(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然骨の髄腔中に挿入する軸部と天然骨の外表面に圧接して該軸部とで天然骨を挟持するための補助プレートを相対向させて上記軸部の下面に設けられた基端部に形成するとともに、上記補助プレートに貫通孔を穿設し、上記軸部は、底部が該軸部内に位置する有底ボルト穴を有し、上記貫通孔から天然骨を貫通して上記有底ボルト穴に固定用のボルトを螺合せしめることにより天然骨に固定し得ることを特徴とする生体用補綴体。
【請求項２】
前記有底ボルト穴の深さが５ｍｍ以上であり且つその穴下厚みが２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１の生体用補綴体。
【請求項３】
前記軸部と補助プレートにおける前記基端部との接合部位を除く骨との当接面にリン酸カルシウム系材料を被着せしめてなる請求項１乃至２の生体用補綴体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は事故や疾病等による骨欠損部、切除部を補綴するために用いる生体用補綴体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から用いられている天然骨と補綴部との結合体としての、人工補整器は主にＣｏ−Ｃｒ−Ｍｏ合金やステンレス、セラミック材でもって構成したものがある。
【０００３】
例えば、図４に示すように骨Ｂの髄腔ｂ中に軸部ａを挿入し、段部にて骨Ｂの端面を当接させ、かつセメントＣを用いて固定するようにした補綴体Ａがあった。
【０００４】
【従来技術の課題】
ところが、一般に骨置換による外科的処置の場合、骨は置換材に対して敏感に反応し、骨自体の性質が変化したり、さらに置換材には長期にわたってくり返し負荷が作用し、疲労による破壊強度が問題となる。セメントＣを用いた上記補綴体Ａでは、段部Ｄにおいて骨Ｂの端面が当接し、集中的に荷重が加わるなど、この結果、補綴体Ａでは折損事故が発生し易く、一方、骨においては角の集中荷重によって、骨が脆弱化したり、骨吸収が発生し、接合に用いられているセメントＣの剥離や破損をもたらし、その結果、骨との固定が維持できないという現象が生じていた。しかも補綴体を成す金属、セラミックなどは骨に比較し、剛性が非常に大きく、接合部において急激にその剛性が変化し、骨の変形に対し、ほとんど追従できない。そのため骨とセメント、セメントと挿入軸部との間で容易にズレが生じガタツキの原因となる。かかるガタツキが一旦生じると、補綴体のガタツキが益々大きなものとなり、ひいては骨を破壊に至らしめる。
【０００５】
【発明の目的】
上記従来技術の課題に鑑み、本発明はセメントを用いることなしに骨髄腔内に良好に固定することができ、かつ、機械強度が大きく生体内で安全な補綴体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかるに、本発明は前記課題を解決するために、天然骨の髄腔中に挿入する軸部と天然骨の外表面に圧接して該軸部とで天然骨を挟持するための補助プレートを相対向させて上記軸部の下面に設けられた基端部に形成するとともに、上記補助プレートに貫通孔を穿設し、上記軸部は、底部が該軸部内に位置する有底ボルト穴を有し、上記貫通孔から天然骨を貫通して上記有底ボルト穴に固定用のボルトを螺合せしめることにより天然骨に固定し得ることを特徴とする生体用補綴体を提供するものである。
【０００７】
【作用】
相対向する軸部と補助プレート間で骨を挟むように軸部を骨髄腔内に挿入する。挿入後、位置決めをして補助プレートの貫通孔をガイドとして専用の器具を用いて骨に下孔を穿ける。この状態で、固定用ボルトを補助プレートの貫通孔を挿通して軸部の有底ボルト穴に螺合せしめる。これにより、セメントを用いずに生体用補綴体が骨に強固に固定され、その結果、基端部が骨の端部に固定される。
【０００８】
なお、本発明の生体用補綴体は、軸部に設けるボルト固定用の穴を有底としたことを特徴とする。このようにすることによって、ボルト穴の端部にかかる応力を大幅に削減できることを見いだした。したがって、機械的強度が大きく、破損し難いので、生体内での安全性が非常に高い。
【０００９】
本発明の生体補綴体の使用例として、例えば、人工膝関節の大腿骨部材の場合、基端部が関節摺動部として一体的に構成された形態がある。この場合、上記大腿骨部材を構成する。他方、基端部に他の部材を取り付け得る構造とし、別体の関節摺動部材を基端部に取付け、大腿骨コンポーネントを構成する。この場合、本発明の生体用補綴体は、大腿骨コンポーネントを構成するステム部材として作用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図により詳述する。
【００１１】
図１には金属製の補綴体Ｐを骨への装着状態図を示し、１は骨の髄腔内へ挿入する軸部であり、この軸部１と一体を成した基端部２は、該軸部１と所望の間隔をもって相対向する補助プレート３を備えている。すなわち、上記軸部１、基端部２、補助プレート３が一体を成した構造である。
【００１２】
上記軸部１と補助プレート３の対応する部位には、貫通孔４と有底ボルト穴５が同軸状に穿設され、固定用ボルト６を補助プレート３の貫通孔４を挿通して軸部１の有底ボルト穴５に螺合せしめる。これにより、生体用補綴体Ｐが骨に強固に固定され、その結果、基端部２が骨Ｂの端部に固定できる構造となっている。
【００１３】
装着、固定方法としては、相対向する軸部１と補助プレート３間で骨Ｂを挟持するように軸部１を骨髄腔ｂ内に挿入した後、位置決めをして、補助プレート３の貫通孔４をガイドとして専用の器具を用いて骨に下孔を穿ける。そして、この状態で、固定用ボルト６を補助プレート３の貫通孔４を挿通して軸部１の有底ボルト穴５に螺合せしめる。
【００１４】
このように構成される生体用補綴体は、軸部１と補助プレート３が骨Ｂを挟持する力と固定用ボルト６による固定により、セメントを用いなくても、ガタツキや回動のない強固な固定が可能である。なお、補助プレート３の根元部位には図１中に拡大して示すように凹溝３ａを設け、骨Ｂを挟持するために適当な柔軟性、バネ性を持たしてもよい。また、位置決めにより骨Ｂと基端部２の間に若干の隙間を設けることにより、骨Ｂの端部が応力集中により脆弱化して骨吸収が発生するなどという問題を防止することができる。また、上記生体用補綴体Ｐでは、軸部１は、底部が該軸部内に位置する有底ボルト穴５を有したことを特徴とする。このようにすることによって、ボルト穴の端部にかかる応力を大幅に削減でき、機械的強度が大きく、破損し難いので、生体内での安全性が非常に高い。
【００１５】
なお、７５Ｋｇｆの静荷重を条件としたＦＥＭ解析を行ったところ、軸部１のボルト用穴を有底穴とした場合にの穴端部にかかる応力は７１．８４Ｋｇｆ／ｍｍ2 で、貫通孔４とした場合の９４．５８Ｋｇｆ／ｍｍ2 よりも大幅に減少することが確認された。なお、応力削減の効果を十分とするため、軸部１の有底ボルト穴５の穴下厚みｔは２ｍｍ以上であることが望ましい。他方、該有底ボルト穴５の深さｄとしては５ｍｍ以上であることが好ましい。これは、深さが５ｍｍ未満では固定用ボルト６の螺着力が不十分となる恐れがあるためである。
【００１６】
なお、骨Ｂとの結合力を高めるために、骨Ｂとの当接面に図中ハッチングで示す領域にハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウム材料をプラズマ溶射等の手段でもって被着せしめてもよい。ただし、この時に軸部１と補助プレート３の機械的強度を必要以上に劣化させないことが重要である。即ち、高温となる処理を施すと母材の強度劣化を起こすので前記軸部１と補助プレート３における前記基端部２との接合部位には上記のような溶射を行わないことが望ましい。
【００１７】
図２に本発明の生体補綴体を実施した一形態としてのステム部材ｆ１と、該ステム部材ｆ１を構成部分として成る人工膝関節の大腿骨コンポーネントＦを示し、該コンポーネントＦは中間部材ｆ２を介して別体の関節摺動部材ｆ３をステム部材ｆ１の基端部２に取付けるように構成されたものである。なお、同図において、ｆ４、ｆ５はそれぞれ固定用のネジおよびピンである。
【００１８】
また、図３に本発明の生体補綴体を実施した他形態としての骨折補整体Ｌを示し、この骨折補整体Ｌは基端部２を中心として左右対称にそれぞれ軸部１と補助プレート３を一体的に備えたものである。この骨折補整体Ｌは埋め込み式で長期間埋入しておくことを目的とし、従来のプレート等で治癒の難しい骨折箇所を補整するのに有効である。
【００１９】
【発明の効果】
叙上のように本発明の生体用補綴体は、天然骨の髄腔中に挿入する軸部と天然骨の外表面に当接する補助プレートとを相対向するべく基端部に形成するとともに上記補助プレートに貫通孔を穿設し、上記軸部に有底ボルト穴を穿設してなり、上記貫通孔から天然骨を貫通して上記有底ボルト穴に固定用のボルトを螺合せしめることにより天然骨に固定し得るように成したことにより、セメントを用いることなしに骨髄腔内に良好に固定することができる。また、軸部に設けるボルト固定用の穴を有底としたことにより、ボルト穴の端部にかかる応力を大幅に削減し、したがって、機械的強度が大きく、破損し難いので、生体内での安全性が非常に高いという優れた効果を併せ持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の補綴体の骨への装着状態図である。
【図２】本発明の生体補綴体を実施した一形態としてのステム部材と、該ステム部材を構成部分として成る人工膝関節の大腿骨コンポーネントの分解斜視図である。
【図３】本発明の生体補綴体を実施した他形態としての骨折補整体の斜視図である。
【図４】従来の補綴体の骨への装着状態図である。
【符号の説明】
１                軸部
２                基端部
３                補助プレート
４                貫通孔
５                有底ボルト穴
６                固定用ボルト
Ｐ                生体補綴体
Ｂ                骨
ｂ                骨髄腔
ｓ                隙間
Ｆ                大腿骨コンポーネント
Ｌ                骨折補整体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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