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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-15
(45)【発行日】2023-09-26
(54)【発明の名称】回転式手術器具アセンブリ
(51)【国際特許分類】
   A61B 17/16 20060101AFI20230919BHJP
   A61B 17/56 20060101ALI20230919BHJP
【FI】
A61B17/16
A61B17/56
【請求項の数】 15
(21)【出願番号】P 2020519319
(86)(22)【出願日】2018-10-01
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-12-10
(86)【国際出願番号】 US2018053754
(87)【国際公開番号】W WO2019070580
(87)【国際公開日】2019-04-11
【審査請求日】2021-09-27
(31)【優先権主張番号】62/567,806
(32)【優先日】2017-10-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】516312682
【氏名又は名称】デピュイ・アイルランド・アンリミテッド・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】DEPUY IRELAND UNLIMITED COMPANY
【住所又は居所原語表記】Loughbeg Industrial Estate, Ringaskiddy, County Cork, Ireland
(74)【代理人】
【識別番号】100088605
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 公延
(74)【代理人】
【識別番号】100130384
【弁理士】
【氏名又は名称】大島 孝文
(72)【発明者】
【氏名】カメロン・ロッド・ジー・ジュニア
(72)【発明者】
【氏名】クネオ・ジョン
(72)【発明者】
【氏名】マカレクサンダー・チャド
(72)【発明者】
【氏名】サハ・プラセンジット
【審査官】山口 賢一
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2008/0161813(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2017/0164955(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2006/0025774(US,A1)
【文献】特表平03-503252(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2014/0271005(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2011/0202060(US,A1)
【文献】特表2005-522244(JP,A)
【文献】特表2009-531183(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61B 17/16
A61B 17/56
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドライバに取り付け可能な回転式外科用アセンブリであって、前記回転式外科用アセンブリは、
複数の切削歯と、
中空ドームであって、
極軸を有する極と、
前記複数の切削歯の少なくとも一部が設けられている切削面であって、前記極軸を中心とする実質的に平坦な平面と、前記実質的に平坦な平面から外向きに前記実質的に平坦な平面と一体的に広がる湾曲面とを含み、前記実質的に平坦な平面が、前記実質的に平坦な平面を通って延在する開口部を有する、切削面と、を含む中空ドームと、
前記ドライバに接続するための近位端と、平板状のスピンドル取り付け要素を含む遠位端と、を有するスピンドルであって、前記スピンドル取り付け要素の遠位表面が、前記切削面の前記実質的に平坦な平面の下にある前記中空ドームの内部表面に固定されており、前記スピンドル取り付け要素が、前記複数の切削歯のうちの1つを形成するために前記開口部を通って遠位に延在する切削歯を含む、スピンドルと、を備える、回転式外科用アセンブリ。
【請求項2】
前記切削面の前記実質的に平坦な平面の面法線が、前記極軸に実質的に平行である、請求項1に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項3】
前記切削面の前記実質的に平坦な平面が実質的に円形である、請求項2に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項4】
前記スピンドル取り付け要素が、ろう付け、はんだ付け、又は溶接された接合部によって前記中空ドームの前記内部表面に固定されている、請求項1に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項5】
前記スピンドル取り付け要素上の前記切削歯が、前記スピンドル取り付け要素の前記遠位表面上に配置された、前記遠位表面から遠位側に突出した台座上に設けられている、請求項1に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項6】
前記中空ドームの前記切削面の前記実質的に平坦な平面を通って延在する前記開口部が、細長いスロットであり、前記台座が、前記スロット内に滑り嵌めを形成するように成形されている、請求項5に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項7】
前記スピンドル取り付け要素上の前記切削歯が、前記切削面の前記実質的に平坦な平面と前記湾曲面との境界に向かって、前記極軸の位置又は前記極軸の近くの位置から外向きに延在する、請求項3に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項8】
前記切削歯が、湾曲した切削エッジを有
前記湾曲した切削エッジが、第1の曲率半径を有する第1の切削領域と、第2の曲率半径を有する第2の切削領域と、を含む、請求項7に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項9】
前記第1の曲率半径が、前記第2の曲率半径より小さい、請求項に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項10】
前記第2の切削領域が、前記切削面の前記実質的に平坦な平面と前記湾曲面との前記境界に向かって、前記極軸の位置又は前記極軸の近くの位置から外向きに延在し、前記第1の切削領域が、前記切削面の前記実質的に平坦な平面と前記湾曲面との前記境界に向かって前記第2の切削領域から外向きに延在する、請求項に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項11】
前記第1の切削領域が、約18mm~約22mmの曲率半径を有し、前記第2の切削領域が、約24mm~約28mmの曲率半径を有する、請求項に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項12】
前記第1の切削領域が、約19mm~約21mmの曲率半径を有し、前記第2の切削領域が、約25mm~約27mmの曲率半径を有する、請求項11に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項13】
前記第1の切削領域が、約20mmの曲率半径を有し、前記第2の切削領域が、約26mmの曲率半径を有する、請求項12に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項14】
前記回転式外科用アセンブリが、寛骨臼グレータなどのグレータである、請求項1に記載の回転式外科用アセンブリ。
【請求項15】
請求項1に記載の前記回転式外科用アセンブリと、ドライバと、を備えるキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して整形外科用手術器具に関し、より詳細には関節形成術に使用される寛骨臼グレータなどの回転式整形外科用手術器具に関する。
【背景技術】
【0002】
関節形成術は、病変した生体関節及び/又は損傷した生体関節を人工関節に置換する、周知の外科的処置である。例えば、股関節形成術手術では、人工股関節が患者の生体股関節を置換する。典型的な人工股関節は、寛骨臼整形外科用プロテーゼ及び/又は大腿骨頭部整形外科用プロテーゼを含む。典型的な寛骨臼整形外科用プロテーゼは、患者の生体寛骨臼に固定される寛骨臼カップと、関連するポリマー軸受又はリングとを含む。
【0003】
生体関節と寛骨臼整形外科用プロテーゼとの置換を容易にするため、整形外科医は、リーマ、ドリルガイド、ドリル、及び/又は他の手術器具などの様々な整形外科用手術器具を使用する。
【0004】
寛骨臼グレータを使用して寛骨臼カップを受容するための寛骨臼を準備する。従来、グレータとリムーバブルドライバとの間の接続インターフェースは、クロスバック又はボウタイ設計によって提供されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
それに関連する製造コストが低減され、サイズ範囲の全てにわたって改善された切削効率及び耐久性を提供する接続インターフェースが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、ドライバに取り付け可能な回転式外科用アセンブリが存在し、このアセンブリは、
複数の切削歯と、
中空ドームであって、
極軸を有する極と、
当該複数の切削歯の少なくとも一部が設けられている切削面であって、当該切削面が、湾曲部と、極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、実質的に平坦な部分が、それを通って延在する開口部を有する、切削面と、を含む中空ドームと、
ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端とを有するスピンドルであって、スピンドル取り付け要素の一部が、切削面の実質的に平坦な部分の下にあるドームの内部表面に固定されており、当該スピンドル取り付け要素が、複数の切削歯のうちの1つを形成するために、切削面の実質的に平坦な部分を通って延在する開口部を通って遠位に延在する切削歯を含む、スピンドルと、を備える。
【0007】
アセンブリのいくつかの構成では、スピンドルはモノリシックである。これは、例えば、金属射出成形又は三次元印刷を使用してスピンドルを製造することによって達成され得る。いくつかの構成では、切削歯はスピンドル取り付け要素に取り付け可能であってもよい。
【0008】
いくつかの構成では、切削面の実質的に平坦な部分の面法線は、極軸に実質的に平行である。切削面の実質的に平坦な表面は、実質的に円形であり、極軸を中心とすることができる。
【0009】
いくつかの構成では、スピンドル取り付け要素は、ろう付け、はんだ付け、又は溶接された接合部によってドームの内部表面に固定される。スピンドル取り付け要素は、切削歯が設けられる実質的に平坦な遠位に面する表面を有する遠位に配置されたプラットフォームを備えてもよい。プラットフォームは、ろう付け、はんだ付け、又は溶接された接合部の形成のための拡大された表面積を提供する。これにより、スピンドルがドームにしっかりと接続されることを確実にする。スピンドル取り付け要素のプラットフォームの実質的に平坦な遠位面は、ろう付け、はんだ付け、又は溶接された接合部によって、切削面の実質的に平坦な表面に固定されてもよい。
【0010】
ドームの切削面の実質的に平坦な部分を通って延在する開口部は、いくつかの構成では、細長いスロットの形態をとる。切削歯は、プラットフォームの実質的に平坦な遠位に面する表面から遠位に延在する台座上に設けられてもよい。台座は、細長いスロット内に滑り嵌めを形成するように成形されてもよい。ろう付けされた、はんだ付けされた、又は溶接された接合部が、台座の外側表面と開口部の内側表面との間に形成されてもよい。これは、スピンドルとドームとの間の接続の強度を更に増大させる。
【0011】
台座は、プラットフォームの外側縁部に当接する内側表面を有するリップを含んでもよい。リップは、円形の実質的に平坦な表面の境界の曲率に従う曲率半径を有し、これは約6mm~約9mm、より好ましくは約7.5mmであり得る。
【0012】
スピンドル上の切削歯は、極性切削歯を形成する。歯は、寛骨臼グレータのドームが極軸を中心に回転されるときに、極の周りで寛骨臼を切削させる切削エッジを有する。いくつかの構成では、極性切削歯は、切削面の実質的に円形かつ実質的に平坦な部分の境界に向かって、極軸の位置又はその近くの位置から外向きに延在する。切削歯は、スピンドルが任意の直径のグレータに固定されるとき、(他の切削歯と組み合わせて)極性切削歯が、切削輪郭において、グレータサイズの全範囲にわたって最小限のずれ(すなわち、オーバーリーミング又はアンダーリーミング)で最適な切削面を形成するように設計される。
【0013】
切削輪郭におけるずれの可能性を更に低減するために、いくつかの構成では、第1の切削エッジジオメトリを有する極性切削歯の設計を有する第1スピンドルがドームの第1サブセットに取り付けられ、第2の切削エッジジオメトリを有する極性切削歯の設計を有する第2スピンドルがドームの第2サブセットに取り付けられることが想定される。
【0014】
いくつかの構成では、第1スピンドル上の極性歯の切削エッジは、第2スピンドル上の極性歯の切削エッジの曲率半径とは異なる曲率半径を含んでもよい。
【0015】
例えば、ドームの第1サブセットは、「a」と「b」との間の範囲の直径をそれぞれ有する複数のドームを含んでもよく、ドームの第2サブセットは、「c」と「d」との間の範囲の直径をそれぞれ有するドームを含んでもよく、この範囲「a~b」内のドームの直径は、範囲「c~d」内のドームの直径よりも小さい。
【0016】
いくつかの構成では、第1の切削エッジジオメトリを有する極性切削歯の設計を有する第1スピンドルは、ドームの第1サブセットに取り付けられ、第2の切削エッジジオメトリを有する極性切削歯の設計を有する第2スピンドルは、ドームの第2サブセットに取り付けられ、第1スピンドル及び第2スピンドルの切削エッジジオメトリとは異なる切削エッジジオメトリを有する極性切削歯の設計を有する少なくとも1つの更なるスピンドルが、ドームの少なくとも1つの更なるサブセットに取り付けられ、ドームの少なくとも1つの更なるサブセットは、範囲a~b及びc~dよりも大きい又は小さい直径を有するドームを含む。
【0017】
例えば、第1のサブセットは、それぞれが36mm~43mmの範囲のドーム直径を有するドームを含み、第2のサブセットは、それぞれが44mm~55mmの範囲のドーム直径を有するドームを含み、第3のサブセットは、それぞれが56mm~66mmの範囲のドーム直径を有するドームを含むことが想定される。
【0018】
いくつかの構成では、スピンドル取り付け要素上の切削歯は、ドームの湾曲面の曲率の少なくとも一部に従う湾曲した切削エッジを有する。湾曲した切削エッジは、約21mm~約25mm、好ましくは約23mmの曲率半径を有し得る。
【0019】
本発明者らは、切削エッジに沿って二重の曲率半径を有する切削歯が、スピンドルが異なるサイズの寛骨臼グレータに取り付けられるときに、切削輪郭のずれを低減することを認識した。したがって、いくつかの構成では、湾曲した切削エッジは、第1の曲率半径を有する第1の切削領域と、第2の曲率半径を有する第2の切削領域とを備える。第1の曲率半径は、第2の曲率半径より小さくてもよい。第2の切削領域は、切削面の実質的に円形かつ実質的に平坦な部分の境界に向かって、極軸の位置又はその近くの位置から外向きに延在してもよく、第1の切削領域は、切削面の実質的に円形かつ実質的に平坦な部分の境界に向かって第2の切削領域から外向きに延在する。第1の切削領域は、約18mm~約22mmの曲率半径を有してもよく、第2の切削領域は、約24mm~約28mmの曲率半径を有してもよい。いくつかの好ましい構成では、第1の切削領域は、約19mm~約21mmの曲率半径を有し、第2の切削領域は約25mm~約27mmの曲率半径を有する。いくつかの更により好ましい構成では、第1の切削領域は約20mmの曲率半径を有し、第2の切削領域は約26.5mmの曲率半径を有する。
【0020】
本発明の第2の態様によれば、本明細書に記載される回転式外科用アセンブリは、寛骨臼グレータなどのグレータである。
【0021】
本発明の第3の態様によれば、本明細書に記載される回転式外科用アセンブリとドライバとを備えるキットが提供される。
【0022】
本発明の第4の態様によれば、
第1の回転式外科用アセンブリであって、
複数の切削歯と、
第1の直径を有する中空ドームであって
極軸を有する極と、
当該複数の切削歯の少なくとも一部が設けられている切削面であって、当該切削面が、湾曲部と、極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、実質的に平坦な部分が、それを通って延在する開口部を有する、切削面と、を含む中空ドームと、
ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端とを有するスピンドルであって、スピンドル取り付け要素の一部が、切削面の実質的に平坦な部分の下にあるドームの内部表面に固定されており、当該スピンドル取り付け要素が、当該複数の切削歯のうちの1つを形成するために、切削面の実質的に平坦な部分の開口部を通って遠位に延在する切削歯を含む、スピンドルと、を含む、第1の回転式外科用アセンブリと、
第2の回転式外科用アセンブリであって、
複数の切削歯と、
第1の直径より大きい又は小さい第2の直径を有する中空ドームであって、
極軸を有する極と、
当該複数の切削歯の少なくとも一部が設けられている切削面であって、当該切削面が、湾曲部と、極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、実質的に平坦な部分が、それを通って延在する開口部を有する、切削面と、を含む中空ドームと、
ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端とを有するスピンドルであって、スピンドル取り付け要素の一部が、切削面の実質的に平坦な部分の下にあるドームの内部表面に固定されており、当該スピンドル取り付け要素が、当該複数の切削歯のうちの1つを形成するために、切削面の実質的に平坦な部分の開口部を通って遠位に延在する切削歯を含む、スピンドルと、を含む、第2の回転式外科用アセンブリと、を備え、
第1の回転式外科用アセンブリ内のドームに接続されたスピンドルは、第2の回転式外科用アセンブリ内のドームに接続されたスピンドルと同じサイズ及び形状である、キットが提供される。
【0023】
第1及び第2の回転式外科用アセンブリのそれぞれは、例えば寛骨臼グレータなどのグレータであってもよい。
【0024】
本発明のまた更なる態様によれば、本明細書に記載される回転式外科用アセンブリを製造する方法が提供され、その方法は、
(i)極軸を有する極と、複数の切削歯が設けられる切削面とを備える中空ドームを形成する工程であって、当該切削面が、湾曲面と、極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、実質的に平坦な部分が、それを通って延在する開口部を有する、工程と、
(ii)ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端とを有するスピンドルを形成する工程であって、スピンドル取り付け要素の一部が、切削面の実質的に平坦な部分の下にあるドームの内部表面に固定可能であり、当該スピンドル取り付け要素が切削歯を備える、工程と、
(iii)スピンドル取り付け要素上の切削歯が、ドームの切削面の実質的に平坦な部分内の開口部を通って延在するように、スピンドルを中空ドームに接続する工程と、を含む。
【0025】
所望により、スピンドルを中空ドームに接続する工程は、スピンドル取り付け要素の表面をドームの内部表面にろう付け、溶接、又ははんだ付けする工程を含む。
【0026】
所望により、切削歯を有する中空ドームを形成する工程は、化学エッチングを素材に適用して、複数の切削歯を形成する工程を含む。この工程はまた、複数の切削歯のそれぞれの湾曲した切削エッジの下にスロットを形成することを含んでもよい。このスロットは、ドームの中空内部表面内で収集するために、骨片/骨粉を切削面から除去するのを容易にする。
【0027】
中空ドームを形成する工程は、ドームを素材からハイドロフォーミングすることを含んでもよい。
【0028】
中空ドームを形成する工程はまた、化学エッチングをハイドロフォーミングされたドームに適用する工程を含んでもよい。この工程は、各切削歯の切削エッジを鋭利にする。
【0029】
スピンドルを形成する工程は、
少なくとも1種の金属又は金属合金の粉末を含む混合物を使用することと、
金属射出成形プロセスを使用して混合物からスピンドルを形成することと、を含んでもよい。
【0030】
スピンドルを形成する工程は、三次元印刷の方法を含んでもよい。
【0031】
スピンドルを形成する工程は、ストックから機械加工する方法を含んでもよい。
【0032】
本発明のまた更なる態様によれば、本明細書に記載される回転式外科用アセンブリの使用方法が提供され、その方法は、
回転式外科用アセンブリのスピンドルの近位端をドライバに連結することと、
回転式外科用アセンブリを患者の手術部位に配置することと、
回転式外科用アセンブリを使用して、手術部位から組織を除去することと、を含む。
【0033】
本発明のまた更なる態様によれば、関節置換のための患者の関節を準備する方法であって、
本明細書に記載されるように、回転式外科用アセンブリのスピンドルの近位端をドライバに連結することと、
回転式外科用アセンブリを使用して、関節から組織を除去することと、を含む方法が提供される。
【0034】
回転式外科用アセンブリは、寛骨臼から組織を除去する寛骨臼グレータであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
寛骨臼グレータとして具体化された回転式外科用アセンブリの構成を、あくまで実例として、添付図面を参照しながら以下に説明する。図中、同様の参照符合は同様の要素に関する。
図1】寛骨臼グレータのドームに接続するためのスピンドルの第1の構成の側面図を示す。
図2】寛骨臼グレータのドームに接続するためのスピンドルの第2の構成の側面図を示す。
図3】ドームに固定されたスピンドルの第1の構成を有する本発明の寛骨臼グレータの底面図を示す。
図4図3の寛骨臼グレータの側面図を示す。
図5図4の寛骨臼グレータの上面図である。
図6】ドームに固定されたスピンドルの第2の構成を有する本発明の寛骨臼グレータの底面図を示す。
図7a】極における単一のラジアス切削エッジで得られた切削輪郭のずれを示す。
図7b】エッジにおける単一のラジアス切削エッジで得られた切削輪郭のずれを示す。
図8a】極における二重ラジアス切削エッジで得られた切削輪郭のずれを示す。
図8b】エッジにおける二重ラジアス切削エッジで得られた切削輪郭のずれを示す。
【発明を実施するための形態】
【0036】
図1は、寛骨臼グレータのドーム200に接続するためのスピンドル10の第1の構成の側面図を示す。
【0037】
スピンドル10は、近位端12と、遠位端14と、を有する。近位端12は、ドライバに接続するように構成されている。スピンドルの遠位端14は、プラットフォーム16の形態のスピンドル取り付け要素を含む。プラットフォーム16の遠位表面18の少なくとも一部は、実質的に平坦である。この表面は、ろう付けされた接合部によって寛骨臼グレータ(図示せず)のドームの内部表面に固定される。
【0038】
台座20は、プラットフォーム16の遠位面18上に一体的に形成されるか、又は取り付けられる。図4に示すように、台座は、寛骨臼グレータ200のドームの切削面の実質的に円形で実質的に平坦な表面212内の細長いスロット210内に滑り嵌めの関係で受容されるように構成されている。台座は、約6mm~9mm、より好ましくは約7.5mmの半径(r)を有する。
【0039】
切削歯22は、台座の遠位表面24上に一体的に形成されるか、又はその上に取り付けられる。切削歯は、約21mm~約25mm、より好ましくは約23mmの曲率の単一半径(r)を有する湾曲した切削エッジ26を有する。
【0040】
図2は、寛骨臼グレータのドーム200に接続するためのスピンドル100の第2の構成の側面図を示す。
【0041】
スピンドル100は、近位端112と、遠位端114と、を有する。近位端112は、ドライバに接続するように構成されている。スピンドルの遠位端114は、プラットフォーム116の形態のスピンドル取り付け要素を含む。プラットフォーム116の遠位の実質的に平坦な表面118の少なくとも一部は、ろう付けされた接合部によって寛骨臼グレータ(図示せず)のドームの内部表面に固定される。
【0042】
台座120は、プラットフォーム16の遠位面118上に一体的に形成されるか、又は取り付けられる。図4に示すように、台座は、寛骨臼グレータ200のドームの切削面の円形で実質的に平坦な表面212内の細長いスロット210内に滑り嵌めの関係で受容されるように構成されている。台座は、約6mm~9mm、より好ましくは約7.5mmの半径(r)を有する。
【0043】
極性切削歯122は、台座の遠位表面124上に一体的に形成されるか、又はその上に取り付けられる。切削歯は、二重曲率半径を有する湾曲した切削エッジ126を有する。第1の切削領域128は第1の曲率半径を有し、第2の切削領域130は第2の曲率半径を有する。第1の曲率半径(r)は、第2の曲率半径(r)より小さい。スピンドルが寛骨臼グレータのドームに取り付けられると、第1の切削領域128は、極軸(X)における位置、又はその付近から、円形の実質的に平坦な表面212の境界に向かって外向きに延在し、第2の切削領域は、第1の切削領域から実質的に円形の実質的に平坦な表面の境界に向かって外向きに延在する。第1切削領域128は、約18mm~約22mm、より好ましくは約20mmの曲率半径(r)を有する。第2の切削領域130は、約24mm~約28mm、より好ましくは約26.5mmの曲率半径(r)を有する。
【0044】
図3図5は、寛骨臼グレータの中空ドーム200に接続されたスピンドル10の第1の構成の側面図、上面図、及び底面図をそれぞれ示す。スピンドル110の第2の構成と寛骨臼グレータの中空ドームとの接続によって形成されるアセンブリは、本明細書に示されるアセンブリと同様である。
【0045】
ドーム200は、曲面214と、切削面212の実質的に円形かつ実質的に平坦な部分と、を含む切削面を含む。この実質的に円形かつ実質的に平坦な表面は、極軸(X)を中心とする。細長いスロット210は、この表面内に設けられる。表面212及び214は、複数の切削歯216を備えている。各切削歯216に隣接しているのは、骨粉及び破片が切削面から離れて移動され、中空ドーム内に収集されることを可能にするスロット217である。
【0046】
従来の寛骨臼グレータは、リングジオメトリを有するか、又は装置の剛性を高めるためのクロスバーを含む。本明細書に記載される回転式外科用装置内のこれらの機構を取り除くことにより、機械的強度の低下、したがって変形の可能性の増加を補償するために、代替的な強化機構がドームに組み込まれることが想定される。これらの強化機構は、例えば、ドームの少なくとも一部における材料の厚さの増加、又はドームの周縁部の周囲に設けられた材料の追加部分の形態をとることができる。
【0047】
スピンドル10がドーム200の実質的に円形の実質的に平坦な表面212の内部表面に固定されるとき、スピンドル取り付け要素の台座20は、細長いスロット210と滑り嵌めの関係にある。ろう付けされた接合部は、台座20と細長いスロット210との間に形成されてもよい。図4に示すように、切削歯22は、細長いスロットを通って延在して、極性歯22を形成する。
【0048】
図5及び図6に示されるように、スピンドル10のプラットフォーム16は、スピンドルが寛骨臼グレータのドーム200に接続されるとき、スピンドル取り付け要素のプラットフォームが各切削歯216に関連するスロット217を妨害しないように設計されている。
【0049】
最適には、極性切削歯の設計は、ドームの全ての利用可能な直径にわたって同じ設計を使用することができるようなものである。
【0050】
単一の曲率半径を有し、サイズ46のグレータで使用するために最適化された切削エッジを有する極性切削歯22の単一設計が、サイズ範囲全体(サイズ36~66)にわたって使用された場合、切削歯216の切削エッジと極性切削歯22の切削エッジとの間に切削輪郭のずれが生じたことが見出された。
【0051】
切削歯216によって生成された切削輪郭(想定される真のリーマ処理の輪郭)に対して、ずれを測定した。
【0052】
ずれは、(a)ドームの極に隣接する極性切削歯の第1の端部、及び(b)極性切削歯の切削エッジの反対側の第2の端部、の2箇所の位置で測定された。任意の中間位置で生じるずれは、この境界内にあると想定された。ずれをミリメートル(mm)で測定した。
【0053】
図7は、(a)極及び(b)切削エッジの反対側の半径方向の端部において、単一のラジアス切削エッジで得られた、想定される真のリーマ処理の輪郭からの切削輪郭のずれを示す。
【0054】
図示のように、切削輪郭のずれは、+0.3mm~-0.15mmの範囲であった。正(+ve)値は、過剰なリーミングを表す。負の値(-ve)は、極におけるアンダーカットを表す。
【0055】
仮定された真のリーマ処理の輪郭からの切削輪郭のずれは、極性切削歯22の切削エッジが二重曲率半径を有するときに低減することが観察された。図8a及び図8bに示されるように、ずれは+0.14mm~-0.12mmの範囲であった。
【0056】
本発明の特定の構成を説明したが、特許請求される発明の範囲内で多くの変更/追加及び/又は置換を行ってもよいことが認識される。
【0057】
〔実施の態様〕
(1) ドライバに取り付け可能な回転式外科用アセンブリであって、前記アセンブリは、
複数の切削歯と、
中空ドームであって、
極軸を有する極と、
前記複数の切削歯の少なくとも一部が設けられている切削面であって、前記切削面が、湾曲部と、前記極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、前記実質的に平坦な部分が、前記実質的に平坦な部分を通って延在する開口部を有する、切削面と、を含む中空ドームと、
前記ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端と、を有するスピンドルであって、前記スピンドル取り付け要素の一部が、前記切削面の前記実質的に平坦な部分の下にある前記ドームの内部表面に固定されており、前記スピンドル取り付け要素が、前記複数の切削歯のうちの1つを形成するために、前記切削面の前記実質的に平坦な部分の前記開口部を通って遠位に延在する切削歯を含む、スピンドルと、を備える、回転式外科用アセンブリ。
(2) 前記切削面の前記実質的に平坦な部分の面法線が、前記極軸に実質的に平行である、実施態様1に記載の回転式外科用アセンブリ。
(3) 前記切削面の前記実質的に平坦な部分が実質的に円形であり、前記極軸を中心とする、実施態様2に記載の回転式外科用アセンブリ。
(4) 前記スピンドル取り付け要素が、ろう付け、はんだ付け、又は溶接された接合部によって前記ドームの前記内部表面に固定されている、実施態様1に記載の回転式外科用アセンブリ。
(5) 前記スピンドル取り付け要素は、前記切削歯が設けられる実質的に平坦な遠位方向に面する表面を有する遠位に配置されたプラットフォームを含む、実施態様1に記載の回転式外科用アセンブリ。
【0058】
(6) 前記ドームの前記切削面の前記実質的に平坦な部分を通って延在する前記開口部が、細長いスロットであり、前記切削歯が、前記プラットフォームの前記遠位に面する表面から遠位に延在する台座上に設けられ、前記台座が、前記スロット内に滑り嵌めを形成するように成形されている、実施態様5に記載の回転式外科用アセンブリ。
(7) 前記スピンドル取り付け要素上の前記切削歯が、前記切削面の前記実質的に円形で実質的に平坦な部分の境界に向かって、前記極軸の位置又は前記極軸の近くの位置から外向きに延在する、実施態様3に記載の回転式外科用アセンブリ。
(8) 前記切削歯が、前記ドームの前記湾曲面の曲率の少なくとも一部に従う湾曲した切削エッジを有する、実施態様7に記載の回転式外科用アセンブリ。
(9) 前記湾曲した切削エッジが、約21mm~約25mmの曲率半径を有する、実施態様8に記載の回転式外科用アセンブリ。
(10) 前記湾曲した切削エッジが、約23mmの曲率半径を有する、実施態様9に記載の回転式外科用アセンブリ。
【0059】
(11) 前記湾曲した切削エッジが、第1の曲率半径を有する第1の切削領域と、第2の曲率半径を有する第2の切削領域と、を含む、実施態様8に記載の回転式外科用アセンブリ。
(12) 前記第1の曲率半径が、前記第2の曲率半径より小さい、実施態様11に記載の回転式外科用アセンブリ。
(13) 前記第2の切削領域が、前記切削面の前記実質的に円形で実質的に平坦な部分の前記境界に向かって、前記極軸の位置又は前記極軸の近くの位置から外向きに延在し、前記第1の切削領域が、前記切削面の前記実質的に円形で実質的に平坦な部分の前記境界に向かって前記第2の切削領域から外向きに延在する、実施態様11に記載の回転式外科用アセンブリ。
(14) 前記第1の切削領域が、約18mm~約22mmの曲率半径を有し、前記第2の切削領域が、約24mm~約28mmの曲率半径を有する、実施態様11に記載の回転式外科用アセンブリ。
(15) 前記第1の切削領域が、約19mm~約21mmの曲率半径を有し、前記第2の切削領域が、約25mm~約27mmの曲率半径を有する、実施態様14に記載の回転式外科用アセンブリ。
【0060】
(16) 前記第1の切削領域が、約20mmの曲率半径を有し、前記第2の切削領域が、約26mmの曲率半径を有する、実施態様15に記載の回転式外科用アセンブリ。
(17) 前記台座が、前記プラットフォームの外縁に当接する内部表面を有するリップを含む、実施態様6に記載の回転式外科用アセンブリ。
(18) 前記リップが、前記切削面の前記実質的に円形で実質的に平坦な部分の前記境界の曲率に従う曲率半径を有する、実施態様17に記載の回転式外科用アセンブリ。
(19) 前記リップの前記曲率半径が、約6mm~約9mmである、実施態様18に記載の回転式外科用アセンブリ。
(20) 前記リップの前記曲率半径が、約7.5mmである、実施態様18に記載の回転式外科用アセンブリ。
【0061】
(21) 前記回転式外科用アセンブリが、寛骨臼グレータなどのグレータである、実施態様1に記載の回転式外科用アセンブリ。
(22) 実施態様1に記載の前記回転式外科用アセンブリと、ドライバと、を備えるキット。
(23) キットであって、
第1の回転式外科用アセンブリであって、
複数の切削歯と、
第1の直径を有する中空ドームであって、
極軸を有する極と、
前記複数の切削歯の少なくとも一部が設けられている切削面であって、前記切削面が、湾曲部と、前記極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、前記実質的に平坦な部分が、前記実質的に平坦な部分を通って延在する開口部を有する、切削面と、を含む中空ドームと、
前記ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端と、を有するスピンドルであって、前記スピンドル取り付け要素の一部が、前記切削面の前記実質的に平坦な部分の下にある前記ドームの内部表面に固定されており、前記スピンドル取り付け要素が、前記複数の切削歯のうちの1つを形成するために、前記切削面の前記実質的に平坦な部分の前記開口部を通って遠位に延在する切削歯を含む、スピンドルと、を含む、第1の回転式外科用アセンブリと、
第2の回転式外科用アセンブリであって、
複数の切削歯と、
前記第1の直径より大きい又は小さい第2の直径を有する中空ドームであって、
極軸を有する極と、
前記複数の切削歯の少なくとも一部が設けられている切削面であって、前記切削面が、湾曲部と、前記極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、前記実質的に平坦な部分が、前記実質的に平坦な部分を通って延在する開口部を有する、切削面と、を含む中空ドームと、
前記ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端と、を有するスピンドルであって、前記スピンドル取り付け要素の一部が、前記切削面の前記実質的に平坦な部分の下にある前記ドームの内部表面に固定されており、前記スピンドル取り付け要素が、前記複数の切削歯のうちの1つを形成するために、前記切削面の前記実質的に平坦な部分の前記開口部を通って遠位に延在する切削歯を含む、スピンドルと、を含む、第2の回転式外科用アセンブリと、を備え、
前記第1の回転式外科用アセンブリ内の前記ドームに接続された前記スピンドルは、前記第2の回転式外科用アセンブリ内の前記ドームに接続された前記スピンドルと同じサイズ及び形状である、キット。
(24) 前記第1及び第2の回転式外科用アセンブリのそれぞれが寛骨臼グレータである、実施態様23に記載のキット。
(25) 実施態様1に記載の回転式外科用アセンブリを製造する方法であって、
(i)極軸を有する極と、複数の切削歯が設けられる切削面とを備える中空ドームを形成する工程であって、前記切削面が、湾曲面と、前記極の近位の実質的に平坦な部分とを含み、前記実質的に平坦な部分が、前記実質的に平坦な部分を通って延在する開口部を有する、工程と、
(ii)前記ドライバに接続するための近位端と、スピンドル取り付け要素を含む遠位端と、を有するスピンドルを形成する工程であって、前記スピンドル取り付け要素の一部が、前記切削面の前記実質的に平坦な部分の下にある前記ドームの内部表面に固定可能であり、前記スピンドル取り付け要素が切削歯を含む、工程と、
(iii)前記スピンドル取り付け要素上の前記切削歯が、前記ドームの前記切削面の前記実質的に平坦な部分内の前記開口部を通って延在するように、前記スピンドルを前記中空ドームに接続する工程と、を含む方法。
【0062】
(26) 前記スピンドルを前記中空ドームに接続する前記工程が、前記スピンドル取り付け要素の表面を前記ドームの前記内部表面にろう付け、溶接、又ははんだ付けする工程を含む、実施態様25に記載の方法。
(27) 前記中空ドームを形成する前記工程が、化学エッチングを素材に適用して、前記複数の切削歯を形成することを含む、実施態様25に記載の方法。
(28) 前記中空ドームを化学的にエッチングすることが、前記複数の切削歯のそれぞれの前記湾曲した切削エッジの下にスロットを形成することを含み得る、実施態様27に記載の方法。
(29) 前記中空ドームを形成する前記工程が、前記ドームを素材からハイドロフォーミングすることを含む、実施態様27に記載の方法。
(30) 前記スピンドルを形成する前記工程が、
少なくとも1種の金属又は金属合金の粉末を含む混合物を使用することと、
金属射出成形プロセスを使用して前記混合物から前記スピンドルを形成することと、を含む、実施態様25に記載の方法。
【0063】
(31) 実施態様1に記載の回転式外科用アセンブリの使用方法であって、
前記回転式外科用アセンブリの前記スピンドルの前記近位端をドライバに連結することと、
前記回転式外科用アセンブリを患者の手術部位に配置することと、
前記回転式外科用アセンブリを使用して、前記手術部位から組織を除去することと、を含む、方法。
(32) 関節置換のために患者の関節を準備する方法であって、
実施態様1に記載の前記回転式外科用アセンブリの前記スピンドルの前記近位端をドライバに結合することと、
前記回転式外科用アセンブリを使用して、前記関節から組織を除去することと、を含む、方法。
(33) 前記関節が、寛骨臼である、実施態様32に記載の方法。
(34) 前記回転式外科用アセンブリが寛骨臼グレータである、実施態様33に記載の方法。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7a
図7b
図8a
図8b