(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合剤によって髄管（２）の中に固定するための肩部（５）を有するカラー無しのステム（１）を備えた交換股継手の大腿骨要素において、前記ステム（１）は、前記肩部（５）の下に設けられる直線的なテーパ部並びに前方面（９）及び後方面（１０）を備え、前記各々の前方面及び後方面は、前記肩部（５）の頂部から前記ステムの先端側の端部（４）まで長手方向に伸長する曲線によって形成される凹面を有することを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項２】
請求項１の交換股継手の大腿骨要素において、前記肩部（５）の下方に設けられる前記ステムの側方面（１５）及び中央面（１６）も各々、長手方向に伸長する曲線によって形成される凹面を有することを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項３】
請求項１又は２の交換股継手の大腿骨要素において、前記ステム（１）は、矩形、楕円形又は台形の断面を有することを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項４】
請求項１、２又は３の交換股継手の大腿骨要素において、前記ステム（１）の前記先端側の端部（４）における断面がほぼ円形であることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの交換股継手の大腿骨要素において、前記ステム（１）が研磨されていることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの交換股継手の大腿骨要素において、前記ステム（１）には、ボール型のヘッドを受け入れる手段（７）が設けられていることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの交換股継手の大腿骨要素において、前記ステム（１）にはボール型のヘッド（８）が設けられていることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかの交換股継手の大腿骨要素において、前記ステム（１）には、アクリル材料から形成された鞘部（２９）が設けられていることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項９】
請求項８の交換股継手の大腿骨要素において、前記鞘部（２９）は、前記ステム（１）の前記先端側の端部（４）から該交換股継手の大腿骨要素が取り付けられる大腿骨（３）の基端側の切断端に隣接する位置まで、前記ステムを包囲するような寸法になされることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項１０】
請求項８又は９の交換股継手の大腿骨要素において、前記鞘部（２９）は、前記ステムが荷重を受けて前記鞘部の中へ更に入ることができるような寸法及び構造になされることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項１１】
請求項８、９又は１０の交換股継手の大腿骨要素において、前記先端側の端部（４）はコップの形態を有し、該コップの内側の端面は、前記ステム（１）の先端側の端部から隔置されて空隙（３５）をもたらしていることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかの交換股継手の大腿骨要素において、前記鞘部（２９）は、該交換股継手の大腿骨要素が取り付けられる大腿骨の髄管の中で前記ステム（１）をその中心に位置決めするための手段（２４）を有することを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項１３】
請求項１２の交換股継手の大腿骨要素において、前記中心に位置決めするための手段（２４）は、外方に突出し弾性変形可能な当接部（２４、２５）を有することを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【請求項１４】
請求項８乃至１１のいずれかの交換股継手の大腿骨要素において、前記鞘部（２９）の先端側の端部（３４）に嵌合する中心決め手段（４１）を備えることを特徴とする交換股継手の大腿骨要素。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、交換股継手に使用される大腿骨要素に関する。
【０００２】
【従来の技術】
英国特許第１，４０９，０５４号明細書に示される如き種類のエクセター（Ｅｘｅｔｅｒ）型の大腿骨要素は周知であり、この大腿骨要素は、寛骨臼のソケットと協働するためのボール型のヘッドを担持するネック部を備えている。ネック部は、肩部を有するカラー無しのステムに接続されており、上記ステムは、肩部の下方に直線的なテーパ部を有している。従って、ステムがインプラントのネック部に接合する領域において骨又は接合剤のいずれかに着座するためのカラーは設けられていない。このタイプのステムが改善され、骨接合剤の内側で滑って降下するのを助ける研磨された仕上げ面が設けられている。ステムに関して使用する「直線的なテーパ部」の用語は、ステムの形状の中心軸線を基準としている。本発明は上述のタイプの大腿骨要素に関する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
本発明によれば、接合剤によって髄管の中に固定するための肩部を有するカラー無しのステムを備えた交換股継手の大腿骨要素が提供され、上記ステムは、上記肩部の下に設けられる直線的なテーパ部並びに前方面及び後方面を備え、上記各々の前方面及び後方面は、上記肩部の頂部から上記ステムの先端側の端部まで長手方向に伸長する曲線によって形成される凹面を有している。
【０００４】
上記肩部の下方に設けられる上記ステムの側方面及び中央面も各々、長手方向に伸長する曲線によって形成される凹面を有するのが好ましい。
【０００５】
従って、各々の面の凹面は各々の面に対して１つの平面にだけ存在し、例えば前方面に対しては、側方面又は中央面の方向から見た時にだけ見える。
【０００６】
凹型の面は、股継手の軸受け面に近い方の端部であるステムの基端側の部分において、周知の構造よりも若干テーパ角度が大きく、一方その先端すなわち先端側の端部においてテーパ角度が小さい。
【０００７】
股継手の軸受け面においては、総ての荷重が寛骨臼要素からインプラントの大腿骨要素へ伝えられる。大腿骨要素の先端側の端部を越えて、上記総ての荷重は骨に伝えられる。大腿骨の基端側の切断端と大腿骨ステムの先端側の端部との間で、インプラントから骨へ荷重が徐々に伝達される。大腿骨ステムの長さに沿うこん荷重伝達の分布は、各々の断面のレベルにおいて、インプラントの剛性、骨の接合被膜及び周囲の骨によって影響を受ける。多くの股関節ステムのインプラントは、その先端側の端部において大きな断面積を有していて大きな断面剛性を与え、これにより、軸受け面からの荷重の大部分がインプラントの中に維持され、骨接合被膜を介してインプラントの先端側の端部付近の骨に伝達される。反対に、（材料の弾性係数又は断面形状を選定することにより）先端側において高い可撓性を有するステムは、より大きな割合の荷重を大腿骨の基端側の端部あるいはその付近の骨に伝達される。極端な場合には、極めて大きな可撓性を有するステムは剛性がゼロ、すなわち先端側のステムが設計され、総ての荷重の伝達は、設計者が残したステムの基端側の部分を介して行われる。
【０００８】
従って、本発明の構成は、先端側に比較して相対的に大きな剛性をインプラントの頂端部に与える。これにより、より多くの荷重が股関節ステムから頂部の接合被膜を介して骨へ伝達されてステムには殆ど伝達されず、その先端部の骨へ伝達される。大腿骨の頂端部への荷重の伝達は、骨の吸収を防止するために有益であると考えられる。
【０００９】
別の利点は、現在、ある患者においては、既存の装置のステムの上方約半分の点が、骨の内側の壁部に極めて接近し、接合剤用のスペースが殆ど残らないことが判明している。従って、既存のステムは直線的なテーパ形状の縁部を有するが、骨皮質の内側の形態はよりトランペット型になっている。従って、ステムに凹型の表面を与えることにより、この領域における横方向の接合被膜の厚みを増大することができ、これにより、少なくとも１ｍｍ、好ましくは１．５乃至２ｍｍのより満足すべき厚みが得られる。
【００１０】
本発明においては、ステムの縁部及び側方面が決して平行にはならないことが重要であり、その理由は、平行な場合には、陥没の前後におけるテーパ状の係止的な係合の利点が失われるからである。ステムは、下方へ向かうに従って常に細くならなければならないが、一定のテーパ角度にする必要はない。
【００１１】
ステムは、矩形、楕円あるいは台形の断面を有することができ、その先端側の端部においては概ね円形とすることができる。
【００１２】
ステムを研磨するのが好ましく、また、ステムは先端側の空隙中心決め手段と共に使用することができる。
【００１３】
溝、切欠部、穴、隆起部、凹凸面、マクロ面を何等使用しないことも効果的であり、その理由は、これら溝等は、ステムの係合効率を阻害する傾向を有するからである。
【００１４】
英国特許出願第９０１１１３２．６号明細書に記載される鞘部を備えることもできる。
【００１５】
【実施例】
本発明は種々の態様で実施することができるが、例示として本発明の好ましい実施例を図面を参照して以下に説明する。
【００１６】
図面に示すように、交換股継手の大腿骨要素は、概ね矩形の断面を有するカラー無しのステム１を備えている。このステムは、鎖線３で示す大腿骨の髄管２の中に周知の態様で接合剤により固定して設けられるものである。ステムは、その先端側の端部４から肩部５まで伸長する連続的なテーパ部を有しており、上記肩部においてステムはネック部６に合流している。ネック部６は、寛骨臼のソケットと協働する鎖線８で示すボール型のヘッドを受け入れるボス７につながっている。
【００１７】
図から分かるように、カラー５を含むステムの前方の側面９は、円形の断面を有するネック部６に合流するまでは、概ね平坦である。後方の側面１０は同様の形状を有している。上記面は、長手方向に伸長する曲線によって丸みがつけられ凹面形状になっている。破線１２、１３は、上記面が湾曲していないと仮定した場合の直線的な形状を示している。上記形状は、先端側の端部４から上記両面の肩部５を経てネック部６まで続いている。上方端には、符号１１で示す曲率の大きな凹面が形成され、その曲率はその後減少し、最終的には先端側の端部４で平坦になっている。
【００１８】
直線的なテーパ形状を有するステムの下方部分の中心線が符号１４で示されている。
【００１９】
ステム１の側方面１５及び中央面１６も肩部５の下方でテーパ形状になっている。肩部５の湾曲した内側の中央面１７は、点１８においてステムの直線的なテーパ部に合流し、また、肩部５の側方面の凸面１９は、符号２０で示す点においてステムの直線的なテーパ部に合流している。
【００２０】
点１８、２０の下方では、側方面及び中央面１５、１６の表面は凹面の形状になっている。上記面が凹状でないと仮定した場合の相対的な直線の形状が鎖線２１、２２によって示されている。
【００２１】
上記側方面及び中央面には比較的大きな半径が与えられている。直線的な面から削り取られている凹面の最大深さは約１ｍｍ乃至２ｍｍである。
【００２２】
代表的な１５０ｍｍの長さを有するステム（埋め込まれたあるいは接合された部分）に対して、凹面の最も深い位置は、側方面上のステム部分の長さの２分の１から３分の２であるのが一般的である。中央面においては、先端からネック部までの全体的な幾何学的な形状は複雑な半径になっている。
【００２３】
図３に示すステムの断面は概ね矩形で丸まったコーナ部を有している。上記面は平坦にすることができるが、図示の構成においては外方に向かって若干傾斜している。先端側の端部４において、矩形の断面は概ね円形になっている。
【００２４】
図示の構成においては、大腿骨要素は、運動可能なボール型のヘッド８と共に使用するようになっているが、必要に応じてボール型のヘッドをステムと一体にすることができる。
【００２５】
肩部を含むステムの表面は高度に研磨され、必要であれば、例えば英国特許第２，１０４，３９１号明細書に記載される種類の先端側の空間中心決め手段をこのステムと共に使用することができる。
【００２６】
図４及び図５は、どのようにして鞘部を備えることができるかを示しており、図１、図２及び図３の部品と同一の部品には同一の符号を付してある。
【００２７】
図４に示すように、ステム１は鞘部２９の中に包囲されており、上記鞘部は、先端側の端部４から大腿骨３の基端側の切断端２に隣接する位置まで上記ステムを覆っている。図示の構成においては、鞘部の端部３１は、接合被膜２８から若干突出した状態で示されており、その端部３１から点３３まで伸長し組み立てを助ける切り欠いた開口３２を有している。
【００２８】
鞘部は、例えば、ポリメタクリル酸メチル等の骨接合材料と同様の材料から形成され、その先端側の端部３４は、ステム１の端部４よりも幾分長く空隙３５を形成している。先端側の端部３４の内側の側壁は、符号３６で示すように、ステムの端部４から約１−２ｃｍの点まで平行にすることができる。
【００２９】
鞘部の厚みは約１ｍｍであり、別個の成形体として形成することができる。
【００３０】
必要に応じて、外方に突出する４つの薄い当接部２４を鞘部に成形され、これら当接部は、等間隔で接線方向に伸びる４つの翼すなわちアームの形態になされている。上記当接部は、中心決め手段として作用し、ステム１が埋め込まれている間に、該ステムを髄管の壁部から離れた状態に保持する。
【００３１】
上記突出部は、ステムが鞘部と共に髄管２の中の適所に押し込まれる際に、円周方向内方に弾性的に変形することができる。
【００３２】
鞘部を適所に位置させた状態で、上記当接部によって形成される中心決め手段は、鞘部の残部と同様に、接合剤で十分に一体化され、これにより、脆弱部又は穴の形成を防止する。
【００３３】
この時点において、ステムが接合被膜の中へ更に移動しようとする運動は、鞘部の中で動くことにより許容される。当業者には理解され得るように、鞘部は、接合被膜自体と一体になってはいるが、ステムには接続されていないので、接合剤とステムの間の接着は減少され、従って、ステムの侵入作用又は再係合に対する摩擦抵抗は減少する。
【００３４】
鞘部の代替例の構造が図５に示されており、この図においては、上述の実施例と同様の部品には同様の符号を付してある。
【００３５】
この構成においても、鞘部２９がステム１（図５には示していない）に被さった時に空隙３５が形成される。しかしながら、この構造においては、当接部２４は、鞘部の周囲で隔置されて半径方向且つ上方に伸長する３つのアーム２５から形成されており、これらアームもステムを髄管の中で中心に位置決めする役割を果たす。
【００３６】
代替的な好ましい構造においては、図６に示す如き別個の中心決め手段が用いられる。この構造においては、図４及び図５に示す部品と同様の部品は同様の符号で示されており、中心決め手段の当接部２４は鞘部に設けられていない。鞘部の先端側の端部３４は口金４０を有しており、この口金の上に別個の中心決め手段４１が位置し、該中心決め手段は、口金４０が押し込まれるめくら穴４３を有する中央のボス４２を備えている。半径方向及び上方に突出する３つのアーム４４が中央のボス４２から外方に伸長し、上記当接部２４と同様の態様で、ステム１を髄管の壁部から離れた状態に保持する。中心決め手段４１は、鞘部と同一の材料から形成することができるが、突出するアーム４４の可撓性を改善するために充填剤を加えることができる。
【００３７】
人工装具を埋め込む時には、外科医は、適宜な寸法の予成形された鞘部を人工装具のステムに装着する。鞘部は、先端側の端部に空隙を形成するための一体に形成された中心決め手段を備える。次に、組み立てたステム及び鞘部を、既に通常の骨接合剤が充填されている骨の凹所の中に通常の態様で挿入する。予成形された鞘部は、外科医によって挿入された骨接合剤と直接接合する。鞘部及び接合剤の材料は、互いに接合できるように同一の又は適合性のあるものとする。
【００３８】
予成形された鞘部がステムと分離していることが重要であり、これは、ステムに付与される単なるコーティングによっては行うことができない。その理由は、そのコーティングは、ステムの表面において必要とされる同程度の低い摩擦特性を与えないからである。
【００３９】
予成形された鞘部とステムの間に潤滑剤を与えて摩擦を更に減少させることが可能であり、潤滑剤としては、例えば滅菌性の液体パラフィン等の適宜な殺菌性の潤滑剤を使用する。
【００４０】
上述の種類の構造は、髄管内の接合剤とステムの表面との間に最適な境界条件を提供しようとするものである。接合剤に窓を設けず、金属及び骨を直接接触させることも効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の大腿骨要素の側方立面図である。
【図２】図１に示す要素の端面図である。
【図３】図２の線III−IIIに沿って示す断面図である。
【図４】英国特許出願第９０１１１３２．６号に記載される鞘部を備えた大腿骨要素の側方立面図である。
【図５】図４に示す鞘部とは別個の形態を有する鞘部を示す斜視図である。
【図６】別個の中心決め手段を備えた代替例の構造の先端側の端部を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ステム                        ２  髄管
３  大腿骨                        ４  ステムの先端側の端部
５  ステムの肩部                  ７  ボス
８  ボール型のヘッド              ９  前方面
１０  後方面                      １５  側方面
１６  中央面                      ２４  当接部
２９  鞘部                        ４１  中心決め手段
【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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