(57)【要約】  前十字靭帯（ＡＣＬ）代替付膝関節置換の方法および器具を提供する。一般に、方法および器具が膝関節が膝関節のＡＣＬの代替と共に部分または全部置換される。1つの実施形態で、膝置換人工器官が内側または外側大腿骨インプラント、大腿骨顆間ノッチ構造、内側または外側脛骨インサート、およびＡＣＬ代替部材を含む。ＡＣＬ代替部材が、膝動作の間および／または初期膝屈曲のみの間に大腿骨顆間ノッチ構造と係合するように構成される。【選択図】図１
2014524809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の頸骨に固定されるように構成された下側面、および反対の上側面を有する頸骨インプラントと、
前記頸骨に係合可能で、下側面および反対の上側面を有する大腿骨インプラントであって、前記上側面が患者の大腿骨に固定されるように構成され、前記頸骨インプラントが前記頸骨に固定されかつ該大腿骨インプラントが大腿骨に固定されるときに、前記頸骨インプラントが該大腿骨インプラントに対して関節結合するように構成された、大腿骨インプラントと、
前記頸骨インプラントの縁側の前記上側面から延在するポストであって、前記頸骨インプラントが前記頸骨に固定されかつ前記大腿骨インプラントが前記大腿骨に固定されるときに前十字靱帯（ＡＣＬ）を模擬するように、前記頸骨インプラントが該ポストに固定されたときに前記頸骨に実質的にその中心に位置付けられるように構成されたポストと、
を備えていることを特徴とする医療用の器具。
【請求項２】
前記ポストが矢状縫合、冠状、および断面に非対称とされることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項３】
前記頸骨インプラントの第１部位が頸骨治療面またはその上に据えられ、かつ前記頸骨インプラントの実質的に小さい方の第２部位が前記頸骨の側面またはその上に据えられる状態で、前記頸骨インプラントに、前記頸骨の治療面に据えられるように構成された治療区画が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項４】
前記頸骨インプラントの第１部位が前記頸骨の側面にまたはその上に据えられ、かつ前記頸骨インプラントの実質的により小さい方の第２部位が前記頸骨の治療面にまたは上に据えられる状態で、前記頸骨インプラントに、前記頸骨の側表面に据えられるように構成された側区画が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項５】
前記頸骨インプラントに治療区画および側区画が設けられ、前記側区画が前記頸骨の側面に据えられるように構成されて、前記側面が実質的に前記側区画に覆われ、
前記治療区画が前記頸骨の治療面に据えられるように構成されて、前記治療面が実質的に前記治療区画に覆われることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項６】
前記ポストが前記頸骨インプラントに一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項７】
前記ポストが前記頸骨インプラントに連結されるように構成された別個の要素とされることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項８】
前記大腿骨インプラントに連結される大腿骨ノッチ構造をさらに備え、前記頸骨インプラントが前記頸骨に固定されかつ前記大腿骨インプラントが前記大腿骨に固定されるときに、前記ポストが膝屈曲の全範囲に亘って前記大腿骨の側面に干渉するのを防止するように前記大腿骨ノッチ構造が構成されることを特徴とする請求項１に記載の器具。
【請求項９】
前記ポストが前記大腿骨ノッチ構造に対して関節結合する構造とされていることを特徴とする請求項８に記載の器具。
【請求項１０】
医療方法であって、
患者の部分膝人工器官をインプラントして、膝の内側脛骨関節および膝の外側脛骨大腿骨関節の１つと置き換える工程であって、前記膝人工器官の脛骨インプラントの下側面が前記膝の脛骨に面し、前記脛骨インプラントの上側面が前記膝人工器官の大腿骨インプラントの下側面に面し、前記大腿骨インプラントの上側面が前記膝の大腿骨に面し、かつ前記脛骨インプラントの前記上側面から延在するポストが膝の前十字靱帯（ＡＣＬ）の代替として機能する、工程を含み、
前記脛骨インプラントおよび前記ポストが前記大腿骨インプラントに対して関節接合するように構成され、
前記ポストが前記大腿骨インプラントに対して膝屈曲の全範囲に亘って関節結合するときに、前記ポストが前記大腿骨の側面に干渉しない
ことを特徴とする医療方法。
【請求項１１】
医療方法であって、
患者の全部膝人工器官をインプラントして、膝の内側脛骨関節および膝の外側脛骨大腿骨関節の両方を置き換える工程であって、前記膝人工器官の脛骨インプラントの下側面が前記膝の脛骨に面し、前記脛骨インプラントの上側面が前記膝人工器官の大腿骨インプラントの下側面に面し、前記大腿骨インプラントの上側面が前記膝の大腿骨に面し、かつ前記脛骨インプラントの前記上側面から延在するポストが前記膝の前十字靱帯（ＡＣＬ）の代替として機能する、工程を含み、
前記脛骨インプラントおよび前記ポストが前記大腿骨インプラントに対して関節接合するように構成され、
前記ポストが前記大腿骨インプラントに対して膝屈曲の全範囲に亘って関節結合するときに、前記ポストが前記大腿骨の側面に干渉しない
ことを特徴とする医療方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は前十字靱帯（ＡＣＬ）を有する膝関節置換に対する方法および装置に関し、特にＡＣＬ用の人工器官を代替する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１が大腿骨１および脛骨３を含む典型的な膝関節を健全な大腿骨軟骨５および脛骨軟骨７と共に例示する。膝関節が３つの主構成要素、すなわち内側脛骨大腿骨関節（medial tibiofemoral joint）、外側脛骨大腿骨関節（lateral tibiofemoral joint）、中央脛蓋大腿関節（central patellofemoral joint）を含む。変形性関節症（osteoarthritis）や関節リウマチ（rheumatoid arthritis）などの関節外傷（Joint trauma）や疾患がこれら構成要素の１つまたは複数に重大な損傷を引き起こす。この膝構成要素の１つまたは複数が外傷を負うまたは疾患する場合、他の１つまたは２つの膝構成要素が健全であっても、外傷または疾患の構成要素が部分膝置換手術処置（partial knee replacement surgical procedure）において置換される。３つの主構成要素が外傷または疾患の場合、これら３つの構成要素が全部膝置換手術処置（total knee replacement surgical procedure）において置換される。
【０００３】
部分および全部膝置換手術処置の両方において、外傷または疾患の膝骨表面の１つ、具体的には、大腿骨、脛骨、および膝蓋骨、が人工器官構成要素で置換される。膝軟組織構造、特には靱帯周囲膝関節が損傷を受けずに残せる。膝主靱帯構造が内側および外側側副構造（medial and lateral collateral structures）、ならびに前および後十字靱帯を含む。これら靱帯構造が膝関節の動きおよび安定を制御するのに重要な役割を果たす。十字靱帯に関して、後十字靱帯（ＰＣＬ）が一般に存在し患者の受ける部分または全部膝置換手術において良機能性である。しかしながら、少なくともある患者において、以前の外傷または緩やかな悪化によって、前十字靱帯（ＡＣＬ）が存在せずに手術において機能しない。
【０００４】
従来の部分膝置換人工器官はＡＣＬ機能の代替機構を備えない。その結果、ＡＣＬの欠如または機能しない患者が全部関節置換を受けない場合があり、その場合には部分膝置換より一般にさらに侵襲的な処置で患者の膝の健全な要素を置換する。別法では、全部膝置換の代わりに、ＡＣＬの欠如または機能しない患者が部分膝置換手術処置の前に補助手術を受けて軟細胞移植片（soft tissue graft）などのＡＣＬを再構成する場合がある。
【０００５】
従来の全部膝置換手術処置において、患者が人工器官の一種、具体的には十字保持（cruciate retaining）（ＣＲ）型インプラントを受けるが、それによって存在する良機能性ＰＣＬが保持される。しかしながら、機能するＡＣＬを有する患者に対してさえ、従来においてはＡＣＬがＣＲ型インプラントの埋め込みの前に手術中に切除され、というのは最適軟組織バランシング（optimal soft-tissue balancing）および存在するＡＣＬおよびＰＣＬと要素配置を達するのが困難であるからである。しかしながら、従来のＣＲ人工器官がＡＣＬ機能代替の機構がない。その結果、次のＣＲ人工器官埋込に次いで、膝が減少された脛骨内部回転（reduced tibial internal rotation）および奇異前部大腿転移（paradoxical anterior femoral translation）などの機能によって特徴付けられる異常動きパターンを示す。
【０００６】
したがって、改善された膝人工器官が必要であり、膝に影響する疾患および外傷を処置する方法が必要である。
【発明の概要】
【０００７】
本発明が典型的には前十字靱帯（ＡＣＬ）を代替する膝関節置換の方法および装置を提供する。１つの態様では、脛骨インプラント、大腿骨インプラント、およびポスト（post）が含まれる医療装置が提供される。脛骨インプラントが下側面（inferior surface）および反対の上側面（superior surface）を有する。大腿骨インプラントの上側面が患者の大腿骨に固定されるよう構成され、脛骨インプラントが脛骨に、大腿骨インプラントが大腿骨に固定される際に脛骨インプラントが大腿骨インプラントに対して関節結合するように構成される。このポストが縁近傍の脛骨インプラントの上側面から延在する。ポストが脛骨に実質的に中心とされるように構成され、脛骨インプラントが脛骨に固定され大腿骨インプラントが大腿骨に固定される際に、ポストがＡＣＬを刺激するように脛骨インプラントがそれに固定される。
【０００８】
脛骨インプラントが様々な構成を有する。脛骨インプラントが脛骨の内側面上に据えられるように構成された内側区画を有するが、その際に脛骨インプラントの第１部分が脛骨内側面上または上に据えられ、脛骨インプラントの実質的に小さい方の第２部分が脛骨内側面上または上に据えられる。脛骨インプラントが脛骨の外側面上に据えられるように構成された外側区画を脛骨インプラントが有するが、その際に脛骨インプラントの第１部分が脛骨外側面上または上に据えられ、脛骨インプラントの実質的に小さい方の第２部分が脛骨内側面上または上に据えられている。脛骨インプラントが内側および外側区画を有して良い。外側区画が脛骨の外側面上に据えられて外側面が実質的に外側区画にカバーされるように構成される。内側区画が脛骨の内側面に据えられて内側面が実質的に内側区画にカバーされるように構成される。
【０００９】
ポストが様々な形態を有して良い。ポストが矢状縫合（sagittal）、冠状（coronal）、および横断面に非対称で良い。ポストが脛骨インプラントに一体に形成させて良く、あるいはポストが脛骨インプラントに連結されるように構成された個別構成要素で良い。
【００１０】
ある実施形態では、装置が大腿骨インプラントに連結される大腿骨ノッチ構造を含んで良い。大腿骨ノッチ構造によってポストが、脛骨インプラントが脛骨に固定され大腿骨インプラントが大腿骨に固定される際に膝屈曲の全範囲において、大腿骨の外側面を制限することを防止できる。ポストが大腿骨ノッチ構造に対して関節結合するように構成されて良い。
【００１１】
別の態様では、患者に部分膝人工器官を埋め込んで膝の内側脛骨大腿骨および膝の外側脛骨大腿骨関節の１つを置換して、膝人工器官の脛骨インプラントの下側面が膝の脛骨に面し、脛骨インプラントの上側面が膝人工器官の大腿骨インプラントの下側面に面し、大腿骨インプラントの上側面が膝の大腿骨に面し、かつ脛骨インプラントの上側面から延在するポストが膝のＡＣＬの代替として機能する医療方法が提供される。脛骨インプラントおよびポストが大腿骨インプラントに対して関節結合するように構成され、膝屈曲の全範囲でポストが大腿骨インプラントに対して関節結合するときにポストが大腿骨の外側面に作用しない。
【００１２】
本発明が添付の図面を参照すれば以降の詳細な説明からさらに完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】典型的な通常のヒトの膝の従来の斜視図である。
【図１Ａ】複数の個別片を含むＡＣＬ代替部材を有する膝の１つの実施形態の図である。
【図１Ｂ】膝人工器官の１つの実施形態の上面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂの膝人工器官の矢状縫合断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｂの膝人工器官の冠状断面図である。
【図１Ｅ】ＡＣＬ代替部材および膝動きの全範囲で係合するように構成された大腿骨ノッチ構造を有する膝人工器官の１つの実施形態の側面図である。
【図１Ｆ】脛骨インサートの１つの実施形態の一部上面図である。
【図１Ｇ】図１Ｆの脛骨インサートおよび大腿骨インプラントのＢ−Ｂの冠状面の図である。
【図２】脛骨および大腿骨に装着された内側膝人工器官の１つの実施形態の後方斜視図である。
【図３】脛骨および大腿骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の後方斜視図である。
【図４】脛骨に据えられた図２の内側膝人工器官の脛骨インサートの上面図である。
【図５】図４の脛骨インサートの外側斜視図である。
【図６】図３の外側膝人工器官の脛骨インサートの上面図である。
【図７】図６の脛骨インサートの側面図である。
【図８】図６の脛骨インサートの斜視図である。
【図８Ａ】脛骨内側の実質的に前方に配設された脛骨ポストを有する膝人工器官の１つの実施形態の側面図である。
【図８Ｂ】図８Ａの人工器官の大腿骨構成要素の上面図である。
【図８Ｃ】図８Ａの人工器官の上面図である。
【図９】脛骨に据えられた図３の外側膝人工器官の脛骨インサートの上面図である。
【図１０】図９の脛骨インサートの別の上面図である。
【図１１】脛骨に装着された内側膝人工器官の１つの実施形態の斜視図であって、該内側膝人工器官が人工器官の脛骨インサートに徐々に屈曲するポストを有している図である。
【図１２】脛骨ポストおよび脛骨インサートを有する外側膝人工器官の１つの実施形態の概略図であって、該脛骨ポストが脛骨ポストの後縁へ延在する外側縁を有している図である。
【図１３】脛骨へ装着された図２の内側膝人工器官の上面図である。
【図１３Ａ】脛骨へ装着された図２の外側膝人工器官の１つの実施形態の上面図である。
【図１４】図１３の内側膝人工器官の側面斜視図である。
【図１４Ａ】図１４の外側膝人工器官の側面斜視図である。
【図１５】脛骨へ装着された内側膝人工器官の１つの実施形態の上面図であって、該人工器官が個別大腿骨ノッチ構造および個別大腿骨インプラントを有している図である。
【図１６】図１５の内側膝人工器官の側面斜視図である。
【図１７】延在または閉位置の外側膝人工器官の１つの実施形態の斜視図である。
【図１８】自由延在または開位置の図１７の人工器官の１つの実施形態の斜視図である。
【図１９】脛骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の上面図であって、該人工器官が丸い上端を有するポストを含む。
【図２０Ａ】図１９の人工器官の側面概略図である。
【図２０Ｂ】脛骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の側面概略図であって、該人工器官が角度付または面取りされた上端を有するポストを含む。
【図２０Ｃ】骨形状ツールの１つの実施形態の側面図である。
【図２０Ｄ】大腿骨構成要素の実施形態に隣接の骨形成ツールの別の実施形態の上面図である。
【図２０Ｅ】１つまたは複数のガイドスロットを有する大腿骨予備構成要素の実施形態の上面図である。
【図２０Ｆ】脛骨インサートよりも大きなサイズの予備脛骨インサートの実施形態の側面図である。
【図２０Ｇ】大腿骨に隣接して配設された図２０Ｆの予備脛骨インサートおよび大腿骨構成要素の実施形態の側面図である。
【図２１】脛骨ポスト、大腿骨顆間構造、ポスト、下側面、および同心円プロファイルを有する大腿骨顆間構造の外側面を含む外側膝人工器官の１つの実施形態の上面概略図である。
【図２１Ａ】角度付切断を含む脛骨ポストを有する人工器官の１つの実施形態の部分上面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａの人工器官の部分斜視図である。
【図２１Ｃ】図２１Ａの脛骨インサートの矢状縫合Ａ−Ａ断面図である。
【図２１Ｄ】図２１Ａの脛骨インサートのＢ−Ｂ冠状面の図である。
【図２２】脛骨に装着される内側膝人工器官の１つの実施形態の上面図であって、該人工器官が凸脛骨ポストおよび凸大腿骨顆間ノッチを有する。
【図２３】図２２の人工器官の概略矢状縫合面断面図である。
【図２４】内側膝人工器官の１つの実施形態の概略矢状縫合面断面図であって、該人工器官が凹脛骨ポストおよび凸大腿骨顆間ノッチを有する。
【図２５】内側膝人工器官の１つの実施形態の概略矢状縫合面断面図であって、該人工器官が凸脛骨ポストおよび凹大腿骨顆間ノッチを有する。
【図２６】内側膝人工器官の１つの実施形態の概略矢状縫合面断面図であって、該人工器官が平坦脛骨ポストおよび凹大腿骨顆間ノッチを有する。
【図２７】内側膝人工器官の１つの実施形態の概略矢状縫合面断面図であって、該人工器官が凹脛骨ポストおよび平坦大腿骨顆間ノッチを有する。
【図２８】脛骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の上面図であって、該人工器官が凹脛骨ポストおよび凸大腿骨顆間ノッチを有する。
【図２９】図２８の人工器官の概略冠状面面断面図である。
【図３０】脛骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の概略冠状面断面図であって、該人工器官が平坦脛骨ポストおよび平坦大腿骨顆間ノッチを有する。
【図３１】脛骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の概略冠状面断面図であって、該人工器官が凹脛骨ポストおよび凹大腿骨顆間ノッチを有する。
【図３２】脛骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の概略冠状面断面図であって、該人工器官が平坦脛骨ポストおよび凹大腿骨顆間ノッチを有する。
【図３３】脛骨に装着された外側膝人工器官の１つの実施形態の概略冠状面断面図であって、該人工器官が凹脛骨ポストおよび平坦大腿骨顆間ノッチを有する。
【図３４】全部膝置換人工器官の１つの実施形態の上面斜視図である。
【図３５】大腿骨に装着された全部置換人工器官の１つの実施形態の斜視図であって、該人工器官が延在または閉位置にあって大腿骨ノッチ構造を有する。
【図３６】骨に装着されていない固定または開位置にある図３５の人工器官の斜視図である。
【図３７】大腿骨に装着されＰＣＬ靱帯の置換を示す、図３７の人工器官の斜視図である。
【図３８】骨に装着されていない、異なる膝屈曲角に対応する正位置のＰＣＬ靱帯を表わしている図３７の人工器官の斜視図である。
【図３９】図３４の人工器官の脛骨インプラントの上面図である。
【図４０】図３９の脛骨インプラントの側面図である。
【図４１】図３９の脛骨インプラントの斜視図である。
【図４２】図３９の脛骨インプラントの上面図である。
【図４３】図３９の脛骨インプラントの別の上面図である。
【図４４】人工器官の脛骨インサートの中に徐々に曲がるポストを有する全部膝置換人工器官の１つの実施形態の斜視図である。
【図４５】脛骨ポストおよび脛骨インサートを有する全部膝置換人工器官の１つの実施形態の斜視図であって、該脛骨ポストが脛骨インサートの後縁に延在する外側縁を有する。
【図４６】大腿骨に装着され外側大腿骨顆に干渉しないように構成された高さの大腿骨に装着された全部膝置換人工器官の１つの実施形態の斜視図である。
【図４７】丸められた先端を有するポストを含む全部膝置換人工器官の１つの実施形態の上面図である。
【図４８】図４７の人工器官の側面概略図である。
【図４９】伸張または閉位置における全部膝置換人工器官の１つの実施形態の斜視図である。
【図５０】屈曲または開位置における図４９の人工器官の斜視図である。
【図５１】凸脛骨ポストおよび凸大腿骨顆間ノッチを有する全部膝置換人工器官の上面図である。
【図５２】凹脛骨ポストおよび凹大腿骨顆間ノッチを有する全部膝置換人工器官の実施形態の上面図である。
【図５３】脛骨に装着された図５２の人工器官の概略冠状平面断面図である。
【図５４】脛骨に装着された全部膝置換人工器官の１つの実施形態の概略冠状平面断面図であって、人工器官が平坦脛骨ポストおよび平坦大腿骨顆間ノッチを有している。
【図５５】脛骨に装着された全部膝置換人工器官の１つの実施形態の概略冠状平面断面図であって、人工器官が凸脛骨ポストおよび凸大腿骨顆間ノッチを有している。
【図５６】脛骨に装着された全部膝置換人工器官の１つの実施形態の概略冠状平面断面図であって、人工器官が平坦脛骨ポストおよび凸大腿骨顆間ノッチを有している。
【図５７】脛骨に装着された全部膝置換人工器官の１つの実施形態の概略冠状平面断面図であって、人工器官が凸脛骨ポストおよび平坦大腿骨顆間ノッチを有している。
【図５８】全部膝置換人工器官の内側屈曲小関節面内側（ＦＦＣ）の動きを、人工器官のＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された肺活動の間の膝屈曲の関数として示すグラフである。
【図５９】図５８の人工器官の外側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された肺活動の間の膝屈曲の関数として示す図である。
【図６０】図５８の人工器官の内側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された深い膝屈曲活動の間の膝屈曲の関数として示す図である。
【図６１】図５８の人工器官の外側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された深い膝屈曲活動の間の膝屈曲の関数として示す図である。
【図６２】図５８の人工器官の内側（ＦＦＣ）の動きをＡＣＬ代替ＣＲインプラントおよび従来のＣＲインプラントに対する模擬された椅子立ち上がり／座り活動の間の膝屈曲の関数として示す図である。
【図６３】図５８の人工器官の外側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された椅子立ち上がり／座り活動の間の膝屈曲の関数として示すグラフである。
【図６４】図５８の人工器官の内側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された階段昇降活動の間の膝屈曲の関数として示すグラフである。
【図６５】図５８の人工器官の外側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された階段昇降活動の間の膝屈曲の関数として示す図である。
【図６６】図５８の人工器官の内側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された歩行活動の間の膝屈曲の関数として示す図である。
【図６７】図５８の人工器官の外側（ＦＦＣ）の動きを、ＡＣＬ代替ＣＲインプラントに対しておよび従来のＣＲインプラントに対して模擬された歩行活動の間の膝屈曲の関数として示す図である。
【図６８】削減関節表面を有する膝人工器官の脛骨インサートの１つの実施形態の内／外側断面図である。
【図６９Ａ】削減関節表面を有する膝人工器官の脛骨インサートの別の実施形態の内／外側断面図である。
【図６９Ｂ】大腿骨に隣接の図６９Ａの脛骨インサートの側面図である。
【図７０】削減関節表面を有する膝人工器官の脛骨インサートの別の実施形態の内／外側断面図である。
【図７１】凹内側プロファイルおよび凸外側プロファイルを有する脛骨インサートの実施形態の内／外側断面図である。
【図７２】角度付前縁を有する脛骨インサートの実施形態のの内／外側断面図である。
【図７３】削減末端大腿骨顆間径を有する膝人工器官の脛骨インサートの１つの実施形態の内側外側断面図であって、脛骨インサートが大腿骨に隣接して見られる。
【図７４Ａ】大腿骨構成要素、および脛骨ポストを含む脛骨インサートを含むＡＣＬおよびＰＣＬ代替人工器官の部分透視側面図である。
【図７４Ｂ】図７４Ａの人工器官の別の図である。
【図７５】前後部脛骨ポストに適合する大腿骨構成要素の実施形態の部分断面側面図であって、大腿骨構成要素が増加する厚さおよび半径を有する。
【図７６】前後部脛骨ポストに適合する大腿骨構成要素の実施形態の部分断面側面図であって、大腿骨構成要素が増加する径を有する。
【図７７】凸プロファイルを有する脛骨ポストの１つの実施形態の上面図である。
【図７８】凸プロファイルを有する大腿骨ノッチと係合する凸プロファイルを有する脛骨ポストの１つの実施形態の上面図および斜視図である。
【図７９】大腿骨カムと係合する脛骨ポストの１つの実施形態の側面図である。
【図８０Ａ】角度付特性の脛骨ポストの実施形態の矢状縫合図である。
【図８０Ｂ】前方に角度付前部表面および後方に角度付後部表面を有する脛骨ポストの実施形態の矢状縫合図である。
【図８１Ａ】可動外側脛骨インサーを含む脛骨インプラントの１つの実施形態の上面図である。
【図８１Ｂ】図８１Ａの脛骨インプラントの一部分の断面側面図である。
【図８１Ｃ】実質平坦上面プロファイルを有する脛骨ベースプレートの実施形態の側面図である。
【図８１Ｄ】図８１Ａの脛骨インプラントの一部分の冠状断面図である。
【図８１Ｅ】実質平坦プロファイルのあるベースプレートを有する脛骨インサートの実施形態の冠状断面図である。
【図８１Ｆ】実質凸プロファイルのあるベースプレートを有する脛骨インサートの実施形態の冠状断面図である。
【図８２Ａ】可動脛骨インサートおよび可動外側インサートを含む脛骨インプラントの実施形態の上面図である。
【図８２Ｂ】内側脛骨インサートのための実質平坦上面プロファイルおよび反対面レール、並びに内側脛骨インサート用の反対面レールを有する脛骨ベースプレートの実施形態の側面図である。
【図８２Ｃ】脛骨インサートと可動的に係合するように構成された上面の比較的小さな半径凸構造を有する脛骨ベースプレートの実施形態の側面図である。
【図８２Ｄ】脛骨インサートと可動的に係合するように構成された上面の比較的大きな半径凸構造を有する脛骨ベースプレートの実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以降に例示の実施形態を説明し、構造、製造、および本明細書に開示される装置および方法の使用の全体を説明する。これら実施形態の１つまたは複数の例が添付の図面に表わされる。本明細書に具体的に記載され添付の図面に示された装置および方法が限定されない例示の実施形態であること、および本発明の範囲が特許請求の範囲のみによって定義されることが当業者には理解されよう。１つの例示の実施形態に関して示され説明された特徴が他の実施形態の特徴に連結されて良い。そのような修正および変更は本発明の範囲内にあるものとする。
【００１５】
種々の方法および装置が前十字靱帯（ＡＣＬ）のある膝関節置換に対して提供される。一般に、方法および装置によって膝関節が膝関節のＡＣＬの代替と共に部分的全体的に置換できる。換言すると、部分または全部膝置換手術処置中、ＡＣＬが無い、機能しない、または修復を要する場合、部分および全部膝置換人工器官がＡＣＬ代替として同じ手術処置で埋め込まれる。膝置換人工器官のあるＡＣＬに対する代替を提供することで、膝の修復に必要な多くの手術処置を削減でき、術後の膝の機能が１００％に近づくのに役立つ。
【００１６】
ここに説明される人工器官が１つまたは複数の材料で形成でき、それには、たとえば、ポリオレフィン、ポリエチレン、超高分子ポリエチレン、中濃度ポリエチレン、高濃度ポリエチレン、中濃度ポリエチレン、高交差結合超高分子ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）などがある。ＵＨＭＷＰＥ人工器官材料および製造プロセスの例示の実施形態が１９９６年２月１３日出願の「Ｍｅｌｔ−Ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ  Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｐｏｌｙｔｈｙｌｅｎｅ  Ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国特許出願第０８／６００，７４４号（現在米国特許第５，８７９，４００）、２００８年１２月１２日出願の「Ｒａｄｉａｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｍｅｌｔ  Ｔｒｅａｔｅｄ  Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国特許出願第１２／３３３，５７２号、２００６年１１月２９日出願の「Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｏｘｉｄｉａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌ」との名称の米国特許出願第１１／５６４，５９４号（現在米国特許第７，９０６，０６４）、２０１０年４月５日出願の「Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ  Ｃｒｏｓｓ−Ｌｉｎｋｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」との名称の米国特許出願第１２／５２２，７２８号、２００５年１月７日出願の「Ｈｉｇｈ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  ＣｒｏｓｓＬｉｎｋｅｄ  Ｐｏｌｙｅｔｈｌｅｎｅ  Ｗｉｔｈ  Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｆｒｅｅ  Ｒａｄｉｃａｌ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｅｐａｒｅｄ  Ｂｅｌｏｗ  Ｔｈｅ  Ｍｅｌｔ」との名称の米国特許出願第１１／０３０，１１５号（現在米国特許第７，１６６，６５０）、および本明細書に援用される２００８年３月３日出願の「Ｃｒｏｓｓ−Ｌｉｎｋｉｎｇ  Ｏｆ  Ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓとの名称の米国特許出願第１２／０４１，２４９号に記載される。
【００１７】
一般に、膝置換人工器官が、本明細書ではまた、「膝置換人工器官」、「人工器官」、「インプラント」と呼ばれるが、本明細書で「大腿骨インプラント」と呼ばれる内側または外側大腿骨構成要素、本明細書で「脛骨インプラント」と呼ばれる大腿骨顆間ノッチ構造、内側または外側脛骨インサート、および本明細書で「ＡＣＬ−代替部材」、「ＡＣＬ−代替ポスト」、「脛骨ポスト」、「ポスト」と呼ばれるＡＣＬ−代替部材を含んでいる。大腿骨顆間ノッチ構造が大腿骨構成要素と一体に形成され、また、大腿骨顆間ノッチ構造が大腿骨構成要素とは別体の要素であって良い。ＡＣＬ代替部材が大腿骨顆間ノッチ構造に係合するように構成されて良いが、本明細書ではやはり「大腿骨顆間ノッチ構造」および「大腿骨ノッチ構造」と呼ばれる。ＡＣＬ代替部材が脛骨インサートから延在し、これが、たとえば、それの一体部分になることで、人工器官の別部分と一体にされることで、または脛骨インサートに連結されるよう構成された個別要素になることで成される。例示の実施形態において、ＡＣＬ代替部材が人工器官の脛骨ベースプレートと一体に形成される。他の例示の実施形態において、ＡＣＬ代替部材が脛骨インサートと一体に形成されてそれの脛骨関節表面から延在する。ＡＣＬ代替部材が単一または１つだけの要素で良く、または複数の個別片を有して良い。図１Ａが複数片、たとえば前片１０ａおよび外側片１０ｂ、を有するＡＣＬ代替部材１０を備える人工器官８の例示の実施形態を示し、該複数片が大腿骨ノッチの対応する領域と係合するように構成される。参考に、図１Ａの上面が人工器官８の別の関節側であり、図１Ａの右側が人工器官８の側面である。このように前片１０ａの前部１２が図１Ａの左側に面し、および側片１０ｂの後外側１４が図１Ａの底面に面する。関節表面形状の例示の実施形態が、２０１０年１２月８日に「Ｉｍｐｌａｎｔ  Ｆｏｒ  Ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｒａｎｇｅ  Ｏｆ  Ｆｌｅｘｉｏｎ  Ａｎｄ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ  Ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｋｎｅｅ」との名称の国際出願第ＰＣＣ／ＵＳ２０１０／０５９３８７に記載されており、該文献が本明細書に援用される。
【００１８】
本明細書に記載の人工器官の実施形態が典型的に大腿骨顆間ノッチ構造の人工器官、具体的には人工器官のＡＣＬ代替部材と係合により、膝動きの全範囲、具体的には約−２０〜１６０°の範囲、および／または初期膝屈曲、具体的には約−２０〜４０°の範囲で、ＡＣＬの機能を代替するように構成される。例示の実施形態において、大腿骨顆間ノッチ構造と係合するように構成されたＡＣＬ代替部材が薄型で、具体的には、短いポストで良い。図１Ｂ、１Ｃ、および１Ｄに示される人工器官１６の別の実施形態において、大腿骨顆間ノッチに係合するように構成されたＡＣＬ代替部材が内側および外側脛骨プラトー（plateau）間の２ステップ隆起（two-step eminence）を有し、該隆起が冠状および矢状縫合プレーンの内側および外側表面に滑らかに融合する。人工器官１６の半径Ｒ１、Ｒ２，Ｒ３、Ｒ４が約２〜１００ｍｍ、たとえば、約２〜３０ｍｍ、約５〜２５ｍｍ、約１２〜２０ｍｍ、約２５〜５０ｍｍ、約５５〜９５ｍｍなどの範囲にある。Ｒ１およびＲ３が人工器官１６の脛骨隆起、たとえば、人工器官１６のＡＣＬ代替部材１８における半径である。別の実施形態において、Ｒ１およびＲ３がそれぞれ約１０ｍｍ、Ｒ２およびＲ４がそれぞれ約５ｍｍである。
【００１９】
別の実施形態では、人工器官が人工器官の大腿骨構成要素の内外側動きを制限するように構成され、大腿骨構成要素および人工器官の脛骨ポスト間のＰＣＬを干渉することを防止でき、脛骨ポストが大腿骨を干渉することを防止できる。このような人工器官の例示の実施形態が図１Ｆ、１Ｇに示され、脛骨インサート２１８のポスト２２２に隣接する脛骨関節表面の内側隆起部分２１６が脛骨インサート２１８に係合可能な大腿骨インプラント２２０の表面に実質的に適合する。この実質的な適合が大腿骨インプラント２２０の内外側動きを制限し、よってＰＣＬおよび／または大腿骨のポスト２２２に対しての干渉を防止する。
【００２０】
本明細書に記載の人工器官の実施形態が患者の脛骨へ固定されるように構成されて、回復および／または人工器官の機能を促進できる。１つの実施形態では、人工器官が骨セメント（bone cement）を用いて脛骨へ直接に固定されるように構成される。当業者には理解されるように、任意の骨セメントが用いられて人工器官を固定する。別の実施形態では、人工器官がベース、たとえば生体適合金属ベースに動かないように連結されて良い。金属ベースが骨セメントを用いて、および／または骨／ベース接合面で骨の内方成長または外方成長によって、脛骨へ固定されるように構成されて良い。さらに別の実施形態では、人工器官がベース、たとえば、単一ブロックのインプラントを形成することで、生体適合金属ベースに形成されて良い。さらに別の実施形態では、係止機構を用いて、人工器官がべース、たとえば、生体適合金属ベースへ可動的に連結されて良い。係止機構が製造中または手術中に人工器官をべースに固定されるように動作するよう構成されて良い。
【００２１】
使用中、患者に埋め込まれた人工器官の場合、膝の伸長から屈曲の間、ＡＣＬ代替部材が大腿骨ノッチ構造に係合するよう構成され、患者の大腿骨が後方に位置ずれすることが防止され、大腿骨の外方回転を徐々に案内する。例示の実施形態では、膝の伸張から屈曲位置の間、ＡＣＬ代替部材の前および外縁が大腿骨ノッチ構造の前および外縁に係合するように構成される。患者に埋め込まれた人工器官の場合、固定位置から伸張端の間、ＡＣＬ代替部材が代替骨ノッチ構造に係合するように構成され、患者の大腿骨を前方へ引き、大腿骨の内部回転を徐々に案内する。一般に、図１Ｅに示す実施形態に示すように、ＡＣＬ代替部材２０および大腿骨ノッチ構造２２が膝動きの全範囲で係合するように構成される。大腿骨ノッチ構造２２が図１Ｅの断面図において異なる屈曲角度で示される。例示の実施形態では、この係合が初期膝屈曲のみの間、たとえば、約−２０〜４０°の範囲で起きる。このように、ＡＣＬ代替部材および代替骨ノッチ係合がＡＣＬ靱帯の無い、機能しない、または破損していることを代替するように構成される。膝置換人工器官がやはり患者のＰＣＬを収容するように構成される。典型的には部分または全部膝置換手術の受ける患者に患者のＰＣＬが存在して良く機能するので、人工器官が患者に埋め込まれ、一方で患者のＰＣＬが患者の体内に残って機能される。
【００２２】
本明細書に記載の膝置換人工器官が部分膝置換手術処置および全部膝置換手術処置で用いられるように構成される。両方の処置に対する人工器官の例示の実施形態を以降に説明する。
【００２３】
図２が部分膝置換手術でＡＣＬの代替を提供するように構成された膝置換人工器官の例示の実施形態を示す。図２の人工器官が内側脛骨区画を新しい表面にするように構成された内側大腿骨人工器官である。患者内に埋め込まれた人工器官を示す図２において、患者のＰＣＬ靱帯２４が靱帯２４の脛骨挿入を顆間領域内の内側大腿骨顆に挿入に結合するシリンダとして表わされる。例示の実施形態のように、人工器官が大腿骨インプラント２６、脛骨インプラント２８、ＡＣＬ代替ポスト３０、および大腿骨ノッチ構造３２を含む。図２に示す人工器官が内側人工器官であるが、外側人工器官も図２の人工器官と同様に構成される。さらに、本明細書に記載の何れの内側人工器官が反対に外側人工器官として同様に構成される。図３が内側膝置換人工器官の例示の実施形態を示し、それが部分膝置換手術のＡＣＬの代替を提供し、内側脛骨区画を新しい表面にするよう構成された、大腿骨インプラント３４、脛骨インプラント３６、ＡＣＬ代替ポスト３８，および大腿骨ノッチ構造４０を有する。また図３がやはり患者のＰＣＬ靱帯４２をシリンダとして表わす。
【００２４】
脛骨インプラント３６が様々な構成を有して良い。例示の実施形態において、ポスト３８が脛骨インプラント３６に一体に形成され、かつ実施形態においては、ポスト３８および脛骨インプラント３６が別要素で良い。ポストおよび脛骨インプラントが別要素の場合、本明細書に記載の何れの実施形態において、ポストが脛骨インプラントに着脱可能、置き換え可能に連結されるように構成される。このように、キットは、複数の異なるポスト、たとえば、異なる大きさを有したり異なる材料から形成されたポスト、および異なるポストのそれぞれに連結されるように構成された脛骨インプラントを含んで設けられる。同様に、キットが複数の異なる脛骨インプラントおよび１つのポスト、または複数の異なるポストを含んで設けられ、該１つのポストまたは該複数のポストのぞれぞれが脛骨インプラントのいずれか１つに結合するように構成されて良い。
【００２５】
一般に、内側脛骨インプラントが内側大腿骨脛骨関節の代替として構成される。図２，４および５に示される実施形態において、脛骨インプラント２８が内側脛骨区画、たとえば、脛骨２９、の内側表面の形状に実質適合する形状を有する。脛骨インプラント２８が大きさ、たとえば、内側脛骨区画に対面するように構成された表面積で実質的に内側脛骨区画に同様のを有して、外側脛骨区画の部分越しに延在する部分、たとえば、脛骨２９の内側表面、を除いて脛骨２９の外側縁を超えて延在することなく、脛骨インプラント２８が内側脛骨区画上に据えられる。換言するなら、脛骨インプラント２８の第１部分が脛骨の内側表面上または上方に据えられ、実質的に脛骨インプラントの小さい方の第２部分が脛骨の内側表面上または上方に据えられる状態で、脛骨インプラント２８が脛骨２９に据えられる。
【００２６】
脛骨インプラント２８がポスト３０をそれの縁の近くに連結させて、その結果、ポスト３０が隣接する脛骨の中心側の領域に位置付けられると共に、図４、５に示すように、ポスト３０が顆間領域の内外側を占める。脛骨インプラント２８に連結されたポスト３０が様々な構成を有する。例示の実施形態のように、ポスト３０が矢状縫合、冠状、および横断面に非対称で良い。限定しない実施形態に対して、図３に示す内側人工器官の実施形態を参照すると、ポスト３８を一体に形成した脛骨インプラント３６がやはり図６〜８、９、および１０に示され、ポスト３８が約５〜３５ｍｍの範囲、たとえば、１０〜２０ｍｍ、約１５ｍｍなどの前後方向の長さを有する。脛骨のポストが約５〜２５ｍｍの範囲の内外幅ｂを有し、たとえば、それが約５〜２０ｍｍの範囲、約５〜１５ｍｍの範囲、８〜１５ｍｍの範囲、約９ｍｍなどである。ポスト３８が約１〜２５ｍｍの範囲の後方高さｃを有し、たとえば、約５〜２０ｍｍの範囲、約５〜１５ｍｍの範囲、約８ｍｍなどである。ポスト３８が約３〜２５の範囲の後方高さｄを有し、たとえば、それが約５〜２０ｍｍの範囲、約８〜１５ｍｍの範囲、約１０ｍｍなどである。ある実施形態では、ポストの前方高さがポストの後方高さより低いか等しい。ポスト３８が矢状縫合において後方傾斜を有し、たとえば、約８〜１５ｍｍ範囲でその前方の高さが、その後方の高さよりも高く、たとえば約５〜１０ｍｍの範囲である。
【００２７】
脛骨インサート３６に対してポスト３８の位置が変更される。限定しない例として、図９、１０に示す内側人工器官の実施形態を参照し、ポストの前縁から脛骨ベースの前縁までの距離ｅが約５〜４０ｍｍの範囲であり、たとえば、約１０〜３０ｍｍの範囲、約１５〜２５ｍｍの範囲、約２２ｍｍなどである。ポスト３８の後縁から脛骨ベースの前縁までの距離ｆが約５〜６０ｍｍの範囲であり、たとえば、約１５〜４５ｍｍの範囲、約３０〜４０ｍｍの範囲、約３７ｍｍなどである。ポスト３８の側縁から脛骨ベースの側縁までの距離ｇが約１０〜５０ｍｍの範囲であり、たとえば、約１５〜４５ｍｍの範囲、約２５〜３５ｍｍの範囲、約３０ｍｍなどである。ポストの内側縁から脛骨ベースの内側縁までの距離ｅが約１５〜６０ｍｍの範囲であり、たとえば、約２５〜５０ｍｍの範囲、約３５〜４５ｍｍの範囲、約４３ｍｍなどである。
【００２８】
別の実施形態において、図８Ａ、８Ｂおよび８Ｃに示すように、脛骨インサート４３の脛骨ポスト４４が脛骨中心に対し実質前方に配設され、これにより、ポスト４４のＰＣＬ靱帯４６への干渉が避けられ、それが図８Ａ、８Ｃのシリンダとして示される。任意には、図８Ｂに示しように、人工器官４３の大腿骨構成要素４５を示すが、大腿骨顆間ノッチ４８が前方に伸張し、前方に配設された脛骨ポスト４４へ大腿骨ノッチ４８が係合することを可能とする。図８Ｂの破線が従来の大腿骨顆間ノッチ４８'を示す。
【００２９】
別の実施形態で、脛骨ポストが脛骨インサートに徐々に融合し、ポストの強度を向上させる。図１１がＰＣＬに対して隙間５２に隣接の徐々に融合する脛骨ポスト５０を有する人工器官の例示の実施形態を示す。
【００３０】
さらに別の例示の実施形態では、ポストの外縁が脛骨インサートの後縁に延在できて、脛骨ポストの強度を増強できる。この実施形態が全屈曲から伸張、たとえば、１５５〜−２０°、たとえば、約１６０で徐々に脛骨ポスト大腿骨ノッチに係合でき、伸張から屈曲、たとえば、−２０〜１５５°、たとえば、約１６０度で徐々に外れる。図１２が伸張ポスト５４などを有する脛骨インサートを含む人工器官の例示の実施形態を示す。例示の実施形態では、ポスト５４の前幅ｉが約３〜２５ｍｍの範囲にあり、たとえば、約１０〜２０ｍｍ、約１５ｍｍなどであり、ポスト５４の内幅ｊが約３〜２５ｍｍの範囲にあり、たとえば、約５〜１５ｍｍの範囲、約８ｍｍなどであり、ポスト５４の長さｋが約５〜３５ｍｍの範囲であり、たとえば、約１５〜３０ｍｍの範囲、約２８ｍｍなどである。図１２が脛骨インサートのベースプロファイル５６を破線で示し、ＰＣＬに対する隙間５８（非表示）がポスト５４に隣接して配設される。
【００３１】
図２をもう一度参照して、大腿骨インプラント２６および大腿骨ノッチ構造３２が図１３および１４にやはり示されるが、様々な構成を有する。脛骨インプラント２８がたとえば大腿骨インプラント２６に対して関節結合し、ＡＣＬ代替脛骨ポスト３０が大腿骨ノッチ構造３２に関節結合する。図２、１３および１４に示す人工器官が内側人工器官であるが、前述と同様にの内側人工器官、たとえば、図１３Ａ、１４Ａに示す実施形態が図２、１３、および１４の人工器官と同様に構成される。図１３Ａおよび１４Ａが内側膝置換人工器官の例示の実施形態を示し、大腿骨インプラント３３、脛骨４１に装着される脛骨インプラント３５、ＡＣＬ代替ポスト３７，および大腿骨ノッチ構造３９を有する。
【００３２】
図２、１３、および１４の例示の実施形態に、大腿骨ノッチ構造３２が大腿骨インプラント２６と一体に形成されるが、ある実施形態では大腿骨ノッチ構造および大腿骨インプラントが別要素で良い。図１５および１６が人工器官の例示の実施形態を示し、別体大腿骨ノッチ構造５６、別体大腿骨インプラント５８を含む。このような別体大腿骨ノッチ構造５６が大腿骨に独立に装着される。図１５および１６の実施形態の脛骨インプラント６０が大腿骨インプラント５８に関節結合し、脛骨６４に連結されたＡＣＬ代替脛骨ポスト６２が大腿骨に独立に実装される大腿骨ノッチ構造５６に関節結合する。
【００３３】
脛骨ポストに関節結合するのに加えて、膝屈曲の全範囲たとえば膝の伸張および屈曲位置の間で内側大腿骨に大腿骨ノッチ構造が干渉するのをポストが防止するように構成される。例示の実施形態で、大腿骨ノッチ構造の高さがこのような干渉を防止するように構成され、該高さが、約１〜３０ｍｍの範囲、たとえば約２〜１５ｍｍ、約１〜２０ｍｍの範囲、約５〜１５ｍｍの範囲、約１０ｍｍなどである。図１７および１８が内側人工器官の例示の実施形態を示し、人工器官の大腿骨ノッチ構造６６の高さＬが脛骨ポストの伸張位置（図１８）および屈曲位置（図１７）の間で内側大腿骨に干渉するのを防止するように構成される。ノッチ構造高さＬが約１〜３０ｍｍの範囲であり、たとえば、約５〜１５ｍｍの範囲、約１〜２０ｍｍの範囲、約１０ｍｍなどである。図１７および１８に示す実施形態で、ノッチ構造６６が大腿骨インプラントから分離されて大腿骨に独立して実装されるように構成されるが、上述のように、ノッチ構造が大腿骨インプラントに一体に形成される。別にはあるいは大腿骨ノッチ構造の高さに加えて、脛骨ポストの縁が膝屈曲の全範囲で内側大腿骨にポストが干渉するのを防止するように構成される。図１９および２０Ａに示す例示の実施形態のように、内側人工器官の脛骨インサートのＡＣＬ代替脛骨ポスト６８の内側縁がそれの先端６８ａで半径ｒで丸められ、ポスト６８の高さが内側大腿骨７０と干渉するのを避けるように構成される。先端６８ａが丸められることで、脛骨ポスト６８が内側大腿骨７０に干渉するのを避けられる。半径ｒがたとえば約２〜２５ｍｍの範囲である。また図１９および２０Ａが大腿骨構成要素７２に連結される脛骨インサートを示す。図２０Ｂが内側人工器官の脛骨インサートのＡＣＬ代替脛骨ポスト７６の内側縁の別の実施形態を示し、面取りか角度γで切断される。それの先端７６ａで、角度γが約５〜７０°の範囲である。先端７６ａの面取りまたは角度付けによって、脛骨ポストが内側脛骨と干渉するのを避けられる。また図２０Ｂが大腿骨構成要素７４に連結された脛骨インサートを示す。
【００３４】
別にはあるいは大腿骨ノッチ構造および／または脛骨ポストの高さに加え、外側大腿骨顆骨が手術中に形成されて、外側大腿骨、たとえば膝屈曲の全範囲において大腿骨ノッチへ吊り下がる骨に干渉するのをポストが防止する。当業者には理解されるように、外側大腿骨顆骨が様々な方法で形成され、たとえば、骨形成ツール、たとえばバー（burr）、往復のこぎりなどを用いることで成される。例示の実施形態では、骨形成ツールが大腿骨構成要素の顆間ノッチに適合するように構成された形状を有し、顆領域での骨のクリアランスを確保するのに役立つ。図２０Ｃおよび２０Ｄがこの骨形成ツール２９７、２９８の実施形態を示し、図２０Ｄの骨形成ツール２９９がツール２９９に整合する形状して顆ノッチを有する大腿骨構成要素２９９に隣接して示される。
【００３５】
人工器官が骨が形成するのを促進するように構成された１つまたは複数の案内スロットを備え、たとえば、骨を形成するのに用いられるツールに対して適切な隙間を設けることによって、および／または適切な骨のアンダーハング（under hang）を設ける（たとえば約１〜５ｍｍの範囲のアンダーハング）ことによってそれが成される。１つまたは複数の案内スロットが、人工器官の大腿骨構成要素にまたは大腿骨構成要素の埋込の前に患者に挿入される大腿骨試験的構成要素に形成され、例示の実施形態では、大腿骨構成要素の外側部分に少なくとも１つの案内スロットを有する。図２０Ｅが大腿骨試験的構成要素の外側部分に２つの案内スロット２９３ａ、２９３ｂを有する大腿骨試験的構成要素２９２を示すが、スロットは任意の数設けられる。複数案内スロットが設けられる場合、案内スロット２９３ａ、２９３ｂが互いに交差し、これによりツールが大腿骨試験的構成要素２９２に異なる角度で配向されたスロット間に移行できる。ある実施形態では、試験的大腿骨インサートが脛骨インサートに連結される脛骨ポストよりも大きなサイズを有する脛骨ポストを備え、試験的脛骨インサートの試験的な挿入の後に埋め込まれて、これが埋め込まれる脛骨インサートに連結される脛骨ポストに骨が干渉しないように骨が十分に隙間が空けられことを確保する。図２０Ｆ、２０Ｇが埋め込まれる脛骨インサートの脛骨ポスト２９４ａよりも大きなサイズを有する脛骨インサートの試験脛骨ポスト２９４の実施形態を示す。図２０Ｇが大腿骨構成要素２９５および大腿骨２９６に隣接の試験的脛骨ポスト２９４を示す。
【００３６】
大腿骨顆間ノッチ構造が脛骨ポストのプロファイルに実質適合するプロファイルを有する。大腿骨顆間ノッチおよびポストが実質整合することで、ポストが大腿骨回転を案内でき、大腿骨構成要素が脛骨と回転方向で位置ずれしたとしても大腿骨ノッチを連続した接触を維持できる。上述のように、ＡＣＬ代替ポストの内側縁が形成されてＰＣＬとの干渉を回避し、一般に曲面または直線のプロファイルを有する。図２１に示す例示の実施形態のように、外側人工器官の脛骨ポスト７８および外側大腿骨顆間縁８０が実質整合する同軸円プロファイルを有する。例示の実施形態では、円プロファイルの半径ｒ５が約３〜５０ｍｍの範囲であり、たとえば、約５〜３０ｍｍの範囲、約８〜１５ｍｍの範囲、約１０ｍｍなどである。図２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、および２１Ｄに示す別の例示の実施形態では、内側縁７７ａのプロファイルおよび脛骨ポスト７７の後縁７７ｂが角度付カット形状のＰＣＬの干渉を防止するよう構成される。例示の実施形態では、後縁７７ｂの角度θが約３〜８０°の範囲であり、内側縁７７ａの角度ψが約３〜８０°の範囲である。
【００３７】
図２２〜２７が実質的に整合するプロファイルを有するポストおよび大腿骨顆間ノッチを有する人工器官の様々な実施形態を示す。典型的には、これら実施形態で、脛骨ポストの前縁が凸、凹、または平坦なプロファイルを有し、大腿骨ノッチの前縁に係合し、該大腿骨ノッチも凸、凹または平坦なプロフィイルを有する。例示の実施形態で、凸のプロファイルまたは凹のプロファイルの半径が約３〜５０ｍｍの範囲で、たとえば、５〜３０ｍｍの範囲、約８〜１５ｍｍの範囲、約１０ｍｍなどである。図２２および図２３が脛骨インサート８８と係合する大腿骨構成要素８６の凸大腿骨ノッチ８２を示し、ここで脛骨ポスト８４が凸のプロファイルを有している。図２４が凹のプロファイルを有する脛骨ポスト９２と係合する凸大腿骨ノッチ９０の実施形態を示す。図２５が凸のプロファイルを有する脛骨ポスト９６と係合する凹大腿骨ノッチ９４の実施形態を示す。図２６が平坦のプロファイルを有する脛骨ポスト１００と係合する凸大腿骨ノッチ９８の実施形態を示す。図２７が凸のプロファイルを有する脛骨ポスト１０４と係合する平坦な大腿骨ノッチ１０２の実施形態を示す。
【００３８】
図２８〜３３がポストおよび実質的に整合するプロファイルのある大腿骨顆間ノッチを有する人工器官の様々な実施形態を示す。一般に、これらの実施形態では、脛骨ポストが顆間領域の外側部分を占め、脛骨ポストの外側縁および係合する大腿骨ノッチの両方が凸、凹、または平坦なプロフィイルを有する。例示の実施形態で、凸プロファイルまたは凹プロファイルの半径が約３〜５０ｍｍの範囲、たとえば、約５〜３０ｍｍの範囲、約８〜１５ｍｍの範囲、約１０ｍｍなどである。図２８、２９が凹プロファイルを有する脛骨ポスト１１２で脛骨インサート１１０と係合する大腿骨構成要素１０６の凸大腿骨ノッチ１０８の実施形態を示す。図３０が平坦プロファイルを有する脛骨ポスト１１６と係合する平坦な大腿骨ノッチ１１４の実施形態を示す。図３１が凸プロファイルを有する脛骨ポスト１２０と係合する凸大腿骨ノッチ１１８の実施形態を示す。図３２が平坦プロファイルを有する脛骨ポスト１２４と係合する凸大腿骨ノッチ１２２の実施形態を示す。図３３が凸プロファイルを有する脛骨ポスト１２８と係合する平坦大腿骨ノッチ１２６の実施形態を示す。
【００３９】
上述のように、本明細書に記載の人工器官の実施形態が少なくとも初期膝屈曲の間、ＡＣＬの機能を代替するように構成できて、たとえば、それが初期膝屈曲において大腿骨の異常後部亜脱臼（abnormal posterior subluxation）を無くすように構成される脛骨ポストを含む人工器官の脛骨インサートによって成される。しかしながら、従来の脛骨インサート関節表面が比較的高い前リップ（anterior lip）高さを有し、たとえば、約６〜１１ｍｍの範囲などで、ＡＣＬ機能を代替する際に脛骨ポストの効果を阻害する。このように、本明細書に記載の人工器官の脛骨インサート関節表面が低い前リップ高さを有し、たとえば、約０〜６ｍｍの範囲、従来の脛骨インサートにおける前リップ高さよりも低い６ｍｍ以下などである。図６８が従来の脛骨インサート２２４'の前リップ高さ２２４ｈ'よりも小さい前リップ高さ２２４ｈを有する脛骨インサートの実施形態を示し、それが図６８中の破線で示される。図６９Ａおよび６９Ｂが前半径２２６ｒを有する脛骨インサート２２６の実施形態を示し、たとえば、約７０〜１５０ｍｍの範囲にあって、従来の脛骨インサートの前半径よりも高い、たとえば、３０〜６０ｍｍの範囲で、これにより、脛骨インサート２２６の前リップ高さ２２６ｈが従来の脛骨インサートの前リップ高さよりも低くできる。脛骨インサート２２６の前半径２２６ｒが２〜３倍大きく、たとえば従来の脛骨インサートのそれよりも４倍以上大きい。低い前リップ高さ２２６ｈを許容するために、脛骨インサート２２６の低い点２２６ｐが従来の脛骨インサートの低い点よりも前側に配置されて、従来の脛骨インサートの低い点および外縁間の距離２２６Ｄが従来の脛骨インサートの低い点および外縁間の距離よりも大きくなる。図７０が中間半径２２８ｒを有することで従来の脛骨インサートよりも低い前リップ高さを有する脛骨インサート２２８ｎ実施形態を示し、それが脛骨インサート２２８の前半径２２８ｒ'および後半径２２８''間に配置されて、実質的に前半径２２８ｒ'よりも大きくなる。中間半径２２８がたとえば約７０〜３００ｍｍの範囲とされ、前半径２２８ｒ'がたとえば約３０〜６０ｍｍの範囲とされる。したがって、脛骨インサート２２８の中間半径２２８が従来の脛骨インサートのそれよりも２倍以上大きく、たとえば約５倍以上大きい。ある実施形態では中間半径２２８ｒが実質平坦とされる。
【００４０】
脛骨インサートの内側および外側前リップ高さが異なる高さを有して、少なくとも初期膝屈曲の間ＡＣＬを代替する。正常な膝では、ＡＣＬが外側大腿骨顆に取り付き、ＡＣＬを内側大腿骨顆よりも脛骨の前側に引く。このように、一般に、脛骨インサートの前外側リップ高さが脛骨インサートの前外側リップ高さよりも大きくできる。内側および外側脛骨インサートプロファイルが互いに異なってこの正常ＡＣＬ機能をもたらす。図７１が凸外側プロファイル２３０Ｌおよび凹内側プロファイル２３０Ｍを有する脛骨インサート２３０の実施形態を示す。これらプロファイル形状が前外側リップ高さよりも２３０Ｄの量だけ大きな前内側リップ高さになり、たとえば、少なくとも１ｍｍ以上、約１〜１０ｍｍだけ大きい。これらのプロファイル形状によって外側大腿骨顆が内側大腿骨顆よりも前に配設される。
【００４１】
ある実施形態では、脛骨インサートの前縁が脛骨インサートのベースに対する角度で伸張でき、それにより膝伸張の間の脛骨大腿骨接触域を増やすことによって、少なくとも初期膝屈曲の間におけるＡＣＬ代替が可能となる。脛骨インサートのポストに対して大腿骨構成要素が係合することによって大腿骨構成要素が前方配置されることで、大腿骨を脛骨上に前方に引く。このように、伸張、具体的には過伸張において、大腿骨構成要素が前縁での脛骨インサートに接する。したがって、角度のある前縁が脛骨大腿骨接触を増やす。図７２が脛骨インサート２３２のベース２３２Ｂに対してゼロでない角度αで伸張する前縁２３２Ａを有する脛骨インサート２３２の実施形態を示し、前縁２３２Ａがゼロでない角度αで前方に伸張できる。角度αが約３０°までで、たとえば、約１５°、約５°まで、５〜１０°の範囲、１０〜２０°の範囲、２０〜３０°の範囲などである。
【００４２】
従来の脛骨インサートと比べて脛骨インサートとの前リップ高さを削減する代わりに、大腿骨インプラントの端部大腿骨顆半径が従来の脛骨インサートと比べて削減されて、これにより、大腿骨インプラントを含む人工器官が少なくとも初期膝屈曲の間のＡＣＬの機能を代替できる。図７３が削減端部大腿骨顆半径２３４ｒを有する脛骨インサート２３４の実施形態を示す。例示の例における端部大腿骨顆半径２３４ｒが内側で、しかしながら内側／外側人工器官について上述のものと同様に、脛骨インサートの端部大腿骨顆半径が外側で、これにより、脛骨インサート２３４の前リップ高さ２３４ｈが従来の駅骨インサートの前リップ高さよりも大きいか等しく、さらに干渉無くＡＣＬ代替機能ができる。前リップ高さ２３４ｈを大きくするには、脛骨インサート２３４の低い点２３４ｐが従来の脛骨インサートの低い点よりも後ろに配設でき、その結果、低い点２３４ｐおよび脛骨インサート２３４の外縁の間の距離２３４Ｄが従来の脛骨インサートの低い点および外縁の間の距離よりも大きい。
【００４３】
上述のように、本明細書に記載の人工器官が全部膝置換手術処置に使用されるように構成される。一般に、全部膝置換人工器官が内側脛骨構成要素および外側脛骨構成要素の両方の表面を出すように構成される点を除いて、全部膝置換人工器官が上述および図２〜２３および６８〜７３に様々に示された部分膝置換人工器官と同様に構成できる。換言すれば、全部膝置換人工器官が内側および外側膝構成要素に据えられるように構成されて全部膝置換およびＡＣＬ代替を提供する。本明細書で記載の部分膝置換人工器官および全部膝置換人工器官の類似の要素が一般に同様に構成される。
【００４４】
図３４が全部膝置換手術処置においてＡＣＬの代替を提供するように構成された膝置換人工器官の実施形態を示す。例示の実施形態のように、人工器官が大腿骨インプラント１３０、脛骨インプラント１３２、およびＡＣＬ代替ポスト１３４を含む。脛骨インプラント１３２がＰＣＬ（表示せず）を収容するように構成されたポスト１３４に隣接の空間１３６を含む。全部膝置換人工器官手術用に構成された人工器官がやはり大腿骨ノッチ構造１３８を有する大腿骨構成要素１４０を含み、それが図３５、および３６に示す例示の実施形態の中に示される。図３５および３６が、脛骨ポスト１４４を含む脛骨インサート１４２に連結された大腿骨構成要素１４０を示し、図３５が、大腿骨１４６およびＰＣＬ１４８上に据えられた人工器官に連結された大腿骨構成要素１４０の後方を示し、それは円筒のように図示される。
【００４５】
図３７が図３４の人工器官の使用中の背面図であり、患者のＰＣＬの靱帯１３１が、靱帯１３１の脛骨インサートを顆間域内の内側大腿骨顆上の該インサートに連結する円筒として表わされている。図３８が図３７の人工器官およびＰＣＬ靱帯１３１を示し、ＰＣＬ靱帯１３１が約０〜７０°の間の異なる膝屈曲角に対応する異なる位置にある。図３９〜４３が図３４の人工器官の脛骨インプラント１３２を示し、種々の参照記号ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１およびｈ１を有し、それぞれがポスト１３４の長さ、幅、後部高さ、前部高さ、ポスト１３４の距離らに対応し、図６〜１０を参照して説明したのと同様である。たとえば、図４２および図４３に示すように、全部膝置換人工器官の脛骨インプラント１３２が一般に肝臓の形状で、それの固定される脛骨表面と実質的に適合する。
【００４６】
図４４および４５が上述の図１１および１２の実施形態とそれぞれ同様の全部膝置換人工器官の例示の実施形態を示す。図４４がＰＣＬに対して隙間１５２に隣接する徐々に屈曲する脛骨ポスト１５０を有する人工器官の例示の実施形態を示す。図４５が伸張ポスト１５４を有する脛骨インサートを含む人工器官の例示の実施形態を示し、該ポスト１５４が前方幅ｉ１、内側幅ｊ１，長さｋ１を有する。図４５が脛骨インサートのベースプロファイル１５６を破線で示し、ＰＣＬに対する隙間１５８（非表示）がポスト１５４に隣接して配設されている。
【００４７】
上述したように、ノッチ構造および／またはポストが、ポストの膝屈曲の全範囲で外側大腿骨に干渉することを防止するように構成される。図４６がポスト１６０を有する脛骨インサート１６２を含む人工器官の例示の実施形態を示し、そこで高さが外側大腿骨顆に干渉するのを避けるように構成されている。人工器官が大腿骨１６６に隣接する大腿骨構成要素１６４をやはり含む。患者のＰＣＬ靱帯１６８が円筒形で代表される。図４７および４８が、図１９および２０Ａと同様に、上部に丸い外側人工器官のＡＣＬ代替脛骨ポスト１７０の外縁を有する人工器官の例示の実施形態を示す。図４７および４８がポスト１７０を含む脛骨ポスト１７４に係合する大腿骨構成要素１７２を示す。図４９および５０、図１７および１８と同様に、人工器官の例示の実施形態を示し、そこでノッチ構造１７６の人工器官の高さＬ１が脛骨インプラント１８０のポスト１７８が伸張した位置（図４９）および屈曲位置（図５０）間の外側大腿骨に干渉することを防止する。ノッチ構造１７６の高さＬ１が約１〜２０ｍｍの範囲、約５〜１５ｍｍの範囲、約１０ｍｍなどとされる。
【００４８】
上述したのと同様に、全部膝置換人工器官の大腿骨顆間ノッチが人工器官ポストのそれと実質適合するプロファイルを有する。図２１が大腿骨顆間ノッチ構造の前部および外側表面の内側円形プロファイルに実質適合する内側円形プロファイルを有する全部膝置換人工器官の脛骨ポストの例示の実施形態を示す。また上述の図２３−２７が実質適合するプロファイルのあるポストおよび大腿骨顆間ノッチを有する人工器官の例示の実施形態を示し、図２３の実施形態が大腿骨構成要素１８４および脛骨インサート１８６を含む図５１に示す全部膝置換人工器官１８２の実施形態の矢状縫合断面を示す。図５１の人工器官１８２が凸脛骨ポスト１８８および凸大腿骨顆間ノッチ１９０を含む。上述の図２８〜３３と同様に、それぞれ図５２〜５７が実質適合プロファイルのあるポストおよび大腿骨顆間ノッチを有する全部膝置換人工器官のさまざまな実施形態を示す。図５２が凹脛骨ポスト１９４のある脛骨インサート１９２および凸大腿骨顆間ノッチ１９８のある大腿骨構成要素１９６を有する全部膝置換人工器官の１つの実施形態を示す。図５３が脛骨に装着された図５２の人工器官の冠状プレーン断面図である。図５４が脛骨に装着され平坦脛骨ポスト２００および平坦大腿骨顆間ノッチ２０２を有する全部膝置換人工器官の１つの実施形態を示す。図５５が脛骨に装着され凸脛骨ポスト２０４および凸大腿骨顆間ノッチ２０６を有する全部膝置換人工器官の１つの実施形態を示す。図５６が脛骨に装着され平坦脛骨ポスト２０８および凸大腿骨顆間ノッチ２１０を有する全部膝置換人工器官の１つの実施形態を示す。図５７が脛骨に装着され凸脛骨ポスト２１２および平坦大腿骨顆間ノッチ２１４を有する全部膝置換人工器官の１つの実施形態を示す。
【００４９】
ＡＣＬ代替のように構成された全部膝置換用の人工器官に加えて、人工器官がＰＣＬ代替用に構成できる。ＰＣＬ用の代替を膝置換人工器官に提供することは、術後、膝機能が１００％に近づくのを助ける。一般に、全部膝置換人工器官を代替するＰＣＬおよびＡＣＬが、膝置換人工器官を代替するＰＣＬおよびＡＣＬが前大腿骨顆間ノッチのある人工器官の脛骨ポストの前部表面の係合を介してＡＣＬ代替用に構成されるのは除いて、本明細書で説明した膝置換人工器官を代替するＡＣＬのみと同様に構成され、それに対し、従来の人工器官が、後大腿骨カムおよび脛骨ポストの後面の係合を介して機能する。図７４Ａおよび７４Ｂが、ＰＣＬ代替カム２３６ｃおよびＡＣＬ代替カム２３６ａを含む大腿骨構成要素２３６、および脛骨ポスト２３８を有する脛骨インサートを含むＡＣＬおよびＰＣＬ代替全部膝置換人工器官を示す。ＰＣＬが無いので、図７４Ａおよび７４Ｂに示すように、大腿骨構成要素２３６の顆間ノッチが脛骨ポストの形状に係合するように構成された相対的に広い表面積を有し、よって係合部分での接触応力が軽減される。ある実施形態では、図７５に示す実施形態など、この相対的に広い面積が達成できるのは、１つは大腿骨構成要素の大腿骨ノッチ２４０の厚さ２４０ｔ、たとえば、約４〜１０ｍｍの範囲（たとえば、５ｍｍ以上）の厚さが、従来の大腿骨構成要素における大腿骨ノッチの厚さ、たとえば約２〜５ｍｍの範囲よりも大きく、並びに大腿骨ノッチ２４０の半径２４０ｒ、たとえば約５〜３０ｍｍの範囲が、従来の大腿骨構成要素における大腿骨ノッチの半径、たとえば２〜５ｍｍの範囲よりも大きいことである。他の実施形態では、図７６Ａに示す実施形態などにおいて、この相対的に広い面積が達成できるのは、大腿骨ノッチ２４２の厚さ２４２ｔを増加することなくその半径２４２ｒ、たとえば約５〜３０ｍｍの範囲が、従来の大腿骨構成要素における大腿骨ノッチの半径、たとえば約２〜５ｍｍの範囲よりも大きいことである。
【００５０】
ＡＣＬおよびＰＣＬ機能を代替するように構成された人工器官の脛骨ポストがさまざまなプロファイルを有する。図７７に示す実施形態のように、脛骨ポスト２４４が上面視で凸プロファイルを有し、大腿骨構成要素の大腿骨ノッチ２４６の丸い形状に係合するように構成できる。ポスト２４４の凸プロファイルが半径２４４ｒを有し、たとえば約５〜６０ｍｍの範囲である。ポスト２４４の後部面２４４ｐが平坦後部大腿骨カムに係合するように構成された平坦なプロファイルを有する。別の実施形態では、図７８に示すように、脛骨ポスト２４８の前部および後部表面が大腿骨顆間ノッチ２５０および後部大腿骨カム２５２の凹プロファイルと係合するように構成される。ポスト２４８の凸プロファイルが半径２４８Ｒを有し、たとえば約５〜６０ｍｍの範囲である。別の実施形態では、図７９に示すように、後部大腿骨カム２５２に係合するように構成されかつ内側および外側顆の非対称後部動きを許すように構成された角度付後部表面２５０ｐを脛骨ポスト２５０が有する。矢状縫合で見ると、ＡＣＬおよびＰＣＬ代替ポストの前部および後部表面が角度を付けられる。表面の角度が変わり、たとえば正の角度で約１５°までである。図８０Ａがポスト２５４を含む脛骨インサートのベース２５４ｂに対して後方に傾斜するポスト２５４の１つの実施形態を示し、それが後部に傾斜の後部および前部表面２５４ａ、２５４ｂを有する。図８０Ｂがポスト２５６を含む脛骨インサートのベース２５６ｂに対して前方および後方に傾斜するポスト２５６の１つの実施形態を示し、それが後部に傾斜の後部表面２５６ｐおよび前部に傾斜の前部表面２５６ａを有する。
【００５１】
本明細書に記載の人工器官実施形態の何れにおいても、脛骨インサートが脛骨ベースに対して固定の不変位置にあり、脛骨インサートに連結されたポストが、脛骨インサートに一体か脛骨インサートから別体の要素であっても、脛骨ベースに対して固定の不変に位置付けされる。別法では、本明細書に記載の人工器官実施形態の何れでも、具体的には全部膝置換人工器官において、脛骨インサートが脛骨ベースプレートに対して非固定の不変の位置とされる。他には、人工器官が脛骨インサートが人工器官の脛骨ベースに対して固定の不変位置ではない、移動ベアリングインプラントで良い。
【００５２】
図８１Ａ、８１Ｂ、および８１Ｄに示す実施形態のように、全部膝置換人工器官の移動ベアリング脛骨インサート２５８がベースを含み、たとえば、ベースプレート２６０、ベースプレート２６０に固定して連結された内側脛骨インサート２６２、およびベースプレート２６０に可動的に連結された外側脛骨インサート２６４であり、外側脛骨インサート２６４がベースプレート２６０および内側脛骨インサート２６２に対して移動する。脛骨ポスト２６６が、一体にまたは別の要素として、内側脛骨インサート２６２に連結される。したがって外側脛骨インサート２６４がポスト２６６に対して可動する。外側脛骨インサート２６４が様々な方法でベースプレート２６０に連結されて可動とされ、たとえばレール／トラックシステムによる。ベースプレート２６０が図８１Ａ、８１Ｄに示すように、前後レール２６８を含み、ベースプレート２６０がトラックを含む脛骨インサート付のレールを含む。例示の実施形態のレール／トラックシステムがＴ字断面を有するが、レール／トラックシステムは任意の断面形状を有する。外側脛骨インサート２６４が、図８１Ｂに示すように、係合外側大腿骨顆に実質適合するように構成される。また、図８１Ｂがベースプレート２６０に対して外側脛骨インサート２６４および実線の第１位置および異なる位置の第２位置の外側脛骨インサート２６４の可動の動きを示す。外側脛骨インサート２６４の２つの異なる位置のみ図８１Ｂに示すが、外側脛骨インサート２６４がベースプレート２６０およびポスト２６６に対して任意の位置の間で可動する。ベースプレート２６０の表面２６０ｓ、たとえば上面が、インサート２６２、２６４が連結されるが、図８１Ｂに示されるように、矢状縫合で見て、凸プロファイルを有する。ベースプレートの凸プロファイルが半径２６０ｒを有し、たとえば、約２０〜２００ｍｍの範囲、約６０〜２００ｍｍの範囲、約２０〜１００ｍｍの範囲などである。別法では、図８１Ｃに示すように、内側および外側インサートが連結されるベースプレート２６０'の表面２６０ｓ'が、矢状縫合で見て、実質平坦で良い。実質平坦ベースプレートを含む脛骨ベースプレート２７５が図８１Ｅの実施形態に示すように対向側レール２７２を有することで脛骨インサートに可動的に連結され、該対向側レールが脛骨インサート２７６が動けるチャネル２７４を画定する。同様に、実質平坦ベースプレートを含む脛骨ベースプレート２７５ａが図８１Ｆの実施形態に示すように一方側レール２７２ａを有することで脛骨インサートに可動的に連結され、該対向側レールが脛骨インサート２７６ａが沿って動ける内部ガイド表面を画定する。
【００５３】
上述のように、移動ベアリングインプラント内のベースプレートに連結された脛骨インサートに脛骨ポストが連結されが、別の実施形態では、脛骨ポストがベースプレートに、一体にまたは別体の要素として連結もでき、ベースプレートに連結された内側および／または外側脛骨インサートがベースプレートに可動に連結される。例示の実施形態で、内側および外側脛骨インサートの両方がベースプレートに可動に連結できる。図８２Ａが可動に連結された内側脛骨インサート２７９ａ、可動に連結された外側脛骨インサート２７９ｂ、および一体にまたは別体の要素として非可動に連結された脛骨ポスト２８０を有する脛骨ベースプレート２７８の１つの実施形態を示す。したがって、内側および外側脛骨インサート２７９ａ、２７９ｂがそれぞれポスト２８０に対しておよび互いに対して可動である。内側および外側脛骨インサート２７９ａ、２７９ｂがそれぞれベースプレート２７８に任意にまたは互いに異なって連結され、たとえば、ベースプレート２７８に形成された互いのトラック２８１ａ、２８１ｂ内で可動である。
【００５４】
別の実施形態で、移動ベアリングインプラント内のベースプレートに連結された脛骨インサートに連結の脛骨ポストを含む人工器官に関して、上述したのと同様に、脛骨インサートが移動できるチャネルを画定する反対側レールを含む実質平坦上面を有するベースプレートに、可動内側または外側脛骨インサートが可動的に連結できる。内側脛骨インサートが外側脛骨インサートに比べて少しの前後移転しか受けない構成となるように、外側脛骨インサートに対する側レールが内側脛骨インサートに対する側レールよりも互いから離れる。この動きが、膝の外側収容内の大きな前後脛骨大腿骨動きによって特徴付けられる正常運動を許す。図８２Ｂが内側脛骨インサート２８２ａおよび外側脛骨インサート２８２ｂが連結できる実質平坦なベースプレート表面を含むベースプレート２８１の実施形態を示す。表面には、内側脛骨インプラント２８２ａが動ける間で互いに離れる距離２８４ａを空けた前後反対側レール２８３ａ、および内側脛骨インサート２８２ｂが動ける間で互いに離れる距離２８４ｂを空けた前後反対側レール２８３ｂが設けられる。したがって、側レール２８３ａ、２８３ｂが前後ストップとして構成でき、たとえば、後配置の１つの２８３ａおよび前配置の他の２８３ｂ、並びに、後配置の１つの２８３ｂおよび前配置の別の２８３ｂなどで、これら関連の脛骨インサートが画定前後域内で動く。
【００５５】
別の実施形態で、ベースプレートが上面に突起の凸部材を有して、ベースプレートに連結の脛骨インサートがそれの回りに回転できる。図８２Ｃに示す１つの実施形態で、ベースプレート２８５が突起の凸部材２８６を有し、脛骨インサート２８７、たとえば、内側脛骨インサート、がそれの回りに回転できる。突起の凸部材２８６が比較的小さなたとえば、約３〜３０ｍｍの範囲の半径２８６ｒを有する。比較的小さな半径２８６ｒを有することで、突起の凸部材２８６によって脛骨インサート２８７が比較的制限された前後に動く。図８２Ｃが脛骨インサート２８７を示し、回転動作のインサートの範囲の一端での第１位置におけるそれを実線で、回転動作のインサートの範囲の他端での第２位置におけるそれを破線で示す。図８２Ｄが、脛骨インサート２９０、たとえば外側脛骨インサート、が係合しそれに対して可動である凸面２８９を有するベースプレート２８８を示す。凸面２８９が比較的大きな半径２８９ｒ、たとえば約５０〜２００ｍｍの範囲を有して、小さな半径の場合より大きな前後動きが発生される。図８２Ｄが脛骨インサート２９０を示し、回転動作のインサートの範囲の一端の第１位置におけるそれを実線で示し、回転動作のインサートの範囲の他端の第２位置におけるそれを破線で示す。内側脛骨インサート用の図８２Ｃの比較的小さな半径の突起の凸部材２８６ベースシート、および外側脛骨インサート用の図８２Ｄ比較的大きな半径の凸面２８９を有するベースプレートが脛骨の外側に対する内側のより大きな動作を許し、これにより、自然な内側回転運動ができる。
【００５６】
実施例
全部膝置換手術用に構成されたＡＣＬ代替ＣＲ人工器官の実施を従来のＣＲインプラントのそれと比較した。人工器官の含む膝の５つの異なる活動が模擬され、すなわち、肺、深い膝曲げ、椅子立ち上がり／着席、階段昇降、および歩行である。これらの模擬が、カルフォルニア、サンクレメンテのＬｉｆｅＭｏｄｅｌｅｒ（登録商標）Ｉｎｃ．から上市されるバーチャルニーシミュレータ（Virtual Knee Simulator）を用いて実施され、内側および外側屈曲ファセットセンタ（flexion facet centers）（ＦＦＣ）が各活動中に測定された。模擬の全てにおいて、ＡＣＬ靱帯が欠如しかつＰＣＬ靱帯が存在する。全ての模擬された活動において、ＡＣＬ代替人工器官が健全な膝の運動学に近いそれを示す。反対に、従来のＣＲ人工器官が完全伸張での大腿骨の異常後部位置、および全ての模擬された活動に対する中間屈曲に近い間でスライドする異常前部を示す。
【００５７】
図５８〜６７が比較の様々な図の結果と併せて人工器官を示す。典型的に、図５８〜６５が肺、深い膝曲げ、椅子起き／着座の活動の模擬結果を健全な対象に対する体内の膝動きを参照して示し、それらはＪｏｈａｌらの「Ｔｉｂｉｏ−Ｆｅｍｏｒａｌ  Ｍｏｖｅｍｅｎｔ  Ｉｎ  Ｔｈｅ  Ｌｉｖｉｎｇ  Ｋｎｅｅ：Ａ  Ｓｔｕｄｙ  Ｏｆ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ａｎｄ  Ｎｏｎ−Ｗｅｉｇｈｔ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｋｎｅｅ」（Ｊ  Ｂｉｏｍｅｃｈ、２００５年２月、３８（２）：２６９−７６）、Ｋｏｍｉｓｔｅｋらの「Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｉｃ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｈｕｍａｎ  Ｋｎｅｅ」（Ｃｌｉｎ  Ｏｒｔｈｏｐ  Ｒｅｌａｔ  Ｒｅｓ．２００３年５月、（４１０）：６９−８１）、およびＭｏｒｏ−ｏｋａらの、「Ｄｙｎａｍｉｃ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｏｆ  Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｎｏｒｍａｌ  Ｋｎｅｅ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ」（Ｊ  Ｏｒｔｈｏｐ  Ｒｅｓ．２００８年４月、２６（４）：４２８−３４）から抽出した。典型的に、図６６および６７が、ＡＣＬおよびＰＣＬ靱帯を保存するバイユニ顆インプラント（bi-unicondyiar implants）を受けた患者の生体膝動きを参照して模擬した歩行の結果を図示し、それはＢａｎｋらの「Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ  Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ  Ｏｆ  Ｕｎｉｃｏｎｄｙｌａｒ  Ａｎｄ  Ｂｉ−Ｕｎｉｃｏｎｄｙｌａｒ  Ｋｎｅｅ  Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ」（Ｋｎｅｅ  Ｓｕｒｇ  Ｓｐｏｒｔｓ  Ｔｒａｕｍａｔｏｌ  Ａｒｔｈｒｏｓｃ、２００５年１０月、１３（７）：５５１−６）から抽出した。
【００５８】
図５８および５９が模擬された肺の活動の間の動きの結果を図示し、かつ０〜１２０°の屈曲の１つのサイクルおよび１２０〜０°の伸張の１つのサイクルを、上述のＪｏｈａｌらからの健全な対象のデータを参照して示す。図５８が内側ＦＦＣ３００の動きを、肺の活動中の膝屈曲角度の関数として示す。従来のＣＲインプラントにおける内側ＦＦＣが完全伸張で後方へ変位され、異常前部が、初期にたとえば０〜５０°の中位の曲げに、スライドするのを示す。対照的に、ＡＣＬ代替ＣＲ人工器官がより正常な内側ＦＦＣ動きを示し、９０°曲げまでの最小前後遷移がより高い曲げ角度での後方遷移へ続く状態である。図５９が外側ＦＦＣ３０２の動きを、肺の活動中の膝屈曲角度の関数として示す。従来のＣＲインプラントにおける外側ＦＦＣがまた完全伸張での後方へ変位され、異常前部が初期に中位の曲げにスライドするのを示す。対照的に、ＡＣＬ代替ＣＲ人工器官が健全な膝の生体運動学に非常に近い運動学を示す。
【００５９】
図６０および６１が模擬された深い膝曲げ活動の間の動きの結果を図示し、かつ０〜１５５°の屈曲の１つのサイクルおよび１５５〜０°の伸張の１つのサイクルを、上述のＪｏｈａｌらからの健全な対象のデータを参照して示す。図６０が内側ＦＦＣ３０４の動きを、深い膝曲げ活動中の膝屈曲角度の関数として示す。従来のＣＲインプラントにおける内側ＦＦＣが完全伸張での後方へ変位され、異常前部が、初期にたとえば０〜５５°の中位の曲げに、スライドするのを示す。対照的に、ＡＣＬ代替ＣＲ人工器官がより正常な内側ＦＦＣ動きを示し、８５°曲げまでの最小前後動きがより高い曲げ角度での後方遷移へ続く状態である。図６１が外側ＦＦＣ３０６の動きを、模擬された深い膝曲げ活動中の膝屈曲角度の関数として示す。従来のＣＲインプラントにおける外側ＦＦＣがまた完全伸張での後方へ位置ずれし、異常前部が初期に中位の曲げにスライドするのを示す。一方で、ＡＣＬ代替ＣＲ人工器官が健全な膝の生体運動学に非常に近似する運動学を示す。
【００６０】
図６２および６３が模擬された椅子から立ち上がるおよび座る活動の間の動きの結果を図で示し、かつ１０〜１０５°の屈曲および１０〜１０５°の屈曲の１つのサイクルを、上述のＫｏｍｉｎｔｅｋらからの健全な対象のデータを参照して示す。肺および深い膝曲げ活動と同様に、従来のＣＲ人工器官の内側ＦＦＣが図６２に示すように模擬された椅子立ち上がり／着座活動中の異常後方位置および後部のスライドをやはり示す。内側ＦＦＣ３０８のＡＣＬ代替ＣＲ人工器官に対する動きが生体データにより一致した。内側ＦＦＣのように、ＣＲ人工器官に対する外側ＦＦＣが、図６３に示すように、完全伸張での異常後方位置が前方スライドに続くのを示す。
【００６１】
図６４および６５が模擬された階段昇降の活動の間の動きの結果を図で示し、かつ０〜９０°の屈曲および９０〜０５°の屈曲の１つのフルサイクルを、上述のＭｏｒｏ−ｏｋａからの健全な対象のデータを参照して示す。図６４が模擬した階段昇降の間、従来のＣＲ人工器官の内側ＦＦＣが完全伸張で異常後方位置を示し、前方へのスライドが続く。ＡＣＬ代替ＣＲ人工器官に対する動きがかなりよく安定し、ただ生体データに見られる後方ロールバックを示さない。内側ＦＦＣのように、従来のＣＲ人工器官に対する外側ＦＦＣが、図６５に示すように、完全伸張での異常後方位置が前方スライドに続くのをやはり示す。対照的に、ＡＣＬ代替人工器官の外側ＦＦＣ３１４が生体データに一致する後方ロールバックを示す。
【００６２】
図６６および６７が模擬された歩行の活動の間の動きの結果を図で示し、かつ０〜６５°の屈曲および６５〜０°の屈曲の１つの完全歩行サイクルを、上述のＢａｎｋｓらからのデータを参照して示す。図６６が内側ＦＦＣの動きを模擬した歩行の間の膝屈曲の関数として示す。従来のＣＲインプラントにおける内側ＦＦＣが完全伸張で後方に位置され、屈曲中の顕著な前方スライドを示した。対照的に、ＡＣＬ代替ＣＲ人工器官がより安定した内側ＦＦＣ３１６動きを示し、それはＡＣＬおよびＰＣＬがインプラントを保存する患者に対する生体に見られるのと同様である。図６７が外側屈曲小関節面内側の動きを模擬された歩行の間の膝屈曲角度の関数として示す。従来のＣＲインプラントにおける外側ＦＦＣが完全伸張でやはり後方に位置し、屈曲する異常前方スライドを示す。対照的に、ＡＣＬ代替ＣＲ人工器官がＡＣＬおよびＰＣＬ保存の患者に対する生体に見られるのと同様に外側ＦＦＣ３１８の動きを示す。
【００６３】
本明細書に開示する装置が単一の使用に供されるように意図されるし、複数回使用されるようにも意図される。何れの場合にあっても、装置は少なくとも一回の使用後に再使用に再調整できる。再調整には装置の分解の工程の何れの組み合わせを含み、その後に洗浄、または特別な部分の交換、および続く再組立が続く。具体的には、装置が分解できて、装置の任意の数の特別な部分および部品が何れの組み合わせにおいて選択的に交換または除去される。洗浄および／または特別な部品の交換の際に、再調整施設でまたは手術処置の直前の手術チームによって、装置が続く使用のために再組立できる。装置の再調整が分解、洗浄／交換および再組立に対するさまざまな技能を活用できることを当業者は理解されよう。このような技能の活用および結果の再調整装置が全て本発明の範囲にある。
【００６４】
上述の実施形態に基づいて発明の特徴および有利な点を当業者はより理解されよう。したがって、発明が添付の特許請求の範囲で示すのを除いて、特別に示し説明したものに制限されない。本明細書に参照する全ての刊行物および文献が本明細書に援用される。
【図１】
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【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１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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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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【図１３Ａ】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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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２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２０Ｆ】
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【図２０Ｇ】
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【図２１】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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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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【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６９Ａ】
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【図６９Ｂ】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４Ａ】
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【図７４Ｂ】
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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７９】
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【図８０Ａ】
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【図８０Ｂ】
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【図８１Ａ】
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【図８１Ｂ】
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【図８１Ｃ】
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【図８１Ｄ】
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【図８１Ｅ】
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【図８１Ｆ】
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【図８２Ａ】
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【図８２Ｂ】
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【図８２Ｃ】
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【図８２Ｄ】
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【国際調査報告】
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2014524809.tif 000119
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