(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の上腕骨頭に対応する骨頭部と、
該骨頭部が取り付けられる近位端を有し、該骨頭部から傾斜角をもって延在し、上腕骨の近位端に受容され、そこに固定されて、該骨頭部が上腕骨頭の位置に対応するように人工関節を所定位置に保持するように適合される茎状部と、を備え、
該骨頭部と該茎状部とが、鏡像対称軸を有する茎状部の長手方向軸線と一致する中心面を有し、
該骨頭部に隣接する該茎状部の近位端に、あるいは近位端付近に位置付けられ、約２０°〜約４０°のオフセット角をもって該中心面に対して斜めに配置される、突出リブを更に備え、滑らかなくぼみが、前記突出リブおよび前記中心面と、該中心面の反対側の対応鏡像部分との間に規定される前記茎状部の近位端領域において、該茎状部からくり抜いて形成され、
前記茎状部から突出し、前記突出リブとほぼ反対方向に前記中心面に沿って配置される支持リブを該茎状部の近位端に隣接して更に含む、
近位上腕人工関節。
【請求項２】
患者の上腕骨頭に対応する骨頭部と、
該骨頭部が取り付けられる近位端を有し、該骨頭部から傾斜角をもって延在し、上腕骨の近位端に受容され、そこに固定されて、該骨頭部が上腕骨頭の位置に対応するように人工関節を所定位置に保持するように適合される茎状部と、を備え、
該骨頭部と該茎状部とが、鏡像対称軸を有する茎状部の長手方向軸線と一致する中心面を有し、
該骨頭部に隣接する該茎状部の近位端に、あるいは近位端付近に位置付けられ、実質的に同じ約２０°〜約４０°のオフセット角をもって該中心面に対して反対方向に斜めに配置される、一対の突出リブと、茎状部の近位端近傍の２つの突出リブ間の前記茎状部からくり抜いて形成された滑らかなくぼみとを備え、
前記茎状部から突出し、前記突出リブとほぼ反対方向に前記中心面に沿って配置される支持リブを該茎状部の近位端に隣接して更に含む、
近位上腕人工関節。
【請求項３】
前記茎状部が、該茎状部に沿って長手方向に延在する細長い一対の溝を該茎状部の遠位端に隣接して有する、請求項１又は２に記載の近位上腕人工関節。
【請求項４】
前記突出リブが、１〜３ｍｍ程度の厚さを有し、前記茎状部から遠心方向外側に２〜５ｍｍの長さをもって延び、該茎状部の前記軸線に平行に測定して２０〜３５ｍｍの長さを有し、前記オフセット角が約２５°〜約３５°である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の近位上腕人工関節。
【請求項５】
前記突出リブが、約２ｍｍの厚さを有し、前記茎状部から遠心方向外側に約３ｍｍの長さをもって延び、該茎状部の前記軸線に平行に測定して約３２ｍｍの長さを有し、前記オフセット角が約２９°〜約３１°である、請求項４に記載の近位上腕人工関節。
【請求項６】
前記突出リブの、骨組織を前記人工関節に固定するための手段を更に備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の近位上腕人工関節。
【請求項７】
前記突出リブの、骨組織を前記人工関節に固定するための前記手段が、該突出リブに形成された複数の穴を備える、請求項６に記載の近位上腕人工関節。
【発明の詳細な説明】
本発明は、人工肩関節、特に、腕の近位端における上腕骨頭を置換する人工関節部分に関する。
発明の背景
肩関節置換術は周知であり、非常に良好な結果を得て、広く用いられている技術である。この技術は、通常の処置では治癒しない、肩を動かせないほどの痛みを患者が持っている場合、また、上腕骨頭が骨関節炎、リウマチ性関節炎などを患っている場合、特に重要である。更に肩関節置換術は、上腕骨頭骨折という深刻な外傷状況に対処する技術として必要な場合もある。これらの場合、その領域の骨は往々にして複数の骨片に破壊されていることが多く、上腕骨のその主部から上腕骨頭が分離したり、あるいは骨頭部および大小結節が分離したりする場合が、その例である。
多くの従来システムにおける近位上腕骨は、骨頭部と茎状部とを具備し、遠心方向に向けられた複数のリブが近位端に設けられている。これらは補強機能の役割を果たしており、茎状部が上腕骨の近位端に一旦埋め込まれると、茎状部が上腕骨に対して回転できないように補助する。このようなリブには、横リブと、横リブと正反対に位置する、上腕骨頭を補強し支持するリブと、更にこれらの２つのリブに直角の位置に、補強効果を有する一対のリブが含まれる。横リブには通常、複数の小さな穴が設けられており、これらの穴を使用して、大小結節が骨折または切断している場合、分離した大結および／または小結節を所定位置に縫合し、骨の主部と結合させることができる。
しかしながら、大小結節を所定位置に縫合することは極めて困難な場合があることが実際にわかっている。これは、小結節を所定位置に固定しようとした場合、大結節の位置する領域、あるいは大結節を位置付けするべき領域に入り込みがちな小結節が、横リブから多少ずれてしまうため、特に言えることである。
成功している人工肩関節の例として、ミネソタ州セントポールにあるＭｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙの子会社である３Ｍ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｃａｒｅ  Ｌｔｄ．，から「Ｎｅｅｒ  ＩＩ  ｓｙｓｔｅｍ」および「３Ｍ  Ｍｏｄｕｌａｒ  ｓｈｏｕｌｄｅｒ」の商品名で入手可能な人工関節類を挙げられる。競合する肩関節類も入手可能である。更に、人工肩関節類は、例えば、米国特許第３，９１６，４５１号；同第３，９７８，５２８号；同第４，１７９，７５８号；同第４，９１９，６７０号；同第４，９１９，６６９号；同第５，４６２，５６３号；国際特許第ＷＯ／９６／１７５５３号；欧州特許第ＥＰ００４１５９１号；同第ＥＰ０１７７５０３号；同第ＥＰ０２１６４８９号；同第ＥＰ０２９９８８９号；同第ＥＰ０６３９３５９号；英国特許第ＧＢ１，４３８，９５０号；同第ＧＢ２，２２３，１７２号；ドイツ特許第ＤＥ１９５０９０３７号に開示されている。
発明の要約
本発明は、これらの課題を少なくとも軽減する近位上腕人工関節を提供する。
一般に、本発明による近位上腕人工関節は、患者の上腕骨頭に対応する骨頭部と、骨頭部を搭載する近位端を有する茎状部とを備える。茎状部は骨頭部から傾斜角をもって延在し、上腕骨の近位端に収容され、そこに固定されて、骨頭部が上腕骨頭部の位置に対応するるように人工関節を所定位置に保持するよう、適合される。人工関節は、茎状部の縦軸線に一致する中心面を有し、この中心面に人工関節は鏡像対称軸を有する。骨頭部に隣接する茎状部の近位端に、あるいは近位端付近に、少なくとも１つ、好ましくは２つの突出リブを、約２０°〜約４０°のオフセット角で、中心面に対して斜めに位置付けする。
茎状部を上腕骨の髄管に埋め込む際、リブの内の１つの遠心方向を、実質的に二頭筋溝と位置合わせする。各突出リブに穴などの手段を設けて、分離した大結節または小結節のいずれか一方を、あるいはこれらの双方を所定位置に縫合することが好ましい。例えば３つあるいは４つのこのような穴を設けてもよい。
このような構造により、対向する一対のリブは数々の利点を有する。これらのリブは上腕骨内における茎状部の回転を防ぐため、回転防止のみのためにリブを追加する必要はないが、骨頭部と茎状部との間の機械的補強のために更にリブを加えることが望ましい場合もあり、そのリブにより更に回転を防ぐことが出来る。更に、２つのリブのうち１つの外側縁部を二頭筋溝の基部付近に位置付けするため、小結節が骨折して分離した場合、小結節の縫合のために、近くに位置するリブとして容易に利用することが出来る。大結節が分離あるいは外れた場合、そのリブを、あるいは他の方法として、あるいは更に、他のリブを用いて、大結節の縫合を補助することも可能である。
上記に規定したように中心面から等距離をおいて配置された２つのリブを有することによって、単一人工関節だけで左肩に対してもあるいは右肩に対しても応用できる。しかしながら、１つのリブを備えることによって２種類の異なる形態の人工関節、即ち、左肩用と右肩用、を提供できるのであれば、単一リブのみ存在すればよいため、本発明は単一リブを備える概念をも包括する。しかしながら、術者が左肩を手術するのか、あるいは右肩を手術するのかに依存して、病院においては手術に使用できる双方の人工関節を保持しておく必要があることから、患者毎に必要な異なる寸法を提供する必要がある点において、すでに広範な発明である本発明に、倍加した内容を盛り込まなくてはならない。従って、本明細所内において一対のリブあるいは２つのリブと言及される用語には、特に断りのない限り、単一リブである可能性が含まれる。
これらの２つのリブは、一般に１〜３ｍｍ程度の厚さを有し、約２ｍｍ厚さであることが好ましい。
２つのリブは、２〜５ｍｍの長さをもって茎状部から遠心方向外側に延びることが好ましく、約３ｍｍであれば最も好ましい。２つのリブは、茎状部の軸線に平行に測定して２０〜３５ｍｍの長さを有することが好ましく、約３２ｍｍであれば最も好ましい。
これらの２つの突出リブは各々、中心面に対して、２５〜３５°の角度を有することが望ましく、２９〜３１°であれば尚望ましく、約３０°の角度を有して、リブ間の夾角が約６０°になれば最も好ましい。これらの突出リブに、実質的に等しく、中心面（即ち対称面）に対して対向するオフセット角を持たせることが好ましいが、例えば、右側にも左側にも使用可能な好適人工関節とは異なる、特有の右および左肩用人工関節類上に、異なるオフセット角をもたせる場合もあることを理解されたい。
２つのリブ間の夾角内において、２つのリブの間の茎状部に滑らかなくぼみをくり抜くことが望ましい。くぼみを形成することにより、この領域を骨片でふさぎ、その骨片に対向して結節をしっかり引き寄せることができ、その結果、結節に充分な血液供給を施せば、この領域は人工関節を所定位置に保持する補助となる新しい骨を再生する、という利点を得られる。
他の点において、人工関節は、従来技術による人工関節、例えば「Ｎｅｅｒ  ＩＩ」および「３Ｍ  Ｍｏｄｕｌａｒ  ｓｈｏｕｌｄｅｒ」の商品名で入手可能な人工関節類と同様でもよい。
茎状部を、上腕骨の髄管内にセメントを用いずに嵌合する構造にしてもよいし、あるいはセメントで所定位置に固定する構造にしてもよい。セメントを用いる場合、余分なセメントを加圧して押出す補助となるように僅かに先細りする、１本以上、好ましくは２本の長手方向の溝を茎状部に設けてもよい。
更に、茎状部自身を僅かに、例えば、約１°の夾角をもたせて、先細りさせ、茎状部を受容するように髄管に形成された穴を極僅かに小さな寸法にし、茎状部をしっかり締め付けることが好ましい。セメントを用いない固定方法の場合、茎状部の近位端を、より大きな角度、例えば約５°の夾角、で先細りさせることが好ましい。
実際には、寸法および条件が異なる患者に合うように異なる直径および長さの茎状部を有する一連の人工関節が必要である。
骨頭部を、患者の関節窩に係合する、あるいは関節窩が創傷を受けている場合には関節窩の置換物に係合する球状体の一部として形成する。骨頭部の軸線は内側で茎状部の軸線に対応して、上腕骨に対する上腕骨頭の相似角をシミューレートする。骨頭部の遠心方向における高さを、具体的な患者と合わせるように選択する必要があるため、様々な骨頭部の高さを有する一連の人工関節を、通常、術者が使用できるようにしておかなければならない。遠心方向の高さが高くなるにつれ、骨頭部の総寸法は拡大する。しかしながら、骨頭部が回旋筋腱板の腱に炎症を起こさないように、骨頭部は、茎状部の軸線方向に茎状部を著しく超えて延在しないことが望ましい。従って、骨頭部の高さが高くなる場合は、骨頭部は茎状部の軸線に対する角度を一定に保ちながらずれる必要がある。更に、回旋筋腱板の腱および他の組織が接合部の動きにより炎症を起こさないことを確実にするため、骨頭部の下部は球状体形状を変えて、茎状部に骨頭部の球状体形状をうまく接合する形状を採ることが望ましい。
上記に説明したように、リブを一般に、骨頭部と茎状部との間に配置し、茎状部との整列からずれる骨頭部部分を機械的に支持する。このリブを適宜、１〜３ｍｍ程度の厚さに、好ましくは約２ｍｍの厚さにすることができる。
人工関節は、骨頭部と茎状部とを一体成形する、いわゆる「モノブロック」システムである。上述のＮｅｅｒ  ＩＩシステムはモノブロックシステムである。他の方法として、人工関節を、茎状部と骨頭部とが分離しており、茎状部を一旦固定したのち、骨頭部を所定位置に嵌合する、骨頭部と茎状からの突起との間の接合部がモールステーパー型の、モジュールシステムでもよい。上述の３Ｍ  Ｍｏｄｕｌａｒ  Ｓｈｏｕｌｄｅｒは後者のタイプである。
人工関節をコバルトクロム鋼材で製造することが好ましいが、チタンなど他の物質も使用可能である。
本発明の別の実施態様によると、小結節あるいは大結節のどちらか１つが、または双方が事故で破損した、あるいは他の外傷の結果、分離した状態である上腕骨骨折の処置方法を得られる。この方法は一般に、
（ａ）上腕骨の端部を切除して、上腕骨頭を除去するステップと、
（ｂ）患者の上腕骨頭に対応する骨頭部と、
骨頭部を搭載する近位端を有し、骨頭部から傾斜角をもって延在し、上腕骨の近位端に受容され、そこに固定されて骨頭部が上腕骨頭の位置に対応するように人工関節を所定位置に保持するように適合された茎状部であって、人工関節が、茎状部の縦軸線と一致する、人工関節の鏡像対称軸となる中心面を有する、茎状部と、
骨頭部に隣接した茎状部の近位端に、あるいは近位端付近に位置付けされ、上腕骨の大結節あるいは小結節位置に近づくオフセット角をもって中心面に対して斜めに配置される、突出リブと、
を含む近位上腕人工関節を提供するステップと、
（ｃ）茎状部を上腕骨の近位端に挿入し、突出リブを二頭筋溝と位置合わせするステップと、
（ｄ）ステップ（ｃ）の後、小結節および大結節のどちらか１つを突出リブに縫合するステップと、
を含む。
複数の穴を突出リブに設け、縫合ステップは、縫糸を突出リブの穴の１つに通過させることを含むことが好ましい。また、突出リブに隣接する茎状に、中心面とほぼ整列してくぼみを形成することが好ましい。くぼみを骨片でふさぎ、縫合により、結節を骨片に対してしっかり引き寄せる。
この突出リブを第１の突出リブとし、人工関節は更に、骨頭部に隣接する茎状部の近位端に、あるいは近位端付近に位置付けされた第２の突出リブを更に含むことが最も好ましい。第２の突出リブを、実質的にオフセット角に等しい角度で、第１の突出リブに反対方向に、中心面に対して斜めに配置する。第１及び第２の突出リブは各々、貫通して形成された複数の穴を有する。従って縫合ステップは、各突出リブの穴の１つに縫糸を通過させることを含むことが好ましい。更に、くぼみを突出リブ間の茎状部に形成することが好ましい。
他の特徴を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
本発明を貼付の図面を参照しながら、実施例によって説明する。
図１は、様々な構成要素部分を示す上腕骨端部の略図である。
図２は、本発明による上腕人工関節の一実施例の側面図である。
図３は、図２の図を直角に見た正面図である。
図４は、図２の４−４線に沿った断面図である。
図５は、本発明による上腕人工関節の部分を重ね合わせた、図１に類似の略図である。
図６は、本発明による別の人工関節の、図２に類似の図である。
好適実施例の説明
図１は、一般的な上腕骨近位端１０を示す。肩甲骨と事実上の接合部を形成する丸い上腕骨頭１１がある。上腕骨頭部１１の周りに位置するのが大結節１２および小結節１４であり、これら２つの間が、二頭筋溝として周知の溝１６である。
図２〜図４は本発明による上腕人工関節２０を示す。これは、骨頭部２２と茎状部２４とを備え、これらの間に延びる支持リブ２６を設けて、これらをコバルトクロム鋼材で一体成形することが好ましい。茎状部２４はまた、長手方向の複数の溝２８を有する。茎状部２４は、骨頭部２２を上腕骨頭１１と置換するように位置付けしながら、髄管内に嵌合する形状を備える。
本発明による人工関節２０はまた、一対の突出リブ３０および３２を有する。これらの突出リブ３０および３２を、茎状部２４の中心軸線からおよそ３０°のオフセット角をもたせて等間隔で配置する。この軸線により人工関節２０は鏡像となる。図５により、リブの片方は二頭筋溝に直接向かう方向にほぼ位置合わせされていることがわかる。患者の反対側の肩に使用する場合、もう一方のリブをのリブを同じように位置合わせする。
突出リブ３０および３２は複数の穴３６を有する。これらの穴は、骨組織を人工関節２０に固定するための、突出リブ３０、３２内の手段の一例である。図示のように、リブ３０および３２を用いて、転位した小結節を縫合することができる。また、その突出リブ３０を用いて大結節を縫合することが出来、必要に応じて、もう一方の突出リブ３２も更に用いて大結節を縫合することが出来る。
中心軸線３４から等間隔をあけて設けられた２つの突出リブ３０および３２を有することにより、単一人工関節が、左肩関節および右肩関節の双方に機能するという利点を得られ、これら２つのリブにより、茎状部２４の上腕骨内における回転を阻止することもできる。
２つのリブ３０および３２の間に、茎状部は凹みまたはくぼみ３８を有する。上記に説明したように、これにより、新しい骨の再生を促進し、所定位置への人工関節２０の固定に役立つ領域が得られる。
通常、各患者に合わせるため、一連の寸法を有する人工関節を提供する。図６に示す人工関節４０は小型骨頭部４２を有する。しかしながら、骨頭部４２は茎状部の軸線３４に対して同じ角度で配置されているが、人工関節２０の骨頭部２２ほどには横方向にずれていないため、どちらの骨頭部の縁部も各茎状部を大幅に超えて突出しないことに留意されたい。
請求の範囲内に規定される本発明の範囲を逸脱することなく、上述の構造および方法に多くの修正を加えることは可能であるが、上記の説明に含まれる、あるいは貼付の図面に示されるすべての事項は例証を目的とするものであり、限定を意味するものではないことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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