(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膝蓋骨及び膝蓋腱を包含する膝の障害を治療する装置であって、当該装置は、膝蓋腱に係合して膝蓋腱を変位させる、脛骨に移植可能な人工関節を備え、当該人工関節は、
膝の関節包に対して尾側で脛骨に対して固定されるように構成及び寸法決定される固着部と、
前記固着部に対して外側及び内側方向に、かつ、膝蓋腱の下で脛骨の中央部上に延在するように構成及び寸法決定される変位部と、
前記変位部及び前記固着部の間にあって、前記固着部から前記変位部まで頭側に延在するように構成及び寸法決定される架橋セクションと、
前記変位部に配置される滑らかなベアリング面であって、間隙、孔又は骨固定手段がなく、膝蓋腱に非外傷的に係合して膝蓋腱を変位させ、かつ、その上での膝蓋腱の運動を許容するように構成されたベアリング面を有するベアリング部材と、を備える装置。
【請求項２】
前記固着部は、脛骨粗面に隣接して脛骨に固定されるようにさらに構成及び寸法決定される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記固着部は、脛骨に前記人工関節を固定する手段を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記固定する手段は、前記固着部に設けられた骨ネジの孔を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記変位部は、脚が伸展する時に、膝関節包を避け、かつ、膝蓋骨に干渉することを避けるようにさらに構成及び寸法決定される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記変位部は、脛骨結節の頭側かつ膝関節包の尾側で脛骨に対して寄り掛かるようにさらに構成される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ベアリング部材の前記ベアリング面は、湾曲した傾斜形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ベアリング面は、内側方向又は外側方向に膝蓋腱を付勢するための経路を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記人工関節は、脛骨を切除することなく、又は、結合組織のいずれも切断することなく、膝蓋腱を変位させるように構成及び寸法決定される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記固着部は、脛骨粗面に対して固定されるように構成及び寸法決定され、前記変位部は、前記架橋セクションから内側に、かつ、膝蓋腱に近接する脛骨顆の中央部上に延在するように構成及び寸法決定される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記固着部は、脛骨粗面に対して固定されるように構成及び寸法決定され、前記変位部は、前記架橋セクションから外側に、かつ、膝蓋腱に近接する脛骨顆の中央部上に延在するように構成及び寸法決定される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記人工関節は、膝蓋骨及び大腿骨の間で最も負荷の高い部分を、頭側、尾側、外側及び内側の方向の少なくとも１つに再分配して、界面の任意の特定の領域上の応力を軽減するように構成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記人工関節は、膝蓋腱に作用する筋肉のモーメントアームを増加させるようにさらに構成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記変位部は、腸脛靱帯の下方で前記架橋セクションから延在するように構成された第１腸脛靱帯変位部、及び、膝蓋腱の下方で延在するように構成された第２膝蓋腱変位部を備える２つの部分に分割される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記架橋セクション及び前記変位部は、膝蓋腱の下方に前記ベアリング部材を設置して膝蓋腱を前方に変位させることによって大腿骨に対して膝蓋骨が押される力を低下させるように構成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、米国仮特許出願第６１／２３７，５１８号（２００９年８月２７日出願）および米国仮特許出願第６１／２８８，６９２号（２００９年１２月１２日出願）の優先権の利益を主張し、これらの両出願は、本明細書に参照によって援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、概して整形外科の分野に関する。具体的には、本発明は、治療効果をもたらすように関節運動する関節における力を再分配するための介入技術およびインプラントを対象とする。
【背景技術】
【０００３】
人体は、様々な角度での骨の間の関節運動を可能にする多くの関節を含む。自由な関節運動を可能にする関節は、可動関節と称される。その例として、股関節、膝、肘、および肩が挙げられる。緩衝材および滑らかな摺動面を提供する関節内軟骨、骨間に可撓性の接続部を提供する靭帯、ならびに運動を提供するように関節上を摺動して筋肉を接続する腱を含む、様々な結合組織が可動関節と関連している。結合組織が損なわれると、関節痛および機能喪失が生じ得る。
【０００４】
結合組織障害の一例は、変形性膝関節症または膝ＯＡである。膝ＯＡは、米国において最も一般的な障害の１つである。ＯＡは、変性関節炎、または磨耗および裂傷による関節炎と称されることもある。膝関節は、大腿骨、膝蓋骨、および脛骨の関節運動によって形成される（図３を参照）。他の自由に関節運動する関節と同様に、膝関節は、滑膜によって裏打ちされた繊維性の関節包に包まれている。膝蓋骨の内部表面は、大腿骨表面と関節運動して膝蓋大腿関節を形成する。大腿骨の遠位端は、内側顆および外側顆と称される２つの湾曲した関節運動する表面を有する。これらの表面は、脛骨の内側顆および外側顆と関節運動し、膝を屈曲および伸展させる脛大腿骨関節を形成する。関節運動する骨の不一致を補正するために、脛骨顆と大腿骨顆との間には２つの線維軟骨性円板（すなわち半月板）がある。大腿骨の遠位端が湾曲した非対称的な形状であるため、膝関節は、ヒンジのように屈曲および伸展するだけではなく、伸展する間に摺動および回転し、関節にとって複雑な運動を生じる。
【０００５】
膝ＯＡは、関節内における関節運動する軟骨の崩壊によって特徴付けられる。経時的に軟骨が完全に磨耗して、骨と骨との接触をもたらし得る。骨は、軟骨とは異なり、多くの神経細胞を有するため、直接的な骨の接触は、ＯＡ罹患者にとって大変な苦痛であり得る。疼痛および浮腫に加えて、ＯＡ罹患者は、膝関節における可動性を漸進的に損ない得る。これは、関節運動する軟骨が完全に磨耗し切った状態である、関節腔の損失によるものである。通常、ＯＡは、外側の部分（外側区画）よりも、もう一方の膝に最も近い膝の側（内側区画と称される）に発症することが多い。Ｏ脚の姿勢からも、内側区画に通常よりも高い圧力がかかる。追加の圧力によって、軟骨が圧縮し合い、さらなる疼痛およびより急速な変性が引き起こされる。
【０００６】
ＯＡの浮腫および疼痛を軽減するために、しばしば種々の薬剤が推奨される。減量、固定具、装具、ステロイド注射、および理学療法等の他の治療もまた、疼痛を緩和し、機能を回復するのに役立ち得る。しかしながら、関節運動する軟骨は無血管性、つまり血液の供給が欠如しているので、成人の軟骨の修復および成長は極限られている。疼痛または不動性があまりにも重度となり、他の治療ではその症状が緩和されない場合、外科的介入が必要となる。特定の症例において、ＯＡの外科的処置が適切である場合がある。外科手術は、砕けた軟骨の破片を除去し、軟骨上の凹凸領域を滑らかにすることによって関節を洗浄するための関節鏡手技から、人工膝を用いた膝関節全置換術まで及び得る。
【０００７】
膝ＯＡの別の外科的処置は、膝の内側から外側に圧力を移動することを補助するために下肢の角度を再調整することを意図する手技である、近位脛骨骨切り術である。その目的は、疼痛を軽減し、内側区画のさらなる変性を遅延させることである。
【０００８】
近位脛骨骨切り術では、脛骨の上（近位）部を切断し、関節の角度を変更する。これにより、脚をＯ脚からまっすぐな状態またはややＸ脚に変形させる。関節変形を矯正することによって、軟骨から圧力を取り除く。しかしながら、近位脛骨骨切り術は、膝関節全置換術が必要になるまでの一時的なものであるに過ぎない。この手術が成功した場合の恩恵は、通常５乃至７年間持続する。この手法の利点は、非常に活動的な人々がなおも自身の膝関節を有すること、そして、一旦骨が治癒すれば、活動に制限がないことである。
【０００９】
膝に生じる別の結合組織障害は、過剰な膝蓋骨圧縮力（ＰＣＦ：ｐａｔｅｌｌａｒ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  ｆｏｒｃｅ）である。膝蓋大腿関節炎に罹患する患者において、膝蓋骨にかかる過剰な圧縮力が疼痛の原因となり、膝蓋骨と大腿骨との間に軟骨変性を引き起こす。
【００１０】
そのような患者における過剰なＰＣＦを軽減するための現在の治療は、膝蓋腱の付着部を脛骨に対して再度位置決定するための非常に侵襲性の高い骨切り術を伴う。そのような手技の１つは、骨の一部を切り離し、その下に挿入した骨移植片を用いて骨を再度位置決定することによって脛骨粗面を前方に変位させるＭａｑｕｅｔ法である。膝蓋腱の付着部を前方に変位させることで、力のモーメントアームおよび有効角度を変化させることにより、全体的なＰＣＦを減少させる。しかしながら、この手技は、非常に侵襲性が高く、高い手術合併症発生率および相当のリハビリテーションを伴うため、特定の患者にとっては難易度が高い可能性がある。リハビリテーションに伴うコンプライアンスの欠如もまた、たとえ最初に手技に成功したとしても、良好な成果を減少させ得る。
【００１１】
Ｍａｑｕｅｔ骨切り術に加えて、同じく膝蓋骨にかかる圧縮力を減少させるために膝蓋腱を変位させる、Ｆｕｌｋｅｒｓｏｎ骨切り術およびＥｌｍｓｌｉｅ−Ｔｒｉｌｌａｔ骨切り術等の他の脛骨結節手技が存在する。これらの骨切り術も、膝蓋骨の他の領域に負荷を移動させることにより、膝蓋骨にかかる負荷を再分配する。これらの代替の手技も同様に比較的高い手術合併症発生率を伴い、相当のリハビリテーションを必要とする。
【００１２】
関節痛および機能損失を引き起こす結合組織障害の別の例は、股関節形成不全である。股関節は、体内で最も深くにある最大の関節であり、大腿骨頭と骨盤の寛骨臼との間に形成される（図２７を参照）。股関節の主な目的は、静的姿勢（例えば、起立）および動的姿勢（例えば、走行および歩行）の両方において体重を支持することである。
【００１３】
股関節形成不全は、先天性もしくは後天性の股関節の変形または不整列である。この状態は、ほとんど検出不能なものから重度の奇形または脱臼にまで及び得る。若年性股関節形成不全は、ＰａｖｌｉｋハーネスまたはＦｒｅｊｋａの枕または副木を使用して治療できることが多い。年長の小児では、股関節外転筋および腸腰筋が脱臼した股関節の位置に適応してしまうため、それらを外科的に治療する必要がある。股関節形成不全は、比較的若年における股関節の変形性関節症（ＯＡ）の原因として挙げられることが多い。脱臼した荷重支持面は、磨耗増大および磨耗異常を引き起こす。全股関節形成術（人工関節置換術）によるその後の治療は、身体が成熟するにつれて骨格が変化し、再置換手術が必要となるため、複雑である。
【００１４】
形成異常に関連する疼痛のための現在の治療は、大腿骨頸部骨切り術または寛骨臼周囲骨切り術である。より進行した症例には、人工股関節全置換術が唯一の外科的選択肢である。いずれの場合でも、その治療は、長期リハビリテーションプロトコルを含む大規模な外科手術を伴う。したがって、より低侵襲性であり、しかも効果的な治療の手法が必要である。
【００１５】
関節痛および機能損失を引き起こす結合組織の障害は、ヒトに限定されるものではない。例えば、イヌ股関節形成不全の頻度が高いため、獣医整形外科医の間でイヌ股関節が注目されている。イヌ股関節形成不全は、通常、様々な程度の関節痛を伴う活動度の低下を通して顕在化し始める。これらの兆候は、４ヶ月乃至１年の年齢の間に最初に観察されることが多い。
【００１６】
正常なイヌ股関節では、大腿骨頭が寛骨臼内に正確に合致する（図６１Ａ乃至Ｂを参照）。関節形成異常では、寛骨臼に対する大腿骨頭の適合が不良である。骨間の空間がより大きいことが明らかである。大腿骨頭の変位が、この疾患の特徴である。ヒトの関節不整列の状態と同様に、種々の外科的手技―大腿骨頭切除術、転子間骨切り術（ＩＴＯ）、三点骨盤骨切り術（ＴＰＯ）、および人工股関節全置換術が、股関節形成不全を治療するために考案されてきた。このように、イヌおよび他の獣医学的用途のための関節不整列の状態および疾患に対する低侵襲性の解決法の必要性も存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
現在の非外科的処置は、長期的には効力を失うこと、および現在の外科的処置の著しい外傷を考慮すると、有意に低い手術合併症発生率およびリハビリテーション要件を伴う代替方法が、股関節形成不全ならびに外側膝および膝蓋大腿の変形性関節症等の結合組織障害に関連する関節運動する関節の疾患の初期症状および進行した症状を示す患者に有益であり得る。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
選択的に配置されたインプラントを使用して、不適切な力の分布から生じる関節の病態に対処する。本明細書に記載されるような適切にサイズ決定および位置決定されたインプラントを使用することにより、骨を切断することなく、また結合組織の切断を最小限に抑えつつ治療効果を達成するように力ベクトルを再調整し、および／または関節に作用するモーメントアームを変化させるために、関節を囲む標的とする結合組織および筋組織の変位が達成される。
【００１９】
本発明の実施形態は、限定されないが、膝および股関節を含む、実質的にいずれの関節運動する関節にも適用することができる。記載されるインプラントならびに関連する人工関節および装置に加えて、本発明の実施形態は、関節疾患を治療する方法、ならびに低侵襲性の関節治療のためにインプラントおよび人工関節を設置する方法を含む。
【００２０】
本発明の例示的な一実施形態において、関節内の力の分配をもたらすように関節運動する関節を治療するための装置が開示される。例示的な装置は、対向する関節運動する面を有する少なくとも第１および第２の骨を含む関節運動する関節を治療するためのものであり、骨は関連する筋組織および結合組織によって互いに位置決定される。これらの組織は、装置を用いた治療のための標的組織を含む。そのような例示的な装置は、ベアリング部材上に配置されたベアリング面を有するベアリング部材を備えてもよい。ベアリング部材は、少なくとも１つの上記標的組織に近接する治療位置に配置されるように構成および寸法決定され、治療位置に配置されたときに、標的組織をその自然経路から治療経路に変位させることに十分な厚さを有する。ベアリング部材上に配置されたベアリング面は、標的組織と非外傷的に係合するように、またそこに沿った標的組織の運動を許容するように構成される。具体的な構造、構成、寸法、および固着様式は、本明細書において後により詳細に記載する。
【００２１】
本発明の別の例示的な実施形態において、関節内の力の分配をもたらすように関節運動する関節を治療する方法が開示される。例示的な方法は、対向する関節運動する面を有する少なくとも第１および第２の骨を含む関節運動する関節を治療することに適しており、これらの骨は関連する筋組織および結合組織によって互いに対して設置される。例示的な方法は、関連する筋組織および結合組織のうちの少なくとも１つを治療のための標的組織として選択することと、骨または標的組織を切断することなく標的組織を変位させることと、変位による治療効果を達成するように関節の負荷を再分配することとを含む。代替のおよびより具体的な方法が、本明細書において後により詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明を説明する目的で、以下の図面は、本発明の１つ以上の例示的な実施形態の側面を示す。しかしながら、本発明は、図面に示される正確な配置および手段に限定されるものではないことを理解されたい。
【図１】図１は、膝と関連する結合組織および筋肉、ならびに本発明の実施形態によるインプラントの概略的な例を示す、膝の一部切欠き側面像である。
【図２】図２は、膝と関連する結合組織および筋肉、ならびに本発明のさらなる実施形態によるインプラントの概略的な例を示す、右膝の一部切欠き後面像である。
【図３】図３は、右膝関節の骨の正面像または前面像である。
【図４】図４は、ヒトの歩行サイクル、膝関節モーメント、および歩行サイクル内の屈曲角度を示す略図であり、本発明の例示的な実施形態の観点から、歩行サイクルを通して結合組織の場所を示すシーケンス図を含む。
【図５】図５は、歩行サイクルの一部の間に正常な膝関節に作用する力を示す自由物体図である。
【図６】図６は、過剰な内側負荷を伴う膝関節に作用する力を示す自由物体図である。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施形態によるインプラントを含む膝関節に作用する力を示す自由物体図である。
【図８】図８および８Ａは、それぞれ、本発明の例示的な実施形態による軟質で柔軟性のある人工関節の斜視図および断面図である。
【図８Ａ】図８および８Ａは、それぞれ、本発明の例示的な実施形態による軟質で柔軟性のある人工関節の斜視図および断面図である。
【図９】図９は、本発明の例示的な実施形態にしたがって移植された人工関節を含む大腿骨の遠位端の概略的前面像である。
【図１０】図１０は、本発明の代替の例示的な実施形態にしたがって移植された人工関節を含む大腿骨の遠位端の概略的前面像である。
【図１１】図１１、１２、１３、１３Ａおよび１３Ｂは、本発明の代替の例示的な実施形態による人工関節の平面図である。
【図１２】図１１、１２、１３、１３Ａおよび１３Ｂは、本発明の代替の例示的な実施形態による人工関節の平面図である。
【図１３】図１１、１２、１３、１３Ａおよび１３Ｂは、本発明の代替の例示的な実施形態による人工関節の平面図である。
【図１３Ａ】図１１、１２、１３、１３Ａおよび１３Ｂは、本発明の代替の例示的な実施形態による人工関節の平面図である。
【図１３Ｂ】図１１、１２、１３、１３Ａおよび１３Ｂは、本発明の代替の例示的な実施形態による人工関節の平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の別の例示的な実施形態による人工関節のベアリング／変位部を示す、図１１の線１４−１４を通る断面図である。
【図１５】図１５は、右膝関節に移植された本発明の例示的な実施形態による人工関節を含む右膝関節の前面像である。
【図１６】図１６、１７、１７Ａ、１８および１９は、調整可能なベアリング部材を包含する本発明のさらなる代替の実施形態の概略的側面図および詳細図である。
【図１７】図１６、１７、１７Ａ、１８および１９は、調整可能なベアリング部材を包含する本発明のさらなる代替の実施形態の概略的側面図および詳細図である。
【図１７Ａ】図１６、１７、１７Ａ、１８および１９は、調整可能なベアリング部材を包含する本発明のさらなる代替の実施形態の概略的側面図および詳細図である。
【図１８】図１６、１７、１７Ａ、１８および１９は、調整可能なベアリング部材を包含する本発明のさらなる代替の実施形態の概略的側面図および詳細図である。
【図１９】図１６、１７、１７Ａ、１８および１９は、調整可能なベアリング部材を包含する本発明のさらなる代替の実施形態の概略的側面図および詳細図である。
【図２０】図２０は、膝における外側の力の分布に対応するための、本発明の別の例示的な実施形態の位置決定を示すヒト膝の前面像である。
【図２１】図２１は、本発明の別の例示的な実施形態による関節に架橋する人工関節を含む膝関節の図である。
【図２２】図２２は、階段昇段時のヒト膝関節の自由物体図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、正常な膝における合成膝蓋骨圧縮力を示すヒト膝の自由物体図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、本発明の例示的な実施形態を用いて修正された合成膝蓋骨圧縮力を示すヒト膝の自由物体図である。
【図２４】図２４は、膝蓋骨圧縮力を減少させるようにその上に移植された本発明の例示的な実施形態を含むヒト膝の矢状切片である。
【図２５】図２５は、結合組織の下に配置された場合の図２４の例示的な実施形態を示すヒト膝の前面像である。
【図２６】図２６は、結合組織の下に配置された場合の外側の力の分布および膝蓋骨圧縮力に対応するための、本発明のさらなる例示的な実施形態の位置決定を示すヒト膝の前面像である。
【図２７】図２７は、詳細を示すために靭帯を除去した、大腿骨に対する股関節の接続を示す股関節右側の正面像である。
【図２８】図２８は、所定の位置に靭帯を有する、図２７の股関節の後面像である。
【図２９】図２９は、殿筋、具体的には大殿筋および中殿筋を示す、股関節の後面像である。
【図３０】図３０は、右股関節下部の筋肉を示す、図２９の股関節の後面像である。
【図３１】図３１は、股関節にかかる力を表す図である。
【図３２Ａ】図３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃは、股関節にかかる力に対する大腿骨の角度の効果を示す図である。
【図３２Ｂ】図３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃは、股関節にかかる力に対する大腿骨の角度の効果を示す図である。
【図３２Ｃ】図３２Ａ、３２Ｂおよび３２Ｃは、股関節にかかる力に対する大腿骨の角度の効果を示す図である。
【図３３Ａ】図３３Ａおよび３３Ｂは、本発明の例示的な実施形態にしたがって設置された人工関節を含む股関節の断面図を表す図である。
【図３３Ｂ】図３３Ａおよび３３Ｂは、本発明の例示的な実施形態にしたがって設置された人工関節を含む股関節の断面図を表す図である。
【図３４Ａ】図３４Ａおよび３４Ｂは、本発明の例示的な実施形態にしたがって図３３Ａ〜Ｂの人工関節が股関節外転筋力に与える効果を示す力の図である。
【図３４Ｂ】図３４Ａおよび３４Ｂは、本発明の例示的な実施形態にしたがって図３３Ａ〜Ｂの人工関節が股関節外転筋力に与える効果を示す力の図である。
【図３５】図３５は、本発明の例示的な実施形態にしたがって大腿骨および骨盤に係止する人工関節を示す。
【図３６】図３６は、本発明の例示的な実施形態にしたがって人工関節の大腿骨側の２つのタブを含む人工関節を示す。
【図３７】図３７は、図３６の人工関節に類似するが、係止構造を有さない、例示的な人工関節を示す。
【図３８】図３８は、本発明の別の例示的な実施形態にしたがって股関節に設置された人工関節の前面像の例を示す。
【図３９】図３９は、靭帯および外転筋を除去した、図３８の人工関節を表したものである。
【図４０】図４０は、さらなる例示的な実施形態にしたがって大腿骨頸部まで横に延在する犬骨形人工関節を示す。
【図４１】図４１は、実施形態にしたがって大腿骨頸部まで横に延在するそら豆形人工関節を示す。
【図４２】図４２は、本発明の例示的な実施形態にしたがって大腿骨頸部の周囲に延在するＵ字形ブラケット上に装着された人工関節を示す。
【図４３】図４３は、本発明の別の例示的な実施形態にしたがって大転子上のキャップとして装着された人工関節を示す。
【図４４】図４４は、本発明の例示的な実施形態にしたがって股関節外転筋を受容するための溝またはチャネルを含む人工関節を示す。
【図４５】図４５は、本発明の例示的な実施形態にしたがって、大腿骨が移動すると股関節外転筋が人工関節上を転がることを許容するための内部ローラーを含む人工関節を示す。
【図４６】図４６、４７、４８および４９は、ヒンジによって接続された２つの脚部を含む、人工関節の別の例を示す。
【図４７】図４６、４７、４８および４９は、ヒンジによって接続された２つの脚部を含む、人工関節の別の例を示す。
【図４８】図４６、４７、４８および４９は、ヒンジによって接続された２つの脚部を含む、人工関節の別の例を示す。
【図４９】図４６、４７、４８および４９は、ヒンジによって接続された２つの脚部を含む、人工関節の別の例を示す。
【図５０】図５０は、２つのヒンジ要素を有する人工関節を示し、その各々は、本発明のさらなる例示的な実施形態にしたがって、ヒンジによって接続された第１および第２の三日月形の脚部を有し、２つのヒンジ要素はともに入れ子状である。
【図５１】図５１は、大転子上に設置された図５０の人工関節を示す。
【図５２】図５２は、本発明の例示的な実施形態にしたがって大腿骨頸部および股関節外転筋の周囲に延在するストラップを示す。
【図５３】図５３、５４、５５および５６は、本発明の例示的な実施形態にしたがって図５２のストラップのために使用することができる締付機構の例を示す。
【図５４】図５３、５４、５５および５６は、本発明の例示的な実施形態にしたがって図５２のストラップのために使用することができる締付機構の例を示す。
【図５５】図５３、５４、５５および５６は、本発明の例示的な実施形態にしたがって図５２のストラップのために使用することができる締付機構の例を示す。
【図５６】図５３、５４、５５および５６は、本発明の例示的な実施形態にしたがって図５２のストラップのために使用することができる締付機構の例を示す。
【図５７】図５７は、人工関節がバンドによって股関節外転筋に接続される人工関節の代替の取付けを示す。
【図５８】図５８は、本発明の代替の実施形態にしたがって装着された代替のインプラントを含むヒト膝の前面像である。
【図５９】図５９は、図５８に示される実施形態の側面像である。
【図６０】図６０は、図５８および５９に示される実施形態のインプラントの側面図である。
【図６１Ａ】図６１Ａおよび６１Ｂは、それぞれ、イヌの右後脚および股関節の後面像および前面像である。
【図６１Ｂ】図６１Ａおよび６１Ｂは、それぞれ、イヌの右後脚および股関節の後面像および前面像である。
【図６２】図６２は、正常歩行時にイヌ股関節にかかる鉛直力を示す図である。
【図６３】図６３は、イヌ後脚における、歩行サイクルの立脚期の大腿骨および骨盤の相対的な配向を示す図である。
【図６４】図６４は、３本脚での立脚においてイヌ後股関節に印加される静的力およびモーメントを示す自由物体図である。
【図６５】図６５は、本発明の例示的な実施形態にしたがってインプラントを含むイヌ股関節の前面像である。
【図６６】図６６は、本発明の実施形態にしたがってインプラントを含むイヌ股関節の生体力学の修正を示す自由物体図である。
【図６７】図６７は、本発明の例示的な実施形態による治療計画を示す簡略化したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
関節にかかる不均衡な力の分布に起因するか、またはそれを悪化させる関節の状態は、関節ならびに関連する筋組織および結合組織に著しい外傷を与えなくてはならない侵襲性の高い外科手術を必要とせずに、関節にかかる力の再分配を伴う介入技術を用いて、本発明の実施形態において対処することができる。本発明のいくつかの実施形態において、特定の筋組織および／または結合組織（標的組織）を、より長いかまたはより斜めになった経路の周囲に押し付けることによって、増加した力を関節の片側に選択的に印加することができ、そうすることで関節上のそのような筋肉または組織によって及ぼされる力の大きさを増加させ、有効角度を変化させ、および／またはモーメントアームを変更する。これは、例えば、そのような状態に対処するための現在の外科的技法と比較して、選択された標的組織の下に比較的非侵襲的に配置することができる、適切に成形されたインプラントによって達成され得る。
【００２４】
本発明の実施形態のより具体的な一例において、膝関節への特定の適用により、特定の標的組織の下に１つ以上のインプラントを配置することによって、筋力が関節に作用する梃子を関節負荷に好影響を与えるように変化させることができることが提案される。変形性膝関節症に関して、そのような標的組織は、内側の力に対抗し、過剰な内側関節表面の接触を軽減する、関節の外側の筋肉、腱、または靭帯を含み得る。図１および２に概略的に示されるように、そのような人工関節は、関連する筋肉／腱／靱帯を外側に変位させるために、限定されないが、大腿二頭筋腱（インプラント１０Ａおよび１０Ｂ）、腸脛靱帯もしくは大腿筋膜張筋（インプラント１０Ｃ）、外側大腿四頭筋膝蓋腱（インプラントは図示せず）、腓腹筋外側頭（インプラントは図示せず）、膝窩、または腓骨側副靱帯（インプラント１０Ｅ）を含む標的組織の下に配置することができる。他の標的組織は、患者の特定の解剖学的構造および対処される適応症に基づいて、治療担当医師によって容易に特定され得る。
【００２５】
特に股関節に適用可能な他の例示的な実施形態において、股関節外転筋によってもたらされる力ベクトルを変化させるために、人工関節は、股関節包の表面ではあるが、股関節外転筋複合体の少なくとも一部の下に配置される。例えば図３３Ａ〜Ｂに示されるように、そのような人工関節（インプラント２２０）は、所望の合力ベクトルを達成するように、外転筋のうちのいずれか１つまたは複数の外転筋の組み合わせの下に配置されるかまたは置かれてもよい。中殿筋ＧＭｅｄ、小殿筋ＧＭｉｎ、腰筋、梨状筋ＰＩＲ、大腿筋膜張筋、腰方形筋、および大腿直筋を含む、股関節の外転に関与する筋肉のうちのいずれかが標的にされてもよい。実施形態において、人工関節は殿筋と靭帯Ｌとの間の組織の中に配置されるが、人工関節は他の位置に位置してもよい。
【００２６】
有利には、関節機能への干渉および感染リスク、ならびに関節包内に異物を配置することに付随する他の問題を最小限に抑えるために、本発明の実施形態によるインプラントは、関節包の外側に配置されてもよい。疼痛を緩和し、潜在的に関節変性の進行を変更することに加えて、外側の標的組織の下に人工関節を配置することによっても、関節の外側弛緩性を軽減することができる。標的組織と関連する滑液包は、そのようなインプラントのための位置として考えられる候補であり、変位または除去されてもよく、またインプラントによって置換されてもよい。しかしながら、滑液包の位置に正確に配置される必要はなく、本発明の実施形態によるインプラントは、臨床状況に応じて、関連する滑液包から変位した部位に配置されてもよい。
【００２７】
本発明の例示的な実施形態をより詳細に述べる前に、最初の例である膝について関節生体力学の基本的理解を有することが役に立つ。図３に示されるように、膝関節は、一番上の大腿骨、下の腓骨および脛骨、ならびに正面中心に位置する膝蓋骨の４つの骨を含む。下肢の内反配向および外反配向（膝から足首に向かって脛骨を見た場合に定義される）は、それぞれ、一般的にＯ脚（内反）およびＸ脚（外反）と称される。
【００２８】
歩行サイクルは関節負荷に非常に重要な影響を与えるので、次に、図４を参照してヒトの正常な歩行サイクルについて説明する。歩行サイクルは、片足が地面に接地するとき（Ａ）に始まり、その足が再び地面に接地するとき（Ｇ）に終了する。したがって、各サイクルは立脚期の初期接地で始まり、その脚の次の初期接地によってサイクルが終了するまで遊脚期が持続する（歩行サイクルについての記載は、図４の黒い影の付いた脚の運動に関してなされていることに留意されたい）。
【００２９】
立脚期は、１歩行サイクルの約６０パーセントを占め、遊脚期は、約４０パーセントを占める。各歩行サイクルは、両脚が地面についている期間を２回含む。第１の両脚による支持期間は、初期接地で始まり、サイクルの最初の１０乃至１２パーセントの間持続する。第２の両脚による支持期間は、立脚期の最後の１０乃至１２パーセントで起こる。立脚肢が地面から離れる準備をすると、反対の脚が接地して体重を受ける。２回の両脚による支持期間は、歩行サイクルの全期間のうちの２０乃至２４パーセントを占める。
【００３０】
静止状態でまたは歩行の両脚支持期において（図４のＡ〜ＢおよびＤ〜Ｅ）、体重が両脚に均等に負担されているときは、膝を通過する力は体重のごく一部に過ぎず、いずれの膝の周囲にも曲げモーメントは存在しない。しかしながら、体重が単脚に受け継がれると（Ｂ〜Ｄ）、膝は最大限に応力を受ける。
【００３１】
単脚での立脚において健常な膝にかかる合力を、図５の自由物体図に示す：ｘは、内側（内反）の梃子のアームを表し、ｙは、膝の外側構造がそれを介して動作する外側の梃子のアームを表し、Ｐは、膝によって支持される重量を表し、Ｒは、合成関節反力を表す。結果として、脚は、正常な、垂直に対して若干外反の配向を有し、膝の中心に対して内側を重心からの鉛直線が通る。
【００３２】
この力の配置は、膝を内反に開放する、換言すると、関節の外側を開放する傾向にある内側の梃子によって、膝の上に曲げモーメントを作用させる。静止状態において、膝を完全に伸展させて１本脚で立つと、外側の筋肉、腱、靭帯、および関節包がタイトになる。これらの構造は、梃子によって内側に動かされる内反曲げモーメントに抵抗する。歩行中の動的状態において、関節に中心において交差するかまたは中心の外側まで交差する複数の筋肉が一体的になって、この内側の梃子による関節の外側への開放に対して、横方向の抵抗をもたらす。これらは、四頭筋−膝蓋腱、腓腹筋外側頭、膝窩、二頭筋、および腸脛靱帯等の標的組織を含む（図１および２を参照）。標的組織によって及ぼされる力の和は、図５のＬとして表すことができ、梃子のアームｙによって動作する。この組み合わせが、脛骨大腿骨関節の負荷の合成ベクトルＲの大きさおよび方向を決定する。健常な膝において、この合力は、外側顆と内側顆の間のほぼ中心にある。
【００３３】
膝の内反角度が増加するにつれて内側の梃子のアームが長くなるので、関節の内側に過剰に負荷がかかることを防ぐために、外側の反作用Ｌを増加させる必要がある。図６に図式的に示すように、膝を内反状態に付勢する力が閾値レベルに達すると、関連する結合組織がそれらの自然の状態で補正する能力が圧倒されてしまい、その結果、関節負荷Ｒが内側区画に負担され、過剰な磨耗と、最終的には、潜在的に著しい関節痛を引き起こす。この状態は、変形性膝関節症を生じさせる状態である。
【００３４】
図６に示す状況は、力の大きさ、角度、および／またはモーメントアームのうちの１つ以上を調整するために、関節に作用する標的組織の場所を変化させることによって、本発明の実施形態にしたがって対処されることができる。したがって、上述のように、例示的な実施形態において、横方向のモーメント（図面では反時計回り）を増加させることによって力の分布を有益に変化させるために、選択された標的組織の下に１つ以上のインプラントが配置される。
【００３５】
図７は、治療効果を提供するために、関節に作用する力を再分配することを補助するように関節に沿って位置している、一実施形態による一般的なインプラント１０を含む本発明の例示的な実施形態を示す。ここで図示されるように、インプラント１０は、それに沿って走る標的組織（図示せず）に、インプラント表面上のより長い経路を強制的にとらせる、関節に隣接する空間を形成する。そのより長い経路は、横方向のモーメントアームｙ’を増加させること、標的組織の作用線をより有効な角度に移動すること、および／または力ベクトルＬ’の大きさが増加するように標的組織を緊張させることを含む、多くの有益な効果を有し得る。その結果、支持される重量Ｐによって形成される内側モーメントに、より効率的に対抗するように効果的な横方向のモーメントが増加される。これは、関節負荷Ｒを内側区画から外に外側に移動させ、より正常な中心位置まで戻す。インプラント１０は、本発明の種々の例示的な実施形態に関して後により詳細に記載するように、多くの形態をとることができる。
【００３６】
内側区画の負荷軽減を補助するために、増加する横方向トルクに潜在的に実質的な影響を与えるためには、標的組織の変位量は大きくなくてもよい。例えば、平均的なヒトは、約５０ｍｍの正常な外側の梃子のアーム（ｙ）を有する。したがって、梃子のアーム（ｙ’）を約１０乃至１５ｍｍのみ増加させる外側への変位は、横方向トルクを約２０％乃至３０％増加させることができる。特定の患者の関節の形状に応じて、約５ｍｍ乃至約３０ｍｍの外側への変位が可能であり得、最も一般的には、約１０ｍｍ乃至約３０ｍｍ、またはより具体的には約１０乃至２０ｍｍの範囲の変位であり得る。
【００３７】
（実施例）
標的組織の外側への変位に起因する膝の内側区画における負荷の変化を評価するために、内側接触力におけるおよその減少割合を決定するための膝のコンピュータモデルを使用してシミュレーションを行った（コンピュータモデルの詳細については、Ｌｉｎ，Ｙ．−Ｃ．，Ｗａｌｔｅｒ，Ｊ．Ｐ．，Ｂａｎｋｓ，Ｓ．Ａ．，Ｐａｎｄｙ，Ｍ．Ｇ．，ａｎｄ  Ｆｒｅｇｌｙ，Ｂ．Ｊ．，Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｕｓｃｌｅ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｆｏｒｃｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｋｎｅｅ  Ｄｕｒｉｎｇ  Ｇａｉｔ，ｐ．９４５−９５２，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ２０１０を参照のこと、これは参照により本明細書に組み込まれる）。ピークの内側接触力（ピーク１およびピーク２において、それぞれ歩行サイクルの約１５％および５０％）を用いて、膝外側筋の外側への変位の関数として歩行サイクルの２つの時点での内側接触力を算出した。本発明の実施形態に関連して記載されるように、側筋を５ｍｍずつ増分して０乃至３５ｍｍ変位させた。このシミュレーションでは、筋肉の付着部位に対する変更は行わずに、３つの膝外側筋（大腿筋膜張筋、大腿二頭筋長頭、および大腿二頭筋短頭）の始点を大腿骨から外側に変位させた。下のプロット１にグラフで表したこれらのシミュレーションの結果は、本発明の実施形態にしたがって、約３５ｍｍの変位において平均内側負荷を最大約１２％減少させることができたことを示した。
【００３８】
【表１】
0005864714.tif 000002
側筋の始点を３０ｍｍ変位させて、立脚期の割合の関数としての絶対内側接触力についてもシミュレーションを行った。このシミュレーションにおいて、筋肉の付着部位に対する変更は行わずに、３つの膝外側筋（大腿筋膜張筋、大腿二頭筋長頭、および大腿二頭筋短頭）の始点を大腿骨から外側に変位させた。下のプロット２にグラフで表したこのシミュレーションの結果は、シミュレートした本発明の実施形態によって、内側接触力が可動域を超えて概ね減少されたことを示す。シミュレートした条件下では、歩行サイクル内の時点において、約１００Ｎの範囲の力の減少が達成可能であった。プロット２は、また、インプラントを用いない場合の内側接触力もプロットしている。推移の認められなかった概して上にある線は、インプラントを用いずに実行したシミュレーションを表し、推移の認められた概して下にある線は、インプラントを用いて実行したシミュレーションを表す。
【００３９】
【表２】
0005864714.tif 000003
本発明の実施形態によるインプラントは、例示的な実施形態に関して後により詳細に記載するように、多様な方法で構成および固定されてもよい。一般に、そのようなインプラントは、隣接する骨または周辺組織に固定される剛性、半剛性、または軟質で柔軟性のある人工関節であってもよい。インプラントはまた、固着要素を使用せずに、周辺組織によって所定の位置に保持されてもよい。軟質で柔軟性のある人工関節は、上述のように組織を外側に移動させることに十分な水、食塩水、シリコン、ヒドロゲル等で充填されてもよい。そのような軟質で柔軟性のある人工関節は、収縮した状態で配置し、次いで、適切な厚さまで膨張させることができる。代替として、インプラントは、隣接する骨または組織の表面に適合する、任意選択的に液体媒体中の、金属、ポリマー、もしくは発泡材料でできたビーズまたは他の粒子を含む他の流動性材料で充填されてもよい。ヒアルロン酸に由来するヒドロゲル等のチキソトロピー性材料は、せん断応力が印加されるとそれらの力学的性質を変化させる。そのような材料で充填されたインプラントは、歩行サイクルにおける種々の時点において、上を覆う標的組織から見たせん断応力に基づいて、提供する外側への変位量を変化させるように作製することができる。インプラントは、親水性コーティングまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）コーティング等の、摩擦を軽減するための材料で被覆されてもよい。追加として、または代替として、人工関節は、術中、または術後のいずれかの時点で人工関節の厚さ等の寸法を調整できるように調整可能であってもよい。剛性のまたは実質的に剛性である人工関節は、チタンまたはステンレス鋼等の既知の骨適合性インプラント材料で作製することができる。剛性または柔軟性であろうと、人工関節の表面は、そこを横切る結合組織の運動の負の影響を最小に抑えるように設計されるべきである。そのような人工関節は、関節鏡で、または小切開もしくは切開による手法を用いて移植することができる。
【００４０】
軟質で柔軟性のあるインプラントの例示的な実施形態を図８に示す。この実施例において、インプラント２０は、全体的にまたは部分的に、上述のような軟質の柔軟性材料でできた本体部材２２を含む。本体部材２２は、変位される標的組織に摺動的に係合するように構成された上部（外側を向いた）ベアリング面２１を有する。したがって、ベアリング面２１は、インプラントの変位部を形成する。ベアリング面は、好ましくは、標的組織との摩擦を軽減するために、ＰＴＦＥまたは親水性材料等の潤滑性材料で作製または被覆される。本体部材２２は、標的組織に対する所望の場所に留まるための能力を強化するようにさらに成形される。この観点から、本体部材２２は、標的組織の輪郭に沿うように、一般的に、より細く幅の狭い中央セクション２４と、より幅広く厚みのある端部セクション２６とを有する、砂時計のような形を有する。好ましくは、本体部材２２は、上部ベアリング面２１が標的組織に対して摺動するときに、ベアリング面上で標的組織を誘導して保持する縦方向のトラフまたはチャネルを形成するように成形される。したがって、本体部材２２は、標的組織が本体部材２２の縁部からずり落ちることを防ぐために、その中央よりもその外側縁部に沿ってより大きな厚さを有してもよいか、または外側縁部が上向きに湾曲もしくは屈曲していてもよい。本体部材２２は、標的組織の下にすべり込み、隣接する組織間の圧縮および隣接する組織との摩擦のために、別個の締結具を必要とせずに、それ自体で所定の場所に留まるように成形されることが好ましい。任意選択的に、下側（上部ベアリング面の反対）は、下層組織に係合して保持力を強化し、ひいては固着部を形成する、隆起、目盛り、または突起等の摩擦を強化する特徴を有してもよい。さらなる選択肢として、インプラントを所望の位置にさらに固定するために、縫合糸またはストラップ等の締結具のための孔２８等の取付手段が、本体部材２２のいずれかまたは両方の端部に提供されてもよいか、あるいは標的組織の周囲に巻かれるように構成された可撓性ストラップまたはバンド２９が、本体部材２２の上端もしくは下端のいずれかに連結されるか、またはそれと一体化して形成されてもよい。例示的な一実施形態において、インプラント２０の様式で一般的に構成されるインプラントは、腸脛靱帯の下への挿入に適している可能性がある。
【００４１】
本発明の別の例示的な実施形態において、図９に示すように、人工関節３０は、上述のように、受動的な、空間占有インプラントを標的組織の下に挿入することによって外側への変位を提供する。人工関節３０は、変位部３３および固着部３４を画定する本体部材３２を備える。変位部３３は、力の再分配を達成するために、必要に応じて標的組織を変位させることに寄与する部分である。変位部３３の内側面は、好ましくは、外側大腿骨顆の外部形状に適合するように成形され、外側大腿骨顆の遠位小関節面の周囲に部分的に巻きつくように、その遠位端にフック状またはスプーン状の形状を有してもよい。変位部３３は、変位された軟組織が摺動することができる滑らかな表面を提供するように、その外側が丸みを帯び、滑らかであることが好ましい。固着部３４は、多くの異なる組織が交差し、骨への付着が起こり得る大腿骨顆に隣接する領域の複雑性から離れた、大腿骨のさらに上のほうの筋肉および腱の下に、より平坦に位置するように成形される。この大腿骨のより頭側にあるセグメントは、その下の骨へのより容易なアクセスと、潜在的により良好な固着を可能にする。固着は、骨に固定されるインプラントのためのいずれの既知の手段によって達成されてもよく、いくつか可能な例を挙げると、骨ネジ３６、鋲、係止具、または接着剤等である。インプラントは、硬質材料または軟質材料のいずれかの、任意の好適な材料から作製することができる。この場合、異なるグレードおよびジュロメータ硬度のシリコン、チタン、ステンレス鋼、または熱分解カーボンが、適切な選択であろう材料の例である。
【００４２】
代替の一実施形態において、特定の患者の状態に応じて、大腿骨顆部に人工関節を直接固定することが望ましくあり得る。図１０に示す人工関節４０は、そのような人工関節の例を示す。この実施形態では、固着部および変位部は、大腿骨顆部に近い本体部材４２内に共存している。その変位機能に関して本体部材の構成は、本質的に上述したのと同じである。固着機能と変位機能とが共存できるように適合されていることを除いて、固着もまた実質的に以前に記載した通りであり、例えば、ネジ４４が示されている。
【００４３】
種々の代替の実施形態において、本発明による人工関節の変位部および固着部は、所望の機能に応じて、単一の本体構成であってもよいか、または２つ以上の部品から形成されてもよい。例えば、固着部は、骨内部成長および確かなネジの固着を強化するために表面加工されたステンレス鋼またはチタンであってもよく、その一方で、ベアリング／変位部は、例えば、上を覆う組織がインプラントを横切って摺動する能力を強化するための熱分解カーボン、もしくはＰＴＦＥ、シリコン、またはより軟らかいベアリング面を提供することに好適な磨耗特性を有する他の低摩擦ポリマー等の異なる材料でできていてもよい。さらなる代替例において、変位部は、上を覆う層がベアリング材料を形成する１つの材料の基板からなってもよい。基板は、固着部に取り付けられるか、または固着部と連続的であるかのいずれかであり得る。
【００４４】
固着部と変位部とは、互いに一直線上にあってもよいか、または互いにオフセットしていてもよいか、または複数の変位部を有する両方の組み合わせであってもよい。この点に関する代替の例示的な実施形態を図１１〜１３Ｂに示す。例えば、図１１の人工関節５０は、固着部５４に対して前方に変位部５３を設置するように構成された基部部材５２を含む。したがって、基部部材５２は、大腿骨に装着されるように構成された略直線のセクションと、移植されたときに直線セクションから前方に延在する湾曲セクションとを有する。変位部５３は、湾曲セクションに取り付けられ、外側大腿骨顆に隣接する標的組織の下に位置決定されるように下方に延在する。この実施形態において、変位部５３は、その内側表面および外側表面のいずれかまたは両方に、ベアリング部５３の残りの部分とは異なる低摩擦材料のベアリング面５６を有し得る。代替として、基部部材５２、変位部５３、および／またはベアリング面５６は、同じ材料であってもよく、また単一本体構成であってもよい。固着孔５８は、骨に取り付けるためのネジを受容するように固着部に提供される。
【００４５】
人工関節６０は、変位部６３と固着部６４との間に架橋セクション６１を有する基部部材６２を含む、図１２に示す別の例示的な実施形態を提供する。この場合も同様に、固着孔６８は、１つの代替の固着手段として提供され、別個のベアリング面６６が提供されてもよい。代替として、基部部材６２および変位部６３は同じ材料であってもよく、また単一の本体構成であってもよい。この実施形態において、架橋セクション６１は、固着部６４と変位部６３との間に略垂直に延在し、関節に隣接する重要な解剖学的特徴を避けるために、固着部６４および変位部６３の両方に対して後方にオフセットしている。特定の関節の解剖学形態および患者の状態に応じて、架橋セクションは、好適な部位における確実な固着を可能にする一方で、重要な介在組織への外傷を最小限に抑えつつ、なおも標的組織の下に変位部を配置するように設計されてもよい。
【００４６】
さらに別の例示的な実施形態において、図１３に示すように、複数の変位部が提供されてもよい。例えば、人工関節７０は、前方変位部７３Ａおよび後方変位部７３Ｂを確定する基部部材７２を含む。これらは、架橋セクション７１によって、固着孔７８が位置する固着ゾーン７４に結合される。この実施形態では、変位部７３Ａおよび７３Ｂの各々が、ベアリング面７６を含む。同様に、ベアリング面は、基部部材と一体化していてもよいか、または基部部材に取り付けられてもよい。さらに、この実施形態または本明細書に記載される他のいずれの実施形態においても、変位部７３Ａ、７３Ｂは、例えば図１３Ａに示すような回転可能または摺動可能なカップリング７５によって、架橋セクション７１または固着ゾーン７４に移動可能に連結されてもよく、それによって、関節運動によって移動可能である。代替として、架橋セクション７１、または該セクションと変位部との間の関節は、図１３Ｂに示すように、関節運動に応答して偏向するように可撓性部７７を含んでもよい。さらなる代替例において、外科医が、人工関節を所定の位置に締結する前または後に、変位部７３Ａ、７３Ｂを所望の構成に変形させるおよび／または再設置することができるように、可撓性部分７７は可鍛性であってもよい。さらに別の代替例として、外科医が、互いに対して種々の位置に構成要素を設置するか、それらをそのような任意の場所に固着することができるように、変位部と架橋セクション７１との間、または架橋セクションと基部部材７２との間のカップリングは、移動可能に調整可能であってもよい。
【００４７】
上に示したように、本発明の実施形態による人工関節の変位部は、所与の患者の病態に必要とされる特定の標的組織と協同するために、所望される任意の数の異なる形状を有してもよい。さらなる例において、患者の歩行サイクルおよびそのサイクルを通してもたらされる負荷条件に合わせて標的組織の変位を変化させるために、より複雑な形状が提供されてもよい。例えば、ベアリング面は、歩行サイクルを通して膝が屈曲すると、比較的わずかな組織の変位および力の再調整をもたらすが、歩行サイクルの間に膝が完全に伸展すると、標的組織をさらに偏向させ、その病態に適切な必要とされる補正をもたらすように構成されてもよい。この特徴は、関節の場所もしくは負荷に応じてインプラントの場所もしくは形状が動的に変化できるようにすることによって、または前述のように、特定のインプラント材料を選択することによって、インプラントの静止形状を最適化することによって達成することができる。例えば、インプラントの外側シェルは、チキソトロピー流体を充填したシリコン等の弾力性材料であり得る。歩行サイクルの間、インプラントに及ぼされるせん断応力がチキソトロピー性充填剤の粘性を低下させ、流体をインプラントの側面に流れさせ、より少ない変位を生じさせる。歩行サイクルの立脚期に膝が完全に伸展すると、インプラントの弾力性シェルがチキソトロピー流体を付勢してその元の位置に戻し、すると粘性が再び増加してより大きな変位をもたらす。
【００４８】
上で言及したより複雑な形状を示す例示的な一実施形態を、歩行サイクルの説明において以前に言及した図４に示す。図４の下に示されるのは、例示的な人工関節の変位部８３を通る横断面であり、例えば、図１２の人工関節６０の構成等の全体的な構成を有してもよい。換言すると、図４の変位部８３は、頭側面から尾側面に向かって見た状態である。ベアリング面８６は、背側では厚さがより少なく、腹側方向に増加する傾斜表面を提供する。したがって、ベアリング面は、歩行サイクルの間に、変位させた標的組織Ｔが、それに沿って腹側および背側に摺動するように構成される。図４の最初のグラフに示すように、足に負荷がかかる立脚期中に、膝の内側に作用する内転モーメントが生じる。この期間中、関節の角度は一般に約０°乃至２０°の範囲であり、膝がまっすぐかまたはまっすぐに近いときに最も大きな力が印加される。したがって、最大の効果をもたらすために、ベアリング面８６は、関節角度が約０°乃至１０°の範囲のときに標的組織（Ｔ）が最大に変位する領域にあり、標的組織（Ｔ）が約１０°乃至２０°の範囲の関節角度にある領域では変位がより少なく、関節角度が約２０°を超えると最小変位となるように構成される。
【００４９】
図４の変位部８３に示される形状は、平坦な面を歩く場合の歩行サイクルに理想化されている。現実には、歩行は起伏のある地面や上下する階段で起こるため、約２０°を超える関節角度では膝に相当の負荷をもたらす可能性があり、そのような角度は、通常、約６０°未満であるが、大抵の場合は約９０°を超えない角度である。したがって、特定の患者のニーズを考慮して、ベアリング部のための特殊な形状が設計される必要があり得る。
【００５０】
別の複雑な形状を図１４に示す。この代替の実施形態において、人工関節５０（図１１）の変位部５３は、溝５７またはベアリング面形状の他の変形例を有するベアリング面５６が提供されることにより、歩行サイクルを通して関節が移動するにつれて、標的組織の解剖学的な経路および運動に適合し、したがって各関節の場所において人工関節によってもたらされる力の分布を最適化する。
【００５１】
図１５は、本発明による人工関節の例示的な移植を示しており、この場合、図１２において上に示したインプラント６０である。この例において、インプラント６０は、腓骨側副靱帯を変位させるために使用される。同様のインプラントおよび設置が、図２のインプラント１０Ｅとして示されている。他の場合において、インプラントは、大腿二頭筋腱（図２においてインプラント１０Ｂによって設置されているように）または腸脛靱帯等の他の筋肉または腱を変位させるように構成されてもよい。再び図１５を参照すると、インプラント６０の固着部６４は、変位部６３を含む基部部材６２が、大腿骨の端部を越えて、関節腔を少なくとも途中まで横切って尾側に延在するように、大腿骨に取り付けられている。架橋セクション６１が後方に設置され、デバイスは、周辺組織（潜在的に標的組織を含む）の付着部（複数可）周辺で方向を変更し、固着部６４を大腿骨の付着領域の上に位置決定することができるように成形される。より具体的には、架橋セクション６１は、足底筋および腓腹筋外側頭の付着部位を避ける。足底筋および腓腹筋外側頭は、どちらも大腿骨外側の後方に付着している。後方にオフセットした架橋セクション６１を有することにより、インプラントは、これらの付着部位を避け、ベアリング面６６（図１２を参照）が側副靱帯を外側に変位させることができるようにする。この場合も同様に、変位部６３は、極わずかなモーメントアームおよびねじりが生じるかまたは全く生じないように、標的組織（Ｔ）の収縮力が主として関節のベアリング面にとって正常な方向となる場所において標的組織（Ｔ）の経路が変位されるように成形されてもよい。このことは、経時的にデバイスの固着を緩める結果となり得る、デバイス上にかかる任意の望ましくない力またはデバイスの微動をも減少させるかまたは避けることに役立つ。
【００５２】
図１６〜１９に示される本発明の他の例示的な実施形態において、本発明による人工関節は、単純な経皮的アクセスによって、移植中または術後のいずれかに標的組織に及ぼされる変位の量を増加させるかまたは減少させるように調整可能である。例えば、図１６に示される人工関節１００は、変位部１０３内に装着された移動可能なベアリング部材１１０を有する基部部材１０２を含む。固着部１０４は、実質的に前述した通りに大腿骨に固着するために変位部から上方に延在する。ベアリング部材１１０は、同じく実質的に前述の通りである外側ベアリング面１０６を有する。ベアリング部材１１０は、ネジ１１２およびアライメントポスト１１４等の調整手段によって基部部材１０２に固定されてもよい。当業者によって、歯止めポスト、別個のロック手段を有する摺動ポスト、または調整を提供するための他の手段等の他の好適な調整手段が適用されてもよい。ベアリング面１０６を通るアクセスポート１１６は、ネジ１１２を回転させる器具のアクセスを可能にすることにより、基部部材に対してベアリング部材を入れたり（内側に）または出したり（外側に）して調整し、したがって標的組織の変位の大きさを調整する。当業者はまた、本明細書に記載される調整機能のいずれもが、上記形状のうちの任意のものと組み合わせられてもよいことを理解するであろう。
【００５３】
図１７の人工関節１２０は、変位部１２３に調整可能に取り付けられたベアリング部材１３０、１３１を有する基部部材１２２を含む、別の例示的な実施形態を示す。この例示的な実施形態は２つの調整可能なベアリング部材を含むが、当業者は、所望の形状のための所望の調整性に対応するために、変位部のより多くの部品が提供されてもよいことを理解するであろう。この実施例では、ネジ１３２が再び調整手段として使用されている。しかしながら、この場合も同様に、他の調整手段が提供されてもよいことを理解されたい。
【００５４】
ベアリング面１２６の湾曲形状および個々の調整点を所与として、人工関節１２０は、調整機能を考慮したベアリング部材の分離に対応するために、２つのベアリング部材１３０、１３１の間に拡張継手１３４を含む。２つ以上のベアリング部材は、それらの最小変位の場所から外向きに調整されると、それらの間に小さな間隙を残すように簡単に分離することができるが、調整および変位が増加するにつれて、比較的滑らかで、比較的連続的なベアリング面１２６を提供することが望ましくあり得る。図１７Ａに示すように、拡張継手１３４の交絡フィンガー１３７は、ベアリング面を横切って移動する際に標的組織を挟むかまたは掴む可能性のある大きな間隙の形成を防ぐことに役立つ。代替として、ベアリング部材１３０、１３１のベアリング面は、ベアリング部材の場所を調整することにより弾力的に拡張するかまたは収縮することができる、部材の間の間隙を横切って延在する好適に伸縮性の低摩擦材料の単一膜で被覆することができる。
【００５５】
さらなる例示的な実施形態において、図１８の人工関節１２０’は、拡張継手１３４の構成を除いて、上述の人工関節１２０と実質的に同じである。この例示的な実施形態において、拡張継手１３４は、交絡フィンガーではなく、それぞれ、重複する先細り端部１３８、１３９を有するベアリング部材１３０、１３１を用い、それらは間隙のない滑らかなベアリング面１２６を形成するように互いに対して摺動し、滑らかな重複する拡張ゾーンを提供する。
【００５６】
さらなる代替の実施形態において、人工関節１４０は、図１９に示すように、膝の前面および／または後面（ＡＪＰ）からアクセスされる調整機構を提供する。この実施形態において、基部部材１４２は、変位部１４３から延在する２つのアライメントポスト１５４を有する。ベアリング部材１５０は、アライメントポストを受容する。１つ以上の摺動可能なウェッジ部材１５２は、ポスト１５４の間に、ベアリング部材１５０と基部部材１４２との間に配置され、基部部材１４２およびベアリング部材１５０に対して後方におよび前方に移動可能である。作動ネジ１５１または他の調整デバイスは、ウェッジをベアリング面の下で出し入れするように移動させてベアリング面を基部部材に対して事実上外側に摺動させ、それによって標的組織の変位を調整する。
【００５７】
上記種々の調整可能な実施形態において、デバイスの術後の経皮的調整を可能にするために、調整ネジ自体がＸ線不透過性であってもよいか、および／または別の方法においてＸ線下でインプラントの残りの部分と識別可能であってもよい。代替として、ネジまたは調整手段自体をＸ線不透過性にすることなく調整点を決定するために、標的の特徴をデバイス内に構築することもできる（デバイス自体の近くの表面内に構築されたＸ線不透過性リングまたはマーカー等）。
【００５８】
さらなる代替の実施形態において、本明細書に記載される実施形態のベアリング部材は、ベアリング部材と基部部材との間に配置される可膨張性ブラダーによって移動可能であってもよい。ブラダーは、ベアリング部材の場所および関連する標的組織の変位の調整を可能にするために、好適な圧力下で液体または気体によって充填されてもよい。ブラダーは、膨張デバイス（血管形成術用バルーンの膨張のために使用される膨張デバイスと同様であってもよい）による膨張液の導入のための膨張ポートを有する。
【００５９】
上述のデバイスは、一般に、大腿膝蓋関節の大腿骨側へのデバイスの配置を開示する。本発明の実施形態によるデバイスはまた、脛骨または腓骨上に固着されることによって標的組織を外側に変位させるように、脛骨側に配置されてもよい。例示的な脛骨に固着されたインプラントを図２０に示す。
【００６０】
図２０を参照すると、腸脛靱帯を外側におよび／または前方に移動させるために、インプラント１５４がジェルディ結節のすぐ上方の腸脛靱帯（ＩＴ）の下に挿入される。インプラント１５４は、前述のように、変位部１５５、架橋セクション１５６、および固着部１５７を含む。骨ネジ１５９は、インプラントを脛骨に固定するために、固着部の孔を通して配置されてもよい。本明細書に記載されるような他の固着手段が、代替として用いられてもよい。インプラント１５４は、膝関節にかかる動的負荷を外側方向および／または前方方向で再度均衡を保つように、図示するように位置決定されてもよい。それによって、内側型変形性膝関節症の症状および進行が軽減され得る。それはまた、腸脛靱帯に作用する筋肉により大きな梃子の作用を与えることによって、膝の強度および安定性を向上させ得る。インプラント１５４はまた、とりわけ大腿二頭筋短頭、大腿二頭筋、または腓骨側副靱帯を含む腸脛靱帯以外の筋肉、腱、または組織を変位させるように構成されてもよいことを理解されたい。
【００６１】
図示するように位置決定されたインプラント１５４のさらなる利点は、腸脛靱帯症候群の発生率および／または重症度を減少させることであるかもしれない。腸脛靱帯症候群、または腸脛靱帯摩擦症候群は、典型的には、腸脛靱帯が大腿骨外側上顆、大腿骨、または外側の他の組織と擦れるために生じる。したがって、本発明の実施形態はまた、単独で、または変形性関節症の治療と組み合わせて、膝または他の関節における組織間の過剰な摩擦または圧力を伴う状態の治療にも使用することができる。腸脛靱帯を外側におよび／または前方に移動させることによって、これらの組織に対する腸脛靱帯の圧力が軽減され得る。
【００６２】
インプラント１５４を配置するために、腸脛靱帯の後外側縁または前内側縁から腸脛靱帯の外科的切開を行うことができる。しかしながら、この切開は、ジェルディ結節と脛骨粗面との間の前外側から行うことが好ましいかもしれない。次いで、これらの２つの粗面間に位置する筋肉の下の脛骨に、固着部１５７を取り付けることができる。
【００６３】
本明細書に記載される多くの実施形態は、関節と関連する２つの骨のうちの一方のみに固定されるように記載されているが、実施形態は、両方の骨に固定されてもよいことを理解されたい。例えば、膝の場合、大腿骨および脛骨、または大腿骨および腓骨の両方である。図２１に示す別の例示的な実施形態において、人工関節１６０は、関節全体に架橋し、形状に応じて、大腿骨と脛骨または腓骨のいずれかとの両方に固定される。人工関節１６０は、摺動ヒンジ１７４または関節運動の自由を許容する他の好適な関節運動継手とともに提供される。より具体的には、この例示的な実施形態において、基部部材１６２は、上部および下部固着部１６４を含み、変位部１６３は、摺動ヒンジ１７４の間に配置され、またヒンジを含む。この場合も同様に、標的組織の変位は、標的組織が横切って追跡するベアリング面１６６によって提供される。ベアリング面は、上述のように、別個のベアリング部材および調整機構を提供することによって調整可能であるように作製されてもよい。変位はまた、図２１に示すような追加または代替の変位手段によって制御されてもよい。この実施形態において、基部部材１６２の下に１つ以上の拡張部材１７２が配置される。拡張部材１７２は、バルーン等の可膨張性デバイスまたはネジ機構等の機械的調整を含んでもよい。拡張可能部材（複数可）１７２は、大腿骨にのみ、または脛骨もしくは腓骨にのみ、力を及ぼすように設置されてもよいか、あるいは大腿骨および脛骨の両方に力を及ぼすように関節に沿ってより中心に設置されてもよい。ベアリング変位部１６３は、拡張部材１７２の拡張によって外側に偏向可能であり、それによって標的組織の変位を増加させるように、変位部１６３を構成する摺動部材、またはこれらの部材が上部および下部固着部１６４と結合する領域は、可撓性であってもよい。
【００６４】
本発明の他の実施形態において、前額面等の他の平面における力に関連する関節疾患に対処することができる。大腿骨および脛骨の関節運動する表面の界面における不均衡な負荷に対応するための概して内側／外側方向である様々な実施形態を用いて、冠状面または前額面における膝の生体力学について上述してきた。前額面で膝を見ると、前方および後方に作用して膝蓋骨と大腿骨との間に負荷をもたらす、異なる一連の力構成要素が存在する。
【００６５】
図２２の自由物体図を参照すると、膝関節の周りに作用する２つの主なモーメントは、床反力Ｗおよび膝蓋腱の力Ｆｐによるものである。下肢にかかる屈曲モーメントは、床反力（Ｗ）と膝関節の運動の中心からの力の垂直距離（ａ）との積である。対抗する伸展モーメントは、膝蓋腱を通って作用する四頭筋の筋力とその梃子のアーム（ｂ）との積である。つまり、所与の個人について、膝蓋腱の力Ｆｐの大きさはＦｐ＝Ｗａ／ｂとして算出することができる。
【００６６】
図２３Ａに示すように、屈曲／伸展の間に四頭筋および膝蓋腱が膝蓋骨に作用することによって、膝蓋骨圧縮力（ＰＣＦ）がもたらされる。合成（Ｒ）ＰＣＦは、Ｐの大きさと、その作用有効角度（β）に依存する。
【００６７】
図２３Ｂを参照すると、合力Ｒ’は、膝蓋腱の下にインプラント２００を設置すること、したがってそれを前方に変位させて梃子のアームｂを増加させることによって減少させ（図２２）、それによって膝蓋腱の力Ｆｐを減少させ、および作用の有効角度β’を増加させ、それによってＰＣＦに対応する膝蓋腱の力の水平成分を減少させる。したがって、合成ＰＣＦ（Ｒ’）が減少され、膝蓋骨が大腿骨に対して押される力を低下させる。
【００６８】
本発明のこの実施形態の予測される利点は、軟骨変性の割合および／またはこの領域における疼痛の減少を含む。インプラント２００等のインプラントは、界面の任意の特定の領域上の応力を軽減するために、膝蓋骨と大腿骨との間で最も負荷の高い点を、上方に、尾側に、外側に、または内側に再分配するように構成されてもよい。そうすることによって、膝蓋腱に作用する筋肉のモーメントアームもまた増加されるはずであり、それによって大きな有効強度および安定性を膝に提供し、膝関節にかかる総負荷を減少させる。
【００６９】
上述のように、脛骨結節を切除することなく、または結合組織のいずれも切断することなく膝蓋腱を変位させるように脛骨上に配置されたインプラント２１０を示す、例示的な一実施形態を図２４および２５に示す。本明細書に記載される他の実施形態と同様に、インプラント２１０は、支持部材２１２およびベアリング部材２１４を含み、それらはこの場合は一体化して形成されているが、本明細書の他の箇所に記載されるように、別個の構成要素であってもよい。支持部材およびベアリング部材は、変位部２１６内で機能的に分割され、膝蓋腱、架橋セクション２１８、および固着部２２０に係合してそれらを変位させる。固着部２２０は、本明細書に記載されるようにインプラントを固定するための手段を含む。この例示的な実施形態において、インプラントを脛骨に固着するために骨ネジ２２２に孔が提供される。
【００７０】
図２５に示されるように、インプラント２１０は、膝蓋腱の外側から挿入されてもよい。また、内側から挿入することもできる。インプラント２１０は、腱付着部または他の結合組織の付着部を有さない領域に固着部２２０が位置するように構成される。この構成はまた、脛骨結節のすぐ頭側および膝関節包のすぐ尾側で、変位部２１６が脛骨に寄り掛かることを可能にし得る。そのような設置は、あらゆる負荷をインプラントの下の脛骨に直接移動させ、そうすることによってインプラントの残りの部分および脛骨自体にかかる応力を最小限に抑える。
【００７１】
脛骨に寄り掛かる固着部２２０の内側表面は、本明細書に記載される他の実施形態と同様に、インプラントが固定された骨面（この場合は脛骨）に対するさらなる支持を提供してインプラントの移動を防ぐように、インプラント内への骨の内部成長を促進するための適当な材料および表面性状を用いて設計および製造されてもよい。架橋セクション２１８は、比較的低い応力を受けるように設計されてもよく、したがって、刺激性または見苦しいこぶの形成を避けるように極めて薄くてもよい。架橋セクション２１８に必要な屈曲硬直またはねじり剛性を強化するために、円形、溝付き、ボックス形、湾曲、または他の断面形状が選択されてもよい。この場合も同様に、架橋セクション２１８は、脛骨結節領域における筋肉付着部のいずれにも干渉すべきではない。
【００７２】
変位部２１６は、たとえ脚を伸展したときでも、膝関節包を避けるように、また膝蓋骨に干渉することを避けるように構成および寸法決定される。それはまた、膝蓋腱自体にかかるいずれの追加応力も最小に抑えるように設計されるべきである。したがって、膝蓋腱が寄り掛かる変位部２１６のベアリング面は、図２４において最もよく見える湾曲した傾斜形状を有してもよい。このベアリング面は、硬くて滑らかであってもよく、研磨した熱分解カーボン、鋼鉄、もしくはチタン等の材料から作製されてもよいか、またはＰＴＦＥ等の潤滑性材料でコーティングもしくは被覆されてもよい。代替として、インプラントが、さらに脛骨結節の延長として作用するように、ベアリング面は、該表面上での膝蓋腱の接着および内成長を促進するように設計されてもよい。例えば、表面は、多孔質、粗面であってもよいか、または骨もしくは瘢痕組織が成長して接着を強化する開口部とともに構成されてもよい。
【００７３】
インプラント２１０を用いて達成される膝蓋腱の正確な位置決定は、特定の臨床状況に依存する。当業者には理解されるように、そのようなインプラントは、膝蓋腱を前方にまたは内側にまたは前内側に移動させるように設計されてもよい。これは、変位面の片側（外側もしくは内側）を他方の側よりも高くすることによって、および／または、膝蓋腱を外側方向もしくは内側方向に付勢するために、ベアリング面の片側もしくは両側に隆起を有する経路を形成することによって、達成され得る。
【００７４】
インプラント２１０等のインプラントは、合併症発生率の低い、比較的迅速な手技において挿入されてもよい。脛骨結節の片側に、比較的短い切開を行うことができる。この切開から、プローブを使用して膝蓋腱の下にトンネルを掘り、その下にある脛骨の表面を曝露させることができる。次いで、脛骨に適合させたこのトンネル内にインプラントを挿入し、必要に応じて適切なネジまたは他の固着要素を用いて脛骨に取り付けることができ、次いで切開を閉じることができる。骨、筋肉、または腱の切断はほとんど行われないかまたは全く行われないため、合併症発生率は最小限に抑えられるはずであり、既存の外科手術と比較すると、この手技の後の回復およびリハビリテーションは急速であり、大幅に少ない疼痛を伴う。
【００７５】
インプラント２１０と同様のインプラントはまた、他の解剖学的位置にも適用することができる。例えば、脛骨の前外側面上では、腸脛靱帯の付着部位であるジェルディ結節である。上述のインプラント１５４等のインプラントは、この位置に位置決定されてもよい。さらに、特定の患者においては、膝蓋腱および腸脛靱帯の両方を変位させることが望ましいかもしれない。これは、上述のインプラント１５４および２１０等の２つの別個のインプラントを用いて行われてもよいか、または単一インプラントが提供されてもよい。
【００７６】
膝蓋腱および腸脛靱帯の両方を変位させるための単一インプラントの例を図２６に示す。この例示的な実施形態において、インプラント２３０は、この場合も同様に、腸脛靱帯変位部２３２Ａおよび膝蓋腱変位部２３２Ｂの２つの部分に分割された変位部２３２を含む。上述のように形成される架橋セクション２３４、固着部２３６に対する関節変位部２３２。ここでも同様に、当業者によって本明細書に記載されるような様々な固着手段が用いられてもよく、骨ネジ２３８が例示的な実施形態に示される。インプラント２３０等の単一インプラントは、インプラント１５４および２１０等の２つの別個のインプラントと比較して、より高い強度および安定性を提供し得る。
【００７７】
一般に、インプラント２１０および２３０に関連する材料、代替の構成および方法は、他の例示的な実施形態について本明細書の他の箇所に記載される通りであってもよい。
【００７８】
上述のように、本発明のさらなる代替の実施形態は、股関節疾患の治療における用途を有する。図２７は、股関節Ｈの基本的な解剖学的形態を示す。図示されるように、股関節Ｈは、大腿骨Ｆと「寛骨臼Ａ」と称される骨盤Ｐの凹状空洞との間の関節である。大腿骨Ｆは、身体の膝から上向きに延在し、大腿骨の軸Ｓと大腿骨頸部Ｎとの関節運動部の外側上端に大転子Ｇを含む。小転子は、大転子Ｇの反対に位置し、大腿骨頭ＦＨは、大腿骨頸部Ｎの遠位端に位置する。凹形の寛骨臼Ａは、腸骨Ｉ、恥骨ＰＵ、および坐骨ＩＳの３つの骨盤骨の結合体を形成する。一面の靭帯Ｌ（図２７では詳細を示すために除去されているが、図２８には示される）は、股関節Ｈを覆って関節包を形成し、大腿骨頭ＦＨを寛骨臼Ａ内に維持するのに役立つ。
【００７９】
一連の筋肉が靭帯Ｌの上に延在し、大腿骨Ｆと骨盤Ｐとの間に付着する。これらの筋肉には、大殿筋ＧＭａｘ（図２９）、中殿筋ＧＭｅｄ、および小殿筋ＧＭｉｎを含む（図３０）。大殿筋ＧＭａｘは、これら３つの筋肉の中で一番上にある。これは、殿筋の中で最も大きく、ヒトの体における最も強い筋肉のうちの１つである。その作用は、伸展して股関節を外向きに回転させ、体幹を伸展させることである。
【００８０】
中殿筋ＧＭｅｄは、幅広く、厚みのある、放射状の筋肉であり、骨盤Ｐの外面上に位置する。中殿筋ＧＭｅｄは、腸骨Ｉの外面上から始まるかまたはそこを起点とする。筋肉の繊維が集まって、大転子Ｇの外側表面に挿入する、強く平坦な腱となる。
【００８１】
小殿筋ＧＭｉｎは、中殿筋ＧＭｅｄのすぐ下に位置する。これは扇形であり、腸骨Ｉの外面から生じる。筋肉の繊維は腱で終端し、大転子Ｇの前方境界上の圧痕に挿入され、股関節Ｈの関節包を拡張させる。
【００８２】
中殿筋ＧＭｅｄは、股関節外転に関与する主な筋肉であり、小殿筋ＧＭｉｎがそれを補助する。これらと相乗的に作用するのは、腰筋、梨状筋ＰＩＲ（図３０）、大腿筋膜張筋（ＴＦＬ）、腰方形筋、および大腿直筋である。股関節外転筋の主な機能は、歩行サイクルの単脚支持期において股関節に前額面の安定性を提供することである。これは、股関節外転筋が、体重によって発生する前額面トルクと等しい前額面トルクを発生したときに達成される。
【００８３】
股関節外転筋力と体重力とのモーメントアームにおける違いのために、股関節外転筋は体重の２倍の力を発揮しなければならず、その結果として、正常歩行時に体重の３乃至４倍の圧縮負荷が関節にかかる。例えば、図３１は、股関節Ｈにかかる力を表す図である。Ｓは重心であり、Ｋは体重であり、ｈ’は体重Ｋのモーメントアームであり、Ｍは外転筋によって及ぼされる力であり、ｈは外転筋力Ｍのモーメントアームであり、Ｒは股関節を通って伝達される合成圧縮力である（Ｒは、ＫおよびＭの合力である）。見て分かるように、ｈ’はｈよりも有意に長いので、股関節外転筋力Ｍは、股関節Ｈにおける安定性のために体重力Ｋよりも実質的に高くある必要がある。
【００８４】
股関節Ｈを通って伝達される圧縮力ベクトルＲは、外転筋力の角度およびモーメントアームに影響を与えるので、大腿骨頸部の角度によって影響を受ける。大腿骨頸部ＦＮの長手軸と軸Ｓとの間の角度は、頚体角またはＣＣＤ角と称される。そのような角度は、通常、新生児において約１５０°、成人では１２５乃至１２６°が測定される（「正常股」図３２Ａ）。異常に小さい角度は「内反股」として知られ（図３２Ｂ）、異常に大きい角度は「外反股」として知られる（図３２Ｃ）。
【００８５】
外反股では（図３２Ｃ）、股関節外転筋のモーメントアームｈ’が正常な股関節よりも短いため、結果としてかなり大きな股関節外転筋力Ｍを必要とする。また、外転筋力Ｍの作用線は鉛直に近く、身体のモーメントアームｈを相殺するためにより大きな力を必要とする。したがって、合成圧縮力Ｒは、より大きく、かつ寛骨臼Ａの縁部により近いため、寛骨臼の体重支持面を減少させる。この寛骨臼の荷重異常は、寛骨臼Ａの周縁部に沿って変形性変化を引き起こし、疼痛および最終的には関節軟骨の損失をもたらす。
【００８６】
寛骨臼が浅い場合、外反股変形と同様に合力は寛骨臼Ａの縁部近くに作用し、寛骨臼周縁部に沿って同様の関節面変性をもたらす。Ｘ線写真では、異常な寛骨臼は、ＷｉｂｅｒｇのＣＥ角、寛骨臼深さ率、大腿骨頭突出率、Ｌｅｑｕｅｎｓｅの前方ＣＥ角等を測定することによって識別される。
【００８７】
内反股（図３２Ｂ）では、股関節外転筋の作用線は急勾配であり、より内側の合力Ｒを引き起こすため、股関節脱臼の確率を増加させる。
【００８８】
次に図３３Ａ〜Ｂを参照して、股関節形成不全の矯正に適用可能な本発明の例示的な実施形態を概略的に示す。図示した例示的な実施形態において、インプラント２２０は、小殿筋ＧＭｉｎと大腿直筋ＲＦとの間に設置される。しかしながら、インプラント２２０は、所望の合力ベクトルＭを達成するために、股関節の関節包と股関節外転筋の少なくとも一部との間の任意の所望の位置に設置されてもよい。いくつかの実施形態において、インプラント２２０は、殿筋と靭帯Ｌとの間の組織に配置される。インプラント２２０は、所望の位置に設置され、関節鏡によって、あるいは外科手術、バルーンカテーテル、もしくは別の好適な手技を用いた小切開または切開による手法を用いて移植されてもよい。他の実施形態に関連して記載されるように、インプラント２２０は、一般に、周辺組織によって固定されるか、または周辺組織に対して固定されるように構成される支持部と、標的組織と自動的に係合して変位させるように構成されるベアリング部とを含む。支持部およびベアリング部の両方のための様々な代替例が本明細書に記載される。
【００８９】
インプラント２２０は、種々の材料から形成されてもよい。いくつかの例示的な実施形態において、インプラント２２０は、摩擦を最小に抑えるための滑らかな外面を有する標的組織を変位させることに十分な剛性を有する材料で構成され、関節を移動させると、インプラントに沿って損傷することなく標的組織を摺動させる。ステンレス鋼もしくはチタン等の金属、または生体適合性ポリマーが使用されてもよい。代替として、インプラント２２０は、軟質の柔軟性材料で部分的にまたは全体的に構成されてもよく、例えば、水、食塩水、シリコン、ヒドロゲル、ガス等の流体を充填した柔軟性の外膜であってもよい。インプラント２２０は、空の状態で挿入し、設置後にインサイツで充填されてもよいか、さもなければ人工関節は、ゲル、流体、ポリマーもしくは金属ビーズ、または他の流体で、あるいは可撓性もしくは流動性材料で予め充填された密封要素であってもよい。
【００９０】
インプラント２２０はまた、中空ではない、例えば、ポリマーまたは金属の、好適な非外傷性形状の本体であってもよい。固定形状のインプラント２２０は、代替として、骨セメント等の硬化材料を注入して硬化させることができる入り口を有する袋を含んでもよい。硬化材料はまた、照射（例えば、ＵＶ光、可視光、熱、Ｘ線等）に曝露することにより硬化される重合可能なヒドロゲルであってもよい。材料は、直接的または経皮的な曝露によって硬化されてもよい。
【００９１】
インプラント２２０の表面は、表面加工されていてもよいかまたは滑らかであってもよい。中空ではないまたは柔軟なインプラント２２０は、人工関節に沿ったまたはその上方での筋肉および腱の摺動運動を促進するように、外部パディングまたは潤滑性外側被覆もしくはコーティングを含んでもよい。そのようなパディング、コーティング、または被覆は、インプラント２２０の外側の一部または全部を被覆してもよい。パディングまたはコーティングは、例えば、筋肉もしくは靱帯を支持するように整列するか、または筋肉もしくは靱帯を整列させることができる。インプラントはまた、股関節包の前方領域および／または後方領域を被覆し、それによって関節包を補強する延長部を有してもよい。
【００９２】
インプラントは、筋肉および腱を誘導し、インプラント上のそれらの場所に保持するように適合された形状または特徴を有することができる。例えば、そこを通って筋肉および腱が延在する溝またはトラフが、人工関節の外面に提供されてもよい。これらの筋肉および／または腱は、インプラントが設置されたときに溝と整列する。代替として、インプラントは、筋肉／腱の周りにリングまたはアイレットを設置できるように、切れ目の入ったリングまたはハトメリングを含むことができる。
【００９３】
図３４Ａおよび３４Ｂは、実施形態にしたがってインプラント２２０が股関節外転筋力Ｍに与える影響を示す。図３４Ａに見られるように、股関節外転筋ＨＡは、インプラント２２０の設置前は第１の方向に延在する。寛骨臼Ａの外側縁部に向かう力の集中Ｍが認められてもよい。図３４Ｂに示すように、インプラント２２０の設置後、股関節外転筋ＨＡは関節から離れるように外向きに変位され、外転筋によって関節の中心軸に及ぼされる力のモーメントアームｈの角度および長さが増加される。結果として、体重力に対抗するように、大腿骨頭を通る合力Ｒが、さらに関節の中心に、かつ寛骨臼Ａの外側縁部から離れるように移動する。このようにして、合成力ベクトルＲは、大腿骨頭ＦＨを押して寛骨臼Ａと完全に接触させるように、または別の方法で股関節により望ましい力の配置を提供するように、より適切に調整されてもよい。
【００９４】
本発明の他の実施形態と同様に、本発明による股関節疾患の治療のための人工関節は、インプラントを所定の位置に固定するための好適な係止具を含んでもよいか、ならびに／または周辺の筋肉および／もしくは靱帯構造によって安定化されてもよい。一実施形態において、人工関節は骨盤Ｐから大腿骨Ｆに延在し、これらの側の一方もしくは両方で係止されてもよいか、または全く係止されなくてもよい。周辺組織による配置を促進および維持するための形状、材料、または表面性状が、支持部に組み込まれてもよい。骨盤Ｐおよび／または大腿骨Ｆに対して所望の様式でインプラントを係止するかまたは位置決定することを補助するために、タブまたは他の特徴がインプラントに提供されてもよい。インプラントの大腿骨側または骨盤側のいずれかは、所望の様式でインプラントを取り付けるか、および／または配設するために、１つ以上のそのようなタブを含んでもよい。インプラントは、標準的な形状であってもよいか、または後述するような計画プロセスの間もしくは術間のいずれかにおいて、特定の用途のために特別に製造されてもよい。
【００９５】
一例として、図３５は、大腿骨Ｆおよび骨盤Ｐに係止する人工関節２２４を示す。人工関節２２４は、ベアリング部材と、固着タブを含む支持部材とを形成する本体２２３を含む。第１のタブ２２５は、人工関節２２４を大転子に係止するための開口部２２６を有し、反対側の端部にある第２のタブ２２７は、骨盤に係止するための開口部２２８を有する。本体２２３は、直角プリズム、球形、卵形、円筒形、円錐形、台形を含む種々の形状、または関節において所望の力の再調整を達成することに適当な他の形状を有してもよい。人工関節２２４は、上記のように股関節の股関節外転筋の力ベクトルＭを推移させるために使用されてもよい。
【００９６】
開口部２２６を用いて人工関節２２４の転子側に取り付けるために、縫合糸アンカー、ボーンタック、骨ネジ、または他の好適な取付構造が用いられてもよい。同様の様式で、人工関節を骨盤に係止するために開口部２２８が用いられてもよい。係止デバイスは、インプラントが設置された後に、経皮的に配置されてもよい。
【００９７】
上述のように、人工関節の実施形態は、設置して、インサイツで充填することができる。この目的を達成するために、アクセスポート２２９は、術中に人工関節２２４を充填するために提供されてもよいか、または術後にアクセス可能であるように設置されてもよい。
【００９８】
別の例として、図３６に示すように、人工関節２３０は、ウィッシュボーン形を有する本体を含み、主要ステム２４０および人工関節の大腿骨側の２つの脚部２３２、２３４が、ベアリング部材の少なくとも一部を形成する。脚部２３２、２３４の各々は、そこから延在するタブ２３３、２３５を含み、各々が係止開口部２３６、２３８を有する。固着タブは、支持部材の少なくとも一部を形成する。主要ステム２４０は、人工関節の骨盤側に提供され、係止開口部２４２を含む。
【００９９】
２つのタブ２３３、２３５は、例えば、大転子Ｇの反対側に係止されてもよい。他の代替例として、人工関節の大腿骨側は、大腿骨頸部Ｆ、または大転子Ｇの下の大腿骨Ｆの位置に固着されるかまたは他の方法で係止されてもよい。主要ステム２４０は、後面または前面のいずれかの、腸骨Ｉ、坐骨ＩＳ、または骨盤Ｐ上の別の好適な位置に固着されてもよい。図３６の配置の代替例として、人工関節２３０の骨盤側に２つのタブが提供されてもよい。これらの２つのタブは、例えば、一方が骨盤の後側に、他方が骨盤の前側に係止されてもよい。
【０１００】
図３７は、人工関節２４４の別の実施形態を示す。人工関節２３０と同様に、人工関節２４４は、人工関節の大腿骨側にある２つの脚部２４６、２４８と、人工関節が設置されると股関節の骨盤側と整列する主要ステム２５０とを含む。しかしながら、人工関節２３０とは異なり、人工関節２４４は、タブおよび／または係止孔等の、人工関節を大腿骨に係止するための構造を含まない。上述のように、そのような人工関節２４４は、股関節包の周囲に密接に層をなす周辺の筋肉構造によって所定の位置に固着されてもよい。同様に、主要ステム２５０は、骨盤に取り付けるためのタブおよび／または係止具を含まない。
【０１０１】
所望される場合、代替として、人工関節は、大腿骨側もしくは骨盤側のみに係止されてもよく、および／または、筋肉構造によって所定の位置に係止もしくは保持され得る脚部をいずれかの側に含んでもよい。一例として、タブおよび／または開口部等の単一の係止具が、脚部２４６もしくは２４８のいずれかまたは両方に提供されてもよく、および／あるいは係止具が主要ステム２５０上に提供されてもよい。係止具または筋肉によって安定化される支持具のいずれの組み合わせが使用されてもよい。そのような実施形態において、ベアリング部材と支持部材は一体化されてもよい。
【０１０２】
別の例示的な実施形態によれば、外転筋および／または股関節組織の様々な変位を提供するために、人工関節は様々な厚さを有してもよい。一例として、図３７に示すように、人工関節２４４は、Ｘ、Ｙ、およびＺの異なる厚さを有する３つの領域を含む。厚さＸは脚部２４６に相当し、厚さＹは脚部２４８に相当し、厚さＺは主要ステム２５０に相当する。脚部もしくはステムに沿って、または脚部もしくはステム全体にわたって、異なる厚さが使用されてもよい。これらの異なる厚さの領域Ｘ、Ｙ、およびＺは、人工関節２４４を股関節Ｈ内に有利に適合させるため、および／または所望の力の相殺を提供するために用いられてもよい。人工関節２４４は、移植前に異なる厚さを有するように前成形されてもよいか、または、例えば、所望の厚さを達成するように所望の体積の膨張媒体で充填することによって、人工関節の各部分がインサイツで所望の厚さまで別個に拡張されてもよい。
【０１０３】
図３８は、一実施形態にしたがって股関節Ｈ内に設置された人工関節２６０の前面像の例を示す。図３９は、詳細を示すために靭帯Ｌおよび外転筋を除去した、所定の位置にある人工関節２６０を表したものである。図３８に示す実施形態において、人工関節２６０は、骨盤タブ２６２および大腿骨タブ２６４を含み、それらは支持部材の少なくとも一部を形成し、両方とも、ベアリング部材を形成する中心の丸みを帯びた球根状の主要セクション２６５から延在する。主要セクション２６５の球根状の構成は、外転筋の所望の変位に役に立つ。骨盤タブ２６２および大腿骨タブ２６４は、関節にかかる任意の衝撃も最小に抑えるように、薄い、高度に可撓性の材料であってもよい。骨盤タブ２６２は、例えば、ピン２６６、骨ネジ、縫合糸、または腸骨Ｉに固着される他の好適な係止具によって、骨盤に係止される。係止機能のために開口部がタブに提供されてもよい。大腿骨タブ２６４は、好適な係止具によって、例えば、ピン２６８によって、大転子Ｇ、大腿骨頸部、または他の好適な位置に係止される。図３８に示す実施形態の主要セクション２６５は、人工関節２６０が設置されると、主要セクション２６５が関節包靭帯Ｌと小殿筋ＧＭｉｎおよび中殿筋ＧＭｅｄの筋肉構造との間に位置するように、中心に装着され、また配置される。しかしながら、主要セクション２６５は、骨盤付着部または大腿骨付着部のいずれかの近くに位置してもよく、力ベクトルＭを望ましく変化させるように他の位置に配置されてもよい。
【０１０４】
図４０〜４２に示す追加の実施形態によれば、インプラントは、支持部材によって大腿骨頸部Ｎにのみ取り付けられてもよく、および／または大腿骨頸部まで横に延在してもよい。この様式において、人工関節は、大腿骨頸部Ｎの周囲寸法がより大きな筋肉および／もしくは組織を変位させるためのベアリング部材を提供してもよいか、ならびに／または、大腿骨頸部Ｎの少なくとも一部の周囲に直接取り付けることによって、より容易に所定の位置に維持されてもよい。そのような人工関節は、一方の側の関節包靭帯Ｌまたは大腿骨頸部Ｎの周囲で入れ子になるように、犬骨形またはそら豆形であり得る。一般的には、犬骨形は、幅が狭く通常は細長い中心セクションを含み、各端部は、球根状または丸みを帯びた、直径のより大きな形状である。一方、そら豆形は、その形状の片側に溝または窪みが形成されるように２つの外端部が一方向に延在した、より豆らしい形状である。いずれの形状についても、腱および筋肉が、人工関節からずり落ちることなく底を通って摺動できる溝または他の形状が他の側に提供されてもよい。関節包靭帯Ｌまたは大腿骨頸部Ｎに適合するように、または部分的にその周囲に巻きつけるために、ゲル、発泡剤、またはビーズを充填した変形可能な枕状構造もまた使用され得る。
【０１０５】
一例として、図４０に示すように、犬骨形人工関節２７０は、大腿骨頸部Ｎおよび／または靭帯Ｌまで横に延在し、その周囲で入れ子になる。図４０の犬骨形人工関節２７０は、外側の球根状の丸みを帯びた２つの端部２７３の間に、幅の狭い中心セクション２７１を含む。靭帯Ｌまたは大腿骨頸部Ｎの反対側で２つの端部が入れ子になるように、幅の狭いセクションは十分に長い。図４０に示す実施形態において、人工関節は、ピンまたはネジ２７２、２７４等の２つの係止具によって、中心セクション２７１を介して大腿骨頸部Ｎに取り付けられる。しかしながら、前の実施形態において記載したように、人工関節は、締結具を用いないで設置されてもよいか、または人工関節は、別の方法もしくは位置で係止されてもよい。人工関節２７０の上部は、２つの端部２７３の間に形成される上鞍状部によって、犬骨形人工関節２７０の中心セクション２７１に沿って筋肉を誘導してもよい。
【０１０６】
図４１は、大腿骨頸部まで横に延在する人工関節２８０の別の実施形態を示す。人工関節２８０はそら豆形であり、幅の狭い中心セクション２８３と、外側の丸みを帯びた２つの端部２８４とを含む。窪み２８５は、端部の間に形成される。一実施形態において、人工関節は、人工関節が取り付けられる大腿骨頸部および／または靭帯Ｌの曲率に窪みが一致し、したがって、設置されたときに、人工関節が大腿骨頸部Ｎの周囲で少なくとも部分的に入れ子になるように成形される。図面に示す実施形態では、人工関節２８０を大腿骨頸部Ｎに係止するために任意選択的なピンまたはネジ２８２が使用されているが、他の係止具が使用されてもよいか、または係止具が全く使用されなくてもよい。
【０１０７】
別の代替例として、人工関節は、Ｕ字形もしくはＣ字形ブラケットまたはバンド、あるいは大腿骨頸部の周囲に延在する他の構造を用いて大腿骨頸部に係止されてもよい。一例として、図４２は、大腿骨頸部Ｎおよび／または靭帯Ｌの周囲に延在するＵ字形ブラケット２９２に装着された人工関節２９０を示す。Ｕ字形ブラケット２９２は、大腿骨頸部Ｎの周囲に密接に適合するように湾曲し、ブラケット端部上の開口部（図示せず）を通って、大腿骨頸部の反対側に沿って延在するボルト２９３を含む。ボルト２９３は、Ｕ字形ブラケット２９２を所定の位置にロックするために使用されてもよい。図４２の人工関節２９０は球根状の形状であるが、Ｕ字形ブラケット２９２は、代替として、犬骨形人工関節２７０またはそら豆形人工関節２８０等の他の形状の人工関節とともに使用されてもよい。
【０１０８】
さらなる実施形態によれば、人工関節は、股関節外転筋を変位させるために大転子Ｇ上のキャップとして装着されてもよい。一例として、図４３は、大転子Ｇ上のキャップとして装着された人工関節２９６を示す。人工関節２９６は、大転子Ｇに対して逆さまに延在するＬ字形を形成する水平延在部２９８および鉛直延在部２１００を含む。図４３に示す実施形態において、人工関節２９６はピン２１０２、２１０４によって係止されるが、上述のように、Ｕ字形もしくはＣ字形ブラケットまたはバンド、あるいは大腿骨頸部の周囲に延在する他の構造を含む、別の様式で係止されるかまたは取り付けられてもよい。図４３に見られるように、人工関節２９６の外側は丸みを帯びており、股関節外転筋ＨＡを実質的に変位させるように股関節から外側に突出している。この例示的な実施形態において、ベアリング部材と支持部材とは、上述のインプラント４０と同様の様式で組み合わされる。
【０１０９】
股関節外転筋ＨＡおよび／もしくは腱または他の組織が人工関節２９６または別のキャップ人工関節上を摺動することを補助するために、キャップの外面は潤滑性であってもよい。代替として、腱および筋肉を所定の位置に維持するため、ならびに摺動機能を提供するために、ガイドまたは他の構造が提供されてもよい。一例として、図４４に示すように、人工関節２９６のように成形され得る人工関節２１１０は、人工関節２１１０が大腿骨とともに移動するときに股関節外転筋ＨＡを摺動可能に受容および誘導するための溝またはチャネル２１１２を含む。他の構造、例えば、リング、ハトメリング、トンネル、または他の特徴が、股関節外転筋ＨＡおよび／または靭帯ならびに腱を誘導し、設置するために使用されてもよい。
【０１１０】
別の例として、図４５に示される人工関節２１２０等の人工関節は、大腿骨Ｆが移動するにつれて、股関節外転筋ＨＡが人工関節２１２０上で転がることを可能にするための１つ以上の外部ローラー２１２２を含んでもよい。人工関節２１２０は、股関節外転筋ＨＡおよびそれらの主な移動方向に整列するように、人工関節２１２０の外側表面および／または上方表面に回転可能に装着された一連の３つのローラー２１２２を含む。
【０１１１】
別の実施形態によれば、カニューレまたは小切開による手技によって、人工関節が収縮した状態で体内に挿入され、インサイツで拡張し、拡張した状態で設置され得るように、人工関節はインサイツで拡張するように構成されてもよい。一例として、デバイスは、または小さな空間に合わせて収縮し、設置されると拡張できるように、１つ以上のヒンジを含んでもよいか、または可撓性であってもよい。バネもしくは他のデバイスが、人工関節を拡張させるために使用されてもよいか、またはデバイスは、機械的にもしくは別の様式で拡張されてもよい。人工関節２１３０がヒンジ２１３６によって接続された２つの脚部２１３２、２１３４を含む一例を、図４６〜４９に示す。２つの脚部２１３２、２１３４は、例えば、大転子Ｇ上または大腿骨頸部Ｎ上に、支持部材として嵌合し得るキャップを形成する。
【０１１２】
挿入される間は、ヒンジ２１３６を把時して脚部２１３２、２１３４を一体的に維持し、設置される間に脚部を開放する送達デバイス２１３８が提供されてもよい。送達デバイス２１３８は、送達中にヒンジ２１３６および脚部２１３２、２１３４をシャフト内に受容するように構成された管状シャフト２１３５を含む。送達デバイス２１３８の壁は、挿入される間、脚部２１３２、２１３４を把時し、該脚部を閉じた状態に維持する。人工関節２１３０は、その内壁との摩擦によってシャフト内に保持されるか、または任意選択的に、内側のシャフト（図示せず）がヒンジ２１３６を解放可能に把持するように適合された遠位連結機構を有するシャフト２１３５内に、摺動可能に設置されてもよい。
【０１１３】
一旦、送達デバイス２１３８によって人工関節２１３０が挿入されると、送達デバイスの後退によって人工関節を拡張させてもよいか、または人工関節は機械的にもしくは別の様式で拡張されてもよい。一例として、内側のシャフト（図示せず）は、人工関節２１３０に解放可能に連結されてもよく、その作動によって脚部２１３２、２１３４が開放され、人工関節が送達デバイスから解放される。脚部２１３２、２１３４は、例えば、大腿骨頸部Ｎ（図４７）および／もしくは靭帯Ｌ、または大転子Ｇの周囲に適合するように、設置の間は分離されもよい。設置の実施形態において、例えば、人工関節２１３０は、大腿骨頸部Ｎ（図４８）の周囲で拡張されてもよく、大転子Ｇ上に移動させ、次いでその上に設置されてもよい。
【０１１４】
人工関節２１３０の使用は、人工関節が閉じている間に設置する能力に起因して、低侵襲性の外科手術を提供する。したがって、小さな切開が用いられてもよく、および／またはカニューレを通して人工関節が設置されてもよい。一旦デバイスが設置されると、ピンもしくは他の好適な締結具によって所定の位置に係止されてもよいか、または、大腿骨Ｆの周囲の筋肉もしくは組織構造によって所定の位置に保持されてもよい。
【０１１５】
人工関節２１３０は、図４８に示すように、大転子Ｇの上に適合するキャップを形成するように、または図４９に示すように、大腿骨頸部Ｎの一部の周囲に好適な態様で適合するように、外向きに拡張するように構成されてもよい。別の実施形態として、人工関節は、連続的なインプラントを形成するように一体的に接続するヒンジ要素または折畳み要素等の２つ以上の要素を含んでもよい。一例として、２つ以上のヒンジ要素または折畳み要素を空間内に導入し、次いで、連続的なインプラントを形成するように一体的にロックすることができる。複数の要素を一体的にロックすることは、特徴を整列させることによって達成することができ、要素は一体的にスナップロックされてもよいか、または要素は、締結具、圧着、または他の好適な様式によって接続されてもよい。代替例として、複数の要素は、所定の位置に置かれると入れ子になってもよく、骨ネジ、鋲、ピン等の好適な締結具、または他の締結具によって互いに隣接して取り付けられてもよい。一実施形態において、各要素または部品はインサイツで拡張される。
【０１１６】
そのような人工関節２１４０の例を図５０に示す：第１のヒンジ要素２１４２は蝶々形であり、第１および第２の三日月形、ウィッシュボーン形、または三角形の脚部２１４４、２１４６は、ヒンジ２１４８によって接続されている。２つの三日月形の脚部２１４４、２１４６は、脚部の各々の凹部が外を向き、および互いの正反対を向くように配置される。第２のヒンジ要素２１５０もまた、ヒンジ２１５６によって接続された２つの類似する三日月形の脚部２１５２、２１５４を含む。２つのヒンジ要素２１４２、２１５０は、移植前に互いに対して取り付けられてもよいか、または別個に導入してインサイツで取り付けられてもよい。２つのヒンジ要素２１４２、２１５０は、例えば、最初に第１のヒンジ要素２１４２を設置し、次いで、ヒンジ要素２１５０を第１のヒンジ要素２１４２の上および周囲に入れ子状に設置することによって、設置されてもよい。いずれの場合でも、ヒンジ要素は設置の前および最中には折り畳まれており、インサイツで拡張される。ヒンジ要素２１４２、２１５０は、例えば、係止位置２１６０で、人工関節２１４０の至る場所に好適な様式で係止されてもよい。そのような係止場所の１つは、２つのヒンジ２１４８、２１５６の重複部であってもよい。図５１に示すように、人工関節２１４０は、例えば、大転子Ｇ上にまたは別の好適な位置に装着されてもよい。
【０１１７】
別の実施形態によれば、ベルト、ストラップ、または他の張力機構が、大腿骨頸部Ｎおよび股関節外転筋ＨＡならびに／または股関節包靭帯／腱の周囲に延在し、その上で締められてもよい。バンドもしくはストラップまたは他の構造は、張力を増加させるために締められてもよく、それによって大腿骨Ｆ上の引く力を増加させる。この手法は、例えば、張力の増加によって患者の特定の病態に好適な合力が生じる場合に、使用されてもよい。例えば、関節の内側に過剰な負荷がかかる患者では、より高い外側の力成分を生じさせる関節の外側にかかる張力を増加させることで、関節の内側にかかる負荷を減少させるために、ベルトが使用されてもよい。そのような実施形態において、ベルトまたはストラップは、関節の外側で大腿骨頸部ならびに股関節外転筋および／または関節包靱帯／腱の周囲に延在するが、関節の内側では股関節外転筋／腱の下に延在する。関節の外側に過剰な負荷がかかる患者では、ベルトまたはストラップの配置を逆にしてもよい。
【０１１８】
前の実施形態と同様に、ベルトまたはストラップは、筋肉がベルトまたはストラップに対して摺動運動できるように、潤滑性の内部表面を有することができる。ベルトまたはストラップは、任意選択的に、大腿骨頸部の周囲の途中までのみ延在してもよく、剛性の部分的なリングまたはフープであってもよい。ベルトまたはストラップは、任意選択的に、ピンまたはネジ等の１つ以上の係止具によって大腿骨頸部に固着されてもよい。ベルトまたはストラップは、可撓性であってもよいか、あるいは布、金属、もしくはポリマーからなる剛性のリングまたはフープであってもよい。剛性の構造は、環状、楕円形、レーストラック形、または別の好適な形状であってもよく、筋肉および大腿骨頸部Ｎの周囲における挿入を可能にするための切れ目を有してもよい。ベルトまたはストラップは、バネのように作用するために伸縮性であってもよいか、または非膨張性であってもよい。
【０１１９】
ストラップ２１７０が大腿骨頸部Ｎおよび股関節外転筋ＨＡの周囲に延在するそのようなベルトまたはストラップの例を図５２に示す。ベルトまたはストラップは、多くの形態をとることができ、所望の力効果のために必要に応じて配置することができる。そのような実施形態において、ベアリング部材は内向きに作用するように形成され、支持部材は反対であり、固着位置で骨または他の組織を囲む。
【０１２０】
所望される場合、ベルトまたはストラップ２１７０等のベルトまたはストラップは、筋肉および／または靱帯における張力を増加させるようにベルトまたはストラップの締付けを可能にするための調整機構を含んでもよい。使用することのできる締付機構の例を、図５３〜５６に示す。図５３では、医師が、大腿骨頸部Ｎおよび股関節外転筋ＨＡの周囲にストラップ２１８０を締め付けるために、張力ストラップを設置して自由末端２１８２を引っ張ることができるように一方向クランプが提供される。図５３のデバイスは、キャッチストラップ２１８３および歯止め２１８４を含む。ストラップ２１８０は、その長さに沿って多数の開口部２１８６を含む。設置者は、ストラップの自由末端２１８２を引いて、開口部が歯止め２１８４にかからないように引き上げる。キャッチストラップ２１８３は、自由末端２１８２を引いたときの整列を維持する。ストラップ２１８０がきつい場合、設置者は自由末端２１８２を引き下げ、歯止め２１８４をストラップ上の所望の開口部２１８６と整列させる。キャッチストラップ２１８３および歯止め２１８４は、自由末端２１８２を所定の場所に維持する。
【０１２１】
歯止め２１９２がストラップ２１９６上の歯２１９４と係合する、一方向クランプ２１９０の別の例を図５４に示す。歯２１９４は、傾斜した前側と先端の丸い後側を含む。歯止め２１９２は先端の丸い後側と係合して、歯２１９４の後退を防ぐ。傾斜した前側は、医師がストラップ２１９６の自由末端を引いたときに、歯が歯止め２１９２を超えて一方向に間欠送りされることを許容する。
【０１２２】
デバイス２２００がホースクランプのように構成され、ストラップ２２０６の開口部２２０４と係合するネジ２２０２を含む、締付機構の別の例を図５５に示す。ネジ２２０２の回転は、回転の方向に応じてストラップを締めるかまたは緩める。
【０１２３】
図５６は、締付機構として使用されてもよい別のデバイス２２１０の一例を示す。デバイス２２１０は、一方の縁部がヒンジ２２１６によって、他方の縁部がネジ２２１８によって接続された、２つの剛性Ｃ字形部材２２１２、２２１４を含む。デバイス２２１０は、ネジ２２１８の回転によって締めるかまたは緩めることができる。
【０１２４】
図５７は、人工関節がバンド２３０２によって股関節外転筋ＨＡに接続された、人工関節２２０に類似する人工関節２３００を示す。バンド２３０２は、人工関節２３００を所定の位置に係止する。バンド２３０２は、所定の位置で結ばれるかまたは留められてもよい。一実施形態において、バンドは、上述した締付機構のうちのいずれか等の締付機構を使用して、股関節外転筋ＨＡの周囲の所定の位置でバンド２３０２を締め付ける。代替として、人工関節２３００等の人工関節は、所定の場所に設置されてもよく、バンドまたはベルトは、人工関節にベルトを取り付けることなく人工関節の場所を維持するように、筋肉または関節包靭帯の周囲に延在してもよい。このようにして、バンドまたはベルトは、所定の位置で人工関節を把時するのに役立つ。
【０１２５】
例えば図５８〜６０に示される本発明の別の実施形態において、股関節疾患の治療のためのインプラント３１００は、関節周辺の結合組織（標的組織を含む）の付着部（複数可）の周囲で方向を変更するように成形される。特定の関節の解剖学的形態および患者の状態に応じて、インプラントは、好適な部位での確実な固着を可能にする一方で、重要な介在組織への外傷を最小限に抑えつつ、なおも標的組織の下にベアリング部および変位部を配置するように設計されてもよい。例えば、図５８および６０に示すように、インプラント３１００は、前方セクション３１１０、上方セクション３１２０、および後方セクション３１３０の３つのセクションを含んでもよい。セクション３１１０および３１３０は、固着セクションを提供する支持部材であり、骨に固定するための骨ネジ３１１２（図５８に示すように）を収容するためのネジ孔３１１４、３１３４等の手段を含んでもよい。セクション３１２０は、本明細書において上述したように、ベアリング面３１２４を有するベアリング部材３１２２を備える。
【０１２６】
インプラント３１００は、単一構造であってもよいか、または組み立てられた２つ以上の連結単位を含んでもよい。異なるセクションが同一材料または異なる材料から作製されてもよく、例えば、ベアリングセクション３１２０は熱分解カーボンから製造されてもよく、固着セクションはチタンまたは他の骨適合性材料から製造されてもよい。
【０１２７】
特定の解剖学的形態に対応するために、前方セクション３１１０は、小殿筋（ＧＭ）、梨状筋（Ｐ）、内閉鎖筋、ならびに上双子筋および下双子筋（Ｏ）等の筋肉付着部位を避けることによって大腿骨に取り付けられるように成形されてもよい。避けるべき他の部位は、内側に外側広筋、ならびに上方に中間広筋および内側広筋を含む。後方セクション３１３０は、大腿方形筋付着部位と腸腰筋付着部位との間で大腿骨に取り付けられるように成形されてもよい。矢状面において、セクション３１１０および３１３０もまた、必要に応じて、内側から外側に横断するいずれの筋肉（非標的組織）を避けるように成形されてもよい。
【０１２８】
さらなる代替の実施形態において、デバイスを設置する代わりに、股関節外転筋内のまたはそれに隣接する所望の空間に、硬化すると固体になる流体を注入することもできる：流体を硬化させて固体にし、次いで、その固体が人工関節の機能を提供する。例として、人工関節を液体ポリマーまたは発泡材料として殿筋と大腿骨頸部との間の空間に注入し、硬化させてもよい。材料は、大腿骨頸部の周囲の関節包靭帯に粘着するための粘着性を有することができる。材料が注入される大腿骨頸部と殿筋の間の空間を形成するために、バルーンまたは他の拡張可能な部材または開創器を挿入することができる。
【０１２９】
本発明の別の側面において、本主旨および教示は、動物の関節運動する関節に対する獣医学的状況に適用されてもよい。そのような獣医学的用途の例示的な一実施形態は、イヌの股関節である。後脚について、イヌ股関節に関連する骨の一般的な配列を図６１Ａおよび６１Ｂに示す。図６２に示すように、床反力計による試験から、歩行サイクルの立脚期中に後脚が床に及ぼすピーク鉛直力は、全体重の２４％乃至４１％と異なることが分かった。イヌは、前脚により多くの負荷（体重の５３％乃至６５％）をかける。歩行サイクルの立脚中期の間の、骨盤に対する大腿骨の配向を図６３に示す。
【０１３０】
イヌの股関節形成不全において特に興味深いのは、歩行サイクルの３本脚での立脚中（すなわち、１本の骨盤肢を上げた状態）に前額面に作用する力（外転／内転）である。イヌ股関節の二次元生体力学的モデルを図６４に示す：Ｉは腸骨、Ｓは仙骨、Ｈは大腿骨頭、Ｆ０は重力による力、Ｍ０は軸性筋組織によって誘導されるモーメント、Ｆａは外転筋力、Ｆｈは股関節反力、θａはＦａの印加角度、θｈはＦｈの印加角度を意味する。
【０１３１】
３本脚の立脚モデルにおいて、イヌの骨格に作用する外力は、平衡に達するように内力によって均衡を保たれなければならない。外力は、体幹および頭の重力によって及ぼされる力Ｆ０、および軸性筋組織のねじり力によって及ぼされるモーメント（トルク）Ｍ０を含む。イヌ股関節は、追加の外転筋力および骨盤のトルクのために、体重よりも大きな負荷を受ける。股関節力Ｆｈおよび外転筋力Ｆａは、大腿骨頸部の角度および荷重を支持する骨盤肢の外転／内転の角度によって直接影響を受ける。大腿骨頸部の角度が大きいことによって大腿骨頭と大転子との間の距離が短縮され、したがって、短くなった梃子のアームを克服するために、より大きな外転筋力を必要とする。この筋力の増加は、股関節力の増加をもたらす。また、外転筋の角度θａが大きい程、股関節力の角度θｈが大きくなる。θｈの増加は、寛骨臼周縁部の負荷を増加させ、それが臼蓋軟骨の変性をもたらし、股関節変形性関節症を引き起こす。大腿骨頸部の角度の減少は、梃子のアームの長さを増加させ、そのため外転筋力Ｆａおよび股関節合力Ｆｈの両方を減少させる。
【０１３２】
寛骨臼周縁部の過剰な負荷は、大腿骨頭の臼蓋被覆が不足し、合成股関節力Ｆｈが寛骨臼周縁部のより近くで作用する場合にも生じ得る。これは、寛骨臼の腹側への回転が不十分である場合に生じる。
【０１３３】
股関節形成不全に対処するための外科的介入は、股関節力を減少させるために大腿骨頸部の角度を減少させる転子間骨切り術（ＩＴＯ）、または寛骨臼の腹側への回転を増加させる三点骨盤骨切り術（ＴＰＯ）を伴う。ＴＰＯ後の股関節力を分析したある試験は、腹側への回転を０度乃至２０度増加させることによって最大の利益がもたらされる一方で、腹側への回転を３０度乃至４０度増加させると限定された利益がもたらされると結論付けた。その試験はまた、ＴＰＯの有益な臨床結果は、大腿骨頭の被覆を増加させることと合わせて、股関節に作用する力の大きさを減少させた結果である可能性があると結論付けた。
【０１３４】
本発明の例示的な一実施形態において、インプラント４１００は、図６５に示されるように、股関節外転筋複合体（例えば、中殿筋、深殿筋等）の下で大腿骨上に配置される。この様式では、骨切り術に関連する生体力学的変化と同様に力ベクトルを変化させることができるが、そのような侵襲性の高い外科手術の必要はない。インプラント４１００等のインプラントは、大腿骨頸部の角度が大きいイヌおよび寛骨臼の腹側への回転が不十分なイヌに適切であり得る。
【０１３５】
インプラント４１００は、大転子領域の周りに配置されてもよいが、当業者は、外転筋の適切な変位を達成するために、インプラントが他の領域（例えば大腿骨頸部）に配置されてもよいことを理解するであろう。図６６に示すように、外転筋の変位は、外転筋の作用線を変化させる。この変位によって外転筋の梃子のアームが延長され、それによって歩行サイクルの間に機械的平衡を達成するために必要な外転筋力を減少させ、それによって股関節合力を減少させる。さらに、外転筋の角度θａの変化は、股関節合力の角度θｈをより内側に方向付けるという変化をもたらす。股関節合力の方向におけるこの変化は、寛骨臼周縁部にかかる負荷を減少させるとともに、関節の安定性を潜在的に向上させる。
【０１３６】
本明細書に記載される他の実施形態と同様に、インプラント４１００は、大転子領域内の筋肉付着部のいずれとも干渉しないように設計されるであろう。本発明の例示的な実施形態と合わせて他の箇所にも記載されるように、インプラント４１００は、係止具、ネジ、ワイヤ、または他の固着手段を使用して下にある骨に取り付けられてもよい。人工関節は、複数の構成要素を含んでもよく、例えば、人工関節は、大腿骨の前方領域に取り付けられる前方構成要素、大腿骨の後方領域に取り付けられる後方構成要素、および他の２つの構成要素に取り付けられ、外転筋の変位をもたらす第３の構成要素を含んでもよい。
【０１３７】
インプラント４１００は、関節鏡で、または小切開もしくは切開による手法を用いて移植することができる。インプラントの厚さは、術中に、または術後の任意の時点で調整されてもよい。これは機械的手段によって達成することができる。インプラントのベアリング面は、表面加工されていてもよいか、または滑らかであってもよい。骨と接触する面は、骨内部成長を促進するために表面加工されてもよいかまたは多孔質であってもよく、軟組織と接触する面は、組織を動きやすくするために滑らかであってもよい。
【０１３８】
本発明の実施形態による例示的な治療計画を図６７に示す。例示の目的で、この例は股関節の治療に関して記載されるが、当業者には理解されるように、このプロセスは、本明細書に教示される他の位置にも等しく適用可能である。１０００で始まって、人工関節２２０等の人工関節の設置のために計画が行われる。１００２では、例えば上述のような外科手術によって人工関節が設置される。
【０１３９】
計画１０００は、任意の数の異なる治療計画を含んでもよい。計画１０００の一部は、特定の医師が周知の手技にしたがって股関節を評価すること、そして評価に基づいて特定の人工関節を選択および設置することを伴い得る。人工関節は、例えば、本明細書に記載される多くの実施形態の中から選択されてもよいか、または人工関節の組み合わせが選択されてもよい。
【０１４０】
計画１０００の別の例として、股関節Ｈのコンピュータモデルが作成されてもよく、股関節の可視化モデルによって、医師は、どこに人工関節を設置するべきかを決定すること、および／またはどのような種類の人工関節を設置するべきかを決定することができる。一実施形態において、インプラントの寸法およびインプラントの最適な位置を決定するために術前画像診断（Ｘ線、ＭＲＩ等）が用いられる。ＷｉｂｅｒｇのＣＥ角、寛骨臼深さ率、大腿骨頭突出率、Ｌｅｑｕｅｎｓｅの前方ＣＥ角、ＣＣＤ角等の情報が、分析に使用されてもよい。インプラントは、一連の標準サイズ、または術中に成形されたインプラント、または特殊な患者のニーズに合うように製造されたあつらえのインプラントから選択されてもよい。
【０１４１】
計画１０００の別の例として、所与の人工関節は、股関節の特定の異常構造もしくは症状のための既定の人工関節であってもよいか、または特定の異常のために好ましくてもよい。例えば、一実施例において、上述のようなインプラント２２０は、浅い寛骨臼Ａまたは外反股を有する患者に適当であるかもしれない。本明細書に記載される他の人工関節が、他の股関節異常にとってより適切であるかもしれない。膝、肩、足首、および肘の病態を治療するために、同様の計画が用いられてもよい。
【０１４２】
本発明のさらなる代替の例示的な実施形態を以下の段落に記載する。
【０１４３】
一例において、関節運動する関節を治療するための装置であって、関節は、対向する関節運動する面を有する少なくとも第１および第２の骨を含み、骨は、関節の周囲の標的組織によって及ぼされる力を受け、装置は、組織または骨に固定されるように適合される支持部と、支持部によって支持されるベアリング部とを備える。ベアリング部は、標的組織に近接して配置されるように構成および寸法決定される。ベアリング部は、治療効果を達成するために、標的組織によって関節に及ぼされる力を再度方向付けることに十分な距離だけ標的組織を関節に対して変位させるように構成される、少なくとも１つのベアリング面を有する。そのような例示的な装置はまた、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい：
自動的に標的組織と係合するように適合された少なくとも１つのベアリング面。
【０１４４】
ベアリング部の下に位置し、下層組織に接触するように適合されたベアリング面の反対側の支持面を備える支持部。
【０１４５】
ベアリング部を下層組織に固定するための取付手段。
【０１４６】
軟質の柔軟性材料から構築されるか、またはそれを含む。
【０１４７】
剛性材料から構築されるか、またはそれを含む。
【０１４８】
第１および第２の骨のうちの少なくとも１つに接触するように適合された支持面。
【０１４９】
支持部を骨に固定するための取付手段。
【０１５０】
インプラントを標的組織に固定するように構成されてもよい、インプラントを軟組織に固定するための手段。
【０１５１】
支持部は支持部材を備え、ベアリング部はベアリング部材を備える。
【０１５２】
ベアリング部材は、支持部材とは別個の部材である。
【０１５３】
支持部材とベアリング部材は、単一の一体化構造を形成する。
【０１５４】
ベアリング部材は、支持面からのベアリング面の変位を制御するように、支持部材に対して調整可能である。
【０１５５】
ベアリング部材と支持部材との間において協同する調整機構。
【０１５６】
ネジ調整を含む調整機構。
【０１５７】
調整機構は、支持面が組織または骨に固定された後に調整されるように構成される。
【０１５８】
調整機構は、ウェッジ調整を含む。
【０１５９】
ベアリング部材は、支持部材とは異なる材料である。
【０１６０】
ベアリング部材は、軟質の柔軟性材料である。
【０１６１】
ベアリング部材は、シリコン、チタン、ステンレス鋼、または熱分解カーボンを含む材料から作製される。
【０１６２】
ベアリング部材は、関節の屈曲角度に応じて、標的組織の様々な量の変位を提供するように構成される。
【０１６３】
ベアリング部材は、傾斜形状を有する。
【０１６４】
傾斜形状は、関節が異なる屈曲角度によって移動すると、標的組織が様々な程度の変位まで傾斜に沿って移動することができるように構成および寸法決定される。
【０１６５】
ベアリング部材は、標的組織を受容して誘導するための窪みを画定する。
【０１６６】
インプラントは、ベアリング面に対して略斜めである第１の方向と、ベアリング面に対して略並行である第２の方向に、標的組織を変位させるように構成される。
【０１６７】
ベアリング面は、低摩擦材料である。
【０１６８】
支持部材は固着部および変位部を有し、ベアリング部材は変位部内に配置される。
【０１６９】
固着部は、骨への固着を促進するための手段を含む。
【０１７０】
変位部は、大転子または大腿骨頸部の一部の周囲に受容されるように構成および寸法決定され、固着部は、梨状筋付着部と小殿筋付着部との間でベアリング部から前方に延在し、大腿方形筋付着部と腸腰筋付着部との間で後方に延在するように構成および寸法決定される、第１の部分を含む。
【０１７１】
固着部は、大腿骨頸部の周囲で受容されるように構成および寸法決定され、変位部は、筋肉を大腿骨頸部に向かって変位させるために、股関節外転筋の少なくとも一部の周囲に延在するように構成される。
【０１７２】
支持部材は、固着部と変位部との間に架橋セクションをさらに備える。
【０１７３】
架橋セクションは、固着位置と標的組織変位位置との間にある特定の解剖学的特徴を避けるように構成および寸法決定される。
【０１７４】
固着部は、腓腹筋外側頭に対して頭側で大腿骨に固定されるように構成および寸法決定され、架橋部は、腓腹筋外側頭の周囲で後方に延在するように構成および寸法決定され、ベアリング部は、外側顆に対して尾側に延在し、腓骨側副靱帯および大腿二頭筋腱のうちの少なくとも１つの下にくるように構成および寸法決定される。
【０１７５】
固着部は、ジェルディ結節に隣接する脛骨に固定されるように構成および寸法決定され、変位される軟組織は腸脛靱帯であり、変位部は、脛骨から腸脛靱帯に近接する場所まで頭側に延在するように構成および寸法決定され、架橋セクションは、固着部から変位部まで外側に延在するように構成および寸法決定される。
【０１７６】
固着部は、脛骨粗面に固定されるように構成および寸法決定され、架橋セクションは、固着部から頭側に延在するように構成および寸法決定され、変位部は、架橋セクションから内側に、かつ膝蓋腱に近接する脛骨顆の中央部の上方に延在するように構成および寸法決定される。
【０１７７】
本発明の別の例示的な実施形態において、関節内の力の分配をもたらすように関節運動する関節を治療するための装置であって、関節は、対向する関節運度する面を有する少なくとも第１および第２の骨を含み、骨は、関連する筋組織および結合組織によって互いに位置決定され、組織は、治療のための標的組織を含む、装置は、少なくとも１つの標的組織の下の治療位置に配置されるように構成および寸法決定されるベアリング部材であって、治療位置に配置されたときに、標的組織をその自然経路から治療経路に変位させるのに十分な厚さを有するベアリング部材と、ベアリング部材上に配置されたベアリング面であって、標的組織と非外傷的に係合するように、またそこに沿った標的組織の運動を許容するように構成されるベアリング面と、を備える。そのような例示的な装置はまた、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい：
ベアリング部材の寸法は、関節運動する面の少なくとも一部にかかる負荷を減少させるだけの量およびその方向に標的組織を変位させることに十分である。
【０１７８】
周辺組織に取り付けることによって治療位置でベアリング部材を固定するための取付手段。
【０１７９】
ベアリング部材を支持する支持部材。
【０１８０】
ベアリング部材は、支持部材とは別個の部材である。
【０１８１】
ベアリング部材は、標的組織の変異を選択的に制御するように、支持部材に対して調整可能である。
【０１８２】
ベアリング部材と支持部材との間において協同する調整機構である。
【０１８３】
ベアリング部材は、軟質の柔軟性材料である。
【０１８４】
ベアリング部材は、関節の屈曲角度に応じて、標的組織の様々な量の変位を提供するように構成される。
【０１８５】
ベアリング部材は、傾斜形状を有する。
【０１８６】
支持部材は固着部および変位部を有し、ベアリング部材は変位部内に配置される。
【０１８７】
支持部材は、固着部と変位部との間に架橋セクションをさらに備える。
【０１８８】
架橋セクションは、固着位置と標的組織変位位置との間にある特定の解剖学的特徴を避けるように構成および寸法決定される。
【０１８９】
ベアリング部材の反対側の支持部材上に配置される支持面であって、標的組織の下の組織に対してベアリング部材を支持するように構成および寸法決定される、支持面。
【０１９０】
支持面は、別の標的組織と接触するように適合される。
【０１９１】
支持面は、第１および第２の骨のうちの少なくとも１つと接触して、その上で支持するように適合される。
【０１９２】
本発明のさらなる例示的な実施形態において、関節運動する関節の疾患を治療するための装置であって、関節は、前記関節に近接して配置される軟組織によって及ぼされる力を受ける、装置は、前記関節における治療効果を達成するために、前記軟組織によって及ぼされる力の位置、角度、または大きさを変化させることに十分な程に軟組織を変位させるように、軟組織と係合して移植可能な人工関節を備える。そのような例示的な装置はまた、以下の特徴のうちの１つ以上を含んでもよい：
関節運動する関節は股関節であり、人工関節は、関節形成異常を引き起こすように作用する力に対抗するように構成および寸法決定され、股関節は、ヒト股関節またはイヌ股関節である。
【０１９３】
関節運動する関節は膝関節であり、人工関節は、関節の骨関節炎を引き起こすように作用する力に対抗するように、および／または過剰な膝蓋骨圧縮力を与えるように作用する力に対抗するように、構成および寸法決定される。
【０１９４】
人工関節は、関節の少なくとも一部に対する定位置に人工関節を係止するための係止手段を備える。
【０１９５】
人工関節は、基底組織から離れた第１の方向と、基底組織に対して外側である第２の方向に、軟組織を変位させる。
【０１９６】
関節は関節包によって包まれており、係止手段は、関節包の外の軟組織または骨に締結するように構成される。
【０１９７】
人工関節は、硬質材料である。
【０１９８】
人工関節は、チャンバを画定する軟質の外層を備え、チャンバは、流体またはゲルで充填される。
【０１９９】
人工関節は、人工関節が移植された後に、流体またはゲルでチャンバを充填するためのコネクタを備える。
【０２００】
人工関節は、ウィッシュボーン形、Ｙ字形、またはＶ字形を有するように二股に分かれている。
【０２０１】
人工関節は、大転子または大腿骨頸部の上に装着されるように構成される。
【０２０２】
人工関節は、大腿骨外側顆の上に装着されるように構成される。
【０２０３】
人工関節は、大腿骨、骨盤、腓骨、脛骨、橈骨、尺骨、肩甲骨、踵骨、上腕骨、脊椎、足根骨、中足骨、手根骨、中足骨、または距骨のうちの少なくとも１つに装着されるように構成される。
【０２０４】
人工関節は、ジェルディ結節に隣接する脛骨に装着されるように構成され、変位される軟組織は腸脛靱帯である。
【０２０５】
人工関節は、脛骨粗面に装着されるように構成され、変異される軟組織は膝蓋腱である。
【０２０６】
本発明のさらに別の例示的な実施形態において、関節内の力の分配をもたらすように関節運動する関節を治療する方法であって、関節は、対向する関節運動する面を有する少なくとも第１および第２の骨を含み、骨は、関連する筋組織および結合組織によって互いに位置決定される、方法は、関連する筋組織および結合組織のうちの少なくとも１つを治療のための標的組織として選択することと、骨または標的組織を切断することなく標的組織を変位させることと、変位させることによる治療効果を達成するように関節の負荷を再分配することと、を含む。そのような例示的な方法はまた、以下の特徴またはステップのうちの１つ以上を含んでもよい：
変位させることは、関節から離れた方向になされる。
【０２０７】
変位させることは、インプラントを標的組織の下に配置することを含む。
【０２０８】
インプラントは、選択された組織の変位に対応する厚さを有する生体適合性部材を備える。
【０２０９】
配置することは、治療的に有効な位置で標的組織の下にインプラントを挿入することと、標的組織の動きを実質的に制限することなく、治療的に有効な位置でインプラントを固定することとを含む。
【０２１０】
関節は膝であり、標的組織は、膝に対して外側に位置し、変位される。
【０２１１】
固定することは、インプラントを標的組織に取り付けることを含む。
【０２１２】
固定することは、インプラントを標的組織の下にある軟組織に取り付けることを含む。
【０２１３】
固定することは、人工関節を標的組織の下にある骨に取り付けることを含む。
【０２１４】
固定することは、縫合糸、ネジ、ステープル、接着剤、またはバンドによって、人工関節を支持組織に取り付けることを含む。
【０２１５】
支持組織は、標的組織、標的組織の下の軟組織、標的組織の下の骨のうちの少なくとも１つである。
【０２１６】
標的組織によって及ぼされる自然の力は、有効モーメントアームによって関節に作用し、標的組織を変位させることによって、有効モーメントアームが増加する場所まで標的組織が移動する。
【０２１７】
有効モーメントアームは、約１０ｍｍ乃至約３０ｍｍ増加する。
【０２１８】
有効モーメントアームの増加は、トルクを約２０％乃至約３０％だけ増加させることに十分である。
【０２１９】
標的組織は、腸脛靱帯である。
【０２２０】
標的組織は、外側大腿四頭筋膝蓋腱である。
【０２２１】
標的組織は、大腿二頭筋である。
【０２２２】
標的組織は、大腿二頭筋腱である。
【０２２３】
標的組織は、膝窩筋である。
【０２２４】
標的組織は、腓腹筋外側頭である。
【０２２５】
標的組織は、１つ以上の外転筋である。
【０２２６】
関節は股関節であり、標的組織は、小殿筋、中殿筋、および／または大殿筋のうちの１つ以上を含み得る少なくとも１つの外転筋である。
【０２２７】
関節は膝であり、標的組織は前方に変位され、標的組織は、膝蓋腱および／または腸脛靱帯のうちの一方または両方である。
【０２２８】
関節の屈曲角度に応じて標的組織の変位を変化させること。
【０２２９】
本発明のさらなる例示的な実施形態において、関節運動する関節を治療する方法であって、この関節は、対向する関節運動する面を有する少なくとも第１および第２の骨を含み、骨は、関節の周囲の標的組織によって及ぼされる力を受ける、方法は、関節に対して標的組織を変位させるように人工関節を移植することを含み、標的組織によって及ぼされる力は、第１および第２の骨を切断することなく、関節運動する面のうちの少なくとも１つにかかる負荷を再分配する様式で再度方向付けられる。そのような例示的な方法はまた、以下の特徴またはステップのうちの１つ以上を含んでもよい：
標的組織は、関節に対して外側に、前方に、または後方に変位される。
【０２３０】
人工関節は、標的組織と同じ関節の側に移植される。
【０２３１】
人工関節が移植された後に、標的組織の変位の大きさを調整すること。
【０２３２】
関節は膝であり、人工関節は、膝の第２の側の関節運動する面にかかる負荷を減少させるように膝の第１の側に移植される。第１の側は外側であってもよく、第２の側は内側であってもよい。
【０２３３】
関節は膝であり、人工関節は、大腿骨にかかる負荷を減少させるように脛骨に移植される。
【０２３４】
関節は股関節であり、人工関節は、関節内の合力を第１の側から離して移動させるように股関節の第１の側に移植される。第１の側は外側であってもよい。股関節は、ヒトまたはイヌの股関節であってもよい。
【０２３５】
標的組織によって及ぼされる力は、標的組織を変位させる前にモーメントアームによって作用し、標的組織は、モーメントアームを実質的に増加させるように変位される。
【０２３６】
標的組織によって及ぼされる力は、標的組織と反対側の関節を開放する。
【０２３７】
本発明のさらに別の例示的な実施形態において、関節運動する関節を治療する方法であって、関節は、対向する関節運動する面を有する少なくとも第１および第２の骨を含み、骨は、関節の周囲の標的組織によって及ぼされる力を受ける、方法は、標的組織にアクセスするための外科的開口部を形成することと、第１または第２の骨を切断することなく、標的組織によって関節に及ぼされる力を再度方向付けるための変位させた構成になるよう関節に対して標的組織を変位させることと、変位させた構成のままである標的組織を用いて外科的開口部を閉じることと、を含む。変位させることは、人工関節を標的組織の下に位置決定することを含んでもよい。
【０２３８】
本発明のさらなる例示的な実施形態において、股関節に作用する股関節外転筋を有する股関節を治療するための方法は、股関節外転筋によって股関節に印加される力ベクトルを変化させるために、そこに接続される股関節外転筋または結合組織の少なくとも一部と係合した状態で人工関節を設置することを含む。そのような例示的方法はまた、以下の特徴またはステップのうちの１つ以上を含んでもよい：
人工関節は、股関節と関連する骨を切断することなく切断される。
【０２３９】
股関節は股関節包を有し、人工関節は股関節包の表面に設置される。
【０２４０】
人工関節は、力ベクトルを変化させるために股関節外転筋を変位させる。
【０２４１】
股関節外転筋の変位は、外側である。
【０２４２】
股関節外転筋の変位は、前方または後方である。
【０２４３】
人工関節は、股関節に対する力ベクトルの角度を変化させる。
【０２４４】
設置することは、殿筋と、股関節を囲む関節包靭帯との間に人工関節を設置することを含む。
【０２４５】
設置することは、空の状態の人工関節を挿入することと、人工関節を流体で充填することを含む。
【０２４６】
設置することは、入り口を有する袋を挿入することと、袋を硬化材料で充填し、硬化材料を硬化させることとを含む。
【０２４７】
人工関節は、筋肉および腱のうちの少なくとも１つを誘導するための特徴を含み、設置することは、筋肉および腱のうちの１つを特徴と整列させることを含む。
【０２４８】
患者の骨盤および／または大腿骨に人工関節を係止すること。
【０２４９】
患者の大腿骨頸部に人工関節を係止すること。
【０２５０】
設置することは、大腿骨頸部まで横に人工関節を設置することを含む。
【０２５１】
設置することは、患者の大腿骨頸部の周囲で人工関節を入れ子状にすることを含む。
【０２５２】
設置することは、収縮した状態の人工関節を挿入することと、人工関節をインサイツで拡張した状態まで拡張することとを含む。
【０２５３】
設置することは、収縮した状態の人工関節を挿入することと、収縮した状態の人工関節を設置することと、人工関節をインサイツで拡張した状態まで拡張することとを含む。
【０２５４】
設置することは、２つ以上の部品を組み立てて人工関節を形成することを含み、各部品はインサイツで拡張される。
【０２５５】
設置することは、股関節に流体を注入することと、流体を人工関節内で硬化させることとを含む。
【０２５６】
設置することは、人工関節を股関節に近接する軟組織に取り付けることを含む。
【０２５７】
人工関節は、股関節外転筋の少なくとも一部またはそれに付着する結合組織に取り付けられる。
【０２５８】
設置することは、股関節外転筋の少なくとも一部の周囲にベルトまたはストラップを伸長させることと、股関節外転筋の少なくとも一部の周囲にベルトまたはストラップを締めて股関節外転筋によって印加される力ベクトルを変化させることとを含む。
【０２５９】
ベルトまたはストラップは、股関節外転筋の少なくとも一部を大腿骨頸部に向かって引く。
【０２６０】
股関節を治療することは、ヒトまたは非ヒト動物の股関節を治療することを含む。
【０２６１】
人工関節の形状および位置を準備するためのコンピュータ補助による計画。
【０２６２】
人工関節の形状を術間に準備する。
【０２６３】
本発明のさらなる例示的な実施形態において、股関節に作用する股関節外転筋を有する股関節を治療するための方法は、股関節外転筋によって股関節に印加される力ベクトルを変化させるために、股関節の大転子と係合した状態で人工関節を設置することを含む。そのような例示的な方法はまた、以下の特徴またはステップのうちの１つ以上を含んでもよい：
人工関節は、大転子の上にキャップを形成するように、患者の大転子上に装着される。
【０２６４】
設置することは、収縮した状態の人工関節を挿入することと、人工関節をインサイツで拡張した状態まで拡張することとを含む。
【０２６５】
設置することは、２つ以上の部品を組み立てて人工関節を形成することを含み、各部品は一対の移動可能な脚部を有してもよく、脚部は、導入のために折畳み可能であり、設置のために拡張可能である。
【０２６６】
設置することは、人工関節を折り畳んだ形態で送達デバイス内に配置することと、拡張した形態の人工関節を送達デバイスから解放することとを含む。
【０２６７】
設置することは、人工関節の一対のヒンジ脚部を折り畳んだ構成から拡張した構成に関節動作させることを含む。
【０２６８】
本発明の別の例示的な実施形態において、腸脛靱帯、大腿二頭筋腱、腓骨側副靱帯、およびそれらに作用する膝蓋腱を含む結合組織を有する膝関節を治療するための方法は、結合組織によって膝関節に印加される力ベクトルを変化させるために、結合組織のうちの１つの少なくとも一部と係合した状態で人工関節を設置することを含む。そのような例示的な方法はまた、以下の特徴またはステップのうちの１つ以上を含んでもよい：
人工関節は、膝関節と関連する骨を切断することなく設置される。
【０２６９】
膝関節は関節包を有し、人工関節は、関節包の上方に設置される。
【０２７０】
人工関節は、力ベクトルを変化させるために、結合組織のうちの少なくとも１つを変位させる。
【０２７１】
結合組織の変位は、外側および／または前方である。
【０２７２】
人工関節は、膝関節に対する力ベクトルの角度を変化させる。
【０２７３】
結合組織は腸脛靱帯であり、人工関節は、腸脛靱帯を外側方向に変位させる。
【０２７４】
結合組織は大腿二頭筋であり、人工関節は、大腿二頭筋を外側方向に変位させる。
【０２７５】
結合組織は腓骨側副靱帯であり、人工関節は、腓骨側副靱帯を外側方向に変位させる。
【０２７６】
結合組織は膝蓋腱であり、人工関節は、膝蓋腱を前方方向に変位させる。
【０２７７】
本発明のさらなる例示的な実施形態において、軟組織が他の組織と擦れることまたは軟組織の圧力による炎症または疼痛を治療する方法は、軟組織の近くに人工関節を移植することを含み、人工関節は、炎症または疼痛を減少させることに十分な程に軟組織を変位させる。そのような例示的な方法はまた、以下の特徴またはステップのうちの１つ以上を含んでもよい：
人工関節は、他の組織に対する軟組織の圧力を減少させる様式で軟組織を変位させる。
【０２７８】
軟組織は腸脛靱帯である。
【０２７９】
他の組織は大腿骨外側上顆である。
【０２８０】
人工関節は、腸脛靱帯を外側にまたは前方に変位させるように、脛骨と腸脛靱帯との間に移植される。
【０２８１】
人工関節を脛骨に固定すること。
【０２８２】
人工関節は、ジェルディ結節に隣接する脛骨に固定される。
【０２８３】
関節内の力の不均衡に関連するヒトおよび動物の変形性関節症および形成不全を治療する種々の状況における例を用いて本発明を説明してきたが、本発明はまた、外傷または他の理由によって引き起こされる局所的欠陥の治療にも用途を有することを理解されたい。
具体的には、内側顆にかかる負荷を減少させるための本発明のデバイスおよび方法を適用することによって、膝内側顆の局所的欠陥と関連する疼痛を軽減することができる。
【０２８４】
本発明のデバイスおよび方法の他の用途は、内側顆にかかる負荷を減少させるための半月板の修復処置と合わせた使用を含む。腸脛靱帯に合わせて曲線を付けて作られたベアリング面もまた、腸脛靱帯摩擦症候群と関連する疼痛を緩和することができる。別の用途は、新しい関節にかかる機械力を変化させ、そうすることによって置換された関節の安定性を増加させ、インプラント磨耗のリスクを減少させるための人工股関節全置換術デバイスと合わせた使用を含む。本発明は、肘、肩、手首、指、背骨、足首、指節間関節、顎、または他の関節を含む種々の他の関節における負荷を減少させるかまたは他の方法で変化させるために、それらに作用する組織を変位させるようにさらに適合されてもよい。例えば、本発明のインプラントは、他の骨の中でも、寛骨臼、脊椎骨、肩甲骨、上腕骨、橈骨、尺骨、手根骨、中手骨、足根骨、中足骨、距骨、または他の足の骨に付着するように構成されてもよい。
【０２８５】
例示的な実施形態を上に開示し、添付の図面に示してきた。当業者は、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に具体的に開示される実施形態に、種々の変更、削除、および追加が行われてもよいことを理解するであろう。
【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８Ａ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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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１７Ａ】
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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２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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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３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３２Ｃ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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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６１Ａ】
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【図６１Ｂ】
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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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