(57)【要約】本発明は、セメントを使用せずに大腿骨の空洞部に挿入されるシャフト（１）を備える股用人工装具に関する。このシャフトの基部は、本体部から形成され、その本体部の形状は、対応するツールにより骨に形成された相補的な空洞部の形状と対応する。楔状リブ（１２）は、上記本体の背側及び腹側サイド上に隆起し、その中央部における幅長は、その高さの少なくとも３倍以上である。その後面（１３）は、粗さ、即ち研磨特性を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト（１）を備える股用人工装具であって、上記シャフト（１）は、セメントを使用せずに大腿骨の空洞部に挿入され、
上記シャフト（１）の基部が、本体と、該本体から腹側に突出したリブ（１２）と、上記本体から背側に突出したリブ（１２）と、を備え、
上記リブは、上記シャフトの主軸（１１）に対して平行に延び、末端部から基部に向かってその断面積が増加し、さらに粗い表面を有し、
上記空洞部の形状が上記本体の形状と実質的に一致するように上記空洞部を成形するよう設計されたツールをさらに備える股用人工装具において、
上記リブが、その高さに対して平均して少なくとも３倍以上の幅長を有することを特徴とする股用人工装具。
【請求項２】
直線状シャフトの人工装具であることを特徴とする請求項１記載の股用人工装具。
【請求項３】
上記リブ（１２）の後面（１３）が、シャフトの断面において、内外側中間面（５）に対して略平行に延びることを特徴とする請求項１又は２記載の股用人工装具。
【請求項４】
上記リブの高さが、その外側方境界面（１５）においてよりも、その内側方境界面（１４）における方が高いことを特徴とする請求項３記載の股用人工装具。
【請求項５】
上記リブの内側方端面（１４）が、上記シャフトの本体の面（３、４）に対して略垂直に延びることを特徴とする請求項１記載の股用人工装具。
【請求項６】
上記リブの後面（１３）の、頂部と谷部との間の高さが、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの間にあることを特徴とする請求項１記載の股用人工装具。
【請求項７】
粗さを形成する凸部の頂部間の距離が、頂部と谷部との間の高さと同じオーダーの大きさであることを特徴とする請求項６記載の股用人工装具。
【請求項８】
上記リブの後面（１３）の粗さが、骨組織に対して研磨材となることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の股用人工装具。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
大腿骨に配される股用人工装具の一部にシャフトが設けられ、このシャフトは空洞部に挿入される。この空洞部は、大腿骨の頭部とネック部を切除した後、大腿骨のスポンジ状内側領域において、適切なツールにより形成される。セメントを使用せずにシャフトを挿入する場合、シャフトを挿入した後、人工装具を強固に安定して固定するため、この空洞部の形状をできるだけシャフトの形状と相補的とすることが試みられている。骨の骨幹領域（およそ小転子）にくるシャフトの基部は、大腿骨の方向に向いた鉛直方向の力だけでなく、それに対して横方向に向いた力、特に内側方に向いた力を伝達することができるように設計されている。また、骨組織に対して液状形成により接触することができるようにこれらの表面を設計することが知られている。これは、確実に、人工装具のシャフトの基部の、腹側方向及び背側方向に向いた表面領域が、骨に対して力を伝達するようにするためである。このためには、２つの候補となるものを利用することができる。すなわち、１つ目は、例えば、ガラスブラスティング、ポーラスコーティング若しくは同様のものにより形成され、骨物質を凹部及びポアに進入させる、表面のマイクロ粗さである。そして、２つ目は、シャフトの本体から突出するリブである。これらの２つの候補は、一緒に利用することができる。シャフト本体の基部の背側面及び腹側面上にリブが配置され、上記リブはシャフトの長手方向に延在し、その断面は、末端部分から基部に向かうに従ってウェッジ状に増加しているものが知られている（ＥＰ−Ｂ−７６１ １８３）。上記のようなリブは、以下に、ウェッジ状に形成されたリブと称している。空洞部は、ヤスリを使用することにより形成されている。このヤスリの形状は、リブのないシャフトの本体と対応している。シャフトの挿入時、シャフトの本体は、空洞の表面に圧入される。このウェッジ状リブは、人工装具が挿入されたとき、スポンジ状骨組織に切り込んでいく。それらのウェッジ状の形状により、それらのリブは、骨組織と置き換わり、これを圧縮する。これにより、人工装具と安定にフィットすることができる。第１に、このリブにより、骨物質と人工装具の断面とを巨視的に密着してフィットさせることができる。第２に、粗く、若しくはポーラス状の表面構造に骨組織が成長した後、微視的に密着してフィットさせることができる。これらの２つの効果は、互いに独立して起きることは明らかであり、人工装具の製造において、互いに独立して使用される。
【０００２】
勿論、ウェッジ状のリブを挿入している間、上記のような骨物質への圧縮により骨の破壊に繋がってはいけない。リブがより広くなれば、この危険性はより大きくなる。なぜならば、このリブは、より大きなウェッジ表面を皮質の骨物質に向け、皮質の骨物質に対してより大きな押圧力を生み出すからである。そのため、既知のウェッジ状リブにおいて、狭い設計により作製されている（ＥＰ−Ｂ−７６１１８３、ＥＰ−Ｂ−１５９４６２）。また、同じ理由で、リブの押圧作用を接線方向へ逸らすことが求められている（ＤＥ−Ｕ−２９５２２３８２、第４頁第２２行目）。セメントを使わない挿入が意図された股用人工装具において幅広いリブが知られているのは事実である（ＥＰ−Ａ−１０７０４９０）。しかしながら、これらのリブは、これらの形状のため、骨物質の置換及び圧縮に適しておらず、そのため空洞の入口部分から、空洞部の体積と形状を考慮して空洞部を成形する必要がある。セメントを使用して挿入されることが意図され、そのため、人工の骨空洞が、リブ状の取付部を含めたシャフトより大きくなるように、対応するツールが設計された人工装具シャフトにおいては、末端部から基部に向かうに従って広がる比較的幅広いシャフト突出部が知られている。
【０００３】
本発明は、ウェッジ状のリブと粗い表面とを備える、セメントを使用しない挿入のための人工装具シャフトであって、人工装具及び骨組織とを急速にかつ広範に密着させる人工装具シャフトを提供することを目的とする。本発明の解決手段は、クレーム１の特徴部、即ち、端的に言えば、粗い後面を有するウェッジ状リブが非常に広く形成されたということにある。このリブは、平均して、その高さの少なくとも３倍、より好ましくは４倍の幅長を有する。
【０００４】
従来の経験に基づけば、この種の幅広いウェッジ状リブは、主に皮質骨に向かって外側方にその押圧効果を及ぼし、そのため、骨を破壊する危険性があることが予期される。この危険性は、もしリブの後面が粗くなかったら実際増加するだろう。この粗さとは、リブの後面に直接接触し、さらに押圧効果及び相対的な動きに曝された骨物質が、研磨され砕かれることを意味し、そのため、骨物質は流動可能な状態になり、リブの後面から離れたサイドまで移動し流出しうる。これは、２つの結果をもたらす。第１に、リブの後面に対して垂直な方向に発生する力が比較的小さく、その結果、可能性として考えられる皮質骨に対する力のダメージ効果が制限されるということである。第２に、従前に砕かれた骨物質が、その流動性により取り除かれるために、挿入の最終状態において、リブの後面は、ダメージを受けていない骨物質の直ぐ側に存在するということである。ダメージを受けていない骨物質においては、生まれ持った血管系が維持されている。これは、新しい骨物質の進入のプロセスが、挿入の後、リブのポーラス状の後面に非常に早く到達すること、及び、その結果、僅かに短い期間の後に、密接で広範な表面統合が生み出されることを意味する。断面の先端部分において粗い表面を有する、以前から知られたウェッジ状リブにおいても、同様の効果が発生することはあり得るだろう。しかしながら、この効果は、非常に狭い表面領域に制限されるため、この効果は感知できる程ではなく、積極的な貢献を示さないだろう。リブの横腹面において、この状況は基本的に異なる。単一のリブの場合、横腹面に対して垂直な圧縮方向に比較的広範な圧縮スペースが存在する。そのため、骨物質が圧縮され部分的に圧迫されているけれども、その押圧は、粗さの適切な研磨効果のために必要とされるものほど大きくない。骨物質は、多かれ少なかれその場に残される。中の容器は、たいていの部分で破壊されていないので、それは最初ダメージを受けていない骨組織と人工装具表面との間にバリアーを形成する。挿入後、骨組織が、人工装具の粗い表面に浸透し、液状物による接触を引き起こす前に、新しい骨組織が、この骨組織表面を介して、最初に浸透するはずである。近接するリブ間において、状況はリブの後面における場合とは異なる。これは、破壊された組織が取り除かれることなく、そこで圧縮され、組織が破壊されるからである。そのため、この領域においては、新しい骨組織に対する接触はいくらか遅れてしか起こらない。
【０００５】
このような本発明は、リブの大きな後面の粗さにより、又はダメージを受けていない骨組織の結果として得られる緻密さのため、人工装具と骨表面との間の強固な接続が、非常に早く起こり得る。
【０００６】
基部の全体において、リブの幅長は、高さの少なくとも３倍であることが好ましく、その少なくとも４倍であることが好ましい。確実に、リブ表面の、圧縮された骨組織に対する相対的な移動の間、粗さの研磨作用が、押圧効果により発生する圧迫と比較して常に充分であるように、ウェッジ角、つまり、リブの後面と、シャフトの内外側方向に延びる中間面（ＬＭ中間面）との間の角は、５°以下でなければならず、より好ましくは３．５°以下、さらに好ましくは２．５°以下である。
【０００７】
リブの幅長も、即ちＬＭ方向の大きさも、末端部から基部に向かうに従って増加することが好ましく、外側端面とシャフトの長手方向との間の角は、４°以下、好ましくは３°以下でなければならない。同じことが、外側端面においても当てはまる。
【０００８】
シャフトの断面において、リブの後面は、ＬＭ中間面に対しておよそ平行に延在していなければならない。リブの後面と、ＬＭ中間面との間の角は、１５°以下であることが好ましく、リブの高さは外側方に向かって増加する。内側方の脇腹部は、リブの後面から延び、シャープなエッジを形成し、ＬＭ平面に対して実質的に垂直に延びている。便宜上同様のことが外側方端面においても当てはまるけれども、それは、ここでは重要でない。
【０００９】
確実に、リブの後面における領域において、粗さの研磨効果を充分なものとするため、頂部と谷部との高さは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの間に存在しなければならない。粗さの近接する頂部間の距離は、同じオーダーの大きさである。
【００１０】
以下に、有利な効果を奏する、例示の実施の形態を示した図面を参照しながら、より詳細に本発明を説明する。
【００１１】
この人工装具は直線的なシャフトの人工装具である。即ち、このシャフトは、連続的に直線的な縦方向軸を有し、大腿骨に、直線方向に挿入される。シャフト１は、断面において実質的に矩形の本体を備え、この矩形の本体は、互いに平行な背側面３と腹側面４を備える。この背側面３及び腹側面４は、末端方向に向かってウェッジ状に先細りとなっている。これらは、それぞれ、内外側中間面５に対して２°以下の角度をなす。シャフトの本体の外側方境界面６と内側方境界面７は、末端方向に向かってウェッジ状に先細りとなっている。基部の端部は、人工装具のネック部、及び大転子の領域においては外側ウィング１０と隣接されている。この人口装具のネック部は、ボール状の関節を取付けのためのコーン９を備える。
【００１２】
人工装具のシャフトを受け取ることが意図された骨空洞部を形成するためのヤスリ（不図示）は、挿入後、人工装具シャフトを骨空洞部に安定して強固にフィットさせるため、一般的に知られているように、面３、４及び６、７により制限された人口装具シャフトの本体と同じ形状を有する。
【００１３】
シャフト軸１１をおよそ中心として、シャフトの本体の背側面３及び腹側面４上にリブ１２が取り付けられている。このリブ１２は、直線的な境界面を有するウェッジの形状を備える。これらの面のサイズは、背側に向いた後面若しくは腹側に向いた後面１３と同じである。内側方において、リブは、内側方端面により制限されている。この内側方端面は、面３若しくは４に対しておよそ垂直に延びる。同じことが、外側方端面１５にも当てはまる。
【００１４】
中央ライン１１に関して、端面１４、１５は、後面１３の境界端面と同様、それぞれのケースにおいておよそ２．５°の角度をなす。リブの後面１３が、シャフトのＬＭ中間面に対してなす角度は、２°である。
【００１５】
リブの後面１３は、シャフトのＬＭ中間面５に対して略平行に延在する。示された具体例において、この逸れは、１０°以下となる。内側方端面において、リブは、外側方端面より僅かに高い。そのため、人工装具から骨へ内側方向に力を伝達するため、巨視的に密接にフィットすることとなる。
【００１６】
リブ１２の少なくとも後面１３に、粗く、もし適当であればポーラス状である表面を設ける。これらの表面は、サンドブラスト、プラズマコーティング、フレームスプレイング若しくは同様のものにより設けられる。シャフトが骨に挿入される時、粗面の突起部が骨物質に対して研磨材として作用するように、これらの突起部は、鋭くエッジ形成されていることが好ましい。人口装具の表面に対して、骨組織を密接に接触させるために、人工装具のシャフトの他の面にそのような粗さを与えてもよい。本発明に関する限り、重要なことは、単にリブの後面１３の粗さにある。シャフトの本体を、骨の空洞部と相補的な形状とし、付加的に骨を相当大きく変形することなく、その中に所望のように圧入することが必要とされるが、リブ１２に対しては、そのような相補的な空洞部は存在しない。シャフトが骨に挿入される時、リブは、その体積に相当する骨組織の量だけ置き換えられる。後面が滑らかであるならば、骨の薄層構造は、圧縮され圧迫される。この場合、薄層の隙間の液状物は逃げてしまうであろう。本発明の場合において、リブの後面の研磨の質により、骨薄層は研磨されカットされる。これにより、リブの後面と、固体状であってダメージを受けていない骨組織との間の領域から液状間質物が流出しうる。この骨組織は薄層の後側に存在する。一方で、上記のことは、リブと骨物質との間におけるリブの押圧効果により増加する圧迫を減少させる。他方で、リブの後面と、硬い皮質骨との間に配置されたスポンジ状骨物質は、全体的に圧縮されず、ダメージを受けない。その代わりに、そのスポンジ状骨物質は、リブ表面の殆どの範囲で損傷が無いままであり、そのため、新たな骨組織により人工装具を急速に固定することができる。この新たな骨組織は、シャフト表面に急速に進入し、その表面粗さに浸透する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、側面図を示している。
【図２】図２は、外側方からみた図面を示している。
【図３】図３は、その高さに対応する位置での人工装具シャフトの断面図を示している。
【図４】図４は、その高さに対応する位置での人工装具シャフトの断面図を示している。
【図５】図５は、その高さに対応する位置での人工装具シャフトの断面図を示している。
【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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【国際調査報告】
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