JPH06233790A - 代償人工膝用の脛骨構成要素及びこの構成要素を内含する完全人工膝 - Google Patents

代償人工膝用の脛骨構成要素及びこの構成要素を内含する完全人工膝

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JPH06233790A
JPH06233790A JP3047052A JP4705291A JPH06233790A JP H06233790 A JPH06233790 A JP H06233790A JP 3047052 A JP3047052 A JP 3047052A JP 4705291 A JP4705291 A JP 4705291A JP H06233790 A JPH06233790 A JP H06233790A
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component
tibial
knee prosthesis
compensatory
shock absorber
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JP3047052A
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Alan Miles Ashby
マイルズ アッシュビ アラン
Akiho Hoshino
▲あきほ▼ 星野
Peter Lawes
ラーウェス ピーター
Maurilio Marcacci
マルカッチ マウリリオ
Pier G Marchetti
ジョルジォ マルケッティ ペイル
William Angus Wallace
アンガス ウオーレス ウイリアム
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Stryker Ireland Ltd
MTG Divestitures LLC
Original Assignee
Howmedica International Inc
Howmedica Inc
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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    • A61F2002/30563—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for having elastic means or damping means, different from springs, e.g. including an elastomeric core or shock absorbers

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】適切に前処理された脛骨への連結のための脛骨
トレイ１を含み、トレイ１は外側及び内側関節丘支持構
成要素３を支持し、この内側構成要素のみがその下に緩
衝器１１，１２を有していることを特徴とする、代償人
工膝用の脛骨構成要素を提供する。 【効果】関節に対して与えられる束縛が小さくなり、こ
れを通して脛骨トレイ、究極的には骨固定界面に伝達さ
れる荷重は軽減され、大腿構成要素の関節丘との最大の
接触面積のための最適な位置を軸受がとることを可能に
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、代償人工膝のための脛
骨構成要素ならびにこのような脛骨構成要素を内含する
完全人工膝に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、脛骨構成要素上に緩衝器が具備
されるような欧州特許出願明細書第８３０３３０８１号
（公示番号０４６６９２６）に記されているように、完
全人工関節の中に緩衝器を具備することはすでに知られ
ている。この緩衝器は、内側及び外側軸受構成要素の両
方に対して緩衝性を提供するよう、脛骨構成要素を横切
って具備されている。
【０００３】又、半月すなわち標準的に金属脛骨構成要
素を金属大腿構成要素の間にあり通常のプラスチック製
脛骨関節丘のように所定の位置に固定されていない可動
プラスチック構成要素を提供することもすでに知られて
いる。そのいくつかの例は、米国特許明細書第４５８６
９３３号、米国特許明細書第４０８５４６６号、米国特
許明細書第４３４０９７８号及び英国特許出願明細書第
９９３７１６３号（公示番号２０６１７３０号）、英国
特許明細書第１５３４２６３号及び欧州特許出願明細書
第８０１０３５９８１号（公示番号０１２１４２１号）
に示されている。これらの構造全てにおいて、内側及び
外側関節丘軸受構成要素は両方共可動半月として配置さ
れている。
【０００４】取外された完全な膝構成要素（痛み、緩
み、破断、摩耗などの何らかの理由によって取り外され
たもの）について当該出願人が分析したところ、外側に
比べ脛骨支え面の内側区画においてはるかに損傷レベル
が高いということがわかった。生体力学に関する刊行物
は一時、内側関節丘内の負荷が外側関節丘内よりもはる
かに高いということを主張してきた。
【０００５】従って、本発明の一実施態様に従うと、代
償人工膝のための脛骨構成要素には、適切に前処理され
た脛骨への連結のための脛骨トレイが含まれ、このトレ
イは固定された外側及び内側関節丘軸受構成要素を支持
しているものの、この内側構成要素のみが下に緩衝器を
有している。
【０００６】好ましい実施態様においては、この緩衝器
と固定式内側関節丘軸受構成要素の間に補剛要素が具備
されている。
【０００７】同様に、使用済みの膝移植片の分析及び生
体力学的研究は全て、脛骨中に回転が起こるにつれて内
側区画内よりも外側区画内でさらに高いレベルの前後滑
動が発生するということを示している。
【０００８】従って、本発明のもう１つの態様に従うと
代償人工膝のための脛骨構成要素には、適切に前処理さ
れた脛骨への連結のための脛骨トレイが含まれ、このト
レイは固定式内側関節丘軸受構成要素ならびにこのトレ
イとの関係において前方及び後方の動きを伴って滑動す
ることのできる可動式外側半月軸受構成要素を支持して
いる。
【０００９】望まれる場合には、或る程度の内側又は外
側動作も、このトレイとの関係における平面内回転と共
に許容される。こうして、関節に対して与えられる束縛
が小さくなり、これを通して脛骨トレイ究極的には骨固
定界面に伝達されうる荷重は軽減され、大腿構成要素の
関節丘との最大の接触面積のために最適な位置を軸受が
とることを可能にする、という利点がもたらされる。
【００１０】固定式内側軸受構成要素にはその下に緩衝
器が具備されていてよく、又望ましい場合には、この緩
衝器と内側軸受構成要素の間に補剛要素が具備されてい
てもよい。
【００１１】同様に、それ自体補剛要素を有している緩
衝器を可動外側半月軸受構成要素に具備することもでき
る。
【００１２】本発明は同様に、上述のような脛骨構成要
素を内含する膝関節の外科的交換のための完全人工膝に
も関する。
【００１３】本発明は、さまざまな利点を有している。
第１に正常な人間の動きの間、大腿骨は脛骨のまわりで
滑動し転がり滑走する。しかしながら、人工装具（プロ
テーゼ）でこの正常な動きを達成するということはすな
わち、金属製大腿シェルとプラスチック製の脛骨支え面
の間の接触がきわめて小さいことを意味している。大腿
関節丘も脛骨関節丘の幾何形状の間には密な適合性はあ
り得ない。万一密な適合性にあった場合には、大腿支え
面がプラスチックの縁の上に載ることによる以外、前後
の滑動は起こり得ないだろう。しかしながら二者の間に
点接触がある場合には、摩耗速度及びプラスチックの破
損の可能性は比較的高いものであり得る。
【００１４】第２に、前後の動作は非常に適合性が高い
か又は半適合性の設計において発生するため、脛骨構成
要素には作用する前後のせん断力は非常に高いものとな
り、骨の中で構成要素がゆるむ可能性がある。
【００１５】従って人工半月の導入はここで大腿構成要
素とそれにかみ合うプラスチック面の間に密な適合性が
存在しうるようにし、それでもプラスチック構成要素は
自由に滑動し回りかつ脛骨固定界面上に高い水平力を加
えないでいることができる。従って、これらの水平力
は、人工装具を通してではなく相互連結する靭帯を介し
て骨から骨へ伝達される。
【００１６】残念なことに、先行技術の文書で示唆され
ているように、自由に動き回ることのできる半月を有す
ることで、靭帯は、もとの解剖学的関節において正常で
あるものよりも大きい負荷を受ける可能性がある。さら
に、プラスチックの半月の１つが飛び出した場合、移植
片はさらに転移する可能性が高くなる。内側関節丘を固
定し外側関節丘を動けるようにすることによって、ここ
に記述される本発明はより良い妥協案であるものとして
特許請求されている、２重半月関節によって提供される
全く束縛の無い動きには、このような自由は無い。内側
区画には前後の滑動はほとんど必要とされないことか
ら、この人工装具内にはより大きい表面適合性を盛り込
むことができる（部分球に対する部分球の限界内で）。
外側半月区画も同様にきわめて適合性の高い軸受設計を
有することができる。水平方向せん断力の一部分は内側
固定関節丘によって伝達されうる。この膝の設計は、２
つの滑動するプラスチック製半月を伴う移植片に比べ靭
帯に対する要求が少なくゆるみを受けにくいと予想され
ている。
【００１７】本発明はさまざまな方法で実施することが
できる。ここで一例として添付の図面を参照しながらい
くつかの実施態様について説明したい。
【００１８】
【実施例】図１に示されているように、代償人工膝用脛
骨構成要素には、適切に前処理された脛骨に連結するた
めの破線２で示されたオプションの固定用合くぎを備え
た脛骨トレイ１が含まれている。このトレイ１は、固定
式内側関節丘軸受構成要素３ならびにトレイ１との関係
において前方及び後方の動きと共に滑動することができ
かつトレイ１の上部平面内での回転及び内側及び外側動
作の自由を或る程度有することのできる可動式外側半月
軸受構成要素を支持している。軸受構成要素４が提供す
る単一関節丘の半月はトレイ１の上面５で完全に浮動状
態にあるが、内側軸受構成要素３は、トレイ１上のレー
ル７と係合する前方後方スロット３によって所定の位置
に伴持されている。軸受構成要素３のもう一方の側に
は、トレイ上の移動止め９の下にはめ合わされる溝８が
具備されている。従って、軸受構成要素はまずレール７
上にはめ込まれ、次にもう一方の側で所定の位置にはめ
合わされる。
【００１９】脛骨トレイ１の上面５は研磨され、関節丘
内保持壁１０が備わっている。
【００２０】軸受構成要素４の上の支え面は、大腿フォ
ームの矢状面断面のまわりに断面フォームを打ち込むと
によりあの球形又はトロイダル又はその他の何らかのフ
ォームが生成されるかぎりにおいて、大腿構成要素の遠
位表面とぴったり一致する。固定構成要素上の支え面も
同様に、構成要素が回転、滑走又は滑動により動いて膝
の生理学的運動を再現できるように必要とされる適合性
の欠如を導入すべく幾何学的に修正された大腿構成要素
の遠位形状（フォーム）と同等のトロイダル又は球形そ
の他の形状（フォーム）のものであって良い。
【００２１】軸受構成要素は超高分子量のポリエチレン
で作られている。
【００２２】図３に示されている構造はいく分か図１に
似ており、この図ではトレイの下部部分２は示されてい
ないものの、同じ部品を示すのに同じ参照番号が用いら
れている。図３を見ればわかるように、固定された内側
軸受構成要素３は、この要素とほぼ同じ平面形状をして
いるもののゴム又は発泡エラストマといった適当なコン
プライアンスをもつ材料で作られた緩衝器１１を収納す
べく薄い厚みを有する。
【００２３】コンプライアンスある介在材料の使用は、
内側軸受構成要素３に対し緩衝減衰効果をもたらす。
【００２４】図４は、参照番号１２で示されている緩衝
器の修正された構造を示す。この構造においては、上面
に補剛要素１３が具備されている。この補剛要素は、所
定の位置にある場合、緩衝性のエラストマ層と軸受３の
超高分子量ポリエチレンの間にある介在金属トレイの形
をしている。この特徴の利点は、構成要素の疲労強度及
び摩耗耐性を損なう恐れのある咬合中の過度の変形及び
片寄った負荷からプラスチックの軸受を保護することに
ある。さらにもう１つの利点は、補剛要素１３が備わっ
た金属製介在トレイによると、外科医は緩衝性構成要素
と軸受構成要素を相互に作用しうる形で組立てることが
できるという点にある。
【００２５】補剛要素１３を内含する緩衝器についての
いくつかの代替的構造が、図５，６，７及び８に示され
ている。図５では、補剛要素１３は接着剤によって保持
されているか、或いは又要素の上面内のくぼみ１４の中
へのプレスはめとなるよう配置されることによって保持
されている。
【００２６】図６は補剛要素１３が同様にくぼみ１４の
中に位置づけされているものの、この場合側縁部１５が
アンダカットされているような構造を示している。この
図は同様に、エラストマ材料内の空隙１６の使用も例示
している。
【００２７】図７は、図６と幾分か似た構造を示してい
るが、この場合、緩衝器は参照番号１７で示されている
発泡性エラストマで作られている。
【００２８】図８は、例えば参照番号１８で示されてい
るようなさら穴又はスロットによる金属製補剛要素１３
とエラストマの間の強化されたインターロック（連動）
措置を示している。
【００２９】図３から図８までに示されている構造にお
いて、緩衝器は固定式内側軸受構成要素３の下にのみ具
備されているが、望ましい場合には、類似のタイプの緩
衝器を半月軸受構成要素４の下に具備することもでき
る。従って、内側区画及び外側区画の両方に緩衝器があ
るように構造を設計することもでき、又外科医が側面半
月を用いたくない場合には、滑動又は緩衝無しの外側区
画と内側緩衝器を用いることができる。
【００３０】上述のように、緩衝器の材料は、空隙又は
発泡又はその他の特徴、例えばこの中間層のコンプライ
アンスを調整するためのせん断荷重配置又はその他定容
変形メカニズムを内含することができるということがわ
かるだろう。
【００３１】図９は、図７と類似の部品を示すのに同じ
参照番号が使用されている１つの構造を示しているが、
この配置によると、外側軸受構成要素２０は内側固定軸
受構成要素３と類似の構造のものである。軸受構成要素
２０は同様に、トレイ１内に固定されるようになってお
り、従ってスロット６及び溝８も具備されている。トレ
イ１は、固定外側軸受構成要素２０が内側軸受構成要素
３と同じような要領で所定の位置にはめ合わせられるよ
う付加的な移動止め９及びレール７を有する。しかしな
がら軸受構成要素２０はその下に緩衝器１１を有してい
ないことから軸受構成要素３よりも厚みがあり、従って
軸受構成要素は両方共固定されているものの緩衝器は内
側構成要素の下にのみ具備されている、ということがわ
かるだろう。
【００３２】緩衝器の構造は、図４から図９について記
されている通りであってよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明しましたように本発明によれ
ば、関節に対して与えられる束縛が小さくなり、これを
通して脛骨トレイ、究極的には骨固定界面に伝達される
荷重は軽減され、大腿構成要素の関節丘との最大の接触
面積のための最適な位置を軸受がとることを可能にでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】可動式外側半月軸受構成要素が具備された本発
明に従った脛骨構成要素の概略的な等角分解図である。
【図２】脛骨トレイの内側を通る部分断面図である。
【図３】図１と類似しているものの、緩衝器を具体化す
る代替的構造を示す図である。
【図４】補剛要素を具体化する緩衝器の一変形態様の概
略的等面図である。
【図５】緩衝器の構造のその他の変形態様を通る断面図
である。
【図６】緩衝器の構造のその他の変形態様を通る断面図
である。
【図７】緩衝器の構造のその他の変形態様を通る断面図
である。
【図８】緩衝器の構造のその他の変形態様を通る断面図
である。
【図９】固定式の外側及び内側関節丘軸受構成要素を具
体化し緩衝器を内含する１構造の、図１に似た図であ
る。
【符号の説明】
１………………トレイ ２………………固定用合くぎ ３………………内側関節丘軸受構成要素 ４………………軸受構成要素 ５………………トレイ上面 ７………………レール ８………………溝 ９………………移動止め １１，１２……緩衝器 １３……………補剛要素 １４……………くぼみ １６……………空隙 １７……………発泡性エラストマ １８……………さら穴 ２０……………外側軸受構成要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ラーウェス 英国 イングランド エスエル６ ４エル ディ バークシャー メイデンヘッド ラ バーンハム ロード 118 (72)発明者 マウリリオ マルカッチ イタリヤ 40136 ボローニャ ビア カ サグリアム 15 (72)発明者 ペイル ジョルジォ マルケッティ イタリア 40136 ボローニャ ビア ア ルディニ 94 (72)発明者 ウイリアム アンガス ウオーレス 英国 イングランド エヌジー14 ６イー ディ ノッティンガムシャー ウッドボロ ー フォックスウッド レーン ハイツリ ーズ （番地なし)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 適切に前処理された脛骨に対し連結する
    ための脛骨トレイを含む代償人工膝用の脛骨構成要素に
    おいて、このトイレは固定された外側及び内側関節丘軸
    受構成要素を支持し、この内側構成要素のみがその下に
    緩衝器を有していることを特徴とする代償人工膝用の脛
    骨構成要素。
  2. 【請求項２】 前記緩衝器と固定式内側軸受構成要素の
    間には補剛要素が具備されていることを特徴とする請求
    項１の代償人工膝用の脛骨構成要素。
  3. 【請求項３】 適切に前処理された脛骨に対する連結の
    ための脛骨トレイを含む代償人工膝用の脛骨構成要素に
    おいて、このトイレは固定式の内側関節丘軸受構成要素
    ならびに、このトレイとの関係における前方及び後方動
    作と共に滑動することのできる可動式の外側半月軸受構
    成要素を支持していることを特徴とする代償人工膝用の
    脛骨構成要素。
  4. 【請求項４】 前記可動式外側軸受構成要素の内側又は
    外側動作は前記トレイとの関係における平面回路の中で
    許容されていることを特徴とする、請求項３の代償人工
    膝用の脛骨構成要素。
  5. 【請求項５】 前記固定式内側軸受構成要素には、その
    下に緩衝器が具備されていることを特徴とする、請求項
    ３又は４の代償人工膝用の脛骨構成要素。
  6. 【請求項６】 緩衝器と内側軸受構成要素の間には補剛
    要素が具備されていることを特徴とする、請求項５の代
    償人工膝用の脛骨構成要素。
  7. 【請求項７】 前記可動式外側半月軸受構成要素にはそ
    の下に緩衝器が具備されていることを特徴とする、請求
    項３乃至６のいずれか１項の代償人工膝用の脛骨構成要
    素。
  8. 【請求項８】 補剛要素が緩衝器と可動式外側半月軸受
    構成要素の間に具備されていることを特徴とする、請求
    項７の代償人工膝用の脛骨構成要素。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１項の脛骨構
    成要素を内含する膝関節の外科的交換のための完全人工
    膝。
JP3047052A 1990-03-12 1991-03-12 代償人工膝用の脛骨構成要素及びこの構成要素を内含する完全人工膝 Pending JPH06233790A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB909005496A GB9005496D0 (en) 1990-03-12 1990-03-12 Tibial component for a replacement knee prosthesis and total knee prosthesis incorporating such a component
GB90054966 1990-03-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06233790A true JPH06233790A (ja) 1994-08-23

Family

ID=10672451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3047052A Pending JPH06233790A (ja) 1990-03-12 1991-03-12 代償人工膝用の脛骨構成要素及びこの構成要素を内含する完全人工膝

Country Status (13)

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US (1) US5080675A (ja)
EP (1) EP0447065B1 (ja)
JP (1) JPH06233790A (ja)
AT (1) ATE130747T1 (ja)
AU (1) AU641479B2 (ja)
CA (1) CA2038049C (ja)
DE (2) DE69114880T2 (ja)
DK (1) DK0447065T3 (ja)
ES (1) ES2079561T3 (ja)
GB (1) GB9005496D0 (ja)
GR (1) GR3018766T3 (ja)
IE (1) IE71179B1 (ja)
PT (1) PT97011B (ja)

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