(57)【要約】本発明は、最小限に侵襲的な外科手術を使用して、個々の患者の関節運動を回復するための方法およびデバイスを提供する。本発明の器械は、第２骨に対して予め決められた方法で普通に連結する第１骨の関節面に彫刻する。この器械は、骨彫刻ツールと、このツールを第２の骨に取り付けるための取付台とを備える。このインプラントシステムは、関節の制約に対して手術中の外科的選択肢を提供し、関節の適切な整合および配向を促進して、個々の患者の生体構造によって画定される運動を回復するインプラントから構成される。
2009502235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、第１骨人工関節を含み、前記人工関節が、前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束されない装置。
【請求項２】
前記第１骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の間の相対運動が拘束されない、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、第１骨人工関節を含み、前記人工関節が、前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が部分的に拘束される装置。
【請求項６】
前記第１骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束される装置。
【請求項９】
前記第１骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構築された内面および外面を有する第１骨人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節に接触し、さらに、前記複数の個々の第１骨副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に、拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項１１】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨と関節運動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構築された内面および外面を有する第１人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節に接触し、さらに、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると部分的に拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項１２】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、前記第２骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束されない装置。
【請求項１３】
前記第２骨人工関節が複数の個々の脛骨副構成要素を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、前記第２骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が部分的に拘束される装置。
【請求項１５】
前記第２骨人工関節が複数の個々の脛骨構成要素を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨と関節運動し、前記装置が、前記第２骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の間の相対運動が拘束される装置。
【請求項１８】
前記第２骨人工関節が複数の個々の脛骨構成要素を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の間の相対運動が部分的に拘束される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有する第１骨人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節の複数の副構成要素に接触し、さらに、前記複数の個々の第１骨人工関節副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項２１】
前記複数の個々の第２骨の副構成要素が、その前面に、嵌合関係で挿入器械を収容するためのねじ切りされた収容孔を含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の個々の第１骨の副構成要素が、嵌合関係で挿入器械を収容するための一致するポケットおよびねじ切りされた収容孔をその表面に含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記挿入器械がブラケットを備え、前記ブラケットが、前記複数の個々の第２骨の副構成要素に接触するように構築された接触面と、前記ブラケットを前記ねじ切りされた収容孔内に固締するためのねじ切りされた固締具とを備え、前記ブラケットが、前記ブラケットと前記複数の個々の第２骨の副構成要素との間を完全に拘束された状態で係止する輪郭を有する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記挿入器械がブラケットを備え、前記ブラケットが、（ａ）前記複数の個々の第１骨の副構成要素に接触するように構築された接触面；（ｂ）前記ブラケットから外側に延在し、前記一致するポケット内に挿入される内側ボスおよび外側ボス；ならびに（ｃ）前記ブラケットを前記ねじ切りされた収容孔内に固締するためのねじ切りされた固締具を備え、前記ブラケットが、前記ブラケットと前記複数の個々の第１骨の副構成要素との間を完全に拘束された状態で係止する輪郭を有する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨と関節運動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有する第１骨人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の副構成要素を含む第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素に接触し、さらに、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると部分的に拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項２６】
複数の個々の第１骨の副構成要素を互いに整列および配向させるための装置であって、
ユーザが操作可能なハンドルであって、ロックスイッチを備えるハンドルと、
解除可能な接続手段によって前記ハンドルに操作可能に接続されたブラケットであって、複数のねじ切りされた固締具を備えるブラケットとを備え、
前記装置が前記複数の個々の第１骨の副構成要素を互いに整列および配向させた後、前記接続手段が解除され、前記ブラケットが前記個々の副構成要素を取り付ける装置。
【請求項２７】
前記接続手段が、ダブテイルロックによって前記ハンドルを前記ブラケットに接続する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記接続手段がシャフトを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記接続手段が、トリンクルロックによって、ハンドルを前記ブラケットに接続する、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記ハンドルおよび前記ブラケットが一体構造である、請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
複数の個々の第２骨の副構成要素を互いに整列および配向させる装置であって、
ユーザが操作可能なハンドルであって、ロックスイッチを備えるハンドルと、
解除可能な接続手段によって前記ハンドルに操作可能に接続されるブラケットであって、複数のねじ切りされた固締具を備える前記ブラケットとを備え、
前記装置が、前記複数の個々の第２骨の副構成要素を互いに整列および配向させた後、前記接続手段が解除され、前記ブラケットが前記個々の副構成要素を取り付ける装置。
【請求項３２】
前記接続手段が、前記ハンドルをダブテイルロックによって前記ブラケットに接続する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記接続手段がシャフトを備える、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記接続手段が、前記ハンドルをトリンクルロックによって前記ブラケットに接続する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
前記ハンドルと前記ブラケットとが一体構造である、請求項３１に記載の装置。
【請求項３６】
前記ブラケットが、前記第１骨人工関節の副構成要素として構築される、請求項２６に記載の装置。
【請求項３７】
前記ブラケットが前記第２骨人工関節の副構成要素として構築される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３８】
前記ハンドルが、整列案内手段を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３９】
前記ハンドルが、手術ナビゲーション追跡装置を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項４０】
前記ハンドルが、整列案内手段を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項４１】
前記ハンドルが、手術ナビゲーション追跡装置を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項４２】
第１骨人工関節を含む脊椎円板置換装置であって、前記人工関節が、複数の個々の副構成要素を含み、各々の前記複数の個々の副構成要素が、互いに相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素間の前記相対運動が、拘束された相対運動、拘束されていない相対運動、および部分的に拘束された相対運動から成る群から選択される装置。
【請求項４３】
前記第１骨人工関節が、前記脊椎円板の表面と置換するための少なくとも１つの脊椎円板インプラントを含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記第１骨人工関節が少なくとも１つの小関節面インプラントを含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記脊椎円板人工関節の前記個々の副構成要素が、脊椎終板およびベアリングインサートを含む、請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
隣接する椎体間の支持面を置換するための装置であって、第１椎体および第２椎体が、予め決められた方法で互いに対して移動し、前記装置が、
２つの小関節面構成要素、および終板構成要素を含む第１椎体インプラントのキットであって、前記終板構成要素が、複数の個々の終板副構成要素を設けて構築され、前記小関節面構成要素、および前記複数の個々の終板副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有し、前記第１椎体インプラントのキットが、前記第１椎体のベアリング面を模倣および置換するように構築された第１椎体インプラントのキットと、
前記第２椎体の個々の支持面を模倣および置換するための第２椎体インプラントのキットであって、前記キットが、２つの小関節面構成要素、および終板構成要素を備え、前記終板構成要素が、複数の個々の終板副構成要素を設けて構築され、前記小関節面構成要素、および前記複数の個々の終板副構成要素が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有し、前記第２椎体インプラントのキットが、前記第２椎体の前記ベアリング面を模倣および置換するように構築された第２椎体インプラントのキットと、
を備え、前記第１椎体インプラントのキットの前記外面が、前記第２椎体インプラントに接触し、さらに、前記複数の第１椎体および第２椎体の個々の終板副構成要素の各々が、前記脊椎円板内での組み立て時に拘束されず、前記脊椎円板内で完全に組み立てられた時に拘束されるように構築され、前記第１椎体インプラントのキットおよび前記第２椎体インプラントのキットの結果として得られる構成が、予め決められた方法で適切な運動機能を回復するように関節運動する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、最小限に侵襲的な膝関節全置換術に使用されるインプラントに関する。詳細には、本発明は、ヒトの関節の関節形成におけるモジュール式ベアリング面、並びに可動ベアリングおよび固定ベアリングのモジュール式構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
足関節、膝関節、股関節、もしくは肩関節、または脊椎運動セグメントなどの関節は、一般に、２つ以上の相対的に剛性の骨構造体であって、互いの関係を維持する骨構造体から成る。各骨構造体にまたがる軟部組織構造体は、骨構造体を一緒に保持し、他の骨構造体に対するある骨構造体の運動または運動機能を画定するのに役立つ。たとえば膝関節の場合、骨構造体は大腿骨、脛骨および膝蓋骨である。膝関節にまたがるか、または挿置される軟部組織構造体、たとえば筋肉、靭帯、腱、半月板、および関節包は、膝関節の運動または動作を促進するための力、支持および安定性を提供する。人体の他の関節の場合と同様、膝関節にまたがる筋肉および腱構造体は、関節を制御された方法で動作させ、しかも関節が秩序正しく機能するように安定させる力学を提供する。力学的安定は、関節を望ましい方向に移動させる一次筋の収縮と、結果として生じる関節荷重を関節の骨構造体に対して望ましい配向限度内に方向付ける拮抗筋の収縮とが結合した結果である。なお、固有フィードバックは、一次筋の収縮と拮抗筋の収縮との間にある程度の制御または平衡を提供するものと考えられる。
【０００３】
関節軟骨から成る滑らかで弾力的な表面は、関節構造を被覆し、軟部組織構造、環、および核は椎体間の運動を提供する。骨構造の関節面は、軟部組織構造と協調して、構造間の運動域を画定する機構を形成する。代表的な運動域内では、骨構造体は、互いに対して予め決められたパターンで動作し、これは、一般に関節運動と呼ばれる。完全に関節運動する場合、この運動は、骨構造間に全体的な運動域を画定する。膝関節では、関節の幾何学的配置に関連して関節にまたがる軟部組織構造体は、脛大腿関節によって画定される関節平面内における過度な平行移動から、膝関節を安定させるのに役立つ。このような脛骨大腿骨の安定性は、大腿骨および脛骨が、秩序正しく予め決められた様式で互いに対して摺動および回転することを可能にする。同様に、関節の幾何学的配置に関連する関節皮膜、膝蓋骨、靭帯、および大腿四頭筋腱の軟部組織構造体は、過度な内外方向の平行移動から膝蓋大腿関節を安定させるのに役立つ。
【０００４】
人工関節置換術などの構成要素を収容するために、関節の関節内剛性要素を準備する現在の方法は、広範囲に及ぶ外科的露出を伴う。外科的露出、靭帯切除、および前部十字靭帯の切除は、後に人工表面と置換される軟骨および骨を切断または除去するための鋸、バー、およびその他の切削デバイス、並びにその他の器具の使用を案内する切断ブロックと共に、関節上、関節内に配置されるか、または関節に取り付けられる案内手段を導入できるように十分でなければならない。膝関節置換の場合、大腿骨の遠位端は、大腿骨の長さにほぼ平行な平坦な前面および後面、前面および後面にほぼ垂直な平坦な端面、およびこれらの表面を結合するための傾斜平面を有するように彫刻され、その目的はすべて補綴デバイスを収容するためである。一般に、これらは、それぞれ前部、後部、並びに遠位および面取り切断と呼ばれる。
【０００５】
現在の人工膝関節置換術では、膝関節の適切な整列は、術前の計画立案およびｘ線テンプレーティングによって達成される。前後方向（Ａ／Ｐ）および側方ｘ線図は、完全伸展位の膝関節で得られる。脛骨および大腿骨の機械軸は、Ａ／Ｐｘ線上でマークされる。これらの線間の角度は、補正されるべき内外反変形の角度である。Ａ／Ｐ図では、遠位の大腿骨切除は、大腿骨機械軸に関連して確立されるので、大腿骨インプラントの角度は、特定のインプラントシステムの外科技術によって大腿骨に関連して予め決められる。同様に、脛骨切除の角度は、脛骨機械軸に関連して確立されるので、脛骨インプラントの角度は、特定のインプラントシステムの外科技術によって脛骨に関連して予め決められる。大腿骨切除案内手段は、遠位の大腿骨切除を大腿骨機械軸に対して位置決めするように大腿骨上に整列され、脛骨切除案内手段は、近位の脛骨切除を脛骨機械軸に対して位置決めするように脛骨上に整列される。切断が正確に行われると、大腿骨機械軸および脛骨機械軸は、Ａ／Ｐ図内で適切に整列される。膝蓋骨の場合、一般に、関節縁において平面切除が行われ；切除を膝蓋骨に対して整列させる。この方法は、完全伸展位のみにおける膝関節の整列に取り組んでいる。９０°の屈曲における膝関節の整列は、一般に外科医の判断に委ねられ、運動範囲全体における膝関節の整列については、これまで問題にされなかった。膝関節を９０°で整列させる場合、外科医は、大腿骨構成要素を大腿骨機械軸の周囲で、膝関節にまたがる靭帯の適切な緊張を提供すると考えられる位置まで回転させる。
【０００６】
上記のタイプの膝関節補綴は十分に周知されており、たとえば、Ｃａｓｐａｒｉらの特許文献１、特許文献２、および特許文献３、Ｂｒｏｗｎの特許文献４、Ｂｕｒｓｔｅｉｎらの特許文献５、並びにＩｎｓａｌｌらの特許文献６に記載されている。
【０００７】
膝関節置換の際に、顆に対して適切な程度の曲率を与えるため、相当の努力がなされてきた。たとえば、上記の特許文献２、特許文献５、および特許文献６には、大腿骨補綴の顆の前後方向は、顆の前部付近で後部付近より多少大きいと記載されている。Ｋｅｓｔｅｒらの特許文献７は、顆のこの湾曲の一部は、大腿骨上の外側側副靭帯および内側側副靭帯の取付け位置間の線に沿った起源を有する一定半径の周囲に形成され得ることを示唆している。
【０００８】
これまで、多様なモジュール式人工関節インプラントが開発されてきた。モジュール式インプラントの以下の説明は、特に膝関節に関する。多極性膝関節インプラントと呼ばれる膝関節インプラントの初期の設計は、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントの大腿骨ならびに脛骨表面の個々の構成要素として開発された。このインプラントの場合、膝蓋大腿骨のコンパートメントは、関節表面再建されない。個々の構成要素の互いに対する配向、たとえば、内側大腿骨構成要素および外側大腿骨構成要素、または内側脛骨構成要素および外側脛骨構成要素を互いに整列させることは、これらの設計では問題にされず、多くの場合、外科医の裁量に任され、結果として外科的に難しい手順になった。ＵＣＩおよびＧｕｓｔｉｌｏ膝関節などの設計が出現し、この場合、大腿骨顆構成要素は、脛骨構成要素と同様、一体の単一構成要素に接続された。全膝関節インプラントの設計の次の進歩は、一体の単一大腿骨構成要素を製造して、内側大腿骨顆および外側大腿骨顆、および一般に膝蓋骨溝と呼ばれる大腿骨滑車を関節表面再建することにより、膝蓋大腿骨関節を含むことだった。膝蓋骨を関節表面再建処理するためのインプラントは、３コンパートメント大腿骨構成要素に関連して開発された。さらに、一般に半拘束と呼ばれ、所定の位置に比較的堅く保持されるポリエチレンの挿入物を有するモジュール式固定ベアリング膝関節インプラントが開発された。膝関節運動と共に自然に発生する脛骨と大腿骨との間の平行移動および軸方向回転は、内側顆および外側顆に対する非順応性の脛骨大腿骨接触によってこれらの構造に収容される。このような構造は、比較的大きい接触圧力を有する傾向があり、その結果、ポリエチレンのベアリング面の磨耗および劣化を促進する場合がある。あるいは、可動ベアリング膝関節インプラントが存在し、この場合、ポリエチレンベアリングは、脛骨ベースプレート上に最小限の束縛を有するか、または束縛がない状態で摺動または動作するように構築される。これらの可動ベアリング構造は、ポリエチレン挿入物と大腿骨顆、ポリエチレン挿入物と脛骨ベースプレートとの間に高度の順応性を有するため、接触応力は比較的低く、耐久性は比較的高い構造が得られる。さらに、半月板ベアリングおよび可動ベアリング膝関節インプラントが共に開発され、これらは、各々内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントを有する個々のポリエチレンベアリングを備えるか、または金属脛骨ベースプレート上に存在する内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントにまたがる単独のポリエチレンベアリングを備える。インプラントシステムは、脛大腿関節の内側側部および外側側部上の固定ベアリング要素または可動ベアリング要素を設けるように開発されてきたが、脛大腿関節の一方の側の固定ベアリングと他方の側の可動ベアリングの組合せを有するシステムは開発されていない。
【０００９】
２つの主な問題は、現在の人工関節置換術でも存在する。これらは、手術の侵襲性、並びに骨構造と補綴との適切な整列および運動機能が得られるかどうかに関連する。このような問題は、すべての人工膝関節全置換術に存在し、こうした手術としては、足関節、膝関節、股関節、肩関節、手関節および指が挙げられるが、これらだけに限らない。脊椎円板置換術、核置換、面関節置換、またはこれらの組合せと同様。
【００１０】
整列。個々の大腿骨構成要素および／または脛骨構成要素を有するモジュール式および非モジュール式の両方の膝関節インプラントを移植することに関する困難な点は、各構成要素間の正しい関係を達成することであった。これまでに利用可能だった外科手術用器具は、遠位大腿骨、近位脛骨、および後部膝蓋骨が、構成要素対構成要素の正確な配向を考慮して準備される複数部分インプラントを移植する際に、問題なく使用できなかった。整列の案内は、対向する構成要素を長骨軸に対して正確に配向するのに役立ち、正確な脛骨大腿骨内外反整列（通常、４〜７°の外反）を回復することができるが、この場合、複数の構成要素を配置して、大腿骨構成要素または脛骨構成要素の関節面を形成する際に、正確な副構成要素対副構成要素の整列に関する位置決めまたは案内が制限される。こうした器械は、器械が配置される骨を基準とし、適切に整列された膝関節全体における軟組織の平衡状態を回復するための靭帯の緊張を考慮せず、問題にしようともしなかった。むしろ、このような器械は、外科医が、靭帯および軟部組織構造を解放して、膝関節を平衡させ、インプラントの位置決めに適応させることに頼っている。膝蓋大腿骨関節の場合、適切な脛骨大腿骨の整列は、大腿四頭筋構造が側方に引っ張られることによって形成される膝蓋骨の適切な追跡、大腿膝蓋骨溝の関節面、および脛大腿関節線の維持を再確立するために必要である。
【００１１】
これまでに利用可能な外科用器具は、内外反整列に役立つが、脛骨構成要素の大腿骨後傾斜面の正確な屈曲／伸展または大腿骨構成要素の外旋の配向に関連する位置決めまたは案内は制限される。最適な膝関節の運動機能、大腿骨構成要素の屈曲／伸展および外旋の配向のため、脛骨構成要素の後傾斜面、関節にまたがる靭帯は共に動作して、膝関節の運動範囲全体における軟組織の平衡状態を維持する。
【００１２】
適切に整列した膝関節の場合、脚の機械軸（股関節の中心から足関節の中心まで引かれた直線）は、膝関節の中心に対してわずかに内側を通過する。この整列は、一般に、脚の巨視的整列と呼ばれる。インプラントの整列は、脚の巨視的整列に影響を与える。インプラントが整列されていない場合、結果として得られる機械軸は、内側または外側に変位し、内側顆および外側顆によって支持される荷重が不均衡になる。この不均衡は、重度である場合、形成された関節の早期の疲労の原因になる。
【００１３】
遠位大腿骨または近位脛骨を関節表面再建する複数の副構成要素の場合、互いに対する副構成要素の配向、たとえば、大腿骨滑車副構成要素または外側大腿骨顆副構成要素に対する内側大腿骨顆副構成要素の配向は、殆ど取り上げられていない。同様に、脛骨インプラントの場合、単独の外側脛骨に対する内側脛骨副構成要素の配向も殆ど取り上げられていない。さらに、対応する脛骨構成要素に対する大腿骨構成要素の配向は、独立する単一コンパートメントであるか、２コンパートメントであるか、３コンパートメントインプラントであるかに関わらず、殆ど取り上げられていない。これは、個々にまたは組み合わせて使用される独立コンパートメント置換物の外科用途における高い疲労、およびいくつかの臨床研究で実証されるように、完全膝関節インプラントに対する単一コンパートメントインプラントの比較的高い疲労率の原因になり得る。単一コンパートメント設計を考える場合、インプラントは、同側顆に対して適切に整列および配向されて、膝関節にまたがる軟部組織構造を適切な運動平衡状態に維持しなければならない。同様に、２コンパートメント構造を考える場合、各々の大腿骨副構成要素の互いに対する整列および配向、または脛骨副構成要素の互いに対する整列および配向は、膝関節にまたがる軟組織構造を適切な運動平衡状態に維持する上で重要である。どちらの場合も、３コンパートメント膝関節インプラントの場合と同様、適切な副構成要素対副構成要素の整列および配向は、各構成要素の不全関節接合から生じる磨耗の加速を防止する上で重要である。
【００１４】
様々な補綴デバイスが、成功裏に患者に使用されてきたが、補綴の関節形成面、たとえば膝関節の顆の構成および配置は、選択される補綴に基づいて予め決められる。特定の膝関節インプラントシステムでは、インプラントは、個々のサイズおよび関係で入手可能であり、たとえば、内側外側方向の幅と前後方向の奥行きとの比はインプラントシステムごとに異なる。適切な補綴の選択およびサイズによって、各々の患者の必要性に応じて補綴を作製するように努力されてきたが、これは、実際上、患者の関節の生理機能が患者ごとに実質的に異なり得るので、問題がある。
【００１５】
侵襲性。骨の関節形成面に適切に彫刻するには、多くの場合、関節を外科的に露出させることが必要である。従来の膝関節置換における大腿骨の場合、膝関節の膝蓋骨腱を外科的に露出して関節の一方の側に移動し、関節に実質的に完全に前部から接近できるように膝蓋骨を外転させる。一般に、前部十字靭帯は、関節空間に接近しやすくするために切除される。外科的露出は、構成要素、ならびに骨の準備に要する器械の体積および幾何学的配置に適応させるために必要である。このような外科的露出および靭帯解除または切除は、出血、疼痛、筋肉の抑制を増加し、運動機能に悪影響を及ぼす；これらはすべて、患者が安全に自宅または中間の介護施設に退院するまでに、長期間入院する一因となる。運動機能の変化は、困難な作業をする際の膝関節の能力に対する患者の自信を減少させ得、時には、日常生活する上で、生活様式および活動レベルが著しく限られる程度まで減少させ得る。
【００１６】
望ましくは、膝関節置換術では、側副靭帯も十字靭帯も妨げられないことが望ましいが、相当の関節置換が行われる場合、十字靭帯を除去または解放する必要がある場合が多い。側副靭帯は、部分的に下げるかまたは解放し、人工関節置換術に関連して、患者の膝関節に適切な張力調整を提供することができる。殆どの場合、このような解放は、膝関節の関節形成に従来使用されていた標準の中線の切開または内側傍膝蓋骨の切開より小さい切開により行うことができる。
【００１７】
関節が、関節全置換術を要するほどには損傷または病状が進行していない患者を含み、関節面の置換を必要とする患者の場合、膝関節に利用可能なインプラントシステムは、単一の３コンパートメント大腿骨構成要素、単一の脛骨構成要素、単一の膝蓋骨構成要素、および手術を行うために、広範な外科的露出を要する器械を有する。関節を過度に伸延させず、患者の正常な運動機能を妨げずに、連結する関節表面に外科的に接近し、骨構造を適切に準備し、人工の、たとえば、インプラントまたは関節ベアリング面用の金属、プラスチック、セラミック、またはその他の適切な材料を提供し、手術部位を閉鎖するために使用され得る外科的方法および装置を提供することが望ましい。この目標を達成するため、関節の関節形成面を最小限に侵襲的な装置および手順を使用して適切に彫刻することを可能にするインプラントで関節面を置換するシステムおよび方法を提供し、小さい切開部分から挿入し、関節腔の境界内で組み立て、準備された骨支持面に適合させるのに適するためのインプラントおよび器械が必要とされる。
【特許文献１】米国特許第５，１７１，２４４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１７１，２７６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，３３６，２６６号明細書
【特許文献４】米国特許第４，８９２，５４７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，２９８，９９２号明細書
【特許文献６】米国特許第６，０６８，６５８号明細書
【特許文献７】米国特許第５，８２４，１００号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（発明の要旨）
本発明は、関節または運動セグメントの各々の骨表面を関節表面再建する関節全置換システムおよび方法であって、個々の患者の関節運動を回復するインプラントシステムを含む最小限に侵襲的な外科手術を伴うシステムおよび方法を提供する。本発明の特徴は、膝関節インプラントシステムなどのインプラントシステムに含まれる複数の副構成要素を係合または結合することである。本発明のもう１つの特徴は、インプラントシステムに含まれる複数の副構成要素の正確かつ繰返し可能な配置を単純化するための器械である。本明細書で使用する場合、以下の用語は、以下の定義を有する。
【００１９】
最小限に侵襲的または低侵襲的  −  本発明の目的上、膝関節の関節形成に適用される場合、従来の人工膝関節全置換術の場合の切開は、一般に６インチを超える長さであると定義される。最小限および低侵襲的な人工膝関節置換術の場合の切開は、一般に６インチ未満の長さであると定義される。
【００２０】
係合  −  本発明の目的上、係合は、１）インプラントを形成する１つのインプラントの副構成要素の係合、および２）人工関節置換術のインプラント構成要素同士の係合に関連する。この何れの場合も、係合とは、機械的部分（すなわち、たとえば大腿骨構成要素の副構成要素、または、たとえば大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素を含む構成要素のセット）を統合し、互いに嵌合し、または互いに実用的に接触させることを意味する。隣接する部品間のこのような接触は、部品間の少なくとも１の自由度を制限する。
【００２１】
結合  −  本発明の目的上、結合は、インプラントの副構成要素を結合してインプラントを形成することに関連し、機械的部品（つまり、たとえば大腿骨構成要素の副構成要素）を互いにインターロックし、１以上の自由度を制限してユニットを形成することを意味する。
【００２２】
配向  −  本発明の目的上、配向は、１）インプラントの副構成要素を互いに配向し、そして２）人工関節置換術のインプラント構成要素を互いに配向することに関連する。何れの場合も、配向は、各部品を互いに作業関係にして、部品の組立体を意図されているとおりに機能させることを意味する。
【００２３】
整列  −  本発明の目的上、整列は、１）インプラントの副構成要素を支持骨に整列させ、そして２）人工関節置換術のインプラント構成要素を支持骨に整列させることに関連する。何れの場合も、整列は、人工関節が意図されたとおりに機能するように、各部品を支持骨に対して正しい相対位置に配置することを意味する。
【００２４】
インプラントの構成要素および副構成要素  −  本発明の目的上、インプラント構成要素は、人工関節を構成する各部品を意味し、たとえば大腿骨構成要素、脛骨構成要素、および膝蓋骨構成要素は人工膝関節全体を構成する。副構成要素は、インプラント構成要素を構成する部品を意味する。各々の構成要素は、単一の構造であっても、複数の副構成要素を含んでもよい。
【００２５】
本発明を説明する目的上、関節形成術は、全置換型および部分置換型関節置換（つまり、股関節、膝関節、肩関節、足関節、指関節など）、並びに全置換型および部分置換型の脊椎円板置換および小関節面置換を含む。このような関節形成システムは、人工膝関節用の大腿骨、脛骨、およびベアリングインサート構成要素；人工股関節用のステム、ヘッド、ベアリングインサート、およびシェル構成要素；並びに人工脊椎関節用の椎体終板、ベアリングインサート、および関節突起間関節置換物などの構成要素を含む。
【００２６】
副構成要素の組み立て、および支持骨上への配置の順序  −  本発明の目的上、副構成要素の組み立て、および支持骨上への配置の順序は異なって良い。つまり、副構成要素は、ａ）関節腔外で部分的に組み立てられ、関節腔内に通り、組み立てられて支持骨上に配置される；ｂ）個々に関節腔内を通過し、組み立てられて支持骨上に配置される；ｃ）個々に関節腔内を通過し、支持骨上に配置され、その上で組み立てられる；ｄ）個々に関節腔内を通過し、１つまたは複数の副構成要素が支持骨に取り付けられ、次に、１つまたは複数の残りの副構成要素が、前に骨に取り付けられた副構成要素に組み立てられる；またはｅ）これらの何らかの組合せであり得る。
【００２７】
開示されている器械およびインプラントは、正確な骨および軟組織の準備、解剖学的整列、軟組織の平衡状態、運動機能、構成要素対構成要素の配向および整列、副構成要素対副構成要素の配向および整列の回復、並びに限られた外科的露出による支持骨に対するインプラントの固定を達成する。人工膝関節置換術では、インプラントシステムは、関節を拘束するための手術中の外科的選択肢を提供し、膝関節の適切な整列および配向を促進して、個々の患者の生体構造によって画定される解剖学的整列、軟組織の平衡、および運動機能を回復するためのインプラントから構成される。そのため、インプラントは、膝関節の各々のコンパートメント（内側脛骨大腿骨、外側脛骨大腿骨、および膝蓋大腿骨コンパートメント）のための固定ベアリング構成要素または可動ベアリング構成要素の選択により、様々な程度の関節の安定性を再現するために、手術中の選択肢を外科医に提供する。この種のインプラントは、一定の手順で１つ、２つ、または３つの膝関節コンパートメントに適用され得、固定ベアリング構成と可動ベアリング構成との組み合わせを有し得る。
【００２８】
従来の人工膝関節全置換術では、大腿骨構成要素は一般に１つの部品であり、脛骨ベースプレート構成要素は１つの部品である。ベアリングは、大腿骨と脛骨ベースプレート構成要素との間に配置され、一般に、脛骨構成要素に固締され得るか、または脛骨ベースプレート構成要素上で摺動し得る１つの部品である。本発明では、大腿骨面は、２つ、または３つ以上の個々の副構成要素により関節表面再建され得、脛骨面は、２つ以上の脛骨ベースプレート副構成要素、または単一ベースプレートで関節表面再建され得る。あるいは、大腿骨側は、単一構造の構成要素で関節表面再建され得、脛骨側は、２つ以上の脛骨ベースプレートの副構成要素で関節表面再建され得る。２つ以上の副構成要素から成るモジュール式大腿骨構成要素は、最小限侵襲的な切開により関節空間内に一度に１つずつ配置され、外科手術中にこの関節空間内で組み立てられるサイズにされる。同様に、モジュール式脛骨構成要素は、１つまたは２つのポリエチレンベアリングと、２つ以上の個々の副構成要素とから構成されるベースプレート構成要素から構成され、この副構成要素は各々、最小限侵襲的切開により、関節空間に一度に１つずつ配置され、外科手術中にこの関節空間内で組み立てられるサイズにされる。
【００２９】
あるいは、複数部分から成る脛骨構成要素は、個々に関節空間内に配置可能であると共に、脛骨髄腔を通過するように構築され、関節空間の境界内でベースプレートまたはベースプレート副構成要素に組み立てられるステムを有し得る。同様に、モジュール式大腿骨構成要素は、個々に関節空間内に配置可能であると共に、大腿骨髄腔を通過するように構築され、大腿骨副構成要素に組み立てられるステムを有し得る。
【００３０】
大腿骨副構成要素は、支持骨に対して正確に整列され、関節腔内に配置した後、個々の副構成要素をインターロックするかどうかに関わらず、互いに対して配向される。同様に、脛骨副構成要素は、支持骨に対して正確に整列され、同様に配置した後、個々の副構成要素を相互接続するどうかに関わらず、互いに対して配向される。何れの場合も、関節内を通過する各々の構成要素または副構成要素のサイズは、従来の構成要素と比較して著しく減少し、その結果、外傷は比較的小さく、少ない状態で手術を完了することが可能である。
【００３１】
大腿骨構成要素、脛骨構成要素、またはこの両方を含む相互接続副構成要素の場合、このような相互接続は、隣接する副構成要素間の係合機構として、または隣接する副構成要素間の結合機構として構築され得る。３つ以上の副構成要素の場合、係合または結合機構の組合せは、隣接する様々な副構成要素の間に使用され得る。必要に応じて、隣接する副構成要素間のこのような係合または結合は、外科手術中の一時的なものであり得、副構成要素を支持骨に固定しながら配向するのに役立つ。膝蓋骨構成要素は、一般に、最小限侵襲的切開で、単一ベアリング、固定ベアリング、または可動ベアリング構成要素として配置可能なサイズである。本発明の一局面では、膝蓋骨構成要素の関節面は、外側小関節面および内側小関節面用の独立する個々の副構成要素を備え得、これらの小関節面は、関節腔内で適切に配向されるが結合はされない。本発明のさらに別の局面では、独立する膝蓋骨副構成要素は、関節腔内で適切に配向および結合され得る。本発明のさらに別の実施形態では、大腿骨構成要素は可撓性であり得るか、または可撓性の副構成要素を含み得る。
【００３２】
本発明の大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素は、部分的人工膝関節または人工膝関節全体に使用される場合、骨付着部のために１つの表面を有するように構築される。このような付着部は、多孔性表面または粗面によって与えられ、その内部、またはその表面に支持骨が増殖することが可能である。あるいは、このような付着部は、内部または表面に骨セメントを付着できる多孔性または粗面によって形成される。さらに別の実施形態では、支持骨に接触する副構成要素の表面は、生物学的接着剤または骨増殖因子で被覆されて、初期安定性を提供し、骨の構築を促進する。
【００３３】
インプラントの構成要素および副構成要素の適切な整列および配向は、膝関節の軟部組織構造によって案内される器具によって可能になり、患者に特有の解剖学的膝関節の整列、および構成要素と副構成要素の配向のために骨の切除を案内し得る。内側脛骨関節面および外側脛骨関節面ならびに膝蓋骨関節面は、一般に、平面切除で準備される。内側および外側の大腿骨顆および滑車は、運動的に準備され得る。こうした機器の使用は、組織誘導外科手術（ＴＧＳ）と呼ばれ、米国特許第６，７２３，１０２号に記載されており、引用することにより全体を援用する。あるいは、内側および外側の大腿骨顆および滑車は、従来の人工膝関節全置換術で一般的な平面切除およびチャンバ切除で準備され得る。このような準備は、当業者に一般に公知である従来の人工膝関節全置換術で可能である。あるいは、このような準備は、組織導入外科手術により可能であり、その際、骨彫刻ツールを使って、脛骨を平面切除で彫刻するのに適する膝関節屈曲角度で配置し、後部、後部面取り、および遠位大腿骨の切除を行い、膝蓋骨を平面切除で彫刻するのに適する膝関節屈曲角度で配置し、前部面取りおよび滑車切除を行う。したがって、膝関節インプラントシステムおよび器械に含まれる複数の副構成要素を結合または係合させ、膝関節インプラントシステムに含まれる複数の副構成要素の正確かつ繰返し可能な配置を単純化するための本発明は、従来の膝関節インプラントに適用される。
【００３４】
ＴＧＳ器械で行われる大腿骨、脛骨、および膝蓋骨の切除は、解剖学的な膝関節の整列、軟組織の平衡、および膝関節の運動範囲全体の運動機能を考慮して適切に位置決めおよび配向される。大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素をそれぞれ位置決めおよび配向するために、これらの骨支持面を使用すると、解剖学的な膝関節の整列、軟組織の平衡、および運動機能を維持する。一般に、脛骨および膝蓋骨の切除は平坦であり、平坦な支持面を有する対応するインプラント構成要素の配置は容易になる。大腿骨切除は、支持骨がＴＧＳで準備され、外側顆、内側顆、および滑車の切除の互いに対する相対的位置が、特定の患者の運動機能によって変化する場合は平坦ではない場合がある。したがって、大腿骨インプラントは、本明細書で説明するように、こうした多様性に適合しなければならない。
【００３５】
膝関節にまたがる軟部組織構造を使用して、ＴＧＳ器械を案内することを前提とすると、こうした組織は、外科的技術による分離が最小限であり、膝蓋骨の脱臼が防止されると有利である。最小限侵襲的な外科的切開、または膝関節に接近するために使用される切開は、軟組織構造に対するサイズおよび配向が、膝関節の運動機能の変化が最小限であるようなサイズおよび配向でなければならない。大腿骨、脛骨、および膝蓋骨インプラントは、最小限侵襲的な切開部分を通過するように構築しなければならない。人工膝関節全置換術用の従来の大腿骨インプラントおよび脛骨インプラントは、サイズが大きいため、最小限侵襲的な切開部分から挿入することはできない。さらに、従来の大腿骨構成要素の形状の場合、軟組織の大部分を損なわないか、または膝蓋骨が脱臼もしくは外転しない状態で、切除された遠位大腿骨上に構成要素を配置することはできない。さらに、関節腔の範囲は、前後方向の大腿骨切除部分に対して遠位に従来の大腿骨構成要素を整列させ、構成要素をこれらの切除部分に摺動させるのに十分な空間を提供しない。したがって、大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素は、小さい切開部分を通過して、個々の骨支持表面の上または上方に配置できるようにサイズを決めなければならない。大腿骨構成要素の場合、一実施形態は、遠位大腿骨の内側顆、外側顆および滑車を関節表面再建するための複数の副構成要素から構成される構成要素である。こうした副構成要素は、小さい切開部分を通り得、関節腔の境界内で組み立てられ得る（すなわち、結合または係合可能な）サイズである。必要に応じて、隣接する副構成要素間のこのような係合または結合は、外科手術中の一時的なものであり得、副構成要素を支持骨に固定しながら配向するのに役立つ。
【００３６】
大腿骨の副構成要素は、運動学的に準備された顆および滑車の形状と一致する。大腿骨の副構成要素間の境界面は、部分的に拘束される。これらの境界面は、ほぼ矢状面における角度形成部分では拘束されないので、副構成要素は、滑車および顆状の切除部分に適合することが可能である。これらの境界面は、ほぼ横断面における角度形成、直交および軸方向平行移動、並びに軸方向回転が拘束されるので、ある副構成要素から隣接する副構成要素まで円滑な移行が行われる。円滑な移行は、嵌合する脛骨構成要素または膝蓋骨構成要素に対して均一な支持を提供する。あるいは、大腿骨の副構成要素間の境界面は、角度形成部分では拘束されず、他の自由度で拘束されるため、大腿骨構成要素は、切除された大腿骨顆に適合し、脛骨の副構成要素の類似する広がりと共に、顆副構成要素の前後方向の広がりを変化させることが可能である。あるいは、大腿骨の副構成要素間の境界面は、完全に組み立てられた時には完全に拘束される。同様に、脛骨の副構成要素は、互いに対して適切に整列され、確実に大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素を適切に追跡する。脛骨の副構成要素は、大腿骨の副構成要素に関して上記で説明した方法と同様に、互いに対して拘束されても、拘束されなくてもよい。
【００３７】
インプラント構成要素の患者に固有の整列および配向に応じて骨を準備するほか、本発明は、大腿骨の副構成要素を互いに結合または係合させ、脛骨の副構成要素を互いに結合または係合させることによって、さらに構成要素の配向を提供する。大腿骨副構成要素は、関節空間内に配置された後、一時的に結合されても恒久的に結合されてもよい。同様に、脛骨副構成要素は、関節空間内に配置された後、一時的に結合されても恒久的に結合されてもよい。副構成要素を関節空間内に一次的に結合する場合、１つまたは複数のブラケットを副構成要素間に挿置して、各々の副構成要素に一次的に固定するか、または組み立てる。ブラケットは、副構成要素を互いに適切な整列および配向に保持し、構成要素は、機械的手段、たとえば骨ねじ、スパイク、フックなど、もしくは骨セメント、またはその他の接合材料もしくはプロセスによって骨に固定される。１つまたは複数のブラケットは、金属、たとえばステンレス鋼、コバルトクロム合金、チタン、もしくはチタン合金、セラミック、またはその他の適切な材料；あるいは剛性プラスチック、たとえばＰＥＥＫもしくはその他の適切なプラスチックから製造される剛性構造であり得る。あるいは、１つまたは複数のブラケットは、ニチノール、ＮＰ３５Ｎ、もしくはその他の適切な材料；ＵＨＭＷポリエチレンもしくはウレタンなどの可撓性プラスチック；またはゴアテックスもしくはその他の適切な材料などの織布から製造される可撓性構造である。副構成要素間の各々の接合点では、ブラケットは、隣接する副構成要素間における関節面の円滑な移行を維持し、しかも各々の副構成要素が骨支持表面に適合することが可能であるように構成される。１つまたは複数のブラケットは、構成要素が支持骨に固定された後に取り外される。一次的なブラケットの取り外しは、手術中、または後日のある時点で行われる。あるいは、ブラケットは、インプラントの副構成要素として構築され移植された状態で残り得る。
【００３８】
膝関節置換術では、インプラントは、第２骨ベースプレート、ベアリングインサート、および第１骨インプラントを含む。第２骨ベースプレートは、関節に関連する第２骨の準備された表面をほぼ被覆する一体型か、または可動ベアリング補綴構成要素または固定ベアリング補綴構成要素と共に使用されてきた別個のベースプレートで良い。必要に応じて、一体型ベースプレート、または複数のベースプレートの副構成要素は、関節腔の境界内でステム副構成要素を組み立てるように構築され得る。一体のベースプレート、または複数のベースプレート副構成要素の場合、ベアリングインサートは単一構造であり得る。あるいは、ベアリングインサートは別個のインサートで良い。さらに、第２骨ベースプレート構成要素は、固定−固定、可動−固定、固定−可動、および可動−可動ベアリングインサートの内側および外側の組合せにそれぞれ使用される個々の固定および可動ベアリングインサートを収容し得る。
【００３９】
複数の副構成要素を組み立てて、関節腔の境界内に大腿骨構成要素または脛骨構成要素を形成する場合、組み立て時に副構成要素間の角度形成および平行移動が可能であるように係合または結合機構を構築し、次に、完全に組み立てられた場合、大腿骨構成要素または脛骨構成要素に必要な拘束に応じて係合または結合機構を構築すると有利である。組み立て時の隣接する副構成要素間のこうした角度形成および平行移動は、外科医が副構成要素の組み立てをできるだけ容易に行うのに適するように、拘束されないかまたは部分的に拘束される。完全に組み立てられた構成要素のこのような拘束としては、２つ以上の副構成要素間の非拘束、部分的に拘束、および完全に拘束される係合または結合の機構、ならびにインプラント構成要素を形成する、非拘束、部分的に拘束、または完全に拘束される、複数の副構成要素を接続する係合または結合の機構の組み合わせが挙げられる。
【００４０】
本発明は、大腿骨構成要素または脛骨構成要素を形成する複数の副構成要素を移植するための手順を変更することを可能にするように構築される。一般に、関節腔内の空間は、構成要素の１つが配置された後はさらに限られるため、大腿骨構成要素は脛骨構成要素の前に移植される。大腿骨副構成要素の一般的な形状は、脛骨ベースプレート副構成要素よりかさ高いので、大腿骨副構成要素を最初に移植すると有利である。あるいは、脛骨副構成要素が最初に移植され得る。脛骨ステム副構成要素、もしくは大腿骨ステム副構成要素、またはこれらの両方を含む本発明の代替の実施形態では、１つまたは複数のステム副構成要素を大腿骨管もしくは脛骨管、またはこれらの両方の中にまず配置すると有利であり得る。大腿骨顆副構成要素および滑車副構成要素を配置した後、次に、脛骨ベースプレートの副構成要素および１つまたは複数のベアリングインサートを配置する。あるいは、大腿骨顆副構成要素および滑車副構成要素を最初に移植した後、脛骨ベースプレートの副構成要素を配置し、次に、大腿骨ステム副構成要素、もしくは脛骨ステム副構成要素、またはこれらの両方を配置し、次に、ベアリングインサートを配置し得る。一般に、膝蓋骨構成要素は、最後に移植される。あるいは、１つまたは複数の大腿骨副構成要素または脛骨副構成要素は、個々の隣接する副構成要素に組み立てられる前に、支持骨に固定され得る。また、大腿骨副構成要素または脛骨副構成要素を関節腔外で部分的に組み立て、たとえば、大腿骨の内側顆副構成要素を関節腔内に通し、次に、外側顆副構成要素を滑車副構成要素に組み立て、この組立体を関節腔内に通して、内側顆副構成要素に組み立てるのも有利である。
【００４１】
３コンパートメント人工膝関節置換術の場合、脛骨および膝蓋骨の関節面は、一般に、平坦な切除部分の輪郭の局所的な相違が最小限である平面切除で除去される；ただし、前部十字靭帯を残す場合、内側脛骨関節面および外側脛骨関節面を個々に切除すると有利であり得、この場合、内側脛骨関節面の平面切除部分と、外側脛骨関節面の平面切除部分との間に相違が生じ得る。内側顆および外側顆、並びに滑車である遠位大腿骨の関節面は、個々に彫刻され得る。支持骨の局所的な輪郭は、各々のコンパートメント、つまり内側脛骨大腿骨コンパートメント、外側脛骨大腿骨コンパートメント、および膝蓋大腿骨コンパートメント内の切除された骨の輪郭であり、この輪郭は、それぞれの副構成要素の輪郭に密接に一致する；ただし、各々のコンパートメント内の大腿骨を個々に彫刻するので、各々のコンパートメント内の準備された骨の表面間には相違があり得る。さらに、副構成要素間の組み立てられた境界面の部分的拘束は、支持骨のすべての切除表面全体における荷重の分散を促進する。
【００４２】
副構成要素間の部分的に拘束された境界面を結合するための手段としては、球状、噛み合い、円柱状、平面形、線形、および点接触境界面；「Ｔ」スロット；ダブテイルロック；円柱状インターロック；ボタンインターロック；球状インターロック；もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の接続手段が挙げられるが、これらだけに限らない。副構成要素間の完全に拘束された境界面を結合するための手段としては、ねじ切りされた固締具、円柱状ピン、円錐テーパロック、方形もしくは矩形テーパロック、テザーケーブルもしくはワイヤロック、またはこれらの組合せ、あるいは２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の固締手段が挙げられるが、これらだけに限らない。
【００４３】
互いに結合されない独立ベースプレートの副構成要素の場合、個々の副構成要素に取り付けて、個々の副構成要素を支持骨に固定しながら、互いに対して適切に配向された状態に保持するブラケットを有すると有利である。ブラケットをベースプレートの副構成要素に取り付けるための手段としては、ねじ切りされた固締具、クランプデバイス、ダブテイル、トリンクルロック（ｔｒｉｎｋｌｅ  ｌｏｃｋ）、テザーケーブルもしくはワイヤ取付具、もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の固締手段が挙げられる。必要に応じて、ハンドルは、ブラケットに取り付けて、関節腔内への副構成要素の配置を単純化するように構築される。
【００４４】
第１骨インプラントは、第１骨のベアリング面を置換するための複数の副構成要素から成る。副構成要素大腿骨構成要素が関節内で正しく配向および結合されている場合、個々の副構成要素を互いに結合するために使用される固締手段としては、ねじ切りされた固締具、円柱状ピン、円錐テーパロック、方形もしくは矩形テーパロック、テザーケーブルもしくはワイヤロック、これらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用可能なこうしたその他の何らかの固締手段が挙げられる。副構成要素が互いに結合されない場合、副構成要素に取り付けられ、副構成要素が支持骨に固定されている際に、副構成要素を互いに対して適切に配向された状態に保持するためのブラケットを有すると有利である。ブラケットを副構成要素に取り付ける手段としては、ねじ切りされた固締具、クランプデバイス、ダブテイル、トリンクルロック、テザーケーブルもしくはワイヤ取付具、もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の固締手段が挙げられる。
【００４５】
特に、膝関節置換の場合、本発明は、大腿骨、脛骨、膝蓋骨、またはこれらの組合せを置換するために使用される。したがって、複数の副構成要素を有する大腿骨インプラント、複数の副構成要素を有する脛骨ベースプレート、複数の副構成要素を有する膝蓋骨構成要素を提供する。脛骨ベースプレート構成要素および膝蓋骨構成要素は、固定ベアリング取付具および可動ベアリング取付具を有し得る。必要に応じて、脛骨ベースプレートまたは膝蓋骨の各々の構成要素は、固定ベアリング取付具および可動ベアリング取付具を有し得る。あるいは、脛骨構成要素とベアリング取付具とは単一構造のものであり得、膝蓋骨構成要素とベアリング取付具とは単一構造のものであり得る。必要に応じて、本発明の大腿骨構成要素および脛骨構成要素は、それぞれモジュール式大腿骨および脛骨ステムに使用され得る。
【００４６】
膝関節インプラントシステムおよび器械に含まれる複数の副構成要素に結合または係合し、膝関節インプラントシステムに含まれる複数の副構成要素の正確かつ繰返し可能な配置を単純化するための本発明は、膝関節インプラントの大腿骨、脛骨、膝蓋骨、およびベアリングインサート構成要素に適用可能である。さらに、本発明のこの実施形態は、股関節、肩関節、指、および足関節を含むが、これらだけに限らないその他の関節インプラント；脊椎円板置換、小関節面置換、脊椎融合を含むが、これらだけに限らない脊椎インプラント；骨折固定システムを含むが、これらだけに限らない整形外科的外傷製品に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（発明の詳細な説明）
膝関節の生体構造および外科的アプローチ。図１は、膝関節の一般的な生体構造を示す。大腿骨１０は、外側大腿骨顆１２、および内側大腿骨顆１４をその膝関節の関節形成面上に有する。脛骨１６は、外側半月板２２（外側大腿骨顆１２にほぼ対向する）、および内側半月板２０（内側大腿骨顆１４にほぼ対向する）をその膝関節の関節形成面上に有する。靭帯は、前部十字靭帯２４、後部十字靭帯２８、内側側副靭帯２６、および外側側副靭帯２７を含む。内側脛骨顆３０、および外側脛骨顆３２は、半月板２０および２２を支持し、これらの半月板は大腿骨１０を支持する。さらに、腓骨３４は脛骨１６に係合する。
【００４８】
代表的に、人工膝関節全置換は、外側大腿骨顆１２、内側大腿骨顆１４、内側脛骨顆３０、および外側脛骨顆３２の関節面の置換を伴う。外側半月板２２および内側半月板２０は、取り外される。側副靭帯２６および２７も、十字靭帯２４および２８も妨げられないことが望ましい。しかし、側副靭帯２６および２７は、関節置換が完了した後に、患者の膝関節に適切な張力調整を提供するために、部分的に下げられ得る。このような構造は、膝関節の滑液包（図示しない）によって形成される無損傷の膝関節腔内に含まれる。
【００４９】
図２を参照すると、人工膝関節全置換術の従来の中線切開部分４０が示されている。切開部分４０は、大腿骨と脛骨との間の関節形成面の実質的に上下に垂直に延在する。一般に、この切開部分の長さは、約８〜１５ｃｍである。切開部分４０は、膝蓋骨を亜脱臼または脱臼させた状態で、膝関節の関節面全体を露出させるのに十分に大きくなければならない。さらに、切開部分は、大腿骨端部、脛骨上部、および膝蓋骨の内面を完全に被覆する構成要素の挿入に適応しなければならない。移植される構成要素の最大数は、外側脛骨大腿骨コンパートメントの大腿骨構成要素および脛骨構成要素、内側脛骨大腿骨コンパートメントのための大腿骨構成要素および脛骨構成要素、並びに膝蓋大腿骨関節のための大腿骨構成要素および膝蓋骨構成要素を含む。あるいは、外側大腿骨顆および膝蓋骨溝は、共通のインプラントによって被覆され得る。膝関節腔は、切開部分４０によって実質的に開放され、膝関節の露出した関節面は関節腔から突出し、現在の骨切除器械、ならびに大腿骨端部、脛骨上部、および膝蓋骨の内面を完全に被覆する構成要素の挿入に適応する。
【００５０】
図３で最も良く分かるとおり、膝関節に沿って水平方向に延在する横切開部分４２は、本発明の手術の１つの選択肢である。切開部分４２は、垂直方向に開放されて、膝蓋骨が脱臼しない状態で、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントの関節面を露出させる。これは、手術中に膝蓋骨が大腿骨と接触した状態を維持する。器械およびインプラントの構成要素は、最小限侵襲的であるようにサイズが決められ、したがって、小さい切開部分に適応し得る。比較的小さい切開部分による外傷の減少によって、リハビリテーションは迅速かつ良好になり、その結果、一般に膝関節インプラントの効果が増加する。
【００５１】
図４を参照すると、本発明に使用される代替の切開形式が示されている。垂直方向に延在する２つの平行な切開部分４４および４６は、膝蓋骨の両側に形成され得る。これらの切開部分４４および４６は比較的短く、図３の横切開の場合と比べて侵襲性は小さい。各々の切開部分４４および４６は、それぞれ関節包を通って延在し、膝蓋骨が脱臼しない状態で、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントを露出させる。本発明の一実施形態では、手術は、膝蓋骨の内側の１つの小さい切開部分４６を通して行われる。
【００５２】
大腿骨顆は、図５に示すように大腿骨に関係なく準備され得る。外側顆切除部分１３０、および内側顆切除部分１３２は、大腿骨上に配置された彫刻ツールにより、膝関節を屈曲および伸張させることによって、脛骨大腿骨接触範囲全体に延在する。顆切除部分は、形成された後、それぞれ外側顆副構成要素１３１および内側顆副構成要素、並びに大腿骨滑車副構成要素１３４を収容し、これらの副構成要素は各々、図６に示すように、隣接する副構成要素に対して拘束されない状態で示されている。本発明の代替の実施形態では、外側顆および大腿骨滑車を関節表面再建するインプラントは、図７に示す外側顆および滑車を関節表面再建する単一副構成要素１３６に構成される。内側顆副構成要素１３３は、外側顆−滑車副構成要素に対して独立しており、拘束されていない。必要に応じて、外側顆−滑車副構成要素１３６は、無損傷の内側顆に移植され得、内側顆の準備および関節表面再建の必要はない。あるいは、内側顆および大腿骨滑車を関節表面再建するインプラントは、内側顆および大腿骨滑車を関節表面再建する単一副構成要素に構成され得る。この場合、外側顆副構成要素は、内側顆−滑車副構成要素から独立している。必要に応じて、内側顆−滑車副構成要素は、無損傷の外側顆に移植され得、外側顆の準備および関節表面再建の必要はない。
【００５３】
外科手術は、１つまたは複数の最小限侵襲的な切開により行われ得、膝蓋骨を亜脱臼または脱臼させる必要はない。したがって、大腿骨、脛骨、または膝蓋骨インプラントなどのインプラントは、最小限侵襲的切開部分を通して取り付けられ、運動学的に準備された骨支持面に適合し、膝関節内に整列および配向され、係合または結合するように構築される。大腿骨インプラントおよび脛骨インプラントは、ポリメチルメタクリレートを含むが、これらだけに限らない従来の接合方法、または多孔性の内方成長表面を含むが、これらだけに限らない取付具を使用するなど、骨に直接取り付ける方法によって骨に取り付けられ得る。
【００５４】
すべてのインプラントは、小さい切開部分から配置すると有利である。図９に示すように、大腿骨インプラントは、外側顆の関節形成面を関節表面再建するための第１副構成要素１３１と、内側顆の関節形成面を関節表面再建するための第２副構成要素１３３と、大腿骨滑車を関節表面再建するための第３副構成要素１３４とを含む。あるいは、図１２に示すように、大腿骨インプラントは、一緒に取り付けられて拘束されず、第１副構成要素４３１は外側顆を関節表面再建し、第２副構成要素４３３は内側顆を関節表面再建し、第３副構成要素４３４は大腿骨滑車を関節表面再建する。必要に応じて、図１０に示すように、大腿骨インプラントは、内側顆の関節形成面を関節表面再建する第１副構成要素１３３と、外側顆および大腿骨滑車の関節形成面を関節表面再建する第２副構成要素１３６とを含み得る。あるいは、図１３に示すように、大腿骨インプラントは、一緒に取り付けられて拘束されず、第１副構成要素４３３は内側顆を関節表面再建し、第２副構成要素４３６は外側顆および大腿骨滑車を関節表面再建する。代替の実施形態では、図１４に示すように、大腿骨の副構成要素間の境界面には噛み合い構造５３０が係合して、滑車副構成要素５３４と、各々の顆副構成要素５３１および５３３との間の大腿骨構成要素上の膝蓋骨関節に均一な移行部分を提供する。図１５を参照すると、噛み合い境界面５３０は、滑車−顆副構成要素５３６と、隣接する顆副構成要素５３３との間に構成され得る。
【００５５】
あるいは、図１６Ａに示すように、噛み合い境界面５３０は、滑車副構成要素６３４の移行部分までの外側顆副構成要素６３１に使用され得る。これは、滑車の外側面に沿った膝蓋大腿骨荷重が比較的大きく、内側顆を関節表面再建するために使用される内側顆副構成要素６３３が独立して拘束されないことに起因する。図１４、１５および１６を参照すると、噛み合い境界面５３０構造は、隣接する副構成要素間に係合を提供し、こうした係合は、一方から他方への副構成要素の内側外側間の相対的な平行移動を一般的に制限する。図１１は、可撓性インプラントとして構築された任意の大腿骨顆副構成要素の図である。顆インプラントの外面は材料の薄いシートであり、内面は隆起状１７０であり得る。図１６Ｂを参照すると、複数の終板副構成要素２４１および２４２は、椎体Ｌ４の遠位終板２５０、および椎体Ｌ５の近位終板２４９を関節表面再建する。上記の大腿骨副構成要素の場合と同様、終板副構成要素は、噛み合い境界面２５１および２５２で係合する。円板置換物は、Ｌ４終板副構成要素２４１および２４２、Ｌ５終板副構成要素２４７および２４８、Ｌ４小関節面プレート２４３および２４４、Ｌ５小関節面プレート２４５および２４６、小関節面プレートの各々のセット間に捕捉される２つの小関節面ベアリング２５３、Ｌ４の係合終板副構成要素と、Ｌ５の係合終板副構成要素との間に捕捉される円板ベアリング２５４とから成る。各々の小関節面は、上位の小関節面プレート２４４、小関節面ベアリング２５３、および下位の小関節面終板２４６で置換される。Ｌ４とＬ５との間の運動セグメントを完成させる面関節は、小関節面プレート２４３、２４４、２４５および２４６で関節表面再建される。脊椎運動セグメントは、椎体にまたがる軟部組織構造、並びに椎体終板および面関節によって提供される支持表面によって画定される運動機能に基づく予め決められた方法で連結される。このような運動学的な運動は、脊椎運動セグメントの通常の運動学的運動のために、円板および小関節面インプラントを整列および配向させるために使用され得る。
【００５６】
図１７および１８を参照すると、人工膝関節全置換術は、本発明によれば、大腿骨顆、滑車および脛骨関節面を関節表面再建するインプラントから成る。図１７では、大腿骨Ｆの顆は、内側４３６および外側４３５を顆副構成要素で関節表面再建され、脛骨Ｔの関節面は、内側４３７および外側４３０を脛骨副構成要素で関節表面再建される。脛骨構成要素は、ベアリングインサート４３８およびベースプレート副構成要素４３２から構成される。膝蓋骨Ｐは、膝蓋骨構成要素４３９で関節表面再建される。必要に応じて、図１７に示すように、大腿骨滑車は関節表面再建されない。図１８では、大腿骨顆は、内側４４１を一体構造の顆副構成要素で関節表面再建される。外側顆副構成要素４４０および滑車構成要素は一体であり、脛骨関節面は、脛骨副構成要素で内側４４２および外側４４４を関節表面再建される。膝蓋骨は、膝蓋骨構成要素４４３で関節表面再建される。
【００５７】
図１７および１８を参照すると、人工膝関節全置換術は、本発明によれば、大腿骨顆、滑車および脛骨関節面を関節表面再建するインプラントから成る。図１７では、大腿骨Ｆの顆は、内側４３６および外側４３５を顆副構成要素で関節表面再建され、脛骨Ｔの関節面は、内側４３７および外側４３０を脛骨副構成要素で関節表面再建される。脛骨構成要素は、ベアリングインサート４３８およびベースプレート副構成要素４３２から構成される。膝蓋骨Ｐは、膝蓋骨構成要素４３９で関節表面再建される。必要に応じて、図１７に示すように、大腿骨滑車は関節表面再建されない。図１８では、大腿骨顆は、内側４４１を一体構造の顆副構成要素で関節表面再建される。外側顆副構成要素４４０および滑車構成要素は一体であり、脛骨関節面は、脛骨副構成要素で内側４４２および外側４４４を関節表面再建される。膝蓋骨は、膝蓋骨構成要素４４３で関節表面再建される。
【００５８】
図２１を参照すると、遠位大腿骨Ｆは、ＴＧＳを使用して準備される。大腿骨構成要素９０９は、遠位大腿骨Ｆを関節表面再建し、各々が内面９１７および対向する関節形成面９１５を有する複数の副構成要素９１０、９１１、および９１２から構成される。内面９１７および関節形成面９１５は、内側縁部と外側縁部との間に延在する。各々の副構成要素の内面は、１つまたは複数の固定支柱９１６を有する。あるいは、顆副構成要素は、内面９１７に沿ったほぼ矢状面に、安定化フィン（図示しない）を有する。
【００５９】
あるいは、上記で説明し、図５２に示すとおり、遠位大腿骨は、平面切除で準備され、後部切除部分９２５、遠位の後部面取り切除部分９２４、遠位の切除部分９２３、遠位の前部面取り部分９２２、および前部切除部分９２１を形成し得る。大腿骨構成要素９２６は、内面９３５が、準備された大腿骨滑車に対する取付具として構築され、境界面９３１が、隣接する顆副構成要素９２８および９２９に係合または結合するように構築された滑車副構成要素９２７から構成される。滑車副構成要素９２７は、膝蓋骨が関節を形成する外側関節面９３０を有する。屈曲する際、膝蓋大腿骨の接触領域は、滑車副構成要素９２７から、境界面９３１を横切って、大腿骨顆副構成要素９２８および９２９に移行する。滑車副構成要素９２７は、インプラントと支持骨との間に安定性を与えるため、１つまたは複数の支柱９３４を設けて構築され得る。顆副構成要素９２８および９２９は、準備された大腿骨顆に対する取付具として構築された内面９３６と、滑車副構成要素９２７に係合および結合するように構築された境界面９３１とを有する。滑車−顆副構成要素境界面について、以下で詳細に説明する。必要に応じて、滑車−顆副構成要素境界面は、完全に組み立てられた時に拘束されなくても、部分的に拘束されても、完全に拘束されてもよい。顆副構成要素は、インプラントと支持骨との間に安定性を与えるため、各々の副構成要素上に１つまたは複数の支柱９３４を設けて構築され得る。あるいは、ほぼ矢状面内のフィン（図示しない）は、インプラントと支持骨との間に安定性を与えるため、顆副構成要素の内面に組み込まれ得る。脛骨構成要素については、図８に示すように、脛骨ベースプレート副構成要素１５１および１５３は、内側コンパートメントおよび外側コンパートメントの個々の脛骨ベースプレートとして構築され得る。
【００６０】
一般的に図２２〜２７を参照すると、本発明の大腿骨構成要素は、小さい切開部分を容易に通過して関節腔内に入るように、様々な位置で区分することができる。図２２および２３を参照すると、滑車副構成要素９１０および外側顆副構成要素９１１は単一構造であり、内側顆副構成要素９１２はそれに結合または係合される。副構成要素間の境界面９１３は拘束されず、副構成要素は独立した状態で残される。あるいは、境界面９１３は、以下で詳細に説明するとおり、部分的に拘束される。もう１つの実施形態では、境界面９１３は、以下で詳細に説明するとおり、組み立てられた時に完全に拘束される。あるいは、滑車副構成要素９１０、および内側顆副構成要素９１２は単一構造であり、外側顆副構成要素９１１は、それに結合または係合される。副構成要素間のモジュール式境界面９１３は、嵌合する膝蓋骨もしくは膝蓋骨構成要素、または脛骨構成要素上における移行の影響を最小限にするために、遠位大腿骨表面の「タイドマーク（ｔｉｄｅ  ｍａｒｋ）」内に配置され得る。本発明の一実施形態は、滑車副構成要素９１０および外側顆副構成要素９１１を単一の副構成要素として提供して、膝蓋骨の内側の小さい切開部分を通して容易に配置し、膝蓋骨に均一に沿って動くように、膝蓋骨溝の外側面に沿って連続表面を提供することである。通常の膝関節運動機能では、四頭筋の機構の角度「Ｑ」は、膝蓋骨を大腿骨構成要素の外側に引っ張る。したがって、膝蓋骨溝の外側面に沿って、比較的高い接触力が存在する。あるいは、膝関節の病変が重度ではない場合、外側大腿骨顆は機能し、内側大腿骨顆および滑車は関節炎により障害が生じる。この場合、滑車および内側大腿骨顆を置換するための単一大腿骨顆副構成要素が適用される。
【００６１】
図２４および２５を参照すると、大腿骨構成要素の一実施形態は、独立する滑車副構成要素９１０、内側顆副構成要素９１２、および外側顆副構成要素９１１で構築される３つの副構成要素から構成され、モジュール式境界面９１３が、大腿骨構成要素のほぼ前遠位領域にある。嵌合構成要素が上で摺動する関節面は、嵌合構成要素が円滑に移行するように、モジュール式境界面９１３全体に整列した起伏のある表面を形成する。大腿骨副構成要素を移植する順序は、顆副構成要素９１１および９１２を最初に配置し、次に滑車副構成要素を配置する。滑車副構成要素は、小さいかまたは最小限侵襲的な切開部分を通して、外側顆副構成要素および内側顆副構成要素に結合される。この３つの副構成要素は、結合された時に、遠位大腿骨のおおよその位置に存在し、構成要素が完全に組み立てられると、最終的な位置に押し入れられ、大腿骨に固定される。上記のとおり、副構成要素間の境界面９１３は、拘束されなくても、独立していても、部分的に拘束されていても、完全に拘束されていてもよい。これらの実施形態の各々について以下で詳細に説明し、これらの実施形態はすべて、本発明の大腿骨構成要素の各々の実施形態に適用することができる。図２６および２７に示すさらに別の大腿骨構成要素実施形態では、独立する滑車副構成要素は、単一の内側顆副構成要素および外側顆副構成要素から成る独立する顆副構成要素９１４と結合または係合し、２つの副構成要素間の境界面９１３は、大腿骨構成要素のほぼ前遠位領域にある。
【００６２】
特に副構成要素の境界面の実施形態を見ると、上記のとおり、副構成要素間、および脛骨副構成要素間に見られる境界面は、個々の大腿骨または脛骨の副構成要素が完全に組み立てられた時点で拘束されなくても、部分的に拘束されても、完全に拘束されてもよい。さらに、この境界面は、関節腔内、および支持骨表面上への組み立てを容易にするため、組み立て時には拘束されなくても、または部分的に拘束されてもよい。係合機構または結合機構は、隣接する副構成要素が組み立て時に互いに接近する時に、より拘束されるように構築され得る。図４９Ａおよび図４９Ｂを参照すると、上記で説明し、図３２Ａおよび図３２Ｂに図示したものと類似するテーパ付きボス９６２は、顆副構成要素９２８および９２９がほぼ横断面で角度を形成するように構築される。再び図４９Ａおよび図４９Ｂを参照すると、顆副構成要素９２８および９２９は内側に傾斜し、隣接する副構成要素間に隙間９６３が存在する。あるいは、顆副構成要素９２８および９２９は外側に傾斜するか、または同様に滑車副構成要素に対して内側から外側方向に傾斜し、関節腔の境界内における大腿骨副構成要素の組み立てを単純化し得る。
【００６３】
顆副構成要素は、関節腔の境界内で組み立てられている間に、互いに対して角度を形成し、平行移動することができると有利であり得る。図４９Ａおよび図４９Ｂの断面図である図５３を参照すると、ボス９６２は、矩形の断面および内側にテーパが付いている対向する側部が構築され得る。完全に組み立てられた時にボス９６２をぴったり収容するが、副構成要素が、最初に一緒に配置されて、関節腔の境界内で組み立てられている間に、滑車副構成要素９２７と顆副構成要素９２８との間に拘束されない境界面を提供するように、収容ポケット９６４が構築される。したがって、滑車副構成要素は、外科医が一方または両方の顆副構成要素に対して角度を形成し、平行移動できるので、組み立てが容易である。あるいは、図５４に示すように、滑車副構成要素９２７上のボス９６５は、矩形の断面および平行に対向する側部を有し得、顆副構成要素９２８内の収容ポケット９６６内に緩く適合し、境界面が、組み立て時には拘束されず、完全に組み立てられた時には拘束されないか、または部分的に拘束されるように構築され得る。完全に組み立てられた顆副構成要素と滑車副構成要素との境界面は、支持骨上に組み立てられた後、副構成要素間に隙間９６３が残る場合は拘束されない。あるいは、滑車副構成要素と顆副構成要素との境界面は、支持骨上で組み立てられた後、隙間９６３が副構成要素間に閉鎖されると、部分的に拘束される。この場合、隣接する副構成要素は、境界面の平面内で平行移動することが可能である。必要に応じて、ボス９６５の上位の表面９６７および下位の表面９６８は、収容ポケット９６６の対向する上位の表面９７１および下位の表面９７２でぴったりした状態で摺動して、部分的に拘束された係合境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の上下の相対的平行移動、および角度の形成を防止するように構築され得る。あるいは、ボス９６５の垂直側面は、収容ポケット９６６の対向する垂直側面内でぴったりした状態で摺動して、部分的に係合した境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の内外方向の相対的平行移動、および角度の形成を防止するように構築され得る。最終的に、各々の大腿骨副構成要素９２７、９２８および９２９は、骨セメントで接合されるか、または骨の内方成長によって支持骨に固定される。
【００６４】
３コンパートメント膝関節置換術の場合、通常の運動機能を再現すると有利である。各々の大腿骨を整列および配向するため、副構成要素は、膝関節の運動範囲全体で、適切な靭帯の緊張および平衡を維持するように最適化される。したがって、隣接する副構成要素に対する各々の副構成要素の整列および配向、並びに脛骨および膝蓋骨に対する大腿骨構成要素の整列および配向が重要である。図２８および２９に示すように、滑車副構成要素９１０と顆副構成要素９１１および９１２との間のインターロックは、インターロックボス７２および７３によって行われる。副構成要素間の軸方向クリアランス７４は、ほぼ矢状面内に適度な角度が形成され、横断面における軸方向の平行移動が拘束され、角度の形成が拘束されるように構築される。必要に応じて、軸方向のクリアランス７４を増加して、ほぼ矢状面における軸方向の平行移動および角度の形成をより大きくすることができる。さらに、２つのボス７２および７３の隅、および対向する隅に半径を配置すると、ほぼ矢状面における角度の形成が増加する。インプラントを支持骨に固定する前に、軸方向の回転および直交平行移動を拘束すると、関節腔内で副構成要素を組み立てる際に有利である。骨に固定された後、顆副構成要素のボス７３は、滑車副構成要素のボスを支持骨に対して捕捉する。あるいは、滑車ボス７２は、顆副構成要素に対して遠位に配置され得、この場合、顆副構成要素のボスを捕捉する。必要に応じて、図３０および３１に示すように、ほぼ上下方向における直交平行移動は、部分的なダブテイル７８を顆副構成要素のボス７６および滑車副構成要素のボス７７に追加することにより拘束することができる。ほぼ内外方向における直交平行移動は拘束されない状態を保ち、大腿骨の内側面および外側面から、滑車副構成要素を内側顆副構成要素および外側顆副構成要素上に配置することを容易にする。顆副構成要素に対する滑車副構成要素のこうした組み立ては、上記のように、準備された大腿骨顆に顆副構成要素が単独で固定され、次に、膝蓋骨と大腿骨との間で滑車副構成要素を摺動させる能力により、インターロックボス７６および７７に係合させながら滑車副構成要素を配置する場合に有利であり得る。
【００６５】
図３４および３５を参照すると、必要に応じて、ほぼ矢状面における直交平行移動、および軸方向回転は、顆副構成要素９１１および９１２内に形成された、一致する形状および矩形の断面の収容ポケット３１内に、矩形断面のボス４５０を捕捉し、滑車副構成要素９１０から離して突出させることによって拘束され得る。あるいは、ボスは、顆副構成要素９１１または９１２上にあり、ポケットは、滑車副構成要素９１０内にある。何れの場合も、相対的に短いボスは、関節包内での組み立てを容易にするために必要である。あるいは、図３２および３３に示すように、滑車副構成要素９１０のボス８０は、矢状断面にテーパが付いており、顆副構成要素９１１または９１２の対応するポケット８１のテーパは、滑車副構成要素のボス８０をぴったり収容するようにテーパが付き、隣接する副構成要素が一緒に取り付けられる時に、ほぼ矢状面における角度形成部分で拘束が少なく、その結果、関節包内での組み立てが容易であり、テーパの接合点が完全に定着すると、拘束された境界面が提供される。必要に応じて、このボスは、横断面でもテーパが付けられ、ほぼ横断面で拘束されない角度形成部分を提供し、関節腔内における組み立てを容易にする。ボス８０およびポケット８１が定着するにつれて、この境界面は、完全に定着した時点での完全拘束状態にまで次第に拘束される。あるいは、ボス８０および収容ポケット８１は、テーパの有無に関わらず、整合する円形、楕円形、またはその他の適切な断面であり得、ポケットが、ボスをぴったり収容するように構築される。
【００６６】
組み立てを単純化し、境界面の安定性を高めるため、ダウエルピン８４は、顆副構成要素内の嵌合する孔８３内に収容されるように、滑車副構成要素内に圧入する。必要に応じて、滑車副構成要素は、クリアランス孔８６を設けて構築され得、このクリアランス孔８６は、ねじ切りされた収容孔８２を内にねじ入れられるねじ切りされた固締具８５を収納し、副構成要素の境界面全体に圧縮保持力を適用する手段を提供する。滑車副構成要素の関節面の分離を防止するため、クリアランス孔８６は、膝蓋骨構成要素、または脛骨ベアリング構成要素の関節経路の内側および外側に配置される。固締具としては、テーパ付き要素の境界面、ねじおよびねじ切りされた固締具、拡張ピンまたはバー、圧力嵌めピンまたはバー、その他の固締具手段、またはこれらの組合せが挙げられるが、これらだけに限らない。
【００６７】
あるいは、図３２を参照すると、ボス８０は、テーパ付き要素の基部の上下面を緩和することにより、ほぼ矢状面において可撓性であるように構築され得る。隣接する副構成要素間のこのような可撓性相互接続は、遠位大腿骨の運動学的に準備された支持面の変動に局所的に適応する際に有利である。
【００６８】
上記のとおり、隣接する副構成要素間に可撓性の相互接続を有すると有利である。図３６および３７を参照すると、整列タブ４５１は可撓性であり、滑車副構成要素と、隣接する顆副構成要素９１１および９１２との間に挿置される。整列タブ４５１は、ポリエチレン、ウレタンなどの可撓性材料、もしくはその他の適切な可塑性材料；またはＮＰ３５Ｎ、ステンレス鋼、ニチノールなどの金属、もしくは可撓性であるように構築されるその他の適切な金属から製造される。整列タブ４５１は、円柱状である。あるいは、整列タブ４５１は、楕円形、矩形、または任意の適切な形状および断面であり得る。顆副構成要素９１１および９１２内の収容ポケット３１は、整列タブ４５１の形状および断面に適合して、整列タブと副構成要素との間に安定した摺動境界面を提供するように構築される。あるいは、整列タブ４５１は、顆副構成要素または滑車副構成要素の方に突出するように内側にテーパが付き得、収容ポケット３１および４５１は、こうしたテーパに適合し、整列タブ、嵌合顆副構成要素、および嵌合滑車副構成要素間に抑制された状態で適合する（ｓｎｕｇ  ｆｉｔ）ように構築される。
【００６９】
整列タブは、一時的に副構成要素内に配置されて、関節包内の支持骨への組み立ておよび取付けを単純化することが有利であり得る。図３８、３９、および４０を参照すると、第１骨セメントは、副構成要素の内面上、および遠位大腿骨の準備された表面上に配置される。顆副構成要素９１１および９１２、並びに滑車副構成要素９１０は、関節腔内、および支持骨上に配置される。次に、副構成要素は、可撓性の整列タブ４５３を使用して組み立てられ、滑車副構成要素および顆副構成要素の嵌合スロット４５７内に配置される。内側から配置される滑車副構成要素９１０に取り付けられる内側顆副構成要素９１２に１つ、外側から配置される滑車副構成要素９１０に取り付けられる外側顆副構成要素９１１に１つ、２つの整列タブ４５３が必要である。顆副構成要素は、屈曲状態の膝関節に押し当てられ、次に、滑車副構成要素が、伸展状態の膝関節に押し当てられる。過剰な骨セメントを除去し、セメントを硬化させる。試用の脛骨インプラントおよび試用の膝蓋骨インプラントを配置して、骨セメントが硬化する際に、大腿骨副構成要素の圧縮荷重を提供し得る。図３８に示す一実施形態では、整列タブ４５３は、顆副構成要素内のスロット４５７内に摺動するように構築された円柱状縁部４５５と、整列タブ４５３の形状および断面に適合するように構成された滑車副構成要素とを有する。整列タブの円柱状縁部４５５は、顆副構成要素および滑車副構成要素内の円柱状陥凹部４５６に係合するように構築される。
【００７０】
あるいは、整列タブ４５３の円柱状縁部の１つは、関節腔内の副構成要素の組み立てを単純化するため、折り畳まれるかまたは拡張するように構築され得る。図３９を参照すると、整列タブの拡張可能な縁部４５９には、整列タブの長さに沿ったスロット４５８が構築される。整列タブ４５３の円柱状縁部４５５は、滑車副構成要素、または顆副構成要素の１つの収容スロット４５７の中に配置され、次いで、嵌合する副構成要素の収容スロット４５７内に滑入される。拡張ピン４６０は、スロット４５８内に配置され、拡張可能な縁部４５９を拡張して、嵌合する副構成要素内の円柱状縁部４５６に係合させる。これは、他の顆副構成要素について繰り返され、大腿骨構成要素が、上記のとおり、準備された大腿骨に固定される。骨セメントが十分に硬化した後、整列タブ４５３を、取外し孔４５４に引っ掛けることにより取り外す。あるいは、縫合糸を取外し孔に結合して、整列タブの容易な取外しを促進し得る。あるいは、整列タブ４５３は、米国特許出願第１１／１８６，４８５号に記載されているように、テザーデバイスを使用して収容スロット４５７内に配置され得る。
【００７１】
脛骨インプラントに関しては、上記のとおり、脛骨ベースプレート構成要素は、図４３に示すように単一構造であり得、膝関節に関連する脛骨プラトーの準備された表面を被覆する。内側ベースプレート３２８、および外側ベースプレート３２６は対称であり、１つの設計を左右の膝関節に使用することが可能である。あるいは、内側ベースプレート３２８および外側ベース３２６は非対称であり、左右の設計が必要であり得る。内側ベースプレート３２８と外側ベースプレート３２６との間のブリッジ３２４は、前後方向の寸法が狭くなっており、前部十字靭帯を挿入する前にブリッジ３２４を配置して、前部十字靭帯温存人工膝関節全置換術で支持骨を保存することが可能である。必要に応じて、ブリッジの後面３３０は、前部十字靭帯切除人工膝関節全置換術では、後方に（図示しない）移動することができる。必要に応じて、ブリッジの後面は、後方安定型人工膝関節全置換術として一般に周知されている十字靭帯切除（前後十字靭帯）人工膝関節全置換術では、さらに後方に（図示しない）移動することができる。内側ベースプレート３２８および外側ベースプレート３２６の近位表面は、陥凹部の周囲にショルダー３２２が埋め込まれ、脛骨ベアリングインサート（図示しない）に対するある形態の捕捉機構または拘束を提供する。ベースプレート係止手段に対するその他の脛骨ベアリングインサートは、先行技術で公知であり、脛骨ベアリングインサートをベースプレートに固定するためのダブテイル機構、係止タブ、係止キーおよびピン、並びにその他の固締具が挙げられる。
【００７２】
単一構成要素として構築された場合、脛骨ベースプレートは、内側脛骨大腿骨コンパートメントと外側脛骨大腿骨コンパートメントとの両方に対する固定ベアリングまたは可動ベアリングインサートの捕捉機構を提供する。１つの選択肢として、１つのプラットフォームは、内側脛骨大腿骨コンパートメントの固定ベアリング捕捉機構、および可動ベアリング捕捉機構、または外側脛骨大腿骨コンパートメントの可動ベアリングインサートを収容するための単純なプラットフォームを提供するように構築される。左右の脛骨ベースプレートが必要であるので、同じベースプレートが可動ベアリングの内側インサートおよび固定ベアリングの外側インサートとして使用され得る。
【００７３】
図４４に示すように、脛骨ベースプレートは、副構成要素が関節腔の境界内で結合される２部分から成る構成要素として任意に構築される。内側ベースプレート３２８と外側ベースプレート３２６との間のスプリット３２３は、ブリッジ３２４の内側であるが、スプリット３２３は、ブリッジに沿ったどこかに位置し、矢状面に対して内側または外側に傾斜していても、矢状面に対して平行であってもよい。スプリット３２３を内側に配置して傾斜させる利点は３つあり、第１に、これは、相互接続機構の追加の断面積を提供し、第２に、固締具を配置するための内側傍膝蓋骨切開部分を介して、スプリット３２２に対して垂直に容易に接近でき、第３に、上にインサーターを取り付けることができる延長部分を提供して、内側傍膝蓋骨切開部分を通して外側脛骨ベースプレート副構成要素３２６の配置を容易にする。あるいは、スプリット３２２における内側ベースプレート副構成要素３２８と、外側ベースプレート副構成要素３２６との間の相互接続は完全に拘束され、内側副構成要素３２８および外側副構成要素３２６は共通の平面に保持され、副構成要素の広がりは一定角度に保持される。必要に応じて、スプリット３２３における相互接続は部分的に拘束される。
【００７４】
図４１、ダウエルピン３４４ねじ切りされた固締具３４５
大腿骨の副構成要素と同様、脛骨ベースプレートは、１つの部品として構築されても、複数の構成要素として構築されてもよい。後者の場合、脛骨ベースプレートの副構成要素間の境界面は、拘束されなくても、部分的に拘束されても、完全に拘束されてもよい。大腿骨副構成要素に関して説明した副構成要素の境界面実施形態は、脛骨副構成要素の結合または係合に適用することができ、これは、参考により示唆されている。さらに、脛骨ベースプレートの副構成要素に関して説明した副構成要素の境界面実施形態は、大腿骨副構成要素の結合または係合に適用することができるが、上記とは異なる場合がある。脛骨ベースプレート副構成要素は、適切な金属から製造され、たとえば、コバルトクロム合金、チタン、もしくはチタン合金、またはステンレス鋼；またはジルコニアもしくはアルミナセラミックから製造される。副構成要素は、機械加工されても、鋳造または成形されてもよい。製造方法としては、機械加工、ワイヤおよびプランジＥＤＭ、並びにその他の適切な製造プロセスが挙げられる。
【００７５】
図４１および４２を参照すると、代替の実施形態では、脛骨ベースプレートは、脛骨隆起の開口部の一方の側に沿って区分され、副構成要素間の境界面は、膝関節の中心を通る矢状面から離れて傾斜している。代替の実施形態では、副構成要素間の境界面は、外科的切開部分の下に境界面を配置する内側顆方向に、膝蓋骨靭帯の側部までである。図４１に示すように、ボス３４０は、ブリッジ３２４から延在する。ボス３４０は、断面が矩形であり得る。ボス３４０の上下の寸法は、ブリッジ３２４の領域の脛骨ベースプレート副構成要素３２６および３２８の対応する上下の寸法より小さい。副構成要素の境界面は、外側副構成要素３２６の境界面から突出するボスの対向側部上に平行面を有するように、ボス３４０を構築することにより、比較的拘束される組立体のために構築され得る。収容ポケット３４２は、嵌合するボス３４０に摺動可能に適合する形状および断面で構成される。しかし、関節腔内における組み立ては、ボス３４０にテーパを設けて、組み立て時の副構成要素と、副構成要素が完全に定着された後の拘束された境界面との間に角度を形成することを可能にすることによって単純化される。必要に応じて、図５１Ａおよび図５１Ｂに示すように、ボス３４０は、上下表面に平行面、垂直表面３４１に内側にテーパが付いた表面を有し、副構成要素間の上下の角度形成に拘束を提供し得、組み立て時のベースプレートの平面内の角度形成に最小限の拘束を提供し得る。代替の実施形態では、副構成要素間のインターロックは、図４１に示すようにダウエルピン３４４およびねじ切りされた固締具３４５を含み得るか、または図５１Ａおよび図５１Ｂに示すように含まなくてもよい。図５１Ａおよび図５１Ｂを参照すると、ベースプレートの副構成要素は、ボス３４０が収容ポケット３４２（図４１参照）内に部分的に係合するように配置され、副構成要素が、ほぼ横断面内で互いに対して角度を形成し、脛骨プラトーの幾何学的配置に対して副構成要素を配向できるようにし得る。
【００７６】
ベースプレート副構成要素は、関節腔の境界内で組み立てる際に、互いに角度を形成し、平行移動できると有利であり得る。図５１Ａおよび図５１Ｂを参照すると、ボス３４０は、矩形の断面、および内側にテーパが付いた対向側部を有するように構築され得る。収容ポケット３４２（図４１参照）は、完全に組み立てられた時に、ボス３４２をぴったり収容するが、副構成要素を一緒に最初に配置して、関節腔の境界内で組み立てられると、隣接する副構成要素３２６と３２８との間に拘束されない境界面を形成するように構築される。したがって、ベースプレート副構成要素を、外科医により互いに対して角度を形成させ、平行移動させて組み立てを容易にできる。あるいは、ボス３４０は、矩形の断面、および平行な対向側部を有し得、収容ポケット３４２内に緩く適合して、組み立て時に拘束されない境界面、および完全に組み立てられた時に、拘束されないか、または部分的に拘束される境界面を形成するように構築され得、ボス３４０および収容ポケット３４２は、図５４に関連して大腿骨副構成要素について上記で説明した構造と類似する構造である。完全に組み立てられたベースプレートの副構成要素と副構成要素との境界面は、隙間３２３が、支持骨上に組み立てられた後に副構成要素間に残っている場合は拘束されない。あるいは、ベースプレートの副構成要素と副構成要素との境界面は、隙間３２３が、支持骨上に組み立てられた後に副構成要素間で閉鎖される場合、部分的に拘束される。この場合、隣接する副構成要素は、境界面の平面において平行移動することが可能である。必要に応じて、ボス３４０の上下表面は、収容ポケット３４２の対向上下表面内でぴったり摺動し、部分的に拘束された係合境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の上下の相対的な平行移動および角度形成を防止するように構築され得る。あるいは、ボス３４０の垂直摺動表面は、収容ポケット３４２の対向垂直側面内でぴったり摺動し、部分的に拘束された係合境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の内外方向の相対的な平行移動および角度形成を防止するように構築され得る。最終的に、ベースプレート副構成要素３２８および３２６は、骨セメントで接合されるか、または骨の内方成長によって支持骨に固定される。
【００７７】
必要に応じて、ボス３４０は、上下表面（図示しない）および垂直表面３４１に、内側にテーパが付いた表面を有し、関節腔内における組み立て時に、副構成要素間のある方向における角度形成に対して最小限の拘束を提供し得る。両方の実施形態では、収容ポケット３４２は、嵌合するボス３４０にぴったり適合する形状および断面で構築され、それによって、副構成要素が完全に定着した時に、完全に拘束された境界面が提供される。あるいは、ボス３４０は、副構成要素に係合または結合する、円柱もしくは切頭円錐、または適切な形状および断面として構築され、収容ポケット３４２は、嵌合するボス３４０にぴったり適合する形状および断面で構築される。あるいは、外側ベースプレートの副構成要素の境界面から突出する複数のボス（図示しない）が存在し得、収容ポケットは、他の副構成要素の嵌合するボスにぴったり適合する形状および断面で構築される。あるいは、１つまたは複数のボスは、内側ベースプレート副構成要素から突出し得、収容ポケットは、外側ベースプレート副構成要素内に存在する。
【００７８】
図４１を参照すると、ダウエルピン３４４は、外側ベースプレート副構成要素３２６内の収容孔３４０内に圧入され得る。内側ベースプレート副構成要素内のダウエルピン３４４の収容孔３４３は、組み立てが容易であるように滑り嵌めを提供する。あるいは、ダウエルピン３４４は、内側ベースプレート副構成要素内に圧入され得、外側ベースプレート副構成要素内に滑り嵌めされ得る。テーパ付き境界面を完全に定着させるための圧縮力を提供し、互いに対する副構成要素の機械的な係止を提供すると有利であり得る。一実施形態では、ねじ切りされた固締具３４５は、外側ベースプレート副構成要素内の収容孔３４８を通して配置され、内側ベースプレート副構成要素内のねじ切りされた収容孔内にねじ入れられる。クリアランス孔３４６の前部開口部は、ねじ切りされた固締具３４５のヘッドのさら穴を提供するために拡大される。図４２を参照すると、ねじ切りされた固締具３４５、クリアランス孔３４８および３４６、並びにねじ切りされた収容孔３４７は、ボス３４０および収容ポケット３４２を通り、第２ダウエルピン３４９が外側ベースプレート副構成要素内の収容孔３５０内に圧入することを可能にし、それによって、内側ベースプレート副構成要素内の収容滑り嵌め孔３５１内に配置された時に、境界面にさらなる安定性を与えるように構築され得る。
【００７９】
上記のとおり、インプラントにさらなる安定性を与えるために、脛骨ベースプレートに取り付けられ、脛骨髄腔内に延在する支柱を使用する必要がある患者の適応症が存在し得る。同様に、時には、このような適応症は、インプラントのさらなる安定性を提供するために、大腿骨構成要素または副構成要素に取り付けられ、大腿骨髄腔内に延在する支柱を使用する必要がある場合に存在する。モジュール式支柱と共に使用するように構築された従来の脛骨および大腿骨の膝関節インプラントは、関節腔の外部で組み立てるように構築される。このような構造は、低侵襲的および最小限侵襲的な人工関節置換術の場合は問題である。なぜなら、外科的露出が限られるので、組み立てられた構成要素を関節腔内に配置するための十分な空間がないからである。本発明では、限られた外科的露出で、ステムを脛骨髄腔内に配置するために十分に接近可能であることが分かった。同様に、大腿骨側の場合、限られた外科的露出で、ステムを大腿骨髄腔内に配置するために十分に接近可能であることが分かった。したがって、本発明の一実施形態では、ステムは関節腔内を通り、脛骨プラトー内の準備された孔を通って髄腔に延在する。その後、上記の本発明の脛骨構成要素または副構成要素は関節腔内に配置され、ステムに組み立てられる。同様に、大腿骨構成要素の場合、本発明の一実施形態では、ステムは、関節腔内を通り、遠位大腿骨内の準備された孔を通って髄腔に延在する。その後、本発明の大腿骨構成要素または副構成要素は関節腔内に配置され、ステムに組み立てられる。本発明の一実施形態では、大腿骨ステムが最初に配置され、次に脛骨ステム、次に大腿骨副構成要素、最後に脛骨副構成要素が配置される。あるいは、外側ベースプレート副構成要素は、内側ベースプレート副構成要素より前に配置される。
【００８０】
一般に、図４５および４６を参照すると、本発明の代替の実施形態では、脛骨構成要素は、ステム副構成要素９４０、および単一のベースプレート副構成要素９４１から構成される。あるいは、上記の内側ベースプレート副構成要素および外側ベースプレート副構成要素が、ステム副構成要素９４０と共に使用され得、この場合、ステム副構成要素９４０は脛骨内に配置され、次に内側ベースプレート副構成要素、次に外側ベースプレート副構成要素が配置される。次に、脛骨副構成要素が関節腔内で組み立てられる。あるいは、外側ベースプレート副構成要素は、内側ベースプレート副構成要素の前に配置され得る。
【００８１】
膝関節を９０°より大きく屈曲させると、ステム副構成要素のための近位脛骨内の収容孔を準備するためのアクセスが提供される。一般に当業者に公知である脛骨のテンプレートまたは試作品およびパンチは、収容孔を準備するために使用される。図４６を参照すると、ステム副構成要素９４０は、膝関節を同様に屈曲させて脛骨内に配置される。ステムは、完全に定着した位置から約２ｍｍ〜６ｍｍ残しておくと、以下で説明するとおり、骨セメントを使ってインプラントを容易に配置する上で有利であり得る。骨セメントを使用する場合、骨セメントは、ベースプレート副構成要素の下面、および脛骨プラトー上に塗布される。膝関節を伸展させた状態で、ベースプレート副構成要素９４１は、ベースプレート副構成要素９４１の外側面を膝蓋骨靭帯の内側、およびステム副構成要素９４０の上の切開部分を通して配置することにより関節腔内に配置される。次に、ベースプレート副構成要素９４１を回転させて脛骨プラトーを整列させ、収容タブ９５３が、ステム捕捉プレート９４４を越えるまで前方に引っ張る。
【００８２】
次に、ベースプレート副構成要素９４１を、収容タブ９５３のレベルまで下げ、収容タブ９５３を、セメントで結合された構成要素の場合、脛骨プラトーよりわずかに上に配置されており、ベースプレート副構成要素および脛骨プラトー上に前に配置した骨セメントを破壊せずに、ステムのベースプレート副構成要素９４１上への配置を容易にする。ベースプレート副構成要素９４１は、前方に押されて、近位のステム副構成要素内の収容溝９４９に摺動可能に係合し、ねじ切りされた固締具９４６でステム副構成要素９４０に固定され、ねじ切りされた固締具９４６は、ベースプレート副構成要素９４１内の収容クリアランス孔９４７を通って配置され、ステム副構成要素内のねじ切りされた収容孔９５０内にねじ入れられる。あるいは、先行技術で公知のその他の固締手段が使用され得、たとえば、クロスピン、スナップ嵌合、テーパ付き嵌合、またはその他の適切な着脱可能な手段が使用され得る。あるいは、捕捉プレート９４４はモジュール式であり得、ベースプレート副構成要素９４１を収容支柱上に降ろして捕捉プレート９４４を配置し、捕捉プレート９４４を通してステム副構成要素９４０内に配置された１つまたは複数のねじ切りされた固締具を使って捕捉プレート９４４を固定することによって、ベースプレート副構成要素９４１をステム副構成要素９４０上に配置することが可能である。ベースプレート副構成要素をステム副構成要素に固定した後、膝関節は、衝撃ツールを接近させるために９０°より大きく屈曲させて、脛骨構成要素を脛骨プラトー上に衝突させる。骨セメントが使用された場合、過剰な骨セメントは、固着後に除去される。
【００８３】
図４５および４６を参照すると、ステム副構成要素は、支持骨と係合した時に、回転の安定性を提供すると共に、ベースプレート副構成要素９４１を支持するフィン９５１を設けて構築される。ベースプレート副構成要素９４１の下面は、フィン９５１の近位面９５２によって支持される。あるいは、図５０に示すように、外側ベースプレート副構成要素３２６およびステム副構成要素９４０は、一体の副構成要素として構築され得、その上に内側ベースプレート副構成要素３２８が係合または結合される。
【００８４】
図４７および４８を参照すると、本発明のもう１つの実施形態では、ブラケット９５３は、ベースプレート副構成要素９４１をステム副構成要素９４０に固定するために使用され得る。ベースプレート副構成要素９４１は、上記のようにステム副構成要素９４０上に配置される。ベースプレート副構成要素９４１が、ステム副構成要素９４０上に配置された後、ブラケット９５３は、陥凹領域９５６内のステム副構成要素の前面、およびベースプレート副構成要素９４０上に配置され、ねじ切りされた固締具９５２で固定され、このねじ切りされた固締具は、ブラケット９５３内の収容クリアランス孔９５４を通って、ステム副構成要素内のねじ切りされた収容孔９５５内に配置される。ベースプレート副構成要素をステム副構成要素に固定した後、膝関節は、衝撃ツールを接近させるために９０°より大きく屈曲させて、脛骨構成要素を脛骨プラトー上に衝突させる。骨セメントが使用された場合、過剰な骨セメントは、固着後に除去される。図４７および４８に示す実施形態のその他の特徴および機能は、上記で説明し、図４５および４６に示すとおりである。
【００８５】
上記のとおり、大腿骨構成要素および脛骨構成要素を構成する副構成要素は、それぞれ大腿骨構成要素および脛骨構成要素を形成する際に、互いに対して配向される。副構成要素を関節腔内に配置し、整列および配向して、互いに係合および結合させて、支持骨に固定するプロセスは、１つまたは複数の副構成要素を保持する器械を使用し、その際、これらの副構成要素を関節腔内に配置し、組み立て時に２つ以上の副構成要素を適切に配向して保持するか、またはこれらの副構成要素を支持骨に固定することにより単純化および強化することができる。
【００８６】
図１９Ａおよび図１９Ｂを参照すると、独立する脛骨ベースプレート副構成要素３１４および３１５は、ベースプレートインサーター３１６によって、互いに対して適切に配向される。一実施形態では、脛骨インサーター３１６は、個々の前面３１７に沿ってベースプレート副構成要素３１４および３１５にまたがるブラケット３０２から成る。クロスバー３０２上の個々の嵌合表面３０８は、このようなベースプレート副構成要素表面３１７に適合し、関節腔内に配置する際に、独立するベースプレート副構成要素３１４および３１５の軸方向の回転を防止する。ベースプレート副構成要素は、ねじ切りされた固締具３０４によってブラケット３０２に固締され、ねじ切りされた固締具３０４は、ブラケット３０２のクリアランス孔３０５を通して配置され、内側ベースプレート副構成要素３１５および外側ベースプレート副構成要素３１４のねじ切りされた収容孔３０１内にねじ入れられる。代替の実施形態では、インサーターシャフト３０３は、内側ベースプレート副構成要素３１５の内側前方のブラケット３０２に取り付けられ、ベースプレート副構成要素３１４および３１５ならびに脛骨インサーター３１６を、膝蓋骨の内側面に沿った垂直切開部分を通して容易に配置することができる。あるいは、インサーターシャフト３０３は、ブラケット３０２の中間、またはブラケット３０２の外側面に取り付けられ得る。本発明の代替の実施形態では、ブラケット３０２は、スナップ嵌合接続具、トリンクルロック、ダブテイル接続、または２つの部品を互いに取り付けるその他の手段を使って、個々のベースプレート副構成要素に取り付けられ得る。インサーターシャフト３０３は、角ドライブ３１０内に構築されたトリンクルロック３１２など、迅速な取付け機構を有し得、トリンクルロック３１２は、方形の収容孔３１１内の収容孔３１１内にインサーターシャフト３０３を保持し、収容孔３１１は、トリンクルロック３１２をブラケット３０２内に収容するための小凹点（図示しない）を収容し、角ドライブ３１０は、インサーターシャフト３０３とブラケット３０２との間の軸方向回転を防止する。トリンクルロック３１２は通常は係止されており、解除ボタン３０９を引き戻すことによって解除することができる。着脱可能なインサーターシャフト３０３は、切開部分を閉鎖して、膝蓋骨が滑車内に沿って動くことを可能にすることが役立つ場合、運動範囲を評価する際、またはセメントで接合する際に個々のベースプレート副構成要素を安定させるために、ブラケット３０２を所定の位置に残した状態でインサーターシャフト３０３を取り外すことが可能であることが望ましい。あるいは、インサーターシャフト３０３は、ブラケット３０２と一体で良い。一般に、ブラケット３０２は、ベースプレート副構成要素のある範囲のサイズおよび内外方向の間隔に適応するように、複数のサイズで入手可能である。あるいは、ブラケット３０２は、軸方向に摺動または伸縮する機構を含むことによって、長さが変化するように構築され得る。ベースプレートインサーターは、ステンレス鋼などの適切な金属から製造され得る。必要に応じて、ハンドル３０６は、アクリル、Ｕｌｔｅｍ、もしくはｃｅｌｃｏｎなどの適切なプラスチック、またはフェノール樹脂材料から製造され得る。
【００８７】
本発明のもう１つの実施形態では、ブラケット３０２は、内側３１５および外側３１４ベースプレート副構成要素間にさらに安定性があると有利である場合に移植可能であるように構築され得る。この場合、ブラケット３０２、およびねじ３０４などの固定デバイスは、移植可能な適切な材料、たとえばチタン、チタン合金、ステンレス鋼、コバルトクロム合金；またはＰＥＥＫもしくはポリエチレンなどの適切なポリマーから製造される。
【００８８】
ベースプレート副構成要素３１４および３１５が、骨セメントで支持骨に固定される１つの使用方法では、内側ベースプレート副構成要素３１５が最初にブラケット３０２に取り付けられる。試用の大腿骨副構成要素（図示しない）は、外側大腿骨顆および内側大腿骨顆上に配置される。骨セメントは、ベースプレート副構成要素３１４および３１５の下面に塗布され、独立する外側ベースプレート３１４は、膝関節の外側コンパートメント内に配置される。内側ベースプレート３０５は、ねじ切りされた固締具３０４は、ブラケット３０２内の収容孔３０５を通って、外側ベースプレート副構成要素３１４内のねじ切りされた収容孔３０１内に入ることが可能になるまで、脛骨インサーター３１６を使って内側コンパートメント内に配置される。試用のインサートベアリング（図示しない）は、ベースプレート副構成要素３１４および３１５上に配置され、膝関節は伸展して、脛骨構成要素に圧縮力を提供する。必要に応じて、脛骨インサーター３１６は、脛骨構成要素の整列に役立つように、膝関節の機械軸を基準とする整列案内手段を設けて構築され得る。あるいは、脛骨インサーター３１６は、脛骨インサーター３１６の手術ナビゲーション、ならびに取り付けられたベースプレート副構成要素３１４および３１５を関節腔内で適切に整列させることができるように、ナビゲーション追跡装置を設けて構築され得る。インサーターシャフト３０３は取り外され、ブラケット３０２は所定の位置に残され、セメントを除去する際に関節腔に接近しやすくなり得る。インサーターシャフト３０３は、トリンクルロック解除ボタン３０９を引き戻すことにより取り外され得る。セメントが硬化した後、ブラケット３０２を取り外す。
【００８９】
必要に応じて、脛骨インサーター３１６は、整列案内手段を取り付けるように構築され得る。図５５を参照すると、整列ロッド２０２を有する整列案内手段２０１は、整列案内手段２０１を脛骨インサーター３１６に取り付けることによって、脚の機械軸に対する脛骨ベースプレート副構成要素３１４および３１５の整列を確認するために使用され得、このような取付けは、シャフト３０３上で摺動可能に適合する整列案内手段２０１の基部２０３内のチャネル２０４として構築され、その結果、整列案内手段２０１を脛骨インサーター３１６に対して適切に整列させて安定させる。整列案内手段はねじ切りされた固締具３０４によって脛骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３０４は、基部２０３のクリアランス収容孔３０５を通り、インサーターシャフト３０３のねじ切りされた収容孔３０１内にねじ入れられる。脛骨副構成要素３１４および３１５は、整列案内手段２０１を脛骨インサーター３１６に取り付け、準備された脛骨切除部分に脛骨副構成要素を配置した状態で検査される。大腿骨の試用品および試用インサートベアリングが配置され、膝関節は、完全伸展位状態に伸展される。適切に整列した場合、整列ロッド２０２は、股関節中心、膝関節中心、および足関節中心上を通る。
【００９０】
必要に応じて、脛骨インサーター３１６は、手術ナビゲーションシステムと共に使用される手術ナビゲーション追跡装置を取り付けるように構築され得る。図５７を参照すると、フレーム２０７および基部２０６上に支持された３つの反射球２０８を有する手術ナビゲーション追跡装置２０５は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を脛骨インサーター３１６に取り付けることにより、脚の機械軸に対する脛骨ベースプレート副構成要素３１４および３１５の整列を検査するために使用され得、このような取付けは、シャフト３０３上で摺動可能に適合する手術ナビゲーション追跡装置２０５の基部２０６内のチャネル２０４として構築され、その結果、手術ナビゲーション追跡装置２０５を脛骨インサーター３１６に対して適切に整列させて安定させる。手術ナビゲーション追跡装置２０５は、ねじ切りされた固締具３０４によって、脛骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３０４は、基部２０６のクリアランス収容孔３０５を通って、インサーターシャフト３０３のねじ切りされた収容孔３０１内にねじ入れられる。脛骨副構成要素３１４と３１５との整列は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を脛骨インサーター３１６に取り付け、準備された脛骨切除部分に脛骨副構成要素を配置した状態で検査される。大腿骨試用品および試用インサートベアリングが配置され、膝は完全伸展位まで伸展される。手術ナビゲーションシステムは、膝関節の整列を測定して、外科医に報告を提供する。あるいは、整列案内手段２０１および手術ナビゲーション追跡装置２０５は、「Ｔ」スロット；ダブテイルロック；円柱状インターロック；ボタンインターロック；球状インターロック；もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の接続手段を使って、脛骨インサーター３１６に取り付けるように構築され得る。
【００９１】
上記のとおり、大腿骨関節面の一実施形態は、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメント、ならびに膝蓋大腿骨コンパートメントを関節表面再建することである；骨セメントを使用して、インプラントを支持骨に固定する場合、構成要素を段階的に移植すると有益である。図２０Ａおよび図２０Ｂを参照すると、独立する内側顆状副構成要素９１２および外側顆状副構成要素９１１は、滑車副構成要素の前に所定の位置にセメントで固定され得る。本発明の一実施形態では、これらの顆状副構成要素は、大腿骨インサーター９２０によって互いに対して配向され、関節腔内に配置される。一実施形態では、大腿骨インサーター９２０は、個々の前面９３３に沿って内側９１２および外側９１１顆状副構成要素にまたがるブラケット３６から構成される。ブラケット３６は、内側９１２および外側９１１顆状副構成要素の収容ポケット３１内に摺動可能に適合する突出タブ３５を設けて構築され、この突出タブ３５は、各々の顆副構成要素を関節腔内にそれぞれ配置する際に、各々の顆副構成要素が軸方向に回転するのを防止する。顆副構成要素９１１および９１２は、ねじ切りされた固締具３３によってブラケット３６に固締され、ねじ切りされた固締具３３は、ブラケット３６のクリアランス孔３４を通って、個々の顆副構成要素９１１および９１２のねじ切りされた収容孔９３２内にねじ入れられる。代替の実施形態では、インサーターシャフト３９は、顆副構成要素９１２の内側前方のブラケット３６に取り付けられ、膝蓋骨の内側面に沿った垂直切開部分を通して、顆副構成要素９１１および９１２ならびに大腿骨インサーター９２０を容易に配置することができる。あるいは、インサーターシャフト３９は、ブラケット３６に沿った中間、またはブラケット３６の外側面に取り付けられ得る。本発明の代替の実施形態では、ブラケット３６は、スナップ嵌合接続具、トリンクルロック、ダブテイル接続、または２つの部品を互いに取り付けるその他の手段を使って、個々の顆副構成要素に取り付けられ得る。インサーターシャフト３９は、角ドライブ３７内に構築されたトリンクルロック３８など、迅速な取付け機構を有し得、トリンクルロック３８は、方形の収容孔４１内にインサーターシャフト３９を保持し、収容孔４１は、トリンクルロック３８をブラケット３６内に収容するための小凹点（図示しない）を有し、角ドライブ３７は、インサーターシャフト３９とブラケット３６との間の軸方向回転を防止する。トリンクルロック３８は通常は係止されており、解除ボタン４１を引き戻すことによって解除することができる。着脱可能なインサーターシャフト３９は、切開部分を閉鎖して、膝蓋骨が滑車内に沿って動くことを可能にすることが役立つ場合、運動範囲を評価する際、またはセメントで接合する際に個々の顆副構成要素９１１および９１２を安定させるために、ブラケット３６を所定の位置に残した状態でインサーターシャフト３９を取り外すことが可能であることが望ましい。あるいは、インサーターシャフト３９は、ブラケット３６と一体で良い。一般に、ブラケット３６は、ある範囲の顆副構成要素のサイズおよび内外方向の間隔に適応するように、複数のサイズで入手可能である。あるいは、ブラケット３６は、軸方向に摺動または伸縮する機構を含むことによって、長さが変化するように構築され得る。大腿骨インサーターは、ステンレス鋼などの適切な金属から製造され得る。必要に応じて、ハンドル４３は、アクリル、Ｕｌｔｅｍ、もしくはｃｅｌｃｏｎなどの適切なプラスチック、またはフェノール樹脂材料から製造され得る。
【００９２】
骨セメントを使用して、大腿骨構成要素を支持骨に固定する１つの使用方法では、第１ステップは、独立する顆副構成要素９１１および９１２の支柱９１６の収容孔を遠位の大腿骨に形成することである。ドリルおよびドリル案内手段（図示しない）は、内側顆副構成要素および外側顆副構成要素の支柱９１６の収容孔を大腿骨顆に形成するために使用される。必要に応じて、外側顆副構成要素は、関節腔の外側で挿入ツール９２０に取り付ける。セメントは、準備された内側顆および外側顆、ならびに内側顆副構成要素９１２および外側顆副構成要素９１１の内面９１７に塗布される。内側顆副構成要素９１２は、内側顆上に配置され、挿入ツール９２０は、外側顆副構成要素９１１を膝蓋骨靭帯の下、外側脛骨大腿骨コンパートメント内に配置するために使用される。外側顆副構成要素を所定の配置する場合、挿入ツール９２０は、ねじ切りされた固締具３３を副構成要素内の収容孔９３２内に前進させることによって、内側顆副構成要素に組み立てられる。ブラケット３６から突出する内側タブおよび外側タブ３５は、適合するポケット３１の内部に取り付けることによって、それぞれ内側顆副構成要素および外側顆副構成要素に係合する。このようなタブ３５の形状および断面は、以下に記載するとおり、顆副構成要素の様々な収容ポケットに適応するように構築される。試用の脛骨ベースプレート副構成要素、および試用の脛骨インサート（図示しない）は、準備された外側脛骨プラトーおよび内側脛骨プラトー上に配置される。必要に応じて、インサーターシャフト３９は、顆副構成要素９１１および９１２の整列に役立つように、大腿骨および脛骨の機械軸を基準とする整列案内手段を収容するように構築される。膝関節を伸展させてインプラントに荷重を与える。過剰な骨セメントを除去する。インサーターハンドル４３およびインサーターシャフト３９は取り外され、ブラケット３６は所定の位置に残されるため、セメントを除去する際に関節腔に接近しやすくなり、運動範囲および組織の平衡状態を検査することができる。
【００９３】
インサーターハンドル４３およびインサーターシャフト３９は、トリンクル解除ボタン４１を引き戻すことによって取り外され、このトリンクル解除ボタン４１は、ブラケット３６内の方形収容孔４１内でインサーターシャフト３９をブラケット３６に接続するトリンクルロック３８を解除する。骨セメントが硬化した後、ブラケット３６を取り外す。次に、滑車副構成要素９１０（図２１）は、同様の方法で、最初に、ドリルおよびドリル案内手段（図示しない）を使用して、支柱９１６の収容孔を滑車副構成要素９１０の内面に形成し、図２１に示すように、準備された大腿骨滑車上、および滑車副構成要素の内面９１７に骨セメントを配置することにより、類似の様式で移植される。図３４Ａおよび図３４Ｂを参照すると、滑車副構成要素９１０の後部境界面４６１から突出する２つのボス４５０は、各々の顆副構成要素９１１および９１２の前部境界面４６２の個々の収容ポケット３１内に、顆副構成要素９１１および９１２を係合させて、滑車副構成要素９１０を顆副構成要素９１１および９１２に対して適切に配向するように、各々のボス４５０ごとに構築される。次に、滑車副構成要素を、大腿骨滑車上に押し当てて、滑車副構成要素の運動学的な位置決めを確立する。起伏のある衝撃装置（図示しない）を使用して、滑車副構成要素を定着させる。固着した後、過剰な骨セメントを除去する。膝蓋骨構成要素、または膝蓋骨試用品を膝蓋骨上に配置し、膝関節を屈曲および伸展させて、検査された運動範囲および軟組織を評価する。
【００９４】
必要に応じて、大腿骨インサーター９２０は、整列案内手段を取り付けるように構築され得る。図５６を参照すると、整列ロッド２０２を有する整列案内手段２０１を使用して、整列案内手段２０１を大腿骨インサーター９２０に取り付けることにより、脚の機械軸に対する大腿骨顆副構成要素９１１および９１２の整列を検査し得、このような取付けは、シャフト３９上で摺動可能に適合する整列案内手段２０１の基部２０３内のチャネル２０４として構築され、その結果、整列案内手段２０１を大腿骨インサーター９２０に対して適切に整列させて安定させる。整列案内手段は、ねじ切りされた固締具３０４によって大腿骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３０４は、基部２０３内のクリアランス収容孔３０５を通して、インサーターシャフト３９内のねじ切りされた収容孔３０１内にねじ入れられる。大腿骨顆副構成要素３１４と３１５との整列は、整列案内手段２０１を大腿骨インサーター９２０に取り付け、準備された大腿骨切除部分に大腿骨顆副構成要素を配置して検査される。脛骨ベースプレートの試用品、および試用インサートベアリングを配置し、膝関節を完全伸展位に伸展させる。適切に整列させた場合、整列ロッド２０２は、股関節中心、膝関節中心、および足関節中心上を通る。
【００９５】
必要に応じて、大腿骨インサーター９２０は、手術ナビゲーションシステムと共に使用される手術ナビゲーション追跡装置を取り付けるように構築され得る。図５８を参照すると、フレーム２０７および基部２０６上に支持された３つの反射球２０８を有する手術ナビゲーション追跡装置２０５は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を大腿骨インサーター９２０に取り付けることにより、脚の機械軸に対する大腿骨顆副構成要素９１１および９１２の整列を検査するために使用され得、このような取付けは、シャフト３９上で摺動可能に適合する手術ナビゲーション追跡装置２０５の基部２０６内のチャネル２０４として構築され、その結果、手術ナビゲーション追跡装置２０５を大腿骨インサーター９２０に対して適切に整列させて安定させる。手術ナビゲーション追跡装置２０５は、ねじ切りされた固締具３０４によって大腿骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３０４は、基部２０６のクリアランス収容孔３０５を通って、インサーターシャフト３９のねじ切りされた収容孔３０１内にねじ入れられる。大腿骨顆副構成要素９１１と９１２との整列は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を大腿骨インサーター９２０に取り付け、準備された脛骨切除部分に大腿骨顆副構成要素９１１および９１２を配置した状態で検査される。脛骨ベースプレートの試用品、および試用ベアリングが配置され、膝関節は、完全伸展状態に伸展される。手術ナビゲーションシステムは、膝関節の整列を測定して、外科医に報告を提供する。あるいは、整列案内手段２０１および手術ナビゲーション追跡装置２０５は、「Ｔ」スロット；ダブテイルロック；円柱状インターロック；ボタンインターロック；球状インターロック；もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の接続手段を使って、大腿骨インサーター９２０に取り付けるように構築され得る。
【００９６】
当業者に公知であるその他の構成要素またはステップは、本発明の範囲内で実行される。さらに、列挙されたステップまたは構成要素の１つまたは複数は、本発明の範囲内の手順で、必ずしも行う必要はない。本発明の選択された実施形態について説明したが、様々な変更、適応および修正は、本発明の精神、および添付の請求の範囲を逸脱することなく、本発明に加えることができると考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、膝関節の平面図である。
【図２】図２は、人工膝関節置換術時に、膝関節に接近するための従来の中線切開を示す。
【図３】図３は、本発明の方法および装置と共に使用され得る、人工膝関節全置換術時に膝関節に接近するための切開を示す。
【図４】図４は、本発明の方法および装置と共に使用され得る、人工膝関節全置換術時に膝関節に接近するための代替の切開を示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態により行われる大腿骨切除の平面図である。
【図６】図６は、大腿骨インプラントを含む本発明の代替の実施形態により行われる大腿骨切除の平面図である。
【図７】図７は、大腿骨インプラントを含む本発明のさらに別の実施形態により行われる大腿骨切除の平面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による脛骨ベースプレートの代替の実施形態の平面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態により、図６の大腿骨切除部分を関節表面再建するための大腿骨インプラントの平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態により、図７の大腿骨切除部分を関節表面再建するための大腿骨インプラントの平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態による大腿骨インプラントの平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素および外側顆副構成要素、および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素、および単一外側顆および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素および外側顆副構成要素および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素、および単一外側顆および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素および外側顆副構成要素、ならびに滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明の一実施形態により、椎体の遠位終板、および椎体の近位終板を関節表面再建するための複数の終板副構成要素を示す。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態による大腿骨、脛骨、および膝蓋骨インプラントを示す。
【図１８】図１８は、本発明のもう１つの実施形態による大腿骨、脛骨、および膝蓋骨インプラントを示す。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の一実施形態による脛骨インサーター器具の分解された状態の直交図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明の一実施形態による脛骨インサーター器具の組み立てられた状態の直交図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨インサーター器具の分解された状態の直交図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨インサーター器具の組み立てられた状態の直交図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態による、準備された大腿骨上の大腿骨構成要素の側面図である。
【図２２】図２２は、本発明の一実施形態による顆副構成要素を含む大腿骨構成要素の直交図である。
【図２３】図２３は、本発明の一実施形態による図２２の平面図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施形態による２つの顆副構成要素を含む大腿骨構成要素の直交図である。
【図２５】図２５は、本発明の一実施形態による図２４の平面図である。
【図２６】図２６は、本発明の一実施形態による内側大腿骨顆および外側大腿骨顆から成る顆副構成要素を含む大腿骨構成要素の直交図である。
【図２７】図２７は、本発明の一実施形態による図２６の平面図である。
【図２８】図２８は、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間の境界面の直交拡大図である。
【図２９】図２９は、本発明の一実施形態による図２８の平面図である。
【図３０】図３０は、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交拡大図である。
【図３１】図３１は、本発明の一実施形態による図３０の平面図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３３】図３３は、本発明の一実施形態による図３２の断面図である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間の境界面の直交図である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間の境界面の直交図である。
【図３５】図３５は、本発明の一実施形態による図３４の断面図である。
【図３６Ａ】図３６Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３７】図３７は、本発明の一実施形態による図３６の断面図である。
【図３８Ａ】図３８Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のさらにもう１つの境界面の直交図である。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のさらにもう１つの境界面の直交図である。
【図３９】図３９は、本発明の一実施形態による、インプラント副構成要素を一緒に保持する境界面ブラケットの概略図である。
【図４０】図４０は、本発明の一実施形態による図３８の断面図である。
【図４１】図４１は、本発明の一実施形態による脛骨副構成要素間の拘束境界面の断面図である。
【図４２】図４２は、本発明の一実施形態による脛骨副構成要素間のもう１つの拘束境界面の断面図である。
【図４３】図４３は、本発明の一実施形態による単一ベースプレートを含む脛骨インプラントの平面図である。
【図４４】図４４は、本発明の一実施形態による、２部分が結合されたベースプレートを含む脛骨インプラントの直交図である。
【図４５】図４５は、本発明の一実施形態による、ステムに結合された単一ベースプレートを含む脛骨インプラントの直交図である。
【図４６】図４６は、本発明の一実施形態による図４５の分解図である。
【図４７】図４７は、本発明の一実施形態による、ステムに結合された単一ベースプレートを含むもう１つの脛骨インプラントの直交図である。
【図４８】図４８は、本発明の一実施形態による、滑車、内側顆、および外側顆副構成要素を含む大腿骨インプラントの直交図である。
【図４９Ａ】図４９Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の直交図である。
【図４９Ｂ】図４９Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の直交図である。
【図５０】図５０は、本発明の一実施形態による、脛骨プラトーの１つのコンパートメントを被覆する単一ステムおよびベースプレート、並びに脛骨プラトーの同側コンパートメントを被覆するベースプレート副構成要素を含む脛骨インプラントの直交図である。
【図５１Ａ】図５１Ａは、本発明の一実施形態による脛骨インプラントの直交図である。
【図５１Ｂ】図５１Ｂは、本発明の一実施形態による脛骨インプラントの直交図である。
【図５２】図５２は、本発明の一実施形態による、準備された大腿骨上の大腿骨構成要素の側面図である。
【図５３】図５３は、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の図４９Ａおよび図４９Ｂの断面図である。
【図５４】図５４は、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の断面図である。
【図５５】図５５は、本発明の一実施形態による整列案内手段を含む脛骨インサーター器具の分解図である。
【図５６】図５６は、本発明の一実施形態による整列案内手段を含む大腿骨インサーター器具の分解図である。
【図５７】図５７は、本発明の一実施形態による手術ナビゲーション追跡装置を含む脛骨インサーター器具の分解図である。
【図５８】図５８は、本発明の一実施形態による手術ナビゲーション追跡装置を含む大腿骨インサーター器具の分解図である。
【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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【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１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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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３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３７】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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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４９Ａ】
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【図４９Ｂ】
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【図５０】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５２】
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【図５３】
2009502235.tif 000065
【図５４】
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【図５５】
2009502235.tif 000067
【図５６】
2009502235.tif 000068
【図５７】
2009502235.tif 000069
【図５８】
2009502235.tif 000070
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月13日(2008.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、第１骨人工関節を含み、前記人工関節が、前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の相対運動が拘束されない装置。
【請求項２】
前記第１骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の相対運動が拘束されない、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の相対運動が部分的に拘束される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、第１骨人工関節を含み、前記人工関節が、前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の相対運動が部分的に拘束される装置。
【請求項６】
前記第１骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の相対運動が部分的に拘束される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の相対運動が拘束される装置。
【請求項９】
前記第１骨人工関節が複数の個々の大腿骨構成要素を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構築された内面および外面を有する第１骨人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節に接触し、さらに、前記複数の個々の第１骨副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に、拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項１１】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨と関節運動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構築された内面および外面を有する第１人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節に接触し、さらに、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると部分的に拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項１２】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、前記第２骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の相対運動が拘束されない装置。
【請求項１３】
前記第２骨人工関節が複数の個々の脛骨副構成要素を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、前記第２骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の相対運動が部分的に拘束される装置。
【請求項１５】
前記第２骨人工関節が複数の個々の脛骨構成要素を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の相対運動が部分的に拘束される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨と関節運動し、前記装置が、前記第２骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節を含み、前記複数の個々の副構成要素の各々が、互いに対する相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素の各々の相対運動が拘束される装置。
【請求項１８】
前記第２骨人工関節が複数の個々の脛骨構成要素を含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数の個々の副構成要素のうちの２つ以上の相対運動が部分的に拘束される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨に対して移動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有する第１骨人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節の複数の副構成要素に接触し、さらに、前記複数の個々の第１骨人工関節副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項２１】
前記複数の個々の第２骨の副構成要素が、その前面に、嵌合関係で挿入器械を収容するためのねじ切りされた収容孔を含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の個々の第１骨の副構成要素が、嵌合関係で挿入器械を収容するための一致するポケットおよびねじ切りされた収容孔をその表面に含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記挿入器械がブラケットを備え、前記ブラケットが、前記複数の個々の第２骨の副構成要素に接触するように構築された接触面と、前記ブラケットを前記ねじ切りされた収容孔内に固締するためのねじ切りされた固締具とを備え、前記ブラケットが、前記ブラケットと前記複数の個々の第２骨の副構成要素との間を完全に拘束された状態で係止する輪郭を有する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記挿入器械がブラケットを備え、前記ブラケットが、（ａ）前記複数の個々の第１骨の副構成要素に接触するように構築された接触面；（ｂ）前記ブラケットから外側に延在し、前記一致するポケット内に挿入される内側ボスおよび外側ボス；ならびに（ｃ）前記ブラケットを前記ねじ切りされた収容孔内に固締するためのねじ切りされた固締具を備え、前記ブラケットが、前記ブラケットと前記複数の個々の第１骨の副構成要素との間を完全に拘束された状態で係止する輪郭を有する、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
第１骨と第２骨との間の関節の表面を置換するための装置であって、前記第１骨が、予め決められた方法で第２骨と関節運動し、前記装置が、
前記第１骨のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の個々の副構成要素を含む第１骨人工関節であって、前記複数の個々の副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有する第１骨人工関節と、
前記第２骨の個々のベアリング面を模倣および置換するように構築された複数の副構成要素を含む第２骨人工関節と、
を備え、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の前記外面が、前記第２骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素に接触し、さらに、前記第１骨人工関節の前記複数の個々の副構成要素の各々が、関節腔内で組み立てられている間に拘束されず、前記関節腔内で完全に組み立てられると部分的に拘束されるように構築され、結果として得られる前記第１骨人工関節および第２骨人工関節の構成が、予め決められた方法で関節運動して、適切な運動機能を回復する、装置。
【請求項２６】
複数の個々の第１骨の副構成要素を互いに整列および配向させるための装置であって、
ユーザが操作可能なハンドルであって、ロックスイッチを備えるハンドルと、
解除可能な接続手段によって前記ハンドルに操作可能に接続されたブラケットであって、複数のねじ切りされた固締具を備えるブラケットとを備え、
前記装置が前記複数の個々の第１骨の副構成要素を互いに整列および配向させた後、前記接続手段が解除され、前記ブラケットが前記個々の副構成要素を取り付ける装置。
【請求項２７】
前記接続手段が、ダブテイルロックによって前記ハンドルを前記ブラケットに接続する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記接続手段がシャフトを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記接続手段が、トリンクルロックによって、ハンドルを前記ブラケットに接続する、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記ハンドルおよび前記ブラケットが一体構造である、請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
複数の個々の第２骨の副構成要素を互いに整列および配向させる装置であって、
ユーザが操作可能なハンドルであって、ロックスイッチを備えるハンドルと、
解除可能な接続手段によって前記ハンドルに操作可能に接続されるブラケットであって、複数のねじ切りされた固締具を備える前記ブラケットとを備え、
前記装置が、前記複数の個々の第２骨の副構成要素を互いに整列および配向させた後、前記接続手段が解除され、前記ブラケットが前記個々の副構成要素を取り付ける装置。
【請求項３２】
前記接続手段が、前記ハンドルをダブテイルロックによって前記ブラケットに接続する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記接続手段がシャフトを備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３４】
前記接続手段が、前記ハンドルをトリンクルロックによって前記ブラケットに接続する、請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
前記ハンドルと前記ブラケットとが一体構造である、請求項３１に記載の装置。
【請求項３６】
前記ブラケットが、前記第１骨人工関節の副構成要素として構築される、請求項２６に記載の装置。
【請求項３７】
前記ブラケットが前記第２骨人工関節の副構成要素として構築される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３８】
前記ハンドルが、整列案内手段を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項３９】
前記ハンドルが、手術ナビゲーション追跡装置を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に備える、請求項２６に記載の装置。
【請求項４０】
前記ハンドルが、整列案内手段を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項４１】
前記ハンドルが、手術ナビゲーション追跡装置を嵌合関係で収容するためのねじ切りされた収容孔を前記ハンドルの表面に含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項４２】
第１骨人工関節を含む脊椎円板置換装置であって、前記人工関節が、複数の個々の副構成要素を含み、各々の前記複数の個々の副構成要素が、互いに相対運動を有し、前記複数の個々の副構成要素間の前記相対運動が、拘束された相対運動、拘束されていない相対運動、および部分的に拘束された相対運動から成る群から選択される装置。
【請求項４３】
前記第１骨人工関節が、前記脊椎円板の表面と置換するための少なくとも１つの脊椎円板インプラントを含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記第１骨人工関節が少なくとも１つの小関節面インプラントを含む、請求項４２に記載の装置。
【請求項４５】
前記脊椎円板人工関節の前記個々の副構成要素が、脊椎終板およびベアリングインサートを含む、請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
隣接する椎体間の支持面を置換するための装置であって、第１椎体および第２椎体が、予め決められた方法で互いに対して移動し、前記装置が、
２つの小関節面構成要素、および終板構成要素を含む第１椎体インプラントのキットであって、前記終板構成要素が、複数の個々の終板副構成要素を設けて構築され、前記小関節面構成要素、および前記複数の個々の終板副構成要素の各々が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有し、前記第１椎体インプラントのキットが、前記第１椎体のベアリング面を模倣および置換するように構築された第１椎体インプラントのキットと、
前記第２椎体の個々の支持面を模倣および置換するための第２椎体インプラントのキットであって、前記キットが、２つの小関節面構成要素、および終板構成要素を備え、前記終板構成要素が、複数の個々の終板副構成要素を設けて構築され、前記小関節面構成要素、および前記複数の個々の終板副構成要素が、前記第１骨に固定されるように構成された内面および外面を有し、前記第２椎体インプラントのキットが、前記第２椎体の前記ベアリング面を模倣および置換するように構築された第２椎体インプラントのキットと、
を備え、前記第１椎体インプラントのキットの前記外面が、前記第２椎体インプラントに接触し、さらに、前記複数の第１椎体および第２椎体の個々の終板副構成要素の各々が、前記脊椎円板内での組み立て時に拘束されず、前記脊椎円板内で完全に組み立てられた時に拘束されるように構築され、前記第１椎体インプラントのキットおよび前記第２椎体インプラントのキットの結果として得られる構成が、予め決められた方法で適切な運動機能を回復するように関節運動する、装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、最小限に侵襲的な膝関節全置換術に使用されるインプラントに関する。詳細には、本発明は、ヒトの関節の関節形成におけるモジュール式ベアリング面、並びに可動ベアリングおよび固定ベアリングのモジュール式構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の説明）
足関節、膝関節、股関節、もしくは肩関節、または脊椎運動セグメントなどの関節は、一般に、２つ以上の相対的に剛性の骨構造体であって、互いの関係を維持する骨構造体から成る。各骨構造体にまたがる軟部組織構造体は、骨構造体を一緒に保持し、他の骨構造体に対するある骨構造体の運動または運動機能を画定するのに役立つ。たとえば膝関節の場合、骨構造体は大腿骨、脛骨および膝蓋骨である。膝関節にまたがるか、または挿置される軟部組織構造体、たとえば筋肉、靭帯、腱、半月板、および関節包は、膝関節の運動または動作を促進するための力、支持および安定性を提供する。人体の他の関節の場合と同様、膝関節にまたがる筋肉および腱構造体は、関節を制御された方法で動作させ、しかも関節が秩序正しく機能するように安定させる力学を提供する。力学的安定は、関節を望ましい方向に移動させる一次筋の収縮と、結果として生じる関節荷重を関節の骨構造体に対して望ましい配向限度内に方向付ける拮抗筋の収縮とが結合した結果である。なお、固有フィードバックは、一次筋の収縮と拮抗筋の収縮との間にある程度の制御または平衡を提供するものと考えられる。
【０００３】
関節軟骨から成る滑らかで弾力的な表面は、関節構造を被覆し、軟部組織構造、環、および核は椎体間の運動を提供する。骨構造の関節面は、軟部組織構造と協調して、構造間の運動域を画定する機構を形成する。代表的な運動域内では、骨構造体は、互いに対して予め決められたパターンで動作し、これは、一般に関節運動と呼ばれる。完全に関節運動する場合、この運動は、骨構造間に全体的な運動域を画定する。膝関節では、関節の幾何学的配置に関連して関節にまたがる軟部組織構造体は、脛大腿関節によって画定される関節平面内における過度な平行移動から、膝関節を安定させるのに役立つ。このような脛骨大腿骨の安定性は、大腿骨および脛骨が、秩序正しく予め決められた様式で互いに対して摺動および回転することを可能にする。同様に、関節の幾何学的配置に関連する関節皮膜、膝蓋骨、靭帯、および大腿四頭筋腱の軟部組織構造体は、過度な内外方向の平行移動から膝蓋大腿関節を安定させるのに役立つ。
【０００４】
人工関節置換術などの構成要素を収容するために、関節の関節内剛性要素を準備する現在の方法は、広範囲に及ぶ外科的露出を伴う。外科的露出、靭帯切除、および前部十字靭帯の切除は、後に人工表面と置換される軟骨および骨を切断または除去するための鋸、バー、およびその他の切削デバイス、並びにその他の器具の使用を案内する切断ブロックと共に、関節上、関節内に配置されるか、または関節に取り付けられる案内手段を導入できるように十分でなければならない。膝関節置換の場合、大腿骨の遠位端は、大腿骨の長さにほぼ平行な平坦な前面および後面、前面および後面にほぼ垂直な平坦な端面、およびこれらの表面を結合するための傾斜平面を有するように彫刻され、その目的はすべて補綴デバイスを収容するためである。一般に、これらは、それぞれ前部、後部、並びに遠位および面取り切断と呼ばれる。
【０００５】
現在の人工膝関節置換術では、膝関節の適切な整列は、術前の計画立案およびｘ線テンプレーティングによって達成される。前後方向（Ａ／Ｐ）および側方ｘ線図は、完全伸展位の膝関節で得られる。脛骨および大腿骨の機械軸は、Ａ／Ｐｘ線上でマークされる。これらの線間の角度は、補正されるべき内外反変形の角度である。Ａ／Ｐ図では、遠位の大腿骨切除は、大腿骨機械軸に関連して確立されるので、大腿骨インプラントの角度は、特定のインプラントシステムの外科技術によって大腿骨に関連して予め決められる。同様に、脛骨切除の角度は、脛骨機械軸に関連して確立されるので、脛骨インプラントの角度は、特定のインプラントシステムの外科技術によって脛骨に関連して予め決められる。大腿骨切除案内手段は、遠位の大腿骨切除を大腿骨機械軸に対して位置決めするように大腿骨上に整列され、脛骨切除案内手段は、近位の脛骨切除を脛骨機械軸に対して位置決めするように脛骨上に整列される。切断が正確に行われると、大腿骨機械軸および脛骨機械軸は、Ａ／Ｐ図内で適切に整列される。膝蓋骨の場合、一般に、関節縁において平面切除が行われ；切除を膝蓋骨に対して整列させる。この方法は、完全伸展位のみにおける膝関節の整列に取り組んでいる。９０°の屈曲における膝関節の整列は、一般に外科医の判断に委ねられ、運動範囲全体における膝関節の整列については、これまで問題にされなかった。膝関節を９０°で整列させる場合、外科医は、大腿骨構成要素を大腿骨機械軸の周囲で、膝関節にまたがる靭帯の適切な緊張を提供すると考えられる位置まで回転させる。
【０００６】
上記のタイプの膝関節補綴は十分に周知されており、たとえば、Ｃａｓｐａｒｉらの特許文献１、特許文献２、および特許文献３、Ｂｒｏｗｎの特許文献４、Ｂｕｒｓｔｅｉｎらの特許文献５、並びにＩｎｓａｌｌらの特許文献６に記載されている。
【０００７】
膝関節置換の際に、顆に対して適切な程度の曲率を与えるため、相当の努力がなされてきた。たとえば、上記の特許文献２、特許文献５、および特許文献６には、大腿骨補綴の顆の前後方向は、顆の前部付近で後部付近より多少大きいと記載されている。Ｋｅｓｔｅｒらの特許文献７は、顆のこの湾曲の一部は、大腿骨上の外側側副靭帯および内側側副靭帯の取付け位置間の線に沿った起源を有する一定半径の周囲に形成され得ることを示唆している。
【０００８】
これまで、多様なモジュール式人工関節インプラントが開発されてきた。モジュール式インプラントの以下の説明は、特に膝関節に関する。多極性膝関節インプラントと呼ばれる膝関節インプラントの初期の設計は、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントの大腿骨ならびに脛骨表面の個々の構成要素として開発された。このインプラントの場合、膝蓋大腿骨のコンパートメントは、関節表面再建されない。個々の構成要素の互いに対する配向、たとえば、内側大腿骨構成要素および外側大腿骨構成要素、または内側脛骨構成要素および外側脛骨構成要素を互いに整列させることは、これらの設計では問題にされず、多くの場合、外科医の裁量に任され、結果として外科的に難しい手順になった。ＵＣＩおよびＧｕｓｔｉｌｏ膝関節などの設計が出現し、この場合、大腿骨顆構成要素は、脛骨構成要素と同様、一体の単一構成要素に接続された。全膝関節インプラントの設計の次の進歩は、一体の単一大腿骨構成要素を製造して、内側大腿骨顆および外側大腿骨顆、および一般に膝蓋骨溝と呼ばれる大腿骨滑車を関節表面再建することにより、膝蓋大腿骨関節を含むことだった。膝蓋骨を関節表面再建処理するためのインプラントは、３コンパートメント大腿骨構成要素に関連して開発された。さらに、一般に半拘束と呼ばれ、所定の位置に比較的堅く保持されるポリエチレンの挿入物を有するモジュール式固定ベアリング膝関節インプラントが開発された。膝関節運動と共に自然に発生する脛骨と大腿骨との間の平行移動および軸方向回転は、内側顆および外側顆に対する非順応性の脛骨大腿骨接触によってこれらの構造に収容される。このような構造は、比較的大きい接触圧力を有する傾向があり、その結果、ポリエチレンのベアリング面の磨耗および劣化を促進する場合がある。あるいは、可動ベアリング膝関節インプラントが存在し、この場合、ポリエチレンベアリングは、脛骨ベースプレート上に最小限の束縛を有するか、または束縛がない状態で摺動または動作するように構築される。これらの可動ベアリング構造は、ポリエチレン挿入物と大腿骨顆、ポリエチレン挿入物と脛骨ベースプレートとの間に高度の順応性を有するため、接触応力は比較的低く、耐久性は比較的高い構造が得られる。さらに、半月板ベアリングおよび可動ベアリング膝関節インプラントが共に開発され、これらは、各々内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントを有する個々のポリエチレンベアリングを備えるか、または金属脛骨ベースプレート上に存在する内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントにまたがる単独のポリエチレンベアリングを備える。インプラントシステムは、脛大腿関節の内側側部および外側側部上の固定ベアリング要素または可動ベアリング要素を設けるように開発されてきたが、脛大腿関節の一方の側の固定ベアリングと他方の側の可動ベアリングの組合せを有するシステムは開発されていない。
【０００９】
２つの主な問題は、現在の人工関節置換術でも存在する。これらは、手術の侵襲性、並びに骨構造と補綴との適切な整列および運動機能が得られるかどうかに関連する。このような問題は、すべての人工膝関節全置換術に存在し、こうした手術としては、足関節、膝関節、股関節、肩関節、手関節および指が挙げられるが、これらだけに限らない。脊椎円板置換術、核置換、面関節置換、またはこれらの組合せと同様。
【００１０】
整列。個々の大腿骨構成要素および／または脛骨構成要素を有するモジュール式および非モジュール式の両方の膝関節インプラントを移植することに関する困難な点は、各構成要素間の正しい関係を達成することであった。これまでに利用可能だった外科手術用器具は、遠位大腿骨、近位脛骨、および後部膝蓋骨が、構成要素対構成要素の正確な配向を考慮して準備される複数部分インプラントを移植する際に、問題なく使用できなかった。整列の案内は、対向する構成要素を長骨軸に対して正確に配向するのに役立ち、正確な脛骨大腿骨内外反整列（通常、４〜７°の外反）を回復することができるが、この場合、複数の構成要素を配置して、大腿骨構成要素または脛骨構成要素の関節面を形成する際に、正確な副構成要素対副構成要素の整列に関する位置決めまたは案内が制限される。こうした器械は、器械が配置される骨を基準とし、適切に整列された膝関節全体における軟組織の平衡状態を回復するための靭帯の緊張を考慮せず、問題にしようともしなかった。むしろ、このような器械は、外科医が、靭帯および軟部組織構造を解放して、膝関節を平衡させ、インプラントの位置決めに適応させることに頼っている。膝蓋大腿骨関節の場合、適切な脛骨大腿骨の整列は、大腿四頭筋構造が側方に引っ張られることによって形成される膝蓋骨の適切な追跡、大腿膝蓋骨溝の関節面、および脛大腿関節線の維持を再確立するために必要である。
【００１１】
これまでに利用可能な外科用器具は、内外反整列に役立つが、脛骨構成要素の大腿骨後傾斜面の正確な屈曲／伸展または大腿骨構成要素の外旋の配向に関連する位置決めまたは案内は制限される。最適な膝関節の運動機能、大腿骨構成要素の屈曲／伸展および外旋の配向のため、脛骨構成要素の後傾斜面、関節にまたがる靭帯は共に動作して、膝関節の運動範囲全体における軟組織の平衡状態を維持する。
【００１２】
適切に整列した膝関節の場合、脚の機械軸（股関節の中心から足関節の中心まで引かれた直線）は、膝関節の中心に対してわずかに内側を通過する。この整列は、一般に、脚の巨視的整列と呼ばれる。インプラントの整列は、脚の巨視的整列に影響を与える。インプラントが整列されていない場合、結果として得られる機械軸は、内側または外側に変位し、内側顆および外側顆によって支持される荷重が不均衡になる。この不均衡は、重度である場合、形成された関節の早期の疲労の原因になる。
【００１３】
遠位大腿骨または近位脛骨を関節表面再建する複数の副構成要素の場合、互いに対する副構成要素の配向、たとえば、大腿骨滑車副構成要素または外側大腿骨顆副構成要素に対する内側大腿骨顆副構成要素の配向は、殆ど取り上げられていない。同様に、脛骨インプラントの場合、単独の外側脛骨に対する内側脛骨副構成要素の配向も殆ど取り上げられていない。さらに、対応する脛骨構成要素に対する大腿骨構成要素の配向は、独立する単一コンパートメントであるか、２コンパートメントであるか、３コンパートメントインプラントであるかに関わらず、殆ど取り上げられていない。これは、個々にまたは組み合わせて使用される独立コンパートメント置換物の外科用途における高い疲労、およびいくつかの臨床研究で実証されるように、完全膝関節インプラントに対する単一コンパートメントインプラントの比較的高い疲労率の原因になり得る。単一コンパートメント設計を考える場合、インプラントは、同側顆に対して適切に整列および配向されて、膝関節にまたがる軟部組織構造を適切な運動平衡状態に維持しなければならない。同様に、２コンパートメント構造を考える場合、各々の大腿骨副構成要素の互いに対する整列および配向、または脛骨副構成要素の互いに対する整列および配向は、膝関節にまたがる軟組織構造を適切な運動平衡状態に維持する上で重要である。どちらの場合も、３コンパートメント膝関節インプラントの場合と同様、適切な副構成要素対副構成要素の整列および配向は、各構成要素の不全関節接合から生じる磨耗の加速を防止する上で重要である。
【００１４】
様々な補綴デバイスが、成功裏に患者に使用されてきたが、補綴の関節形成面、たとえば膝関節の顆の構成および配置は、選択される補綴に基づいて予め決められる。特定の膝関節インプラントシステムでは、インプラントは、個々のサイズおよび関係で入手可能であり、たとえば、内側外側方向の幅と前後方向の奥行きとの比はインプラントシステムごとに異なる。適切な補綴の選択およびサイズによって、各々の患者の必要性に応じて補綴を作製するように努力されてきたが、これは、実際上、患者の関節の生理機能が患者ごとに実質的に異なり得るので、問題がある。
【００１５】
侵襲性。骨の関節形成面に適切に彫刻するには、多くの場合、関節を外科的に露出させることが必要である。従来の膝関節置換における大腿骨の場合、膝関節の膝蓋骨腱を外科的に露出して関節の一方の側に移動し、関節に実質的に完全に前部から接近できるように膝蓋骨を外転させる。一般に、前部十字靭帯は、関節空間に接近しやすくするために切除される。外科的露出は、構成要素、ならびに骨の準備に要する器械の体積および幾何学的配置に適応させるために必要である。このような外科的露出および靭帯解除または切除は、出血、疼痛、筋肉の抑制を増加し、運動機能に悪影響を及ぼす；これらはすべて、患者が安全に自宅または中間の介護施設に退院するまでに、長期間入院する一因となる。運動機能の変化は、困難な作業をする際の膝関節の能力に対する患者の自信を減少させ得、時には、日常生活する上で、生活様式および活動レベルが著しく限られる程度まで減少させ得る。
【００１６】
望ましくは、膝関節置換術では、側副靭帯も十字靭帯も妨げられないことが望ましいが、相当の関節置換が行われる場合、十字靭帯を除去または解放する必要がある場合が多い。側副靭帯は、部分的に下げるかまたは解放し、人工関節置換術に関連して、患者の膝関節に適切な張力調整を提供することができる。殆どの場合、このような解放は、膝関節の関節形成に従来使用されていた標準の中線の切開または内側傍膝蓋骨の切開より小さい切開により行うことができる。
【００１７】
関節が、関節全置換術を要するほどには損傷または病状が進行していない患者を含み、関節面の置換を必要とする患者の場合、膝関節に利用可能なインプラントシステムは、単一の３コンパートメント大腿骨構成要素、単一の脛骨構成要素、単一の膝蓋骨構成要素、および手術を行うために、広範な外科的露出を要する器械を有する。関節を過度に伸延させず、患者の正常な運動機能を妨げずに、連結する関節表面に外科的に接近し、骨構造を適切に準備し、人工の、たとえば、インプラントまたは関節ベアリング面用の金属、プラスチック、セラミック、またはその他の適切な材料を提供し、手術部位を閉鎖するために使用され得る外科的方法および装置を提供することが望ましい。この目標を達成するため、関節の関節形成面を最小限に侵襲的な装置および手順を使用して適切に彫刻することを可能にするインプラントで関節面を置換するシステムおよび方法を提供し、小さい切開部分から挿入し、関節腔の境界内で組み立て、準備された骨支持面に適合させるのに適するためのインプラントおよび器械が必要とされる。
【特許文献１】米国特許第５，１７１，２４４号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１７１，２７６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，３３６，２６６号明細書
【特許文献４】米国特許第４，８９２，５４７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，２９８，９９２号明細書
【特許文献６】米国特許第６，０６８，６５８号明細書
【特許文献７】米国特許第５，８２４，１００号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１８】
（発明の要旨）
本発明は、関節または運動セグメントの各々の骨表面を関節表面再建する関節全置換システムおよび方法であって、個々の患者の関節運動を回復するインプラントシステムを含む最小限に侵襲的な外科手術を伴うシステムおよび方法を提供する。本発明の特徴は、膝関節インプラントシステムなどのインプラントシステムに含まれる複数の副構成要素を係合または結合することである。本発明のもう１つの特徴は、インプラントシステムに含まれる複数の副構成要素の正確かつ繰返し可能な配置を単純化するための器械である。本明細書で使用する場合、以下の用語は、以下の定義を有する。
【００１９】
最小限に侵襲的または低侵襲的  −  本発明の目的上、膝関節の関節形成に適用される場合、従来の人工膝関節全置換術の場合の切開は、一般に６インチを超える長さであると定義される。最小限および低侵襲的な人工膝関節置換術の場合の切開は、一般に６インチ未満の長さであると定義される。
【００２０】
係合  −  本発明の目的上、係合は、１）インプラントを形成する１つのインプラントの副構成要素の係合、および２）人工関節置換術のインプラント構成要素同士の係合に関連する。この何れの場合も、係合とは、機械的部分（すなわち、たとえば大腿骨構成要素の副構成要素、または、たとえば大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素を含む構成要素のセット）を統合し、互いに嵌合し、または互いに実用的に接触させることを意味する。隣接する部品間のこのような接触は、部品間の少なくとも１の自由度を制限する。
【００２１】
結合  −  本発明の目的上、結合は、インプラントの副構成要素を結合してインプラントを形成することに関連し、機械的部品（つまり、たとえば大腿骨構成要素の副構成要素）を互いにインターロックし、１以上の自由度を制限してユニットを形成することを意味する。
【００２２】
配向  −  本発明の目的上、配向は、１）インプラントの副構成要素を互いに配向し、そして２）人工関節置換術のインプラント構成要素を互いに配向することに関連する。何れの場合も、配向は、各部品を互いに作業関係にして、部品の組立体を意図されているとおりに機能させることを意味する。
【００２３】
整列  −  本発明の目的上、整列は、１）インプラントの副構成要素を支持骨に整列させ、そして２）人工関節置換術のインプラント構成要素を支持骨に整列させることに関連する。何れの場合も、整列は、人工関節が意図されたとおりに機能するように、各部品を支持骨に対して正しい相対位置に配置することを意味する。
【００２４】
インプラントの構成要素および副構成要素  −  本発明の目的上、インプラント構成要素は、人工関節を構成する各部品を意味し、たとえば大腿骨構成要素、脛骨構成要素、および膝蓋骨構成要素は人工膝関節全体を構成する。副構成要素は、インプラント構成要素を構成する部品を意味する。各々の構成要素は、単一の構造であっても、複数の副構成要素を含んでもよい。
【００２５】
本発明を説明する目的上、関節形成術は、全置換型および部分置換型関節置換（つまり、股関節、膝関節、肩関節、足関節、指関節など）、並びに全置換型および部分置換型の脊椎円板置換および小関節面置換を含む。このような関節形成システムは、人工膝関節用の大腿骨、脛骨、およびベアリングインサート構成要素；人工股関節用のステム、ヘッド、ベアリングインサート、およびシェル構成要素；並びに人工脊椎関節用の椎体終板、ベアリングインサート、および関節突起間関節置換物などの構成要素を含む。
【００２６】
副構成要素の組み立て、および支持骨上への配置の順序  −  本発明の目的上、副構成要素の組み立て、および支持骨上への配置の順序は異なって良い。つまり、副構成要素は、ａ）関節腔外で部分的に組み立てられ、関節腔内に通り、組み立てられて支持骨上に配置される；ｂ）個々に関節腔内を通過し、組み立てられて支持骨上に配置される；ｃ）個々に関節腔内を通過し、支持骨上に配置され、その上で組み立てられる；ｄ）個々に関節腔内を通過し、１つまたは複数の副構成要素が支持骨に取り付けられ、次に、１つまたは複数の残りの副構成要素が、前に骨に取り付けられた副構成要素に組み立てられる；またはｅ）これらの何らかの組合せであり得る。
【００２７】
開示されている器械およびインプラントは、正確な骨および軟組織の準備、解剖学的整列、軟組織の平衡状態、運動機能、構成要素対構成要素の配向および整列、副構成要素対副構成要素の配向および整列の回復、並びに限られた外科的露出による支持骨に対するインプラントの固定を達成する。人工膝関節置換術では、インプラントシステムは、関節を拘束するための手術中の外科的選択肢を提供し、膝関節の適切な整列および配向を促進して、個々の患者の生体構造によって画定される解剖学的整列、軟組織の平衡、および運動機能を回復するためのインプラントから構成される。そのため、インプラントは、膝関節の各々のコンパートメント（内側脛骨大腿骨、外側脛骨大腿骨、および膝蓋大腿骨コンパートメント）のための固定ベアリング構成要素または可動ベアリング構成要素の選択により、様々な程度の関節の安定性を再現するために、手術中の選択肢を外科医に提供する。この種のインプラントは、一定の手順で１つ、２つ、または３つの膝関節コンパートメントに適用され得、固定ベアリング構成と可動ベアリング構成との組み合わせを有し得る。
【００２８】
従来の人工膝関節全置換術では、大腿骨構成要素は一般に１つの部品であり、脛骨ベースプレート構成要素は１つの部品である。ベアリングは、大腿骨と脛骨ベースプレート構成要素との間に配置され、一般に、脛骨構成要素に固締され得るか、または脛骨ベースプレート構成要素上で摺動し得る１つの部品である。本発明では、大腿骨面は、２つ、または３つ以上の個々の副構成要素により関節表面再建され得、脛骨面は、２つ以上の脛骨ベースプレート副構成要素、または単一ベースプレートで関節表面再建され得る。あるいは、大腿骨側は、単一構造の構成要素で関節表面再建され得、脛骨側は、２つ以上の脛骨ベースプレートの副構成要素で関節表面再建され得る。２つ以上の副構成要素から成るモジュール式大腿骨構成要素は、最小限侵襲的な切開により関節空間内に一度に１つずつ配置され、外科手術中にこの関節空間内で組み立てられるサイズにされる。同様に、モジュール式脛骨構成要素は、１つまたは２つのポリエチレンベアリングと、２つ以上の個々の副構成要素とから構成されるベースプレート構成要素から構成され、この副構成要素は各々、最小限侵襲的切開により、関節空間に一度に１つずつ配置され、外科手術中にこの関節空間内で組み立てられるサイズにされる。
【００２９】
あるいは、複数部分から成る脛骨構成要素は、個々に関節空間内に配置可能であると共に、脛骨髄腔を通過するように構築され、関節空間の境界内でベースプレートまたはベースプレート副構成要素に組み立てられるステムを有し得る。同様に、モジュール式大腿骨構成要素は、個々に関節空間内に配置可能であると共に、大腿骨髄腔を通過するように構築され、大腿骨副構成要素に組み立てられるステムを有し得る。
【００３０】
大腿骨副構成要素は、支持骨に対して正確に整列され、関節腔内に配置した後、個々の副構成要素をインターロックするかどうかに関わらず、互いに対して配向される。同様に、脛骨副構成要素は、支持骨に対して正確に整列され、同様に配置した後、個々の副構成要素を相互接続するどうかに関わらず、互いに対して配向される。何れの場合も、関節内を通過する各々の構成要素または副構成要素のサイズは、従来の構成要素と比較して著しく減少し、その結果、外傷は比較的小さく、少ない状態で手術を完了することが可能である。
【００３１】
大腿骨構成要素、脛骨構成要素、またはこの両方を含む相互接続副構成要素の場合、このような相互接続は、隣接する副構成要素間の係合機構として、または隣接する副構成要素間の結合機構として構築され得る。３つ以上の副構成要素の場合、係合または結合機構の組合せは、隣接する様々な副構成要素の間に使用され得る。必要に応じて、隣接する副構成要素間のこのような係合または結合は、外科手術中の一時的なものであり得、副構成要素を支持骨に固定しながら配向するのに役立つ。膝蓋骨構成要素は、一般に、最小限侵襲的切開で、単一ベアリング、固定ベアリング、または可動ベアリング構成要素として配置可能なサイズである。本発明の一局面では、膝蓋骨構成要素の関節面は、外側小関節面および内側小関節面用の独立する個々の副構成要素を備え得、これらの小関節面は、関節腔内で適切に配向されるが結合はされない。本発明のさらに別の局面では、独立する膝蓋骨副構成要素は、関節腔内で適切に配向および結合され得る。本発明のさらに別の実施形態では、大腿骨構成要素は可撓性であり得るか、または可撓性の副構成要素を含み得る。
【００３２】
本発明の大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素は、部分的人工膝関節または人工膝関節全体に使用される場合、骨付着部のために１つの表面を有するように構築される。このような付着部は、多孔性表面または粗面によって与えられ、その内部、またはその表面に支持骨が増殖することが可能である。あるいは、このような付着部は、内部または表面に骨セメントを付着できる多孔性または粗面によって形成される。さらに別の実施形態では、支持骨に接触する副構成要素の表面は、生物学的接着剤または骨増殖因子で被覆されて、初期安定性を提供し、骨の構築を促進する。
【００３３】
インプラントの構成要素および副構成要素の適切な整列および配向は、膝関節の軟部組織構造によって案内される器具によって可能になり、患者に特有の解剖学的膝関節の整列、および構成要素と副構成要素の配向のために骨の切除を案内し得る。内側脛骨関節面および外側脛骨関節面ならびに膝蓋骨関節面は、一般に、平面切除で準備される。内側および外側の大腿骨顆および滑車は、運動的に準備され得る。こうした機器の使用は、組織誘導外科手術（ＴＧＳ）と呼ばれ、米国特許第６，７２３，１０２号に記載されており、引用することにより全体を援用する。あるいは、内側および外側の大腿骨顆および滑車は、従来の人工膝関節全置換術で一般的な平面切除およびチャンバ切除で準備され得る。このような準備は、当業者に一般に公知である従来の人工膝関節全置換術で可能である。あるいは、このような準備は、組織導入外科手術により可能であり、その際、骨彫刻ツールを使って、脛骨を平面切除で彫刻するのに適する膝関節屈曲角度で配置し、後部、後部面取り、および遠位大腿骨の切除を行い、膝蓋骨を平面切除で彫刻するのに適する膝関節屈曲角度で配置し、前部面取りおよび滑車切除を行う。したがって、膝関節インプラントシステムおよび器械に含まれる複数の副構成要素を結合または係合させ、膝関節インプラントシステムに含まれる複数の副構成要素の正確かつ繰返し可能な配置を単純化するための本発明は、従来の膝関節インプラントに適用される。
【００３４】
ＴＧＳ器械で行われる大腿骨、脛骨、および膝蓋骨の切除は、解剖学的な膝関節の整列、軟組織の平衡、および膝関節の運動範囲全体の運動機能を考慮して適切に位置決めおよび配向される。大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素をそれぞれ位置決めおよび配向するために、これらの骨支持面を使用すると、解剖学的な膝関節の整列、軟組織の平衡、および運動機能を維持する。一般に、脛骨および膝蓋骨の切除は平坦であり、平坦な支持面を有する対応するインプラント構成要素の配置は容易になる。大腿骨切除は、支持骨がＴＧＳで準備され、外側顆、内側顆、および滑車の切除の互いに対する相対的位置が、特定の患者の運動機能によって変化する場合は平坦ではない場合がある。したがって、大腿骨インプラントは、本明細書で説明するように、こうした多様性に適合しなければならない。
【００３５】
膝関節にまたがる軟部組織構造を使用して、ＴＧＳ器械を案内することを前提とすると、こうした組織は、外科的技術による分離が最小限であり、膝蓋骨の脱臼が防止されると有利である。最小限侵襲的な外科的切開、または膝関節に接近するために使用される切開は、軟組織構造に対するサイズおよび配向が、膝関節の運動機能の変化が最小限であるようなサイズおよび配向でなければならない。大腿骨、脛骨、および膝蓋骨インプラントは、最小限侵襲的な切開部分を通過するように構築しなければならない。人工膝関節全置換術用の従来の大腿骨インプラントおよび脛骨インプラントは、サイズが大きいため、最小限侵襲的な切開部分から挿入することはできない。さらに、従来の大腿骨構成要素の形状の場合、軟組織の大部分を損なわないか、または膝蓋骨が脱臼もしくは外転しない状態で、切除された遠位大腿骨上に構成要素を配置することはできない。さらに、関節腔の範囲は、前後方向の大腿骨切除部分に対して遠位に従来の大腿骨構成要素を整列させ、構成要素をこれらの切除部分に摺動させるのに十分な空間を提供しない。したがって、大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素は、小さい切開部分を通過して、個々の骨支持表面の上または上方に配置できるようにサイズを決めなければならない。大腿骨構成要素の場合、一実施形態は、遠位大腿骨の内側顆、外側顆および滑車を関節表面再建するための複数の副構成要素から構成される構成要素である。こうした副構成要素は、小さい切開部分を通り得、関節腔の境界内で組み立てられ得る（すなわち、結合または係合可能な）サイズである。必要に応じて、隣接する副構成要素間のこのような係合または結合は、外科手術中の一時的なものであり得、副構成要素を支持骨に固定しながら配向するのに役立つ。
【００３６】
大腿骨の副構成要素は、運動学的に準備された顆および滑車の形状と一致する。大腿骨の副構成要素間の境界面は、部分的に拘束される。これらの境界面は、ほぼ矢状面における角度形成部分では拘束されないので、副構成要素は、滑車および顆状の切除部分に適合することが可能である。これらの境界面は、ほぼ横断面における角度形成、直交および軸方向平行移動、並びに軸方向回転が拘束されるので、ある副構成要素から隣接する副構成要素まで円滑な移行が行われる。円滑な移行は、嵌合する脛骨構成要素または膝蓋骨構成要素に対して均一な支持を提供する。あるいは、大腿骨の副構成要素間の境界面は、角度形成部分では拘束されず、他の自由度で拘束されるため、大腿骨構成要素は、切除された大腿骨顆に適合し、脛骨の副構成要素の類似する広がりと共に、顆副構成要素の前後方向の広がりを変化させることが可能である。あるいは、大腿骨の副構成要素間の境界面は、完全に組み立てられた時には完全に拘束される。同様に、脛骨の副構成要素は、互いに対して適切に整列され、確実に大腿骨、脛骨、および膝蓋骨構成要素を適切に追跡する。脛骨の副構成要素は、大腿骨の副構成要素に関して上記で説明した方法と同様に、互いに対して拘束されても、拘束されなくてもよい。
【００３７】
インプラント構成要素の患者に固有の整列および配向に応じて骨を準備するほか、本発明は、大腿骨の副構成要素を互いに結合または係合させ、脛骨の副構成要素を互いに結合または係合させることによって、さらに構成要素の配向を提供する。大腿骨副構成要素は、関節空間内に配置された後、一時的に結合されても恒久的に結合されてもよい。同様に、脛骨副構成要素は、関節空間内に配置された後、一時的に結合されても恒久的に結合されてもよい。副構成要素を関節空間内に一次的に結合する場合、１つまたは複数のブラケットを副構成要素間に挿置して、各々の副構成要素に一次的に固定するか、または組み立てる。ブラケットは、副構成要素を互いに適切な整列および配向に保持し、構成要素は、機械的手段、たとえば骨ねじ、スパイク、フックなど、もしくは骨セメント、またはその他の接合材料もしくはプロセスによって骨に固定される。１つまたは複数のブラケットは、金属、たとえばステンレス鋼、コバルトクロム合金、チタン、もしくはチタン合金、セラミック、またはその他の適切な材料；あるいは剛性プラスチック、たとえばＰＥＥＫもしくはその他の適切なプラスチックから製造される剛性構造であり得る。あるいは、１つまたは複数のブラケットは、ニチノール、ＮＰ３５Ｎ、もしくはその他の適切な材料；ＵＨＭＷポリエチレンもしくはウレタンなどの可撓性プラスチック；またはゴアテックスもしくはその他の適切な材料などの織布から製造される可撓性構造である。副構成要素間の各々の接合点では、ブラケットは、隣接する副構成要素間における関節面の円滑な移行を維持し、しかも各々の副構成要素が骨支持表面に適合することが可能であるように構成される。１つまたは複数のブラケットは、構成要素が支持骨に固定された後に取り外される。一次的なブラケットの取り外しは、手術中、または後日のある時点で行われる。あるいは、ブラケットは、インプラントの副構成要素として構築され移植された状態で残り得る。
【００３８】
膝関節置換術では、インプラントは、第２骨ベースプレート、ベアリングインサート、および第１骨インプラントを含む。第２骨ベースプレートは、関節に関連する第２骨の準備された表面をほぼ被覆する一体型か、または可動ベアリング補綴構成要素または固定ベアリング補綴構成要素と共に使用されてきた別個のベースプレートで良い。必要に応じて、一体型ベースプレート、または複数のベースプレートの副構成要素は、関節腔の境界内でステム副構成要素を組み立てるように構築され得る。一体のベースプレート、または複数のベースプレート副構成要素の場合、ベアリングインサートは単一構造であり得る。あるいは、ベアリングインサートは別個のインサートで良い。さらに、第２骨ベースプレート構成要素は、固定−固定、可動−固定、固定−可動、および可動−可動ベアリングインサートの内側および外側の組合せにそれぞれ使用される個々の固定および可動ベアリングインサートを収容し得る。
【００３９】
複数の副構成要素を組み立てて、関節腔の境界内に大腿骨構成要素または脛骨構成要素を形成する場合、組み立て時に副構成要素間の角度形成および平行移動が可能であるように係合または結合機構を構築し、次に、完全に組み立てられた場合、大腿骨構成要素または脛骨構成要素に必要な拘束に応じて係合または結合機構を構築すると有利である。組み立て時の隣接する副構成要素間のこうした角度形成および平行移動は、外科医が副構成要素の組み立てをできるだけ容易に行うのに適するように、拘束されないかまたは部分的に拘束される。完全に組み立てられた構成要素のこのような拘束としては、２つ以上の副構成要素間の非拘束、部分的に拘束、および完全に拘束される係合または結合の機構、ならびにインプラント構成要素を形成する、非拘束、部分的に拘束、または完全に拘束される、複数の副構成要素を接続する係合または結合の機構の組み合わせが挙げられる。
【００４０】
本発明は、大腿骨構成要素または脛骨構成要素を形成する複数の副構成要素を移植するための手順を変更することを可能にするように構築される。一般に、関節腔内の空間は、構成要素の１つが配置された後はさらに限られるため、大腿骨構成要素は脛骨構成要素の前に移植される。大腿骨副構成要素の一般的な形状は、脛骨ベースプレート副構成要素よりかさ高いので、大腿骨副構成要素を最初に移植すると有利である。あるいは、脛骨副構成要素が最初に移植され得る。脛骨ステム副構成要素、もしくは大腿骨ステム副構成要素、またはこれらの両方を含む本発明の代替の実施形態では、１つまたは複数のステム副構成要素を大腿骨管もしくは脛骨管、またはこれらの両方の中にまず配置すると有利であり得る。大腿骨顆副構成要素および滑車副構成要素を配置した後、次に、脛骨ベースプレートの副構成要素および１つまたは複数のベアリングインサートを配置する。あるいは、大腿骨顆副構成要素および滑車副構成要素を最初に移植した後、脛骨ベースプレートの副構成要素を配置し、次に、大腿骨ステム副構成要素、もしくは脛骨ステム副構成要素、またはこれらの両方を配置し、次に、ベアリングインサートを配置し得る。一般に、膝蓋骨構成要素は、最後に移植される。あるいは、１つまたは複数の大腿骨副構成要素または脛骨副構成要素は、個々の隣接する副構成要素に組み立てられる前に、支持骨に固定され得る。また、大腿骨副構成要素または脛骨副構成要素を関節腔外で部分的に組み立て、たとえば、大腿骨の内側顆副構成要素を関節腔内に通し、次に、外側顆副構成要素を滑車副構成要素に組み立て、この組立体を関節腔内に通して、内側顆副構成要素に組み立てるのも有利である。
【００４１】
３コンパートメント人工膝関節置換術の場合、脛骨および膝蓋骨の関節面は、一般に、平坦な切除部分の輪郭の局所的な相違が最小限である平面切除で除去される；ただし、前部十字靭帯を残す場合、内側脛骨関節面および外側脛骨関節面を個々に切除すると有利であり得、この場合、内側脛骨関節面の平面切除部分と、外側脛骨関節面の平面切除部分との間に相違が生じ得る。内側顆および外側顆、並びに滑車である遠位大腿骨の関節面は、個々に彫刻され得る。支持骨の局所的な輪郭は、各々のコンパートメント、つまり内側脛骨大腿骨コンパートメント、外側脛骨大腿骨コンパートメント、および膝蓋大腿骨コンパートメント内の切除された骨の輪郭であり、この輪郭は、それぞれの副構成要素の輪郭に密接に一致する；ただし、各々のコンパートメント内の大腿骨を個々に彫刻するので、各々のコンパートメント内の準備された骨の表面間には相違があり得る。さらに、副構成要素間の組み立てられた境界面の部分的拘束は、支持骨のすべての切除表面全体における荷重の分散を促進する。
【００４２】
副構成要素間の部分的に拘束された境界面を結合するための手段としては、球状、噛み合い、円柱状、平面形、線形、および点接触境界面；「Ｔ」スロット；ダブテイルロック；円柱状インターロック；ボタンインターロック；球状インターロック；もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の接続手段が挙げられるが、これらだけに限らない。副構成要素間の完全に拘束された境界面を結合するための手段としては、ねじ切りされた固締具、円柱状ピン、円錐テーパロック、方形もしくは矩形テーパロック、テザーケーブルもしくはワイヤロック、またはこれらの組合せ、あるいは２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の固締手段が挙げられるが、これらだけに限らない。
【００４３】
互いに結合されない独立ベースプレートの副構成要素の場合、個々の副構成要素に取り付けて、個々の副構成要素を支持骨に固定しながら、互いに対して適切に配向された状態に保持するブラケットを有すると有利である。ブラケットをベースプレートの副構成要素に取り付けるための手段としては、ねじ切りされた固締具、クランプデバイス、ダブテイル、トリンクルロック（ｔｒｉｎｋｌｅ  ｌｏｃｋ）、テザーケーブルもしくはワイヤ取付具、もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の固締手段が挙げられる。必要に応じて、ハンドルは、ブラケットに取り付けて、関節腔内への副構成要素の配置を単純化するように構築される。
【００４４】
第１骨インプラントは、第１骨のベアリング面を置換するための複数の副構成要素から成る。副構成要素大腿骨構成要素が関節内で正しく配向および結合されている場合、個々の副構成要素を互いに結合するために使用される固締手段としては、ねじ切りされた固締具、円柱状ピン、円錐テーパロック、方形もしくは矩形テーパロック、テザーケーブルもしくはワイヤロック、これらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用可能なこうしたその他の何らかの固締手段が挙げられる。副構成要素が互いに結合されない場合、副構成要素に取り付けられ、副構成要素が支持骨に固定されている際に、副構成要素を互いに対して適切に配向された状態に保持するためのブラケットを有すると有利である。ブラケットを副構成要素に取り付ける手段としては、ねじ切りされた固締具、クランプデバイス、ダブテイル、トリンクルロック、テザーケーブルもしくはワイヤ取付具、もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の固締手段が挙げられる。
【００４５】
特に、膝関節置換の場合、本発明は、大腿骨、脛骨、膝蓋骨、またはこれらの組合せを置換するために使用される。したがって、複数の副構成要素を有する大腿骨インプラント、複数の副構成要素を有する脛骨ベースプレート、複数の副構成要素を有する膝蓋骨構成要素を提供する。脛骨ベースプレート構成要素および膝蓋骨構成要素は、固定ベアリング取付具および可動ベアリング取付具を有し得る。必要に応じて、脛骨ベースプレートまたは膝蓋骨の各々の構成要素は、固定ベアリング取付具および可動ベアリング取付具を有し得る。あるいは、脛骨構成要素とベアリング取付具とは単一構造のものであり得、膝蓋骨構成要素とベアリング取付具とは単一構造のものであり得る。必要に応じて、本発明の大腿骨構成要素および脛骨構成要素は、それぞれモジュール式大腿骨および脛骨ステムに使用され得る。
【００４６】
膝関節インプラントシステムおよび器械に含まれる複数の副構成要素に結合または係合し、膝関節インプラントシステムに含まれる複数の副構成要素の正確かつ繰返し可能な配置を単純化するための本発明は、膝関節インプラントの大腿骨、脛骨、膝蓋骨、およびベアリングインサート構成要素に適用可能である。さらに、本発明のこの実施形態は、股関節、肩関節、指、および足関節を含むが、これらだけに限らないその他の関節インプラント；脊椎円板置換、小関節面置換、脊椎融合を含むが、これらだけに限らない脊椎インプラント；骨折固定システムを含むが、これらだけに限らない整形外科的外傷製品に適用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（発明の詳細な説明）
膝関節の生体構造および外科的アプローチ。図１は、膝関節の一般的な生体構造を示す。大腿骨１０は、外側大腿骨顆１２、および内側大腿骨顆１４をその膝関節の関節形成面上に有する。脛骨１６は、外側半月板２２（外側大腿骨顆１２にほぼ対向する）、および内側半月板２０（内側大腿骨顆１４にほぼ対向する）をその膝関節の関節形成面上に有する。靭帯は、前部十字靭帯２４、後部十字靭帯２８、内側側副靭帯２６、および外側側副靭帯２７を含む。内側脛骨顆３０、および外側脛骨顆３２は、半月板２０および２２を支持し、これらの半月板は大腿骨１０を支持する。さらに、腓骨３４は脛骨１６に係合する。
【００４８】
代表的に、人工膝関節全置換は、外側大腿骨顆１２、内側大腿骨顆１４、内側脛骨顆３０、および外側脛骨顆３２の関節面の置換を伴う。外側半月板２２および内側半月板２０は、取り外される。側副靭帯２６および２７も、十字靭帯２４および２８も妨げられないことが望ましい。しかし、側副靭帯２６および２７は、関節置換が完了した後に、患者の膝関節に適切な張力調整を提供するために、部分的に下げられ得る。このような構造は、膝関節の滑液包（図示しない）によって形成される無損傷の膝関節腔内に含まれる。
【００４９】
図２を参照すると、人工膝関節全置換術の従来の中線切開部分４０が示されている。切開部分４０は、大腿骨と脛骨との間の関節形成面の実質的に上下に垂直に延在する。一般に、この切開部分の長さは、約８〜１５ｃｍである。切開部分４０は、膝蓋骨を亜脱臼または脱臼させた状態で、膝関節の関節面全体を露出させるのに十分に大きくなければならない。さらに、切開部分は、大腿骨端部、脛骨上部、および膝蓋骨の内面を完全に被覆する構成要素の挿入に適応しなければならない。移植される構成要素の最大数は、外側脛骨大腿骨コンパートメントの大腿骨構成要素および脛骨構成要素、内側脛骨大腿骨コンパートメントのための大腿骨構成要素および脛骨構成要素、並びに膝蓋大腿骨関節のための大腿骨構成要素および膝蓋骨構成要素を含む。あるいは、外側大腿骨顆および膝蓋骨溝は、共通のインプラントによって被覆され得る。膝関節腔は、切開部分４０によって実質的に開放され、膝関節の露出した関節面は関節腔から突出し、現在の骨切除器械、ならびに大腿骨端部、脛骨上部、および膝蓋骨の内面を完全に被覆する構成要素の挿入に適応する。
【００５０】
図３で最も良く分かるとおり、膝関節に沿って水平方向に延在する横切開部分４２は、本発明の手術の１つの選択肢である。切開部分４２は、垂直方向に開放されて、膝蓋骨が脱臼しない状態で、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントの関節面を露出させる。これは、手術中に膝蓋骨が大腿骨と接触した状態を維持する。器械およびインプラントの構成要素は、最小限侵襲的であるようにサイズが決められ、したがって、小さい切開部分に適応し得る。比較的小さい切開部分による外傷の減少によって、リハビリテーションは迅速かつ良好になり、その結果、一般に膝関節インプラントの効果が増加する。
【００５１】
図４を参照すると、本発明に使用される代替の切開形式が示されている。垂直方向に延在する２つの平行な切開部分４４および４６は、膝蓋骨の両側に形成され得る。これらの切開部分４４および４６は比較的短く、図３の横切開の場合と比べて侵襲性は小さい。各々の切開部分４４および４６は、それぞれ関節包を通って延在し、膝蓋骨が脱臼しない状態で、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメントを露出させる。本発明の一実施形態では、手術は、膝蓋骨の内側の１つの小さい切開部分４６を通して行われる。
【００５２】
大腿骨顆は、図５に示すように大腿骨に関係なく準備され得る。外側顆切除部分１３０、および内側顆切除部分１３２は、大腿骨上に配置された彫刻ツールにより、膝関節を屈曲および伸張させることによって、脛骨大腿骨接触範囲全体に延在する。顆切除部分は、形成された後、それぞれ外側顆副構成要素１３１および内側顆副構成要素、並びに大腿骨滑車副構成要素１３４を収容し、これらの副構成要素は各々、図６に示すように、隣接する副構成要素に対して拘束されない状態で示されている。本発明の代替の実施形態では、外側顆および大腿骨滑車を関節表面再建するインプラントは、図７に示す外側顆および滑車を関節表面再建する単一副構成要素１３６に構成される。内側顆副構成要素１３３は、外側顆−滑車副構成要素に対して独立しており、拘束されていない。必要に応じて、外側顆−滑車副構成要素１３６は、無損傷の内側顆に移植され得、内側顆の準備および関節表面再建の必要はない。あるいは、内側顆および大腿骨滑車を関節表面再建するインプラントは、内側顆および大腿骨滑車を関節表面再建する単一副構成要素に構成され得る。この場合、外側顆副構成要素は、内側顆−滑車副構成要素から独立している。必要に応じて、内側顆−滑車副構成要素は、無損傷の外側顆に移植され得、外側顆の準備および関節表面再建の必要はない。
【００５３】
外科手術は、１つまたは複数の最小限侵襲的な切開により行われ得、膝蓋骨を亜脱臼または脱臼させる必要はない。したがって、大腿骨、脛骨、または膝蓋骨インプラントなどのインプラントは、最小限侵襲的切開部分を通して取り付けられ、運動学的に準備された骨支持面に適合し、膝関節内に整列および配向され、係合または結合するように構築される。大腿骨インプラントおよび脛骨インプラントは、ポリメチルメタクリレートを含むが、これらだけに限らない従来の接合方法、または多孔性の内方成長表面を含むが、これらだけに限らない取付具を使用するなど、骨に直接取り付ける方法によって骨に取り付けられ得る。
【００５４】
すべてのインプラントは、小さい切開部分から配置すると有利である。図９に示すように、大腿骨インプラントは、外側顆の関節形成面を関節表面再建するための第１副構成要素１３１と、内側顆の関節形成面を関節表面再建するための第２副構成要素１３３と、大腿骨滑車を関節表面再建するための第３副構成要素１３４とを含む。あるいは、図１２に示すように、大腿骨インプラントは、一緒に取り付けられて拘束されず、第１副構成要素４３１は外側顆を関節表面再建し、第２副構成要素４３３は内側顆を関節表面再建し、第３副構成要素４３４は大腿骨滑車を関節表面再建する。必要に応じて、図１０に示すように、大腿骨インプラントは、内側顆の関節形成面を関節表面再建する第１副構成要素１３３と、外側顆および大腿骨滑車の関節形成面を関節表面再建する第２副構成要素１３６とを含み得る。あるいは、図１３に示すように、大腿骨インプラントは、一緒に取り付けられて拘束されず、第１副構成要素４３３は内側顆を関節表面再建し、第２副構成要素４３６は外側顆および大腿骨滑車を関節表面再建する。代替の実施形態では、図１４に示すように、大腿骨の副構成要素間の境界面には噛み合い構造５３０が係合して、滑車副構成要素５３４と、各々の顆副構成要素５３１および５３３との間の大腿骨構成要素上の膝蓋骨関節に均一な移行部分を提供する。図１５を参照すると、噛み合い境界面５３０は、滑車−顆副構成要素５３６と、隣接する顆副構成要素５３３との間に構成され得る。
【００５５】
あるいは、図１６Ａに示すように、噛み合い境界面５３０は、滑車副構成要素６３４の移行部分までの外側顆副構成要素６３１に使用され得る。これは、滑車の外側面に沿った膝蓋大腿骨荷重が比較的大きく、内側顆を関節表面再建するために使用される内側顆副構成要素６３３が独立して拘束されないことに起因する。図１４、１５および１６を参照すると、噛み合い境界面５３０構造は、隣接する副構成要素間に係合を提供し、こうした係合は、一方から他方への副構成要素の内側外側間の相対的な平行移動を一般的に制限する。図１１は、可撓性インプラントとして構築された任意の大腿骨顆副構成要素の図である。顆インプラントの外面は材料の薄いシートであり、内面は隆起状１７０であり得る。図１６Ｂを参照すると、複数の終板副構成要素２４１および２４２は、椎体Ｌ４の遠位終板２５０、および椎体Ｌ５の近位終板２４９を関節表面再建する。上記の大腿骨副構成要素の場合と同様、終板副構成要素は、噛み合い境界面２５１および２５２で係合する。円板置換物は、Ｌ４終板副構成要素２４１および２４２、Ｌ５終板副構成要素２４７および２４８、Ｌ４小関節面プレート２４３および２４４、Ｌ５小関節面プレート２４５および２４６、小関節面プレートの各々のセット間に捕捉される２つの小関節面ベアリング２５３、Ｌ４の係合終板副構成要素と、Ｌ５の係合終板副構成要素との間に捕捉される円板ベアリング２５４とから成る。各々の小関節面は、上位の小関節面プレート２４４、小関節面ベアリング２５３、および下位の小関節面終板２４６で置換される。Ｌ４とＬ５との間の運動セグメントを完成させる面関節は、小関節面プレート２４３、２４４、２４５および２４６で関節表面再建される。脊椎運動セグメントは、椎体にまたがる軟部組織構造、並びに椎体終板および面関節によって提供される支持表面によって画定される運動機能に基づく予め決められた方法で連結される。このような運動学的な運動は、脊椎運動セグメントの通常の運動学的運動のために、円板および小関節面インプラントを整列および配向させるために使用され得る。
【００５６】
図１７および１８を参照すると、人工膝関節全置換術は、本発明によれば、大腿骨顆、滑車および脛骨関節面を関節表面再建するインプラントから成る。図１７では、大腿骨Ｆの顆は、内側４３６および外側４３５を顆副構成要素で関節表面再建され、脛骨Ｔの関節面は、内側４３７および外側４３０を脛骨副構成要素で関節表面再建される。脛骨構成要素は、ベアリングインサート４３８およびベースプレート副構成要素４３２から構成される。膝蓋骨Ｐは、膝蓋骨構成要素４３９で関節表面再建される。必要に応じて、図１７に示すように、大腿骨滑車は関節表面再建されない。図１８では、大腿骨顆は、内側４４１を一体構造の顆副構成要素で関節表面再建される。外側顆副構成要素４４０および滑車構成要素は一体であり、脛骨関節面は、脛骨副構成要素で内側４４２および外側４４４を関節表面再建される。膝蓋骨は、膝蓋骨構成要素４４３で関節表面再建される。
【００５７】
図２１を参照すると、遠位大腿骨Ｆは、ＴＧＳを使用して準備される。大腿骨構成要素９０９は、遠位大腿骨Ｆを関節表面再建し、各々が内面９１７および対向する関節形成面９１５を有する複数の副構成要素９１０、９１１、および９１２から構成される。内面９１７および関節形成面９１５は、内側縁部と外側縁部との間に延在する。各々の副構成要素の内面は、１つまたは複数の固定支柱９１６を有する。あるいは、顆副構成要素は、内面９１７に沿ったほぼ矢状面に、安定化フィン（図示しない）を有する。
【００５８】
あるいは、上記で説明し、図５２に示すとおり、遠位大腿骨は、平面切除で準備され、後部切除部分９２５、遠位の後部面取り切除部分９２４、遠位の切除部分９２３、遠位の前部面取り部分９２２、および前部切除部分９２１を形成し得る。大腿骨構成要素９２６は、内面９３５が、準備された大腿骨滑車に対する取付具として構築され、境界面９３１が、隣接する顆副構成要素９２８および９２９に滑車副構成要素９２７を係合または結合するように構築される。滑車副構成要素９２７は、膝蓋骨が関節を形成する外側関節面９３０を有する。屈曲する際、膝蓋大腿骨の接触領域は、滑車副構成要素９２７から、境界面９３１を横切って、大腿骨顆副構成要素９２８および９２９に移行する。滑車副構成要素９２７は、インプラントと支持骨との間に安定性を与えるため、１つまたは複数の支柱９３４を設けて構築され得る。顆副構成要素９２８および９２９は、準備された大腿骨顆に対する取付具として構築された内面９３６と、滑車副構成要素９２７に係合および結合するように構築された境界面９３１とを有する。滑車−顆副構成要素境界面について、以下で詳細に説明する。必要に応じて、滑車−顆副構成要素境界面は、完全に組み立てられた時に拘束されなくても、部分的に拘束されても、完全に拘束されてもよい。顆副構成要素は、インプラントと支持骨との間に安定性を与えるため、各々の副構成要素上に１つまたは複数の支柱９３４を設けて構築され得る。あるいは、ほぼ矢状面内のフィン（図示しない）は、インプラントと支持骨との間に安定性を与えるため、顆副構成要素の内面に組み込まれ得る。脛骨構成要素については、図８に示すように、脛骨ベースプレート副構成要素１５１および１５３は、対応する脛骨インサート１５０および１５２と一緒に、内側コンパートメントおよび外側コンパートメントの個々の脛骨ベースプレートとして構築され得る。
【００５９】
一般的に図２２〜２７を参照すると、本発明の大腿骨構成要素は、小さい切開部分を容易に通過して関節腔内に入るように、様々な位置で区分することができる。図２２および２３を参照すると、滑車副構成要素９１０および外側顆副構成要素９１１は単一構造であり、内側顆副構成要素９１２はそれに結合または係合される。副構成要素間の境界面９１３は拘束されず、副構成要素は独立した状態で残される。あるいは、境界面９１３は、以下で詳細に説明するとおり、部分的に拘束される。もう１つの実施形態では、境界面９１３は、以下で詳細に説明するとおり、組み立てられた時に完全に拘束される。あるいは、滑車副構成要素９１０、および内側顆副構成要素９１２は単一構造であり、外側顆副構成要素９１１は、それに結合または係合される。副構成要素間のモジュール式境界面９１３は、嵌合する膝蓋骨もしくは膝蓋骨構成要素、または脛骨構成要素上における移行の影響を最小限にするために、遠位大腿骨表面の「タイドマーク（ｔｉｄｅ  ｍａｒｋ）」内に配置され得る。本発明の一実施形態は、滑車副構成要素９１０および外側顆副構成要素９１１を単一の副構成要素として提供して、膝蓋骨の内側の小さい切開部分を通して容易に配置し、膝蓋骨に均一に沿って動くように、膝蓋骨溝の外側面に沿って連続表面を提供することである。通常の膝関節運動機能では、四頭筋の機構の角度「Ｑ」は、膝蓋骨を大腿骨構成要素の外側に引っ張る。したがって、膝蓋骨溝の外側面に沿って、比較的高い接触力が存在する。あるいは、膝関節の病変が重度ではない場合、外側大腿骨顆は機能し、内側大腿骨顆および滑車は関節炎により障害が生じる。この場合、滑車および内側大腿骨顆を置換するための単一大腿骨顆副構成要素が適用される。
【００６０】
図２４および２５を参照すると、大腿骨構成要素の一実施形態は、独立する滑車副構成要素９１０、内側顆副構成要素９１２、および外側顆副構成要素９１１で構築される３つの副構成要素から構成され、モジュール式境界面９１３が、大腿骨構成要素のほぼ前遠位領域にある。嵌合構成要素が上で摺動する関節面は、嵌合構成要素が円滑に移行するように、モジュール式境界面９１３全体に整列した起伏のある表面を形成する。大腿骨副構成要素を移植する順序は、顆副構成要素９１１および９１２を最初に配置し、次に滑車副構成要素を配置する。滑車副構成要素は、小さいかまたは最小限侵襲的な切開部分を通して、外側顆副構成要素および内側顆副構成要素に結合される。この３つの副構成要素は、結合された時に、遠位大腿骨のおおよその位置に存在し、構成要素が完全に組み立てられると、最終的な位置に押し入れられ、大腿骨に固定される。上記のとおり、副構成要素間の境界面９１３は、拘束されなくても、独立していても、部分的に拘束されていても、完全に拘束されていてもよい。これらの実施形態の各々について以下で詳細に説明し、これらの実施形態はすべて、本発明の大腿骨構成要素の各々の実施形態に適用することができる。図２６および２７に示すさらに別の大腿骨構成要素実施形態では、独立する滑車副構成要素は、単一の内側顆副構成要素および外側顆副構成要素から成る独立する顆副構成要素９１４と結合または係合し、２つの副構成要素間の境界面９１３は、大腿骨構成要素のほぼ前遠位領域にある。
【００６１】
特に副構成要素の境界面の実施形態を見ると、上記のとおり、副構成要素間、および脛骨副構成要素間に見られる境界面は、個々の大腿骨または脛骨の副構成要素が完全に組み立てられた時点で拘束されなくても、部分的に拘束されても、完全に拘束されてもよい。さらに、この境界面は、関節腔内、および支持骨表面上への組み立てを容易にするため、組み立て時には拘束されなくても、または部分的に拘束されてもよい。係合機構または結合機構は、隣接する副構成要素が組み立て時に互いに接近する時に、より拘束されるように構築され得る。図４９Ａおよび図４９Ｂを参照すると、上記で説明し、図３２Ａおよび図３２Ｂに図示したものと類似するテーパ付きボス９６２は、顆副構成要素９２８および９２９がほぼ横断面で角度を形成するように構築される。再び図４９Ａおよび図４９Ｂを参照すると、顆副構成要素９２８および９２９は内側に傾斜し、隣接する副構成要素間に隙間９６３が存在する。あるいは、顆副構成要素９２８および９２９は外側に傾斜するか、または同様に滑車副構成要素９２７に対して内側から外側方向に傾斜し、関節腔の境界内における大腿骨副構成要素の組み立てを単純化し得る。必要に応じて、ねじ切りされた固締具（図示しない）がクリアランス孔９６１内に配置されて、副構成要素を一緒に固締する。
【００６２】
顆副構成要素は、関節腔の境界内で組み立てられている間に、互いに対して角度を形成し、平行移動することができると有利であり得る。図４９Ａおよび図４９Ｂの断面図である図５３を参照すると、ボス９６２は、矩形の断面および内側にテーパが付いている対向する側部が構築され得る。完全に組み立てられた時にボス９６２をぴったり収容するが、副構成要素が、最初に一緒に配置されて、関節腔の境界内で組み立てられている間に、滑車副構成要素９２７と顆副構成要素９２８との間に拘束されない境界面を提供するように、収容ポケット９６４が構築される。したがって、滑車副構成要素は、外科医が一方または両方の顆副構成要素に対して角度を形成し、平行移動できるので、組み立てが容易である。あるいは、図５４に示すように、滑車副構成要素９２７上のボス９６５は、矩形の断面および平行に対向する側部を有し得、顆副構成要素９２８内の収容ポケット９６６内に緩く適合し、境界面が、組み立て時には拘束されず、完全に組み立てられた時には拘束されないか、または部分的に拘束されるように構築され得る。完全に組み立てられた顆副構成要素と滑車副構成要素との境界面は、支持骨上に組み立てられた後、副構成要素間に隙間９６３が残る場合は拘束されない。あるいは、滑車副構成要素と顆副構成要素との境界面は、支持骨上で組み立てられた後、隙間９６３が副構成要素間に閉鎖されると、部分的に拘束される。この場合、隣接する副構成要素は、境界面の平面内で平行移動することが可能である。必要に応じて、ボス９６５の上位の表面９６７および下位の表面９６８は、収容ポケット９６６の対向する上位の表面９７１および下位の表面９７２でぴったりした状態で摺動して、部分的に拘束された係合境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の上下の相対的平行移動、および角度の形成を防止するように構築され得る。あるいは、ボス９６５の垂直側面は、収容ポケット９６６の対向する垂直側面内でぴったりした状態で摺動して、部分的に係合した境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の内外方向の相対的平行移動、および角度の形成を防止するように構築され得る。最終的に、各々の大腿骨副構成要素９２７、９２８および９２９は、骨セメントで接合されるか、または骨の内方成長によって支持骨に固定される。
【００６３】
３コンパートメント膝関節置換術の場合、通常の運動機能を再現すると有利である。各々の大腿骨を整列および配向するため、副構成要素は、膝関節の運動範囲全体で、適切な靭帯の緊張および平衡を維持するように最適化される。したがって、隣接する副構成要素に対する各々の副構成要素の整列および配向、並びに脛骨および膝蓋骨に対する大腿骨構成要素の整列および配向が重要である。図２８および２９に示すように、滑車副構成要素９１０と顆副構成要素９１１および９１２との間のインターロックは、インターロックボス７２および７３によって行われる。副構成要素間の軸方向クリアランス７４は、ほぼ矢状面内に適度な角度が形成され、横断面における軸方向の平行移動が拘束され、角度の形成が拘束されるように構築される。必要に応じて、軸方向のクリアランス７４を増加して、ほぼ矢状面における軸方向の平行移動および角度の形成をより大きくすることができる。さらに、２つのボス７２および７３の隅７５、および対向する隅に半径を配置すると、ほぼ矢状面における角度の形成が増加する。インプラントを支持骨に固定する前に、軸方向の回転および直交平行移動を拘束すると、関節腔内で副構成要素を組み立てる際に有利である。骨に固定された後、顆副構成要素のボス７３は、滑車副構成要素のボスを支持骨に対して捕捉する。あるいは、滑車ボス７２は、顆副構成要素に対して遠位に配置され得、この場合、顆副構成要素のボスを捕捉する。必要に応じて、図３０および３１に示すように、ほぼ上下方向における直交平行移動は、部分的なダブテイル７８を顆副構成要素のボス７６および滑車副構成要素のボス７７に追加することにより拘束することができる。ほぼ内外方向における直交平行移動は拘束されない状態を保ち、大腿骨の内側面および外側面から、滑車副構成要素を内側顆副構成要素および外側顆副構成要素上に配置することを容易にする。顆副構成要素に対する滑車副構成要素のこうした組み立ては、上記のように、準備された大腿骨顆に顆副構成要素が単独で固定され、次に、膝蓋骨と大腿骨との間で滑車副構成要素を摺動させる能力により、インターロックボス７６および７７に係合させながら滑車副構成要素を配置する場合に有利であり得る。
【００６４】
図３４および３５を参照すると、必要に応じて、ほぼ矢状面における直交平行移動、および軸方向回転は、顆副構成要素９１１および９１２内に形成された、一致する形状および矩形の断面の収容ポケット３１内に、矩形断面のボス４５０を捕捉し、滑車副構成要素９１０から離して突出させることによって拘束され得る。あるいは、ボスは、顆副構成要素９１１または９１２上にあり、ポケットは、滑車副構成要素９１０内にある。何れの場合も、相対的に短いボスは、関節包内での組み立てを容易にするために必要である。あるいは、図３２および３３に示すように、滑車副構成要素９１０のボス８０は、矢状断面にテーパが付いており、顆副構成要素９１１または９１２の対応するポケット８１のテーパは、滑車副構成要素のボス８０をぴったり収容するようにテーパが付き、隣接する副構成要素が一緒に取り付けられる時に、ほぼ矢状面における角度形成部分で拘束が少なく、その結果、関節包内での組み立てが容易であり、テーパの接合点が完全に定着すると、拘束された境界面が提供される。必要に応じて、このボスは、横断面でもテーパが付けられ、ほぼ横断面で拘束されない角度形成部分を提供し、関節腔内における組み立てを容易にする。ボス８０およびポケット８１が定着するにつれて、この境界面は、完全に定着した時点での完全拘束状態にまで次第に拘束される。あるいは、ボス８０および収容ポケット８１は、テーパの有無に関わらず、整合する円形、楕円形、またはその他の適切な断面であり得、ポケットが、ボスをぴったり収容するように構築される。
【００６５】
組み立てを単純化し、境界面の安定性を高めるため、ダウエルピン８４は、顆副構成要素内の嵌合する孔８３内に収容されるように、滑車副構成要素収容孔８７内に圧入する。必要に応じて、滑車副構成要素は、クリアランス孔８６を設けて構築され得、このクリアランス孔８６は、ねじ切りされた収容孔８２を内にねじ入れられるねじ切りされた固締具８５を収納し、副構成要素の境界面全体に圧縮保持力を適用する手段を提供する。滑車副構成要素の関節面の分離を防止するため、クリアランス孔８６は、膝蓋骨構成要素、または脛骨ベアリング構成要素の関節経路の内側および外側に配置される。固締具としては、テーパ付き要素の境界面、ねじおよびねじ切りされた固締具、拡張ピンまたはバー、圧力嵌めピンまたはバー、その他の固締具手段、またはこれらの組合せが挙げられるが、これらだけに限らない。
【００６６】
あるいは、図３２を参照すると、ボス８０は、テーパ付き要素の基部の上下面を緩和することにより、ほぼ矢状面において可撓性であるように構築され得る。隣接する副構成要素間のこのような可撓性相互接続は、遠位大腿骨の運動学的に準備された支持面の変動に局所的に適応する際に有利である。
【００６７】
上記のとおり、隣接する副構成要素間に可撓性の相互接続を有すると有利である。図３６および３７を参照すると、整列タブ４５１は可撓性であり、滑車副構成要素と、隣接する顆副構成要素９１１および９１２との間に挿置される。整列タブ４５１は、ポリエチレン、ウレタンなどの可撓性材料、もしくはその他の適切な可塑性材料；またはＮＰ３５Ｎ、ステンレス鋼、ニチノールなどの金属、もしくは可撓性であるように構築されるその他の適切な金属から製造される。整列タブ４５１は、円柱状である。あるいは、整列タブ４５１は、楕円形、矩形、または任意の適切な形状および断面であり得る。顆副構成要素９１１および９１２内の収容ポケット３１および滑車副構成要素の収容ポケット４５２は、整列タブ４５１の形状および断面に適合して、整列タブと副構成要素との間に安定した摺動境界面を提供するように構築される。あるいは、整列タブ４５１は、顆副構成要素または滑車副構成要素の方に突出するように内側にテーパが付き得、収容ポケット３１および４５２は、こうしたテーパに適合し、整列タブ、嵌合顆副構成要素、および嵌合滑車副構成要素間に抑制された状態で適合する（ｓｎｕｇ  ｆｉｔ）ように構築される。
【００６８】
整列タブは、一時的に副構成要素内に配置されて、関節包内の支持骨への組み立ておよび取付けを単純化することが有利であり得る。図３８、３９、および４０を参照すると、第１骨セメントは、副構成要素の内面上、および遠位大腿骨の準備された表面上に配置される。顆副構成要素９１１および９１２、並びに滑車副構成要素９１０は、関節腔内、および支持骨上に配置される。次に、副構成要素は、可撓性の整列タブ４５３を使用して組み立てられ、滑車副構成要素および顆副構成要素の嵌合スロット４５７内に配置される。内側から配置される滑車副構成要素９１０に取り付けられる内側顆副構成要素９１２に１つ、外側から配置される滑車副構成要素９１０に取り付けられる外側顆副構成要素９１１に１つ、２つの整列タブ４５３が必要である。顆副構成要素は、屈曲状態の膝関節に押し当てられ、次に、滑車副構成要素が、伸展状態の膝関節に押し当てられる。過剰な骨セメントを除去し、セメントを硬化させる。試用の脛骨インプラントおよび試用の膝蓋骨インプラントを配置して、骨セメントが硬化する際に、大腿骨副構成要素の圧縮荷重を提供し得る。図３８に示す一実施形態では、整列タブ４５３は、顆副構成要素内のスロット４５７内に摺動するように構築された円柱状縁部４５５と、整列タブ４５３の形状および断面に適合するように構成された滑車副構成要素とを有する。整列タブの円柱状縁部４５５は、顆副構成要素および滑車副構成要素内の円柱状陥凹部４５６に係合するように構築される。
【００６９】
あるいは、整列タブ４５３の円柱状縁部の１つは、関節腔内の副構成要素の組み立てを単純化するため、折り畳まれるかまたは拡張するように構築され得る。図３９を参照すると、整列タブの拡張可能な縁部４５９には、整列タブの長さに沿ったスロット４５８が構築される。整列タブ４５３の円柱状縁部４５５は、滑車副構成要素、または顆副構成要素の１つの収容スロット４５７の中に配置され、次いで、嵌合する副構成要素の収容スロット４５７内に滑入される。拡張ピン４６０は、スロット４５８内に配置され、拡張可能な縁部４５９を拡張して、嵌合する副構成要素内の円柱状縁部４５６に係合させる。これは、他の顆副構成要素について繰り返され、大腿骨構成要素が、上記のとおり、準備された大腿骨に固定される。骨セメントが十分に硬化した後、整列タブ４５３を、取外し孔４５４に引っ掛けることにより取り外す。あるいは、縫合糸を取外し孔に結合して、整列タブの容易な取外しを促進し得る。あるいは、整列タブ４５３は、米国特許出願第１１／１８６，４８５号に記載されているように、テザーデバイスを使用して収容スロット４５７内に配置され得る。
【００７０】
脛骨インプラントに関しては、上記のとおり、脛骨ベースプレート構成要素は、図４３に示すように単一構造であり得、膝関節に関連する脛骨プラトーの準備された表面を被覆する。内側ベースプレート３２８、および外側ベースプレート３２６は対称であり、１つの設計を左右の膝関節に使用することが可能である。あるいは、内側ベースプレート３２８および外側ベース３２６は非対称であり、左右の設計が必要であり得る。内側ベースプレート３２８と外側ベースプレート３２６との間のブリッジ３２４は、前後方向の寸法が狭くなっており、前部十字靭帯を挿入する前にブリッジ３２４を配置して、前部十字靭帯温存人工膝関節全置換術で支持骨を保存することが可能である。必要に応じて、ブリッジの後面３３０は、前部十字靭帯切除人工膝関節全置換術では、後方に（図示しない）移動することができる。必要に応じて、ブリッジの後面は、後方安定型人工膝関節全置換術として一般に周知されている十字靭帯切除（前後十字靭帯）人工膝関節全置換術では、さらに後方に（図示しない）移動することができる。内側ベースプレート３２８および外側ベースプレート３２６の近位表面は、陥凹部の周囲にショルダー３２２が埋め込まれ、脛骨ベアリングインサート（図示しない）に対するある形態の捕捉機構または拘束を提供する。ベースプレート係止手段に対するその他の脛骨ベアリングインサートは、先行技術で公知であり、脛骨ベアリングインサートをベースプレートに固定するためのダブテイル機構、係止タブ、係止キーおよびピン、並びにその他の固締具が挙げられる。
【００７１】
単一構成要素として構築された場合、脛骨ベースプレートは、内側脛骨大腿骨コンパートメントと外側脛骨大腿骨コンパートメントとの両方に対する固定ベアリングまたは可動ベアリングインサートの捕捉機構を提供する。１つの選択肢として、１つのプラットフォームは、内側脛骨大腿骨コンパートメントの固定ベアリング捕捉機構、および可動ベアリング捕捉機構、または外側脛骨大腿骨コンパートメントの可動ベアリングインサートを収容するための単純なプラットフォームを提供するように構築される。左右の脛骨ベースプレートが必要であるので、同じベースプレートが可動ベアリングの内側インサートおよび固定ベアリングの外側インサートとして使用され得る。
【００７２】
図４４に示すように、脛骨ベースプレートは、副構成要素が関節腔の境界内で結合される２部分から成る構成要素として任意に構築される。脛骨インサート４３８および４４５は、脛骨ベースプレート３２６および３２８と係合するように構築される。内側ベースプレート３２８と外側ベースプレート３２６との間のスプリット３２３は、ブリッジ３２４の内側であるが、スプリット３２３は、ブリッジに沿ったどこかに位置し、矢状面に対して内側または外側に傾斜していても、矢状面に対して平行であってもよい。スプリット３２３を内側に配置して傾斜させる利点は３つあり、第１に、これは、相互接続機構の追加の断面積を提供し、第２に、固締具を配置するための内側傍膝蓋骨切開部分を介して、スプリット３２３に対して垂直に容易に接近でき、第３に、上にインサーターを取り付けることができる延長部分を提供して、内側傍膝蓋骨切開部分を通して外側脛骨ベースプレート副構成要素３２６の配置を容易にする。あるいは、スプリット３２３における内側ベースプレート副構成要素３２８と、外側ベースプレート副構成要素３２６との間の相互接続は完全に拘束され、内側副構成要素３２８および外側副構成要素３２６は共通の平面に保持され、副構成要素の広がりは一定角度に保持される。必要に応じて、スプリット３２３における相互接続は部分的に拘束される。
【００７３】
大腿骨の副構成要素と同様、脛骨ベースプレートは、１つの部品として構築されても、複数の構成要素として構築されてもよい。後者の場合、脛骨ベースプレートの副構成要素間の境界面は、拘束されなくても、部分的に拘束されても、完全に拘束されてもよい。大腿骨副構成要素に関して説明した副構成要素の境界面実施形態は、脛骨副構成要素の結合または係合に適用することができ、これは、参考により示唆されている。さらに、脛骨ベースプレートの副構成要素に関して説明した副構成要素の境界面実施形態は、大腿骨副構成要素の結合または係合に適用することができるが、上記とは異なる場合がある。脛骨ベースプレート副構成要素は、適切な金属から製造され、たとえば、コバルトクロム合金、チタン、もしくはチタン合金、またはステンレス鋼；またはジルコニアもしくはアルミナセラミックから製造される。副構成要素は、機械加工されても、鋳造または成形されてもよい。製造方法としては、機械加工、ワイヤおよびプランジＥＤＭ、並びにその他の適切な製造プロセスが挙げられる。
【００７４】
図４１および４２を参照すると、代替の実施形態では、脛骨ベースプレートは、脛骨隆起の開口部の一方の側に沿って区分され、副構成要素間の境界面は、膝関節の中心を通る矢状面から離れて傾斜している。代替の実施形態では、副構成要素間の境界面は、外科的切開部分の下に境界面を配置する内側顆方向に、膝蓋骨靭帯の側部までである。図４１に示すように、ボス３４０は、ブリッジ３２４から延在する。ボス３４０は、断面が矩形であり得る。ボス３４０の上下の寸法は、ブリッジ３２４の領域の脛骨ベースプレート副構成要素３２６および３２８の対応する上下の寸法より小さい。副構成要素の境界面は、外側副構成要素３２６の境界面から突出するボスの対向側部上に平行面を有するように、ボス３４０を構築することにより、比較的拘束される組立体のために構築され得る。収容ポケット３４２は、嵌合するボス３４０に摺動可能に適合する形状および断面で構成される。しかし、関節腔内における組み立ては、ボス３４０にテーパを設けて、組み立て時の副構成要素と、副構成要素が完全に定着された後の拘束された境界面との間に角度を形成することを可能にすることによって単純化される。必要に応じて、図５１Ａおよび図５１Ｂに示すように、ボス３４０は、上下表面に平行面、垂直表面３４１に内側にテーパが付いた表面を有し、副構成要素間の上下の角度形成に拘束を提供し得、組み立て時のベースプレートの平面内の角度形成に最小限の拘束を提供し得る。代替の実施形態では、副構成要素間のインターロックは、図４１に示すようにダウエルピン３４４およびねじ切りされた固締具３４５を含み得るか、または図５１Ａおよび図５１Ｂに示すように含まなくてもよい。図５１Ａおよび図５１Ｂを参照すると、ベースプレートの副構成要素は、ボス３４０が収容ポケット３４２（図４１参照）内に部分的に係合するように配置され、副構成要素が、ほぼ横断面内で互いに対して角度を形成し、脛骨プラトーの幾何学的配置に対して副構成要素を配向できるようにし得る。
【００７５】
ベースプレート副構成要素は、関節腔の境界内で組み立てる際に、互いに角度を形成し、平行移動できると有利であり得る。図５１Ａおよび図５１Ｂを参照すると、ボス３４０は、矩形の断面、および内側にテーパが付いた対向側部を有するように構築され得る。収容ポケット３４２（図４１参照）は、完全に組み立てられた時に、ボス３４０をぴったり収容するが、副構成要素を一緒に最初に配置して、関節腔の境界内で組み立てられると、隣接する副構成要素３２６と３２８との間に拘束されない境界面を形成するように構築される。したがって、ベースプレート副構成要素を、外科医により互いに対して角度を形成させ、平行移動させて組み立てを容易にできる。あるいは、ボス３４０は、矩形の断面、および平行な対向側部を有し得、収容ポケット３４２内に緩く適合して、組み立て時に拘束されない境界面、および完全に組み立てられた時に、拘束されないか、または部分的に拘束される境界面を形成するように構築され得、ボス３４０および収容ポケット３４２は、図５４に関連して大腿骨副構成要素について上記で説明した構造と類似する構造である。完全に組み立てられたベースプレートの副構成要素と副構成要素との境界面は、隙間３２３が、支持骨上に組み立てられた後に副構成要素間に残っている場合は拘束されない。あるいは、ベースプレートの副構成要素と副構成要素との境界面は、隙間３２３が、支持骨上に組み立てられた後に副構成要素間で閉鎖される場合、部分的に拘束される。この場合、隣接する副構成要素は、境界面の平面において平行移動することが可能である。必要に応じて、ボス３４０の上下表面は、収容ポケット３４２の対向上下表面内でぴったり摺動し、部分的に拘束された係合境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の上下の相対的な平行移動および角度形成を防止するように構築され得る。あるいは、ボス３４０の垂直摺動表面は、収容ポケット３４２の対向垂直側面内でぴったり摺動し、部分的に拘束された係合境界面機構を提供し、隣接する副構成要素間の内外方向の相対的な平行移動および角度形成を防止するように構築され得る。最終的に、ベースプレート副構成要素３２８および３２６は、骨セメントで接合されるか、または骨の内方成長によって支持骨に固定される。
【００７６】
必要に応じて、ボス３４０は、上下表面（図示しない）および垂直表面３４１に、内側にテーパが付いた表面を有し、関節腔内における組み立て時に、副構成要素間のある方向における角度形成に対して最小限の拘束を提供し得る。両方の実施形態では、収容ポケット３４２は、嵌合するボス３４０にぴったり適合する形状および断面で構築され、それによって、副構成要素が完全に定着した時に、完全に拘束された境界面が提供される。あるいは、ボス３４０は、副構成要素に係合または結合する、円柱もしくは切頭円錐、または適切な形状および断面として構築され、収容ポケット３４２は、嵌合するボス３４０にぴったり適合する形状および断面で構築される。あるいは、外側ベースプレートの副構成要素の境界面から突出する複数のボス（図示しない）が存在し得、収容ポケットは、他の副構成要素の嵌合するボスにぴったり適合する形状および断面で構築される。あるいは、１つまたは複数のボスは、内側ベースプレート副構成要素から突出し得、収容ポケットは、外側ベースプレート副構成要素内に存在する。
【００７７】
図４１を参照すると、ダウエルピン３４４は、外側ベースプレート副構成要素３２６内の収容孔３３９内に圧入され得る。内側ベースプレート副構成要素内のダウエルピン３４４の収容孔３４３は、組み立てが容易であるように滑り嵌めを提供する。あるいは、ダウエルピン３４４は、内側ベースプレート副構成要素内に圧入され得、外側ベースプレート副構成要素内に滑り嵌めされ得る。テーパ付き境界面を完全に定着させるための圧縮力を提供し、互いに対する副構成要素の機械的な係止を提供すると有利であり得る。一実施形態では、ねじ切りされた固締具３４５は、外側ベースプレート副構成要素内の収容孔３４８を通して配置され、内側ベースプレート副構成要素内のねじ切りされた収容孔内にねじ入れられる。クリアランス孔３４６の前部開口部は、ねじ切りされた固締具３４５のヘッドのさら穴を提供するために拡大される。図４２を参照すると、ねじ切りされた固締具３４５、クリアランス孔３４８および３４６、並びにねじ切りされた収容孔３４７は、ボス３４０および収容ポケット３４２を通り、第２ダウエルピン３４９が外側ベースプレート副構成要素内の収容孔３５０内に圧入することを可能にし、それによって、内側ベースプレート副構成要素内の収容滑り嵌め孔３５１内に配置された時に、境界面にさらなる安定性を与えるように構築され得る。
【００７８】
上記のとおり、インプラントにさらなる安定性を与えるために、脛骨ベースプレートに取り付けられ、脛骨髄腔内に延在する支柱を使用する必要がある患者の適応症が存在し得る。同様に、時には、このような適応症は、インプラントのさらなる安定性を提供するために、大腿骨構成要素または副構成要素に取り付けられ、大腿骨髄腔内に延在する支柱を使用する必要がある場合に存在する。モジュール式支柱と共に使用するように構築された従来の脛骨および大腿骨の膝関節インプラントは、関節腔の外部で組み立てるように構築される。このような構造は、低侵襲的および最小限侵襲的な人工関節置換術の場合は問題である。なぜなら、外科的露出が限られるので、組み立てられた構成要素を関節腔内に配置するための十分な空間がないからである。本発明では、限られた外科的露出で、ステムを脛骨髄腔内に配置するために十分に接近可能であることが分かった。同様に、大腿骨側の場合、限られた外科的露出で、ステムを大腿骨髄腔内に配置するために十分に接近可能であることが分かった。したがって、本発明の一実施形態では、ステムは関節腔内を通り、脛骨プラトー内の準備された孔を通って髄腔に延在する。その後、上記の本発明の脛骨構成要素または副構成要素は関節腔内に配置され、ステムに組み立てられる。同様に、大腿骨構成要素の場合、本発明の一実施形態では、ステムは、関節腔内を通り、遠位大腿骨内の準備された孔を通って髄腔に延在する。その後、本発明の大腿骨構成要素または副構成要素は関節腔内に配置され、ステムに組み立てられる。本発明の一実施形態では、大腿骨ステムが最初に配置され、次に脛骨ステム、次に大腿骨副構成要素、最後に脛骨副構成要素が配置される。あるいは、外側ベースプレート副構成要素は、内側ベースプレート副構成要素より前に配置される。
【００７９】
一般に、図４５および４６を参照すると、本発明の代替の実施形態では、脛骨構成要素は、ステム副構成要素９４０、および単一のベースプレート副構成要素９４１から構成され、ベースプレート副構成要素９４１は、ブリッジ９４５を有し、そして脛骨インサート９４２および９４３を支持するように構築される。あるいは、上記の内側ベースプレート副構成要素および外側ベースプレート副構成要素が、ステム副構成要素９４０と共に使用され得、この場合、ステム副構成要素９４０は脛骨内に配置され、次に内側ベースプレート副構成要素、次に外側ベースプレート副構成要素が配置される。次に、脛骨副構成要素が関節腔内で組み立てられる。あるいは、外側ベースプレート副構成要素は、内側ベースプレート副構成要素の前に配置され得る。
【００８０】
膝関節を９０°より大きく屈曲させると、ステム副構成要素のための近位脛骨内の収容孔を準備するためのアクセスが提供される。一般に当業者に公知である脛骨のテンプレートまたは試作品およびパンチは、収容孔を準備するために使用される。図４６を参照すると、ステム副構成要素９４０は、膝関節を同様に屈曲させて脛骨内に配置される。ステムは、完全に定着した位置から約２ｍｍ〜６ｍｍ残しておくと、以下で説明するとおり、骨セメントを使ってインプラントを容易に配置する上で有利であり得る。骨セメントを使用する場合、骨セメントは、ベースプレート副構成要素の下面、および脛骨プラトー上に塗布される。膝関節を伸展させた状態で、ベースプレート副構成要素９４１は、ベースプレート副構成要素９４１の外側面を膝蓋骨靭帯の内側、およびステム副構成要素９４０の上の切開部分を通して配置することにより関節腔内に配置される。次に、ベースプレート副構成要素９４１を回転させて脛骨プラトーを整列させ、収容タブ９５３が、ステム捕捉プレート９４４を越えるまで前方に引っ張る。
【００８１】
次に、ベースプレート副構成要素９４１を、収容タブ９５３のレベルまで下げ、収容タブ９５３を、セメントで結合された構成要素の場合、脛骨プラトーよりわずかに上に配置されており、ベースプレート副構成要素および脛骨プラトー上に前に配置した骨セメントを破壊せずに、ステムのベースプレート副構成要素９４１上への配置を容易にする。ベースプレート副構成要素９４１は、前方に押されて、収容チャネル９４８で近位のステム副構成要素内の収容溝９４９に摺動可能に係合し、ねじ切りされた固締具９４６でステム副構成要素９４０に固定され、ねじ切りされた固締具９４６は、ベースプレート副構成要素９４１内の収容クリアランス孔９４７を通って配置され、ステム副構成要素内のねじ切りされた収容孔９５０内にねじ入れられる。あるいは、先行技術で公知のその他の固締手段が使用され得、たとえば、クロスピン、スナップ嵌合、テーパ付き嵌合、またはその他の適切な着脱可能な手段が使用され得る。あるいは、捕捉プレート９４４はモジュール式であり得、ベースプレート副構成要素９４１を収容支柱上に降ろして捕捉プレート９４４を配置し、捕捉プレート９４４を通してステム副構成要素９４０内に配置された１つまたは複数のねじ切りされた固締具を使って捕捉プレート９４４を固定することによって、ベースプレート副構成要素９４１をステム副構成要素９４０上に配置することが可能である。ベースプレート副構成要素をステム副構成要素に固定した後、膝関節は、衝撃ツールを接近させるために９０°より大きく屈曲させて、脛骨構成要素を脛骨プラトー上に衝突させる。骨セメントが使用された場合、過剰な骨セメントは、固着後に除去される。
【００８２】
図４５および４６を参照すると、ステム副構成要素は、支持骨と係合した時に、回転の安定性を提供すると共に、ベースプレート副構成要素９４１を支持するフィン９５１を設けて構築される。ベースプレート副構成要素９４１の下面は、フィン９５１の近位面９５２によって支持される。あるいは、図５０に示すように、外側ベースプレート副構成要素３２６およびステム副構成要素９４０は、一体の副構成要素として構築され得、その上に内側ベースプレート副構成要素３２８が係合または結合される。
【００８３】
図４７および４８を参照すると、本発明のもう１つの実施形態では、ブラケット９６０は、ベースプレート副構成要素９４１をステム副構成要素９４０に固定するために使用され得る。ベースプレート副構成要素９４１は、上記のようにベースプレート副構成要素９４１の収容チャネル９５８でステム副構成要素９４０上に配置され、ステム副構成要素９４０の収容溝９５７に摺動可能に収容される。ベースプレート副構成要素９４１が、ステム副構成要素９４０上に配置された後、ブラケット９６０は、陥凹領域９５６内のステム副構成要素の前面、およびベースプレート副構成要素９４１上に配置され、ねじ切りされた固締具９５９で固定され、このねじ切りされた固締具は、ブラケット９６０内の収容クリアランス孔９５４を通って、ステム副構成要素内のねじ切りされた収容孔９５５内に配置される。ベースプレート副構成要素をステム副構成要素に固定した後、膝関節は、衝撃ツールを接近させるために９０°より大きく屈曲させて、脛骨構成要素を脛骨プラトー上に衝突させる。骨セメントが使用された場合、過剰な骨セメントは、固着後に除去される。図４７および４８に示す実施形態のその他の特徴および機能は、上記で説明し、図４５および４６に示すとおりである。
【００８４】
上記のとおり、大腿骨構成要素および脛骨構成要素を構成する副構成要素は、それぞれ大腿骨構成要素および脛骨構成要素を形成する際に、互いに対して配向される。副構成要素を関節腔内に配置し、整列および配向して、互いに係合および結合させて、支持骨に固定するプロセスは、１つまたは複数の副構成要素を保持する器械を使用し、その際、これらの副構成要素を関節腔内に配置し、組み立て時に２つ以上の副構成要素を適切に配向して保持するか、またはこれらの副構成要素を支持骨に固定することにより単純化および強化することができる。
【００８５】
図１９Ａおよび図１９Ｂを参照すると、独立する脛骨ベースプレート副構成要素３１４および３１５は、ベースプレートインサーター３１６によって、互いに対して適切に配向される。一実施形態では、脛骨インサーター３１６は、個々の前面３１７に沿ってベースプレート副構成要素３１４および３１５にまたがるブラケット３０２から成る。クロスバー３０２上の個々の嵌合表面３０８は、このようなベースプレート副構成要素表面３１７に適合し、関節腔内に配置する際に、独立するベースプレート副構成要素３１４および３１５の軸方向の回転を防止する。ベースプレート副構成要素は、ねじ切りされた固締具３０４によってブラケット３０２に固締され、ねじ切りされた固締具３０４は、ブラケット３０２のクリアランス孔３０５を通して配置され、内側ベースプレート副構成要素３１５および外側ベースプレート副構成要素３１４のねじ切りされた収容孔３０１内にねじ入れられる。代替の実施形態では、インサーターシャフト３０３は、内側ベースプレート副構成要素３１５の内側前方のブラケット３０２に取り付けられ、ベースプレート副構成要素３１４および３１５ならびに脛骨インサーター３１６を、膝蓋骨の内側面に沿った垂直切開部分を通して容易に配置することができる。あるいは、インサーターシャフト３０３は、ブラケット３０２の中間、またはブラケット３０２の外側面に取り付けられ得る。本発明の代替の実施形態では、ブラケット３０２は、スナップ嵌合接続具、トリンクルロック、ダブテイル接続、または２つの部品を互いに取り付けるその他の手段を使って、個々のベースプレート副構成要素に取り付けられ得る。インサーターシャフト３０３は、角ドライブ３１０内に構築されたトリンクルロック３１２など、迅速な取付け機構を有し得、トリンクルロック３１２は、方形の収容孔３１１内にインサーターシャフト３０３を保持し、収容孔３１１は、トリンクルロック３１２をブラケット３０２内に収容するための小凹点（図示しない）を収容し、角ドライブ３１０は、インサーターシャフト３０３とブラケット３０２との間の軸方向回転を防止する。トリンクルロック３１２は通常は係止されており、解除ボタン３０９を引き戻すことによって解除することができる。着脱可能なインサーターシャフト３０３は、切開部分を閉鎖して、膝蓋骨が滑車内に沿って動くことを可能にすることが役立つ場合、運動範囲を評価する際、またはセメントで接合する際に個々のベースプレート副構成要素を安定させるために、ブラケット３０２を所定の位置に残した状態でインサーターシャフト３０３を取り外すことが可能であることが望ましい。あるいは、インサーターシャフト３０３は、ブラケット３０２と一体で良い。一般に、ブラケット３０２は、ベースプレート副構成要素のある範囲のサイズおよび内外方向の間隔に適応するように、複数のサイズで入手可能である。あるいは、ブラケット３０２は、軸方向に摺動または伸縮する機構を含むことによって、長さが変化するように構築され得る。ベースプレートインサーターは、ステンレス鋼などの適切な金属から製造され得る。必要に応じて、ハンドル３０６は、アクリル、Ｕｌｔｅｍ、もしくはｃｅｌｃｏｎなどの適切なプラスチック、またはフェノール樹脂材料から製造され得る。
【００８６】
本発明のもう１つの実施形態では、ブラケット３０２は、内側３１５および外側３１４ベースプレート副構成要素間にさらに安定性があると有利である場合に移植可能であるように構築され得る。この場合、ブラケット３０２、およびねじ３０４などの固定デバイスは、移植可能な適切な材料、たとえばチタン、チタン合金、ステンレス鋼、コバルトクロム合金；またはＰＥＥＫもしくはポリエチレンなどの適切なポリマーから製造される。
【００８７】
ベースプレート副構成要素３１４および３１５が、骨セメントで支持骨に固定される１つの使用方法では、内側ベースプレート副構成要素３１５が最初にブラケット３０２に取り付けられる。試用の大腿骨副構成要素（図示しない）は、外側大腿骨顆および内側大腿骨顆上に配置される。骨セメントは、ベースプレート副構成要素３１４および３１５の下面に塗布され、独立する外側ベースプレート３１４は、膝関節の外側コンパートメント内に配置される。内側ベースプレート３１５は、ねじ切りされた固締具３０４がブラケット３０２内の収容孔３０５を通って、外側ベースプレート副構成要素３１４内のねじ切りされた収容孔３０１内に入ることが可能になるまで、脛骨インサーター３１６を使って内側コンパートメント内に配置される。試用のインサートベアリング（図示しない）は、ベースプレート副構成要素３１４および３１５上に配置され、膝関節は伸展して、脛骨構成要素に圧縮力を提供する。必要に応じて、脛骨インサーター３１６は、脛骨構成要素の整列に役立つように、膝関節の機械軸を基準とする整列案内手段を設けて構築され得る。あるいは、脛骨インサーター３１６は、脛骨インサーター３１６の手術ナビゲーション、ならびに取り付けられたベースプレート副構成要素３１４および３１５を関節腔内で適切に整列させることができるように、ナビゲーション追跡装置を設けて構築され得る。インサーターシャフト３０３は取り外され、ブラケット３０２は所定の位置に残され、セメントを除去する際に関節腔に接近しやすくなり得る。インサーターシャフト３０３は、トリンクルロック解除ボタン３０９を引き戻すことにより取り外され得る。セメントが硬化した後、ブラケット３０２を取り外す。
【００８８】
必要に応じて、脛骨インサーター３１６は、整列案内手段を取り付けるように構築され得る。図５５を参照すると、整列ロッド２０２を有する整列案内手段２０１は、整列案内手段２０１を脛骨インサーター３１６に取り付けることによって、脚の機械軸に対する脛骨ベースプレート副構成要素３１４および３１５の整列を確認するために使用され得、このような取付けは、シャフト３０３上で摺動可能に適合する整列案内手段２０１の基部２０３内のチャネル２０４として構築され、その結果、整列案内手段２０１を脛骨インサーター３１６に対して適切に整列させて安定させる。整列案内手段はねじ切りされた固締具３７２によって脛骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３７２は、基部２０３のクリアランス収容孔３７１を通り、インサーターシャフト３０３のねじ切りされた収容孔３７０内にねじ入れられる。脛骨副構成要素３１４および３１５は、整列案内手段２０１を脛骨インサーター３１６に取り付け、準備された脛骨切除部分に脛骨副構成要素を配置した状態で検査される。大腿骨の試用品および試用インサートベアリングが配置され、膝関節は、完全伸展位状態に伸展される。適切に整列した場合、整列ロッド２０２は、股関節中心、膝関節中心、および足関節中心上を通る。
【００８９】
必要に応じて、脛骨インサーター３１６は、手術ナビゲーションシステムと共に使用される手術ナビゲーション追跡装置を取り付けるように構築され得る。図５７を参照すると、フレーム２０７および基部２０６上に支持された３つの反射球２０８を有する手術ナビゲーション追跡装置２０５は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を脛骨インサーター３１６に取り付けることにより、脚の機械軸に対する脛骨ベースプレート副構成要素３１４および３１５の整列を検査するために使用され得、このような取付けは、シャフト３０３上で摺動可能に適合する手術ナビゲーション追跡装置２０５の基部２０６内のチャネル２０４として構築され、その結果、手術ナビゲーション追跡装置２０５を脛骨インサーター３１６に対して適切に整列させて安定させる。手術ナビゲーション追跡装置２０５は、ねじ切りされた固締具３７２によって、脛骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３７２は、基部２０６のクリアランス収容孔３７３を通って、インサーターシャフト３０３のねじ切りされた収容孔３７０内にねじ入れられる。脛骨副構成要素３１４と３１５との整列は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を脛骨インサーター３１６に取り付け、準備された脛骨切除部分に脛骨副構成要素を配置した状態で検査される。大腿骨試用品および試用インサートベアリングが配置され、膝は完全伸展位まで伸展される。手術ナビゲーションシステムは、膝関節の整列を測定して、外科医に報告を提供する。あるいは、整列案内手段２０１および手術ナビゲーション追跡装置２０５は、「Ｔ」スロット；ダブテイルロック；円柱状インターロック；ボタンインターロック；球状インターロック；もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の接続手段を使って、脛骨インサーター３１６に取り付けるように構築され得る。
【００９０】
上記のとおり、大腿骨関節面の一実施形態は、内側脛骨大腿骨コンパートメントおよび外側脛骨大腿骨コンパートメント、ならびに膝蓋大腿骨コンパートメントを関節表面再建することである；骨セメントを使用して、インプラントを支持骨に固定する場合、構成要素を段階的に移植すると有益である。図２０Ａおよび図２０Ｂを参照すると、独立する内側顆状副構成要素９１２および外側顆状副構成要素９１１は、滑車副構成要素の前に所定の位置にセメントで固定され得る。本発明の一実施形態では、これらの顆状副構成要素は、大腿骨インサーター９２０によって互いに対して配向され、関節腔内に配置される。一実施形態では、大腿骨インサーター９２０は、個々の前面９３３に沿って内側９１２および外側９１１顆状副構成要素にまたがるブラケット３６から構成される。ブラケット３６は、内側９１２および外側９１１顆状副構成要素の収容ポケット３１内に摺動可能に適合する突出タブ３５を設けて構築され、この突出タブ３５は、各々の顆副構成要素を関節腔内にそれぞれ配置する際に、各々の顆副構成要素が軸方向に回転するのを防止する。顆副構成要素９１１および９１２は、ねじ切りされた固締具３３によってブラケット３６に固締され、ねじ切りされた固締具３３は、ブラケット３６のクリアランス孔２９を通って、個々の顆副構成要素９１１および９１２のねじ切りされた収容孔９３２内にねじ入れられる。代替の実施形態では、インサーターシャフト３９は、顆副構成要素９１２の内側前方のブラケット３６に取り付けられ、膝蓋骨の内側面に沿った垂直切開部分を通して、顆副構成要素９１１および９１２ならびに大腿骨インサーター９２０を容易に配置することができる。あるいは、インサーターシャフト３９は、ブラケット３６に沿った中間、またはブラケット３６の外側面に取り付けられ得る。本発明の代替の実施形態では、ブラケット３６は、スナップ嵌合接続具、トリンクルロック、ダブテイル接続、または２つの部品を互いに取り付けるその他の手段を使って、個々の顆副構成要素に取り付けられ得る。インサーターシャフト３９は、角ドライブ３７内に構築されたトリンクルロック３８など、迅速な取付け機構を有し得、トリンクルロック３８は、方形の収容孔４１内にインサーターシャフト３９を保持し、収容孔４１は、トリンクルロック３８をブラケット３６内に収容するための小凹点（図示しない）を有し、角ドライブ３７は、インサーターシャフト３９とブラケット３６との間の軸方向回転を防止する。トリンクルロック３８は通常は係止されており、解除ボタン４５を引き戻すことによって解除することができる。着脱可能なインサーターシャフト３９は、切開部分を閉鎖して、膝蓋骨が滑車内に沿って動くことを可能にすることが役立つ場合、運動範囲を評価する際、またはセメントで接合する際に個々の顆副構成要素９１１および９１２を安定させるために、ブラケット３６を所定の位置に残した状態でインサーターシャフト３９を取り外すことが可能であることが望ましい。あるいは、インサーターシャフト３９は、ブラケット３６と一体で良い。一般に、ブラケット３６は、ある範囲の顆副構成要素のサイズおよび内外方向の間隔に適応するように、複数のサイズで入手可能である。あるいは、ブラケット３６は、軸方向に摺動または伸縮する機構を含むことによって、長さが変化するように構築され得る。大腿骨インサーターは、ステンレス鋼などの適切な金属から製造され得る。必要に応じて、ハンドル４３は、アクリル、Ｕｌｔｅｍ、もしくはｃｅｌｃｏｎなどの適切なプラスチック、またはフェノール樹脂材料から製造され得る。
【００９１】
骨セメントを使用して、大腿骨構成要素を支持骨に固定する１つの使用方法では、第１ステップは、独立する顆副構成要素９１１および９１２の支柱９１６の収容孔を遠位の大腿骨に形成することである。ドリルおよびドリル案内手段（図示しない）は、内側顆副構成要素および外側顆副構成要素の支柱９１６の収容孔を大腿骨顆に形成するために使用される。必要に応じて、外側顆副構成要素は、関節腔の外側で挿入ツール９２０に取り付ける。セメントは、準備された内側顆および外側顆、ならびに内側顆副構成要素９１２および外側顆副構成要素９１１の内面９１７に塗布される。内側顆副構成要素９１２は、内側顆上に配置され、挿入ツール９２０は、外側顆副構成要素９１１を膝蓋骨靭帯の下、外側脛骨大腿骨コンパートメント内に配置するために使用される。外側顆副構成要素を所定の配置する場合、挿入ツール９２０は、ねじ切りされた固締具３３を副構成要素内の収容孔９３２内に前進させることによって、内側顆副構成要素に組み立てられる。ブラケット３６から突出する内側タブおよび外側タブ３５は、適合するポケット３１の内部に取り付けることによって、それぞれ内側顆副構成要素および外側顆副構成要素に係合する。このようなタブ３５の形状および断面は、以下に記載するとおり、顆副構成要素の様々な収容ポケットに適応するように構築される。試用の脛骨ベースプレート副構成要素、および試用の脛骨インサート（図示しない）は、準備された外側脛骨プラトーおよび内側脛骨プラトー上に配置される。必要に応じて、インサーターシャフト３９は、顆副構成要素９１１および９１２の整列に役立つように、大腿骨および脛骨の機械軸を基準とする整列案内手段を収容するように構築される。膝関節を伸展させてインプラントに荷重を与える。過剰な骨セメントを除去する。インサーターハンドル４３およびインサーターシャフト３９は取り外され、ブラケット３６は所定の位置に残されるため、セメントを除去する際に関節腔に接近しやすくなり、運動範囲および組織の平衡状態を検査することができる。
【００９２】
インサーターハンドル４３およびインサーターシャフト３９は、トリンクル解除ボタン４５を引き戻すことによって取り外され、このトリンクル解除ボタン４５は、ブラケット３６内の方形収容孔４１内でインサーターシャフト３９をブラケット３６に接続するトリンクルロック３８を解除する。骨セメントが硬化した後、ブラケット３６を取り外す。次に、滑車副構成要素９１０（図２１）は、同様の方法で、最初に、ドリルおよびドリル案内手段（図示しない）を使用して、支柱９１６の収容孔を滑車副構成要素９１０の内面に形成し、図２１に示すように、準備された大腿骨滑車上、および滑車副構成要素の内面９１７に骨セメントを配置することにより、類似の様式で移植される。図３４Ａおよび図３４Ｂを参照すると、滑車副構成要素９１０の後部境界面４６１から突出する２つのボス４５０は、各々の顆副構成要素９１１および９１２の前部境界面４６２の個々の収容ポケット３１内に、顆副構成要素９１１および９１２を係合させて、滑車副構成要素９１０を顆副構成要素９１１および９１２に対して適切に配向するように、各々のボス４５０ごとに構築される。次に、滑車副構成要素を、大腿骨滑車上に押し当てて、滑車副構成要素の運動学的な位置決めを確立する。起伏のある衝撃装置（図示しない）を使用して、滑車副構成要素を定着させる。固着した後、過剰な骨セメントを除去する。膝蓋骨構成要素、または膝蓋骨試用品を膝蓋骨上に配置し、膝関節を屈曲および伸展させて、検査された運動範囲および軟組織を評価する。
【００９３】
必要に応じて、大腿骨インサーター９２０は、整列案内手段を取り付けるように構築され得る。図５６を参照すると、整列ロッド２０２を有する整列案内手段２０１を使用して、整列案内手段２０１を大腿骨インサーター９２０に取り付けることにより、脚の機械軸に対する大腿骨顆副構成要素９１１および９１２の整列を検査し得、このような取付けは、シャフト３９上で摺動可能に適合する整列案内手段２０１の基部２０３内のチャネル２０４として構築され、その結果、整列案内手段２０１を大腿骨インサーター９２０に対して適切に整列させて安定させる。整列案内手段は、ねじ切りされた固締具３７２によって大腿骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３７２は、基部２０３内のクリアランス収容孔３７１を通して、インサーターシャフト３９内のねじ切りされた収容孔３７４内にねじ入れられる。大腿骨顆副構成要素３１４と３１５との整列は、整列案内手段２０１を大腿骨インサーター９２０に取り付け、準備された大腿骨切除部分に大腿骨顆副構成要素を配置して検査される。脛骨ベースプレートの試用品、および試用インサートベアリングを配置し、膝関節を完全伸展位に伸展させる。適切に整列させた場合、整列ロッド２０２は、股関節中心、膝関節中心、および足関節中心上を通る。
【００９４】
必要に応じて、大腿骨インサーター９２０は、手術ナビゲーションシステムと共に使用される手術ナビゲーション追跡装置を取り付けるように構築され得る。図５８を参照すると、フレーム２０７および基部２０６上に支持された３つの反射球２０８を有する手術ナビゲーション追跡装置２０５は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を大腿骨インサーター９２０に取り付けることにより、脚の機械軸に対する大腿骨顆副構成要素９１１および９１２の整列を検査するために使用され得、このような取付けは、シャフト３９上で摺動可能に適合する手術ナビゲーション追跡装置２０５の基部２０６内のチャネル２０４として構築され、その結果、手術ナビゲーション追跡装置２０５を大腿骨インサーター９２０に対して適切に整列させて安定させる。手術ナビゲーション追跡装置２０５は、ねじ切りされた固締具３７２によって大腿骨インサーターに取り付けられ、ねじ切りされた固締具３７２は、基部２０６のクリアランス収容孔３７３を通って、インサーターシャフト３９のねじ切りされた収容孔３７４内にねじ入れられる。大腿骨顆副構成要素９１１と９１２との整列は、手術ナビゲーション追跡装置２０５を大腿骨インサーター９２０に取り付け、準備された脛骨切除部分に大腿骨顆副構成要素９１１および９１２を配置した状態で検査される。脛骨ベースプレートの試用品、および試用ベアリングが配置され、膝関節は、完全伸展状態に伸展される。手術ナビゲーションシステムは、膝関節の整列を測定して、外科医に報告を提供する。あるいは、整列案内手段２０１および手術ナビゲーション追跡装置２０５は、「Ｔ」スロット；ダブテイルロック；円柱状インターロック；ボタンインターロック；球状インターロック；もしくはこれらの組合せ、または２つ以上の部品を接続するために使用されるその他の接続手段を使って、大腿骨インサーター９２０に取り付けるように構築され得る。
【００９５】
当業者に公知であるその他の構成要素またはステップは、本発明の範囲内で実行される。さらに、列挙されたステップまたは構成要素の１つまたは複数は、本発明の範囲内の手順で、必ずしも行う必要はない。本発明の選択された実施形態について説明したが、様々な変更、適応および修正は、本発明の精神、および添付の請求の範囲を逸脱することなく、本発明に加えることができると考えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、膝関節の平面図である。
【図２】図２は、人工膝関節置換術時に、膝関節に接近するための従来の中線切開を示す。
【図３】図３は、本発明の方法および装置と共に使用され得る、人工膝関節全置換術時に膝関節に接近するための切開を示す。
【図４】図４は、本発明の方法および装置と共に使用され得る、人工膝関節全置換術時に膝関節に接近するための代替の切開を示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態により行われる大腿骨切除の平面図である。
【図６】図６は、大腿骨インプラントを含む本発明の代替の実施形態により行われる大腿骨切除の平面図である。
【図７】図７は、大腿骨インプラントを含む本発明のさらに別の実施形態により行われる大腿骨切除の平面図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態による脛骨ベースプレートの代替の実施形態の平面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態により、図６の大腿骨切除部分を関節表面再建するための大腿骨インプラントの平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態により、図７の大腿骨切除部分を関節表面再建するための大腿骨インプラントの平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態による大腿骨インプラントの平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素および外側顆副構成要素、および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素、および単一外側顆および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素および外側顆副構成要素および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素、および単一外側顆および滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の一実施形態による内側顆副構成要素および外側顆副構成要素、ならびに滑車副構成要素の大腿骨インプラントの端面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本発明の一実施形態により、椎体の遠位終板、および椎体の近位終板を関節表面再建するための複数の終板副構成要素を示す。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態による大腿骨、脛骨、および膝蓋骨インプラントを示す。
【図１８】図１８は、本発明のもう１つの実施形態による大腿骨、脛骨、および膝蓋骨インプラントを示す。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の一実施形態による脛骨インサーター器具の分解された状態の直交図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明の一実施形態による脛骨インサーター器具の組み立てられた状態の直交図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨インサーター器具の分解された状態の直交図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨インサーター器具の組み立てられた状態の直交図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態による、準備された大腿骨上の大腿骨構成要素の側面図である。
【図２２】図２２は、本発明の一実施形態による顆副構成要素を含む大腿骨構成要素の直交図である。
【図２３】図２３は、本発明の一実施形態による図２２の平面図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施形態による２つの顆副構成要素を含む大腿骨構成要素の直交図である。
【図２５】図２５は、本発明の一実施形態による図２４の平面図である。
【図２６】図２６は、本発明の一実施形態による内側大腿骨顆および外側大腿骨顆から成る顆副構成要素を含む大腿骨構成要素の直交図である。
【図２７】図２７は、本発明の一実施形態による図２６の平面図である。
【図２８】図２８は、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間の境界面の直交拡大図である。
【図２９】図２９は、本発明の一実施形態による図２８の平面図である。
【図３０】図３０は、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交拡大図である。
【図３１】図３１は、本発明の一実施形態による図３０の平面図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３３】図３３は、本発明の一実施形態による図３２の断面図である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間の境界面の直交図である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間の境界面の直交図である。
【図３５】図３５は、本発明の一実施形態による図３４の断面図である。
【図３６Ａ】図３６Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のもう１つの境界面の直交図である。
【図３７】図３７は、本発明の一実施形態による図３６の断面図である。
【図３８Ａ】図３８Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のさらにもう１つの境界面の直交図である。
【図３８Ｂ】図３８Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨副構成要素間のさらにもう１つの境界面の直交図である。
【図３９】図３９は、本発明の一実施形態による、インプラント副構成要素を一緒に保持する境界面ブラケットの概略図である。
【図４０】図４０は、本発明の一実施形態による図３８の断面図である。
【図４１】図４１は、本発明の一実施形態による脛骨副構成要素間の拘束境界面の断面図である。
【図４２】図４２は、本発明の一実施形態による脛骨副構成要素間のもう１つの拘束境界面の断面図である。
【図４３】図４３は、本発明の一実施形態による単一ベースプレートを含む脛骨インプラントの平面図である。
【図４４】図４４は、本発明の一実施形態による、２部分が結合されたベースプレートを含む脛骨インプラントの直交図である。
【図４５】図４５は、本発明の一実施形態による、ステムに結合された単一ベースプレートを含む脛骨インプラントの直交図である。
【図４６】図４６は、本発明の一実施形態による図４５の分解図である。
【図４７】図４７は、本発明の一実施形態による、ステムに結合された単一ベースプレートを含むもう１つの脛骨インプラントの直交図である。
【図４８】図４８は、本発明の一実施形態による、滑車、内側顆、および外側顆副構成要素を含む大腿骨インプラントの直交図である。
【図４９Ａ】図４９Ａは、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の直交図である。
【図４９Ｂ】図４９Ｂは、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の直交図である。
【図５０】図５０は、本発明の一実施形態による、脛骨プラトーの１つのコンパートメントを被覆する単一ステムおよびベースプレート、並びに脛骨プラトーの同側コンパートメントを被覆するベースプレート副構成要素を含む脛骨インプラントの直交図である。
【図５１Ａ】図５１Ａは、本発明の一実施形態による脛骨インプラントの直交図である。
【図５１Ｂ】図５１Ｂは、本発明の一実施形態による脛骨インプラントの直交図である。
【図５２】図５２は、本発明の一実施形態による、準備された大腿骨上の大腿骨構成要素の側面図である。
【図５３】図５３は、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の図４９Ａおよび図４９Ｂの断面図である。
【図５４】図５４は、本発明の一実施形態による大腿骨構成要素の断面図である。
【図５５】図５５は、本発明の一実施形態による整列案内手段を含む脛骨インサーター器具の分解図である。
【図５６】図５６は、本発明の一実施形態による整列案内手段を含む大腿骨インサーター器具の分解図である。
【図５７】図５７は、本発明の一実施形態による手術ナビゲーション追跡装置を含む脛骨インサーター器具の分解図である。
【図５８】図５８は、本発明の一実施形態による手術ナビゲーション追跡装置を含む大腿骨インサーター器具の分解図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図１０】
2009502235.tif 000080
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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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３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【図３７】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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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４９Ａ】
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【図４９Ｂ】
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【図５０】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５２】
2009502235.tif 000132
【図５３】
2009502235.tif 000133
【図５４】
2009502235.tif 000134
【図５５】
2009502235.tif 000135
【図５６】
2009502235.tif 000136
【図５７】
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【図５８】
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【国際調査報告】
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