(57)【要約】【課題】  １つの区画の部品を、切開部を介して個別に挿入できるようにＴＫＲ手術を行うためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】  膝置換システムは、自然な膝の直径をより正確に複製するのに使用できる膝インプラントを提供する。ある実施形態では、膝蓋大腿コンポーネントが顆コンポーネントの後方部分に、大腿骨を貫通するネジで接続されており、膝蓋大腿コンポーネントおよび顆コンポーネントを大腿骨の両側に締めつけられるようにしている。膝蓋大腿コンポーネントを顆コンポーネントの前方部分に接続するのにさらに２つのネジが使用されている。必要であれば、膝蓋大腿コンポーネントと、顆コンポーネントの前方部分との間に隙間を残し、膝蓋大腿コンポーネントから顆コンポーネントまでの自然な膝の直径を正確に複製できるようにしてもよい。【選択図】  図４４
2007517630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
内側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた内側顆コンポーネントと、
外側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた外側顆コンポーネントと、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第１締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第２締結部と、
を備え、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記内側および外側顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記第１の締結部および前記第２の締結部の各々は、前記骨用空間を貫通している、
システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記内側顆コンポーネントが前記第１締結部の端部を入れられるように作られた第１柱部を含む、システム。
【請求項３】
請求項２記載のシステムにおいて、
前記外側顆コンポーネントが前記第２締結部の端部を入れられるように作られた第２柱部を含む、システム。
【請求項４】
請求項１記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へと延びる第３締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へと延びる第４締結部と、
をさらに備えている、システム。
【請求項５】
請求項４記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第１柱部を含み、前記第１締結部が前記第１柱部を貫通している、システム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第２柱部をさらに含み、前記第２締結部が前記第２柱部を貫通している、システム。
【請求項７】
大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
顆ベアリング面の一部を置換するように作られた顆コンポーネントと、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記顆コンポーネントの中へ延びる締結部と、
を備え、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記締結部は、前記骨用空間を貫通している、
システム。
【請求項８】
請求項７記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントが前記締結部の端部を入られるように作られた第１柱部を含む、システム。
【請求項９】
請求項８記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第２柱部を含み、前記締結部が前記第２柱部を貫通している、システム。
【請求項１０】
大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
内側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた内側顆コンポーネントと、
外側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた外側顆コンポーネントと、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第１締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第２締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第３締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第４締結部と、
を備え、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記内側および外側顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記第１の締結部および前記第３の締結部の各々が前記骨用空間を貫通しており、
前記第２の締結部および前記第４の締結部の各々が前記骨用空間から間隔をおいて配置されている、
システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第１柱部、第２柱部、第３柱部、および第４柱部を含み、
前記内側顆コンポーネントが第５柱部および第６柱部を含み、
前記外側顆コンポーネントが第７柱部および第８柱部を含み、
前記第１締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第１柱部を貫通して前記内側顆コンポーネントの前記第５柱部の中へ延びており、
前記第２締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第２柱部を貫通して前記内側顆コンポーネントの前記第６柱部の中へ延びており、
前記第３締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第３柱部を貫通して前記外側顆コンポーネントの前記第７柱部の中へ延びており、
前記第４締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第４柱部を貫通して前記外側顆コンポーネントの前記第８柱部の中へ延びている、
システム。
【請求項１２】
大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
顆ベアリング面の一部を置換するように作られた顆コンポーネントと、
前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに取り付けるように作られた第１締結部と、
を備え、
前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに前記締結部を用いて取り付けたときに、前記顆コンポーネントと前記膝蓋大腿関節コンポーネントとの間に骨用空間が画定され、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記第１の締結部が前記骨用空間を貫通している、
システム。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントが、前記第１締結部の端部を入れられるように作られた第１柱部を含む、システム。
【請求項１４】
請求項１３記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第２柱部を含み、前記第１締結部が前記第２柱部を貫通している、システム。
【請求項１５】
請求項１２記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに取り付けるように作られた第２締結部をさらに備え、前記第２締結部が前記骨用空間から間隔をおいて配置されている、システム。
【請求項１６】
請求項１５記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントが、（ｉ）前記第１締結部の端部を入れられるように作られた第１柱部と、（ｉｉ）前記第２締結部の端部を入れられるように作られた第２柱部と、を含む、システム。
【請求項１７】
請求項１５記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが、（ｉ）前記第１締結部が貫通している第３柱部と、（ｉｉ）前記第２締結部が貫通している前記第４柱部と、を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
本出願は、２００４年１月１２日に出願した米国仮出願第６０／５３５，９６７号の優先権を主張するものである。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、概して、人体の関節のためのプロテーゼに関するものであり、特に、膝のためのプロテーゼに関するものである。
【０００３】
〔発明の背景〕
全置換手術における人工膝関節全置換（ＴＫＲ）手術および膝の区画(compartment)を置換するためのコンポーネントシステム(component system)は公知である。通常、この手術では、大腿骨コンポーネントを大腿骨に取り付けられるように大腿骨の遠位端を切除する。大腿骨コンポーネントは、外側顆、内側顆、および大腿骨の膝蓋大腿部分と置き換えられる。これは、これらの膝領域のうちの１つ以上に疾患があり、もはや十分長持ちせず、患者にとって十分な範囲動かないからである。
【０００４】
ＴＫＲ手術では、頸骨コンポーネントを頸骨に取り付け、大腿骨コンポーネントの外側顆および内側顆を入れられるように、頸骨の近位端をも切除する。頸骨コンポーネントは、頸骨コンポーネントで置換した半月板を模倣するために、摩擦係数が低い材料で構成することもある。
【０００５】
このように、ＴＫＲシステムには、３つの区画、すなわち、内側頸骨大腿骨区画、外側頸骨大腿骨区画、および膝蓋骨大腿骨区画で使用するコンポーネントがあり、大腿骨、頸骨、および膝蓋骨において対向する領域は、これらのコンパートメントを取り付けられるように前処理する。
【０００６】
米国特許第３，８１６，８５５号は、このようなシステムの１つを開示している。米国特許第３，８１６，８５５号は、２つの顆状部分を有する貝殻形状をしている一体型大腿骨コンポーネントを開示している。貝殻部の外側表面は、膝関節の対応する部分の自然な形状に合うように形成されている。貝殻部の内側表面はこの形状を反映していて、内外方向および前後方向に面が湾曲している。米国特許第３，８１６，８５５号の装置には多くの利点があるが、いくつかの限界もある。
【０００７】
ＴＫＲ手術の対象の前処理を行うと、普通、相当な外傷ができる。ＴＫＲシステムのコンポーネントを全て挿入するには、大きく切開することが必要であり、また、コンポーネントを取り付けるために欠かすことができない骨の切除のために、快復に長い時間が必要なこともある。このように、米国特許第３，８１６，８５５号の装置のような単一部品型の置換コンポーネントでは、大きく切開することが必要である。
【０００８】
このような外傷を小さくし、そしてそれにより、このような手術に伴う回復時間を短くするために、合わせるとより大きなＴＫＲコンポーネントを形成する複数の部品でＴＫＲコンポーネントを提供するＴＫＲシステムが開発された。
【０００９】
米国特許出願第２００３／０１５８６０６号は、このようなＴＫＲコンポーネントのシステムを開示している。この出願で示されているように、大腿骨コンポーネントは、２つまたは３つの部品で構成できる。これらの部品の各々は、それら部品を膝の中で組み立てたときに形成される大腿骨コンポーネントよりも小さい。この結果、これらの部品を挿入するのに必要な切開部は、これらの部品全てが１つの部品になっている大腿骨コンポーネントに対する切開部よりも小さくなる。同様に、頸骨コンポーネントは２つの部分からなり、この２つの部分は、各々、それらの部分を膝の中で組み立てたときに形成される頸骨コンポーネントよりも小さい。
【００１０】
米国特許出願ＵＳ２００２／０１３８１５０ Ａ１には、他の２部品式大腿骨コンポーネントが開示されている。このコンポーネントでは、中央部品と顆部品を埋め込んでいる最中に個別に大腿骨に押圧することができる。次に、それら別個の部品は、従来の方法で接合する。米国特許出願ＵＳ２００２／０１３８１５０ Ａ１の装置では、さらにガイドが記載されており、このガイドは、極端に屈曲した際の膝蓋骨のトラッキング(tracking)に役立てるためのものである。
【００１１】
しかしながら、米国特許出願第２００３／０１５８６０６号と米国特許出願ＵＳ２００２／０１３８１５０ Ａ１のいずれも、置換用コンポーネントを大腿骨に取り付けるのに従来の方法を用いている。このような方法では、置換用コンポーネントが種々の応力や衝撃を受けるという問題が生じる。このような問題の１つは、いつかはコンポーネントが緩むということである。１つのコンポーネントが緩むと、近くのコンポーネントが互いにこすれ、摩擦により破片が生じたり、コンポーネントが早期に故障したりしうる。
【００１２】
インプラントシステムのさらにもう一つの制約は、商業上の事情から、多くの置換用コンポーネントが大量生産されているということである。これらのシステムは、インプラントのコストを下げて有益である一方で、一般には、限られた数の別々のサイズで用意されるものであり、これらのサイズは、患者が必要としているちょうどそのサイズである可能性は少ない。例えば、患者の大腿骨は、測定すると直径が７５ｍｍあるかもしれない。しかし、この患者に利用できるインプラントは、７０ｍｍおよび８０ｍｍかもしれない。したがって、外科医は、天然大腿骨を、大きすぎるか、小さすぎるコンポーネントと置換しなければならない。
【００１３】
必要とされていることは、１つの区画の部品を切開部を介して個別に挿入できるようにＴＫＲ手術を行うためのシステムおよび方法である。
【００１４】
必要とされていることは、コンポーネントの安定性を増すマルチピースコンポーネントを埋め込むためのシステムおよび方法である。
【００１５】
必要とされていることは、マルチピースコンポーネントを骨にクランプ締め可能にするシステムおよび方法である。
【００１６】
必要とされていることは、自然な大腿骨のサイズをより厳密に反映する大腿骨コンポーネントを埋め込むシステムおよび方法である。
【００１７】
必要とされていることは、接合したコンポーネントのサイズを個別に合わせることができる大腿骨コンポーネントを埋め込むシステムおよび方法である。
【００１８】
〔発明の概要〕
上記の必要とされたことは、本発明の原理により動作するシステムおよび方法により満たされる。このシステムは、第１および第２の大腿骨置換コンポーネントを有している。これらのコンポーネントは、複数のネジを用いてつなぎ合わせられている。ある実施形態では、２本のネジを大腿骨に挿入して通し、膝蓋大腿コンポーネントを顆コンポーネントの後方部分に取り付け、かつ、膝蓋大腿コンポーネントと顆コンポーネントを大腿骨の両側に押しつける。
【００１９】
膝蓋大腿コンポーネントを顆コンポーネントの前方部分に取り付けるためには、さらに２つのネジを使用する。膝蓋大腿コンポーネントと顆コンポーネントの前方部分との間に隙間を作ることができると都合がよい。したがって、膝蓋大腿コンポーネントと顆コンポーネントは、埋め込んだ置換コンポーネントの直径が切除術を施す前の自然な膝の直径と実質的に同様となるまで締結用ネジを使って大腿骨に対して締めつけることができる。
【００２０】
ある実施形態では、大腿骨プロテーゼシステムが、膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、内側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた内側顆コンポーネントと、外側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた外側顆コンポーネントと、前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第１締結部と、前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第２締結部とを備えている。前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記内側および外側顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、前記第１の締結部と前記第２の締結部の各々は、前記骨用空間を貫通している。
【００２１】
他の実施形態では、大腿骨プロテーゼシステムが、膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、顆ベアリング面の一部を置換するように作られた顆コンポーネントと、前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記顆コンポーネントの中へ延びる締結部とを備える。前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、前記締結部は、前記骨用空間を貫通している。
【００２２】
さらにもう一つの実施形態では、大腿骨プロテーゼシステムが、膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、内側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた内側顆コンポーネントと、外側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた外側顆コンポーネントと、前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第１締結部と、前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第２締結部と、前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第３締結部と、前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第４締結部とを備える。前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記内側および外側顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、前記第１の締結部と前記第３の締結部の各々が前記骨用空間を貫通しており、前記第２の締結部と前記第４の締結部の各々が前記骨用空間から間隔をおいて配置されている。
【００２３】
さらにもう一つの実施形態では、大腿骨プロテーゼシステムが、膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、顆ベアリング面の一部を置換するように作られた顆コンポーネントと、前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに取り付けるように作られた第１締結部とを備える。前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに前記締結部を用いて取り付けたときに、前記顆コンポーネントと前記膝蓋大腿関節コンポーネントとの間に骨用空間が画定され、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、前記第１の締結部が前記骨用空間を貫通している。
【００２４】
上述した特徴および利点、ならびに他の特徴および利点は、下記の詳細な説明と添付の図面を参照することにより、当業者により容易に明らかとなるであろう。
【００２５】
〔発明の詳細な説明〕
個々のコンポーネント
図１は、本発明の原理にしたがって作ったシステム１０の一実施形態を示している。システム１０は、大腿骨置換部１２、頸骨置換部１４、および膝蓋骨置換部（不図示）を備える。大腿骨置換部１２は、膝蓋大腿関節（ＰＦＪ）コンポーネント１６、上外側顆コンポーネント１８、上内側顆コンポーネント２０、外側大腿骨前方／後方顆コンポーネント２２、および内側大腿骨前方／後方顆コンポーネント２４を有する。ある実施形態（不図示）によれば、上側顆コンポーネントと大腿骨前方／後方顆コンポーネントは、単体のコンポーネントとして用意される。頸骨置換部１４は、内側半月板コンポーネント２６、外側半月板コンポーネント２８、および頸骨幹(tibial stem)コンポーネント３０を有する。
【００２６】
置換部を上側および前後、内側および外側、ＰＦＪ、半月板および頸骨幹のコンポーネントに分割することにより、本発明のシステム１０では、外科医が大腿骨または頸骨の疾患部のみを除去し、対応するコンポーネントを埋め込み、膝を部分的に置換することができる。コンポーネントがトータルインプラント(total implant)の１つの部品からなる構造体より小さいので、埋め込み手術のための切開が小さく、したがって、手術からの回復時間が短い。
【００２７】
さらに、これらの置換部は、相補的インプラントを考慮したものである。本明細書で使用する場合、「相補的」置換コンポーネントは、後にさらに別のコンポーネントが必要となった場合に、前に埋め込んだコンポーネントを取り去る必要がないように、個別におよび／または共に使用することができるコンポーネントと定義される。さらに、この相補的コンポーネントは、埋め込んだ後に、特定の向きに互いに位置を合わせる必要がない。これは、これらのコンポーネントが、隣り合うコンポーネントと組み立てて、一体の部品にすることが必要な形状となっていないからである。むしろ、外科医は、特定骨領域の状態に合わせて置換コンポーネントを自由に配置することができる。したがって、外科医は、コンポーネント全体がぴったり合うように、局所的に形状を調整するという妥協をする必要がない。よって、システム１０により、膝置換用コンポーネントの動きおよび向きは、従来の、区画に分けて置換することで得られるものより、もっと自由になる。
【００２８】
コンポーネントが分割されているし、相補的でもあるので、外科医は、骨の疾患部のみを置換することができ、この疾患部は、大腿骨の単一領域に限られるであろう。その後いつか、骨がさらに悪化したら、最初に埋め込んだコンポーネントを除去する必要なく、さらに悪化した骨の部分を置換することができる。
【００２９】
例えば、外科医は、最初の外科手術の際に、まずＰＦＪコンポーネント１６のみを埋め込むことができる。その後いつか、おそらくは数年後に、上内側顆領域を置換する必要があるとの結論が下されるかもしれない。本発明の原理によれば、外科医に必要なのは、上内側顆コンポーネント２０を前に埋め込んだＰＦＪコンポーネント１６の隣に埋め込むことだけである。
【００３０】
図１に示したどのコンポーネントも、多くの異なる外科手術で、多くの異なる順序および組み合わせで埋め込むことができることは、当業者には分かるであろう。よって、前方／後方顆コンポーネント２４を最初に埋め込み、後の手術でＰＦＪコンポーネント１６を埋め込み、そしてさらに後の手術で上内側顆コンポーネント２０を埋め込むことができる。あるいは、図１に示した全てのコンポーネントを１回の手術で埋め込むこともできる。さらに、埋め込んだコンポーネントの１つが損傷したり摩耗したりすれば、その１つのコンポーネントだけを、埋め込んである他のコンポーネントの邪魔をすることなく、置換することができる。
【００３１】
一部単体構造コンポーネント
いろいろな配置に適応させるために、膝蓋大腿関節コンポーネント１６、上内側顆コンポーネント２０、および／または上外側顆コンポーネント１８を一部単体構造コンポーネントとして構成することもできる。図２に示すように、ＰＦＪ／内側顆コンポーネント３２は、ＰＦＪ領域３４および内側顆領域３６を単一の部品の中に有している。ＰＦＪ／内側顆コンポーネント３２は、さらに滑車拡張領域(trochlear extension area)３８を有していてもよい。図３には、ＰＦＪ領域４２、外側顆領域４４、および内側滑車拡張領域４６を有するＰＦＪ／外側顆コンポーネント４０が描かれている。
【００３２】
外側滑車拡張領域３８および内側滑車拡張領域４６により、膝蓋骨のトラッキングが向上する。９０度を超えて屈曲すると、膝蓋骨が、大腿骨における滑車切痕の上に乗り始める。大腿骨の部位が置換されていたら、滑車切痕近くの不一致により、膝蓋骨が滑車切痕に乗り始めたときに、膝蓋骨が脱臼しやすくなる。滑車拡張部により、膝蓋骨は、屈曲が９０度を超えても、脱臼することなく置換コンポーネントの上で関節としてつながっていることができる。外側滑車拡張領域は特に重要である。なぜならば、膝蓋骨が、このように９０度を超えて曲げた際に外側に亜脱臼しやすいからである。しかし、外側滑車拡張領域３８と内側滑車領域４６が比較的大きいと、顆コンポーネントの配置の可能性が制約される。
【００３３】
トラッキングは、図４に示すＰＦＪコンポーネント４８により、顆コンポーネントの配置を過度に制約することなく、向上する。ＰＦＪコンポーネント４８は、節部５０および５２を有する。節部５０および５２は、ＰＦＪコンポーネント４８の主要部分から外方へと広がっており、その大きさは、外側滑車拡張領域３８と内側滑車拡張領域４６のＰＦＪ／内側顆コンポーネント３２および４０からのそれぞれの広がりよりも小さい。このため、顆コンポーネントは、ＰＦＪコンポーネント４８の近傍に多くの異なる向きで配置することができる。
【００３４】
もちろん、本発明の範囲内において、内側滑車拡張領域４６を節部と置換することができる。あるいは、図５に示すように、ＰＦＪ／内側顆コンポーネント５４は、内側滑車領域なしで作ることもできる。同様に、ＰＦＪ／内側顆コンポーネントは、節部を付けて作ってもよいし、外側滑車領域なしで作ってもよい。
【００３５】
一体コンポーネントは、上述した一体コンポーネントよりかなり小さくてもよい。例えば、図６にＰＦＪ領域の大部分に広がる一部一体コンポーネント５６を示した。もっとも、一部一体コンポーネントの望ましい最小のサイズは、置換する必要のある骨の大きさによって決まる相関的要素である。よって、一体型コンポーネントは、一部一体コンポーネント５６よりかなり小さくなるように作ることができる。このような例の１つが図７に示した一部一体コンポーネント５８である。一部一体コンポーネント５８は、図６および図７に見られるように、概して、一部一体コンポーネント５６の右側沿いの形状をしている。ただし、一部一体コンポーネント５８は、一部一体コンポーネント５６よりもずっと小さい。
【００３６】
骨の２つ目の領域を置換する必要がある場合、一部一体コンポーネント６０で示すように、もう１つ別の一体コンポーネントを設けることができる。一部一体コンポーネント５８および６０は、事実上、一部一体コンポーネント５６を複数の部品にして、それらコンポーネント５８および６０を埋め込んだときに間に隙間があるようにしたものである。本発明の範囲内で、いろいろなサイズのさらに別の一部一体コンポーネントを設けることができることは、当業者には分かるであろう。
【００３７】
しかしながら、マルチピース式置換コンポーネントについて計画する際に考慮すべき事項は、一部一体コンポーネントを負荷曲線(load line)に沿って分割しないことが通常は望ましいということである。負荷曲線は、関節を曲げ延ばしするときに大きな負荷がかかる領域をいう。このような負荷曲線の１つが図７に負荷曲線６２として示されている。この実施形態では、一部一体コンポーネント５８および６０の間で無傷のままでいる骨の上を負荷曲線６２が延びるように一部一体コンポーネント５８および６０が選択されている。骨−コンポーネントおよび／またはコンポーネント−コンポーネントの遷移部を負荷が小さい領域に配置することにより、負荷曲線に沿って面が滑らかであろうことが保証され、コンポーネントの摩耗が減る。
【００３８】
一部単体構造コンポーネントは、本発明によれば、内側形状がいろいろであってもよい。図８は、ＰＦＪ／内側顆コンポーネント６４を示しており、このコンポーネント６４は、前後方向に、平坦面６６、６８、７０、７２および７４を含む小平面が設けられた内側を有する。図９は、湾曲した内面７８を有するＰＦＪ／内側顆コンパートメント７６を示す。図１０は、湾曲部と平坦部を組み合わせた内側を有する一体コンパートメント８０を示しており、その内側は、湾曲面８２および平坦面８４を備えている。もちろん、いずれのコンポーネントも、本明細書で示したいずれの内部形状で構成することもできる。
【００３９】
さらに、内面は、内外方向において、いろいろな形状で構成することもできる。非限定的な例であるが、図１１ａは、図８、図９または図１０の線Ａ−Ａに沿って取った平坦な内側８６を示している。図１１ｂは湾曲した内側８８を示しており、一方、図１１ｃは小平面を設けた内側９０を示している。図１１ｄは湾曲した側部と平坦な底部を有する内側９２を示しており、一方、図１１ｅは平坦な側部と湾曲した底部を有する内側９４を示している。これらの形状は、従来公知の形状よりも骨の局所的な形状に合い、外科医は、コンポーネントを健康な骨にプレス嵌めするのか、接着するのかに拘わらず、関節において健康な骨をより多く残せるようになる。
【００４０】
改良した個々のコンポーネント
図１２には、外側滑車拡張領域９８を有するＰＦＪコンポーネント９６の他の実施形態が描かれており、一方、図１３には、内側滑車拡張領域１０２を有するＰＦＪコンポーネント１００の他の実施形態が描かれている。図１４は、内側滑車拡張領域１０６および外側滑車拡張領域１０８の両方を有するＰＦＪコンポーネント１０４を示している。
【００４１】
ＰＦＪコンポーネントは、所与の前後方向長さに対していろいろな幅にすることができる。非限定的な例であるが、図１５、図１６および図１７は、サイズを相対的に比較するためのものである。図１５、図１６および図１７に示したように、ＰＦＪコンポーネントは、幅を狭くしたり（ＰＦＪコンポーネント１１０）、広くしたり（ＰＦＪコンポーネント１１２）、その中間のどこか（ＰＦＪコンポーネント１１４）にすることができる。
【００４２】
さらに、ＰＦＪコンポーネントは、本発明によれば、内側形状がいろいろであってもよい。図１８は、前後方向に小平面が設けられた内側を有する図１２のＰＦＪコンポーネント９６を示しており、この内側は、平坦面１１６と平坦面１１８を備えている。図１９は、湾曲部と平坦部を組み合わせた内側を有する図１４のＰＦＪコンポーネント１０４を示しており、その内側は、平坦面１２０と湾曲面１２２を備えている。図２０は、湾曲した内側１２４を有する図１３のＰＦＪコンポーネント１００を示している。もちろん、いずれのＰＦＪコンポーネントも、本明細書で示したどの内側形状で構成することもできる。
【００４３】
これらのコンポーネントの内外方向の断面もまた、いろいろな形状、例えば図２１に示した断面（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、および（ｅ）で形成することができる。これらの図に示すように、図１８、図１９または図２０の線Ａ−Ａに沿って取った断面は、平坦領域、湾曲領域、または、平坦領域と湾曲領域の組み合わせを備えている。
【００４４】
単一顆コンポーネント
同様に、図１２、図１３、および図１４の外側顆コンポーネント１２６、１２８、および１３０、および内側顆コンポーネント１３２、１３４、および１３６のような単一顆コンポーネントも図２２、図２３、および図２４に示すように、いろいろな内部形状を含むことができる。図２２は、前後方向において小平面が設けられた内側を有する内側顆コンポーネント１３２を示しており、この内側は、平坦面１３８、平坦面１４０、および平坦面１４２を備えている。図２３は、前後方向において湾曲した内側１４４を有する内側顆コンポーネント１３６を示しており、図２４は、前後方向において湾曲部と平坦部とを組み合わせた内側を有する外側顆コンポーネント１２６を示しており、この内側は、平坦面１４６と湾曲面１４８を備えている。
【００４５】
さらに、単一顆コンポーネントは、大きく屈曲できるように構成してもよい。大きな屈曲は、図２５に示した顆コンポーネント１５２の後方部分１５０を拡張することにより与えられる。この拡張部分により、頸骨を大腿骨周りに回転させた場合に、頸骨と接触する表面積が増える。もちろん、いずれの顆コンポーネントも本明細書で示したどの内側形状でも構成できる。さらに、顆領域を広げることにより、単体構造でも同じように屈曲を大きくすることができる。
【００４６】
内外方向における顆コンポーネントの断面もまた、図２６ａ、図２６ｂ、図２６ｃ、図２６ｄ、および図２６ｅに示すように、いろいろな形状で形成することができる。これらの図面に示したように、図２２、図２３および図２４の線Ａ−Ａに沿って取った断面は、平坦領域、湾曲領域、および平坦領域および湾曲領域を組み合わせたものを備えていてもよい。より具体的には、図２６ａが平坦な内側１５４を示している。図２６ｂは、湾曲した内側１５６を示しており、一方、図２６ｃは、小平面が設けられた内側１５８を示している。図２６ｄは、湾曲した側部と平坦な底部を有する内側１６０を示しており、一方、図２６ｅは、平坦な側部と湾曲した底部を有する内側１６２を示している。湾曲した形状と平坦な形状の組み合わせは、これらの図のものに限定されない。さらに、これらの内側形状は、本明細書で開示した全てのインプラント用コンポーネントで用いることができ、単一顆コンポーネントに限定されるものではない。
【００４７】
補充部材
骨の局所的な形状にさらに合わせやすくするために、コンポーネントと、切除を施した骨の部分との間に補充部材を配置してもよい。補充部材を使用すると、数多くのＰＦＪおよび／または顆コンポーネントを必要とすることなく、自然の膝によりよく似た膝を再建することがさらに可能になる。これは、ＰＦＪコンポーネントおよび／または顆コンポーネントの外側境界を効果的に広げるように補充部材を構成することができるからである。よって、図２７、図２８、および図２９に示したように、補充部材１６４、１６６、１６８、１７０、１７２および１７４をインプラント用コンポーネントおよび骨の間に配置し、これにより、インプラント用コンポーネントを骨からさらに遠くまで移動させることができる。
【００４８】
補充部材の外側の面は、コンポーネントの内側の面と一致するように成形されている。例えば、補充部材１６４および補充部材１６６の外側は、前後方向において、コンポーネント１７６の小平面が設けられた内側に合うように小平面が設けられている。補充部材１６８および１７０は、コンポーネント１７８の内側の湾曲に合うように湾曲させてある。補充部材１７２は、コンポーネント１８０の内側の面における平坦部分に合うように平坦にしてあり、補充部材１７４は、コンポーネント１８０の湾曲した内側部分に合うように湾曲させてある。
【００４９】
もちろん、内外方向における、補充部材の断面の内側部分は、前述した顆コンポーネントの内側部分と同様に成形することができる。したがって、小平面を設けた、湾曲させた、またはまっすぐな内側の輪郭を、小平面を設けた、まっすぐな、または湾曲させた外側の輪郭といろいろと組み合わせることにより、さまざまな断面形状を実現することができる。
【００５０】
非限定的な例であるが、図３０ａに、小平面が設けられた内側の面１８４と共に小平面が設けられた外側の面１８６を有する補充部材１８２を示した。図３０ａの補充部材１８２は、図２６ｃに示した断面を有するコンポーネントとともに使用することができる。図３０ｂの補充部材１８８もまた図２６ｃに示した断面を有するコンポーネントとともに使用することができる。ただし、小平面が設けられている内側の面の代わりに、補充部材１８８の内側面１９０は湾曲させてある。図３０ｃ、図３０ｄおよび図３０ｅの補充部材１９２、１９４および１９６は、小平面が設けられた内側面（補充部材１９２の内側面１９８）、平坦な内側面（補充部材１９４の内側面２００）、または湾曲した内側面（補充部材１９６の内側面２０２）を実現するために、図２６ｅに示した断面を有するコンポーネントと共に使用することができる。
【００５１】
接合およびはめ合わせ機構
図３１ａは、大腿骨置換コンポーネント２０４のさらに別の実施形態を示しており、このコンポーネント２０４は、ＰＦＪと外側顆領域を組み合わせた領域２０６と、内側顆領域２０８を備えている。あるいは、コンポーネント２０４は、上顆領域と下顆領域を有してもよい。図３１ａに示すように、コンポーネントピース２０６および２０８は、ボーンタイド(bone tide)２１０のまわりに埋め込むことができる。コンポーネントピース２０６、２０８とボーンタイド２１０の間の接合部の拡大図が図３２ａに示されている。ボーンタイド２１０は、骨、軟骨および人工材料から構成することができる。
【００５２】
この実施形態では、コンポーネントピース２０６および２０８は、相補的になるように構成されている。よって、必要ならば、外科医は、コンポーネントピース２０６および２０８をボーンタイドなしで埋め込むこともできる。したがって、図３１ｂに描かれているように、コンポーネント２０６および２０８は隣接させてあり、また、図３２ｂに描かれているように、コンポーネント２０６および２０８はつなげてはいない。
【００５３】
図３３を参照すると、ボーンタイド接合部の他の実施形態が示されている。この実施形態では、ボーンタイド２１２がコンポーネントピース２１４および２１６の間に配置されている。コンポーネントピース２１４および２１６は、深さが異なる。他の実施形態によれば、コンポーネントピースの端部をいろいろな形状に形成することができる。よって、図３４に示すように、コンポーネントピース２１８は、その上面から内側に向けて傾斜させてあり、コンポーネントピース２２０は、その上面から外側に向けて傾斜させてあり、コンポーネントピース２２２は、四角形の端部を有し、そして、コンポーネントピース２２４は、丸みが付けられている。
【００５４】
コンポーネントピースの丸みを付けた端には、曲率半径が異なる複数の部分を有してもよく、第１の部分は、曲率半径が第２の部分より大きく、第２の部分は、第１の部分とコンポーネントの側部との間に配置されている。このような構成は、隣り合うコンポーネントの接合部を通る負荷曲線に沿って摩擦を低減するのに役立つ。端部を若干湾曲させたことにより、負荷曲線に沿って移動する物体が、一方のコンポーネントから隣接しているコンポーネントへと通過するときに、コンポーネントの位置合わせ不良によりできた隆起部と遭遇することは決してない。
【００５５】
本発明の原理にしたがって作られたコンポーネントは、切除を施した骨またはボーンタイドにはめ込むことができる。切除を施した領域でのコンポーネントの保持力を高めるためには、ビーズ状のスペーサーをコンポーネントの側部に形成してもよい。図３５に示すように、コンポーネント２２６は、ビード状スペーサー２２８および２３０を有している。同様に、コンポーネント２３２は、ビード状スペーサー２３４および２３６を有している。セメントを使わない応用例でビード状スペーサーを使うには、ビード状のスペーサーのない置換コンポーネントの大きさに適合する凹部を骨に作る。このようにすると、コンポーネントを切除領域に挿入したときに、ビード状スペーサーは、凹部の壁部において、骨にきつく押しつけられる。ビード状スペーサーは、単一のビードという形態であってもよいし、コンポーネントの周りの部分的な隆起部、または連続的な隆起部であってもよい。コンポーネントを所望の位置に維持するには、ビード状スペーサーに代えて、またはビード状スペーサーに加えて他の材料を使用してもよく、その他の材料には、これに限定はされないが、多孔性コーティング、オルソバイオロジック・マテリアル(orthobiologic material)、レース状の膜(lacey membrances)、グラウト材(grouting)、およびセメントが含まれる、といことは当業者には分かるであろう。
【００５６】
コンポーネントを互いに連結することにより、コンポーネントの移植もよりよくすることができる。コンポーネント間のプレス嵌めを向上させるために、コンポーネントを、他のコンポーネントの逆のキーと合うキーを付けて形成することができる。例えば、図３６に示すように、コンポーネント２４０はキー２４２を有し、このキー２４２は、コンポーネント２４６のキー２４４と、コンポーネント２４０とコンポーネント２４６の接合部全体にわたってかみ合う。
【００５７】
あるいは、図３７に示すように、キーを１つだけ用いて、コンポーネントをつなぎ合わせてもよい。ここで、コンポーネント２５０のキー２４８はコンポーネント２５４のキー２５２とかみ合う。図３８には、単一キーの他の形態が示されている。ここでは、コンポーネント２５６には、飛び出したボタン状部２５８があり、コンポーネント２６０には、そのボタン状部２５８を入れるためのボタン受容部２６２がある。このようにキーは、かみ合わせ要素を１つだけ備えていてもよいし、かみ合わせ要素を複数備えていてもよい。さらに、コンポーネントをはめ合わせる場合には、異なる種類のキーを互いに連携させて使用することも望ましい。このような代替実施形態も本発明の範囲内である。
【００５８】
もう１つの代替実施形態では、ヒンジをコンポーネントの間で形成して、コンポーネントが離れることなく動けるように補助することができる。図３９に示すように、コンポーネント２６４は、コンポーネント２６６にヒンジ２６８で取り付けられている。ヒンジ２６８は、従来の機械的なヒンジであってもよい。あるいは、ヒンジ２６８は、力がかかると曲がるように設計された人工材料から作ってもよい。単一のコンポーネントまたは取り付け固定されたコンポーネントとは異なり、ヒンジで取り付けられた２つのコンポーネントを用いると、骨折の可能性が減る。例えば、コンポーネント２６４または２６６を単一の剛体コンポーネントとして形成した場合、かつ、その剛体コンポーネントの一方の端部を骨または接着剤にしっかりと据え、剛体コンポーネントを第２の端部の下に十分な接着剤がない場合、または、剛体コンポーネントの第２端部の下にある骨が締めつけられている場合、その剛体コンポーネントは、第１および第２の端部の間の位置で曲がる。剛体コンポーネントがこのように曲がる、すなわちこのように動くと、剛体コンポーネントの材料が硬化し、脆性破壊を起こすことがある。しかしながら、図３９で示した方法で取り付けてある場合は、ヒンジ２６８により、どの材料にも作用せずに２つのコンポーネント２６４および２６６の間で曲がる、すなわち動くことができる。
【００５９】
大腿骨、膝蓋骨および／または頸骨コンポーネントもまた、ネジのような機械的手段で互いに接続することができる。図４０は、ネジ２７４および２７６でコンポーネント２７２に取り付けられているコンポーネント２７０を示している。必ずしもではないが、コンポーネントは、取り付けるために隣接させてもよい。図４１を参照すると、コンポーネント２７８および２８０が概してスペース２８２として示される空間で隔てられている。ネジ２８４を用いて、コンポーネント２７８をコンポーネント２８０に連結しつつ、コンポーネント２７８およびコンポーネント２８０の間にスペース２８２を維持することができる。
【００６０】
さらに、コンポーネントは、同じ骨に接続してもよいし、あるいはまた、骨の間の関節腔を横断するように接続してもよい。例えば、図４２には、ＰＦＪ／顆コンポーネント２８６がスペーサー２８８に接続されていて、スペーサー２８８がさらに頸骨コンポーネント２９０に接続されているところが描かれている。接続は、コネクター２９２で行われている。コンポーネント間のコネクターは、骨、人工組織および／またはグラフトであってもよい。
【００６１】
ネジを骨の孔に通して、コンポーネントの側部を骨を介して互いに向かい合わせに保持することもできる。図４３を参照すると、コンポーネント２９４とコンポーネント２９６が大腿骨２９８に接するように配置されている。大腿骨２９８には、そこを貫通する孔３００がある。したがって、コンポーネント２９４とコンポーネント２９６は、ネジ３０２を孔３００に通すことで連結することができ、一方、ネジ３０４がコンポーネント２９４と２９６を大腿骨２９８の下で連結する。ネジ３０４でさらに示しているように、ネジには、ネジ部３０６とネジ部３０８を設けてよい。ネジ部３０６とネジ部３０８は、クランプ締めする力の調整が容易になるよう、ピッチが異なっている。この実施形態では、ネジ３０４の頭部３１０に、ネジ３０４を容易に設置できるように、トルクコントロールレンチを入れるための受容部３１２がある。
【００６２】
図４４は、大腿骨コンポーネントを示しており、この大腿骨コンポーネントは、図４３で検討した方法によりネジで連結することができる。一体コンポーネント３１４は、ＰＦＪ領域、内側顆、および外側顆を有しており、ネジ３２０、３２２、３２４、および３２６で後方顆３１６および３１８に調整可能に取り付けることができる。コンポーネント３１４、３１６および３１８は、薄いインプラント用コンポーネントであり、本実施形態では、前後方向および内外方向に湾曲している。このように湾曲させていないコンポーネントも、前述した内側形状を有するコンポーネントとともに、本発明の範囲内である。
【００６３】
取付柱部３２８、３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０、および３４２がコンポーネント３１４、３１６、および３１８に形成されていて、コンポーネントの内側の面から延びている。ネジ３２０、３２２、３２４、および３２６は、取付柱部３２８、３３０、３３２、３３４、３３６、３３８、３４０、および３４２を通して設置することができ、これにより、コンポーネントを埋め込むために多量の骨を犠牲にすることなく、これら柱部がコンポーネントの連結をさらに支援する。
【００６４】
図４５に他の実施形態が示されており、ここでは、ＰＦＪコンポーネント３４４が、縦向きに配置したネジ３４６および３４８によって内側顆コンポーネント３５０と外側顆コンポーネント３５２に連結されている。顆コンポーネント３５０および３５２は、取付柱部３５４および３５６を有しており、取付柱部３５４および３５６は、それぞれ、コンポーネント３５０および３５２から内側／外側方向に延びている。図４６は、図４５のコンポーネントの側面図であり、ＰＦＪコンポーネント３４４が内側顆コンポーネント３５０にネジ３４６で連結されているのを示している。顆コンポーネント３５０および３５２を連結するために、ネジ３５８が取付柱部３５４および３５６に挿入されている。代わりに、内側顆コンポーネント３５０および外側顆コンポーネント３５２を一体コンポーネントとして形成してもよい。
【００６５】
外科医が、埋め込んだコンポーネントの位置を他のコンポーネントに対して変えることができるように、コンポーネントの中でネジを使用してもよい。図４７は、単体コンポーネント３６０を含む実施形態を示しており、この単体コンポーネント３６０は、ＰＦＪ領域３６４と内側顆領域３６６の間を外側／内側に調整するためのネジ機構３６２を有している。このような方法により、コンポーネントの領域の相対位置を機械的に変えられると、外科医は、埋め込み部位の局所的な形状にコンポーネントをよりよく合わせることができる。
【００６６】
頸骨コンポーネントおよび膝蓋骨コンポーネント
図４８を参照すると、埋め込まれた２つの大腿骨コンポーネント３６７および３６９の上にある膝蓋骨コンポーネント３６８が示されている。膝蓋骨コンポーネント３６８は、くぼみ３７０を有し、くぼみ３７０は、図４０に示したような分割式前方構造(split anterior design)を収容する。くぼみ３７０は、膝蓋骨が大腿骨インプラントの連結部に突き当たるのを軽減する。あるいは、くぼみ３７０の代わりに平坦領域を用いて、大腿骨インプラントの連結部に突き当たるのを軽減してもよい。
【００６７】
さらに、大腿骨コンポーネント３６７および３６９の上端部の若干の湾曲により、大腿骨コンポーネント３６７および３６９にわずかな位置合わせ不良があっても生じうる摩擦の可能性が軽減される。同様に、大腿骨コンポーネント３６７および３６９は、それらコンポーネントの間に、大腿骨３６７および３６９の隣り合う縁部に沿って、わずかな隙間３７１がある状態で埋め込むように設計されている。隙間３７１により、大腿骨コンポーネント３６７および３６９の間で相対的に動いた場合に、その２つの大腿骨コンポーネントの間で摩擦接触する可能性が軽減される。ただし、図４８から明らかなように、隙間３７１は十分小さく設計されており、このため、この隙間の上を通る他の骨は、本実施形態では膝蓋骨コンポーネント３６８であるが、隙間３７１の上を自由に通過する。
【００６８】
頸骨コンポーネントの実施形態が図４９に示されている。頸骨コンポーネント３７２は、段がつけられていて、外側半月板３７４のための支持プラットフォームが内側半月板３７６よりも高くなっている。この構造により、コンポーネント３７８の非対称な顆に一致する。図５０に示すように、内側半月板３８０には、凹形状面３８２を形成してもよく、一方、外側半月板３８４には凸形状面３８６を形成してもよい。半月板コンポーネントをこのような形状にすると、普通の膝の構造に形がよりよく合うようになる。
【００６９】
段付きコンポーネント
上述したさまざまな形状および構成に加え、本発明は、いろいろな不ぞろいな形の骨形状用のコンポーネントを提供する。図５１には、段付き大腿骨コンポーネント３９０と、段付き頸骨コンポーネント３９２とを有するトータルニーシステム(total knee system)３８８が描かれている。大腿骨コンポーネント３９０の内側側部３９４は、外側側部３９６よりも遠位にある。
【００７０】
同様に、図５２には、ＰＦＪ領域４００と顆領域４０２とを有するＰＦＪ／顆コンポーネント３９８が描かれている。この実施形態のＰＦＪ／顆コンポーネント３９８は、段が付けられている。本発明によれば、ＰＦＪ／顆コンポーネント３９８が埋め込まれている場合であっても、後にさらに別のコンポーネントを容易に加えることができる。例えば、図５２は、ＰＦＪ／顆コンポーネント３９８よりも後の（または先の）日に埋め込むことができる段付き顆コンポーネント４０４を示している。さらに、ＰＦＪ／顆コンポーネント３９８の顆領域４０２と顆コンポーネント４０４は、サイズが異なっていてもよい。さらに、後述するように、ＰＦＪ／顆コンポーネント３９８と顆コンポーネント４０４は、曲率半径が異なっていてもよい。
【００７１】
本発明はさらに、先にまたは後で埋め込むコンポーネントに関して骨の形状が不ぞろいであるといったような特殊な患者の条件に対して頸骨コンポーネントを最適化するゆとりがある。図５２に示すように、頸骨コンポーネントインサート４０６および４０８は、大腿骨コンポーネント４００および４０４を埋め込む前または後の任意のときに埋め込むことができる。頸骨コンポーネントインサート４０６および４０８は、都合よく固定できるか、半月板支持インプラントでもよい。さらに、本発明では、他のインサートや大腿骨コンポーネントの大きさに拘わらず、頸骨コンポーネントインサート４０６および４０８のサイズを個別に最適化できる。これにより、外科医は、在庫費用を減らしつつも、大腿骨コンポーネントおよび頸骨コンポーネントの間の形状を最適に一致させることができる。
【００７２】
顆の変形例
本発明には、さまざまな顆形状に対する構成が含まれている。図５３には、顆領域４１２および４１４を有する大腿骨コンポーネント４１０が描かれている。この実施形態での顆領域４１２および４１４は、末広がりとなっていない。図５４は、内側顆領域４１８および外側顆領域４２０を有する大腿骨コンポーネント４１６を示している。この実施形態での顆領域４１８および４２０は、末広がりとなっている。さらに、顆領域は、等しく末広がりとなるように設計してもよいし（図５４の距離「Ａ」＝図５４の距離「Ｂ」）、一方の顆領域が他方の顆領域よりも広がることであってもよい（図５４の距離Ａ＞図５４の距離Ｂ）。図５４の実施形態では、内側顆領域４１８が、外側顆領域４２０より幅が広い（図５４の距離Ｃ＜図５４の距離Ｄ）。あるいは顆領域は同じに作ることもできる（図５４の距離D＝図５４の距離C）。
【００７３】
図５５には、膝置換の大腿骨コンポーネント４２２および頸骨コンポーネント４２４が描かれており、大腿骨コンポーネント４２２は非対称となっている。より具体的には、外側顆領域４２６の径が内側顆領域４２８より大きい。このことは、図５６および図５７によりはっきりと示されている。
【００７４】
図５６は、線Ａ−Ａに沿って取った大腿骨コンポーネント４２２の内側顆領域４２８の断面図である。図５６には、内側顆領域４２８の中心点から内側の面までの多数の曲率半径ｒ1が描かれている。図５７は、線Ｂ−Ｂに沿って取った、大腿骨コンポーネント４２２の外側顆領域４２６の断面図である。図５７には、外側顆領域４２６の中心点から内側の面までの多数の曲率半径ｒ2が描かれている。内側の半径ｒ1を外側の半径ｒ2と比較すると、内側顆領域４２８の曲率半径が外側顆領域４２６の曲率半径より小さいことが分かる（一般にｒ1はｒ2より小さい）。
【００７５】
同様に、図５６および図５７の断面に対して直交する面における曲率半径もさまざまでありうる。図５８には、外側顆領域４３２および内側顆領域４３４を備える大腿骨コンポーネント４３０が描かれており、大腿骨コンポーネント４３０は、この直交面において、つまり、それぞれの顆領域の側部から側部までで非対称となっている。このことは、図５９および図６０においてよりはっきりと示されている。
【００７６】
図５９は、図５８の線Ａ−Ａに沿って取った大腿骨コンポーネント４３０の内側顆領域４３４の断面図である。図５９には、内側顆領域４３４の側部から側部までの曲率半径ｒ1が描かれている。図６０は、図５８の線Ｂ−Ｂに沿って取った大腿骨コンポーネント４３０の外側顆領域４３２の断面図である。図６０には、外側顆領域４３２の側部から側部までの曲率半径ｒ2が描かれている。内側半径ｒ1を外側半径ｒ2と比較すると、内側顆領域４３４の曲率半径が外側顆領域４３２の曲率半径よりも小さいことが分かる（ｒ1がｒ2よりも小さい。）
【００７７】
なお、顆領域の前方から後方までの各顆領域の異なる断面における曲率半径は、変化してもよいことにさらに注目すべきである。図６１には、このように変化する大腿骨コンポーネント４３６が示されている。大腿骨コンポーネント４３６の後方部分４３８における図５８の線Ａ−Ａ、および、大腿骨コンポーネント４３６の前方部分４４０における図５８の線Ｂ−Ｂについての断面および曲率半径が図６２および６３にそれぞれ示されている。これらの半径を比較すると、後方部分４３８の半径ｒ3が前方部分４４０の半径ｒ4よりも小さいことが分かる。
【００７８】
特定の顆に特に合わせた形状のコンポーネントを提供するための、本発明による代替案は、１つのコンポーネントの位置および向きをその顆の特定の形状に合わせるというものである。このことを図６４、図６５，および図６６を参照しながら説明する。図６４は、大腿骨４４２を示しており、この大腿骨４４２の外側顆には、ＰＦＪコンポーネント４４４と顆コンポーネント４４６が埋め込まれている。ＰＦＪコンポーネント４４４は、内側節部４４５を有している。足を伸ばした状態から曲げた状態にしたときに大腿骨４４２を横切る膝蓋骨の軌道が膝蓋骨軌道４４８で示されている。足を伸ばした状態から曲げた状態にするときに、大腿骨４４２を横切る頸骨の軌道が頸骨軌道４５０で示されている。顆コンポーネント４４６は、頸骨軌道４５０が顆コンポーネント４４６のもっとも長い部分に沿って延びるように配置されている。
【００７９】
図６５は、大腿骨４５２を示しており、この大腿骨４５２の内側顆には、ＰＦＪコンポーネント４５４と顆コンポーネント４５６が埋め込まれている。顆コンポーネント４５６は、顆コンポーネント４４６と同じものである。ＰＦＪコンポーネント４５４は、内側節部４５５および外側節部４５７の両方を有する点を除き、ＰＦＪコンポーネント４４４と同一である。足を伸ばした状態から曲げた状態にする際に大腿骨４５２を横切る膝蓋骨の軌道が膝蓋骨軌道４５８で示されている。足を伸ばした状態から曲げた状態にする際に大腿骨４５２を横切る頸骨の軌道が、頸骨軌道４６０で示されている。顆コンポーネント４５６は、頸骨軌道４６０が顆コンポーネント４５６の最も長い部分に沿って延びるように配置されている。
【００８０】
大腿骨４５２のＰＦＪ領域は、この例の目的に関しては、大腿骨４４２のＰＦＪ領域と同一である。さらに、膝蓋骨軌道４４８および膝蓋骨軌道４５８は、それぞれの大腿骨において同じ向きを向いている。このように、ＰＦＪコンポーネント４４４に外側節部がないことを除けば、ＰＦＪコンポーネント４４４および４５４が同一のコンポーネントであるので、ＰＦＪコンポーネント４４４および４５４は、大腿骨４４２および４５２の同一の位置に埋め込んである。ただし、大腿骨４４２の内側顆は、大腿骨４５２の内側顆よりも低い。さらに、頸骨軌道４５６は、頸骨軌道４４６と比較した場合、傾斜している。このことは、図６６により明確に示されている。
【００８１】
図６６は、大腿骨４５２の上に図６４および６５のコンポーネントを重ねたものである。したがって、図６６は、図６５の大腿骨４５２，ＰＦＪコンポーネント４５４，顆コンポーネント４５６および膝蓋骨軌道４６０を示している。上述した条件の下で、図６４のコンポーネントを図６６に並置すると、ＰＦＪコンポーネント４４４に外側節部がないことを除いて、ＰＦＪコンポーネント４４４の位置がＰＦＪコンポーネント４５４とちょうど合う。このことは、図６６に参考用点線４４４で示されている。
【００８２】
図６６には、図６４に示したＰＦＪコンポーネント４４４と同じ位置に合わせて顆コンポーネント４４６および頸骨軌道４５０の位置がさらに示されている。しかしながら、顆コンポーネント４５６が顆コンポーネント４４６と同一のものであっても、図６６は、ＰＦＪコンポーネント４５６に対して顆コンポーネント４４６が配置されているよりも、ＰＦＪコンポーネント４５６がＰＦＪコンポーネント４５４の近くに配置されていることを示している。さらに、顆コンポーネント４５６は、顆コンポーネント４４６に比べて若干半時計方向に回転している。
【００８３】
このように、本発明によれば、大腿骨の上にあるコンポーネントの位置および向きは、大腿骨の上にあるコンポーネントの性能が最適化されるように構成することができる。さらに、顆の形状に関する上記検討は、ある単体構造コンポーネント内の顆領域の例を用いて行ったが、これらの形状は、顆コンポーネントに加え、顆領域を有するコンポーネントで実施することもできる。
【００８４】
単体構造大腿骨コンポーネント
置換手術の際により小さいコンポーネントを用いることが一般に有益であるが、単体構造の大腿骨コンポーネント全体を埋め込むことが望ましい場合もある。図６７には大腿骨コンポーネント４６２が示されており、この大腿骨コンポーネント４６２は、ＰＦＪ領域４６４，内側領域４６６，および外側領域４６８を備えている。
【００８５】
本発明によれば、大腿骨コンポーネント４６２は、さまざまな内側形状を有しうる。図６８は、前後方向において小平面が設けられた内側を有する大腿骨コンポーネント４６２を示しており、この小平面が設けられた内側は、平坦面４７０，４７２、４７４，４７６および４７８を備えている。図６９は、湾曲した内側面４８０を有する大腿骨コンポーネント４６２'を示している。図７０は、湾曲した内側と平坦な内側の組み合わせを有する大腿骨コンポーネント４６２''を示しており、この内側は、平坦面４８２および湾曲面４８４を備えている。
【００８６】
さらに、大腿骨コンポーネント４６２の内側面は、内外方向においてさまざまな形状で構成することができる。非限定的な例であるが、図７１ａは、図６８、図６９，または図７０の線Ａ−Ａに沿って取った平坦な断面図４８６を示している。図７１ｂは湾曲した内側４８８を示しており、図７１ｃは小平面が設けられた内側４９０を示している。図７１ｄは、湾曲した側部および平坦な底部を備えた内側４９２を示しており、図７１ｅは、平坦な側部と湾曲した底部を有する内側４９４を示している。これらの形状は、従来公知の形状よりも局所的な骨の形状によりよく一致し、外科医は、より多くの健康な骨を関節に残すことができる。
【００８７】
上記の説明および添付の図面から分かるように、本発明のシステムは、６自由度で埋め込むことができるコンポーネントを備えたトータルまたはバイコンパートメンタルニー(total or bi-compartmental knee)を提供する。具体的には、図７２に示したＰＦＪ／内側顆コンポーネント４９６についていえば、顆コンポーネント４９８は、上下左右に動かすこと、または左右に回すことができる。この結果、可能性のある全ての患者の形状について異なる形状のコンポーネントを要求することなく、または、外科医が健康な骨を除去することによって骨をコンパートメントの形状に一致させる必要もなく、異なる患者の形状を取り扱うことができる。あるいは、外科医は、埋め込む場所またはコンポーネントの向きを若干変えて患者の骨の形状に合わせることもできる。
【００８８】
典型的な方法
本明細書で説明したシステムの利点の１つは、外科医が各患者について特注製のインプラントを作ることができるということである。現在、インプラントシステムは、限られた数の飛び飛びのサイズで提供されており、これらのサイズは、たいがい、ちょうど患者に必要なサイズとはなっていない。例えば、ある患者の膝の寸法は７５ｍｍかもしれない。しかし、この患者のために入手できるインプラントの寸法は、７０ｍｍと８０ｍｍかもしれない。
【００８９】
このような場合、外科医は、置換用コンポーネントのために設計された単一のカッティングブロックを通常使用する。このカッティングブロックは、大腿骨の後方側または大腿骨の前方にあてがうように配置され、大腿骨を４カ所で切除する、つまり、後方側を２カ所切除し、前方側を２カ所切除するためのガイドとなる。したがって、外科医は、前方に合わせるように切断を最適化するか、後方に合わせて切断を最適化するか、または、合わない状態を割り振るのかを選択しなければならない。
【００９０】
いずれの場合でも、外科医は小さすぎるインプラントか、大きすぎるインプラントを選択しなければならない。このようなことは、その手術の結果に悪影響を与えうる。本発明において説明したインプラントシステムでは、外科医は、ちょうど７５ｍｍであるインプラントを作ることができる。さらに、外科医は、多くのサイズを含む多量の在庫でコストを上げることなくこのことを行うことができる。
【００９１】
本発明の原理による特注インプラントを行うためには、外科医は、最初に、骨のどの領域を置換するかを決める。本例の目的の場合、大腿骨の前方部分、後方部分、および遠位部分を切除する。したがって、外科医は、大腿骨の遠位端を最初に切断する。次に、図７３に示すように、外科医は、第１のカッティングブロック５００を大腿骨５０６の切除を施した遠位端５０２と後方部分５０４に隣接するように配置する。カッティングブロック５００は、カッティングガイド５０８および５１０を備えている。カッティングガイド５０８および５１０により、大腿骨５０６の切除後の後方部分が図７４に示したコンポーネント５１２の寸法に合うことが保証される。より具体的には、大腿骨５０６の斜線部分５１４がコンポーネント５１２の斜線部分５１６と合うようになる。次に、大腿骨５０６の斜線部分５１４を切除する。このように、大腿骨５０６の後方領域における切断位置は、大腿骨５０６の後方の境界の相関的要素として決まる。したがって、コンポーネント５１２を大腿骨５０６に取り付けた場合、コンポーネント５１２の外側の境界が大腿骨５０６の後方の外側の自然な境界を模擬するようになる。
【００９２】
次に外科医は、図７５に示すように、大腿骨５０６の前方部分５２０を切除するために、第２のカッティングブロック５１８を所定位置に配置する。このカッティングブロック５１８は、カッティングガイド５２２および５２４を有する。カッティングガイド５２２および５２４により、大腿骨５０６の切除を施した前方領域が図７４に示したコンポーネント５２６の寸法に合うことが保証される。より具体的には、大腿骨５０６の斜線部分５２８がコンポーネント５２６の斜線部分５３０と合うようになる。大腿骨５０６の前方部分は次に切断され、図７６に描いた構成の形状の大腿骨５０６が残る。このように、大腿骨５０６の前方領域の切断位置は、大腿骨５０６の前方の境界の相関的要素として決まる。したがって、コンポーネント５２６を大腿骨５０６に取り付けると、コンポーネント５２６の外側の境界が大腿骨５０６の前方の外側の自然な境界を模擬するようになる。
【００９３】
次に、大腿骨のＡ点からＢ点までの幅（図７６参照）を測定し、将来の使用に備えて取っておく。この測定値は、前方−後方（ＡＰ）測定値という。次に、孔５３２および（不図示の）別の孔を開けることにより、コンポーネント５１２および５２６を受け入れられるように骨を準備する。次に、コンポーネント５１２および５２６を所定位置に配置して、図７７に示すように大腿骨５０６に隣接させる。そして、ネジ５３４、５３６および（不図示の）他の２つの同様のネジを挿入して締める。ネジ５３４および５３６ならびに他の二つのネジは、ＡＰ測定値、つまり、図７７におけるＡ点からＢ点までの距離が、最初のＡＰ測定値よりも約０．０２５ｍｍ（０．００１インチ）から１２．７ｍｍ（０．５インチ）小さくなるまで締めつける。これにより、切除を行う前の大腿骨５０６の大きさを厳密に模倣しつつ、インプラントがしっかりとプレス嵌めされることが保証される。
【００９４】
いったんコンポーネントに適切にトルクを加え、これにより、大腿骨５０６をコンポーネント５１２およびコンポーネント５２６の間でクランプ締めしたら、コンポーネント５１２およびコンポーネント５２６の間に隙間５３８が残ることがある。隙間５３８は、大腿骨５０６の直径と、コンポーネント５１２および５２６を合わせた直径との差を表している。したがって、本方法により、置換用コンポーネントの外側の境界で自然な骨の外径を、これが不均整な直径であっても、模擬することができる。本発明によれば、コンポーネント５１２および５２６を、隙間５３８が負荷曲線上に位置しないように構成することができる。必要であれば、外科医は、ボーンタイドに関連して本明細書で記載した材料のような許容可能な材料でこの隙間を充填することができる。
【００９５】
したがって、各々が特定のコンポーネントに合わせて最適化されている複数のカッティングブロックを用意し、かつ、コンポーネント５１２および５２６のようなコンポーネントを用いることにより、患者の膝の大きさによらず、患者に個別に合うものを実現することができる。よって、本発明のシステムおよび方法によれば、埋め込んだコンポーネントのサイズをカスタマイズすることができる。さらに、この複数のカッティングブロックの各々により、異なる内側形状を有するコンポーネントに合うように骨を前処理することができる。これにより、外科医は、特定の患者に合わせて各切除をさらに自由に最適化できる。さらに、コンポーネント５１２および５２６のようなコンポーネントを使用することにより、大腿骨コンポーネントを骨にクランプ締めすることができるようになり、これにより、コンポーネントの骨への固定を改善した。
【００９６】
他の方法によれば、大腿骨に一連のカットを平行に入れることにより、大腿骨がインプラントを受けることができるように前処理する。通常、ボックスを骨の上に配置することにより骨の前処理を行い、ガイドを選択してボックスの中に配置する。このガイドは、ボックスの側部からある距離においてボックス内にはまるように構成されている。多くのガイドがボックスでの使用に利用でき、各ガイドは、他のガイドとは異なる、ボックス側部からの距離においてボックス内にはめられるように構成されている。つまり、ガイドは、切除しようとしている骨の量に基づいて選択する。切除を行った後に、さらに別の切断を行うためにボックスは動かされる。
【００９７】
もっとも、本方法の一実施形態によれば、２回目の平行なカットは、ボックスを移動する前に、第２のガイドを用いて行われる。これは、いったんボックスを配置したら、単に別のガイドを使用することにより、最初のカットに平行にさらにカットを行うことが、簡単に達成できるという点で有益である。
【００９８】
この方法は、平行な内側の面が複数ある置換用コンポーネントを提供することにより可能になる。このようなコンポーネントを２つ図７８に示した。ＰＦＪ５４０および単一顆コンポーネント５４２が（不図示の）大腿骨に埋め込んだ場合にそれらが配置される状態で示されている。ＰＦＪコンポーネント５４０は、内側面５４４，５４６，および５４８を有する。単一顆コンポーネント５４２は、内側面５５０，５５２，５５４および５５６を有する。この実施形態では、ＰＦＪ５４０の内側面５４４，５４６，および５４８が単一顆コンポーネント５４２の内側面５５０、５５６および５５４にそれぞれ平行である。よって、例えば、第２のガイドを用いて、内側面５４４に合うように大腿骨を切断するためにボックスを配置した場合は、内側面５５０に合うように大腿骨を切断することがボックスを動かすことなく行える。
【００９９】
さらに別の方法によれば、大腿骨プロテーゼシステムが、いくつかの間隔をおいて行われる手術の間、患者の大腿骨に徐々に埋め込まれる。図７９ａを参照すると、最初の外科手術の際に、患者の足５５３に切開部５５１が設けられる。図７９ｂに示すように、患者の大腿骨５５５には疾患部５５７があり、この疾患部５５７は、大腿骨５５５の膝蓋大腿関節領域５５９にほぼ位置している。したがって、最初の外科手術の際には、疾患部５５７を最小限の健康な骨と共に切除する。次に、図７９ｃに示すように、置換用の膝蓋大腿関節コンポーネント５６１を切開部５５１に通して前進させ、膝蓋大腿関節の切除領域に埋め込む。次に、切開部５５１を図７９ｄに示すように閉じる。
【０１００】
２回目の外科手術の際には、図７９ｅに示すように、同じ患者の同じ足５５３に切開部５６３を作る。図７９ｆに示す内側顆５６７の疾患部５６５に届くことができるように、切開部５６３は、この例では、足５５３の切開部５５１とは反対の側に作る。疾患部５６５を、内側顆５６７における最小限の健康な骨と共に切除した後に、置換用の内側顆コンポーネント５６９を図７９ｇに示すように内側顆５６７に埋め込む。
【０１０１】
本発明の原理によれば、内側顆コンポーネント５６９は、膝蓋大腿コンポーネント５６１から離れているがその近傍にある内側顆５６７に埋め込まれる。あるいは、内側顆コンポーネント５６９は、膝蓋大腿コンポーネント５６１の近傍かつそれに隣接する内側顆５６７に埋め込んでもよい。いずれにしても、膝蓋大腿コンポーネント５６１を除去するまたは置換する必要はない。
【０１０２】
上記の手術は、顆コンポーネントを最初の手術で埋め込み、かつ、膝蓋大腿関節コンポーネントを２回目の手術で埋め込むように逆にしてもよいことは当業者には分かるであろう。さらに、追加のコンポーネントを上述の手術といっしょに埋め込んでもよいし、上述の手術の前または後の手術で埋め込んでもよい。したがって、本発明の原理によれば、外科医に必要なのは、大腿骨の患部を置換することだけである。さらにまた、後に大腿骨の別の部分に疾患が生じた場合、新たな疾患部は、以前に埋め込んだコンポーネントを除去することなく置換することができる。
【０１０３】
ガイドおよび機器
従来、膝の全部または一部のプロテーゼに対する骨の前処理は、上述したボックスまたはガイドを振動のこぎりおよびブレード(oscillating saw and blade)を使用することに頼っていた。したがって、図８０に示した欠陥領域５５８を与えられた外科医は、従来、点線５６２で示すように大腿骨５６０を切断し、顆５６４の前方部分全体を切除する。従来の置換用のコンポーネントの場合、切除に対するこのような取り組み方が非常に効果的である。しかしながら、このような取り組み方では、骨の健康な部分を大量に切除することになる。
【０１０４】
従来の道具で得られるものよりも柔軟性を高めるために、最近は、骨を除去するのに他の種類の器具を使用する傾向がでてきた。このような道具には、高速バー、ヤスリ、骨刀、および溝掘り具がある。これらの新たに使用されるようになった道具により増えた柔軟性には、外科的な切除を実際に置換する必要のある骨の領域のみに限定できることが含まれる。したがって、図８０を参照すると、大腿骨５６０の切除を、欠陥領域５５８と、少量の健康な骨に限ることができる。この能力は、前述したさまざまなコンポーネントを補うものである。これは、骨の切除を選択したコンポーネントに対応する領域に限定することができるからである。
【０１０５】
本発明には、多数のガイドが含まれており、これらのガイドは、上記のような切除を補助するのに使用することができる。このようなガイドの１つが図８１ａに示されている。ガイド５６６は、ピン５６８、ガイド面５７０、およびタイドマーク(tide mark)５７２を有する。ピン５６８は、ガイド５６６を骨に固定するのに使用する。骨の内部でのガイド５６６の位置決めは、コンピュータ支援手術(computer aided surgery)を用いて行うことができる。タイドマーク５７２は、ガイド５６６を骨に挿入すべき深さを示すのに用いられる。タイドマーク５７２は、消すことができ、コンピュータ支援モデル化を用いて定めることができる。次に、図８１ｂを参照すると、ガイド面５７０の大きさおよび輪郭は、図８２に示したコンポーネント５７４のような置換用のコンポーネントの湾曲や全体の形状に合うようにほぼ定められている。
【０１０６】
ガイド５６６の典型的な用法を図８０を参照しながら説明する。最初に、欠陥領域５５８および大腿骨５６０をモデル化する。このモデル化に基づいて置換用コンポーネント５７４が欠陥領域５５８よりも若干大きく、かつ、この欠陥領域５５８の近傍において、大腿骨５６０のおおよその外形にあっていることを確認する。したがって、コンポーネント５７４と関連するガイド５６６が、使用するのに適したガイドとして特定される。したがって、タイドマーク５７２のガイド５６６上の位置は、コンポーネント５７４の厚みの関数として定められる。本システムは、この実施形態では、さらに、ガイド５６６と共に使用するバーヘッド(bar head)のサイズをも特定する。
【０１０７】
ガイド５６６にタイドマーク５７２を付けた後、ガイド５６６は、図８３に示したように、大腿骨５６０に挿入される。ガイド５６６を大腿骨５６０に配置する際には、コンピュータで支援することもできる。使用するために特定したバーヘッド、例えば図８４に示したバーヘッド５７６は、高速バーツール５７８に挿入される。高速バーツール５７８は、ガイド面当て５８０と、ローラー５８２とを有する。次に高速バーツール５７８を始動させ、ガイド面当て５８０をガイド面５７０の上に置いて、ローラー５８２をガイド５６６の側面に当てる。次に外科医は、図８５において矢印５８４で示すように、高速バーツール５７８をガイド５６６の周りに沿って案内し、図８３に示すように、大腿骨５６０に欠陥領域５５８を囲む溝５８６を作る。溝５８６は、１回だけ連続的に切断することで作ってもよいし、一連の切断作業で作ってもよい。外科医は、次にガイド５６６を取り去り、溝５８６が定める領域の内側で溝５８６の深さまで骨を削る。
【０１０８】
前述したように、ガイド５６６は、ほぼ、置換用コンポーネント５７４の形状をしている。したがって、バーヘッドのサイズを適切に選択すれば、溝５８６の外側の壁部が置換用コンポーネント５７４の大きさおよび形状に一致するようになりながら、欠陥領域５５８の外側の境界が完全に削られる。さらに、切除の深さは、ガイド５６６をタイドマーク５７２の深さまで挿入することと、バーヘッド５７６の底部からのガイド面当て５８０の高さによって決まる。したがって、切除の深さは、置換用コンポーネント５７４の厚みと一致させることができる。
【０１０９】
異なるサイズのバーヘッドを用意することで、１つのガイドを異なる幅および高さのいろいろな置換用コンポーネントで用いることができる。あるいは、高速バーツール５７８のローラー５８２のエッジと、バーヘッド５７６の外周とが離れている距離を可変にして同じ機能を達成することもできる。同様に、ガイド面当て５８０の高さを調節可能にしてさまざまな深さで切除することもできる。この機器は、図８６に示した側部切断具５８８のような側部切断器具として構成することもできる。この側部切断具５８８は、溝５９０を有し、この溝５９０は、ガイド面５９２が入れられるように構成されている。実施形態によっては、このガイド面５９２が、ガイドの周囲に沿った連続的な隆起部と言う形態をしている。
【０１１０】
ガイド面の外周をいろいろな形状に形成して、いろいろな形状の置換用コンポーネントに一致させられることは、当業者には分かるであろう。さらに、外周は、複数の軸の曲率を有し、例えば、骨のボール形状領域で使用できるようになっていてもよい。このようなものの普及(permeations)および他のものの普及は、本発明の範囲内にある。
【０１１１】
ガイドの他の実施形態が図８７に示されている。ガイド５９４は、パンチガイドである。ガイド５９４は、１つの外側カッティングエッジ５９６を有し、かつ、複数の内部カッティングエッジ５９８を有する。説明を明確にするために、図８８では、内部カッティングエッジ５９８を取り除いた状態のガイド５９４が示されている。外側カッティングエッジ５９６は、置換用コンポーネントの外形に一致するように成形されている。外側カッティングエッジ５９６の高さは、置換用コンポーネントの厚みに一致している。内側カッティングエッジ５９８の各々は、置換用コンポーネントの内側の輪郭および厚みに一致するように個別に成形し、大きさを定めることができる。したがって、骨に押しつけた場合、外側カッティングエッジ５９６および内側カッティングエッジ５９８の各々は、骨に切り込む。ガイド５９４は、その後取り去ることができ、骨に一連の切り込みが残る。この切り込みは、置換用コンポーネントの形状、輪郭および厚みに一致している。切り込みの深さまで骨を削り下げる道具を用いることにより、骨を切除して置換用コンポーネントを入れることができる。他の実施形態では、ガイドが外側カッティングエッジ５９６のみを有する。
【０１１２】
パンチガイドの設置は、さまざまな他の方法で簡単にすることができる。ある方法では、図８９に示した装置を使用する。ガイド６００は、ガイド６００の周囲に沿ったカッティングエッジ６０２と、ガイド孔６０４および６０６を有する。ガイド６００は、内側カッティングエッジをさらに有していてもよい。ガイド６００は、ピン６０８および６１０の上へ挿入されたところが示されており、ピン６０８および６１０は、孔６０４および６０６をそれぞれ貫通している。実際には、ピン６０８および６１０を骨に挿入する。次にガイド６００をピン６０８および６１０に被せるように配置し、孔６０４および６０６をピン６０８および６１０の位置に合わせる。次にガイド６００を骨に向けて動かす。このようにしてガイド６００を所望の位置に配置する。このガイド６００を使う方法は、この後、ガイド５９４に関連して説明したのと似たような方法で進めることができる。
【０１１３】
ガイド６００で作る切り込みの深さは、いろいろな方法で決めることができる。例えば、切り込みの深さは、カッティングエッジ６０２の深さで決めてもよく、所望の深さの印をカッティングエッジ６０２に付けることで決めてもよく、ピン６０８および６１０にあるタイドマークによって決めてもよく、ガイド６００がそれを越えて動くことができない止め具をピン６０８および６１０に設けることによって決めてもよい。ピン６０８および６１０の設置は、切り込みの深さおよび位置が確実に適切なものとなるように、コンピュータ支援手術または他の画像支援技術を用いて行うことができる。
【０１１４】
あるいは、大腿骨上の位置が分かっている、以前埋め込んだコンポーネントをピンガイドと共に用いて、ガイドの位置を合わせるために用いるピンを配置することもできる。このようなピンガイドは、図９０との関連で検討されており、図９０では、一体コンポーネント６１２が大腿骨６１４に埋め込まれている。一体コンポーネント６１２は、孔６１６および６１８を有している。
【０１１５】
図９０には、ピンガイド６２０も示されている。この実施形態では、ピンガイド６２０が、スイングアーム６２２，ベースアーム６２４およびピンガイド孔６２６および６２８を有する。ベースアーム６２４は、一体コンポーネント６１２の孔６１６に挿入するように構成されている。さらに、ベースアーム６２４および孔６１６は、一体コンポーネント６１２の向きに対してベースアーム６２４が既知の方向を向くように構成される。このような構成は、キーでロックする構造を有していてもよいし、単にベースアーム６２４の上に印があり、この印を一体コンポーネント６１２の印と位置を合わせることであってもよい。ベースアーム６２４は、骨の湾曲を明らかにするためにさらに高さを調整できるようにしてもよい。
【０１１６】
ベースアーム６２４に対してスイングアーム６２２の向きを所望の方向に確立するための仕組みもまた提供されている。これは、一方のアーム上にある参照記号と、他方のアームにある連続した数字であってもよい。これにより、大腿骨６１４に対するピンガイド６２０の向きを正確に定めることができる。
【０１１７】
具体的には、大腿骨６１４をモデル化すると、大腿骨６１４の外形が得られる。一体コンポーネント６１２の画像とそれに続くモデル化により、大腿骨６１４に対する孔６１６の正確な位置が得られる。ベースアーム６２４の高さおよび向きが分かっているので、また、スイングアーム６２２の長さおよび向きが分かっているので、大腿骨６１４に対するピンガイド６２０の正確な位置が分かる。したがって、ピンガイド孔６２６および６２８を介して、ピンを大腿骨６１４に正確に挿入することができる。
【０１１８】
あるいは、大腿骨６１４を多少でも切除する前に、仮のコンポーネントを大腿骨６１４に配置してもよい。本発明のこの代替方法では、いったん仮のコンポーネントを配置したら、その画像を撮る。これにより、ＰＦＪコンポーネントおよび顆コンポーネントの一方または両方についてガイドピンを配置するときは、前述したＰＦＪガイドピンの配置と同様の方法で仮コンポーネントを使ってガイドピンを案内することができる。この方法を用いて任意の数のコンポーネントガイドピンを配置できることは、当業者には分かるであろう。
【０１１９】
骨の平坦面に切り込みを入れるには、特定の機器が非常に有用である。例えば、図９１に示した鋸６３０は、シャフト６３４に連結された研磨先端部６３２を有している。２本の案内鋲６３６および６３８が鋸６３０のハウジング６４０に配置されている。シャフト６３４は、左右に（図９１で見た場合に上下に）動く。軸線６４２および６４４は、運動の各サイクルを通じてシャフト６３４によって動く弧の外側の限界を示している。
【０１２０】
したがって、鋸６３０をハウジング６４０の軸に対して垂直な方向、例えば矢印６４６の方向に動かすと、骨の上を１回だけ通せば、骨を寸法Ａ−Ａで示す深さだけカットすることができる。これは、本明細書では、「通過深さ」と呼ぶ。通過深さは、異なるサイズの研磨ヘッドを設けることで調整することができる。これは、ヘッドが長いほど、動く弧が大きくなるからである。さらに、鋸は、移動方向に沿って切断するように向けることもできるし、移動方向に垂直に切断するように向けることもできる。したがって、１つの研磨ヘッドで、鋸の中での研磨ヘッドの配置によって決まる２種類の異なる幅での切除が可能になる。
【０１２１】
鋸６３０は、図９２に示したガイド６４８と共に使用して骨に特定の深さの切り込みを設けることができる。特定の深さには、１回だけの通過深さよりも深いものが含まれる。ガイド６４８は、溝部６５０を備えている。溝部６５０は、全体的に蛇行しており、この実施形態では、ほぼ平行な副溝部６５２、６５４および６５６からなる。副溝部６５２、６５４および６５６は、特定の研磨ヘッドを備えた鋸６３０の通過深さまでの距離だけ間隔を置いて配置されている。副溝部６５２は、端部溝部６５８によって副溝部６５４につながっており、副溝部６５４は、端部溝部６６０によって副溝部６５６につながっている。したがって、溝部６５０は、溝部入口６６２から溝部終端部６６４まで連続している。
【０１２２】
ガイド６４８を備えた鋸６３０の操作は、骨の切除すべき領域を特定することで始まる。次に、鋸６３０の研磨先端部を選択する。研磨ヘッドを選択したら、通過深さが分かり、適切なガイド６４８を選ぶことができる。
【０１２３】
特殊な切除で使用するための特殊なガイドを組み立てるのに使用できる、副溝部および湾曲部のキットを提供することも本発明の範囲内である。この方法をコンピュータプログラムの支援を受けて実行する場合、そのプログラムは、ガイドの構造を生成するように設計することができる。いずれにしても、いったん通過深さが分かれば、ガイドの副溝部の離間距離を決めることができる。ガイドの溝部の離間距離は、ガイドの隣り合う副溝部の距離が研磨ヘッドの通過深さよりも大きくならないように設定する。ある実施形態では、副溝部の離間距離が隣り合う副溝部を分離しているガイドの壁部の厚みの関数となっている。
【０１２４】
このようにキットは、互いに取り付けることができる複数の副溝部コンポーネントを提供することができる。これらの副溝部コンポーネントには、骨のさまざまな領域で使用するために複数の形状があってもよい。すなわち、湾曲した副溝部セクションは、大腿骨の頭部周りの切除に使用することができ、一方、比較的まっすぐな副溝部は、顆の一領域に限定した切除に使用することができる。骨のモデル化および切除すべき領域に基づいて使用すべき副溝部および湾曲部ならびにガイドのコンポーネントの構成を特定するのにコンピュータプログラムを使用することができる。
【０１２５】
ガイド６４８を組み立てたら、または選択したら、溝部入口６６２が切除すべき骨から離れて配置された状態で、切除すべき骨にガイド６４８を取り付ける。ガイド６４８は、案内鋲６３６および６３８が副溝部６５２の中にあって、骨に最も近い副溝部６５２の壁部に接している場合に、研磨先端部が一回分の通過深さ以下の距離だけ骨の中へと延びるような高さだけ骨の上に配置する。ガイド６４８は、骨にクランプを用いて取り付けることができ、ガイド６４８の配置は、コンピュータ支援手術により行うことができる。
【０１２６】
次に案内鋲６３６および６３８を溝部入口６６２に挿入し、鋸６３０を始動させる。次に外科医が鋸６３０を溝部６５０に沿って副溝部６５２を通して動かす。案内鋲６３６および６３８が共に終端溝部６５８の中にあると、鋸６３０を副溝部６５４まで下げることができ、切除すべき領域の上にもう一度通すことができる。
【０１２７】
切除すべき領域が鋸６３０で行うことができるカットよりも幅が広い場合、ガイド６４８の隣で第２のガイドを使ってもよいし、骨の上での２度目に通過させるためにガイド６４８を再配置してもよい。
【０１２８】
図９３は、鋸のハウジングの両側にガイドピンを有する鋸で使用するためのガイドの他の実施形態を示している。ガイド６６６は、溝部６６８を有し、この溝部６６８は、本実施形態では、大腿骨６７０の下面に形状が一致するように湾曲している。ガイド６６６は、図９４に示すように、溝部６７２をさらに備えている。溝部６６８および６７２は、空洞部６７４の両側に配置されている。したがって、ガイド６６６を使用するためには、鋸の両側のガイドピンをそれぞれ溝部６６８および６７２に挿入し、研磨先端部および鋸は、空洞部６７４の開口部に通して挿入される。
【０１２９】
ある実施形態では、溝部６６８および６７２を同じ構造にして、切り込みを一様にする。ただし、必要であれば、副溝部の長さや離間距離を切り込みの形状および深さが切り込みの一方の側から切り込みの他方の側まで変化するように設定することもできる。
【０１３０】
本発明の特徴を含むガイドと共に使用することができるワイヤーソーが図９５に示されている。ワイヤーソー６７６は、（不図示の）ハンドルと、ガイド用プラットフォーム６７８と、ガイドピン６８０と、ワイヤ６８２とを有する。ワイヤーソー６７６は、往復運動手段または回転手段のような、ワイヤ６８２を動かす手段をさらに有してもよい。ワイヤーソー６７６は、図９６において、大腿骨６８６に取り付けられているところが示されているガイド６８４と共に使用することができる。ガイド６８４は、図９７に示した溝部６８８と溝部６９０とを有する。
【０１３１】
作動中は、ガイドピン６８０を溝部６８８および６９０に挿入し、ガイド用プラットフォーム６７８を溝部６８８および６９０の上に据える。このことは、図９８により明確に示されている。ほぼ平行な溝部６８８および６９０の上に据えられたガイド用プラットフォーム６７８の比較的幅広い基部により、切除を行っている間、溝部６８８および６９０に対してワイヤ６８２が垂直であり続けることが保証される。次に、外科医がワイヤーソー６７６を溝部６８８および６９０に沿って動かすことにより骨を切断する。ワイヤーソー６７６を動かすとき、溝部６８８および６９０により拘束されているガイドピン６８０と、ほぼ平行な溝部６８８および６９０の上に据えられているガイド用プラットフォーム６７８が、ワイヤ６８２を大腿骨６８６の内部において所望の位置に維持する。ガイド６８４を使用することにより、図９６における点線６９２で示すように、切除面が滑らかに湾曲したものとなる。
【０１３２】
その他の骨表面形状も、本発明の原理を用いて得ることができる。非限定的な例であるが、ワイヤーソー６７６は、図９９に示したガイド６９４で使用することもできる。ガイド６９４の溝部６９６は、複数の直線部分を備えている。このため、ガイド６９４を使用すると、点線７００で示すように、大腿骨６９８は小平面ができるように切除される。このような実施形態および他の実施形態は、本発明の範囲内である。
【０１３３】
上述したシステムを数多くのいろいろと変形した手技で使用できることは、当業者には分かるであろう。以上の説明は、本発明の利点の１つを示すために、本発明のシステムを膝置換手術に導入するための１つの非常に簡単な方法を説明したものである。当業者には、本発明では数多くの他の方法が可能であり、それらの他の方法が本発明の範囲内にあることは分かるであろう。
【０１３４】
本発明を典型的なプロセスおよびシステムコンポーネントで説明し、そのいろいろなプロセスおよびコンポーネントを非常に詳細に説明したが、出願人は、添付の特許請求の範囲をこのような詳細なことに多少とも制限するつもりはない。当業者は、さらに別の利点や改良を容易に思いつくであろう。したがって、最も広い態様での本発明は、具体的な詳細、実施、または図示または記述した説明例に限定されない。したがって、出願人の一般的な発明概念の趣旨および範囲から逸脱することなくこの詳細から発展することができる。非限定的な例であるが、本明細書で説明したシステムは、膝の他に、他の骨や関節に応用することができ、単一の関節区画を有する関節にさえ応用することができる。このような骨には、頸骨および上腕骨が含まれうる。
【０１３５】
〔実施の態様〕
（１）  大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
内側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた内側顆コンポーネントと、
外側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた外側顆コンポーネントと、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第１締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第２締結部と、
を備え、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記内側および外側顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記第１の締結部および前記第２の締結部の各々は、前記骨用空間を貫通している、
システム。
（２）  実施態様１記載のシステムにおいて、
前記内側顆コンポーネントが前記第１締結部の端部を入れられるように作られた第１柱部を含む、システム。
（３）  実施態様２記載のシステムにおいて、
前記外側顆コンポーネントが前記第２締結部の端部を入れられるように作られた第２柱部を含む、システム。
（４）  実施態様１記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へと延びる第３締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へと延びる第４締結部と、
をさらに備えている、システム。
（５）  実施態様４記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第１柱部を含み、前記第１締結部が前記第１柱部を貫通している、システム。
（６）  実施態様５記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第２柱部をさらに含み、前記第２締結部が前記第２柱部を貫通している、システム。
（７）  大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
顆ベアリング面の一部を置換するように作られた顆コンポーネントと、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記顆コンポーネントの中へ延びる締結部と、
を備え、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記締結部は、前記骨用空間を貫通している、
システム。
（８）  実施態様７記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントが前記締結部の端部を入られるように作られた第１柱部を含む、システム。
（９）  実施態様８記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第２柱部を含み、前記締結部が前記第２柱部を貫通している、システム。
（１０）  大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
内側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた内側顆コンポーネントと、
外側顆ベアリング面の一部を置換するように作られた外側顆コンポーネントと、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第１締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記内側顆コンポーネントの中へ延びる第２締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第３締結部と、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントを貫通して前記外側顆コンポーネントの中へ延びる第４締結部と、
を備え、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントと前記内側および外側顆コンポーネントとの間に骨用空間が画定されており、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記第１の締結部および前記第３の締結部の各々が前記骨用空間を貫通しており、
前記第２の締結部および前記第４の締結部の各々が前記骨用空間から間隔をおいて配置されている、
システム。
（１１）  実施態様１０記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第１柱部、第２柱部、第３柱部、および第４柱部を含み、
前記内側顆コンポーネントが第５柱部および第６柱部を含み、
前記外側顆コンポーネントが第７柱部および第８柱部を含み、
前記第１締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第１柱部を貫通して前記内側顆コンポーネントの前記第５柱部の中へ延びており、
前記第２締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第２柱部を貫通して前記内側顆コンポーネントの前記第６柱部の中へ延びており、
前記第３締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第３柱部を貫通して前記外側顆コンポーネントの前記第７柱部の中へ延びており、
前記第４締結部が前記膝蓋大腿関節コンポーネントの前記第４柱部を貫通して前記外側顆コンポーネントの前記第８柱部の中へ延びている、
システム。
（１２）  大腿骨プロテーゼシステムにおいて、
膝蓋大腿関節ベアリング面の一部を置換するように作られた膝蓋大腿関節コンポーネントと、
顆ベアリング面の一部を置換するように作られた顆コンポーネントと、
前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに取り付けるように作られた第１締結部と、
を備え、
前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに前記締結部を用いて取り付けたときに、前記顆コンポーネントと前記膝蓋大腿関節コンポーネントとの間に骨用空間が画定され、前記骨用空間が大腿骨の切除部分を入れられるように作られており、
前記第１の締結部が前記骨用空間を貫通している、
システム。
（１３）  実施態様１２記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントが、前記第１締結部の端部を入れられるように作られた第１柱部を含む、システム。
（１４）  実施態様１３記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが第２柱部を含み、前記第１締結部が前記第２柱部を貫通している、システム。
（１５）  実施態様１２記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントを前記膝蓋大腿関節コンポーネントに取り付けるように作られた第２締結部をさらに備え、前記第２締結部が前記骨用空間から間隔をおいて配置されている、システム。
（１６）  実施態様１５記載のシステムにおいて、
前記顆コンポーネントが、（ｉ）前記第１締結部の端部を入れられるように作られた第１柱部と、（ｉｉ）前記第２締結部の端部を入れられるように作られた第２柱部と、を含む、システム。
（１７）  実施態様１５記載のシステムにおいて、
前記膝蓋大腿関節コンポーネントが、（ｉ）前記第１締結部が貫通している第３柱部と、（ｉｉ）前記第２締結部が貫通している前記第４柱部と、を含む、システム。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の原理にしたがって作ったシステムに含めることができる膝蓋骨大腿骨コンポーネントと頸骨大腿骨コンポーネントを示している。
【図２】本発明のシステムにおける内側頸骨大腿骨、外側頸骨大腿骨、および膝蓋骨大腿骨関節（ＰＦＪ）の滑車拡張部付きコンポーネントの典型的な構造を示している。
【図３】本発明のシステムにおける内側頸骨大腿骨、外側頸骨大腿骨、および膝蓋骨大腿骨関節（ＰＦＪ）の滑車拡張部付きコンポーネントの典型的な構造を示している。
【図４】本発明のシステムにおける節部付きＰＦＪコンポーネントの典型的な構造を示している。
【図５】本発明のシステムにおける内側頸骨大腿骨コンポーネント、外側頸骨大腿骨コンポーネント、およびＰＦＪコンポーネントの典型的な構造を示している。
【図６】本発明のシステムにおける内側頸骨大腿骨コンポーネント、外側頸骨大腿骨コンポーネント、およびＰＦＪコンポーネントの典型的な構造を示している。
【図７】本発明のシステムにおける内側頸骨大腿骨コンポーネント、外側頸骨大腿骨コンポーネント、およびＰＦＪコンポーネントの典型的な構造を示している。
【図８】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の前後方向のさまざまな構造を示している。
【図９】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の前後方向のさまざまな構造を示している。
【図１０】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の前後方向のさまざまな構造を示している。
【図１１ａ】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の内外方向のさまざまな構造を示している。
【図１１ｂ】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の内外方向のさまざまな構造を示している。
【図１１ｃ】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の内外方向のさまざまな構造を示している。
【図１１ｄ】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の内外方向のさまざまな構造を示している。
【図１１ｅ】本発明のシステムにおけるＰＦＪ／顆コンポーネントの内側の内外方向のさまざまな構造を示している。
【図１２】本発明のシステムにおいて使用することができる外側滑車拡張部付きＰＦＪコンポーネントを示している。
【図１３】本発明のシステムにおいて使用することができる内側滑車拡張部付きＰＦＪコンポーネントを示している。
【図１４】本発明のシステムにおいて使用することができる内側滑車拡張部および外側滑車拡張部付きＰＦＪコンポーネントを示している。
【図１５】本発明の特徴にしたがって、いろいろな幅の大腿骨で使用するための外側滑車拡張部および内側滑車拡張部付きＰＦＪコンポーネントを示している。
【図１６】本発明の特徴にしたがっていろいろな幅の大腿骨で使用するための外側滑車拡張部および内側滑車拡張部付きＰＦＪコンポーネントを示している。
【図１７】本発明の特徴にしたがっていろいろな幅の大腿骨で使用するための外側滑車拡張部および内側滑車拡張部付きＰＦＪコンポーネントを示している。
【図１８】本発明のシステムにおいて使用することができる、膝蓋骨大腿骨コンポーネントの、前後方向に小平面が設けられた内側を示している。
【図１９】本発明のシステムにおいて使用することができる、膝蓋骨大腿骨コンポーネントの、前後方向に平坦部と湾曲部を組み合わせた内側を示している。
【図２０】本発明のシステムにおいて使用することができる、前後方向に湾曲している、膝蓋骨大腿骨コンポーネントの内側を示している。
【図２１】図１８，１９および２０のコンポーネントの前方部分で使用することができる内外方向のさまざまな断面を示している。
【図２２】発明のシステムにおいて使用することができる、前後方向に小平面が設けられた内側を有する顆コンポーネントの実施形態を示している。
【図２３】発明のシステムにおいて使用することができる、前後方向に湾曲した内側を有する顆コンポーネントの実施形態を示している。
【図２４】発明のシステムにおいて使用することができる、前後方向に平坦部および湾曲部を組み合わせた内側を有する顆コンポーネントの実施形態を示している。
【図２５】発明のシステムにおいて使用することができる、前後方向に小平面が設けられた内側と、後方拡張部を有する顆コンポーネントの実施形態を示している。
【図２６ａ】図２２，２３，２４，および２５の顆コンポーネントにおいて使用することができる内外方向のさまざまな断面を示している。
【図２６ｂ】図２２，２３，２４，および２５の顆コンポーネントにおいて使用することができる内外方向のさまざまな断面を示している。
【図２６ｃ】図２２，２３，２４，および２５の顆コンポーネントにおいて使用することができる内外方向のさまざまな断面を示している。
【図２６ｄ】図２２，２３，２４，および２５の顆コンポーネントにおいて使用することができる内外方向のさまざまな断面を示している。
【図２６ｅ】図２２，２３，２４，および２５の顆コンポーネントにおいて使用することができる内外方向のさまざまな断面を示している。
【図２７】本発明のシステムにおいて使用することができるコンポーネントのさまざまな前後方向内側形状に合うように成形した補充部材の実施形態を示している。
【図２８】本発明のシステムにおいて使用することができるコンポーネントのさまざまな前後方向内側形状に合うように成形した補充部材の実施形態を示している。
【図２９】本発明のシステムにおいて使用することができるコンポーネントのさまざまな前後方向内側形状に合うように成形した補充部材の実施形態を示している。
【図３０ａ】図２７，２８，および２９の補充部材で使用することができる内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図３０ｂ】図２７，２８，および２９の補充部材で使用することができる内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図３０ｃ】図２７，２８，および２９の補充部材で使用することができる内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図３０ｄ】図２７，２８，および２９の補充部材で使用することができる内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図３０ｅ】図２７，２８，および２９の補充部材で使用することができる内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図３１ａ】本発明のシステムにおいて使用することができる頸骨大腿骨およびＰＦＪコンポーネントの分割前側構造を示している。
【図３１ｂ】コンポーネントがくっついてしまうことなく互いに接するように埋め込んだ図３１ａの相補的な頸骨大腿骨コンポーネントおよびＰＦＪコンポーネントを示している。
【図３２ａ】ボーンタイド周りにおける、図３１ａのコンポーネントの一部の断面を示している。
【図３２ｂ】図３１ｂのコンポーネントの一部の断面を示している。
【図３３】本発明のシステムで使用することができる、厚みの異なるコンポーネントの、ボーンタイド周りの他の一部の断面である。
【図３４】本発明のシステムで使用することができるインプラントの他のエッジ構造を示している。
【図３５】本発明のシステムで使用することができる、コンポーネントとボーンタイドの境界部にあるビーズ状スペーサー構造を示している。
【図３６】本発明のシステムでのコンポーネント間の境界で使用することができるキー構造を示している。
【図３７】本発明のシステムでのコンポーネント間の境界で使用することができる他のキー構造を示している。
【図３８】本発明のシステムでのコンポーネント間の境界で使用することができる他のキー構造を示している。
【図３９】本発明のシステムでのコンポーネント間の境界で使用することができるヒンジを示している。
【図４０】本発明のシステムで使用することができる、大腿骨の前方においてネジで互いに連結される２つの膝コンポーネントの一実施形態を示している。
【図４１】本発明のシステムで使用することができる、間に空間、骨またはスペーサー部材がある状態でネジでつなぎ合わせられたコンポーネントを示している。
【図４２】本発明のシステムで使用することができる、コンポーネント間にスペーサー部材があり、ネジを使わずにつなぎ合わせてあるコンポーネントとスペーサー部材を示している。
【図４３】本発明のシステムで使用することができる、１つ以上のネジが異なるネジピッチを有する、コンポーネントのネジ式結合を示している。
【図４４】本発明のシステムにおいて使用することができる、コンポーネントを連結するのにネジ付き取付柱部を使用するコンポーネント連結機構を示している。
【図４５】本発明のシステムにおいて使用することができる、コンポーネントを連結するための他の取付柱部機構を備えたコンポーネントの正面斜視図である。
【図４６】図４５のコンポーネントの側面斜視図である。
【図４７】本発明のシステムにおいて使用することができる、シングルピースコンポーネントを、コンポーネントの２つの領域の相対的な位置を調整するために使用するネジ機構と共に示している。
【図４８】本発明のシステムにおいて使用することができる、埋め込んだコンポーネントの間の隙間の上にある、膝蓋骨を動きやすくするくぼみを備えた膝蓋骨コンポーネントを示している。
【図４９】本発明のシステムにおいて使用することができる、段差付き頸骨コンポーネントを示している。
【図５０】本発明のシステムにおいて使用することができる、凸状半月板および凹状半月板を備えた頸骨コンポーネントを示している。
【図５１】本発明のシステムにおいて使用することができる、段差付き顆領域を備えた、膝全置換の大腿骨コンポーネントと頸骨コンポーネントを示している。
【図５２】本発明のシステムにおいて使用することができる、追加の顆コンポーネント付きの段差付き一体ＰＦＪ／顆コンポーネントを示している。
【図５３】本発明のシステムにおいて使用することができる、顆領域が末広がりとなっていない大腿骨コンポーネントを示している。
【図５４】本発明のシステムにおいて使用することができる、顆領域が末広がりとなっている大腿骨コンポーネントを示している。
【図５５】本発明のシステムにおいて使用することができる、頸骨コンポーネントおよび非対称な顆領域を有する大腿骨コンポーネントを示している。
【図５６】図５５の大腿骨コンポーネントの前後方向における非対称顆領域の断面を示している。
【図５７】図５５の大腿骨コンポーネントの前後方向における非対称顆領域の断面を示している。
【図５８】本発明のシステムにおいて使用することができる、非対称顆領域を有する大腿骨コンポーネントの他の実施形態を示している。
【図５９】図５８の大腿骨コンポーネントの内外方向における非対称顆領域の断面を示している。
【図６０】図５８の大腿骨コンポーネントの内外方向における非対称顆領域の断面を示している。
【図６１】本発明のシステムにおいて使用することができる、コンポーネントの前方部分から後方部分へ異なる曲率半径を有する大腿骨コンポーネントの矢状図(sagittal view)を示している。
【図６２】図３４に示されている大腿骨コンポーネントの内外方向の断面を示している。
【図６３】図３４に示されている大腿骨コンポーネントの内外方向の断面を示している。
【図６４】膝蓋骨および頸骨の負荷曲線に対して位置を最適化して大腿骨に埋め込んだコンポーネントを示している。
【図６５】膝蓋骨および頸骨の負荷曲線に対して位置を最適化して大腿骨に埋め込んだ、図６４のコンポーネントと同一のコンポーネントを示している。
【図６６】本発明のシステムにおいて使用できるコンポーネントで可能性のある、図６４のコンポーネントと図６５のコンポーネントの間の向きの違いを示している。
【図６７】本発明のシステムにおいて使用することができる膝置換の大腿骨コンポーネントを示している。
【図６８】図６７のコンポーネントの内側に関して可能性のあるさまざまな前後方向構造を示している。
【図６９】図６７のコンポーネントの内側に関して可能性のあるさまざまな前後方向構造を示している。
【図７０】図６７のコンポーネントの内側に関して可能性のあるさまざまな前後方向構造を示している。
【図７１ａ】図６７のコンポーネントで使用できる、内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図７１ｂ】図６７のコンポーネントで使用できる、内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図７１ｃ】図６７のコンポーネントで使用できる、内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図７１ｄ】図６７のコンポーネントで使用できる、内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図７１ｅ】図６７のコンポーネントで使用できる、内外方向におけるさまざまな断面を示している。
【図７２】本発明のシステムで可能になった置換コンポーネントの配置の６自由度を図示している。
【図７３】本発明にしたがって大腿骨の後方部分を切除するために所定位置に配置されたカッティングガイドブロックを示している。
【図７４】本発明にしたがってインプラントで使用するように選択したコンポーネントを示している。
【図７５】本発明にしたがって図７３の大腿骨の前方部分を切除するために所定位置に配置されたカッティングガイドブロックを示している。
【図７６】図７３および図７５の大腿骨を前方、後方および遠位部分を切除した状態で示している。
【図７７】本発明にしたがって図７４のコンポーネントと共に埋め込んだ図７６の大腿骨を示している。
【図７８】本発明にしたがって使用できる、互いに平行な内側の面をいくつか有するコンポーネントを示している。
【図７９ａ】本発明による膝蓋大腿コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図７９ｂ】本発明による膝蓋大腿コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図７９ｃ】本発明による膝蓋大腿コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図７９ｄ】本発明による膝蓋大腿コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図７９ｅ】図７９ａ〜図７９ｄの手順の間に埋め込まれた、膝蓋大腿コンポーネントに隣接する顆コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図７９ｆ】図７９ａ〜図７９ｄの手順の間に埋め込まれた、膝蓋大腿コンポーネントに隣接する顆コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図７９ｇ】図７９ａ〜図７９ｄの手順の間に埋め込まれた、膝蓋大腿コンポーネントに隣接する顆コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図７９ｈ】図７９ａ〜図７９ｄの手順の間に埋め込まれた、膝蓋大腿コンポーネントに隣接する顆コンポーネントの埋め込み手順を示している。
【図８０】欠陥領域を有する大腿骨を示している。
【図８１ａ】図７９の欠陥領域を切除するのに、本発明にしたがって使用することができるカッティングガイドを示している。
【図８１ｂ】図８１のガイドの上面斜視図を示している。
【図８２】本発明にしたがって図８０の欠陥領域を切除するのに図８１ａのガイドを使用した後に図８０の大腿骨に埋め込むことができるコンポーネントの上面斜視図である。
【図８３】図８０の大腿骨に挿入された図８１ａのガイドを示している。
【図８４】本発明にしたがい図８０の大腿骨の一部を切除するのに図８１ａのガイドを使用することができる道具を示している。
【図８５】図８１ａのガイドを使用した軌道であって、本発明にしたがって切除すべき図８０の大腿骨の領域を定めるために図８４の道具をそれに沿って動かすことができる軌道を示している。
【図８６】本発明にしたがって切除すべき図８０の大腿骨の領域を定めるのに使用できる他の道具およびガイドを示している。
【図８７】本発明にしたがって切除すべき骨の領域を定めるのに使用することができるパンチガイドを示している。
【図８８】図８７のパンチガイドを明確化のために内側カッティングエッジを取り除いた状態で示している。
【図８９】本発明にしたがって切除すべき骨の領域を定めるために使用できる、ガイドピンに配置された他のパンチガイドを示している。
【図９０】本発明にしたがってピンガイドを配置するのに使用できる、埋め込んであるコンポーネントに取り付けられたピンガイドを示している。
【図９１】本発明にしたがって骨を切除するのに使用できる案内鋲付き鋸を示している。
【図９２】本発明にしたがって所望の深さでまっすぐに切除するために図９１の鋸を案内するのに使用できるガイドを示している。
【図９３】本発明にしたがって所望の深さで湾曲させて切除するために鋸のハウジングの両側に案内鋲を有する鋸に使用することができる他のガイドを示している。
【図９４】図９３のガイドの上面斜視図を示している。
【図９５】本発明にしたがって骨を切除するのに使用できるワイヤーソーを示している。
【図９６】大腿骨に取り付けられているガイドに取り付けられていて、本発明にしたがって、ガイドによる大腿骨の湾曲切除を可能にする図９５のワイヤーソーが示されている。
【図９７】図９６のガイドの上面斜視図である。
【図９８】図９６のガイドに取り付けてある図９５のワイヤーソーの拡大断面図を示している。
【図９９】大腿骨に取り付けられている他のガイドであり、図９５のワイヤーソーで本発明にしたがって小平面を設けるように大腿骨を切除可能にするガイドを示している。
【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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【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１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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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１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６ａ】
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【図２６ｂ】
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【図２６ｃ】
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【図２６ｄ】
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【図２６ｅ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３０Ｄ】
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【図３０Ｅ】
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【図３１ａ】
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【図３１ｂ】
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【図３２ａ】
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【図３２ｂ】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１ａ】
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【図７１ｂ】
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【図７１ｃ】
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【図７１ｄ】
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【図７１ｅ】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９ａ】
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【図７９ｂ】
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【図７９ｃ】
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【図７９ｄ】
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【図７９ｅ】
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【図７９ｆ】
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【図７９ｇ】
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【図７９ｈ】
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【図８０】
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【図８１ａ】
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【図８１ｂ】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【国際調査報告】
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