(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿顆と対応する脛骨プラトーとの間の膝関節に移植される人工単顆膝関節であって、当該人工関節が：
対向する大腿骨面と脛骨面とを有する概ね楕円形の本体であって、前端部と後端部とを有する本体と；
前後配置で前記脛骨面に設けられ、前端部と後端部とを有して前端部から後端部に軸に沿って延在するキールと；
を具えており、
当該キールは、前端部から後端部へ斜め後方に延在し、前記キールの後端部が、前記軸に沿って前記脛骨面に接触する近位後方部分と、前記脛骨面から離れた丸い遠位後方部分と、を有しており、
前記遠位後方部分が、キール後端部の近位後方部分と比べて、前記本体後端部に向かってさらに前記軸に沿って延在することを特徴とする人工関節。
【請求項２】
請求項１に記載の人工関節において、キールの遠位端部がキールの近位端部より長いことを特徴とする人工関節。
【請求項３】
請求項１に記載の人工関節において、前記キール前端部は、キール前端部の遠位前方部分と比べて、前記本体前端部に向かってさらに延在している近位前方部分を含むことを特徴とする人工関節。
【請求項４】
請求項３に記載の人工関節において、前記キール前端部の遠位前方部分が丸いことを特徴とする人工関節。
【請求項５】
請求項３に記載の人工関節において、前記キール前端部の遠位前方部分が面取りされていることを特徴とする人工関節。
【請求項６】
請求項１に記載の人工関節において、前記キール後端部が前記キール後端部で鈍角を形成するカギ状であることを特徴とする人工関節。
【請求項７】
請求項１に記載の人工関節において、前記キール前端部は、前記キール後端部と比べて、遠位に長く延在していることを特徴とする人工関節。
【請求項８】
請求項１に記載の人工関節において、前記キール後端部は、前記キール前端部と比べて、遠位に長く延在していることを特徴とする人工関節。
【請求項９】
請求項１に記載の人工関節において、キールの近位端部がキールの遠位端部より幅広くなるよう前記キールは、テーパしていることを特徴とする人工関節。
【請求項１０】
請求項１に記載の人工関節がさらに、前記脛骨面と前記大腿面の少なくとも一面に設けられる表面形成コンポーネントを具えることを特徴とする人工関節。
【請求項１１】
請求項１に記載の人工関節がさらに、概ね内外配向（medial-lateral orientation)を有するクロスキールを具えることを特徴とする人工関節。
【請求項１２】
請求項１１に記載の人工関節において、前記キールは、前記クロスキールと比べて、遠位に長く延在していることを特徴とする人工関節。
【請求項１３】
請求項１１に記載の人工関節において、前記クロスキールが前記キールと概ね同じ遠位深さに延在していることを特徴とする人工関節。
【請求項１４】
請求項１１に記載の人工関節において、前記クロスキールの遠位部分は、クロスキールの近位部分と比べて、前記本体後端部に向かってより遠くに延在していることを特徴とする人工関節。
【請求項１５】
請求項１１に記載の人工関節において、前記クロスキールが前記脛骨面から遠位に、概ね直交して延在していることを特徴とする人工関節。
【請求項１６】
請求項１１に記載の人工関節において、前記クロスキールが前記キール前端部に沿って遠位に延在していることを特徴とする人工関節。
【請求項１７】
請求項１に記載の人工関節であって、前記キールがさらに、そこから突出して概ね内外配向を有する少なくとも一の突起部材を具え、前記突起部材は、当該突起部材の近位部分と比べて、前記本体前端部に向かってより遠くに延在している遠位部分を有することを特徴とする人工関節。
【請求項１８】
請求項１７に記載の人工関節において、前記少なくとも一の突起部材は、キールに近い端部が前記キールから離れた端部と比べて広くなるようテーパしていることを特徴とする人工関節。
【請求項１９】
請求項１に記載の人工関節がさらに、前記本体後端部から遠位に延在しているタブを具えることを特徴とする人工関節。
【請求項２０】
請求項１に記載の人工関節において、前記キールが概ね内外方向に拡張可能な部分を含むことを特徴とする人工関節。
【請求項２１】
請求項２０に記載の人工関節において、前記拡張可能な部分が前記キール前端部に隣接して設けられていることを特徴とする人工関節。
【請求項２２】
請求項１に記載の人工関節において、前記本体が留め具を受けるよう配置されていることを特徴とする人工関節。
【請求項２３】
請求項１に記載の人工関節において、前記キールが変形可能な材料から構成されていることを特徴とする人工関節。
【請求項２４】
請求項１に記載の人工関節において、前記人工関節がこれに付随する生物学的または薬学的活性材を含むことを特徴とする人工関節。
【請求項２５】
請求項２４に記載の人工関節において、前記生物学的または薬学的活性材が前記キールに付随する血管拡張剤であることを特徴とする人工関節。
【請求項２６】
請求項２４に記載の人工関節において、前記生物学的または薬学的活性剤が前記キールに付随する神経標的剤であることを特徴とする人工関節。
【請求項２７】
請求項１に記載の人工関節がさらに、前記本体から前記キールへの内部導管を具えることを特徴とする人工関節。
【請求項２８】
大腿顆と対応する脛骨プラトー間の膝関節に移植する人工単顆膝関節であって、当該人工関節が：
対向する大腿骨面と脛骨面とを有する概ね楕円形の本体であって、前端部と後端部とを有する本体と；
前後配置で前記脛骨面に設けられ、前端部と後端部とを有して前端部から後端部に軸に沿って延在するキールと；
を具えており、
当該キールの後端部が、前記軸に沿って前記脛骨面に接触する近位後方部分と、前記脛骨面から離れた丸い遠位後方部分と、を有しており、
前記遠位後方部分が、キール後端部の近位後方部分と比べて、前記本体後端部に向かってさらに前記軸に沿って延在し、
前記キール前端部が、キール前端部の遠位前方部分と比べて、前記本体前端部に向かってより前方に延在する近位前方部分を含むことを特徴とする人工関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は２００７年５月１５日出願の継続中の米国仮特許出願第６０／９３８，０１２号の利益を主張するものであり、これは参照により本書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は膝のような身体関節に外科手術で移植可能な人工関節に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在の膝関節形成は通常、関節炎にかかった関節面の置換を含み、金属やプラスチックコンポーネントを用いることが周知である。これらのコンポーネントは大抵、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）セメントマントルに埋め込まれ、手術中露出される骨の部位に粘着的および機械的に接着する。
【０００４】
通常露出した骨のこの部位は、既存の蝕まれた骨の表面の部位の２乃至３ｍｍ下にあり、移植部位の領域の軟骨下骨全体を取り除く必要がある。いずれのケースでも、残る関節面に取り付けられる脛骨プラトーの軟骨下（ＳＣ）骨は、人工膝関節全置換術（ＴＫＲ）および人工膝関節単顆置換術（ＵＫＲ）の双方の標準プラクティスとして除去される。
【０００５】
さらに一般的にＦＤＡガイドラインは、ポリエチレン（ＰＥ）が軸受面として用いられると、金属支持板の有無に関わらず、使用中のＰＥの破砕を防ぐのに少なくとも６ｍｍの厚さのＰＥを用いる必要があると指示している。ＰＥがこれらのインプラント設計の脛骨側に用いられると、概ね７ｍｍ以上、脛骨プラトーの骨を切除する必要がある。一般的な脛骨プラトーの軟骨下骨の厚さは概ね２乃至３ｍｍである。このように、一般的なＴＫＲまたはＵＫＲ移植は、脛骨プラトーに存在するＳＣ骨全体の切除を必要とし、海綿骨質を残すのみであった。
【０００６】
通常ＰＥは脛骨ベースプレートとして知られる金属受板に、締りばめ、または溶融注入により設置される。このベースプレートは脛骨の露出した海綿骨質上に、スクリュ、キール、ポスト、またはこれらの装置のいくつかまたはすべての組合せにより順に設置される。通常このスクリュとキールは瞬時に固定されるが、これらは通常ＰＭＭＡセメントの添加により高められる。穿孔されたキールやテーパされた鼓形のポストの場合、これらの突起が未硬化のセメントにセットされると、セメントがこれらの周りやこれらを通過して形成され、一旦硬化するとＰＭＭＡセメントと脛骨ベースプレートとの間には、ほとんど破壊不能な接着が生じる。セメントはまた海綿骨質のオープンセル状構造に浸透し、こうして骨と脛骨ベースプレートとの間には同種の接着が生じる。いくつかの独特なケースでは、金属の脛骨ベースプレートは用いられず、全ＰＥ設計は、粗いＰＥ面または成型ポストを利用するＰＭＭＡセメントを用いて海綿骨質に直接接着され、ＰＭＭＡセメントとの接着を容易にする。
【０００７】
新型の脛骨半関節形成術（ＴＨＡ）インプラント設計が導入されたが、これは適切に機能すべく脛骨プラトーのＳＣ骨の大幅な切除を必要としない。この例は米国特許第６，２０６，９２７号、第６，５５８，４２１号、第６，９６６，９２８号，第６，８６６，６８４号および第７，３４１，６０２号であり、これらの各々が参照により本書に組み込まれる。これらのＴＨＡ設計は、膝関節に存在する既存あるいは用意された解剖学上の形状と干渉することにより関節内でこれらの適正な位置を維持し、適切に機能すべくＰＭＭＡセメント化された突起やスクリュを必要としない。
【０００８】
過去のキールの設計は、ＴＨＡ、ＵＫＲまたはＴＫＲインプラントに利用を問わず、通常前方に向けられたキールを利用する。例えばＺｉｍｍｅｒ  Ｓｂａｒｂａｒｏの「ｓｋａｔｅ」インプラントは、丸い後方部分と前（前方）の遠位先端を指す尖った前方部分とを有する前後（ＡＰ）方向に配列されたキールを有する。この特定の形状のキールを、キールを受ける切込付の脛骨に挿入するために、キール最底部の挿入に必要とされる切込の長さはインプラントの基部でのキールの長さよりはるかに大きく、こうして前後挿入方向に移植する際のインプラントの前向きスライドが可能となる。
【０００９】
例えばＤｅＰｕｙの「Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ」ＵＫＲのような別の過去のキール設計は、ベースプレートの長さの大部分に延在するキールを利用する。このインプラントにおいて、キールはまた内外（medial-lateralＭＬ）断面で鼓形を有する。キールの長さとその長さに沿った鼓形の設計のため、このインプラントはまず脛骨にアクセスすべく大腿骨に十分な切込を形成するか、インプラントを脛骨プラトーの最前部分から縦に挿入するかしないと脛骨に挿入できない。言い換えれば、インプラントを受けるべく単純な角度の切込を受けることよりむしろ、脛骨プラトーは、キールを関節に挿入するには、最前部の皮質骨を通り延在するプラトーに切り込まれた加工された鼓形を有する必要がある。このように加工された切込が準備されないと、キールの最大幅と同等の切込が必要とされ、セメントのマントルが用いられない限りキールとの良好な固着が提供されない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、角度のある前端部と後端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図２】図２は、図１の人工関節の底部斜視図である。
【図３】図３は、丸い前端部と角度のある後端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図４】図４は、図３の人工関節の底部斜視図である。
【図５】図５は、丸い前端部と角度のある後端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の底部斜視図である。
【図６】図６は、丸い前端部と角度のある後端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の底部斜視図である。
【図７】図７は、脛骨の断面に関して示されている丸い前端部と後端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図８】図８は、角度のある後端部と面取りされた前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面である。
【図９】図９は、図８の人工関節の底部斜視図である。
【図１０】図１０は、脛骨の断面に関して示されている図８の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図１１】図１１は、角度のある後端部と対向する角度のある前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図１２】図１２は、図１１の人工関節の底部斜視図である。
【図１３】図１３は、脛骨の断面に関して示されている図１１の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図１４】図１４は、角度のある後端部と階段状の前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図１５】図１５は、図１４の人工関節の底部斜視図である。
【図１６】図１６は、脛骨の断面図に関して示されている図１４の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図１７】図１７は、階段状の後端部と丸い前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図１８】図１８は、図１７の人工関節の底部斜視図である。
【図１９】図１９は、脛骨の断面に関して示されている図１７の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図２０】図２０は、階段状の後端部と湾曲した前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図２１】図２１は、図２０の人工関節の底部斜視図である。
【図２２】図２２は、脛骨の断面に関して示されている図２０の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図２３】図２３は、階段状の後端部と面取りされた前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図２４】図２４は、図２３の人工関節の底部斜視図である。
【図２５】図２５は、脛骨の断面に関して示されている図２３の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図２６】図２６は、一般的なキール寸法を示す本発明による人工関節の側面図である。
【図２７】図２７は、一般的なキール寸法を示す本発明による人工関節の底部平面図である。
【図２８】図２８は、例示的なキール寸法を示す本発明による人工関節の側面図である。
【図２９】図２９は、例示的なキール寸法を示す本発明による人工関節の底部平面図である。
【図３０】図３０は、カギ状の後端部と、比較的長い、角度のある前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図３１】図３１は、図３０の人工関節の底部平面図である。
【図３２】図３２は、図３０の人工関節の正面図である。
【図３３】図３３は、図３０の人工関節の後部斜視図である。
【図３４】図３４は、脛骨の断面に関して示されている図３０の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図３５】図３５は、図３０の人工関節を受けるのに利用可能な脛骨切込の上部斜視図である。
【図３６】図３６は、角度のある後端部と、比較的長い、丸い前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図３７】図３７は、図３６の人工関節の底部斜視図である。
【図３８】図３８は、脛骨の断面に関して示されている図３６の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図３９】図３９は、角度のある後端部と、比較的長い、丸い前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図４０】図４０は、図３９の人工関節の底部斜視図である。
【図４１】図４１は、脛骨の断面に関して示されている図３９の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図４２】図４２は、角度のある後端部と、比較的短い、丸い前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図であり、人工関節はその脛骨面上に緩衝コンポーネントを具える。
【図４３】図４３は、図４２の人工関節の底部斜視図である。
【図４４】図４４は、脛骨の断面に関して示されている図４２の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図４５】図４５は、角度のある後端部と、比較的短い、丸い前端部とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図であり、人工関節はその大腿骨面上に緩衝コンポーネントを具える。
【図４６】図４６は、図４５の人工関節の底部斜視図である。
【図４７】図４７は、脛骨の断面に関して示されている図４５の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図４８】図４８は、本発明による緩衝コンポーネントの底部斜視図である。
【図４９】図４９は、その上に緩衝コンポーネントを受けるよう準備されている図４５の人工関節の大腿骨面の上部斜視図である。
【図５０】図５０は、外側コンパートメント移植に利用可能な本発明による人工関節の側面図であり、人工関節は角度のある後端部と、比較的長い、角度のある前端部とを有するキールを含む。
【図５１】図５１は、図５０の人工関節の底部斜視図である。
【図５２】図５２は、図５０の人工関節の上部斜視図である。
【図５３】図５３は、図５０の人工関節の正面図である。
【図５４】図５４は、図５０の人工関節の背面図である。
【図５５】図５５は、脛骨の断面に関して示されている図５０の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図５６】図５６は、角度のある後端部と、丸い前端部と、角度のあるクロスキール部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図５７】図５７は、図５６の人工関節の底部斜視図である。
【図５８】図５８は、脛骨の断面に関して示されている図５６の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図５９】図５９は、角度のある後端部と、丸い前端部と、キールの深さに延在する角度のあるクロスキール部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図６０】図６０は、図５９の人工関節の底部斜視図である。
【図６１】図６１は、角度のある後端部と、丸い前端部と、キールの深さに沿って延在するクロスキール部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図６２】図６２は、図６１の人工関節の底部斜視図である。
【図６３】図６３は、角度のある後端部と、角度のある前端部と、前端部でキールの深さに沿って延在する角度のあるクロスキール部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図６４】図６４は、図６３の人工関節の底部斜視図である。
【図６５】図６５は、角度のある後端部と、概ね人工関節の底面に直交する前端部と、前端部でキールの深さに沿って延在するクロスキール部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図６６】図６６は、図６５の人工関節の底部斜視図である。
【図６７】図６７は、角度のある後端部と、丸い、角度のある前端部と、前端部に向かって配置されている複数の角度のある突起部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図６８】図６８は、図６７の人工関節の底部斜視図である。
【図６９】図６９は、図６７の人工関節の底面図である。
【図７０】図７０は、脛骨の断面に関して示されている図６７の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図７１】図７１は、カギ状の後端部と、丸い、角度のある前端部と、前端部に向かって配置されている複数の角度のある突起部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図７２】図７２は、図７１の人工関節の底部斜視図である。
【図７３】図７３は、カギ状の後端部と、丸い、角度のある前端部と、前端部に向かって配置されている角度のある突起部材とを有するキールを含む本発明による人工関節の側面図であり、キールはその遠位端部でテーパしている。
【図７４】図７４は、図７３の人工関節の底部斜視図である。
【図７５】図７５は、図７３の人工関節の背面図である。
【図７６】図７６は、図７３の人工関節の底面図である。
【図７７】図７７は、脛骨の断面に関して示されている図７３の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図７８】図７８は、後部タブを含む本発明による人工関節の底部斜視図であり、明確にすべくキールは省略されている。
【図７９】図７９は、図７８の人工関節の上部斜視図である。
【図８０】図８０は、図７３と類似で、脛骨の断面に関して示されているキールを含む図７８の人工関節の側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図８１】図８１は、内外方向に拡張できる部分を有するキールを含む本発明による人工関節の側面図であり、人工関節は脛骨の断面に関して示されており、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図８２】図８２は、図８１の人工関節の底部斜視図である。
【図８３】図８３は、作動した拡張可能な部分を有する、図８１の人工関節の底部斜視図である。
【図８４】図８４は、図８３の人工関節の背面図である。
【図８５】図８５は、追加的な固定のためのキールとスクリュとを含む本発明による人工関節の側面図である。
【図８６】図８６は、図８５の人工関節の底部斜視図である。
【図８７】図８７は、図８５の人工関節の正面図である。
【図８８】図８８は、脛骨の切込と、屈曲した大腿骨の脛骨との相互作用を示す脛骨の断面図である。
【図８９】図８９は、図８８に例示されている脛骨の切込に挿入される際の、図７３の人工関節の側面図である。
【図９０】図９０は、図８８に例示されている脛骨の切込にさらに挿入される際の、図７３の人工関節の側面図である。
【図９１】図９１は、図８８に例示されている脛骨の切込に完全に挿入される際の、図７３の人工関節の側面図である。
【図９２】図９２は、脛骨の概略図であり、断面に示されている少量は、従来技術の人工膝単顆置換術に必要とされる典型的な骨の切除量を示している。
【図９３】図９３は、脛骨の概略図であり、全量は従来技術の人工膝単顆置換術に必要とされる典型的な骨の切除量を示しており、上部の少量は、本発明による人工関節を移植するのに利用される典型的な骨の切除量を示している。
【図９４】図９４は、本発明による器具の上面図であり、本発明による人工関節の移植のため脛骨に切込を作成するのに利用できる。
【図９５】図９５は、図９４の器具の上部斜視図である。
【図９６】図９６は、図９４の器具の側面図である。
【図９７】図９７は、図９４の器具の底面図である。
【図９８】図９８は、本発明によるモジュラ器具の上部斜視図であり、本発明による人工関節の移植のため脛骨に切込を作成するのに利用できる。
【図９９】図９９は、図９８の器具の上部斜視図であり、脛骨切込ガイドの一部分が除去されている。
【図１００】図１００は、図９８の器具の側面図である。
【図１０１】図１０１は、図９８の器具の上面図である。
【図１０２】図１０２は、図９８の器具の底面図である。
【図１０３】図１０３は、人工関節を寸法調整するための本発明による器具の底部斜視図である。
【図１０４】図１０４は、図１０３の器具の側面図である。
【図１０５】図１０５は、図１０３の器具の上部斜視図である。
【図１０６】図１０６は、脛骨の断面に関して示されている本発明による人工関節と接触する本発明によるインパクタの側面図であり、代表的な厚さの軟骨下骨と皮質骨とが示されている。
【図１０７】図１０７は、図１０６のインパクタの上部斜視図である。
【図１０８】図１０８は、図１０６のインパクタの側面図であり、さらにその上にハンドルが図示されている。
【図１０９】図１０９は、図１０８のインパクタとハンドルの上部斜視図である。
【図１１０】図１１０は、内部導管と入口とを含む本発明による人工関節のワイヤフレームの図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
必要に応じて、本発明の詳細な実施例が本書に開示されているが、開示された実施例は様々な代替形状で実施可能な発明の例にすぎないと理解されたい。数字は必ずしも縮尺どおりではなく、いくつかの形態は特定の要素の詳細を示すのに実際よりも大きくてもよいし、最小限に抑えられてもよい。したがって、本書に記載される特定の構造や機能の詳細は限定としてではなく、本発明を様々に用いる当業者に示す代表的な原理として解釈されるものである。
【００１２】
本発明は拘束キールのデザインを有する人工関節を含み、これはＰＭＭＡセメントを必要とすることなく、インプラントの意図しない無理な移動に抵抗する確かな連結を提供する。本発明によるこの人工関節は、多くの残った軟骨を取り除くが損傷を受けていない脛骨プラトーのＳＣ骨の大部分は残したままである脛骨準備物（tibial preparation)と共に用いられてもよい。本発明によると、従来型のキール設計とは異なり、本書で開示されているキールは切欠された、角度がついた、または他の設計を含み、キールの最遠位の後方部分が、キールの最近位の後方部分より後方に延在してもよく、こうして返り勾配のキール形状を提供する。さらに、キールの遠位端部は近位端部よりもＡＰ方向に長くてもよく、凹状またはカギ状の外観をもたらす。このキールは、人工関節の底部が主に既存のＳＣ骨に置かれ、キールの延在部分がＳＣ骨の下面より下に伸びることができる十分な深さであってもよく、こうして残ったＳＣ骨に人工関節を拘束する。
【００１３】
本発明に従い、損傷を受けず、無傷のＳＣ骨の大部分を残すことにより、経時による人工関節の脛骨への沈下のリスク、今日におけるＵＫＲインプラントの主たる障害の態様は、大幅に解消される。このことは単顆疾患（unicompartmental disease）の患者に大きな意味となりうるが、著しい肥満のためＵＫＲまたはＴＫＲにとって禁忌である。さらに、他のＴＨＡインプラントとは異なり、本発明による拘束キール人工関節はキール設計の連結のため、脛骨に対して大幅に動きを減ずることができる。
【００１４】
本発明による人工関節の一機能は、羅患した部位に橋をかけたり、周囲の健康な部位と密接に接触させて人工関節を支持したりすることにより、変形性関節症の影響により失われた関節要素を効果的に置換することができる。このアプローチの利点は、健康な関節要素を取り除くことと、それと同じ材料を人工関節と置換することとの組合せが、最小厚の人工関節の利用を可能にし、半月板の機能または配置の妨げとはならないことである。このアプローチは、人工関節の下が（ＳＣ骨が変形、または象牙質化した）変形性関節症の部位とわずかに接触するという結果をもたらす。本発明による人工関節はＳＣ骨を妨げることはなく、このためＵＫＲベースプレートがしばしばそうであるような人工関節の海綿骨質への沈下の機会を減らす。
【００１５】
本発明によると、以前のＴＨＡやＵＫＲ方法とは違い、脛骨プラトーは手術準備後に完全な平面を有する必要はない。むしろプラトーの大部分は、残っている関節要素が大きく取り除かれたときに、人工関節が支持されうる十分な周辺肩部を提供する。このように、変形性関節症の欠損部位が、ＳＣ骨よりも下であると、プラトーの大部分を平坦とすると、人工関節は単にこの部位をブリッジする一方、キールはこの部位のＳＣ骨の下面へと欠損部位を通り、連結作用を提供する。
【００１６】
本発明による人工関節のキールは、脛骨プラトーに準備された切込内に、少なくとも部分的に受けられるべく配置される。本発明の一態様によると、脛骨の切込とキールとの間にへこみが殆ど、または全く存在しないよう、セメントを使用しなくてもよいよう、脛骨の切込は人工関節真下のキールの近位端部の寸法と実質的に同じ寸法であってもよい。望ましい脛骨の切込の配置と寸法は、異なる配置と寸法のキールの人工関節のライブラリから選択される特定の人工関節と合致される。この脛骨の切込は、一時的な固定、コンピュータ誘導、または他の手段を経由して正確に配置可能な適当なフライス装置などを用いて提供できる。
【００１７】
外科的処置は、その部位で脛骨プラトーに残る関節材の切除（平らにすること）を含んでもよく、人工関節は、振動鋸や他の工具を用い、適度な長さ、幅、および厚さにプラトーを寸法調整し、切込ガイドを利用し、振動鋸を用いて適当なアングルと方向で鋸またはヤスリで切込を作ってなる。鋸の縦の切込は人工関節の最終位置を決定する。この人工関節のキールは、膝を屈曲させた状態でガイドされた鋸の切込位置に配置でき、配置と同時にゆっくりとハンマーで打ち込まれる。ＳＣ骨を取り除く必要がないことに加えて、本発明による人工関節は移植のための大腿骨の切除を必要としない。
【００１８】
本発明による人工関節が、膝関節に移植されるものとして、特に、大腿顆と対応する脛骨プラトーとの間の膝関節に移植可能な人工単顆膝関節として本書に示され、記載されてきたが、人工関節が、股関節、肩、手首、足首、または肘、あるいは足や手の他の小さい関節に限定されない膝以外の関節に利用できることを理解されたい。
【００１９】
図面を参照すると、本発明による人工関節が全体として参照番号１０によって明示され、概ね楕円形であり、底面または脛骨面１４および対向する上面または大腿骨面１６を含む本体１２を具える。本体１２は前端部１８と後端部２０とを含み、これらは膝関節への移植の際、本体１２のこれらの端部１８、２０の解剖学的な配置に対応しており、人工関節の形状は大部分の内または外脛骨プラトーＴを概ねカバーする。人工関節の動きを抑えるために、キール２２は底面１４に設けられてもよいし、本書に示されるような概ねＡＰ配向を有してもよい。本発明によると、キール２２は底面１４で様々な配置を有することができ、挿入に適した様々な寸法でありうる。キール２２は、ここでも、移植の際の端部２４、２６の解剖学上の配置にしたがって、前端部２４と後端部２６とを有する。キール後端部２６は、キール後端部２６の近位後端部３０と比較して、本体後端部２０に向かってさらに延在する遠位後端部２８を具え、除去され、下が切り取られ、カギ状、または同様の後方キール設計を作成してもよい。人工関節１０への大腿部の荷重は、これを脛骨プラトーＴから取り除くのに必要とされる人工関節１０の動きを再生できないので、本発明によるキール設計は、人工関節１０に特有の安定性を提供する。本書に示される実施例に加えて、キールの近位後方部分よりも本体後端部に向かってさらに延在する遠位後方部分を有する様々なキールが、本発明により十分に考慮されていることを理解されたい。
【００２０】
上面１６は一様な形状であってもよいし、斜面や平面の組合せを有してもよい。上面１６全体またはその一部分は、概ね凸状から概ね凹状、またはそれらの面の組合せの範囲でもよく、概ね正角から非正角の範囲でもよく、インプラントのコンパートメント、手術時の靭帯および他の軟組織構造の状態、および膝がどのくらいの安定性を必要としているかによる。ちょうどエアフォイルで説明されるように、前縁または中点といったコードラインで規定された点からの距離の関数として、このコードラインおよびコードラインの上下の厚さによって規定されるアスペクト比によって大腿骨面１６の形状が特徴付けられてもよい。本書に記載される「凹状」「凸状」といった用語は、一定の曲率半径の面をいうことに限定しないが、表面の一般的な外観を提供するのに用いられることを理解されたい。
【００２１】
本発明の一実施例によると、キール２２を除いた底面１４の残りは、例えば「座面（seating)」を必要としない概ね平面である。しかしながら、底面１４の別の外形が本発明により十分に考慮される。例えば、インプラントのコンパートメント、手術時の靭帯および他の軟組織構造の状態、および膝がどのくらいの安定性を必要としているかにより、底面１４は概ね凹状、平面、凸状、または凹から凸までの範囲、またはそれらの表面の組合せの範囲であってもよい。ここでも、本書に用いられる「凹状」「凸状」といった用語は、一定の曲率半径の面をいうことに限定しないが、表面の一般的な外観を提供するのに用いられることを理解されたい。
【００２２】
本体１２はさらに底面１４と上面１６との間に延在する周辺端部３２を含む。人工関節１０の周辺に沿った縁は丸くてもよい。人工関節１０の様々な厚さ、または人工関節１０内の厚さのバリエーションが利用可能であり、膝の動きの範囲間で適切な関節張力を提供するよう決められてもよい。本発明による人工関節１０は、現在の様々なＵＫＲ脛骨ベースプレートと概ね同じ長さおよび幅の割合を有することができ、他方でＳＣ骨が取り除かれないので、その厚さはＵＫＲのベースプレート全体／ＰＥ厚さより２乃至３ｍｍ薄くなる。もちろん、人工関節１０はこれらの寸法に限定されない。本発明による人工関節１０は、半月のある周辺に沿って厚みを減ずることにより、残りの半月または代替半月と併用することができる。さらに、大腿骨面１６の後端部２０がテーパされ、２つの異なる大腿骨面および脛骨面の輪郭が利用されてもよい。後端部２０を薄くすることで深い屈曲を補助でき、人工関節１０を持ち上げるレバーをなくし、潜在的に脛骨プラトーＴと係合しなくなり、可能性のある衝突や痛みを和らげる。
【００２３】
「概ね楕円形」という用語は、一方向にその直交方向より長く、概ね丸い角部を有する概ね平面形状を生じさせるすべての構成方法を含み、人工関節１０は特定の形に限定されないことを理解されたい。
【００２４】
まず図１乃至２を参照すると、本発明による人工関節１０は前端部２４と後端部２６とを有するキール２２を含んで示されており、これらはキール２２の近位後方部分３０と比べて、キール２２の遠位後方部分２８が本体後端部２０に向かって遠位に延びるよう本体後端部２０に向かって角度がつけられている。これにより人工関節１０の挿入の際、ＳＣ骨の下面に係合可能なキール後端部２６にアンダーカット部分が形成される。人工関節１０の挿入は、図３乃至４に示されているキールの遠位前方部分３４を丸くすること、または図５乃至７に示されているキール２２の遠位前方部分３４および遠位後方部分２８の双方を丸くすることによって容易にできる。あるいは、キールの遠位後方部分２８だけ丸くしてもよい。
【００２５】
図５乃至６に示されているように、キール２２は脛骨面１４に沿って長さが異なり、脛骨面１４で異なって配置されるよう実現してもよい。例えば、図５は脛骨面１４の約半分に沿って延在する長さを有し、本体前端部１８に向かって配置されるキール２２を図示し、これに対し図６は脛骨面１４の長さの約２０％に沿って延在する長さを有するキール２２を図示している。もちろん、脛骨面１４に関して様々な長さ、深さ、および位置のキール２２が十分に考慮されると理解されたい。
【００２６】
本発明の別の実施例によると、図８乃至１０は角度のある後端部２６と面取りされた遠位前端部３４とを有するキールを具える人工関節が図示されている。図１７乃至２５は本発明によるキールの実施例を例示しており、ここではキール後端部２６はキール後端部２６で約９０度の角度を形成するような切欠された、または階段状の構造を含み、キール前端部２４は角度のある、丸い、面取りされた、またはそれらの組合せである。
【００２７】
図１１乃至１６に関して、上述の角度のある後端部２６に加えて、本発明によるキール２２はまた対向する角度のある、切欠された、または階段状の前端部２４を含み、ここではキール前端部２４はキール前端部２４の遠位前方部分３４と比べて、本体前端部１８に向かってさらに延在する近位前端部３６を具える。このように、一旦ＳＣ骨の下面に係合したら、人工関節１０は前後の双方で固定され、人工関節１０が上を向いたり偶発的に移動したりするのが防がれる。
【００２８】
ここで図２６乃至２７を参照すると、本発明による人工関節１０は左内側の膝人工関節用の一般的なキールの寸法が例示されている。このキールの位置は人工関節の中心線の前または後ろの長さのパーセンテージとして図示できる。深さは、人工関節１０の底面１４から測った場合の最長点で計測する。示されている寸法の関連表が以下に提供され、本発明によると＋／−２５％までの割合で、変化が十分に考慮されていることを理解されたい。
Ｄ１８８＝Ｌｅｎｇｔｈ
Ｄ２９＝０．３６７＊Ｄ１８８
Ｄ７６＝０．２２４＊Ｄ１８８
Ｄ９５＝０．５１０＊Ｄ１８８
Ｄ９７＝０．６９４＊Ｄ１８８
Ｄ１０３＝０．０６１＊Ｄ１８８
Ｄ１０４＝０．０６１＊Ｄ１８８
Ｄ１７６＝０．２０４＊Ｄ１８８
Ｄ１７７＝０．５１０＊Ｄ１８８
Ｄ１７８＝０．７３５＊Ｄ１８８
Ｄ１８１＝０．０４１＊Ｄ１８８
Ｄ１８２＝０．０６１＊Ｄ１８８
Ｄ１８９＝０．５５１＊Ｄ１８８
Ｄ１８３＝０．４２９＊Ｄ１８８
Ｄ１８６＝０．４２９＊Ｄ１８８
Ｄ１７５＝０．２００＊Ｄ１８８
【００２９】
これらの割合は（前後および内外方向に沿って）人工関節１０の上でキール２２の相対位置を示し、本書に示され、記載されるすべてのキールの実施例に適用してもよく、キール自体の設計のバリエーションが図面に示されている。図２８乃至２９は、４９ｍｍの長さと２ｍｍの厚さを有する本発明による例示的な人工関節のための可能な寸法を示している。もちろん、人工関節１０はこの構成に限定されないことを理解されたい。
【００３０】
米国特許第６，９６６，９２８号が参照により本書に組み込まれるが、人工関節の一方端から他方端へとテーパする深さを有するキールが記載され、このテーパは人工関節の挿入を容易にするよう用いられる。このようなテーパされた設計もまた、本発明による人工関節１０を用いて利用されてもよい。特に、図３０乃至３４はカギ状の後端部２６と、キール前端部２４がキール後端部２６に比べて遠位に長く延在する、比較的長く、角度のある前端部２４とを有するキール２２を含む人工関節１０を例示している。図３５は図３０の人工関節１０を受けるのに利用されてもよい脛骨切込６８の上部斜視図である。図３６乃至３８は角度のある後端部２６と、比較的長く、丸い前端部２４とを有するキール２２を含む本発明による人工関節１０を図示している。図３９乃至４１はキール後端部２６がキール前端部２４と比べて、遠位に長く延在するよう角度のある後端部２６と、比較的短い、丸い前端部２４とを有するキール２２を含む本発明による人工関節１０を図示している。さらに、本書に図示されている様々な実施例のキール２２は、キール２２の近位端部３８がキール２２の遠位端部４０より広くなり、挿入を容易にできるナイフエッジのようなものを形成すべく、人工関節底面１４に近接する端部から人工関節底面１４から遠位の端部までの幅でテーパしてもよい。
【００３１】
本発明によると、より薄い人工関節が用いられてもよく、最終の目的は基礎の人工関節の少なくとも一面を、負荷を吸収し、緩衝し、または他の表面化コンポーネント４２で覆うことである。図４２乃至４４に示されているように、一実施例は、その底面１４に設けられる表面化コンポーネント４２を含みうる金属、セラミック、または一種のポリマ（例えば、熱分解カーボンまたはＰＥＥＫ）のような硬質の関節面軸受材を利用してもよいし、この表面化コンポーネント４２は、そうして脛骨プラトーＴと接触するか、または外側関節面と固着用インプラント基礎との間に挟まれてもよい。この荷重吸収材は、金属スポンジやスプリングといったポリマまたは他の材料でもよい。生分解性ウレタン、様々なヒドロゲル、および／または生物学的コンポーネントを含むポリマもまた利用可能である。一材料が関節機能と荷重吸収機能の双方を実施できることもまた可能である。本発明の一態様によると、人工関節の構成は、荷重がかかっている間、表面形成コンポーネント４２の容量膨張を可能にする。この人工関節１０と表面形成コンポーネント４２とは手術時に機械的に連結することができ、含水率、デュロメータ、粘弾性行為などいったポリマの厚さや材料の性質を外科医が選択できるようにする。しかしながら、このような連結は必ずしも必要ではない。
【００３２】
図４５乃至４７を参照すると、本発明による人工関節１０が例示されており、その上面１６で荷重を吸収し、緩衝し、表面形成コンポーネント４２を含む。この実施例と上述の実施例の双方において、人工関節１０の表面は表面形成コンポーネント４２を受けるよう機械的および／または化学的に準備されてもよい。例えば、図４８は本発明による表面形成コンポーネント４２の底部斜視図を例示し、図４９は図４５の人工関節の上面１６の上部斜視図を例示し、その上に表面形成コンポーネント４２を受けるよう準備されている。さらに、キール２２自体が歪緩衝を提供するように、それと関連する荷重吸収、緩衝、または表面形成コンポーネントを有することができる。
【００３３】
図５０乃至５５を参照すると、本発明による人工関節１０が例示されており、これは側面コンパートメント移植に利用することができる。本書に示され、記載されるキール２２のいずれの実施例が代替的に利用されてもよいが、図示された人工関節は、角度のある後端部２６と、比較的長く、角度のある前端部２４とを有するキール２２を含む。示されているように、後部スロープ４４は、人工装具１０の大腿骨面１４と脛骨面１６との双方に設けることができる。
【００３４】
本発明による人工関節１０はまた、概ね内外（ＭＬ）方向に設けられるクロスキール４６を含んでもよく、このクロスキール４６は、ＡＰ方向よりＭＬ方向でのキール２２の方が長さは短い。このようなクロスキール４６は、一旦挿入された人工関節１０の安定性を高めることができる。通常このクロスキール４６は方形の形状でもよいが、このようなものに限定されない。図５６乃至５８は本発明による人工関節１０を例示しており、角度のある後端部２６と、丸い前端部２４と、ＡＰ方向でキール２２の約中間点に配置されているクロスキール４６とを有するキール２２を含み、このクロスキール４６はキール２２の深さの約1／２に延在している。このケースにおいて、クロスキール部材４６はキール後端部２６の角度と同様の角度を有し、クロスキール４６の遠位部分４８はクロスキール４６の近位部分５０と比べて、本体後端部２０に向かってさらに延在している。もちろん、キール２２と比べた場合のクロスキール４６の他の深さや配向もまた考慮されている。図５９乃至６０は、角度のある後端部２６と、丸い前端部２４と、キール２２と概ね同じ遠位深さに延在する角度のあるクロスキール４６とを有するキール２２を含む本発明による人工関節１０を図示する。図６１乃至６２は角度のある後端部２６と、丸い前端部２４と、概ね人工関節底面１４に直交するキール２２の深さに沿って延在するクロスキール４６とを有するキール２２を含む本発明による人工関節１０を図示する。図６３乃至６４は角度のある後端部２６と、角度のある前端部２４と、前端部２４でキール２２の深さに沿って延在する角度のあるクロスキール４６とを有するキール２２を含む本発明による人工関節１０を図示する。図６５乃至６６は角度のある後端部２６と、概ね遠位に延在し、底面１４に直交する前端部２４と、前端部２４でキール２２の深さに沿って延在し、概ね人工関節底面１４に直交するクロスキール部材４６とを有するキール２２を含む本発明による人工関節１０を図示する。
【００３５】
本発明による人工関節１０はまた、キール２２から概ねＭＬ方向に突出するより短いクロスキールまたは突起部材５２を具えてもよい。例えば図６７乃至７０は、角度のある後端部２６と、丸く、角度のある前端部２４と、概ね後端部２６の角度に直交する配向を有する複数の突起部材５２とを有するキール２２を含む本発明による人工関節１０を例示しており、各突起部材５２は突起部材５２の近位部分５６と比べて、本体前端部１８に向かってさらに延在する遠位部分５４を有する。突起部材５２は、キール２２に隣接する端部５８がキール２２から取り除かれる端部６０と比べて、より広くなるようテーパされてもよい。別の実施例において、単一の角度のある突起部材５２を図７１乃至７７のように利用してもよい。突起部材５２が本書に示され、記載されるいずれのキールとともに用いられてもよいことが理解されるが、この例では、人工関節１０は、カギ状の後端部２６と、丸い、角度のある前端部２４とを有するキール２２を具えてもよい。図７３乃至７７に例示されるように、キール２２の最底部分を鋭くすることができ、人工関節１０の挿入に用いられる下方後ろ向きの動きを助けることができるよう、キール２２は人工関節底面１４から遠位の端部４０でより狭くなるようテーパしてもよい。このカギ状の後端部２６は３面地点までテーパしてもよい。この構造は人工関節１０の固定とＳＣ骨の拘束とを容易にするのを助けることができる。本発明の一態様によると、後端部２６のより近位部分３０は、一旦挿入された人工関節１０が上向きに切込まないよう平面のままでもよい。
【００３６】
さらに本発明によると、図７８乃至８０は、本体後端部２０に設けられ、脛骨プラトーＴに設けられると同時に人工関節１０にさらなる安定性を提供するよう用いられてもよい脛骨面１４を越えて遠位に延在する後部タブ６２を含む人工関節１０を例示している。後部タブ６２が移植に適した様々な形と深さを有してもよく、本書に記載される構造に限定されないことを理解されたい。
【００３７】
大腿骨顆部と脛骨プラトーとの間の間隙は、プラトーが準備された後、このスペースに嵌めることができる人工関節の許容寸法と特定の形を決定する。この人工関節のキールの位置、キールの角度、キールの全長および／または深さは、許容できる挿入角度ひいては人工関節全体の厚さを決めることができ、大きすぎるキールまたは後ろすぎるキールの位置は人工関節の挿入を防ぐことになる。この問題を解決するために、変形可能なキール２２が利用できる。あるいは短深のキール２２（例えば２乃至３ｍｍ）を用いることができる。この場合、人工関節１０が設置されると、最終固定のためにねじをキール２２の内側を通して設けてもよい。
【００３８】
上述のように、人工関節本体と一体化しているキールは、挿入の問題のため長さを制限できる。人工関節が設置されると同時に、ポストまたはスクリュが人工関節本体を通ることにより人工関節に追加されてもよい。「拘束された」スクリュは、骨に食い込むテーパ形の下部ねじ部分と、スクリュの骨内への移動の最後の部分で、人工装具本体へ取り付けるためのねじ加工された上側部分とを有し、人工関節をさらに安定させる。歪み隔離ブッシングを人工関節とスクリュとの間に追加して、人工関節の微動によって誘発される様々な歪みからスクリュを隔離してもよい。本発明の一態様によると、モジュラ式キールアセンブリを実装可能であり、これは短深のキール人工関節が設置されたら、より深いキールが挿入される。このアプローチは、個別の患者のニーズのカスタマイズされたフィットというさらなる利点を有する。別の実施例において、人工関節１０は、限定しないが、図８１乃至８２に示されているように前方部分のような伸長可能なキール部分６４を含んでもよい。人工関節１０が設置されると、プッシュピンまたは別のアクチュエータが、人工関節１０の内側のスロットを通り前進させて、図８３乃至８４に示されているように、さらなる拘束のため伸長可能なキール部分６４をＭＬ方向に引き起こすことができる。
【００３９】
本発明によると、キール２２の少なくとも一部分、特に、最終的に海面質骨に残る部分は、骨の成長を促進させるべくコーティングされるか、またはこれを防ぐべくそのままスムースにされる。キール２２はそこに一またはそれ以上の開口を具えてもよい。本発明によるこの人工関節１０はねじ込みされてもよいし、さらなる安定のため、どのような固定（例えばセメントなど）のタイプを有してもよい。例えば、図８５乃至８７を参照すると、スクリュ６６または別のファスナが人工関節１０の前後の角に設けられてもよく、脛骨プラトーの平面から約３０度下に離れて、およびキール２２のＡＰ方向から３０度で（脛骨隆起に向かって）角度を付けてもよい。もちろんスクリュまたはスクリュ６６は、人工関節１０に関してこの配置または配向に限定されない。
【００４０】
図８８はその中に脛骨切込６８と、大腿骨の脛骨Ｔとの相互作用を示している脛骨Ｔの断面図であり、図８９乃至９１は脛骨の切込６８に挿入される際の、図７３の人工関節を例示している。示されているように、人工関節１０は約４５度の角度で挿入可能であり、理論的には、同じ経路を通ってのみ取り外すことができる。しかしながら、人工関節１０が上向き前方に来ると、伸長した大腿骨は人工関節をその場に押し戻し、こうして本質的な安定性が提供される。
【００４１】
本発明による人工関節１０は一体構造の設計でもよいし、２またはそれ以上の別個の構成要素から作られてもよい。モジュラ設計を利用することにより、施術者は手術時にコンポーネントのライブラリから引き出すことができ、互いに接着的、機械的、磁気的、さもなければ互いに協働して個々の患者の膝の形状に適した組付けられた人工関節を作成し、動きの間中、伸長と屈曲間のギャップで所望のバランスを維持する。このような人工関節のさらなる利点は、コンポーネントが関節スペースに組付けられることである。本発明の人工関節のモジュール性はまた、施術者に、より標準的な第一のコンポーネントを移植させることができる一方で、各個人の患者に最適の対応する第二のコンポーネントの選択の柔軟性を提供する。
【００４２】
本発明による人工関節１０は、比較的硬質で、高弾性率の、低摩擦な材料を含んでもよい。好適な材料は、例えば、スチールまたはチタニウム、金属合金、セラミック、および強化、非強化の熱硬化性または熱可塑性ポリマといった金属を含む。構成材料は、変形して欠損へ至ることなく、上面が大腿骨の欠損を補うよう選択されてもよく、人工関節の凹んだまたは非接触の部位に供給され、関節の再生を促すことができる。モジュラ式人工関節の場合、コンポーネントは同じ材料で形成される必要はない。例えば、第一のコンポーネントは比較的硬質でもよいが、正角の第二のコンポーネントは、比較的低弾性率の材料から構成され、いくぶん変形可能であってもよい。人工関節１０は単一材料のみで作られる必要はない。むしろ、人工関節１０またはそのコンポーネントは各々、低弾性率または高弾性率の材料の部位を有してもよいし、スチール／熱可塑性物質、スチール／セラミック、セラミック／ポリマ、または他の材料の複合構造を用いてもよい。
【００４３】
さらに詳細において、構成材料はナイロン、シリコーン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエステルなどといった弾性ポリマ、オプションでＰＶＡヒドロゲルといった繊維強化または粘弾性材料、および他の親水性または疎水性材料に限定されないが、それらを含む。生体細胞を含みうるポリマもまた利用できる。さらに他の可能性のある材料は、軟骨や半月板に本来生じる機能を復元できるものである。人工関節と大腿顆との間の摩擦を低減するため表面コーティングが用いられてもよい。複合材料が用いられる場合、一般的に最も摩耗すると予測される人工関節１０の部位は、人工関節の残りの部分よりも、強度が高く、耐摩耗性が高い材料から作られてもよい。このように、特定の部位は人工関節１０の大部分を構成するのに用いられる材料より柔らかくてもよいことを理解されたい。
【００４４】
本発明によると、人工関節１０は、例えば、組織の再成長を促したり、組織の劣化を遅らせたり、炎症を減じたりするものといった生物学的または薬学的活性材料を実質的に含んだり、そこに沈着させるよう製造されてもよい。このことは、人工関節が骨または関節軟骨の欠損部位に橋渡しするよう機能する際、特に好適である。この活性物質は人工関節１０のいかなる部位を被覆する形状で設けられてもよいし、固体、液体、ゲル状、ペースト状、または軟性ポリマ材料の形状で含まれてもよい。このような活性材料は一度に、または時間ごとに放出されるよう設計されてもよい。
【００４５】
骨関節炎患者に生じる関節軟骨の浸食は、しばしば象牙質化として知られる、軟骨下骨を露出するものとして知られている。骨髄を経由する骨に存在する小径の軸索（神経終末）の侵害受容端は、体重負荷と関連する生体力学的な力によって活性化される。さらに標準より高い骨内圧（網目状（索状）や高度に石灰化した（軟骨下）骨に存在する流体圧）がＯＡ患者の高い割合で存在することは周知である。これらの事象の組合せは、ＯＡ患者によって感じされる痛みの大部分のもとと考えられている。
【００４６】
痛みを引き起こす生体力学的な力は活動中に生じがちである。経皮的椎体形成術として知られる処置において、骨セメント、通常ＰＭＭＡが部分的または崩壊するリスクのある空洞化した脊椎体に注入される。この注入されたセメントは硬化し、骨の機械的強度を増大させる。予測されるように荷重下の骨変形は減少し、侵害受容神経終末にかかる機械力を低減し、さらにＰＭＭＡが神経組織に有害であることは周知であり、この処置は少なくとも骨基質の部分的な脱神経を起こさせ、患者にとって迅速な痛みの解放をもたらす。
【００４７】
骨での標準より高い流体圧力は、これらの患者に夜しばしば感じられる「骨の拍動痛」の原因とされている。周知の血管収縮剤、シクロスポリンを服用する移植患者は、明白な関節病理学が存在しないため重い一時的な膝痛に陥りやすい。しかしながら、この現象は血管拡張剤、ニフェジピンの投与により容易にコントロールできる。
【００４８】
本発明によると、軟骨下骨がキール２２の準備で穿孔されると顕著な出血が起こるので、直ちに骨内圧が低減されることに注目されたい。キール２２やおそらく底面１４がニフェジピンや同様の活性薬剤といった血管拡張剤で被覆されると、骨内圧の継続的な減少が期待できる。この投薬の時間遅延は、骨病変が持続性出血なしに起こる短時間の治癒に利用でき、一旦治癒すると長時間血管拡張活動を維持する。
【００４９】
さらに、神経線維に有毒であると周知であり（即ちＰＭＭＡ）、過剰刺激を通して神経終末を鈍感にする能力（即ちカプサイチン）を有する追加的な神経標的剤がまた人工関節１０、特に、キール２２のようなこれらの線維に最も直接アクセスする人工関節１０の部位に添加できる。これらの薬剤は、人工関節１０に添加される、または人工関節１０内の袋状の貯蔵部分に保持される被覆剤を介して人工関節１０自体から分散させ、浸出させるよう意図されてもよい。このような薬剤の組合せは、一緒に混合されようと、人工関節１０の別個の部位に適用されようと、二重の機能性を有しようと、生じうる方法論であろう。
【００５０】
最後に、図１１０を参照すると、初期の移植後のいくつかの時点で、このような薬剤の膨張した貯蔵部分を有する人工関節１０はまた、外科医に、人工関節１０の露出端からアクセス可能で、軟骨下骨の最上面より下であり、かつおそらく軟骨下骨に置かれる人工関節１０の下側部のキール２２の領域に導く入口９２を経由して剤を再投与できる少なくとも一の内側導管９０を具えてもよい。このような活性剤の、股関節、母指、足の親指、脊椎、および他の体の関節に用いられる様々なキールされ、ポストされたインプラントへの適用は、同様の機能と鎮痛の目的を有するものである。
【００５１】
ここで図９２を参照すると、脛骨Ｔの概略図が示されており、断面に示されているより小さい容積は、従来型の単顆人工膝関節置換術に必要とされる典型的な骨の切除量を表している。図９３は脛骨Ｔの概略図であり、従来型の単顆人工膝関節置換術に必要とされる典型的な骨の全切除量を表しており、白く示されている上部の容積は、本発明による人工関節１０を移植するのに用いられるより少ない骨の切除量を表している。
【００５２】
図９４乃至９７は本発明による器具７０を図示しており、本発明による人工関節１０を移植するため、脛骨の切込を作成するのに利用できる。示されている器具７０は、平らな脛骨プラトーの上面に配置されてもよいし、例示された孔７２を用いて、ピン留めされてもよいし、固定されてもよい。器具７０はまた、移植される人工関節のキールの角度に対応する角度で形成可能なスロット７６を有する脛骨切込ガイド７４を具える。図９８乃至１０２は本発明によるモジュラ式器具７０が例示されており、本発明による人工関節を移植するため、脛骨の切込を作成するのに利用できる。特に図９９は、図９８の器具の上部斜視図であり、脛骨切込ガイド７４の一部分が取り除かれている。モジュラ式器具７０は挿入されるキールの異なる寸法や配置のための切込を生じさせる異なるガイドコンポーネントと組合わせられてもよい。図１０３乃至１０５は脛骨切込を寸法調整するための本発明による器具７８を図示しており、切込が移植される人工関節に正しく形成されていることを確かめるものである。最後に図１０６乃至１０９は脛骨Ｔの断面に関して示されている本発明による人工関節１０と接触する本発明による衝撃部材８０を図示する。本発明の一態様によると、衝撃部材８０はその中央に向かって人工関節１０と係合するよう構成されてもよく、ハンドル８２は人工関節１０が挿入される際、回転できてもよい。
【００５３】
発明の実施例が例示および図示されてきたが、これらの実施例が発明のすべての可能性のある形態を例示および図示することを意図するものではない。明細書で用いられる用語は、限定よりむしろ説明の用語であり、発明の精神や範囲を逸脱することなく、様々な変更がなされてもよ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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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