JPH11104154A - 関節用内部人工器官 - Google Patents

関節用内部人工器官

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JPH11104154A
JPH11104154A JP10236235A JP23623598A JPH11104154A JP H11104154 A JPH11104154 A JP H11104154A JP 10236235 A JP10236235 A JP 10236235A JP 23623598 A JP23623598 A JP 23623598A JP H11104154 A JPH11104154 A JP H11104154A
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JP
Japan
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endoprosthesis
housing part
slide
slide body
joint according
Prior art date
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Withdrawn
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JP10236235A
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English (en)
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Anton Dr Wurzinger
アントン・ヴルツィンガー
Franz Winter
フランツ・ヴィンター
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IMPLANTECH Medizintechnik GmbH
Original Assignee
IMPLANTECH Medizintechnik GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転運動と並進運動との組合せが可能な関節
用内部人工器官を提供する。 【解決手段】 第一の挿入体１は、第一の骨端内に埋め
込まれかつアンカー固定され得るようにされたハウジン
グ部４を有し、第一のスライド本体１１は、回転軸線１
５回りに回転することができるようにハウジング部４内
に取り付けられており、第二のスライド本体２２は、回
転軸線１５を略横断する方向に並進するように第一のス
ライド本体１１内に取り付けられ、ハウジング部４から
突出し、第二の挿入体上に設けられた関節面により該第
二の挿入体２が載置される関節面２９をハウジング部４
から突出する部分に備えており、かつスライド面におい
て、該スライド面に合致するようハウジング部４上に設
けられたスライド面に対して載置されていることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、関節用内部人工器
官、特に膝用人工器官（knee prostheses）に関する。
関節用内部人工器官は、関節を形成する二つの骨端のう
ちの第一の骨端に取り付けることができる第一の挿入体
（first implant component）と、第二の骨端に取り付
けることができる第二の挿入体とを備え；第一および第
二の骨端をそれぞれ有する第一および第二の骨部の長手
方向に関して略横断する方向に配置された回動軸線の回
りに回動可能とされた回動結合部を形成するための関節
面を前記第一および第二の挿入体がそれぞれ有してお
り；前記各骨端が他の骨端に対して行う回転運動および
並進運動を追加的に可能とするスライド片をさらに備
え；前記回転運動は、回動軸線に対して略横断する方向
でかつ前記第一の骨部の略長手方向に配置された回転軸
線回りに行われるとともに、前記並進運動は、回動軸線
に対して略平行とされかつ回転軸線に対して略横断する
方向に配置された平面において行われるものである。
【０００２】
【従来の技術】実用化された第一世代の膝用関節は、ヒ
ンジ式ジョイントが取り付けられていた。これらの軸線
方向膝関節は、非常に乏しい軸線方向の使用条件および
極端な靭帯の不安定性を伴う場合に動作が制限されてお
り、現在ではごく限られた数が使用されているだけであ
る。実際に、制限された動作は、不安定性を軽減する
が、材料部分により大きな応力を及ぼし、またとりわけ
骨部内にアンカー固定された挿入体がゆるんでしまうと
いう実質的な欠点を招くことになる。
【０００３】次の主要な世代の膝関節は、いわゆる表面
人工器官（surface prostheses）を構成しており、靭帯
および柔らかい部分の自然組織（natural system）が関
節の安定性を維持する一方で、軟骨および半月板の磨耗
を補償しなければならない場合に新たな人工スライド表
面を単に形成しているだけである。
【０００４】表面人工器官の幅広い適用により、最初
に、大腿骨−脛骨関節の実質的な改良がもたらされた。
この種の人工器官により、十分に保護された靭帯系（li
gamentsystem）に対して、大腿骨および脛骨の各スライ
ド面の非常に幅広い範囲の動作が許容されることにな
る。いわゆる“平坦”形状、すなわち可能な限り平坦と
されたスライド面とされている。しかし、この発展は同
時に、膝用人工器官の発展において重大な後退を導くこ
とになる。上述した全ての人工器官の構成を用いたとし
ても、金属製大腿骨の横滑り（skid）は、今日では挿入
体用材料としては不可欠となっているポリエチレンで製
作された脛骨スライド面において、点状または線状で支
持されることになる。過剰に大きなポリエチレン製スラ
イド面の配置により、スライドする表面部分および負荷
を受ける表面の下方部分が早期に破壊されることにな
る。したがって、多少なりとも著しく増加された表皮剥
脱（abrasion）状態をもたらすことになる。この表皮剥
脱は、骨刺激（bone irritation）、骨破壊および骨転
位（骨溶解）を導きうるものである。全体として、この
表皮剥脱現象をポリエチレン障害と称することができ、
人工関節および骨の機能不全が早期に生じる要因となる
ものである。
【０００５】組織学、摩擦学および臨床学上の認識か
ら、新しい世代の人工膝用スライド面が発達した。この
発達により解決しようとすることは、各スライド組合せ
部の新しい表面構造を提供すること、および、表皮剥脱
の増加および挿入体の不正確な配置により生じる挿入体
の早期の緩みを阻止するためのアンカー固定状態の改良
である。
【０００６】膝関節の自然な動作状態は、複雑でありか
つ、人工の構成要素を用いて完全に真似ることはできな
い。主な屈曲および伸張動作は、いわゆる回転スライド
動作により一のスライド組合せ部が前後方向に転位する
という、回転中心が定常的にシフトする回転運動と複雑
に組み合わされている。横方向および前後方向の靭帯系
の状態、並びに、関節皮膜（articular capsule）、筋
張力（muscular tension）、膝蓋骨張力（patella tens
ion）およびとりわけ大腿骨および脛骨の骨形状の軸線
方向変化の状態等の付加的な要因により、上記複雑な生
体力学的動作は常に影響を受けている。
【０００７】低い適合性（conformalty）は、ポリエチ
レン製部材に対して過度の“接触応力”を導き、表皮剥
脱を漸次増加させることになるので、現行世代の膝関節
に対しては、より適合した形式を得るために“平坦”形
状とするという努力は行われなくなってきている。一方
で、適合性を向上させることは、動作を制限するという
危険性を有している。結局、前後方向への回転および滑
り動作は、自然な状態とはあまり変わらないものとなっ
ている。現在では、回転および滑り動作を制限すること
のない高度な適合性を得ることに努力が支払われてい
る。
【０００８】米国特許第４ ３４０ ９７８号明細書およ
び米国特許第４ ３０９ ７７８号明細書には、膝関節が
開示されている。この膝関節は、いわゆる“回転プラッ
トホーム（rotating-platform）”とされた回転運動を
行う一方で、トラック案内機構の一種により前後方向に
移動しかつ前後方向の転位を模倣するいわゆる“半月板
ベアリング（meniscal bearings）”とされた“人工半
月板”を有している。上記両明細書において開示された
膝関節は、構造が複雑となっている。すなわち、第一お
よび第二の挿入体の間には、二つのスライド本体が互い
に所定の距離を有して第一の挿入体上に挿入され、これ
ら挿入体は、第一の挿入体のトラック上を案内されると
ともに、回動ジョイント部を形成する各関節面を構成し
ている。各スライド本体は、案内用トラックが弓形状に
構成されているので、回転動作および回動動作を行うこ
とができる。しかし、この欠点の一つは、各案内用トラ
ックがジョイント部に向けて完全に露出しかつ開口して
形成されており、各案内用トラックに正確に一致したと
きにのみ回転運動が可能となり、その結果として、並進
運動を行うことができない。しかし、上記両明細書の他
の実施形態によれば、ガイド用トラックは大きなクリア
ランスを有しており、これにより、回転運動だけでな
く、非常に限られた範囲で並進運動を行うことができる
ようになっている。ただし、このために、回転運動を制
御することができず、回転軸線に一致させて配置するこ
とができないようになっている。したがって、回転プラ
ットホームでは並進させることができず、またトラック
案内機構ではほとんど回転させることができないので、
二つの動作すなわち回転運動および並進運動を組み合わ
せた満足のいく手段は、現在のところ提供されていな
い。特に現在のところ、回転運動から独立させて、すな
わちどの回転位置においても並進運動を実施することが
できない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記各欠点
および各困難を回避することをねらいとし、その目的
は、回転運動と並進運動との組合せが可能な冒頭に述べ
た種の関節用内部人工器官を提供することである。上記
回転運動と並進運動との組合せは、より大きな回転運動
を制御しつつ行うことができるとともに、同時に、並進
運動を制御された範囲内で、すなわち回転運動から独立
して行うことができるようにされている。これにより、
関節用内部人工器官の各アンカー固定部または取付部が
保護されるとともに、長い取り付け寿命を達成すること
ができる。さらに、圧縮力、引張力ならびに横方向およ
び押圧方向の力の全てを大面積を介して伝達することが
でき、かつ中和することができる；すなわちピーク負荷
を回避することができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成することができる。 − 第一の挿入体は、第一の骨端内に埋め込まれかつア
ンカー固定され得るようにされたハウジング部を有し、 − 第一のスライド本体は、回転軸線回りに回転するこ
とができるようにハウジング部内に取り付けられ、 − 第二のスライド本体は、回転軸線を略横断する方向
に並進するように第一のスライド本体内に取り付けら
れ、 − 第二のスライド本体は、ハウジング部から突出し、 − 第二のスライド本体は、第二の挿入体上に設けられ
た関節面により該第二の挿入体が載置される関節面をハ
ウジング部から突出する部分に備えており、 − 第二のスライド本体は、スライド面において、該ス
ライド面に合致するようハウジング部に設けられたスラ
イド面に対して載置されている。
【００１１】好ましくは、第一のスライド本体は、側方
がハウジング部により完全に覆われており、かつ、第一
の骨部から離れる方向を向くハウジング部の開口部を介
して、該ハウジング部内に挿入され、または該ハウジン
グ部から取り出される。
【００１２】関節用内部人工器官を安定化させるため
に、好ましくは、第一のスライド本体は、回転軸線方向
のハウジング部内において、第一の骨部の長手方向にハ
ウジング部から取り外されないように、すなわち差込ピ
ン式装置による適切な手段を用いて固定されている。好
ましくは、軸線方向の保持に対して二本のピンが設けら
れており、各ピンは、ハウジング部を横断するよう延在
しかつ互いに略平行となるように配置されているととも
に、回動軸線と略平行な方向に延在しかつ第一のスライ
ド本体に設けられた基部と下方で係合し、該基部は、二
本のピンの距離に一致する最大幅を一の方向にのみ有
し、該一の方向に対して略９０°とされた方向において
各ピンの背後に係合する複数の突出部を有していること
を特徴とする。
【００１３】好ましい態様では、第一のスライド本体に
は、下方が切り取られた溝部が形成されており、該溝部
は、ハウジング部の開口部に向けて開口しているととも
に、互いに平行に設けられた各側壁部により形成され、
かつ、第一のスライド本体に対して第二のスライド本体
が並進する方向に延在しており、第二のスライド本体
は、前記溝部に対応する形状を有しかつ該溝部に係合す
るスプリング部を備えている。好ましくは、溝部は、第
一のスライド本体内を横断する方向に延在しているとと
もに、第二のスライド本体のスプリング部は、第一のス
ライド本体に対して第二のスライド本体が並進する方向
に、溝部よりも並進行程距離だけ短い長さを有してい
る。
【００１４】好ましくは、強度上の理由から、第一のス
ライド本体は金属製とされている。
【００１５】好ましい態様によれば、ハウジング部は、
内部空間に円筒部を有しており、該円筒部は、内部空間
の開口部から内方に延在しており、ハウジング部はさら
に、ハウジング部の底部に向けて円筒部に対して隣接す
る特に円錐台部とされた円錐部を有していることを特徴
とする。好ましくは、ハウジング部は、骨部内に延在す
る端部に、骨髄腔内に挿入するための支持用アンカー部
を有しており、さらに好ましくは、延長アンカー部を固
定できるようにされている。
【００１６】強度上の理由から、ハウジング部は金属製
とされている。
【００１７】ハウジング部上における第二のスライド本
体の適切なスライドを確実に行うために、好ましくは、
ハウジング部は、第一の骨部から離れる方向を向く側
に、ハウジング部から外方に半径方向へと突出するスラ
イドプレートを備えている。好ましくは、第二のスライ
ド本体は、ハウジング部と略等しい各寸法を有するスラ
イドプレートを備えているとともに、第二のスライド本
体のスライドプレートは、ハウジング部のスライドプレ
ートに対して載置されている。
【００１８】膝関節として関節用内部人工器官を用いる
際に、骨の外形に対して調節するため、および例えば十
字靭帯等の靭帯の障害となることなく案内する目的で、
好ましくは、ハウジング部のスライドプレートと第二の
スライド本体のスライドプレートとのいずれもが、腎臓
形とされており、ハウジング部のスライドプレートの長
手方向が、回動軸線と略同一方向とされている。
【００１９】好ましくは、第二のスライド本体は、特に
ポリエチレンとされたプラスチック材料から製作されて
いる。
【００２０】好ましくは、関節用内部人工器官は膝関節
として使用される。この場合、ハウジング部を脛骨のヘ
ッド部にアンカー固定することができる。
【００２１】第一の挿入体を骨部内に最適にアンカー固
定するために、骨部に対向する外側部上に、組織化され
た複数の表面（structured surfaces）を有している。
第一の挿入体は、骨端に対して載置されるスライドプレ
ートの側部に、直径が０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５
〜１ｍｍ、深さが０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１
ｍｍとされ、これにより５０〜８０％好ましくは６０〜
７０％の空隙率が達成される特に孔部とされた複数の円
柱状陥没部を有している。好ましくは各円柱状陥没部に
さらに加えて、直径が０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５
〜１ｍｍ、高さが０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１
ｍｍとされた複数の円柱状突起部が設けられており、円
柱状突起部の数と円柱状陥没部の数との比が３：７とさ
れ、５０〜８０％好ましくは６０〜７０％の空隙率が達
成される。
【００２２】骨部と接触する第一の挿入体の平面でない
各表面上には、深さが０．５ｍｍ以下とされた複数のク
レーター状陥没部が形成されている。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明は、添付図面に記
載された例示的な実施形態を参照してさらに詳細に説明
される。図１および図２はそれぞれ、関節用内部人工器
官の側面図であって、図２は図１の矢印IIからみた図で
ある。図３および図４は、図３は図２のIII-III線に沿
って、図４は図１のIV-IV線に沿ってそれぞれ示され
た、第一の挿入体（the first implant component）の
断面図である。図５は、第一のスライド本体（the firs
t sliding body）の側面図である。図６は、図５の矢印
VIからみた側面図である。図７は、図５の矢印VIIから
みた平面図である。図８は、図３の矢印VIIIからみたハ
ウジング部を示した図である。図９は、第二のスライド
本体を示した側面図である。図１０は、図９の矢印Ｘか
らみた図である。図１１および図１３は、異なる表面構
造を示した平面図であり、図１２および図１４はそれぞ
れ、図１１の切断線XII-XIIおよび図１３の切断線XIV-X
IVに沿う断面図である。
【００２４】図示された本発明の関節用内部人工器官
は、膝用人工器官として構成されている。ただし、改良
を施すことにより、他の関節部分に使用することもでき
る。膝用人工器官は、セメントを用いずに又はセメント
を用いて脛骨のヘッド部にアンカー固定される（anchor
ed）第一の挿入体１を有している。大腿骨に取付可能と
された第二の挿入体２とともに、大腿部に対して下方の
脚の回動動作を行う回動軸線３回りの回動動作を許容す
ることができる回動結合部を形成している。
【００２５】第一の挿入体１は、本質的に三つの部分、
すなわちハウジング部４、第一および第二のスライド本
体５，６から形成されている。略均一の壁厚とされたハ
ウジング部は、円筒部７と、該円筒部に隣接する円錐台
部８とを有しており、該円錐台部は支持用アンカー部９
に接合されている。円筒部分７および円錐台部分８を一
体的にあるいはねじ込みにより、かつ支持用アンカー部
９を骨髄腔内に突出させた状態で、ハウジング部４を脛
骨のヘッド部内に完全に挿入することができる。骨構造
上の理由から必要であれば、選択的に、適切な長さの延
長アンカー部を支持用アンカー部９に付加することがで
きる。
【００２６】ハウジング部４は、該ハウジング部４の上
端部すなわち脛骨のヘッド部から離れる方向を向く端部
には、ハウジング部４の外方に半径方向へと突出すると
ともに略腎臓形の表面形状とされたスライドプレート１
０を有している。この腎臓形スライドプレートの長手方
向は、回動軸３と略平行とされている。脛骨により覆わ
れることのないスライドプレート１０の側部は磨かれて
おり、脛骨のヘッド部上に載置されるスライドプレート
の下面は、図１１および図１２に示すように、直径が
０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１ｍｍ、深さが０．
３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１ｍｍとされた複数の円
柱状孔部１０’により得られる組織を有する表面構造と
されている。さらに、直径が０．３〜１ｍｍ好ましくは
０．５〜１ｍｍ、高さが０．３〜１ｍｍ好ましくは０．
５〜１ｍｍとされた複数の円柱状突起部１０”が設けら
れており、円柱状突起部１０”の数と円柱状孔部１０’
の数との比は、３：７とされている。概して言えば、こ
れにより、５０〜８０％好ましくは６０〜７０％の空隙
率が達成される。ここで空隙率とは、孔部及び／又は突
起部が設けられた表面の真の体積に対する該表面を横切
る空気の体積を百分率で示したものである。
【００２７】ハウジング部４が骨部と接触する平面でな
い各表面上には、図１３および図１４に示すように、深
さが０．５ｍｍ以下とされた複数のクレーター状陥没部
が設けられている。
【００２８】ハウジング部４は金属から形成されてい
る；特に、以下の金属が本発明に適用できることが確認
されている：それは、純チタン、チタン鋳造合金、チタ
ン鍛造合金またはコバルト−クロム合金である。
【００２９】ハウジング部４は、該ハウジング部内に挿
入されるとともに、円柱部１２および円錐台部１３を有
する第一のスライド片１１を有している。これら円柱部
および円錐台部は、ハウジング部４の円柱形および円錐
台形を有する内部凹所１４内に嵌合されているととも
に、ハウジング部４に対して即ち脛骨の長手軸線に略平
行とされた回転軸線１５回りに第一のスライド片１１が
回転可能となるように僅かなクリアランスが形成されて
いる。
【００３０】上記第一のスライド片は、ハウジング部４
の内部凹所１４内に完全に嵌合されているとともに、ハ
ウジング部４から落下しないように差込ピンによるロッ
ク方式により固定されている。この差込ピン式装置は、
ハウジング部の内部凹所１４すなわちハウジング部の円
錐台形凹所を横断して延在する二本のピン１６により実
現されている。各ピン１６は、ハウジング部４に形成さ
れた対応する各孔部１７内に挿入されているとともに、
例えば嵌合することにより各孔部１７において移動でき
ないようにされている。各ピンの長手軸線は、回転軸線
１５に関して対称に位置されているとともに、それぞれ
側方に離間して配置されている。第一のスライド本体１
１は、下端部に基部１８を有しており、該基部は、二本
のピン１６の間隔２０に対応する最大幅１９を一方向に
有している。この一方向に対して略９０°変位した方向
には、基部１８は、各ピン１６の背後に係合する突出部
２１を複数有している。上記構成とすることにより、第
一のスライド片１１がハウジング部４に対してまさに特
定の回転位置とされているときに限り、すなわち基部１
８の各突出部２１が各ピン１６に対して略平行とされて
いるときに限り、第一のスライド片１１をハウジング部
４内に挿入することができる。所定の最小角度を超えて
回転させることにより、各突出部２１が各ピン１６の背
後に係合することになり、これにより、第一のスライド
片１１は、回転軸線１５に沿う移動によりハウジング４
から取り外されることがなくなる。第一のスライド本体
は、ハウジング部と同様に、金属製とされている。
【００３１】第一のスライド本体１１は、該第一のスラ
イド本体内において第二のスライド本体２２を収容する
ように供されている。第二のスライド本体は、第一のス
ライド本体１１に対して、したがってハウジング部４に
対して並進する。すなわち回動軸線３に対して略平行で
かつ回転軸線１５に直交する平面内において並進する。
第二のスライド本体２２はさらに、スライドプレート２
３を有している。このスライドプレート２３は、外形に
関する限り、ハウジング部４に設けられたスライドプレ
ート１０に対応するものであり、本実施形態においては
腎臓形とされている。第二のスライド片２２がハウジン
グ部４内に挿入されると、第二のスライド片２２のスラ
イドプレート２３は、ハウジング部４のスライドプレー
ト１０上に載置される。ただし、第二のスライド本体２
２のスライドプレート２３が並進運動を行う際にハウジ
ング部４のスライドプレート１０を超えて突出しないよ
うにするために、第二のスライド本体２２のスライドプ
レート２３は、ハウジング部４のスライドプレート１０
よりも僅かに小さい外形上の大きさとされる。
【００３２】第二のスライド本体２２は、第一のスライ
ド本体１１に対して並進運動を行うことができるように
取り付けられているだけでなく、軸線方向すなわち回転
軸線１５方向に第一のスライド本体１１に対して取り外
されることがないように固定されている。これら二つの
機能は、第一のスライド本体１１に下方に切り取られて
形成された溝部２４により実施される。この溝部は、第
二のスライド本体に設けられているとともにスライドプ
レート２３と一体形成された対応形状を有するスプリン
グ部２５に合致するものである。このスプリング部によ
り第二のスライド本体は溝部２４内に挿入される。ハウ
ジング部４に対する第二のスライド本体２２の並進行程
は、スプリング部２５の長手方向長さ２６により規定さ
れている。スプリング部２５の長手方向長さ２６は、ハ
ウジング部４の内部空間１４の内径１８よりも所望の並
進行程２７だけ正確に短くされている（図３と図８とを
比較せよ）。したがって、第二のスライド本体２２は、
ハウジング部４の一側におけるスプリング部２５の停止
部からハウジング部４の他側におけるスプリング部２５
の停止部までに限り、常に移動することができる。
【００３３】第二のスライド本体２２は、好ましくはポ
リエチレンとされたプラスチック材料から形成されてお
り、スライドプレート２３の上面すなわちハウジング部
４から離れる方向を向く側部には、大腿骨に接続される
第二の挿入体２に対する複数の関節用キャビティ２９が
形成されている。
【００３４】関節用内部人工器官の作用は、以下にさら
に詳細に説明される：本発明の関節用内部人工器官は、
回動（回転）中心を多数有する自然な動作、すなわち従
来の関節用内部人工器官と比較して顕著に改良された手
段を考慮に入れている。関節用内部人工器官により可能
とされた本発明による動作は、自然なスライド動作をモ
デルとした前後方向の転位動作において、それぞれ新た
な回転中心が動作の全ての点上に同時に形成されるとい
うことに基づくものである。したがって、全てのスライ
ド点上において、中央または側方に対する回転を同時に
行うことができる。歩行時の屈曲動作領域および主要負
荷の伸張として転位距離を有して作用するこのいわゆる
“複合動作”は、柔らかい部分、骨軸線幾何構造（the
bone axis geometry）および他の個々の要求、要するに
所定の個々の膝関節に対する複雑な要求の複合を有する
システムにより求められる回転の自由度を有している。
この複合動作の原理から、現在まで不可能であった、大
腿骨挿入体２および脛骨挿入体１の各関節組合せ部の高
度の適合性（conformalty）を各脛骨スライド面に提供
する可能性をもたらす。スライド本体２２のポリエチレ
ン製スライド面の非常に良い適合性により、大腿骨挿入
体２とスライド本体２２との間の圧縮力および押圧力の
最大分布を向上させることができる。特に、前後方向転
位の回転−スライド動作により生じる、スライド本体２
２のポリエチレン製スライド面上にかかる応力負荷が、
顕著に減少される。スライド本体２２の脛骨スライド面
の転位行程の全ての点における多様な回転動作はさら
に、さもなくば脛骨のアンカー固定部により全体の負荷
を耐えなければならない各横方向負荷動作および各押圧
動作を吸収することになる。
【００３５】要約すると、上記新たな複合動作スライド
原理により、人工膝関節において、三つの本質的な改良
点が導かれる： １．大腿骨および脛骨の関節面の適合性を向上させる。 ２．ポリエチレン製脛骨スライド面にかかる応力負荷を
減少させる。 ３．多様な動作により、各アンカー部を保護する。
【００３６】中央および側方に対する回転動作および前
後方向の転位動作を同時に行うという機能は、本発明に
とって本質的なものである。この機能は、第二のスライ
ド本体２２へと伝えられる。圧縮力、伸張力、並びに側
方および押圧方向の力のすべては、大面積を介して、即
ち脛骨の第二のスライド本体２２上で大腿骨部つまり第
二の挿入体２により最大限支持されて伝達されるととも
に、本発明の複合動作により中和される。このように力
を分布させることにより、点形状部（point-shape）ま
たは小面積部に集中する応力がポリエチレン部材に対し
て及ぼされることを回避することができるとともに、同
時に、脛骨および大腿骨への挿入体１，２のアンカー固
定部に生じる負荷のピークを回避することができる。
【００３７】第二の大腿骨挿入体２に形状的に一致しか
つ、精細に磨かれたテーブル状の平坦な第二のスライド
本体２２の当接部により、関節部の屈曲時および伸張時
における必要な回転・スライド動作を最大面積の接触で
可能にする一方で、適合性のおかげで側方位置が保持さ
れる。第二のスライド本体２２自身は、ハウジング部４
のスライドプレート１０上で大面積を有して移動する。
ここで、第二のスライド本体２２の下面からハウジング
部４の大きなスライドプレート１０へと大面積を介して
各力が伝達されるとともに、ガイド機能および保持機能
を単に行うにすぎない各下方延在部に各力が付加される
ことはない。本発明の新規な複合動作原理は、とりわけ
脛骨挿入体１とされた材料に最小負荷がかけられること
をねらいとする。本発明により達成された一つの目的
は、ポリエチレン障害を減ずることであり、他の目的
は、寿命を制限してしまうことになる各挿入体の早期の
ゆるみを回避するためにアンカー固定部を防護すること
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 関節用内部人工器官の側面図である。
【図２】 図１の矢印IIからみた関節用内部人工器官の
側面図である。
【図３】 図２のIII-III線における第一の挿入体の断
面図である。
【図４】 図１のIV-IV線における第一の挿入体の断面
図である。
【図５】 第一のスライド本体の側面図である。
【図６】 図５の矢印VIからみた第一のスライド本体の
側面図である。
【図７】 図５の矢印VIIからみた第一のスライド本体
の平面図である。
【図８】 図３の矢印VIIIからみたハウジング部を示し
た図である。
【図９】 第二のスライド本体を示した側面図である。
【図１０】 図９の矢印Ｘからみた第二のスライド本体
を示した図である。
【図１１】 ハウジング部のスライドプレートの下面の
表面構造を示した平面図である。
【図１２】 図１１の切断線XII-XIIにおける断面図で
ある。
【図１３】 骨部と接触する平坦でない第一の挿入体の
表面構造を示した平面図である。
【図１４】 図１３の切断線XIV-XIVにおける断面図で
ある。
【符号の説明】
１ 第一の挿入体 ２ 第二の挿入体 ３ 回動軸線 ４ ハウジング部 １０ スライドプレート １１ 第一のスライド本体 １５ 回転軸線 ２２ 第二のスライド本体 ２９ 関節面

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 関節を形成する二つの骨端のうちの第一
    の骨端に取り付けることができる第一の挿入体（１）
    と、第二の骨端に取り付けることができる第二の挿入体
    （２）とを備え、 前記第一および第二の骨端をそれぞれ有する第一および
    第二の骨部の長手方向に対して略横断する方向に配置さ
    れた回動軸線（３）の回りに回動可能とされた回動結合
    部を形成するための関節面を前記第一の挿入体（１）お
    よび前記第二の挿入体（２）がそれぞれ有しており、 前記各骨端が他の骨端に対して行う回転運動（Ｄ）およ
    び並進運動（Ｖ）を追加的に可能とするスライド片（１
    １，１２）をさらに備え、 前記回転運動（Ｄ）は、前記回動軸線（３）に対して略
    横断する方向でかつ前記第一の骨部の略長手方向に配置
    された回転軸線（１５）回りに行われるとともに、 前記並進運動（Ｖ）は、前記回動軸線（３）に対して略
    平行とされかつ前記回転軸線（１５）に対して略横断す
    る方向に配置された平面において行われる、 特に膝用人工器官とされた関節用内部人工器官におい
    て、 − 前記第一の挿入体（１）は、前記第一の骨端内に埋
    め込まれかつアンカー固定され得るようにされたハウジ
    ング部（４）を有し、 − 第一のスライド本体（１１）は、前記回転軸線（１
    ５）回りに回転することができるように前記ハウジング
    部（４）内に取り付けられ、 − 第二のスライド本体（２２）は、前記回転軸線（１
    ５）を略横断する方向に並進するように前記第一のスラ
    イド本体（１１）内に取り付けられ、 − 前記第二のスライド本体（２２）は、前記ハウジン
    グ部（４）から突出し、 − 前記第二のスライド本体（２２）は、前記第二の挿
    入体上に設けられた関節面により該第二の挿入体（２）
    が載置される関節面（２９）を前記ハウジング部（４）
    から突出する部分に備えており、 − 前記第二のスライド本体（２２）は、該第二のスラ
    イド本体のスライド面において、該スライド面に合致す
    るよう前記ハウジング部（４）上に設けられたスライド
    面に対して載置されていることを特徴とする関節用内部
    人工器官。
  2. 【請求項２】 前記第一のスライド本体（１１）は、側
    方が前記ハウジング部（４）により完全に覆われてお
    り、かつ、前記第一の骨部から離れる方向を向く前記ハ
    ウジング部（４）の開口部を介して、該ハウジング部
    （４）内に挿入することができ、あるいは該ハウジング
    部（４）から取り出すことができることを特徴とする請
    求項１記載の関節用内部人工器官。
  3. 【請求項３】 前記第一のスライド本体（１１）は、前
    記回転軸線（１５）方向の前記ハウジング部（４）内に
    おいて、前記第一の骨部の長手方向に前記ハウジング部
    （４）から取り外されないように固定されていることを
    特徴とする請求項１または請求項２記載の関節用内部人
    工器官。
  4. 【請求項４】 軸線方向の保持が、差込ピン式装置（１
    ６，１８）により実現されていることを特徴とする請求
    項３記載の関節用内部人工器官。
  5. 【請求項５】 軸線方向の保持を行うための二本のピン
    （１６）が設けられており、 各ピンは、前記ハウジング部（４）を横断するよう延在
    しかつ互いに略平行となるように配置されているととも
    に、前記回動軸線（３）と略平行に延在しかつ前記第一
    のスライド本体（１１）に設けられた基部（１８）と下
    方で係合し、 前記基部は、二本のピン（１６）の距離（２０）に一致
    する最大幅（１９）を一の方向にのみ有するとともに、
    該一の方向に対して略９０°とされた方向においては各
    ピン（１６）の背後に係合する複数の突出部（２１）を
    有していることを特徴とする請求項４記載の関節用内部
    人工器官。
  6. 【請求項６】 前記第一のスライド本体（１１）には、
    下方に切り取られた溝部（２４）が形成されており、 該溝部は、前記ハウジング部（４）の開口部に向けて開
    口しているとともに、互いに平行に設けられた各側壁部
    により形成され、かつ、前記第一のスライド本体（１
    １）に対して前記第二のスライド本体（２２）が並進す
    る方向に延在しており、 前記第二のスライド本体（２２）は、前記溝部（２４）
    に対応する形状を有しかつ該溝部（２４）に係合するス
    プリング部（２５）を備えていることを特徴とする請求
    項１から請求項５のいずれかに記載の関節用内部人工器
    官。
  7. 【請求項７】 前記溝部（２４）は、前記第一のスライ
    ド本体（１１）内を横断する方向に延在しているととも
    に、 前記第二のスライド本体（２２）の前記スプリング部
    （２５）は、前記第一のスライド本体（１１）に対して
    前記第二のスライド本体（２２）が並進する方向に、前
    記溝部（２４）よりも並進行程距離（２７）だけ短い長
    さを有していることを特徴とする請求項６記載の関節用
    内部人工器官。
  8. 【請求項８】 前記第一のスライド本体（１１）は、金
    属製とされていることを特徴とする請求項１から請求項
    ７のいずれかに記載の関節用内部人工器官。
  9. 【請求項９】 前記ハウジング部（４）は、内部空間に
    円筒部（７）を有しており、該円筒部は、前記内部空間
    の開口部から内方に延在しており、 前記ハウジング部はさらに、該ハウジング部の底部に向
    けて前記円筒部に対して隣接する特に円錐台部（８）と
    された円錐部（８）を有していることを特徴とする請求
    項１から請求項８のいずれかに記載の関節用内部人工器
    官。
  10. 【請求項１０】 前記ハウジング部（４）は、前記骨部
    内に延在する該ハウジング部の端部に、骨髄腔内に挿入
    するための支持用アンカー部（９）を有しており、さら
    に延長アンカー部を固定できるようにされていることを
    特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の関
    節用内部人工器官。
  11. 【請求項１１】 前記ハウジング部（４）は、金属製と
    されていることを特徴とする請求項１から請求項１０の
    いずれかに記載の関節用内部人工器官。
  12. 【請求項１２】 前記ハウジング部（４）は、前記第一
    の骨部から離れる方向を向く側に、前記ハウジング部か
    ら外方に半径方向へと突出するスライドプレート（１
    ０）を備えていることを特徴とする請求項１から請求項
    １１のいずれかに記載の関節用内部人工器官。
  13. 【請求項１３】 前記第二のスライド本体（２２）は、
    前記ハウジング部（４）と略等しい各寸法を有するスラ
    イドプレート（２３）を備えているとともに、該スライ
    ドプレート（２３）により前記ハウジング部（４）の前
    記スライドプレート（１０）に対して載置されているこ
    とを特徴とする請求項１２記載の関節用内部人工器官。
  14. 【請求項１４】 前記ハウジング部（４）の前記スライ
    ドプレート（１０）と前記第二のスライド本体（２２）
    の前記スライドプレート（２３）とのいずれもが、腎臓
    形とされており、 前記ハウジング部（４）のスライドプレート（１０）の
    長手方向が、前記回動軸線（３）と略同一方向とされて
    いることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記
    載の関節用内部人工器官。
  15. 【請求項１５】 第二のスライド本体（２２）は、特に
    ポリエチレンとされたプラスチック材料から製作されて
    いることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれ
    かに記載の関節用内部人工器官。
  16. 【請求項１６】 前記ハウジング部（４）は、脛骨のヘ
    ッド部にアンカー固定することができることを特徴とす
    る請求項１から請求項１５のいずれかに記載の関節用内
    部人工器官。
  17. 【請求項１７】 前記第一の挿入体（１）は、前記骨部
    に対向する外側部上に、組織化された複数の表面を有し
    ていることを特徴とする請求項１から請求項１６のいず
    れかに記載の関節用内部人工器官。
  18. 【請求項１８】 前記第一の挿入体は、前記骨端に対し
    て載置される前記スライドプレートの側部に、直径が
    ０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１ｍｍ、深さが０．
    ３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１ｍｍとされ、これによ
    り５０〜８０％好ましくは６０〜７０％の空隙率が達成
    される特に孔部（１０’）とされた複数の円柱状陥没部
    （１０’）を有していることを特徴とする請求項１７記
    載の関節用内部人工器官。
  19. 【請求項１９】 前記各円柱状陥没部にさらに加えて、
    直径が０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１ｍｍ、高さ
    が０．３〜１ｍｍ好ましくは０．５〜１ｍｍとされた複
    数の円柱状突起部（１０”）が設けられており、前記円
    柱状突起部（１０”）の数と前記円柱状陥没部（１
    ０’）の数との比が３：７とされ、５０〜８０％好まし
    くは６０〜７０％の空隙率とされていることを特徴とす
    る請求項１８記載の関節用内部人工器官。
  20. 【請求項２０】 前記骨部と接触する前記第一の挿入体
    （１）の平面でない各表面上には、深さが０．５ｍｍ以
    下とされた複数のクレーター状陥没部が形成されている
    ことを特徴とする請求項１７から請求項１９のいずれか
    に記載の関節用内部人工器官。
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