(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１骨に固定するための遠位の部品（１）と、第２骨に固定するための近位の部品（２）と、遠位の部品（１）と近位の部品（２）との間に設けられ遠位の部品（１）と近位の部品（２）とを接続するカップリング部品（３）と、を備え、
カップリング部品（３）は、
第１軸（３４）周りに旋回し、遠位の部品（１）に対して上記第１軸の周りに近位の部品（２）を回転可能にする屈曲軸受と、
人工関節の近位−遠位の方向で第１軸（３４）に対して横方向に配向された第２軸の周りに旋回し、近位の部品（２）に対して上記第２軸の周りに遠位の部品（１）を回転可能にする回転軸受とを有し、
上記回転軸受は、ピン（３１）とベアリングブシュ（３２）を有し、
上記回転軸受は、ピン（３１）を囲む摺動スリーブ（４１）と、摺動スリーブ（４１）を囲み固定エレメント（５）によってカップリング部品（３）に固定される支持スリーブ（４２）とを有する複数層の軸受インサート（４）を備えた人工関節であって、
上記固定エレメント（５）は、支持スリーブ（４２）内に作動部材（５２）を有し、支持スリーブ（４２）及びカップリング部品（３）において２つの整列した穴（４７、３８）を介して引張強度を確保するようにカップリング部品（３）に接続可能である、
ことを特徴とする回転式人工関節。
【請求項２】
作動部材（５２）へのアクセス用開口（４６）が摺動スリーブ（４１）に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の回転式人工関節。
【請求項３】
作動部材（５２）は、アクセス用開口（４６）よりも大きな幅を有することを特徴とする、請求項２に記載の回転式人工関節。
【請求項４】
固定エレメント（５）は、頭部が作動部材（５２）を形成するねじ（５０）を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項５】
穴（４７、３８）は、階段状の幅を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項６】
アクセス用開口（４６）は、内側へ先細りであることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項７】
支持スリーブ（４２）に設けられた通路は、摺動スリーブ（４１）に設けられた、作動部材（５２）へのアクセス用開口（４６）と一列に配置されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項８】
上記通路は、雌ねじとして設計されることを特徴とする、請求項７に記載の回転式人工関節。
【請求項９】
摺動スリーブ（４１）は、定着エレメント（４３）によって軸方向の移動に対して固定され、この定着エレメントは、摺動スリーブ（４１）の受入れ開口（４０）の領域に配置され、支持スリーブ（４２）の内面におけるアンダーカット（４４）に係合することを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項１０】
半径方向に突出するラグ（４５）は、支持スリーブ（４２）の外側に設けられ、カップリング部品（３）における相補的形状の凹部に係合することを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項１１】
ベアリングブシュ（３２）は、滑らかな壁で設計されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項１２】
カップリング部品（３）の前面において、受入れ面（３５）が衝突保護手段（６）用に設けられ、ポケット状の凹部が受入れ面の延長上に形成されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の回転式人工関節。
【請求項１３】
上記ポケット状の凹部（３６）は、矩形断面を有し、受入れ面（３５）へ平坦に結合することを特徴とする、請求項１２に記載の回転式人工関節。
【請求項１４】
移動に対抗する衝突保護手段（６）を固定するために最大２つの凹部（３７）が設けられることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の回転式人工関節。
【請求項１５】
ベアリングブシュ（３２）は、円筒状の内部形状で設計されることを特徴とする、請求項１１に記載の回転式人工関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠位の部品及び近位の部品と、関節方法において上記部品を接続し第１軸周りの屈曲軸受及び第１軸に対して横方向に配向された第２軸周りの回転軸受を備えたカップリング部品と、を備えた回転式人工関節に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のタイプの人工器官は、膝関節または肘関節の人工器官として特に使用されている。体重によりそれらに作用する高荷重のため、及びそれらの複雑な動作パターン、つまり第２の動きとしての大腿骨に関する脛骨の回転と組み合わされた、主動作としての屈曲のため、特に膝関節人工器官は、摩耗あるいは疾病により機能不良の影響を受けやすい。これに対処するため、膝関節人工器官は、体の構造の条件にできるだけ近いように関節機能を回復するために、好ましくは両方の動きを許容する必要がある。人工関節へのさらなる要求は、特に軟組織部分からできている支持器官（靱帯等）が既に弱くなっている場合には十分な安定性を有しなければならないということである。
【０００３】
従来技術において、様々な膝人工器官は、一方では２つの軸周りの可動性、他方では十分な安定性というそれらの部分的に矛盾する目的を組み合わせることを目的として開示されている。公知の回転式膝人工器官（EP 0174531 B1）では、脛骨部品及び大腿骨部品は、カップリング部品によって互いに接続されている。このカップリング部品は、関節の屈曲を生成するために大腿骨部品を支える軸を受け入れる軸穴を有する。カップリング部品は、また、脛骨の方へ向き、回転軸受を形成するために脛骨部品に配置されたピンが係合するベアリングブシュを有する。ピン及びベアリングブシュによって形成されたこの回転軸受において好ましい摩擦条件を作成するために、プラスチックで作製された摺動スリーブがベアリングブシュに配置される。それは、ピンの先端をカバーする半球の先端部を有するキャップ形状である。実質的に円筒状のジャケットが、ベアリングブシュを形成するカップリング部品の壁に位置する。このことは、装填効果に帰着する。しかしながら、軸受スリーブの詰まりが未だに発生することが示された。患者のために、人工器官のこの欠陥は、一般に修正手術を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ  ０１７４５３１  Ｂ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この不具合を克服するために、改善された膝関節体内人工器官が、Maldemar Link（ドイツ、ハンブルク）によって"Endo Modell"の名前で販売されていることが知られている。これでは、金属製スリーブが２つのパーツで設計されており、良好な摺動特性を提供するプラスチック材料が複数の穿孔を有する焼ばめ金属スリーブによって密接に取り込まれている。このプラスチック材料は、このユニットによってより良好に支持され、その結果、特に高荷重によるプラスチックの低温流れの理由による摺動スリーブの欠陥は、大幅に低減される。しかしながら実際には、力の流れの方向において最も重要な部品、つまり実際のベアリングブシュを受けるカップリング部品が、過負荷の結果として機能不全の影響を受けやすいことが分かった。人工器官の修復では、ベアリングブシュの回収はしばしば困難であることが分かる。
【０００６】
この発明の目的は、より丈夫で、修繕の際に分解が容易であるような方法において、先に述べたタイプの人工関節を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による解決は、独立請求項の特徴に存在する。有益な改良点は、従属請求項の内容に存在する。
【０００８】
第１骨に固定するための遠位部品と、第２骨に固定するための近位部品と、第１部品とともに第１軸周りに屈曲軸受を形成し第２部品とともにピン及びベアリングブシュによって形成された回転軸受を形成するカップリング部品とを備え、第２軸が第１軸に対して横方向に配向され、ピンを囲む摺動スリーブと、摺動スリーブを完全に囲み固定エレメントによってカップリング部品に固定される支持スリーブとがベアリングブシュに配置される人工関節において、ここで本発明によれば、固定エレメントは、支持スリーブ内に作動部材を有し、支持スリーブ及びカップリング部品において２つの整列された骨を介して引張強度を確保するようにカップリング部品に接続可能であることが提供される。
【０００９】
本発明の主要部は、ベアリングブシュの内側における固定エレメント用の作動部材を位置決めすることの構想である。固定エレメントへのアクセスの目的のためにカップリング部品に対応の開口が必要でこれによってカップリング部品の弱体化を引き起こした直近の従来技術とは対照的に、カップリング部品を通して外側から固定エレメントへアクセスしなければならないことは必要ない。この発明によれば、作動部材が内側に移動することによって、カップリング部品における開口は、はるかに小さくすることができる。そのため、安定性が得られる。さらに、固定エレメントは、ベアリングブシュに直接的に係合可能であり、その結果、たとえそれが規定位置に非常に硬く固着している場合でも安全に取り外しが可能である。このことは、より厚い材料によって支持スリーブを強化し、及び負荷流内へそれを導入する条件を生成する。このことは、通常プラスチック材料で作製される摺動スリーブにおけるストレスを相応に小さくすることにつながる。このようにして、より大きな負荷もまた安全に対処可能であり、過負荷の結果としての欠陥の危険性は減少する。支持スリーブのより厚い材料は、ここでは、材料厚が摺動スリーブの材料厚の少なくとも０．８倍であることを意味するように理解される。
【００１０】
作動部材へのアクセス用開口は、摺動スリーブに設けるのが好ましい。このようにして、ピンの導入側から見られるように、作動部材は摺動スリーブの背後にあり、固定エレメントが緩められる場合、それとともにこの摺動スリーブを運ぶことができる。したがって、その作動部材を有する固定エレメントは、摺動スリーブ用のリムーバーとして同時に作用する。特に過負荷がかかったときのプラスチック材料の詰まりあるいは低温流れのために損傷した摺動スリーブでさえ、容易に除去可能である。固定エレメントの特に便宜的なデザインは、その頭部が作動部材を形成するねじである。よって、構造的に単純な手段によって、一方では組み立てられた状態において丈夫な固定を確保可能であり、他方ではねじを回すことによるねじ山により作用する力伝達のため、かなりの圧力を摺動スリーブに加えることが可能である。ここでは、アクセス用開口の幅は、ねじ頭部の幅よりも便宜的に小さい。摺動スリーブのアクセス用開口が支持スリーブの方へ広くなる場合、有用であると分かった。これは圧力による分離を促進する円錐を提供する。
【００１１】
固定エレメントに関する異なる幅の穴は、好ましくは一方で支持スリーブに形成され、他方でカップリング部品に形成される。この種の段状の穴は、その頭部を経由してそれが進むまで、固定エレメントが支持スリーブを通りそのシャンクとともに挿入可能であるという利点を有する。固定エレメントのねじにおいて、このことは、支持スリーブにおける穴の直径がねじのシャンク径より大きく頭部の直径よりも小さいこと、及び、カップリング部品における穴がねじに対応した谷径を有し、その穴に雌ねじが形成されることを意味する。
【００１２】
このようにして、固定した位置決めが固定エレメントを締めることによって、特にねじを締めることによって達成可能である。ここで、緩めることは、その締め付けをやめることだけでなく摺動スリーブを押し出すことも可能にする。
【００１３】
規定箇所に差し込まれる支持スリーブを修正処置において容易かつ安全に除去することを可能にするため、抽出器用の座部がそれに、好ましくはアクセス用開口と同じ高さで設けることができる。固定エレメント用の穴に雌ねじとして座部を設計することは、特に有用であると分かった。このようにして、固定エレメントの除去後、支持スリーブは、抽出器を導入し支持スリーブにそれを接続することにより、カップリング部品から容易に取り外すことができる。この目的のため、雌ねじ設計の場合、抽出器はその先端に対応の螺合するねじ山を有するだけでよく、このねじ山はねじ込むだけで支持スリーブに接続される。
【００１４】
好適には、摺動スリーブは、ラグをロックすることにより、支持スリーブから外側への軸方向移動に対して固定される。ラグは、そのピン側の口エリアに配置され、支持スリーブの内面におけるアンダーカットに係合する。これは、脱臼移動によって引き起こされる損傷を軽減する。
【００１５】
好適には、支持スリーブは半径方向に突出するレッジを設ける。これは、カップリング部品における相補的な形状の凹部と係合する。このことは、支持スリーブがピン周りの回転動作で不必要に引きずられないことを保証する。ラグ及び凹部はピン側端部に配置されていることから、ぴったり合った接続は、カップリング部品におけるそのベアリングブシュへの支持スリーブの単純な挿入によって達成することができる。別の方法では、支持スリーブ用の座部は、滑らかな壁で、及びカップリング部品において特に円筒状の内側形状で設計されるのが好ましい。これは、ベアリングブシュにおけるピンの軸方向移動の場合でさえ、一様に安定した軸受を生産し提供するのに簡単である。
【００１６】
恐らく独立した保護に値する特に好ましい実施形態では、カップリング部品の前面は、
受入れ穴の領域へのポケット状の凹部によって連続する衝突保護手段用の受入れ面を設けている。衝突保護手段は、屈曲動作用の、特に延長位置用のリミットストップとして機能する。カップリング部品は、遠位部品の隣に位置可能であることから、衝突保護手段は、損傷に対してカップリング部品を保護する役目をする。不意な荷重において、その意図した位置に留めるために、十分に安全な締め具が必要である。ポケット状の凹部によって、衝突保護手段がカップリング部品の前面においてその位置から上昇及び下降するのを妨げられることを簡単な方法で保証することが可能である。好適には、ポケット状の凹部は、矩形断面を有し、受入れ面へ平らに突っ込まれる。このように衝突保護手段は、連続的な小さな板として設計可能であり、ポケット状の凹部へ押し込むことによってその位置に固定される。ポケット状の凹部からの望まない移動を回避するために、２つの窪みの一つ若しくは最大数がカップリング部品における前面に好ましくは設けられ、それらの窪みは、特に衝突保護手段の裏面に突起が配置された状態で移動に対抗して固定するように機能する。この方法では、衝突保護手段が簡単に組み立てられ信頼できる方法で締結されるだけでなく、締め具配置もカップリング部品の望まない弱体化を回避する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】部分的に断面で示した人工関節の背面図を示す。
【図２】隣接する部品とともにカップリング部品の拡大した背面図を示す。
【図３】断面にて側方からベアリングブシュの詳細を示す。
【図４】ベアリングブシュを有するカップリング部品の分解図を示す。
【図５】ロック機構の詳細を示す。
【図６】固定エレメントの詳細を示す。
【図７】抽出器を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明は、好都合な実例となる実施形態が描かれている添付の図面を参照してより詳細に以下に説明される。
この発明の実例となる実施形態による体内人工器官は、膝関節体内人工器官に基づいて説明される。
【００１９】
膝関節の体内人工器官は、主に２つの部品１，２から構成され、その一つが脛骨の部品１として形成され、他方が大腿骨の部品２として形成される。大腿骨の部品２では、患者の大腿骨へ差し込まれるステム２０が大腿骨軸受ハーフ２１に隣接し、この大腿骨軸受ハーフは脛骨の部品１の方へフォーク状に突出する２つの関節丘状のランナー２２を有する。これらのランナー２２は、脛骨軸受ハーフ１１に配置される脛骨プラトー１２に支持され、脛骨軸受ハーフはステム１０によって患者の脛骨に固定される。
【００２０】
それらの間に配置されるものは、カップリング部品３であり、これは、軸ピン３４用で上部領域に配置される受入れ穴３３と、脛骨プラトー１１から立ち上がるベアリングピン３１用のベアリングブシュ３２とを有する本体としてのＴ形状の部品３０を有する。
【００２１】
第１軸受（屈曲軸受）は、部品１と部品２との間の旋回移動を許容し、よって脚上部と下腿との間の屈曲動作を提供する。よって軸ピン３４の軸周りの旋回移動は、膝関節体内人工器官の動作用の第１軸を形成する。この軸に関して横方向に配置されたものがピン３１であり、回転動作用の第２軸を形成し、大腿骨部品２が脛骨部品１に関して第２軸周りに回転する。
【００２２】
この回転軸受のため、ピン３１はカップリング部品３におけるベアリングブシュ３２へ突出する。両者間に配置されたものが軸受インサート４である。後者は、その上部端に位置しねじ５０の形態における固定エレメント５によって受入れ穴３３に固定される。
【００２３】
軸受インサート４は、実質的に円筒状の基礎形状であり、その上部端で半球状ドームを有する。軸受インサート４は、摺動スリーブ４１及び支持スリーブ４２から構成される。軸受スリーブ４１の外部直径は、支持スリーブ４２の内壁へ容易に圧入可能なように選択される。その下端では、支持スリーブ４１は、ピン進入用の口部４０を有する。内面に配置されて、定着エレメント４３が周方向に延在する。この定着エレメントは、数回途切れるのも可能であるが、連続しているのが好ましい。それは、相応して形作られたアンダーカット（軸受インサート４の口部４０から見たとき）と係合し、支持スリーブ４２からの移動に対抗して摺動スリーブ４１を固定する。その外表面において口部の方の端部にて、支持スリーブ４２は、半径方向に突出するレッジ４５を有し、これは、カップリング部品３のベアリングブシュ３２の内面において相補的形状の凹部にポジティブロッキングで係合する。このように、支持スリーブ４２は、カップリング部品３に対して望まない回転から保護される。
【００２４】
軸受インサート４の部品、つまり支持スリーブ４２及び摺動スリーブ４１は、軸受インサート４の口部４０まで延在する、すなわち、両方とも、それらの下端面によって口部４０の端を形成する。摺動スリーブ４１は、摺動スリーブ４１の内面において円すい形に先細りの形状を設けることができる。これは、軸受インサート４へのピン３１の挿入を容易にする。
【００２５】
摺動スリーブ４１は、その上部端においてアクセス用開口４６を有する。これは、その幅が頂部へ向かい増加する円錐形のエッジ面を設けている。支持スリーブ４２における第１穴４７及び受入れ穴３３における第２穴３８は、アクセス用開口４６とぴったり重なって設けられ、第２穴３８は雌ねじ３９を設けている。雌ねじ４８が支持スリーブ４２の穴４７に設けられる。ねじ５０がそれらの穴へ固定手段として挿入され、そのシャンク５１は、雌ねじ３９にねじ込まれる。ねじ５０の頭５２は、アクセス用開口４６の幅よりも大きな直径を有する。それは、支持スリーブ４２の内面にしっかりと位置し支持スリーブを規定位置に固定する。
【００２６】
カップリング部品３は、その前面（図３の図示の右に）において平坦な受入れ面３５を設けている。その上部端では、ポケット３６が受入れ穴３３に形成され、そのポケット３６は、その底部で受入れ面３５に平坦に結合する。受入れ面３５の中央領域において保持開口３７が設けられ、これは支持スリーブ４２までベアリングブシュ３１において連続した開口として設計されている。衝突保護板６が受入れ面３５に装着され、その上端部はポケット３６へ押し込まれる。ポケット３６にその上部端６０とともに押し込まれることによって、それは、特に停止位置に到達したとき、前面から（図３における右から）の力の影響下で、受入れ面３５から離れて持ち上がることに対抗して固定される。衝突保護板６の移動、特に下方への移動を回避するために、その裏面には突起６２が形成され、これは保持開口３７にポジティブロッキングにて係合し、それによって衝突保護板６を規定位置に固定する。
【００２７】
また、抽出器７が設けられ、これはその後部のハンドル７１にシャフト７０を有するねじ回しとして設計されている。前部には、ガイドバレル７２が配置され、これはシャフト７０よりも大きな直径を有し、その直径は軸受インサート４の内側の幅に適応している。ここで適応しているとは、約１ｍｍ小さいという意味として理解され、その結果、すきまばめが得られる。ガイドバレル７２の前部領域では、雄ねじ７４を有するねじ先端７３が配置されている。これは、穴４７の雌ねじ４８に螺合するように設計されている。
【００２８】
軸受インサート４は、ねじ込まれる固定エレメント５の固定ねじ５０によって組立状態に固定される。固定ねじ５０は、その頭５２が支持スリーブ４２の内面に位置し、受入れ穴３３に装着される軸ピン３４に支持スリーブ４２を引き寄せる。よって軸受インサート４は、ベアリングブシュ３２の外部への移動に対抗して固定される。
【００２９】
分解のために、ピン３１がベアリングブシュ３２から取り外された後、固定ねじ５０は、ねじ回し（図示せず）によって、それ自身知られている方法で解放される。ねじ５０の頭５２は、摺動スリーブ４１の貫通開口４６よりも大きな幅を有することから、ねじ５０は、その頭５２によって支持スリーブ４２の外へ摺動スリーブ４１を下方へ押す。外への押し出しは、ロックエレメント４３、４４の解放をより容易にするために、口部４０の領域において摺動スリーブ４１をともに押すことによって補助可能である。多くの場合、支持スリーブ４２は、ベアリングブシュ３２から取り除くことができる。しかしながら、特に、過負荷後あるいは長引いた使用期間後に、多分発生可能であるように、それが規定位置に強固に着座している場合には、固定ねじ５０を取り外した後、支持スリーブ４２の内側へ抽出器７のガイドバレル７２を導入することは可能であり、抽出器７のねじ先端７３のねじ山７４を支持スリーブ４２の雌ねじ４８に螺合可能である。この方法で、抽出器７は引張強度を確保する方法で支持スリーブ４２に接続され、支持スリーブはベアリングブシュ３２から引き抜くことができる。
【００３０】
この発明によって、カップリング部品において、穴３８の形態の比較的小さなアクセス用開口のみが必要とされる。カップリング部品の残りの部分は、硬くすることが可能である。すなわち、特に受入れ穴３３の領域において、さらなる切れ目（interruptions）は必要ない。よって、受入れ穴３３の弱体化は回避される。同時に、この発明は、軸受インサート４の確実な締結及び単純な引き抜きを可能にする。同様に、ポケット３６に衝突保護板６を配置することは、受入れ面３５の領域において非常に多くの付着穴の結果として従来技術において生じた種類の弱体化を回避する。
【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５ａ）】
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【図５ｂ）】
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【図６ａ）】
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【図６ｂ）】
0006028020.tif 000009
【図７】
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