JP2002291779A - 膝義足 - Google Patents

膝義足

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開き継手により大きい屈曲角が可能な設計形
態の膝義足を提供すること。 【解決手段】 本発明による膝義足の大腿骨部が示され
ており、これは、大腿骨断端（１）に対する接触面（４
ａ、５ａ、６ａ、６ｂ、７ｂ、８ａ、９ａ、１０ａ、１
１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ｂ）を有する中心
部（２）および顆部（３）を有するものであり、中心部
（２）は、膝蓋骨（１９）用ガイド面（２０）と互いに
鋭角α≦９０°をなす外部接触面（４ａ、５ａ）とを有
し、一方、顆部（３）は、関節接合運動用の滑動面（２
７、２８）と互いに鋭角β≦９０°をなす外部接触面
（６ｂ、７ｂ）とを有する。中央部（２）および顆部
（３）は、より大きい屈曲を可能にするために、互いに
対して回動された押付け方向に互いに別々に大腿骨断端
に押し付けることができるが、このとき角度βの中心線
は、角度αの中心線に対して１５°≦γ≦６０°の角度
にわたって回動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、膝蓋骨および少な
くとも１つの顆用のガイド面を有し、α≦９０°の鋭角
で外部接触面を有する大腿骨部であって、その接触面
を、角度αの旋回範囲で直線に沿って大腿骨断端の切除
面に押し付けることが可能な大腿骨部を有する膝義足に
関する。
【０００２】
【従来の技術】膝義足では、上向きに開いた「Ｕ」字形
の、予め加工された大腿骨に、顆を押し付けて固定する
ことが、これまで普通に行われてきた。このため大腿骨
断端は、本来の顆の領域が人工顆部の接触面の形状に形
成され、後で人工顆部を固定することができるようにし
ている。実際の固定は、接触面でスピゴットを突出させ
ることによって、対向する外部接触面の楔止めによっ
て、及び／又は骨セメントを使用した接触面の固定によ
って、行うことができる。顆は、半月部またはプラット
ホームに接触し、膝関節の関節接合中、その支持面上
で、それぞれプラットフォームまたは脛骨に対して屈曲
角δの範囲内で旋回することができる。
【０００３】人工膝関節がＥＰ−Ａ−０５１９８７３に
示されているが、この人工膝関節では、靭帯の状態によ
るが、関節接合中に顆を幾分効果的に横方向に案内する
ことも可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】義肢の上半分には、前
方に配置された膝蓋骨用のガイド面があり、プラットホ
ームに対して９０°程度ずれている膝蓋骨は、屈曲中、
義肢の上半分にあるそれ自体のガイド面上を滑動する。
義肢の上半分の接触面は、最上部に向かって「Ｕ」字形
をした開口を形成し、伸展の際、膝蓋骨が前肢に接触す
ると共にプラットホームがこの「Ｕ」字形の底部に接触
するのに対し、屈曲中は、その底部が膝蓋骨の下で回転
すると共に後肢がプラットホームに対して回転する。屈
曲中、前方からの膝蓋骨からの力と後方からの力の両方
が大腿骨断端で生じるが、これらの力は、互いにほぼ直
角をなす対向する切除面に吸収される。義肢の最上部で
は、関連する外部接触面が互いに対して小さい角度をな
し、その結果、押し付けられるときの楔止め作用によっ
て、義肢断端に対して締まりばめが実現される。このよ
うな義肢で得ることができる屈曲角は、アジアの国々に
住む多くの人々にとって不十分である。アジアの人々
は、より大きい屈曲角を要する生活習慣の中で生まれた
ときから生活しており、膝義足の屈曲角がその生活に適
さなくなるからである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、開き継
手によって大きい屈曲角が可能な設計形態を提供するこ
とである。この目的は、膝蓋骨および顆部用のガイド面
を備えた中心部であって、そこから別々に押し付けるこ
とができ、鋭角β≦９０°で外部接触面を有し、この角
度βの旋回範囲で直線に沿って大腿骨断端の切除面に押
し付けることが可能な中心部を大腿骨部が有し、より大
きい屈曲を可能にするために、顆部の角度βの中心線
が、中心部の角度αの中心線に対して角度１５°≦γ≦
６０°にわたって旋回することで満たされる。
【０００６】本発明の利点は、屈曲が大きい場合であっ
ても、義肢の上部によって義肢断端に伝達される力が圧
縮力である点にある。接触面と切除面との間には、押付
け方向と逆の方向には剪断応力が生じない。義肢の上部
は中心部と顆部に分割され、その分割接合部は膝蓋骨用
ガイド面が中心部に配置されるように延在するので、ま
た支持面が顆部上にプラットホームに対して配置される
ので、これらの面は、互いに独立に形成することがで
き、互いに独立に旋回する押付け方向に、互いに独立に
大腿骨断端に押し付けることができる。中心部と顆部の
接触面は、押込み方向が異なるにもかかわらず、１つの
切除面に一緒に接触させることができる。押込み方向
は、大きい屈曲角δを可能にするために、例えば１５°
から６０°の間の角度γの範囲で回動する。１２０°よ
りも大きい屈曲角δ、例えば１６０°が可能である。顆
は、ヨークで接続することができ、または個々に形成す
ることができる。顆は、押し付けるときに、切除面によ
って中心部に対し位置合わせをするが、これは大腿骨断
端を介して行われる。さらに、本来の膝関節と同様の、
大腿骨断端での膝蓋骨およびプラットホームの力の作用
点を得るために、中心部と顆部とを矢状面内で互いに対
して移動可能に案内することができる。しかし、押込み
状態で、結合部材を用いることにより、中心部と顆部を
接続する可能性も存在する。
【０００７】個々の接触面は、骨セメントでの固定を目
的として最小限の量の骨セメントを導入するために、ポ
ケットを有することができる。個々の接触区域、特に外
部接触区域は、主要な固着を行うための鋸歯形固着構造
を有することができる。同様に、押込み方向に延在して
その押込み方向にボアが設けられている個々のスピゴッ
トによって、主要な固着を改善することができる。骨セ
メントで濡れていない接触面は、骨成長を促進させる層
で被覆することができる。
【０００８】骨セメントで濡れている接触面は、接着促
進剤で被覆することができる。そのような層は、例えば
チタナルアルコラートやアルコキシシランで作製するこ
とができる。
【０００９】屈曲中、屈曲が大きくなるにつれて顆の横
方向の撓みを可能にするために、係合している顆の曲率
半径を連続的にまたは段階的に小さくすることができ
る。
【００１０】本発明について、実施例を用いて以下に記
述する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図には、中心部２および顆部３を
有する膝義足の大腿骨部であって、切除された大腿骨断
端１に対する接触面４ａ、５ａ、６ａ、６ｂ、７ｂ、８
ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、
１３ｂを備えたものが示されており、この中心部２は、
膝蓋骨１９用のガイド面２０と、互いに鋭角α≦９０°
をなす外部接触面４ａ、５ａとを有し、一方、顆部３
は、関節接合運動用の滑動面２７、２８と、互いに鋭角
β≦９０°をなす外部接触面６ｂ、７ｂとを有してい
る。中心部２および顆部３は、より大きい屈曲が可能に
なるように、互いに対して回動した押付け方向に互いに
別々に大腿骨断端に押し付けることができ、このとき角
度βの中心線は角度αの中心線に対して角度１５°≦γ
≦６０°だけ回動する。
【００１２】以下の記述では、同じ機能に対して同じ参
照符号を使用する。
【００１３】図１、図２、および図３の実施例では、顆
領域に切除区域４、６、１１、１２、１３、７が設けら
れ、顆と顆の間の領域に切除区域４、８、９、１０、５
が設けられている。切除区域４および５と、これらに接
触する中心部２の外部接触面４ａ、５ａは、鋭角をなし
て互いにほぼ平行である。中心部の接触面８ａ、９ａ、
１０ａは顆と顆の間に支持され、その他の接触面６ａ、
１１ａ、１２ａは先の本来の顆領域の切除区域上に支持
されるが、この場合、これらの切除区域は顆部３の接触
面６ｂ、１１ｂ、１２ｂにも覆われて、顆と顆の間の溝
に対するセンタリングが行われるようになり、かつ完全
に屈曲したときに膝蓋骨１９用ガイド面２０も支持する
ようになる。
【００１４】中心部は、角度αの中心線１５に沿って下
から押し付けることができ、一方、その押付け方向と角
度βの中心線１６は４５°の角度γにわたって回動し、
それによって、屈曲角δがより大きい場合、例えばδ＞
１２０°であっても外部接触面７ｂが生成され、その接
触力によって区域７ｂが断端に押し付けられ、または最
大でも区域７ｂに垂直になるように押し付けられる。図
３からわかるように、顆部３の滑動面２７と半月部１８
の滑動面１８は、同じ曲率半径Ｒ1を有する。
【００１５】他の実施例を図４、図５、図６、図７、図
８、図９に示す。この場合も、膝蓋骨１９用ガイド面２
０と滑動面２７、２８は、屈曲角度が増大するので屈曲
方向に延在しなければならない。中心部２は、接触面４
ａ、６ａ、８ａ、１１ａ、５ａと、側方センタリング面
３１を有する。顆部３は、実際の顆を接続するヨーク１
４を有する。膝蓋骨１９用ガイド面２０と顆の滑動面２
７、２８が妨げられないように、中心部２と顆部３の間
には分離接合部２５が配置されている（図８、図９）。
十字靭帯には凹部２４が設けられる。接触面４ａ、６
ａ、８ａ、１１ａの一部には、押し付ける間に骨セメン
トが充填されるポケット１７があり、それによって、あ
る領域での骨セメントの層の厚さを最小限にすることが
できる。ポケット１７と接触面は、接着剤および骨セメ
ントの薄い層で、予め結合することもできる。
【００１６】図６の鋭角αによれば、中心部２の押付け
は、中心線１５の方向に大まかに行わなければならず、
より小さい鋭角βを有する顆部では、押出し方向が角度
βの中心線から大きくずれる可能性がある。この場合、
押付け方向は角度β以内でなければならず、スピゴット
２３の方向によって決定される。図５および図７で、母
線により、顆の滑動面２７、２８の輪郭を示す。屈曲が
大きくなるにつれて、滑動面２７、２８の曲率半径Ｒ1
は、より小さい曲率半径Ｒ2へと変化する。
【００１７】中心部２と顆部３は、大腿骨断端に押し付
けられた後にピン３２の形をした結合片に接続すること
ができるよう、ボア２２を有している。同時に大腿骨断
端は、１８０°よりも大きい包絡角で接触面に取り囲ま
れるので、この接続によって捕捉される。
【００１８】図１２の接触面４ａの断面は、例えば図６
の面４ａと５ａのように互いに非常に鋭い角度をなす外
部接触面の場合、この面に鋸歯を設けることによって、
良好な主要な固着を可能にすると共に顆部３が同様に押
し付けられるまで中心部２を固定することに、意味があ
ると考えられることを示している。
【００１９】図１０および図１１の実施例に関する配置
構成を示すが、滑動面２７、２８を有する２つの別個の
顆部３は、押し付けることができ、ボア２２を介して結
合片、例えばピンやねじによって中心部２に接続するこ
とができる。膝の十字靭帯が許すなら、これらの２つの
顆部３は側面からも導入することができる。これらの顆
部３は、その場合、ジャーナル２３がどのくらいの長さ
であるかに応じてジャーナルの押付け方向で顆部３が固
着されていることを見出すために、固定された状態でヨ
ークに接続されていないからである。顆部３が中心部２
に接続されるとすぐに、大腿骨断端もこのとき１８０°
を超える包絡角で取り囲まれ、危険を伴わずに１２０°
よりも大きい屈曲角度が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】予め加工された切除面を有する大腿骨断端の概
略図である。
【図２】図１に示す大腿骨断端に中心線に沿って押し付
けることが可能な中心部の概略図である。
【図３】図１に示す大腿骨断端に、角度γにわたって旋
回した中心線に沿って押し付けることが可能な、顆部の
概略図である。
【図４】中心部の別の実施例を示す概略図である。
【図５】ヨークにより図４に適合する顆部を示す概略図
である。
【図６】図４の側面の概略図である。
【図７】図５の側面の概略図である。
【図８】押し付ける前の図４および図５を下から見た概
略図である。
【図９】押し付けた後の、図８の前部および顆部の概略
図である。
【図１０】押し付ける前の、互いに分離した２つの顆を
有する中心部の概略図である。
【図１１】図１０の部品を押し付けた後に若干異なる角
度から見た概略図である。
【図１２】主要な固着を行うための鋸歯形のデザインを
有する外部接触面の拡大断面図である。
【符号の説明】
２ 中心部 ３ 顆部 １４ ヨーク １５ 中心線 １６ 中心線 １７ ポケット １８ 顆 １９ 膝蓋骨 ２０ ガイド面 ２３ スピゴット ２７ 滑動面 ２８ 滑動面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C081 AB05 BB05 CF032 CF21 DA01 DB07 DC06 4C097 AA07 BB09 CC05 CC06 DD06 DD07

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 膝蓋骨（１９）および少なくとも１つの
    顆（１８）用のガイド面（２０）を有し、鋭角α≦９０
    °で外部接触面（４ａ、５ａ）を有し、その接触面を、
    角度αの旋回範囲で直線に沿って大腿骨（１）断端の切
    除区域（４、５、６、８、９、１０、１１、１２）に押
    し付けることができる大腿骨部を有する膝義足であっ
    て、大腿骨部が、別々に押し付けることが可能な膝蓋骨
    （１９）用ガイド面（２０）を有する中央部（２）と顆
    部（３）とを有し、顆部（３）が、鋭角β≦９０°で外
    部接触面（６ｂ、７ｂ）を有し、角度βの旋回範囲で直
    線に沿って大腿骨断端の切除区域（６、７、１１、１
    ２、１３）に押し付けることができ、このとき顆部
    （３）の角度βの中心線（１６）が、より大きい屈曲が
    可能になるように、中心部（２）の角度αの中心線（１
    ５）に対して１５°≦γ≦６０°の角度にわたって旋回
    することを特徴とする膝義足。
  2. 【請求項２】 顆部（３）が、１２０°よりも大きい屈
    曲角δを有することを特徴とする請求項１に記載の膝義
    足。
  3. 【請求項３】 顆部（３）が、中心部（２）に対してそ
    れぞれ外側に配置されてヨーク（１４）を介して接続さ
    れた、２つの顆（３）を有することを特徴とする請求項
    １または請求項２に記載の膝義足。
  4. 【請求項４】 中心部（２）および顆部（３）が、結合
    部材（２１）により、押付け状態で互いに接続可能であ
    ることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれ
    か一項に記載の膝義足。
  5. 【請求項５】 結合部材（２１）が、分離面に横方向に
    挿通されたピンから、または横方向通しねじ接続からな
    ることを特徴とする請求項４に記載の膝義足。
  6. 【請求項６】 角度γが４０°から５０°の間であるこ
    とを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一
    項に記載の膝義足。
  7. 【請求項７】 骨セメントでの固定用に最小限の量の骨
    セメントを導入するため、個々の接触面（４ａ、５ａ、
    ６ａ、６ｂ、７ｂ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ、１１
    ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ｂ）がポケット（１７）を有
    することを特徴とする請求項１から請求項６までのいず
    れか一項に記載の膝義足。
  8. 【請求項８】 個々の接触面（４ａ、５ａ、６ａ、６
    ｂ、７ｂ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ、１１ｂ、１２
    ａ、１２ｂ、１３ｂ）が、主要な固着を行うために鋸歯
    形固着構造（３０）を有することを特徴とする請求項１
    から請求項６までに記載の膝義足。
  9. 【請求項９】 個々の接触面（４ａ、５ａ、６ａ、６
    ｂ、７ｂ、８ａ、９ａ、１０ａ、１１ａ、１１ｂ、１２
    ａ、１２ｂ、１３ｂ）が、骨成長を促進させ、または骨
    セメントの接着性を高める被覆で覆われていることを特
    徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記
    載の膝義足。
  10. 【請求項１０】 被覆が、ヒドロキシルアパタイトなど
    の物質を含有し、またはチタナルアルコラートおよびア
    ルコキシシランで構成されていることを特徴とする請求
    項９に記載の膝義足。
  11. 【請求項１１】 顆（３）の曲率半径Ｒ1が、伸展の移
    行から完全屈曲にいたる接触領域で少なくとも１回小さ
    くなることを特徴とする請求項１から請求項１０までの
    いずれか一項に記載の膝義足。
  12. 【請求項１２】 角度αまたはβが１０°よりも小さい
    ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれ
    か一項に記載の膝義足。
  13. 【請求項１３】 角度αまたはβが５°よりも小さいこ
    とを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか
    一項に記載の膝義足。
  14. 【請求項１４】 スピゴット（２３）が押付け方向で接
    触面（１２ｂ）に取り付けられて、センタリングおよび
    主要な固着が容易にされることを特徴とする請求項１か
    ら請求項１３のいずれか一項に記載の膝義足。
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