(57)【要約】哺乳類の骨組織（２０）のような体組織に人工関節（３）を固定するための組立体（１）は、機械的な圧縮装置（４）と、スポンジ状の構造を有した生体適合材料の粒状体（１８）を少なくとも含む集合体（１７）とを備えている。その機械的な圧縮装置（４）は、使用の際に、骨組織（２０）の孔（１５）内に当該装置（４）を導入すると、この圧縮装置（４）の第１の部分（２）の第２の部分（５，３０）に対する相対的な動きを誘起して、当該装置の外側表面（１０）の少なくとも一部と、前記孔（１５）の隣接する内側表面（２３）との間の少なくとも一つの空間（１６）の容積（Ｖ０）が減少するように構成されている。
2005532088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
哺乳類の骨組織のような体組織に人工関節を固定するための組立体であって、
機械的な圧縮装置と、スポンジ状の構造を有した生体適合材料の粒状体を少なくとも含む集合体とを備え、
前記機械的な圧縮装置は、使用の際に骨組織の孔内にこの装置を導入すると、この圧縮装置の第１の部分の第２の部分に対する相対的な動きを誘起して、この装置の外側表面の少なくとも一部と、隣接する前記孔の内側表面との間の少なくとも一つの空間の容積が減少し、それによって前記粒状体を圧縮するように構成されていることを特徴とする組立体。
【請求項２】
前記圧縮装置は、少なくとも前記粒状体の集合体を圧縮するために、それに沿って圧縮手段が設けられている長手方向部分を有するように構成されており、前記圧縮手段がその長手方向部分に沿って圧縮率を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記装置は、長手方向に間隔を開けて配置された第１の端部および第２の端部を有しており、前記圧縮手段は、使用の際に、前記第２の端部の方向において圧縮率の減少をもたらすように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の組立体。
【請求項４】
前記集合体が、２つの異なる硬度の粒状体を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の組立体。
【請求項５】
前記集合体が、少なくとも２つの異なる寸法の粒状体を含んでいることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の組立体。
【請求項６】
前記圧縮装置は、前記第１の部分の前記第２の部分に対する回転により、粒状体を含む集合体を圧縮するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の組立体。
【請求項７】
前記第１の部分が、リブ、カム等を有し、それらは第１の状態においてはある範囲で前記第２の部分に囲まれるが、第２の状態においてはより小さい範囲で前記第２の部分に囲まれ、使用の際に、前記第１の状態から前記第２の状態への前記第１の部分の前記第２の部分に対する回転により前記空間の容積が減少し、それによって前記集合体を圧縮するようになっていることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
【請求項８】
前記第１の部分が、リブ、カム等を有し、それらは第１の状態においてはある範囲で前記第２の部分に囲まれるが、第２の状態においてはより小さい範囲で前記第２の部分に囲まれ、使用の際に、前記第１の状態から前記第２の状態への前記第１の部分の前記第２の部分に対する並進により前記空間の容積が減少し、それによって前記集合体を圧縮するようになっていることを特徴とする請求項５または６に記載の組立体。
【請求項９】
前記圧縮手段は、使用の際に、前記人工関節がその内部に固定される孔の開口近傍の肩部を、この肩部から離れた位置におけるよりも堅く固定するように構成され、前記粒状体の内部への骨組織成長を誘起する微小な運動を得るために、前記肩部より下方における前記人工関節の曲げが可能となっていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の組立体。
【請求項１０】
ステムのような固定部分を備える人工関節であって、
前記固定部分の少なくとも一部の上に圧縮手段が設けられるとともに、
スポンジ状の構造を有した生体適合材料の粒状体を少なくとも含む集合体が前記圧縮手段の内側に封入され、
使用の際に、前記圧縮手段は、前記固定手段が骨組織の孔の内部に導入されたときに操作可能であり、かつ少なくとも前記圧縮手段の一部を通過して前記骨組織の孔の壁から前記粒状体の内部に至る骨組織成長が可能となっていることを特徴とする人工関節。
【請求項１１】
人工関節を骨組織に固定する方法であって、
前記骨組織に孔に設ける段階と、
圧縮装置および人工関節のステムのような固定要素を前記孔内に導入する段階と、
生体適合性でスポンジ状の材料の粒状体を少なくとも含む集合体を、前記圧縮装置の内側、および／または、前記圧縮装置の少なくとも一部と前記孔の内側壁との間の少なくとも一つの空間内に導入する段階と、
前記圧縮装置の第１の部分を前記装置の第２の部分に対して動かし、それによって前記少なくとも一つの空間の容積を減少させて、前記圧縮装置の内部、および／または、前記圧縮装置と前記内側壁との間の集合体の少なくとも一部を圧縮する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記集合体は、前記人工関節を骨組織の孔内に導入する間、ないしは好ましくは、導入する前に前記少なくとも一つの空間内に導入されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
骨組織の孔のような孔の内部に固定する人工関節を調製する方法であって、
前記人工関節には少なくとも一つの空間を囲む圧縮手段が設けられ、
前記少なくとも一つの空間内には集合体が導入され、
前記集合体はスポンジ状の構造を有した生体適合材料の粒状体を少なくとも含んでおり、
好ましくは生体材料は、前記人工関節が配置される骨組織に対する適合性を有しており、
前記圧縮手段は、前記集合体を圧縮するために、前記人工関節のステムのような固定手段の少なくとも一部の周りに配置されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記集合体は、少なくとも硬度および／または寸法が異なる、少なくとも２つのタイプの粒状体を含むように調製されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
生体適合性でスポンジ状の材料の粒状体を少なくとも含む集合体であって、前記粒状体はチタンないしはチタン混合物で製造され、好ましくは所望の気孔率を得るために化学的に処理されている集合体の、
好ましくは請求項１乃至９のいずれかに記載した組立体、請求項１０に記載した人工関節、ないしは請求項１１乃至１４のいずれかに記載した方法における使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨組織のような人体組織に人工関節を固定するための組立体に関する。本発明は、人工関節の固定に生体適合性の粒状体を使用することに加え、人工関節およびそのような人工関節を固定する方法にさらに関連する。
【背景技術】
【０００２】
骨組織への人工関節の固定については、セメントや、形状記憶合金を主成分とする固定手段の使用、ないしはピン、スクリュー、板材等のような他の機械的な固定手段を使用するといった様々な方法が従来技術において公知である。
【０００３】
特許文献１は、生体組織適合性材料の多孔性粒状体と、骨粉のような分解された生体組織適合性材料との混合物の一群で満たされた袋を有する移植組織を用いて、骨組織に人工関節を固定する方法を開示しているが、その移植組織には生体組織適合性の構成要素が追加されて、袋の内部における混合物のモデリングないしは成型を可能としている。使用の前には、混合物の充分な圧縮を得るために袋を振動させる。この袋は股関節用人工関節のための寛骨臼のような空洞内に嵌装され、次いでチタンが被覆された樹脂製の寛骨臼カップが空洞内でその袋の上に嵌入される。この方法においては、体組織材料の内側および外側への成長が袋を貫通して生じるため、骨盤の骨組織に対するカップの生物学的な固定が生じる。
【特許文献１】国際公開第００／１３６１５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この公知の方法は、圧縮のために用いる振動により袋の圧縮が一様になるという不利な点を有している。これは、使用に際し、骨組織と人工関節との間における混合物の緊密さに影響を及ぼすことができないことを意味し、好ましくない。さらに、この公知の方法においては、人工関節を位置決めした後に直ちに装着することができない。
【０００５】
大腿骨に孔を穿設するとともに、この孔にチタン粒状体、骨組織のような生物学的組織および栄養素の混合物を部分的に充填し、次いでこの孔に人工関節のステムを導入し、その後に例えば高周波ないしは低周波の振動によって粒状体混合物を振動させつつ孔内にステムを押し込むことにより、股関節用人工関節を大腿骨に固定することも公知である。次いで、粒状体混合物はステムに沿って押し上げられ、孔の内側壁とステムの外側表面との間で同時に圧縮される。この公知の方法は、ステムが大腿骨の内部にあるときに振動を成し遂げなければならず、同時にステムを押し下げると、ステムの長手方向に沿って圧縮を調整することができないという不利な点を有している。
【０００６】
本発明の主要な目的は、骨組織に人工関節を固定するための組立体を提供し、公知の方法および組立体が有する多くの不利な点を少なくとも解消しつつ、その利点の大部分を維持することにある。
【０００７】
本発明の目的は、より詳しくは、多孔性の粒状体から成る混合物の圧縮を人工関節の一部の外側表面に沿って制御できるようにして、人工関節の一部に沿った所望の分布の圧縮を得ることができる、そのような組立体を提供することにある。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、配置するときに、特に骨組織を振動させる必要なしに骨組織に固定することができる人工関節を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、容易な位置ぎめと固定、および固定のための骨成長を誘起させる人工関節ないしは組立体を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、確実かつ容易な方法で骨組織に人工関節を固定するための方法を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、骨組織への人工関節の固定におけるスポンジ状の生体適合性粒状材料、特に化学的に処理されたチタンないしはチタン混合物の使用を提供することにある。
【００１２】
これらの目的およびさらなる目的は、本発明による組立体、人工関節、方法および使用によって得られる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による組立体においては、請求項１に記載したように、骨組織の孔のような孔内に人工関節を導入したときに、粒状体から成る集合体を少なくとも部分的に圧縮するための機械的な圧縮手段が設けられている。この機械的な手段は、孔内の粒状体を、孔の内側壁に対して、および／または、圧縮手段の内部において圧縮するように構成され、骨組織および組織は、その孔の壁から少なくとも粒状体の内部に成長することができる（「および／または」は「and/or」の訳語であり、その前後にあるフレーズの少なくとも一方であることを意味する）。
【００１４】
本発明による組立体においては、人工関節を直ちに装着できるばかりでなく、人工関節、特に圧縮手段および粒状体により、骨組織の壁に作用する力を密接に制御すことができるというさらなる利点が得られる。過大な圧力が骨吸収を生じさせ得るため、このことはきわめて有利である。本発明の組立体により、優れた成長状態を繰り返して得ることができる。
【００１５】
集合体を構成する粒状体は、四塩化チタンとの反応によって得られる粒状体から成る。
【００１６】
本発明による組立体の好ましい実施形態においては、圧縮手段が、人工関節の少なくとも一部の長手方向範囲に沿って、ないしは人工関節のその一部の表面上において、集合体を構成する粒状体を異なる圧縮率で圧縮するように構成される。例えば、人工関節の首部の周りにおいては、その内部に人工関節が導入される隙間ないし孔の開口近傍における圧縮率が、この孔の奥部よりも高くなるように、首部から離れた部分よりも圧縮率を高くすることができる。このことは、例えば集合体の内部における微小な動きを誘起するために、さらには集合体、より詳しくは粒状体の内部への組織の成長を誘起するために有利であることを試験は示している。
【００１７】
集合体は、異なる硬度、および／または、異なる寸法の粒状体から構成することができる。異なる粒状体の分布は、所望する圧縮率、範囲および集合体の内部に組織が成長する速度に応じて、容易に選択することができる。
【００１８】
圧縮手段は、異なる部分を相対的に回転させることによって粒状体から成る集合体を圧縮するために、実用的に設計することができる。そのような実施形態においては、人工関節、すなわちステムの一部のような固定手段および圧縮手段を骨組織の孔のような孔内に導入した後に、回転を開始して集合体を圧縮する。このことは、人工関節ないしは少なくとも孔内に導入された部分を、圧縮の前に所望の位置に配置することができるという利点を有する。したがって、その位置に対する圧縮の影響は比較的小さく、ないしは全く影響を与えない。
【００１９】
他の実施形態においては、圧縮手段は、並進によってないしは並進と回転との組み合わせによって圧縮するように設計することができる。例えば、骨組織の孔に人工関節のステムを配置して孔の底部に当接させた後に、圧縮手段の一部を孔内において上方にないしは下方に押動すると、それによって集合体が圧縮される。そのような動きは容易に誘起することができる。
【００２０】
粒状体から成る集合体は、例えばコラーゲン、澱粉、接着剤等のような生体適合性の手段を用いて人工関節の一部に付着させることができる。粒状体ないしは集合体のさらに他の成分を相互に接続するために、同じ手段を用いることができる。
【００２１】
他の実施形態においては、人工関節の固定手段の少なくとも一部の周りに延びるケーシングの内部に集合体を封入することができる。そのケーシングは、骨組織のような人体組織がこのケーシングを通じた、前記一部を囲んでいる骨組織の内部への成長、ないしは、その骨組織からの成長を受け入れる。ケーシングは硬くても柔らかくてもよく、かつ生体適合性、および／または、生体再吸収性でもよい。組合せもまた明らかに可能である。
【００２２】
本発明は、さらに請求項１０の人工関節に関連している。
【００２３】
そのような人工関節は、骨組織に容易に固定することができるとともに、人工関節の固定手段の少なくとも一部を囲んでいる集合体の内部への骨成長による、比較的早い固定のための骨成長を誘起するという利点を有している。
【００２４】
本発明による人工関節は、粒状材料から成る集合体を、骨組織に導入する前に、人工関節および／または使用前の圧縮手段に固定できるという利点を有している。
【００２５】
本発明は、さらに請求項１１の人工関節の固定方法に関連している。
【００２６】
その固定方法は、骨組織の孔のような孔内に人工関節を容易に配置して固定し、人工関節の一部を囲んでいる集合体を圧縮し、骨組織のような人体組織の集合体の内部への、、および／または、この集合体からそれを囲んでいる骨組織ないしは他の人体組織の内部への人体組織の成長を高めることができるという利点を有している。そのような成長は、より良好な固定につながっている。機械的手段を用いて圧縮するので、圧縮率を容易にかつ確実に制御しかつ変化させることができるとともに、望まれない振動を回避することができ、患者にとって都合が良い。さらに、集合体の粒状体のミクロ構造、特に気孔率をより良好に維持することができる。
【００２７】
本発明は、さらに請求項１３による骨組織内へ固定のために人工関節を調製する方法に関連する。
【００２８】
スポンジ状の構造、特にミクロ構造を有した生体適合性の粒状体から成る集合体および集合体を機械的に圧縮するための圧縮手段を備える人工関節を調製すると、人工関節の体内移植および固定の準備が完了する。
【００２９】
本発明において用いる粒状体は、好ましくは、チタンないしはチタン合金、および／または、四塩化チタンの反応生成物で製造され、あるいは、少なくともそれらを含んでいる所望のスポンジ状構造に帰着する。そのような粒状体は、その内部への人体組織、特に骨組織のより良好な成長、およびより良好に制御された気孔率において、溶融チタンにガスを吹き込むことによって製造される粒状体よりも好ましいことが判明した。
【００３０】
本発明による組立体、人工関節および方法のさらに有利な実施形態は従属項に示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明のより良好な理解のために、異なる実施形態が単なる例示として図面に表されている。
【００３２】
これらの図面において、同一ないしは対応する部分は同一ないしは対応する参照符号を有している。
【００３３】
図示の実施形態には、股関節用の人工関節が示されている。同様の圧縮手段を他の人工関節、特に他の関節部位のための人工関節に用い得ることは明らかである。
【００３４】
図１は、本発明による組立体１の一部、より詳しくは圧縮手段４によって部分的に囲まれている人工関節３のステム２の一部を斜視図として模式的に示している。図２は、ステム２の縦軸Ａに対して垂直な、破断線ＩＩ−ＩＩに沿った断面を示している。図２は、ステム２と圧縮手段４のケーシング５を示しているが、このケーシングは、互いに対向しつつステム２の一部の長手方向に延びるとともに、ステム２を囲む多数のブリッジ７によって互いに接続された２つの脊骨組織６を有している。図６は、ケーシング５によって囲まれるステム２の一部を斜視的に示している。図６は、ステム２の互いに対向する２つの側面上にある一連のカム８を明瞭に示しているが、各カム８の半径方向高さは、ステム２の中央円形断面９上における高さＨ０から高さＨ１へと次第に増加している。
【００３５】
図２から判るように、カム８は互いに直径方向に対向して配置され、ステム２の円筒面１０の一部は、第１のカム８Ａの最も低い端部Ｈ０と対向するカム８Ｂの隣接する高い端部との間で自由な状態にある。脊骨組織６は、２つのブリッジ７間で、凹んだ表面１１を有した外側表面１０にぴったりと嵌るようになっている。一方、脊骨組織６には開口１２が設けられていて、図２に示したように、閉鎖状態においてはカム８の高い端部Ｈ１がその内側にぴったりと嵌合している。ステム２は、カム８が少なくとも部分的に開口１２から出るように、図２に示されている閉鎖状態から縦軸Ａの周りに方向Ｃへと回転させることができるが、カム８の低い端部Ｈ０が脊骨６に当接することにより、方向Ｃにおける回転移動の範囲が制限されている。このようにして到達した開放状態においては、図３に示したように、ブロック手段、例えばピン１３をケーシング５に挿入することができ、図２に示した閉鎖状態への逆方向への回転を防止するようになっている。そのようなゆるみ止めは、明らかに多数の異なる方法によって達成することができる。
【００３６】
ケーシング５は、実質的に楕円形の外側輪郭１４を有しており、骨組織、例えば大腿骨組織の孔１５に導入されたときに、この孔１５内においてケーシング５が回転することを防止している。ケーシングの内部には、２つの隣接するブリッジ７と、ステム２、特にカム８と、反対側にあるあるケーシング５とによって囲まれた開放空間１６が設けられている。この開放空間は、ステム２、少なくともカム８と、外側輪郭１４との間で増加する深さによってわずかにＣ字形である。圧縮手段４が、図２に示したような閉鎖状態にあるときには、各空間１６の容積Ｖ０は比較的大きいが、図３に示したような開放状態に回転すると、カム８の高い部分が空間１６内に入りこむので、空間１６の容積Ｖ１は実質的に小さくなる。好ましくは、カム８、ステム２および外側輪郭１４の寸法は、開放状態においてカム８の外側表面が外側輪郭１４に隣接するように選択される。
【００３７】
図４および図５に模式的に示したように、ステム２、および／または、圧縮手段４、特にカム８の外側で、空間１６および／またはケーシング５の内側には、粒状材料１８から成る集合体１７が供給される。この粒状材料は生体適合性を有するとともに実質的に多孔性であり、骨組織および組織が集合体１７、特に粒状材料１８の内部へと成長できるようになっている。好ましくは、粒状材料は、スポンジ状とすることができるが、これは四塩化チタンの化学反応によって得られる。図５に示したように、集合体１７は、ステム２の長手方向に沿って異なる密度、および／または、異なる組成を有することができる。例えば図５において、カム８どうしの間の領域には粒状材料１８の密度がより高い集合体１７Ａが供給されるが、この粒状材料１８は、人工関節３の他の範囲における集合体１７Ｂの粒状材料の硬度よりも高い硬度を有することができる。集合体１７は、好ましくは、例えばコラーゲン、ないしは、特に接着剤のような、粒状材料を密な集合体１７に保つ他の生体適合材料を用いて人工関節３上に供給される。ないしは、集合体１７は、フィルム状の材料、網、アウタケーシング等によって封入することができるが、それらは、骨組織２０の孔１５内に導入されたときに、骨および組織が、集合体１７を通じてその中へ、および、その集合体１７から出て成長できるように構成される。図５には、単なる例示として、人工股関節がボール継手２２および首部２１から成るように示されている。
【００３８】
本発明による人工関節は、以下のように使用することができる。
【００３９】
孔１５は、骨組織、例えば大腿骨組織に設けられ、例えば図５に示したように僅かにテーパを有し、かつ、集合体１７がその周りを囲む人工関節３を、圧縮手段４を図２に示したように閉鎖状態としつつ、その内部に比較的密接に嵌合させることができるような寸法を有している。人工関節を少なくともほぼ一杯に孔１５に導入すると、好ましくはその形状によってケーシング５の縦軸Ａ周りの回転が防止される。その後、首部２１を有したステム２およびボール継手２２を、縦軸Ａの回りにＣ方向に回転させて、図３および図４に示した開放状態にすると、集合体１７の少なくとも一部が空間１６から押し出されて孔１５の内側壁２３に押圧され、それによって粒状材料は適切に圧縮される。粒状材料および内側壁２３上に作用する力は、それによって骨組織吸収を少なくとも実質的に防止し、好ましくは完全に防止するが、最適な成長状態は得られるようなものである。空間の内部およびステムの周りの特定な粒状材料の選択はもちろん、カム８およびケーシング５の形状によって、例えば集合体を振動させる必要性なしに、集合体を所望のとおりに圧縮することが常に可能である。
【００４０】
本発明の組立体および方法によれば、単純で、効率的で、費用的な効果があり、患者にふさわしい方法で、かつセメントのような補助的な手段ないしは骨組織接合用ねじ等の固定手段の必要性なしに、人工関節を配置し、固定し、かつ直接的に装着することができる。人工関節は、骨組織ないしは他の体組織を集合体に追加する必要性なしに、骨組織に導入する前に調製することができるが、栄養剤、骨組織ないしは他の体組織を必要に応じて集合体に追加できることは明らかである。集合体１７は、孔への導入の前に組立体１に取り付けることができるが、組立体１のステム２、圧縮手段４および／または他の部分とは別に、追加的に導入することもできる。
【００４１】
ケーシング５は、カム８を有したステム２がそれらの間で囲まれるように、図示した実施形態においては２つの部分から組立てられている。その様な調製ために、明らかに他の組立手段を設けることができ、ないしは、他の製造技術を用いることもできる。
【００４２】
図７には、本発明による組立体１の他の実施形態が示されているが、そこにおいては、圧縮手段４がステム２に沿って縦運動するように構成されている。この圧縮手段が有しているリング形要素３０は、図７の右側に模式的に示されている第１の状態と図７の左側に模式的に示されている第２の状態との間で、ステムの長手方向Ａにおいてステム２に沿って動くことができる。このリング形要素３０は、上部環状体３２から下向きに延びるスカート３１を備えている。このスカート３１は、上部環状体３２から離れる方向を向いた自由端３３の方向へ、その肉厚が減少している。ステムは僅かに円錐形ないしは円柱状であり、中央のステム部分３４と、第２のスカート３５とが設けられている。その第２のスカート３５は、ステム部分３４の一部を囲むとともに、その下端部３６の近傍においてステム部分３４に接続されている。第２のスカート３５は、互いに隣接して縦方向に延びる多数の指状部分３８に分離されている。指状部分３８の内側表面と、それに続くステム部分３４の外側表面との間でくさび形の空間３７が囲まれている。この空間３７の形状および寸法は、その第１の状態（図７の左側）においては、スカート３１がこの空間３７の一部のみに延びて、指状部分３８の内側表面およびステム部分の３４の外側表面の少なくとも一部に当接するようになっている。
【００４３】
スポンジ状の粒状材料１８から成る集合体１７は、組立体の外側表面３９の少なくとも一部、特に指状部分３８および／またはステム２の外側表面上に供給される。人工関節のうち少なくともステム２が骨組織の嵌合孔内に導入されると、圧縮手段４、すなわちスカート３１を有したリング形要素３０は第２の状態（図７の右側）へと下方へ押動され、指状部分３８および／または空間３７のくさび形状が、指状部分３８を少なくとも部分的に外側に押動する。すると、粒状材料１８は孔１５の内側壁に押圧され、したがって圧縮される。特に指状部分およびスカートを適切に設計し、かつ好ましくは適切な嵌合孔を提供することにより、振動させる必要なしに、所望の程度の圧縮を再現的に達成することができる。弾性指部４０が指状部分ないしはステムの少なくとも一方に設けられ、かつそれに適合する孔４１が指状部分ないしはステムの他方に設けられていることにより、指状部分が第２の状態にされると、弾性指部４０が孔４１内に延びて、指状部分３８が第１の状態へと戻ることを防止する。
【００４４】
図１乃至図６に示した圧縮手段の回転は有利である。人工関節が下向きの力を必要としないからである。圧縮のための縦方向の動きも有利である。例えば、首部２１およびボール継手２２を回転させる必要なしに、人工関節をふさわしい状態に導入することができるからである。
【００４５】
本発明は、説明しないしは図示した実施形態に限定されない。多くの変形例は、請求項によって定義される範囲および本発明の本質の範囲内に入ると考えられる。
【００４６】
図示した実施形態の部分を様々に組み合わせ、例えば、圧縮のために回転運動および長手方向運動の両方が可能な圧縮手段を作ることができる。同様の圧縮手段を他の人工関節、例えば嵌合孔に圧入できるカップのために用い、それによって粒状材料から成る集合体を機械的に圧縮することができる。そのようなカップの外側表面の少なくとも一部には、使用の前に集合体を供給することができる。集合体は、様々な方法でステムおよび圧縮手段に取り付けることができるが、それらの一部については前述した。カム８や指状部分３８のような圧縮手段の形状は変更することができるが、例えば集合体１７、特にその内部の粒状体１８の圧縮率を変更するために、同一の圧縮手段に異なる形状を用いることもできる。重要なことは、粒状体が少なくとも部分的に圧縮される、すなわち互いに密に接触し、および／または、組立体の一部に密に接触させられ、および／または、（内部に機械的手段によって人工関節が固定される）孔の内側壁に密に接触させられることである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による圧縮手段を有した人工関節組立体の一部を示す斜視図。
【図２】図１の人工関節を骨組織の孔内への導入の準備ができた、いわゆる閉鎖状態で模式的に示す断面図。
【図３】固定が生じる、いわゆる開放状態で模式的に示す図２と同様な断面図。
【図４】図２および図３の人工関節を骨組織に導入した開放状態で模式的に示す断面図。
【図５】本発明による人工関節の一実施形態を、骨組織に導入した状態で模式的に示す側方断面図。
【図６】本発明による組立体において用いる圧縮手段の一部を模式的に示す斜視図。
【図７】本発明による人工関節のさらなる実施形態を模式的に示す図。
【図１】
2005532088.tif 000003
【図２】
2005532088.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005532088.tif 000008
【図７】
2005532088.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月4日(2004.5.4)
【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】
哺乳類の骨組織のような体組織に人工関節を固定するための組立体であって、
機械的な圧縮装置（４）と、生体適合材料の粒状体（１８）を少なくとも含む集合体（１７）とを備え、
前記機械的な圧縮装置（４）は、使用の際に骨組織の孔（１５）内に当該装置を導入すると、この圧縮装置の第１の部分（２）の第２の部分（５；３０）に対する相対的な動きを誘起して、この装置の外側表面の少なくとも一部と、隣接する前記孔の内側表面との間の少なくとも一つの空間（１６）の容積（Ｖ）が減少し、それによって前記粒状体（１８）を圧縮するように構成されている組立体において、
前記粒状体（１８）は、骨および組織が前記集合体（１７）の内部へ成長することができるようなスポンジ状の構造を有していることを特徴とする組立体。
【請求項２】
前記集合体（１７）が当該組立体（１）の外側表面上に供給され、かつ前記機械的な圧縮装置（４）は、前記外側表面に対して実質的に垂直な方向において前記容積を減少させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記圧縮装置（４）は、少なくとも前記第１の部分（２）の前記第２の部分（５）に対する回転により、粒状体を含む前記集合体（１７）を圧縮するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の組立体。
【請求項４】
前記第１の部分（２）がリブ、カム（８）等を有しており、それらは第１の状態においては第１の範囲で前記第２の部分（５）の内側に囲まれるとともに、第２の状態においてはより小さな範囲で前記第２の部分（５）の内側に囲まれ、使用の際に、前記第１の部分（２）の前記第２の部分（５）に対する前記第１の状態から前記第２の状態への回転により前記空間（１６）の前記容積（Ｖ）が減少し、それによって前記集合体（１７）を圧縮するようになっていることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
【請求項５】
前記第１の部分（２）がリブ、カム等（３８）を有するとともに前記第２の部分（３０）がスカート（３１）を有しており、前記スカートは、第１の状態においては第１の範囲で前記第１の部分（２）の内側に囲まれるとともに、第２の状態においてはより大きい範囲で前記第２の部分（５）の内側に囲まれ、使用の際に、前記第２の部分の前記第１の部分に対する前記第１の状態から前記第２の状態への並進により前記空間の容積（Ｖ）が減少し、それによって前記集合体（１７）を圧縮するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載した組立体。
【請求項６】
前記圧縮装置（４）は、少なくとも前記粒状体（１８）の集合体（１７）を圧縮するためにそれに沿って圧縮手段が設けられている長手方向範囲を有するように構成されており、前記圧縮手段は、前記長手方向範囲に沿って圧縮率を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の組立体。
【請求項７】
前記装置（４）は、長手方向に間隔を開けて配置された第１および第２の端部を有しており、前記圧縮手段は、使用の際に、前記第２の端部の方向において圧縮率の減少をもたらすように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載した組立体。
【請求項８】
前記集合体が、２つの異なる硬度の粒状体を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載した組立体。
【請求項９】
前記集合体が、少なくとも２つの異なる寸法の粒状体を含んでいることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載した組立体。
【請求項１０】
前記集合体（１７）は、四塩化チタンとの反応によって得られた粒状体を含んでいることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載した組立体。
【請求項１１】
前記圧縮手段（４）  は、使用の際に、前記人工関節がその内部に固定される孔の開口近傍の肩部に、この肩部から離れた位置におけるよりも堅い固定をもたらすように構成され、前記粒状体（１８）の内部への骨組織の成長を誘起する微小な運動を得るために、前記肩部より下方における前記人工関節の曲げが可能となっていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の組立体。
【請求項１２】
ステム（２）のような固定部分を備える人工関節であって、
前記固定部分（２）の少なくとも一部に、圧縮手段（４）と、生体適合材料の粒状体（１８）を少なくとも含む集合体（１７）とが設けられており、使用の際に、前記固定部分（２）が骨組織の孔（１５）に導入されたときに前記圧縮手段が操作可能である人工関節において、
前記粒状体（１８）は、スポンジ状の構造を有し、前記圧縮手段（４）の上に供給され、および／または、その内側に封入され、使用の際、前記圧縮手段（４）の少なくとも一部を通過する、前記骨組織の孔の壁から前記粒状体（１８）の内部への骨成長が可能となっていることを特徴とする人工関節。
【請求項１３】
骨組織に人工関節を固定する方法であって、
前記骨組織に孔を設ける段階と、
圧縮装置と、人工関節のステムのような固定要素とを前記孔内に導入する段階と、
生体適合性でスポンジ状の材料の粒状体を少なくとも含む集合体を、前記圧縮装置内の、および／または、前記圧縮装置の少なくとも一部と前記孔の内側壁との間の少なくとも一つの空間内に導入する段階と、
前記圧縮装置の第１の部分を当該装置の第２の部分に対して動かし、それによって前記少なくとも一つの空間の容積を減少させて、前記圧縮装置内の、および／または、前記圧縮装置と前記内側壁との間の集合体の少なくとも一部を圧縮する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記集合体は、前記人工関節を骨組織の孔内に導入する間に、ないしは、好ましくは導入する前に、前記少なくとも一つの空間内に導入されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
骨組織の孔のような孔（１５）の内部に固定する人工関節（３）を調製する方法であって、前記人工関節に圧縮手段が設けられている方法において、
前記圧縮手段（４）は、内部へ集合体が導入される少なくとも一つの空間を囲んでおり、
前記集合体（１７）は、スポンジ状の構造を有した生体適合材料の粒状体（１８）を少なくとも含んでおり、
好ましくは生体材料は、内部に前記人工関節（３）が配置される骨組織に対して適合性を有しており、
前記圧縮手段（４）は、前記集合体（１７）を圧縮するために、前記人工関節のステム（２）のような固定手段の少なくとも一部の周りに配置されていることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記集合体（１７）は、少なくとも硬度および／または寸法が異なる、少なくとも２つのタイプの粒状体を含むように調製されていることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記集合体（１７）は、少なくとも硬度が異なる少なくとも２つのタイプの粒状体（１８）を含むように調製されていることを特徴とする請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
生体適合性でスポンジ状の材料の粒状体を少なくとも含む集合体であって、前記粒状体はチタンないしはチタン混合物で製造され、好ましくは所望の気孔率を得るために化学的に処理されている集合体の、
請求項１乃至９のいずれかに記載した組立体、請求項１０に記載した人工関節、請求項１１乃至１４のいずれかに記載した方法における使用。
【請求項１９】
生体適合性でスポンジ状の材料の粒状体を少なくとも含む集合体であって、前記粒状体はチタンないしはチタン混合物で製造され、好ましくは所望の気孔率を得るために化学的に処理されている集合体の、
請求項１乃至１１のいずれかに記載した組立体、請求項１２に記載した人工関節、ないしは請求項１３乃至１７のいずれかに記載した方法における使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
特許文献１は、生体組織適合性材料の多孔性粒状体と骨粉のような分解された生体組織適合性材料との混合物の処理単位で満たされた袋を有する移植組織を用いて、骨組織に人工関節を固定する方法を開示しているが、その移植組織には生体組織適合性の構成要素が追加されて、袋の内部における混合物のモデリングないしは成型を可能としている。使用の前には、混合物の充分な圧縮を得るために袋を振動させる。この袋は股関節用人工関節のための寛骨臼のような空洞内に嵌装され、次いでチタンが被覆された樹脂製の寛骨臼カップが空洞内でその袋の上に嵌入される。この方法においては、体組織材料の内側および外側への成長が袋を貫通して生じるため、骨盤の骨組織に対するカップの生物学的な固定が生じる。
【特許文献１】国際公開第００／１３６１５号パンフレット
【特許文献２】西独国特許出願公開第２３０５４４１号明細書
【国際調査報告】
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