JP2000126213A - ボス構造部を有する大腿骨ステムを備えたモジュ―ル式膝プロテ―ゼ - Google Patents

ボス構造部を有する大腿骨ステムを備えたモジュ―ル式膝プロテ―ゼ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる患者の解剖学的構造および関節の状態
に適合する広い多様性を有するとともに摩滅屑や粒子の
発生や転移の可能性を低減し得るモジュール式関節プロ
テーゼを提供する。 【解決手段】 一対の離間した骨頭部３６，３８と当該
骨頭部間に延在するボス構造部４０を有する大腿骨構成
部品１８から成る膝プロテーゼを提供する。この膝プロ
テーゼは基端部と先端部を有するステム構成部品１２
と、当該ステム構成部品を大腿骨構成部品に固定するた
めの係止ナット１４を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は医療装置に関し、特
に、プロテーゼ関節構成部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】関節形成は病気および／または損傷を受
けた自然な関節をプロテーゼ関節に置き換える既知の外
科処理である。典型的な膝プロテーゼは脛骨構成部品、
大腿骨構成部品、大腿骨ステム組立体および膝蓋骨構成
部品を含む。さらに、大腿骨構成部品は一般に一対の離
間する骨頭部を備えており、これらの上面は脛骨構成部
品の部分と接合する。大腿骨ステム組立体は横方向の安
定性を与えて、一般的には、大腿骨の先端部におけるリ
ーム（拡孔）処理した骨髄管の中に挿入される部材を備
えている。このステムは、一般的に大腿骨構成部品を貫
通する穴や開口部を介するカラーやボルトによる係合に
よって、大腿骨構成部品に連結される。
【０００３】モジュール式プロテーゼシステムは関節構
成部品の在庫を減少する点で有利であるが、既知のシス
テムは骨髄管形状における変化に伴う問題を完全に解決
できない。特に、骨髄管の形態における変化がステムの
形状に一致しないために、ステムに係合する大腿骨構成
部品の外科的な位置決めを骨髄管の形状以外の配慮によ
って決定せざるを得なくなる場合が多い。
【０００４】例えば、移植部品が骨髄管の形状に一致し
ないと、ステムを押し入れる際に移植部品のステムが骨
髄管の皮質壁に接触する恐れがある。また、大腿骨ステ
ムがスリーブに係合して骨髄管の湾曲部分に入るように
ステムの有効長を増加する場合に、この問題はさらに複
雑になる。
【０００５】上述の問題に対して、外科医は、ステム
（または構成部品全体）を取り外してこれをより小径の
ステムまたはより短いステムに取り替える（この不適正
な嵌合の問題がなければこの置換用ステムが元のステム
よりも適さないと思われる場合でも）ことを余儀なくさ
れる場合がある。あるいは、外科医は大腿骨に切欠部を
形成して位置ずれしている大腿骨構成部品を適合させる
場合もある。さらに、既知のプロテーゼ取付システムは
摩滅による屑やこれに関わる粒状物質の発生という付加
的な問題を引き起こす恐れがあった。既知のシステムは
一般に大腿骨構成部品を貫通する穴を介してこの大腿骨
構成部品に取り付けられるステムを使用しているので、
摩滅により生じた屑や粒子が関節の中に移動しやすい。
このように人工関節内に摩滅屑が存在している環境にお
いては、当該関節の適正な機械的機能が阻害されるとい
う深刻な問題が生じる恐れがある。従って、摩滅屑が人
工関節の中に広がると、通常は、このような屑を外科的
に除去して人工関節を取り変えるという修繕処置を行な
う必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】それゆえ、モジュール
式の構成部品を有する関節プロテーゼが存在してはいる
が、異なる患者の解剖学的構造および関節の状態に適合
する広い多様性を有するとともに摩滅屑や粒子の発生や
転移の可能性を低減し得るモジュール式関節プロテーゼ
が依然として要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は改善された多様
性を有するモジュール式膝関節プロテーゼに関する。本
発明のモジュール式プロテーゼの構成部品は左右両側の
プロテーゼと共に使用できる。
【０００８】本発明はモジュール式膝プロテーゼを提供
するものであり、当該プロテーゼは一対の離間した骨頭
部分とこれらの骨頭部分の間に延在するボス構造部とを
有する大腿骨構成部品を備えている。このボス構造部は
当該ボス構造部の上面部内にめくら穴のネジ付き空孔部
(cavity)を有している。さらに、上記の膝プロテーゼは
基端部および上記のめくら穴空孔部に係合可能な先端部
を有するステム構成部品を備えている。
【０００９】さらに、大腿骨構成部品に対するステム構
成部品の角度を変更するために、大腿骨構成部品のボス
構造部内に一体形成された取付面が備えられている。こ
の取付面はステム構成部品の取付時において当該ステム
構成部品の長手軸に対してほぼ横向きに配置されて、当
該ステム構成部品の係合面とボス構造部の上面部がこれ
らの間に所定の取付角度を形成する。さらに、本発明の
膝プロテーゼはステム構成部品と大腿骨構成部品との間
に配置されて当該ステム構成部品を大腿骨構成部品に対
して種々の角度で固定するための係止ナットを備えてい
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下の図面に基づく詳細な説明に
よって、本発明およびその利点とその特徴がより容易か
つ完全に理解できる。
【００１１】図１はモジュール式プロテーゼ関節構成部
品１０の分解図であり、当該システム１０は細長いステ
ム１２、係止ナット部材１４、大腿骨構成部品１８を含
む多数個の構成部品を備えている。本発明の構成は、大
腿骨の先端部分の中に取り付けられた時に、大腿骨ステ
ムの種々の可能な方向に対応できる幾つかの可能な取付
態様を備えている。
【００１２】図１において、ステム１２は基端部２２お
よび先端部２４とこれらの間に配置される膨張部２６を
有している。この膨張部２６は、後に詳述するように、
係止ナット部材１４あるいは大腿骨構成部品１８と直接
に係合するための係合ショルダー部を形成している先端
側対向面部２８を備えている。ステム１２の先端部２４
はコネクタ部３０を備えており、このコネクタ部３０は
先端側対向面部２８よりも先端側に延出している。コネ
クタ部３０はその周囲にネジ２９が設けられていて後に
詳述するように係止ナット１４および大腿骨構成部品１
８のいずれかまたは両方とネジ係合できる。
【００１３】例示的な実施形態において、ステム１２の
コネクタ部３０は膨張部２６において計測した外径（Ｄ
２）よりも小さい外径（Ｄ１）を有している。好ましく
は、ステム１２の基端部２２の外径（Ｄ３）もまた膨張
部２６の外径（Ｄ２）よりも小さい。
【００１４】本発明の一実施形態において、ステム１２
は大腿骨構成部品に対して中央から横方向に一定のずれ
を有し得る。この図示しかつ上記において説明した実施
形態は中央から横方向のいずれに向う方向のずれも許容
し得るが、このずれの配置は前後方向においても可能で
あり、中央から横方向および前後方向の間の任意の位置
における配置が事実上可能である。
【００１５】図２において、大腿骨構成部品１８は骨頭
部間のボスまたはボックス構造部４０により連接される
一対の骨頭部３６，３８を有している。さらに、大腿骨
構成部品１８は接合面４２とその反対側面部４４と前面
部５２および後面部５４を備えている。この大腿骨構成
部品１８における前面部５２は膝蓋骨溝７０を有してお
り、この溝７０の中に膝蓋骨プロテーゼ構成部品（図示
せず）が支持される。また、湾曲した骨頭部３６，３８
の表面４２は、当該技術分野における通常の熟練者にお
いて周知の態様で、脛骨の頭部に取り付けられるプロテ
ーゼ脛骨構成部品（図示せず）に接合する。
【００１６】次に、図３乃至図６において、ボス構造部
４０は一対のほぼ垂直な側壁部４０Ａを備えており、こ
れらは上部または上方の支持または取付面４０Ｂに連接
している。このボス構造部４０はその内部にめくら穴の
空孔部(blind cavity)４６を備えており、この空孔部４
６は上面部４０Ｂから部分的にボス構造部４０の下面部
４０Ｃに向って延在している。さらに、この空孔部４６
は先端部がほぼ水平な端部壁５０に連接している側壁部
４８により囲まれている。好ましくは、この空孔部４６
は大腿骨構成部品１８の下面部または接合面４２まで連
通して開口しておらず、これによって、プロテーゼによ
り発生する可能性のある摩滅屑やこれに関連する粒状物
質の空孔部４６を介する接合部への転移が阻止できる。
【００１７】この空孔部４６は楕円形、卵形、球形等の
任意の適当な形状にしてステム１２の先端部に適合する
ことができる。プロテーゼを組み立てた状態で、この空
孔部４６がステム１２の先端部を受容して係合すること
によって、後に詳述するようにステム１２が所望の角度
で固定できる。この場合、空孔部４６の中に雌ネジを形
成して、ステム部材１２の先端側コネクタ部３０に対応
する雄ネジを形成することができる。
【００１８】図３乃至図４において、ボス構造部材４０
の上面部４０Ｂの一部分が傾斜して横方向の面２２に対
して一定の角度を形成している。したがって、ステム部
材１２の先端側対向面部２８およびボス構造部４０の上
面部４０Ｂは、ステム１２が大腿骨構成部品１８と組み
合わされて当該ボス上面部４０Ｂに係合している状態に
おいて、一定の取付角度（α）を形成する。この角度
（α）は約１°から約１５°の間が好ましい。
【００１９】本発明の実施の一例によれば、前後方向の
平面（sagittal plane）内において計測した場合に、ボ
ス係合面４０Ｂは前方または後方のいずれかの側に対し
て前後方向に傾斜できる。同様に、このボス係合面４０
Ｂは冠状面（coronal plane）において計測した場合
に、中央側または側方のいずれかの側に対して中央から
横方向に傾斜できる。好ましくは、この角度（α）は任
意の方向において約１°乃至約１５°の間に設定でき
る。このような変化したカラーの角度付けによって、大
腿骨の先端部内での取付時において、大腿骨ステムの種
々の可能な角度付けに対応できる複数のステム取付角度
が可能になる。従って、上記の角度範囲で制限される冠
状面および前後方向の面における角度付けの任意の組み
合わせを行なうようにボス係合面４０Ｂを構成すること
ができる。
【００２０】図７（Ａ）および図７（Ｂ）は本発明に有
用な係止ナット１４を示している図である。このナット
１４は概ね対向する上部６０および下部６２とこれらを
囲む概ね垂直な側壁部６３を備えている。中央孔６４が
これらの対向する上部６０および下部６２の間に延在し
ている。好ましくは、ナット１４の内面６６にネジ部が
形成されていて、ステムの先端部に形成された対応する
ネジ部とネジ係合可能になっている。さらに、下部６２
は、プロテーゼ構成部品の組立時において、ボス構造部
４０の上面部４０Ｂに接合して係合する。この係止ナッ
ト１４は、コバルト／クロムまたはチタン合金、ステン
レススチール、超高分子量ポリエチレンまたは高密度ポ
リエチレンのような任意の生体許容性（biocompatibl
e）の材料により構成できる。
【００２１】上述のように、ステム１２および大腿骨構
成部品１８は当該大腿骨構成部品１８にステム１２を固
定するように協働作用する。直線状または非湾曲状のス
テムを使用する場合は、ステムと大腿骨構成部品との間
の直接接続がステムに過負荷をかけることなくステムを
適正に固定するのに一般に十分である。しかしながら、
湾曲状のステムを使用する場合は、大腿骨構成部品の中
央から横方向または前後方向の面に対する湾曲配置を係
止するために係止ナットが必要になる。
【００２２】図１乃至図６において、上述の構成部品を
用いた例示的なモジュール式膝プロテーゼは以下の態様
で組み合わせることができる。係止ナット１４は、当該
係止ナット１４の穴６４をボス４０の空孔部４６に位置
合わせするように、ボス構造部４０の上面部４０Ｂ上に
配置される。あるいは、この係止ナット１４をステム１
２の先端部に直接に予めネジ係合することもできる。ス
テム１２は、その係合面またはショルダー部２８が係止
ナット１４の上面部６０上に支持されるように、先端側
コネクタ部分３０をナット１４の穴６４の中に挿通する
ことによってナット１４に係合される。ステム１２の先
端部２４はさらにボス空孔部４６の中に貫通して、コネ
クタ端部３０の少なくとも一部分がボス空孔部４６の中
に突出して延在する。ステム１２のコネクタ端部３０は
回転されて空孔部４６の中においてネジ係合する。その
後、係止ナット１４が締め付けられてステム１２の先端
側コネクタ部３０が大腿骨構成部品１８にネジ係合す
る。
【００２３】好ましくは、係止ナット１４は外科医によ
り決定された角度で空孔部４６内に湾曲状のステム１２
を取りつけることが可能である。加えて、ステム１２の
先端部におけるネジ付きコネクタ部３０はネジ付きのボ
ス空孔部４６にネジ係合してステム１２を大腿骨構成部
品１８に固定する。このような軸方向における連続した
組立操作において、上記の係止ナット１４は当該係止ナ
ット、ステムおよび空孔部のネジ係合によりステムとボ
スとの間に配置される。その後、係止ナット１４がボス
構造部上に回転して下降することにより、ステムが所望
の角度で固定できる。
【００２４】上記の教示によって、本発明の種々の変形
および変更が可能である。なお、本発明のシステムにお
ける大腿骨構成部品の基本的構造は左右の膝のいずれに
も使用可能である。また、本明細書に引用した参考文献
はそれぞれの全体が本明細書に参考文献として含まれ
る。
【００２５】本発明の具体的な実施態様は以下の通りで
ある。 （１）さらに、基端部および先端部を有する第２の構成
部品から成り、当該先端部が前記第１の構成部品の空孔
部に係合可能である請求項１に記載の膝プロテーゼ。 （２）さらに、前記第２の構成部品を第１の構成部品に
固定するための第３の構成部品から成る実施態様（１）
に記載の膝プロテーゼ。 （３）前記第１の構成部品が大腿骨構成部品であり、第
２の構成部品が細長いステムであり、第３の構成部品が
係止ナットである実施態様（２）に記載の膝プロテー
ゼ。 （４）前記ステムの先端部の一部分にネジ部が設けられ
ており、前記空孔部および係止ナットのそれぞれの内部
にネジ部が設けられていて、当該空孔部および係止ナッ
トの両方のネジ部がステムの先端部に設けられたネジ部
と係合するように構成されている実施態様（３）に記載
の膝プロテーゼ。 （５）前記ステム構成部品の先端部がプロテーゼの中央
側に向う中央から横の方向において所定の距離だけずれ
ている実施態様（４）に記載の膝プロテーゼ。
【００２６】（６）前記ステム構成部品の先端部がプロ
テーゼの横側に向う中央から横の方向において所定の距
離だけずれている実施態様（４）に記載の膝プロテー
ゼ。 （７）前記ステム構成部品の先端部の中心が前記中央か
ら横の方向に配置される実施態様（４）に記載の膝プロ
テーゼ。 （８）前記細長いステムが湾曲している実施態様（４）
に記載の膝プロテーゼ。 （９）前記ステムの先端部が前記ボス構造部の上面部に
取付可能な先端側対向面部を備えており、前記第２の構
成部品におけるステム取付面とボス構造部における上面
部との間に所定の取付角度が形成される実施態様（４）
に記載の膝プロテーゼ。 （１０）前記第２の構成部品の取付面の取付角度が中央
側または横側に横方向の平面内に対して中央から横の方
向に１°乃至約１５°の範囲である実施態様（９）に記
載の膝プロテーゼ。
【００２７】（１１）前記係止ナットが前記ステム構成
部品と大腿骨構成部品との間に配置可能である実施態様
（１０）に記載の膝プロテーゼ。 （１２）前記ボス構造部の上側取付面が横方向の平面に
対して傾斜している請求項２に記載の膝プロテーゼ。 （１３）前記ステム構成部品の先端部の少なくとも一部
分にネジが設けられている請求項２に記載の膝プロテー
ゼ。 （１４）前記ステム構成部品が湾曲している実施態様
（１３）に記載の膝プロテーゼ。 （１５）前記空孔部がその中に形成されたネジ部を有し
ている実施態様（１３）に記載の膝プロテーゼ。
【００２８】（１６）前記ステム構成部品の先端部がそ
の周囲において前記空孔部のネジ部と係合可能なネジ部
を備えている実施態様（１５）に記載の膝プロテーゼ。 （１７）前記取付角度が約１°乃至約１５°の間である
請求項３に記載の膝プロテーゼ。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
異なる患者の解剖学的構造および関節の状態に適合する
広い多様性を有するとともに摩滅屑や粒子の発生や転移
の可能性を低減し得るモジュール式関節プロテーゼが提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多数個部品式プロテーゼ関節構成部品システム
の分解図である。
【図２】図１に示す関節構成部品システムの組立図であ
る。
【図３】図２における線３−３に沿う関節構成部品シス
テムの断面図である。
【図４】図３における部分Ａの詳細図である。
【図５】図１の関節構成部品システムの上面図である。
【図６】図４における線６−６に沿う関節構成部品シス
テムの断面図である。
【図７】（Ａ）は図１の係止ナット部材の側面図であ
り、（Ｂ）は（Ａ）の係止ナット部材の上面図である。
【符号の説明】
１０ モジュール式プロテーゼ関節構成部品 １２ ステム １４ 係止ナット １８ 大腿骨構成部品 ２８ 取付ショルダー部（先端側対向面部） ３６，３８ 骨頭部 ４０ ボス構造部 ４０Ｂ ボス構造部の上面部（上側取付面） ４６ 空孔部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・オニール アメリカ合衆国、02668 マサチューセッ ツ州、ウェスト・バーンズテーブル、パー カー・ロード 159 (72)発明者 アーノルド・オヨラ アメリカ合衆国、02780 マサチューセッ ツ州、トーントン、アパートメント・ナン バー508、サマセット・アベニュー 450

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の離間した骨頭部と当該骨頭部間に
    延在するボス構造部を有する第１の構成部品から成り、
    当該ボス構造部がその上面部内に形成された空孔部を有
    していることを特徴とするモジュール式膝プロテーゼ。
  2. 【請求項２】 一対の離間した骨頭部と当該骨頭部間に
    延在するボス構造部を有する大腿骨構成部品から成り、
    当該ボス構造部が内部に空孔部を設けた上側取付面を有
    しており、当該空孔部が概ね水平な端部壁によって画定
    された一端部を有しており、さらに、 基端部と前記ボス構造部における空孔部に係合可能な先
    端部とを有するステム構成部品と、 前記ステム構成部品を大腿骨構成部品に固定するために
    当該ステム構成部品と大腿骨構成部品との間に配置可能
    な係止ナットとから成ることを特徴とするモジュール式
    膝プロテーゼ。
  3. 【請求項３】 一対の離間した骨頭部と当該骨頭部間に
    延在するボス構造部を有する大腿骨構成部品から成り、
    当該ボス構造部が内部に空孔部を設けた上側取付面を有
    しており、当該空孔部が概ね水平な端部壁によって画定
    された一端部と当該一端部に連接するネジ付きの内部側
    壁とを有しており、さらに、 基端部と前記ボス構造部における空孔部内にネジによっ
    て係合可能なネジ付きの先端部とを有するステム構成部
    品から成り、当該ステム構成部品がその先端部よりも基
    端側に配置された部分を有していて、この部分が先端側
    に対向する取付ショルダー部を形成しており、さらに、 前記ステム構成部品を大腿骨構成部品に固定するために
    当該ステム構成部品と大腿骨構成部品との間に配置可能
    な係止ナットとから成り、前記先端側に対向する取付シ
    ョルダー部およびボス構造部の上側取付面がこれらの間
    に所定の取付角度を形成していることを特徴とするモジ
    ュール式膝プロテーゼ。
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