JP5656833B2 - 内部関節安定化装置、内部関節安定化システムおよびその使用方法 - Google Patents

内部関節安定化装置、内部関節安定化システムおよびその使用方法 Download PDF

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Description

[関連出願への相互参照]
本発明は、2008年8月1日に出願し、名称を「Internal Joint Stabilizer And Method Of Use」とする、同時係属の仮出願第61/085,651号と、2008年9月4日に出願し、名称を「Internal Joint Stabilizer And Method Of Use」とする、同時係属の仮出願第61/094,228号と、2008年9月25日に出願し、名称を「Internal Joint Stabilizer And Method Of Use」とする、同時係属の仮出願第61/100,138号と、2008年12月19日に出願し、名称を「Internal Joint Stabilizer And Method Of Use」とする、同時係属の仮出願第61/139,274号と、2009年3月26日に出願し、名称を「Axis Locator Jig And Method」とする、同時係属の仮出願第61/163,693号と、の優先権を主張し、同出願の全体を参照として本明細書に引用する。
[技術分野]
本発明は、関節を治療することおよび関節の適切な可動範囲を早期に再構築することを促進することを目的にした関節の安定化に関する。
関節の脱臼および亜脱臼は、継続、再発、慢性化した場合、不可逆の損傷となりうるので、深刻な臨床的な問題である。こうした慢性的な不安定性は、通常、支持関節靱帯に対する損傷の結果および/または骨の完全性が失われた結果、起こる。こうした状態に対する治療は、適切な関係に回復することであったり、関連する骨の「整復」であったりする。整復は、損傷した組織が治癒するのに十分な期間、継続されていなければならない。また、関節の強直を防ぐため、および関節軟骨を健全な状態に維持するため、その期間中、関節の動作を維持することが望まれている。それゆえ、脱臼又は亜脱臼した関節に対する理想的な固定は、異常な並進運動を防ぎ、かつ正常な運動に類似した動作を可能にすることである。
ヒンジ式外部固定器が、脱臼の整復後、関節部の所望動作を可能にするために案出された。これらの外部固定器は、主に肘において使用されてきたが、膝や足首においても使用することが可能である。ヒンジ式外部固定器は、満足のいく成果を上げてきており、患者は、十分な可動範囲および関節部の安定性を回復してきた。しかし、身体の外側から関節の回転軸を判断することは困難あるいは不可能であるため、ヒンジ式外部固定器を装着するには、「外部」装置として考えられてきたにも関わらず、機能上重要な要素である関節の回転軸を正確に特定するための切開手術が必要である。切開であろうと経皮であろうと手術には、複数のピンをその周辺の骨に挿入し、装着されたヒンジ式外部固定器の位置を固定することが必要となる。
ピン部の痛みおよび繰り返す合併症と相まって、外部固定器の巨大さによって、これらの装置に関する臨床上の結果の質が限られたものなっていた。患者は、主にピン部分の痛みにより、関節を積極的に動かすことが困難になる。患者はまた、通常は平均5〜6週間と比較的長期間に渡って装着しなければならないこの装置の扱い難さゆえ、日常生活において、その機能もまた限定されてしまうこととなる。
それゆえ、整復を維持しながら、術後の関節部の正常な動作を早期に可能にし、装置のかさばり及びピン部の痛み、既存のヒンジ式外部固定器に関連する合併症といった問題を排除する装置が求められ続けている。
さらに、安定状態前に関節の回転軸を位置決めするためと、それに続く関節安定器を固定するためのガイド及びシステム、方法もまた求められている。
それゆえ、本発明の目的は、従来装置が有する上記不都合を克服する内部関節安定装置、システムおよび方法を提供することにある。関節安定装置は、回転軸および骨に固定可能な部分を備えている。前記装置は、ピン部に関する問題を防止し、自然な軌道に沿って関節を動かすことが可能で、かつ関節を安定化させるために、内部に配置される。
また、前記装置を使用する方法は、関節を構成する第1の骨の内部に前記回転軸を挿入し、関節の第2の骨に対して固定可能部を装着する工程を備える。安定化前に、関節の回転軸を位置決めするために適宜使用することが可能な軌道ガイドを、更に提供する。
本発明は、内部関節安定装置、システムおよび方法として例示し、本明細書内で示され、説明されているが、それら示された内容に限定することを意図したものではなく、本発明の要旨の範囲内で、かつ請求の範囲に相当する範囲内において、種々の変形・構造上の変更が可能である。
しかし、本発明の構成、および更なる目的やその利点は、添付した図面と共に読むことで、以下の具体的な実施例の記載から最大限理解できる。
図1Aおよび図1Bは本願発明による内部関節安定器の2つの異なる実施の形態を示す斜視図である。 骨ねじが装着された状態の図1Aの内部安定器を示す斜視図である。 腕尺骨関節内に装着された後の図2に示す内部関節安定器を示す斜視図である 図3の腕尺骨関節の拡大詳細図である。 指節間関節内に装着された後の内部関節安定器を示す平面図である。 指節間関節内に装着された後の図4に示す内部関節安定器を示す側面図である。 人工装具の移植とともに本願発明の内部関節安定器を備えた関節の例を示す分解斜視図である。 装着後の図6に示す内部関節安定器を備えた関節の例を示す側面図である。 本願発明の内部関節安定器の更なる実施の形態を示す斜視図である。 図8の内部関節安定器に関する分解斜視図である。 図10Aおよび10Bは図8の内部関節安定器のプレート部の拡大側面図である。 図11Aおよび11Bは図8の内部関節安定器のプレート部の拡大斜視図である。 図12A、12B、12Cは図8に示す内部関節安定器のターレット部の拡大斜視図である。 図13Aおよび13Bは図8に示す内部関節安定器のターレット部の拡大斜視図である。 図8に示す内部関節安定器の選択された部分の部分分解斜視図である。 図15A、15Bは図14に示す内部関節安定器の選択された部分の側面図であり、図15Cおよび15Dは図14に示す内部関節安定器の選択された部分の分解斜視図である。 図8に示す内部関節安定器の異なる調整機能を示した斜視図である。 図17A、17Bは図8に示す内部関節安定器のプレート部とターレットアッセンブリの更なる実施の形態を示した斜視図および分解斜視図である。 図18A、18Bは本願発明の更なる実施の形態による内部関節安定器の選択された部分を示す斜視図および分解斜視図であり、図18Cは図18Aおよび図18Bに示す選択された部分を使用した内部関節安定器の斜視図である。 本願発明の1つの実施の形態による軸軌道ガイドおよびその構成部品を示す側面図である。 図19に示す軸軌道ガイドの分解図を示す。 図19に示す軸軌道ガイドを使用した1つの方法を示す。 図19に示す軸軌道ガイドを使用した1つの方法を示す。 図19に示す軸軌道ガイドを使用した1つの方法を示す。 図19に示す軸軌道ガイドを使用した1つの方法を示す。 図19に示す軸軌道ガイドを使用した1つの方法を示す。 図19に示す軸軌道ガイドを使用した1つの方法を示す。 図19に示す軸軌道ガイドを使用した1つの方法を示す。
図面、特に図1および図2には、本願発明の内部関節安定器1の1つの実施の形態が示されている。内部関節安定器1は、ピン部に関する問題を防止し、自然な軌道に沿った関節動作を可能にしつつ関節を安定化させるように、内部に配置されるように設計されている。
図1Aの内部関節安定器1は、特に肘などのヒンジ状の関節に関して使用することに適しており、好適には、金属(例えば、チタンやコバルトクローム、ステンレス鋼、またはチタン部とコバルトクローム部との組み合わせ)、生体吸収性材料(例えばPLAやPGA)や、金属と生体吸収性材料との組み合わせからなる。内部関節安定器1は、好適には成形可能(すなわち屈曲可能)なプレート部2を備える。プレート部2には、骨ねじ7、8を受ける穴3、4がそのプレート部2を貫通して延在している。なお、穴3および/または穴4は、溝として形成してもよく、また、プレート部2には、適宜、骨ねじ7、8を受けるための穴3および/または穴4を設けない、または穴3および/または穴4をさらに多くもしくはさらに少なく設ける構成としてもよい。骨ねじ7は、好適には圧縮ねじであり、穴または溝3を通って骨に装着される。穴4が設けられた場合、その穴は、圧縮ねじおよび/またはねじ7と同じ骨に装着する角度固定ねじ8を分け隔て無く、外科医の選択する角度で受けられるようになっている。選択された場合、角度固定ねじ8は、完全に設置されると、穴4と係合し、前記選択された角度において更なる安定性をもたらす。なお、特に図1Bに示すように、本願発明に係る内部関節安定器は、非常に簡素に形成することができる。例えば、固定可能部2’、穴3’、ネック部5’、回転軸部6’を備える図1Bの内部関節安定器V全体は、Kワイヤの一部または例えば予め部分的に曲げられたシュタインマンピンからなり、本願発明の範囲内において、圧縮および/または角度固定ねじを受けるように構成された穴3’を少なくとも形成する。
図4および図5には、本願発明による内部関節安定器11のその他の実施の形態が示されている。内部関節安定器11は、ピン部に関する問題を防止し、自然な軌道に沿った関節動作を可能にしつつ関節を安定化させるように、内部に配置されるように設計されている。
図4および図5の内部関節安定器11は、特にPIP(近位指節間関節)やDIP(遠位指節間関節)、IP(母指の指節間関節)として知られる手の指節間関節などのヒンジ状の関節に関して使用することに適しており、好適には、金属(例えば、チタンやコバルトクローム、ステンレス鋼)や、生体吸収性材料、金属と生体吸収性材料との組み合わせからなる。内部関節安定器11は、好ましくは成形可能なプレート部12を備えている。穴または溝13および穴14がこのプレート部12を貫通して延在しており、骨ねじ17、18を受けるように構成されている。なお、適宜、プレート部12に、骨ねじ18を受けるための穴14を設けない、またはその穴14をさらに少なくもしくはさらに多く設ける構成としても良い。骨ねじ17は、好適には圧縮ねじであり、穴または溝3を通って骨に装着される。穴14が設けられた場合、その穴は、圧縮ねじおよび/またはねじ17と同じ骨に装着する角度固定ねじ18を分け隔て無く、外科医の選択する角度で受けることが好ましい。選択された場合、角度固定ねじ18は、完全に設置されると、穴14と係合し、前記選択された角度において更なる安定性をもたらす。
図1Aおよび図2、図4、図5において、内部関節安定器1、11は、プレート部2、12の端部2a、12aから延在するネック部5、15を更に備えている。回転軸部6、16は、プレート2,12から離れた場所で、ネック部5,15の端部から延在している。ネック部5、15は、好ましくは、使用する場所においてヒンジ状の関節の自然な回転軸に合わせて回転軸部6、16が配置された後に、外科医が、術中に患者の身体的な構造に合わせてX、Y、Z軸のいずれかの軸において成形できるように、成形可能(すなわち屈曲可能)に構成されている。例としてヒンジ状の関節が肘の場合、プレート部2は、尺骨に対してその横面や後面、中央面に固定設置され、回転軸または突起部6は、上腕骨内の穴を貫通するように突き出ており、関節の自然な回転軸に合うように配置される。その他の例としてヒンジ状の関節が指節間関節の場合、プレート部12は、更に遠部の指節骨に対してその尺側または橈側に固定され、回転軸又は突起部16は、上腕骨内の穴を貫通するように突き出ており、関節の自然な回転軸に合うように配置される。内部関節安定器1、11のプレート部2、12とネック部5、15との関係は、この内部関節安定器を適用する身体的構造に合わせられている。内部関節安定器1の場合、ネック部の軸がプレート部の軸に対して実質的に垂直となる傾向にあり(すなわち、逆Tの字を形成する)、内部関節安定器11の場合、ネック部の軸がプレート部の軸と実質的に一直線となる傾向にある。プレート部とネック部との間の関係は、本願発明の範囲内において、内部関節安定器を適用する身体構造の他の部分に更に合わせられてもよい。
内部関節安定器1、11のプレート部2、12およびネック部5、15のそれぞれは、
その出願の全体を参照として本明細書に引用する、米国特許出願12/463、037に記載されたものに従って構成してもよい。
内部関節安定器1を使用した1つの方法を、図1Aから図3Aを参照しながら説明する。すわなち、図3〜図3Aは、腕尺骨関節に装着した内部関節安定器1を示している。回転軸部6(鎖線で示す)が、腕尺骨関節の自然な回転軸に一致するように、上腕骨20内に挿入されていることが分かる。プレート部2は、骨ねじ7を使用して(本例では、側面上に)圧縮状態で尺骨21に装着されており、かつプレート部2は、ねじ8によって尺骨21に圧縮状態または角度固定状態で装着されている。また、橈骨22は、処置に関して影響しないので、参考のために示されている。
また、図4および図5は、指節間関節(特にPIP)に装着された内部関節安定器11を示している。回転軸16(鎖線で示す)が、指節間関節の自然な回転軸に一致するように、近位の指節骨30内に挿入されていることが分かる。プレート部12は、遠位の指節骨31の尺側(図示)または橈側に骨ねじ17を使用して圧縮状態で装着されており、かつプレート部12は、ねじ18によって遠位の指節骨31に圧縮状態または角度固定状態で装着されている。
内部関節安定器を取り付けるために、外科医は、影響を受けた関節に、側方および/または中央切開部(肘の場合)または、橈側および/または尺側切開(指節間関節の場合)を介して接近する。脱臼した関節は整復され、関節の回転軸上の第1の点を決定する。これは、身体上の目視検査によって実現される。また、関節は、その可動範囲において動かすことができ、これにより、外科医が、回転軸上の第1の点である関節の近位骨(肘の場合は上腕骨、指節間関節の場合は影響を受けた関節の近位指節骨)上の等尺点を識別し、そこに印を付けることができるようになる。肘の場合、この点は、外側上顆の基点部に隣接する小頭の中心に位置する。同様に、関節の近位骨20、30の反対側にある回転軸上の第2の点は、透視や直接検査、専用の軸軌道ガイド(例えば図19の軸軌道ガイド400)によって識別され、マークされる。そして、内部関節安定器を設置するための準備として、回転軸を通る穴が穿たれる。
そして、回転軸部6、16を、関節の近位骨に穿った穴に挿入する。必要に応じて、プレート部2、12の穴または溝3、13が適切な位置となり、肘の場合は、尺骨21の横面(図示)や後面、中央面の、指節間関節の場合は、影響を受けた関節31の遠位骨の橈側または尺側(図示)の比較的水平な部分に対して水平となるように、内部関節安定器のネック部が、外科医によって形成される。骨ねじ7、17を穴または溝3、13に挿入し、骨にねじで固定する。穴または溝4、14が設けられる場合、必要に応じて、肘の場合は、尺骨21の横面(図示)や後面、中央面に対してほぼ水平に、または影響を受けた指節間関節の遠位骨の橈側面や尺側面(図示)に対してほぼ水平に、穴または溝4、14が配置されるように、外科医はプレート部2、12を更に成形する。圧縮または角度固定ねじ8、18は、外科医によって選択された角度で穴4、14内に挿入され、尺骨21または指節骨31内にねじ込まれてもよい。ねじ8、18を取り付けた後、必要に応じて、穴または溝3、13を通って固定されていた骨ねじ7、17を取り除き、角度固定ねじ8、18と置き換えてもよい。
可動範囲および関節の安定性を、再度確認する。切開部が、外科医によって標準的な方法にて閉じられる。
必要なら、金属からなる内部関節安定器は、損傷した組織が治癒するのに十分な期間の後、手術により取り除いてもよい。別の実施の形態において、安定器のすべてもしくは一部、または少なくともその回転軸部を、生体吸収性材料すなわちポリ乳酸で形成すれば、内部関節安定器の一部またはすべてを外科的に取り除く必要が無くなる。
図6および図7では、本願発明にかかる内部関節安定器40の別の実施の形態を示している。場合によっては、関節の近位骨50の表面または端部が損傷し、交換する必要がある。それゆえ、本願発明の原理によれば、内部関節安定器40の回転軸部42を、損傷した近位骨50内に挿入された人工移植物60内に挿入することができる。例えば、図6および図7に示すように、内部関節安定器40は、近位骨50(この場合、腕尺骨関節の上腕骨)の関節表面が損傷し、人工移植物45と交換する必要がある場合に使用することに特に適している。なお、腕尺骨関節の使用例は、限定を意味するものではなく、人工移植物が使用されているときに、内部関節安定器40を他の関節(例えば、PIP関節)への使用に適合させるようにしてもよい。
図6にさらに詳細に示すように、本実施例においては、上腕骨50の損傷した関節表面を交換するための表面45aと、上腕骨50の髄腔50a内に挿入および固定するためのシャフト45bとを備える人工移植物45が設けられている。人工移植物はまた、内部関節安定器40の回転軸部42を受けることのできる大きさの予備穿孔穴46を備えている。また、外科医は術中に、回転軸42用の穴46を穿孔してもよい。また、好適には形成可能な材料からなる軸受スリーブ48を設けて、内部関節安定器40の回転軸42に挿入する前に人工移植物の穴46に挿入してもよい。この任意の軸受スリーブを使用する場合は、人工移植物45の穴46の寸法などを、軸受スリーブ48を受けることが出来るように構成する。
図6および図7に示す内部関節安定器を取り付けるために、外科医は、影響を受けた関節(すなわち、例示した肘)に切開により近づき、図6に示すように近位骨50(例えば、上腕骨)の損傷した関節の表面を取り除き、近位骨50の髄腔50aを準備し、人工移植物45のシャフト45bを受ける。人工移植物45が挿入され、穴46の軸が近位骨50の自然な回転軸と一致するように、ねじ留めおよび/またはセメントおよび/またはその他の手段によって近位骨50に固定される。
そして、回転軸部42を、人工移植物45の穴46に挿入する。または、任意の軸受スリーブ48が設けられている場合は、人工移植物45内の適切な寸法に形成された穴46内に、その任意の軸受スリーブ48を挿入し、その後に回転軸部42を、穴48aを介して軸受スリーブ48内に挿入するようにしてもよい。
回転軸部42および/または軸受スリーブ48、および回転軸部42を人工移植物45内の穴46に挿入したら、図1から図5の内部関節安定器に関する前述した工程に従い、外科医は作業を進める。
図8から図11Bに、本願発明に係る内部関節安定器110の別の実施の形態を示す。内部関節安定器110は、調整可能な範囲をさらに広げることを目的とした追加の構成要素を備えている。本実施の形態における内部関節安定器110は、プレート部120、ターレットアッセンブリ130、ネック部150、スイベル継手170、はと目171、回転軸部160を備えている。少なくともネック部および回転軸部160を除いた内部関節安定器110の全ての構成要素は、患者の身体構造に合わせられるように様々な寸法で設けることができる。
特に、内部関節安定器110は、好ましい実施の形態において、術中に屈曲(すなわち成形)可能なプレート部120を備える。プレート部は、骨と係合するように構成された内部表面121と、内部表面121と対向する外部表面122とを備える。図10Bに詳細に示すように、外部表面121の面は、好ましくは内部表面121の面に斜めになるように選択され、0>A1>=45度の範囲を有する角度A1で平行状態から分岐する。しかし、必要に応じて、別の角度を選択することもでき、表面122は、表面121と平行となるように選択されても良い。
図11Aおよび図11Bからさらに詳細に分かるように、少なくとも2つの穴123が内部表面121と外部表面122との間で、プレート部120を貫通して設けられている。穴123は、その穴を貫通して固定装置、例えば圧縮骨ねじ(図10Aの124)や角度固定ねじ(図示せず)を受けるようになっている。1つの実施の形態において、プレートの内部表面121上のねじ穴123を囲む領域には、骨との摩擦係合を向上する突起部125が設けられる。また、ターレット穴126が、内部表面121と外部表面122との間で、プレート部120を貫通して設けられている。ターレット穴126は、環状リップ127を備えており、ターレットアッセンブリ(図9の130)を受けるようになっている。図11Aおよび図11Bに示すように、ターレット穴126は、外部表面122に垂直な軸Y−Y’を形成し、これを中心にターレットアッセンブリ(130)を回転することができる。
図11Aから図14Bを参照して、本願発明の1つの実施の形態で使用するターレットアッセンブリ130を説明する。ターレットアッセンブリ130は、ターレット部131、ターレットナット部132,ターレットセットねじ133を備える。ターレット部131は、外部表面122の側からプレート部120のターレット穴126内に、環状リップ127と係合するまで(すなわち、外部壁に突き当たるまで)挿入できるように形成されている。ターレットナット部132は、プレート120の内部表面121側からターレット穴126内に、環状リップ127の内部表面に突き当たるまで挿入できるように形成されている。ターレット部131およびターレットナット部132は、軸Y−Y’(図14のRT)を中心にターレット穴126内で回転するのに十分な隙間を有しながら、ターレット穴126のそれぞれの側の内側に合うように精密に形成されている。ターレット部131およびターレットナット部132は、環状リップ127のそれぞれの側において、ターレットセットねじ133によって、それぞれの間に配置されたターレット部131のリップ部134とともに、互いに緩く固定されている。ターレットアッセンブリ130のリップ部134は、環状リップ127を緩く係合するように設計され、ターレットアッセンブリ130が回転可能となっている。ターレットセットねじ133を更に締めることによって、ターレットナット部132が、環状リップ127と摩擦係合することとなり、ターレットアッセンブリ130がそれ以上回転しないようにする。
図12A〜図14から明らかなとおり、ターレット部131には、ネック部150を受けるとともに機能的に係合するよう形成された穴135が設けられている。穴135は、好ましくは円筒状になっており、その中心線は軸Z−Z’を形成する。更に図示されるように、本実施の形態において、ターレット部131はまた、ターレットねじ133を締めることでネック部150をターレット部131に容易に固定するようなスロット136を備える。スロット136は、軸Z−Z’と平行であり、穴135の一端から穴135の他端に、ターレット部131の一部を貫通して延在する。それに応じて、ネック部150の断面は円柱状であり、ネック部150は、少なくとも部分的に円柱状穴135内に挿入するように形成されている。挿入後、ネック部150は、円柱状穴135内において軸Z−Z’を中心に回転可能である(図14のRT)。ネック部150は、穴135(図14のTR)の軸Z−Z’に沿って長手方向に摺動可能に移動できる。しかし、ターレットねじ133がターレットナット部132に完全に締結されると、穴135とネック部150との間の摩擦により、ネック部が固定され、穴135内においてネック部150が更に回転および移動することを防止する。ネック部150の固定に関する上記仕組みは、上記したことに限定することを意図したものではなく、本発明の要旨の範囲内で、かつ請求の範囲に相当する範囲内において、他の固定方法を使用することもできる。
図14から図15Bで示すように、軸X−X’(図14のRT”)を中心にネック部150を回転することができるスイベル継手170を更に備え、スイベル継手ねじ151が緩装される。特に、回転軸部160が、スイベル継手170のはと目171にねじ込み可能に装着されると、スイベル継手170が回転することにより、回転軸部160の軸W−Wに対してネック部150の角度を変更可能になる。スイベル継手ねじ151を完全に締めることによって、スイベル継手170の回転を止めることが出来る。
図15Aから図15Dに関して、図15Aおよび図15Bは、ターレットアッセンブリ130内でネック部150の並進移動の例を示す。例えば、図15Aは、ターレットアッセンブリ130に完全に挿入されたネック部150を示し、図15Bは、ターレットアッセンブリ130の上方に完全に伸ばしたネック部150を示す。図15Cから図15Dは、スイベル継手170の更なる実施の形態を示しており、これらの図からは、スイベル継手170の対応するそれぞれの面について、面173,174のそれぞれに、対応するキー溝処理(すなわち溝が設けられている)を施し(図15C参照)、または一方面173にキー溝処理を施し、他方面175を変形可能な(柔らかな)金属で環状に***を付け、所望の角度でスイベル継手を有利に固定可能としていることが分かる。ネック部150(図15Aから図15B)では、部分的に直線であり、部分的に湾曲し、直線部分のみが軸Z−Z’と同一直線上にあるが、図15Dに示す更なる実施の形態においては、ネック部150’は、完全に直線、すなわち軸Z−Z’と完全に同一直線上に並べられていること分かる。また、ネック部150、150’の下部は、長手方向に溝が設けられており、この溝152によって、穴135との摩擦が増加し、設置後に、ネック部150、150’がターレット部131より下に所望の長さ以上突き出た場合でも、ばりの無い切削が可能となる。
図16において、図8から図15Cに関して記載した内部関節安定器110は、4つの調整自由度:a)ネック部150、150’の軸Z−Z’(RT)を中心とした回転、b)ネック部150、150’の軸Z−Z’(TR)に沿った長手方向の移動、c)ターレットアッセンブリ130の軸Y−Y’(RT)を中心とした回転およびその結果のネック部150、150’の角度変位、d)スイベル継手170のX−X’(RT’’)を中心とした回転による、回転軸W−W’に対するネック部150、150’の角度変位、を有する。
図17Aおよび図17Bは、本願発明の内部関節安定器に使用する、プレート部とターレットアッセンブリの更なる実施の形態を示す。適宜、図17Aおよび図17Bのプレート201およびターレットアッセンブリ200を、例えば図8から図16の内部関節安定器110のプレート部120およびターレットアッセンブリ130に置き換えてもよい。プレート201およびターレットアッセンブリ200は、本願発明の内部関節安定器に対して、特に、更なる調整自由度を設けるよう構成する。図示するように、ターレットアッセンブリ200は、円筒状穴290を備え、それを貫通して軸V−Vが形成される。円筒状穴290は、2つのプレートソケット295の間で延在し、対応する寸法の円筒状軸部280を受ける。図17Bに示すように、ターレットアッセンブリ200は、上記ターレットアッセンブリ130のターレット部131、ターレットナット部132、ターレットセットねじ133とともに使用してもよい。ターレットアッセンブリ200は、図14に関連して説明した方法で、更にネック部150、150’と係合してもよい。
プレート部201およびターレットアッセンブリ200を、図8の内部関節安定器110などの内部関節安定器に使用する場合、更なる(第5の)自由度が有利にもたらされる。特に、この更なる自由度によって、ターレットアッセンブリ200が軸V−V(図17BのRT’’’)を中心に回転することが可能となり、接続するネック部150、150’がそれに対応して更に回転することとなる。
図18Aおよび図18Bは、本願発明の内部関節安定器に使用するプレート部およびターレットアッセンブリの更なる実施の形態を示す。必要に応じて、図18Aおよび図18Bのプレート301およびターレットアッセンブリ300を、例えば図8から図16の内部関節安定器110のプレート120およびターレット130と置き換えてもよい。プレート301およびターレットアッセンブリ300は、プレート201およびターレットアッセンブリ200によってもたらされた自由度として、特に、本願発明の内部関節安定器にもう一つの調整自由度を与える。図示するように、ターレットアッセンブリ300は、円筒状穴390を備え、それを貫通して軸V−Vが形成される。円筒状穴390は、2つのプレート延長部395の間で延在し、相当する直径を有するが、円筒状穴390より長い円筒状軸部380を受ける。プレート301は、図8から図16のプレート120に関して説明したものと同様のねじ穴123と、圧縮ねじを受けるように構成した溝323とを備える。図18Bに示すように、ターレットアッセンブリ300は、上記ターレットアッセンブリ130と同様に、ターレット部331、ターレットナット部332、ターレットセットねじ333を備える。ターレットアッセンブリ300は、図14に関連して説明した方法で、軸Z−Z’に沿ってネック部150、150’と更に係合してもよい。
プレート部301およびターレットアッセンブリ300が、図8の内部関節安定器110などの内部関節安定器に使用する場合、更なる(第6の)自由度が有利にもたらされる。この更なる自由度によって、特に、ターレットアッセンブリ300が軸V−V(図18AのTR’)に沿って長手方向に移動することが可能となり、接続するネック部150、150’が更に調整可能となる。
図18Cは、腕尺骨関節の尺骨21後部に装着した後の、プレート部301、上記ターレットアッセンブリ300、ネック部150’、スイベル継手170、回転軸部160を備えた内部関節安定器310を示している。なお、上腕20は、半透明で示されており、関節の回転軸を貫通した回転軸部160が視覚化され、一方、尺骨21および橈骨22は実線で示されている。
図8の内部関節安定器110や図18Cの内部関節安定器310などの本願発明の内部関節安定器を取り付けるために、外科医は、側方または中央の切開部(肘の場合)を通って、肘に接近する。回転軸上の第1の点を決定し、印を付ける。これは身体の目視検査によって実現される。または、関節は、その可動範囲において動かすことができ、これにより、外科医が、回転軸上の第1の点である上腕骨上の等尺点を識別し、そこに印を付けることができるようになる。この点は、外側上顆の基点部に隣接する小頭の中心に位置する。同様に、上腕骨の反対側にある回転軸上の別の端点は、透視や直接検査、ガイド(例えば図19の軸軌道ガイド400)によって識別される。そして、内部関節安定器を設置するための準備として、回転軸の両端点を結ぶように、穴が穿たれる。
回転軸部160をのぞいた、内部関節安定器110、310の全ての部分が、緩く組み合わせられる。それぞれの部品間を相対的に動作可能とするために、ターレットセットねじ(図14、図18Bの133、333)およびスイベル継手ねじ(図14の151)を緩装した状態で、外科医は、プレート部120、201,301を尺骨を設置するのに最適な場所(側方、中央、後方)を特定しつつ、内部関節安定器を切開部内に挿入する。次に、プレート部120、201、301は、必要に応じて、圧縮ねじや角度固定ねじで尺骨に装着される。スイベル継手のはと目(図14の171)を、上腕骨内に予め穿孔した穴の挿入点に対向させるように、上腕骨に接触させる。適切な寸法に形成された回転軸部160を、はと目171を通って、予め穿孔した穴内部に挿入する。回転軸部160をはと目171内部できつく締める。外科医は、軸Z−Z’に沿って回転、擦動させ、ターレット部(図14および図17Bの131または図18Aおよび図18Bの331)を回転させ、スイベル継手(図14の170)の回転を調整して、ネック部150、150’の長手方向及び回転位置を調整する。スイベル継手ねじ(図14の151)およびターレットセットねじ(図14および図17の133、図18Bの333)を締め付け、可動範囲を確認する。必要に応じて、ターレットセットねじ133、333および/またはスイベル継手ねじ151を順次緩め、締めることで、最適な可動範囲が得られるまで微調整を行う。そして、外科医は、切開部を標準的な方法で閉じる。
図19から図27を参照して、図1から図18Cに関連して説明した装置を使用して安定化する前に、関節の回転軸の位置決めに任意に使用可能な軸軌道ガイドおよび方法を説明する。なお、軸軌道ガイドは、本明細書内で説明した内部関節安定器と組み合わせて、システムの一部として使用することができるが、それに限定しない。具体的には、図19から図27の軸軌道ガイドは、既知のおよび/または別の種類の骨折固定器や安定器を挿入するために、関節の回転軸の位置決め用に使用することもできるし、関節の回転軸の位置決めが望ましいその他の状況において使用することもできる。
関節の回転軸の位置決めのためには、関節の回転に関して2つの点を特定することで十分である。特定後、関節の回転軸は、前記2つの特定された点を含んだ直線で示される。
例えば、説明の便宜のみを目的として肘の場合を説明するが、この関節の回転の2つの関連点を位置決めすることで、回転軸が視覚化できる。側面開口部を介して腕尺骨関節に接近することで、外科医は、これらの点の内1つを視覚的に特定することが出来る。この第1の点は、外側上顆の基点部に隣接する小頭の中心に位置する。第2の点は、「スプール」形状の滑車(尺骨−上腕骨関節の上腕骨部)の中心線内の一点であると推定できる。この点を特定するために、本明細書中では図19の軸軌道ガイド400などのガイドを設けており、このガイドは、軸上で第2の点を特定するために、上記滑車上に装着可能な弓状(すなわち円の弧の形状をした)の部分を有している。
図19から図20を参照して、図19の軸軌道ガイド400を詳細に説明する。図19は、本願発明の1つの実施の形態に従う、軸軌道ガイドおよびその主要構成要素の正面図を示す。図20は、図19の軸軌道ガイド400の斜視分解図を示す。
図19から図20の軸軌道ガイドは、特に、ハンドル部410、中心位置決め部420、既知の長さLのKワイヤ440を受けるよう構成されている着脱可能なアライメントスリーブ430を備える。ハンドル部410は、任意の材料で形成することができるが、ステンレス鋼などの金属やプラスチックで形成されることが好ましい。
図20に示すように、軸軌道ガイド400の中心位置決め部420は、外縁を形成する弓状遠位部422を備える。なお、中心位置決め部420の弓状遠位部は、円の任意の弧を禁止するという限定は加えない。むしろ、必要に応じて、部分的に開部を有するように形成された弧を、半円に等しい、または図20に示す半円より大きいもしくは小さい形状としてもよい。遠位部422の異なる径を有する中央位置決め部420が、様々な身体構造に対応できるように設けられている。中心位置決め部420の近位端は、ハンドル部410の遠位端411に対して、固定されているか(図示)、一体成形されているか、または、好ましくは着脱可能に装着されていればよく、これにより、全体として軸軌道ガイド400の本体を形成する。また、ハンドル部410は、着脱可能なアライメントスリーブ430のカニューレ状延長ピン部434を、中心位置決め部420の位置とは反対側に位置し、ハンドル部410側に配置された開口部412を通って受けるよう構成されている。なお、肘以外の関節に使用する場合、軸軌道ガイド400の中心位置決め部420の遠位部は、それに応じて、関節内の骨の一部に係合し、所望の軸軌道を決めるように、幾何学的に構成されている。
着脱可能なアライメントスリーブ430は、そのアライメントスリーブ430を貫通し、更にカニューレ状延長ピン434を貫通する穴432が設けられたノブ431を備える。穴432は、図20に示すように、既知の長さLのKワイヤ440や長手方向に延在する他の装置を受ける寸法に形成されている。図26から図27により明確に示すように、カニューレ状延長ピン434の断面は、その周囲長の約4分の3(%)に渡って円柱状であり、残り4分の1は、僅かに突出しており、カムを形成している。カムが、図26から図27に示すように中立位置に有る場合、カニューレ状延長ピン434は、開口部412の軸に沿って長手方向に滑動する。ノブ431を時計方向に回転することにより、カニューレ状延長ピン434に形成されたカムは、対応するように形成された開口部412に係合し、所定位置に固定し、開口部412の軸に沿ってカニューレ状延長ピン434が軸方向にそれ以上滑動するのを防止する。
中心位置決め部420、アライメントスリーブ430、Kワイヤ440は、任意の材料で形成してもよいが、好ましくはステンレス鋼などの金属で形成する。
説明の便宜上、肘関節を使用した図21から図27を参照して、図19の軸軌道ガイド400を使用する方法を説明する。上記したように外科医は、腕尺骨関節に側方切開部を介して接近し、関節の回転軸上に第1の点460(図21参照)の印を付ける。
図21において、外科医は、尺骨から上腕骨を取り出し、上腕骨滑車455で止まるまで、中心位置決め部420を取り出した関節内に挿入する。ハンドル部410を、関節内において中心位置決め部420を操作するために使用する。
図22から図23に示すように、中心位置決め部420が滑車455上に正しく設置できたら、カニューレ状延長ピン434の遠位端が、外科医が上腕骨450上に予めマークした第1の点460に触れる程度に、かつ点460の目視観察を十分に可能な程度離間させて、アライメントスリーブ430のカニューレ状延長ピン434を軸軌道ガイド400のハンドル部410内の開口部412に挿入する。外科医は、ノブ431を時計方向に回転させることで、カニューレ状延長ピン434をその位置で固定する。
図24に更に示すように、アライメントスリーブ430がハンドル部410の開口部412内で固定されると、外科医は、既知の長さLを有するKワイヤ440を、印を付けた第1の点460において上腕骨に係合するまで、挿入する。
蛍光透視法により、Kワイヤ440が、中心位置決め部420の弓状部422内で中心に位置決めされたことを外科医が視覚的に確認し、中心位置決め部420の弓状部422の遠位端を若干超え、かつ上腕骨の遠位皮質には届かないように注意深く穿孔しながら、Kワイヤ440を、上腕骨450内に突き通す。
図24および図25では、Kワイヤ440の設置に続いて、アライメントスリーブ430上のノブ431を、反時計回りに回転し、カニューレ状アライメントピン434を解放する。アライメントスリーブ430が、まず開口部412から取り外され、そして、Kワイヤ440を残したまま、軸軌道ガイド400の残りの部分が関節から取り外される。これにより、Kワイヤ440は、関節の回転軸を形成する。深度計(図示せず)を使用することで、外科医は、Kワイヤ440の突出部L2を計測することができる。Kワイヤ440の全長Lは既知であるため、上腕骨450に設置されたKワイヤ440の長さL1は、計算、記録される。
以上のように、対象関節の回転軸は、図18から図26の軸軌道ガイド400を使用して位置決めされ、形成されるが、対象関節に対してさらに作用するように使用することもできる。例えば、外科医は、カニューレ状のドリルを使用して、Kワイヤ440を挿入し、関節の自然な回転軸と一直線上に合わせられ、かつ長くても関節安定装置の長さL1分の回転軸部160を受けることができる、既知の長さL1の円筒状空洞を形成する。
本明細書で述べた軸軌道ガイドおよび方法は、内部および/または関節安定器を利用して、関節の安定化を容易にするために、関節の回転軸を位置決めすることに使用できる。しかし、上記したように、これに限定するものではなく、上述したガイドおよび方法は、関節の軸を位置決めすることが望ましいいかなる状況においても、その後の関節の安定化の有無にかかわらず、使用することができる。
本明細書で説明した軸軌道ガイドを、内部関節安定装置を備えたキットの一部として設けることが有利であり、そのキットは更に、様々な長さを有する複数の軸および首を備えており、外科医は、手術中に患者の身体に内部関節安定器を適用できる。例えば、長さL1を決定後、外科医は、キットに備えられた複数の軸から、長さL1より短いがその長さに非常に近い本体長さを有する軸を選択することが可能である。同様に、外科医は、患者の特定の身体構造に適応させるため、キットに備えられた複数の長さおよび形状を有する複数のネック部から、術中にネック部を選択することができる。このような実施の形態においては、選択されたネックは、本明細書中で説明された様々なターレットアッセンブリのような複数の調整部の一つに取り付けることができる。
肘や指節間関節に関して述べたが、これに限定するものではなく、本明細書の記載に従って、様々な寸法や大きさで他の内部関節安定器や軸軌道ガイドを作成し、足関節などの不安定性や亜脱臼、脱臼、または第1中足指節関節に発生した慢性的な不安定性やバニオンなどを処置することもできる。また、本明細書中の記載からも分かるように、本願発明に係る内部関節安定器は、母指の手根中手骨(CMC)関節や膝などの更に複雑な並進配置や1つ以上の回転軸を有する関節に使用することができ、本装置は、これらの関節独自の動作に対応することができる。例えば、1つの実施の形態において、本願発明の内部関節安定器は、適切な等尺点にある1つ以上の回転軸やリンケージアームを更に備えるように変更してもよい。それゆえ、本願発明は、本明細書中において、屈曲可能なネック部、ターレットアッセンブリおよび/またはスイベル部などの上記した様々な機構を使用して、固定可能な部分に対して回転可能な回転軸を備える様々な実施の形態として記載されているが、その意図は、これら詳述したものだけに限定することではなく、本発明の要旨の範囲内において、かつ請求の範囲に相当する範囲内において、種々の変形や構造的な変更が可能である。

Claims (32)

  1. 第1の骨と第2の骨との間において、関節の自然な回転軸と一直線になるように、前記関節の前記第1の骨における第1の部分に挿入される回転軸部と、
    バーおよび前記バーの周囲に回転自在に装填される搭載部を備え、留め具によって前記第2の骨に装着可能なプレートと、
    前記回転軸部と前記搭載部との間に配置されるネック部と、
    を備えることを特徴とする内部関節安定器。
  2. 請求項1に記載の内部関節安定器において、前記回転軸部および前記ネック部のうち少なくとも1つは、前記プレートに対して回転可能である、内部関節安定器。
  3. 請求項2に記載の内部関節安定器において、前記搭載部のターレットは、前記搭載部の基部に対して回転可能であり、前記ネック部は、前記ターレットに装着され、前記基部は、前記バーの周囲に回動可能に搭載された、内部関節安定器。
  4. 請求項3に記載の内部関節安定器において、前記ネック部は、前記ターレットに対して長手方向に移動可能である、内部関節安定器。
  5. 請求項2に記載の内部関節安定器において、前記ネック部は、前記プレートに対して前記回転軸を移動するための固定可能なスイベル継手を備えた、内部関節安定器。
  6. 請求項2に記載の内部関節安定器において、前記搭載部は、また、前記バーに沿って活動可能である、内部関節安定器。
  7. 第1の骨と第2の骨との間において、関節の自然な回転軸と一直線になるように、前記関節の前記第1の骨における第1の部分に挿入される回転軸部と、
    留め具によって前記第2の骨に装着される装着部と、
    前記回転軸部と前記装着部との間に配置されるネック部と、
    を備えることを特徴とする内部関節安定器。
  8. 請求項7に記載の内部関節安定器において、前記装着部はプレートを備える、内部関節安定器。
  9. 請求項7に記載の内部関節安定器において、回転軸の位置を、前記ネック部に対して移動可能に構成した、内部関節安定器。
  10. 請求項9に記載の内部関節安定器において、前記ネック部および前記回転軸を、固定可能なスイベル継手によって接続するように構成された、内部関節安定器。
  11. 請求項7に記載の内部関節安定器において、前記ネック部の位置は、前記装着部に対して移動可能である、内部関節安定器。
  12. 請求項11に記載の内部関節安定器において、前記装着部は、搭載部を有するプレートを備えており、前記ネック部は、前記搭載部に装着された、内部関節安定器。
  13. 請求項12に記載の内部関節安定器において、前記ネック部は、前記搭載部内において回転可能であり、前記搭載部に対して直線的に移動可能である、内部関節安定器。
  14. 請求項12に記載の内部関節安定器において、前記搭載部は、固定要素を備えており、
    前記固定要素が第1の位置にあるときは、前記搭載部が前記プレートに対して回転可能であり、前記固定要素が第2の位置にあるときは、前記搭載部の動作が固定される、内部関節安定器。
  15. 請求項14に記載の内部関節安定器において、前記固定要素は、セットねじを備えており、
    前記第1の位置は、緩めた位置であり、前記第2の位置は、前記セットねじを完全に締めた位置である、内部関節安定器。
  16. 請求項14に記載の内部関節安定器において、前記固定要素は、更に、前記第2の位置にあるときは、前記搭載部に対してネック部の動作を妨げる、内部関節安定器。
  17. 請求項12に記載の内部関節安定器において、前記搭載部は、前記プレートにネック部を搭載するためのターレット手段を備えた、内部関節安定器。
  18. 請求項17に記載の内部関節安定器において、前記ターレット手段は、前記プレートに対して回転移動可能なターレット部を備えた、内部関節安定器。
  19. 請求項17に記載の内部関節安定器において、前記プレートは、バーを備えており、前記ターレット手段は、前記バーの周囲に回動可能に搭載された、内部関節安定器。
  20. 請求項19に記載の内部関節安定器において、前記ターレット手段は、更に、前記バーに沿って移動可能である、内部関節安定器。
  21. 請求項19に記載の内部関節安定器において、前記ターレット手段は、前記バーの長さに渡って延在する軸に対して垂直な軸を中心に回転する部分を備えた、内部関節安定器。
  22. 請求項7に記載の内部関節安定器において、内部関節安定器は、キットの一部であり、前記キットは、内部関節安定器の前記回転軸およびネック部を選択するための、種々の形状および/または種々の長さを備えた複数のネック部と、種々の直径および/または種々の長さを備えた複数の回転軸のうち少なくとも1つを備えた、内部関節安定器。
  23. 請求項7に記載の内部関節安定器において、少なくとも前記回転軸部と前記ネック部は、ピンまたはワイヤで形成された、内部関節安定器。
  24. 請求項7に記載の内部関節安定器において、前記内部関節安定器の少なくとも一部は、生体吸収性を有する、内部関節安定器。
  25. 内部関節安定システムであって、
    第1の骨と第2の骨との間において、関節の自然な回転軸と一直線になるように、前記関節の前記第1の骨における第1の部分に挿入される回転軸部と、
    バーおよび前記バーの周囲に回転自在に装填される搭載部を備え、留め具によって前記第2の骨に装着可能なプレートと、
    前記回転軸部と前記搭載部との間に配置されるネック部と、を備える内部関節安定器と、及び、
    ハンドル部と、
    前記ハンドル部に装着され、外縁を形成する中心位置決め部と、
    骨を貫通する穴を有し、取り外し可能なアライメントスリーブとを備え、
    前記ハンドル部は、前記穴を貫通する軸が、前記外縁の内部を通って延在するように、前記取り外し可能なアライメントスリーブを受ける穴を備えるガイド装置と、
    を備える内部関節安定システム。
  26. 請求項25に記載の内部関節安定システムにおいて、前記中心位置決め部の外縁は、円の円弧の部分である、内部関節安定システム。
  27. 請求項25に記載の内部関節安定システムにおいて、前記中心位置決め部は、特に上腕骨滑車に係合する、内部関節安定システム。
  28. 請求項25に記載の内部関節安定システムにおいて、前記取り外し可能なアライメントスリーブは、カニューレ状延長ピンを備えた、内部関節安定システム。
  29. 関節を安定化するためのシステムであって、前記システムは、内部関節安定キットを備え、
    前記内部関節安定キットは、内部安定器と、関節の自然な回転軸を位置決めするためのガイドとを備え、
    前記内部安定器は、回転軸と、ネック部と、装着部とを備え、
    前記ガイドは、ハンドル部と、前記ハンドル部に装着され、外縁を形成する中心位置決め部と、貫通する穴を有するアライメントスリーブであって、前記穴を貫通する軸が前記外縁の内部を通って延在するように前記貫通する穴を有するアライメントスリーブとを備える
    ことを特徴とするシステム。
  30. 請求項29に記載のシステムにおいて、前記ネック部は、ターレット手段で前記装着部に接続された、システム。
  31. 請求項29に記載のシステムにおいて、前記中心位置決め部の外周は、円の中の円弧である、システム。
  32. 請求項29に記載のシステムにおいて、前記キットは、前記内部関節安定器の前記回転軸およびネック部を選択するための、種々の形状および/または種々の長さを備えた複数のネック部と、種々の直径および/または種々の長さを備えた複数の回転軸のうち少なくとも1つを備えた、システム。
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