インチ)から約1.016cm(約0.40インチ)、約0.508cm(約0.20インチ)から約0.762cm(約0.30インチ)の範囲の幅を有する。一実施形態では、スロット950の幅は、0.6604cm(約0.26インチ)である。一実施形態では、スロット950は、スロット950(すなわちスロット950が始まるところ)の配置に関連して維持されることが望ましい外転の大きさに基づいて決定することができる長さを有する。一実施形態では、スロット950は、約0.254cm(約0.10インチ)から約2.54cm(約1.00インチ)、0.381cm(約0.15インチ)から約2.413cm(約0.95インチ)、約0.508cm(約0.20インチ)から約2.286cm(約0.90インチ)、約0.635cm(約0.25インチ)から約2.286cm(約0.90インチ)、約0.762cm(約0.30インチ)から約2.159cm(約0.85インチ)、約0.889cm(約0.35インチ)から約2.032cm(約0.80インチ)、約1.016cm(約0.40インチ)から約1.905cm(約0.75インチ)、約1.143cm(約0.45インチ)から約1.778cm(約0.70インチ)、約1.27cm(約0.50インチ)から約1.651cm(約0.65インチ)、約1.397cm(約0.55インチ)から約1.524cm(約0.60インチ)の範囲の長さを有する。一実施形態では、スロット950は、約1.397cm(約0.55インチ)の長さを有する。図9A〜図9Cは、固有のサイズ、固有の形状、及び固有の向き(下方から上方)を有するスロット950の一実施形態を示したもおであるが、すべての実施形態が図9A〜図9Cに示すものに限定されるわけではなく、スロット950の他のサイズ、形状、及び向きが可能であることを理解されたい。
一実施形態では、運動誘発要素140、240、又は940の位置及び/又は幾何学形状は、上腕骨の位置を変える際に誘発される運動の方向を変化させるように変更することができる。一実施形態では、運動誘発要素は円柱形である(たとえば図1A〜図1Cの140参照)。また、一実施形態では、運動誘発要素は球形である(たとえば図2A〜図2Cの240及び図9A〜図9Cの940参照)。一実施形態では、運動誘発球形要素240又は940は、誘発される運動中の自由度をより大きくする。一実施形態では、運動誘発要素は、上腕骨位置を変える際に誘発される運動の方向及び/又は大きさを変化させることができるより複雑な(たとえば非対称の)幾何学形状を有する。一実施形態では、本発明における運動誘発要素は、たとえば生体適合性プラスチック又は生体適合性金属で構成することができる。一実施形態では、運動誘発要素140、240、又は940は、たとえばコバルトクロムなど、関節窩球110、210、又は910と同じ材料で構成することができる。一実施形態では、運動誘発要素140、240、又は940は、たとえば超高分子量ポリエチレンなど、関節窩球110、210、又は910と異なる材料で構成することができる。一実施形態では、運動誘発要素140、240、又は940の(一つ又は複数の)材料は変更することができる。一実施形態では、運動誘発要素140、240、又は940の表面仕上げは変更することができる。一実施形態では、運動誘発要素140、240、又は940、及び/又は運動誘発上腕骨ライナ面340、750、又は850の幾何学形状は、本発明の逆肩アセンブリの性能(たとえば磨耗の制限/骨折の防止など)を改善するために、且つ/或いは、同時に(たとえば、摩擦及び/又は機械的相互係止により内旋力と存在しない外旋力とを平衡させることによって)患者が上肢を新しい位置に維持することを補助するように変更することができる。
図1A〜図9Cで示す実施形態は、運動誘発要素140、240、及び940を備える関節窩球110、210、及び910、並びに、運動誘発上腕骨ライナ面340、750、及び850を備える上腕骨ライナ310、710、及び810を示したものであるが、様々な他の設計が本発明の範囲及び趣旨に包含されることを理解されたい。いくつかの実施形態では、本発明における関節窩球は少なくとも一つの運動誘発誘導面を備え、本発明における上腕骨ライナは少なくとも一つの運動誘発要素を備える。
図10A〜図10Cは、本発明における関節窩構成要素1000の一実施形態を示したものである。関節窩構成要素1000は、関節窩球1010と関節窩プレート1020を備える。一実施形態では、関節窩球1010と関節窩プレート1020は、モジュール構成で一つに固定される二つの別個の構成要素である。一実施形態では、関節窩球1010は、穴1012を貫通するアセンブリボルトを用いて関節窩プレート1020に組み付けられる。一実施形態では、関節窩球1010は、穴1012を備えていない。一実施形態では、関節窩球1010と関節窩プレート1020は、一体のユニットとして形成することができる。たとえばコバルトクロムで構成することができる関節窩球1010は、凸形状接合面1015、くぼんだ領域1040、及び運動誘発誘導面1050を備える。一実施形態では、くぼんだ領域1040は、0.1016cm(約0.040インチ)から約0.6477cm(約0.255インチ)、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ),約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の可変の深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域1040は、約0.4826cm(約0.19インチ)の深さを有する。一実施形態では、くぼんだ領域1040の深さは、接合面1015から測定される。一実施形態では、たとえばチタンで構成することができる関節窩プレート1020は骨「貫通成長」ケージステム1030を備え、骨「貫通成長」ケージステム1030は、ボーングラフトが(たとえば注射器によって)プレートの前方を通して注入されること、及び/又はケージステム1030の底面内の穴を通して配置されることを可能にしている。一実施形態では、骨「貫通成長」ケージステム1030が、関節窩プレート1020上で鉛直方向寸法の中心点から(たとえば約4mm)上方にずらされており、全肩関節形成のために実行される際に(すなわち欠陥が生じる関節窩の中心に穴を穿孔し、それにより骨を保存する)従来の手術技術を外科医が維持することを可能にしている。一実施形態では、関節窩プレート1020は、以下の寸法/特徴部分、すなわち直径29mm、テーパ5mm、長さ20mmの骨「貫通成長」ケージステム1030を有しており、骨「貫通成長」ケージステム1030は、圧縮ねじが約15°傾けられることを可能にする球形基部を有するねじ穴を備え、それぞれの穴は、係止押えねじを取り付けるためのねじ切りされた部分を有している。
図11A〜図11Dは、本発明における上腕骨構成要素1100の一実施形態を示したものである。上腕骨構成要素1100は、圧入又はセメント固定応用例のいずれかにおいて使用することができ、たとえばチタンで構成することができる上腕骨ステム1105、たとえば超高分子量ポリエチレンで構成することができる上腕骨ライナ1110、及び、上腕骨ライナ1110を上腕骨ステム1105に連結させる、たとえばチタンで構成することができる上腕骨アダプタプレート1120を備える。上腕骨ライナ1110は、凸形状関節窩球1010の接合面1015と係合するように設計された凹形状接合面1115を備える。また、接合面1115は運動誘発球形要素1140を備える。一実施形態では、運動誘発球形要素1140は、約0.2032cm(約0.08インチ)から約1.27cm(約0.50インチ)、約0.254cm(約0.10インチ)から約1.016cm(約0.40インチ)、約0.508cm(約0.20インチ)から約0.762cm(約0.30インチ)の範囲の直径を有する。一実施形態では、運動誘発球形要素1140は、約0.635cm(約0.25インチ)の直径を有する。一実施形態では、運動誘発球形要素1140は、約0.0889cm(約0.035インチ)から約0.635cm(約0.250インチ)、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.3937cm(約0.155インチ)、約0.1143cm(約0.045インチ)から約0.381cm(約0.150インチ)、約0.127cm(約0.050インチ)から約0.3683cm(約0.145インチ)、約0.1397cm(約0.055インチ)から約0.3556cm(約0.140インチ)、約0.1524cm(約0.060インチ)から約0.3429cm(約0.135インチ)、約0.1651cm(約0.065インチ)から約0.3302cm(約0.130インチ)、約0.1778cm(約0.070インチ)から約0.3175cm(約0.125インチ)、約0.1905cm(約0.075インチ)から約0.3048cm(約0.120インチ)、約0.2032cm(約0.080インチ)から約0.2921cm(約0.115インチ)の範囲の高さを有する。一実施形態では、運動誘発球形要素1140は、0.3556cm(約0.14インチ)の高さを有する。
一実施形態では、上腕骨構成要素1100と本発明における関節窩構成要素1000は本発明の逆肩アセンブリを形成する。逆肩アセンブリは、回旋腱板裂傷関節形成、前上方逸脱を伴う不安定、偽麻痺、及び関節炎の手術及び骨折管理の失敗を含むがそれに限定されない状態を有する患者を治療するために使用することができる。一実施形態では、逆肩アセンブリは、回旋腱板裂傷関節症(後期腱板裂傷関節症)、すなわち、関節炎に伴い肩関節をもはや無傷で保持することができず又は肩関節を正常に機能させるができないところまで、回旋腱板筋肉(肩関節周囲の筋肉)が変性し又は弱くなった症状を有する患者のために使用することができる。一実施形態では、逆肩アセンブリは、失敗した肩置換や肩骨折のための補正手術を必要とする患者のために使用することができる。一実施形態では、逆肩アセンブリは、回旋腱板を持たない(偽麻痺肩)患者のために使用することができる。
使用中に、関節窩球1010の接合面1015は、上腕骨ライナ1110の接合面1115に係合する。運動誘発球形要素1140は、上腕骨の位置を変えるときに誘発される運動の方向を変化させるように設計され、上腕骨ライナ1110の接合面1115上に位置決めされる。接合面1115上の運動誘発球形要素1140の位置決めを選択することにより、様々なタイプの運動を誘発することができる。一実施形態では、運動誘発球形要素1140は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が外旋運動に変化されるように接合面1115上に位置決めされる。また、一実施形態では、運動誘発球形要素1140は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が前方屈曲運動に変化されるように接合面1115上に位置決めされる。また、一実施形態では、運動誘発球形要素1140は、患者がその上肢を側方へ外側に上げるときに(すなわち肩の外転又は上肢の外側への上昇)外転運動が外旋及び前方屈曲運動に変化されるように接合面1115上に位置決めされる。
一実施形態では、接合面1015からくぼむ材料の量は変化可能であり、運動誘発特徴部分が係合されることが望ましい固有の外転角度に応じて変化する。一実施形態では、くぼんだ領域1040の深さは、運動誘発要素1140の高さを選択した後に決定される。くぼんだ領域1040の深さは、運動誘発要素1140が運動誘発上腕骨ライナ面1050と相互作用するときに接合面1115がくぼんだ領域1040に接触しないように、運動誘発要素1140の高さよりも大きい。
別の実施例では、逆肩アセンブリは、左側版及び/又は右側版(たとえば、身体の左側で用いられるように構成された関節窩球及び/又は上腕骨ライナを誘導する湾曲を有する前方屈曲逆肩アセンブリ、並びに/或いは、身体の右側で用いられるように構成された関節窩球及び/又は上腕骨ライナを誘導する湾曲を有する前方屈曲逆肩アセンブリ)として提供することができる。
一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、本明細書で開示される関節窩構成要素と上腕骨構成要素を備える。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、回旋腱板裂傷を治療するために用いられる。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、肩関節の疼痛を治療するために用いられる。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、回旋腱板裂傷関節症(重度の回旋腱板裂傷)を治療するために用いられる。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、肩の偽麻痺を治療するために用いられる。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、肩のリウマチ性関節炎を治療するために用いられる。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、肩関節の周りの骨腫瘍を治療するために用いられる。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、進行性骨壊死を治療するために用いられる。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、失敗した肩置換や肩骨折のための補正手術を必要とする患者のために使用される。一実施形態では、本発明の逆肩アセンブリは、回旋腱板を持たない(偽麻痺肩)患者のために使用される。
別の実施形態では、罹患した肩を再構築する方法が提供され、この方法は、肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の前方屈曲運動に変化させるように運動誘発上腕骨ライナ面と相互作用する運動誘発要素を有する接合面を備える関節窩構成要素と、運動誘発上腕骨ライナ面を備える上腕骨ライナと、を提供することを含む。
この文献では、肩の外転の3分の2のみが関節窩上腕関節内で生じ、残りの3分の1は肩甲骨の回転によって行われることが示されている。一実施形態では、本発明の人工逆肩関節を受容する患者は、内旋又は外旋、或いは、別のタイプの運動と組み合わせた内旋又は外旋のいずれかを必要とするより複雑な運動を達成するのを妨げる筋肉の欠損を有している。そのような実施形態では、人工関節の運動誘発要素と運動誘発上腕骨ライナ面は、互いに相互作用し、肩関節の運動学的運動の促進を助けるように設計されている。そのような実施形態では、運動誘発要素と運動誘発上腕骨ライナ面は、外旋の欠損を有する患者のための典型的な臨床的解決法(たとえば筋移行術など)と基本的に同じ有効な結果を達成する。
別の実施形態では、罹患した肩を再構築する方法が提供され、この方法は、運動誘発誘導面を備える関節窩構成要素と、肩甲骨に対する上腕骨の外転運動を肩甲骨に対する上腕骨の前方屈曲運動に変化させるように相互作用する運動誘発要素を有する接合面を備える上腕骨ライナと、を提供することを含む。
本発明の多数の実施形態を説明してきたが、これらの実施形態は例示に過ぎず、限定的ではなく、当業者には多くの変更が明らかになるであろうことを理解されたい。たとえば、本明細書に記載するいかなる要素も、任意の所望のサイズで提供することができる(たとえば、本明細書に記載するいかなる要素も任意の所望の特別注文サイズで提供することができ、又は、本明細書に記載するいかなる要素も小、中、大などサイズの「群」から選択される任意の所望のサイズで提供することができる)。さらに、一つ又は複数の構成要素を、以下の任意の材料、すなわち(a)任意の生体適合性材料(この生体適合性材料は、外科医の要望に応じて、表面内への骨成長を可能にし、又は表面内への骨成長を妨げるように処理することができる)、(b)プラスチック、(c)繊維、(d)ポリマー、(e)金属、(チタンなど純金属、及び/又はTi-Al-Nb、Ti-6Al-4V、ステンレス鋼、コバルトクロムなど合金)、(f)それらの任意の組合せで、製作することができる。さらに、任意の金属構造は、機械加工された金属構造とすることができる。さらに、任意の数の突起(たとえば、セメントとの結合を形成することによる初期固定など、及び/又はセメントとの結合を形成することによる補助的固定など)を、所与の人工関節とともに使用することができる。さらに、セメントマントルを増大させる任意の数のメス部分を、所与の人工関節とともに使用することができる。さらに、初期/補助的固定を改善することができるように、骨内を掘削することができる任意の数のオス部分を、所与の人工関節とともに使用することができる。さらに、任意の数の骨ねじを、(たとえば初期固定のためなどに、及び/又は補助的固定のためなどに)所与の人工関節とともに使用することができる。さらに、本明細書に記載する任意の(一つ又は複数の)要素又は(一つ又は複数の)構成要素は、本明細書に記載する任意の他の(一つ又は複数の)要素又は(一つ又は複数の)構成要素と組み合わせることができる。さらに、本明細書に記載する任意の(一つ又は複数の)要素又は(一つ又は複数の)構成要素は、本明細書に記載する任意の他の(一つ又は複数の)要素又は任意の他の(一つ又は複数の)構成要素上で、又はそれらと関連付けて使用することができる。さらに、固定ステムは、骨成長誘導材料の受容を助けるため、及び/又は固定のための内側への骨成長を助けるために、中空となり、側壁内に(一つ又は複数の)穴を有し、且つ/又は開いた端部を有するように構成することができる。さらに、本明細書に記載するいかなるステップも、所望のいかなる順序で実行することができる(且つ、いかなる追加ステップも所望の通りに加えることができ、且つ/又は、いかなるステップも所望によりなくすことができる)。

Claims (20)

  1. 関節窩構成要素と上腕骨構成要素を有する逆肩アセンブリであって、
    前記関節窩構成要素は接合面を備え、該接合面は運動誘発要素を備え、
    前記上腕骨構成要素は上腕骨ライナを備え、該上腕骨ライナは運動誘発上腕骨ライナ面を備え、
    前記関節窩構成要素が関節窩内に埋め込まれ、前記上腕骨構成要素が上腕骨内に埋め込まれるときに、前記運動誘発要素と前記運動誘発上腕骨ライナ面との間の相互作用が、肩甲骨に対する前記上腕骨の外転運動を前記肩甲骨に対する前記上腕骨の前方屈曲運動に変化させるように、前記運動誘発要素と前記運動誘発上腕骨ライナ面が設計されている逆肩アセンブリ。
  2. 前記関節窩構成要素の前記接合面は、凸形状の幾何学形状を呈している請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  3. 前記上腕骨ライナは、前記関節窩構成要素の前記接合面と係合するように設計された接合面をさらに備えている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  4. 前記上腕骨ライナの前記接合面は、凹形状の幾何学形状を呈している請求項3に記載の逆肩アセンブリ。
  5. 前記運動誘発要素と前記運動誘発上腕骨ライナ面との間の前記相互作用は、さらに前記肩甲骨に対する前記上腕骨の前記外転運動を前記肩甲骨に対する前記上腕骨の外旋運動に変化させるようになっている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  6. 前記運動誘発要素と前記運動誘発上腕骨ライナ面との間の前記相互作用中に、前記運動誘発要素が前記関節窩構成要素の前記接合面上に静止した状態となるように設計されている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  7. 前記運動誘発要素は、第1の端部及び第2の端部を有する選択可能な長さを備えたスロット内で移動するように設計されており、外転運動中に、該外転運動を前方屈曲運動に変換するように、前記運動誘発上腕骨ライナ面は前記運動誘発要素と接触して該運動誘発要素を前記スロットの前記第1の端部から前記スロットの前記第2の端部へと移動させるようになっている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  8. 前記運動誘発要素は、上腕骨の位置を変える際に誘発される運動の方向を変化させるように、前記関節窩構成要素の前記接合面上に位置決めされている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  9. 前記運動誘発要素は、上腕骨の位置を変える際に誘発される運動の方向を変化させることができる幾何学形状を呈している請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  10. 前記運動誘発上腕骨ライナ面は、複数の安定位置を形成するように設計された溝を備えている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  11. 前記運動誘発上腕骨ライナ面は、外旋筋の欠損により生じる外旋共働筋の欠如によって前記逆肩アセンブリが内旋してしまうことを防止するように設計された溝を備え、該溝は、前記運動誘発要素がそれに沿って移動する表面を提供している請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  12. 前記運動誘発上腕骨ライナ面は、前記逆肩アセンブリの安定性を高めるように設計された後方フードを有している請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  13. 前記肩甲骨に対して前記上腕骨が約60°外転運動する際、前記運動誘発要素は前記運動誘発上腕骨ライナ面に係合している請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  14. 前記肩甲骨に対して前記上腕骨が約70°外転運動する際、前記運動誘発要素は、前記運動誘発上腕骨ライナ面に沿って移動し、前記肩甲骨に対する前記上腕骨の約10°の前方屈曲を誘発するようになっている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  15. 前記肩甲骨に対して前記上腕骨が約90°外転運動する際、前記運動誘発要素は、前記運動誘発上腕骨ライナ面に沿って移動し、前記肩甲骨に対する前記上腕骨の約20°の前方屈曲を誘発するようになっている請求項1に記載の逆肩アセンブリ。
  16. 前記上腕骨ライナのくぼんだ領域は、約0.1016cm(約0.040インチ)から約0.6477cm(約0.255インチ)までの可変の深さを有している請求項5に記載の逆肩アセンブリ。
  17. 関節窩構成要素と上腕骨構成要素を有する逆肩アセンブリであって、
    前記上腕骨構成要素は上腕骨ライナを備え、該上腕骨ライナは接合面を備え、該接合面は運動誘発要素を備え、
    前記関節窩構成要素は運動誘発誘導面を備え、
    前記関節窩構成要素が関節窩内に埋め込まれ、前記上腕骨構成要素が上腕骨内に埋め込まれるときに、前記運動誘発要素と前記運動誘発誘導面との間の相互作用が、肩甲骨に対する前記上腕骨の外転運動を前記肩甲骨に対する前記上腕骨の前方屈曲運動に変化させるように、前記運動誘発要素と前記運動誘発誘導面が設計されている逆肩アセンブリ。
  18. 前記運動誘発要素と前記運動誘発誘導面との間の前記相互作用は、さらに前記肩甲骨に対する前記上腕骨の前記外転運動を前記肩甲骨に対する前記上腕骨の外旋運動に変化させるようになっている請求項17に記載の逆肩アセンブリ。
  19. 前記運動誘発要素は、上腕骨の位置を変える際に誘発される運動の方向を変化させることができる幾何学形状を呈している請求項17に記載の逆肩アセンブリ。
  20. 前記運動誘発要素は、球形状の幾何学形状を呈している請求項17に記載の逆肩アセンブリ。
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