(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿骨の中で固定されることになっており、一様にカーブした円弧を有し、150mmより長くない長さを有するステム（1）と、大略同じ方向にステムの上端に隣接し、その長さが平均的な自然の大腿部くびれの長さより短く、関節骨頭（4）を支えるくびれ（3）と、を備える股関節の植込み式人工器官において、
当該人工器官は、ステム上で異なったくびれ長さを利用することができるものであり、
ステムは、その基端部（P）での内側輪郭が半径K×（6cm乃至8cm）の円弧（20）をたどり、末端部（D）での内側輪郭が半径K×（22cm乃至35cm）の同方向の隣接する円弧（22）をたどり、基端部（P）での外側輪郭が、半径K×（11cm乃至14cm）の円弧（21）をたどり、末端部（D）での外側輪郭が、半径K×（18cm乃至25cm）の同方向の隣接する円弧（23）にたどり、内側輪郭及び外側輪郭の2つの輪郭を決めている円弧が、交点（S）で、1.7cm乃至2.1cmの距離（26）で離間していて、交点（S）における内側輪郭の半径部分と外側輪郭の半径部分とがなす角度が、3度乃至5度の角度であり、
Kが、0.8乃至1.1の定数であり、
理想的な輪郭からの内側輪郭のずれ及び外側輪郭のずれが、それぞれ3mmより大きくないことを特徴とする植込み式人工器官。
【請求項２】
外側−内側の面に投影されたステムが2つの同心の円弧（14，15）の間にあり、その間隔がステムの最大厚さに等しいことを特徴とする、請求項１記載の人工器官。
【請求項３】
前記二つの円弧（14，15）は、その上半分においてステムの中央ラインと同心であることを特徴とする、請求項２記載の人工器官。
【請求項４】
ステム（1）は、ステムの中央ラインに平行に延在する複数の深い溝（6）を、その前部及びその後部に有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の人工器官。
【請求項５】
人工器官の異なったくびれ長さは、円錐形の端部を持った前記くびれと、異なったサイズの円錐形の穴を持った前記関節骨頭と、の組合せによって得られることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の人工器官。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、股関節植込み式人工器官に関する。
背景技術
近年の股関節の人工器官外科手術において、大腿部くびれと大腿骨の隣接する骨端のスポンジ状物質によって保持された、まっすぐなステムによって保持されたインプラントに対して、関節骨頭だけを置き換える試みがなされた。この配置は大腿骨に力を伝えるのに不十分であることがわかった。したがって、そのステムが骨の骨幹に達する股関節人工器官が、ほとんどの場合用いられている（FR-A-2,636,837、US-A-5,413,610、GB-A-2,069,340、EP-A477,113,FR-A-2,706,283、EP-A-711,534、FR-A-2,629,707、FR-A-2,429,010）。これに対する十分なアクセスを得るために、大腿部くびれは、完全に切除される。近年、大腿部くびれを保存することができる股関節人工器官が提案されている。切除は、関節骨頭の直下で行われる（EP-A666,069, COL.2,1.47、EP-A-579,868, COL.8, 1.51）。大腿部くびれの切除表面で支持されている首輪様のくびれベアリングが、設けられている。関節骨頭の直下での切除の結果として変形が妨げられているので、人工器官の関節骨頭の中央からのくびれベアリングの支持体表面の距離は不変である。対照してみると、従来のインプラントされた股関節人工器官の場合、置換することになっている骨の異なったくびれ長さを補う目的で、異なったくびれ長さの人工器官を在庫しておくことは、知られている（FR-A-2,429,010、FR-A-2,629,707、US-A-5,413,610、FR-A-2,636,837）。
発明の概要
本発明は、自然の大腿部くびれを保存しようとする人工器官のそのようなタイプから始まる（EP-A666,069）。本発明の目的は、多方面の用途を達成することであり、適切であるならば、手術している間でさえ決定することができる。
本発明による解決が、請求項1の特徴にある。大腿骨の中に固定されることになっており、実質的に一様に湾曲した円弧を有しており、150mmより長くないステムと、大略同じ方向にステムの上端に隣接し、その長さが、平均的な自然の大腿部くびれの長さより小さく、関節骨頭を支えるくびれとをもつ、股関節植込み式人工器官（以下に股関節人工器官）において、LM面上（外側−内側の面）に投影された幾何的な条件は、以下の通りである。
-基端部での内側輪郭は、半径K・7.2の円弧にたどり、末端部での内側輪郭は、半径K・27の隣接する円弧をたどる。
-基端部での外側輪郭は、半径K・12.4の円弧にたどり、末端部での外側輪郭は、半径K・21の隣接する円弧をたどる。
-2つの輪郭を決める円弧は、外側と内側の輪郭に対して同じであって、基端部から末端部までの交点で、1.9cmの距離を持つ。
-外側の円弧の半径と内側の円弧の半径とは、交点で3.8°の角度を互いに形成する。
-Kは、各人工器官に対して0.8〜1.1の定数である。
-前記円弧からの実際の輪郭のずれが、3mmを超えることはない。
異なった人工器官サイズの輪郭は、スケールファクタKによって互いに連結している。
特徴のこの組合せによって、医者は、手術の間に見出す条件に依存して、大腿部くびれの全部を保存すること、大腿部くびれを部分的に保存すること、または全く大腿部くびれを保存しないことができる。その場合の状況に依存して、彼があらゆる深さで本発明による人工器官をインプラントし、一方でできるだけ多くの骨材料を保存することと、他方で安定な人工器官の支持を作成することとの間で最良の折衷案を見出すことができる。特に、若い患者の場合、予期された第２の人工器官の取付け、又は、第３の人工器官の取付けするために、第１の人工器官体内移植の間、できるだけ多くの骨物質を保存することは重要である。
前記特徴によって、切除面の位置に依存して、大腿骨の隣接部分に大腿部くびれを通って対応する曲線通路で、ステムがそれ自身平行に挿入されることは可能である。
ステムの先端が骨幹まで突出することができるけれども、本発明によれば、これは限られた長さだけに可能である。それにもかかわらず、人工器官ステムは、その皮質骨の厚さによって確実に支持する大腿骨のその領域に達する。ステム長さが、好ましくは、150mm未満、すなわち100mm〜140mmであり、より好ましくは130mmまでである。長さは、ステム（存在するならば、くびれベアリングの下）の上端の中央からステムの先端まで直線で測定されることになっている。このように、人工器官が骨の中に位置する深さは、大腿部くびれの切除の度合いに依存する。それにもかかわらず、関節骨頭が所望の位置で確実に位置するために、大腿部くびれの切除の度合いとは無関係に、異なったくびれ長さが、本発明によって与えられる。一般に、大腿部くびれ長さの少なくとも１部分が適切に残るので、利用可能なくびれ長さが、平均的な自然の大腿部くびれ長さより短いという理由による［原文のまま］。
既知の人工器官の全てが、関節骨頭の直下または大腿部くびれの末端のどちらかであらかじめ決められた切除面を必要とするが、このことは、本発明による人工器官では必ずしもそうではない。その代わりに、ステムの均一な曲率は、ステムが異なった深さでインプラントされるという効果を有し、関節骨頭に関する切除面の異なった位置は、適切なくびれ長さを選択することによって補償されている。このことは、関節骨頭に接続するためにプラグ円錐体をくびれに備えつけることによって、及び、異なった取付け長さを持つ関節骨頭を利用可能にすることによって最も簡単に行われている。
LM面上に投影されたステムが、その間隔がステムの最大厚さに等しい２つの同心円の間にあることは好ましい。
外側方向からの図において、ステムの輪郭は、骨のコースをたどる。くびれの前傾を正確に似せること、及び本体の2つの側面に対して対応する異なったステム構成を与えることも特に好ましい。
ステムは、好ましくは、その前部及びその背部にのみ多様な深い溝を有し、溝のコースはステムの曲率と平行である。これらの溝は、骨材料を考慮に入れ、このようにセメントを用いないインプラントの場合においてステムを支持することに寄与する。それらのコースがステムの曲率と平行になっていることによって、それらの案内特性によって、それらは、人工器官を骨に正確に導入する際に、それら自身に平行な湾曲軌跡をアシストする。
その全長の大略１/３を占める人工器官ステムの下部セクションは、ステムの残りの上部より小さな曲率を持つことができる。ステムの厚さがその下端の方へ減少すればするほど、この曲率はより小さくなることができる。
【図面の簡単な説明】
本発明は、有利な実施形態を示す図面に関して、以下に詳細に説明されている。
図１〜３は、切除表面が異なった位置にある、LM面に投影された人工器官を示す。
図４は、大略自然なスケールでの人工器官の側面図を示す。
図５は、点A、B、Cでのステム断面を示す。
図６は、点Dでのステム断面を示す。
図７は、LM面に投影された人工器官ステムの輪郭に対する幾何的な条件を示す。
詳細な説明
人工器官は、くびれベアリング2における上部で境界をなすステム1と、上部で人工器官の境界をなす円錐体5に取付けるための円錐の穴を含むくびれ3と、骨頭4とから成る。図１〜３を比較するとわかるように、骨頭4が、異なった穴径を有し、その結果、くびれベアリング2の底面と骨頭4の中央との間の距離Aは、異なっている。
人工器官のステム1は、それが図示されているように、LM面上の投影において大きく湾曲している。図４に示す実施例において、外側と内側のステム境界が、2つの同心の円弧14，15の間にあり、それらの間隔は最大ステム厚さに対応している。上方の2/3（大略切断面Cに対して）でのその中央ラインの曲率は、円弧をたどる。中央ラインの半径は、実線によって示され、好ましくは、7cm〜15cmであり、より好ましくは9cm〜13cmである。それは、好ましくは、ステム長さの上方の2/3において中央ラインに同心である。切断線Cの他面上の下部において、ステムが同様により大きな曲率半径で湾曲している。それが対応して短いならば、すなわち、好ましくは一様に湾曲したステム長さの半分より長くないならば、それはまっすぐであることができる。しかしながら、それは、好ましくは、わずかに湾曲しており、上部ステムセクションに関して対応してより長くなることもできる。図示した場合には、中央ラインに沿って測定されたその長さは、切断線Cより上の一様に湾曲したセクションの略2/3を表す。
断面において、ステムは、好ましくは、LM方向に長軸を有する細長い形状である。中央部のAP方向のその範囲は、ステム長さ（切断線AとBとの間で）の上方の１/３で大略一定であり、そこから大略一様に先端まで先細りしている。このように、水平面上での投影において、それは上方の１/３で垂直な力の伝達に対して比較的に大きい表面領域を与える。図５から断面の展開を最も見ることができる。図において、切断面Aでの断面形状が、実線で示される。切断面Bでの断面形状が、破線で示される。切断面Cでの断面形状が１点鎖線で示される。最後に、図６は切断面Dの輪郭を示す。
ステムに溝が彫られていることがわかるであろう。溝6が、ステムの中央ラインに平行に走っており、リブ7によって分離されている。その高さ（AP方向でステムの大きさに対応している）が、切断線AとBとの間で一定であり、わずかに切断線Cの方にだけ減少している。対照してみると、外側と内側の断面境界8，9の範囲は、比較的より鋭く減少する。ステム長さの上方の2/３において、溝ベースは、ステムのLM中央面10から大略同じ距離を保つ。これらの特徴から、ステム長さの上方の２/３にある溝側面は、内側方向の力を伝えるために、大きな表面領域を与えるということになる。さらに、特に上方の１/３において、大きな表面領域は、垂直方向に伝えるために利用可能である。
ステム表面は、好ましくは、自然の骨組織、例えば、粗くなっているか、ハイドロキシアパタイトコーティングを備える骨組織との密着した結合として設計されている。先端が適切であるならば、スムーズにデザインすることができるが、これはステム長さの上方の２/３に対して主に当てはまる。知られているように、くびれベアリングが、切除表面に力をさらに伝えるために用いられる。溝6は、インプラントの間の骨材料が充填するか、インプラント除去の場合に解放器具を挿入することができるように、くびれベアリングの領域を通して続けられる。
人工器官ステムの全曲率が、大腿部くびれ11と骨幹12との間での全方向変化に大略対応する。ほとんど均一な曲率によって、対応する予め成形された骨空洞に挿入することができる。このように、ステム形状は大腿部くびれの切除長さLを選択する際にかなりの自由度を与える。なぜならば、骨幹又は骨幹端の領域の硬い皮質骨13に対してその下端が耐えるようになることによって限度をセットする前に、ステムは、あらゆる範囲に挿入されることができるからである。
手術において、人工器官ステムを挿入する前に、同じ形状のやすりが、同じ形状の空洞を準備するために用いることができる。比較的柔らかくスポンジ状の骨の材料を置き換えると、人工器官ステムがプレスされる狭いチャンネルをくりぬくために、薄型ツールを用いることは、通常、好ましい。この手段によって、セメントを用いないインプラントの場合、より安全な適合は、手術の直後に達成される。さらに、骨材料は、溝を通ってその後充填される。
AP面での投影において、ステムは骨の自然のコースに従って、好ましくは湾曲している。上部領域において、それは大腿部くびれの前傾を示す。
図７は、人工器官のステム輪郭を示す。１点鎖線は、輪郭が理想的に構成されるそれらの円弧を示す。もちろん、人工器官の連続的な異なったサイズが与えられるであろう。しかしながら、ステムが互いに本質的に同一であるので、理想的な形状は、それら全てを一緒に表すことができ、変換ファクタKによって適合することができる。理想的な形状に関するそれぞれの人工器官のサイズ比率を特徴づけ、それゆえ本ケースにおいては0.8〜1.1である必要がある。図示した形状は、大きいサイズに対応する。
基端部Pが、円弧によって内側面上で境界を画定し、その半径20は、好ましくは6cm〜8cmである。図示した実施例において、それは7.2cmである。外側円弧の半径21は、好ましくは11cm〜14cmであり、図示した実施例によると、より好ましくは12.4cmである。交点Sで、基端部は終わり、末端部Dになる。この点において、半径20，21の円弧は、同じ方向で半径22，23の円弧に変わる。このことは、半径21，23は半径25での形状と一致するが、交点での半径20，22は、半径24の形状と一致することを意味する。半径24，25は、ステムのくさび形状に対応して、互いにある角度でそれる。ずれの角度が、好ましくは、3°〜5°であり、図示した実施例では3.8°である。
末端部の外側面上の半径22が、好ましくは22cm〜35cmである。図示した実施例において、それは27cmである。半径23は、好ましくは18cm〜25cmである。図示した実施例においては、それは21cmである。外側輪郭と内側輪郭との間の距離は、交点Sで最も容易に決められる。それが、好ましくは1.7cm〜2.1cmであり、好ましくは1.8cm〜2.0cmである。図示した実施例において、それは1.9cmである。実際問題として、理想的な輪郭からの小さなずれは、ある程度不可避であり、特別な要求に適合するためにある程度まで望ましい。しかしながら、それらは3mm以上、好ましくは2mm以上であってはいけない。ある点で、本当の輪郭が理想的な輪郭から１方向に大きくそれるならば、それは反対側で同じ方向に理想的な輪郭からそれなければならない。すでに上述したように、さらに図示した実施形態に関連して、これらの測定値は、人工器官の所望のサイズに従って自由に選択可能なファクターKにより訂正されることになっている。ステム長さに関して、第１実施形態に関して説明したことが適用される。
人工器官は、異なったステムサイズで供給される。くびれベアリング上でのその取付け中央から先端まで直線で測定される人工器官ステムの長さは、好ましくは、10cm〜13cmである。例えば、105mm、115mm、125mmのステム長さをもったいくつかのサイズが、好ましくは、提供される。ステム長さの上方の2/3の円弧は、およそ35〜45度にわたって延在する。下方の1/3での曲率は、2〜10度にわたって延在し、好ましくは約5度で延在する。くびれがステムの上端から大略同じ方向に現れるけれども、しかしながら、後者で、それは好ましくは0〜20度の鋭角を囲んでもよい。これらの角度の合計は、好ましくは、110〜130度であるいわゆるCCD角度まで、相補的な角度を形成する。
【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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