JPH0341694Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、骨組織に面する境介表面が改良され
た補綴身体移植物に関する。

［従来技術］ 現在では全関節構成要素（total joint
components）の大多数は、関連した骨と取替え
関節（replacement joint）との間の機械的イン
ターロツクとして機能するメチルメタクリレート
骨セメントで安定化される。これらの全取替え補
綴の大部分は股関節及び膝関節のためのものであ
りそして使用されたデザインは固定を達成するた
めにプレート、ステム及び／またはペグ構造の組
合せを含む。取替え関節はセメントなしでは固有
の安定性を殆んど持たないか又は全然持たないの
で、通常の挿入方法は過大の穴の製作、及び移植
期間中該穴をセメントで充填することを伴なう。
セメントを必要とする移植のいくつかの欠点は下
記の如く報告されている。

１ セメント接合移植の１つの最も頻発する欠陥
の様式はゆるむこと及びその後のその破損を伴
なうことであつた。ゆるみの速度は構成要素デ
ザイン及び外科技術と共に代わるが、ゆるみは
移植の長期の成功に対する大きい制限フアクタ
ーであることが一般に報告されてきた。

２ セメント接合される移植物デザインに伴なう
大きな欠点は次のとおりである。骨−セメント
又は補綴セメント境界におけるゆるみ又は破砕
（fragmentatin）、冒された患者又は修正を必
要とする以前の取替え欠陥中のセメントを除去
する際の困難、メチルメタクリレートセメント
は圧縮には良く抵抗するがそれはねじり、剪断
及び引張りには不十分に応答するという点での
不十分な機械的性質、セメント中に捕捉されて
ストレスライザー（stress risers）の原因とな
り、従つて疲労強度（fatigue strength）を減
じる血液、流体又は空気の感受性、セメントの
浸透を制御することの困難、（最近の研究はセ
メントを加圧すると柱骨（trabecular bone）
に対する固定を改良するが、きれいな柱骨表面
の調製は決定的に重要でありそして達成するの
が困難であることを示している。）セメント挿
入に必要な拡大された開口は相当な量の柱骨の
犠牲を必要とすること、及び手術中に熱硬化す
るアクリル樹脂であるメチルメタクリレートセ
メントの生理学的影響は今までのところまだ知
られていないこと。

第２の種類の補綴境界は関連したセメントを伴
なうことなく使用されるように設計される。この
種のものには、股のいくつかの半関節形成術
（hemiarthroplasties）及び２つの大きいペグを
有するポリエチレン構造を含んで成る全膝脛骨構
成要素（total knee tibial component）を包含
する。ペグは小寸法の穴に打ち込まれ（driven）
そして移植物の安定な固定を与えるように設計さ
れているフインをその上に含む。これらの締り嵌
め型デザイン（interference fit type designs）
の主な欠点は、いくらかの区域に応力を集中し、
他の区域において応力の解放を生ずることがある
ステム又はペグの如き大きい突起を使用するとい
うことである。これらの応力パターンに対する骨
再編成応答（bone remodeling responses）は不
利な骨物質再配向（reorientation）及びその後
の骨及び移植物の破損の原因となることがある。

更に別のそしてもつと最近の種類の移植物が開
発された。これは多孔性金属、ポリエチレン又は
セラミツク材料からつくられ多孔性表面コーテイ
ングを含む。これらの移植物は股及び膝関節取替
物として及び義歯の固定物（fixture）と共に使
用されてきた。基本的には、この種々の装置は多
孔性材料が界面で使用されることを除いてセメン
ト接合される移植物のデザインと同様なデザイン
を有する。多孔性移植物は良好な統計的評価を与
えるのに十分に長くは使用されていないが、いく
つかの欠点を最近明らかになつてきた。

１ 補綴の表面への骨の内方成長（ingrowth）
は移植物が非常に安定でありそして３〜８週間
取付けられた場合にのみ起こることが報告され
た。構成要素の移動が起こつた状況において
は、繊維状の界面が骨の上に形成することがあ
り、かくして構成要素をゆるませる原因となる
ことがある。もしこのことが起こるならば、手
術後の患者の可動性は厳しく妥協させられるこ
とがある。

２ 現在のデザインの如き補綴は非常に正確な初
期の嵌合を必要としそして、それ自体このよう
な嵌合を達成するのに退屈なそして時には困難
な外科的技術を必要とする。

３ この移植物デザインの形状は潜在力を有する
多孔性表面を最適化又は最大化せず、かくして
骨の内方成長の量を限定された表面区域に限定
し、そのため移植物と関連した骨との間の結合
の強度を減じる。

更に他の群の構成要素はねじ又はステープルを
使用してその固定を増大するデザインを含む。更
に、金属性骨の挿入を含む人工の靭帯
（ligaments）が設計された。これらの構成要素
はねじ穴、又はステープルのための受け入れ表面
を加工する際に精度を必要とするという欠点を有
し、更にねじは骨組織にクラツクを生じる作用を
することがある。

更に下記のような先行技術がある。

ウリスト（Urist）への米国特許第2910978号は
シエル１５の外側底部を突き出す複数のアンカー
スパイク１９を有するヒツプソケツトを開示して
いる。スパイク１９はソケツトを所定位置に保持
するため唯一の手段として簡単な締り嵌めを与え
る。ウリストの装置は本考案とは異なつている。
何故ならば、第１に本考案においては締り嵌めは
骨の成長が形成されている間一時的にのみ使用さ
れ、第２に、本考案の装置は最適の内方成長環境
を確実にするために接触応力スペクトル又は勾配
を与える。この接触応力勾配は、ウリストにより
提唱されていない概念即ち円錐の形状、寸法及び
配列に対する決定的なデザイン的特徴である。第
３に、本考案の装置はヒツプ移植物に限らないで
むしろいかなるタイプの補綴身体移植物に対して
も適用可能である。

マルチニー（Martinie）に対する米国特許第
3683421号は骨取付けソケツトが複数の見かけ上
円錐形突起６２（第４図）を備え、該突起はソケ
ツトを関連したアクリル系セメントによりしつか
りと取付けるように設計されている補綴関節組立
体を開示する。マルチニへの特許は本考案の教示
とは明らかにきわめて異なつている。何故ならば
多孔性コーテイング、骨の内部への成長、接触応
力又は恒久的内部への成長固定における締めり嵌
めのシーケンスについての開示はないからであ
る。

アベリル（Averill）への米国特許第3728742号
は関連したセメントによるしつかりした固着を助
長するためにのこぎり歯（serrations）３２を備
えている骨接触表面を含む膝又はひじ補綴を開示
する。アベリルの特許の第６図に示されている通
り、のこぎり歯は本考案の表面の形状に全く関係
がない。更に、骨の組織の内方成長の概念の開示
はアベリルの特許にはない。

トロンゾ（Tronzo）への米国特許第3808606号
は、定着固定のための骨の内部への成長を許容す
るために多孔性外側表面が設けられている骨移植
物の複数の態様を開示する。上記特許に開示され
ている通り、多孔性外側表面は、ステンレス鋼、
チタン又はチタン合金からつくることができ、こ
れらは所望により粉末として施し次いで焼結する
ことができる。本考案は、(1)トロンゾは本考案の
円錐形突起と同様な円錐形突起の形状を開示して
いない、(2)トロンゾは関連した骨に対する接触応
力のための特定のデザインを述べていない、(3)ト
ロンゾは内方成長固定に対して予備的な締り嵌め
の使用を記載しているが、これを達成する方法が
異なる。(4)補綴と関連した骨との間の最適界面に
対する対策がなされていないという点でトロンゾ
とは異なる。

ワウフ（Waugh）等への米国特許第3869731号
は脛骨にかみ合う（bite）同心リングを含む脛骨
移植物を開示する。骨の内方成長を促進するため
の多孔性コーテイングの開示はこの特許にはな
い。第１図に最も良く示された如き同心リングは
本考案の教示に対して構造的に又は機能的に類似
性をもたない。

ワウフ（Waugh）への米国特許第4021864号
は、適当な骨セメントと共同して骨における保持
を高めるところの、第６図及び第７図に最も良く
示された截頭ピラミツド状歯２０を備えた脛骨部
材を含む足首（ankle）補綴を開示している。明
らかに、骨の内部への成長を促進するための多孔
性補綴表面の使用の概念はこの特許には開示され
ておらず、本考案に開示された特定の構造の開示
もない。

ボクロス（Bokros）への米国特許第4166292号
は熱分解炭素コーテイングによる好ましくはグラ
フアイトからつくられた応力強化人造関節補綴を
開示する。示された通り、該補綴は該補綴の恒久
的固定を高めるために設けられている三角形断面
のうね２４を含む。グラフアイト基体の使用はシ
ヨツク吸収又は補綴弾性率又は剛性を骨のそれに
合わせようとする試みの概念に関連がより深いと
考えられる。この概念は内方成長固定、接触応力
のスペクトル又は本明細書に開示された他の概念
に全く関連していない。

デイ（Day）への米国特許第4231120号は、半
径方向に外向きに延びている環状又は螺旋状のフ
イン状要素を有する細長いステムを含む取付けの
方法を有する内部補綴整形外科用装置
（endoprosthetic orthopedic device）を開示す
る。この装置は骨における僅かに小寸法の凹みに
挿入されそしてフインは骨の中への固定を与え
る。この特許に関しては多孔性の被覆された金属
の使用は記載されていないことに気がつく。100
〜400ミクロンの細孔への真の内方成長は使用さ
れていない。デイの補綴構成要素はポリエチレン
からつくられており、そしてそれに記載された固
定技術はこの大きいポリエチレンペグの変形を伴
なう。

パテイル（Patil）への米国特許第4309777号
は、それぞれの椎骨（vertabra）と係合するため
のその上部及び下部表面にスパイク１８及び２２
を使用する人造の椎間板（intervertebraldisc）
を開示している。この装置内のばね１６は椎骨に
スパイクを挿入するのに必要な力を与える。上記
パテイルの特許に関しては、上記した突起は多孔
性材料で被覆されておらず、そしてそれぞれの椎
骨への取付けのためもつぱら締り嵌めに頼つてい
る。

ミツテルマイアー（Mittelmeier）等への米国
特許第4355429号は、セメントなしに取付けられ
る膝関節のためのスライド補綴を開示する。固着
ピンが一体的に設けられ、そして参照番号２１及
び２２で示されそして骨ねじ（bone screw）か
ら出たプロフイル状のものを持つている。これら
のピンは骨に掘削された僅かに小寸法の穴に挿入
される。所望ならば、接触表面は生物活性粒子
（bio−active particles）の被覆で覆われていて
もよい。この特許においては、補綴は生物活性粒
子で覆われた炭素繊維、強化プラスチツク又は酸
化アルミニウムセラミツクからつくられている。
多孔性コーテイング材料で補綴の骨に係合する表
面を覆うことについては開示されていない。接触
応力のスペクトルに対する特定のデザインの開示
もなければ、記載された耐久性内方成長固定を与
える締り嵌めのシーケンスも開示されていない。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案は上述の如き先行技術の欠点を克服す
る。

従つて、本考案の第１の目的は、骨への安定な
長く継続する固定が必要とされる場合の移植可能
な構成要素に関して使用できる改良された補綴境
界表面を提供することである。

本考案の他の目的は、骨に面する補綴界面の表
面積を増加するように設計された複数の実質的に
円錐形突起を含む改良された補綴境界表面を提供
することである。

本考案の他の目的は、骨の内方成長を促進し、
それにより補綴移植物の保持を促進するための多
孔性表面を含む改良された骨に面する補綴の境界
表面を提供することである。

本考案の更に他の目的は基部を多孔性表面で被
覆することにより多孔性表面を提供することであ
る。

本考案の更に他の目的は締り嵌め及び補綴境界
表面への骨の組織の内方成長の両方の組合せを可
能とする改良された補綴境界表面を提供すること
である。

本考案の更に他の目的は、補綴移植物がその中
に取付けられているところの柱骨に対する接触応
力のスペクトル、スケール、配列又は勾配を与
え、それにより骨組織が最適応力水準を有する該
境界表面上の領域を選び、その領域において骨組
織はその上に内方成長しそして時間がたつと強化
することを可能ならしめる補綴移植物に関して使
用可能な境界表面を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案によれば、補綴身体移植物と、隣接した
骨組織との間の実質的に恒久的締り嵌めを与える
のに適合した改良された骨組織に面する境界表面
を有する補綴身体移植物において、 ａ 該境界表面は底面と、該底面に対して或る角
度で配向した少なくとも一つの側面を含み、 ｂ 該境界表面の該底面が、該底面から骨組織の
側に延びている複数の実質的に円錐形の突起を
有し、該突起の各々は中心軸線を含み、該中心
軸線のすべては相互に実質的に平行であり、 ｃ 該境界表面の該側面は該実質的に円錐形の突
起の中心軸線に実質的に平行であり、該側面は
該側面に沿つて所定の距離伸びている少なくと
も一つの突出部材を有し、 ｄ 該境界表面の底面、側面、該突起及び該突出
部材の少なくとも一部は、それらの骨組織の側
に多孔性表面を有し、 ｅ それによつて該骨組織は該多孔性表面におけ
る細孔中に成長して該移植物を固定された位置
に保持することを助長することができることを
特徴とする補綴身体移植物が提供される。

(A) 本考案の前記境界表面の底面は相互に非常に
近接して位置づけられそして実質的に平行な縦
方向軸線を有する多数の改良された円錐形突起
を有する円錐形突起は凸状、凹状又はまつすぐ
なプロフイルの何れかを有することができ、そ
の寸法は特定の用途に応じて変えることができ
る。一般的に言うと、円錐形突起の軸線方向長
さはその基部部分の直径よりも大きくするべき
であり、そしてこの構成は全補綴境界表面に多
重スパイク状形状を与えるであろう。

(B) 境界表面の底面、側面、円錐形突起及び突出
部材の少なくとも一部は、細孔が骨組織の骨の
内方成長（bony ingrowth）を最適化するよう
に特に選ばれている多孔性材料で被覆されてい
るか又は該多孔性材料からつくられている。複
数の円錐形突起及び多孔性表面の組合わせは、
補綴の即時の安定性を促進するのみならず、現
在知られているよりも実質的に大きい接触表面
面積を達成することによつて多孔性内方成長を
最適化する。

(C) 該補綴境界表面の安定性は、そのデザイン形
状及びその特定の挿入技術から生じる。この点
において、本考案の１つの観点は、移植物の円
錐形突起に対応するが形状が僅かにより小さい
円錐形突起を含むパイロツトドライバ（pilot
driver）の使用にある。パイロツトドライバは
適当な工具によつて骨に嵌入され
（impacted）、それにより僅かに小寸法の
（undersized）円錐形空間を生ぜしめる。次い
で、それぞれの円錐形突起がそれぞれの小寸法
の円錐形凹みに強制的に挿入されて、移植物は
嵌入される。それにより生じた締り嵌めは即時
の安定性を与える。

(D) 硬化性の硬い骨（sclerotic hard bone）の
区域が骨境界表面に存在していて、パイロツト
ドライバの使用を妨げる場合には、改良された
ドリルガイドを使用することができ、このドリ
ルガイドは小寸法の円錐形突起を含む代わり
に、移植物の円錐形突起の意図する位置に相当
するドリル穴ガイドを含む。このドリル穴ガイ
ドが使用されるとき、僅かに小寸法のドリル穴
がそれを通り且つ骨境界表面へとつくられて、
補綴移植物が該表面に嵌入されそしてそれに適
当な締り嵌めにより取付けられ得るようにす
る。

本考案の教示に対してその意図した範囲から逸
脱することなくいくつかの修正がなされ得る。た
とえば、円錐形突起の寸法及びそれらのプロフイ
ルは、まつすぐであれ、凹状であれ又はその他で
あれ、その挿入又は安定性を最適化するように変
えることができる。更に、補綴境界表面は、製造
者が入手し得る技術、たとえば焼結、繊維導入
（fibre incorporation）、セラミツクコーテイン
グ、微細孔ダステイング（micro pore dusting）
及び他の製造技術による多孔性にすることができ
る。所望ならば、該補綴境界表面は、全部又は一
部をセメント結合用途において適当ならば使用す
ることもできる。この点において、これは本明細
書において説明した如き主としてセメントを用い
ないで使用されるべき本考案の周辺目的であるこ
とに留意されたい。更に、所望ならば、該補綴境
界表面は腿（tendon）、靭帯（ligament）又は義
歯の移植に対してして使用することもできる。

［実施例］ 本考案の特徴は添付図面の図を参照して好まし
い態様の下記詳細な説明を読むことにより更に一
層理解することができる。

第１図は膝蓋骨構成要素１０、大腿部構成要２
０及び脛骨構成要素６０を含む全膝補綴置換
（total knee prosthetic replacement）を示す。
第２図乃至第６図では、大腿部構成要素の詳細は
説明されているが、大腿部構成要素に適用された
如き本考案の詳細がいかなる身体移植（body
implant）にも適用され得ることは理解されるで
あろう。大腿部構成要素２０は膝蓋骨−大腿部フ
ランジ２１及び鉛直方向顆延長部（condylar
extensions）２３を含むことがわかる。成分の内
側即ち骨組織に面する境界表面においては、平坦
な表面２５（底面）が設けられそして角度のある
平坦な表面２７（底面）によつて膝蓋骨大腿部フ
ランジ２１の実質的に平坦な表面２５に対して角
度のある表面２９（底面）に接続されている。表
面２５の他の側では、鉛直方向顆延長部の各々は
表面２５に対して角度のある平坦表面３１（底
面）及び膝蓋骨大腿部フランジ２１の上記した表
面２９に実質的に平行に更なる表面２５に対して
角度のある表面３３（底面）を含む。第２，３及
び４図に特に示されている通り、表面２５，２７
及び３１は各々複数の円錐形の突起３５により覆
われている。第４図に最も良く示されている通
り、表面２５の円錐形の突起３５はまつすぐ上向
きに延びておりそして各円錐形の突起３５はすべ
ての他の円錐形の突起３５の軸線３７に実質的に
平行である中心軸線３７を含む。やはり第４図に
最も良く示されている通り、それぞれの表面２７
及び３１上の突起３５も又すべて前記した円錐形
の突起３５の軸線３７に実質的に平行である軸線
３７を含む。表面２７及び３１上に取付けられて
いる円錐形の突起３５の軸線３７を表面２５の円
錐形の突起の軸線３７と平行に保持するために、
傾斜した表面２７及び３１上の突起３５はそれぞ
れの表面２７及び３１に少なくとも一部埋め込ま
れているように見える。かくして、表面２５の円
錐形の突起３５は実質的に等しい長さの側壁部分
３９及び４１を含むが、傾斜した表面２７上の円
錐形突起３５は長さが異なる表面３９′及び４
１′を含み、そして同様に、傾斜した表面３１上
の円錐形突起３５は異なる長さの表面３９″及び
４１″を含む。この形状は、円錐形の突起３５の
すべての軸線３７が相互に実質的に平行であるこ
とを可能とする。

それぞれの膝蓋骨−大腿部フランジ及び鉛直方
向顆延長部の表面２９及び３３も又、大腿骨の端
部の大腿部構成要素の保持を高めるために表面に
突起を含むべきことが決定された。しかしなが
ら、表面２９及び３３はこの構成要素がその取付
けられた位置に嵌入される（impacted）方向に
実質的に平行であることにより、実質的に円錐形
突起は表面２９及び３３上に使用されなくてもよ
い。代わりにフイン４３、（突出部材）がこれら
の表面に対して使用される。第６図は表面たとえ
ばその小さな部分が第６図に示されている表面３
３から突き出している単一フイン４３を示す。フ
イン４３はフインの２つの側部４７及び表面３３
の表面により規定された実質的に三角形の基部部
分４５を含む。フイン４３の最上部は、実質的に
三角形の面５１によつて基部４５の面４７と接続
する実質的に先の尖つた区域４９により規定され
る。三角形の面５１は点４８及び４９を相互に接
続する交差する線状部分５３において相互に合併
する。点４８は表面３３から離れておりそして点
４９は表面３３上にあるので直線部分５３はくさ
び状でありそして大腿部構成要素２０が骨表面に
取付けられるとき骨表面とのくさび作用を与え
る。後に更に説明される通り、大腿部構成要素２
０はそれを直線運動により大腿骨上に強制するこ
とによつて大腿骨の端部に容易に取付けられる。
大腿骨上への大腿部構成要素２０の取付けの前
に、大腿骨の端部は円錐形の突起３５との締り嵌
めを与えるように設計された案内穴（pilot holl）
及びフイン４３との締り嵌めを与えるように設計
された案内凹みの形成によりかかる取付けの用意
をされる。かかる穴及び凹みを形成する方法は下
記の脛骨構成要素６０の特定の説明と共に更に説
明されるであろう。第５図は膝蓋骨−大腿部フラ
ンジ２１の断面図及びフイン４３の断面図を示
す。第５図に示された如く、表面５１及び線状部
分５３は表面３３と共に実質的に三角形形状を形
成し、該三角形形状は第６図に関してより良く理
解される如く、点４９に向かつて上向きに移動す
るにつれて寸法が減少する。

第１図及び第７図乃至第１４図を参照すると、
脛骨構成要素６０の詳細及びその取付けの方法が
記載されている。第７図及び第８図を参照する
と、脛骨構成要素６０は大腿部構成要素の外表面
即ち骨組織の反対側の面とベアリング係合するよ
うに設計された頂部表面６１を含みそして更に底
部表面即ち骨組織に面する境界表面６３を更に含
むことがわかる。第８図に最も良く示された通
り、脛骨構成要素６０は接続部分６７により相互
に接続された足６５を持つていてほぼＵ字形状で
ある。底部表面６３は多数の実質的に円錐形の突
起６９を含み、その各々は軸線７１を有し、軸線
７１は相互に実質的に平行である。軸線７１の平
行な性質は、締り嵌めを確実にするために実質的
に円錐形の突起６９より僅かに小さくつくられて
いて骨表面に予め形成された実質的に円錐形の穴
に実質的に円錐形の突起６９を直線状に強制する
ことによつて脛骨の骨表面に脛骨構成要素が取付
けられることを可能とする。この点で、脛骨構成
要素６０の円錐形の突起６９、大腿部構成要素２
０の実質的に円錐形の突起３５及フイン４３及び
本考案により意図された如きすべての他のかかる
実質的に円錐形の突起及び／又はフインは、
各々、その表面に、それぞれの補綴構成要素を最
初に取付けられた位置に保持することを助長する
ためにその中へ骨の内部成長（ingrowth）を高
めるように特定的に設計された多孔性材料を有す
ることに留意すべきである。これに関して、その
表面はたとえば焼結、繊維導入、セラミツクコー
テイング、微細孔ダスチング（micropore
dusting）及び他の所望の手段の如き所望の技術
によつて多孔性にすることができる。更に実質的
に円錐形の突起及び／又はフインは全体に所望な
らば性質において（in nature）多孔性である材
料から製造することができる。

所望により、第７図及び第８図に示された脛骨
構成要素６０は突起６９を成形品の一体部分とし
て含む単一の鍛造又は成形片からつくることがで
きる。或いは、異なる状況に対して異なる形状の
円錐形の突起６９が必要とされ得る状況において
は、実質的に円錐形の突起６９は脛骨構成要素６
０の底部表面６３における穴（示されていない）
に挿入可能な別の実在物として形成することがで
きる。この場合には、典型的な実質的に円錐形の
突起６９を例示する第９図に注意を向けられた
い。第９図に示された如く、突起６９は上記した
軸線７１を含みそして基部部分７３の一体部分と
して形成される。基部部分７３は実質的にシリン
ダ状の壁７５と、それに実質的に円錐形の壁７７
を介して接続された平坦な壁７９を含む。実質的
に円錐形の突起６９は実質的に平坦な表面８１か
ら突き出しており、そして丸味をもつた
（radiused）実質的に半球形チツプ部分８７に併
合する円錐形の表面８５にそれ自体併合する表面
８１から現れる環状の丸味をもつた部分８３を含
むことがわかる。脛骨構成要素６０の表面６３に
形成された穴は円錐形の突起６９がプレス型嵌合
（press−Type fit）においてこれらの開口（示さ
れていない）中に挿入され得るように円錐形の突
起６９の基部部分７３より直径を僅かに小さくさ
れている。第９図に示された如く、実質的に円錐
形の突起６９の丸味をもつた部分８３、円錐形の
表面８５及びチツプ部分８７により形成された表
面は上記した如き骨組織の内部成長を高めるよう
な性質において多孔性である。

第１０図、１１図及び１２図を参照すると、パ
イロツトドライバ１００が示されており、パイロ
ツトドライバ１００は脛骨構成要素６０の実質的
に円錐形の突起の挿入を可能とするのに必要であ
る骨組織内に案内穴を創り出すのに使用すること
ができる。

パイロツトドライバ１００は底部表面１０１、
頂部表面１０３及び頂部表面１０３から外向きに
延びているポスト状部材１０５を含む。脛骨構成
要素６０の実質的に円錐形の突起のための案内穴
を創り出すように、パイロツトドライバ１００が
所望の骨組織に対して嵌入されることを可能とす
る適当な装置にパイロツトドライバ１００が取付
けられ得るようにポスト状部材１０５が設けられ
ている。第１０図に最も良く示された如く、底部
表面１０１は、実質的に円錐形の突起６９がピン
１０７より形成された穴と締り嵌めを形成するよ
うに脛骨構成要素６０の実質的に円錐形の突起６
９より僅かに小さい寸法の複数のピン１０７を含
む。第１１図に最も良く示された通り、底部表面
１０１は脛骨構成要素６０の底部表面６３とほぼ
同じ形状を有する。この底部表面１０１は接続部
分１１１により相互に接続された足部分１０９を
含む。ポスト部材１０５はたとえば、丸い、四角
形、六角形等の如き、適当な嵌入具
（（impacting tool）にそれが接続されることを可
能とする断面からつくることができる。ピン１０
７はパイロツトドライバ１００と一体的に形成す
ることができ又は別法としてピン１０７はパイロ
ツトドライバ１００の表面１０１における穴（示
されていない）に挿入可能な別々のピンとして形
成することができる。これに関しては典型的なパ
イロツト駆動ピン１０７を示す第１２図を参照さ
れたい。ピン１０７は実質的にシリンダ状外側表
面１１５を含む基部部分１１３を含み、該外側表
面１１５は実質的に円錐形表面１１７を介して平
坦な底部表面１１９に接続されている。基部部分
１１３は環状の丸味のついた部分１２３において
突起に併合する頂部表面１２１を含む。上記した
構造は上記した実質的に円錐形突起６９の基部部
分７３の対応する構造に実質的に同じである。環
状の丸味のついた部分１２３はピン１０７の実質
的に円錐形の表面１２５に併合しそして上記した
実質的に円錐形の突起６９と同角度のある形状か
らつくられている。円錐形の表面１２５は実質的
に円錐形の突起６９の丸味のついたチツプ部分８
７と対照的に鋭い先の尖つた端部１２７で終る。
この先の尖つた端部１２７はピン１０７が適当な
装置（示されていない）により骨繊維内に嵌入さ
れるとき骨組織において同様な形状の開口を形成
することを可能とし、実質的に円錐形の突起６９
の円錐形の表面８５の角度と同様である円錐形の
表面１２５の角度は実質的に円錐形の突起６９が
ピン１０７により形成された穴に、更に一層押し
込まれるにつれてその締め代が増加するところの
締り嵌め型嵌合により嵌合することを可能とす
る。脛骨構成要素６０上の突起を受け入れるため
の案内穴を形成するように特に設計されているパ
イロツトドライバ１００により教示された概念
は、たとえば、寛骨臼構成要素（acetabular
component）、膝蓋骨構成要素又は大腿構成要素
の如き移植可能な補綴構成要素に対して設計され
たパイロツトドライバにも適用可能であることが
できる。すべてのパイロツトドライバが共通に持
たなければならない主な事柄はその直線運動によ
つてのみ骨組織に穴を形成することを可能とする
ような突起の配置である。

或る状況下では、構成要素が移植されるべき領
域の骨組織はパイロツトドライバの首尾良い使用
を可能とするのには余りにも硬い。脛骨構成要素
の場合に、この問題は第１３図及び第１４図に示
された脛骨ドリルガイドの使用により緩和される
であろう。第１３図及び第１４図に示された脛骨
ドリルガイド１３０は基本的には、脛骨構成要素
の突起６９のための案内穴の正確な位置づけを可
能とする穴を有している型板（template）であ
る。ドリルガイド１３０は頂部表面１３１、底部
表面１３３、及び周囲縁１３５を含む。第１３図
に最も良く示されている通り、頂部表面１３１及
び底部表面１３３は脛骨構成要素６０の底部表面
６３とほぼ同じ形状から成り、そして接続部分１
３９によつて接続された足部分１３７を含む。ド
リルガイド１３０はそれを通つて延びている複数
の穴１４１を含み、該穴は、適当な寸法のドリル
ビツトの延長部が硬質骨組織内に、脛骨構成要素
６０の突起６９が締り嵌めにより嵌合することを
可能とする実質的に円錐形の穴を掘ることを可能
とする直径を有する。使用に際しては、脛骨のド
リルガイド１３０は穴が掘削されるべき領域の上
に置かれそして適当な手段によつてそこに定着さ
れる（fastened）。ドリルガイド１３０が所定位
置に定着されて後、穴は掘削され、しかる後脛骨
構成要素６０はその固定された位置に直線上に嵌
入せしめられる。脛骨ドリルガイド１３０により
教示された概念はいずれの移植可能な補綴構成要
素の実質的に円錐形の突起を受け入れるための穴
をつくるために形成されたドリルガイドにも等し
く適用可能であることに留意されたい。

補綴境界表面は、各々実質的に円形の基部部分
を含むことが図面に示されており、そして丸味の
あるチツプ部分に集束する複数の円錐形の突起を
有するとして本明細書に開示されている。突起の
この構造は本考案の範囲内で使用することができ
る突起の可能な構成の単に１つの例であることに
留意されたい。本考案の範囲内にあるためには、
突起は(1)任意形状の基部部分、(2)基部部分から遠
ざかるにつれて集束するようにテーパーの付いた
本体部分及び(3)基部部分の面積より小さい面積を
有するチツプ部分を含まなければならない。更
に、突起のすべての長手方向軸線は相互に実質的
に平行でなければならない。かくして、基部部分
は楕円形（elliptical）、多角形（polygonal）（３
−12個又はそれより多くの側部を有する）又は任
意の不規則な形状であることができ、本体部分は
平坦な、凹又は凸表面又はその組合せを含むこと
ができ、そしてチツプ部分は截頭突起
（truncated protrusion）を与えるように平坦で
あることができ又は実質的に先細であることがで
き又は凹もしくは凸状の如き他の形状であること
ができる。かくして突起は直円錐、その截頭形又
はその他のもの、或いは所望の数の側部を有する
ピラミツド、その截頭形又はその他のもの、或い
は前記した(3)の基準を有する他の形状、その截頭
形、又はその他のものより成る。或いは、それぞ
れの突起は、各々、いくつかの形状が与えられた
補綴に対して示されている、上記した形状の独特
の１つを有することができる。必要ならば本明細
書に開示されたパイロツトドライバ及び／又はド
リルガイドは突起に対する種々の上記した形状及
び構成の受け入れのための骨組織における適当な
穴の形成を許容するように適宜修正されることが
できる。

本考案の境界表面を使用する補綴移植物の前記
した態様はこの創意的な表面が使用され得る単な
る例として考えるべきである。該境界表面はそれ
における骨の内方成長による永久的固定が最終目
標である場合にいかなる移植可能な補綴に関して
も使用することができる。この創意的表面を包含
する補綴は固定のためのセメントを必要とせず、
セメントを用いる移植及び他の移植に対して普通
必要とされる時間よりも少ない外科手術時間
（surgical time）で容易に取付けることができ
る。かくして、本明細書に開示された本考案の
種々の修正、変更又は変化は当業者には明らかで
あり、そして本明細書に開示された考案は前記し
た説明により限定することを意図するものでなく
て、実用新案登録請求の範囲によつてのみ限定さ
れることを、意図する。

［考察の効果］ 本考案の補綴自体移植物の骨組織に面する境界
表面は先行技術のデザインにまさる次のような多
数の有意な利点を与える： (1) 該境界表面は移植から即時の安定性を与え、
それにより骨の内方成長を促進する。

(2) 該境界表面は底面の円錐形突起及び側面の突
出部材の使用により大きい接触表面を与えて骨
の内方成長を最適化しそして全境界表面領域を
横切つて一様に応力を分配する。

(3) 該補綴境界表面はセメントを使用せず、その
結果としてその高温硬化特性を有するメチルメ
タクリレートセメントを使用することの欠点の
すべてを回避し、それにより硬化期間中の過度
の骨の応力を回避し、かくしてより長く接続す
る移植物を与えることができる。

(4) 本明細書に開示された表面構成は患者の柱骨
（trabecular bone）に対する接触応力のスペク
トル、スケール、配列（array）又は勾配を与
えて内方成長有効性を最適化しそして支持柱骨
の応力誘発強化を促進する。述べた如く、円錐
の各々の先端は非常に小さな表面積を与え、そ
の結果、そこに加えられた適度の力によつてす
ら、接触応力（又は単位面積当りの力）はその
領域で非常に大きい。円錐形の基部及び円錐間
の区域は、上記した適度の力と同じような力を
加えてもその領域における接触応力は比較して
きわめて小さいような大きい表面積を有する。
骨は過度に大きい接触応力に耐えることはでき
ずそして骨はそれに加えられた過度に小さい接
触応力の面において縮小し（recede）又は萎縮
する（atrophy）傾向もある。接触応力のスケ
ール又は勾配を与えることは、補綴移植物の作
用表面に相当な割合が最適応力水準にあること
を確実にする。この状況においては、骨組織は
最も望ましい応力水準を有するその円錐形突起
上の領域を選び出しそしてそこで内方成長しそ
して時間と共にそこで強化し、一方移植物の他
の領域では幾分より少ない程度に内方成長す
る。

(5) すべての円錐形の突起の軸線は実質的に平行
であり、且つ突出部材を有する側面も円錐形の
突起の軸線に実質的に平行であるために、本考
案の移植物は直線運動だけで簡単に骨組織中に
挿入することができ、それにより技術的間違い
の確率を減じそして操作時間も減じることがで
きる。

(6) 該補綴境界表面は何よりもまず非セメント結
合式移植物に対してデザインされているので、
表面調製は簡単化される。

(7) 上記(6)と共同して、セメントがないことは、
普通はセメントのための凹みを与えるのに必要
な柱骨の犠牲を減少させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は大腿部構成要素、脛骨構成要素及び膝
蓋骨構成要素を含む全膝補綴の斜視図を示す。第
２図は本考案に従う大腿部構成要素の後部顆表面
の方向における斜視図である。第３図は第２図に
も示された大腿部構成要素の膝蓋骨大腿部フラン
ジの方向における斜視図である。第４図は第３図
及び第４図の大腿部構成要素の側面図である。第
５図は第３図の線５−５に沿つた断面図を示す。
第６図は第３図乃至第５図の大腿部構成要素に示
されたフインの１つのクローズアツプ斜視図であ
る。第７図は第１図に示された脛骨構成要素の正
面図である。第８図は第１図に示された脛骨構成
要素の底面図である。第９図は本考案の１つの態
様に使用された単一の実質的に円錐形のピンを示
す。第１０図は第１図、第７図及び第８図に示さ
れた脛骨構成要素の挿入の前に案内穴をつくるよ
うに設計されたパイロツトドライバの側面図であ
る。第１１図は第１０図の脛骨パイロツトドライ
バの底面図を示す。第１２図は第１０図及び第１
１図の脛骨パイロツトドライバと共に使用された
ピンを示す。第１３図は骨が第１０図乃至１２図
の脛骨パイロツトドライバの使用を妨げるのに十
分に硬い状況における第１図、第７図及び第８図
に記載された脛骨構成要素との使用のために設計
されたドリルガイドの頂面図を示す。第１４図は
第１３図の線１４−１４における断面図を示す。 図において、１０……膝蓋骨構成要素、２０…
…大腿部構成要素、２１……膝蓋骨−大腿部フラ
ンジ、２３……鉛直方向顆延長部、３５……円錐
形の突起、４３……フイン、６０……脛骨構成要
素、６９……円錐形の突起、１００……パイロツ
トドライバ、１０７……ピン、１３０……脛骨ド
リルガイド、である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 補綴身体移植物と、隣接した骨組織との間の
   実質的に恒久的締り嵌めを与えるのに適合した
   改良された骨組織に面する境界表面を有する補
   綴身体移植物において、 ａ 該境界表面は底面と、該底面に対して或る
   角度で配向した少なくとも一つの側面を含
   み、 ｂ 該境界表面の該底面が、該底面から骨組織
   の側に延びている複数の実質的に円錐形の突
   起を有し、該突起の各々は中心軸線を含み、
   該中心軸線のすべては相互に実質的に平行で
   あり、 ｃ 該境界表面の該側面は該実質的に円錐形の
   突起の中心軸線に実質的に平行であり、該側
   面は該側面に沿つて所定の距離伸びている少
   なくとも一つの突出部材を有し、 ｄ 該境界表面の底面、側面、該突起及び該突
   出部材の少なくとも一部は、それらの骨組織
   の側に多孔性表面を有し、 ｅ よつて該骨組織は該多孔性表面における細
   孔中に成長して該移植物を固定された位置に
   保持することを助長することができることを
   特徴とする補綴身体移植物。 ２ 該側面の突出部材はフインの形態であり、該
   フインは少なくとも３つの側部を有する基部部
   分を含み、そして長さに沿つて該基部部分から
   遠い方の実質的に先細の端部へとテーパーが付
   いている実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   補綴身体移植物。 ３ 該移植物は多孔性材料からつくられている実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の補綴身体移
   植物。 ４ 該移植物はベース材料からつくられており、
   該境界表面は骨組織の側に多孔性材料を有する
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の補綴身体
   移植物。 ５ 該多孔性材料は該ベース材料上にコーテイン
   グされている実用新案登録請求の範囲第４項記
   載の補綴身体移植物。 ６ 該多孔性材は該ベース材料への繊維の導入に
   より形成される実用新案登録請求の範囲第４項
   記載の補綴身体移植物。 ７ 該多孔性材料はチタンとバナジウムの合金を
   含んで成る実用新案登録請求の範囲第４項記載
   の補綴身体移植物。 ８ 該実質的に円錐形の突起は、骨組織に予め形
   成された孔に締り嵌め関係において受け入れら
   れる実用新案登録請求の範囲第１項記載の補綴
   身体移植物。 ９ 該突起は丸味のついた末端を有する実用新案
   登録請求の範囲第８項記載の補綴身体移植物。