(57)【要約】【課題】  大きな屈曲に適応できる膝関節全置換術用大腿骨コンポーネントを提供する。【解決手段】  大腿骨コンポーネント１００は、内側後顆関節面１３５と、外側後顆関節面１４５とを備えており、内側後顆の高さＢが外側後顆の高さＡより大きくなっている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側非関節部分と、外側関節部分とを含み、該外側関節部分が、内側後顆と、外側後顆とを備え、前記外側後顆の高さが前記内側後顆の高さよりも小さくなっていることを特徴とする人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項２】
前記大腿骨コンポーネントは、熱可塑性ポリマ、熱硬化性ポリマ、チタン、チタン合金、タンタル、コバルトクロム合金、ステンレス鋼及びセラミックからなる群から選択される材料から構成されている、請求項１に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項３】
前記内側後顆の高さと前記外側後顆の高さとの差は、約１ｍｍから約５ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項４】
内側非関節部分と、外側関節部分とを含み、該外側関節部分が、内側後顆と、外側後顆と、第１の半径を有した中間内側後顆と、第２の半径を有した中間外側後顆とを備え、前記外側後顆の高さが前記内側後顆の高さよりも小さくなっており、前記中間外側後顆の第２の半径は前記中間内側後顆の第１の半径よりも小さくなっていることを特徴とする人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項５】
前記大腿骨コンポーネントは、チタン、チタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼及びセラミックからなる群から選択された材料から構成されている、請求項４に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項６】
前記内側後顆の高さと前記外側後顆の高さとの差は、約１ｍｍから約５ｍｍの範囲内である、請求項４に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項７】
前記中間内側後顆の第１の半径と前記中間外側後顆の第２の半径との差は、約０．１ｍｍから約２０ｍｍの範囲内である、請求項４に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項８】
内側非関節部分と、外側関節部分とを含み、該外側関節部分が、内側後顆と、外側後顆と、第１の半径を有した中間内側後顆と、第２の半径を有した中間外側後顆とを備え、前記外側後顆の高さが前記内側後顆の高さよりも小さなっており、前記外側後顆の内側面は、前記外側後顆の外側面と内側面との間の距離が前記内側後顆の外側面と内側面との間の距離よりも小さくなるように切り取られており、前記中間外側後顆の第２の半径は前記中間内側後顆の第１の半径よりも小さくなっていることを特徴とする人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項９】
前記大腿骨コンポーネントは、チタン、チタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼及びセラミックからなる群から選択された材料から構成されている、請求項８に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項１０】
前記内側後顆の高さと前記外側後顆の高さとの差は、約１ｍｍから約５ｍｍの範囲内である、請求項８に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【請求項１１】
前記中間内側後顆の第１の半径と前記中間外側後顆の第２の半径との差は、約０．１ｍｍから約２０ｍｍの範囲内である、請求項８に記載の人工膝関節用大腿骨コンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は整形外科補綴装置に関する。さらに詳細には、本発明は、膝関節全置換術（すなわち、「ＴＫＡ」）に関して使用するための整形外科用膝関節インプラントの大腿骨コンポーネントであって、当該技術分野で公知の大腿骨コンポーネントよりも広い膝関節屈曲範囲を提供するように設計されている大腿骨コンポーネントに関する。
【背景技術】
【０００２】
膝関節の関節面に悪影響を及ぼす疾患及び障害は、一般に、外科手術により大腿骨及び脛骨の関節端部を人工大腿骨インプラント及び人工脛骨インプラントで置換すること（膝関節全置換術（「ＴＫＲ」）と呼称される）によって治療することが有効である。これらのインプラント（すなわち、移植装置）は、痛みのない正常な膝関節機能を回復させるように互いに対して関節動作するので、低摩擦係数の材料から作製される。
【０００３】
膝関節が関節可動域（ＲＯＭ）を動くとき、ヒトの脚の機械的軸線に対する遠位大腿骨の角度は変化する。屈曲が大きいときには、この変化が一層顕著となる。例えば、ヒトの自家膝関節は約０°から約１５５°までの可動関節域を動かされるとき、ヒトの脚の機械的軸線に垂直な横断方向軸線周りの大腿部の回転角度は約１０°から約３０°まで動き得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ほとんどのＴＫＲは、僅かに過伸展となる位置から約１１５°〜１３０°の屈曲までの膝関節運動に適応するように設計されている大腿骨コンポーネント（大腿骨側で使用するコンポーネント）を含んでいる。しかしながら、健康な人間の膝関節は、１７０°の屈曲に至る関節可動域（ＲＯＭ）を有する能力があり、スポーツや宗教上又は文化上の行事の際に要求され得るような深い膝立ちやしゃがみ動作をするためには、１５５°付近の関節可動域が要求される。
【０００５】
したがって、最適な条件下で１３０°以上の膝関節屈曲（いわゆる「大きな屈曲」）に適応できる改良されたＴＫＲ用大腿骨コンポーネントに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、その一つの実施形態において、膝関節全置換術（ＴＫＲ）用の改良された大腿骨補綴装置からなる。膝関節全置換術用大腿骨コンポーネントは、一部切除を施された遠位大腿骨を受容するように構成された骨と接触する内側非関節面を備える。好ましい実施形態では、大腿骨コンポーネントの非関節面は、前面取面と、遠位面取面と、後面取面とを含み、これら面取面は、これらに付与された骨成長促進面をさらに備える。
【０００７】
大腿骨コンポーネントは、さらに、前関節部分と、遠位関節部分と、内側後関節部分と、外側後関節部分とを備える。本願では、内側後関節部分及び外側後関節部分を内側後顆及び外側後顆と呼称している。内側後顆及び外側後顆はそれぞれ独自の「高さ」を有している。各後顆の高さは、遠位関節面に対する接線からその後顆の近位先端までを測定したものである。本発明による人工大腿骨コンポーネントの内側後顆の高さと外側後顆の高さとの差は、膝関節全置換術において大腿骨が患者の脚の機械的軸線周りにより大きな角度回転することを許容する。さらに、本発明においては、大腿骨外側後顆の内側面が人工大腿骨コンポーネントの顆間領域内に延びている程度が、大きな屈曲に適応するために低減されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の利点は、本発明の大腿骨コンポーネントにより遠位大腿骨が脚の機械的軸線周りにより大きな回転を行うことが可能となることである。このより大きな回転は、患者の膝関節における大きな屈曲に必要であり、したがって患者の膝関節における大きな屈曲を提供する。
【０００９】
本発明の他の利点及び特徴は、特許請求の範囲及び添付図面を検討することにより、当業者に明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
添付図面に関してなされる本発明の実施形態の以下の説明を参照することにより、本発明の上記及び他の特徴及び目的並びにこれらを実現するための方法が明らかとなり、本発明自体がより十分に理解される。
【００１１】
対応する参照符号は複数の図面を通して対応する部分を指している。図面は本発明の例示の実施形態を示しているが、図面は必ずしも正しい縮尺ではなく、本発明の図示及び説明のために特定の特徴を誇張している場合がある。本願で示されている具体例は本発明の例示の実施形態を図示しているに過ぎない。
【００１２】
本願で使用されている場合、以下の方向の定義が適用されるものとする。「前」、「後」は、それぞれ、身体の正面に近い側、身体の背面に近い側を意味する。したがって、本願に記載されている膝関節の場合、「前」とは、脚が伸展位置になっているときに膝関節において身体の正面に近い部分を指す。「近位」、「遠位」は、それぞれ、構造の根元に近い側、構造の根元から遠い側を意味する。例えば、遠位大腿骨は膝関節の一部になっている一方、近位大腿骨は股関節に近い側である。最後に、「内」、「外」は、それぞれ、正中面に近い側、正中面から遠い側を意味する。正中面は、身体を右左半分に分割する身体の中央を通る仮想上の垂直面である。
【００１３】
最初に、図１を参照すると、本発明の一つの実施形態に従った膝関節全置換術（ＴＫＲ）用大腿骨コンポーネント１００は、外側関節面１１０と、骨に接触する内側非関節面１５０とを備えている。外側関節面１１０は、前関節面１１５と、遠位関節面１２５と、内側後顆関節面１３５と、外側後顆関節面１４５とを含んでいる。
【００１４】
大腿骨コンポーネント１００は、人間の膝関節の遠位大腿骨補綴装置として機能するのに必要な機械的特性を有した任意の生体適合性材料から構成され得る。好ましくは、大腿骨コンポーネント１００は、熱可塑性ポリマ、熱硬化性ポリマ、チタン、チタン合金、タンタル、コバルトクロム合金、ステンレス鋼又はセラミックから構成される。
【００１５】
大腿骨コンポーネント１００の内側非関節部分は、図５に示されているように、一部を切除された遠位大腿骨１０５を受容するように構成されている。遠位大腿骨１０５に対してなされる外科的切除は、膝関節形成術の分野における当業者に公知の任意の手段、任意の順序及び任意の形態でなされ得る。好ましい実施形態では、大腿骨コンポーネント１００は、遠位大腿骨１０５に形成された複数の面取りを施された面（以下、面取面と記載する）に対応する複数の面取面を備えている。内側非関節面１５０は、有効金属表面すなわち内部への骨の成長を促す可能性の高い任意の表面を備え得る。
【００１６】
大腿骨コンポーネント１００の内側非関節面１５０は、前非関節面１５５と、遠位前非関節面１６５と、遠位関節面１７５と、二つの遠位後非関節面１８５と、二つの後非関節面１９５とを含むことが好ましい。
【００１７】
遠位非関節面１７５は、概略平坦であり、一部を切除された遠位大腿骨１０５の遠位表面の大部分を受容するように構成されている。遠位非関節面１７５は二つの対向する端部を備えている。遠位非関節面１７５の一方の端部は、逆側に位置する二つの端部を備える遠位前非関節面１６５の一方の端部と境を接する。遠位前非関節面１６５の他方の端部は、遠位前非関節面１６５と遠位非関節面１７５との間に鈍角が形成されるように、遠位非関節面１７５から前方へ上方に向かって延びている。前非関節面１５５は遠位前非関節面１６５の他方の端部から上方に延びている。
【００１８】
遠位非関節面１７５の他方の端部は、同じく逆側に位置する二つの端部を備える各遠位後非関節面１８５の一方の端部に接する。遠位後非関節面１８５の他方の端部は、各遠位後非関節面１８５と遠位非関節面１７５との間に鈍角が形成されるように、遠位非関節面１７５から後方へ上方に向かって延びている。後非関節面１９５の各々は、それぞれ、遠位後非関節面１８５の他方の端部から上方に延びている。
【００１９】
さらに図１を参照すると、大腿骨コンポーネント１００の外側関節面１１０は、前関節面１１５と、遠位関節面１２５と、内側後顆関節面１３５と、外側後顆関節面１４５とを含んでいる。本発明の外側関節面１１０を構成する様々な関節面は、人工膝関節の半月板コンポーネントと係合して協働するように構成された様々な半径を有する単一の湾曲面を形成する。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態では、内側後顆関節面１３５及び外側後顆関節面１４５は、それぞれ、異なる中間半径１３６及び１４６を有する。各顆関節面の中間半径とは、遠位関節面と後関節面とのとの間の関節面部分のことである。好ましい実施形態では、内側後顆中間半径１３６は外側後顆中間半径１４６よりも大きい。好ましい実施形態では、内側後顆１３５の中間半径１３６と外側後顆１４５の中間半径１４６の差は約０．１ｍｍから約２０ｍｍであるが、当業者は広範な中間半径の差が本発明において使用され得ることを分かるであろう。
【００２１】
図１を再度参照すると、遠位関節面１２５に接する線１０１が示されており、高さ“Ａ”及び“Ｂ”はそれぞれ内側後顆関節面１３５及び外側後顆関節面１４５の高さを示している。図１に示されているように、外側後顆１４５の高さＡは内側後顆１３５の高さＢよりも小さい。二つの後顆（すなわち、外側後顆１４５と内側後顆１３５）の高さの差は図２にも示されている。好ましい実施形態では、後顆の高さの差は約１ｍｍから約５ｍｍであるが、当業者は広範な高さの差が本発明において使用され得ることを分かるであろう。
【００２２】
図３を参照すると、完全に伸展した状態の右脚１０１の正面図が示されている。右脚１０１は、大腿骨１０５と、人工大腿骨コンポーネント１００と、人工半月板コンポーネント１０２と、人工脛骨コンポーネント１０４と、脛骨１０７とを含んでいる。右脚１０１の機械的軸線を表す線１０９がさらに示されている。脚１０１が屈曲するとき、大腿骨１００は機械的軸線１０９周りに内側に回転する必要がある。本発明の大腿骨コンポーネント１００の後顆の高さの差は、大きな屈曲を提供するのに十分な回転を許容する。さらに、外側後顆１４５の内側面は、外側後顆１３５の外側面と内側面との間の距離が内側後顆１４５の外側面と内側面との間の距離よりも小さくなるように切り取られており、大腿骨コンポーネント１００の能力をさらに高めて、約１３０°から１７０°の範囲で又は隣接する柔らかい組織と干渉することなく少なくとも約１５０°以上の大きな屈曲を実現させる。
【００２３】
当業者は、上記が本発明の好ましい実施形態の説明であり、特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱することなく好ましい実施形態に設計及び構成上の変形を加えることができることを理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】内側顆及び外側顆の高さの差を示している本発明の実施形態の側面図である。
【図２】図１に示されている実施形態の背面図である。
【図３】人間の大腿骨、脛骨、膝関節、脚の機械的軸線の正面図である。
【図４】図１に示されている実施形態の正面図である。
【図５】屈曲してない状態と大きな屈曲をしている状態との間における本発明の回転を示している図１の実施形態の上面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１００…大腿骨コンポーネント
１１０…外側関節面
１３５…内側後顆関節表面
１４５…外側後顆関節表面
１５０…内側非関節面
【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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