JPH08508175A - 大腿骨移植体カラー及び設置装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 カラー（１８）の下側に細長いフィン（２２、３０、３４、３６）又は他の同様の突起が設けられ、これらの突起が骨（１６）に予め配置された形成したスロット即ち溝（２４）内に延びる、人間の股関節用の人工補装具装置。複数のフィン又は非直線状形状の単一のフィンのいずれかが設けられている。骨に溝を形成するための装置は、骨に形成したキャビティ内にぴったりと嵌め込んだ石目やすり（４０）の基端に取り付けることのできるミル案内体（４８）を含む。溝切りビット（７０）をミル案内体と関連して使用し、正確に配置し且つ形成した溝を形成する。この溝内にフィンが着座できる。セメントの硬化時に人工補装具装置を大腿骨に固定するため、クランプ（９２）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 大腿骨移植体カラー及び設置装置 発明の分野 本発明は、全体として人工補装具に関し、更に詳細には、人間の股関節の人工 補装具の大腿骨構成要素に関する。 発明の背景 人間の股関節のような荷重支持骨格部材は、骨折、損傷、疾病、悪性腫瘍又は 疾病に対して行った切除術、又は痛み又は形成異常のため、機能を失うことがし ばしばある。このような部材は、一般的には、関節全体を人工構成要素と交換す ることのよって修復される。過去３０年間に亘って特に成功を収めた一つの種類 の骨交換体は、人間の股関節の骨交換体である。このような股関節補装具は、代 表的には、大腿骨に移植された大腿骨部分即ち大腿骨構成要素及び骨盤に固定さ れた寛骨臼構成要素を含む。大腿骨構成要素は、寛骨臼構成要素に形成されたソ ケット内で回転するヘッドを含む。多くの場合、大腿骨構成要素にはカラーが設 けられ、これは、大腿骨基端の表面上に載止する。 多くの周知の股関節人工補装具は、大腿骨構成要素を大腿骨の髄管内に設置す るのにセメントを使用することを必要とする。一般的に使用されているセメント の一つは、メチルメタクリレートである。 股関節移植体全体で大腿骨構成要素がうまくいくかどうかは、多くは、移植体 が技術的にどれ程正確に挿入されたかにかかっている。大腿骨構成要素の成功に 寄与する幾つかの要因がある。第１の要因はセメント固定された構成要素につい てであり、構成要素は、大腿骨構成要素が挿入される大腿骨の髄管の中央キャビ ティ内の中央になければならないということである。構成要素を中央に置くこと によって、構成要素を取り囲むセメントマントルの厚さが全ての側で確実に均等 になる。セメントマントルが均等な場合には、骨−セメント界面及び金属セメン ト界面での荷重分布が構成要素の全ての側でほぼ均等になり、かくして、界面の 一つの領域に過度の応力が加わわることと関連した問題点、例えばマントルが破 損したり、マントルが骨から分離したり、構成要素がマントルから分離したりす るといった問題点がなくなる。 セメント固定されていない大腿骨構成要素又はセメント固定した大腿骨構成要 素のいずれについても成功に寄与することが分かっている別の要因は、安定性及 び移動範囲を確保するため、大腿骨に関して適正な位置まで大腿骨構成要素をそ の軸線を中心として回転させなければならないということである。適正な回転位 置、即ちいわゆる前傾により、股関節の機械的配向を正確に再現することができ る。 第３の要因は、構成要素がひとたび大腿骨に着座した後、回転しないようにし なければならないということである。セメント固定した構成要素については、回 転をこのように制御することは、特にセメントの挿入中及び硬化中において、非 常に重要であり、セメントの硬化中に誤って動かすことは、セメント固定した大 腿骨ステムの全体としての結果に有害であることがわかっている。セメントの硬 化前に制御されていない状態で回転すると、ステムは適正に中央に置かれず、こ れは、セメントがひとたび硬化した後、適正な角度位置とならない。セメント固 定されていない構成要素については、構成要素の移植後に回転安定性が得られる ことが重要である。 製造費用及び必要在庫を減少させるため、多くの患者に一つのスタイル即ち設 計を使用できるように構成要素をできるだけ大幅に標準化するのが望ましい。種 々の発達程度又は年齢の患者には種々の大きさの構成要素が必要とされるため、 各大きさの構成要素について種々のスタイルの構成要素を製造し貯蔵することは 全く望ましくないものと考えられる。しかしながら、基端にある利用可能な骨の 強度、形体、及び量は、患者によって大きく異なり、同じ大きさの構成要素を必 要とする患者にあっても大きく異なる。例えば、多くの患者について、大腿骨基 端の骨のマスは非常に小さく、即ち、大腿骨構成要素のカラーの小さな部分だけ が骨表面上に載止するように形成されている。かくして、標準化には、構成要素 について選択された設計が、強度、形体、及び大きさにおけるこれらの大きな差 異を吸収できることが必要とされる。 回転に抗し、自動的に中央に位置する傾向を持つ構成要素を設計しようとする 多くの試みが過去においてなされてきた。このような構成要素の例には、米国特 許第５，１１６，３８０号、米国特許第５，１０８，４５２号、米国特許第４， ９４６，３７９号、米国特許第４，９３６，８６３号、米国特許第４，７８３， １９２号、米国特許第４，７７０，６６０号、米国特許第４，６７８，５７１号 、米国特許第４，６２３，３５３号、米国特許第４，５３５，４８７号、米国特 許第４，０６８，３２４号、米国特許第４，０１２，７９６号、米国特許第２， ７１９，５２２号、及び米国特許第２，６８２，２６５号に記載された構成要素 が含まれる。しかしながら、上掲の設計のうち、ひとたび移植された構成要素の 回転を阻止し、構成要素を適正に中央決めされた位置に確実に保持するという両 方の点について完全に満足のいくものは一つもない。更に、上掲の設計のうちの 幾つかは、使用された装置の横方向長さが制限されているために全ての大腿骨の 回転移動又は横方向移動を阻止するようには作動しない。患者によっては、骨の 不規則な形体のため又は骨のマスがないため、装置が骨と係合しない。更に、米 国特許第５，１１６，３８０号に開示されたスペーサのようなスペーサが、構成 要素を髄管内の中央に自動的に置く目的で使用された場合には、このようなスペ ーサは、セメントの硬化中に人工補装具の回転移動を阻止するのに役立たない。 最後に、構成要素の縁部の周りでのセメントの移動と干渉せず、かくして、セメ ントのマントル中に空所又は隙間を形成することがしばしばある。 従って、本発明の目的は、股関節用人工補装具の改良大腿骨構成要素を提供す ることである。 本発明の別の目的は、自動的に中央決めする大腿骨構成要素を提供することで ある。 本発明の更に別の目的は、医師が構成要素を適正な角度位置で挿入し、維持で きるようにする大腿骨構成要素を提供することである。 本発明の他の目的は、形状及び大きさの異なる多くの骨について使用できる、 セメントの硬化中に回転したり横方向に移動したりしない大腿骨構成要素を提供 することである。 本発明の更に他の目的は、大腿骨内に改良大腿骨構成要素を挿入するための方 法及び装置を提供することである。 発明の概要 本発明のこれらの目的及び他の目的は、フィン又は他の同様の突起がカラーの 下側に設けられ、大腿骨基端にこれらのフィンと対応して予め形成されたスロッ ト即ち溝にフィン又は他の同様の突起が着座する、人間の股関節用の人工補装具 装置の大腿骨構成要素によって達成される。これらのフィン即ち突起、及び大腿 骨基端にこれらのフィン即ち突起と対応して設けられた噛み合いスロット即ち溝 により、構成要素は、大腿骨の髄管に形成されたキャビティ内の中央にあり且つ 大腿骨に関して適正な角度位置即ち前傾を持つように位置決めされる。更に、こ れらのフィン及びこれらのフィンと噛み合う溝により、構成要素がセメントの硬 化中に回転したり横方向に移動したりすることが阻止される。 一実施例では、二つの細長い平行でないフィンが設けられている。これらの二 つのフィンは、互いに交差していてもよいし、互いに関して鋭角を形成するよう に間隔を隔てられていてもよい。別の実施例では、湾曲した即ち直線状でない形 状を持つ単一の連続したフィンが設けられる。これらのフィンは、その形体に関 わらず、大腿骨構成要素のカラーに設けることができ、又は大腿骨構成要素の形 成時にカラーと一体に形成してもよい。本発明の別の特徴では、フィンが延びる スロット即ち溝を予め形成するための方法及び装置が開示されている。本発明の 別の特徴は、大腿骨構成要素を大腿骨に挿入してこれをセメント固定するための 方法及び装置に関する。 本装置は、髄管に挿入される従来の石目やすりを含む。この石目やすりは、大 腿骨基端を越えて延びるポストをその基端に有する。ミル案内体がポストにスナ ップ嵌めされるようになっており、このミル案内体は、石目やすり内に延びるペ グで回転しないようになっている。ミル案内体には、大腿骨基端上に形成される べきスロット即ち溝と対応するスロットが設けられている。丸味の付いた窪みが ミル案内体の上面に各スロットと関連して配置されている。エンドミル即ち溝切 りビットは、ミル案内体に設けられた対応する窪み内に入るようになったボール 枢軸を持つ外ハウジングを有する。このハウジングは、従来のドリルのモータに よって溝切りビットが回転する際にそのボール枢軸を中心として前後に枢動する ようになっている。溝切りビットの貫入位置及び深さは、ミル案内体によって注 意深く制御され、そのため、溝切りビットの枢動中、カラーの下面に配置された フィンと大きさ及び位置が正確に対応するスロット即ち溝が大腿骨基端に正確に 形成される。ミル案内体を正確に位置決めすることによって、設置された大腿骨 構成要素の中心決め及び回転位置決めを適正に行うことができる。更に、大腿骨 構成要素がひとたび髄管内に挿入されると、セメントの硬化時に髄管から軸線方 向に移動して抜けることのないように大腿骨構成要素を所定位置に保持するため のクランプが設けられている。 本発明の方法では、従来の石目やすりを使用して大腿骨の髄管を従来の方法で 拡大し且つこれをきれいにする。その後、石目やすりは、拡大された髄管に大腿 骨構成要素についての所望の角度配向でしっかりと且つ固定的に挿入される。次 いで、大腿骨基端を従来の方法で機械加工し、平らで滑らかな表面を形成する。 その後、石目やすりに設けられたポストにミル案内体を所望の回転配向でスナッ プ嵌めする。溝切りビットを、その関連したハウジングとともに、そのハウジン グのボール枢軸がミル案内体に対応して形成された窪みに載止するようにミル案 内体に挿入する。 溝切りビットは、大腿骨基端の骨表面ど係合するように、ミル案内体のベース の下に所定距捕延びるように位置決めされている。大腿骨基端に所望の溝即ちス ロットを形成するため、溝切りビットを、ドリルの作動時に、ミル案内体に予め 形成してあるスロットに沿って前後に枢動させる。フィンを一つ以上設けるのが 所望である場合には、ミル案内体のスロットの各々についてこのプロセスを繰り 返す。ひとたびこのプロセスが完了すると、カラーの下面に設けられたフィンが これと対応して大腿骨基端に形成されたスロット即ち溝に着座するように大腿骨 構成要素を挿入する。その後、この構成要素を大腿骨にクランプする。 本発明の装置及び方法は、構成要素を髄管に形成されたキャビティの中央に置 き、適正な前傾を再現し、ひとたび着座した構成要素の回転を阻止し、セメント の硬化中に構成要素をクランプすることによって良好な結合を保証する。この装 置及び方法は、セメント固定した構成要素又はセメント固定されていない構成要 素のいずれかと関連して使用できる。 図面の簡単な説明 本発明は、添付図面を参照して以下の説明を読むことによって更に詳細に理解 されるであろう。 第１図は、本発明のフィンを示す、股関節用人工補装具移植体の斜視図であり 、 第２図は、第１図の２−２線に沿った、カラーの真下から見た断面底面図であ り、 第３図は、第１図の３−３線に沿った、カラーの真上から見た断面平面図であ り、 第４図は、第３図の４−４線に沿った、側断面図であり、 第５図は、本発明のフィンの別の実施例を示す、股関節用人工補装具移植体の 下方からの斜視図であり、 第６図は、第５図の移植体の拡大底面図であり、 第７図は、本発明のフィンの更に別の実施例を示す、股関節用人工補装具移植 体の下方からの斜視図であり、 第８図は、第７図の移植体の拡大底面図であり、 第９図は、石目やすり及びこれにスナップ嵌めするミル案内体を示す、大腿骨 の側断面図であり、 第１０図は、大腿骨基端にスロットを形成するためのミル案内体及び溝切りビ ットの使用を示す斜視図であり、 第１１図は、ミル案内体の平面図であり、 第１２図は、大腿骨基端にスロットを形成するための溝切りビットの使用を示 す、大腿骨基端及びミル案内体の一部を切除した側断面図であり、 第１３図は、本発明の股関節用人工補装具移植体の、大腿骨基端の髄管内への 挿入を示す、上方から見た斜視図であり、 第１４図は、セメントの硬化中に大腿骨基端上の所定位置にクランプされた本 発明の股関節用人工補装具移植体を示す斜視図であり、 第１５図は、第１４図に示すクランプの側面図であり、 第１６図は、第１５図のクランプの正面図であり、 第１７図は、大腿骨基端にスロットを形成するための方法の別の実施例で使用 されたスタンプの斜視図であり、 第１８図は、第１７図のスタンプの使用を示す、大腿骨基端の一部を切除した 側断面図であり、 第１９図は、第１７図のスタンプの使用を更に示す斜視図である。 実施例 次に、添付図面のうち特に第１図を参照して本発明の一実施例を大腿骨構成要 素１０と関連して説明する。構成要素１０の移植は、セメントを用いて行っても よいし、セメントを用いないで行ってもよいということは理解されるべきである 。構成要素１０は、大腿骨ヘッド１２、及び大腿骨１６の髄管に形成したキャビ ティ（第１３図参照）に挿入されるようになった大腿骨ステム１４を含む。ステ ム１４は、横方向に延びる大きく平らなカラー１８を含む。このカラーは下面１ ９を有する。カラー１８の下面１９は、自然の状態での大腿骨頚部の領域で大腿 骨基端の皮質骨に載るようになっている。代表的には、ヘッド１２は、モース円 錐形大腿骨ネック（Morse cone femoral neck）２０でステム１４に接続されて いる。ネック２０は、カラー１８に連結されている。ヘッド１２をネック２０に 挿入すると、非常にしっかり摩擦嵌めが形成され、他にファスナを必要としない 。ヘッド１２は、移植後に何らかの理由で交換の必要が生じた場合、適切に捩じ って引っ張ることによって容易に取り外すことができる。 代表的には、ステム１４は、メチルメタクリレートセメントのようなセメント を使用して大腿骨の髄管内の所定位置に保持される。ステム１４を取り囲むセメ ントが髄管内で形成するマントルの厚さは、ステム１４の全ての側部でほぼ同じ であるのが好ましい。かくして、ステム１４は髄管内の中央になければならない 。更に、試行移植体の挿入中に選択された前傾を正確に再現することが非常に望 ましい。最後に、ステム１４は、セメントの硬化時に動かないようにしなければ ならない。 これらの結果を得るため、カラー１８の下面１９にはフィン２２が設けられて いる。フィン２２は、大腿骨基端の表面４６（第５図参照）上にこれらのフィン と対応して形成されたスロット即ち溝２４（第９図参照）内に着座するようにな っている。上述の三つの機能を実行するため、及び多くの大腿骨について使用し た場合に強度、形状、大きさ、及び利用可能な骨表面に関わらずこれらの機能を 実行する形体を提供するため、少なくとも二つの平行でないフィン２２、又は平 行でない部分を持つ単一の直線状でないフィンがカラー１８の下面１９に形成さ れているのが好ましい。一実施例では、第１図乃至第４図に示すように、二つの 別々の間隔を隔てられたフィン２２が設けられている。各フィン２２は、その長 さが幅と比べて大きく、カラー１８の下面１９から突出している。好ましくは、 フィン２２は、カラー１８の外縁部２１からこれらのフィンがステム１４とほと んど接触する箇所まで延びている。第１図乃至第４図の実施例では、フィン２２ は互いに関して鋭角を形成しているが、接触していない。フィン２２は、ステム １４に向かう方向で互いに向かって先細になっており、ステム１４がら遠ざかる 方向で互いから遠ざかるように末広がりになっている。 本発明の別の実施例を第５図乃至第８図に示す。第５図及び第６図を参照する と、カラー１８の表面１９には単一のフィン３０が設けられている。フィン３０ は湾曲した半円形又は半楕円形の形体を有し、その端部３２は、ステム１４から 外方に遠ざかる方向に面しており、閉鎖部分即ち湾曲部分がステム１４と隣接し ている。フィン３０は、これが直線状でない限り、及びカラー１８の表面２１を かなりの距離に亘って延びている限り、任意の形状、即ち任意の曲率半径を有す るのがよい。 第７図及び第８図では、二つのフィン３４及び３６が設けられている。これら のフィン３４及び３６は互いに一点で直交している。好ましくは、フィン３４は 縁部２１からステム１４とほとんど接触する箇所まで延びているが、これに対し 、フィン３６はカラー１８の表面１９に亘って横方向にほぼ全距離を横切ってい る。フィン３４及び３６は、代表的には、加法記号即ち十字形体を形成する。し かしながら、フィン３４及び３６は、これらが互いに平行でない限り、互いに関 して９０°以外の角度で配置することもできる。 フィン２２、３０、３４、及び３６は、カラー１８の材料を研削してこれと一 体に形成するか或いはカラー１８の形成後にカラー１８の表面１９にフィンを結 合したか又はこの表面を改造したかのいずれかである。後者の場合には、フィン ２２、３０、３４、及び３６は、所望の形状に成形したメチルメタクリレートセ メントで形成されているのがよく、カラー１８の表面１９に結合される。 移植したステム１４の大腿骨に関する回転移動及び大腿骨の長手方向に対して ほぼ垂直方向でのステム１４の横方向移動の両方をフィンが阻止する限り、二つ 以上のフィンを設けてもよいし、他の形体も可能であるということは理解されよ う。更に、フィンは、大腿骨基端の表面４６にこれと対応する窪みを容易に形成 できるような形体を持たなければならない。更に、これらのフィンは、各フィン 、又は同じフィンの平行でない部分の各々が、ステムの回転移動及び横方向移動 を適切に阻止するのに十分な距離に亘って大腿骨基端の骨と係合するように、カ ラー１８の表面１９に亘って十分大きく延びていなければならない。好ましくは 、カラー１８の表面１９に設けられたフィンの範囲は、多くの患者に標準設計を 使用できるように、骨の強度、形体、マス、又は大きさに関わらず、患者につい てのこれらの要求の全てを満たすのに十分大きくなければならない。 次に、本発明の方法及びこの方法を実施するのに使用される装置を特に第９図 乃至第１４図を参照して以下に説明する。セメント固定した移植体についてもセ メント固定していない移植体についてもこれと同じ方法及び装置が使用できると いうことは理解されるべきである。使用された工具には、石目やすり即ちブロー チ４０、ミル案内体４８、エンドミル即ち溝切りビット７０、及びクランプ９２ が含まれる。ブローチ４０は、大腿骨の髄管の拡大に使用される従来のブローチ と実質的に同じである。上述のように、ブローチ４０はステム１４と同じ形状を 有するが、ステムよりも大きい。ブローチ４０の外面はステム１４の外面と同軸 であるが、ブローチ４０の中央軸線とその外面との間の距離は、ステム１４の中 央軸線とその外面との間の距離よりも大きい。髄管を拡大してきれいにし、キャ ビティを形成するのを助けるため、ブローチ４０の外面に沿ってセレーンョン４ １が設けられている。シャフト４２がブローチ４０の上面４４から延びている。 シャフト４２の上端近くには凹所５０が配置され、この凹所には、アタッチメン トに設けられたばね取り付けされたボール（図示せず）がスナップ嵌めのため着 座できる。表面４４には、ほぼ円形の穴５４がシャフト４２と隣接して形成され ている。 ミル案内体４８は、表面４６に溝即ちスロット２４を形成するために使用され る。ミル案内体４８には、その上面６２から下面６４まで延びるスロット５８が 機械加工で形成してある。ミル案内体４８には、カラー１８に設けられたフィン と同数のスロットが設けられている。更に、スロット５８は、カラー１８に設け られたフィンとほぼ同じ形体を有する。上面６２には、各スロット５８と関連し て半円形の窪み６０が配置されている。シャフト４２は、ミル案内体４８のチャ ンネル５２に挿入されるようになっており、チャンネル５２内のばね取り付けさ れたボール（図示せず）により、ミル案内体４８はシャフト４２にぴったりとス ナップ嵌めする。 溝切りビット７０を使用して溝２４を機械加工する。溝切りビット７０は、回 転自在のシャフト７４及び外ハウジング７２を有し、この外ハウジングは回転せ ず、シャフト７４と同軸である。シャフト７４の基端７６は、従来のドリルのチ ャックに取り付けられるようになっており、先端７８には、骨を切るようになっ た研削チップが設けられている。基端７６と隣接して設けられた肩部８０により 、ハウジング７２に関するシャフト７４の軸線方向移動が制限される。ミル案内 体４８の窪み６０に着座するようになったほぼ球形のボール８２がハウジング７ ２の下端に配置されている。 本発明の方法を実施するためのこれらの工具の使用を以下に説明する。先ず最 初に、従来の方法で大腿骨の手術の準備をする石目やすり即ちブローチ４０を使 用して髄管をきれいにし且つ拡大し、大腿骨の申央のキャビティを形成し、ステ ム１４の外面が形成されたキャビティの内面から所定の距離だけ間隔を隔てられ ているようにステム１４を挿入する準備をする。 従来の方法を用いて大腿骨基端の上面を滑らかにし、ブローチ４０の上面４４ と面一にし、カラー１８の表面１９が載止できる比較的平らな表面を大腿骨基端 に構成する。このプロセスは、代表的には、シャフト４２に取り付けられた大型 の回転自在の研削工具（図示せず）を使用して行われ、従来のドリル（図示せず ）によって回転される。表面４６をひとたび上述のように形成した後、ミル案内 体４８をシャフト４２にスナップ嵌めする。凹所５０は、チャンネル５２内のば ね取り付けされたボール（図示せず）と協働し、下面６４が表面４４と接触する ようにミル案内体４８を所定位置にぴったりと保持する。 下面６４に配置されたペグ５６は、ミル案内体４８がシャフト４２とともに回 転しないようにするため、表面４４にペグと協働するように形成された穴５４内 に入る。 スロット５８は、フィン２２毎に設けられている。ミル案内体４８のスロット ５８は、カラー１８に形成されるべき選択されたフィン２２又は３０又は３４及 び３６と大きさ及び形状がほぼ正確に対応ずるスロット即ち溝２４を大腿骨基端 の表面４６に形成するような形体を持っている。例えば、フィン２２が第１図に 示すような形状及び形体を持っている場合、スロット５８は、第１１図に示す形 状及び形体を有する。他方、フィン３０を使用しようとする場合には、ミル案内 体４８にはフィン３０と同じ半円形形状又は半楕円形形状を持つ単一のスロット が設けられる。この場合には、表面６２上には、スロットのほぼ中央に窪み６０ が一つだけ設けられている。フィン３４及び３６を使用しようとする場合には、 ミル案内体４８には二つの交差したスロットが設けられ、表面６２上には、これ らのスロットの交差点に一つの窪み６０が配置されている。 次に、これらのスロット即ち溝２４の形成方法を第１０図乃至第１２図を参照 して説明する。この目的のため、溝切りビット７０を使用する。肩部８０を押し 込んでハウジング７２の基端８４と衝合させ、ボール８２をこれと協働するよう に形成された窪み６０に着座させる。その後、ドリルを作動させ、カラー１８の 表面１９が表面４６上に載止したときのフィン２２とほぼ同じ深さまでシャフト ７４の先端７８で大腿骨１６の基端の表面４６に貫入する。ボール８２を中心と してハウジング７２を枢動させ、シャフト７４がドリル（図示せず）によって回 転された状態でシャフト７４をスロット５８に亘って前後に移動させることによ って溝２４を形成する。各溝の溝切りは、このようにして、正確に制御され、各 溝２４が所望の位置、深さ、及び幅で形成される。 この方法を使用した場合、溝２４は窪み６０の真下の箇所で最も深く、表面４ ６と平行な方向で窪み６０から最も遠く間隔を隔てられた箇所で最も浅い。この 溝２４は、ボール８２の中央から先端７８の尖端までの距雌と等しい半径を持つ 幾分円弧状の形状を有する。従って、フィン２２、３０、３４、及び３６は、好 ましくは、同じ曲率半径を持つ同じ円弧形状を有する。更に、フィン２２、３０ 、３４、及び３６は、端から見たとき、好ましくは、先端７８が形成した凹所２ ４ のＵ字形状断面形体と一致するＵ字形状形体を有する。 ひとたび上述のプロセスを完了し、溝２４を形成した後、溝切りビット７０、 溝案内体４８、及びブローチ４０を全て大腿骨から取り外し、ステム１４を第１ ３図に示すように挿入する。フィン２２は、対応する溝２４に挿入され、好まし くは、フィン２２が溝２４に固定的に且つぴったりと着座するように構成要素１ ０の上面に力を加えてこれを大腿骨内に下方に打ち込む。ステム１４の挿入は、 大腿骨１６内の髄管のキャビティ内にセメントを入れるのと関連して従来の方法 で行われる。フィン２２により、ステム１４は自動的に髄管内の中央に置かれ、 マントルが均等になり、セメントの硬化時の構成要素１０の回転が阻止され、前 傾が正確に再現される。 次に、第３図、第４図、及び第１４図乃至第１６図を参照して本発明の別の特 徴を説明する。第３図及び第４図に示すように、カラー１８の上面には窪み９０ が形成されている。セメントの硬化時にステム１４に下向きの力を加えるため、 クランプ９２を窪み９０と関連して使用する。これにより、カラー１８の表面１ ９が表面４６に対してぴったりと押圧され且つフィン２２が対応する溝２４に確 実に着座するため、結果的に形成された結合部はぴったりとしており、構成要素 １０が正確に所望の回転位置及び横方向位置にある。クランプ９２のステム９４ は、円弧状の上部分９６、この上部分９６の先端に固定されたボール９８、キャ リッジ１０４、フランジ１０２、及び圧縮ばね１００を有する。キャリッジ１０ ４の軸線方向移動を制限するため、及びキャリッジ１０４がステム９４に関して 回転移動しないようにするため、キャリッジ１０４の固定ねじ（図示せず）が、 ステム９４に沿って軸線方向に延びるスロット（図示せず）に入っている。キャ リッジ１０４は、その一方の側からボール９８に向かって延びる一つ又はそれ以 上のスパイク１０６を有する。ばね１００は、キャリッジ１０４とフランジ１０ ２との間に捕捉されており、キャリッジ１０４をフランジ１０２がら遠ざかる方 向に押圧する。 クランプ９２の使用を特に第１４図を参照して以下に説明する。ボール９８は 、カラー１８に設けられた窪み９０に着座し、これと協働する。親指をフランジ １０２に掛け且つ二本の指を指掛け１０５に掛けてこれらの指掛けに力を下方に 及ぼし、キャリッジ１０４をフランジ１０２に向かって下方に引っ込める。これ と同時に、スパイク１０６を小さい方の転子に打ち込んでこれと係合させる。キ ャリッジ１０４に作用している下方への圧力を解放すると、スパイク１０６が小 さい方の転子に食い込み、ばね１００は、ボール９８をキャリッジ１０４に向か って押圧するようにステム９４を押圧する。ばね１００は、これによって、ボー ル９８に下方への圧力を及ぼし、この圧力により構成要素１０を下方に押圧して ステム１４を大腿骨１６内に適正に着座させる。ひとたびセメントが適正に硬化 した後、クランブ９２を取り外す。キャリッジ１０４とフランジ１０２との間の ばね１００を圧縮してクランプ９２を取り外し、スパイク１０６を小さい方の転 子から引っ込める。 クランプ９２は、骨又はこれを取り囲む組織をほとんど損傷せずに構成要素１ ０に必要な着座力を与える。医者は、クランプ９２を容易に操作でき且つ容易に 取り外すことができる。 次に、第１７図、第１８図、及び第１９図を参照して本発明の別の実施例を説 明する。この実施例は、セメントを用いても用いなくても使用できる。同じ部品 については、適用可能な場合には、同じ参照番号を使用する。この実施例では、 フィンは構成要素１０のカラー１８の表面１９上に配置されている。これらのフ ィンは、特に第２図乃至第８図に関して上文中に説明した形状のうちの任意の一 つの形状を有する。この実施例では、上述の実施例におけるように、フィンを受 け入れるため、構成要素の移植前にフィンと対応する溝を大腿骨基端の表面に切 む。この実施例は、フィンを受け入れるための溝の形成方法において、第９図乃 至第１２図の実施例と異なっている。 この実施例では、ミル案内体４８の代わりにスタンプ１２０がブローチ４０の シャフト４２に取り付けられる。スタンプ１２０に設けられたペグ１２２は、ス タンプ１２０を適正に配向するため、及び切り込みプロセス中にスタンプ１２０ が回転しないようにするため、穴５４内に延びている。スタンプ１２０の下面１ ２４に設けられた突起１２６は、大腿骨基端の表面４６と向き合う表面に沿って 先の尖った縁部を有する。突起１２６は、カラー１８の表面１９上に配置された フィン２２、３０、又は３４及び３６と形状、配向、及び大きさが正確に同じ である。スタンプ１２０をひとたびシャフト４２に取り付けた後、ハンマ１３２ 又は他の同様の力を加えるための工具でスタンプ１２０を表面４６に下方に打ち 込み、突起１２６を大腿骨基端の表面４６に打ち込む。この作業によって、選択 されたフィン２２、３０、又は３４及び３６と正確に同じ大きさ、形状及び配向 を持つ溝を表面４６に型打加工する。表面１２４を表面４４にしっかりと打ち込 み、且つこれと均等に接触させた後、スタンプ１２０及びブローチ４０を取り外 す。その後、大腿骨基端の表面４６に形成された溝にフィンが着座するように構 成要素１０を上文中に説明したように挿入する。その後、第９図乃至第１２図の 実施例に関して上文中に説明したように移植プロセスを完了する。 代表的には、シャフト４２、ミル案内体４８、溝切りビット７０のシャフト７ ４、クランプ９２、及びスタンプ１２０は、全て、ステンレス鋼のような硬質で 耐蝕性の材料で形成されている。しかしながら、他の周知の硬質材料を使用して もよい。本発明のフィンの代表的な寸法を単に例示の目的で提供する。しかしな がら、本発明は、このような例の提供によっては、いかなる意味においても限定 されることはないということは理解されるべきである。代表的な移植体では、フ ィン２２の各々は、長さが約１cmであり且つ幅が約１mmである。フィン３０の曲 率半径は約１cmであり、端部３２間の全長は約１５mmである。フィン３４及び３ ６の長さは、代表的には、各々約１cmである。移植に使用された工具の大きさ及 び形状は、本明細書中に説明したように、外科手術が施されるべき特定の大腿骨 の大きさ及び形状に従って選択される。 上述の本発明は、ステムを大腿骨の髄管のキャビティの中央に置き、前傾を正 確に再現でき、人工補装具をひとたび着座させた後に回転しないようにし、着座 中に人工補装具をクランプすることによってセメントを良好に結合するための方 法及び装置を提供する。その結果、セメントからなる均等なマントルがステムの 周囲に形成され、これによって骨−セメント間及び金属−セメント間の界面での 荷重の分布を最適にし、かくして、応力が不均等に分布することによる破損の可 能性をなくす。前傾を正確に再現することによって、移植体の品質を改善し、関 節内の相対移動を改善し、その結果、患者は、更に通常に近い痛みのない活動を 行うことができる。回転を制御することによって、セメントの硬化時に誤って動 されることをなくし、適正な回転配向を保証し、セメントが良好に結合する機会 を改善し、人工補装具の使用寿命を延ばす。着座中にクランプすることによって 、良好に且つぴったりと硬化させた結合部を提供する。更に、本発明の方法及び 装置は、前傾を正確に再現できるため、及び人工補装具がひとたび移植されると 人工補装具の回転移動を阻止するため、セメント結合されてない構成要素にも適 用できる。 以上の記載に鑑みると、本発明の属する分野の当業者は、変形及び変更を容易 に想起するであろう。以上の記載は単なる例示であって、本発明の範囲は以下の 請求の範囲によって定義される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．骨のキャビティに挿入するための人工補装具において、 長手方向を持ち、前記キャビティ内に嵌合するようになったステムと、 前記ステムの基端に形成され、前記ステムの前記長手方向に対して横方向に 延び、前記骨の基端と接触した状態で載止するようになった下面を有するカラー と、 前記カラーの前記下面に配置された、前記ステムが回転しないようにし且つ 前記ステムが前記ステムの長手方向に対して横方向に移動しないようにするため の阻止手段であって、前記骨の基端の凹所内に延びる少なくとも一つの突起を有 し、前記凹所は大きさ及び形状が前記突起とほぼ同じであるように予め形成され ている、阻止手段とを有する、人工補装具。 ２．前記阻止手段は少なくとも二つの突起からなり、これらの突起は、両方とも 、前記カラーの前記下面とほぼ平行に所定の方向に延びている、請求項１に記載 の人工補装具。 ３．前記二つの突起は、互いに交差せず、互いに関して鋭角をなして配置されて いる、請求項２に記載の人工補装具。 ４．前記二つの突起が交差している、請求項２に記載の人工補装具。 ５．前記二つの突起は、互いに対してほぼ垂直である、請求項４に記載の人工補 装具。 ６．前記阻止手段は、前記カラーの前記下面とほぼ平行な所定の方向に延びる単 一の非直線状の突起であり、該突起の少なくとも幾つかの部分がその他の部分と 平行でない、請求項１に記載の人工補装具。 ７．人工補装具装置を骨のキャビティ内に移植するための方法において、 前記人工補装具装置よりも大きいが前記人工補装具装置とほぼ同じ形状を有 するキャビティを前記骨に形成する工程と、 前記キャビティの開口部と隣接した前記骨の基端を研削してここにほぼ平ら な表面を形成する工程と、 前記人工補装具装置に設けられたカラーの下面から下方に延びる同形状を持 つ突起を受け入れるように形成された溝を、前記キャビティの開口部と隣接し た前記骨の基端の平らな表面に切り込む工程と、 前記カラーが前記骨の前記基端の平らな表面上に載止するように、及び前記 カラーに配置された前記突起が、前記平らな表面上に形成された溝内に着座する ように人工補装具装置をキャビティに挿入する工程とを有する、方法。 ８．前記切り込み工程は、 前記溝の形成を案内するための案内手段を、前記骨の前記基端に形成された 前記平らな表面上に所望の配向及び位置で取り付ける工程と、 前記溝の深さ及び長さを制御する前記案内手段を使用して前記骨の前記基端 に前記溝を切る工程とを有する、請求項７に記載の方法。 ９．前記溝切り工程は、前記案内手段に設けられた枢動点を中心として溝切りビ ットを前後に枢動させる工程を含む、請求項８に記載の方法。 10．前記切り込み工程は、 前記平らな表面に面し且つ前記カラーの前記下面から延びる前記突起とほぼ 同じ大きさ及び配向を持つ先の尖った縁部を有するスタンプ手段を前記骨の前記 基端に形成された前記平らな表面に取り付ける工程と、 前記骨の前記基端の前記平らな表面と垂直方向に前記スタンプ手段に力を加 えて前記先の尖った縁部を前記平らな表面に打ち込み、前記平らな表面に前記溝 を形成する工程とを有する、請求項７に記載の方法。 11．前記人工補装具をキャビティ内に下方に押し込み且つ前記カラーを前記平ら な表面に押し付けるため、前記人工補装具装置をクランプする工程を前記挿入工 程後に更に有する、請求項７に記載の方法。 12．前記切り込み工程は、前記カラーの突起が前記溝に着座したとき、前記人工 補装具装置が前記キャビティの中央にあり且つ前記人工補装具装置が所望の前傾 を持つように、前記骨の基端に形成された前記平らな表面上に前記溝を配置する 工程を更に有する、請求項７に記載の方法。 13．骨に形成されたキャビティ内に延びるようになった細長いステム、前記骨の 基端の表面上に載止するようになったカラー、該カラーがら延びる少なくとも一 つの突起を有する人工補装具装置が挿入されるキャビティの開口部と隣接した骨 の基端の表面に溝を切り込むための装置において、 工具固定手段を前記骨の前記基端の表面と隣接して上面上に有する、前記骨 の前記キャビティに固定的に着座するようになった取り付け手段と、 前記骨の前記基端の表面に載止するようになった下面及び上面を有し、少な くとも一つのスロットが前記上面から前記下面まで延び且つ前記骨の前記基端の 表面と重なる、前記取り付け手段の前記工具固定手段に取り付けられるようにな った案内体と、 ドリル作動式の溝切りビットとを有し、該ビットは、前記骨の前記基端の表 面への前記ビットの貫入量を制限するため、前記案内体の前記上面と係合するた めの手段を有し、前記ドリルビットは、前記人工補装具装置の前記カラーから延 びる前記突起と対応する溝を前記骨の前記基端の表面に形成するため、前記案内 体の前記スロットに沿って移動自在である、装置。 14．前記係合手段は全体に球形の表面を有し、前記案内体の前記上面は、前記溝 切りビットが枢動できるようにするため前記球形の表面を受入れるようになった 凹所を有する、請求項１３に記載の装置。 15．前記案内体は第２スロットを有し、該第２スロットは、前記第１スロットと は平行でない所定の方向に配向されている、請求項１３に記載の装置。 16．前記案内体が前記取り付け手段に関して回転したり横方向に移動したりしな いようにするための手段を更に有する、請求項１３に記載の装置。 17．前記骨の基端上面に開口部を持つキャビティに挿入された、上面及び前記骨 の前記基端上面と接触状態で載止する下面を持つカラーを有する人工補装具装置 をクランプするための装置において、 先端及び基端を持つ細長いステムと、 前記カラーの前記上面と協働するため、前記ステムの前記先端に配置された 手段と、 前記骨に向かって外方に延びるスパイクを備えた、前記ステムに沿ってその 長手方向に摺動自在のキャリッジと、 前記スパイクが前記ステムの前記基端からその先端に向かって間隔を隔てら れた所定の箇所で前記骨と係合した状態にあり且つ前記協働手段が前記カラーの 前記上面と協働した状態で、前記ステムの前記基端から前記ステムの前記先 端に向かって遠ざかる方向に前記キャリッジを押圧するための手段とを有する装 置。 18．前記押圧手段は、前記ステムの前記基端に設けられたフランジと前記キャリ ッジとの間に配置されたばねからなる、請求項１７に記載の装置。