JP4633212B2 - Shoulder joint prosthesis - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、骨用プロテーゼに関するものであり、より詳細には、肩関節用プロテーゼに関するものである。
【０００２】
本発明は、１９９８年３月１７日出願の米国特許出願シリアル番号第０９／０４０，５０４号および１９９８年１０月２日出願の米国特許出願シリアル番号第０９／１６５，４７５号の一部継続出願である。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
股関節や肩関節といったような関節が、関節炎や病気や傷害等によって損傷したときには、関節機能を回復するために、関節の全部または一部をプロテーゼでもって置き換えることが必要な場合がある。例えば、大腿骨頭を置換するためにプロテーゼが使用されるような、また場合によっては寛骨臼の全部または一部を置換するためにプロテーゼが使用されるような、股関節置換は、年配の患者の大腿骨頭の骨折や関節炎の処置に際して、通常の処置方法となってきている。解剖学的制約のためにまた肩という困難部位のために、肩関節のインプラントは、歴史的に見て、成功率が少なく、股関節の代替ほどは一般的とはなっていない。しかしながら、最近、深刻な関節炎や上腕骨頭の骨折のための治療方法として容認できる肩関節形成術が出現した。
【０００４】
肩関節用プロテーゼの許容度の増大の結果として、発生した様々な問題を解決するために、また、さらなる利点や特長を付与するために、様々なデバイスが開発されている。最も単純な形態においては、肩関節用プロテーゼは、関節窩に対して関節結合するためのヘッドと上腕骨の骨髄管内へと下方延出し上腕骨頭を支持するためのステムとを有してなる単一ピースとして形成される。構成は単純ではあるけれども、単一型インプラントは、様々な患者の関節どうしの間において存在するサイズや形状に関しての個体差に適合するための、自在な調節性をもたらさない。これら個体差に適合するためには、大量のデバイスをストックとして製造しなければならず、手術時に適切な適合が得られることを常に保証しなければならない。単一ピース構成とされたデバイスを大量にストックとして保有することは、かなり割高であり、場合によっては、外科医が、患者に対しての理想的適合を得るための十分な余裕度を有しないこともあり得る。
【０００５】
単一型プロテーゼの大量のストックを維持するという割高さを避けるために、また、外科医の余裕度を向上させるために、多くの肩関節用インプラントの製造業者は、手術時に組み立てるタイプの２〜３個の部材からなるモジュール型構成を模索している。これら部材としては、関節窩に対して関節結合するためのヘッドと、ヘッドを搭載して骨に対して固定するためのステム構造と、を備えている。場合によっては、ステムは、ヘッドと、ステムのうちの、骨髄管へと下方延出している中央骨髄部と、の間に、個別のボディを備えている。モジュール型構成を利用することにより、ほんの数個の部材から、様々なデバイスを組み立てることができる。これにより、解剖学的個体差に適合するための余裕度（フレキシブルさ）が向上するとともに、単一ピース型デバイスを選択するための大量にストックすることに関連するコストの大部分を削減することができる。
【０００６】
現存する肩関節用のモジュール型構成は、最も一般的には、ヘッドをインプラントの残部に対して固定するに際しては、テーパーロック機構に依存している。少なくともいくつかのデバイスにおいては、テーパーロックのうちの、ヘッド上に位置する部分は、上腕骨頭の背面側解剖学的オフセットを補償するために、オフセットされている。例えば、ヘッド上におけるテーパーロック部は、２〜４ｍｍだけオフセットされることができる。ヘッドを回転させることにより、±２〜４ｍｍ以内の任意のオフセットを得ることができる。うまくないことに、オフセットヘッドの回転は、前面側／背面側位置が調節されるのと同時に、内側／外側オフセット、および／または、上側／下側オフセットを引き起こしてしまう。また、テーパロックの中央とヘッドの幾何形状的中央との間のオフセットは、ヘッドをインプラントの残部に対して回転させてしまう傾向のあるトルクを引き起こす。これにより、ヘッドが緩んでしまう可能性が増大してしまう。オフセットが大きくなるにつれて、その結果として生じるトルクも、それにつれて大きくなる。これは、大きなオフセットの場合ほど、重大な問題となる。このような問題は、現存のオフセット型ヘッド構成においては不可避であるけれども、背面側オフセットは、一般に、解剖学的形状に良好に適合させるためには、望ましいものである。
【０００７】
現存する様々なインプラント構成に関連した特定の欠点に加えて、肩関節の代替に固有の一般的問題が、いくつか存在する。特に、上腕骨のインプラントに関しては、適正な位置および向きを確立することが一般に困難である。重要な変数のうちの１つは、上腕骨上におけるヘッドの回転位置、すなわち、後傾である。解剖学的には、解剖学的骨頭の周縁部によって形成される平面と曲げた前腕部との間の平均後傾は、約３０°である。うまくないことに、現存のインプラントおよびその設置技術では、所望の後傾を信頼性高く再現することは、非常に困難であるとされている。適切な後傾を確立することは、重要である。というのは、不適切な後傾は、その後の変位という問題を引き起こしかねないからである。
【０００８】
インプラントの後傾に加えて、上腕骨幹上におけるインプラントの高さを適正なものとして確立することが必要である。現存の構成では、外科医は、ステムを骨髄管内へと滑入し、適切な高さを、経験に基づく推量で決める。高過ぎると、三角筋に過剰な張力がかかることとなる。一方、インプラントを上腕骨内に深く挿入し過ぎると、三角筋のラグ(lag) を引き起こすこととなる。同様に、ステムに対してのヘッド面のオフセットが、適切に確立されなければならない。そうでなければ、回旋腱板の張力が、大きすぎたり足りなかったりしてしまうこととなる。うまくないことに、現存の構成では、最終設置に先立ってインプラントの高さやヘッドのオフセットを評価する手段がない。最終設置後の修正は、困難である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヘッドと；このヘッドに対しての連結のための基端部、および、上腕骨の骨髄管内に挿入するための先端部、および、基端部と先端部との間に配置された位置合わせ部を有した、長尺ステムと；を具備してなる肩関節用プロテーゼである。位置合わせ部は、予め決定された位置において骨内にプロテーゼを配置し得るよう設けられた複数の参照マークを備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に基づいて構成されたモジュール型肩関節用インプラントを示す分解斜視図である。
図２は、本発明に基づいて構成されたモジュール型肩関節用インプラントキットを示す図である。
図３は、図１のインプラントにおけるシャフトを示す断面図である。
図４〜図９は、図１のインプラントにおけるボディを示す様々な図である。
図１０〜図１３は、図１のインプラントにおけるヘッドを示す様々な図である。
図１４は、図１０〜図１３のヘッドの背面を示す斜視図である。
図１５は、ボディ上に部分的に設置されたヘッドを示す斜視図である。
図１６は、図３における８−８線に沿った、インプラントの断面図である。
図１７は、図１のインプラントを示す正面図である。
図１８は、本発明による目標捕捉／設置器具を示す斜視図である。
図１９は、図１８の目標捕捉／設置器具を示す側面図である。
図２０は、図１８の目標捕捉／設置器具を示す平面図である。
図２１は、図１のインプラントの組立状態を示す斜視図である。
図２２は、インプラントを示す正面図であって、参照マークを示している。
図２３は、本発明に基づいて構成されたボディを示す正面図である。
図２４は、本発明に基づいて構成されたヘッドの背面を示す背面図である。
図２５は、図２３における２５−２５線に沿った断面図である。
【００１１】
本発明に基づいて構成された肩関節用インプラントが、図１において、全体的に、符号１０によって示されている。インプラント１０は、ヘッド１２とステム１４とを具備している。ステム１４は、好ましくは、先端シャフト１６とボディ１８とを備えている。インプラント１０を構成するこれら構成要素は、好ましくは、図２に示すような、相互交換可能とされた、複数のシャフト、複数のボディ、および、複数のヘッドからなるキット２０の中から選択される。キット２０から適切なシャフト、ボディ、ヘッドを選択することにより、外科医は、ほとんどすべての患者に対してそれぞれ適切なサイズのインプラントを構成することができる。ここで使用される、例えば、前面側／背面側、内側／外側、および、基端側、基端／先端、といった位置に関する用語は、インプラントが患者に対して配置された状態を想定したものであることに注意されたい。
【００１２】
シャフト１６は、図３に詳細に示すように、基端側テーパー端部３０を備えている。基端側テーパー状端部３０は、段部３２へと向けて先端側へと延在している。段部３２は、先細り形状とされて、先端固定穴３６，３８が形成されている円筒状中央領域３４に対して円滑に連接されている。図２からわかるように、シャフトは、様々な直径および／または様々な長さとされた中央領域を有することができる。一般的に言えば、より長いシャフトは、基端側での外傷に加えて、中央部で骨折している場合に、使用される。様々な直径の短いシャフトは、上腕骨の基端部のサイズの個体差に適合するために、使用される。穴３６，３８のうちの一方または双方は、固定ネジを超えた中央領域の移動を可能とするよう、長尺形状とすることができる。このことは、インプラントが中央領域骨折の組合せを処置するために使用される場合には、一般に望ましいことである。
【００１３】
丸められたテーパー状先端４０が、中央領域３４の先端に形成されている。シャフト１６は、好ましくは、ガイドワイヤを使用して上腕骨内へとインプラントを案内するために使用することができる中央管腔４２を備えている。図１に示すように、段部３２には、後述するように、謝状に対してのボディの向きを適切に確立するのに有用な位置決めノッチ４４が、形成されている。テーパー状端部３０には、ボディをテーパー状端部に対して緊密に固定するために使用されるネジ５０を受領するための、ネジ穴４６が形成されている。段部３２からわずかに先端側のところには、張力バンドワイヤのインプラントを通しての固定を可能とするよう、ワイヤ穴４８が形成されている。加えて、インプラントが所定位置にセメントで固定されるときには、セメントの硬化時にインプラントの位置を固定し得るよう、上腕骨および穴４８を通して、Ｋ−ワイヤを操作することができる。
【００１４】
図１に示すように、ボディ１８は、シャフト１６の頂部に取り付けられる。図４〜図９に示すように、ボディ１８は、先端５４を有している。この先端５４からは、ボディの内部に向けて上向きに延在するテーパー状ソケット５６が形成されている。ソケット５６は、シャフト１６のテーパー状端部３０を受領し得るようなサイズとされており、ボディをシャフトに対して固定するためのテーパーロックを個別に設置し得るようなサイズとされている。ソケット５６からボディの頂部に向けては、ソケット内においてボディをシャフト頂部と係合させるための上記固定ネジ５０のための、基端穴５８が延在している。この基端穴５８内には、固定ネジ５０のヘッドを係止するための、小さなリブ６０が設けられている。
【００１５】
ボディ１８の先端から下方に向けては、ソケットの近傍において、ボディがシャフト上に設置された際に位置決めノッチ４４に対して係合するための、小さなフィンガー６２が形成されている。これについては、図１および図１７を参照されたい。これは、シャフトに対してのボディの回転角度位置の決定を適正なものとすることを保証する。ボディ１８は、さらに、３つの縫合穴６６が形成されている側方リブ６４を備えている。縫合穴６６は、骨折破片をインプラントに対して固定するために利用することができる。また、上側縫合穴６８および下側縫合穴７０が、骨折破片のさらなる固定を行い得るよう、ボディ１８に設けられている。ボディ１８には、ヘッドをボディに対して固定するためのネジを受領するための、中間位置に配置され、前面側を向いてネジ山が形成されている、ネジ穴７２が形成されている。穴７２は、また、インプラントと共に使用される目標捕捉／設置器具のための取付ポイントとしても機能する。穴７２の頂部には、凹所７４が形成されている。凹所７４には、目標捕捉／設置器具の位置決めのための、キーノッチ７６が形成されている。これについては、図１および図４を参照されたい。凹所７４は、ステムを上腕骨内に挿入するために必要な骨切除量を最小化し得るよう、ネジのヘッドが、ボディの表面と実質的に面一とされた状態で設置されることを可能とする。
【００１６】
ボディ１８は、ヘッド１２が取り付けられることとなる基端部のところに、内側を向いて傾斜した取付面８０を備えている。ヘッド１２は、取付面８０上に位置したペデスタルまたは鳩の尾の形状の取付具を備えた結合構造８２を介して、ボディ１８に対して固定される。図６および図８に示すように、鳩尾形状部８４は、後述するように、ヘッドの対してのテーパーロックを確立するよう、前面側から背面側にかけて、テーパー状とされている。鳩尾形状部がテーパーとされていることにより、ボディは、適用される肩が左肩であるかまたは右肩であるかに依存して、左右の方向性を有している（左肩用または右肩用とされている）。よって、図２に示すように、キットは、好ましくは、２つまたはそれ以上のボディを備えている。１個の左肩用ボディと１個の右肩用ボディとだけでなく、様々なステム径やヘッド角度等に対応できるよう、さらなるボディを準備しておくことができる。
【００１７】
２つまたはそれ以上の部材の組立によって形成されているのではなく好ましくは単一部材として形成されているヘッド１２は、肩関節内の関節窩に係合し得る形状とされた全体的に半球状の関節面９０を備えている。これについては、図１０〜図１３を参照されたい。関節窩が、例えば股関節の寛骨臼に見られるような密着結合タイプのソケットではないことにより、関節面は、関節窩内における円滑な関節結合を可能とするに十分な球形であることだけが必要である。
【００１８】
図１４に明瞭に示すように、関節面９０には、ヘッド軸９６に対してほぼ直交する関節平面９４を形成する関節結合マージン領域９２が、連接されている。好ましい実施形態においては、ヘッドが実質的に球形である場合には、ヘッド軸は、関節面の回転対称軸をなす中央軸である。そして、湾曲中心９８は、このヘッド軸上に位置している。これについては、図１１を参照されたい。図１３において破線で示すように、同じ半径であっても異なる膨出度合いとされた様々なヘッドが形成されることが好ましい。このことが、実際の解剖学的特性に適合するものであると信じられている。
【００１９】
最も一般的に発生する骨折パターンにおいては、解剖学的骨頭は、通常、関節結合マージン領域および関節平面を通して骨折する。関節平面は、通常、ヘッド１２の先端膨出度合いを決定する。このことは、修正手術の一部としてヘッドを取り外す必要がある場合に、重要である。というのは、本発明においては、関節や関連した損傷部分を変位させることなく、前面側からヘッドを取り外し得るからである。このことは、まず最初に関節を変位させることによってしかボディからのヘッドの取外しを行えないような現存のインプラントヘッドとは、相違している。必須ではないけれども、本発明においては、ヘッドが関節平面を超えて実質的に突出しないことが望ましい。その場合には、周囲の骨の分解を要することなく、関節からヘッドをスライドによって取り外すことができる。上腕部の残部が、関節平面よりも先端側であることにより、ヘッドが関節平面を実質的に超えて突出していない限りにおいては、周囲の骨を分解する必要なく、関節平面内においてヘッドをスライドさせることができる。よって、結合構造は、ヘッドをステム上に設置するために、また、インプラントが肩関節に設置された後において肩関節を変位させることなくステムからヘッドを取り外すために、使用することができる。
【００２０】
ヘッド１２は、関節面とは反対側に、取付面すなわち背面１００を備えている。背面１００は、関節結合マージン領域を介することで、関節面とは隔離されている。背面１００は、横方向トラックまたはアンダーカットチャネル１０２の形態で、結合構造８２の一部を備えている。チャネル１０２は、鳩尾形状部８４の断面形状およびテーパー形状に適合し得るようカットされている。チャネル１０２は、開放端部１０４と、内側端部１０６と、を備えている。円筒状凹所１０８が、ヘッドの周縁部を起点とし、チャネルの内側端部を超えて、係止部１１０を終点として、延在している。凹所１０８内には、ヘッドのエッジの近傍において、グルーブ１１２が形成されている。
【００２１】
チャネル１０２は、ヘッドがボディ上を案内されかつチャネル内に鳩尾形状テーパーロックが案内されこれによりヘッドが適正に配置されるような、サイズとされている。これについては、図１０を参照されたい。テーパーロック結合は、テーパーロック結合が部材どうしを堅固に固定して、互いに緩むことを防止し、さらに、経時的に破片を生成しないことのために、重要である。本発明による結合構造は、テーパーロックの一部がヘッド上に配置されかつテーパーロックの一部がボディ上に配置されていることにより、横方向に作用するテーパーロックと見なすこともできる。本発明によるテーパーロックは、従来構成とは異なり、ロックを行うためにヘッド軸に沿った移動を必要とはしないという点において、横方向作用である。実際、ヘッドがステム上に係合しているときには、結合構造は、ヘッドが関節平面を横切る方向に移動しないよう、機械的にロックする。これは、現存の構成とは相違する点である。現存の構成では、関節平面を横切る方向における単なる摩擦係合に依存している。
【００２２】
ネジ１１４の形態としての固定部材が、テーパーロックを適正に機能させた状態で、ヘッドをボディ上に堅固に固定するために設けられている。特に、ヘッド１２が、図１５に示すようにして、ボディ上に初期的に配置されたときには、ヘッドを、所定位置にまで全体的にスライドさせることができ、ネジ１１４を、ネジのヘッドが円筒状凹所１０８内に密接に適合した状態で、穴７２内に螺合させることができる。これについては、図１６を参照されたい。ネジを締め込んだときには、ネジのヘッドは、係止体１１０に係止される。これにより、ヘッド１２がボディ１８上に堅固に固定される。ネジ１１４は、また、ヘッドが変位してしまわないことを保証するバックアップインターロックとして機能する。結合構造における機械加工誤差を許容するためのいくらかのクリアランスを残しておくこと必要があることにより、ネジのヘッドは、ボディに対して完全には着座しないことに注意されたい。これにより、すべての場合においてテーパーロックが密着的に機能することが保証される。
【００２３】
修正時に、ヘッドを取り外す必要が生じた場合には、先端近傍にフランジ１２２が固定されているツール１２０が使用される。図１６を参照されたい。まず最初に、ツールの先端が、ヘッドに対してわずかに斜めの角度位置からネジヘッド内に係合し、その後、フランジを、凹所１０８内に形成されているグルーブ１１２の形態とされた取外し補助面に対して係合させ、それから、ツールを回転させる。ネジが引き抜かれるにつれて、フランジが、ヘッドを引っ張って、テーパーロックを変位させる。よって、ヘッドを、従来構成でも必要とされていたようなインプラントに対しての外力を利用して取り外すことができる。このことは、ヘッドだけを取り外す必要がある場合に、インプラント全体が緩んでしまう可能性を低減させる。
【００２４】
本発明によるインプラントの設置は、図１８において全体的に符号１３０で示すような、目標捕捉／設置器具を使用して行われる。器具１３０は、テンプレート部材１３２を備えている。テンプレート部材には、取付バー１３４と、高さ調節機構１３６と、後傾ガイド１３８と、が設けられている。取付バー１３４は、テンプレート部材１３２とインプラント１０とを連結するよう機能する。特に、バー１３４は、中空であって、自由端にタブ１４０（図示せず）を備えている。バー１３４は、ヘッド１４４とネジ山付き端部１４６とを有したボルト１４２を受領している。この器具をインプラントに対して取り付けるには、バー１３４の自由端部を、凹所７４内に配置し、タブ１４０がキーノッチ７６に嵌合するようにして、位置決めする。これにより、テンプレート部材とインプラントとの間の適正な位置合わせが確立される。それから、ボルト１４２のネジ山付き端部を、ネジ穴７２内に螺着し、器具をインプラントに対して固定する。バー１３４は、ヘッド１２を取り付けない状態で、バーのボディ１８に対しての到達を可能とする平面１４８を備えている。加えて、ヘッドをボディに対して固定するためのボルトは、器具が取り外されるまでは、装着されないことに注意されたい。
【００２５】
器具がインプラントに対して取り付けられると、ステムが、上腕骨幹内に挿入される。典型的な骨折のパターンにおいては、ヘッドと多くのまたはわずかの結節とが上腕骨の残部から剥離していて、パイプ状の上側幹が残されている。その結果、上腕骨幹に対してのインプラントヘッドの適正高さを参照するためのものが残されていない。ヘッドを上腕骨幹に対する適正高さで配置することは、ヘッドが高すぎて三角筋に過度の張力がかかったりあるいは逆にヘッドが低すぎて腕を移動させる前に三角筋がいくらか収縮しなければならず三角筋がラグ(lag) を起こしたりするのを避けるという意味において、重要である。
【００２６】
高さ調節機構は、外科医が、ヘッドの高さを一時的にセットすることを可能とし、これにより、外科医は、その高さでの三角筋の張力を評価することができる。特に、図１８および図１９に示すように、高さ調節機構１３６は、ガイドバー１５０を備えている。ガイドバー１５０は、キャリッジ１５２に対して移動可能に取り付けられている。キャリッジ１５２は、ネジ山付きロッド１５４に沿って昇降駆動される。上腕骨幹１５６内におけるインプラントに対して、ガイドバー１５０は、上腕骨幹の頂部１５８上に当接するようにして配置される。この場合、外科医は、ネジ山付きロッドを回転させることで、インプラントを、上下方向に位置調節することができる。ガイドバーは、所定高さを確立することができる。このようにして確立された所定高さは、後傾がセットされる際にも、骨用セメントを使用する場合にインプラントを引き抜いて再挿入する場合においてさえも、維持することができる。
【００２７】
適正高さを決定した後に、外科医は、図２０に示すように、後傾ガイドを使用することによって、適正な後傾をセットすることができる。後傾ガイドは、下部照準アーム１６２を有しているＬ字形ロッド１６０を備えている。ロッド１６０は、照準アーム１６２の高さおよび角度位置を調節できるよう、テンプレート１３２に対して、回転可能かつスライド可能に取り付けられている。セットネジ１６４は、ロッドが所望配置とされたときに、ロッドの位置を固定することができる。使用時には、照準アームが、例えば３０°といったような、ヘッド軸に対しての所定後傾角度をなすように、セットされる。これは、分度器（図示せず）を使用して、インプラントに対しての取付前に、行っておくことができる。照準アームを適正配向にセットした状態で、患者の前腕が、上腕骨に対して約９０°をなすように、曲げられる。この状態で、外科医は、インプラントを回転させて、照準アームを前腕軸に対して位置合わせする。これにより、所望の後傾を、容易にかつ精度良く確立することができる。
【００２８】
適正高さおよび適正な後傾が確立されると、ドリル用中空ガイド１７０が、テンプレート部材の先端部に形成されたガイド穴１７２を通して挿入される。図１８を参照されたい。ガイド穴１７２は、ステムの端部における固定穴３６を向いている。ドリル１７４が、ドリル用中空ガイドを通して挿入され、これにより、、固定穴を貫通する貫通穴が骨を貫通して開けられる。１つまたは２つのネジが、上腕骨および固定穴を通して挿入され、インプラントの所定位置での固定が行われる。
【００２９】
図１９において破線で示すように、ヘッドの固定に先立って、大きな結節１５９をインプラントに対して取り付けることができる。これにより、外科医は、回旋腱板の張力を評価することができ、必要であれば、ヘッドを多少動かして修正を行うことができる。本発明の他の特徴点は、図２１に示すように、縫合サポート１８０を設けることである。縫合サポート１８０は、縫合力を、骨上にわたって分散させるよう機能する。特に外傷の場合には、骨は非常に柔らかく、サポート１８０を設置しなければ、縫合糸が、骨内に食い込むこともあり得る。サポートを使用することによって、外科医は、骨表面を通して縫合糸が引っ張られること（骨内への縫合糸の食い込み）というリスクを冒すことなく、所望の縫合張力を得ることができる。
【００３０】
目標捕捉／設置器具は、左用と右用とを準備することができること、あるいは、左用ボディと右用ボディとの双方に適合し得るよう、取付バー１３４を可逆構造すなわち対象構造とすることができること、に注意されたい。さらに、中央部分の骨折を処置するために長尺シャフトが適用される場合には、長尺のテンプレート部材を使用することができる。
【００３１】
インプラントの設置および位置合わせは、また、図２２において符号２００で示すように、インプラント上に、表示すなわち参照マークを配置することによっても、行うことができる。参照マーク２００は、ステムの位置合わせ部分２０２に配置されている。一般的には、ステムのうちの、インプラントの設置時に上腕骨幹の頂部近傍に位置すると思われる領域内に配置される。好ましくは、参照マークは、高さと角度配向との双方を観測できるよう、角度位置表示２０４や鉛直方向に隔離された複数の段階表示２０６といったような、１つまたは複数の角度マークを備えることができる。鉛直方向に隔離された複数の段階表示に対しては、特定の表示を容易に認識できるよう、例えば文字２０８といったような複数の記号を付加することができる。これら参照マークは、インプラントの表面に対してレーザーによって描画することもできるし、インプラントに対するエッチングによって描画することもできるし、また、他の任意の描画プロセスによって描画することができる。マークや記号は、通常、前面側から見えるものであって、したがって、前面に配置されることが好ましいものである、ことに注意されたい。左肩または右肩上に配置されるインプラントの場合には、マークや記号は、好ましくは、インプラントの左右両側面上に形成することができる。こうすることで、どちらの肩に配置して場合でも、マークや記号を見ることができる。
【００３２】
使用時には、外科医は、まず最初に、１つまたは複数の試行用プロテーゼを使用し、上述のようにして、試行用プロテーゼを適正に設置する。試行用プロテーゼは、典型的には、実際のプロテーゼと同じものである。しかしながら、試行用プロテーゼは、複数の手術間にわたって再使用するためのキットから組み立てられる。試行用プロテーゼには、実際のプロテーゼと同じ位置に、参照マークが設けられている。適正な取付および配置が確立されると、外科医は、どの段階表示が上腕骨幹の頂部のところに位置しているかを書き留めておく。そして、外科医は、上腕骨幹の頂部のうちの、角度表示に一致している箇所に、メチレンブルー色素でもって、マークを付けておく。その後、外科医は、実際のプロテーゼを試行用プロテーゼと置き換え、実際のプロテーゼを、試行用プロテーゼの場合と同じ位置において上腕骨内に配置する。この場合、先に書き留めておいた段階表示と、先に決定しておいた骨の一致箇所とを、実際のインプラントにおいて位置合わせすることによって、角度配向と深さ位置とが再現される。
【００３３】
位置合わせマークは、モジュール型インプラントにおいても単一型インプラントにおいても採用できること、また、位置合わせマークは、単独で使用することができ、あるいは、上述の目標捕捉器具と組み合わせても使用することができること、を理解されたい。さらに、このようなマークは、試行用デバイスを使用しない場合であってさえも、所望に配置された後にインプラントが動いていないことを確認できることにより、有利である。
【００３４】
本発明による肩関節用インプラントと共に使用し得るボディの他の実施形態が、図２３において符号２１８で示されている。ボディ２１８は、ボディ１８と同様の構成とされている。しかしながら、ボディ２１８は、取付上面２８０上に形成されたテーパー形状スタッド２２２を備えている。ヘッド２１２は、スタッド２２２上において取り付けることによって、ボディ２１８に対して取り付けられ得るよう構成されている。より詳細には、ヘッド２１２は、スタッド２２２に対して適合するとともにスタッド２２２と協働してテーパーロックを形成するようなサイズとされた、テーパー形状穴２２６を備えている。このテーパーロックによって、ヘッドとボディとが固定される。カラー２２４は、取付面２８０の下側境界を形成している。図２４を参照されたい。このカラーは、ボディが上腕骨内へと沈降するのを防止するよう機能するとともに、テーパーロックを緩めてしまう傾向を有しているような外力がヘッドに対してかかるのを防止するよう機能する。
【００３５】
図２５に明瞭に示すように、テーパー形状スタッドの軸は、ボディおよびステムの前面側／後面側に関しての中央面２２８から、オフセットされている（ずらされている）。図示実施形態においては、符号２２９によって示されているオフセット量は、埋設されたときの後面側方向へと、約２ｍｍである。一般に、適切なオフセット量は、約１〜５ｍｍである。オフセットの結果として、左肩用ボディと右肩用ボディとが、区別される。オフセットがなければ、左肩用ボディと右肩用ボディとは、互いに鏡像関係である。
【００３６】
図示実施形態においては、テーパー形状穴は、図２４において符号２２７で示すように、ヘッドの中心から約１ｍｍだけオフセットされている。このオフセットにより、外科医は、ヘッドを回転させることによって、約１〜３ｍｍの間において任意の所望のオフセット量を得ることができる。テーパー形状スタッドを前面側／後面側中央面からオフセットさせていることにより、外科医は、過度の上側／下側オフセットを導入することなく、ある範囲の後面側オフセットを得ることができる。オフセットを有したヘッドが例示されているけれども、ヘッドがオフセットを有さないこともできる。その場合には、一切の上側／下側オフセットを除去することができる。ヘッドのオフセットを除去することの利点は、ヘッドの位置に他の擾乱を起こすことなく、ボディを介して所望の前面側／後面側オフセットを導入できることである（ボディの前面側／後面側オフセット量だけによって、ヘッドの前面側／後面側位置が決定されることである）。このことは、一般に、オフセットによって生成されるトルクを低減し得るよう、ヘッドオフセットを最小に維持できるという点において望ましい。
【００３７】
ボディを左肩用および右肩用に区別できることに加えて、複数の左肩用および右肩用ボディに、様々なオフセットを設けることが望ましい。ヘッドは、ボディを製造するよりも実質的にコスト高であるので、多数のボディを準備することは、幅広い範囲にわたる解剖学的オフセットを得るためには、より経済的な方策である。ボディは、バーストックからの機械加工によって製造することができ、また、鋳造によって製造することができる。左肩用または右肩用を特定したボディを準備することの他の利点は、調節可能なボディに比較して、ボディのサイズを最小に維持できることである。ボディサイズの最小化は、インプラントの設置に際しての骨切削量を低減する。
【００３８】
円筒状テーパーロックに関連して説明した前面側／後面側オフセットは、ヘッドにおいてあるいはボディにおいてあるいは双方において単にテーパーロックをオフセットすることにより、上述の鳩尾形状テーパーロックにおいても採用できることに注意されたい。
【００３９】
本発明を好ましい形態について説明してきたけれども、ここで開示され例示された本発明の特定の実施形態は、多数の変形が可能であるという点において、本発明を制限するものではないと考えるべきである。出願人は、本発明の主題を、ここで開示した様々な構成要素、特徴点、機能、および／または、特性の、新規なかつ非自明な任意の組合せを含むものとして、とらえている。どの単独の、特徴点、機能、構成要素、あるいは、特性も、必須というわけでもない。添付の請求範囲は、新規かつ非自明と見なし得るある種の組合せを、規定している。特徴点、機能、構成要素、および／または、特性の他の組合せは、本出願または関連出願において、現在の請求範囲の補正によってまたは新規請求範囲の提案によって、主張することができる。当初の請求範囲と比較して、より広い、あるいは、より狭い、あるいは、同等の範囲とされたそれら新たな請求範囲も、また、本発明の主題として見なされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に基づいて構成されたモジュール型肩関節用インプラントを示す分解斜視図である。
【図２】 本発明に基づいて構成されたモジュール型肩関節用インプラントキットを示す図である。
【図３】 図１のインプラントにおけるシャフトを示す断面図である。
【図４】 図１のインプラントにおけるボディを示す正面図である。
【図５】 図１のインプラントにおけるボディを示す側断面図である。
【図６】 図１のインプラントにおけるボディを示す右側面図である。
【図７】 図１のインプラントにおけるボディを示す左側面図である。
【図８】 図１のインプラントにおけるボディを示す平面図である。
【図９】 図１のインプラントにおけるボディを示す背面図である。
【図１０】 図１のインプラントにおけるヘッドを示す背面図である。
【図１１】 図１のインプラントにおけるヘッドを示す側断面図である。
【図１２】 図１のインプラントにおけるヘッドを示す正面図である。
【図１３】 図１のインプラントにおけるヘッドを示す様々な側断面図である。
【図１４】 図１０〜図１３のヘッドの背面を示す斜視図である。
【図１５】 ボディ上に部分的に設置されたヘッドを示す斜視図である。
【図１６】 図３における８−８線に沿った、インプラントの断面図である。
【図１７】 図１のインプラントを示す正面図である。
【図１８】 本発明による目標捕捉／設置器具を示す斜視図である。
【図１９】 図１８の目標捕捉／設置器具を示す側面図である。
【図２０】 図１８の目標捕捉／設置器具を示す平面図である。
【図２１】 図１のインプラントの組立状態を示す斜視図である。
【図２２】 インプラントを示す正面図であって、参照マークを示している。
【図２３】 本発明に基づいて構成されたボディを示す正面図である。
【図２４】 本発明に基づいて構成されたヘッドの背面を示す背面図である。
【図２５】 図２３における２５−２５線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０ インプラント（肩関節用インプラント、肩関節用プロテーゼ）
１２ ヘッド
１４ ステム
１６ 先端シャフト（先端部）
１８ ボディ
２０ キット
８４ 鳩尾形状部
１００ 背面
２００ 参照マーク
２１２ ヘッド
２１８ ボディ
２２２ スタッド
２２４ カラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates generally to bone prostheses, and more particularly to shoulder joint prostheses.
[0002]
The present invention is a continuation-in-part of U.S. Patent Application Serial No. 09 / 040,504, filed March 17, 1998, and U.S. Patent Application Serial No. 09 / 165,475, filed Oct. 2, 1998. It is.
[0003]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
When a joint such as a hip joint or a shoulder joint is damaged due to arthritis, illness, injury, or the like, it may be necessary to replace all or part of the joint with a prosthesis in order to restore joint function. For example, hip replacement is used in older patients, such as when a prosthesis is used to replace the femoral head, and in some cases, the prosthesis is used to replace all or part of the acetabulum. It has become a common treatment method for the treatment of femoral head fractures and arthritis. Due to anatomical constraints and because of the difficult part of the shoulder, shoulder implants have historically been less successful and are not as common as hip replacements. Recently, however, shoulder arthroplasty has emerged as an acceptable treatment for severe arthritis and humeral head fractures.
[0004]
As a result of the increased tolerance of shoulder prostheses, various devices have been developed to solve the various problems that have arisen and to provide further advantages and features. In its simplest form, a shoulder prosthesis has a single head comprising a head for articulation to the glenoid and a stem for extending the humerus into the medullary canal and supporting the humeral head. Formed as one piece. Although simple in construction, a single implant does not provide the flexibility to adapt to individual differences in size and shape that exist between various patient joints. In order to adapt to these individual differences, a large number of devices must be manufactured as stock, and it must always be ensured that an appropriate fit is obtained during surgery. Holding a large number of single piece devices as stock is quite expensive, and in some cases, the surgeon does not have sufficient margin to obtain an ideal fit for the patient. There is also a possibility.
[0005]
In order to avoid the high price of maintaining a large stock of single prosthesis and to improve the surgeon's margins, many shoulder joint implant manufacturers are of the type 2-3 that are assembled during surgery. We are looking for a modular construction consisting of individual members. These members include a head for articulating the glenoid and a stem structure for mounting the head and fixing it to the bone. In some cases, the stem includes a separate body between the head and a central bone marrow portion of the stem that extends down to the medullary canal. By utilizing a modular configuration, various devices can be assembled from just a few members. This increases the margins (flexibility) to fit anatomical individual differences and reduces most of the costs associated with stocking large quantities to select single piece devices. Can do.
[0006]
Existing modular configurations for shoulder joints most commonly rely on a taper locking mechanism to secure the head to the rest of the implant. In at least some devices, the portion of the taper lock located on the head is offset to compensate for the posterior anatomical offset of the humeral head. For example, the taper lock on the head can be offset by 2-4 mm. An arbitrary offset within ± 2 to 4 mm can be obtained by rotating the head. Unfortunately, the rotation of the offset head causes an inner / outer offset and / or an upper / lower offset at the same time that the front / back position is adjusted. Also, the offset between the center of the taper lock and the geometric center of the head causes a torque that tends to cause the head to rotate relative to the rest of the implant. This increases the possibility of the head becoming loose. As the offset increases, the resulting torque increases with it. This becomes a more serious problem with larger offsets. While such problems are unavoidable in existing offset head configurations, backside offsets are generally desirable in order to better fit the anatomy.
[0007]
In addition to the specific drawbacks associated with various existing implant configurations, there are several general problems inherent in shoulder replacement. In particular, for humeral implants, it is generally difficult to establish the proper position and orientation. One of the important variables is the rotational position of the head on the humerus, i.e. the posterior tilt. Anatomically, the average posterior inclination between the plane formed by the peripheral edge of the anatomical head and the bent forearm is about 30 °. Unfortunately, with existing implants and their installation techniques, it is very difficult to reliably reproduce the desired anteversion. It is important to establish a proper retrograde. This is because improper backward tilt can cause problems of subsequent displacement.
[0008]
In addition to implant posterior tilt, it is necessary to establish the proper implant height on the humeral shaft. In the existing configuration, the surgeon slides the stem into the medullary canal and determines the appropriate height with empirical guesses. If it is too high, excessive tension is applied to the deltoid muscle. On the other hand, if the implant is inserted too deeply into the humerus, it will cause deltoid lag. Similarly, the offset of the head surface relative to the stem must be established properly. Otherwise, the tension of the rotator cuff will be too large or insufficient. Unfortunately, with existing configurations, there is no means to assess implant height or head offset prior to final installation. Correction after final installation is difficult.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention includes a head; a proximal end for connection to the head; a distal end for insertion into the medullary canal of the humerus; and a proximal end and a distal end. A prosthesis for a shoulder joint, comprising: a long stem having an alignment portion. The alignment portion includes a plurality of reference marks provided so that the prosthesis can be placed in the bone at a predetermined position.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a modular shoulder joint implant constructed according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a modular shoulder joint implant kit constructed according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a shaft in the implant of FIG.
4-9 are various views showing the body in the implant of FIG.
10-13 are various views showing the head in the implant of FIG.
FIG. 14 is a perspective view showing the back surface of the head shown in FIGS.
FIG. 15 is a perspective view showing a head partially installed on the body.
FIG. 16 is a cross-sectional view of the implant taken along line 8-8 in FIG.
FIG. 17 is a front view showing the implant of FIG. 1.
FIG. 18 is a perspective view of a target capture / installation instrument according to the present invention.
19 is a side view of the target capture / installation instrument of FIG.
20 is a top view of the target capture / installation instrument of FIG.
FIG. 21 is a perspective view showing an assembled state of the implant of FIG.
FIG. 22 is a front view showing the implant, and shows reference marks.
FIG. 23 is a front view showing a body constructed according to the present invention.
FIG. 24 is a rear view showing the rear surface of the head constructed according to the present invention.
25 is a cross-sectional view taken along line 25-25 in FIG.
[0011]
A shoulder joint implant constructed in accordance with the present invention is indicated generally by the numeral 10 in FIG. Theimplant 10 includes ahead 12 and astem 14. Thestem 14 preferably includes atip shaft 16 and abody 18. These components constituting theimplant 10 are preferably selected from a kit 20 consisting of a plurality of shafts, a plurality of bodies and a plurality of heads, as shown in FIG. . By selecting the appropriate shaft, body, and head from the kit 20, the surgeon can configure an appropriately sized implant for almost every patient. As used herein, for example, frontal / backside, medial / lateral, and proximal, proximal / tip positions are terms that assume the implant is placed on the patient. Note that there are.
[0012]
As shown in detail in FIG. 3, theshaft 16 includes a proximal-sidetapered end portion 30. The proximal end side taperedend portion 30 extends toward the distal end side toward the steppedportion 32. Thestep portion 32 is tapered and smoothly connected to the cylindricalcentral region 34 in which thetip fixing holes 36 and 38 are formed. As can be seen from FIG. 2, the shaft can have a central region with various diameters and / or various lengths. Generally speaking, longer shafts are used when there is a fracture in the middle as well as proximal trauma. Short shafts of various diameters are used to accommodate individual differences in the size of the proximal end of the humerus. One or both of theholes 36, 38 can be elongated to allow movement of the central region beyond the fixation screw. This is generally desirable when the implant is used to treat a central region fracture combination.
[0013]
A rounded taperedtip 40 is formed at the tip of thecentral region 34. Theshaft 16 preferably includes acentral lumen 42 that can be used to guide the implant into the humerus using a guidewire. As shown in FIG. 1, thestep 32 is formed with apositioning notch 44 useful for appropriately establishing the body orientation with respect to a letter of appreciation, as will be described later. Thetapered end 30 is formed with ascrew hole 46 for receiving ascrew 50 used to tightly secure the body to the tapered end. Awire hole 48 is formed slightly distally from thestep 32 so as to allow the tension band wire to be fixed through the implant. In addition, when the implant is cemented in place, the K-wire can be manipulated through the humerus andhole 48 so that the position of the implant can be fixed as the cement hardens.
[0014]
As shown in FIG. 1, thebody 18 is attached to the top of theshaft 16. As shown in FIGS. 4 to 9, thebody 18 has atip 54. A taperedsocket 56 extending upward from thetip 54 toward the inside of the body is formed. Thesocket 56 is sized to receive thetapered end 30 of theshaft 16 and is sized to individually install a taper lock for securing the body to the shaft. Extending from thesocket 56 toward the top of the body is aproximal hole 58 for the fixingscrew 50 for engaging the body with the top of the shaft within the socket. Asmall rib 60 for locking the head of the fixingscrew 50 is provided in thebase end hole 58.
[0015]
From the tip of thebody 18 downward, in the vicinity of the socket,small fingers 62 are formed for engaging thepositioning notches 44 when the body is installed on the shaft. Refer to FIG. 1 and FIG. 17 for this. This ensures that the determination of the rotational angle position of the body relative to the shaft is proper. Thebody 18 further includesside ribs 64 in which threestitching holes 66 are formed. Thesuture hole 66 can be used to secure the fracture fragment to the implant. Also, anupper suture hole 68 and alower suture hole 70 are provided in thebody 18 so that the fracture fragments can be further fixed. Thebody 18 is formed with ascrew hole 72 which is disposed at an intermediate position for receiving a screw for fixing the head to the body and has a thread formed facing the front surface side.Hole 72 also serves as an attachment point for the target capture / installation instrument used with the implant. Arecess 74 is formed at the top of thehole 72. Therecess 74 is formed with akey notch 76 for positioning the target capture / installation instrument. Refer to FIG. 1 and FIG. 4 for this. Therecess 74 ensures that the screw head is placed substantially flush with the surface of the body so that the amount of bone resection required to insert the stem into the humerus can be minimized. Make it possible.
[0016]
Thebody 18 includes a mountingsurface 80 that is inclined inward at the base end where thehead 12 is to be mounted. Thehead 12 is secured to thebody 18 via acoupling structure 82 with a pedestal or dovetail shaped fixture located on the mountingsurface 80. As shown in FIGS. 6 and 8, the dovetail-shapedportion 84 is tapered from the front side to the back side so as to establish a taper lock with respect to the head, as will be described later. The tapered dovetail shape allows the body to have left and right orientation (left shoulder or right shoulder depending on whether the shoulder applied is the left shoulder or the right shoulder) ). Thus, as shown in FIG. 2, the kit preferably comprises two or more bodies. In addition to one body for the left shoulder and one body for the right shoulder, further bodies can be prepared so that various stem diameters and head angles can be accommodated.
[0017]
Thehead 12, preferably formed as a single member, rather than being formed by the assembly of two or more members, is a generally hemisphere shaped to engage the glenoid in the shoulder joint The joint surface 90 is provided. Refer to FIGS. 10 to 13 for this. Because the glenoid is not a tight-coupling type socket such as found in the hip acetabulum, the articular surface is only spherical enough to allow smooth articulation within the glenoid. is necessary.
[0018]
As clearly shown in FIG. 14, the joint surface 90 is connected to a jointcoupling margin region 92 that forms ajoint plane 94 that is substantially orthogonal to thehead axis 96. In a preferred embodiment, when the head is substantially spherical, the head axis is the central axis that forms the rotational symmetry axis of the joint surface. The bendingcenter 98 is located on this head axis. See FIG. 11 for this. As shown by broken lines in FIG. 13, it is preferable to form various heads having different bulge degrees even with the same radius. This is believed to be compatible with actual anatomical characteristics.
[0019]
In the most commonly occurring fracture pattern, the anatomical head typically fractures through the joint margin area and the joint plane. The joint plane typically determines the degree of tip bulge of thehead 12. This is important when the head needs to be removed as part of a corrective operation. This is because, in the present invention, the head can be removed from the front side without displacing the joint and related damaged portions. This is in contrast to existing implant heads where the head can only be removed from the body by first displacing the joint. Although not required, in the present invention it is desirable that the head does not substantially protrude beyond the articulation plane. In that case, the head can be removed from the joint by sliding without the need to disassemble the surrounding bone. As long as the rest of the upper arm is on the tip side of the joint plane, the head slides in the joint plane without having to disassemble the surrounding bone unless the head protrudes substantially beyond the joint plane. Can be made. Thus, the coupling structure can be used to place the head on the stem and to remove the head from the stem without displacing the shoulder joint after the implant is placed on the shoulder joint.
[0020]
Thehead 12 includes a mounting surface, that is, aback surface 100 on the side opposite to the joint surface. Theback surface 100 is isolated from the joint surface through the joint coupling margin region. Theback surface 100 comprises a portion of acoupling structure 82 in the form of a lateral track or undercutchannel 102. Thechannel 102 is cut so as to conform to the cross-sectional shape and taper shape of the dovetail-shapedportion 84. Thechannel 102 includes anopen end 104 and aninner end 106. Acylindrical recess 108 extends from the periphery of the head as a starting point, beyond the inner end of the channel, and from the lockingportion 110 as an end point. Agroove 112 is formed in therecess 108 in the vicinity of the edge of the head.
[0021]
Thechannel 102 is sized so that the head is guided over the body and the dovetail taper lock is guided in the channel so that the head is properly positioned. See FIG. 10 for this. The taper lock connection is important because the taper lock connection firmly secures the members and prevents them from loosening and does not generate debris over time. The coupling structure according to the present invention can also be regarded as a taper lock acting in the lateral direction by arranging a part of the taper lock on the head and a part of the taper lock on the body. The tapered lock according to the present invention is a lateral action in that it does not require movement along the head axis to perform locking, unlike the conventional arrangement. Indeed, when the head is engaged on the stem, the coupling structure mechanically locks so that the head does not move in a direction across the joint plane. This is different from the existing configuration. Existing configurations rely on mere frictional engagement in the direction across the joint plane.
[0022]
A fixing member in the form of ascrew 114 is provided to firmly fix the head on the body with the taper lock functioning properly. In particular, when thehead 12 is initially placed on the body as shown in FIG. 15, the head can be slid entirely to a predetermined position, and thescrew 114 is a cylinder of the screw. It can be screwed into thehole 72 with a close fit in therecess 108. See FIG. 16 for this. When the screw is tightened, the head of the screw is locked to the lockingbody 110. As a result, thehead 12 is firmly fixed on thebody 18. Thescrew 114 also functions as a backup interlock that ensures that the head does not displace. Note that the screw head does not sit completely against the body due to the need to leave some clearance to allow machining errors in the coupling structure. This ensures that the taper lock functions closely in all cases.
[0023]
When it is necessary to remove the head at the time of correction, thetool 120 having theflange 122 fixed in the vicinity of the tip is used. See FIG. First, the tool tip engages in the screw head from a slightly oblique angular position with respect to the head, after which the flange is removed in the form of agroove 112 formed in therecess 108. Engage against the surface and then rotate the tool. As the screw is withdrawn, the flange pulls the head and displaces the taper lock. Therefore, the head can be removed by using an external force applied to the implant as required in the conventional configuration. This reduces the likelihood that the entire implant will loosen if only the head needs to be removed.
[0024]
The placement of the implant according to the present invention is performed using a target capture / placement instrument, generally designated 130 in FIG. Theinstrument 130 includes atemplate member 132. The template member is provided with a mountingbar 134, aheight adjustment mechanism 136, and abackward tilt guide 138. Theattachment bar 134 functions to connect thetemplate member 132 and theimplant 10. In particular, thebar 134 is hollow and includes a tab 140 (not shown) at the free end.Bar 134 receives abolt 142 having ahead 144 and a threaded end 146. To attach the instrument to the implant, the free end of thebar 134 is placed in therecess 74 and positioned so that the tab 140 fits into thekey notch 76. This establishes proper alignment between the template member and the implant. The threaded end of thebolt 142 is then screwed into thescrew hole 72 to secure the instrument to the implant. Thebar 134 has a flat surface 148 that allows the bar to reach thebody 18 without thehead 12 attached. In addition, note that the bolts that secure the head to the body are not installed until the instrument is removed.
[0025]
When the instrument is attached to the implant, the stem is inserted into the humeral shaft. In a typical fracture pattern, the head and many or few nodules are detached from the rest of the humerus, leaving a pipe-like upper trunk. As a result, nothing remains to refer to the proper height of the implant head relative to the humeral shaft. Positioning the head at the correct height relative to the humeral shaft requires that the head is too high and excessive tension is applied to the deltoid muscle, or conversely, the deltoid muscle is somewhat contracted before the arm is moved too low. It is important in that it avoids the deltoid lag.
[0026]
The height adjustment mechanism allows the surgeon to temporarily set the height of the head so that the surgeon can assess the tension of the deltoid muscle at that height. In particular, as shown in FIGS. 18 and 19, theheight adjustment mechanism 136 includes aguide bar 150. Theguide bar 150 is movably attached to thecarriage 152. Thecarriage 152 is driven up and down along the threadedrod 154. For the implant in thehumeral shaft 156, theguide bar 150 is positioned to abut on the apex 158 of the humeral shaft. In this case, the surgeon can position the implant vertically by rotating the threaded rod. The guide bar can establish a predetermined height. The predetermined height established in this way can be maintained even when the tilt is set, even when the implant is withdrawn and reinserted when using bone cement.
[0027]
After determining the proper height, the surgeon can set the proper back tilt by using a back tilt guide, as shown in FIG. The rearward tilt guide includes an L-shapedrod 160 having a lower aimingarm 162. Therod 160 is rotatably and slidably attached to thetemplate 132 so that the height and angular position of the aimingarm 162 can be adjusted. Theset screw 164 can fix the position of the rod when the rod is in the desired arrangement. In use, the aiming arm is set to make a predetermined backward tilt angle with respect to the head axis, such as 30 °. This can be done prior to attachment to the implant using a protractor (not shown). With the aiming arm set to the proper orientation, the patient's forearm is bent to make approximately 90 ° to the humerus. In this state, the surgeon rotates the implant to align the aiming arm with respect to the forearm axis. Thereby, the desired backward tilt can be established easily and accurately.
[0028]
When the proper height and the proper rearward tilt are established, the drillhollow guide 170 is inserted through theguide hole 172 formed at the tip of the template member. See FIG. Theguide hole 172 faces the fixinghole 36 at the end of the stem. Adrill 174 is inserted through the drill hollow guide, thereby opening a through-hole through the fixation hole through the bone. One or two screws are inserted through the humerus and the fixation hole to fix the implant in place.
[0029]
Alarge nodule 159 can be attached to the implant prior to fixation of the head, as shown by the dashed line in FIG. This allows the surgeon to evaluate the tension of the rotator cuff and, if necessary, make corrections by moving the head somewhat. Another feature of the present invention is that asuture support 180 is provided as shown in FIG. Thesuturing support 180 functions to distribute the suturing force over the bone. Especially in the case of trauma, the bone is very soft and if thesupport 180 is not installed, the suture can bite into the bone. By using the support, the surgeon can obtain the desired suture tension without the risk of the suture being pulled through the bone surface (the suture biting into the bone).
[0030]
The target capture / installation instrument can be prepared for left and right use, or the mountingbar 134 can be reversible or target structure to be compatible with both the left and right body. Please be careful. Further, when a long shaft is applied to treat a fracture in the central portion, a long template member can be used.
[0031]
Implant placement and alignment can also be accomplished by placing a display or reference mark on the implant, as shown at 200 in FIG. Thereference mark 200 is disposed on thealignment portion 202 of the stem. Generally, the stem is placed in a region that is supposed to be located near the apex of the humerus shaft when the implant is installed. Preferably, the reference mark comprises one or more angle marks, such as anangular position display 204 and a plurality of step displays 206 separated vertically, so that both height and angular orientation can be observed. it can. A plurality of symbols such as acharacter 208 can be added to a plurality of stage displays separated in the vertical direction so that a specific display can be easily recognized. These reference marks can be drawn on the surface of the implant by a laser, can be drawn by etching the implant, or can be drawn by any other drawing process. It should be noted that the marks and symbols are usually visible from the front side and are therefore preferably placed on the front side. In the case of an implant placed on the left or right shoulder, the marks and symbols can preferably be formed on the left and right sides of the implant. This way, you can see the marks and symbols regardless of which shoulder you place.
[0032]
In use, the surgeon first uses one or more trial prostheses and properly installs the trial prosthesis as described above. The trial prosthesis is typically the same as the actual prosthesis. However, the trial prosthesis is assembled from a kit for reuse across multiple surgeries. The trial prosthesis is provided with a reference mark at the same position as the actual prosthesis. Once proper attachment and placement is established, the surgeon notes which stage indication is located at the top of the humeral shaft. The surgeon marks the top of the humeral shaft with a methylene blue dye at a position corresponding to the angle display. The surgeon then replaces the actual prosthesis with the trial prosthesis and places the actual prosthesis in the humerus at the same location as the trial prosthesis. In this case, the angular orientation and the depth position are reproduced by aligning the stage display written down earlier and the previously determined bone coincidence position in the actual implant.
[0033]
The alignment mark can be employed in either a modular or single implant, and the alignment mark can be used alone or in combination with the target capture device described above. I want to be understood. Furthermore, such a mark is advantageous by being able to verify that the implant is not moving after it has been placed in the desired manner, even if no trial device is used.
[0034]
Another embodiment of a body that may be used with a shoulder implant according to the present invention is shown at 218 in FIG. Thebody 218 has the same configuration as thebody 18. However, thebody 218 includes a taperedstud 222 formed on the mountingtop surface 280. Thehead 212 is configured to be attached to thebody 218 by mounting on thestud 222. More particularly, thehead 212 includes atapered hole 226 that is sized to fit and cooperate with thestud 222 to form a tapered lock. By this taper lock, the head and the body are fixed. Thecollar 224 forms the lower boundary of the mountingsurface 280. See FIG. This collar functions to prevent the body from sinking into the humerus and to prevent external forces from being applied to the head that tend to loosen the taper lock. .
[0035]
As clearly shown in FIG. 25, the axis of the tapered stud is offset from thecenter plane 228 with respect to the front side / rear side of the body and stem. In the illustrated embodiment, the offset amount indicated byreference numeral 229 is about 2 mm in the direction of the rear surface when embedded. In general, a suitable offset is about 1-5 mm. As a result of the offset, a left shoulder body and a right shoulder body are distinguished. If there is no offset, the left shoulder body and the right shoulder body are mirror images of each other.
[0036]
In the illustrated embodiment, the tapered hole is offset by about 1 mm from the center of the head, as shown at 227 in FIG. This offset allows the surgeon to obtain any desired amount of offset between about 1-3 mm by rotating the head. By offsetting the tapered stud from the front / rear center plane, the surgeon can obtain a range of rear offsets without introducing excessive upper / lower offsets. Although a head with an offset is illustrated, the head can also have no offset. In that case, any upper / lower offset can be removed. The advantage of removing the head offset is that the desired front side / rear side offset can be introduced through the body without causing other disturbances in the head position (front side / rear side offset amount of the body). Only the position of the front side / rear side of the head is determined). This is generally desirable in that the head offset can be kept to a minimum so that the torque produced by the offset can be reduced.
[0037]
In addition to distinguishing the body for the left shoulder and the right shoulder, it is desirable to provide various offsets for the left and right shoulder bodies. Since the head is substantially more expensive than manufacturing the body, preparing a large number of bodies is a more economical strategy to obtain a wide range of anatomical offsets. The body can be manufactured by machining from bar stock or can be manufactured by casting. Another advantage of preparing a body specifically for the left shoulder or right shoulder is that the size of the body can be kept to a minimum compared to an adjustable body. Minimizing the body size reduces the amount of bone cut during implant placement.
[0038]
Note that the front side / rear side offsets described in connection with the cylindrical taper lock can also be employed in the dovetail taper lock described above by simply offsetting the taper lock at the head and / or the body.
[0039]
Although the present invention has been described with reference to preferred forms, the specific embodiments of the present invention disclosed and illustrated herein should not be construed as limiting the invention in that many variations are possible. is there. Applicants view the subject matter of the present invention as including any novel and non-obvious combination of various components, features, functions, and / or properties disclosed herein. No single feature, function, component, or characteristic is required. The appended claims define certain combinations that may be considered new and non-obvious. Other combinations of features, functions, components, and / or characteristics may be claimed in this or related applications by amending the current claim or by proposing a new claim. These new claims, which are broader, narrower, or equivalent to the original claims, are also considered as subject matter of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a modular shoulder joint implant constructed according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a modular shoulder joint implant kit constructed according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a shaft in the implant of FIG. 1;
4 is a front view showing a body in the implant of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a side sectional view showing a body in the implant of FIG. 1;
6 is a right side view showing a body in the implant of FIG. 1. FIG.
7 is a left side view showing a body in the implant of FIG. 1. FIG.
8 is a plan view showing a body in the implant of FIG. 1. FIG.
FIG. 9 is a rear view showing the body in the implant of FIG. 1;
10 is a rear view showing a head in the implant of FIG. 1. FIG.
FIG. 11 is a side sectional view showing a head in the implant of FIG. 1;
12 is a front view showing a head in the implant of FIG. 1; FIG.
13 is various cross-sectional side views showing the head in the implant of FIG. 1. FIG.
14 is a perspective view showing the back surface of the head shown in FIGS. 10 to 13; FIG.
FIG. 15 is a perspective view showing a head partially installed on the body.
16 is a cross-sectional view of the implant taken along line 8-8 in FIG.
17 is a front view showing the implant of FIG. 1. FIG.
FIG. 18 is a perspective view of a target capture / installation instrument according to the present invention.
FIG. 19 is a side view of the target capture / installation instrument of FIG.
20 is a plan view of the target capture / installation instrument of FIG. 18. FIG.
FIG. 21 is a perspective view showing an assembled state of the implant of FIG. 1;
FIG. 22 is a front view showing the implant and showing a reference mark.
FIG. 23 is a front view showing a body constructed according to the present invention.
FIG. 24 is a rear view showing a rear surface of a head configured according to the present invention.
25 is a cross-sectional view taken along line 25-25 in FIG.
[Explanation of symbols]
10 Implant (shoulder joint implant, shoulder joint prosthesis)
12 heads
14 stem
16 Tip shaft (tip)
18 body
20 kits
84 Hatoo shape part
100 back
200 Reference mark
212 heads
218 body
222 Stud
224 colors

Claims (12)

Translated fromJapanese

肩関節用プロテーゼのためのキットであって、
背面を有したヘッドと；
上腕骨の骨髄管内に挿入するための先端部と；
前記ヘッドと前記先端部とを様々な相対位置関係で連結するために使用することができる左肩用ボディおよび右肩用ボディであるとともに、前記先端部に対して連結された状態で各ボディが、長尺ステムを形成するものとされている左肩用ボディおよび右肩用ボディと；
前記ヘッドと前記ステムとを結合するための円錐台形テーパーロック構造と；
を具備してなり、
前記テーパーロック構造は、前記背面に対して直交している軸回りにおける前記ヘッドの回転を引き起こすことなく前記ヘッドを前記ステムに対して連結し得るものであり、
前記テーパーロック構造は、オス型部材およびメス型部材を備え、
これらオス型部材およびメス型部材の一方は、前記ヘッドの前記背面上に配置され、なおかつ、これらオス型部材およびメス型部材の他方は、前記ステムの前記ボディ上に配置され、
前記左肩用ボディが、前記テーパーロック構造のうちの、このボディ上に配置された部分の位置を、左上腕骨内において所定の後面側オフセットでもって位置決めし、
前記右肩用ボディが、前記テーパーロック構造のうちの、このボディ上に配置された部分の位置を、右上腕骨内において所定の後面側オフセットでもって位置決めし、
前記ステムは、このステムの基端部に、前記ステムの上腕骨内への沈降を防止するためのカラーを備えていることを特徴とするキット。A kit for a shoulder joint prosthesis,
A head having a back surface;
A tip for insertion into the medullary canal of the humerus;
A body for a left shoulder and a body for a right shoulder that can be used to connect the head and the tip part in various relative positional relationships, and each body in a state of being connected to the tip part, A left shoulder body and a right shoulder body that are intended to form a long stem;
A frustoconical tapered lock structure for coupling the head and the stem;
Comprising
The taper lock structure can connect the head to the stem without causing rotation of the head around an axis orthogonal to the back surface;
The taper lock structure includes a male member and a female member,
One of the male member and the female member is disposed on the back surface of the head, and the other of the male member and the female member is disposed on the body of the stem,
The left shoulder body positions the portion of the tapered lock structure disposed on the body with a predetermined posterior surface offset in the left humerus,
The right shoulder body positions the portion of the taper lock structure disposed on the body with a predetermined posterior surface offset within the right upper humerus;
The stem is provided with a collar for preventing settling into the humerus of the stem at a proximal end portion of the stem . 請求項１記載のキットにおいて、
前記ステムの基端部と前記先端部との間に配置された位置合わせ部を備え、
この位置合わせ部が、予め決定された位置において骨内にプロテーゼを配置し得るよう設けられた複数の参照マークを備えていることを特徴とするキット。The kit according to claim 1, wherein
An alignment portion disposed between the proximal end portion of the stem and the distal end portion;
The kit, wherein the alignment portion includes a plurality of reference marks provided so that the prosthesis can be placed in the bone at a predetermined position. 請求項２記載のキットにおいて、
前記参照マークは、前記位置合わせ部の少なくとも一部にわたって前記ステムに沿って延在する角度表示を備えていることを特徴とするキット。The kit according to claim 2,
The kit, wherein the reference mark includes an angle display extending along the stem over at least a part of the alignment portion. 請求項２記載のキットにおいて、
前記参照マークは、前記位置合わせ部の少なくとも一部にわたって配置されるとともに前記ステムの軸方向に互いに離間されている鉛直方向離間された複数の段階表示を備えていることを特徴とするキット。The kit according to claim 2,
The kit is characterized in that the reference mark is arranged over at least a part of the alignment portion and includes a plurality of vertically spaced step indications separated from each other in the axial direction of the stem. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のキットにおいて、
前記オス型部材は、前記ステムの基端部上に配置されていることを特徴とするキット。In the kit according to any one of claims 1 to 4,
The kit wherein the male member is disposed on a proximal end portion of the stem. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のキットにおいて、
前記テーパーロック構造のうちの、前記ボディ上に位置する部分の、前記後面側オフセットの量が、１ｍｍ以上であることを特徴とするキット。In the kit according to any one of claims 1 to 5,
The kit characterized in that an amount of the rear surface side offset of a portion of the taper lock structure located on the body is 1 mm or more. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のキットにおいて、
前記ヘッドの前記背面が、実質的に円形形状であり、
前記テーパーロック構造のうちの、前記ヘッド上に位置する部分が、前記円形背面の中心からオフセットされていることを特徴とするキット。In the kit according to any one of claims 1 to 6,
The back surface of the head has a substantially circular shape;
The kit wherein the portion of the taper lock structure located on the head is offset from the center of the circular back surface. 請求項７記載のキットにおいて、
前記背面の中心からの前記オフセットの量が、少なくとも約１ｍｍであることを特徴とするキット。The kit according to claim 7, wherein
A kit wherein the amount of the offset from the center of the back is at least about 1 mm. 請求項７記載のキットにおいて、
前記背面の中心からの前記オフセットの量が、約３ｍｍ未満であることを特徴とするキット。The kit according to claim 7, wherein
The kit, wherein the amount of the offset from the center of the back surface is less than about 3 mm. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のキットにおいて、
前記ヘッドが、半球状の関節結合面、および、ヘッド軸に対してほぼ直交して配置された背面を備え、さらに、テーパー形状ソケットを備え、
このテーパー形状ソケットが、前記テーパーロック構造の前記メス型部材であるとともに、前記背面から内方側に延在し、
前記ステムが、テーパー形状スタッドを備え、
このテーパー形状スタッドが、前記テーパーロック構造の前記オス型部材であるとともに、前記ステムが上腕骨内に設置されたときに前記ステムによって形成される前面側／後面側中央面に対して平行にオフセットされている軸を規定することを特徴とするキット。In the kit according to any one of claims 1 to9 ,
The head includes a hemispherical articulating surface and a back surface disposed substantially orthogonal to the head axis, and further includes a tapered socket;
This taper-shaped socket is the female member of the taper lock structure, and extends inward from the back surface,
The stem comprises a tapered stud;
The tapered stud is the male member of the tapered lock structure, and is offset in parallel to the front / rear center plane formed by the stem when the stem is installed in the humerus. A kit characterized by defining a fixed axis. 請求項１０記載のキットにおいて、
前記スタッド軸は、前記前面側／後面側中央面に対して、少なくとも約１ｍｍだけオフセットされていることを特徴とするキット。The kit according to claim10 , wherein
The kit wherein the stud shaft is offset by at least about 1 mm with respect to the front side / rear side center plane. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のキットにおいて、
前記左肩用ボディおよび右肩用ボディが、互いに鏡像関係であることを特徴とするキット。The kit according to any one of claims 1 to11 ,
The kit according to claim 1, wherein the left shoulder body and the right shoulder body are mirror images of each other.

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