(57)【要約】  様々な実施形態は、植え込み可能な機械的エネルギー吸収システムと共に使用することができる基部構成要素に着眼している。１つの実施形態によれば、基部構成要素は、第１の端部分の細長い直線部分及び第２の端部分の曲線状の本体部分を有する薄型の本体を含んでいる。第２の端部分は、第１の端部分と比べると隆起している。薄型本体の内表面は、本体の細長い直線部分に沿って伸張する高くなった部分を有している。基部構成要素は、アライメント及び身体解剖学的構造への貼り付けのために薄型の本体に沿って位置付けられた複数の開口部を更に含んでいる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植え込み可能な機械的関節外システムにおいて、
連結部と、
骨接触表面及び取り付け表面を含む基部であって、前記取り付け表面は、前記連結部に動作可能に接続するように構成されており、前記取り付け表面は、骨の上に横たわり、前記骨から置き換えられる基部と、を備えているシステム。
【請求項２】
前記基部に位置付けられる複数の開口部を更に備えており、前記開口部は、異なる径路を有するボアを画定し、締結部材を受けるのに適した大きさである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
骨増進処理は、前記骨接触表面に施され、前記処理は、骨形態形成タンパク質２、ヒドロキシアパタイト、チタンビーズ又はコバルトクロムビーズで基本的に構成される群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
骨増進処理は、前記基部の表面に施され、前記処理は、それらの表面で前記表面の粗さ、有孔性又は化学組成を変更する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記基部の端部に位置付けられるボアを更に備えており、前記ボアは、前記基部の前記端部に対して概ね垂直に向いている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記ボアの開口部は、中心に向けて先細である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記ボアの内部に位置付けられる取り外し可能なスリーブを更に備えている、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記連結部に接続される支柱を更に備えており、前記支柱は、テーパーロックを形成する前記ボアの内部のスリーブに圧入される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記基部の前記端部から突出している１つ又はそれ以上のアライメント部材を更に備えている、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
植え込み可能な関節外機械的エネルギー吸収システムにおいて、
所定の負荷を吸収するように構成された吸収体と、
前記吸収体に動作可能に接続されるように構成された取り付け部分を有する薄型の本体と、骨結合のような骨反応を増進するように構成された選択表面区域を有する骨接触表面と、を含む基部と、を備えているシステム。
【請求項１１】
前記取り付け部分は、前記関節包の外側に前記吸収体を位置付けるために前記骨表面より上方に隆起している、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記骨接触表面から伸張する１つ又はそれ以上の突出部を更に備えている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記薄型本体に沿って位置付けられる１つ又はそれ以上の貫通穴を更に備えており、前記貫通穴は、締結部材を受けるように構成された、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
骨結合は、前記骨接触表面に施される被覆によって増進される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
骨結合は、前記基部接触表面に粗面を設けることによって増進される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記骨接触表面は、大腿骨又は脛骨の内側部分に合わせた形状に作られる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記骨接触表面は、大腿骨又は脛骨に合わせた形状に作られる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記選択された表面積は、約３９ｍｍ2又はそれより大きい、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記骨反応は、前記基部の中への機械的な噛み合いである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２０】
前記骨反応は、前記基部への化学結合である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２１】
前記骨結合表面及び骨の間の前記接合部は、締結具からの支持がなくても約３ＭＰａ又はそれより大きい剪断強度を有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記基部−骨接合部の前記剪断強度は、前記吸収体の前記力により印加される剪断強度よりも大きい、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２３】
植え込み可能な関節外システムにおいて、骨膜と接する表面及び取り付け表面を含む基部を備えており、前記取り付け表面は、連結部に動作可能に接続するように構成されており、前記取り付け表面は、骨の上に横たわり、前記骨から置き換えられるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００７年５月１日出願の米国特許出願第１１／７４３，０９７号の一部継続出願、２００７年５月２日出願の米国特許出願第１１／７４３，６０５号の一部継続出願、２００７年７月９日出願の米国特許出願第１１／７７５，１３９号の一部継続出願、２００７年７月９日出願の米国特許出願第１１／７７５，１４９号の一部継続出願及び２００７年７月９日出願の米国特許出願第１１／７７５，１４５号の一部継続出願であり、同出願の開示をそのまま参考文献としてここに援用する。
【０００２】
ここに開示する様々な実施形態は、身体の解剖学的構造へ取り付けるための構造に、より詳細には、関節外植え込み可能な機械的エネルギー吸収システムの取り付け部材を提供する取り組みに着眼している。
【背景技術】
【０００３】
関節置換術は、現代の整形外科学において最も一般的且つ成功する手術の１つである。この手術は、関節の、痛み、炎症、損傷又は病変のある部分を、関節運動が可能になるような形状で作られた人工的な表面に置き換える段階で構成されている。変形性関節症は、関節置換術を行うことになる一般的な診断である。そのような処置は、侵襲性が高く、回復に相当な期間を必要とする最終的な治療法である。関節全置換術は、関節全形成術としてもよく知られており、関節部の全関節面を置き換える処置である。これは、関節部の１つの骨の関節面だけを置き換える関節半置換術（半関節形成術）、及び（膝のちょうど内側又はちょうど外側の大腿骨及び向脛骨の表面のような）関節部の複数の区画の中の１つだけの関節面を置き換える単一区画関節形成術と区別される。一般用語としての関節形成術は、何らかの方法で自然の関節を外科的に改造する整形外科的な処置を指す。これは、関節炎又は機能不全関節面を何か他のものに置き換える処置、骨切り術又は何か他の処置によって関節を再形成する又は再調整するために行われる処置を含む。関節置換術と同様に、それらの他の関節形成術処置も、比較的長期の回復期間及びその侵襲性の高い処置を特徴とする。以前よく行われていた関節形成術のやり方は、炎症面を隔離するために皮膚、筋肉又は腱のような何らかの他の組織を関節窩に挿入することによって関節を外科的に改造する挿入関節形成術であった。別の以前行われていた関節形成術として、間隙を充填するために瘢痕組織を残して関節面が除去される切除関節形成術があった。他の型の関節形成術としては、関節アライメントに影響を及ぼす又は関節適合性を回復又は修正する、切除（式）関節形成術、再表面形成関節形成術、モールド関節形成術、カップ関節形成術、シリコン置換関節形成術及び骨切り術があげられる。成功裏に行われた場合、関節形成術は、除去された関節面と同じ機能を関節内で果たす新しい関節面をもたらす。しかしながら、幾らかの軟骨細胞（関節連結面の生成及び維持を制御する細胞）は、関節形成術の一部として除去される又は結果的な関節解剖学的構造を克服するために残される。そのような訳で、これらの現在使用可能な治療には、軟骨を保護するものはない。
【０００４】
広く利用される型の骨切り術は、アライメントを改善するために骨を外科的に切断するものである。損傷又は疾患に起因する、負荷方向に関連する関節のミスアライメントは、力の不均衡及び罹患関節の痛みを引き起こす可能性がある。骨切り術の目標は、関節において骨を外科的に再調整し、その結果、関節全体で力を均一化することによって痛みを緩和することである。これは、更に、関節の寿命を延ばすことを可能にする。膝関節の変形性関節症に対処する場合、この処置は、関節のアライメントを変更するために膝の骨の１つの一部を切断及び再付着させることによる関節の外科的な再アライメントを含んでおり、この処置は、若年の、より活動的な又はより重篤な患者で用いられることが多い。最も頻繁に行われる、脛骨高位置骨切り術（ＨＴＯ）（膝の不整に対処するために向脛の骨（脛骨）の上端部を外科的に再アライメントする）は、変形性関節症に対処するために行われる骨切り処置であり、多くの場合、痛みを減らし機能を改善する。しかしながら、ＨＴＯは、機械的なアライメントだけに対処し、靭帯の不安定性に対処するものではない。ＨＴＯは、良好な初期結果がもたらされるが、結果は経時的に劣化する。
【０００５】
変形性関節症を治療することへの他の取り組みは、関節に存在する負荷の分析を伴う。軟骨組織及び骨は、共に、それらが経験する負荷に反応及び適応する生体組織である。負荷の基準範囲内では、骨及び軟骨組織は、健全で生存可能な状態を保つ。負荷が長期に亘って基準範囲を下回って下がる場合、骨及び軟骨組織は、より柔軟且つ脆弱（萎縮状態）になり得る。負荷が長期に亘って基準水準を上回って上がる場合、骨は、より堅固且つ強固（肥大状態）になり得る。最終的には、負荷が高くなりすぎると、後に骨、軟骨組織及び他の組織の突然の機能不全を招く場合がある。従って、外科医が関節負荷の水準を適正に制御及び指示し得ない場合、変形性関節症及び他の骨及び軟骨組織の状態の治療は、大幅に阻害される結果になる。更に、骨治癒の調査は、幾らかの機械的な刺激が、治癒反応を高めることが可能であることを示しており、軟骨組織／骨の移植片又は構造物の最適療法は、例えば特定の治療スケジュールの間など、時間が経過することで異なる水準の負荷を生じる可能性がある。従って、治療又は療法中の関節に掛かる負荷の制御を促進し、それによって健全な負荷帯域の範囲で関節を使用することを可能にする装置の必要性が存在する。
【０００６】
変形性関節症を治療することへの或る他の取り組みでは、関節での骨の運動を制御する又は関節の一方の側から他方の側へ負荷を移動させるために関節において横断負荷を掛けるように試みる支持具又は固定器のような外部装置が考えられる。多くのそれらの方法は、痛みを緩和することに幾分成功してきたが、患者のコンプライアンスの欠如又は自然な運動及び疾患関節の機能を促進及び支持することを装置ができないことが原因で最終的には不成功に終わった。任意の所与の関節で働く負荷及びその関節の骨の動作は、関節がその一部を成す身体に独自のものである。このために、それらの負荷及び動作に基づいて提案されるどのような治療も、普遍的に成功するために、このばらつきに対して責任を負う必要がある。変形性関節症を治療することへの機械的な取り組みは、これを考慮するものではなかったので、結果的に成功は限定的であった。
【０００７】
変形性関節症を治療することへの従来式の取り組みは、更に、独自の運動と組み合わせた関節の様々な構造の全ての基本機能に対して責任を負うことができなかった。関節における負荷及び動作に取り組むことに加えて、究極的に成功する取り組みは、解剖学的構造の緩衝機能及びエネルギー吸収機能を認識し、最低限の侵襲的技法を用いて植え込むことが可能でなければならない。自然の関節によって伝達される負荷を減らすように設計された従来式の装置は、標準的には、非圧縮性の比較的硬質な構造物を組み込んでいる。機械的エネルギー（Ｅ）は、或る距離（ｓ）を経た力（Ｆ）の作用である（即ち、Ｅ＝Ｆxｓ）。比較的に硬質な装置構造物は、構造に作用する力が実質的な変形を引き起こさない―実質的な距離を経て作用しない―ように構造の内部で実質的なエネルギーの蓄積ができない。このような比較的硬質な構造物のため、エネルギーは、蓄積又は吸収されるのではなく関節に対して伝達される。一方で、自然の関節は、前述のように、骨、軟骨組織、滑液、筋肉、腱、靭帯等のような異なるコンプライアンス特性の要素から成る構造物である。それらの動的要素は、実質的なエネルギー吸収及び蓄積を可能にする比較的柔軟なもの（靭帯、腱、液、軟骨組織）及び効率的なエネルギー伝達を可能にする比較的堅固なもの（骨）を含む。関節の軟骨組織は、掛けられた力を受けて圧縮され、結果的な力の変位結果は、軟骨組織によって吸収されるエネルギーに相当する。軟骨組織の液体内容物は、急激に掛けられる負荷に対する反応を強め、緩やかに掛けられる負荷に対する反応を抑制する。このようにして、軟骨組織はエネルギーを吸収及び蓄積し、更に放散するように機能する。
【０００８】
前述の適用を考慮し、身体の解剖学的構造への取り付けに有効的な構造を開発することが必要であるものと認識される。そのような構造は、身体の解剖学的構造に適合し、所望の負荷低減、エネルギー吸収、エネルギー蓄積及びエネルギー伝達を達成するように身体解剖学的構造と協働する必要がある。当該構造は、更に、関節連結部に亘って相補的な構造を取り付けるために基部を提供する必要がある。    
【０００９】
このようなインプラント構造が最適に機能するために、当該構造は、身体で併置する組織に障害を引き起こしてはならず、またその機能は、当該構造に当たる解剖学的組織及び構造の影響を受けてはならない。更に、関節を画定する部材に負荷を確実に且つ永続的に伝達する必要性が存在する。そのような伝達は、基部構造が解剖学的構造に確実に貼り付けられている場合にしか達成され得ない。このような次第で、関節運動並びに変化する負荷の両方に取り組み、更に下層の解剖学的構造を補完し、植え込み可能な関節外アッセンブリを接続するのに有効的な基部を提供する取り組みこそが必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
簡潔に、また一般的な用語で言えば、本開示は、骨に取り付けることができ、且つ植え込み可能な関節外システムと連携して使用することができる基部構成要素に着眼するものである。１つの取り組みでは、基部構成要素は、関節外植え込み可能な連結部又は機械的エネルギー吸収システムの取り付けを容易にする。
【００１１】
１つの実施形態では、連結部又はエネルギー吸収システム基部構成要素は、大腿骨及び脛骨の骨表面に合うように形成され、骨ねじで大腿骨及び脛骨の内側皮質に固定される。基部は、更に、膝関節の骨の側面又は他の関節を画定する部材のどちらか一方の側に取り付けることができる。基部構成要素は、更に、関節連結部及び膝の関節包構造を保護するように設計される。従って、関節の単一区画置換術及び全置換術を含む様々な膝の処置は、基部構成要素の除去を必要とせずにそれ以降も行うことができる。
【００１２】
１つの特定の実施形態では、基部構成要素は、骨表面と結合するように形成される内表面を有する本体を含んでいる。内表面は骨表面と接し、骨結合を増進するように多孔質仕上げ、粗面仕上げ又はエッチング加工を施すことができる。内表面は、骨結合組成物で被覆されることができる。随意的に、又は追加的に、基部構成要素は、複数の締結部材で骨表面に固定される。基部構成要素は、更に、膝の構造を回避及び保護するような形状になっている。更に、基部構成要素は、関節へ掛かる力を最適に低減する運動学的負荷吸収体を配置するために取り付け部材を骨の上に位置付けるように作られている。基部構成要素は、チタン、コバルトクロム又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から作られ得る硬質な構造である。代替的な取り組みでは、基部は、少なくとも一部分を可撓性材料から形成され得る。
【００１３】
基部構成要素は、第１の端部分に細長い直線部分を、第２の端部分に曲線状の本体部分を有する薄型の本体を含んでいると考えられる。第２の端部分は、第１の端部分と比べると隆起しており、第１の端部分から変位した平面を占めている。薄型本体の内表面は、本体の細長い直線部分に沿って伸張する高くなった部分を有している。基部構成要素は、本体の細長い部分に沿って位置付けられた複数の開口部を更に含んでいる。更に、本体は、その曲線部分に並んで位置付けられた２つの開口部を含み得る。
【００１４】
別の実施形態によれば、基部構成要素は、第１の端部、第２の端部、外表面及び内表面を有する、概ね曲線状の本体である。曲線状の本体は、本体の第２の端部が本体の第１の端部に比べて隆起しているように、非平面的である。膝関節を治療することに関連する適用では、本体の内表面は、内側上顆より上方の大腿骨の内側表面に合うように形成されている高くなった部分を含んでいる。本体は、複数の開口部を更に含んでおり、２つの開口部は、第２の端部付近に並んで位置付けられている。更に、開口部は、締結部材を受けるために異なる径路を提供している。
【００１５】
１つの特定の取り組みでは、開示する基部は、３９ｍｍ2より大きい骨結合表面積を有している。更に具体的には、大腿骨用基部構成要素は、９７１ｍｍ2の表面積を具現化し得、脛骨用構成要素は、約８８６ｍｍ2の表面積を有し得る。基部は、更に、８．３８ミリメートル（０．0３３インチ）プラスマイナス０．１２７ミリメートル（０．００５インチ）の厚さを有するチタンプラズマ溶射で被覆され得る。或いは、３５μｍプラスマイナス１０μｍ厚さになるヒドロキシアパタイトプラズマ溶射が考えられる。
【００１６】
更に、様々な大きさの基部が利用できるように作られるであろうと考えられる。その点において、解剖学的構造の予測されるばらつきの理由から、５つ以下又はそれ以上の大腿骨用基部サイズと２つ又はそれ以上の脛骨用基部サイズを医師が利用することが可能である。
【００１７】
基部は、基部構成要素及び嵌め合い骨の間の相対運動が１５０ミクロン未満になるように作られることが可能である。或る適用では、骨接続及び材料に対する基部の耐久性は、構造が５００万サイクルの機能的負荷に耐え得るようでなければならない。
【００１８】
他の特徴及び利点は、様々な実施形態の特徴を一例として図解する添付図面と併せて、以下の詳細な説明を読んで頂ければ明らかになってゆくであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】基部構成要素の１つの実施形態の斜視図である。
【図１Ｂ】骨に取り付けられた図１Ａの基部構成要素の斜視図である。
【図１Ｃ】基部構成要素の別の実施形態の斜視図である。
【図１Ｄ】骨に取り付けられた図１Ｃの基部構成要素を描写する側面図である。
【図２】大腿骨の側面図であり、関節外機械的エネルギー吸収システムのピボット点の好適な位置を示す。
【図３】骨に取り付けられた基部構成要素の別の実施形態の側面図である。
【図４】図３で示す基部構成要素の内表面の図である。
【図５】骨に取り付けられた図３で示す基部構成要素の側面図である。
【図６】骨に取り付ける基部構成要素の代替的な実施形態の側面図である。
【図７】図６で示す基部構成要素の内表面の側面図である。
【図８】図６で示す基部構成要素の内表面の斜視図である。
【図９Ａ】取り付け部材を受ける基部構成要素の端部の断面図である。
【図９Ｂ】図３で示す基部構成要素の端部の断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｂで示すスリーブの斜視図である。
【図１０Ａ】骨に取り付ける基部構成要素の内表面の別の実施形態の側面図である。
【図１０Ｂ】基部構成要素の内表面の更に別の実施形態の斜視図である。
【図１１】大腿骨に固定された基部構成要素の１つの実施形態の側面図である。
【図１２】大腿骨の内側表面に固定された基部構成要素の１つの実施形態の正面図である。
【図１３】骨に取り付ける基部構成要素の別の実施形態の斜視図である。
【図１４】図１３で示す基部構成要素の内表面の斜視図である。
【図１５Ａ】図１４で示す基部構成要素の１つの実施形態の断面図である。
【図１５Ｂ】図１４で示す基部構成要素の一部分の１つの実施形態の断面図である。
【図１６】脛骨の内側表面に取り付けられた図１３の基部構成要素の正面図である。
【図１７】脛骨の内側表面に取り付けられた図１３の基部構成要素の側面図である。
【図１８】関節外植え込み可能な機械的エネルギー吸収システムの１つの実施形態と並置関係にある基部構成要素の側面図である。
【図１９】図１８で示す実施形態の正面図である。
【図２０Ａ】可撓性領域を有する基部構成要素の側面図である。
【図２０Ｂ】可撓性領域を有する基部構成要素の側面図である。
【図２１Ａ】調整可能な基部アッセンブリの斜視図である。
【図２１Ｂ】調整可能な基部アッセンブリの斜視図である。
【図２２】基部の別の実施形態の斜視図である。
【図２３】骨の上で側面に沿って伸張する取り付け構造を備える基部アッセンブリへの第１の取り組みの斜視図である。
【図２４】側面に沿って伸張する取り付け構造を備える基部アッセンブリへの第２の取り組みの斜視図である。
【図２５】側面に沿って伸張する取り付け構造を備える基部アッセンブリへの第３の取り組みの斜視図である。
【図２６】解剖学的構造によって支持される構造を備える基部構成要素を図示する斜視図である。
【図２７】複数の構成要素を含む基部を描写する斜視図である。
【図２８】支持される基部アッセンブリへの更に別の取り組みを描写する斜視図である。
【図２９】組織成長を増進する下部構造を含む基部の斜視図である。
【図３０】成長を増進する下部構造を含む別の基部の斜視図である。
【図３１】基部構成要素への更に別の取り組みの斜視図である。
【図３２】基部構成要素への更にまた別の取り組みの斜視図である。
【図３３】スロット付きの部分を含む基部構成要素の斜視図である。
【図３４】符号付き穴を備える基部構成要素を描写する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
身体の解剖学的構造に取り付けるための基部構成要素に着眼する様々な実施形態を開示する。好適な取り組みでは、大腿骨及び脛骨用基部構成要素は、関節外植え込み可能な連結部又は機械的エネルギー吸収システムに取り付けるために提供されている。
【００２１】
特定の実施形態では、大腿骨及び脛骨用基部構成要素は、それぞれ大腿骨及び脛骨の内側表面に合うように形成されている。基部構成要素は、薄型のデザインを有し、適合する表面形状になっているので、骨に取り付けられた時に基部構成要素の輪郭を最小化し、骨要素の上で無傷性の軟組織の動作が可能になっている。基部構成要素は、１つ又はそれ以上の締結部材で骨表面に固定される。随意的に、又は追加的に、基部構成要素の内表面は、基部構成要素が骨へ骨結合していくことを増進するために修正され得る。結果的にインプラントを骨と一体化させることになる骨結合は、植え込まれた装置の上への及びその周辺における骨成長の工程であり、それによって、負荷及び応力がインプラントから直接的に骨へ伝達されることが促進される。骨結合の後、基部構成要素を骨へ取り付けるために最初に使用された締結具は、インプラントからの負荷及び応力を支持するために必要ではなくなる。
【００２２】
基部構成要素は、膝又は他の関節（例えば、指、足指、肘）への力を減らすために使用される関節外植え込み可能な連結部又は機械的エネルギー吸収システムのアンカーになるように作られ得る。基部構成要素は、更に、関節の結合部及び包構造を回避しながら、関節外植え込み可能な連結部又は機械的エネルギー吸収システムから骨へ掛かる負荷を分散するように設計され得る。
【００２３】
基部の様々な形状を考え説明している。更に、医師が利用できるように様々な大きさの且つ類似の形状をした基部が、作られるであろうと考えられるので、様々な大きさ及び形状をした骨への適切な嵌め合いを達成することが可能になる。その点において、５つ以下又はそれ以上の異なる大腿骨用の基部及び２つ又はそれ以上の異なる脛骨用基部を医師が利用することが可能であると考えられる。
【００２４】
ここに開示する基部構成要素は、骨プレートとは異なる及び識別される構造である。米国整形外科医学会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ  Ｓｕｒｇｅｏｎｓ）で定義されるように、骨プレートは、骨の砕かれた端部をまとめて保持する内部スプリントである。一方、ここに開示する基部構成要素は、植え込まれた関節外システムの連結部から関節の骨まで繋げて負荷を伝達するように設計されている。更に、骨プレートシステムの負荷状態は、取り付けられている骨の生理学的負荷に直接的に比例するが、これとは対照的に、基部の負荷状態は、骨の生理学的負荷状態に直接的には比例せずに、繋がれる連結部の負荷状態に直接的に比例する。様々な実施形態では、基部構成要素は、基部構成要素を骨に固定するために使用される締結部材及び／又は基部構成要素上の１つ又はそれ以上の骨結合区域の組み合わせを通じて負荷を伝達するように作られている。
【００２５】
さらに、骨結合表面に関する以前の取り組み及び研究は、繰り返し負荷を考慮していなかった。而して、ここに開示する基部への取り組みは、その領域の必要性に取り組むものであり、厳密には、繰り返し負荷の下で皮質外骨成長を達成する取り組みを提供する。或る開示する適用では、約３ＭＰａ又はそれ以上の剪断強度が予測され得る。
【００２６】
これより図面を参照してゆくが、各図、より詳細には図１から図２０Ｂを通して類似の番号は、同じ又は類似の部品を表しており、骨に固定することのできる基部構成要素の様々な実施形態が示されている。１つの特定の適用では、基部構成要素は、関節を画定する部材に貼り付けられるように作られている。更に、１つの特に特定の取り組みでは、基部は、骨膜と接する表面を含むように作られ得る。
【００２７】
次に図１Ａから図１Ｂを参照すると、大腿骨の内側表面に固定することができる基部構成要素１が図示されている。しかしながら、基部構成要素１は、大腿骨の側面、脛骨又は身体の他の解剖学的構造上に固定されるように作られ得るものと認識頂きたい。基部構成要素１は、外表面３及び内表面５を含んでいる。基部構成要素の外表面３は、薄型形状を有し、基部構成要素が骨に貼り付けられる時に周辺の組織に損傷を与える可能性のあるどのような縁部又は表面も無いように曲線状になっている。基部構成要素１は、点１７（図２）に隣接する連結構造１５を配置する固定穴２を含んでいる。大腿骨用基部構成要素１は、図２の膝回転の中心１９の周囲に配置されるように意図されている。１つの実施形態によれば、基部構成要素１は、連結構造１５が内側上顆で膝の回転中心１９より約６ｍｍ前方且つ約１ｍｍ上方に位置付けられるように大腿骨に取り付けられる。そのような間隔は、それぞれの開示される実施形態にとって適切であるようにあけられる。この位置にエネルギー吸収構成要素を取り付けることで、関節外機械的エネルギー吸収システムは、人の歩行の踵が当たってつま先が離れるまでの段階の間力を減らすことが可能になる。或いは、基部構成要素は、人の歩行の異なる段階の間力を減らすために大腿骨の異なる位置に取り付けられてもよい。
【００２８】
図１Ｃから図１Ｄは、大腿骨の内側表面に取り付けることができる基部構成要素１の別の実施形態を図示している。先と同様に、基部構成要素１のこの実施形態は、他の解剖学的構造でも同様に側面に沿って配置され得るという特徴がある。基部構成要素１は、膝包及び膝関節の関連付けられる構造を回避するために骨表面より高い位置で先細の固定開口部２を吊るすために高くなった表面９を含んでいる。先細の固定開口部２は、関節包の表面から約１０ｍｍ又はそれ未満オフセットされるように考えられる。１つの特定の実施形態では、先細の固定開口部２は、包構造から約３ｍｍオフセットされている。別の取り組みでは、先細の固定開口部２は、包構造から約６ｍｍオフセットされている。従って、基部構成要素１は、ＡＣＬ又はＰＣＬ修理又は置換、Ｐｅｓ置換又は全膝置換のような処置のために膝を保護しながら、関節外装置を膝関節に配置することを可能にする。
【００２９】
基部構成要素１の内表面は、骨表面に直接的に接するように形成されるものと考えられる。内表面は、前方から後方に向かって更に上方から下方に向かって曲線状になり得る。１つの実施形態によれば、内表面は、身体の長骨の皮質への骨結合を誘発する１つ又はそれ以上の組成物を含んでいる。内表面は、２７．２２ｋｇ（４０ｌｂ）の負荷支持からもたらされる予測剪断力を支持することが求められる骨表面区域までの基部構成要素１を示している。或いは、内表面５には、骨結合性能を高めるために粗面仕上げ又はエッチング加工が施されている。
【００３０】
骨結合区域の表面積は、関節外機械的エネルギー吸収システムによって関節で支持される力に比例している。例えば、大腿骨へ確実に固定するため及び運動学的負荷吸収体の４ｍｍの圧縮で１８キログラム（４０ポンド）を支持するための内表面の表面積は、最小でも３９ｍｍ2である。より大きい表面が他の実施形態で使用される際には、安全要素を基部構成要素に組み込み得る。例えば、大腿骨用基部構成要素は、約９７１ｍｍ2の骨結合表面積を含み得る。或いは、脛骨用基部構成要素は、約８８６ｍｍ2の骨結合表面積を含む。
【００３１】
或る実施形態では、吸収体から基部構成要素へ伝達される負荷は、経時的に変化し得る。例えば、基部構成要素が、最初に骨に固定される時、締結部材は全ての負荷を支持する。時間が経過し、基部構成要素が下層の骨と骨結合するにつれ、締結部材及び骨結合した表面の両方が、植え込まれたシステムから掛けられる負荷を支持する。基部構成要素が完全に下層の骨と骨結合すると、骨結合区域は、（全部ではないにしても）ほとんどの負荷を支持する。同じ理由から、エネルギー吸収システムは、不活性状態に構成され、十分な骨結合が発生した後初めて装置を活性化するように作られ得る。
【００３２】
或いは、インプラントは、一時的な使用を目的とする場合があり、その際構成要素の取り除き易さは重要である。この場合、骨成長は望ましいものではない。骨成長を阻止するために、無孔性被覆が施され、骨成長を助長しない代替的な表面幾何学及び／又は材料が使用され得、更に締結具は、植え込み期間に亘って連結負荷の１００％を支持するように設計される。
【００３３】
基部構成要素は、基部構成要素を骨に永続的に固定するために使用される締結部材を受けるのに適した大きさになっている複数の開口部７を更に含んでいる。開口部７は、圧縮ねじ及び／又は固定ねじのような締結部材を受けることができる貫通穴を画定している。図１Ａから図１Ｄで示すように、開口部７は、基部構成要素１の外表面３の周辺部に間隔をあけて配置されている。１つの実施形態では、開口部は、開口部が先細の固定開口部２のできるだけ近くに位置付けられるように、外表面３に配置され得る。開口部７は、基部構成要素を骨から取り外すために必要な引き抜き力を更に最大化するように、分岐するボア径路を更に有し得る。開口部の数及び径路は、代替的な実施形態では多様であってもよい。
【００３４】
図３から図４は、基部構成要素１０の別の実施形態を図示している。基部構成要素は、図２で示す内側上顆上で膝回転の中心１９より上方且つ前方の点１７に取り付け部材（図示せず）を配置するように作られる本体を含んでいる。基部構成要素１０は、骨の表面に沿って伸張する骨結合ロッド２５を更に含んでいる。骨結合ロッド２５は、骨表面の形状に従うものと考えられる。従って、骨結合ロッド２５は、可鍛性材料で作られ得る。別の実施形態では、骨結合ロッド２５は、図３から図４で示すように、骨表面を貫通するように作られ得る。骨結合ロッド２５は、骨に植え込まれたシステムの力を伝達することを可能にする十分な表面積を有している。１つの実施形態によれば、骨結合ロッド２５の全ての表面は、骨成長を増進するような材料を含む又は処理が施される。
【００３５】
図３から図４で示すように、基部構成要素１０は、複数の開口部１１、１９、２２、２４を含んでいる。開口部１１は、基部構成要素１０を骨に一時的に位置付けるために使用される標準Ｋワイヤを受けるのに適した大きさの直径を有している。開口部１９、２２、２４は、基部構成要素を骨に永続的に固定するために使用される締結部材を受けるのに適した大きさになっている。開口部１９は、圧縮ねじ用の貫通穴を画定しており、開口部２２、２４は、固定ねじを受けるように作られている。１つの実施形態では、固定ねじ開口部２２、２４には、ねじが切られている。図３から図４で示すように、開口部２２、２４は、基部構成要素を骨に確実に固定する締結具を受け、引き抜き力を最大化するために基部構成要素の取り付け端部１５付近に位置付けられている。開口部２２、２４は、基部構成要素を骨から取り外すために必要な引っ張り力を更に最大化するために分岐するボア径路を更に有し得る。開口部の数及び径路は、代替的な実施形態では多様であってもよい。支柱アクセスポート１３は、基部構成要素１０の取り付け端部１５付近に設けられている（例として図５参照）。支柱アクセスポート１３は、取り付け部材の支柱２３を基部構成要素から押し出すことによって、取り付け部材（図示せず）を基部構成要素１０から取り外すことを可能にするツールを受けるのに適した大きさになっている。開口部２６は、骨の再形成を刺激することができる皮質骨表面上の応力分布を変える。骨は、これらの穴の中へ成長することができ、骨インプラント接合部の剪断強度を更に増す。
【００３６】
次に図６を参照すると、大腿骨に取り付けることができる基部構成要素１０の現在好適な実施形態を示している。基部構成要素１０は、細長い部分１２及び曲線部分１４を有する本体を含んでいる。本体は概ね細く、丸みを帯びた第１の端部１６及び角張った第２の端部１８を有している。様々な実施形態では、第２の端部１８は、取り付け具及び／又は関節でエネルギーを吸収する装置に取り付けられるように作られている。図６で示すように、本体の上表面は、本体の中心が本体の縁部より厚くなるように概ね曲線状になっている。基部構成要素１０は、構成要素が大腿骨のような身体の解剖学的構造に繋がれる時に、そのようになっていなければ周囲の組織に損傷をもたらす可能性のある鋭角な部分を出来るだけ少なくするために丸みを帯びた縁部を更に含んでいる。
【００３７】
図７で示すように、本体は、締結部材を受けるように作られた複数の開口部２０及び２１を更に含んでいる。開口部２０及び２１は、本体の細長い部分の中心に沿って一直線上に配置されている。本体１２の細長い部分の開口部２０及び２１は、締結部材が大腿骨の骨結合区域に接するように配置される。１つの実施形態によれば、開口部２０及び２１は、基部構成要素１０を骨表面上に圧迫する圧縮ねじを受け入れるように作られている。圧縮ねじは、ユニコーティカル（ｕｎｉ−ｃｏｒｔｉｃａｌ）又はバイコーティカル（ｂｉｃｏｒｔｉｃａｌ）デザインの何れかの網状ネジであってもよい。開口部２０は、特定のねじサイズを収容するのに適した大きさになっている。
【００３８】
更に、２つの開口部２２、２４が、本体の曲線部分１４に設けられている。開口部２２、２４は、その中を貫通して挿入される締結部材（図１１から図１２で示すように）が大腿骨の回転中心の近くに構成されるように位置付けられている。１つの実施形態では、締結部材２２、２４は、固定ねじであり、開口部２２、２４は、固定ねじの類似構造と係合するネジ山を含んでいる。固定ねじは、基部構成要素１０及びその嵌め合い骨の間の相対的な動作が１５０ミクロン未満になるように、基部を骨に確実に錨着するものと認識頂きたい。固定ねじは、基部構成要素の微細運動が基部構成要素の骨結合を妨げるので、基部構成要素を安定させる働きをする。
【００３９】
更に、開口部２０、２１、２２、２４は、引き抜き力を最大化する締結部材径路を提供し、よって基部構成要素が骨から分離する可能性を最小限に抑える方向に向けることが可能である。１つの実施形態によれば、開口部の径路は、開口部径路が基部構成要素１０に掛かる剪断負荷力に対して垂直又はほぼ垂直になるような方向に向けられている。例えば、本体の曲線部分１４の２つの開口部２２、２４は、後方開口部２２が下向き径路に締結部材を配置しており、（図１８参照）、前方開口部２４が上向き径路に締結部材を配置している（図１９参照）ように、異なる締結部材径路を有している。
【００４０】
開口部２０、２１、２２、２４には、図１０で示すように、締結部材が基部本体の表面より下方に座することを可能にする皿穴を開けることができる。１つの特定の取り組みでは、開口部２０は、４．００ｍｍネジを収容するのに適した大きさになっている。他の取り組みでは、開口部２０は、３．５ｍｍ、４．５ｍｍ、５．０ｍｍ又は６．５ｍｍねじを収容するのに適した大きさになり得る。
【００４１】
好適な実施形態では、基部構成要素１０の細長い部分の２つの開口部２０は、３．５ｍｍバイコーティカル（ｂｉｃｏｒｔｉｃａｌ）圧縮ねじを収容するのに適した大きさ及びねじ切り形状になっている。基部構成要素の細長い部分の最も下方の開口部２１は、６．５ｍｍユニコーティカル（ｕｎｉｃｏｒｔｉｃａｌ）圧縮ねじを収容するのに適した大きさになっている。本体の曲線部分１４の開口部２２、２４は、４．５ｍｍ固定ねじを収容するのに適した大きさ及びねじ切り形状になっている。
【００４２】
ねじは、基部構成要素１０を骨に固定するために使用されるが、当業者には理解頂けるように、基部構成要素を骨に固定するために周知の又は以前開発された、どのような締結部材を使用してもよい。例えば、他の実施形態では、モリーボルト又はトグルボルトに類似する締結装置が、基部構成要素を骨に固定するために使用されている。更に、図１から図１１は、５つの締結具開口部２０、２１、２２、２４を有する基部構成要素１０を図示しているが、しかしながら、基部構成要素の他の実施形態は、様々なネジ径路を有する任意の数の開口部を有し得るものと考えられる。
【００４３】
図６に戻って参照すると、基部構成要素１０は、基部構成要素を骨の上で一直線上に配置するために使用され得る複数の穴２６を更に含んでいる。随意的には、基部構成要素１０は、骨成長を増進することで基部構成要素の安定性を改善するために複数の穴（図示せず）を含んでいてもよい。この点に関して、締結部材によってそこへ貼り付ける間、基部の骨に対するアライメントを維持するためにＫワイヤを穴２６に通して構成することができる。
【００４４】
図７は、基部構成要素１０の内表面２８の図を示している。示すように、内表面２８は、骨結合性能を高めるために粗面仕上げ又はエッチング加工を施した表面である。或いは、内表面２８は、骨成長を誘発するように修正される。而して、骨結合は、機械的な噛み合わせを通して又は化学的負荷の結果獲得され得る。例えば、内表面２８は、骨形態形成タンパク質2（ＢＭＰ−２）、ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）、チタン、コバルトクロムビーズ又は何らかの他の骨発生物質で被覆され得る。１つの実施形態によれば、約０．８３８２ｍｍ（０．０３３ｉｎ）±０．１２７ｍｍ（０．００５ｉｎ）の厚さを有するチタンプラズマ溶射が、内表面２８に施される。別の実施形態では、約３５μｍ±１０μｍの厚さを有するＨＡプラズマ溶射が、骨結合を促進するために施される。
【００４５】
図７で示すように、内表面２８は、基部構成要素１０の近位端部３０の第１の曲率半径及び内表面の遠位端部３２の第２の曲率半径を有しており、第１の曲率半径は第２の曲率半径より大きい。或いは、第１の曲率半径は、第２の曲率半径より小さい。別の実施形態では、第１及び第２の曲率半径は、ほぼ等しい。
【００４６】
更に、図８で最もよく分かるように、内表面２８は、基部構成要素１０の近位端部３０から基部構成要素の遠位端部３２へ移行するにつれて概ね螺旋形状になっている。即ち、内表面２８は、内表面の最上部から内表面の底部まで移行するにつれて捩じれている。内表面２８の螺旋形状は、遠位方向に（大腿骨を下る）且つ後方的に（正面から背面へ）移行する際に、大腿骨の形状に概ね沿っている。従って、内表面２８の輪郭形成は、大腿骨の内側表面に貼り付けられる際に、基部構成要素１０の全体的な輪郭を小さくすることに役立っている。更に、内表面２８の輪郭形成は、基部構成要素が大腿骨と接する表面積を増やし、その結果負荷分布性が高まっている。
【００４７】
更に、図８で示すように、基部構成要素１０の端部１８は、ボア４０を含んでいる。ボア４０は、取り付け部材１５の支柱（図９Ｂ参照）を受けるのに適した大きさになっている。１つの実施形態によれば、ボア４０は、一定の内径を有している。或いは、ボア４０は、先細になっている（例えば、ボアの開口部から離れるにつれ、内径は小さくなっている）。更に別の実施形態では、図９Ａで示すように、漏斗状形状４６が、ボア４０の開口部の周囲に設けられている。漏斗状形状４６は、取り付け部材をボアの中へ挿入し易くするためのガイドとしての役割を果たす。基部構成要素１０の端部１８は、基部構成要素の上で取り付け部材（図示せず）を適正な方向に向けるアライメント部材４２を更に含んでいる。
【００４８】
図９Ｂから図９Ｃは、スリーブ４４を含む基部構成要素１０のボア４０の１つの実施形態の断面図を図示している。スリーブ４４は、取り付け部材及び基部構成要素の間に望ましい確実な嵌め合いを提供しながら、ボア４０への損傷を防止する材料の犠牲要素としての役割を果たしている。１つの実施形態では、スリーブ４４は、ボア４０の中へ圧入される。スリーブ４４の内径は、一定であり得、又は代替的に外径が可変的になっている。更に、１つ又はそれ以上のリングを、ボア４０の外径に設けることができる。スリーブ４４をボア４０の中へ挿入する際、外径上のリング４８は変形し、これによって基部構成要素１０及び取り付け部材１５の間に確実な接続を提供する。更に、スリーブ４４は、取り付け部材１５を基部構成要素１０から取り外すことを容易にする。更に、基部構成要素の長さを変えるために、間置セグメントを骨構成要素１０の端部１８に設置することができる。二部分型の基部／取り付け部材システムは、基部を骨へ望ましく取り付ける方法及びリンクアッセンブリを取り付けるより単純な手術技法を提供する。このシステムは、更に、基部構成要素の取り外し又は取り替えをせずに、連結部／取り付け部材アッセンブリのシース（図示せず）及び／又は摩耗部品を取り外し可能及び／又は取り替え可能にさせる。更に、このシステムでは、連結部／取り付け部材アッセンブリの摩耗部品と基部構成要素を異なる材料にすることができる。例えば、基部構成要素は、骨結合を増進するチタン又はチタン合金であり得、摩耗部品は、コバルトクロム（例えば、Ｂｉｏｄｕｒ  ＣＣＭ  Ｐｌｕｓ）、セラミック又は、微粒子材料を生成するとすれば、最小量の微粒子材料又は最小サイズの微粒子材料しか発生しない他の耐久性材料のような、更により硬質な材料であり得る。
【００４９】
図１０Ａを参照すると、基部構成要素の内表面２８の別の実施形態を示しており、内表面から突出する複数のスパイク３４を有している。図１０Ａで示すスパイク３４は、固体であるが、スパイク（図示せず）は、骨成長を増進する内部ボア（針のような）を更に含み得るものと考えられる。１つの実施形態によれば、スパイク３４は、重要な解剖学的構造（例えば、骨膜血管）を保護する、引き抜き力を高める（即ち、構成要素を骨から引き離すために必要なより大きい力）、及び／又は骨結合を刺激する目的で、内表面２８の何れかの場所に（例えば、無作為に分散して又は１つ又はそれ以上の区域に集中して）配置され得る。スパイク３４は、基部構成要素１０の内表面２８から約２ｍｍ伸張し得る。当業者には理解頂けるように、有用なスパイク長であればどのようなものでも考えられる。更に別の実施形態では、図１０Ｂで示すように、１つ又はそれ以上の中空ツメ３６が内表面上に２８に設けられている。ツメ３６は、空洞開口部（即ち、ツメの壁は形状の外周を形成している）を有しており、それによって骨結合及び基部構成要素１０への安定性を増進するどのような形状（例えば、長方形、三角形又は何らかの多角形の形状）であってもよい。
【００５０】
図１１から図１２は、大腿骨の内側表面に貼り付けられた基部構成要素１０を図示している。図１２で最もよく分かるように、基部構成要素１０は、骨に取り付けられた時、概ね薄型形状を有している。基部構成要素１０は、基部構成要素の第２の端部１８を大腿骨の回転中心に近づけて配置する時に、内側の側副靭帯のような、これに限定するわけではないが、重要な解剖学的構造を保護するために大腿骨の内側表面に貼り付けられる。更に、基部構成要素１０の曲線部分１４は、装置の薄型形状を維持しながら、重要構造を回避するために骨の表面からオフセットして配置されている。
【００５１】
図１から図１２で示す基部構成要素１０は、左大腿骨の内側表面に固定されるように作られている。図１から図１２で示す基部構成要素１０の鏡像は、右大腿骨の内側表面に固定し得るものであると理解頂きたい。代替的な実施形態では、基部構成要素は、左又は右大腿骨の外側表面に固定されるように作られ得る。更に別の取り組みでは、基部構成要素は、左又は右大腿骨の外側及び内側の両方の表面に固定し得る。
【００５２】
脛骨の内側表面に取り付け可能な基部構成要素６０の現在好適な実施形態は、図１３に描写される。示すように、脛骨用基部構成要素６０は、全体的に曲線形状を有している。基部構成要素６０は、主本体部分６２及びアーム部分６４を含んでいる。基部構成要素６０のアーム部分６４は、所望の関節全体のアライメントを提供するために、連結部又は吸収体アッセンブリを脛骨プラトーに対してほぼ垂直に配置するような形状になっている。或いは、アーム部分６４は、いくらかのトルクを関節全体に提供するために、脛骨プラトーに対して角度を成していてもよい。本体の上表面は、本体の中心が本体の縁部より厚くなっている凸面を成している。基部構成要素６０は、構成要素が脛骨に繋がれる時に、そのようになっていなければ周囲の組織に損傷をもたらす可能性のある鋭角な部分を出来るだけ少なくするために丸みを帯びた縁部を更に含んでいる。主本体部分６２は、概ね細く、丸みを帯びた第１の端部６６及び角張った第２の端部６８を含んでいる。様々な実施形態では、第２の端部６８は、取り付け具及び関節でエネルギーを吸収する装置に取り付けられるように作られている。主本体部分６２は、脛骨に接する基部構成要素６０の一部である。アーム部分６４は、骨から側面に沿ってオフセットしている（即ち、アーム部分は脛骨に接しない）。基部構成要素６０のアーム部分６４は、骨からオフセットされ、基部構成要素は、骨に取り付けられた時、薄型形状を画定する。
【００５３】
図１３から図１７で示すように、基部構成要素６０は、複数の開口部７０を更に含んでいる。開口部７０は、基部構成要素６０の中心に沿って一直線上に配置されている。開口部７０は、ねじが脛骨の骨結合区域に接するように配置されている。更に、２つの開口部７２、７４は、基部構成要素６０のアーム部分６４に設けられている。２つの開口部７２、７４は、ねじ（図１８から図１９で示すように）が基部構成要素の端部で取り付け部材（図示せず）の取り付け位置に近づけて取り付けられるように位置付けられている。
【００５４】
更に、開口部７０、７２、７４は、引っ張り力を最大化し、それによって基部構成要素６０が骨から分離する可能性を最小限に抑える締結部材に異なる径路を提供する方向に向けられている。１つの実施形態によれば、開口部の径路は、穴径路が基部構成要素１０に掛かる剪断負荷力に対して垂直又はほぼ垂直になるような方向に向けられている。例えば、図１９で示すように、基部構成要素のアーム部分６４の２つの開口部７２、７４は、異なる径路を有しており、後方開口部７２は、上向き径路に締結部材を配置しており、前方開口部７４は、幾らか上向き径路に締結部材を配置している。
【００５５】
開口部７０、７２、７４は、図１６から図１７で示すように、締結部材のヘッドが本体の表面より下方に座することを可能にする皿穴をあけることができる。１つの実施形態によれば、開口部７０、７２、７４は、４．０ｍｍ直径の締結部材を収容するのに適した大きさになっている。他の実施形態では、開口部７２、７４は、３．５ｍｍ、４．５ｍｍ又は５．０ｍｍ直径の締結部材を収容するのに適した大きさになり得る。更に、開口部７０、７２、７４の内部ボアは、固定ねじに使用するためにねじが切られ得る（即ち、ねじのヘッドは、ねじ穴のボアでネジ山と係合するネジ山を更に含んでいる）。好適な取り組みでは、圧縮ねじ及び固定ねじの組み合わせが、基部構成要素６０を骨に固定するために使用されている。
【００５６】
大腿骨及び脛骨用基部構成要素１０、６０を骨に固定するためにねじが使用されているが、当業者には理解頂けるように、所望の貼り付けを遂行するために周知の又は以前開発された、どのような締結部材を使用してもよい。図６から図７及び図１３から図１４で描写される基部構成要素１０、６０は、５つの開口部を有する構造を図解しているが、基部構成要素の他の実施形態は、任意の数の開口部を有し得るものと考えられる。更に、開口部は、締結部材が異なる径路を有するように向けられ得る。
【００５７】
図１３から図１７で示すように、脛骨用基部構成要素６０は、脛骨の上での基部構成要素６０のアライメントの間に使用され得、Ｋワイヤのような構造を受けるのに適した大きさであり得る複数の穴７６を更に含んでいる。随意的には、基部構成要素６０は、骨成長を増進することで基部構成要素の安定性を改善するために複数の穴（図示せず）を含んでいてもよい。
【００５８】
図１４は、脛骨用基部構成要素６０の内表面７８の斜視図を図示している。内表面７８は、２７．２２ｋｇ（６０ｌｂ）の負荷支持からもたらされる予測剪断力を支持することが求められる骨表面アーチまでの基部を示している。図１４で示すように、内表面７８は、骨結合性能を高めるために粗面仕上げの表面になっている。代替的に又は追加的に、内表面７８は、骨成長を誘発するために被覆されている。例えば、内表面７８は、骨形態形成タンパク質２（ＢＭＰ−２）又はヒドロキシアパタイト、チタン、コバルトクロムビーズで被覆され得る。図１５Ａから図１５Ｂで示すように、内表面７８は、基部構成要素６０及び脛骨の間で適切な接触を増進するように形成された表面になっている。従って、内表面は、基部構成要素６０が基部構成要素から脛骨へ負荷を吸収及び伝達することを促進している。図１０Ａから図１０Ｂで開示する実施形態と同様に、基部構成要素６０の内表面７８は、１つ又はそれ以上のスパイク又はツメを含み得る。
【００５９】
図１５Ａから図１５Ｂは、脛骨用基部構成要素６０の内表面７８の断面図である。図１５Ａで示すように、内表面７８は、内表面７８の最上表面８０及び縁部８２に施された骨結合被覆を有している。別の取り組みでは、骨結合被覆（図示せず）は、内表面にだけ施されている。図１５Ｂは、別の実施形態を図示しており、内表面７８の上の骨結合被覆８４の一部は、盛り上がった形状になっている（即ち、内表面７８の平面より上方へ伸張している）。脛骨用基部構成要素６０が骨に貼り付けられると、盛り上がった被覆８４表面は圧縮され、それによって、基部構成要素の微細動作が抑制される。盛り上がった被覆８４は、更に、圧縮力を内表面７８の中央部に集中させる。
【００６０】
図１６から図１７を参照すると、脛骨用基部構成要素６０は、骨に取り付けられた時、概ね薄型形状を有している。基部構成要素６０は、基部構成要素の第２の端部６８を脛骨のピボット点に近づけて配置する時に、内側の側副靭帯のような、これに限定するわけではないが、重要な解剖学的構造を保護するために、脛骨の内側表面に取り付けられる。図１６で最もよく分かるように、基部構成要素６０のアーム部分６４も、基部構成要素の薄型形状を維持しながら、重要構造を回避するために脛骨の表面からオフセットされている。
【００６１】
図１３から図１７で示す脛骨用基部構成要素６０は、左脛骨の内側表面に固定されるように作られている。当業者には理解頂けるように、図１３から図１７で示す基部構成要素６０の鏡像は、右脛骨の内側表面に固定し得る。更に、基部構成要素は、左又は右脛骨の外側表面に固定されるように作られ得る。別の取り組みでは、基部構成要素は、脛骨及び大腿骨の両方の外側表面に繋がれるように作られ得る。更に別の実施形態では、基部構成要素は、左又は右脛骨の外側及び内側表面の両方に固定され得る。
【００６２】
図１８から図１９は、大腿骨及び脛骨用基部構成要素１０、６０の第２の端部１８、６８にそれぞれ繋がれる関節外植え込み可能な機械的エネルギー吸収システム１００の１つの実施形態を図示している。基部構成要素１０、６０によって提供される接続を通して、機械的エネルギー吸収システム１００は、膝関節から所望の力を減らすように機能することができる。骨に基部を配置することは、吸収システムを取り除いた後であっても基部を所定の位置に残しながら、ＴＫＡのような、更なる処置を、関節で実施することができるように行われるものと更に理解頂きたい。更に、吸収システムは、基部構成要素を交換する必要もなく交換することができ、全ての摩耗要素を取り除くことになる。
【００６３】
基部構成要素の様々な実施形態は、幅広い材料から作られ得る。１つの実施形態によれば、基部構成要素は、チタン、ステンレス鋼、コバルトクロムのような、これらに限定するわけではないが、金属及び合金から作られている。或いは、基部構成要素は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）のような、これに限定するわけではないが、熱可塑性材料から作られている。基部構成要素の様々な実施形態は、硬質な構造である。
【００６４】
図２０Ａから図２０Ｂは、曲げる及び／又は捩じることができる可撓性領域１１２、１２２を部分的に有する脛骨用基部構成要素１１０及び大腿骨用基部構成要素１２０を図示している。示すように、各基部構成要素１１０、１２０は、硬質区分１１４、１２４及び可撓性領域１１２、１２２を含んでいる。基部構成要素１１０、１２０の硬質区分１１４、１２４は、骨に取り付けることができ、骨結合表面を含み得る。基部構成要素１１０、１２０の可撓性領域１１２、１２２は、基部から伸張しており、追加的な負荷バイパス機能を提供している。基部構成要素１１０、１２０の可撓性領域１１２、１１４は、可撓性領域が屈曲される時に線形又は非線形ばね力を加える。更に、可撓性領域１１２、１２２は、骨の上で適切な取り付け位置を見つけるために必要な或る程度の精度を最小限に抑えることによって、基部構成要素を骨に配置する場合に調整機能を提供する。可撓性領域１１２、１２２は、更に、基部構成要素１１０、１２０の安定性を保護するために、過負荷状況において付加的な力を吸収するためにも使用され得るものと考えられる。
【００６５】
基部の様々な他の実施形態が考えられる。そのような基部は、１つ又はそれ以上の先に述べた特徴を組み込むことが可能である又はそれ自体と別の構造を具現化することが可能である。
【００６６】
特に、図２１Ａ及び図２１Ｂで示すように、１つ又はそれ以上の基部は、調整構造を含み得る。ここでは、基部１３０は、互いにそれぞれが滑動可能な２つの要素１３２、１３４を含み得る。最上部要素１３２は、１つ又はそれ以上の貫通穴を最初には含まずに、締結部材が力を加えることで挿入され貫通し得る材料で形成されることができ、底部要素１３４は、予め機械加工された貫通穴を含み得る。而して、最上部要素１３２は、底部要素に対して調整することができ、調整された並置関係は、アッセンブリを身体の解剖学的構造に取り付けるために採用された締結部材を用いて設置され得る。結果的に、そのような交互性は、エネルギー吸収システムアッセンブリの吸収体要素の動作を所望のように調整することにつながり得る。更に、材料が、力を吸収することを目的とした可撓性構造を画定するように、基部用の材料は選択されるべきものと考えられる。更なる負荷が可撓性基部に伝達されるように、エネルギー吸収装置の下部構造が、画定された最大負荷位置を含む場合には、そのような取り組みは、有用である。
【００６７】
更に、基部１３６を、図２２から図２５で示すように皮質骨に取り付けるように作ることが可能である。それらの取り組みでは、基部１３６は、皮質骨へ取り付けることが可能になる取り付け穴を含む延長部１３８（図２２参照）を有し得る。更に、基部１３６は、骨の外側表面の周囲へ伸張し、それによって皮質骨と接続可能になる部分１４０を含み得る（図２３から図２５参照）。図２２から図２４で描写するように、それらの取り組みの幾つかは、エネルギー吸収装置又は他の構造へ解除可能に取り付けるための取り外し可能な連結ピン下部構造１４２を更に含み得る。更に、全ての開示する取り組みと同様に、それらの実施形態は、図２３及び図２４で表示するような、骨成長を増進する表面１４６を含み得る。更に、図２５で特異的に示すように、取り外し可能なピン下部構造１４２は、それ自体が基部１３６から取り外し可能になっている延長部１５０に形成され得る。
【００６８】
更に別の実施形態では、基部構成要素は、追加的な支持のために周辺の解剖学的構造に依存する構造を含み得る。例えば、図２６で示すように、基部１６０は、腓骨１６２へ伸張し且つその上に被さる構造を含み得る。更に、図２７で示すように、基部アッセンブリ１７０は、骨の反対側に取り付けられる複数の要素を含み得、複数の要素のうちの１つからもう１つの要素へ伸張する拘束クロスバー１７２を更に含み得る。
【００６９】
同様に、図２９で描写するように、エネルギー吸収又は他の装置１８０のための支持は、関節の反対側から獲得され得る。例えば、装置の一方の端部は、外側に配置された基部１８２によって支持され得、もう一方は、内側に配置された基部１８４によって支持され得る。そのようにするために、ロッド１８６は、外側に設定されて植え込まれた装置から内側の側基部１８４まで骨の内部を横断して設置され得る。この方法では、骨への望ましい嵌め合いを達成することを可能にするために、必要であれば、病変した又は複雑な解剖学的構造を回避することが可能である。
【００７０】
次に図２９から図３２を参照すると、基部１９０の更に別の考えられる実施形態を図示している。そのような基部は、締結部材用の単純な貫通穴１９２（図２９及び図３２）を有し得る、或いはそのような穴は、皿穴１９４（図３１）を含み得る。更に、締結穴は、図３０に示すようにねじヘッド受け口１９６を画定し得る。更に、考えられる基部は、例えばスパイク１９８（図２９及び図３２）又は回転スプール２００（図３０）を含むことなどによって骨への接続を達成する様々な取り組みを具現化することができる。更に、基部１９０は、骨の噛み合わせ成長のために１ｍｍ未満の直径を有する穴のような小さい穴２０２（図２９）を含み得る。
【００７１】
最後に、図３３で示すように、基部２１０は、対応する構造を受けるスロット付きの領域２１２を含み得る。更に、基部２１６に形成される穴２１４は、医師が適切な締結部材を選択し易くするために、番号が付される又は他の方法で識別することを可能にすることができる。
【００７２】
上述の様々な実施形態は、説明のためだけに提供されており、特許請求する発明に制限を課すものと解釈されるべきではない。ここに図解及び説明する例示の実施形態及び適用に従うことなく且つ以下の特許請求の範囲で説明される、特許請求する発明の真の精神及び範囲を逸脱することなく特許請求する発明に行うことができる様々な修正及び変更を当業者は容易に理解されるであろう。その点において、所望の構造を提供するために、開示する実施形態の幾つかに見られる様々な特徴を、開示する実施形態の中の他の実施形態に組み込むことができる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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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２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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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２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
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