JP2001161728A - 足首の人工関節 - Google Patents
足首の人工関節Info
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Abstract
できる新規な足首の人工関節を提供する。 【解決手段】 距骨内に、または距骨に接触するように
移植するための距骨インプラント(1)と、脛骨の基部
内に、または脛骨の基部に接触するように移植するため
の脛骨インプラント(3)を含む頂部エレメント(2)
とを有し、前記頂部エレメント(2)および距骨インプ
ラント(1)は、足首の動きを許容するために、両者の
接触境界面(4)上で摩擦し合って相互に対して動くよ
うに設けられる足首の人工関節であって、前記接触境界
面(4)は、略円錐台の表面部(7)の一部としての摩
擦面であり、前記略円錐台の表面部は、当該略円錐台の
表面部の大きい方の半径を有する部分が足首の外側の方
に実質的に位置されるように、向きが定められており、
整形外科の人工関節の分野で利用される。
Description
構造を復元するための人工関節エレメントを与えること
によって足関節の整形外科手術を実行するための、足首
の人工関節の技術に関する。
骨」内に、または当該骨に接触するように移植されるた
めに設計された距骨インプラントと、脛骨の基部内に、
または脛骨の基部に接触するように移植するための脛骨
インプラントを含む頂部エレメントとを有し、前記頂部
エレメントおよび距骨インプラントは、足首の動きを許
容するために、両者の接触境界面上で摩擦し合って相互
に対して動くように設けられている足首の人工関節に関
する。
な損傷を受けた場合、その外傷性傷害の後に、少なくと
も部分的に、足首の関節の解剖学的構造を復元するため
に、足首の人工関節を使用することは、すでに知られて
いる。
ち、距骨内に、または距骨に接触するように移植するた
めの距骨インプラントと、脛骨の基部内に、または脛骨
の基部に接触するように移植するための脛骨インプラン
トとを有する足首の人工関節は、公知である。これら2
つのインプラントであるエレメントは、患者の骨に移植
される。それらは、2つのインプラントの間の摩擦面が
略球形であるように形づくられた相互に合致する表面部
を有している。
るヒンジ式の人工関節は、その方法で復元された足関節
に対して、満足できる動きの自由を与える。それにもか
かわらず、上記の人工関節は、2つのインプラントの間
の摩擦面が自然な足関節の理想的な生理学的形状と非常
に異なっているので、自然な足関節の動きの自由のいく
らかのみを再現することが可能である。これは不自然な
システムなので、制限された動きに対して患者が適応力
を持つように導かれ、また、かなりの割合で、人工関節
を構成しているエレメントが分離されることになるもと
となる。
なわち、距骨インプラント、脛骨インプラント、および
脛骨インプラントと距骨インプラントとの間に配置され
る中間体インプラントを有する足首の人工関節を設計す
ることによって、足首の人工関節の動きの自由を改良し
ようとする提案がすでに行われている。
ラントの間で、自由に移動でき、脛骨インプラントに支
えられている。距骨インプラントおよび中間体インプラ
ントの間の接触領域は、2つのエレメントのインプラン
トと同様に、形状が概ね円筒形状または球形状である摩
擦面によって、一般に構成される。
工関節は、このように復元される足関節のための動き
に、より大きな自由をもたらす。これにより、足関節の
自然な生理学的形状により許容される態様に近い態様
で、患者が動くことが可能になる。それにもかかわら
ず、3つのエレメントの足首の人工関節は、足関節の自
然な生理学的形状を完全には再現していない。足関節の
自然な動作は、足が水平に地面と出会うことを意味し、
そして次第に足の内側の方へ導かれる回転を意味する足
の回転が続く。したがって、足首の自然な動作は、現在
既知の足首の人工関節によっては復元されない。
骨にインプラントを固定するために脛骨インプラントに
固定されるロッキング手段(例えばスタッド)を有して
いる。このインプラントが移植される間、患者はうつぶ
せになっているので、圧力は印加され得ない。したがっ
て、地面に対して最初に圧力をかけるとき、脛骨インプ
ラントは、脛骨インプラントおよび脛骨の間の相対変位
を引き起こす脛骨に押圧される。この変位は、ロッキン
グスタッドおよびそれらを受けるためのハウジングにお
ける高くてコントロールされないレベルの機械的ストレ
スを引き起こし、変形、あるいは分離のおそれさえ引き
起こし得る。
目的は、上記従来技術の足首の人工関節の欠点を示すこ
となく、自然な足関節の動きをできる限り正確に再現で
きる新規な足首の人工関節を提供することである。
人工関節によって自然な足関節を再現することに特に適
した新規な足首の人工関節を提供することである。
いるインプラントの種々の相対移動に関して良好なコン
トロールが得られることを可能にする新規な足首の人工
関節を提供することである。
いかなる骨増殖体の生成をも防止あるいは制限すること
に適した新規な足首の人工関節を提供することである。
た際の状態を改善し、インプラントが移植された後に当
該インプラントのコントロールされない変形を防止する
ことに適した新規な足首の人工関節を提案することであ
る。
に、または距骨に接触するように移植するための距骨イ
ンプラントと、脛骨の基部内に、または脛骨の基部に接
触するように移植するための脛骨インプラントを含む頂
部エレメントとを有し、前記頂部エレメントおよび距骨
インプラントは、足首の動きを許容するために、両者の
接触境界面上で摩擦し合って相互に対して動くように設
けられる足首の人工関節であって、前記接触境界面は、
略円錐台の表面部の一部としての摩擦面であり、前記略
円錐台の表面部は、当該略円錐台の表面部の大きい方の
半径を有する部分が足首の外側の方に実質的に位置され
るように、向きが定められていることを特徴とする足首
の人工関節により達成される。
限定するものではないものとして与えられた添付図面を
参照して、以下の記載に照らして詳細に説明される。
面を参照して説明する。
節の実施形態を示す。本発明に係る足首の人工関節は、
患者の足関節の距骨内に、あるいは当該距骨に接触する
ように移植可能に設計された距骨インプラント1を有し
ている。本発明に係る足首の人工関節はまた、患者の脛
骨の基部内に、あるいは当該基部に接触するように移植
するための脛骨インプラント3を含む頂部エレメント2
を有している。脛骨の基部とは、脛骨における距骨側の
部分であって、脛骨インプラント3との固定に用いられ
る部分である。なお、本明細書においては、「移植」な
る語は、人体等に埋め込むことを意味する語として使用
する。
1は、接触境界面4上で摩擦し合って、相互に対して移
動可能に取り付けられる。
頂部エレメント2は、脛骨インプラント3および距骨イ
ンプラント1の間に配置される中間体インプラント5を
さらに含む。この中間体インプラント5は、当該中間体
インプラントの反対側に位置する2つの面の各々を介し
て他の2つのインプラント、すなわち脛骨インプラント
3および距骨インプラント1と相互に摩擦し合って自由
な接触状態にある。
をなす3つのインプラント、すなわち、距骨インプラン
ト1、脛骨インプラント3、および中間体インプラント
5が絶えず言及されるが、本発明の足首インプラント
は、3つのインプラントの足首の人工関節に決して限定
されるものではないと理解すべきである。すなわち、本
発明の範囲を逸脱することなく、本発明の足首の人工関
節は、一組をなす2つのインプラント、すなわち、距骨
インプラント1、および、脛骨インプラント3のみによ
って構成された頂部エレメント2から構成され得る。こ
の変形例(以下の説明において詳述せず)では、脛骨イ
ンプラント3は、共通の接触境界面4を介して、距骨イ
ンプラント1と直接的に接触するようになる。
インプラント1の間の接触境界面4は、略円錐台の表面
部7(図5)の一部を形成するとみなし得る摩擦面を提
供する。なお、本明細書において「略」なる語は「実質
的に」の意で使用し、また、略円錐台の表面部とは、略
円錐台の側方の表面である側面の一部を有する部分を意
味するものとして使用する。
るとき、底面の大きい方の半径Rの部分が実質的に足首
の外側、すなわち体の中央軸から離れた方に位置するよ
うに、向きが定められている。こうして、摩擦面は、略
円錐台の表面部を形成するために、単一の収束点を有し
ている一群の直線の母線によって、三次元に規定され
る。これは、人工関節の各種部分の三次元における移動
を完全に自由にし、前記部分および/または足首の組織
の間のいかなる機械的拘束にも依存しない。
の足首の人工関節についての好ましい適用においては、
中間体インプラント5は、したがって、Rからrまで変
化する半径を有している円錐台の表面7の部分にわたっ
て、距骨インプラント1に対して摩擦をともなって自由
に移動する。こうして、背面側へ屈曲して足を外側に動
かすことや、足裏の方へ屈曲して足を逆に内側に動かす
ことが可能となる。接合部表面のこの特徴によって、本
発明の足首の人工関節は、足関節変位の自然な生理学的
形状にきわめて密接にしたがうことを可能にする。
実施形態においては、略円錐台の表面部の部分を組み入
れた仮想円錐の頂角の角度αは、好ましくは10°〜3
5°の範囲にある。また、円錐部分の底面の外半径R
は、好ましくは15mm〜30mmの範囲にあり、一
方、円錐の軸心方向の幾何学的な高さhは、好ましくは
20mm〜50mmの範囲にある。
ト1は、好ましくは、例えば耐磨耗性および生物的適合
性を有するクロムコバルトあるいはその他の材料等の金
属合金で作られる。
ましい実施形態においては、例えば高密度ポリエチレン
等のプラスチック材料あるいはセラミックで作られた中
間体インプラント5は、平坦な上面を有する不規則な多
角形形状である。中間体インプラント5は、脛骨インプ
ラント3の同様に平坦な底面8とすべり接触する。この
好適な実施形態においては、中間体インプラント5の上
面と前記底面8との間の相対摩擦面は、平面であるとみ
なされ得る。この相対摩擦面は、前記平面において2方
向に移動する自由を提供する。この同じ好適な実施形態
において、中間体インプラント5は、略円錐台の表面7
に対し形状が相補的な底面を介して、円錐台の表面7の
部分とすべり接触し、好ましくは、小さい半径rおよび
大きい半径Rを有する円錐台凹形状を提供する。形状お
よび寸法において正確に相補している中間体インプラン
ト5の凹形状の面および略円錐台の表面7の凸形状の面
を有することによって、足首は、拘束されることなく完
全に自由に動く。
いては、略円錐台の表面部7は、距骨インプラント1の
外接触面を形成して、凸形状を呈している。この場合、
中間体インプラント5の底面は、凹形状を呈している。
ある変形例(図示せず)においては、逆位の機械的配置
が、本発明の範囲を逸脱することなく、把握され得る。
この場合、中間体インプラント5の底面は凸形状であ
り、一方、距骨インプラント1の外接触面は凹形状であ
る。
表面上に、中間体インプラント5の動きをガイドするた
めのガイド手段10を有する。ガイド手段10は、略円
錐台の中心軸(対称軸)に略垂直な方向に伸延してい
る。このようにして、中間体インプラント5および脛骨
インプラント3は、仮想円錐台の母線に略垂直な三次元
移動にしたがうように拘束される。ここで、略円錐台の
表面部7は、上記仮想円錐台の母線部分を構成してい
る。
1つの、あるいは好ましくは2つの平行なリブ11によ
り形成される。リブ11は、中間体インプラント5の側
面5Aと係合するために、略円錐台の表面部7から突出
している。
プラント5の側面5Aは、略円錐台の摩擦表面7の部分
の移動の間、前記リブ11に支えられることによってガ
イドされる。
0は、中間体インプラント5の側面5Aから平行な面内
で伸びる2つのリブによって形成され得る。このリブ
は、略円錐台の表面部7のボディに形成された2つの対
応する溝に支持されてガイドされる。
距骨インプラント1には、足首の前部に骨細胞が発達し
ないようにすることによって足関節を保護するための前
距骨シールド15が設けられる。有利には、前距骨シー
ルド15は、距骨インプラント1の前部から略半径方向
への延長部分として形成される。図1に特に示されるよ
うに、前距骨シールド15は、距骨インプラントの前エ
ッジから伸延している。この前距骨シールド15は、略
円錐台の表面部7を、当該略円錐台の中心軸に関して略
半径方向に延長している。
る距骨の外形の自然な非対称性に適応させるために、前
距骨シールド15は、非対称に半径方向に伸延してい
る。この目的に対し、図1に示すように、斜めとなる前
エッジ15Cを形成するために、内側の横エッジ15B
の長さは、外側の横エッジ15Aの長さより長い。
足関節の自由な動きを妨げる骨細胞のいかなる発達から
も足関節を保護するための前脛骨シールド20が、脛骨
インプラント3にも同様に設けられる。
前脛骨シールド20は、脛骨インプラントの前エッジか
らの延長部分によって形成される。この延長部分は、脛
骨インプラントが正規の位置にある状態で脛骨に沿って
上方へ伸延している。したがって、図1〜図3に示すよ
うに、前脛骨シールド20は、脛骨インプラント3の上
面3Aから、脛骨の方へ伸延している。この前脛骨シー
ルド20は、任意の平面内、例えば面3Aが広がってい
る平面に垂直な平面内で広がっている。本発明の特に有
利な実施形態においては(図3)、前脛骨シールド20
は、面3Aに支えられる脛骨の先端部の略円弧形状に整
合する。このために、前脛骨シールド20は、複雑な非
対称形状を呈している。ここで、脛骨インプラント3の
プレートの前エッジは、斜めとなっており、患者の中央
軸の方向に対してずれている(図3)。
は、略平坦な前面を有することができる。この前面に
は、略半円形状の外形が与えられる。
フランジにより、その2つの側部区域を規定している。
2つのフランジである外側フランジ31および内側フラ
ンジ32は、略円錐台の表面部7の凹形状の底部にわた
ってそれぞれ取り付けられるようになっている。外側フ
ランジ31は、好ましくは、内側フランジ32より大き
い幾何学的高さで伸延している。
ンプラント3は、脛骨に対して押圧されることによって
配置されるように設計される。このために、脛骨インプ
ラント3は、特別に用意されたプレートを形成している
表面3Aを含む。このプレートは、例えば図3に示すよ
うな不規則なプレートであり、サンドブラスチングによ
って得られる。変形例においては、面3Aには、良好な
結合を与えるために、突状のスパイク25(図1)が設
けられる。脛骨インプラント3は、脛骨に脛骨インプラ
ントを固定するために、脛骨インプラントに形成された
適当な孔を通して1つないしそれ以上のねじ26を挿入
することにより、配置される。
は、結合ねじ26を挿通させるための少なくとも1つの
貫通孔28が設けられる。この貫通孔28は、脛骨イン
プラント3と脛骨との間に組み付け用の余裕を提供する
ために、ねじ26の断面より大きいサイズの孔である。
有利には、図1および図2に示すように、貫通孔28
は、長孔形状、例えば長円形状を呈している。この形態
により、脛骨インプラント3は、ねじ26を変形させる
ことなく、圧力をかけて取り付けることができる。脛骨
インプラント3は、患者がうつぶせになっている間に、
配置される。そのため、脛骨インプラント3のプレート
に対する脛骨の完全な圧縮は、患者が立った状態になる
まで発生しない。本発明においては、長円形状の孔28
に関して移動するねじ26の能力により、ねじ26ある
いは前脛骨シールド20を傷つけることなく圧力をかけ
た状態で、自然のゆるみ止めを発生させることができ
る。これら2つの物品、すなわち、ねじ26および前脛
骨シールド20の間に余裕があるからである。
距骨インプラント1および中間体インプラント5の間に
略円錐台の摩擦面が存在しているので、実際の足関節で
可能な相互の動きを忠実に再現することを可能にする。
加えて、本発明の足首の人工関節は、より良好に据え付
けられ、足首の自由な動きを妨げる骨細胞のいかなる発
達も防止することができる。本発明の足首の人工関節は
また、人工関節を構成しているエレメントを損傷させる
ような、いかなるおそれもなしに、移植されることがで
きる。
限定するために記載されたものではなく、本発明の技術
的思想内において当業者により種々変更が可能である。
工関節によれば、距骨インプラントおよび中間体インプ
ラントの間に略円錐台の摩擦面が存在しているので、実
際の足関節で可能な相互の動きを忠実に再現することが
できる。
良好に据え付けられ、足首の自由な動きを妨げる骨細胞
のいかなる発達も防止することができる。
を構成しているエレメントの完全性を損なうことなく、
移植されることができる。
前方斜め上方から見た斜視図斜視図である。
前方斜め下方から見た斜視図である。
図である。
図である。
形状を説明するための投象図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 距骨内に、または距骨に接触するように
移植するための距骨インプラント(1)と、脛骨の基部
内に、または脛骨の基部に接触するように移植するため
の脛骨インプラント(3)を含む頂部エレメント(2)
とを有し、 前記頂部エレメント(2)および距骨インプラント
(1)は、足首の動きを許容するために、両者の接触境
界面(4)上で摩擦し合って相互に対して動くように設
けられる足首の人工関節であって、 前記接触境界面(4)は、略円錐台の表面部の一部とし
ての摩擦面であり、 前記略円錐台の表面部(7)は、当該略円錐台の表面部
の大きい方の半径を有する部分が足首の外側の方に実質
的に位置されるように、向きが定められていることを特
徴とする足首の人工関節。 - 【請求項2】 前記略円錐台の表面部(7)を組み入れ
た仮想円錐の頂角の角度αは、10°〜35°の範囲に
あり、前記略円錐台の底面の外半径Rは、15mm〜3
0mmの範囲にあり、前記略円錐台の軸心方向の幾何学
的な高さhは、20mm〜50mmの範囲にあることを
特徴とする請求項1に記載の足首の人工関節。 - 【請求項3】 前記頂部エレメント(2)は、脛骨イン
プラント(3)および距骨インプラント(1)の間に配
置される中間体インプラント(5)をさらに含み、 前記中間体インプラント(5)は、当該中間体インプラ
ントの反対側に位置する2つの面の各々を介して脛骨イ
ンプラント(3)および距骨インプラント(1)のそれ
ぞれと相互に摩擦し合って自由な接触状態にあることを
特徴とする請求項1または2に記載の足首の人工関節。 - 【請求項4】 前記中間体インプラント(5)は、平坦
な上面を介して、脛骨インプラント(3)とすべり接触
し、略円錐台の表面(7)に対し形状が相補的な底面を
介して、略円錐台の表面(7)とすべり接触することを
特徴とする請求項3に記載の足首の人工関節。 - 【請求項5】 前記略円錐台の表面部(7)は、距骨イ
ンプラント(1)の外接触面を形成して、凸形状を呈し
ていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに
記載の足首の人工関節。 - 【請求項6】 前記略円錐台の表面部(7)は、その表
面上に、中間体インプラント(5)の動きをガイドする
ためのガイド手段(10)を含み、 前記ガイド手段(10)は、前記略円錐台の表面部
(7)の軸心方向に略垂直な方向に伸延していることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の足首の
人工関節。 - 【請求項7】 前記ガイド手段(12)は、2つのリブ
(11)により形成され、 前記リブ(11)は、略円錐台の表面部(7)から伸延
していることを特徴とする請求項6に記載の足首の人工
関節。 - 【請求項8】 前記距骨インプラント(1)に、足関節
を保護するための前距骨シールド(15)が設けられて
いることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記
載の足首の人工関節。 - 【請求項9】 前記前距骨シールド(15)は、距骨イ
ンプラント(1)の略半径方向への延長部分により形成
され、距骨インプラント(1)の前エッジから伸延して
いることを特徴とする請求項8に記載の足首の人工関
節。 - 【請求項10】 前記前距骨シールド(15)は、内側
の横エッジの長さが外側の横エッジの長さより長くなる
ように、非対称に半径方向に伸延していることを特徴と
する請求項8または9に記載の足首の人工関節。 - 【請求項11】 前記脛骨インプラント(3)は、足関
節を保護するための前脛骨シールド(20)が設けられ
ていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つ
に記載の足首の人工関節。 - 【請求項12】 前記前脛骨シールド(20)は、脛骨
インプラント(3)の前エッジからの延長部分によって
形成され、当該延長部分は、脛骨インプラント(3)が
正規の位置にある状態で脛骨に沿って上方へ伸延してい
ることを特徴とする請求項11に記載の足首の人工関
節。 - 【請求項13】 前記前脛骨シールド(20)には、脛
骨インプラント(3)を固定するためのねじ(26)を
受けるための少なくとも1つの貫通孔(28)が設けら
れ、 前記貫通孔(28)は、脛骨インプラント(3)と脛骨
との間に組み付け用の余裕を提供するために、ねじ(2
6)の断面より大きいサイズの孔であることを特徴とす
る請求項11または12に記載の足首の人工関節。 - 【請求項14】 前記貫通孔(28)は、長孔形状を呈
していることを特徴とする請求項13に記載の足首の人
工関節。
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