(57)【要約】  ヒトおよび動物に移植するための人工関節であって、関節は、隣接する骨部分に接続されるように適合された２つのベース要素（３０１、３０２）の間に配置された関節本体（３０５）を含む。２つのベース要素はそれぞれ、関節本体を間に保持する水平および垂直保持部材（３１１、３１２、３２１、３２２）を含む。関節本体は、少なくとも１つのベース要素の対応する湾曲面（３２５）と摺動接触するように配置された湾曲面を含む。関節本体は、このようにして、加えられた力を大きな表面にわたって分散し、患者が起こした負荷に耐える。関節本体は、保持部材によってベース要素に保持されたピン（３０７、３０８、３１０）を用いて所定の位置に保たれる。インプラント本体の設計によって動作角度を予め決定し、正常な指の動作を模倣することができる。
2011502601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工関節（２００、３００、２９９、３９９）であって、
患者の骨部材に取付けられる第１のベース要素（２０１、３０１）および第２のベース要素（２０２、３０２）を備え、前記人工関節は前記骨部材の間に配置され、前記人工関節は、
少なくとも１つの凸形湾曲面（２０６、３０６）を有する関節本体（２０５、３０５）と、
前記ベース要素の一方に配置され、前記関節本体の前記凸形湾曲面（２０６、３０６）と摺動接触する凹形湾曲面（２２５、３２５）と、
前記人工関節を拘束された状態に保つように配置される１つ以上の保持部材（２１１、２１２、２２１、２２２、３１１、３１２、３２１、３２２）およびスタブ軸（２０７、２０８、２１０、３０７、３０８、３１０）とを備えることを特徴とする、人工関節。
【請求項２】
前記関節本体の前記凸形湾曲面（２０６）は凸形球状面であり、前記凹形湾曲面（２２５）は凹形球状面である、請求項１に記載の人工関節。
【請求項３】
前記関節本体の前記凸形湾曲面（２０６）は凸形円筒面であり、前記凹形湾曲面（２２５）は凹形円筒面である、請求項１に記載の人工関節。
【請求項４】
前記１つ以上の保持部材（２１１、２１２、２２１、２２２、３１１、３１２、３２１、３２２）は、前記ベース要素の一方に配置された前記凹形湾曲面（２２５、３２５）が前記関節本体の前記凸形湾曲面（２０６、３０６）と摺動接触することができる位置に前記関節本体を拘束するように配置される、請求項１に記載の人工関節。
【請求項５】
前記第１のベース要素（２０１、３０１）は、前記関節本体（２０５、３０５）を間に保持するように配置された上側保持部材（２１１、３１１）および下側保持部材（２１２、３１２）を含む、請求項１に記載の人工関節。
【請求項６】
前記第２のベース要素（２０２、３０２）は、前記関節本体（２０５、３０５）を間に保持するように配置された左側保持部材（２２１、３２１）および右側保持部材（２２２、３２２）を含む、請求項１に記載の人工関節。
【請求項７】
前記第１および第２のベース要素は互いに密接して配置されるため、前記第１のベース要素（２０１、３０１）と接触する前記第２の要素（２０２、３０２）の左側保持部材（２２１、３２１）または右側保持部材（２２２、３２２）によって横方向への動作が多少妨げられ得る、請求項１に記載の人工関節。
【請求項８】
前記第１のベース要素には、前記左側保持部材（２２１、３２１）と反対に配置された左側窪み（２１７、３１７）が設けられる、請求項７に記載の人工関節。
【請求項９】
前記第１のベース要素（２０１、３０１）には、前記右側保持部材（２２１、３２１）と反対に配置された右側窪み（２１８、３１８）が設けられる、請求項８に記載の人工関節。
【請求項１０】
各保持部材（２１１、２１２、３１１、３１２）には凹形円筒面が設けられ、ボール部材（２０５、３０５）に円筒形の孔が配置され、上側保持部材（２１１、３１１）、前記関節本体（２０５、３０５）、および下側保持部材（２１２、３１２）を通過する垂直ピンの配置によって、前記関節本体（２０、３０５）を所定の位置に固定させ、横方向への特定の連結を可能にする、請求項２に記載の人工関節。
【請求項１１】
上側および下側保持部材は、前記第１のベースプレートと一体に作製される、請求項２に記載の人工関節。
【請求項１２】
前記ベース要素を隣接する骨に固定するための固定部材（２４１、２４２、３４１、３４２）の各々は、前記関節（２００、３００）の長手方向に関連して７〜１３°の角度で、対応するベースプレート（２０１、２０２、３０１、３０２）から突出する、請求項１に記載の人工関節。
【請求項１３】
前記関節は、中手指節関節（ＭＣＰ）、近位中手指節間関節（ＰＩＰ）または遠位中手指節間関節（ＤＩＰ）の再建用である、先行する請求項のうちいずれか１項に記載の人工関節（２００、３００）。
【請求項１４】
前記ベース要素（２０１、２０２、３０１、３０２）はチタンからなり、前記関節本体（２０５、３０５）の前記凸形湾曲面（２０６、３０６）はポリマー材料からなる、請求項１から１４のうちいずれかに１項に記載の人工関節。
【請求項１５】
前記関節は、
第１の凸形湾曲面（２０６、２２６）および第２の凸形湾曲面（３０６、３２６）を含む前記関節本体（２０５、３０５）と、
前記関節本体の前記第１の凸形湾曲面（２０６、３０６）と摺動接触するように配置された第１の凹形湾曲面（２２５、３２５）を含む前記第２のベース要素（２０２、３０２）と、
前記関節本体の第２の凸形湾曲面（２２６、３２６）と摺動接触するように配置された第２の凹形湾曲面（２２７、３２７）を含む前記第１のベース要素（２０１、３０１）と、
前記人工関節を拘束された状態に保つように配置される１つ以上の保持部材（２１１、２１２、２２１、２２２、３１１、３１２、３２１、３２２）およびスタブ軸（２０７、２０８、２１０、３０７、３０８、３１０）とを備える、上記請求項のうちいずれかに１項に記載の人工関節。
【請求項１６】
前記関節本体は、上側棚および対応する上側棚用縁取り（２３０）と下側棚および対応する下側棚縁取りとを備え、それぞれ前記上側棚および前記下側棚を規定し、前記棚および前記保持部材は、前記棚が前記上側および下側保持部材に接触して圧縮力の伝達を可能にするように配置される、請求項５に記載の人工関節。
【請求項１７】
前記棚用縁取りは、前記関節本体に関して制限された前記ベース要素の角度動作を可能にするように配置される、請求項１６に記載の人工関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、動作不良のまたは痛みのある関節を置換する必要があるヒトおよび動物に移植するための人工関節に関する。人工関節は、隣接する骨部分に固定された隣接する移植ねじに接続される２つの固定要素を含み、固定要素は、ゼロまたはそれ以上の追加的な要素とともに人工関節を構成するように配置される。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
いくつかの疾患は関節の破壊を招き、慢性的な痛みと、柔軟性および敏捷性の低下とに繋がる。問題は、慢性的なリウマチ性関節炎を患う患者に最も顕著であるが、たとえば変形性関節炎（軟骨の磨耗）、ならびに骨折および細菌感染後の関節の軟骨の損傷においても顕著である。これらのケースの多くにおいて、疾患のある損傷した関節は、人工関節構造によって置換される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、正常な関節の機能を完全に模倣しようとしすぎると、多くの場合は失敗となることが経験からわかっている。人工関節は過度に複雑になりやすい。たとえば手の関節の機能が全くないリウマチ患者にとっては、補綴手術によって完全に正常な関節機能を回復することを目的とする必要はない。むしろ、安定性が高く、かつ一定の可動量を有する痛みのない関節を得ることを目的とすべきであり、これにより手が使用可能となる。したがって、関節構造の目的は、常に患者の必要性に関連していなければならない。
【０００４】
人工関節をたとえば手に構築する際の主な難点は、（１）十分な特性を有する人工関節を設けること、および（２）人工関節を十分なやり方で隣接する骨に固定することであった。
【０００５】
ＷＯ９７／２６８４６は、隣接する骨部分に接続されるように適合された２つの固定要素の間に配置された１つ以上のほぼ螺旋状のばね手段を有する関節本体を含む補綴装置を開示している。この補綴装置は、今日入手可能な関節用の他の既知の人工補綴装置に付随する欠点の多くを予防する。しかし、この機構のばねは、特に力が加えられたときには、磨耗および摩擦を常に受ける。ばねの耐久性も、補綴装置の機能に極めて重要である。
【０００６】
発明の概要
本発明の概略的な目的は、今日入手可能な関節用の人工補綴装置に付随する欠点を予防する人工関節を提供することである。特に、本発明の目的は、指の関節に好適な人工関節を提供することである。本発明は、拘束されるという特性も有し、既存の人工関節の多くとは異なる。本願に関して、「拘束される」という用語は、外力または外部構造によってともに停止させられているためにともに停止しているに過ぎない複数の部品とは対照的に、複数の部品がともに保持されているという性質を指す。一部の既存の人工関節は、人工関節を含む本体構造に加えられる牽引力に対処するために、腱および靭帯などの内在組織に依拠している。
【０００７】
関節インプラント機構は、骨に恒久的に固定される２つの骨定着チタンねじからなる。人工関節は、チタンねじの頭部に嵌合する２つの円錐形ピンを有する。当該装置は、手の正常な静止位置を実現するために、１５〜２５°の範囲で予め曲げられる。
【０００８】
重要な１つの要因は、人工関節の耐久性である。指の関節に使用可能な空間は限られているため、人工関節はその寸法のわりに強くなければならない。本発明の別の目的は、中手指節（ＭＣＰ）関節、つまり指の中手骨と第１指骨との間の関節に特に好適な人工関節を提供することである。置換用ＭＣＰ関節に対する特殊な要求は、その蝶番継手機能に加えて、被験者が指を曲げるときのＭＣＰ関節の正常な曲げに垂直な方向にある程度の動作をもたらすことができなければならないということである。人工関節のいずれかの要素の耐久性および長い機能的寿命も極めて重要である。
【０００９】
中手指節関節に多くの歪を与える被験者のある特定の行動は、テーブルまたは椅子の肘掛に対して拳を支えることによって椅子から立ち上がる行動である。このような行動は人工関節に多くの圧力を加え、大きな接触面が必要となる。関節に歪を与える別の行動は、人がカバンなどの物を運ぶときであり、人工関節および／または残りの内在組織に牽引力が加えられる。人工指関節に加えられる力は、１００ニュートン程度である。本発明は、保持構造を設けることによってこの問題を緩和する。
【００１０】
懸念される別の要因は、人工関節の要素同士の間の望ましくない組織内方成長によって引起こされ得る有害な組織反応であり、関節の炎症および硬化に繋がることがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の人工関節として、ヒトおよび動物への移植に使用可能な関節用補綴装置が提供される。
【００１２】
補綴装置は、ヒトの中手指節関節（ＭＣＰ）、近位指節間関節（ＰＩＰ）または遠位指節間関節（ＤＩＰ）の再建用であることが好ましい。すなわち、本発明は人工中手指節関節を提供するが、人工近位指節間関節および人工遠位指節間関節も提供する。
【００１３】
発明者は、良好な柔軟性および高い応力抵抗を有する人工関節を提供するための多くの概念を有している。それらのうちの１つは、球面のボールジョイントが人工関節を複数の方向に曲げる柔軟性をもたらすことである。別の概念は、切れ目のない一連の機械的接触が比例的に大きな接触面を介して圧縮力を伝達するように人工関節を設計することによって、球面のボールが圧縮力抵抗を付与する点である。
【００１４】
本発明の目的の１つは、拘束された人工指関節を提供することである。拘束された関節によれば、脱臼の危険性が最小化される。別の目的は、正常な指の屈曲／伸張方向に大きな動作自由度を有し得る関節を提供することである。さらに、本発明は、横方向への動作を正常な指関節と同じ範囲に制限することができる。これは、横方向の動作をＭＣＰ関節およびＰＩＰ関節について異ならせることができることを意味する。本発明に係る人工関節は、加えられた力を正負にかかわらず関節の寸法に比べて比較的大きな表面に分散させる。関節の材料の好ましい選択によって、大きな応力に耐えることができる。好ましい材料選択による人工関節の耐久性は、磨耗が最小化されることから長くなる。指関節は予め組立てられ、所定の位置に適用することが容易となり、容易に交換可能となる。
【００１５】
したがって、第１の局面によれば人工関節が提供され、人工関節は、患者の骨部材に取付けられる第１のベース要素および第２のベース要素を含み、人工関節は骨部材の間に配置され、人工関節は、少なくとも１つの凸形湾曲面を有する関節本体と、ベース要素の一方に配置され、関節本体の凸形湾曲面と摺動接触する凹形湾曲面と、人工関節を拘束された状態に保つように配置される１つ以上の保持部材およびスタブ軸とを含む。
【００１６】
第２の局面によれば、関節本体の凸形湾曲面が凸形球状面であり、凹形湾曲面が凹形球状面である人工関節が提供される。
【００１７】
第３の局面によれば、関節本体の凸形湾曲面が凸形円筒面であり、凹形湾曲面が凹形円筒面である上記の人工関節が提供される。
【００１８】
第４の局面によれば、１つ以上の保持部材が、ベース要素の一方に配置された凹形湾曲面が関節本体の凸形湾曲面と摺動接触することができる位置に関節本体を拘束するように配置される人工関節が提供される。
【００１９】
第５の局面によれば、第１のベース要素が、関節本体を間に保持するように配置された上側保持部材および下側保持部材を含む人工関節が提供される。
【００２０】
第６の局面によれば、第２のベース要素が、関節本体を間に保持するように配置された左側保持部材および右側保持部材を含む人工関節が提供される。
【００２１】
第７の局面によれば、第１および第２のベース要素が互いに密接して配置されるため、第１のベース要素と接触する第２の要素の左側保持部材（２２１、３２１）または右側保持部材によって横方向への動作が多少妨げられ得る人工関節が提供される。
【００２２】
第８の局面によれば、第１のベース要素には、左側保持部材と反対に配置された左側窪みが設けられる人工関節が提供される。
【００２３】
第９の局面によれば、第１のベース要素には、右側保持部材と反対に配置された右側窪みが設けられる人工関節が提供される。
【００２４】
第１０の局面によれば、各保持部材には凹形円筒面が設けられ、ボール部材に円筒形の孔が配置され、上側保持部材、関節本体、および下側保持部材を通過する垂直ピンの配置によって、関節本体を所定の位置に固定させ、横方向への特定の連結を可能にする人工関節が提供される。
【００２５】
第１１の局面によれば、上側および下側保持部材が、第１のベースプレートと一体に作製される人工関節が提供される。
【００２６】
第１２の局面によれば、ベース要素を隣接する骨に固定するための固定部材の各々が、関節の長手方向に関連して７〜１３°の角度で、対応するベースプレートから突出する人工関節が提供される。
【００２７】
第１３の局面によれば、関節が、中手指節関節（ＭＣＰ）、近位中手指節間関節（ＰＩＰ）または遠位中手指節間関節（ＤＩＰ）の再建用である人工関節が提供される。
【００２８】
第１４の局面によれば、ベース要素がチタンからなり、関節本体の凸形湾曲面がポリマー材料からなる人工関節が提供される。
【００２９】
第１５の局面によれば人工関節が提供され、関節は、いずれのスタブ軸または保持部材のいずれの湾曲面とも異なる第１の凸形湾曲面および第２の凸形湾曲面を有する関節本体と、関節本体を間に保持するように配置された第１および第２のベース要素とを含み、第２のベース要素は、関節本体の第１の凸形湾曲面と摺動接触するように配置された、いずれのスタブ軸または保持部材のいずれの湾曲面とも異なる第１の凹形湾曲面を有し、第１のベース要素は、関節本体の第２の凸形湾曲面と摺動接触するように配置された、いずれのスタブ軸または保持部材のいずれの湾曲面とも異なる第２の凹形湾曲面を有し、関節はさらに、人工関節を拘束された状態に保つように配置される、関節本体に面するベース要素に配置された１つ以上の保持部材と、関節本体に配置されたスタブ軸とを含む。
【００３０】
第１６の局面によれば、関節本体が、上側棚および対応する上側棚用縁取りと下側棚および対応する下側棚縁取りとを含み、それぞれ上側棚および下側棚を規定し、棚および保持部材は、棚が上側および下側保持部材に接触して圧縮力の伝達を可能にするように配置される人工関節が提供される。
【００３１】
第１７の局面によれば、棚用縁取りが、関節本体に関して制限されたベース要素の角度動作を可能にするように配置される人工関節が提供される。
【００３２】
図面の説明
好ましい実施例および添付の図面を参照して、本発明を以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】関節の１つが先行技術に係る補綴装置で置換された指を示す図である。
【図２ａ】本発明の第１の実施例に係る分解された人工関節の遠位左上から見た斜視図である。
【図２ｂ】図２ａの人工関節の近位左上から見た斜視図である。
【図２ｃ】組立てられ、分解されていない態様の図２ａの人工関節を下から見た図である。
【図２ｄ】図２ｃの人工関節の横から見た図である。
【図２ｅ】図２ｃの人工関節の傾斜した斜視図である。
【図３ａ】本発明の第２の実施例に係る分解された人工関節の遠位左上から見た斜視図である。
【図３ｂ】図３ａの人工関節の近位左上からの斜視図である。
【図３ｃ】組立てられ、分解されていない態様の図３ａの人工関節を上から見た図である。
【図３ｄ】図３ｃの人工関節の傾斜した斜視図である。
【図３ｅ】図３ｃの人工関節の横から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
実施例の詳細な説明
以下で使用される「関節本体の長手方向」という表現は、関節およびその隣接する骨部分が伸張状態で延在する軸方向を指す。
【００３５】
図１は、先行技術に係る人工関節の側面図である。人工関節は中指関節を置換している。関節は、関節本体および指の曲げ面に垂直な面に配置された２つの平行な螺旋状円筒ばね１からなる関節本体を有する。これらの２つのばね１は、各端部において、ベースプレート２および固定部材３によって、定着手段、隣接する骨部分５中のチタンねじ４に固定される。
【００３６】
図２ａは、本発明の第１の実施例に係る分解された人工関節２００の遠位左上から見た斜視図である。人工関節２００は、第１のベースプレート２０１の形態の第１のベース要素と、第２のベースプレート２０２の形態の第２のベース要素と、第１のベースプレート２０１および第２のベースプレート２０２の間に配置されるように設計されたボール部材２０５とを含む。ベースプレートは、好ましくは長方形である。
【００３７】
第１のベースプレート２０１には、ボール部材２０５を間に保持するように配置された上側ヨーク部材２１１と下側ヨーク部材２１２とが設けられる。上側および下側ヨーク部材は、好ましくはベースプレートと一体に作製される。ボール部材用の保持機構が設けられる。これは、孔およびピンの形態であってもよいし、またはスタブ軸をボール部材に配置するだけでもよい。本実施例では、各ヨーク部材およびボール部材に孔が設けられ、上側ヨーク部材２１１、ボール部材２０５、および下側ヨーク部材２１２を通過する垂直ピンの配置によって、ボール部材２０５を所定の位置に固定させ、連結を可能にする。
【００３８】
第２のベースプレート２０２には、ボール部材２０５を間に保持するように配置された左側ヨーク部材２２１と右側ヨーク部材２２２とが設けられる。左側および右側ヨーク部材は、好ましくは第２のベースプレート２０２と一体に作製される。各ヨーク部材およびボール部材２０５に孔が設けられ、２つのピン２０７および２０８の配置が可能となる。左側ピン２０８は、左側ヨーク部材２２１の孔を通過し、ボール部材２０５の左側部分の孔に入る。右側ピン２０７は、右側ヨーク部材２２２の孔を通過し、ボール部材２０５の右側部分の孔に入り、ボール部材２０５を所定の位置に固定させ、連結を可能にする。
【００３９】
ボール部材２０５には、好ましくは上側棚２２９、上側棚用縁取り２３０、下側棚、および下側棚用縁取り（図２ａまたは図２ｂでは見えない）が設けられ、人工関節を圧縮する方向の圧力を、上側および／または下側ヨーク部材から、縁取りおよびボールを介して第２のベースプレートおよび最終的には骨部分に分散することを可能にする。上側棚２２９および下側棚（図示せず）の設計によって、横方向への動作が可能となる。上側および下側棚の面積は、上側および下側ヨーク部材よりも若干大きい棚用縁取り２３０によって制限され、ヨーク部材の旋回を垂直ピン２１０の周囲に限定することを可能にする。
【００４０】
第２のベースプレート２０２の左側ヨーク部材２２１および右側ヨーク部材２２２は上部が丸められており、対応する凹形窪み２１７および２１８に接触する。これは、圧力を分散させ、磨耗を減少させ、関節が破損する確率を低下させ、かつ関節２００の寿命を延ばすためにさらに有利である。
【００４１】
本発明に係る人工関節の第２の実施例を図３ａ〜図３ｅに示す。人工関節３００は、上側保持部材３１１および下側保持部材３１２を有する第１のベース要素３０１と、左側保持部材３２１および右側保持部材３２２を有する第２のベース要素３０２と、クロスピン部材３０５とを含む。クロスピン部材は、関節およびクロスピン部材３０５が比較的小さい寸法であるために生じる比例的に高い圧力に対処するために、高強度材料で作製される。クロスピン部材３０５は、球状体３０５に恒久的に固定されたクロスピン３０７、３０８、３０９および３１０を含んでもよいし、球状中心部分と一体に作製されたクロスピンを含んでもよい。
【００４２】
保持部材３１１、３１２、３２１および３２２の各々は細長い開口部を有し、クロスピン部材３０５のピン３０７、３０８、３０９および３１０を保持部材に圧入させる。保持部材はピンと接触する円筒面を含み、クロスピン部材３０５と保持部材３１１、３１２、３２１および３２２との旋回関係を可能とする。組立て時にピンの取付けを容易にするために、ベース要素をその保持部材とともに加熱してもよい。
【００４３】
代替的な実施例では、関節本体２０５の凸形球状面は凸形円筒面であってもよく、ベース要素２０２の凹形球状面は、凸形円筒面に摺動接触するように適合された凹形円筒面であってもよい。これは、ピンが、第１のベース要素と関節本体との動作を一方向の旋回動作のみに限定しているために可能である。これに応じて、ピンは、第２のベース要素と関節本体との動作も一方向の旋回動作のみに限定するが、この方向は、関節本体と第１のベース要素との旋回方向に主に垂直な方向である。
【００４４】
本発明に係る人工関節のさらなる実施例における関節本体は、ベース要素に配置された対応する第１および第２の凹形湾曲面に接触するための第１および第２の凸形湾曲面を有する本体を含む。関節本体には、第１および第２の対のシャフトピボット、または軸棒、またはスタブ軸、またはピンなどがさらに設けられ、関節本体に拘束手段を与える。第１および第２の対のスタブ軸は、互いに関して主に垂直に配置され、２つの個別の方向への旋回動作をもたらす。第１の対のスタブ軸および第１の凸形面は、第１の共通回転軸を有するように配置される。第２の対のスタブ軸および第２の凸形面は、第１の共通回転軸とは異なる第２の共通回転軸を有するように配置される。
【００４５】
上記のすべての実施例において、関節本体は比較的寸法が大きく、ベース要素の最大断面寸法のおよそ３分の１以上を占める。関節本体が大きくなるほど、圧縮力を伝えるための表面をより大きくすることができ、材料に対する歪が少なくなり、磨耗が減少することになる。一方、牽引力に対処するための構造を配置するのに利用可能な空間が減少する。本発明の利点の１つは、同じ装置において、利用可能な空間を効率的に使用し、圧縮力と牽引力との両方を処理することができる点である。関節本体に対するピンの相対的な寸法は、圧縮力と同じ大きさの牽引力に対処できる能力に影響を及ぼす。ピンの直径および長さが増大すると、より大きな牽引力が伝えられ得る。しかし、直径および／または長さが大きすぎると、人工関節の動作の角度範囲に干渉することになる。関節本体の直径とピンの直径との好適な関係は、６対１〜３対１（６：１〜３：１）である。
【００４６】
好ましい実施例では、関節本体はボール形状であり、直径は６ミリメートルである。スタブ軸の直径は１．７５ミリメートルである。シミュレーションした牽引力１００ニュートンを使用して発明者が行なったシミュレーションは、強度および耐久性について良好な性能を示している。
【００４７】
骨部分への接続
２つのベースプレート２０１および２０２は、固定部材２４１および２４２を介して、隣接する骨部分５に挿入されたチタンねじなどの固定された定着手段４に接続されるように適合されるが、これは本発明の一部ではない。
【００４８】
取付けにはいくつかの従来の好適な方法が利用可能である。確立されている方法は、上述のように、ベースプレート２０１および２０２から突出するシャフトの形態の固定部材２４１および２４２が定着手段４の長手方向の長手溝に挿入されることを意味する。定着手段４は、セラミック材料、チタン、または好適な生物学的特性および機械的特性を有する何らかの他の材料で作製することができる。
【００４９】
材料についての検討
上述のように、本発明に係る人工関節のベースプレート２０１および２０２は、十分な強度および耐久性を有するいずれかの好適な生体適合性材料で作製することができる。
【００５０】
好ましい実施例では、第１および第２のベース要素はチタンで作製される。互いに摩擦摺動接触する表面、たとえばボール部材２０５の凸形球状面２０６および第２のベースプレート２０２の凹形球状面２２５は、金属面がポリマー面に接触して小さい摩擦係数を実現するように配置されることが好ましい。金属材料は、好ましくはチタン、ステンレススチール、または医療用インプラントのために作製されたコバルト合金である。ポリマー材料は、好ましくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ）である。別の好ましい実施例では、ポリマー材料は、クロノフレックス(ChronoFlex)ＡＬポリウレタン（ポリメディカ社）である。さらなる実施例では、ポリマーは低密度ポリエチレン／エチレン−ビニルアセテートコポリマーＬＤＰＥ／ＥＶＡ混合物である。
【００５１】
さらなる実施例では、互いに摩擦摺動接触する表面の一方または両方がセラミック材料で作製される。
【００５２】
関節の運動範囲
好ましい設計では、関節は１５〜２５°の範囲で予め曲げられ、弛緩した静止位置を得る。予め曲げられる範囲は、図２ｄの角度αおよびβによって決定される。関節の運動範囲は、ベースプレートの臨界位置に材料を加えるかまたは除去することによる設計によって制御することができる。２つのそのような臨界位置は、第１のベースプレートの窪み２１７および２１８である。窪み２１７を深くすることによって、左側ヨーク部材２２１はより深く移動することができ、それにより、第２のベースプレートからわかるように、関節の運動範囲が左側に増大する。この手順は両側に適用することができ、それにより指の横方向への動作が決定される。指の正常な長手下方向への動作角度は、ベースプレート２０１および２０２の底部部分によって決定され、９０°に達する。実現可能な上方への動作は、ベースプレート２０１および２０２の上側部分によって、正常な関節に相当するように限定される。
【００５３】
静止位置
固定部材２４１および２４２に方向付けられるベースプレートの表面は、全体的に検討された人工関節の長手方向に関して角度を付け、外力により良く耐えるために有利な関節の位置を実現することができる。代替的に、図２ｄに最もよく見られるように、関節の中心に対面する第１のベースプレートの表面と固定部材２４１に対面する表面との間の角度アルファ（α）を変動させて、関節の曲げ位置において特に問題である外力により良く耐えるために有利な関節の位置を実現することができる。固定部材２４２および対応する角度ベータ（β）にも同じことが有効である。
【００５４】
カプセル
本発明に係る人工関節の移植後、軟組織からなる薄いカプセルが、上述のように、人工関節の周囲に自動的に生じる。必要であれば、装置における望ましくない組織の内方成長を最小化する目的で、人工外側カプセルを関節に設けてもよい。このようなカプセルは、好適な生物学的特性および機械的特性を有する、織られたまたは均一に変形可能な材料の薄膜で構成され得る。薄膜は再吸収可能であってもなくてもよい。
【００５５】
関節の周囲に外側生物薄膜が生じることは、生体適合性の、任意に再吸収可能な材料の管で関節を包囲する行為によって容易となる。しかし上記管は、関節用の補綴装置の支持体を構成しない。このように、移植後、関節の周囲に生物カプセルが自動的に生じる。
【００５６】
用途
本発明は、指関節（ＭＣＰ関節）および指の中間および外側関節（ＰＩＰ関節およびＤＩＰ関節）の再建に特に利用可能である。
【００５７】
本発明は、手首もしくは親指の基部において、または台形骨の骨置換物による変形性関節症を緩和するために、または第１中手骨と台形骨との間および／または台形骨と舟状骨との間の人口関節として、使用することもできる。本発明は、椎間板または脊柱の個々の椎骨の骨置換物として使用することもできる。本発明は、もちろん体内の他の同様の関節および骨機構にも、また足の関節などの、現在のところ置換用構造は極めて少ないが将来注目され得る場所においても、利用可能である。
【００５８】
人工関節の要素について好適な寸法および構成を選択することによって、正常な関節頭部の形状を美容的に有利な形態で模倣することができる。
【００５９】
人工関節の要素の寸法は限定されないが、もちろん問題となっているヒトもしくは動物において置換される関節または骨部分の寸法に依存して変動し得る。ＭＣＰ関節については、寸法は、長さ６〜８ｍｍ、幅１０〜１５ｍｍ、高さ５〜８ｍｍであることが好ましい。横方向への偏向は、各方向において５〜１０°である。ＰＩＰについては、好ましい寸法は若干小さく、横方向への偏向は５°未満である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【国際調査報告】
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