(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
なべ状の支持部材（２）を有する人工関節補正具であって，支持部材（２）の内室にセラミック製の挿入体（３）が，円すい形クランプ部を介して固定的に座着配置されている形式のものにおいて，挿入体（３）のクランプ面（６）の角度が，金属製の支持部材（２）のクランプ面（７）の角度と異なっており，金属製の支持部材（２）が骨中に固定されるようになっており，挿入体（３）のクランプ面（６）が，該クランプ面の，人工関節補正具の開口側（５）に位置する区域で，支持部材（２）のクランプ面（７）に密着し，円すい形クランプ部を生じさせ，支持部材（２）のクランプ面（７）に対し１〜２０分の角度（α）で延びていることを特徴とする，人工関節補正具。
【請求項２】
挿入体（３）のクランプ面（６）が，支持部材（２）のクランプ面（７）に対し１〜５分の角度（α）で延びている，請求項１記載の人工関節補正具。
【請求項３】
支持部材（２）のクランプ面（７）が，微細粗面化されている，請求項１又は２記載の人工関節補正具。
【請求項４】
支持部材（２）のクランプ面（７）が，２０μの表面粗さを有している，請求項３記載の人工関節補正具。
【請求項５】
支持部材（２）のクランプ面（７）が滑らかである，請求項１から４までのいずれか１項に記載の人工関節補正具。
【請求項６】
支持部材（２）のクランプ面（７）が，０〜４μの粗さを有している，請求項５記載の人工関節補正具。
【請求項７】
挿入体（３）が，円すい形クランプ面（６）の直径が小さい方の端区域に，支持部材（２）への挿入体（３）挿入時に挿入体（３）が傾いて動かなくなることを防止する曲率半径（Ｒ）又は軽度の付加的傾斜部（１０）を有している，請求項１から６までのいずれか１項に記載の人工関節補正具。
【請求項８】
支持部材（２）が，クランプ面（７）の，内室（４）の方の端区域に環状凹部（１１）を有している，請求項１から７までのいずれか１項に記載の人工関節補正具。
【請求項９】
支持部材（２）のクランプ面（７）に沿って，少なくとも１つの切欠き（１２）が，開口側（５）から内室（４）に向かって延び，切欠き（１２）の内端には，挿入体（３）のクランプ面（６）に背後から係合する揺りてこ（１３）が配置され，支持部材（２）から挿入体（３）を外すために，この揺りてこ（１３）に，工具を使用しててこ運動をさせることが可能である，請求項１から８までのいずれか１項に記載の人工関節補正具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，なべ状の支持部材を有する人工関節補正具であって，支持部材の内室にセラミック製の挿入体が，円すい形クランプ部を介して固定的に座着配置されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属製の支持部材と，支持部材内に挿入された挿入体とを有する人工関節補正具は公知である。金属製の支持部材は，患者の骨内に固定される。挿入体には，耐摩耗性の滑り面が形成されており，この滑り面に対し，骨の関節頭又は他の人工関節補正具が押付けられる。いわゆる硬質の滑り対の場合には，挿入体も金属製である。金属製の支持部材内に金属製の挿入体を固定するには，ポリエチレン製の連結部材が用いられる。ポリエチレン製の連結部材は，挿入体に対する相対微動により摩耗作用を受ける。この摩耗は，摩擦による摩耗によるほどは著しくはないが，挿入体の座面が緩くなり，摩耗微粉が，組織や関節か（関節窩）に達する。
【０００３】
アメリカ合衆国特許第５２８２８６４号明細書に記載された人工関節補正具の場合は，金属製の挿入体が，ねじを用いて金属製の支持部材に固定されている。挿入体は，コバルト・クロム合金製で，支持部材の方は，チタン合金製である。人工関節補正具をこのように構成すると，摩擦による腐食や異種金属接触腐食の危険がある。腐食が生じると，金属が有毒イオンを発生させ，患者に害を与えることがある。
【０００４】
この欠点を防止するため，金属製の支持部材にセラミック製の挿入体が挿入される。セラミック材料は加工が難しいので，大抵の場合，円すい形クランプ部を介して支持部材内に固定される。その一例が，ヨーロッパ特許庁特許出願公開第０６４９６４１号明細書に記載されている。
【０００５】
円すい形クランプ部の場合，力の導入を制御できないため，挿入体の特定帯域に著しい引張り応力が発生する。セラミック材料は，極めて硬質で耐圧性を有してはいるが，引張り力の受止め能力は限られている。この結果，特に薄壁のセラミック製挿入体を構成することは技術的に不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は，支持部材と挿入体との結合部を，確実に再現可能な結合が達せられ，同時に挿入体の取外しが可能であるように，構成することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明によれば，挿入体のクランプ面の角度を，支持部材のクランプ面の角度と異なるようにし，支持部材を骨中に固定するようにしてあり，挿入体のクランプ面を，該クランプ面の，人工関節補正具の開口側に位置する区域で，支持部材のクランプ面に密着させて，円すい形クランプ部を生じさせ，挿入体のクランプ面が支持部材のクランプ面に対し１〜２０分の角度で延びていることによって解決された。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の有利な１実施形態では，支持部材と挿入体との結合部が，人工関節補正具の開口側の区域に構成される。この場合両方のクランプ面は，開口側と反対側の区域では接触しない。この構成の利点は，人工関節補正具が受止めるべき力が円周に沿って一様に分配されて，特定の，ほぼ線状の区域に導入される点である。
【０００９】
支持部材の荷重支持表面は，例えば，２０μの表面粗さを有する粗面構造にすることができる。これによって例えばミクロ領域での形状偏差によって発生する力伝達の不規則性を防止することができる。
【００１０】
摩擦特性の改善のためには，支持部材のクランプ面を超精密転削するか研磨して，０〜４μの表面粗さにすることができる。
【００１１】
有利には，挿入体が，開口側と反対側のクランプ面端部に，ある曲率半径又は軽度の付加傾斜部を有するようにする。これによって，挿入体が，挿入時や荷重負荷時に傾いて動かなくなることが防止される。このことは，また，開口側と反対側の支持部材クランプ面端部に，環状凹部が続くようにすることによっても実現可能である。
【００１２】
挿入体の摩耗時には，挿入体を交換しなければならない。患者の負担を最小限にするために，挿入体は，支持部材を骨中に固定したままで，支持部材から外される。挿入体を外しやすくするために，本発明の特別な実施形態によれば，少なくとも１つの切欠きを支持部材に設け，この切欠きが，開口側から，挿入体と支持部材との境界面に沿って，双方のクランプ面の，開口側とは反対側の端部まで延びているようにする。切欠きの，開口側とは反対側の内方端部には，揺りてこを配置し，この揺りてこが，挿入体のクランプ面に背後から係合するようにしておく。支持部材から挿入体を外す場合には，例えばくさび形部材等の工具を使用して，切欠き内の揺りてこに，てこ運動をさせて，その端部を挿入体に押付けて，挿入体を取外す。
【００１３】
【実施例】
以下においては，図面に示した実施例に基づいて，本発明の構成を具体的に説明する。
【００１４】
図１の人工関節補正具１は，なべ状の金属製支持部材２と，人工関節か（関節窩）を形成するセラミック製の挿入体３とから成っている。挿入体３は，支持部材２の内室４内に配置されている。挿入体３の内面は，開口側５から関節の関節頭を受容する球面ソケットとして構成されている。挿入体３は，円すい形クランプ部を介して支持部材２内に固定される。
【００１５】
挿入体３のクランプ面６は，支持部材２のクランプ面７に対し角度αで延びている（図２）。挿入体のクランプ面６が人工関節補正具の関節軸線８となす角度は，支持部材２のクランプ面７が関節軸線８となす角度よりも大きい。このため，挿入体３は，開口側５のところの比較的小さい接触区域９においてだけ，支持部材２に押圧される。接触区域９の大きさは，角度αを変更することによって，変更することができる。角度αを小さくすれば，接触区域９は大きくなる。
【００１６】
支持部材２のクランプ面７は，約２０μの表面粗さを有している。これによって，挿入体３の形状偏差が補償される。
【００１７】
図３及び図４に示したクランプ面６・７は，図面を分かりやすくするために，互いに平行に示され，粗面としては示されていない。しかし，実際には，挿入体３と支持部材２との結合部は，図２に示した形式になっている。図３の場合，挿入体３のクランプ面６の下方端区域には，曲率半径Ｒを有する湾曲面１０が続いている。このようにクランプ面６の下縁に丸みを付けることで，支持部材２内へ挿入体３を挿入する場合に，支持部材２内で挿入体３が傾いて動かなくなることを防止できる。この防止は，支持部材２内に，支持部材２のクランプ面７の下端部区域に環状凹部１１を設けることによっても実現することができる。
【００１８】
図５には，人工関節補正具の別の実施例が示されている。支持部材２は，支持部材２と挿入体３との境界区域に，挿入体３のクランプ面６と平行に延びる細長い切欠き１２を有している。切欠き１２は，人工関節補正具の開口側５へ向かって開いている。切欠き１２の下端部には，揺りてこ１３が配置されており，この揺りてこ１３は，互いに鈍角をなす２つの脚１３ａ及び１３ｂから成っている。脚１３ａは，挿入体３のクランプ面６の背後に係合しており，挿入体３と支持部材２との間に締め込まれている。第２の脚１３ｂは，切欠き１２内へ突入している。両方の脚１３ａ，１３ｂの角度は，第２の脚１３ｂが，切欠き１２とほぼ平行に延びるように，構成されている。
【００１９】
図６には，くさび状の工具を使用して揺りてこ１３にてこ運動をさせる状態が示されている。この場合くさび状工具１４を切欠き１２内へ挿入し，くさびの先端を支持部材２と揺りてこ１３の第２の脚１３ｂとの間へ圧入する。くさび状工具１４を更に押込むことによって，第２の脚１３ｂが挿入体３の方へ押付けられる。これによって，第１の脚１３ａも動かされ，挿入体３が，支持部材２から押出される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による人工関節補正具の場合，セラミック製の挿入体が，円すい形クランプ部を介して，なべ状の支持部材内に取付けられるが，挿入体のクランプ面角度は，支持部材のクランプ面角度と異なっているので，挿入体は，比較的小さいほぼ線状の区域を介してだけ支持部材と結合される。このことによって，挿入体から支持部材への力の伝達を制御することが可能になる。軸方向に作用する関節力は，大部分が円周に沿って分配されて作用する圧縮応力となり，挿入体内の引張り応力の発生は最小限にされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部に挿入体を固定した支持部材を有する人工関節補正具の断面図である。
【図２】円すい形クランプ部の拡大図である。
【図３】挿入体のクランプ面下端部の拡大図である。
【図４】支持部材のクランプ面下端部の拡大図である。
【図５】切欠きと，挿入体を外すための，切欠き内の揺りてことを有する人工関節補正具の拡大図である。
【図６】人工関節補正具と，揺りてこに，てこ運動をさせる工具とを示した拡大図である。
【符号の説明】
１  人工関節補正具，  ２  支持部材，  ３  挿入体，  ４  内室，  ５  開口側，  ６  挿入体のクランプ面，  ７  支持部材のクランプ面，  ８  関節軸線，  ９  接触区域，  １０  湾曲面，  １１  環状凹部，  １２  切欠き，  １３  揺りてこ，  １３ａ及び１３ｂ  脚，  １４  くさび状工具
【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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