(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
ｂ）このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｃ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｄ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第１基準点と頂点での末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｅ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第２基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項２】
第１曲面領域と第２曲面領域が、円滑移行部で接合する請求項１のプロテーシス。
【請求項３】
第１曲面領域が、頂点から頂点とベースとの間の距離の約２／３の位置に延びる請求項１のプロテーシス。
【請求項４】
第１曲率半径が、第２曲率半径より大きい請求項１のプロテーシス。
【請求項５】
第１曲率半径が、第２曲率半径の約２倍の長さである請求項１の寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項６】
第２曲率半径の基準点が、ベースの基準点とリム周縁部との間の約半分の位置にある請求項１の寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項７】
リムが、１対の交わる環状面で、カップ周縁部に環状凹部を区画形成する請求項１の寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項８】
環状面の１つが、ベースと略平行である請求項７の寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項９】
環状面の１つが、ベースに略垂直である請求項８の寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項１０】
第１基準点及び第２基準点が、ベースでの環状周縁部直径の約１／２離れて位置する請求項１の寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項１１】
ａ）内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
ｂ）このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｃ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｄ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に位置する基準点と頂点に位置する末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｅ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシス。
【請求項１２】
第１曲面領域と第２曲面領域が、円滑移行部で接合する請求項１１のプロテーシス。
【請求項１３】
第２曲面領域が、ベースから、このベースと頂点の距離の約２／３の位置まで延びる請求項１１のプロテーシス。
【請求項１４】
第１曲率半径と第２曲率半径とが、ほぼ同一である請求項１１のプロテーシス。
【請求項１５】
ａ）切削部を有する、丸くもり上がった凸状の環状外表面を持つカップ形状のリーマヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数の回転リーマ器具と、
ｂ）これらの回転リーマ器具の１つを対応する形状のコンパニオンリーマ器具とし、凹状内表面及び凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状外表面が対応するコンパニオンリーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数のプロテーシスのカップ体とからなり、
ｃ）これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｄ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｅ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第１基準点と頂点での末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｆ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第２基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなり、
ｇ）選択されたコンパニオンリーマ器具が、選択されたリーマ器具のカッティング表面の丸くもり上がった環状の形状において対応する外科的に準備されたソケットを形成するために、外科医に患者の寛骨臼ソケットにリーマをかけることを可能にし、
ｈ）選択されたプロテーシスカップ体の直径が、対応した形状に形成されたコンパニオンリーマ器具を使って準備される外科的に準備されたソケットの直径より約９〜１２％大きい、外科医に寛骨臼プロテーシスの移植を可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項１６】
リーマ器具が、丸くもり上がった表面上に間隔をあけて設けられた多数の切削部を有する請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項１７】
カップ体が、直径においてコンパニオンリーマの直径により１ｍｍと３ｍｍとの間で大きい請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項１８】
各リーマ器具が４０ｍｍと８０ｍｍの間の直径を有する請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項１９】
複数の使用可能なカップ体プロテーシスが、それぞれ外科的に準備された空洞に関して全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ直径において大き目であり、大き目の量が、
大き目の直径の約１ｍｍと３ｍｍの範囲内である請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項２０】
複数の使用可能なプロテーシスが、外科的に準備された空洞に関して直径において全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ大き目であり、周縁部の圧入しろの大きさが約１ｍｍと２ｍｍの範囲内にあり、更にリーマで広げられた直径が約４０ｍｍと６４ｍｍとの間である請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項２１】
複数の使用可能なプロテーシスが、外科的に準備された空洞に関して直径において全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ大き目であり、周縁部の圧入しろの大きさは約２ｍｍと３ｍｍとの間で範囲内にあり、更にリーマで広げられた直径が約６４ｍｍと８０ｍｍとの間である請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項２２】
圧入しろ（ｍｍ）は、１以上の直径を有し以下に表で示すごとく略対応する圧入（ｍｍ）を備えた少なくとも複数のカップ体を含めて１．０と３．０ｍｍの間にあり、選択されたカップ体が４０ｍｍと８０ｍｍの間である請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
0003810088.tif 000008
【請求項２３】
複数の使用可能なプロテーシスが、外科的に準備された空洞に関して全カップ体の直径にほぼ比例する大きさだけ直径において大き目にされ、周縁部の圧入しろの大きさが約１．５ｍｍと２．３ｍｍとの間の範囲内にあり、更にリーマで広げられた直径が約４０ｍｍと８０ｍｍとの間である請求項１５の寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【請求項２４】
ａ）ほぼ半球状の外表面を持ち、その半球状表面に切削部を持つカッターヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数のリーマ器具と、
ｂ）凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状表面が、リーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数の対応するコンパニオンプロテーシスカップ体とからなり、
ｃ）これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｄ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｅ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第１基準点と頂点での末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｆ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第２基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなり、
ｇ）リーマ器具が、外科医に患者の寛骨臼ソケットを、リーマ器具のカッティング面の半球状の形状において対応してほぼ半球状に形成されるように、リーマかけすることを可能にし、
ｈ）各リーマ器具が、外科医に、対応するカップ体に対するソケットを形成させることを可能にし、
ｉ）コンパニオンプロテーシスカップ体の直径が、複数のカップ体のために半球状に形成され、外科的に準備された寛骨臼ソケットの直径より約９〜１２％大きい、寛骨臼プロテーシスを外科医に移植させることを可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、整形外科用プロテーシス装置、さらに詳しくは、プロテーシス装置が凹状内表面と、凸状外表面と、平面を形成する環状リムとを有するカップ形状本体の形をとり、外科的に準備された完全な半球状のソケット（socket）と締り嵌合（interference fit）を形成することができるトロイド形状を凸状外表面の全体もしくは一部が形成し、締り嵌合量がカップの直径に比例する、改良を加えた整形外科用プロテーシス装置（および、外科的にプロテーシス装置を移植する方法）に関する。
カップ形状本体を含む市販の寛骨臼プロテーシス装置（acetabular prosthetic devices）がいくつかある。これの寛骨臼カップの中には、対応する形状にされた内、外の凹状表面および凸状表面を有するものがある。寛骨臼カップの中には、骨盤と締り嵌合を形成するための厚みを持たせた環状リムもしくはスカートを含む２つの異なる形状の領域を持つ外部面を有するものがある。別の寛骨臼カップ（独国特許第３３４１７２３Ｃ１号）は、頂部領域を平らにして骨盤骨におけるソケットの横の結合を確保する半球状ソケットの形をとっている。
他の特許化されたカップのデザインは、「２形態寛骨臼カップ部品および移植方法」という題のアヴリル（Averill）特許４，７０４，１２７号に見られる。‘１２７特許は、フラストロ円錐形（frustro-conical）表面部分と球状表面部分とを含む外表面を有するシェル（shell）部品を持つカップを提供する。方法の一部として、患者の寛骨臼を、フラストロ円錐形表面部分と球状表面部分とを含む内表面に準備する。これらの球状表面部分は事実上同じ半径を有し、これらのフラストロ円錐形表面部分は、球状表面部分を接触関係に嵌め込んだ時に、フラストロ円錐形表面部分が互いに締り嵌合に係合し、準備した寛骨臼の中にシェル部品を保持するような相対的寸法を有する。
フィジー（Figgie）特許第４，８９２，５４９号は、第１の球状表面部分と第２の球状表面部分とを含む外表面を持つシェル部品を有する寛骨臼カップを開示しており、寛骨臼はシェル部品の前記第２球状表面部分と相補的な球状形態を有する内表面に準備される。第１球状表面部分の半径は、シェル部品の第２球状表面を寛骨臼の内表面と接触関係にはめ込んだ時、第１球状表面部分が寛骨臼の内表面と締り嵌合に係合して、シェル部品を準備した寛骨臼内に保持するよう、第２球状表面部分の半径より僅かに大きい。
寛骨臼カップ装置の中には、周りの骨盤骨組織と係合するためカップ形状本体の外表面から伸びる突出部を有するものがある。例えば、米国特許第３，９３９，４９７号は、股関節プロテーシスのためのソケットを記載しているが、このソケットは、放射状に配された１組のペグによって骨の組織中の空洞に保持される。ヘグは、組織中に入るセルフタップネジ山を有する中央ネジによってソケットの壁から周りの組織中へと突き出すことができる。
米国特許第４，６８５，９２３号は、骨セグメントや接着剤を使用することなく取り付けることが可能なプラスチック材料からなる股関節ソケットを開示している。ソケットは、ポリエチレンの半球体からなる。
フォルト（Forte）らの特許第４，６９５，２８２号は、手術中に組立て可能な金属のシェル部品とプラスチックのベアリング移植物とを含む寛骨臼カップ組立体を開示している。金属のシェル部品は寛骨臼内の適正な位置に保持され、プラスチックベアリング移植物はシェル部品の中に受け入れ可能である。
シェル部品は、ほぼ球体形状の部分とほぼフラストロ円錐形状の第２表面部分を含む外表面を有する。環状の肩部は、シェルの２つの異なる外表面間の接続部を形成する。
クレマスコリ特許第４，８１３，９５９号は、寛骨臼部品もしくはソケット部品と大腿骨部品もしくはピン部品を含む全股関節プロテーシス構造体を開示している。この２つの部品は、金属または金属合金からなり、移植後の骨形成を促進するため少なくとも表面の一部が顆粒状または多孔性のセラミック材料からなる部品とぴったりと接続している。寛骨臼部品の金属部分は、鋭いネジ山を有することによって腸骨の対応する空洞への固定を簡単かつ容易にするように形作られる。
米国特許第４，７９２，３３７号に、金属のシェルを有する寛骨臼カップが提供されている。このカップは寛骨臼にセメント無しで固定するためのものである。
米国特許第４，８２８，５６５号に、非セメント接着股関節プロテーシスのための部品が提供されている。この部品は２つの部分、チタニウム半球状シェルとその中に係合されるポチマーからなるカップとを有する。
寛骨臼にセメント無しで固定するための別の寛骨臼カップが１９８０年６月８日に公開になった欧州特許出願第１３，８６３号に記載されている。
１９８６年５月２日公開の欧州特許出願第１６９，９７８号は、患者の骨盤に埋め込む外部シェルを有する寛骨臼カップを記載している。外部シェルは、フラストロ円錐形スカートと球状の中央カップとを有する。
１９８７年２月２５日公開の欧州特許出願第２１１、１６９号に、外部ボスが寛骨臼体の外表面から突き出し寛骨臼の予め穿たれた穴に嵌まる寛骨臼カップが記載されている。寛骨臼カップを記載している他の外国特許および特許出願には、１９８７年４月３日公開の欧州特許出願第２１２，０８７号があるが、ここでは、金属のピンがカップの表面から突出し、組織が成長する穴を含む。１９８９年１１月８日公開の欧州特許第３４１，１９８号では、寛骨臼カップが金属外部シェルと股関節頭部を保持するためのプラスチック体とを有する。
ＰＣＴ公開第ＷＯ９５／１６４１３は、股関節プロテーシスにおいて寛骨臼部品として用いられる股関節カップを開示している。このプロテーシスは、少なくとも部分的に凸状の外表面を有するシェル部分からなる。このシェル部分は、この球面の部分の外表面によって実質的に画定される内表面を有する空洞に移植可能である。シェル部分の外表面は実質的に長円体の部分の外表面に対応し、配置は、設置時にシェル部分が少なくとも円周縁で空洞の長手縁に当接する一方、空洞の内表面とシェル部分の頂点との間に空間が形成されるようにする。
最近の２つの米国特許が寛骨臼カップ部品に対し発行されている。アヴリル特許第５，４４３，５１９号は、外部シェル部品と内部ベアリング移植物とからなる寛骨臼カッププロテーシス装置と、この寛骨臼カッププロテーシス装置を患者に移植する方法とを開示している。シェルの外表面は、少なくとも１つの長円体の湾曲に一致する複数の領域を有する。
「セメント無し寛骨臼カップ」と題するエバンズ（Evans）特許第５，３５８，５３２号は、患者の寛骨臼に圧入して、締り嵌合を作り出しセメントの必要性をなくした部品を提供する。カップの本体部分は、凸状外表面を提供する。カップの内部は、凹状内表面を提供する。カップまたはシェルの頂点部分は、下方リム部から間隔をおいて配され、リムは平面を形成する。複数の環状のリングが、下方のリムから始まり、頂点に向かう距離の少なくとも一部に伸びる本体の外表面に沿って間隔を置いて配される。環状リングはそれぞれ、下方リムの平面に対しほぼ平行であることが好ましい。最近発行された３つの欧州特許は、他の寛骨臼プロテーシス部品の例を開示している。これらは、欧州特許明細書第００９１３１５号、第０２８５７５６号および第０３２７５０９号である。
しかしながら、われわれは、半球状の空洞またはソケットに圧入するセメント無しの寛骨臼カップの安定性を最大にするためには、カップの外部寸法が、カップのドーム部分でよりカップの周縁でより大きくなければならないことを発見した。さらに、このことを達成するには、凸状外表面は、カップの周縁で特定の曲面、例えば、トロイド形状の表面（toroidal shaped surface'）の方がよく、その理由は、トロイド形状が外部カップ寸法に中央により外部へと漸進的な増加をもたらすからである。
このトロイド形状が半球状の空洞に圧入されると、通常、形状が完全な半球状である現存のカップ形態に比べ、移植安定性が相当向上する。
本発明によれば、
ａ）内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
ｂ）このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｃ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｄ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第１基準点と頂点での末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｅ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第２基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシスを提供する。
本発明の更なる実施態様において、
ａ）内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
ｂ）このカップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｃ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｄ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に位置する基準点と頂点に位置する末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｅ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなる寛骨臼カッププロテーシスが提供される。
好ましい態様では、骨盤骨組織は、寛骨臼カップ体が外科手術中に嵌合される単一段のリーマかけ工程を使って、成形され、リーマで孔を広げられたソケットを提供することによって準備される。
カップ体は、頂点と、半径及びその半径の基準点としての中心を有する環状リムの形状のベースとを備えている。この基準点は、環状リムによって形成される平面上に位置する。
本発明は、別の観点によれば、参照例として、
ａ）内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体からなり、
ｂ）そのカップ体が、頂点を有し、かつ半径とその半径の基準点としての中心及び周縁部を有する環状リムの形状のベースを有し、
ｃ）このカップ体の凸状外表面が第１及び第２の外側トロイド表面領域を有し、
ｄ）第１トロイド表面領域が頂点に最も近く、リムの基準点に位置する基準点と頂点の末端とを持つ曲率半径を有する曲線によって生成され、
ｅ）ベースに最も近い第２トロイド表面領域が、曲線によって生成され、かつベースの基準点と環状リムの周縁部との間であるが、基準点の隣で近接した位置に基準点を持つ第２半径を有する寛骨臼カッププロテーシスを提供できる。
もう１つの実施態様では、カップ体が頂点とリムとの間にトロイド状に形成される凸状外表面を有する。
１つの実施態様では、トロイド状に形成された部分がベースと、頂点から近いが形成された位置との間に延びる。
１つの実施態様では、トロイド状に形成された部分がベースから頂点までの約２／３の距離の位置にまで延びる。
かくして、本発明は、更に別の観点によれば、参考例として、
ａ）内表面と患者の骨盤骨組織と調和するようにした凸状外表面とを有する、外科的に移植可能な寛骨臼カップ体であって、
ｂ）そのカップ体が、頂点を有し、かつ半径とその半径の基準点としての中心及び周縁部を有する環状リムの形状のベースを有し、
ｃ）このカップ体の凸状外表面が第１及び第２の外側トロイド表面領域を有し、
ｄ）第１トロイド表面領域が、頂点に最も近く、ベース面の上方で、リムの基準点の隣の基準点と、頂点の末端とを持つ曲率半径を有する曲線によって生成され、
ｅ）ベースに最も近い第２トロイド表面領域が、曲線によって生成され、ベースの基準点と環状リムの周縁部との間であるが、基準点の隣で近接した位置に基準点を持つ第２半径を有する寛骨臼カッププロテーシスを提供できる。
トロイド形状は、円環面の外径が頂点の直径より大きくなるように、頂点からリムに延び、カップのリムの中心から約２ミリメートル離れた半径の基準点を持つ頂点の半径より好ましくは小さい曲率を有する曲線によって形成される。
曲線は、１つの実施態様ではそこで３６０度移動し、トロイド表面を生成する。
本発明の更なる実施態様では、
ａ）切削部を有する、丸くもり上がった凸状の環状外表面を持つカップ形状のリーマヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数の回転リーマ器具と、
ｂ）これらの回転リーマ器具の１つを対応する形状のコンパニオンリーマ器具とし、凹状内表面及び凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状外表面が対応するコンパニオンリーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数のプロテーシスのカップ体とからなり、
ｃ）これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｄ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｅ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第１基準点と頂点での末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｆ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第２基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなり、
ｇ）選択されたコンパニオンリーマ器具が、選択されたリーマ器具のカッティング表面の丸くもり上がった環状の形状において対応する外科的に準備されたソケットを形成するために、外科医に患者の寛骨臼ソケットにリーマをかけることを可能にし、
ｈ）選択されたプロテーシスカップ体の直径が、対応した形状に形成されたコンパニオンリーマ器具を使って準備される外科的に準備されたソケットの直径より約９〜１２％大きい、外科医に寛骨臼プロテーシスの移植を可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせが提供される。
本発明のもう１つの実施態様では、
ａ）ほぼ半球状の外表面を持ち、その半球状表面に切削部を持つカッターヘッドをそれぞれ有し、前記表面が直径を有する複数のリーマ器具と、
ｂ）凸状外表面をそれぞれ有し、その凸状表面が、リーマ器具によって外科的に準備された患者の寛骨臼ソケットに合うような形状に形成された、複数の対応するコンパニオンプロテーシスカップ体とからなり、
ｃ）これらの各カップ体が、頂点と、半径を有する環状リムの形状のベースと、その半径の基準点としてのベース中心と、頂点とベース中心とを結ぶカップ体の中心軸と、環状リム周縁部とを有し、
ｄ）このカップ体の凸状外表面が第１曲面領域と第２曲面領域とを有し、
ｅ）第１曲面領域が、頂点に最も近くに、ベース中心に近い第１基準点と頂点での末端とを持つ第１曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成され、
ｆ）第２曲面領域が、ベース近くに配置され、かつベース中心と環状リム周縁部との間の位置に第２基準点を持つ第２曲率半径を有する曲線である円弧をカップ体の中心軸のまわりに３６０°回転させることによって形成されてなり、
ｇ）リーマ器具が、外科医に患者の寛骨臼ソケットを、リーマ器具のカッティング面の半球状の形状において対応してほぼ半球状に形成されるように、リーマかけすることを可能にし、
ｈ）各リーマ器具が、外科医に、対応するカップ体に対するソケットを形成させることを可能にし、
ｉ）コンパニオンプロテーシスカップ体の直径が、複数のカップ体のために半球体に形成され、外科的に準備された寛骨臼ソケットの直径より約９〜１２％大きい、寛骨臼プロテーシスを外科医に移植させることを可能にする寛骨臼プロテーシスと器具との組み合わせが提供される。
本発明の特徴及び目的について更によく理解するために、添付図面と関連してなされた次の詳細な記載を参照されるべきであり、そこでは同じ部品は同じ参照符号を与えられている。
図１は、本発明の器具の具体例の斜視図である。
図２は、本発明の器具の第二の具体例の側面断面図である。
図３は、本発明の器具の第三の具体例の側面断面図である。
図４は、本発明の器具の第四の好ましい具体例の側面断面図である。
図５は、図４の具体例の平面図である。
図６は、図４〜５の具体例の分解図である。
図７は、本発明の比例の様子の略グラフ図である。
図８〜９は、本発明の装置のリーマー器具部分の駆動平面図と側面図である。
図１は、一般に番号１０と示された、本発明の器具の好ましい具体例を表わしている。寛骨臼のカッププロテーシス１０は、外側凸面１１と、ポリエチレンライナーと大腿インプラントのボールを受け止める凹部１２と、ベース面１４を形成するために一般に平坦な環状リム１３とを有するカップ体の形をとっている。
カッププロテーシス１０は凹部１２を取り巻く凹状表面１５を含んでいる。カップ１０はカップ壁１６で形成されている本体の形をとっている。内側凹部１２は内表面１５で形成されているようにほぼ半球状の形に形成できる。外側凸面１１は、完全に半球状ではなく、むしろトロイドの形を有している。
環状リム１３は円形の形の平坦なリムであり、ベース面１４にある基準点１７を有する。完全に半球状の形状が、一端が基準点１７にあり、反対側の一端が末端１９にある放射線１８により図示されている。放射線１８が回転され基準点１７を中心とされると、図１の曲線２０で示された完全な半円形が描かれる。線２２も放射線であり、基準点１７からカップ頂点２１へわたっている。線２２は面１４に対し垂直である。
外表面１１は、トロイド状に形づくられた表面である。半球状の曲線２０と比べると、カップ１０のトロイド状外表面１１は頂点２１から点３２と３４に向かって連続して徐々に厚くなっている。外科医がリーマーを使用して患者の寛骨臼のところに完全な半球状の形状のソケットを作成すると、プロテーシス１０は図１に示すように絶えず厚くなっていく外形およびトロイド状外表面１１ゆえに、そのような半球状のソケットとフィットする締り嵌合を形成する。完全に半球状の形状のカップ１０は曲線２０で跡をたどられ図１の矢印３５で示される直径を有する。本発明のトロイド状のカップ外表面１１は矢印３６で示される直径を有し、故に半球状の直径３５と比較した際に厚くなった部分を示す。厚くなった部分は図１で矢印３７と３８で表わされる。
トロイド形のカップ１０は、外科的に準備された半球状の形のソケットとフィットする締り嵌合を形成する。そのソケットは、図１の曲線２０でたどられるようなサイズと形を有し、直径３５を有する。
外表面１１のトロイダル形を形成するために、図１に一対の基準線２３、２７が示されている。基準線２３は起点２４を有する放射線であり、その起点はベース面１４上にあり基準点１７から矢印２６で示されている程度だけ間隔をあけられている。線２３は末端２５で終点になる。図１で、第二の基準線２７は２８で始まり末端２９で終わる放射線である。線２７は基準点１７から図１で３０として示されただけ間隔をあけられている。
点３２と頂点２１の間で回転されたとき、放射線基準線２３は、リム１３上の点３２とカップ頂点２１の間に延びる曲線３１を描く。同様に、基準放射線２７は、リム１３上の点３４で始まり頂点２１で終わる曲線３３を描く。線３１、３３は中央軸線２２を中心として３６０°回転させると、トロイド状の外表面１１を描く。
図２は、一般に番号３９で示された本発明の寛骨臼のカップ状プロテーシスの第二の具体例を表わしている。カップ状プロテーゼ３９は、凸面４０と、ポリエチレンライナーやさらにたとえば股関節部プロテーシスボールを受け止めるための凹部４１と、ベース面４３を形成する環状リム４２とを有する。
カッププロテーシス３９は凹面４４とカップ壁４５を有している。環状リム４２は円形で、ベース面４３内にある基準点４６を有する。プロテーシス３９は環状リム４２と連通する凹面４４を含んでいる。カップ壁４５は凹部４１の周りにわたっている。環状リム４２は一般に円形で基準点４６を有する。放射線４７は示されたように基準点４６から末端４８まで延びている。放射４７は基準点４６を中心として回転されたとき、点６４と６５の間に半球状の湾曲部分を生じる。この湾曲部分は図２で４９として示されている。基準点４６との間に面４３に垂直な線に沿って延びている基準線５１が、カップ３９の頂点５０と連通している放射線を形成している。
一対の放射線５２、５６は図２にも見られる。これら放射線５２、５６の各々は、基準点５６から間隔をおいた起点５３、５７をそれぞれ有している。間隔をおいた距離は図２で矢印５５、５９でそれぞれ示されている。
基準線５２と５６がそれぞれその起点５３、５７のまわりに回転されたとき、各放射線５２、５６の末端点５４、５８は、それぞれ点６４と６５から点６１と６３の間で通った曲線をたどる。放射線５２により描かれた曲線は、図２で６０として示されている。放射線５６により描かれた曲線は図２で６２として示されている。これら曲線６０、６２は起点６１、６３の間にわたって延び、環状基準線６６で終わっている。図２の立体図では、点６４と６５は環状基準線６６上にある。曲線６０、６２は半球状線５１のまわりに３６０°回転させたとき、カッププロテーシス３９のトロイド状部分を形成する。曲線４９はカップ状プロテーシス３９の一部分である。半径４７が基準線６６を超えて起点６１、６３の点に向かって回転されるとき、完全な半球状の形の曲線が生じ、それは図２に示されるように環状基準線６６の下の仮想線であり、番号４９で示される。ゆえに、見せかけの線４９を超えて延び、曲線６０、６２により跡をたどられるカップ３９の一部分は、患者の寛骨臼内に形成した半球状の形のソケットとともに締り嵌合を形成するのに使用されるカップ壁４５の厚くなった領域を表わしている。図２の線４９はカッププロテーシス３９の設置の前に患者の寛骨臼内に形成される開口部分の形を表わす。
図２で、外科的に形成した開口部の直径は矢印６７で示される。矢印６８はカッププロテーシス３９の厚さまたは直径を示している。矢印６９と７０は故に、カップ状プロテーシス３９を外科的に形成された半球状に形づくられた穴の中に設置することにより、締り嵌合を形成するための外科的に形成された開口部にくさび止めされるカップ壁４５の厚くなった部分を示す。
図３は番号７１で示される本発明の装置の第三の具体例を表わしている。カップ体７１は図２に示されているカップと形が類似である。故にベース面４３を形成する凸状環状リム４２と外表面４０を有する。しかし、表面４０の配置は図２の具体例とわずかに異なる。図３に示されるように、基準点７２は基準線７３の始まりとして示され、その線は末端７４も有している。基準点７２はカップ頂点８３とベース面４３の間の最短距離にわたって延びている線上にある。基準点７２はベース面４３の例えば２ミリメートル上方にある。放射線７３は湾曲面８４の跡をたどっている。半径７５と半径７８の形の第二の対の基準線は、起点７６、７９から末端点７７、８０へそれぞれ延びている。
図３の具体例では、半径７５を面４３と環状基準線８５の間で、回転することにより曲線８１が描かれる。同様に、半径７８は面４３と環状線８５の間の曲線８２をたどる。図３では、寸法線６７が面４３の曲線８４の端部分と端部分の間にわたって延びている。寸法線６８は面４３でのカップ体７１の外側直径を形成する。締り嵌合を形成する厚い領域は、図２の具体例と同様に番号６９、７０で表わされる。
図４〜６では、本発明の装置の第四のそして好ましい具体例が番号８６で示され表わされている。図４〜６では、寛骨臼のプロテーシス８６は二つの外表面領域８８、８９からなる外側凸面８７を有している。表面８８は、カップ頂点９８に一番近い第一の環状表面領域である。表面８９はアップ基底９１に一番近い第二の環状表面領域である。表面８８、８９の接合面は図４に示すように円滑移行部９０である。円滑移行部９０は、以下に記載するように湾曲１００、１０１の異なる二つの半径を使用して二つの表面８８、８９を描くことにより形成される。
寛骨臼のプロテーシス８６は平坦な面９２を形成する基底９１を有している。寛骨臼のカッププロテーシス８６は頂点９８と弧芯９７の間に中心軸９９を有する。第一環状表面領域８８は、弧芯９７に基準点を有する放射線１００により描かれる。放射線１００は、頂点９８から移行部９０までわたって延びている曲線１０５を描く。第一の凸状表面領域８８は中心軸９９を中心にして曲線１０５を３６０度回転させることにより描かれる。
第二の環状表面領域８９は軸線９９を中心にして３６０度回転する曲線１０６により描かれる。放射線１０１は周縁部１０３から移行部９０まで曲線１０６を描く。半径１０１は半径１００よりかなり小さく、例えば半径１００のサイズの約６０パーセントである。弧芯９７、１０２は同じベース面９２内にはなく、１０４として表わされている程度だけずれている。
図４〜５の具体例のこの形は、一般に頂点９８と移行部９０の間に半球状の形を、そして移行部９０の下により厚い環状断片を形成する。この形により、患者の寛骨臼の中に穴を広げて外科的に作成された半球状の形のソケットと合う改善された締り嵌合が形成される。締り嵌合は、カップが外科的に穴を広げられた寛骨臼のソケットの中に約２／３の距離だけ嵌合された後に始まる。外科的に作成されたソケットは半球状のリーマーにより穴を広げられる。そのリーマーは、放射線１００のサイズに等しい放射線により描かれる外側半球状の形を有し、頂点９８と肩部９４の間にわたって延びている。故に、表面領域８９は外科的に作成された半球状の開口部と比べて大き目であり、外科的に作成された半球状のソケットの中にプロテーシス８６を全体的に移植することにより表面領域８９は、患者の骨組織と締り嵌合を生じる。
環状肩部９４、９５は互いに交差し約９０度（９０°）の角度を形成し、環状凹部９３を形成する。肩部９４は面９２の上にある。肩部９５は面９２に対し垂直である。凹部９３は内に伸びる（in-growth）組織を受け入れることができる。ポリエチレンカップライナー１０７はカップ体８６の中でパチンと嵌まることができる。
図７では、本発明の各装置に適用可能な比例的概念をグラフの形で図示する。図７は、容積のパーセント（％）変化と、先の図１〜６に示されたように本発明の寛骨臼カップの各具体例によってふさがれる（occupied）、半球状の形の穴を広げた開口部を製造するために外科医により使用されるリーマーの直径との比較を示す。
三つの異なる曲線１０８〜１１０が示されている。曲線１０８は１ミリメートル（１ｍｍ）大き目にしたカップのためのものである。曲線１０９は２ミリメートル（２ｍｍ）大き目したカップのためのものである。曲線１１０は３ミリメートル（３ｍｍ）大き目にしたカップのためのものである。本発明の教示によれば、カップは穴を広げられた直径にもかかわらず、容積の同じパーセント変化を有する。これは、より大きいカップが締り嵌合を受け入れることができる一方、小さいカップはより少ない圧縮または締り嵌合を必要とすることを意味する。
以下の表１は本発明のカップ直径とその比例サイズの例のリストである。
0003810088.tif 000002
この比例関係は、寛骨臼の容積で、カップと寛骨臼の容積差を割ることにより計算される（ＶC−ＶB）／Ｖa。カップサイズの範囲全体に渡って計算したとき（例えば４０ミリメートル（４０ｍｍ）〜８０ミリメートル（８０ｍｍ）））、容積のパーセント変化が、１ミリメートル（１ｍｍ）で圧縮した４０ミリメートル（４０ｍｍ）のカップの場合と、２ミリメートル（２ｍｍ）で圧縮した８０ミリメートル（８０ｍｍ）のカップの場合とはおおよそ同じであることがわかる。これは容積のパーセンテージ変化対リーマーの直径の図７のグラフに図示されている。
骨の容積のパーセント変化はまた、直径によって表わされ、以下のように計算される：ΔＶ＝（Ｄcup3−Ｄreamer3）／Ｄreamer3、ここでΔＶ＝容積の変化、Ｄcup＝寛骨臼のカッププロテーシスの直径、Ｄreamer＝リーマーの直径である。
図８〜９には、リーマー１１１は一様に間隔をあけられた切削部１１３のアレイで覆われている外部半球表面１１２を有する切削頭部の形で示されている。駆動ソケット１１４は適当な回転駆動工具を受けとめる。
もしカップの大き目にすることにおいて同じミリメートルの増加を異なる寛骨臼に移植すると、例えば２ミリメートル（２ｍｍ）大き目にした５０ミリメートル（５０ｍｍ）のカップを４８ミリメートル（４８ｍｍ）の寛骨臼に、２ミリメートル（２ｍｍ）大き目にした７０ミリメートル（７０ｍｍ）のカップを６８ミリメートル（６８ｍｍ）の寛骨臼に移植すると、より大きな寛骨臼と比べてより小さい寛骨臼の場合、より大きな相対的容積変化が生じる。これにより、より小さいサイズの寛骨臼により大きな骨歪みを生じさせる。
カップの大きめにすることにおいて同じミリメートルの増加で、小さい寛骨臼に割れを生じるような、より大きな危険があり、大きな寛骨臼に不適当な圧入の安定性のより大きな危険が存在する。周縁でわずかに幅が広げられたカップが、中央の骨歪みをほんのわずか増大させるだけで、大き目にした半球状のカップよりも、横の骨の歪みを増大させる。本発明の非半球状の形により、大き目にした半球状のカップよりもよりよい周縁部安定性を提供し、寛骨臼のドームにおける割れの危険を少なくすることができる。
一定量の大き目にすることを採用すると、容積の相対的な変化は大きい直径のカップと比較して小さい直径においてより大きい（図７参照）。例えば、寛骨臼が４２ミリメートル（４２ｍｍ）に穴を広げられ、２ミリメートル（２ｍｍ）大き目にした（４４ミリメートル（４４ｍｍ）の直径）カップを移植したとき、寛骨臼の容積は１５パーセント（１５％）増大する。寛骨臼が６２ミリメートル（６２ｍｍ）に穴を広げられ、２ミリメートル（２ｍｍ）大き目にした（６４ミリメートル（６４）の直径）カップを移植したとき、寛骨臼の容積は１０パーセント（１０％）増大する。他の例は、２ミリメートル（２ｍｍ）大き目にしている４８ミリメートル（４８ｍｍ）穴を広げた寛骨臼と、３ミリメートル（３ｍｍ）大き目にしている７２ミリメートル（７２ｍｍ）穴を広げた寛骨臼はともにそれぞれ容積に１３パーセント（１３％）の変化を生じる。
次の表は、ここと添付の図で使用された要素の番号と要素の記述とを列挙する。
0003810088.tif 000003
0003810088.tif 000004
0003810088.tif 000005
0003810088.tif 000006
0003810088.tif 000007
変更し、かつ異なる多くの実施態様が、ここで教示された発明の概念の範囲内で作られるので、また多くの変形が法律の記載上の要求に従ってここで詳述された実施態様において可能になるので、ここで詳述されたことが実例として解釈されるべきであって限定された意味ではないことを理解されるべきである。
【図１】
0003810088.tif 000009
【図４】
0003810088.tif 000010
【図５】
0003810088.tif 000011
【図２】
0003810088.tif 000012
【図３】
0003810088.tif 000013
【図６】
0003810088.tif 000014
【図７】
0003810088.tif 000015
【図８】
0003810088.tif 000016
【図９】
0003810088.tif 000017