(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補綴関節において；
・前記補綴関節の第１骨に安定して取付け、該第１骨から離れて対向する関節支承面を備える第１の部材と；
・前記関節の第２骨に固着し、前記第２骨から離れて対向する回転支承面を備え、また該回転支承面に延長して軸線を形成する凹部を有する第２の部材と；
・前記第１の部材との関節支承合をする第１の支承面と、前記第２の部材の支承面と回転支承係合する第２の支承面を備え、さらに該第２の支承面から延長し前記第２の部材の凹部に回転自在に係合する突起を備えて、該突起により前記凹部の軸線と回転の軸線が形成され、前記第１の部材に対して相対回転する支承と；
からなり、
選ばれた一方の前記第２の部材の回転支承面と前記支承の第２の支承面に、それから延長するストッパを配設し、前記ストッパが前記第２の部材において着脱自在に係合され、他方の前記第２の部材の回転支承面と前記支承の第２の支承面が前記複数の軸線の周りで同軸の弓形スロットとともに形成され、前記スロットが選ばれた角度で延長し、且つ前記ストッパを摺動自在に収容して前記第２の部材に対する前記支承の回転を制限することを特徴とする補綴関節。
【請求項２】
前記スロットがほぼ９０°の角度で延長することを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
【請求項３】
前記ストッパが、前記第２の部材上にあり、前記スロットが支承の中に形成されていることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
【請求項４】
前記ストッパの前記第２の部材の支承面から延長する複数の部分がほぼ円筒状であって、該第２の部材にある凹部の軸線とほぼ平行していることを特徴とする請求項３記載の補綴関節。
【請求項５】
前記第２の部材が前記支承面に延長するねじ付き開口部を備え、また前記ストッパが前記第２の部材のねじ付き開口部に着脱自在に係合されるねじ付き端部を備えることを特徴とする請求項３記載の補綴関節。
【請求項６】
前記第２の部材の支承面が、前記凹部から間隔をおき、また前記ストッパからも間隔をおいたすべての位置で実質的に平面であることを特徴とする請求項３記載の補綴関節。
【請求項７】
前記支承の第２の支承面がその上の前記突起から間隔をおき、また前記スロットから間隔をおいたすべての位置で実質的に平面であることを特徴とする請求項６記載の補綴関節。
【請求項８】
前記関節が膝関節であって、前記第１骨が大腿骨、第２骨が脛骨であり、前記第１の部材が前記大腿骨との係合のために構成された上位面を備え、また１組の関節丘からなる下位面を備える大腿骨部材であり、前記第２の部材が前記脛骨への取付けのために構成された下位面を備え、前記支承の上位支承面が前記大腿骨部材の関節丘と関節支承係合に係合するよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
【請求項９】
・膝関節の大腿骨に固着する上位面を備え、一対の関節丘を形成する下位関節支承面をさらに有する大腿骨部材と；
・前記膝関節の脛骨の切除ずみ近位端部に固着する構成にした下位面を備え、上位支承面と、該上位支承面に延長し軸線を形成する凹部と、前記支承面から前記凹部から間隔をおいた位置で近位方向に突出し、前記凹部の軸線に実質的に平行であるストッパとを更に有する脛骨部材と；
・前記大腿骨部材の関節丘と関節支承係合をする上位支承面と、前記脛骨部材の凹部で回転自在に係合して、その軸線の周りで回転する突起をもった下位面を有し、前記大腿骨部材に対して相対回転する支承と；
からなり、
・前記支承の下位面のその突起から間隔をおいた部分により前記脛骨部材の上位面と回転支承係合にある下位支承面が形成されることと；
・前記支承の下位支承面に弓形スロットが形成され、前記脛骨部材において着脱自在に係合するストッパと係合させることと；
・前記スロットが前記軸線と同軸であり、またそれにより選択された弓形が形成されて、前記スロットにあるストッパの係合が前記支承の前記脛骨上の回転を前記弓形により形成されるアンギュラーマウント（ａｎｇｕｌａｒ  ｍｏｕｎｔ）で停止することと；
を特徴とする膝関節補綴。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は整形外科用補綴部材、詳述すれば膝関節補綴に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本来の膝関節は大腿骨の遠位端部と脛骨の近位端部および半月状関節間繊維軟骨を備える。この大腿骨と脛骨は互いに対し、また支承に対し、後方十字形靭帯、前方十字形靭帯ならびに側副靭帯を含む複数の靭帯により正しい関係に保持される。膝関節の屈曲動作が脛骨を大腿骨に関し、総体的に内側から外側方向に延長する軸線の回りを回転させる。屈曲動作はさらに脛骨もそれ自体の軸線の回りの回転を発生させる。
【０００３】
損傷もしくは疾病は本来の膝の正しく機能させる能力に影響し得る。この損傷と疾病は骨と、関節軟骨、靭帯もしくはそのいくつかの組合せを劣化させる。損傷を被った、あるいは発病した本来の膝は補綴膝関節により交換できる。先行技術による膝関節補綴は切除ずみ大腿骨の遠位端部にしっかりと取付けられた大腿骨部材と、切除ずみ脛骨の近位端部にしっかりと取付けられた脛骨部材と、そして大腿骨と脛骨部材の間に配置された支承を含む。大腿骨部材の下位面は一対の関節丘を備える。この関節丘は凸状の弓形形状をなし、また前記支承の上位面は一対の弓状凹状領域を備えて大腿骨部材の関節丘との関節支承係合をする。脛骨部材の上位面はほぼ平面となって前記支承の下位面と支承係合することができる。
【０００４】
現在入手できる補綴膝関節は整形外科医の好みと、本来の膝の状態と、患者の健康、年齢および可動性により多数の異なる形状をとることができる。いくつかの先行技術による膝関節補綴が支承の下位面を脛骨部材の上位面に固定するように取付けられる。他の膝関節補綴は支承と脛骨部材の間の回転運動および／または摺動運動を可能にする。前記支承の脛骨部材に接する運動は先行技術に述べられた多数の機能的利点を達成する。これらの機能的利点は固定ヒンジ接続に依存することなく通常の歩行運動に応じての脱臼の回避を含む。本明細書に引用されている構造上の特性の若干数を取入れた極めて有効な先行技術による膝関節補綴は米国特許第４，４７０，１５８号と米国特許第４，３０９，７７８号に開示されている。
【０００５】
脛骨部材上での支承の回転運動を可能にする先行技術による膝関節は図１〜図６に示されており、総体的に参照番号１００が付されている。この先行技術による補綴１００は本来の大腿骨１０６の遠位端部１０４の取付け用に大腿骨部材１０２を備える。この大腿骨部材１０２は図２に示されているように内側と外側関節丘１０８と１１０を備える下位関節支承面を備える。
【０００６】
先行技術による補綴は脛骨１１８の切除ずみ近位端部１１４に取付けられた脛骨部材１１２をさらに備える。この脛骨部材１１２は前記脛骨１１６の切除ずみ遠位端部１１４に調製されたキャビティに係合されるよう構成された総体的に円錐形の突起１１８のついた下位面を備える。前記脛骨部材１１２は総体的に平面上位支承面１２０をさらに備える。この支承面１２０は総体的に円錐形をした中心凹部と共に形成されている。
【０００７】
前記先行技術による膝補綴１００は前記大腿骨部材１０２と脛骨部材１１２の間に配置された支承１２２をさらに備える。先行技術による支承は大腿骨部材１０２の関節丘１０８と１１０との関節支承係合の構成になっている上位関節支承面１２４を備える。前記支承１２２は脛骨部材との係合に下位面をさらに備える。詳述すれば、先行技術による支承１２２の下位面は脛骨部材１１２の上位面に延長する凹部に回転自在に係合する中心突起（図示せず）を備える。この支承の前記下位面は、脛骨部材１１２の上位平面支承面１２０上で回転支承係合する総体的に平面の支承面１２６をさらに備える。
【０００８】
膝関節の部材は互いに関し複雑な運動を歩行ならびに他の行動中に受ける。詳述すれば膝関節の自然運動は脛骨の総体的に内側から外側への軸線の回りの回転を起こさせる。同時に脚の自然運動は脛骨と大腿骨の間、負荷支承方向に総体的に沿って延長する軸線の回りに何らかの旋回運動を発生させることになる。前記支承１２２の大腿骨部材１０２に対する回転は先行技術による支承１２２の大腿骨部材１０２と脛骨両部材１１２上での何らかの回転を起こさせる。支承１２２の大腿骨１０２に対する回転は大腿骨部材１０２の関節丘１０８と１１０が前記支承１２２の前方ならびに後方両端部での複数のリップに向って上方方向にせり上がらせる。これはスピンアウト脱臼の可能性を発生する。このスピンアウトは植込時に側副靭帯の張力の維持に対する正しい配慮により制御できる。しかしながら、十字形靭帯は膝の主たる前方−後方ならびに内側−外側の安定手段である。これらの十字形靭帯はしばしば補綴膝植込手術の一端とし除去されることがある。したがって脱臼の可能性は回転支承を享受している先行技術の膝関節補綴と共存している。
【０００９】
先行技術による回転式支承補綴膝関節は、図１〜図８に最も明瞭に示されている。詳述すれば、先行技術による回転式支承１２２は前方−後方の剪断荷重、大腿骨部材１０２の関節丘部材１０８と１１０の一方の分離と、前記分離した部材と関連する緩んだ側副靭帯との総合効果の作用で脱臼位置にくるまで強制的に回転させ得る。前記分離側にある大腿骨関節丘が支承のリップの上にせり上らないようにするだけ十分な靭帯の張力だけがこのような脱臼の発生を防ぐことができる。このような脱臼の発生を防ぐだけの十分な軟質もしくは硬質のほかの組織は膝にはない。脱臼の仕方は圧縮荷重の下では安定している。先行技術による大腿骨部材１０２の脛骨部材１１２に関する前方−後方ならびに内側−外側両移動は、図５と図６に示されているように、このような脱臼が伴うに違いない。前記剪断力と、支承の垂直回転軸線の効果は、示されたスピンアウトに繋がり得る条件を強調する。スピンアウトは支承の前方−後方並進の余裕のある先行技術による補綴関節では起らない。したがって図示されたスピンアウトは図１〜図６に示された固定軸回転プラットホーム脛骨支承膝補綴の独特の欠点である。
【００１０】
スピンアウト脱臼を最少限に停止する１つの先行技術は支承と大腿骨部材の間の係合度を増大させる支承の使用を必要とする。このような支承は比較的大きい割合の分離を必要としスピンアウトを許してしまう。この形式の補綴膝関節はスピンアウトを減少させるものの、その発生を完全に防ぐことはない。
【００１１】
先行技術はさらに、「ニュージャージィーＬＣＳ」（商品名）で市販されている補綴膝の膝蓋骨部材上に回転式ストッパを備える。しかしながら、この回転式ストッパは回転する膝蓋骨部材のスピンアウトの発生を防げなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
これらを考慮して本発明の目的は、補綴関節の機能に悪影響を与えない満足できるスピンアウト防止用ストッパ付き関節を提供するである。
【００１３】
さらに本発明の目的は、必要とされる機能を果す一方、スピンアウトの発生を防ぐだけ十分な回転動作を提供できる補綴膝関節を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は回転プラットフォーム式補綴膝関節に関するものである。この補綴膝関節は大腿骨の調製された遠位端部に取付ける大腿骨部材を備える。この補綴部材は先行技術の構成であっても差支えなく、内側と外側関節丘により形成される下位関節支承面を備える。
【００１５】
本発明の補綴関節は、脛骨の切除端部に取付ける脛骨部材をさらに備える。この脛骨部材は前記脛骨の切除ずみ近位端部に調製されたキャビティに延長する下位突起を調製することもできる。さらに構造上の素子および／または骨セメントとの結合が設けられて、脛骨部材が脛骨の切除ずみ近位端部上での回転の発生を防ぐ。この脛骨部材はその上位面に概ね中心を通って延長する凹部を備えることができる。さらに支承面がこの凹部を取囲むこともできる。前記脛骨部材の上位支承面が実質的に平面であることもできる。
【００１６】
本発明に係る膝補綴は前記大腿骨と脛骨部材の間に配置された支承をさらに備える。この支承は非金属材料で形成でき、大腿骨部材の関節丘との関節支承係合の上位面を、かつ脛骨部材の上位支承面との回転支承係合の下位支承面を備える。この支承は前記脛骨部材の凹部に延長する突起を備える。この突起と凹部が協働して支承の脛骨部材上での回転をさせるが、一方摺動移動の発生を防ぐ。
【００１７】
本発明に係る補綴関節は支承の脛骨部材上での回転運動の範囲を限定する構造部材を備えている。この回転制限は上述したようにスピンアウトを起こしかねない過剰の回転の発生を防ぐために配設されている。しかしながら、この回転制限は膝の必要とされる機能に対する十分な回転動作を提供する必要がある。好ましくは補綴部材が回転動作を、このような制限が必要と思われる場合の患者に対してだけに制限するよう構成されている。このようにして、回転制限は十分な側副靭帯の張力が脱臼の発生を防ぐため術後でも維持できると思われる場合の患者の補綴には設けられないことがある。回転を制限する手段は一方の支承と脛骨部材上に形成されたスロットと、他方の支承と脛骨部材上に形成された突起である。例えば支承の下位支承面は支承の脛骨部材に対しての回転の軸線の回りに設けられた弓形が形成されるスロットで形成できる。この実施例では、脛骨部材はこのスロットに摺動自在に係合させた突起を備える。この突起は脛骨部材に着脱自在に取付けられ、それによりこの突起がスピンアウト脱臼の発生を防ぐため何らかの形で回転制限を必要とするように思われる患者に対してだけ補綴関節に組入れられるようになっている。前記スロットは大抵の人の活動に必要とされる最大回転角度８０°（±４０°）を十分超える合計９０°の軸回転（±４５°）を付与するような寸法を有することができる。したがって標準的な膝機能はほぼ補綴により影響されない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る膝補綴は図７〜図１５で参照番号１０により総体的に付されている。この補綴１０は図１０〜図１５で示されている大腿骨部材１２を備える。この大腿骨部材１２は上記に既に説明された先行技術による大腿骨部材とほぼ同一である。詳述すれば、この大腿骨部材１２は１組の凸状関節丘１８と２０それぞれにより形成される下位関節支承面を備える。
【００１９】
前記補綴１０は脛骨部材２２をさらに備える。この脛骨部材２２は図１０〜図１５に示されているように脛骨２６の切除ずみ近位端部２４に取付けられる。前記脛骨部材２２は脛骨２８の切除ずみ近位端部２４に調製されたキャビティに収容されるほぼ円錐状の延長部２８を備える。さらにこの脛骨部材２２はほぼ前記円錐状延長部を取囲む下位骨係合面３０を備える。前記円錐状延長部２８と前記下位骨係合面３０は前記脛骨２６への固着を確保するため被覆するかあるいは他の方法で処理できる。さらに、さもなければ別に、前記脛骨部材２２の円錐状延長部２８と下位面３０が骨セメントと協働して脛骨部材２２を脛骨２６に固着する構造上の構成部材を備えることもできる。
【００２０】
図７と図９で最も明瞭に示されているように、脛骨部材２２は示された実施例でほぼ平面である上位支承面３２を備える。この脛骨部材２２の上位支承面３２により前記脛骨２６の切除ずみ端部２４の大きさと形状に合致する総体的に長円形形状が形成される。前記脛骨部材２２の上位支承面３２は、後部十字形靭帯がある場合、それに適応できる後部切欠き３４を備える。前記上位支承面３２の中心部分は上記に説明された円錐状延長部２８に形成された円錐状凹部３６を特徴とする。この凹部は軸線を有し、以下さらに説明されるように、補綴関節１０の支承に回転自在に適応できるようになる。
【００２１】
前記脛骨部材２２の上位支承面３２は、前記円錐状凹部３６と前記上位支承面３２の前端部の間に配置されたストッパ３８をさらに特徴とする。図７に最も明瞭に示されているように、このストッパ３８は前記脛骨部材２２に着脱自在に取付けられている。詳述すれば、ねじ付き開口部４０が前記円錐状凹部３６の前方の適所で脛骨部材２２の上位支承面３２を通って延長する。前記ねじ付き開口部４０は前記円錐状凹部３６の軸線に平行して延長する軸線の回りに形成される。前記ストッパ３８は近位端部４４と遠位端部４８を備える。このストッパ３８の前記近位端部４４は、その中に延長して前記脛骨部材２２の前記ねじ付き凹部４０に前記ストッパ３８をねじ込み係合させる手段として適応させる非円形凹部を特徴とする。前記ストッパ３８の前記近位端部４４から遠位方向に延長する部分により円滑な円筒状外面５０が形成される。前記ストッパ３８は遠位端部４６から前記円筒状面５０に延長する雄ねじ５２の列をさらに備える。前記ストッパ３８の前記ねじ山５２は脛骨部材２２の前記ねじ付き開口部４０にねじ込み係合される。
【００２２】
前記膝補綴１０は図５および図８で最も明瞭に示されているように支承５４をさらに備える。この支承は非金属材料で一体形成されたもので、大腿骨部材１２の関節丘１８と２０と関節支承係合用に凹状に構成された上位関節支承面５６を備える。この支承５４は総体的に平面の下位支承面５８と前記下位支承面５８の中心領域から遠位方向に突出する円錐状突起６０をさらに備える。この円錐状突起６０は脛骨部材２２の凹部３６に回転自在に保持されるような寸法を有して構成されている一方、下位支承面５８は脛骨部材２２の上位支承面３２と回転支承係合するようになっている。
【００２３】
図７と図８に最も明瞭に示されているように、前記支承５４の下位支承面５８は前記円錐状突起６０の前方に配置され、前記円錐状突起６０の軸線の回りに同軸に形成された弓形スロット６２を特徴とする。このスロット６２は約９０°の弧を画いて延長し、前方−後方軸線に対して対称である。このようにして前記スロット６２と突起３８とは支承５４の前記円錐状突起６０の軸線の回りを、前記支承５４の前方−後方軸線が前記脛骨部材２２の前方−後方軸線と整合する標準的位置でのいずれの方向にも回転運動を可能にする。このようにして、膝部材１０は、深い膝の屈曲と関連する大きい軸回転を含む大抵の人の活動に必要とされ８０°（±４０°）の必要最大回転角度を十分に超える軸回転をさせるものである。このようにして、前記ストッパ３８とスロット６２との結合は標準的膝の機能発揮には何ら影響しない。結果としてこのストッパ３８とスロット６２の組合せは上述のスピンアウトの問題の発生を実質的に防ぐ。詳述すれば、図１０と図１１は前記スロット６２の端部が前記ストッパ３８と係合するだけ十分に回転させられた支承５４で分離された大腿骨部材１２の関節丘を示す。この位置で、前記支承５４の前方リップは大腿骨関節丘の中心の前方にある。このようにして、圧縮荷重が前記分離した関節丘に加えられると、支承５４のこの側面は図１２と図１３に示されるように、支承が図１４と図１５に示されるようにその標準的位置に押込められるまで前方に押出されることになる。
【００２４】
図９は前記脛骨部材２２に形成された後部十字形切欠き３４を示す。この切欠き３４は既に上記で説明されたように、改善された膝の機能発揮に寄与し、また脱臼阻止に必要な安定性を提供する後部十字形靭帯保持のため配設される。このような適用には、回転ストップは必要なく、また好ましくない。これらの状況において、このストッパ３８は脛骨部材２２にある開口部４０からのねじ込み式取外しだけに必要で、回転ストッパがなくても補綴の使用ができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた通り本発明は、補綴関節の機能に悪影響をおよぼすことのない満足すべきスピンアウト防止ストッパ関節を提供することである。
【００２６】
さらに本発明によれば、必要とされる機能上十分な回転運動を提供できる一方、それでもスピンアウト防止用のストッパ付き補綴関節が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】標準的位置にある先行技術による補綴の断面図である。
【図２】図１に示された先行技術による補綴の平面図である。
【図３】図１に示された先行技術による補綴の断面であるが、分離された関節丘が支承リップをせり上った状態を示す図である。
【図４】図３に示された先行技術による補綴の平面図である。
【図５】スピンアウトのため脱臼した後の先行技術による補綴の断面図である。
【図６】図５に示された先行技術による補綴の平面図である。
【図７】本発明に係る補綴の断面図である。
【図８】本発明の補綴の支承の底面図である。
【図９】分離した関節丘が支承リップをせり上った本発明の補綴の断面図である。
【図１０】分離した関節丘が支承リップをせり上った本発明の補綴の断面を示す図である。
【図１１】図１０に示された補綴の平面図である。
【図１２】部分的に縮小した本発明の補綴を示す断面図である。
【図１３】図１２に示された補綴の平面図である。
【図１４】標準的位置にある本発明の補綴の断面図である。
【図１５】図１４に示された補綴の平面図である。
【符号の説明】
１０  膝補綴
１２  大腿骨部材
１４  外科的に調製された遠位端部
１６  大腿骨
１８  １組の凸状関節丘
１９  １組の凸状関節丘
２０  １組の凸状関節丘
２２  脛骨部材
２４  切除ずみ近位端部
２６  脛骨
２８  円錐状延長部
３０  下位面
３２  上位支承面
３４  後部切欠き
３６  円錐状凹部
３８  ストッパ
４０  ねじ付き開口部
４４  近位端部
４６  遠位端部
４８  非円形凹部
５０  円筒状外面
５２  雄ねじ
５４  支承
５６  上位関節支承面
５８  平面下位支承面
６０  円錐状突起
６２  弓状スロット
【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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【図１４】
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【図１５】
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