(57)【要約】  本発明は、第一の固定要素１ａと、第二の固定要素１ｂと、弾性材料の接合体９とからなる人工関節に関する。接合体９は、二つの固定要素１ａ，１ｂに取り付けられている。これらは、対応する固定軸Ａ，Ｂを有する対応する骨に固定されて配置される。本発明に従って、固定軸１ａ，１ｂは、人工関節が負荷のかかっていない状態の場合には互いに一致しないように配置されている。本発明はまた、本発明の人工関節の使用方法及び人工関節の適用方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の固定要素（１ａ）と、第二の固定要素（１ｂ）と、接合部（９）と、を含む人工関節であって、前記接合部（９）は弾性材料からなるとともに前記人工関節が少なくとも第一の湾曲面にて偏向可能となるように配置されており、前記接合部（９）は前記第一の固定要素（１ａ）及び前記第二の固定要素（１ｂ）に取り付けられており、前記固定要素の各々は、対応する骨であってその長手軸方向に延びる固定軸（Ａ，Ｂ）を有する骨に固定されるべく配置されており、前記人工関節が負荷のかかっていない状態では前記固定軸（Ａ，Ｂ）は互いに一致していない人工関節において、
前記接合体は、前記人工関節が前記第一の湾曲面と直交する第二の湾曲面にて偏向可能なように配置されており、かつ前記第一の湾曲面において湾曲するための前記接合体（９）の抵抗モーメントが前記第二の湾曲面における同接合体（９）の抵抗モーメントより小さいことを特徴とする、人工関節。
【請求項２】
前記固定軸（Ａ，Ｂ）は、前記第一の湾曲面の突起部において、互いに第一の角度（α）をなすことを特徴とする、請求項１に記載の人工関節。
【請求項３】
前記第一の角度（α）は５乃至３０°の範囲にあり、好ましくは１０乃至２０°の範囲にあることを特徴とする、請求項２に記載の人工関節。
【請求項４】
前記固定軸（Ａ，Ｂ）は、前記第二の湾曲面の突起部において、互いに第二の角度（β）をなし、かつ前記第一の角度（α）は前記第二の角度（β）より大きいことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項５】
前記第一及び第二の固定軸（Ａ，Ｂ）は互いに対して平行であることを特徴とする、請求項１に記載の人工関節。
【請求項６】
前記接合体（９）は、前記第一の湾曲面における前記固定軸の突起部の各々の、一つの側部に配置された第一の縁部面及び第二の縁部面を含み、前記第一の湾曲面の断面における複数の縁部面は異なる外形を有するとともに前記外形の各々は、前記湾曲軸の前記突起部に対して凹部をなす少なくとも一つの部分（１０，１１，１３，１４）を有することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項７】
前記第一の縁部面の凹部（１０，１３）は前記第二の縁部面の凹部（１２，１４）とは異なる曲率半径を有することを特徴とする、請求項６に記載の人工関節。
【請求項８】
前記第一の固定要素の固定軸から対応する縁部面の凹部（１０，１１，１３，１４）までの距離は、異なった大きさであることを特徴とする、請求項６又は７に記載の人工関節。
【請求項９】
前記凹部（１４）の少なくとも一つは、前記第二の固定要素（１ｂ）よりも前記第一の固定要素（１ａ）から離れた距離に位置していることを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項１０】
前記固定要素の少なくとも一つは、前記接合体（９）に固定される端部フランジ（２）を含み、前記フランジは、前記接合体の中央部に対面する凸面を含む湾曲した形状を有することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項１１】
前記人工関節は人工指関節であることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項１２】
ヒトの損傷を受けた関節に配置するための、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の人工関節の使用方法。
【請求項１３】
第一の固定要素及び第二の固定要素に取り付けられた弾性の接合体を含む人工関節を応用する方法であって、それにより、固定要素が対応する骨に固定されるとともに前記対応する骨の長手軸に向かって延びる対応する固定軸を有し、前記固定軸は前記人工関節に負荷のかかっていない状態では互いに一致しておらず、かつ前記人工関節が少なくとも第一の湾曲面にて偏向可能であるように配置されている方法において、
前記人工関節が前記第一の湾曲面と直交する第二の湾曲面にて偏向可能なように前記接合体が配置されており、かつ第一の湾曲面において湾曲する接合体の抵抗モーメントが前記第二の湾曲面における同接合体の抵抗モーメントより小さいことを特徴とする、方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか一項に従う人工関節を使用することにより実施されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の態様において、人工関節に関し、同人工関節は第一の固定要素と第二の固定要素と弾性材料からなる接合体とからなり、同接合体は人工関節が少なくとも第一の湾曲面にて偏向可能なように配置されるとともに第一の固定要素及び第二の固定要素に取り付けられており、各固定要素は対応する骨であってその長手軸方向に延びる固定軸を有する骨に固定されるべく配置されており、同固定軸は同人工関節が負荷のかかっていない状態では、互いに一致していない。
【０００２】
第二の態様において、本発明は、本発明の人工関節を使用する方法に関する。
第三の態様において、本発明は、第一の固定要素及び第二の固定要素に取り付けられる弾性接合体を含み、かつ同固定要素が、対応する骨であって、その長手軸方向に延びる固定軸を有する骨に固定されているタイプの人工関節を適用する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
上述のタイプの人工関節は、例えば、特許文献１により既に周知である。
周知の人工関節は、弾性材料のウェブを有する接合部であって、一対のピンの間に配置された接合部を含み、同ピンは、人工関節が配置される骨に固定するための一対の管状ネジの各々にそれぞれ挿入されており、同ピンは、弾性材料に埋め込まれたフランジにより同ウェブに固定されている。ピン及びネジは生体適合性材料から構成されている。
【０００４】
周知の人工関節は多くの点において目的にかなったものであり、簡単な構成を備えながらも良好な機能上の信頼性を提供する。しかしながら、同人工関節は、場合によっては不都合をきたすある種の制限を有している。
【０００５】
即ち、特許文献１に従う人工関節は、同人工関節が負荷のかかっていない場合には、対応する骨に固定されているピンが互いに一直線に配置されるように構成されている。これは、接合体の弾性力が関節をまっすぐに維持することを目的とする上において必要である。
【０００６】
しかしながら、負荷のかかっていない状態では関節を僅かに角度つけて維持する必要のある患者も存在している。例えば関節リウマチの患者では、例えば指関節等の関節が曲がってしまう生来的な傾向にあり、上述のような必要性が存在する。例えば特許文献１によりこれまでに周知であるタイプのような従来の人工関節では、同患者の関節は、角度に逆らう応力を常に受ける結果となってしまう。
【０００７】
特許文献２及び特許文献３により、固定軸が互いに対して角度をなす人工関節が更に周知である。
周知の人工関節は、一つの湾曲面にのみ整合可能となるように配置されている。多くの場合、横方向に、即ち、関節の主たる移動方向に対して垂直である方向においても角度を制御することが必要である。
【特許文献１】米国特許第５０１１４９７号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１３００１２２号公報
【特許文献３】米国特許第６３１９２８４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記した必要性を満たすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様において、提起された目的は、請求項１の前提部分に定義された種類の人工関節が特殊な特徴、即ち、人工関節が、第一の湾曲面と直交する第二の湾曲面にても偏向可能なように配置されており、かつ第一の湾曲面において湾曲するための接合体の抵抗モーメントが第二の湾曲面における接合体の抵抗モーメントより小さい、という特徴を有するという事実により達成された。
【００１０】
これらの結果、軸は互いに一致しておらず、即ち、平行に配置されているか又は角度をなして配置されているかのいずれかであり、接合体の弾性は、人工関節を患者に装着した場合、同関節が角度をなした位置に配置され、それにより患者にとって都合がよいと感じる角度に適合可能となる。予め湾曲した関節の利点は、以下の点、即ち予め湾曲した関節は真っ直ぐな関節ほど湾曲される必要性がないことにより湾曲による引張り応力が低減されるという点にある。これは、ＭＣＰ関節の角度が、通常、そのＲＯＭよりもかなり小さい簡単な日常の操作においては特に顕著となる。人工関節が、第一の湾曲面と直交する別の湾曲面においても偏向可能であるように、接合体が配置されているので、同人工関節は従来の人工関節によっては不可能であった様式にて空間内にて制御可能となる。このようにして、角度応力の横方向の制御、即ち、関節が実際に動く方向を横切る方向の制御が得られるという必要性を有る程度満たす。第一の湾曲面にて湾曲するための接合体の抵抗モーメントが第二の湾曲面における接合体の抵抗モーメントよりも小さいので、人工関節は、通常大きな湾曲角度が達成されるべき関節の通常の湾曲方向には大きな湾曲を可能とするように最適に適合される一方で、横方向における湾曲の能力（ｂｅｎｄｉｎｇ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）がより制限されるとともに制御された湾曲の必要性がすぐに横方向に存在するように適合されるという特性が得られる。
【００１１】
好ましい実施形態に従って、固定軸は、第一の湾曲面にある突起部において互いに角度をなしている。たいていの場合、この構成は、人工関節を装着した場合に同関節が角度をつけた位置に配置されることを目的とすることを達成するための最も都合のよい代替例をとなる。
【００１２】
更なる好ましい実施形態に従って、角度は５乃至３０°の範囲にあり、好ましくは１０乃至２０°の範囲にある。これらは最も多くの場合、関節の傾きに適した角度範囲であり、従って、両方の軸のなす角度がこの範囲内にあると好都合である。
【００１３】
更なる好ましい実施形態に従って、固定軸はまた第二の湾曲面においても互いに角度をなしており、第一の角度は第二の角度よりも大きい。このようにして、角度付け（ａｎｇｕｌａｔｉｏｎ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）は第二の面においても容易に得られ、そして既に述べた互いに対するする角度の適合により、第二の湾曲面における傾斜角度がより制限され、その方向における湾曲の必要性に適合される。
【００１４】
更なる好ましい実施形態に従って、二つの固定軸は互いに対して平行である。これは、人工関節を装着した場合、同関節が角度をなして配置されることを目的とするプレストレスを与えることを確実にする代替的な方法である。
【００１５】
更なる好ましい実施形態において、接合体は、第一の湾曲面において、固定軸の各突起部の一つの側部に配置された第一の縁部面及び第二の縁部面を含み、第一の湾曲面の断面における縁部面は異なる外形を有し、かつ各外形は、湾曲軸の同突起部に対して凹状となる少なくとも一つの部分を有する。
【００１６】
接合体の縁部面がそのような非対称的なプロファイルを備えているので、偏向の程度と湾曲力との間の所定の機能が達成され、かつ中立の位置からの一方の方向又は他方の方向への湾曲が異なったものになる。従って、本実施形態に従う人工関節は、関節では一方の方向が他方の方向より更に容易に曲がるべきであるという同関節において通常起こり得る必要性を満たす。
【００１７】
更なる好ましい実施形態に従って、二つの縁部面及びその対応する凹部は異なる曲率半径を有する。これは、一方又は他方への湾曲に望ましい異なった湾曲特性を提供する簡単かつ都合のよい方法である。
【００１８】
更なる好ましい実施形態に従って、第一の固定要素の固定軸から二つの縁部面の対応する凹部までの距離はそれぞれ異なっている。これは、所望の非対称性を達成する簡単かつ代替的な方法である。また、凹部の異なる曲率半径を有する上記配置に対する補充物を有利に構成し得る。
【００１９】
更なる好ましい実施形態に従って、凹部は第二の固定要素よりも第一の固定要素に近接して配置されている。それにより、関節の長手方向に非対称性が導入され、人工関節の非対称的な湾曲特性が更に、所望の程度まで影響を与える。
【００２０】
更なる好ましい実施形態に従って、少なくとも一つの固定要素は接合体に固定される端部フランジを含み、同フランジは接合体の中央部と対面する凸面を含む湾曲した形状を有する。両方の固定要素がこのデザインを有することが適切である。固定要素の端部フランジであって、接合部に埋め込まれた端部フランジは、本明細書の背景技術に記載された特許文献１に従う接合体にも存在しているが、同特許文献１に記載の接合体は平坦な形状を有するものである。凸状の湾曲は、端部フランジと同端部フランジが埋め込まれている接合体との間のより好ましい保持効果を達成するが、それは人工関節が静止時にある種の角度をなすように適合される場合には特に好ましい保持効果を達成する。
【００２１】
更なる好ましい実施形態に従って、人工関節は人工指関節である。本発明の根拠を形成する必要性が最も顕著であり、かつ本発明による効果が最も価値を与えるのが指関節である。
【００２２】
本発明の人工関節の上記好ましい実施形態は、請求項１に従属する請求項に定義されている。
本発明の第二の態様において、上記目的は、本発明の人工関節がヒトの損傷を受けた関節に代えて使用されるという事実により達成される。
【００２３】
本発明の第三の態様において、上記目的は、請求項１３の前提部分に定義されたタイプの方法が、第一の湾曲面と直交する第二の湾曲面にて人工関節が偏向可能なように同接合体が配置されるという特殊な寸法を含み、かつ第一の湾曲面において湾曲するための接合体の抵抗モーメントが第二の湾曲面における抵抗モーメントより小さいことを含む方法である、という事実により達成される。
【００２４】
本発明の方法の好ましい実施形態は、請求項１３に従属する請求項に定義されている。
本発明の方法及びその好ましい実施形態を用いることにより、本発明の人工関節及びその好ましい実施形態に関して既に記載されたものに対応するタイプのものの利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、添付した図面を参照しながら、本発明の人工関節の有利な実施形態の以下の詳細な記載にて、より詳細に説明される。
図１は、従来から周知の人工関節の縦断面図であり、この場合人工指関節である。人工関節は、シリコンゴム又はポリウレタンから構成されるエラストマーの接合体１１０を含む。この接合体は、好ましくはチタンである生体適合性材料からなるピン１１１の形である一対の固定要素に連結されている。ピン１１１は、接合体が同ピンの端部フランジ１１２の周囲にて射出成形され、それによりこれら端部フランジ１１２が弾性材料中に完全に埋め込まれることにより、同接合体に固定されている。
【００２６】
各ピン１１１は、管状のネジ１１７に挿入されており、同ネジ１１７は同様に生体適合性材料から構成されるべきであり、かつ適切にはピンと同一の種類、即ち、チタンから構成されるべきである。ネジは端部フランジ１１８を有し、骨に固定されているチャネル内にねじ込まれており、それにより、骨は不均一な負荷により腐敗することなく、かつ人工関節がより長期間より大きな負荷を受けることが可能となり、よって、活発な生活を送るより若い患者が周知の実施形態の人工関節よりも更に長期間にわたりかなり良好に機能する人工関節を得ることを可能にする。ネジの中ぐり、即ちボアは、ピンがボア内に完全に挿入された場合にもピンがボアの底部に接触しないような十分な長さであり得る。ネジ１１７を既に骨に固定した場合、人工関節の組立は、ピン１１１をネジ１１７内に挿入することにより容易に行われる。組立後、ネジ１１７の間に配置されている弾性の接合体１１０によりピンはネジ内にて押圧された状態で維持される。組立後にピンをネジに固定することもできる。人工関節の使用時にはピンとネジとの間では移動が起こらないので、同人工関節の磨耗が最小限となり、それにより耐用年数が長くなり、人工関節から体内組織に進入する粒子により引き起こされる感染及び刺激の危険性が実際には完全に排除される。別の利点は、人工関節が何らかの理由により満足に作用しなかった場合には、付属のピンを備えた接合体は、骨に固定された状態のネジを使用して、簡単な操作にて容易に交換可能であるという点にある。ピンはネジ内で回転可能となるように円筒状であり、それにより人工関節は調節が容易となるが、一方で、回転するということはまた、使用時に人工関節が適切な位置から角度的に外れてしまうという危険性を伴うものである。従って、仮に回転可能な実施形態が、回転を回避する手段が設けられている実施形態よりも費用を抑えることができたとしても、ピンがボア内にて回転しないような様式にて同ボア内に案内されることが可能性としては好ましいであろう。これは、ピン上の突出物、又はボア内の突出物がボア又はピンの溝に移動可能にそれぞれ受承され、或いはピン及びボアが真円ではない嵌合形状を有することにより達成される。例えば、ピン及びボアは六角形の断面形状を有し、それにより締め付けられた場合、ネジがボアに係合するピン用のスパナにより締め付けられ得る。その他の場合、ネジはねじ回しのスロット又は六角形のフランジを備えて形成されており、締め付けた状態での係合を可能にする。弾性の接合体１０であるために、人工関節はロックされていない。
【００２７】
図２は本発明の一実施形態に従う人工指関節を示す。図２に示された人工関節は図１に従う従来技術の人工関節と基本的に類似している。従って、人工関節は、管状のネジ７ａ，７ｂに挿入可能に配置された固定要素１ａ，１ｂを備えている。図２に示される本発明に従う人工関節と、図１に示される従来技術の人工関節との違いは、本発明に従う人工関節の固定部材１ａ，１ｂの固定軸Ａ，Ｂが、同人工関節が負荷のかかっていない場合には互いに角度αをなしている点にある。図示された実施例において、角度αは１５度である。接合体９の弾性は人工関節をこの中立の位置へ指向させることを目的としている。
【００２８】
図３は本発明に従う人工指関節の代替的な実施形態を示す。この実施例において、二つの固定軸Ａ，Ｂは、負荷のかかっていない状態において、互いに平行であるが距離ｄだけ離間している。本実施例に従う人工関節が固定要素、即ち、ピン１ａ，１ｂを用いて、互いに相対向して配置された二つの骨の対応するチャネル内に取り付けられた場合、軸Ａ，Ｂの間の変位ｄは、関節の応力を備えた角度をもたらす。
【００２９】
図４において、人工指関節の実施例は、図１乃至３に示された断面と直交する縦断面が示されているが、固定軸Ａ，Ｂは、負荷のかかっていない状態にて第二の湾曲面にて角度βをなしている。この面における傾きは、横方向に応力のかかった傾きを引き起こす。図示された実施例において、角度βは７度である。
【００３０】
図５乃至９において、人工関節の実施形態の幾らかの実施例が、縦断面にて示されており、種々の様式における接合体のプロファイルは人工関節の角度をなした中立位置を達成する可能性を支持するプロファイルであって適用される筋肉の応力と異なる方向における移動上の角度との間の関係については中立の位置からの好ましい特性を達成可能にするプロファイルを有する。
【００３１】
図５に従う実施例において、一つの側部において、接合体９はその中央に一つの凹部１０を有するとともに、相対向する側部において、同接合体９は突出部１２により離間される二つの凹部１１を有する。
【００３２】
図６に従う実施例において、一つの側部において、接合体９は比較的大きな曲率半径を有する凹部１３を有する。他方の側部において、より小さな曲率半径を有するとともに関節の長手方向横方向に離間している凹部１４が設けられている。
【００３３】
図７は図６に類似する実施例ではあるが、固定軸が断面において角度をなしている。
図８及び９は、互いに異なる曲率半径を有するとともに、接合体９の中心に対して、互いに長手方向に異なる位置にある凹部１３，１４を備えた更なる実施例を示す。
【００３４】
図１０において、人工指関節の更なる実施例が側面図にて示されており、接合体のプロファイルの適切な寸法がｍｍにて示されている。
図１１は図１０の人工関節の端面図である。
【００３５】
上記実施例において、固定部材１の端部フランジ２は湾曲している。図１２において、より詳細な側面図が示されており、同じものを人工指関節に適用した場合の寸法表示を含む。図１３は図１２の固定部材１の端面図である。
【００３６】
接合体９の材料は、Ｃｈｒｏｎｏｆｌｅｘ（登録商標）８０ショアＡ又はＰｅｌｌｅｔｈａｎｅ（登録商標）８５ショアＡと称せられる種類のエラストマーが適切である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術の人工関節の縦断面図である。
【図２】本発明に従う人工関節の一実施例の縦断面図である。
【図３】本発明に従う人工関節の更なる実施例の縦断面図である。
【図４】本発明に従う人工関節の一実施例の更なる縦断面図であり、その断面が図１乃至３のいずれか一つと直交した断面である。
【図５】本発明に従う人工関節の更なる実施例の縦断面図である。
【図６】本発明に従う人工関節の更なる実施例の縦断面図である。
【図７】本発明に従う人工関節の更なる実施例の縦断面図である。
【図８】本発明に従う人工関節の更なる実施例の縦断面図である。
【図９】本発明に従う人工関節の更なる実施例の縦断面図である。
【図１０】本発明の人工関節の一実施例の側面図であり、寸法の表示を含む。
【図１１】図１０の人工関節の端面図である。
【図１２】本発明に従う人工関節の一実施例の詳細部の側面図である。
【図１３】図１２の詳細部の端面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2008500870.tif 000016
2008500870.tif 000017
2008500870.tif 000018