JP5951170B2 - 多孔性チタン大腿骨スリーブおよび膝関節整形手術におけるその使用 - Google Patents
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Description
本出願は、2008年6月3日出願の米国特許出願第61/058,254号の優先権を主張するものであり、前記出願の開示内容は、その全てが本明細書に組み込まれる。
本発明は、とりわけ多孔性チタン大腿骨スリーブおよび膝関節整形手術におけるその使用に関する。
典型的な膝関節プロテーゼには、脛骨部品、大腿骨部品、および、膝蓋骨部品が含まれる。大腿骨部品は、概して、一対の離間した顆部を含み、この顆部の上面(superior surfaces)が脛骨部品の一部と関節接合する。大腿骨ステム組立体は、置換された膝関節に安定性を提供するために使用され、大腿骨の遠位部分の髄管の内部に位置し、典型的には、カラーとボルトなど特殊化した連結装置によって、大腿骨部品に連結される。いくつかの人工膝関節は、モールステーパーポストとして知られる構造体を含み、モールステーパーポストは、大腿骨ステム組立体に固定可能な大腿骨スリーブに噛み合うよう、大腿骨部品の下面(inferior surface)から延びる。大腿骨部品は、モジュール式連接部の部品を受けるためのスロットを有するボスを含んでよい。
本発明の一態様は、50〜85%の多孔性を有するチタンまたはチタン合金のフォームを具備するモノリシックなフォームスリーブに関し、このスリーブは、
近位端部と、
遠位端部と、
内部チャネルを定め、近位端部から遠位端部に延びる、内壁と、
前記スリーブが遠位端部で最も幅広く、近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面と、
を有する。
近位端部、
遠位端部、
内部チャネルを定め、近位端部から遠位端部に延びる、内壁、および、
前記スリーブが遠位端部で最も幅広く、近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面、
を有する。
近位端部、
遠位端部、
内部チャネルを定め、近位端部から遠位端部に延びる、内壁、および、
前記スリーブが遠位端部で最も幅広く、近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面、
を有する。
膝関節整形手術では、安定した大腿骨の基礎を設定することが、長期的な移植片の存続にとって重要である。本発明は、大腿骨移植片装置を提供し、この装置は、健康な骨を損なうことなく、空洞性の大腿骨欠陥部を充填して、安定した大腿骨プラトーを設定するために使用され得る。装置は、骨の内部成長を促進する高多孔性のチタン構造によって作製される。加えて、装置は、安定した基部を提供して、そこに置換大腿骨部品が機械的インターロックまたはセメント接合により確実に固着されるようにする。
多孔度%=重量/(固体金属の密度×容積)×100
多孔度はまた、断面画像を分析することによって、決定され得る。画像は、金属フォーム材料の、かさんだ、研磨された断面から得られる。金属は光を反射して白く見え、一方、孔は黒く見える。
大腿骨スリーブの形状とほぼ同じ空所を備えるゴム製鋳型が作られる。チタン粉末/塩粉末混合物が鋳型に設置される。金属心棒が鋳型および粉末混合物の中に設置されて、スリーブの内部チャネルを作る。次に鋳型と心棒の組立体が、等方圧加圧の中に設置されて、固体形態へと圧縮される。固体形態は機械加工され、最終的な段状の外部輪郭を形成する。固体形態は、逆浸透水に浸漬され、大部分の塩を除去する。先細アダプターがスリーブの中に圧力嵌めされる。組立体全体が焼結され、全体がおよそ13%縮む。
例1が、市販の純チタン粉末(Phelly Materials, Inc. Bergenfield, NJ, USA)、粒径:45〜75μm、および、NaCl(Fisher Scientific International Inc. Hampton, NH, USA)、粒径:250〜425μm、を使用して行われる。チタンおよび塩が、およそ25:75のTi:PFAの容積比で混合される。混合物が鋳型に加えられ、22ksi(152N/mm2)の圧縮圧力で圧迫されて素地になる。素地は、NaClが溶解するまで、水浴に設置される。結果として生じた金属骨格は、65℃で4時間、乾燥され、次に、1204度で2時間、焼結される。結果として高多孔性の大腿骨スリーブが生じる。
例2からの大腿骨スリーブは、大腿骨部品ボスと先細アダプター内部チャネルとのモールステーパーによって、大腿骨スリーブを大腿骨部品に取り付けることで、大腿骨部品につながれる。
〔実施の態様〕
(1) 50〜85%の多孔性を有するチタンまたはチタン合金のフォームを具備するモノリシックフォームスリーブにおいて、
近位端部と、
遠位端部と、
内部チャネルを定め、前記近位端部から前記遠位端部に延びる、内壁と、
前記スリーブが前記遠位端部で最も幅広く、前記近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面と、
を有する、スリーブ。
(2) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
前記スリーブは、60〜80%の多孔性を有する、スリーブ。
(3) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
大腿骨の遠位背側面に存在する顆間のノッチを占めるための、前記スリーブからの実質的に円形のカット部、
を有する、スリーブ。
(4) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
前記段状の外面の形状は、哺乳類の前記大腿骨の前記遠位端部の形状に概して対応する、スリーブ。
(5) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
前記段状の外面の最も遠位の層は、実質的に矩形であり、近位方向に次第に円形になる、スリーブ。
(6) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
前記段状の外面の最も遠位の層は、実質的に多角形であり、近位方向に次第に円形になる、スリーブ。
(7) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
遠位ノッチを追加的に具備する、スリーブ。
(8) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
前記チタンまたはチタン合金は、Ti6Al4VまたはCPチタンである、スリーブ。
(9) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
前記スリーブの前記遠位端部で前記スリーブの前記内部チャネルに固定されるアダプターであって、前記スリーブの前記内部チャネルと連絡するチャネル、および、前記スリーブの前記内部チャネルの形状に概して対応する幾何学的外形、を有する、アダプター、
を追加的に具備する、スリーブ。
(10) 実施態様1に記載のスリーブにおいて、
前記アダプターの前記チャネルは、前記スリーブの前記内部チャネルの中央に対して、2mm〜8mmの間の距離だけ、内側/外側平面または腹側/背側平面でオフセットしている、スリーブ。
(11) 実施態様9に記載のスリーブにおいて、
前記アダプターは、大腿骨移植片のボスに噛み合わせられるための内部チャネルを有する、スリーブ。
(12) 大腿骨移植片を形成する方法において、
モノリシックフォーム大腿骨スリーブに大腿骨部品をつなぐこと、
を具備し、
前記大腿骨スリーブは、50〜85%の多孔性を有するチタンまたはチタン合金のフォームを具備し、
近位端部、
遠位端部、
内部チャネルを定め、前記近位端部から前記遠位端部に延びる、内壁、および、
前記スリーブが前記遠位端部で最も幅広く、前記近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面、
を有する、方法。
(13) 実施態様12に記載の方法において、
前記スリーブは、60〜80%の多孔性を有する、方法。
(14) 実施態様12に記載の方法において、
前記段状の外面の形状は、哺乳類の前記大腿骨の前記遠位端部の形状に概して対応する、方法。
(15) 実施態様12に記載の方法において、
前記大腿骨スリーブは、遠位ノッチを追加的に具備する、方法。
(16) 実施態様12に記載の方法において、
前記大腿骨スリーブは、前記大腿骨スリーブの前記内部チャネルに固定されるアダプターであって、前記大腿骨スリーブの前記内部チャネルと連絡するチャネル、および、前記大腿骨スリーブの前記内部チャネルの形状に概して対応する幾何学的外形、を有する、アダプター、
を追加的に具備する、方法。
(17) 実施態様12に記載の方法において、
前記チタン合金は、Ti6Al4Vである、方法。
(18) 膝関節プロテーゼ装置を置換する方法において、
プロテーゼ装置を大腿骨の海綿状域に挿入すること、
を具備し、
前記装置は、スリーブを有し、
前記大腿骨スリーブは、50〜85%の多孔性を有するチタンまたはチタン合金のフォームを具備し、
近位端部、
遠位端部、
内部チャネルを定め、前記近位端部から前記遠位端部に延びる、内壁、および、
前記スリーブが前記遠位端部で最も幅広く、前記近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面、
を有する、方法。
(19) 実施態様18に記載の方法において、
前記段状の外面の形状は、哺乳類の前記大腿骨の前記遠位端部の形状に概して対応する、方法。
(20) 実施態様18に記載の方法において、
前記段状の外面の最も遠位の層は、実質的に矩形であり、近位方向に次第に円形になる、方法。
(21) 実施態様18に記載の方法において、
前記外面は、60〜80%の多孔性を有する、方法。
(22) 実施態様18に記載の方法において、
前記大腿骨スリーブは、前記大腿骨スリーブの前記内部チャネルに固定されるアダプターであって、前記大腿骨スリーブの前記内部チャネルと連絡するチャネル、および、前記大腿骨スリーブの前記内部チャネルの形状に概して対応する幾何学的外形、を有する、アダプター、
を追加的に具備する、方法。
Claims (15)
- 50〜85%の多孔性を有するチタンまたはチタン合金のフォームを具備するモノリシックフォームスリーブ、及び、該スリーブの内部に位置付けられ、10%未満の多孔性を有するチタン挿入部を備えた大腿骨スリーブ組立体において、
前記スリーブは、
近位端部と、
遠位端部と、
内部チャネルを定め、前記近位端部から前記遠位端部に延びる、内壁と、
前記スリーブが前記遠位端部で最も幅広く、前記近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面と、を有し、
前記チタン挿入部は、前記スリーブの前記内部チャネル内に位置付けられており、取り付け機材を収容可能である、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記スリーブは、60〜80%の多孔性を有する、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
大腿骨の遠位背側面に存在する顆間のノッチを占めるための、前記スリーブからの実質的に円形のカット部、
を有する、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記段状の外面の形状は、哺乳類の大腿骨の前記遠位端部の形状に概して対応する、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記段状の外面の最も遠位の層は、実質的に矩形であり、近位方向に次第に円形になる、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記段状の外面の最も遠位の層は、実質的に多角形であり、近位方向に次第に円形になる、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記スリーブが、遠位ノッチを追加的に具備する、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記チタンまたはチタン合金は、Ti6Al4VまたはCPチタンである、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項1に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記取り付け機材は、アダプターである、大腿骨スリーブ組立体。 - 請求項9に記載の大腿骨スリーブ組立体において、
前記アダプターは、大腿骨移植片のボスに噛み合わせられるためのアダプター内部チャネルを有する、大腿骨スリーブ組立体。 - 大腿骨移植片を形成する方法において、
大腿骨スリーブ組立体および大腿骨部品を用意すること、及び、
前記大腿骨スリーブ組立体に前記大腿骨部品をつなぐこと、
を具備し、
前記大腿骨スリーブ組立体は、50〜85%の多孔性を有するチタンまたはチタン合金のフォームを具備する大腿骨スリーブ、及び、該スリーブの内部に位置付けられており、10%未満の多孔性を有するチタン挿入部を備え、
前記スリーブは、
近位端部、
遠位端部、
内部チャネルを定め、前記近位端部から前記遠位端部に延びる、内壁、および、
前記スリーブが前記遠位端部で最も幅広く、前記近位端部で最も幅が狭くなるように、先細になった、段状の外面を有し、
前記チタン挿入部は、前記スリーブの前記内部チャネル内に位置付けられており、取り付け機材を収容可能である、方法。 - 請求項11に記載の方法において、
前記スリーブは、60〜80%の多孔性を有する、方法。 - 請求項11に記載の方法において、
前記段状の外面の形状は、哺乳類の前記大腿骨の前記遠位端部の形状に概して対応する、方法。 - 請求項11に記載の方法において、
前記スリーブは、遠位ノッチを追加的に具備する、方法。 - 請求項11に記載の方法において、
前記取り付け機材は、アダプター内部チャネルを有するアダプターである、方法。
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