(57)【要約】【課題】  「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の部品として新しい改良された脛骨コンポーネントを提供することにより骨嚢胞をもたらす磨耗粒子を生じ得る組織に対するプラスチック軸受の摩擦を減少する。【解決手段】  脛骨コンポーネントと、距骨コンポーネントと、中間滑動プラスチック軸受を含む人工足関節の脛骨コンポーネントであって、前記脛骨コンポーネントはプラスチック軸受を囲み、それから間隔を置き、骨嚢胞の形成をもたらす磨耗粒子を生じる組織に対するプラスチック軸受の摩擦を減少するように意図された垂下した側壁を含む。脛骨コンポーネントの垂下した周壁はプラスチック軸受を周りの組織から少なくとも部分的に保護することにより起こり得るそのような摩擦を減少するように意図される。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）第１の軸受面を有する、解剖学的関節の第１の骨に固定される第１の台手段と、
（ｂ）第２の軸受面を有する、解剖学的関節の第２の骨に固定される第２の台手段と、
（ｃ）関節運動中に前記第１の軸受面に対して滑動移動するために前記第１の台手段の前記第１の軸受面を滑動係合する第３の軸受面を有する軸受インサート手段であって、前記第１の台手段と前記第２の台手段の間に関節を提供する軸受インサート手段と、
（ｄ）関節運動中に前記軸受インサート手段の運動を前記第１の台手段に対する所定の経路に拘束する手段と
を含むタイプの改良された人工関節において、
前記第２の台手段が、前記軸受インサート手段を解剖学的組織から保護して骨嚢胞の形成を減少するために前記第２の軸受面から前記軸受インサート手段の回りに伸びる周壁からなる
ことを特徴とする人工関節。
【請求項２】
関節運動中に前記軸受インサート手段の運動を前記第１の台手段に対する所定経路に拘束する前記手段が、
前記第１の台手段又は前記軸受インサート手段の一方に設けられた軌道面手段と、
前記第１の台手段又は前記軸受インサート手段の他方に設けられた、前記軌道面手段に滑動係合する軌道面追従手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の改良された人工関節。
【請求項３】
前記軌道面手段が湾曲軌道面手段を備えることを特徴とする請求項２記載の改良された人工関節。
【請求項４】
前記周壁が前記第２の台手段の周辺全体の回りに伸びていることを特徴とする請求項１記載の改良された人工関節。
【請求項５】
前記周壁が手術移植手順中に前記軸受インサート手段の挿入を容易にするために前記人工関節の前部を除く前記第２の軸受面の周辺の回りに伸びていることを特徴とする請求項１記載の改良された人工関節。
【請求項６】
プラスチック軸受の側面が湾曲し、前記周壁の内面も湾曲し、前記プラスチック軸受と前記周壁が、前記人工足関節の屈曲中にこれらの面の接触が生じた場合、それらの間の接触応力を減少するような形状をしていることを特徴とする請求項１記載の改良された人工関節。
【請求項７】
前記周壁の内面の曲率半径が前記プラスチック軸受の曲率半径の約２倍であることを特徴とする請求項６記載の改良された人工関節。
【請求項８】
（ａ）第１の軸受面を含む、解剖学的足関節の距骨に固定された距骨コンポーネントと、
（ｂ）足関節運動中に前記距骨コンポーネントの前記第１の軸受面に対して滑動移動するために前記距骨コンポーネントの前記第１の軸受面を滑動係合する第２の軸受面を有する軸受インサートであって、第３の軸受面を有し、前記距骨コンポーネントと、前記足関節の距骨との間に関節を提供する軸受インサートと、
（ｃ）前記軸受インサートの前記第３の軸受面に滑動係合する第４の軸受面を有し、解剖学的足関節の脛骨に固定される脛骨コンポーネントと、
（ｄ）足関節運動中に前記軸受インサートの運動を前記距骨コンポーネントに対する所定の経路に拘束する手段と
を含むタイプの改良された人工足関節において、
（ｅ）前記脛骨コンポーネントが、前記軸受インサートを解剖学的組織から保護して骨嚢胞の形成を減少するために前記第４の軸受面から前記軸受インサートの回りに伸びる周壁からなる
ことを特徴とする改良された人工足関節。
【請求項９】
関節運動中に前記軸受インサートの運動を前記距骨コンポーネントに対する所定の経路に拘束する前記手段が、
前記距骨コンポーネント又は前記軸受インサートの一方に設けられた軌道面手段と、
前記距骨コンポーネント又は前記軸受インサートの他方に設けられた、前記軌道面手段に滑動係合する軌道面追従手段と
を備えることを特徴とする請求項８記載の改良された人工足関節。
【請求項１０】
前記軌道面手段が湾曲軌道面手段を備えることを特徴とする請求項９記載の改良された人工足関節。
【請求項１１】
前記周壁が前記脛骨コンポーネントの周辺全体の回りに伸びていることを特徴とする請求項８記載の改良された人工足関節。
【請求項１２】
前記周壁が手術移植手順中に前記軸受インサートの挿入を容易にするために前記人工足関節の前部を除く前記第４の軸受面の周辺の回りに伸びていることを特徴とする請求項８記載の改良された人工関節。
【請求項１３】
前記軸受インサートの側面が湾曲し、前記周壁の内面も湾曲し、前記軸受インサートと前記周壁が、前記人工足関節の屈曲中にこれらの面の接触が生じた場合、それらの間の接触応力を減少するような形状をしていることを特徴とする請求項８記載の改良された人工足関節。
【請求項１４】
正常範囲の足関節運動中に前記軸受インサートの前記距骨コンポーネントからの脱臼を防止する保持手段を更に備えることを特徴とする請求項８記載の改良された人工足関節。
【請求項１５】
前記保持手段が、
（ａ）ありつぎ突起を画定する、前記軸受インサート又は距骨コンポーネントの一方の部分と、
（ｂ）前記ありつぎ突起が中で滑動保持される補完的ありつぎ断面を有する軌道手段を定める前記軸受インサート又は前記距骨コンポーネントの他方の部分と
を備えることを特徴とする請求項１４記載の改良された人工足関節。
【請求項１６】
前記軸受の側面が前記脛骨コンポーネントの垂下した周壁から間隔を置くことを特徴とする請求項８記載の改良された人工足関節。
【請求項１７】
前記周壁の内面の曲率半径が前記軸受インサートの側面の曲率半径の約２倍であることを特徴とする請求項１３記載の改良された人工足関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
人工足関節には脛骨コンポーネント、距骨コンポーネント及び中間プラスチック滑り軸受が設けられる。脛骨コンポーネントは、軸受を囲み、骨嚢胞の形成をもたらす磨耗粒子を生じ得る組織に対するプラスチック軸受の摩擦を減少するように意図された垂下した周壁を含む。周壁は少なくとも部分的に軸受を保護することによりそのような起こり得る摩擦を減少するように意図される。
【背景技術】
【０００２】
本出願人により発明された現存する「ブシェル−パパス足関節全置換システム（The Buechel-Pappas Total Ankle Replacement System）」は３０年以上の開発、臨床試験、及び使用の結果である、時の試練を経た足関節全置換システムである。
【０００３】
「ブシェル−パパス足関節全置換システム」は、その開示を本出願に引用して援用する特許文献１に述べられている。
【０００４】
「ブシェル−パパス足関節全置換システム」はまた、その開示を本出願に引用して援用する特許文献２にも述べられている。
【０００５】
特許文献１及び特許文献２の主題である「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の成功にもかかわらず、大きすぎるコンポーネントと人工足関節のコンポーネントの間の関節空間への組織の成長を含むいくつかの理由により、組織に対するプラスチック軸受の摩擦が磨耗粒子を生じることが発見された。磨耗粒子は、次に骨嚢胞の形成をもたらす。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４３０９７７８号
【特許文献２】米国特許第４３４０９７８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の部品として新しい改良された脛骨コンポーネントを提供することによりこの潜在的な問題を最小にすることである。
【０００８】
本発明の更なる目的は患者の足関節に移植する手術手順中に中間プラスチック軸受の挿入を容易にする「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の新しい、改良された脛骨コンポーネントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、脛骨コンポーネントの底面又は下面の周辺全体を囲む垂下した壁を含む「ブシェル−パパス足関節全置換システム」に対する新しい、改良された脛骨コンポーネントを提供する。代わりの実施例において、垂下した壁は脛骨コンポーネントの下面の３つの側面を囲んで伸び、前下壁領域は移植手術手順中に脛骨コンポーネントと距骨コンポーネントの間のプラスチック軸受の挿入を容易にするために開いている。
【００１０】
脛骨コンポーネントの下面から伸びる垂下した壁は組織から軸受を効率的に保護することによりプラスチック軸受と組織の間に起こり得る摩擦を減少するように意図される。
【００１１】
プラスチック軸受と周壁の内面の間に通常は接触がないように脛骨コンポーネントの垂下した壁とプラスチック軸受の間には隙間が設けられる。脛骨の垂下した壁の湾曲とプラスチック軸受側の側面の湾曲は、人工足関節の屈曲中にこれらの面の接触が生じた場合、それらの間の接触応力を減少するような形状をしている。
【００１２】
本発明の１つの実施例において、垂下した壁は脛骨板の周辺全体に沿って伸び、一方、もう１つの実施例においては、壁内の開口が脛骨コンポーネントの下面の前部に沿って存在して置換人工足関節を移植する手術手順中のプラスチック軸受の容易な挿入を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜５は特許文献１及び特許文献２に述べられている先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」を図解する。本出願人の先行技術の足関節置換システムにおいて、距骨台コンポーネント１７８が距骨に移植され、脛骨台コンポーネント１７９が脛骨端に移植されている。中間軸受コンポーネント１８０が距骨コンポーネント１７８と脛骨コンポーネント１７９の間に挿入される。距骨コンポーネント１７８は図１に示すように上軸受面１８１を有し、これは図１及び３に図解するように生成曲線により生み出される回転面の切片から成る。生成曲線は典型的には２つの２０"接線により０．２５０インチ半径の円弧に接続される２つの０．６２５インチ半径の円弧から成る。
【００１４】
距骨コンポーネント１７８の下部は、距骨への移植のための鋸歯状側面を有する固定フィン１８２（図１参照）を含む。脛骨コンポーネント１７９は、共に脛骨への移植に使用される鋸歯状の上端１８４と固定フィン１８５を有する平板１８３から成る。プラスチック中間軸受コンポーネント１８０は距骨コンポーネント１７８の上軸受面１８１に対して補完的な下軸受面１８６を有する。中間軸受コンポーネント１８０はまた脛骨コンポーネント１７９の平坦な下軸受面１８８に合う平坦な上軸受面１８７を備える。
【００１５】
脛骨コンポーネント１７８の上軸受け面１８１がその形状により中間軸受コンポーネント１８０の距骨コンポーネント１７８に対する運動を拘束する軌道として働くことを認識することは重要である。
【００１６】
図１〜３に図解する人工足関節は距骨コンポーネント１７８の中間軸受コンポーネント１８０に対する回転により屈曲−伸張運動を与える。足関節が屈曲又は伸張される際に中間軸受コンポーネント１８０の下軸受面１８６の、距骨コンポーネント１７８の上軸受面１８１との滑動係合があり、それにより距骨と脛骨の間の屈曲−伸張運動を与える。
【００１７】
中間軸受コンポーネント１８０の平坦な上軸受面１８７の、脛骨コンポーネント１７９の平坦な下面軸受面１８８との滑動係合は前方−後方平行移動やわずかな内側−外側平行移動を可能にする。内側−外側平行移動は解剖学的特徴、即ち、足関節のメイルアリ（maleali）により拘束される。前方−後方運動は靭帯の作用により拘束される。従って、図１〜３の本出願人の先行技術の人工補綴は、人工補綴のコンポーネントに対する力の負荷を最小にするので前方−後方又は内側−外側平行移動に対して機械的拘束がないという望ましい特徴を含む。
【００１８】
図１〜３の人工関節はまた軸回転、即ち、自然組織により与えられるもの以外の如何なる拘束もなく、大腿骨に軸の回りの回転を可能にする。加えて、それは抑制のない屈曲−伸張運動をもたらす。軌道（即ち、距骨コンポーネント１７８の上軸受面１８１に用いられる生成曲線の特有の形状）の目的は中間軸受コンポーネント１８０を保持して距骨コンポーネント１７８のその内側−外側境界の外側への移動を防止することである。このようにして、中間軸受コンポーネント１８０は隣接する骨への衝突が防止される。
【００１９】
先行技術の移植された人工足関節を図４と５に示す。図４と５には距骨コンポーネント１７８、中間軸受コンポーネント１８０、及び脛骨コンポーネント１７９が見える。比較のために、解剖学的足関節を図６と７に図解する。
【００２０】
図１〜５の先行技術のシステムに関連して、大きすぎるコンポーネントや、脛骨コンポーネントとプラスチック軸受の間の関節空間への組織の成長等のいくつかの理由により、組織に対するプラスチック軸受の摩擦が、骨嚢胞の形成をもたらす磨耗粒子を生じることが発見された。
【００２１】
この起こり得る問題を減少するために、本発明は脛骨コンポーネントの下軸受台面の下端から伸びる垂下した周壁を提供する。
【００２２】
図８〜１０に目を転ずれば、脛骨コンポーネント１０は平坦な上軸受台面１２と平坦な下軸受面１４を含む。
【００２３】
図８〜１０に示すように、垂下した周壁１６が平坦な下台軸受面１４の周辺全体の回りに伸びている。
【００２４】
図８において、プラスチック軸受１８は脛骨コンポーネント１０と距骨コンポーネント２０の間に軸受１８を挿入する直前の位置にある。
【００２５】
図９に示すように、本発明の人工足関節は完全に組み立てられ、プラスチック軸受１８は脛骨コンポーネント１０と距骨コンポーネント２０の中間にある。
【００２６】
図１０の断面図において、中間プラスチック軸受１８の上軸受面は脛骨コンポーネント１０の平坦な下軸受面１４と滑動接触しており、垂下した周壁１６はプラスチック軸受の周辺縁を囲んでいる。周壁１６の内側周辺縁がプラスチック軸受１８の周辺縁から間隔を置いていることも特筆される。
【００２７】
図１１（Ｃ）は、周壁１６の内面内の中心位置にあり、その内面から間隔を置いたプラスチック軸受１８を示す。この中心位置は足が中立位置にある間、主題の人工補綴のコンポーネントの位置であると予測される。
【００２８】
図１１（Ｃ）に図解するように、周壁１６の内側と、プラスチック軸受１８の側面２２は湾曲して作られる。これはプラスチック軸受側面に対する接触応力を減少し、従って、周壁１６の内側とプラスチック軸受１８の側面２２の間の接触から生じる磨耗を減少する。
【００２９】
典型的には、周壁１６の内側半径Ｒ２はプラスチック軸受１８の側面２２の半径Ｒ１の約２倍である。これは足関節において予想される接触力に関する軸受側面２２における許容可能な応力レベルを生じる。
【００３０】
図１１（Ａ）は後方位置にあるプラスチック軸受を示し、そのような軸受の後方平行移動は特に大きい足関節置換において起こり得る。そのような平行移動は使用中に起こるかもしれないが、ありそうもない。
【００３１】
図１１（Ｂ）を参照すれば、脛骨及び距骨コンポーネントの外科的位置不良が足の中立位置においても軸受の中心位置ずれを生じ得る。図１１（Ｂ）は脛骨に対する距骨の回転に伴うそのような平行移動を示す。
【００３２】
更に、図１１（Ｂ）は足関節に通常生じるものを著しく越える１５°の回転を示す。図示のように、接触は回転がないときと同じである。図１１（Ｂ）に示すものを著しく越える回転があれば、プラスチック軸受のずっと小さい隅の半径との接触を生じ、それによりすっと大きい接触応力を生じることになる。
【００３３】
図１２は本発明のもう１つの実施例を図解し、そこでは、周壁３０が脛骨コンポーネント１２の下軸受面１４の３つの側面の周りのみを囲み、脛骨コンポーネントの前部３２は開いている。周壁３０における前開口３２は手術移植手順中のプラスチック軸受１８の挿入を容易にする。
【００３４】
周壁１６、３０はプラスチック軸受１８を、人工足関節を囲む組織から効率的に保護し、それにより、組織に対する軸受の摩擦を大いに最小にし、従って、骨嚢胞の形成を減少する。周壁１６と３０は脛骨コンポーネント１０内のプラスチック軸受を少なくとも部分的に保護することによりプラスチック軸受と組織の間に起こり得る摩擦を減少するために動作するように意図される。
【００３５】
本発明の多くの変形と変更がその精神と範囲から逸脱することなく成され得ることは当業者には言うまでもない。例えば、好ましい実施例は本発明を人工足関節として説明したが、本発明は、例えば本出願人の以前の特許文献１及び特許文献２に説明され、図解されたもののように他の人工補綴として具現化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図３の１−１線上で破断された先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の断面図である。
【図２】先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の上面図である。
【図３】先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の側面図である。
【図４】移植された先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の側面図である。
【図５】移植された先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」の正面図である。
【図６】図１〜５に示す移植された先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」と比較するための1例の解剖学的足関節を示す図である。
【図７】図１〜５に示す移植された先行技術の「ブシェル−パパス足関節全置換システム」と比較するための他の例の解剖学的足関節を示す図である。
【図８】垂下した壁を有する脛骨コンポーネントを含む本発明の改良された足関節システムの側面部分断面図であり、軸受インサートが人工足関節に部分的に挿入されている。
【図９】本発明の改良された足関節システムの側面図である。
【図１０】図９の１０−１０線上で破断された本発明の足関節システムの断面図である。
【図１１】本発明の垂下した壁を有する脛骨コンポーネント内の中間軸受部材を示す図で、（Ａ）〜（Ｃ）はこの部材の種々の位置を示す図である。_
【図１２】本発明の改良された脛骨コンポーネントの代わりの実施例の下面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  脛骨コンポーネント
１２  上側軸受台面
１４  平坦な下軸受面
１６  周壁
１８  プラスチック軸受
２０  距骨コンポーネント
２２  プラスチック軸受の側面
３０  周壁
３２  前開口
【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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【外国語明細書】
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