(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）少なくとも一つの実質的に長球である顆のベアリング表面を有する大腿要素、
（ｂ）頸骨台を含む頸骨要素、及び
（ｃ）該顆のベアリング表面と該頸骨要素との間に位置し、該頸骨台上で移動可能であるプラスチックの関節間軟骨要素を含み、前記関節間軟骨要素が前記頸骨台から立ち上がっているポストとその上に固定されたキャップからなるガイド上に保持される膝置換のためのプロテーゼに於いて、
前記キャップは、前記関節間軟骨要素中の陥凹内に受け入れられ、該陥凹に連通するトラック内をスライド可能であり、且つ、その形状が前記ポストを軸方向に通る少なくとも一つの平面に対して非対称であり、
前記陥凹は開口を有し、該開口は、前記関節間軟骨要素と前記頸骨台とが限られた相対的配向位置にある時にのみ前記ガイド上に組込可能となるように形成されていることを特徴とする膝置換のためのプロテーゼ。
【請求項２】
前記関節間軟骨要素が、該関節間軟骨要素及び前記頸骨台の一つの相対的配向位置にある時にのみ前記ガイド上に組込可能であることを特徴とする請求項１記載のプロテーゼ。
【請求項３】
前記キャップが、平面図で観て、前記頸骨台から突出した迫持台と平行な一つの平らな側面を有しており、且つ、前記関節間軟骨要素のための腹側方向の停止部として配置されていることを特徴とする請求項１又は３記載のプロテーゼ。
【請求項４】
前記関節間軟骨要素がサドルを含み、該サドルの一方の側面が実質的に垂直であり、該側面は、前記大腿要素上の表面と相互作用するように配置されており、プロテーゼの中央／横の安定性が向上している請求項１〜３の何れかに記載のプロテーゼ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膝置換のためのプロテーゼ、特に総合的な膝置換を目的としたプロテーゼに関する。
【０００２】
【従来の技術】
英国特許出願第９４１４２４７．８号（公開第２２８０３７５号）には、顆置換型のプロテーゼが開示されている。このプロテーゼは、大腿要素、頸骨基板及び該大腿要素を支持し且つ該頸骨基板上をスライドするように配置されたプラスチックの関節間軟骨要素を含んで成る。上記英国出願において、関節間軟骨要素は、レール上をガイドされるか、あるいは前記基板上から直立して取り付けられているので、関節間軟骨要素の動きは、少なくとも約±１５゜の回転自由度が許容されているものの、実質的には腹側（前側）／背側（後側）方向に強制されている。関節間軟骨要素のスロット（トラック）内にはガイド部材が受け入れられている。前記基板の背側には、直立した金属製の停止部材が設けられており、腹側方向には、プラスチック要素内のスロット（トラック）の端部上のガイド上に迫持台が設けられており、これら部材は、腹側／背側方向において関節間軟骨要素の変位を制限している。
上記出願に開示された一態様においては、柱（stud）が環状の金属製キャップを有するポストの形状を取っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記出願に開示されたデザインの更なる改良を提供する。
この種のプロテーゼのデザインについては、いくつかの提案がある。これら提案の内の一つは、プラスチック要素が外れることを常に防止するようなシステムを提供することである。もう一つは、プラスチック要素が、腹側／背側方向におけるその動作中にガイド上で動かなくなることを防止すべきであるという要求である。第三は、患者の体内にプロテーゼを設置するときに、プラスチック要素が不正確に組み立てられることのないようにするべきであるという要求である。
上記問題点を解決することを目的として、本発明は本来設計されている。
【０００４】
本発明によれば、（ａ）少なくとも一つの実質的に長球である顆のベアリング表面を有する大腿要素、
（ｂ）頸骨台を含む頸骨要素、及び
（ｃ）該顆のベアリング表面と該頸骨要素との間に位置し、該頸骨台上で移動可能であるプラスチックの関節間軟骨要素を含み、且つ、前記関節間軟骨要素が前記頸骨台から立ち上がっているポストとその上に固定されたキャップからなるガイド上に保持される膝置換のためのプロテーゼに於いて、
前記キャップは、前記関節間軟骨要素中の陥凹内に受け入れられ、該陥凹に連通するトラック内をスライド可能であり、且つ、その形状が前記ポストを軸方向に通る少なくとも一つの平面に対して非対称であり、
前記陥凹は開口を有し、該開口は、前記関節間軟骨要素と前記頸骨台とが限られた相対的配向位置にある時にのみ前記ガイド上に組込可能となるように形成されていることを特徴とする膝置換のためのプロテーゼが提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
関節間軟骨要素の腹側方向における変位は、頸骨台の腹側端で又はその腹側端の近くで迫持台を形成するレールによって制限されていることがより好ましい。該レールは、通常、関節間軟骨要素のＡ−Ｐスライディング方向に対して実質的に直角である立ち上がった垂直面を提供する。
関節間軟骨要素の背側の変位は、関節間軟骨要素内のトラック内でスライディングするガイドによって制御される。頸骨台上の関節間軟骨要素の相対的なスライディング動作又は回転動作の間に起こるジャミング（動作故障）を防止するために、キャップの寸法は、キャップの周囲と関節間軟骨のトラック内の開口の対応するサイズとの間にクリアランスが存在するように、選択される。トラックの長さも、好ましくは、関節間軟骨要素の動作の最中の何れの時点においてもキャップの周囲が関節間軟骨要素内のキャビティの内部壁と衝突しないように、選択される。
【０００６】
従って、例えば、関節間軟骨要素の腹側動作が、腹側方向への制限停止部を形成する腹側のレールの関節間軟骨要素の腹側面への接触によって制限される。
背側方向では、キャップを支えるポストが関節間軟骨要素に接触することにより拘束される。
こうして、Ａ−Ｐ方向動作の限界位置では、キャップの端縁が関節間軟骨要素内のトラックの端壁と接触することになる。
ポストの直径は(少なくともいくつかのポイントで）陥凹に通じる開口より小さくなるので、キャップは関節間軟骨要素内のある位置で陥凹の側壁に接触することによって内／外側（横方向）の動作を制限できる。
【０００７】
トラックを含む関節間軟骨要素の下側のキャップ及び陥凹の寸法は、プラスチック要素が柱（stud）を越えてスナップできるように、選択される。これは、通常、キャップと同じ平面の最大寸法か又は最大０．５ｍｍまでのより小さい寸法となる陥凹の製造によって保証されている。陥凹は、キャップよりも０．２乃至０．３ｍｍ小さく製造されることが好ましい。
【０００８】
キャップは、ポストを軸方向に通る少なくとも一つの平面に対して、非対称の形状に作製される、そしてこれに適合するよう関節間軟骨要素下面側平面に形成される開口が普通の形状となるような形状が好ましい。
このようにして、関節間軟骨要素は、一つの配位でのみ、頸骨台上で組込み可能となる。
こうすることにより、関節間軟骨要素が、偶然に、頸骨ガイド柱の周りに間違って組みたてられるという危険が回避される。
【０００９】
好適な構造において、頸骨柱上のキャップは、頸骨台上のレールと平行な一つの平らな面を有しており、このレールは、腹側方向の停止部として配置されている。
【００１０】
頸骨基板上の関節間軟骨要素の回転は、頸骨台上の腹側レールとともに関節間軟骨要素の腹側面の迫持台によって決定される制限内で、許容されている。頸骨台からプラスチック要素が偶然に外れる可能性を少なくするために、陥凹及び頸骨のガイド柱は、基板上のプラスチック要素の配位におけるある位置でスナップフィットするように、配置される。その位置は、頸骨トレイから関節間軟骨要素が外れることが最も起こりにくい位置である。
【００１１】
関節間軟骨要素からの大腿要素の外れは、関節間軟骨要素が背側の動作限界にあるかまたはその近くにあるときに、最も起こり易い。そして、このとき、大腿要素は過度に伸ばされている。この位置では、基板から関節間軟骨要素を降ろそうとする動作傾向が最も高まる。プロテーゼが過度に伸ばされた状態に対する保護として、関節間軟骨要素は、通常中心点の後ろに配置されたサドルを伴って形成される。このサドルは、腹側に実質的に垂直な面を有しており、二つの顆の長球表面の間の顆間架橋部に噛み合わされている。この大腿要素の架橋部とサドルとの間の接触が、大腿要素が０度の位置を通過した後に、確実な停止を与えるのである。
【００１２】
少なくともサドルの突出の一方には、大腿要素に中央／横の安定性を与えるために、垂直面が設けられている。しかしながら、プロテーゼの中央で、サドルの突出の側面が、プラスチック要素が持ち上がる位置を回避するために、長球のキャビティへと傾斜している、大腿要素は内側に傾けられていることがより好ましい。
【００１３】
【実施例】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面及びその該当する記載から明かになるであろう。
図１（ｂ）を参照すると、大腿骨１は、大腿要素２を受け入れるための基礎を与えるために、一部を切除されている。大腿要素２は、ピン３によって一部切除された大腿骨内に保持される。頸骨４は、ステム５によって固定される頸骨要素が配置される平らな基礎を与えるために、一部切除されている。通常、頸骨基板６は背側に５乃至７゜傾いて設けられている。プラスチックの関節間軟骨要素７は、頸骨基板６と大腿要素２との間に挟まっており、大腿要素２の顆の関節表面１０及び１１は、好ましくは長球形状であり、好ましくはぴったりと適合している。大腿要素２は、ノッチ１２及び１３を伴って形成され、過度に伸びた場合の全停止又は一部停止を与えるために関節間軟骨要素の腹側へ向いた傾斜部１４と噛み合うように設計されている。
【００１４】
頸骨要素は図６の斜視図に示すとおりである。この図６から、頸骨要素は、通常、ステム５の上に支持された平らな台２０を有していることがわかる。後述するように、レール２１が頸骨台の腹側面から立ち上がっており、関節間軟骨要素の腹側への変位を確実に停止する腹側停止部となっている。
【００１５】
頸骨台の背側には、背側の十字の靱帯の保持を可能にするため、切り落とし部２２が設けられている。垂直ガイド２３が、頸骨台上の関節間軟骨要素を保持するため及び台上のプラスチック要素の制限されたスライディング動作をガイドするために、設けられている。ガイド２３は、ポスト２４及びキャップ２５を有している。キャップ２５は、ポストの頂上に固定されており、背側に平面２６を有している。この平面２６は、腹側停止部の面２７と実質的に平行である。
【００１６】
キャップは、Ｄ形状であることが示されているが、他のデザインも可能である。キャップは、ガイドポストを軸方向に通る少なくとも一つの平面に対して、非対称であることが好ましいが、一方、頸骨台に対して平行な平面内の少なくとも二つの方向に伸びていることが好ましい。キャップをこのように構成することにより、関節間軟骨要素が背側の最大位置にあるかまたはその近くにあり最も外れ易い状態にあるときに、キャップが関節間軟骨要素を押さえて持ち上がらないように作用させることができるのである。
三角形、四角形又は多角形等の種々の形状を採用できるが、現在、我々は、キャップの周囲の一方が平面であり、残りの部分がカーブしている態様を好適なものとして採用する。
【００１７】
関節間軟骨要素内の陥凹は、図５に示されている。この陥凹３０は、通例の形状であり、キャップが関節間軟骨要素及び頸骨台の間の唯一の相対的な配位の位置でスナップできるように、デザインされている。これは、陥凹を横切る最大寸法３１として、ガイドキャップのキャップを横切る対応最大寸法の０．５ｍｍ以内で正確に対応しているものを選択することによって達成される。これは、関節間軟骨要素を間違って組み立てることがないようにしている。
【００１８】
図５から明らかなとおり、陥凹３０はスロット（トラック）３２に連通している。
スロット(トラック）は、両端で閉じているが、キャップ２５がスロット(トラック）内に受け入れられているとき、キャップはスロット（トラック）内に伸びており、陥凹はキャップが持ち上げられるのを防いでいる。
組込みを容易にするために、ガイドノッチ３３がプラスチック要素（関節間軟骨要素）の腹側面に設けられてもよい。
このノッチが、レール部材２１の一方の端に対して強く押しつけられるように向けられているときは、外科医は陥凹に挿入するためにキャップが丁度良い位置にあることを知る。
【００１９】
頸骨基板上のプラスチック要素の動きは、図８(ａ)乃至（ｄ）に示されている。  観ればわかるが、約１７°までの内回り回転及び約１０°までの外回り回転が許容されている。
プラスチック要素の腹側面の切り落とし部３４と腹側レール２１との衝突によって、及び、陥凹３５又は３６の前方又は後方に対するポスト２４の接触によって回転は制限される。
ノッチ３３は、内回りの更なる回転を許容している。
キャップの全ての寸法及びスロット（トラック）３２の内部寸法は、スロット(トラック）３２内のキャップの動きにいくらかの自由度があるように、選択されることがわかる。
一般に、少なくとも約０．２ｍｍのギャップが常に存在する。
これにより、ガイド上で関節間軟骨要素がジャミングする機会が少なくなる。  この点についての頸骨板上の関節間軟骨要素の様々な位置に於ける緩やかさ（許容自由度）が、図８（ａ）乃至（ｂ）に示されている。
【００２０】
関節間軟骨要素は、図７の斜視図に示されている。背側表面が傾斜面４０を有していることがわかる。この傾斜面４０は、背側の十字の靱帯が擦れることなくプロテーゼの背側の近傍を通過できるようにしている。皿型にへこんだベアリング表面４１と４２との間には、通常、サドル４３が背側に成形されている。このサドルは、腹側に向いた、通常は垂直な壁４４を有している。この壁４４は、大腿要素のフォーク４５（図１（ａ）参照）に係合し、過度に伸びきった状態で関節間軟骨要素上の大腿要素の回転及び転位が制限されるように設計されている。
【００２１】
同時に、サドル４４は、その側面に、実質的に垂直な壁４６を備えている。この壁４６は、関節が屈曲している間は、大腿要素の対応する側の内側壁４７の近傍に位置している。このことが、腹側／背側方向における関節間軟骨要素上での大腿要素の安定性を向上させている。中央部には、サドルが傾斜面４８を有している。この傾斜面４８は、長球状の窪み４２に没入している。このことが、大腿要素が、関節間軟骨要素の上で内部に傾いたり旋回したりするのを助けている。関節表面４２、１０及び１１には、一点に負荷がかかることはない。副行の靱帯がバランスを失った場合に、たまにこの種の動作が起こる。このような場合、大腿骨は内側に傾く傾向がある。
【００２２】
関節間軟骨要素がレントゲン写真撮影できるようにするために、関節間軟骨要素には、タンタル等の重金属を入れるシールされた孔をプラスチックの一部として設けることができる。この重金属は、金属製の大腿骨と接触しない。この重金属は、例えば、図２において、点５０及び５１とすることができる。この重金属よって、外科医は、プロテーゼの設置後に、要素の正しい配置と動きを決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は大腿要素の斜視図であり、（ｂ）は適切に配置されたプロテーゼの概略図である。
【図２】関節間軟骨要素の平面図である。
【図３】図２のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。
【図４】図２のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。
【図５】ガイド柱を受け入れる陥凹を示す関節間軟骨要素の下面図である。
【図６】頸骨要素及びガイド柱を示す斜視図である。
【図７】関節間軟骨要素の斜視図である。
【図８】（ａ）乃至（ｄ）は、頸骨基板上の関節間軟骨要素の様々な相対配置を示す図である。
【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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