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JPH0698904A - ロッド状人工補整具 - Google Patents

ロッド状人工補整具

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Publication number
JPH0698904A
JPH0698904A JP3327316A JP32731691A JPH0698904A JP H0698904 A JPH0698904 A JP H0698904A JP 3327316 A JP3327316 A JP 3327316A JP 32731691 A JP32731691 A JP 32731691A JP H0698904 A JPH0698904 A JP H0698904A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rod
shaped
section
joint
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3327316A
Other languages
English (en)
Inventor
Curt Kranz
クランツ クルト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson and Johnson Professional Products GmbH
Original Assignee
Johnson and Johnson Professional Products GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson and Johnson Professional Products GmbH filed Critical Johnson and Johnson Professional Products GmbH
Publication of JPH0698904A publication Critical patent/JPH0698904A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 骨の皮質管の特性にロッド状人工補整具の変
形特性を適合させ、更にロッド内室への骨組織の増殖を
防止する。 【構成】 直径及び材料横断面が先細になるようにした
中空ロッドの曲げ剛性が、関節側端部から関節と反対側
の端部へ向って、ロッドの縦剛性よりも著しく減少する
ようにし、曲げ剛性を低減するために材料を薄手にした
区域には、中空ロッド内室を被覆するために、ほぼプレ
ート状の区域５を設け、この区域の壁厚は、内室を密閉
してもその局所的曲げ剛性が著しくは低下しない程度の
厚さに選定しておく。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念部
分に記載の種類のロッド状人工補整具に関するものであ
る。
【０００２】
【公知技術】この種の体内用人工補整具のロッドは、内
移植時に、相応に前もってやすりをかけた骨腔内に、特
にセメントにより固定される。あるいは又、セメントを
用いない内移植用のロッドの場合は、関節とは反対側の
ロッド端部へ向って円錐形もしくはくさび形に構成され
たロッドが、ロッドに適合するように相応に準備された
骨腔内へ打ち込まれ、いわゆるプレスばめにより骨と結
合される。
【０００３】ＤＥ−Ａ−２９ ３３ ２３７により公知
の人工補整ロッドの場合は、局所的に弾性と剛性を有し
ていて、このロッドが骨の周囲の区域に適合するように
されている。しかし、このロッドの場合、適合可能なの
は横断面寸法のみであり、また調整可能なのは縦軸線方
向に作用する力のみである。また、このロッドの横断面
と壁厚は、上端部から下端部へ向って連続的に漸減する
ようになっている。
【０００４】このロッドの場合の欠点は、縦軸線外に力
が作用するさいに生じる変形が、隣接する骨区域の相応
の変形と合致しない点である。この結果、補整具の微動
や局所的な弛みが生じることがある。
【０００５】また、ＤＥ−Ａ３８ ４４ １５７により
公知の別の体内用人工補整具は、骨腔内へ移植可能な湾
曲したロッドを有している。このロッドは直径と材料横
断面が先細に構成されている。ロッドの曲げ剛性は、関
節側の端部から関節と反対側の端部へ向って、縦方向剛
性より比較的著しく減少するようにされている。この公
知補整具の場合、このように曲げ剛性を減少させるため
に、関節と反対側の端部まで延びている少なくとも一区
域、すなわちロッドの湾曲部の内側に当る区域に凹所が
設けられている。
【０００６】この解決策の欠点は、ロッド内室へ下方か
ら接近可能であるため、移植中に望ましくない影響を受
ける点である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、冒頭に述べた形式のロッド状人工補整具を、骨の
皮質管の相応の特性に変形特性が適応できるように構造
的に構成し、それによって、移植時に好影響が及ぼさ
れ、ロッド内室への骨組織の侵入が防止されるようにす
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は、請求項１記
載の特徴を有する手段により解決された。
【０００９】本発明の前提をなす認識は、従来の体内用
人工補整具が、等弾力性の補整具を除いて、骨の皮質管
と比較して著しく高い曲げ剛性と縦剛性を有するように
して、皮質の負荷を軽減させようとしたとすることにあ
る。この措置により同時に、関節と反対側のロッド端部
に剛度の飛躍が生じ、その結果、移植された人工補整具
の応力分配が不定になる。このため縦方向応力が、飛躍
的に増大し、皮質に刺激を与える結果、仮骨の形成が著
しくなる。これにより生じる台座状部分のため、それ自
体は望ましい手術後のロッドの僅かなめり込みや、その
あとで必要となる新たな固着が阻害される。加えて、そ
うしたことのために、生理的に正常な状態からは一層遠
い状態となる。
【００１０】これに対し、本発明による人工補整具の場
合、関節に近い区域では十分な曲げ剛性と縦剛性を有す
ると同時に、関節に遠い区域では曲げ剛性が低減される
ことにより、応力の飛躍が防止されている。この場合、
関節側のロッド端部から関節と反対側の端部へ向って、
特に非直線形の縦剛性減少が生ぜしめられることによ
り、骨内に一様かつ生理学的に好都合な力の分配が生ぜ
しめられる。曲げ剛性は、関節側のロッド端部から関節
と反対側の端部へ向って、はじめは急激に減少し、関節
に遠い部分に至って（ロッド長さの、ほぼ残りの１／３
のところから）減少度は緩やかとなる。
【００１１】従来の開放的な、強度獲得のためにのみ構
成された構造形式の場合、得られた効果の一部は、骨の
実質が補整具内室へ増殖することで、侵害される結果と
なる。
【００１２】通常の壁厚でロッドの開口をふさぐ場合に
は、所望の強度特性が失われる。本発明の措置によれ
ば、所望の特性を保持しながら補整具内室を閉鎖するこ
とが可能である。すなわち、壁厚を相応に薄手に構成す
るのである。既述の区域のこの壁厚は、一方では、関節
に遠い区域で曲げ剛性が増大して補整具の所望の強度特
性を侵害することがないように選ばれ、他方では、移植
時及び手術後の時期に補整具内室へ骨の実質が増殖して
入り込むことのないように選ばれている。骨の実質が補
整具内室へ増殖して入り込むと、のちに補整具を除去す
るさいに障害となるだけでなく（公知形式の場合に関節
に遠い端部に向って開いている内室には、補整具をはめ
込んでしまうと、穴ぐりする工具は接近しえない）、強
度特性も付加的な変化する。これは、補整具の自由端部
を内側と外側から取囲む骨の実質により、関節から遠い
端部区域で補整具の弾性的な固有運動が阻害されるから
である。
【００１３】本発明による解決策の場合、ロッドの有利
な構成によれば、関節から遠い端部へ向って一様に壁厚
が減少する先細の中空管形状が選ばれている。しかも、
その場合、外方から湾曲した横の半管区域には、関節か
ら遠い端部に設けられた、壁厚を適度に薄くした中央区
域が向い合っている。関節から遠いロッド端部は、本発
明によれば壁厚が極端に薄いプレート状区域により被覆
され、閉じた半管形状をなしているが、この端部区域で
は、断面二次モーメントを含む曲げ剛性が著しく減少
し、他方、材料横断面により規定される縦剛性は僅かに
減少するにとどまる。
【００１４】本発明により閉じられた構造形式により、
周囲の骨の曲げ剛性に補整具のそれを局所的に適合させ
ることによって、次のことが実現された。すなわち、変
形特性を適合させる原則に従って、ロッドの縦剛性が、
荷重下の管状の骨の曲げに追従する能力を、関節から遠
い端部の方向へ向って著しく増大するようにすることで
ある。
【００１５】関節から遠いロッド端部を閉じられた半管
形状に構成することにより、所望の曲げ剛性及び縦剛性
の推移が得られるのみでなく、ロッドの中空室への骨の
実質の、原則として不可逆的な増殖が防止される。この
ことによってまた、再移植が行なわれる場合の著しい障
害が避けられ、従来行なわれてきた補整具の除去の必要
もなくなる。
【００１６】更に、達成可能な局所的な剛性が、ロッド
全長にわたる壁部横断面の減少により不十分になる場合
には、特に、アダムス曲線区域に特別な成形部を設けて
おく。この成形部は、有利には、ロッドの外方へ向って
曲率が最大となる凸状の側にではなく、ロッドの最大曲
率の平面と平行に、横のシェル半部外面に、それもアダ
ムス曲線の区域に設けておく。
【００１７】本発明の別の有利な構成によれば、このロ
ッド外面の成形部は、球状表面を有する複数の突起から
成っている。この成形部は、突起の最も高い頂点がロッ
ドの非成形表面の（仮想）曲線上に位置するように形成
されている。
【００１８】成形部の深さは次のように選定されてい
る。すなわち、一方では、中空ロッドの所望剛性の推移
が得られ、他方では、ロッドと骨の実質との不可逆的な
結合が防止されるような深さに選定される。この種の不
可逆的な結合が生じると、既述のように、補整具の取外
しが必要となった場合、著しい困難を生じる。
【００１９】本発明の別の有利な変化形の場合、ロッド
の壁厚とロッド表面の成形部の深さとの比は、１対４ま
での比が特に有利である。個々の突起の高さと最大直径
とについても、相応の比が選定される。
【００２０】本発明のこのほかの有利な構成は、請求項
２以下に記載され、更に、以下では図示の有利な実施例
につき説明される。
【００２１】
【実施例】図１には、股関節の人工補整具として構成さ
れた本発明によるロッド状人工補整具の一実施例の外形
が示されている。ロッド１は、プレス又は鍛造により製
造されたのち溶接された２個のシェル半部から成って
る。これらシェル半部は、身体に耐容性のあるチタン合
金製である。このシェル半部は、詳細には図示されてい
ない。これらシェル半部のうち、一方のシェル半部は、
ロッド１の内方の中央部を形成し、他方のシェル半部が
外方の、横の部分を形成している。その分割線は、ほぼ
湾曲曲線に沿って延び、その終端区域では、破線で示し
た中心線２，３に近似している。ロッド１の外形は、軽
度に湾曲した管の外形にほぼ合致し、股の骨の、内部を
くりぬいた髄腔の自然形状に適合させてある。補整具の
頚部４は、その円錐形端部のところに関節球４ａを保持
する。
【００２２】アダムス曲線の区域に設けた成形表面区域
９は、線１０により境界づけられている。この線１０
の、中空ロッド１の、横の包絡線１２ないし中央の包絡
線１３に対する間隔は、ロッド１のそれぞれの壁厚に合
致する。
【００２３】図２には、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ってロ
ッド１を切断した断面が示してある。この図からは、特
に、アダムス曲線区域で補整具ロッドの突起状成形部
が、本発明によりどのような形状と配置を有しているか
が分かる。突起７の最も高い頂点６は、（横断面で見
て）非成形表面の包絡線８を延長した曲線に合致する仮
想曲線上に位置している。成形表面９は、横断面平面に
投影された延びが、ロッドの中空室１１の横断面にほぼ
合致している。ロッドに要求される機械的特性に関して
は、成形部の深さとロッド壁部の材料厚との比、ないし
は突起の高さと最大突起直径との比を、ほぼ１対４の値
に選定するのが有利であることが判明した。
【００２４】図３は、本発明によるロッド状人工補整具
の実施例を、横及び中央の平面内を延びる縦断面で示し
たものである。曲げ剛性を低減するため材料を薄手にし
た区域には、ロッド中空室を被覆するため、ほぼプレー
ト状の区域５が設けてある。この区域の壁厚は薄く寸法
づけてあり、中空室が気密に閉鎖されているにも拘らず
局所的な曲げ剛性が著しくは低下しないようにされてい
る。この区域の壁厚は、ほぼ１ｍｍである。
【００２５】シェル半部２の、関節から遠い区域をプレ
ート状区域５の形状に構成することにより、ロッドは、
関節から遠い区域に、密閉された管半部の形状を有する
ことになる。この区域５の壁厚は、ロッド他の部分の壁
厚に比して著しく薄手に選定され、区域５全体が一様の
厚さを有している。
【００２６】図から分るように、ロッドの壁厚は、ロッ
ドの関節側から関節とは反対側の端部へ向って連続的
に、シェル半部２（中央ロッド部分）の場合も、シェル
半部３（横のロッド部分）の場合も、減少している。プ
レート状区域５は、関節とは反対側のロッド端部方向で
ロッド中心線へ向って、区域５と向い合うシェル半部３
の区域よりも、著しく傾斜している。この構造上の措置
により、ロッドに沿った曲げ剛性及び縦剛性に対する要
求が満足せしめられる。
【００２７】このプレート状区域５は、その縦方向の延
びが、ロッドの関節側端部を閉じている頚部４までの中
空ロッド全長の約１／３に相当する。
【００２８】図３の断面図から分かるように、このプレ
ート状区域５は、中空ロッドの最大曲率区域の内側１３
の、関節とは反対側のロッド端部方向への延長部に設け
られている。この場合、プレート状区域５は一様の壁厚
を有している。また、縦方向に隣接するロッド部分の壁
厚は、プレート状区域５の縦方向延びのほぼ１／２に相
応する長さにわたり、連続的に減少している。
【００２９】ロッド縦断面で見て、ロッドは、関節と反
対側の端部へ向って先細にされ、壁厚を薄くされたプレ
ート状区域前方に位置する区間は、これに続くプレート
状区域を含む区間よりも先細の度合が著しくされてい
る。
【００３０】プレート状区域５は、ロッド中心軸線の反
対側に位置する対向区域よりも、ロッド端部へ向って著
しく中心軸線方向に傾斜している。
【００３１】図４には、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図によ
り、プレート状区域５により閉じられている端部の横断
面が示されている。この図から分かるように、この区域
はほぼ、閉じられた管半部の形状を有している。
【００３２】本発明の措置により人工補整具のロッド表
面を閉じたことにより、ロッド中空室内へ骨の実質が不
可逆的に侵入することが防止され、後は、場合により必
要となる補整具の取外しのさい、障害となることがな
い。
【００３３】本発明は、図示の有利な実施例に限定され
るものではない。むしろ、種々の変化形が考えられ、本
発明の解決策を利用して、基本的に別の構成を行なうこ
とも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】円錐形頚部を有する本発明によるロッド状人工
補整具の一実施例の側面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったロッド状人工補整
具の横断面図。
【図３】図１のロッド状人工補整具を横及び中央の平面
で切断した縦断面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿ってロッド状人工補整
具を切断して示した横断面図。
【符号の説明】
１ ロッド ２，３ 中心線 ４ 頚部 ６ 突起の頂点 ５ プレート状区域 ７ 突起 ８ 包絡線 ９ 成形面 １０ 境界線 １１ 中空室 １２ 包絡線 １３ 包絡線

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロッド状の人工補整具特に股関節用人工
    補整具であって、直径及び材料横断面が先細になった管
    状の湾曲中空ロッドを有しており、この中空ロッドの曲
    げ剛性が、関節側の端部から関節と反対側の端部へ向っ
    て、縦方向の剛性よりも低い値に選定されている形式の
    ものにおいて、曲げ剛性を低減するために材料を薄手に
    した区域に、実質的にプレート状の区域（５）を設けて
    中空ロッド内室を被覆するようにし、このプレート状の
    区域（５）の壁厚の寸法づけを、その局部的な曲げ剛性
    を著しく低下されることなく、内室が密封される程度の
    厚さにし、しかも、そのプレート状区域の壁厚をほぼ
    ０．５ｍｍから１．５ｍｍとすることを特徴とするロッ
    ド状人工補整具。
  2. 【請求項２】 著しく壁厚を薄手にした区域（５）が、
    中空ロッドの曲率が最大の区域の内側（１３）を関節と
    反対側の端部方向へ延長した個所に設けられていること
    を特徴とする、請求項１記載のロッド状人工補整具。
  3. 【請求項３】 プレート状区域（５）が、実質的に一定
    の壁厚を有し、中空ロッドの壁厚が、縦方向で隣接する
    区域では、プレート状区域（５）の縦方向延びの実質的
    に半分に相当する長さにわたって連続的に減少すること
    を特徴とする、請求項１又は２記載のロッド状人工補整
    具。
  4. 【請求項４】 壁厚の薄いプレート状区域（５）の前方
    に位置する区間では、この区間に続く、プレート状区域
    を含む区間でよりも、中空ロッド横断面が、関節と反対
    側の端部に向って著しく先細になっていることを特徴と
    する、請求項１から３までのいずれか１項記載のロッド
    状人工補整具。
  5. 【請求項５】 壁厚の僅かなプレート状区域（５）が、
    ロッド中心軸線の反対側の、プレート状区域（５）と向
    い合った壁区域よりも、ロッド中心軸線を基準としてロ
    ッド端部へ向って傾斜していることを特徴とする、請求
    項４記載のロッド状人工補整具。
  6. 【請求項６】 プレート状区域（５）が、関節と反対側
    のロッド端部のところに、有利にはほぼロッド全長の１
    ／３にわたって延びていることを特徴とする、請求項１
    から５までのいずれか１項記載のロッド状人工補整具。
  7. 【請求項７】 ロッド（１）の、関節と反対側の端部区
    域が、実質的に、閉じられた管半部の形状をなしている
    ことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項
    記載のロッド状人工補整具。
  8. 【請求項８】 中空ロッド壁部の外表面に成形部が設け
    られていることを特徴とする、請求項１から７までのい
    ずれか１項記載のロッド状人工補整具。
  9. 【請求項９】 前記成形部が、有利にはそれぞれ両側
    に、ロッド表面に設けられており、この成形部が、ロッ
    ドの最大曲率の平面とほぼ平行にアダムス曲線の区域に
    延びていることを特徴とする、請求項８記載のロッド状
    人工補整具。
  10. 【請求項１０】 前記成形部が、球形表面を有する丸味
    をおびた突起（６，７）から成ることを特徴とする、請
    求項８記載のロッド状人工補整具。
  11. 【請求項１１】 前記成形部は、断面で最も高い個所
    が、ロッドの非成形外面に続いて延びる表面輪郭を超え
    て突出することのないように形成されており、しかも、
    断面高さと中空ロッドのそれぞれの材料厚さが、有利に
    は、ほぼ１対４以下の比とされることを特徴とする、請
    求項８記載のロッド状人工補整具。
  12. 【請求項１２】 ロッドから２個のシェル半部から成る
    ことを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１
    項記載のロッド状人工補整具。
JP3327316A 1990-12-12 1991-12-11 ロッド状人工補整具 Pending JPH0698904A (ja)

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