(57)【要約】  正常歩行中、ヒト股関節への負荷を制御する一方で、動作を維持するための装置および関連方法。該手法は、骨盤および大腿骨の完全可動性と関連する角変位に実質的に抵抗することなく、股関節の骨関節炎を治療することを目的とする。【選択図】図１
2013538087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正常歩行中、ヒト股関節への負荷を制御する一方で、動作を維持するための装置であって、
骨盤への取り付けのための、第１の固定アセンブリと、
大腿骨への取り付けのための、第２の固定アセンブリと、
前記第１の固定アセンブリおよび前記第２の固定アセンブリに結合される、連結アセンブリであって、前記股関節によって受ける自然の圧縮力に反作用するように構成される、吸収要素と、前記股関節が屈曲状態にある時に１５０°の可動域を可能にし、前記股関節が伸展状態にある時に１５°の可動域を可能にするピボットとを含む、連結アセンブリと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記第１および第２の固定アセンブリは、前記連結アセンブリに対してそれぞれ角度的に変位可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記連結アセンブリは、ユニバーサルジョイントによって、前記第１および第２の固定アセンブリのうちの少なくとも１つに接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ユニバーサルジョイントは、球関節である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の固定アセンブリは、前記骨盤の坐骨への取り付けのために構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記股関節にわたって第２の連結アセンブリを接続するための、第３および第４の固定アセンブリをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の固定アセンブリは、前記骨盤の前記坐骨への取り付けのために構成され、前記第３の固定アセンブリは、前記骨盤の腸骨への取り付けのために構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記連結アセンブリは、前記吸収要素の圧縮によって、前記股関節から負荷を除去するように構成される、ピストンおよびアーバーアセンブリとして構成され、前記ピストンおよびアーバーアセンブリは、前記股関節のほぼ自然の動作を可能にするように延在する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記吸収要素は、圧縮バネである、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記全装置は、股関節嚢の外側に移植されるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記吸収要素は、圧縮状態で硬化し、屈曲可能、かつ伸長が可能である弾性要素である、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記連結アセンブリの少なくとも一部分は、前記大腿骨または骨盤の骨内に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
ヒト股関節への負荷を制御する一方で、動作を維持するためのシステムであって、
第１の位置での骨盤への取り付けのために構成される、第１の固定アセンブリと、
第１の位置での大腿骨への取り付けのために構成される、第２の固定アセンブリと、
前記第１の固定アセンブリおよび前記第２の固定アセンブリに結合される、第１の連結アセンブリと、
第２の位置での前記骨盤への取り付けのために構成される、第３の固定アセンブリと、
第２の位置での大腿骨への取り付けのために構成される、第４の固定アセンブリと、
前記第３の固定アセンブリに結合され、かつ前記第４の固定アセンブリに結合される、第２の連結アセンブリと、
を備え、
前記連結アセンブリはそれぞれ、前記股関節によって受ける自然の圧縮力に反作用し、かつ屈曲、伸展、外転、内転、および回旋における前記股関節の動作を可能にするように構成される、圧縮バネを含む、
システム。
【請求項１４】
前記第１および第２の位置は、股関節窩の実質的に反対側にある、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１および第２のピボットは、少なくとも２の回旋自由度を提供する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記連結アセンブリはそれぞれ、ピボット関節を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１および第２のピボットは、ユニバーサルジョイントである、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１および第２の固定アセンブリはそれぞれ、前記連結アセンブリに対して角度的に変位可能である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の固定アセンブリは、前記骨盤の坐骨への取り付けのために構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記股関節にわたって第２の連結アセンブリを接続するための、第３および第４の固定アセンブリをさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記第１の固定アセンブリは、前記骨盤の前記坐骨への取り付けのために構成され、前記第３の固定アセンブリは、前記骨盤の腸骨への取り付けのために構成される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記連結アセンブリは、前記圧縮要素の圧縮によって、前記股関節から負荷を除去するように構成される、ピストンおよびアーバーアセンブリとして構成され、前記ピストンおよびアーバーアセンブリは、前記股関節のほぼ自然の動作を可能にするように延在する、請求項１３に記載の装置。
【請求項２３】
前記圧縮要素は、圧縮バネである、請求項１３に記載の装置。
【請求項２４】
前記全装置は、股関節嚢の外側に移植されるように構成される、請求項１３に記載の装置。
【請求項２５】
前記圧縮要素は、圧縮状態で硬化し、屈曲可能、かつ伸長が可能である、弾性要素である、請求項１３に記載の装置。
【請求項２６】
前記連結アセンブリの少なくとも一部分は、前記大腿骨または骨盤の骨内に配置される、請求項１３に記載の装置。
【請求項２７】
股関節への負荷を制御する一方で、全可動域を維持するための装置であって、
骨盤への取り付けのための、第１の固定アセンブリと、
大腿骨への取り付けのための、第２の固定アセンブリと、
前記第１の固定アセンブリに結合され、かつ前記第２の固定アセンブリに結合される、連結アセンブリであって、前記股関節によって受ける自然の圧縮力に反作用するように構成される、付勢構造と、屈曲状態で１５０°の可動域、伸展状態で１５°の可動域、外転状態で３０°の可動域、内転状態で１０°の可動域、および２０°の内外旋を可能にするピボットとを含む、連結アセンブリと、
を備える、装置。
【請求項２８】
前記第１および第２のピボットは、ユニバーサルジョイントである、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記連結アセンブリは、正常歩行中のみ、前記骨盤と大腿骨との間の負荷を制御するための機構をさらに備える、請求項２７に記載の装置。
【請求項３０】
前記股関節に影響を及ぼす状態を治療するために、前記股関節への前記負荷を制御するための装置であって、
前記骨盤への取り付けのための、第１の固定アセンブリと、
前記大腿骨への取り付けのための、第２の固定アセンブリと、前記状態の影響を受ける生体構造に及ぶように構成される、連結アセンブリと、
を備え、
前記装置は、前記股関節の前記骨盤および大腿骨の比較的完全な可動性と関連する角変位に実質的に抵抗することなく、前記股関節の少なくとも一部分への圧力の減少を提供し、それによって、前記関節に影響を及ぼす前記状態を治療し、前記連結アセンブリは、正常歩行中に前記股関節で生じる負荷を制御するように構成される、少なくとも１つのバネを含む、
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１０年８月１８日出願の米国出願番号第６１／３７４，８００号の利益を主張し、その開示全体は、本明細書に明示的に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、関節を治療するための装置および方法に関し、より詳細には、骨関節炎に罹患する股関節の治療に関する。
【０００３】
関節は、２つ以上の骨が接触する場所である。関節は、運動を可能にし、かつ機械的支持を提供するように構築され、構造的および機能的に分類される。構造的分類は、どのように骨が相互に接続するかによって決定され、機能的分類は、関節動作する骨の間の運動の程度によって決定される。実際には、２つの種類の分類の間で大きく重複している。
【０００４】
関節には、３つの構造的分類、つまり、線維性もしくは不動関節、軟骨性関節、および滑膜関節がある。線維性／不動骨は、主にコラーゲンから成る密性結合組織によって接続される。線維性関節は、３つの種類にさらに分けられる：
・頭蓋骨の骨の間に見られる縫合線縫合線、
・身体の長骨の間に見られる靭帯結合、および
・上顎または下顎の歯根と歯槽との間の接合である釘植。
【０００５】
軟骨性骨は、全体が軟骨によって接続される（「軟骨結合」としても既知）。軟骨性関節は、繊維性関節よりも骨間の運動を可能にするが、運動性の高い滑膜関節ほどではない。軟骨性関節は、脊柱の人工椎間板を含む。
【０００６】
滑膜関節は、関節動作する骨の間に滑液のための間隙を有する。この分類には、３つのうちで最も移動性の高い関節が含まれ、腰、膝および肩が含まれる。これらは、球関節、顆状関節、鞍関節、蝶番関節、車軸関節、および平面関節にさらに分類される。
【０００７】
関節は、それらが可能にする運動の程度によって、機能的に分類することもできる。不動結合関節は、運動をほとんどまたは全く可能にしない。それらは、どのように２つの骨が相互に接合されているかによって分類することができる。即ち、軟骨結合（ｓｙｎｃｈｒｏｎｄｏｓｅｓ）は、骨が一片の軟骨によって接続される関節である。骨癒合は、子供が成人期に近づくに従って、初期に分離している２つの骨が最終的に相互に融合することである。対照的に、半関節は、わずかな移動を可能にする。関節における２つの骨表面の両方が、ガラス軟骨によって被覆され、かつ数本の繊維軟骨によって接合される。半関節の大半は、軟骨性である。
【０００８】
最後に、可動関節は、様々な運動（例えば、屈曲、内転、回内）を可能にする。滑膜関節のみが可動結合であり、それらは、１．球−肩または腰および大腿骨等、２．蝶番−肘等、３．車軸−とう骨および尺骨等、４．顆（または楕円）−とう骨と手根骨との間の手首、または膝等、５．鞍−親指手根と中手骨との間の関節等、および６．平面−手根間等の６つの分類に分割することができる。
【０００９】
滑膜関節（または可動関節もしくは可動結合関節（ｄｉａｒｔｈｒｏｉｄａｌ  ｊｏｉｎｔｓ））は、身体において最も一般的かつ最も可動である種類の関節である。身体の他の関節のすべてと同様に、滑膜関節は、関節動作する骨の接触点における運動を達成する。構造的および機能的差異により、身体の２つの他の種類の関節から滑膜関節が区別され、主な構造的差異は、関節動作する骨の間の空洞の存在、および運動を補助するその空洞内の流体の占有である。可動関節全体は、靭帯嚢、関節嚢（ｊｏｉｎｔ  ｃａｐｓｕｌｅ）または関節嚢（ａｒｔｉｃｕｌａｒ  ｃａｐｓｕｌｅ）に含まれる。関節における２つの骨の表面は、軟骨内で被覆される。軟骨の厚さは、それぞれの関節で異なり、場合によっては不均一の厚さであり得る。関節軟骨は、多層である。薄い表層は、２つの骨が相互に対して摺動するように平滑表面を提供する。この層は、すべての層の中で最大濃度のコラーゲンおよび最低濃度のプロテオグリカンを有し、それによって、せん断応力に対する耐性を強くする。これより深部に中間層があり、この層は、衝撃を吸収し、負荷を有効に分配するように機械的に設計されている。最深層は、高度に石灰化されており、関節軟骨を骨に固定する。２つの表面が相互にぴったりと嵌め合わない関節において、関節内の半月板または繊維軟骨の複数のひだが嵌め合いを矯正し、それによって、負荷力の安定性および最適な分布を保証する。滑膜は、関節嚢内のすべての非軟骨性表面を被覆する膜である。これは、関節軟骨に栄養を与え、かつ潤滑にさせる滑液を関節内に分泌させる。滑膜は、血管および神経を含む細胞組織の層によって嚢から分離される。
【００１０】
様々な病気が関節に影響を及ぼす可能性があり、そのうちの１つは、関節炎である。関節炎は、身体の関節に損傷がもたらされた病状群である。関節炎は、６５歳以上の人々における身体障害の主な原因である。
【００１１】
多くの形態の関節炎があり、それらのそれぞれが異なる原因を有する。リウマチ性関節炎および乾癬性関節炎は、身体が自身を攻撃する自己免疫疾患である。敗血症性関節炎は、関節感染によってもたらされる。痛風性関節炎は関節内における尿酸結晶の沈着によってもたらされ、結果として炎症を引き起こす。最も一般的な形態の関節炎である骨関節炎は、変形性関節疾患としても周知であり、関節への外傷後、関節の炎症後、または単に加齢の結果として生じる。
【００１２】
残念ながら、すべての関節炎は、疼痛を特徴とする。疼痛のパターンは、関節炎および位置で異なる。リウマチ性関節炎は、一般的に、朝に最もひどく、初期段階では、患者は大抵、朝の入浴後には症状を有さない。
【００１３】
骨関節炎（ＯＡ、変形性関節炎または変形性関節疾患としても周知であり、時々「関節症」もしくは「変形性関節症」、またはさらに俗称では「消耗（ｗｅａｒ  ａｎｄ  ｔｅａｒ）」と称される）は、低悪性度の炎症が関節の疼痛をもたらす病状であり、被覆し、かつ関節内のクッションとして機能する軟骨の消耗によって引き起こされる。骨表面が軟骨によって十分に保護されなくなると、患者は、歩行および立つことを含む体重負荷時に疼痛を経験する。疼痛による動作の低減のため、局部筋肉は、萎縮する場合があり、靭帯は、さらに弛緩する場合がある。ＯＡは、最も一般的な形態の関節炎である。
【００１４】
骨関節炎の主な症状は、運動機能の喪失およびしばしば剛性をもたらす慢性疼痛である。「疼痛」は、一般的に、鋭い痛み、または関連する筋肉および腱の灼熱感として説明される。ＯＡは、罹患した関節が移動するか、または触れたときに、パチパチ音（「摩擦音」と呼ばれる）をもたらす可能性があり、患者は、筋痙攣および腱の収縮を経験する場合がある。時折、関節もまた、流体で満たされる場合がある。湿度の高い天候により、多くの患者において疼痛が増大する。
【００１５】
ＯＡは、理論では、身体のあらゆる関節が影響を受ける可能性があるが、一般に、手、足、脊椎、および大きな重量がかかる関節（腰、膝等）に影響を及ぼす。ＯＡが進行すると、罹患関節は、より大きく見え、硬くなり、痛みを伴い、さらに１日を通してより多く使用され、かつより多く負荷されると、通常悪化するので、したがって、リウマチ性関節炎とは区別される。ＯＡの進行に伴い、軟骨は、その粘弾性特性および負荷を吸収する能力を喪失する。
【００１６】
概して言えば、臨床的な検出可能な骨関節炎のプロセスは、付可逆的であり、典型的な治療は、ＯＡの疼痛を低減することができ、それによって関節機能を向上させることができる投薬または他の介入から成る。医学博士Ｋｌａｕｓ−Ｐｅｔｅｒ  ＧｕｅｎｔｈｅｒによるＳｕｒｇｉｃａｌ  ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ  ｆｏｒ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓと題する論文によると、最近十数年以上、疼痛の低減または除去、および進行性骨関節炎（ＯＡ）を罹患する患者の機能の向上を目指して、様々な外科手術が開発されてきた。異なる手段としては、関節面の保存または修復、人工移植物を用いる関節全置換、および関節固定（癒合）が挙げられる。
【００１７】
関節固定は、小さな手および足関節のＯＡ、ならびに脊椎の変性疾患を治療するための妥当な代替案として説明されているが、歩行の機能障害、外観上の問題、およびさらなる副作用により、腰等の大きな重量がかかる関節には、滅多に示唆されないと考えられる。関節全置換は、重度の関節疾患のための非常に有効な治療として特徴付けられている。また、近年開発された関節温存治療様式は、今後、新たな関節面の形成を促進する可能性を有すると特定された。しかしながら、そのような技術は、現在、骨関節炎の関節への耐久性関節面を予想通りに修復しないと結論付けられている。骨切り術による機械的異常の修正および関節デブリドマンは、依然として、多くの患者における治療選択肢と見なされている。
【００１８】
関節置換は、現代の整形外科手術において最も一般で、成功している手術のうちの１つである。それは、関節動作を可能にする方法で成形された人工表面を用いて、関節の痛みを伴う部分、炎症部分、消耗部分または罹患部分を置換することを含む。かかる手術は、侵襲性が高く、回復にかなり長期を必要とするため、最終手段の治療である。関節置換は、時々、関節全置換と称され、すべての関節表面が置換されることを示す。これは、１つの骨の関節表面のみが置換される半関節形成術（半分の関節形成）および、例えば、膝の両表面が置換されるが、内側面上と外側面上の両方ではなく、どちらか一方のみ置換される人工関節片側置換術とは対照的である。したがって、一般的用語として関節形成術は、関節炎または機能不全の関節表面がより優れた物によって置換されるか、または骨切り術もしくは何らかの他の手術によって関節を再構築もしくは再調整することによって行われる整形外科手術の手術処置である。これらの手術もまた、比較的長い回復時間および侵襲性の高い手術を特徴とする。
【００１９】
現在使用可能な療法は、軟骨保護的ではない。以前、関節形成の代表的な形態は、炎症表面を離しておくように、皮膚、筋肉、または腱等のいくつかの他の組織の挿入による挿入関節形成、または関節表面および骨が、隙間を充填するために瘢痕組織を残したまま除去される切除関節形成であった。関節形成の他の形態としては、切除関節形成、表面置換型関節形成、モールド関節形成、カップ関節形成、シリコーン置換関節形成等が挙げられる。
【００２０】
骨切り術は、整合を向上させるために骨の切断を伴う関連する関節形成術である。骨切り術の目的は、生体構造を変化させ、関節にわたって力を均等にさせることによって疼痛を緩和させることである。この手術は、しばしば、より若年、より活動的、またはより体重が大きい患者に使用される。股関節骨切り術は、大腿骨頭から、または股関節の寛骨臼から骨を除去すること、および関節内で骨をわずかに移動させることを伴う。これは、股関節の骨の位置を変化させ、患者の体重の負担を損傷した関節表面からより健康な軟骨に移動させる。骨を新しい位置に保持するために、金属板またはピンが挿入される。
【００２１】
骨関節炎を治療するための他の手法は、関節において存在する負荷の分析を伴う。軟骨および骨の両方は、それらが受ける負荷に対応および適合する生きた組織である。関節表面がかなりの期間にわたって除荷の状態のままである場合、軟骨は、軟化および弱化する傾向がある。さらに、構造負荷、特に、周期的構造負荷を受けるほとんどの物質と同様に、骨および軟骨の両方は、それらの終局強度を下回る負荷で損傷の兆候を示し始める。しかしながら、軟骨および骨は、それら自体を修復する何らかの能力を有する。また、骨格が破壊的に損傷する負荷レベルがある。したがって、外科医が関節負荷レベルに対して正確に制御および処方することができない場合、骨関節炎および他の状態の治療は、著しく妨げられると結論付けられている。さらに、骨治癒研究は、何らかの機械的刺激が治癒反応を強化し得ることを示し、軟骨／骨移植または構築のための最適療法は、経時的に、例えば、特定の治療スケジュールの間、異なる負荷レベルを伴う可能性がある。したがって、治療または療法を受ける関節への負荷の制御を促進し、それによって、健康な負荷領域内で関節の使用を可能にする、デバイスの必要性が認識されている。
【００２２】
骨関節炎を治療するある特定の他の手法は、関節における骨の動作を制御するか、または関節に交差負荷をかけて、負荷を関節の一方の側から他方の側に移動させる、ブレースまたは固定具等の外部デバイスを検討する。これらの種々の手法は、疼痛の軽減においてはある程度の成功を収めてきたが、患者のコンプライアンスの欠如に悩まされるか、または罹患した関節の自然な動作および機能を促進および支持する能力を欠いている。とりわけ、関節を形成する骨の動作は、指紋のように独特である場合があり、したがって、各個人が固有の一連の問題を有する。また、骨関節炎を治療するいくつかの従来の手法は、関節の種々の構造の基本的な機能の全てを、その独特の動きと組み合わせて認識することを怠ってきた。
【００２３】
骨関節炎は、最も一般的な種類の股関節炎である。保護軟骨が股関節炎によって摩耗するにつれて、むき出しの骨が関節内で露出される。
【００２４】
股関節炎は、典型的には、５０歳を超える患者に影響を及ぼす。肥満の人々により一般的であり、減量は、股関節炎と関連する症状を低減する傾向がある。また、この状態の遺伝性素因もあり、股関節炎が家族内発症の傾向があることを意味する。股関節炎の発症の一因となり得る他の要因としては、股関節の外傷および関節の周囲の骨の骨折が挙げられる。
【００２５】
全骨関節炎の３５％が股関節において見つかることが報告されている。実際に、１，０００万人を超える米国人が股関節骨関節炎を患っており、毎年６０億ドル超が股関節骨関節炎の治療に費やされていると推測されている。股関節骨関節炎は、特に消耗性である。概して、股関節骨関節炎は、全関節の骨関節炎の中で最も障害を引き起こすと考えられている。
【００２６】
股関節炎の最も一般的な症状は、活動による疼痛、可動域の制限、股関節のこわばり、足を引きずりながらの歩行、ならびに機能、強度、活動、および生活の質の低減である。股関節炎の症状は、状態が悪化するにつれて進行する傾向がある。興味深いことに、股関節炎の症状は、経時的に着実に進行するとは限らない。しばしば、患者は、良好な月および不良の月を報告するか、または天候による症状の変化は、状態の全体的な進行を正確に表す。
【００２７】
患者の股関節炎の評価は、どの治療過程に従うべきかを決定するために、身体検査およびＸ線写真から始めるべきである。減量は、おそらく最も重要なことのうちの１つであるが、それにもかかわらず最も一般的に実施されていない治療である。関節が支える体重が少ないほど、痛みを伴う活動も少なくなる。また、ある特定の活動の制限も必要となり、新しいエクササイズ法を学ぶことが役に立つ可能性がある。股関節周囲の筋肉の強化は、股関節への負担の低減を助ける可能性がある。筋肉の萎縮の予防は、股関節の機能的な使用の維持の重要な一部である。抗炎症性鎮痛薬（ＮＳＡＩＤｓ）は、疼痛および炎症の治療を助けることができる、処方および非処方薬である。より侵襲性の手法において、股関節置換術および股関節表面再建術もまた、股関節骨関節炎を治療するために採用されてきた。最も一般的な股関節置換術において、軟骨は除去され、金属およびプラスチックのボールソケット型股関節置換インプラントが股関節に配置される。股関節置換の代替方法として、股関節表面再建術を求めることを選択する患者もいる。
【００２８】
しかしながら、減量、理学療法、および抗炎症薬等のより慎重な手法と、主要な外科的介入を求める決断との間の溝を埋める治療法が必要である。そのような治療法は、最小侵襲的であり、それにもかかわらず骨関節炎の疼痛を低減するのに十分有効でなければならない。治療はまた、動作を妨げることなく、かつ存在する主要な動脈および神経を回避しつつ、股関節を覆う多くの筋肉を考慮に入れて、股関節構造に適合すべきである。
【００２９】
本開示は、これらおよび他の必要性に応える。
【発明の概要】
【００３０】
簡潔かつ一般的に言えば、本開示は、股関節を治療するための装置および方法に関する。特に股関節の骨関節炎を治療するために、種々の構造が提示される。
【００３１】
一態様では、正常歩行中、ヒト股関節への負荷を制御する一方で、全可動域を維持するための装置を開示する。装置は、骨盤への取り付けのための、第１の固定アセンブリと、大腿骨への取り付けのための、第２の固定アセンブリと、第１の固定アセンブリおよび第２の固定アセンブリに結合される、連結アセンブリとを含み、連結アセンブリは、股関節によって受ける自然の圧縮力に反作用するように構成される、吸収要素と、股関節が屈曲状態にある時に１５０°の可動域を、および股関節が伸展状態にある時に１５°の可動域を可能にするピボットとを含む。
【００３２】
別の態様では、負荷を制御するための装置は、第１の位置での骨盤への取り付けのために構成される、第１の固定アセンブリと、第１の位置での大腿骨への取り付けのために構成される、第２の固定アセンブリと、第１の固定アセンブリおよび第２の固定アセンブリに結合される、第１の連結アセンブリと、第２の位置での骨盤への取り付けのために構成される、第３の固定アセンブリと、第２の位置での大腿骨への取り付けのために構成される、第４の固定アセンブリと、第３の固定アセンブリに結合され、かつ第４の固定アセンブリに結合される、第２の連結アセンブリとを含み、連結アセンブリのそれぞれは、股関節によって受ける自然の圧縮力に反作用し、かつ屈曲、伸展、外転、内転、および回旋における股関節の動作を可能にするように構成される、圧縮バネを含む。
【００３３】
さらに、一実施形態では、連結アセンブリは、股関節によって受ける自然の圧縮力に反作用するように構成される、付勢構造と、屈曲状態で１５０°の可動域、伸展状態で１５°の可動域、外転状態で３０°の可動域、内転状態で１０°の可動域、および２０°の内外旋を可能にするピボットとを含む。
【００３４】
関連方法において、第１の固定アセンブリは、骨盤に取り付けられ、第２の固定アセンブリは、大腿骨に取り付けられ、股関節の完全可動性に実質的に抵抗することなく、股関節の少なくとも一部分への圧力の減少を提供する、連結アセンブリは、第１および第２の固定アセンブリに取り付けられる。
【００３５】
別の実施形態では、股関節への負荷を制御する一方で、全可動域を維持するための装置は、骨盤への取り付けのための、第１の固定アセンブリと、大腿骨への取り付けのための、第２の固定アセンブリと、第１の固定アセンブリに結合され、かつ第２の固定アセンブリに結合される、連結アセンブリとを備える。連結アセンブリは、股関節によって受ける自然の圧縮力に反作用するように構成される、付勢構造と、屈曲状態で１５０°の可動域、伸展状態で１５°の可動域、外転状態で３０°の可動域、内転状態で１０°の可動域、および２０°の内外旋を可能にするピボットとを含む。
【００３６】
本開示の他の特徴および利点は、本発明の原理を一例として例示する添付の図面と併せて、以下の発明を実施するための形態から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】股関節を示す、正面図である。
【図２】股関節の詳細を示す、部分分解拡大図である。
【図３Ａ−３Ｂ】股関節の動脈および神経を示す、正面図である。
【図４】股関節に典型的に見られる力の角度を示す、斜視図である。
【図５】歩行中の股関節に関連する力および動作を示す、チャートである。
【図６】健康な股関節および骨関節炎を患う股関節を示す、正面図である。
【図７】股関節にわたって配置される負荷制御デバイスの第１の実施形態を示す、正面図である。
【図８】股関節にわたって配置される負荷制御デバイスの第２の実施形態を示す、正面図である。
【図９Ａ】股関節にわたって配置される負荷制御デバイスの第３の実施形態を示す、正面図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す装置を示す、分解図である。
【図１０】股関節にわたって配置される複数の負荷制御デバイスを示す、側面図である。
【図１１】股関節にわたって配置される負荷制御デバイスの第４の実施形態を示す、正面図である。
【図１２】股関節にわたって配置される負荷制御デバイスの第４の実施形態を示す、側面図である。
【図１３】股関節にわたって配置される負荷制御デバイスの第５の実施形態を示す、正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
ここで、限定ではなく一例として提供される図面を参照すると、本発明は、股関節を治療するための装置および方法に関する。本開示は、股関節を形成する罹患した、または不整列の部分の機能と関連した疼痛の緩和を図る。本開示が骨関節炎と関連した問題に対処することに特に適している一方で、開示された装置および方法によって達成されるエネルギー操作は、より幅広い用途に好適である。
【００３９】
１つの特定の態様では、本開示は、患者の股関節を画定する部分の独特の関節動作を可能および補完する一方で、同時に、軟骨ならびに骨組織（海綿骨および皮質骨）の両方によって受けるエネルギーを操作することを図る。関節の枢動中にエネルギー吸収および移動を変化させることと、必要な柔軟性を提供するようにエネルギー吸収アセンブリの形状を選択することとを含む手法は、本開示の種々の実施形態で実施される。実施形態のうちのいくつかは、股関節において見られるような、身体の構造によって提供される抑制効果およびエネルギー吸収を最小限に抑え、かつ補完するように設計される、可変のエネルギー吸収を達成する形状を含む。ある特定の用途では、エネルギー操作法において離開が採用される。
【００４０】
１つの特定の手法では、身体の部分間で力を操作または吸収するために、曲げバネアセンブリが考慮される。したがって、屈曲または伸長の変化に対応する１つまたは複数の要素を利用するアセンブリは、骨関節炎等の病気を治療するのに望ましくあり得る。アセンブリのうちのいくつかは、部分が圧縮状態と非圧縮状態との間で移動する際に、正しいデバイス整合を保証する特徴を組み込むことができる。
【００４１】
特に図１〜３Ｃを参照すると、典型的な股関節構造のある特定の特徴が提示される。股関節は、球関節である。この配列は、走る、歩く、座る、および階段を上る等の日々の活動に必要とされる大量の動作を股関節に与える。股関節の最深層は、骨および関節を含む。次の層は、関節嚢の靱帯から成る。腱および筋肉が靱帯および関節嚢を覆う。
【００４２】
股関節の構造は、いくつかのカテゴリに分類することができる。これらには、骨および関節、靱帯および腱、筋肉および血管が含まれる。股関節の骨は、大腿骨（ｔｈｉｇｈｂｏｎｅ）１００および骨盤１０２である。大腿骨の頂端部は、球のような形状である。この球は、大腿骨頭１０４と呼ばれる。大腿骨頭１０４は、寛骨臼１０６と称される骨盤の側面上の円形の窩に収まる（図２）。寛骨臼１０６の下および側面に延在する構造は、坐骨１０７と呼ばれる骨盤の一部である。
【００４３】
大腿骨頭１０４は、大腿骨頸部１０８と呼ばれる骨の短い部分によって、大腿骨１００の残りに結合している。大腿骨１００の頂部から外側に、大腿骨頸部１０８に隣接して、大きな隆起が突出している。この隆起または大転子１１０は、股関節の側面に沿って平坦であり得る。大きな筋肉が大転子１１０に結合している。
【００４４】
関節軟骨１１２は、任意の関節の骨の端部を覆う物質である（図２）。関節軟骨は、股関節等の大きく、体重を支える関節において、約１／４インチの厚さである。関節軟骨は、ゴム状稠度を有し、滑りやすく、関節表面が損傷を与えることなく相互に対して摺動することを可能にする。関節軟骨の機能は、衝撃を吸収し、動作をより容易にするために極めて平滑な表面を提供することである。股関節において、関節軟骨は、大腿骨１００の端部および骨盤の寛骨臼１０６の窩部分を覆う。窩の後部が歩いている、および走っている間に、力の大部分が生じる部分であるため、軟骨は、この部分において特に厚い。
【００４５】
図４に示す円錐１４０は、歩行周期中に股関節窩にかかる力の大部分の方向を示す。股関節用の負荷制御装置の目的は、これらの力の一部を除荷する一方で、可能な限り自然な動作を維持することである。股関節への適度な周期的負荷は、生物学的健康に有益かつ必要であることがわかっている。
【００４６】
股関節にはいくつかの靭帯がある。靱帯は、骨と骨とを結合する軟部組織構造である。関節嚢は、関節を包囲する水密性の嚢である。股関節において、関節嚢は、大腿骨頭を寛骨臼に結合する３つの靭帯群によって形成される。これらの靱帯は、股関節に対する安定性の主な源であり、股関節を定位置で保持するのを助ける。特別な種類の靱帯は、唇１１６と呼ばれる股関節の内側の独特の構造を形成する（図２）。唇は、寛骨臼１０６の縁部のほぼ完全に周囲に結合している。唇１１６が結合する形状および方法は、寛骨臼窩に対してより深いカップを作る。この軟骨の小縁は、股関節において損傷し、痛みを引き起こし、かつ音がする可能性がある。
【００４７】
股関節は、厚い筋肉によって包囲されている。臀部は、股関節の後部に臀部筋を構成する。大腿部内側は、内転筋によって形成される。内転筋の主作用は、脚をもう一方の脚に向かって内側に引っ張ることである。股関節を屈曲させる筋肉は、股関節の正面にある。これらには、腸腰筋が含まれる。この深部筋肉は、腰部および骨盤に始まり、大腿骨上部の内縁部上で結合する。別の大きな股関節屈筋は、大腿直筋である。大腿直筋は、大腿部の正面の最大の筋肉群である大腿四頭筋のうちの１つである。骨盤から股関節に存在するより小さい筋肉は、股関節を安定および回転させるのに役立つ。負荷制御装置は、股関節の筋肉および靭帯の下に位置することができるか、または筋肉と腱との間に位置付けることができる。
【００４８】
大腿部へと下る神経の全ては、股関節を通過する（図３Ａを参照されたい）。主な神経は、正面の大腿神経１２４および股関節の後部の坐骨神経１２６である。閉鎖神経と呼ばれるより小さい神経（図示せず）もまた、股関節を通る。これらの神経は、脳から股関節を動かす筋肉に信号を伝える。下肢に血液を供給する大血管が神経と共に進んでいる（図３Ｂを参照されたい）。大きな大腿動脈１２８は、骨盤の深部から始まる。それは、股関節領域の正面を通過し、膝の内縁部に向かって下る。大腿動脈は、大腿深動脈１３０と呼ばれる深枝を有する。大腿深動脈は、股関節嚢を通過する２つの血管を送る。これらの血管は、大腿骨頭への主な血液供給である。他の小血管が骨盤内に形成され、臀部の後部および股関節に供給する。
【００４９】
股関節は、全ての関節のうちで、肩に次いで２番目の最大作動域を有する。股関節の全可動域は、日常生活の活動で使用されるよりもはるかに大きい。例えば、屈曲および伸展状態で、この最大可動域がそれぞれ、１５０°および１５°である一方で、正常歩行中、典型的には、４５°の屈曲および１０°の進展しかない。外転／内転に対して、最大可動域が４５°／３０°である一方で、正常歩行中、可動域は、７°／１０°に近い。さらに、内旋／外旋に関しては、最大可動域が６０°／６０°であり得るが、正常歩行中はに４°／３°にすぎない。しかしながら、興味深いことに、股関節骨関節炎を患う患者において、正常歩行が変化し、可動域がある動作において増加し、他の動作において減少する。つまり、歩行中の骨関節炎の股関節の屈曲／伸展は、２５°／１８°であることが認められ、外転／内転は４°／７°、内旋／外旋に１０°／７°であった。
【００５０】
ここで図５を参照すると、歩行中の股関節の力と動作の関係が提示される。治療に関して特に興味深いことに、負荷のピークが歩行周期の立脚部分中、４０°の屈曲と１０°の屈曲との間で生じることに留意されたい。さらに、股関節において鉛直力が占めていることにも留意されたい。また、体重の２．４倍の力が正常歩行中に一般的であることも観察されている。走っている時、つまずく時、または階段を下りている時、最大で体重の約９倍のより高い力が股関節において観察される。座っている時または立っている時、より低い力が存在する。
【００５１】
健康な股関節１０２ａおよび骨関節炎の股関節１０２ｂを示す図６に示すように、骨関節炎は、骨棘および悪化した軟骨として示され得る。しばしば、大腿骨頭１０４および寛骨臼１０６の変化は、相互に酷似しているか、または同様である。骨関節炎の種々の重複する段階としては、初期の関節軟骨変性、可動域の減少を引き起こす、負荷が低いか、または存在しない領域における骨棘形成、および大腿骨頭の平坦化が挙げられる。壊死、硬化、および嚢胞形成が生じると、むき出しの骨および軟骨が摩耗する象牙質化が生じる。
【００５２】
骨棘形成の他に、骨関節炎は、主に高い負荷の領域において生じる。図４中で概略的な円錐１４０によって示されるように、股関節における力の大部分は、大腿骨頭１０４の前部、上部、および内側部を通る。したがって、そのような負荷を操作するためのデバイスは、股関節の変性に抵抗することが検討される。
【００５３】
本開示の負荷操作デバイスは、股関節にわたって配置されることが検討される。負荷操作構造を骨に固定するための固定構造が、例えば、大腿骨および骨盤に取り付けられてもよい。これらは、吸収体と共に連結され、連結構造は、股関節の自然な動作に適応するように構成される。吸収体は、股関節によって通常支えられる負荷の一部分を吸収または除荷するように設計される。デバイス自体は、結果として得られた力／除荷ベクトルが所望の除荷方向に対応するように配置される。具体的に、除荷は、力の円錐１４０に関連する方向で生じることが検討される。また、複数の負荷操作デバイスを股関節にわたる種々の位置に配置することができ、それによって、調整されているモーメント力を相殺および／または低減することも検討される。
【００５４】
種々の手法において、股関節の大腿骨側で、負荷操作デバイスは、下部および上部において、大転子に、小転子に、大腿骨上の骨棘において、または大腿骨頸中の屈曲に沿って取り付けることができる。デバイスはまた、大腿骨頭の基部および裏面を含む、大腿骨頸および大腿骨頭の周囲全部に取り付けることができる。また、大腿骨側において、固定点は、筋肉下、筋肉内、筋肉上、または筋肉の適当な位置であることが検討される。骨盤側において、吸収体の固定は、寛骨臼の頂部もしくは底部において、寛骨臼を画定する隆起に沿って、または周囲領域に沿ってもよい。さらに、坐骨上および周囲の種々の表面もまた、固定のために検討される。筋肉は、適切な固定を達成するために、坐骨への十分なアクセスを得るように変位する必要がある場合がある。
【００５５】
ここで図７を参照すると、股関節にわたって移植される吸収体または負荷操作アセンブリ１５０の一実施形態が示される。本実施形態では、吸収体アセンブリ１５０は、正常歩行中、股関節への負荷を制御する一方で、股関節の複数部分のほぼ自然な動作を可能な限り維持するように設計される。一実施例では、負荷操作アセンブリ１５０は、骨盤１０２への取り付けのための、第１の固定アセンブリ１５２と、大腿骨１００への取り付けのための、第２の固定アセンブリ１５４とを含む。第１および第２の固定アセンブリ１５２、１５４は、骨盤および大腿骨の取り付け部位を覆うように特に形状決定または成形されるプレートであってもよい。１つの特定の態様では、第１の固定アセンブリ１５２は、骨盤に、例えば、骨盤の坐骨結節上に取り付けるように構成され得る。第２の固定アセンブリ１５４は、小転子の上または下であり得る位置で、大腿骨の内側部に固定される。固定アセンブリ１５２、１５４を定位置に固定するために、止めねじ１５６等の固定部材を採用することができる。一実施例では、負荷操作アセンブリ１５０は、大腿神経および大腿動脈を含む、主要な神経および動脈よりも上方に配置される。
【００５６】
シャフト１６０が、固定アセンブリ１５２、１５４のそれぞれから突出し、かつ骨盤１０２および大腿骨１００から離れて延在するように構成される。シャフト１６０は、ボール１６２を有して構成される末端部を有する。
【００５７】
吸収体１７０は、固定アセンブリ１５２、１５４の間に構成される。吸収体１７０は、中央バネ１７２と、ソケット１７４を形成する一対の離間した端部とを含む。ソケット１７４は、シャフト１６０の端部上に形成されるボール構造を受容するようにサイズ決定および形状決定される。ソケット配設におけるこのボールが、健康な股関節の全可動域を可能にするように設計される一方で、バネ１７２は、正常な股関節の動作中、股関節への一定の割合の力を吸収する。代替の実施形態では、ボールおよびソケット配設は、ボールを吸収体上に配設し、ソケットを固定アセンブリ上に配設し、逆になってもよい。
【００５８】
バネ１７２は、吸収体が屈曲することなく伸展および圧縮することを可能にする、剛性の伸縮ピストン配設上に支持されてもよい。吸収体１７０は、単一のバネ１７２を有して例示されているが、負荷吸収を提供するために、複数のバネが使用されてもよい。吸収体１７０の代わりに使用され得る吸収体設計のさらなる実施例は、米国特公開公報第２００８／０２７５５５８号明細書に示され、それは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００５９】
外転状態の股関節の自然な動作に適応するために、吸収体は、完全に圧縮された長さから完全に伸展された長さまで伸展可能である。吸収体が図７の実施例にあるように配置される時、完全に伸展された吸収体の長さは、圧縮された長さの１５０％〜１９０％の間である。負荷操作アセンブリ１５０は、２つのボールソケットジョイント、および伸縮吸収体を有して示され、最大柔軟性に対して７自由度を提供する。アセンブリの他の実施形態は、ボールソケットジョイントのうちの１つもしくはそれ以上、および／または柔軟性吸収体の代わりに、ピボットジョイントを含んでもよい。
【００６０】
本発明の負荷操作アセンブリを移植するために、注意を必要とする身体の関節または他の生体構造にアクセスするために、従来の手術法または最小侵襲的手法を取ることができる。エネルギー操作アセンブリを移植すること、および移植されたアセンブリの調節を達成することの両方が妥当である場合、関節鏡視下法が検討される。本発明のエネルギー操作アセンブリの構築において、種々の種類の生物学的に不活性な材料が採用され得る。材料としては、チタンもしくはチタン合金、コバルトクロム合金、セラミック、高力プラスチック、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、炭素繊維強化およびグラファイト強化ＰＥＥＫを含む、ＰＥＥＫ混合物、または他の耐久性のある材料が挙げられ得る。デバイスの異なる部分に対して材料の特性を最大限に引き出すために、材料の組み合わせも使用することができる。摩耗表面において、材料は、摩耗を最小限に抑えるために、金属対ポリ、金属対金属、金属対セミラックの組み合わせ、または他の組み合わせを含んでもよい。
【００６１】
関連手法において（図８を参照されたい）、エネルギー操作アセンブリ２００は、弾性吸収要素２０２に統合することができる。弾性吸収要素２０２は、圧縮状態で硬化し、伸長および屈曲の両方が可能である。対向する末端部２０４は、弾性吸収要素２０２の中心部分から外側に広がる。対向する端部２０８は、ねじ等の固定部材を受容するようにサイズ決定および形状決定される貫通穴を含む。したがって、対向する端部２０８は、デバイスが関節に及ぶように骨に取り付けることができる。ここで、デバイスの一方の端部は、骨盤１０２に取り付けられ、もう一方の端部は、大腿骨１００に取り付けられる。
【００６２】
一実施形態では、吸収要素２０２は、シリコーン、シリコーンｅＰＴＦＥ、または伸展を可能にするが、所定量を超える圧縮に抵抗する、他の弾性材料から成ってもよい。所望の圧縮および伸展を提供するために、弾性吸収体に沿って軟性および剛性部分が配分されてもよい。吸収体の中立的な位置を超える圧縮状態で、剛性部分は、圧縮に対する抵抗性を提供し、軟性部分を抑制する。吸収要素の伸展ならびに柔軟性は、股関節の完全な全可動域、またはほぼ全可動域が維持されるように設定される。吸収要素２０２は、股関節の前方に配設されるように示されているが、それらは、股関節の後部、内側部、および側面部に配設することもできる。それらは、図８に示すように、相互に対して集光角もしくは発散角、または交差配設であってもよい。
【００６３】
開示された実施形態のそれぞれと同様に、複数のエネルギー操作デバイスを股関節にわたって位置付けることができる。この実施形態および他の実施形態に対して、デバイスの固定点は、股関節嚢の外側であることが検討され、吸収体は、股関節の靱帯の自然な面および線に沿って、かつ主要な動脈および神経から離れて配置される。大腿骨側では、エネルギー操作デバイス２００の末端部２０４の固定は、例えば、大腿骨１００の大転子１１５に沿って配置されるように構成されてもよい。
【００６４】
さらに別の関連手法が図９Ａ〜１０に示される。本手法では、エネルギー操作アセンブリ２５０は、股関節の反対側の骨への固定に適している、第１の２５２および第２の２５４の末端部を含む。上記のように、固定点は、骨盤および大腿骨の種々の表面上、ならびに動脈および神経を回避しながら、筋肉を通って、もしくは筋肉の周囲であってもよい。末端部２５２、２５４は、その中に形成され、かつ固定ねじを受容するようにサイズ決定される貫通穴を有する平坦部分を特徴とする。アセンブリの中央部は、第１の固定端部２５２から延在するバネ２６０を含む。バネ２６０は、単一のコイルバネとして示されているが、バネは、異なる形状を取ってもよく、図７の吸収体と同様の、安定性のための中央ピストン構造を含んでもよい。固定端部２５２の反対側のバネ２００の端部は、ボール構造２６４において終端するアーム２６２が提供される。
【００６５】
エネルギー操作アセンブリ２５０のボール構造２６４は、第２の固定構造２５４から突出するソケット２６６内で回転可能に係合する。このようにして、股関節の完全可動性が維持される一方で、バネが、股関節上で支持する力を除荷および／または操作することが考えられる。図１０に示すように、種々のこれらの負荷操作アセンブリ２５０は、所望の治療を達成するために、股関節にわたって位置付けることができる。したがって、吸収体アセンブリは、患者の生体構造および関節の悪化領域に応じて、必要な効果を提供するように戦略的に位置付けることができる。例えば、単一の吸収体を上方に配置することができるか、または別々の吸収体を下方および上方の位置に配置することができる。１つの特定の手法では、別々のデバイスを前方（７０°前方で２倍）および後方（８０°後方）の位置に配置することができる。
【００６６】
図１１および１２は、エネルギー吸収体アセンブリ３００に対するさらに別の手法を示す。この場合もやはり、アセンブリは、それぞれが骨盤１０２および大腿骨１００の種々の考えられる領域への取り付けに適している、固定構造３０２、３０４を含む。また、この場合もやはり、単一のアセンブリまたは複数のアセンブリ３００が股関節にわたって構成され得ることが検討される。本実施形態では、固定構造３０２、３０４のそれぞれは、ループ３０８で終端するアーム３０６を含む（図１２を参照されたい）。バネ状の吸収体中央部３１０の形態の吸収体は、ループ３０８を係合するように構成される。吸収体３１０は、図１１および１２中でバネとして概略的に示される。吸収体３１０は、図１１中で矢印Ａの方向に力を印加する一方で、矢印と反対方向に力を適用する。このようにして、吸収体３１０は、関節に対する力が最高である歩行周期の部分の間、股関節の除荷を提供する。しかしながら、吸収体３１０は、座位等の他の位置で、ほとんどまたは全く除荷を提供しない場合がある。
【００６７】
ここで、図１３を参照すると、プレートの形状を取る第１の固定構造３５２、および大腿骨内に延在する第２の固定構造３５４を特徴とする、負荷操作アセンブリ３５０が示される。ここで、第２の固定構造３５４は、大転子の切痕から大腿骨の中に開けられ、かつ大腿骨内で実質的に軸方向に延在する穴を通って延在する。しかしながら、すでに検討された手法と同様に本実施例では、そのような内部穴固定構造は、エネルギー吸収アセンブリの片方または両方の端部にあってもよいことを認識されたい。したがって、図に示すように、第１の固定構造３５２は、骨に適合するように構成されるプレートを含み、固定ねじを受容するための複数の貫通穴を有する。第２の固定構造３５４は、その長さの少なくとも一部分に延在するねじ山３５６等の固定部材を有する、縦方向に延在する部材を含む。そのようなねじ山は、しっかりとした骨の接続を促進し、単独で、またはセメント、ねじ、または他の部材と併せて使用されてもよい。
【００６８】
吸収体３５８は、１つ以上のバネによって股関節への除荷力を提供するように、第２の固定構造３５４のための穴内に配置される。
【００６９】
本手法において、第１の固定構造３５２はまた、第２の固定構造３５４から延在する突出部３６２のボール端部３６０を受容するためのソケット構造３５８を含む。したがって、ボールインソケット配設が股関節の完全な動作を維持する一方で、アセンブリが必要とされる負荷操作を達成する。突出部３６２または第１の固定構造のシャフトはまた、吸収体３５８のピストンとして機能する。ピストン３６２上のカラー３６０は、バネの自由端に対する付勢表面を提供する。ピストン３６２は、股関節の正常可動域を可能にするように外側に摺動することができる。
【００７０】
開示された種々の構造のそれぞれが、他の構造と代替可能であるか、またはそれに代えることができることに留意されたい。したがって、アセンブリのそれぞれの態様は、手法に共通して採用することができる。さらに、身体構造に取り付け構造を有するエネルギー吸収構造または取り付け構造を係合する種々の方法は、各手法において活用することができる。また、種々の開示されたアセンブリのうちの１つ以上は、治療部位の近くに、かつそれに対して種々の角度で配置することができる。圧力感知および薬物送達法もまた、種々の開示された実施形態のそれぞれにおいて実施することができる。
【００７１】
本発明のほとんどの実施形態のある特定の構成要素が、交換が必要な場合、容易な取り外しのために設計することができる一方で、他は、永久固定を目的とする。デバイスはまた、シース内に包み込まれて移植することができる。永久構成要素は、骨内部成長促進表面を有し、骨格構造へのシステムの固定に関与する固定構成要素である。取り外し可能な構成要素は、連結部材および／またはピボットもしくはボールジョイント等の、システムの可動要素を含む。
【００７２】
システムのこの特徴の利点は、デバイスの故障、患者の状態の変化、またはより新しく改良されたシステムが利用可能であることによって、システムの主要な構成要素を交換する能力を含む。さらに、患者が後にさらなる手術を必要とする場合、追加の手術を促進するために、連結は取り外されてもよい。
【００７３】
さらに、検討された機構のうちのいくつかは、機械的に完全に取り外され、次いで、種々の条件下で、かつ歩行周期のある特定の段階中、作動するように作ることができる。したがって、この不連続機能性、およびその機能性を特定の患者の歩行または疼痛に調整する能力は、本発明の一特徴である。
【００７４】
永久固定構成要素の位置は、固定強度、後続の手術を完了する能力、およびピボットまたはボールジョイントの位置に重要である。システムの固定強度、したがって、負荷支持力は、プレートが固定される骨の完全性による。強い固定を確実にするために、一実施形態では、固定構成要素は、皮質骨および海綿骨（または骨梁）に沿って広がる。プレートは、大腿骨骨幹軸上に存在し、大腿骨の端部において骨梁まで延在することができる。また、システムは、貫通ピンまたはバイコルチカル（ｂｉｃｏｒｔｉｃａｌ）ねじを使用して、２つの皮質表面を利用してもよい。
【００７５】
一般的な関節手術は、前述の通り関節置換術である。罹患した関節を置換する手術は、関節表面の切除および合成物質による置換を含む。後続の手術（例えば、関節置換術）を完了する可能性に影響を及ぼすことなく、エネルギー吸収システムの移植を可能にするために、好ましい実施形態における永久固定構成要素は、全関節範囲を傷つけない位置に配置される。
【００７６】
多くの関節動作する関節は、単に車軸関節だけではなく、複雑な多軸回旋および並進運動も伴う。その本来の目的を達成するために、エネルギー吸収体は、これらの運動に適応し、かつ必要とされる可動域中で、エネルギーを吸収し移動させなければならない。そのためには、デバイス上のジョイントが最小動作の骨上の点に位置してもよく、あるいはジョイント機構が単純な一軸回旋を超える動作を組み込まなければならず、または両方の組み合わせであってもよい。
【００７７】
さらに、固定構成要素は、それらが取り付けられたデバイスジョイント位置を、最小または既知の動作特性によって説明される、好ましい位置に置くように位置付けることができる。デバイスジョイント位置は、デバイスジョイント位置をさらに最適化するように、固定構成要素上の画定された領域内で細かく調節されてもよい。デバイスジョイント機構はまた、位置変更に適応するように構成されてもよく、したがって、固定構成要素上の任意の遠位点に配置されてもよい。
【００７８】
したがって、本発明は、生体組織を治療するための、具体的には、疼痛を低減するために、エネルギーを吸収するか、もしくは力を操作するための、多くの方法を提供する。開示されたデバイスは、全身に使用され得るが、明確には、関節等の関節動作する身体構造に適用される。
【００７９】
したがって、本発明の特定の形態が例示および説明されてきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の修正が行われることが、上記から明らかとなるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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