(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨、ならびに、対向する自然の関節構成要素および対向する補綴具の関節部品のうち少なくとも１つに関係した関節用の補綴具において、
前記骨に係合する幹状部であって、孔を画定する表面を含む、幹状部と、
前記対向する自然の関節構成要素および対向する補綴具の関節部品のうち少なくとも１つに係合した状態で関節運動するための支持表面を含む関節部品と、
前記関節部品に係合する近位部を含み、かつ、前記幹状部の前記孔内に受け入れられ、連続的な周縁部および複数の自由度での取付要素の運動を許容するための球状表面を有する実質的に中実の関節運動部をさらに含む取付要素と、
を含み、
前記幹状部の前記孔は、前記取付要素の運動を許容するように、前記取付要素の前記実質的に中実の関節運動部の前記球状表面により接触され、
前記幹状部の前記孔は、実質的に均等に先細りとなっているテーパー表面を含み、前記幹状部の前記孔は、前記実質的に中実の関節運動部が挿入される開口部である最外端が最も広く、奥側に向かって徐々に狭くなり、最奥端が最も狭くなっており、
前記取付要素の前記近位部は前記取付要素の前記実質的に中実の関節運動部の近位端と一体に形成され、
前記実質的に中実の関節運動部は、前記連続的な周縁部が前記孔に強制的に係合されない場合には、前記孔内での前記実質的に中実の関節運動部の関節運動を容易にするように構成され、かつ、前記実質的に中実の関節運動部および前記孔は、前記連続的な周縁部が前記孔に強制的に係合される場合には、前記取付要素を前記幹状部に連結固定するように構成されており、
前記実質的に中実の関節運動部を前記孔の奥側に押し込むことで、前記実質的に中実の関節運動部が前記孔に圧入係合したことにより生じた摩擦力によって、前記取付要素が前記幹状部に連結固定されるようになっている、
補綴具。
【請求項２】
請求項１記載の補綴具において、
前記球状表面は、一部を切除した球状をなす、補綴具。
【請求項３】
請求項１記載の補綴具において、
前記孔および前記実質的に中実の関節運動部は、前記孔と前記実質的に中実の関節運動部との間での摩擦係合が前記幹状部に対する前記取付要素の向きを固定する役割を果たすように構成されている、補綴具。
【請求項４】
請求項１記載の補綴具において、
前記実質的に中実の関節運動部および前記孔は、前記実質的に中実の関節運動部が前記孔に対して移動可能であるすべての複数の位置で、前記孔内に前記実質的に中実の関節運動部を着座させるのに役立つように構成されている、補綴具。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔発明の背景および概要〕
この発明の開示内容は、関節用補綴具（joint prostheses）に関するものであり、特に、関節運動型のヘッド部品を有する補綴具に関するものである。より詳細には、この発明の開示内容は、関節用補綴具の骨係合部に対するヘッド部品の位置を調節可能にするシステムに関するものである。
【０００２】
ヒトの膝関節、肩関節、肘関節および股関節等の関節部の再建術および置換術は、ますます頻繁に行われる医療処置となってきている。長寿命化は、上記関節部がさらなる摩耗および断裂に耐えることを意味する。スポーツにおける活動量が増えることは、関節部に深刻な損傷を与える可能性が一層、高まることを意味する。ヒトの関節部における外傷、摩耗および疾病の治療は、上記関節部の融着につながる問題を覆い隠す矯正具の使用から、損傷を受けた関節構成要素を置き換える補綴具の使用へと進歩している。
【０００３】
関節部の全置換術あるいは部分置換術の成功率が向上してきたので、関節用補綴具のモジュール化および普及の必要性も高まっている。患者の多様性は、単一の寸法あるいは構造を有する関節用補綴具では十分でないことを意味する。患者の関節構成要素の物理的な寸法並びに上記関節構成要素間の生体力学的な関係は多様化している。例えば、肩用補綴具では、関節運動型の上腕骨部品と関節窩部品（humeral and glenoid components）の関係は、患者間で著しく異なっている可能性がある。これらの関係は、関節部の１つの構成要素のみが置換され、当該構成部に対向する既存の自然な関節構成要素と一体化しなければならない場合に、特に重要である。
【０００４】
例えば、多くの肩外科術においては、上腕骨構成要素（humeral component）のみが置換されるが、関節窩構成要素（glenoid component）はそのままの状態で残される。この場合には、上腕骨部品の関節運動表面が関節窩構成要素の関節運動表面に対して、静的にも動的にも、できるだけ完全に整合することが絶対に必要である。典型的な上腕骨用補綴具では、その補綴具のヘッド部品の幾何学的形状によって回転および傾斜が調節される。換言すれば、嵌合相手の関節窩構成要素によって選択可能な予め定められたあるヘッド部品幾何学的形状が利用できる。予め定められたヘッド部品幾何学的形状に無限の種類がなければ、多くの場合、結果的に、上腕骨用補綴具は、肩関節の関節窩構成要素に対して最も適合した関係を実現することだけが可能である。
【０００５】
典型的な外科的処置では、骨に固定されるのに最適な最終部品を決定するために、試用部品が使用されるはずである。多くの場合に、外科医は、関節部に対して非常に良く嵌合するのに有効な部品を選択することができる。しかしながら、場合によっては、手術が完了し、かつ、患者がその再建した関節部を動かす機会を持つまでは、上記嵌合の精度が確認できないことがある。重大な問題が発生した場合には、不適切な寸法あるいは構造を有する関節用部品を取り替える修正手術が必要になる可能性がある。１つの典型的な修正手術では、上記骨から補綴具全体を除去し、かつ別の補綴具で置き換えることが必要である。
【０００６】
モジュール方式であり、普遍的な関節用補綴具については、かなりの必要性がある。このような補綴具は、外科手術中に容易に操作され、かつほとんど無限の回転角度および傾斜角度を実現できるものであろう。さらに、最適な補綴具は、修正手術中に、補綴具全体の除去を必要とせずに、容易に調節するのに有効であろう。
【０００７】
この明細書に開示された関節用補綴具では、関節部品は、関節運動型の取付要素によって、補綴具の骨係合部品に取り付けられる。この関節運動型の取付要素は、上記関節部品が上記骨係合部品に対して、三次元空間において実質的に無限に調節可能な範囲の取付角度を採用することを可能にする。
【０００８】
１つの実施の形態では、上記補綴具は、肩関節の置換術に使用される上腕骨用補綴具である。この上腕骨用補綴具は、上腕骨内に係合されるように構成された幹状部を含む。この幹状部は、肩関節の関節窩構成要素に対向するテーパー状の孔を画定している。上記取付要素の遠位部は、当初、孔内に移動可能となるように構成されているのに対し、その近位端部は、上腕骨関節部品あるいは試用部品を保持するように構成されている。この取付要素は、上記上腕骨関節部品に対する最適位置を探索するために関節運動可能である。この取付要素は、その後、上記関節部品の回転角度および傾斜角度を確認するために、定位置に上腕骨関節部品を保持するよう一時的に締め付け可能である。上記取付要素は、上腕骨用補綴具を完成するために、最終的に締め付け可能である。
【０００９】
上記取付要素は、上記幹状部に対して１つの向きで上記関節部品を固定するように、上記幹状部に対して１つの向きで固定可能である。さらに、上記取付要素および幹状部は、この幹状部内に形成されたテーパー状の孔との摩擦嵌めを実現することによって、取付要素を幹状部に容易に締め付けることができるように構成されている。
【００１０】
いくつかの実施の形態は、第２の固定機構を追加して利用するものである。この第２の固定機構は、上記幹状部内に形成されたテーパー状の孔のネジ孔部内に螺合されるネジを含む。このネジは、上記取付要素を支持し、これにより上記テーパー状の孔内の所定位置に上記取付要素をロックするものである。
【００１１】
上記取付要素の近位部は、上腕骨用補綴具に使用されるヘッド部品のテーパー状の特徴部分に嵌合するテーパー状の表面を画定している。このヘッド部品には、上記取付要素の近位部内の通路にアクセスできる開口部を含めることができ、これにより固定ネジを利用する実施の形態において、当該固定ネジにアクセスできる。
【００１２】
関節部品の数は、補綴具を構成するために、交換可能な用途に応じて定められる。例えば、固定型の取付要素は、関節運動型の取付要素に取り替えることができる。同様に、関節用補綴具のヘッド部品は、直接、幹状部、固定型の取付要素あるいは関節運動型の取付要素に嵌合するように構成することができる。また、ヘッド部品は、上記関節運動型の取付要素の近位部内の通路の端部を閉じるように変更することができる。
【００１３】
上記関節用補綴具は、有利なことにモジュール式であり、かつ調節可能である。この関節用補綴具は、当該補綴具の骨係合部に対する嵌合用関節部品の位置決めを実質的に無限に変更できる特徴部分を含むものである。
【００１４】
上記関節用補綴具は、当初の植え込み中であろうと、その後の修正手術中であろうと、容易に変更して利用できる。好ましくは、これらの特徴部分は、現在の関節用補綴具によって実現される場合よりも大きなプロファイルあるいは突起部分を形成することなく、ある一つの関節用補綴具中に組み合わせられる。
【００１５】
この発明の上述した特徴部分および利点、ならびに、追加の特徴部分および利点は、現在意図している発明を製造しかつ使用する最適の態様に関する開示内容を含む次の詳細な記述および添付の図面を参照すれば、この発明の属する技術分野における当業者にとって容易に明白となるはずである。
【００１６】
図示された装置は、この発明を実施例のみに限定しないものとして与えられた添付の図面を参照して後述されるはずである。
【００１７】
なお、いくつかの図面を通して、参照符号は同一の部分を示している。
【００１８】
〔詳細な記述〕
この発明の原理に対する理解を促すことを目的として、図面中に示され、かつ次に記載された明細書中に記述された実施の形態に対して言及がなされる。これにより、この発明の範囲に限定される意図がないものと理解される。この発明が、図示された実施の形態に対するいかなる変更および修正を含み、かつ、この発明の属する技術分野における当業者の一人によって通常、想起されるような、この発明の原理のさらなる適用を含むものと、さらに理解される。
【００１９】
図１は、従来の典型的な上腕骨用補綴具１０を示す側面図である。この補綴具１０は、自然の関節窩あるいは関節窩用補綴具に対して関節運動可能に係合する上腕骨内に植え込むことのできる肩用補綴具の上腕骨部品である。補綴具１０は、従来の方法によって、上腕骨内に植え込まれるように構成された幹状部１２を含む。この幹状部１２は、上記補綴具１０がその操作位置にある場合に上記関節の関節窩部品に対向するプラットフォーム表面１５を形成している。このプラットフォーム表面１５は、関節運動型のヘッド部品１４を取り付ける際に使用されるテーパー孔１６を画定している。上記ヘッド部品１４は、実質的に均等に先細りとなっているテーパー孔１６内に圧入あるいは摩擦嵌めされて、上記ヘッド部品１４を上記幹状部１２にしっかり取り付けることができるように実質的に均等に先細りとなっているテーパー支柱１８を含む。
【００２０】
上記補綴具１０は、モジュール型の補綴具であってもよく、モジュール型の補綴具とは、幹状部およびヘッド部品の数多くの幾何学的形状を与えることができ、これにより、患者の自然な関節構成要素に最も詳細に近似させる選択ができることを意味する。したがって、上記プラットフォーム表面１５の角度は、種々の上記幹状部１２間で異なってもよい。すべてのヘッド部品１４がほぼ球状の支持表面１９を含む以上は、この支持表面１９の上記プラットフォーム表面１５に対する向きが変更可能である。詳細には、上記支持表面１９に対する支柱１８の位置は、当該支持表面１９の中心から偏移されてもよい（すなわち、偏心ヘッド）。場合によっては、上記テーパー支柱１８の角度は、種々の上記ヘッド部品１４間で異なってもよい。
【００２１】
この発明による関節用補綴具の例は、図２〜図４、図８および図９に示されているように、モジュール型であり、上記幹状部１２とヘッド部品２０との間に配された関節運動型の取付要素３０および１３０を採用している。この発明による１つの実施の形態では、取付要素３０は、上記ヘッド部品２０に嵌合する近位部３３を含む。特定の実施の形態では、近位部３３は、上記ヘッド部品２０内に画定される相補的な孔２１内に圧入あるいは摩擦嵌めされるテーパー状の表面を画定している。
【００２２】
第１の実施の形態による取付要素３０は、一部を切除した球体状の関節運動部３４をさらに含む。少なくとも部分的に識別可能なものとして、図示されているように、関節運動部３４の遠位端が上記取付要素３０の対称軸に直交する平面を有する円形の表面であり、関節運動部３４の近位端が近位部３３と一体に形成されているので、関節運動部３４の実際の表面は部分的な球体のみを含む。これにより、関節運動部３４は部分的な球体のみであり、より詳細には、一部を切除した球状体である。しかしながら、関節運動部３４の表面が連続的である点、および、関節運動部３４の表面の大部分、特に取付要素３０の対称軸が横断する両極を有する完全な球体のうち赤道領域に隣接する部分は、当該対称軸上に配された焦点から実質的に等距離である点について留意されるべきである。
【００２３】
上記関節運動部３４の寸法は、この関節運動部３４が上記幹状部１２のテーパー孔１６内の奥に十分に押し込まれた場合に、上記テーパー孔１６内への圧入係合を実現できるように設定されている。上記関節運動部３４の部分的な球体形状により、当該関節運動部３４がその部分的に球状の表面の大円に沿うテーパー孔１６の壁部に隣接して係合する場合に、三次元軸Ｘ、Ｙ、Ｚ周りに取付要素３０を回転させることができる。したがって、取付要素３０は、その中心軸（Ｘ軸）周りを回転するか、回転軸（Ｙ軸）周りを旋回（pivot）するか、あるいは傾斜軸（Ｚ軸）周りに旋回することができる。この取付要素３０は、その中心軸周りを全３６０°回転することができる。しかしながら、残り２つの旋回範囲の自由度は、上記関節運動型の取付要素３０またはヘッド部品と、上記幹状部１２のプラットフォーム表面１５との接触によって制限される。これら２つの運動範囲の自由度は、関節運動部３４を近位部３３に連結する中間部３５によって最大化される。特に、中間部３５は、関節運動部３４から離れるにつれて角度がつけられ逆さの円錐台形状の表面を形成し、これにより取付要素３０が旋回できる隙間を設けることができる。図示された近位部３３、関節運動部３４および中間部３５は取付要素３０の対称軸周りに同心円状となるようにに形成して示されているが、中間部３５および近位部３３が、ある角度で、関節運動部３４の対称軸に交差する第２の軸周りに形成されることも、この発明の開示内容の範囲内である。
【００２４】
例示された関節用補綴具の１つの特徴部分では、関節運動部３４とテーパー孔１６との摩擦嵌めあるいは圧入を補う第２の固定機能が備えられている。特に、機械ネジ４０は、上記幹状部１２内に形成されたネジ孔１８ａに嵌合するように構成されたネジ部４６を含むものとして設けられている。上記ネジ孔１８ａは、テーパー孔１６の基部に、当該テーパー孔１６に対して同心円状となるように配設されている。上記機械ネジ４０は、関節運動型の取付要素３０を通じてネジ孔１８ａ内に挿入される。
【００２５】
図２において、少なくとも部分的に識別できるように、取付要素３０は、当該取付要素３０の全長を通過して延在し、かつ取付要素３０の近位端および遠位端において開口する中央通路３６を画定している。この中央通路３６は、取付要素３０の遠位端、より詳細には関節運動部３４の基部に、内部支持表面３８を画定している。上記機械ネジ４０は、内部支持表面３８に対して相補的な形状を有する下側表面４４を含むヘッド部４２を含む。これら２つの表面３８および４４は、機械ネジ４０がネジ孔１８ａ内に緩く螺合しているときでも、その機械ネジ４０との接触なしに、取付要素３０が全範囲の角運動を経験できる球形状の支持境界面を形成している。関節運動部３４は、取付要素３０の全範囲の運動を容易にするための逃げ面（relief）３９を中央通路３６の遠位端に画定している。
【００２６】
取付要素３０内の中央通路３６により、機械ネジ４０を、取付要素３０を通過してネジ孔１８ａ内に挿入することができる。機械ネジ４０は、取付要素３０の運動を許容するためにネジ孔１８ａ内に緩く螺合可能である。一旦、取付要素３０を適切な位置に合わせると、機械ネジ４０は、当該機械ネジ４０のヘッド部４２上に設けられた工具溝４３内に係合される工具を用いて締め込まれる。機械ネジ４０が締め込まれた場合に、当該機械ネジ４０は、テーパー孔１６内に関節運動部３４をより深く押し込み、これにより取付要素３０がさらに関節運動しないように取付要素３０を固定する。このようにして、機械ネジ４０は、摩擦嵌めあるいは圧入の特徴部分に組み込まれて、当該構成体をロックすることができる。
【００２７】
関節運動型の取付要素３０は、上腕骨等の骨内に係合された幹状部１２と共に利用可能である。関節用補綴具の適切な構造を決定するために、ヘッド部品２０等のヘッド部品は、取付要素３０の近位部３２によって運ばれる。図２において理解できるように、ヘッド部品２０は、中央通路３６の上を覆って当該中央通路３６の開口部を閉じており、これにより上記ヘッド部品２０が取り外されない限り、機械ネジ４０へのアクセスが防止されている。
【００２８】
１つの実施の形態では、ヘッド部品７０は、図５（ヘッド部品７０の底部を示す斜視図）において、少なくとも部分的に識別できるように設けられている。このヘッド部品７０は、上記近位部３２とかみ合って係合するように構成されたテーパー孔７２を含む。しかしながら、上記ヘッド部品２０の場合とは異なり、上記テーパー孔７２は、上記ヘッド部品７０の近位面に開口部７４を含む。したがって、この開口部７４は、上記ヘッド部品７０が取付要素３０上に取り付けされたときでも、機械ネジ４０への完全なアクセスを与えるものである。
【００２９】
使用にあたって、取付要素３０は、当初、ヘッド部品７０に嵌合されてもよい。このヘッド部品７０は、最終部品あるいは試用部品であってもよい。好適な実施の形態では、上記２つの部品は、この発明の属する技術分野において公知のソケットテーパーによって結合する。ヘッド部品７０を取り付けられた取付要素３０は、テーパー孔１６内の関節運動部３４を位置決めするように操作されてもよい。機械ネジ４０は、上記開口部７４を通過し、中央通路３６に沿って挿入されることで、上記機械ネジ４０が幹状部１２内に設けられたネジ孔１８ａ内に螺合されてもよい。
【００３０】
機械ネジ４０は、関節運動部３４が回転可能であるが、機械ネジ４０のヘッド部４２が所定の位置にヘッド部品７０を保持するのを支援する多少の抵抗力を示すように、緩く締め込まれてもよい。ヘッド部品７０は、関節の反対側部品（肩関節用補綴具の場合における関節窩部品）と有効に嵌合する角度方向を実現するために、必要に応じて操作されてもよい。機械ネジ４０は、ヘッド部品７０を所定の位置に保持して、関節部品間の適切な嵌合を確認するために、必要に応じて締められることがあり、また緩められることもある。
【００３１】
仮に別のヘッド部品が必要であると確認された場合には、上記ヘッド部品７０は、上記幹状部１２に対する取付要素３４の相対位置を乱すことなく、取付要素３４から取り外し可能である。一旦、適切なヘッド部品７０が選択され、かつその最適な向きで配置されると、機械ネジ４０は、ネジ孔１８ａ内に完全に締め込まれてもよい。
【００３２】
ここで、この発明は、とりわけ、広範囲の関節構造に対応できるモジュラーシステムを提供する点について言及する。例えば、ヘッド部品８０は、図６に示されているように、提供される。このヘッド部品８０は、テーパー孔１６内に直接、取り付けられるように構成されたテーパー状の係合表面８４を備えた取付支柱８２を含む。ヘッド部品８０は、角度の変更を必要としない場合に、使用可能である。
【００３３】
また、ヘッド部品８０は、取付要素３０の中央通路３６内に圧入可能である。この場合には、中央通路３６は、幹状部１２内に形成されたテーパー孔１６に類似するテーパー孔として形成されている。この特定の実施の形態では、上記取付支柱８２は、機械ネジ４０の挿入を可能にする取付要素３０内の中央通路３６と連通する孔を画定することができる。
【００３４】
上記モジュラーシステムの他の部品は、図７に示された固定型の取付要素５０である。この固定型の取付要素５０は、上記テーパー孔１６との圧入係合あるいは摩擦嵌め係合を可能にするように構成されたテーパー表面５８を有する取付部５６を備えている。上記取付要素５０の近位部は、上記ヘッド部品２０の孔２１（図２）内、あるいは上記ヘッド部品７０のテーパー孔７２（図５）内に係合するためのテーパー表面５２を有することができる。図７から明らかなように、上記取付要素５０は、回転角度あるいは傾斜角度の変更、当該取付要素５０の長軸に限定される取付要素の運動の自由度に対応しない。
【００３５】
取付要素５０は、ヘッド部品８０の取付支柱８２（図６）を収容するように先細り形状となっている孔５４を含むことができる。さらに、この孔５４は、図４に描写された機械ネジ４０と同様に、取付ネジの挿入用の通路を提供することができる。孔５４は、上記取付要素５０を幹状部１２に締め付けるために、機械ネジ４０の下側表面４４を支持する支持表面６０を形成することができる。
【００３６】
例示された実施の形態は、嵌合用のネジ孔１８ａによって上記幹状部１２に取付要素３０を最終的に固定するための機械ネジ４０を含む。取付要素３０の幹状部１２への最終的な固定を成し遂げることが可能な機械的な締結具の他の形状が考えられる。例えば、圧入ピンは、この圧入ピンに対して相補的な孔（ネジ孔１８ａに代えて）内に押し込められるように設けられている。上記圧入ピンは、機械ネジ４０のヘッド部４２の構造、より詳細には、球状の下側表面４４を保持し、関節運動部３４をテーパー孔１６内に押し込むように動かすことになろう。
【００３７】
例えば、図８および図９に示されているように、この発明による別の関節用補綴具の例は、ヘッド部品２０と、他の実施の形態の幹状部１１２と、他の実施の形態の取付要素１３０とを有している。この他の実施の形態における幹状部１１２は、この幹状部１１２がネジ孔１８ａを含むように形成されていない点を除いて、従来の幹状部１２と実質的に同一である。例示されたヘッド部品２０は、図２に図示された関節用補綴具のヘッド部品と同一である。
【００３８】
また、取付要素１３０は、類似の符号が類似の部品を記述するのに使用され、かつ同一の符号が同一の部品を記述するのに利用されるように、実質的に取付要素３０に類似している。取付要素１３０は、上記取付要素３０内に形成された中央通路３６に代えて、近位部３３の近位端内に形成された開口部および取付要素１３０の一部のみを通って延在する孔１３６を含むように形成されている。したがって、取付要素１３０は、幹状部１１２に対する取付要素１３０の向きをロックするための機械ネジ４０を利用しないように構成されている。
【００３９】
取付要素１３０は、ヘッド部品２０と嵌合する近位部３３を含む。特定の実施の形態では、近位部３３は、ヘッド部品２０内に画定された相補的な孔２１内に圧入あるいは摩擦嵌めされるテーパー状の外側表面を画定している。
【００４０】
図８および図９において、少なくとも部分的に識別できるように、取付要素１３０は、一部を切除した球体状で中実の関節運動部１３４をさらに有している。図面において、少なくとも部分的に識別できるように、関節運動部１３４の遠位端が取付要素１３０の対称軸に直交する平面を有する円形の表面であり、関節運動部１３４の近位端が近位部３３と一体に形成されているので、関節運動部１３４の実際の表面は部分的な球体のみを含む。これにより、関節運動部１３４は部分的な球体のみであり、より詳細には、一部を切除した球体状の中実体である。しかしながら、関節運動部１３４の表面が連続的である点、および、関節運動部１３４の表面の大部分、特に取付要素１３０の対称軸が横断する両極を有する完全な球体のうち赤道領域に隣接する部分は、当該対称軸上に配された焦点から実質的に等距離である点について留意されるべきである。
【００４１】
上記関節運動部１３４の寸法は、この関節運動部１３４が上記幹状部１１２のテーパー孔１６内の奥に十分に押し込まれた場合に、上記テーパー孔１６内への圧入係合を実現できるように設定されている。手操作あるいは他の方法によって、上記関節運動部１３４が上記テーパー孔１６内に押し込まれた場合には、上記圧入係合によって生じた摩擦力は、上記ヘッド部品２０に負荷が掛かっていない限り、上記ヘッド部品２０が上記取付要素１３０に結合されたときでも、上記幹状部１１２に対する取付要素１３０の向きを維持するのに十分である。一旦、上記ヘッド部品２０が所望の方向に向くように設定されると、上記関節運動部１３４は、嵌入、手操作あるいは他の方法によって上記テーパー孔１６内に押し込まれ、あるいは動かされ、これにより幹状部１１２に対して所望の方向を向いた取付要素１３０を機械的にロックする。これに代えて、取付要素１３０を冷却して関節運動部１３４の直径を低減させるか、あるいは幹状部１２を加温してテーパー孔１６の直径を増大させ、これにより幹状部１１２に対して取付要素１３０を着座させ、かつロックさせるのが容易になる。したがって、取付要素１３０は、ロック用の機械ネジ４０の使用を回避することができる。一旦、取付要素１３０が所望の方向にロックされると、ヘッド部品２０には、上記取付要素１３０の方向を変更せずに、部分的に元の位置に戻る関節に通常付随する負荷および応力が掛かる。
【００４２】
一部を切除した球体状の関節運動部１３４は、三次元軸Ｘ、Ｙ、Ｚ周りに取付要素１３０を回転させることができる。したがって、取付要素１３０は、その中心軸（Ｘ軸）周りに回転するか、回転軸（Ｙ軸）周りに旋回するか、あるいは傾斜軸（Ｚ軸）周りに旋回することができる。この取付要素１３０は、その中心軸周りを全３６０°回転することができる。しかしながら、残り２つの旋回範囲の自由度は、上記関節運動型の取付要素１３０またはヘッド部品と、上記幹状部１１２のプラットフォーム表面１５との接触によって制限される。これら２つの運動範囲の自由度は、関節運動部１３４を近位部３３に連結する中間部１３５によって最大化される。特に、中間部１３５は、関節運動部１３４から離れるにつれて角度がつけられて、取付要素１３０が旋回できる隙間を設けることができる。
【００４３】
この発明は、図面に示され、かつ先の明細書に詳細に記述されているが、これらの記述は例示であるが、文言に限定されるものではないと見なされるべきである。上記好適な実施の形態のみが呈示され、かつ、この発明の範囲内に入るすべての変更、修正および更なる応用が保護されることが望ましいと理解されるべきである。
【００４４】
例えば、図示された実施の形態が肩関節用補綴具の上腕骨部品に関するものであるが、この発明の連結要素は、股関節、膝関節、あるいは肘関節等の他の関節部に利用して、その関節部品を補綴具の骨係合部品に係合することができる。
【００４５】
さらに、上記好適な実施の形態では、すべての自由度における角度調節機能について検討しているが、上記取付要素は特定の方向への角運動を制限するように構成されてもよい。例えば、球体状の境界面に代えて、関節運動部３４、１３４は、テーパー孔１６に対応する１つの平坦な側面に対向する１つの平坦な側面を含み、これにより２つの平坦な側面間での関節運動部３４、１３４の回転が阻止可能となる。
【００４６】
〔実施の態様〕
以下、この発明の実施の態様を説明する。
（１）骨、ならびに、対向する自然の関節構成要素および対向する補綴具の関節部品のうち少なくとも１つに関係した関節用の補綴具において、
前記骨に係合する幹状部であって、孔を画定する表面を含む、幹状部と、
前記対向する自然の関節構成要素および対向する補綴具の関節部品のうち少なくとも１つに係合した状態で関節運動するための支持表面を含む関節部品と、
前記関節部品に係合する近位部を含み、かつ連続的な周縁部を有する実質的に中実の関節運動部をさらに含む取付要素と、
を含み、
前記実質的に中実の関節運動部は、前記連続的な周縁部が前記孔に強制的に係合されない場合には、前記孔内での前記実質的に中実の関節運動部の関節運動を容易にするように構成され、かつ、前記実質的に中実の関節運動部および前記孔は、前記連続的な周縁部が前記孔に強制的に係合される場合には、前記取付要素を前記幹状部に連結固定するように構成されている、
補綴具。
（２）実施態様１記載の補綴具において、
前記実質的に中実の関節運動部は、複数の自由度での前記取付要素の運動を許容するために、前記孔に接触する球状表面を含む、補綴具。
（３）実施態様２記載の補綴具において、
前記球状表面は、一部を切除した球状（frusto-spherical）をなす、補綴具。
（４）実施態様３記載の補綴具において、
前記孔は、前記実質的に中実の関節運動部の前記一部を切除した球状の表面に接触する実質的に均等に先細りとなっているテーパー表面を含む、補綴具。
（５）実施態様４記載の補綴具において、
前記孔および前記実質的に中実の関節運動部は、前記孔と前記実質的に中実の関節運動部との間での摩擦係合が前記幹状部に対する前記取付要素の向きを固定する役割を果たすように構成されている、補綴具。
（６）実施態様１記載の補綴具において、
前記実質的に中実の関節運動部および前記孔は、前記実質的に中実の関節運動部が前記孔に対して移動可能であるすべての複数の位置で、前記孔内に前記実質的に中実の関節運動部を着座させるのに役立つように構成されている、補綴具。
（７）実施態様６記載の補綴具において、
前記孔および前記実質的に中実の関節運動部は、前記孔と前記実質的に中実の関節運動部との間での摩擦係合が前記幹状部に対する前記取付要素の向きを固定する役割を果たすように構成されている、補綴具。
（８）実施態様７記載の補綴具において、
前記関節部品および前記取付要素の前記近位部は、前記関節部品を前記取付要素に係合させるためのソケットテーパー境界面を画定する、補綴具。
（９）実施態様１記載の補綴具において、
前記関節部品および前記取付要素の前記近位部は、前記関節部品を前記取付要素に係合させるためのソケットテーパー境界面を画定する、補綴具。
（１０）関節の嵌合部品に関係した補綴具において、
骨係合部、および前記関節の前記嵌合部品に対向するための表面を含む幹状部であって、前記表面がテーパー孔を画定する、幹状部と、
前記関節の前記嵌合部品と共に関節運動する支持表面を含むヘッド部品と、
前記ヘッド部品に係合するように構成された近位部を含み、かつ実質的に中実の関節運動部をさらに含む取付要素であって、前記実質的に中実の関節運動部は、前記テーパー孔内に収容され、かつ前記実質的に中実の関節運動部が前記テーパー孔内に押し込められた場合に、前記テーパー孔に摩擦嵌めにより係合されるように寸法設定された球状の支持表面を画定し、前記係合は、大円を画定する前記球状の支持表面の一部に沿って実質的に連続的になされている、取付要素と、
を含む、補綴具。
（１１）実施態様１０記載の補綴具において、
前記球状の支持表面は、一部を切除した球状をなす、補綴具。
（１２）関節部品を骨に取り付ける方法において、
前記骨に幹状部を挿入するステップと、
前記幹状部によって画定されたテーパー孔内に取付要素の実質的に中実の関節運動部を位置させ、これにより前記テーパー孔の表面の楕円形部と大円を画定する前記実質的に中実の関節運動部の表面の一部との間での実質的に連続した係合を維持しながら、前記幹状部に対して複数の自由度で前記取付要素を実質的に自由に回転させるステップと、
前記関節部品を前記取付要素の近位部に係合するステップと、
前記幹状部に対する前記関節部品の角度位置を変更させるように前記取付要素を操作するステップと、
前記幹状部に対する前記取付要素の位置を固定するように前記実質的に中実の関節運動部を前記テーパー孔内に押し込むステップと、
を含む、方法。
（１３）実施態様１２記載の方法において、
前記押し込むステップは、前記実質的に中実の関節運動部を前記テーパー孔内に圧入するステップを含む、方法。
（１４）実施態様１３記載の方法において、
前記圧入するステップは、手操作によって、前記実質的に中実の関節運動部を前記テーパー孔内に圧入するように制限される、方法。
補綴具組立体において、
骨に植え込まれるように構成された幹状部であって、前記幹状部は、開いた近位端から閉じた遠位端まで延びる容器を含み、前記容器は、前記開いた近位端と前記閉じた遠位端との間に置かれたテーパー部を有し、前記テーパー部は、テーパー壁構造体により画定される、幹状部と、
対向する自然の関節構成要素および対向する補綴具の関節部品のうち少なくとも１つに嵌合するように構成された支持表面を有するヘッド部であって、連結部をさらに有する、ヘッド部と、
（ｉ）前記ヘッド部の前記連結部と嵌合関係で位置付けられる近位部、および（ｉｉ）前記テーパー壁構造体と接触して位置付けられる一部を切除した球体状の遠位部を含む、取付要素と、を備え、
前記テーパー壁構造体と摩擦嵌め係合して位置付けられ、かつ前記容器の内側テーパー部に沿ってのみ前記容器に接触している前記一部を切除した球体状の遠位部により、前記取付要素は、前記幹状部に対して固定関係で機械的にロックされる、補綴具組立体。
上記補綴具において、
前記テーパー壁構造体は、均等に先細りとなっている、補綴具。
上記補綴具において、
前記ヘッド部は、その中に画定された空洞を有し、
前記取付要素の前記近位部は、前記空洞内部で摩擦嵌めされる、補綴具。
上記補綴具において、
前記ヘッド部、および前記取付要素の前記近位部は、前記ヘッド部を前記取付要素に係合させるためのテーパー境界面を画定する、補綴具。
補綴具組立体において、
骨係合部、およびテーパー壁構造体により画定されるテーパー部を有する容器を含む、幹状部と、
支持表面および連結部を含むヘッド部と、
（ｉ）前記ヘッド部の前記連結部と嵌合するように構成された近位部、および（ｉｉ）前記容器の周縁部全体の周りに連続的に接触して位置付けられる球状の支持表面を画定する遠位部を含む、取付要素と、を備える、補綴具組立体。
上記補綴具において、
前記球状の支持表面は、一部を切除した球体状の支持表面である、補綴具。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素が前記幹状部に対して固定関係で機械的にロックされ、前記取付要素の前記近位部が前記ヘッド部の前記空洞内部で摩擦嵌めされると、前記取付要素の前記一部を切除した球体状の遠位部は、前記容器の前記閉じた遠位端から離れて間隔をあける、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素が前記幹状部に対して固定関係で機械的にロックされ、前記取付要素の前記近位部が前記ヘッド部の前記空洞内部で摩擦嵌めされたときに、前記ヘッド部のどの部分も前記幹状部に接触しない、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記一部を切除した球体状の遠位部は、円形の周縁部を有する平坦な表面を画定する下方端を含む、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素は、前記近位部を前記一部を切除した球体状の遠位部に連結する中間部をさらに含む、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素の前記中間部は、前記近位部から前記一部を切除した球体状の遠位部へと先細りになる、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素は、前記テーパー壁構造体と摩擦嵌め係合して位置付けられている前記球状の支持表面によって、前記幹状部に対して固定関係で機械的にロックされる、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記摩擦嵌め係合は、大円を画定する前記球状の支持表面の一部に沿って切れ目なく行われる、補綴具組立体。
上記補綴具において、
前記テーパー壁構造体は、均等に先細りとなっている、補綴具。
上記補綴具において、
前記ヘッド部は、その中に画定された空洞を有し、
前記取付要素の前記近位部は、前記空洞内部で摩擦嵌めされる、補綴具。
上記補綴具において、
前記ヘッド部、および前記取付要素の前記近位部は、前記ヘッド部を前記取付要素に係合させるためのテーパー境界面を画定する、補綴具。
上記補綴具組立体において、
前記容器は、開いた近位端、および閉じた遠位端を有し、
前記取付要素の前記球状の支持表面は、前記閉じた遠位端から離れて間隔をあける、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素が前記幹状部に対して固定関係で機械的にロックされ、前記取付要素の前記近位部が前記ヘッド部の前記空洞内部で摩擦嵌めされたときに、前記ヘッド部のどの部分も前記幹状部に接触しない、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素の前記遠位部は、円形の周縁部を有する平坦な表面を画定する下方端を含む、補綴具組立体。
上記補綴具組立体において、
前記取付要素は、前記近位部を前記遠位部に連結する中間部をさらに含み、
前記取付要素の前記中間部は、前記近位部から前記遠位部へと先細りになる、補綴具組立体。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の典型的な上腕骨用補綴具を示す側面図である。
【図２】この発明による関節用補綴具の一例の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図２に示した関節用補綴具と共に使用される関節運動型の取付要素を前方から示す斜視図である。
【図４】図２に示した関節用補綴具と共に使用される固定ネジを前方から示す斜視図である。
【図５】図２に示した関節用補綴具のヘッド部品を底部から示す斜視図である。
【図６】図２に示した関節用補綴具と共に使用される他のヘッド部品を底部から示す斜視図である。
【図７】図２に示した関節用補綴具における関節運動型の取付要素に置換できる他の取付要素を前方から示す斜視図である。
【図８】この発明による関節用補綴具の他の例の一部を拡大して示す断面図である。
【図９】図８に示した関節用補綴具と共に使用されるように特に構成され、かつ図２に示した関節用補綴具との利用が可能な他の取付要素を前方から示す斜視図である。
【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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