JPH07227401A - 骨髄内インプラント - Google Patents

骨髄内インプラント

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JPH07227401A
JPH07227401A JP6059851A JP5985194A JPH07227401A JP H07227401 A JPH07227401 A JP H07227401A JP 6059851 A JP6059851 A JP 6059851A JP 5985194 A JP5985194 A JP 5985194A JP H07227401 A JPH07227401 A JP H07227401A
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JP
Japan
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groove means
intramedullary implant
main body
groove
rigidity
Prior art date
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Pending
Application number
JP6059851A
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English (en)
Inventor
Dominic R Fosco
アール フォスコ ドミニク
R Steven Boggan
スティーブン ボガン アール
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Wright Medical Technology Inc
Original Assignee
Wright Medical Technology Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 細長い本体部材（１３）を具備して骨髄内イ
ンプラント（１１）において、その本体部材の幾何学的
剛性を最適化できるようにすること。 【構成】 細長い本体部（１３）の幾何学的剛性を変化
させるために、この本体部に第１の溝（２３）と第２の
溝（２９）が設けられる。これら第１および第２の溝は
変化する断面積形状を有しており、それによって本体部
の幾何学的剛性を最適化することができるようになされ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に幾何学的剛性
（geometric stiffness）を最適化できるように特別に
設計された細長い本体部を有する骨髄内インプラント
（intramedullaryimplant）に関する。
【０００２】
【従来の技術】インプラントの剛性は材料と幾何学的形
状寸法（geometry）との両方によって決定される。イン
プラント装置に対して選択される材料はチタン合金、コ
バルト・クロム合金および３１６Ｌステンレススチ−ル
であるが、チタン合金は他の剛性が２つの材料の半分で
ある。したがって、設計者はステムの剛性に対する材料
の影響について制限を受ける。装置の形状寸法が骨髄内
インプラントの剛性に対して大きく影響する。本明細書
では、骨髄内インプラントの剛性に対する幾何学的形状
寸法の影響を幾何学的剛性（geometric stiffness）と
呼ぶ。種々の骨髄内インプラントが、それの可撓性また
は剛性を変更できるように従来から設計されている。本
発明に関係あると思われる従来技術について下記に記載
する。
【０００３】米国特許第５００７９３１号は長い骨の骨
髄導管内にセメントを使用しないで固着することを意図
された細長いステム部材を具備した多孔質の被覆された
人工骨（prosthesis）を開示している。そのステム部材
は１つ以上の長手方向に延長したチャンネルを有してい
る。骨の成長を可能にかつ助ける多孔質媒体が各チャン
ネルの底面に接着されるが、それらのチャンネルの側壁
には付着しないようになされる。それらの長手方向のチ
ャンネルはまた、ステムをよりフレキシブルにするため
に、ステムの断面係数を軽減するものとして開示されて
いる。この米国特許は、長手方向のチャンネルが「特定
のインプラントに適した任意の寸法を有しうる」と教示
している。
【０００４】米国特許第４９２１５０１号は円筒状の断
面を有する端末端部を具備した大腿骨補綴物（femoral
prosthesis）を開示している。その米国特許の第１図お
よび第２ｃ〜２ｆ図に示されているように一連の段付き
穴によって、あるいはその米国特許の第３図および第４
ｃ〜４ｆ図に示されているようにステムの長手方向軸線
に対して角度をもって延長している直径が一定の穴によ
ってステムの端末端部に中空部が形成されていることに
より、ステムの弾性が端末で増加する。ステムの弾性が
端末で増加するのは横方向の壁厚または全体の断面積の
減少が大きくなることによる。
【０００５】米国特許第４８０８１８６号は大腿骨の骨
髄内導管に挿入するための細長いステムを有する大腿骨
補綴物を開示している。そのステムはステムが植込まれ
たときに一般に冠状面内にある長手方向のチャンネルを
有している。そのチャンネルの横方向におけるステムの
厚みは、ステムの長さに沿った任意の場所における慣性
運動の影響を及ぼし、それによって骨の可撓性に実質的
に関連したステム可撓性を与えるために、基部端部と端
末端部との間で可変である。
【０００６】米国特許第４７４３２６３号は大腿骨に植
込まれるためのシャフトを具備した臀部補綴物を開示し
ている。そのサＨフトは少なくとも２本の螺旋状にツイ
ストされた弾性ロッドで構成されている。その弾性ロッ
ドは大腿骨に形成された空洞の直径より大きい「タ−
ン」（turn）を有しており、その空洞に挿入されると応
力を受けるようになされている。その弾性ロッドは可変
の断面を有していてもよい。
【０００７】米国特許第５０９２８９９号は周囲の骨の
可撓性に匹敵する可撓性を有する骨髄内ステムを具備し
た補綴物を開示している。ステム部分には穴が設けられ
ており、ステムの壁厚は、必要とされる可撓性の程度に
応じて、一定かあるいは基部端部から端末端部まで変化
するようになされる。ステムの長さに沿った剛性はステ
ム内の穴の深さを変えることによってさらに変更されう
る。
【０００８】米国特許第４９９７４４４号は弾性係数が
一端部から他端部へと変化するように構成されたステム
を有する臀部補綴物を開示している。そのステムは互い
に積み重ねられた複数の交互の中実ディスクおよびメッ
シュ・ディスクを具備しており、この場合、メッシュ・
ディスクと中実ディスクの合成厚の間の関係が任意の領
域における弾性係数を決定する。
【０００９】米国特許第４９３６８６３号は切除された
大腿骨にたいする装着をより容易にするために大腿骨要
素の圧縮を可能にするように上方の領域に形成された上
方および横方向に開いたスロットを有する大腿骨要素を
具備した臀部補綴物を開示している。大腿骨要素が植込
まれた後でスロットに回転防止フィンを挿入して、大腿
骨要素の回転を防止しかつ大腿骨要素を拡張された状態
に維持するようにすることができる。
【００１０】米国特許第５０３０２３４号はステムと滑
り嵌め連結によってそのステムの端末端部に連結される
延長部を具備しており、滑り嵌め連結がステムと延長部
との間の境界面に隣接した補綴物の領域における表面引
張り力を減少させる大腿骨臀部補綴物を開示している。
【００１１】１９８９年２月２３日に公開されたＰＣＴ
公報ＷＯ ８９／５０３０２３４号は中央領域を有する
臀部補綴物のためのステムを開示しており、その中央領
域にはステムの基部領域からステムの端末端部まで延長
した前背面カット（anteroposterior cuts）の規則的な
パタ−ンを設けられ、ステムの剛性をそのステムを受入
れる骨の空洞の剛性に適合するようにしている。
【００１２】
【本発明が解決しようとする課題】上記従来技術いずれ
も本発明を教示しておらず暗示もしていない。さらに具
体的には、上記従来技術いずれも長い骨の骨髄導管に植
込まれる細長い本体部と、その本体部の幾何学的剛性を
変化させる第１の溝手段と、本体部の幾何学的剛性を変
化させる第２の溝を具備し、第１および第２の溝手段が
変化する断面形状を有し、それによって本体部の幾何学
的剛性を最適化することができる骨髄内インプラントに
ついては教示も暗示もしていない。
【００１３】本発明は幾何学的剛性を最適化することが
できるように特別に設計された細長い本体部を有する骨
髄内インプラントを提供する。本発明の基本的な概念
は、例えば本体部の外表面に複数の長手方向に延長した
溝を設けかつステムの剛性をそれの長さに沿って漸次変
化させるように本体部の長さに沿って溝の深さを変化さ
せることによって細長い本体部の長さに沿って剛性を漸
次変化させることである。
【００１４】本発明の１つの目的は本体部の剛性を、本
体部の剛性をその本体部が植込まれる本物の骨の剛性に
適合させることができるようにする改良された骨髄内イ
ンプラントを提供することである。
【００１５】本発明の他の目的は修復されるまたは交換
される本物の骨よりインプラントの方が剛直であること
によって患者が受ける苦痛を軽減することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の改良されたイン
プラントは一般に、長い骨の骨髄導管に植込まれる細長
い骨髄内本体部と、その本体部の幾何学的剛性を変化さ
せる第１の溝手段と、本体部の幾何学的剛性を変化させ
る第２の溝を具備し、第１および第２の溝手段が断面形
状を変化させ、それによって本体部の幾何学的剛性を最
適化することができるようになされいる。
【００１７】
【実施例】本発明の骨髄内インプラントの第１の好まし
い実施例が図１〜４に示され、数字１１で表わされてい
る。骨髄内インプラント１１はそれの幾何学的剛性を変
更できかつ最適化できるように特別に設計されている。
【００１８】骨髄内インプラント１１は第１の端部１５
および第２の端部１７を有する細長い本体部１３を具備
している。骨髄内インプラント１１は大腿骨頭補綴物
（図示せず）に取外し自在に結合される本体部１３の第
１の端部１５における角度をつけられた雄テ−パまたは
ネック１９を有するモジュラ−大腿骨ステム補綴物より
なりうるものであることは当業者には明らかであろう。
必要であれば、ネック１９は本体部１３の取外しを容易
にするために取り出し溝２１等を有しうる。
【００１９】本体部１３には、それの幾何学的剛性を変
化させるための第１の溝手段２３が設けられている。こ
の第１の溝手段２３は、一般に第１および第２の端部１
５、１７間に延長した本体部１３の外表面における細長
いフル−トまたはノッチよりなりうる。したがって、第
１の溝手段２３は本体部１３の第１の端部１５に向けて
配置された第１の端部２５と、本体部１３の第２の端部
１７に向けて配置された第２の端部２７を有する。
【００２０】本体部１３には、それの幾何学的剛性を変
化させるための第２の溝手段２９が設けられている。こ
の第２の溝手段２９は、一般に本体部１３の第１および
第２の端部１５、１７間に延長した本体部１３の外表面
における細長いフル−トまたはノッチよりなりうる。し
たがって、第２の溝手段２９は本体部１３の第１の端部
１５に向けて配置された第１の端部３１と、本体部１３
の第２の端部１７に向けて配置された第２の端部３３を
有する。
【００２１】本発明の１つの重要な特徴は、第１および
第２の溝手段２３、２９が変化する断面形状を有し、そ
れによって本体部１３の幾何学的剛性を最適化すること
ができる点である。図１〜４に示された実施例では、第
１の溝手段２３の深さはそれの第１および第２の端部２
５、２７間で変化し、そして第２の溝手段２９の深さは
それの第１および第２の端部３１、３３間で変化する。
したがって、例えば、図２〜４に示されているように、
第１の溝手段２３の深さはそれの第１の端部２５よりそ
れの第２の端部２７の方が大きいことが好ましい。ま
た、第２の溝手段２９の深さはそれの第１の端部３１よ
りそれの第２の端部３３の方が大きいことが好ましい。
このような構造では、本体部１３の幾何学的剛性はそれ
の第１の端部１５より第２の端部１７において漸次小さ
くなることが当業者には明らかであろう。
【００２２】本体部１３にはそれの幾何学的剛性を変化
させるための付加的な溝手段３５が設けられうる。各付
加的な溝手段３５は本体部１３の第１および第２の端部
１５、１７間に一般的に延長しているその本体部の外表
面における細長いフル−トまたはノッチよりなりうる。
したがって、各付加的な溝手段３５は本体部１３の第１
の端部１５に向けて配置された第１の端部３７と、本体
部１３の第２の端部１７に向けて配置された第２の端部
３９を有している。各付加的な溝手段３５の深さはそれ
の第１の端部３９よりも第２の端部３７の方が大きいこ
とが好ましい。このような構成では本体部１３の幾何学
的剛性が第１の端部１５より第２の端部１７の方が漸次
小さくなる。
【００２３】本体部１３の幾何学的剛性は溝手段の数、
場所、長さ、幅および／または直径等を変更することに
よって最適化することができる。本体部１３の長さに沿
った剛性に漸進的な変化を与えるために、溝手段の深さ
を変更することができる。さらに、溝手段の場所、長
さ、幅および／または直径は、潜在的な応力集中を回避
するようにそして／または本体部１３の幾何学的剛性を
その本体部１３の所望の部分において最適化することが
できるようにスタガ−に配置され得る。例えば、溝手段
３５の第１の端部３７は溝手段２３の第１の端部２５よ
り本体部１３の第１の端部１５に近い位置で始るように
図１には示されている（すなわち、溝手段３５、２３の
第１の端部３７、２５は互いにスタガ−に（互違いに）
配置されている）。
【００２４】骨髄内インプラント１１は種々の材料から
種々の方法で構成され得ることが当業者には明らかであ
ろう。例えば、この骨髄内インプラント１１は機械加工
または他の方法によってチタン合金、コバルト・クロム
合金あるいは３１６Ｌステンレススチ−ル等で形成され
得る。骨髄内インプラント１１はここでは大腿骨ステム
補綴物として開示されたが、それは脛骨ステム、ひび割
れ固着ロッド等として設計されてもよい。
【００２５】本発明の骨髄内インプラントの第２の好ま
しい実施例が図５〜７に示されており、数字２．１１で
表わされている。骨髄内インプラント２．１１はそれの
幾何学的剛性を変更して最適化できるように特別に設計
される。
【００２６】骨髄内インプラント２．１１は第１の端部
２．１５と第２の端部２．１７を有する細長い本体部
２．１３を具備している。骨髄内インプラント２．１１
は骨髄内インプラント２．１１は大腿骨頭補綴物（図示
せず）に取外し自在に結合される本体部２．１３の第１
の端部２．１５における角度をつけられた雄テ−パまた
はネック２．１９を有するモジュラ−大腿骨ステム補綴
物よりなりうるものであることは当業者には明らかであ
ろう。必要であれば、ネック２．１９は本体部２．１３
の取外しを容易にするために取り出し溝２．２１等を有
しうる。
【００２７】本体部２．１３には、それの幾何学的剛性
を変化させるための第１の溝手段２．２３が設けられて
いる。この第１の溝手段２．２３は、一般に第１および
第２の端部２．１５、２．１７間に延長した本体部２．
１３の外表面における細長いフル−トまたはノッチより
なりうる。したがって、第１の溝手段２．２３は本体部
２．１３の第１の端部２．１５に向けて配置された第１
の端部２．２５と、本体部２．１３の第２の端部２．１
７に向けて配置された第２の端部２．２７を有する。
【００２８】本体部２．１３には、それの幾何学的剛性
を変化させるための第２の溝手段２．２９が設けられて
いる。この第２の溝手段２．２９は、一般に本体部２．
１３の第１および第２の端部２．１５、２．１７間に延
長した本体部２．１３の外表面における細長いフル−ト
またはノッチよりなりうる。したがって、第２の溝手段
２．２９は本体部２．１３の第１の端部２．１５に向け
て配置された第１の端部２．３１と、本体部２．１３の
第２の端部２．１７に向けて配置された第２の端部２．
３３を有する。
【００２９】本発明の１つの重要な特徴は、第１および
第２の溝手段２．２３、２．２９が変化する断面形状を
有し、それによって本体部２．１３の幾何学的剛性を最
適化することができる点である。図５〜７に示された実
施例では、第１の溝手段２．２３の深さと幅は第２の溝
手段２．２９の深さと幅より小さい。
【００３０】本体部２．１３にはそれの幾何学的剛性を
変化させるための付加的な溝手段２．３５が設けられう
る。各付加的な溝手段２．３５は本体部２．１３の第１
および第２の端部２．１５、２．１７間に一般的に延長
しているその本体部の外表面における細長いフル−トま
たはノッチよりなりうる。したがって、各付加的な溝手
段２．３５は本体部２．１３の第１の端部２．１５に向
けて配置された第１の端部２．３７と、本体部２．１３
の第２の端部２．１７に向けて配置された第２の端部
２．３９を有している。図６および７に示されているよ
うに、第１の溝手段２．２３に対抗して付加的な溝手段
２．３５が設けられうるとともに、また第２の溝手段
２．２９に対抗して他の付加的な溝手段２．３５が設け
られうる。この場合、第１の溝手段２．３５に対抗した
付加的な溝手段２．３５が第１の溝手段２．３５の鏡像
となされることが好ましく、そして第２の溝手段２．２
９に対抗した付加的な溝手段２．３５が第２の溝手段
２．２９の鏡像となされることが好ましい。
【００３１】本体部２．１３の幾何学的剛性は溝手段の
数、場所、長さ、幅および／または直径を変更すること
によって最適化され得る。
【００３２】本体部２．１３の幾何学的剛性は溝手段の
数、場所、長さ、幅および／または直径等を変更するこ
とによって最適化することができる。本体部２．１３の
長さに沿った剛性に漸進的な変化を与えるために、溝手
段の深さを変更することができる。さらに、溝手段の場
所、長さ、幅および／または直径は、潜在的な応力集中
を回避するようにそして／または本体部２．１３の幾何
学的剛性をその本体部１３の所望の部分において最適化
することができるようにスタガ−に配置され得る。例え
ば、溝手段２．３５の第１の端部２．３７は溝手段２．
２３の第１の端部２．２５より本体部２．１３の第１の
端部２．１５に近い位置で始るように図１には示されて
いる（すなわち、溝手段２．３５、２．２３の第１の端
部２．３７、２．２５は互いにスタガ−に（互違いに）
配置されている）。
【００３３】骨髄内インプラント２．１１は種々の材料
から種々の方法で構成され得ることが当業者には明らか
であろう。例えば、この骨髄内インプラント２．１１は
機械加工または他の方法によってチタン合金、コバルト
・クロム合金あるいは３１６Ｌステンレススチ−ル等で
形成され得る。骨髄内インプラント２．１１はここでは
大腿骨ステム補綴物として開示されたが、それは脛骨ス
テム、ひび割れ固着ロッド等として設計されてもよい。
【００３４】
【発明の効果】本体部に第１および第２の溝を設け、そ
れら第１および第２の溝は変化する同断面積を有し、そ
れによって本体部の幾何学的剛性を最適なものとするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の骨髄内インプラントの第１の実施例の
側立面図である。
【図２】図１の線２−２に実質的に沿って見た拡大して
示す断面図である。
【図３】図１の線３−３に実質的に沿って見た拡大して
示す断面図である。
【図４】図１の線４−４に実質的に沿って見た拡大して
示す断面図である。
【図５】本発明の骨髄内インプラントの第２の実施例の
側立面図である。
【図６】図５の線６−６に実質的に沿って見た拡大して
示す断面図である。
【図７】図５の線７−７に実質的に沿って見た拡大して
示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 骨髄内インプラント １３ 細長い本体部 ２３ 第１の溝手段 ２９ 第２の溝手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２７日
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図４】
【図５】
【図７】

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の端部および第２の端部を有する細
    長い本体部と、前記本体部の幾何学的剛性を変更する前
    記本体部における第１の溝手段と、前記本体部の幾何学
    的剛性を変更する前記本体部における第２の溝手段を具
    備しており、前記第１および第２の溝手段は変化する断
    面形状を有しており、それによって前記本体部の幾何学
    的剛性を最適化できるようになされた骨髄内インプラン
    ト。
  2. 【請求項２】 前記第１の溝手段が前記第２の溝手段よ
    り大きい深さを有している請求項１の骨髄内インプラン
    ト。
  3. 【請求項３】 前記第１の溝手段が前記第２の溝手段よ
    り大きい幅を有している請求項１の骨髄内インプラン
    ト。
  4. 【請求項４】 前記第１の溝手段が前記第２の溝手段よ
    り大きい深さおよび幅を有している請求項１の骨髄内イ
    ンプラント。
  5. 【請求項５】 前記第１の溝手段が第１の端部および第
    ２の端部を有しており、前記第１の溝手段の深さが前記
    第１および第２の端部間で変化するようになされた請求
    項１の骨髄内インプラント。
  6. 【請求項６】 前記第２の溝手段が第１の端部および第
    ２の端部を有しており、前記第２の溝手段の深さが前記
    第１および第２の端部間で変化するようになされた請求
    項５の骨髄内インプラント。
  7. 【請求項７】 前記第１の溝手段が第１の端部および第
    ２の端部を有しており、前記第１の溝手段の断面積が前
    記第１および第２の端部間で漸次的に変化して前記本体
    部の幾何学的剛性を漸次的に変化させるようになされた
    請求項１の骨髄内インプラント。
  8. 【請求項８】 前記第１および第２の溝手段が互い違い
    に配置されている請求項１の骨髄内インプラント。
  9. 【請求項９】 前記本体部の幾何学的剛性をそれの所望
    のセグメントにおいて最適化できるように前記第１の溝
    手段が互いに対して配置されている請求項１の骨髄内イ
    ンプラント。
  10. 【請求項１０】 第１の端部と第２の端部を有し、骨の
    骨髄導管に植込まれる細長い本体部材を具備した改良さ
    れた骨髄内インプラントにおいて、前記本体部材の前記
    第１の端部と第２の端部の間において前記本体部材に第
    １の溝手段を設け、かつ前記本体部材の前記第１の端部
    および第２の端部の間において前記本体部材に第２の溝
    手段を設けることによって前記本体部材の幾何学的剛性
    をその本体部材の前記第１および第２の端部間で変化さ
    せるようになされており、前記第１および第２の溝手段
    が変化する断面形状を有しておいＲ、それによって前記
    本体部材の幾何学的剛性を最適化できるようになされた
    改良された骨髄内インプラント。
  11. 【請求項１１】 前記第１の溝手段が前記第２の溝手段
    より大きい深さを有している請求項１０の改良された骨
    髄内インプラント。
  12. 【請求項１２】 前記第１の溝手段が前記第２の溝手段
    より大きい幅を有している請求項１０の改良された骨髄
    内インプラント。
  13. 【請求項１３】 前記第１の溝手段が前記第２の溝手段
    より大きい深さおよび幅を有している請求項１０の改良
    された骨髄内インプラント。
  14. 【請求項１４】 前記第１の溝手段が第１の端部および
    第２の端部を有しており、前記第１の溝手段の深さが前
    記第１および第２の端部間で変化するようになされた請
    求項１０の骨髄内インプラント。
  15. 【請求項１５】 前記第２の溝手段が第１の端部および
    第２の端部を有しており、前記第２の溝手段の深さが前
    記第１および第２の端部間で変化するようになされた請
    求項１４の骨髄内インプラント。
JP6059851A 1994-02-16 1994-03-07 骨髄内インプラント Pending JPH07227401A (ja)

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US08/194,284 US5509935A (en) 1994-02-16 1994-02-16 Intramedullary implant with optimized geometric stiffness
US194284 1994-02-16

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