JPS6043136B2 - ankle device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、整形外科領域における、特に、足関節部分を
修復するための足関節装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ankle device in the field of orthopedics, in particular for repairing the ankle region.

従来、関節炎等により足関節に破壊があると関節定術が
広く行われていた。Conventionally, arthroplasty has been widely performed when the ankle joint is damaged due to arthritis or the like.

しかし、隣接関節に病変があれば、足関節の固定は、こ
れら隣接関節に不利な結果をもたらすことになる。この
ために、人工足関節による関節機能再建が種々試みられ
ているが、長期にわたる安定した関節の再建という意味
で、十分満足した結果が得られているとは云い難いのが
現状である。すなわち、これまでは、脛骨部分がプラス
チック、特に高密度ポリエチレンからなり、距骨部分が
金属からなる表面置換型足関節装置が用いられてきた。However, if adjacent joints are affected, immobilization of the ankle may have adverse consequences for these adjacent joints. For this reason, various attempts have been made to reconstruct joint function using artificial ankle joints, but at present it is difficult to say that sufficiently satisfactory results have been obtained in terms of stable joint reconstruction over a long period of time. That is, so far, surface replacement ankle joint devices have been used in which the tibia portion is made of plastic, particularly high-density polyethylene, and the talus portion is made of metal.

これらの足関節装置部材で足関節を置換し固定するに際
しては、骨セメントが用いられている。Bone cement is used to replace and fix the ankle joint with these ankle joint device members.

しかし、骨セメントを用いて固定する方法では骨セメン
トのモノマーや骨セメントの硬化の際に生ずる重合熱に
よつて、骨組織が破壊されたりし、長期にわたる足関節
の維持安定性という点で問題があり、置換後歩行運動に
より足関節装置と骨との取付部に緩みが生じそのため疼
痛等を生じたりまた、特に足関節は皮膚や胛の直下てあ
る為に、これらに対する刺激の問題があり、良好な足関
節の再建を行うことが困難であつた。本発明は上記事情
に鑑みて、置換後、足関節装置と骨との固定部に緩みが
生ずることなく、長期に亘つて安定した固定状態を保つ
ことができるようにした足関節装置を提供することを目
的とするものである。However, with the method of fixation using bone cement, the bone tissue may be destroyed by the bone cement monomer and the polymerization heat generated when the bone cement hardens, resulting in problems in terms of long-term stability of the ankle joint. However, walking movements after replacement can cause the attachment between the ankle joint device and the bone to loosen, causing pain, etc. Also, since the ankle joint is located directly under the skin and ankles, there is a problem of irritation to these. However, it was difficult to perform good ankle reconstruction. In view of the above-mentioned circumstances, the present invention provides an ankle joint device that can maintain a stable fixed state for a long period of time without loosening of the fixing portion between the ankle joint device and the bone after replacement. The purpose is to

以下、本発明の一実施例を図を用いて具体的に説明する
。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

第１図ａ−１、ａ−２、ｂ−１、ｂ−２、ｅにおいて、
１は脛骨部材のうちのの摺動部材であり２はふくらみの
ある突出部である。In Figure 1 a-1, a-2, b-1, b-2, e,
1 is a sliding member of the tibial component, and 2 is a bulging protrusion.

ヨ 該突出部２は、第２図ａ、ｃに示す、脛骨固定部材
７のふくらみのある溝８に嵌合する。YO The protrusion 2 fits into the bulging groove 8 of the tibial fixation member 7 shown in FIGS. 2a and 2c.

前記突出部２の一端にある、、それと直角の突出部３は
、摺動部材１と、脛骨固定部材７とを嵌合接合させた時
に、摺動部材１が抜け出すことをゝ防止するための係止
部となるものである。A protrusion 3 located at one end of the protrusion 2 and perpendicular to the protrusion 2 serves to prevent the slide member 1 from slipping out when the slide member 1 and the tibia fixation member 7 are fitted together. This serves as a locking part.

また摺動部材１に形成された凹部４は、第４図ａ、ｂに
示す距骨部材１２の凸部１３とで関節接合を成すための
摺動部凹面である。該凹部４の上面は第１図ｃのＡ−Ａ
１断面において、第１図ａ−２，６ａに示すごとく、直
線またはゆるやかな曲線をなし、その両側には、距骨部
材１２の脱落防止のための壁５があり、第１図ｃ（７）
Ｂ−Ｂ断面において、第１図ｂ−２，６ｂに示す如く、
曲面をした上面が形成してある。次に第２図Ａ，ｂ，ｃ
，ｄにおいて、７は脛骨固定部材であり、８は溝で前記
摺動部材１の突出部２と嵌合するふくらみをもつ如き形
状をしている。また９は、脛骨に嵌合固着させるための
突出部でありこれら溝８と突出部９とは互いに直角の方
向で、それぞれ嵌合するように設けてある。また突出部
９の表面は、骨の成長もしくは再生により骨との接触を
十分にし、良好な固定状態を得るために溝１０が複数個
形成してある。また、抜け止め突出部収容部１１の部分
は、前記摺動部材１の突出部３が収容される部分である
。上記のような摺動部材１と脛骨固定部材７とは第３図
ａ−ｃにて示すように両者が組み合わさつた状態で関節
装置としての片方の部材が構成される。Further, the recess 4 formed in the sliding member 1 is a sliding part concave surface for making an articulation with the convex part 13 of the talus member 12 shown in FIGS. 4a and 4b. The upper surface of the recess 4 is A-A in FIG. 1c.
In one cross section, as shown in Fig. 1 a-2 and 6a, it forms a straight line or a gentle curve, and on both sides there are walls 5 for preventing the talus member 12 from falling off, and as shown in Fig. 1 c (7).
In the B-B cross section, as shown in Figure 1 b-2 and 6b,
A curved upper surface is formed. Next, Figure 2 A, b, c
, d, 7 is a tibial fixation member, and 8 is a groove having a bulge that fits into the protrusion 2 of the sliding member 1. Reference numeral 9 denotes a protruding portion for fitting and fixing to the tibia, and the groove 8 and the protruding portion 9 are provided in directions perpendicular to each other so as to fit into each other. In addition, a plurality of grooves 10 are formed on the surface of the protrusion 9 to ensure sufficient contact with the bone due to bone growth or regeneration and to obtain a good fixation state. Further, the retaining protrusion accommodating portion 11 is a portion in which the protrusion 3 of the sliding member 1 is accommodated. The sliding member 1 and the tibia fixing member 7 as described above constitute one member of a joint device when they are combined, as shown in FIGS. 3a-c.

一方、第４図Ａ，ｂにおいて対となる関節装置の他方の
部材を示し、１２は距骨滑車部分を置換する距骨部材て
あり、該距骨部材の表面１３ａ，１３ｂは前記摺動部材
１の凹部４の摺動面と関節，接合するように、前後方向
に凸曲面１３ａをなしている。On the other hand, FIGS. 4A and 4B show the other member of the pair of joint devices, 12 is a talar member replacing the talar trochlear part, and surfaces 13a and 13b of the talar member are formed in the recessed part of the sliding member 1. It has a convex curved surface 13a in the front-rear direction so as to articulate and connect with the sliding surface of No. 4.

また、１４は上記距骨部材１２を距骨に安定固定するた
めのペツグである。ところて、これらの足関節を構成す
る材料として、摺動部材１ではプラスチック類、特に、
高密！度ポリエチレンが摺動に際する摩擦摩耗特性がよ
く、最も適している。Further, 14 is a peg for stably fixing the talus member 12 to the talus. By the way, the sliding member 1 is made of plastics, especially plastics, as materials for constructing these ankle joints.
High density! Polyethylene has good friction and wear characteristics during sliding, making it the most suitable material.

また、脛骨の固定部材７及び距骨部材１２を構成する材
料としては生体親和性のあるセラミックスが、骨成長も
しくは、再生によつて骨セメント５を用いることなく、
長期にわたつて良好な固定性が得られ、適している。Furthermore, biocompatible ceramics are used as the material for the tibia fixing member 7 and the talus member 12, and the bone cement 5 is not used due to bone growth or regeneration.
Good fixation can be obtained over a long period of time, making it suitable.

ここで、生体親和性のあるセラミックスとは、例えば酸
化アルミニウム（アルミナ）のような酸化物系セラミッ
クス、あるいは、リン酸カリシユウム系のセラミックス
ま４たはガラス等である。それ故本発明装置を構成する
生体親和性のあるセラミックスとは、かかるセラミック
スのみからなる場合はもとより、これら以外の材質から
なる基材の表面を例えば不銹鋼等の金属の表面を前記セ
ラミックスにてコーティングしたものであつても良い。
金属を基材としてもので構成する場合には、少なくとも
骨と接触固定させる部分がかかるセラミックスによつて
コーティングされていることが必要である。また、前記
部材がセラミックスのみからなる場合は、特に大きな機
械的強度が得られるという点で、アルミナ系セラミック
スで、Ａｌ２Ｏ３の純度が９０％以上のものが望ましい
。次に上述の如き本発明に係る足関節装置を手術によつ
て装着する手順としては以下に述べるように行えば適正
に嵌入がなされ、強固な初期固定が得られると共に、長
期にわたる安定した固定が達成される。すなわち、骨切
除は、人体正面より下記の手順で行う。Here, the biocompatible ceramics include, for example, oxide-based ceramics such as aluminum oxide (alumina), calcium phosphate-based ceramics, or glass. Therefore, the biocompatible ceramics constituting the device of the present invention may not only be made of such ceramics, but also include cases where the surface of a base material made of a material other than these is coated with the ceramic, for example, on the surface of a metal such as stainless steel. It may be something you did.
In the case of using metal as the base material, at least the portion that is to be brought into contact with and fixed to the bone must be coated with such ceramics. Further, when the member is made only of ceramics, an alumina-based ceramic having an Al2O3 purity of 90% or more is preferable, since particularly high mechanical strength can be obtained. Next, the procedure for surgically attaching the ankle joint device according to the present invention as described above is as described below to ensure proper insertion and strong initial fixation as well as long-term stable fixation. achieved. That is, bone resection is performed from the front of the human body according to the following procedure.

先ず、距骨滑車上部を（第５、第６図参照）水平に骨切
除を行う。次いで脛骨下関節を（第５、第６図参照）例
えば第３図ｂに示した脛骨部材の゜断面形状に合うよう
に骨を切除し、該骨切除部に第３図に示した如く、予め
嵌合組合せた、摺動部材１と脛骨固定部材７とから脛骨
材を挿入装着することによつて一方の脛骨下関節が形成
される。また距骨に掘削しておいた穴中に距骨部材１２
のペツグ１４が挿入されることにより該距骨部材１２が
他方の関節として形成される。装着された足関節は第５
図第６図の如くなる。ここで、イは脛骨、口は距骨であ
り脛骨下関節部には脛骨部材が、距骨滑車上部には距骨
部材が足関節機能の発揮する如く装着されている。この
ような足関節装置を正確に適合装着させ、強力な初期固
定な得るためにには、足関節装置の輪部より若干小さめ
の形状に骨の切除を行うことが望ましい。かかる如き手
順で骨切除を行なうようによつて、骨セメントを用いる
ことなく足関節装置を適確に装置して十分な初期固定と
共に、長期に亘る良好な定着状態を維持することが出来
る。First, horizontal bone resection is performed above the talar trochlea (see Figures 5 and 6). Next, the bone of the subtibial joint (see FIGS. 5 and 6) is excised to match the cross-sectional shape of the tibial component shown in FIG. One subtibial joint is formed by inserting and mounting a tibial bone material from the sliding member 1 and the tibial fixation member 7, which have been fitted together in advance. Also, the talus member 12 is inserted into the hole drilled in the talus.
By inserting the peg 14, the talar member 12 is formed as the other joint. The attached ankle joint is the fifth
It will look like Figure 6. Here, A is the tibia, and the mouth is the talus. A tibial component is attached to the lower tibial joint, and a talar component is attached to the upper part of the talar trochlea so that the ankle joint function can be performed. In order to fit such an ankle device accurately and to obtain a strong initial fixation, it is desirable to cut the bone into a shape that is slightly smaller than the annulus of the ankle device. By performing bone resection using such a procedure, it is possible to properly install the ankle joint device without using bone cement, to achieve sufficient initial fixation and to maintain a good state of fixation over a long period of time.

以上のような本発明足関節装置の特徴の一つは脛骨及び
距骨の骨に接触する部分が、生体親和性のあるセラミッ
クスにより構成されていることである。One of the features of the ankle joint device of the present invention as described above is that the portions that contact the tibia and talus bones are made of biocompatible ceramics.

これにより前記した適確な骨切除によつて、骨セメント
を用いることなく足関節装置の十分な初期固定と長期に
わたる良好な定着を維持することが出来る。本発明の他
の特徴は脛骨部材の摺動部材がプラスチックス殊に、高
密度ポリエチレン（ＨＤＰ）からなることである。As a result, sufficient initial fixation of the ankle joint device and good long-term fixation of the ankle joint device can be maintained by the above-mentioned appropriate bone resection without using bone cement. Another feature of the invention is that the sliding member of the tibial component is made of plastic, in particular high density polyethylene (HDP).

関節装置が長期にわたつてその機能を発揮しうるために
関節部の摩擦が小さく摩耗がすくないことが重要である
。In order for a joint device to perform its function over a long period of time, it is important that the joints have low friction and minimal wear.

このためには本発明の如く、関節面を先に説明した如く
、セラミックスとプラスチックス殊にＨＤＰより構成す
ることが特に望ましい。また、前記脛骨部材の摺動部材
と脛骨固定部材は互いに嵌合する溝と突出部で接合され
とい，る。摺動部材に溝を有する場合は脛骨固定部材に
は突出部を有するか、あるいは、その逆の場合でも良い
が、プラスチックスからなる摺動部材の機械的強度から
すると実施例で挙げたような後者の場合の方が好ましい
。ここで互いに嵌合し得る溝と突出部は、それぞれ、そ
の断面においてふくらみのある形状が好ましい。また、
かかる嵌合のための溝または突出部のそれぞれの背面に
は、摺動部材にあつては、摺動面が脛骨固定部材にあつ
ては、脛骨への固定のためにふくらみのある突出部一が
ある。脛骨固定部材の突出部は、関節の装着後の十分な
初期固定を得るためのものである。脛骨部材の摺動部材
と脛骨固定部材との嵌合方向は、歩行運動に際し、脛骨
部材の接続の維持が安定するために摺動方向と直角であ
ることが好ましい。また、脛骨固定部材の突出部の方向
は人体の正面より骨切除と関節装置の部材を嵌着するた
めに摺動方向と同一で あることが望ましい。さらに、
本発明の他の特徴は、前脛骨部材と組み合わさつて足関
節装置を構成する距骨部材１２には、前記脛骨部材の凹
摺動面と補補的に関節接合する、凸摺動面と距骨に埋入
固定するためのペツグを有することである。For this purpose, as in the present invention, it is particularly desirable that the articular surface be constructed of ceramics and plastics, especially HDP, as explained above. Further, the sliding member of the tibial component and the tibial fixing member are joined by a groove and a protrusion that fit into each other. If the sliding member has a groove, the tibia fixation member may have a protrusion, or vice versa, but considering the mechanical strength of the sliding member made of plastic, The latter case is preferred. Here, it is preferable that the groove and the protrusion that can fit into each other have a bulging shape in their cross section. Also,
In the case of a sliding member, the sliding surface of each of the grooves or protrusions for such fitting is provided with a protrusion having a bulge for fixation to the tibia. There is. The protrusion of the tibial fixation member is for obtaining sufficient initial fixation after installation of the joint. The direction in which the sliding member of the tibial component and the tibial fixation member are fitted is preferably perpendicular to the sliding direction in order to stably maintain the connection of the tibial component during walking motion. Further, the direction of the protruding portion of the tibial fixation member is preferably the same as the sliding direction in order to fit the bone resection and joint device members from the front of the human body. moreover,
Another feature of the invention is that the talar member 12, which in combination with the anterior tibial member constitutes an ankle joint device, has a convex sliding surface that complementarily articulates with the concave sliding surface of the tibial member, and a convex sliding surface on the talus. It has pegs for implantation and fixation.

ここで、関節の運動を考えると、脛骨部材の摺動部材及
ひ距骨部材の相補的な形状を有する摺動面において、摺
動部材の摺動凹面の曲率〔第１図ｂ−２に示した天井面
６ｂ〕及び巾〔第１図ａ−２に示した６ａの巾〕はそれ
ぞれ距骨部材の摺動凸曲面の曲率〔第４図ａに示した凸
曲面１３ａ〕、及び巾〔第４図ｂに示した１３ｂの巾〕
よりわずかに大きい方がよい。また、嵌着された脛骨部
材と距骨部材が小さな摩擦抵抗で摺動し、かつ摺動部材
を摩耗させないため、摺動部材および距骨部材の摺動面
は良好な平滑性を有していること必要である。その平滑
度（表面粗さ）は、例えば、Ｒｍａｘが０．８μｍ以下
より好ましくは０．１μｍ以下のような表面半滑性を有
することが必要である。他方、距骨部材のペツグは、距
骨部材装着の初期より十分な初期固定を得ると共に、歩
行運動によつても、該部材の安定した固着が維持される
ためのものである。Here, considering the movement of the joint, the curvature of the sliding concave surface of the sliding member [shown in Fig. 1 b-2] is The curvature of the sliding convex curved surface of the talus member [the convex curved surface 13a shown in FIG. 4 a] and the width [the width of 6a shown in FIG. Width of 13b shown in Figure b]
Slightly larger is better. In addition, the sliding surfaces of the sliding member and talar member must have good smoothness so that the fitted tibia and talar members slide with small frictional resistance and do not wear out the sliding members. is necessary. The smoothness (surface roughness) needs to have a semi-smooth surface such that, for example, Rmax is 0.8 μm or less, preferably 0.1 μm or less. On the other hand, the peg of the talar component is used to obtain sufficient initial fixation from the initial stage of attachment of the talar component and to maintain stable fixation of the component even during walking movements.

ここで、ペツグの形状は、骨切除と装着を正確に行うた
めに、実施例に示すごとく後下方に斜めにしておくのが
好ましい。また、距骨にかかる応力の集中をさけるため
に、ペツグ長さが、短かくなれば、その底面を大きくし
ておくことが好ましい。一方、骨と接触する脛骨部材お
よび距骨部材の表面には、骨の成長もしくは再生により
、骨との接触を十分にし、良好な固定状態を得るため、
粗面化あるいは多孔層を形成させておくのが良い。Here, in order to accurately perform bone resection and attachment, it is preferable that the shape of the peg be slanted posteriorly and downwardly as shown in the embodiment. Furthermore, in order to avoid concentration of stress on the talus, it is preferable to increase the bottom surface of the peg as it becomes shorter. On the other hand, the surfaces of the tibial and talar components that come into contact with the bone have sufficient bone contact due to bone growth or regeneration to obtain a good fixation state.
It is preferable to roughen the surface or form a porous layer.

さらにその粗面化の程度を変化させた面を各部材にそれ
ぞれ持たせることは、比較的細い溝では早期に骨の成長
もしくは再生により、固定化を発揮させ、また、併せて
比較的粗い溝を設けることにより、骨の十分な成長もし
くは再生により、しつかりした固着をせしめることが出
来、望ましいことである。以上詳述した本発明の足関節
装置によれば、足関節をほぼ完全に修復、再建すること
が可能となり、その結果、通常人と同等の歩行運動機能
を回復させることができ、人類福祉への寄与はきわめて
大きいものである。Furthermore, by providing each member with surfaces with varying degrees of roughening, relatively narrow grooves can achieve immobilization through early bone growth or regeneration, while relatively coarse grooves can achieve immobilization through early bone growth or regeneration. By providing this, it is possible to achieve firm fixation through sufficient bone growth or regeneration, which is desirable. According to the ankle joint device of the present invention described in detail above, it is possible to almost completely repair and reconstruct the ankle joint, and as a result, it is possible to restore the walking movement function equivalent to that of a normal person, contributing to human welfare. The contribution of this is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図ａ−１は脛骨部材の内の摺動部材を摺動方向から
見た図面、第１図ａ−２は第１図ＣのＡ−Ａ″線におけ
る断面図、第１図（ｂ−１）は摺動に直角の方向から見
た図、第１図ｂ−２は第１図Ｃ（７）Ｂ−Ｂ″線におけ
る断面図、第１図Ｃは底面ｊ図である。 第２図Ａ，ｃは脛骨固定部材を摺動に直角の方向より見
た図〔ａては、摺動部材の抜け止めのある面を示す〕、
ｂは摺動方向から見た図、ｄは底面図。第３図Ａ，ｂ，
ｃは第１図の摺動部材、及ひ第２図の脛骨固定部材とを
嵌合させフた状態を示す。Ａ，ｂ，ｃ，ｄは、第２図の
それぞれに対応している。第４図ａは脛骨部材を摺動に
直角の方向から見た図、ｂは摺動方向から見た図である
。第５図は足関節装置を嵌着させた状態を正面から見た
図で、第６図はこれを内側方より見た図である。１・・
・摺動部材、２・・・嵌合のための突出部、３・・・抜
け止めのための突出部、、４・・・凹部、５・・・脱落
防止用壁、６ａ，６ｂ・・・摺動凹面、７・・・脛骨固
定部材、８・・・嵌合のための溝、９・・・脛骨固定用
突出部、１０・・・溝、１１・・・抜け止め突出部収容
部、１２・・・距骨部材、１３・・・摺動凸面、１４・
・・ペツグ、イ・・・脛骨、口・・・距骨、ハ・・・腓
骨。Figure 1 a-1 is a drawing of the sliding member in the tibial component viewed from the sliding direction, Figure 1 a-2 is a sectional view taken along the line A-A'' in Figure 1C, and Figure 1 (b 1) is a view seen from the direction perpendicular to the sliding direction, FIG. 1 b-2 is a sectional view taken along the line C(7)B-B'' in FIG. 1, and FIG. 1 C is a bottom view. Figures 2A and 2c are views of the tibial fixation member viewed from the direction perpendicular to the sliding direction [a shows the surface with the sliding member that prevents it from coming off];
b is a view seen from the sliding direction, and d is a bottom view. Figure 3 A, b,
c shows a state in which the sliding member shown in FIG. 1 and the tibia fixing member shown in FIG. 2 are fitted and the lid is closed. A, b, c, and d correspond to those in FIG. 2, respectively. FIG. 4a is a view of the tibial component viewed from a direction perpendicular to the sliding direction, and FIG. 4b is a view viewed from the sliding direction. FIG. 5 is a front view of the ankle joint device in a fitted state, and FIG. 6 is a view of the ankle joint device as seen from the inside. 1...
-Sliding member, 2...Protrusion for fitting, 3...Protrusion for preventing removal, 4...Recess, 5...Wall for preventing falling off, 6a, 6b...・Sliding concave surface, 7... Tibial bone fixing member, 8... Groove for fitting, 9... Tibial bone fixing protrusion, 10... Groove, 11... Retaining protrusion accommodating part , 12... Talar member, 13... Sliding convex surface, 14.
...petsugu, i...tibia, mouth...talus, ha...fibula.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 脛骨下関節を置換する脛骨部材と距骨滑車部を置換
する距骨部材で構成される足関節装置において、脛骨下
関節を成す脛骨部材をプラスチックよりなる摺動部材と
セラミックよりなる脛骨への固定部材とが互いに設けた
溝と突出部とを嵌合させることにより構成するとともに
、上記脛骨下関節に対応する如く摺動凸面とペッグとを
セラミックスで一体的に形成した距骨部材との組合せで
成ることを特徴とする足関節装置。1. In an ankle joint device consisting of a tibial member that replaces the subtibial joint and a talar member that replaces the talar trochlea, the tibial member forming the subtibial joint is fixed to the tibia by a sliding member made of plastic and a member made of ceramic. The talus member is constructed by fitting a protrusion into a groove provided with each other, and a talar member is formed by integrally forming a sliding convex surface and a peg made of ceramic so as to correspond to the subtibial joint. An ankle joint device featuring: