JP2009506826A - 関節のプロテーゼ固定用のピン、前記ピンからなる関節プロテーゼ、脛骨部品および前記脛骨部品からなる膝関節プロテーゼ - Google Patents

Abstract

関節プロテーゼを固定するためのピンには、プロテーゼ（２）との結合部（４）と、骨に形成された穴との係合部（５）とが含まれる。係合部（５）は、ピン（１）で穴を瞬間的に塞ぎ、プロテーゼ（２）を骨に一次固定させることができるように、半径方向に弾性的に少なくとも部分的に変形可能であり、骨自体に形成された穴に圧力を掛けながら導入するだけで、プロテーゼを簡単に一次固定できるようになっている。係合部（５）は、さらに、骨誘導物質の収容と、骨形成プロセスの促進に適した延髄液の通過を可能にするため、少なくとも部分的に中空であり、開口部（１１ａ，１１ｂ）を備えている。膝プロテーゼ用の頸骨部品には、骨頸骨板に固定可能なアンカー板（３１）と、アンカー板（３１）に備えられた座部（３３）に装着可能な挿入部（３２）とが含まれる。アンカー板（３１）には、その周辺側面（５３）に配置された複数の突起（５２）が含まれ、脛骨部品（３０）が骨脛骨板に形成された収容部を瞬間的に塞ぎ、前記脛骨部品（３０）を前記脛骨板に一次固定できるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、関節プロテーゼ（人工骨）のアンカーピンおよびそのようなピンを有する関節プロテーゼに関する。

本発明は、さらに、脛骨部品およびそのような脛骨部品を含む膝関節プロテーゼに関する。

本発明は、整形外科手術分野にあり、例えば、チタン、クロム−コバルト合金または他の金属合金製、またはセラミック材製のさまざまな関節部位用の小型プロテーゼを固定するシステムに関する。

本発明は、膝プロテーゼ、特に膝関節用の単一部位用の小型プロテーゼ（大腿骨の関節丘への固定、脛骨板への固定、膝蓋骨への固定）の領域において有利に利用できる。

他の関節部位同様に、膝関節は硝子様軟骨被覆物で覆われているが、この被覆物は、摩耗により退行性の症状（関節症）にさらされる。関節症は、最も深刻化した病理形状となって、大腿骨および／または脛骨および／または膝蓋骨の軟骨様骨に影響を与える可能性がある。このような病態にある場合、隣接する関節表面には、痛みや、硬直、関節機能の欠如等が起きている。

一般に、最も進行した状態にある関節軟骨の病理形状の場合、影響が単一の軟骨部位に限られているのであれば、単一部位プロテーゼの位置調整、膝に関しては関節プロテーゼ間の位置調整により、喪失した関節表面を修復させるための外科的手術を行い、脛骨における大腿骨の関節部の正常な滑りを修復する必要がある。

そのため、このプロテーゼには、関節丘−大腿骨部品と、脛骨部品とが含まれる。脛骨部品は、導入されると機能的に骨脛骨板に置換されるため、脛骨板という語で定義されることもある。

周知のように、関節丘部品と脛骨部品はそれぞれ、あらかじめ大腿骨と脛骨自体に切り込みを入れて設けられる各座部と係合することになる、１以上のアンカーピンを有する板または棒で構成される。接合剤を使用して固定しない場合、ピンは、直ちに各穴を塞いでプロテーゼの一次安定性を確保する必要があり、プロテーゼを近接する骨と実質的に骨一体化させる必要がある。

導入が完了すると、関節丘−大腿骨部品は、目的上関節丘−大腿骨部品との結合表面を有し例えば非常に高密度のポリエチレン等の摩擦抵抗の低い物質で作られる脛骨部品に隣接し、スライドする。

一次安定性を確保できるものとして、骨を貫通し横方向にピン自体に係合しているネジにより各穴を塞ぐピンが知られている。

このような構造では、瞬間的で簡単なプロテーゼの閉塞ができないうえ、ネジ収容用の追加の穴を骨に開ける必要もある。

あるいは、適切な骨接合剤により、ピンを穴に固定することもある（この場合の安定性は、骨と一体的なものではない）。

さらに、周知のタイプのピンと棒は、骨髄由来の骨基質（骨芽細胞）合成用の母細胞および骨再生用の細胞（破骨細胞）を収容可能な座部をもたない固形物である。しかも、骨一体化の促進に適した人工骨代替物は、空体積が存在しないため、応用が困難である。したがって、周知のタイプのピンの場合、最適な骨一体化を操作、促進する必要のある要素は外表面のみであり、これは、新しい骨を合成するための細胞を固定させるような特定の粗度を得るために、粉砕または化学的浸食により、必要に応じて変更可能である。

さらに、上述したようなものを得る目的で、必要に応じて、骨と接触した状態にある脛骨部品の板の表面に対しても、所定の粗度が与えられる。

この場合、本発明の基盤にある技術的課題は、上述の制限を実質的に取り除きうる関節プロテーゼのアンカーピンを設計することである。

主に、本発明の目的は、安全で正確な一次固定を確保する、関節プロテーゼのアンカーピンを設計することである。

特に、本発明の目的は、簡単で迅速に導入でき、骨に形成された穴を閉塞可能なピンの提案である。

そして、前記技術的課題の範囲における本発明の重要な目的は、プロテーゼの正確な位置決定とその安定性を確保する関節プロテーゼのアンカーピンを設計することである。

さらに、本発明の目的は、骨細胞のマイグレーションと骨形成能の発達を促進することにより、完全な骨一体化を確保するピンの発明である。

本発明のさらなる目的は、簡単で安定的に骨に固定できる関節プロテーゼを設計することである。

この場合、本発明の基盤にある技術的課題は、上述の制限を実質的に取り除きうる脛骨部品を設計することでもある。

本発明の目的は、主に、安全で正確な一次固定を確保する脛骨部品を設計することである。

本発明の目的は、特に、簡単で迅速に導入でき、脛骨板の骨に形成された座部を閉塞可能な脛骨部品を提案することである。

そして、前記技術的課題の範囲における本発明の重要な目的は、プロテーゼの正確な位置決定とその安定性を確保する脛骨部品を設計することである。

さらに、本発明の目的は、骨細胞のマイグレーションと骨形成能の発達を促進することにより、完全な骨一体化を確保する脛骨部品の発明である。

最終的には、本発明の目的は、簡単で迅速に骨に固定可能な脛骨部品を有する膝関節プロテーゼを設計することである。

提示した技術的課題と特定した目的とは、請求項１〜１１の１以上に記載の特徴を有する関節プロテーゼ用のピンと請求項１２〜２０の１以上に記載の関節プロテーゼとにより、実質的に達成される。

さらに、提示した技術的課題と特定した目的とは、請求項２１〜５５の１以上に記載の特徴を有する脛骨部品と請求項５６および５７に記載の膝関節プロテーゼとにより、実質的に達成される。

以降、非限定的な例示として、添付の図面に基づき、本発明に係わる関節プロテーゼ用のピンの好ましいが非限定的な二つの実施形態と、本発明に係わる脛骨部品の好ましいが非限定的な一実施形態について説明する：
−図１は、本発明の第一実施形態に係わり、第一の動作形状にある関節プロテーゼ用のピンの斜視図であり；
−図２は、図１のピンが第二の動作形状にある場合の側面図であり；
−図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線によるピンの断面であり；
−図４は、第一の動作形状にある場合の図１のピンの第二実施形態を示す斜視図であり；
−図５は、第二の動作形状にある場合の図４のピンの側面図であり；
−図６は、図４のピンの上面図であり；
−図７は、図１〜６のピンを備える関節プロテーゼを図示したものであり；
−図８は、本発明に係わる脛骨部品の斜視分解図であり；
−図８ａは、図８の脛骨部品の要素の一部を拡大したものであり；
−図９は、図８の脛骨部品の部分断面分解側面図であり；
−図１０は、図９の矢印Ａによる、図８および９の脛骨部品の一要素の平面図であり；
−図１０ａは、図１０の要素部分を拡大したものであり；
−図１１は、図９の矢印Ｂによる、図８および９の脛骨部品の一要素の平面図であり；
−図１２は、図８の脛骨部品の一要素の変更例を示す斜視図であり；
−図１３は、図１２の要素の側面図であり；
−図１４は、図１３の側面図の断面を示しており；
−図１５は、図１２の要素を図１３の矢印Ｃによる平面図にて示したものであり；
−図１６は、図８の脛骨部品の他の要素を示す斜視図であり；
−図１７は、図１６の他の要素の側面図であり；
−図１８は、図１７のＸＩ−ＸＩ線による図１６の他の要素の縦断面である。

上述の図において、本発明に係わる関節プロテーゼ用のピンは、通常、１で表示され、本発明に係わる膝関節プロテーゼ用の脛骨部品は通常、３０で表示される。

図７に示されている非限定的な例では、ピン１は、半月状の板３で規定される膝プロテーゼ２に結合しており、大腿骨の関節丘と結合することになっている。しかしながら、ピン１は、図示はしていないが、脛骨板という語で定義されることもある脛骨部品３０や、任意の関節部位を対象とするその他のプロテーゼに付属する可能性もある。

ピン１は、その直線長手方向軸Ｘに沿って伸びており、プロテーゼ２と結合する結合部４と、骨に形成された穴への導入に適した係合部５とを含む。

図示の好ましい実施形態において、ピン１の結合部４と係合部５とはいずれも、円形断面を有し、結合部４は、図示はされていないが板３に備えられネジ穴に係合可能な外部ネジ山６を備えている。

図示はされていないが本発明の範囲内にある別の実施形態によれば、結合部４は、たとえば溶接等の異なる技法で板３に結合され、係合部５は、たとえば多角形断面を有する等異なる形状を取る。

さらに、ピン１が、チタン等の板３と同一素材で作られる場合、たとえば金型成形または単一の金属ブロックから材料加工することにより、プロテーゼ２全体を一体的に得ることができる。

有利には、ピン１の係合部５は、半径方向に弾性的に少なくとも部分的に変形可能であり、ピン１による瞬間的な穴の閉塞と、プロテーゼ２の骨への一次固定とが可能になっている。好ましくは、係合部５は、その外側面８から遠ざかるように発達し、圧縮されると、ピン１の軸Ｘに対して半径方向に沿って休止形状と動作形状間で可動の複数の弾性要素７を含む。

休止形状において、弾性要素７の自由端９は、ピン１の側面８から間隔を空けて配置されている。ピン１が穴に導入されると、その穴の内壁が弾性要素７をピン１の軸Ｘ方向に変形させる。いったん係合部５が挿入されると、上述の要素７の弾力性によりその自由端９が穴の内壁に対して押圧され、ピン１を骨内に保持させる。

より詳しくは、添付の図面に示すように、係合部５の弾性要素７は、外表面８から発達する複数の弾性羽７とされる。

好ましくは、各羽７は、自由端９の反対側の固定端１０に相応する部分で係合部５と接合し、主にピン１の長手方向軸Ｘと平行な方向に沿って伸びている。

有利には、さらに、係合部５は、少なくとも部分的に中空で、開口部１１ａ，１１ｂを備えており、ヒドロキシアパタイト等の骨誘導物質や骨伝導物質を収容したり、新しい骨物質を形成するためにピン１の周囲や内部に体液や延髄血の通過させるようになっている。

図１、２および３に示す第一の実施形態において、係合部５は、複数の切り込み１３をもち、円形断面を有する円筒壁１２により規定されている。各切り込み１３は、羽７を区画し、各主要開口部１１ａを規定する。図示のピン１は、全長が１４ｍｍであり、結合部５の軸長は１１．５ｍｍである。結合部５の内径は５．８ｍｍであり、外径は６ｍｍである。

各主要開口部１１ａは、長辺が４ｍｍでピン１の長手方向軸Ｘに平行な長方形状である。したがって、各羽７は実質的に長方形状であり、主に、長手方向軸Ｘに平行な方向に沿って発達しており、円筒壁８に連結されている下端辺１４を有する。各羽７の自由端９は、結合部４に向かって尖っており、骨に形成された穴の内壁とより効果的に干渉できるようになっている。

さらに、各羽７は曲線状であり、ピン１の外側に向かって凹面を有する。特に、図１、２および３に示すように、羽７には円筒壁１２に連結している第一の部分と、尖った自由端９で終わっており彎曲部１７により第一の部分と分離されている第二の部分１６とが含まれる。

図１に示す休止形状において、第一の部分１５は、実質的に壁１２に沿っており、第二の部分１６は、彎曲部１７があるために、結合部４の方向に向かって壁１２自体から離れるように発達している。

図２および３に示す動作形状においては、第二の部分１６の自由端９は、壁１２に向かって押圧されており、羽７は、特に彎曲部１７に相応する部分で、部分的に係合部５内に戻っている。第一の部分１５は、前記係合部５内に弾性的に彎曲し、ピン１が収容される穴の壁に対する、羽７の半径方向推力を確保している。

図１、２および３に示すピン１は、羽７の第一の組１８を有する。第一の組１８は、互いに隣り合い、長手方向軸Ｘの円周方向に配置される。特に、第一の組の羽７は９個あり、互いに４０°の角度間隔を置いて設置されている。

各羽７の間には、長方形で羽７に関わる主要開口部１１ａと実質的にサイズの等しい予備開口部１１ｂも存在する。図示の予備開口部１１ｂは９個であり、互いに４０°で隣接する羽７とは２０°の角度間隔を置いて配置されている。

ピン１はさらに、第一の組１８から軸方向に約１ｍｍずつ間隔を置いて配置されている各予備開口部１１ｂに関わる羽７の第二の組１９を有する。

羽７の第二の組１９は、さらに、第一の組１８に対して角度的に互い違いであり、第一の組１８の各羽７が、係合部５の母線に沿って、第二の組１９の予備開口部１１ｂと並ぶようになっている。

最終的に、各主要開口部１１ａと予備開口部１１ｂは、図３に示す断面において、円弧を区切っており、約１０°の弧を内包する。

図４、５および６に示す第二実施形態において、各羽７は、円筒状部１２の円周の準線上にあり円筒壁１２自体とつながっている一辺２０と、結合部４に向かっている自由頂点２１とをもつ三角形状を有する。図示によれば、この三角形は、好ましくは、１．８５ｍｍ長の接合辺２０と、２ｍｍ長の別の二辺とをもつ二等辺三角形である。

各羽７は、分岐点２２において交差し、三角形の主要開口部１１ａを規定する一対の直線状の切り込み１３により形成される。壁１２とつながっている辺２０に、羽７の壁１２との接合の剛性を緩和するという機能をもつ付加的開口部２３がさらに形成される。好ましくは、このような開口部２３は、０．８ｍｍの直径をもつ円形である。

第二実施形態は、３組の羽７を有する。各組は、近接する組とは軸方向にかつ角度的に互い違いになっており、角度的に等間隔に配置された４個の羽７と、好ましくは直径が２ｍｍの同数の円形補助開口部１１ｂとを含む。

図示したいずれの実施形態においても、結合部４の反対側にある係合部５の末端２４は、壁１２から区切られた円筒状の凹部２５において開口しており、骨一体化に関与する細胞のミグレーションを促進するのに適した小型で円筒形の前記骨誘導物質の収容が可能になっている。

本発明に係わるピン１には、重要な利点がある。

つまり、弾性羽があることにより、または、より一般的には、ピンの半径方向の弾性的変形能により、骨自体に形成された穴に結合部を押しつけて取り付けるだけで簡単にプロテーゼを骨に一次固定することができる。

こうした利点により、従来の固定系では必要とされたネジ等の複数の要素を骨に収容させる際の位置調整が不要になるため、外科手術が大幅に簡略化される。

さらに、本発明に係わる１以上のピンの使用により、導入直後の通常形状のプロテーゼ構造体の長手方向および軸方向の動きを防ぐことができる。

結合部が中空構造をとること、および円筒壁に開口部が存在することにより、アンカーピンの円筒状の中空構造内への細胞成分、発芽した自己移植骨および成長因子が豊富な栄養のある液のミグレーションを可能にする。これらの生物学的成分はいずれも、骨形成プロセスの決定要因である。

最終的には、多孔性のヒドロキシアパタイト系の小型で円筒形の生体模倣骨代替物でアンカーピンの中空部を「圧入」のみにより充填することにより、骨形成プロセスが促進され、軟骨様骨に形成された座部内での骨一体化を事実上加速する。足場は、その生物模倣特性故に、骨基質の連続的な合成による骨芽細胞的な分化が起こり、その微小孔性の網状組織故に、新しい血管形成促進が起こる細胞群で占められることになる。

図８〜１８に示す非限定的な例では、脛骨部品３０には、患者の骨脛骨板に固定されるアンカー板３１と、低摩擦係数をもち、圧縮に対する抵抗性が高い物質、好ましくは高密度ポリエチレンで作られた挿入部３２とが含まれる。

あるいは、挿入部３２は、他の摩耗抵抗性の高分子またはセラミック物質で作られることもある。

板３１は、挿入部３１が収容される座部３３を有する。座部３３の機能は、骨脛骨板の変性関節軟骨の代替である。

詳細には、アンカー板３１には、主に、所定方向Ｗに沿って発達する平面が卵形の、またはより正確には「豆形」の形状をもつ（図１０）底面壁３４が含まれる。さらに、底面壁３４は、反対側にあり、かつ好ましくは面間が平らな、第一の面３５と第二の面３６とを有する。

側面壁３７は、第二の面３６から離れるように、底面壁３４の周辺端に沿って発達し、前述の底面壁３４に対して垂直に伸張しており、第二の面３６とともに、挿入部３１が収容される前記座部３３を区切っている。

好ましくは、側面壁３７の高さ、または板３４の面３５、３６に垂直な軸方向Ｚに沿った長さは、板３４の面サイズの０．１〜０．２倍の大きさである。

挿入部３２は、アンカー板３１と類似の平面図形を有し、関節丘−大腿骨の部品と接することになる作用面３９をもつ第一の部分３８を含む。図示の実施形態においては、このような表面３９は平面形状であるが、図示されていない別の実施形態においては、必要に応じて異なる構造を取る可能性もある。

挿入部３２は、さらに、第一の部分３８よりも平面サイズが小さく、アンカー板３１の座部３３に導入されるような第二の部分４０を有する。

第一の部分３８と第二の部分４０の間には、作用面３９の反対側の第一の部分３８に接し、前記第二の部分４０を囲んでいる環状段面４１（図９）を区切る段差がある。

挿入部３２が座部３３に装着されると、第二の部分４０がこの座部３３に収容され、環状段面４１がアンカー板３１の側面壁３７の終端部４２に接する。第二の部分４０の面４３は第二の面３６に接する。

有利には、挿入部３２が座部３３にスナップ留めできる。このため、挿入部３２には、少なくとも一対の弾性的に変形可能な歯４４が含まれており、座部３３に設けられた各収容部４５に導入部３２をスナップで取り付けることができる。

図示の好ましい実施形態においては、挿入部３２には、前記挿入部３２の両端４６に対応する位置に所定方向Ｙに沿って広がるように発達する２本の歯４４がみられる（図１１）。

各歯４４は、挿入部３２の第一の部分３８から離れるように発達し、第二の部分４０の側面に第二の部分４０からは十分に間隔を空けて位置しており、歯４４自体が屈曲できるようになっている。このため、歯４４は第二の部分４０に設けられている凹部４７に並んでいる（図１１）。

各歯４４は、第一の部分３８と接合しその近傍で屈曲が起こる縮小断面を有する部分４８と、各収容部４５に対してカウンター形状の厚みをもつ遠位末端４９とを含む（図９）。

座部３３内には、前記所定方向Ｗに沿って横たわっている板３１の両端５１に対応して、側面壁３７の内表面５０にある凹部で区切られた２個の収容部４５が設けられている。各歯４４の遠位末端４９は、凹部４５の側面線に従った曲線状の平面形状を有する。

アンカー板３１には、さらに、その周辺側面５３に配置されている複数の突起５２が含まれる。これらの突起は、側面壁３７の外表面に適合し、座部３３に対して反対部分から面している。

突起５２は、患者の骨脛骨板に形成された収容部に、脛骨部品３０を瞬間的に閉塞させ、この脛骨部品３０を脛骨板に一次固定させる。

突起５２は、さらに、骨への導入を容易にすると同時に瞬間的な閉塞を確保できるような構造を有する。

このため、好ましくは、各突起５２は、周辺側面５３に対して傾斜する面５４を有する。傾斜面５４は、周辺側面５３から離れるように、挿入部３２の取付座部３３の反対側にある脛骨部品３０の領域を始点として前記座部３３に向かって発達している。

つまり、傾斜面５４は、底面壁３４付近にある傾斜面５４自体の近位末端を始点として側面壁３７の終端部４２付近にあるその遠位末端に向かって、側面壁３７の外表面５３から遠ざかるようになっている（図９）。したがって、突起５２は、一般に終端部４２に近づくように分岐し、脛骨部品３０が装着されたときには、挿入部３２の作用面３９に向かって分岐する。さらに、有利には、各突起５２は鋭角５５を有する。この鋭角５５は、好ましくは、各突起５２の遠位末端に位置しており、効果的に骨と干渉しあえるようになっている（図８ａおよび１０ａ）。

図示した実施形態では、各突起５２が、前記傾斜面５４と、周辺側面５３に垂直で底面壁３４の第一の面３５および第二の面３６に実質的に平行な上部表面５６とにより区切られている。傾斜面５４および上部表面５６は、突起５２の遠位末端の尖縁５５で規定される共通端に収束する。

さらに、各突起５２は、一対の凹み状側面５７で区切られる。これは、曲線に従って発達する各端５８に対応して、傾斜面５４を上部表面５６とつなぐ。

好ましくは、突起５２は、レリーフボーダーを規定するように、周辺側面５３の周囲方向に沿って、または側面壁の外表面上に連続して並んでいる。図示によれば、２つの近接する突起５２の凹み状側面５７は、連続的につながっている。

図示の好ましい実施形態において、周辺側面５３の周囲方向に沿って連続して配置されている突起５２の第一の組５９に対して、同様に周辺側面５３の周囲方向に沿って連続して配置されている前記突起５２の第二の組６０が隣接している。第二の組６０は、２つのレリーフボーダーを規定するように、周辺表面５３の母線に平行な軸方向Ｚに沿って、第一の組５９に隣接している（図８および９）。

さらに、有利には、第一の組５９の突起５２と、第二の組６０の突起５２とは、相互に互い違いになっている．

より詳しくは、周辺表面５３の母線に平行で突起５２自体を通過する前記軸方向Ｚに相対的な第一の組５９の各突起５２は、第二の組６０の各突起５２に対しては一列に並んでいない。

つまり、周辺表面５３の母線に平行で第一の組５９の突起５２の１点を通過する軸方向Ｚは、それに相対的な第二の組６０の突起５２の１点を通過しない。

特に、図示の実施形態において、第一の組５９の突起５２の遠位末端の各尖縁５５は、第二の組６０の２つの近接する突起５２の凹み状側面５７に対向している。

図示されていないが本発明の範囲内に含まれる別の実施形態によれば、突起５２には上記以外の組も存在する可能性があり、上述に従って、好ましくはお互いどうしで互い違いになっている。

脛骨部品３０には、さらに、座部３３の反対側にあるアンカー板３１の底面壁３４の第一の面３５から発達し、少なくとも１つの凹部６２を備えるラグ（突起）６１が含まれる。

ラグ６１は、第一の面３５から垂直に発達し、前記凹部６２を区切る補助壁６３により規定される。

図示したところによれば、補助壁６３は、円形断面をもつ管状を示し、底面壁３４に接合している末端とは反対側の末端が開口した状態になっている（図１０）。

有利には、補助壁６３は、さらに凹部６２に連通する複数の貫通開口部６４を有する。このような開口部６４は、補助壁６３の円周方向に分散された複数の穴により規定される。

有利には、少なくとも部分的に中空であり、穴６４を備えるラグ６１により、骨一体化に関与する細胞のミグレーションを促進するのに適したヒドロキシアパタイト等の骨伝導性物質を収容でき、脛骨部品３０の周囲と内部に新しい骨物質を形成するための体液や延髄血を通過させる。

ラグ６１は、さらに、上述し図１〜７に図示した、骨プロテーゼのアンカー用のピン１と同様に実施される。

また、有利には、座部３３の反対側にあるアンカー板３１の第一の面３５が、さらに座部３３自体に対向する複数の貫通穴６５を有する。つまり、底面壁３４は穿孔されており、アンカー板３１内部においても新しい骨物質の形成が可能になっている。

このような穴６５のなかには、ラグ６１の凹部６２内に開いているものもある（図９および１０）。

突起５２と、好ましくはラグ６１とが、たとえば金型成形および／または単一の金属ブロックから材料加工することにより、アンカー板３１とともに一体的に得られる。

図１２〜１５に示す実施形態によれば、アンカー板３１のラグ６１が、底面壁３４の第一の面３５に対して偏心しており、好ましくは前記第一の面３５に対して９０°以外の角度αを形成し長手方向に発達する軸Ｋを有する。好ましくは、このような角度αは、９０°未満であり、好ましくは４５°〜７０°の間にある。より好ましくは、この角度αは６０°に等しい。

あるいは、このような角度αは、４５°〜９０°の間にあって９０°未満であり、好ましくはこのような角度αは７０°〜９０°の間にあって９０°未満である。

また、第二実施形態のラグ６１は、第一の面３５から傾斜して発達しており凹部６２を区切る補助壁６３により規定される。

図示によれば、補助壁６３は、円形断面をもち開口した両端６６，６７を有する管状を呈する。図７に明示されるように、ラグ６１は穿孔していないものの、底面壁３４に接合している近位末端６６と、底面壁３４に接合する末端とは反対側にある末端６７の双方で開口している。

さらに、ラグ６１の末端６７の周縁の第一の曲線部分６８は、長手方向に発達する前記軸Ｋに対して直交しており、一方、同周縁の第二の曲線部分６９は、第一の面３５に平行である。第一の部分６８および第二の部分６９は、好ましくはアンカー板３１の長手方向Ｗに直角に発達する２つの凸状端７０にて収束する（図１５）。

ラグ６１には、さらに、その外側面７２上に並ぶ突起７１が含まれ、このような突起７１は、好ましくは尖縁７３を有する。

図示の実施形態において、前記各突起７１と、各縁７３とが曲線形状を示し、長手方向に発達する軸Ｋの周囲に少なくとも部分的に発達する。

尖縁７３は、底面壁３４の第一の面３５に実質的に平行である。

側面壁３７に並ぶ突起５２と同様に、ラグ６１の突起７１も、脛骨板の骨に形成された収容部に脛骨部品３０を瞬間的に閉塞させ、この脛骨部品３０の脛骨板への一次固定を可能にする。

突起７１は、さらに、骨への導入を容易にすると同時に瞬間的な閉塞を確保できるような構造を有する。

このため、好ましくは、各突起７１は、側面壁３７に並んでいる突起５２の傾斜面５４の傾斜に相互に一致して傾斜する面７４を有する。

つまり、傾斜面７４は、ラグ６１の外側面７２から離れるように、ラグ６１の末端６７付近の近位末端を始点としてラグ６１の近位末端６６付近の遠位末端に向かっている。

図示の実施形態を変化させる場合、突起７１は、たとえば、金型成形および／または材料加工により補助壁６３にいくつかの凹部を形成することにより得られる。

さらに、好ましくは、図１４に示すように、ラグ６１に設けられた凹部６２は、ラグ６１の長手方向の発達に沿って一定の断面を示さずに、末端６７に向かって若干先細りしていく。

好ましくは、図１２〜１５に示す実施形態は、（図１６、１７および１８にみられる）ピン７５をさらに備える。このピンは、ラグ６１の凹部６２に挿入され、ラグ６１自体の末端６７を貫通する。

ピン７５は、好ましくは、上述し図１〜７に図示した骨プロテーゼのアンカー用のピン１に類似する。

より詳しくは、ピン７５はその直線長手方向軸Ｌに沿って伸張し、ラグ６１の凹部６２に挿入され閉塞することになる近位部７６と、骨に形成された穴への挿入に適した遠位部７７とを含む。

ピン７５をアンカー板３１に装着すると、遠位部７７がラグ６１の末端６７を貫通し、ピン７５の長手方向軸Ｌがラグ６１の長手方向に発達する軸Ｋと一致する。

図示の好ましい実施形態においては、ピン７５の近位部７６と遠位部７７のいずれも、円形の断面を有する。

近位部７６は円錐台状であり、好ましくは凹部６２のソケットにより収容され閉塞される。

近位部７６の末端縁部７８は、ピン７５がアンカー板３１にいったん装着されたら、底面壁３４の第一の面３５から貫通しないような形状となっている。

このため、上記の末端縁部７８は、図６、７および８に示すラグ６１の末端６７と同様に、２つの凸状端８１に収束する第一の曲線部７９と第二の曲線部８０とを有する。縁部８１どうしは約１２０°の角度をもつ。有利には、ピン７５の遠位部７７は、半径方向に弾性的に少なくとも部分的に変形可能であり、ピン７５が骨に形成された穴を瞬間的に閉塞し、骨自体に脛骨部品３０が一次固定されるようになっている。

好ましくは、遠位部７７は、その外側面８３から遠ざかるように発達し、圧縮された場合に、ピン７５の軸Ｌに対して半径方向に沿って休止形状と動作形状の間で可動の複数の弾性要素８２を含む。

休止形状において、弾性要素８２の自由端は、ピン７５の側面８３から間隔を空けて配置されている。ピン７５が穴に導入されると、その穴の内壁が弾性要素８２をピン７５の軸Ｌ方向に変形させる。いったん遠位部７７が挿入されると、上述の要素８２の弾力性により自由端が穴の内壁に対して押圧され、ピン７５を骨内に保持させる。

より詳しくは、添付の図面に示すとおり、遠位部７７の弾性要素８２は、外表面８３から発達する複数の弾性羽とされる。

好ましくは、各羽８２は、自由端の反対側の固定端に相応する部分で遠位部７７に接合し、主にピン７５の長手方向軸Ｌと平行な方向に沿って伸びている。

また、有利には、遠位部７７は、少なくとも部分的に中空であって開口部８４を備えており、ヒドロキシアパタイト等の骨誘導物質を収容し、新しい骨物質を形成するためにピン７５の周囲や内部に体液や延髄血を通過させるようになっている。

図１６、１７および１８に示す好ましい実施形態において、各羽８２は、円筒状の側面８３の円周の準線上にあり側面８３自体とつながっている一辺８５と、近位部７６に向かっている自由頂点とをもつ三角形状を有する。

各羽８２は、分岐点において交わり、三角形の主要開口部８６を規定する一対の直線状の切り込みにより得られる。

図示の実施形態のピン７５は、３組の羽８２を有する。各組は、近接する組とは軸方向にかつ角度的に互い違いになっており、角度的に等間隔に配置された３個の羽８２と、同数の円形補助開口部８４とを含む。

ピン７５は中空であり、遠位部７７の端部８７は開口しており、骨一体化に関係する細胞のミグレーションを促進するのに適した小型で円筒形の前記骨誘導性の無機物質を収容できるようになっている。

使用時には、患者の脛骨板に適切な収容部を形成した後、アンカー板３１がこのような収容部に圧入され、側面壁３７の末端縁部４２が、骨表面と実質的に平坦な状態を保ち、突起５２、７３が、上記収容部の内壁と接触し干渉するようになる。

ラグ６１とピン７５とは、必要に応じて、上記収容部の底部に設けられた適切な穴に挿入される。

たとえば、図７に図示されているように、挿入部３２は、収容部と、関節丘−大腿骨の部品の板３に対向し接触している作用面３９との外側に保持される。

本発明に係わる脛骨部品３０は、重要な利点を得ている。つまり、突起の存在により、脛骨板に板を押しつけて取り付けるだけでプロテーゼを骨に簡単に一次固定できる。

突起の構造により脛骨部品の導入が可能になるが、取り付けが完了すると頸骨部品の動きは確実に抑制される。

このような利点により、従来の固定系では必要となるネジ等の複数の要素を骨に収容させる際の位置調整や、暫定的な閉塞のための接合剤の使用が不要になるため、外科手術が大幅に簡略化される。

さらに、挿入部は、患者の骨に移植する前に、スナップ留めによりアンカー板に簡単に接合できるため、手術が非常に迅速かつ安全に行えるようになる。

ラグとピンが中空構造をとり、開口部が底面壁とピンに存在することにより、ラグの円筒状の中空構造内への細胞成分、発芽した自己移植骨、および成長因子が豊富な栄養のある液のミグレーションを可能にする。これらの生物学的成分はいずれも、骨形成プロセスの決定要因である。

最終的には、アンカー板のラグやピンの中空部を、「圧入」によりセットされた多孔性ヒドロキシアパタイト系の小型で円筒形の生体模倣骨代替物あるいは注入可能なペースト状になった骨代替物で充填することにより、骨形成プロセスが促進され、骨脛骨に形成された座部内での骨一体化を実質的に加速する。足場は、その生物模倣特性故に骨基質の連続的な合成による骨芽細胞的な分化が起こり、その微小孔性の網状組織故に新しい血管形成促進が起こる細胞群で占められることになる。

一般に関節丘−大腿骨の部品２（図７に例示）と脛骨部品３０（図８に例示）とにより形成される膝プロテーゼは、上述および／または請求項１〜１１の１以上に請求された、前記関節丘−大腿骨の部品２の板３と結合したピン１を含む。上述および／または請求項１〜１１の１以上に請求されたピン１またはその代替物を含む前述のプロテーゼは、通常、請求項２１〜５５の１以上に記載および／または請求されている脛骨部品３０の特性を有する。つまり、膝プロテーゼは、通常、本発明に係わる関節丘−大腿骨の部品２および従来の脛骨部品を固定するためのピン１、または関節丘−大腿骨の部品２および本発明に係わる脛骨部品３０を固定するための従来のピン、または本発明に係わるピン１と本発明に係わる脛骨部品３０を有する。

図１は、本発明の第一実施形態に係わり、第一の動作形状にある関節プロテーゼ用のピンの斜視図であり； 図２は、図１のピンが第二の動作形状にある場合の側面図であり； 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線によるピンの断面であり； 図４は、第一の動作形状にある場合の図１のピンの第二実施形態を示す斜視図であり； 図５は、第二の動作形状にある場合の図４のピンの側面図であり； 図６は、図４のピンの上面図であり； 図７は、図１〜６のピンを備える関節プロテーゼを図示したものであり； 図８は、本発明に係わる脛骨部品の斜視分解図であり； 図８ａは、図８の脛骨部品の要素の一部を拡大したものであり； 図９は、図８の脛骨部品の部分断面分解側面図であり； 図１０は、図９の矢印Ａによる、図８および９の脛骨部品の一要素の平面図であり； 図１０ａは、図１０の要素部分を拡大したものであり； 図１１は、図９の矢印Ｂによる、図８および９の脛骨部品の一要素の平面図であり； 図１２は、図８の脛骨部品の一要素の変更例を示す斜視図であり； 図１３は、図１２の要素の側面図であり； 図１４は、図１３の側面図の断面を示しており； 図１５は、図１２の要素を図１３の矢印Ｃによる平面図にて示したものであり； 図１６は、図８の脛骨部品の他の要素を示す斜視図であり； 図１７は、図１６の他の要素の側面図であり； 図１８は、図１７のＸＩ−ＸＩ線による図１６の他の要素の縦断面である。

Claims (57)

1. プロテーゼ（２）に対する結合部（４）と、骨に形成された穴の中に係合する係合部（５）とを有する関節プロテーゼのアンカーピンであって、前記係合部（５）が半径方向に弾性的に少なくとも部分的に変形可能であり、ピン（１）が前記穴を瞬間的に塞ぎ前記プロテーゼ（２）を前記骨に一次固定させることを特徴とするアンカーピン。
2. 前記係合部（５）が、係合部（５）の外表面（８）から遠ざかるように発達し、骨に形成された穴の内壁に干渉することになる複数の弾性羽（７）を有することを特徴とする請求項１に記載のピン。
3. 骨橋が形成されるまで骨誘導物質を収容し延髄液の通過を可能にするため、係合部（５）が、少なくとも部分的に中空であり、開口部（１１ａ，１１ｂ）を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のピン。
4. 前記係合部（５）が、前記羽（７）どうしを区切り前記開口部（１１ａ，１１ｂ）を区画する複数の切り込み（１３）を有する円筒壁（１２）で構成されることを特徴とする請求項２または３に記載のピン。
5. 前記各羽（７）が、前記結合部（４）に向けられている自由端（９）を有することを特徴とする請求項２、３または４に記載のピン。
6. 前記羽（７）の自由端（９）が尖っていることを特徴とする請求項５に記載のピン。
7. 各羽（７）が、前記円筒壁（１２）と連結されている一辺（２０）と、前記結合部（４）に向けられている自由頂点（９）とをもつ三角形状を有することを特徴とする請求項４に記載のピン。
8. 各羽（７）が、前記円筒壁（１２）に連結された短辺（１４）と、前記結合部（４）に向けられている自由端（９）とを有し、主にピン（１）の長手方向軸（Ｘ）と平行な方向に沿って発達している長方形状を有することを特徴とする請求項４に記載のピン。
9. 各羽（７）が曲線状であり、かつピン（１）の外側に向かって凹面状であることを特徴とする請求項７または８に記載のピン。
10. 小型の円筒形の前記骨誘導物質の収容を可能にするため、前記結合部（４）の反対側の係合部（５）の一端（２４）が開口していることを特徴とする請求項３に記載のピン。
11. 前記結合部（４）が、プロテーゼ（２）と係合するネジ山（６）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のピン。
12. 請求項１〜１０の少なくともいずれかに記載のピン（１）を少なくとも一つ含むことを特徴とする関節プロテーゼ。
13. 膝プロテーゼであることを特徴とする請求項１２に記載のプロテーゼ。
14. 肩の関節プロテーゼであることを特徴とする請求項１２に記載のプロテーゼ。
15. かかとの関節プロテーゼであることを特徴とする請求項１２に記載のプロテーゼ。
16. 大腿半月であることを特徴とする請求項１３に記載のプロテーゼ。
17. 脛骨板であることを特徴とする請求項１３に記載のプロテーゼ。
18. 前記ピン（１）が、プロテーゼにねじで取り付けられることを特徴とする請求項１２に記載のプロテーゼ。
19. 前記ピン（１）が、プロテーゼに溶接されることを特徴とする請求項１２に記載のプロテーゼ。
20. 前記ピン（１）が、プロテーゼと一体的であることを特徴とする請求項１２に記載のプロテーゼ。
21. 骨脛骨板と連結可能なアンカー板（３１）と、アンカー板（３１）に備えられた座部（３３）に装着可能な挿入部（３２）とを含む脛骨部品であって、前記アンカー板（３１）が、周辺側面（５３）に配置された複数の突起（５２）を含み、脛骨部品（３０）が骨脛骨板に備えられた収容部を瞬間的に塞ぎ前記脛骨部品（３０）を前記脛骨板に一次固定させるようになっていることを特徴とする脛骨部品。
22. 前記各突起（５２）が、前記周辺側面（５３）に対して傾斜する傾斜面（５４）を有することを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
23. 前記各突起（５２）の傾斜面（５４）が、前記挿入部（３２）の取付座部（３３）の反対側にある脛骨部品（３０）の領域から前記挿入部（３２）の前記取付座部（３３）までの前記周辺側面（５３）から遠ざかるように発達していることを特徴とする請求項２２に記載の脛骨部品。
24. 各突起（５２）が鋭角（５５）を示すことを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
25. 前記周辺側面（５３）の周囲方向に沿って連続的に設置されている前記突起（５２）の第一の組（５９）を少なくとも含むことを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
26. 前記周辺側面（５３）の周囲方向に沿って連続的に設置されている前記突起（５２）の第二の組（６０）を少なくとも含み；前記突起（５２）の前記第二の組（６０）が、前記周辺表面（５３）の母線に平行な軸方向（Ｚ）に沿って第一の組（５９）の隣に位置することを特徴とする請求項２５に記載の脛骨部品。
27. 前記第一の組（５９）の突起（５２）と、第二の組（６０）の突起（５２）とが、相互に互い違いになっていることを特徴とする請求項２６に記載の脛骨部品。
28. 前記周辺表面（５３）の母線に平行で前記突起（５２）を通過する各軸方向（Ｚ）に相対的な前記第一の組（５９）の各突起（５２）は、第二の組（６０）の突起（５２）に対して一列に並んでいないことを特徴とする請求項２６に記載の脛骨部品。
29. 各突起（５２）が、傾斜面（５４）と前記周辺側面（５３）に垂直な上部表面（５６）とにより区切られており、前記傾斜面（５４）と上部表面（５６）が、突起（５２）の遠位末端を規定している共通端（５５）で合流することを特徴とする請求項２２または２３に記載の脛骨部品。
30. 各突起（５２）が、前記傾斜面（５４）を前記上部表面（５６）につなぐ２つの凹み状の側面（５７）でさらに区切られることを特徴とする請求項２９に記載の脛骨部品。
31. 前記座部（３３）の反対側にあり少なくとも１つの凹部（６２）を備えるアンカー板（３１）の第一の面（３５）から発達するラグ（６１）を含むことを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
32. 前記ラグ（６１）が、前記第一の面（３５）から発達し前記少なくとも１つの凹部（６２）を区切っている、第一の面（３５）に垂直な補助壁（６３）により区画されることを特徴とする請求項３１に記載の脛骨部品。
33. 前記補助壁（６３）が、少なくとも１つの前記凹部（６２）と連通する複数の貫通開口部（６４）を有することを特徴とする請求項３２に記載の脛骨部品。
34. 前記座部（３３）の反対側のアンカー板（３１）の第一の面（３５）が、前記座部（３３）に対向する複数の貫通穴（６５）を有することを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
35. 前記挿入部（３２）が前記座部（３３）にスナップ留めできることを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
36. 前記挿入部（３２）には、弾性的に変形可能で座部（３３）に備えられた各収容部（４５）にスナップ留め可能な少なくとも１組の歯（４４）があり、前記挿入部（３２）を前記座部（３３）に取り付けられるようになっていることを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
37. 前記アンカー板（３１）には、底面壁（３４）と、底面壁（３４）の縁に沿って発達し、前記底面壁（３４）と垂直関係にある側面壁（３７）とがあり；前記底面壁（３４）と前記側面壁（３７）とが、前記挿入部（３２）の座部（３３）を区切っており；前記側面壁（３７）には、前記座部（３３）に対し反対側に向いている周辺側面（５３）があることを特徴とする請求項２１〜３６の少なくとも１つに記載の脛骨部品。
38. 前記突起（５２）が、アンカー板（３１）と一体的に成形されることを特徴とする請求項２１に記載の脛骨部品。
39. 前記ラグ（６１）が、第一の面（３５）に対して偏心していることを特徴とする請求項３１に記載の脛骨部品。
40. 前記ラグ（６１）が、第一の面（３５）に対して９０度以外の角度（α）で規定される長手方向（Ｋ）に発達する軸を有することを特徴とする請求項３１に記載の脛骨部品。
41. 前記角度（α）が４５度〜７０度であることを特徴とする請求項４０に記載の脛骨部品。
42. 前記ラグ（６１）の外側面（７２）に突起（７１）が配置されていることを特徴とする請求項３１に記載の脛骨部品。
43. 前記ラグ（６１）の突起（７１）が鋭角（７３）を示すことを特徴とする請求項４２に記載の脛骨部品。
44. 前記ラグ（６１）が開口した両端（６６，６７）を有する管形状を有することを特徴とする請求項３１に記載の脛骨部品。
45. 前記ラグ（６１）の凹部（６２）に挿入可能であり、前記ラグ（６１）の末端（６７）から突き出しているピン（７５）をさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の脛骨部品。
46. 前記ピン（７５）が、凹部（６２）に収容し塞ぐことができる円錐台状の近接部（７６）を有することを特徴とする請求項４５に記載の脛骨部品。
47. 前記円錐台状の近接部（７６）が、前記凹部（６２）をソケットで塞ぐことを特徴とする請求項４６に記載の脛骨部品。
48. 骨に形成された穴をピン（７５）で瞬間的に塞ぎ前記脛骨部品（３０）を骨に一次固定させるために、前記ピン（７５）が、半径方向に弾性的に少なくとも部分的に変形可能な遠位部（７７）を有することを特徴とする請求項４５に記載の脛骨部品。
49. 前記遠位部（７７）が、前記遠位部（７７）の外表面（８３）から遠ざかるように発達し、骨に形成された穴の内壁に干渉することになる複数の弾性羽（８２）を有することを特徴とする請求項４８に記載の脛骨部品。
50. 前記遠位部（７７）が、骨誘導性および／または骨伝導性を有する骨代替物として機能する物質を収容し、延髄液を通過させることができるように、少なくとも部分的に中空であり、開口部（８４、８６）を備えていることを特徴とする請求項４８に記載の脛骨部品。
51. 前記遠位部（７７）が、羽（８２）を区切り、前記開口部（８６）を区画する複数の切り込みを有することを特徴とする請求項４８に記載の脛骨部品。
52. 前記各羽（８２）が近接部（７６）に向けられている自由端を有することを特徴とする請求項４９に記載の脛骨部品。
53. 前記羽（８２）の自由端が尖っていることを特徴とする請求項５２に記載の脛骨部品。
54. 前記各羽（８２）が、外表面（８３）と連結されている一辺（８５）および近接部（７６）に向けられている自由頂点とをもつ三角形状を有することを特徴とする請求項４９に記載の脛骨部品。
55. 前記ピン（７５）が中空であり、小型の円筒形またはペースト形状であって骨誘導性および／または骨伝導性をもつ骨代替物として機能する物質を収容できるようになっていることを特徴とする請求項４５に記載の脛骨部品。
56. 請求項２１〜５５の少なくとも１つに記載の脛骨部品（３０）を含むことを特徴とする膝関節のプロテーゼ。
57. 大腿骨の関節丘との結合が想定されている半月状板（３）と；前記板（３）と結合する請求項１〜１１の少なくとも１つに記載の少なくとも１つのピン（１）と；請求項２１〜５５の少なくとも１つに記載の脛骨部品（３０）と；を含む膝関節プロテーゼ。

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