(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工膝蓋要素において、
本体、を備え、
前記本体が、
人工大腿部と関節連結するための凸状関節面と、
前記人工膝蓋要素を受け入れるための凹部が形成された膝蓋骨に前記人工膝蓋要素を結合するために、前記膝蓋骨に接合させるための下面であって、
前記下面が、
前記関節面から前記下面を通って延びる中心軸、および、
少なくとも一部にアンダーカットが形成された縁部を備える少なくとも１つの隆起部であって、前記縁部の表面のうちの第１のアンダーカット面が前記中心軸から離れる方向に向いている、隆起部、
を有する、下面と、
前記中心軸上に位置し、前記形成された凹部に前記人工膝蓋要素を中心合わせして支持するための中心合い釘と、
を具備し、
前記少なくとも１つの隆起部は、前記中心合い釘と同心で、前記中心合い釘の周囲を囲むリングを形成しており、前記中心軸から前記第１のアンダーカット面までの距離が方向によって変化しており、
前記縁部の表面のうちの第２のアンダーカット面は、前記中心軸に対向しており、
前記第２のアンダーカット面は、前記中心軸から半径方向に第２の距離だけ離れており、前記第２の距離は、前記中心軸から前記第１のアンダーカット面までの前記距離よりも小さく、
前記隆起部の、前記第１のアンダーカット面を有する縁部と前記第２のアンダーカット面を有する縁部とが、前記中心軸にほぼ直交する平面内で、前記中心軸に対して交互に凹凸している、
人工膝蓋要素。
【請求項２】
人工膝蓋要素において、
本体、を備え、
前記本体が、
人工大腿部と関節連結するための凸状関節面と、
前記人工膝蓋要素を受け入れるための凹部が形成された膝蓋骨に前記人工膝蓋要素を結合するために、前記膝蓋骨に接合させるための下面であって、
前記下面が、
前記関節面から前記下面を通って延びる中心軸、および、
アンダーカットが形成された縁部を備える隆起部であって、前記縁部の表面のうちの第１のアンダーカット面が前記中心軸から離れる方向に向いており、前記縁部の表面のうちの第２のアンダーカット面が前記中心軸に対向している、隆起部、
を有する、下面と、
前記形成された凹部に前記人工膝蓋要素を中心合わせして支持するための複数の合い釘と、
を具備し、
前記隆起部は、前記中心軸の周囲を囲むように延在するリングを含み、前記中心軸から前記第２のアンダーカット面までの距離が方向によって変化しており、
前記複数の合い釘は、前記リングから延出し、
前記第１のアンダーカット面は、前記中心軸から半径方向に第１の距離だけ離れており、前記第１の距離は、前記中心軸から前記第２のアンダーカット面までの前記距離よりも大きく、
前記隆起部の、前記第１のアンダーカット面を有する縁部と前記第２のアンダーカット面を有する縁部とが、前記中心軸にほぼ直交する平面内で、前記中心軸に対して交互に凹凸している、
人工膝蓋要素。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膝蓋面再生（ｒｅｓｕｒｆａｃｉｎｇ）に使用する移植膝義足の差し込み膝要素に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
全膝関節形成術における前記膝要素は、変性した膝関節蓋面に取って代わって、大腿部要素と関節連結する。現在、膝要素移植の二つの一般的な方法が、通常、用いられている。第１のグループ（“蓋面再生”）では、該膝要素は、生体の膝の平坦にされた表面上に設置され、該平坦にされた表面に平行な剪断荷重と該平坦にされた表面に垂直な引っ張り圧縮荷重に耐えるために前記膝骨内に挿入した合い釘に固定される。第２のグループは、“差し込み”タイプの膝要素であり、この膝要素は、通常、生体の膝骨の凹状の空所に入れる皿部材である。
【０００３】
これらのタイプの各移植用膝要素は、移植手術に概ね成功裏に使用されてきているが、現在使用の膝要素は、接合剤と膝義足との結合が劣化するために、骨内で該要素が緩みやすい。 例えば、前記要素と骨接合剤との間の結合の度合いの低下は、関節中心荷重が、典型的に知られている膝要素にかかる時に、発生する。これは、印加荷重に垂直な方向に材質が変形することを説明するポアッソン効果（Ｐｏｉｓｓｏｎ  ｅｆｆｅｃｔ）として、古典的に記述されている。また、これらの移植要素を用いる移植手術では、膝の中に適切に固定するために、相当量の骨を除去する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、生体の膝への固定が改善された移植用膝要素を提供することが望まれている。同様に、“ポアッソン”タイプの緩みを減少させる移植用膝要素の提供が望まれている。さらに、蓋面再生タイプまたは差し込みタイプの手術の両方に用いることのできる移植用膝要素の提供が望まれている。また、現在通常に用いられている膝要素よりも除去しなければならない骨の量が少なくて済む膝要素の提供が望まれている。
【０００５】
また、荷重が様々に変化する条件下で骨接合剤と移植用膝要素との間の結合を維持し、このような結合に効果を発揮する膝要素の確実な留め具の提供も望まれている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の移植用膝要素、すなわち、人工膝蓋要素は、本体が、人工大腿部と関節連結するための凸状関節面と、調整された膝骨に該膝要素を結合するための骨結合面と、を有し、該本体の下面が、前記関節面から該下面を通って突き出ている中心軸と、第１の切り込み面、すなわち、第１のアンダーカット面を有し該第１の切り込み面が前記軸とほぼ逆方向に向いている隆起部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
かかる構成において、前記軸にほぼ向いた第２の切り込み面、すなわち、第２のアンダーカット面をさらに有してもよい。
また、前記構成において、前記第１の切り込み面が前記軸から第１の直径距離上にあり、前記第２の切り込み面が前記軸から第２の直径距離上にあり、前記第１の距離は前記第２の距離より大きくしてもよい。
また、前記構成において、前記軸上に位置する中心合い釘をさらに有し、前記隆起部が前記合い釘と同心であってもよい。
また、前記構成において、前記隆起部が前記軸に対して前記軸にほぼ直交する平面上で交互に凸凹していてもよい。
また、前記構成において、さらに多数の合い釘を有してもよい。
また、前記構成において、前記隆起部が前記下面上の前記多数の合い釘の周りの周上に延びたリング部を有してもよい。
また、前記構成において、前記隆起部が前記下面上に多数の隆起要素を有してもよい。
さらに、前記構成において、前記隆起要素は前記軸から様々な直径距離上に位置していてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、多数の負荷条件に対して膝要素と接合剤との間の填め込みの向上を、該膝要素の下（非関節）面において、考慮した構造を有する膝要素を提供する。本膝要素は、開口表面内に貫入した合い釘により平坦な表面に設置されるか、該膝要素の深座ぐり（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｂｏｒｅｄ）空所に凹部を形成する。該膝要素は、蓋面再生あるいは差し込み手術に用いることができる。
【０００９】
本発明の一つの特徴は、その中心軸とほぼ逆方向に向いた隆起切り込み面を提供する。この切り込み面は、なかんずく、該要素と骨接合剤との結合を向上させる作用を発揮し、該要素に外方への伸展が生じた場合にも、あるべき位置によりしっかりと固定する。また、一実施例では、中心軸と逆方向に向いた隆起切り込み面の他に、中心軸に向いた隆起切り込み面が、提供される。
【００１０】
好適な実施例において、中心合い釘は、剪断および引っ張りの両方荷重に耐えるように配置した軸合わせ部材として作用する。この中心合い釘は、関節表面から膝要素の骨接合面に向かう方向の軸ベクトルを有する中心軸を決定する。このベクトル軸に直交する面は、接合面をほぼ決定する。
【００１１】
本発明の他の特徴は、移植用膝要素の下関節面の面上の中心軸から様々な距離にある、あるいは該中心軸にほぼ直交する面上にある填め込み面を、提供する。
【００１２】
一実施例において、該膝要素の外周面の周りに延びた湾曲したリング部が設けられる。該リング部には、前記合い釘の軸周りのねじり負荷に耐える表面を有する湾曲形状が付与される。該リング部は、該膝要素の下面から隆起しており、該湾曲リング部には該膝要素の緩みを防止するに有効な填め込み面を提供する切り込み、すなわち、アンダーカットが形成されている。該切り込み構造は、前記中心合い釘にほぼ向く向きと、逆向きの両方に配向している。前記隆起リング部は、前記中心合い釘に対して交互に凸凹した表面を有しており、該表面は、前記リング部の内向きおよび外向きの外周面に沿って湾曲し、前記中心合い釘からその内向きおよび外向きの外周面への距離を交互に異ならせている。
【００１３】
別の実施例では、一つの中心位置の合い釘に代わって、多数の合い釘が用いられる。
他の実施例では、多数の隆起面が膝要素の軸周りに形成される。
【００１４】
以下、本発明の実施例を示す。以下の実施例は、本発明を好適に説明する例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００１５】
（実施例）
実施例１．
図１〜４は、本発明の移植用膝要素（人工膝）を説明するものである。この膝要素１０は、好ましくは、全体がポリエチレンから構成され、一体に加工される。 この膝要素１０は、大腿部要素の滑車凹部と関節連結するように形成された球状関節面１１を有する球状上面部１２を有する。この膝要素１０は、さらに、膝を膝要素１０に固定もしくは結合するための下面１６と、前記球状上面部１２と前記下面１６とをつないでいる円筒状中間部１５とを有する。
【００１６】
前記下面１６には、該膝要素を準備した空所に軸合わせするとともに支持するための中心合い釘１７が形成されている。前記合い釘１７は、軸Ａ−Ａを決定しており、この軸は、前記下面１６の平面にほぼ直交し、上面１１および下面１６を貫いている。前記下面１６には、さらに、隆起したリング部１８が形成されており、このリング部１８には外側壁面１９と内側壁面２０とが形成されている。前記外側壁面１９は、前記隆起リング部１８の外周面にほぼ沿って延びており、前記内側壁面２０は、前記隆起リング部１８の内周面に沿って延びている。前記内側壁面２０は、前記中心合い釘にほぼ向いた切り込み面２２を有している。前記外側壁面１９は、前記合い釘と逆向きの切り込み面２１を有している。これら切り込み面は、前記中心軸に平行な平面に対して湾曲している。前記外側壁面１９は、前記中心合い釘１７に対して、すなわち、前記中心軸に直交する平面上を、前記外周面に沿って交互に凸凹している。前記内側壁面２０も同様に、前記中心合い釘１７に対して、前記リング部の内周面に沿って交互に凸凹している。
【００１７】
前記中心合い釘１７は、初めは位置決め構造として作用し、さらに剪断力に耐える役割を果たす。前記切り込み面２１、２２は、前記リング部１８の両側部に接合剤を填め込むことによって、該膝要素が緩むのを防ぐ作用を発揮し、前記軸に対して異なった角度での、そして前記中心合い釘１７からの様々な位置での緩みを防止する。前記内側壁面および該側壁面の切り込みと、前記中心合い釘１７に対する該壁面の交互凸凹配向とは、広範多様な負荷条件において、膝要素と接合剤との填め合いを向上する作用を発揮する。湾曲リング部１８の切り込みは、負荷の方向が変わっても、負荷等により膝が伸縮しても、それらに関わりなく、このような填め合いをもたらすように配向されている。前記リング部の湾曲形状もまた、前記合い釘の軸周りねじれ荷重に耐える働きをする。
【００１８】
使用に際しては、膝４３を、移植材の形状と、使用する膝要素が標準タイプか差し込みタイプかに従って、該膝４３を削ったり、穴開けをしたりすることによって、調整する。該膝要素の形状が対称な円形であるので、膝要素の移植のために生体の膝の調整に対して用いられる一度の穴開け動作が可能となる。当業者に周知の手段を用いて膝４３が調整されたら、膝要素１０をあるべき位置に接合する。全ての移植要素を決められた位置に設置した後、関節４０を整復すると、膝要素１０は大腿部要素３０と関節連結可能となる。
【００１９】
図４には、大腿節４１、脛節４２および膝４３を有する膝関節４０が示されている。挿入ベアリング３２を有する脛皿３１が脛節４２に移植される。大腿部要素３０は、大腿節４１に移植される。大腿部要素３０は、脛節のベアリング表面３２と関節連結し、膝要素１０は大腿部要素３０と関節連結する。
【００２０】
実施例２．
図５は、本発明の他の実施例を示すもので、この実施例の膝要素１１０は、該膝要素１１０を膝に固定または結合するための下面１１６を有する。
【００２１】
前記下面１１６には、中心茎部１１７と隆起部１１８が形成されている。各隆起部１１８は、内側壁面１２０と外側壁面１１９とを有している。前記内側壁面１２０には、前記中心茎部１１７にほぼ向いている切り込み面１２２が形成されている。各内側壁面１２０は、様々な負荷に耐える填め込み面を持つように、前記中心茎部１１７に対して異なった角度で配向している。各該側壁面１１９には、前記中心茎部１１７とほぼ逆方向に向いた切り込み面１２１が形成されている。各外側壁面１１９は、様々な負荷に耐える異なった角度の表面を持つように、前記中心茎部１１７に対して異なった角度で配向している。前記下面１１６には、さらに、中央隆起面１２３が形成されており、この中央隆起面１２３は、前記該側壁面１１９につながる連続面を構成する隆起壁１２４を有している。前記中央隆起面１２３は、前記隆起部１１８より低く形成されており、その結果、内側壁面１２０が接合剤と骨と接合して負荷に耐える役割を果たす。
【００２２】
実施例３．
図６は、本発明の第３の実施例を示すもので、本実施例の膝要素２１０は、膝に該膝要素２１０を固定もしくは結合するための下面２１６が形成されている。
【００２３】
前記下面２１６には、該膝要素２１０を準備した空所に位置決めし、支持するための合い釘２１７が形成されている。前記下面２１６には、さらに外側壁面２１９と内側壁面２２０とを有する隆起リング部２１８が形成されている。前記外側壁面２１９は、前記隆起リング部２１８の外周面にほぼ沿って延びており、前記内側壁面２２０は、前記隆起リング部２１８の内周面に沿って延びている。該膝要素２１０には軸Ａ−Ａがあり、この軸は、前記下面２１６にほぼ垂直である。前記内側壁２２０には、前記中心軸にほぼ向いた切り込み面２２２が形成されている。前記外側壁面２１９には、前記中心軸Ａ−Ａとほぼ逆方向に向いた切り込み面２２１が形成されており、前記リング部の両側部に接合剤をはめ込むことによって、該膝要素の緩みを防止し、前記軸に対して異なった角度での、前記合い釘から様々な位置での緩みを防止する働きをするようになっている。前記外側壁面２１９は、前記中心軸Ａ−Ａに対して前記外周面に沿って交互に凸凹している。前記内側壁面２２０もまた、前記中心軸Ａ−Ａに対して、前記リング部の内周面に沿って交互に凸凹している。
【００２４】
図５および６に示した実施例は、図１〜４で示した膝の移植と同様に用いることができる。
【００２５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでなく、当業者であれば、本発明の観点および思想の範囲内で様々な置き換えや変形が可能である。
【００２６】
本発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（Ａ）  本体が、
人工大腿部と関節連結するための凸状関節面と、
調整された膝骨に該膝要素を結合するための骨結合面と、を有し、
該本体の下面が、
前記関節面から該下面を通って突き出ている中心軸と、
第１の切り込み面を有し該第１のアンダーカット面が前記軸とほぼ逆方向に向いている隆起部と、を有することを特徴とする移植用膝要素。
（１）  前記軸にほぼ向いた第２の切り込み面をさらに有することを特徴とする実施態様Ａに記載の移植膝要素。
（２）  前記第１の切り込み面が前記軸から第１の直径距離上にあり、前記第２の切り込み面が前記軸から第２の直径距離上にあり、前記第１の距離は前記第２の距離より大きいことを特徴とする実施態様２に記載の移植用膝要素。
（３）  前記軸上に位置する中心合い釘をさらに有し、前記隆起部が前記合い釘と同心であることを特徴とする実施態様Ａに記載の移植用膝要素。
（４）  前記隆起部が前記軸に対して前記軸にほぼ直交する平面上で交互に凸凹していること特徴とする実施態様３に記載の移植用膝要素。
（５）  さらに多数の合い釘を有することを特徴とする実施態様Ａに記載の移植用膝要素。
（６）  前記隆起部が前記下面上の前記多数の合い釘の周りの周上に延びたリング部を有することを特徴とする実施態様５に記載の移植用膝要素。
（７）  前記隆起部が前記下面上に多数の隆起要素を有することを特徴とする実施態様Ａに記載の移植用膝要素。
（８）  前記隆起要素は前記軸から様々な直径距離上に位置していることを特徴とする実施態様７に記載の移植用膝要素。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、生体の膝への固定が改善された移植用膝要素を提供することができる。同様に、“ポアッソン”タイプの緩みを減少させる移植用膝要素を提供することができる。さらに、蓋面再生タイプまたは差し込みタイプの手術の両方に用いることのできる移植用膝要素を提供することができる。また、現在通常に用いられている膝要素よりも除去しなければならない骨の量が少なくて済む膝要素を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移植用膝要素の側面図である。
【図２】本発明の移植用膝要素の平面図である。
【図３】図２の移植用膝要素の下面側から見た斜視図である。
【図４】膝に移植された本発明の膝要素を示すもので、膝義足を有する患者に取り付けられた状態の側断面図である。
【図５】本発明の他の実施例の膝要素の下面から見た斜視図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例の膝要素の下面から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０    移植用膝要素
１１    球状関節面
１２    球状上面部
１５    円筒状中間部
１６    下面
１７    中心合い釘
１８    隆起リング部
１９    外側壁面
２０    内側壁面
２１，２２    切り込み面
３０    大腿部要素
３１    脛皿
３２    挿入ベアリング
４０    関節
４１    大腿節
４２    脛節
４３    膝
１１０    移植用膝要素
１１６    下面
１１７    中心茎部
１１８    隆起部
１１９    外側壁面
１２０    内側壁面
１２１，１２２    切り込み面
１２３    中央隆起面
１２４    隆起壁
２１０    移植用膝要素
２１６    下面
２１７    合い釘
２１８    隆起リング部
２１９    外側壁面
２２０    内側壁面
２２１，２２２    切り込み面
【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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【図６】
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