JPH0121985B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、骨の既定の表面領域上、特に切除さ
れた脛骨の頂部上に十分に均一な骨セメントの浸
透を達成するために骨の中に所定量の骨セメント
を射出する骨セメント塗布具に関する。 骨への人工要素の接合、特にひざ全体の交換を
含む人工要素の使用は、頻度が増加している。そ
れに応じて、人工器官要素のゆるみから起こる併
発症を避けるための接合技術の改良に関心が増し
ている。 人工要素が、骨セメント、特にアクリルセメン
トにより網状組織の骨に取付けられる時、結合は
骨内への骨セメントの浸透により形成される。浸
透の深度は骨セメントが注入される圧力、圧力作
用時間骨セメントの粘度および、骨の多孔性に依
存し、該深度は、骨セメントと骨の界面の引張強
さあるいは剪断強さを決定する有力なフアクタで
ある。 ひざ全体の交換に伴う問題は、人工器官のゆる
みがしばしば起こることである。脛骨要素のゆる
みは、初期の人工ひざの多くが有する重大な問題
であつた。そのようなゆるみは、不安定と苦痛を
導く。ゆるみが変わらずに、修正を必要とするよ
うな場合に、放射線透過性が、骨セメントと骨の
界面に観察された。この放射線透過性は、通常、
しばしば、その下が緻密な骨の薄層である繊維状
組織の層を示す。通常、骨セメントと共にゆるん
だ人工器官要素は、界面において零の引張結合強
さを示して、繊維状組織の表面から持上げられる
ことになる。多分、骨セメントと骨の間に微小な
動きを許容するような引張強さが小さい初期の骨
セメントと骨の界面は、すでにこの条件に達して
いるであろうが、高い初期引張強度は界面の破壊
を抑制するのに役立つ。 接合技術を改良し、その結果、膝全体の交換に
おける骨と骨セメント界面の強度を増し、脛骨要
素のゆるみを防止するための様々な方法が開発さ
れてきた。しかしながら、比較的良好な骨セメン
トの浸透が、脛骨の中央領域において、これまで
の方法によつて達成された一方、周縁部はしばし
ば挿入による要素の周囲の骨セメントの漏洩に対
して二次的な不十分な浸透を示す。従来の方式で
は、外反足あるいは内反足の奇形から生ずる強膜
骨において十分な骨セメントの浸透を達成するこ
とは困難であることが実証されていた。これらの
周縁の、強膜の領域は、骨と骨セメント界面にお
ける放射線透過性の最も初期の、そして最も頻繁
な場所である。 従つて、本発明の一つの目的は、全骨表面上に
均一な骨セメント浸透が達成できる手段を提供す
ることである。 本発明によれば、骨の既定の領域に十分に均一
な浸透を達成するために、骨の中に既定量の骨セ
メントを注入するための骨セメント塗布具が提供
され、それは、完全に平面の、十分に堅い塗布具
プレートに垂直で、且つ終端するシリンダ状プラ
ンジヤロツドから成り、該ロツドは、塗布具プレ
ートの周囲の開放端となつた溜めと一体となる円
筒スリーブ内に滑り取付けされており、該溜めの
周辺は、該骨表面に適合する形態を有し又溜めの
容量はプランジヤが完全に後退されたとき、骨の
既定の領域に骨セメントが注入されて骨の溝穴を
骨セメントで均一かつ完全に埋めるようにしたも
のである。 本発明の塗布具は、主として、膝全体の交換に
おいて使用するために設計され、好ましい実施例
において、溜めの開放端の形態が切除された脛骨
の頂部に合うように適合されている。好ましく
は、滑りプランジヤの終端部を形成する金属製の
せきである塗布具プレートは、望ましくは、脛骨
上部の平均的形状に適合されている。最も好まし
い実施例においては、この形状は、後十字靭体の
ための凹所を有する現在の膝人工骨のデザインと
同じである。 さらに、好ましい実施例において、溜めの下部
周縁端部が、骨領域を囲む軟組織との干渉を最小
にし、シールのための狭い端部を得るために、外
側から中へテーパ状になつていることが望まし
く、それにより、切除された脛骨表面上により良
好な台座あるいはシールを達成する。 本発明は、上述したような塗布具を介して、骨
セメントを注入することにより骨の既定の表面領
域上、好ましくは切除された脛骨の頂部上に強力
な骨―骨セメント界面を形成するのに十分な深度
でもつて十分に均一な骨セメント浸透を達成する
ための骨セメント注入技術を提供し、これは、塗
布具プレートを後退させ、望ましい浸透を達成す
るための所定量の骨セメントでもつて溜めを充て
んし、溜めの開放端を骨表面と密着して置き、さ
らに骨セメントの全充てん量が骨の選択された部
分に注入されるまでプランジヤを押し下げること
から成る。 本発明の実施例においては好ましくは骨セメン
トは、プランジヤロツドの端部を塗布具プレート
の底部が外に出るまでタツピングすることにより
注入され、その後、塗布具は骨から静かに外され
る。 本発明の内容を図面に示された望ましい実施例
を参照してさらに詳しく説明する。 第１図と第３図に図示された塗布具は、完全な
平面で十分に堅い塗布具プレート２と直角であ
り、且つ終端しているシリンダ状プランジヤロツ
ド１から成る。プランジヤロツドと塗布具プレー
トの一体化された組合せは、通常は金属、好まし
くはステンレス鋼から製造される。 本発明による塗布具を用いて骨セメントの注入
を実施する場合において、塗布具はその頂部表面
１３が、人工器官要素に結合されるように十分に
平坦で、骨セメントを受止めるように準備された
切除脛骨１２の頂部に置かれる。骨セメントは、
プランジヤロツドの末端すなわち塗布具プレート
から遠方の端部をタツピングすることにより注入
される。タツピングは外科用のつちあるいはハン
マーにより実施される。 プランジヤが、繰返すつち打ちに耐えうるため
には、丈夫な構造でなければならない。さらに、
該つち打ちは、プランジヤロツドの末端部を平ら
にするか、あるいは湾曲させる傾向があるので、
プランジヤを繰返し使用できるようにするため
に、該末端部は好ましくは、第３図に示されるよ
うに面取り部３を有している。 面取り部３は、プランジヤが外側ハウジング４
の円筒スリーブ５（第４図参照）の内側９にすべ
らせて挿入され、繰返し使用されるように末端部
の過剰歪を防止するのに役立つ。 反対に、外側ハウジング４は消耗され、通常
は、一度だけ使用される。塗布具を組立てるため
に、プランジヤロツドの末端部が、底部から円筒
スリーブ５の内側９へすべらせて挿入される。 ハウジングの下部は、その周縁部が、切除され
た脛骨の表面領域と適合する外側壁７を有する溜
め６を形成している。外側壁７の下端部８は好ま
しくは外側から中へテーパ状になつている。上述
したように、このテーパ付けは、シーリングのた
めの細い端部を提供し、骨領域を囲む軟組織との
干渉を最小にする。該壁７はまた切除された脛骨
の頂部の表面領域と適合する形態（平面におけ
る）を同様に有する塗布具プレート２の周囲に適
合する。この形態は、後十字靭体を収容するため
の凹部１０を有している。 外側ハウジング４は、好ましくは、重合材料、
例えば、ポリプロピレンから製造され、普通、成
形加工（モールデイング）あるいは、鋳造（キヤ
ステイング）によつて形成される。ポリプロピレ
ンの使用は、材料がテーパ状の端部が、脛骨の表
面上に密閉シールを形成するのにまだ十分な弾力
を有する間にプランジヤ／塗布具プレートに溜め
をふくれ出しあるいは、歪なしに、底部から外に
出るまでタツピングされるのに必要な堅さをハウ
ジングが十分に有することを意味する。さらに、
ポリプロピレンモールドの使用は、ハウジングが
比較的安価となり、そして処分することができ、
それにより、再使用のための洗浄（余分の骨セメ
ントから）と殺菌の必要が無いことを意味してい
る。 プランジヤが骨の内部に骨セメントを分配する
ためにタツピングされる間、脛骨上の適所にハウ
ジングを保持するのに、ある大きさの圧力が必要
となるので、円筒スリーブ５の外壁は例えば第６
図に示されるような隆起１１と溝から成るモール
デイングのようなにぎりハンドルを形成するよう
に形づくられることが望ましい。 切除された脛骨に骨セメントを注入する本発明
による塗布具の寸法は、普通、患者の骨の寸法に
より決定されるであろうし、本発明はどんな特別
な寸法にも制限されない。しかしながら、３つの
標準寸法、小、中、大が殆んどの実際の場合に適
合することが認められた。代表的な「中」の塗布
具の寸法が、第４Ａ図と第５図に示されたハウジ
ングの構成要素に関連して、次の第１表に与えら
れる。

【表】

【表】 小あるいは大の塗布具の相似構成要素の寸法
は、実質上同一であるハウジングの壁厚を除い
て、各々0.25インチ（あるいは6.35mm）だけ、縮
小あるいは拡大されるであろう。 切除された脛骨に骨セメントを注入するための
本発明の方法の実施が、第７図（前）と第８図
（後）に図示されている。 第７図に示されるように、ロツド１と塗布具プ
レート２から成るプランジヤは、先ず、十分に収
縮され、溜めが、既定量の骨セメント１４で充た
される。骨セメントが充てんされた塗布具は、そ
れから、骨セメントが注入されるべき脛骨の準備
された表面上に置かれる。脛骨を準備する場合、
長方形の溝穴が、脛骨要素の中央くぎのために上
部表面の中央に切削され、骨質のプラグがこの溝
穴の中に押し込まれる。この中央長方形溝穴は、
塗布具が表面に置かれる前に骨セメント１５で充
たされる。 脛骨表面に塗布具を置いた後、プランジヤは、
第８図において矢印で示されるように、プランジ
ヤ下部の塗布具プレートの位置を下降させて全て
の骨セメントを溜め６から押し出すまで、数回、
タツピングされる。この時点でこの塗布具は脛骨
の表面から先に滑りはずしされる。脛骨１２への
骨セメントの浸透は、第８図において小矢印（無
尺度）によつて示される。 本発明の塗布具を使用することにより得られる
有利な成果は、次の実例において述べられた実験
によつて示される。 実 例 関節線下、約150mm切断された８個の人間の脛
骨が、非防腐処理の死体提供者から得られた。骨
は、すべての軟組織が洗浄され、プラスチツクバ
ツク内に納められた食塩含浸タオル中に冷凍され
ていた。準備に先だち、標本が解凍された。脛骨
は垂直に取付けられ各脛骨の上部表面は、脛骨要
素の移植のための通常のレベルで、正面と矢印平
面における長軸に直角に、振動鋸によつて切除さ
れた。切除ラインは、前端の下約７mmで、後端の
下約２mmであつた。長方形溝が、脛骨要素の中央
くぎのために上部表面の中央に切削された。骨質
のプラグがこの溝の中に60mmの深さにまで押し込
まれた。骨表面はポリエチレンブラシで徹底的に
洗浄され、水で潅注され、ガーゼスポンジで観察
された。 アクリルセメント（シンプレツクスＰ）が23℃
の室温で混合され、混合の２〜３分後に練り粉段
階の開始後、直ちに、収縮された塗布具の中に導
入された。中央長方形溝は、塗布具が当てられる
前に、骨セメントで充たされた。それから、塗布
具が、脛骨表面に置かれ、プランジヤは、プラン
ジヤの下部の塗布具プレートの位置を下降させて
全ての骨セメントを溜め６から押し出すまで、数
回、タツピングされた。この時点において、塗布
具は先に脛骨表面から、滑りはずしされ、骨セメ
ントの付加的な層が切断面上で、より良好に観察
できるように脛骨表面の上に置かれた。 骨セメントが硬化した時、５つの脛骨は６つの
均一な矢状平面に切断され、他の３つの脛骨は、
６つの均一な正面平面に切断された。骨質表面の
上面は黒線でマークされた。次で各切断面は、写
真にとられ、骨セメントの浸透の深度が測定され
た。 脛骨表面の多孔性を決定するため、除去した脛
骨頂部は滑かにされ洗浄されて、骨は白として気
孔空間は黒として示す高コントラストフイルムに
よつて傾斜照明の下で写真にとられた。 一般に、浸透はあらゆる切断面に沿つて約４mm
の深度でまつたく均一であつた。その結果は、次
の表２、３に与えられる。

【表】

【表】 上の表に示されるように、測定された深度のす
べては実質上、３〜５mmの範囲内にあつた。変動
は主として骨の多孔度の局部的変動によると考え
られる。浸透は、塗布具の周縁の端部にまで均一
であつたことが注目される。しかし、いくつかの
ケースにおいて、不規則性のために周辺領域に少
量の漏洩が起きた。これが浸透に影響を及ぼすと
は思われないが、多分プランジヤに衝撃を与える
ことにより高まる骨セメントの静流体圧に起因し
ている。骨の多孔性は外科的条件の代表的な場
合、高いものから低い多孔性までの範囲に広がつ
ていた。 骨セメント塗布具の接近は問題でなかつた。塗
布具は、脛骨と大腿骨の表面の最終の準備の後に
導入された。これは、脛骨後部の適切な接近と可
視化を可能にした。これは後部十字形が切除され
ていてもいなくても適合された。中央くぎのため
の穴は、前もつて塞ぐことができ、その場合構成
要素が導入されると中央くぎの周囲に多くの浸透
が生じ、塞がない時には穴の周囲の上部表面にい
くらか減少した浸透が生じた。中間が多分最良の
解決である。作業時間は、同一のバツチの骨セメ
ントが使用されるので、塗布具の使用によつて影
響されない。 上の結果は、本発明の骨セメント塗布具は脛骨
上部表面に、確実かつ十分で、均一な骨セメント
浸透を達成したことを示している。浸透の深さは
すべての領域において、以前の研究によつて望ま
しいと認められた浸透の範囲内である2.5〜5.5mm
の間にあつた。他の大抵の方法と異なり、この技
術は単純であり、骨と骨セメントの界面間に最も
早くそして最もしばしば放射線透過性の個所とな
ることが示されていた周辺領域に良好な浸透を達
成するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、切除された脛骨の頂部に配置された
本発明の塗布具の斜視図である。第２図は、準備
された平坦な表面を示す脛骨の頂端部の斜視図で
ある。第３図は、本発明による塗布用具の一体化
されたプランジヤ―ロツドと塗布用具プレートの
側面図である。第３Ａ図は、第３図の塗布用具プ
レートの上面図である。第４図は、本発明による
塗布用具の溜めの底面図である。第４Ａ図は、さ
らに代表的な平均的な寸法の塗布用具の大きさを
示す第４図と同じ図面である。第５図は、第４図
の５―５を通した断面である。第６図は、第４図
の線６―６に沿つた部分横断面図と側面図であ
る。第７図と第８図は、それぞれ、脛骨に骨セメ
ントを注入する前後の塗布用具プレートの位置を
示す本発明による塗布用具の操作を略解して示す
図である。 １…シリンダ状プランジヤロツド、２…塗布具
プレート、４…外側ハウジング、５…円筒スリー
ブ、６…溜め、７…外側壁、１２…脛骨。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 骨の既定の表面領域上に十分に均一な浸透を
   達成するために所定量の骨セメントを注ぐための
   骨セメント塗布具であつて、完全に平面の十分に
   堅い塗布具プレートに垂直で、且つ終端するシリ
   ンダ状プランジヤロツドを備え、該プランジヤロ
   ツドは、前記塗布具プレートの周囲の解放端の溜
   めと一体と成る円筒スリーブ内に滑り取付されて
   おり、該溜めの周縁部は骨表面に適合する形態を
   有すると共に、前記溜めの容量は前記プランジヤ
   ロツドを完全に後退させたとき前記所定量の骨セ
   メントを前記表面領域に事実上均等に浸透せしめ
   得る大きさとしたことを特徴とする骨セメント塗
   布具。 ２ 溜めの解放端の形態が、切除された脛骨の頂
   部に適合するようになしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１番目記載の骨セメント塗布具。 ３ プランジヤロツドと塗布具プレートの一体組
   合せは、ステンレス鋼から製造されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１番目記載の骨セメント
   塗布具。 ４ プランジヤロツドの末端部が面取りされてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３番目記載
   の骨セメント塗布具。 ５ 円筒スリーブと溜めがともに、ポリプロピレ
   ンから成る一体となつた外側ハウジングを形成し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１番目
   記載の骨セメント塗布具。 ６ 溜めの周縁部末端部が、テーパ状となつてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５番目記載
   の骨セメント塗布具。 ７ 円筒スリーブの外側が握りハンドルを形成す
   るように形づくられることを特徴とする特許請求
   の範囲第５番目記載の骨セメント塗布具。