JP2009533177A - 可とう性のセグメント化軸受インプラント - Google Patents

Abstract

可とう性のセグメント化軸受インプラントが、互いに反対側に位置した頂部表面と底部表面とを有する本体を含む。この頂部表面と底部表面の少なくとも一方が、当接関節構成要素に関節接合するように形状構成されている。

Description

本開示は骨格関節のためのインプラントに関する。特に、本開示は、関節に対して関節機能を復元するために軸受表面を有するインプラントに関する。

可動骨格関節が、関節軟骨組織で内側を覆われた当接関節構成要素を含む。この関節軟骨組織に対する変性性および外傷性の損傷が痛みと動きの制限とを結果的に生じさせる可能性がある。痛みを軽減しかつ関節機能を復元するために、外科的な関節修復が用いられる場合が多い。この手術の際には、関節の関節接合を緩和するために、関節の互いに対向する骨の間に補綴軸受インプラントが挿入される。場合によっては、この軸受インプラントが一方の関節構成要素に取り付けられ、かつ、別の関節構成要素と関節接合する。他の場合には、この軸受インプラントは、両方の互いに当接する関節構成要素と関節接合するスペーサの形態である。損傷が限定されている場合には、関節表面上の個別的な欠損部を修復することが提案されている。より広範囲の損傷の場合には、関節構成要素全体が置換される。多くの場合には、関節接合関節表面のすべてが置換される。

本開示は、互いに当接する関節構成要素によって画定される関節の一部分を置換するための軸受インプラントを提供する。

本開示の一側面では、軸受インプラントは、第１の部分と、この第１の部分に接合されている第１の部分とは反対側に位置する第２の部分とを含む。第１および第２の部分の少なくとも一方が、複数のセグメントによって画定されている表面を含む。これらのセグメントは、当接関節構成要素に形状的に適合するように互いに対して相対的に移動可能である。第１および第２の部分の少なくとも一方が、当接関節構成要素に対して関節接合関係の形で係合可能である軸受表面を画定する。第１および第２の部分が手術中に接合可能であるだろう。第１の部分は、当接関節構成要素との関節接合のための連続した滑らかな軸受表面を画定し、および、第２の部分は、相対的に可とう性である構成の形に互いに一体状に接合されているセグメントによって画定されているだろう。これらのセグメントは、各セグメントに連結する軸受表面によって相互連結されているだろう。この軸受表面は相対的に可とう性であり、および、これらのセグメントは個別的に相対的により不とう性であるだろう。セグメントは、骨に対して堅固に固着可能である固着表面を画定するだろう。これらの部分の両方が関節表面を画定し、および、この関節表面が互いに反対側に位置しており、および、インプラントが、互いに当接する関節構成要素の間に関節接合関係の形で係合可能である。少なくとも１つの軸受表面が、複数のセグメントによって画定されるだろう。これらのセグメントは、各セグメントに連結する可とう性材料によって相互連結されるだろう。この可とう性材料は、少なくとも１つの軸受表面と同一の平面内を延びるだろう。この可とう性材料は、少なくとも１つの軸受表面の下方で凹まされているだろう。この可とう性材料はハイドロゲルだろう。軸受表面セグメントは、個別的に、連結材料に比較して相対的により不とう性であるだろう。軸受表面セグメントは、連結材料に比較して相対的により硬質であるだろう。軸受表面セグメントの各々は連結材料に対して相対的に旋回可能であり、および、各セグメントは当接接合表面に対して垂直に方向配置可能である。軸受プラントは、さらに、潤滑された軸受表面を含むだろう。この軸受表面はハイドロゲルだろう。この軸受表面はヒアルロン酸だろう。これらのセグメントは細長いストリップだろう。これらのセグメントは、インプラントが予め決められた形に湾曲可能であるように形成され構成されているだろう。このインプラントは、第１の平らな形状構成から第２の湾曲した形状構成に湾曲することが可能だろう。第１の部分は互いに対して移動可能である複数のセグメントによって画定された第１の表面を含むだろうし、および、第１の部分のセグメントは、可とう性の中間層によって第２の部分に接合されているだろう。この中間層は、第１の表面からこの中間層の中への不とう性の勾配を画定するだろう。この勾配は、表面付近の相対的により硬質の材料と、表面から内側の相対的により軟質の材料とによって決定されているだろう。この中間層は、表面から内方に空隙を含むだろう。この空隙は流体で満たされているだろう。第２の部分は、互いに相対的に移動可能な複数のセグメントによって画定される、第１の表面とは反対側に位置した第２の表面を含むだろう。この第１の表面は滑らかな軸受表面を含み、第２の表面は多孔性の組織内方成長表面を含むだろう。第１の部分のセグメントは互いに対して可とう性であり、および、第２の部分のセグメントは、第１の部分のセグメントとは無関係に、互いに対して可とう性であるだろう。このインプラントは、さらに、複数の別々のセグメントを含み、および、このセグメントの各々は、頂部表面に接触する関節構成要素と、底部表面に接触する関節構成要素とを有し、および、これらの別々のセグメントは、インプラントの湾曲を可能にするために、可とう性材料によって接合されている。各々のセグメントは、滑らかな軸受頂部表面と、多孔性の骨内方成長底部表面と、側部表面とを有するだろうし、これらのセグメントは、その側部表面を連結する可とう性材料によって互いに接合されている。このインプラントはハイドロゲルを含むだろう。複数のセグメントは、中央セグメントと、この中央セグメントから外方に延びる複数の半径方向セグメントとを含むだろう。この複数のセグメントは、セグメント相互間に細長い間隙を伴って、互いに平行に配置されている複数の細長いセグメントを含むだろう。この複数のセグメントは複数の曲がりくねったセグメントを含むだろう。この複数のセグメントは、複数の互いに重なり合うプレート状のセグメントを含むだろう。

本開示の別の側面では、軸受インプラントは、相対的に可とう性である層と、この可とう性の層とは別個の複数の別々の相対的に不とう性のセグメントと、当接関節構成要素によって係合可能である可とう性のセグメント化インプラントを形成するように可とう性の層にこのセグメントを手術中に連結するための手段とを備える。これらのセグメントは、骨に堅固に固着可能である別々のセグメントを含むだろうし、および、可とう性の層は、関節接合関係において関節構成要素と係合可能である連続的な可とう性軸受表面を含むだろう。この可とう性の層は、骨に固着可能な連続的な可とう性部分を含むだろうし、および、このセグメントは、可とう性の層に固着可能な別々の軸受表面セグメントを含み、かつ、関節接合関係において関節構成要素と係合可能である軸受表面を含むだろう。手術中に締め付け固定するための手段は、接着剤を含むだろう。この手術中に締め付け固定するための手段は、フック／ループ形留め具を含むだろう。各々のセグメントは、滑らかな軸受頂部表面と、多孔性の骨内方成長底部表面と、側部表面とを含むだろうし、および、可とう性の層がセグメントの側部の間に付着するだろう。

本開示の別の側面では、方法が、第１の相対的に可とう性である第１の構成要素を関節の中に挿入することと、関節構成要素と係合可能である表面を画定するために、複数の相対的に不とう性であるセグメントを関節内の第１の構成要素に接合することとを含む。第１の構成要素は骨固着構成要素を含むだろうし、および、セグメントは、セグメント化関節表面を形成するように骨固着構成要素に接合されるだろう。第１の構成要素は軸受表面構成要素を含むだろうし、および、セグメントは、セグメント化骨固着表面を形成するように軸受表面構成要素に接合されるだろう。

本開示の様々な具体例を、添付図面を参照しながら説明する。これらの添付図面は、開示の例示的な具体例だけを示すのであって、本開示の範囲を限定するものと見なされてはならない。

可とう性セグメント化軸受インプラントの実施形態が、互いに反対側に位置した頂部部分と底部部分とを含む。頂部部分と底部部分の少なくとも一方は、当接関節構成要素と関節接合するように形状構成されている。軸受インプラントは、連続した関節機能を維持するために骨格関節の損傷または罹病した軟骨組織のための置換物として機能するだろう。軸受インプラントは、臀部、膝、肩、脊柱、肘、手首、足首、顎、および、手および足の指の関節を非限定的に含む、任意の骨格関節の一部分を置換するために使用されるだろう。このインプラントは、関節、関節の構成要素全体、および／または、全関節の中の比較的小さい欠損部を置換するように形状構成されているだろう。このインプラントが関節接合する当接関節構成要素が、別のインプラントおよび／または自然の関節表面であってよい。軸受インプラントは、頂部軸受表面および底部固着表面、頂部固着表面および底部軸受表面、または、頂部軸受表面および底部軸受表面を有するだろう。

この軸受表面は、対向する自然または補綴軸受表面と関節接合するのに適している任意の材料で作られているだろう。例えば、軸受表面は、金属、セラミック、ポリマー、ハイドロゲル、および／または、他の材料で作られているだろう。この軸受表面は、手術部位に適合させるために、手術中の軸受表面の湾曲、切断、および／または、他の形の成形を容易にするように、可とう性であるだろう。可とう性は、関節表面用に使用される材料によって与えられるだろう。例えば、軸受表面は、ポリマー、薄い金属、および／または、他の適切な可とう性材料を含むだろう。例えば、ポリマーは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリケトン、および／または、他の適切な材料を含むだろう。例えば、軸受表面は、超高分子量ポリエチレンを含むだろう。

可とう性は、さらに、軸受表面をセグメント化することによって実現されるだろう。セグメントは、多角形、円形、楕円形、自由曲線、および／または、他の適切な形状であるだろう。セグメントは、細長いストリップ、短いセグメント、および／または、他の適切な形状だろう。セグメントは、直線状パターン、湾曲パターン、および／または、他の適切なパターンの形に配置されているだろう。セグメントは、軸受表面の切断、刻み目付け、穴あけ、成形、および／または、他の形の形成によって、軸受材料の連続断片から形成されるだろう。セグメントは完全に分離させられているか、または、幾つかの互いに相互連結および／または重複する軸受材料を含むだろう。セグメントは、別個の反対側に位置した部分に接合させられるだろう。例えば、インプラントの頂部表面は、セグメントを支持するためにこのインプラントの反対側に位置した底部部分に接合されているセグメントによって画定されるだろう。セグメントは、互いに反対側に位置した部分が接合させられる前に、または、接合された後に、形成されるだろう。例えば、軸受材料の断片が、反対側に位置した部分に接合され、および、その後で、軸受表面が別々のセグメントの形に形成されるだろう。別の具体例では、セグメントは、反対側に位置した部分が後で接合させられる別々のセグメントとして提供されるだろう。セグメントは、互いに当接し、互いに重なり合い、または、互いに間隔を置かれているだろう。軸受材料は、反対側に位置した表面材料よりも相対的に不とう性であるだろう。例えば、セグメントは不とう性で硬質の軸受表面を有するだろうし、および、反対側に位置した部分は、下に位置した解剖学的表面にインプラントが形状的に適合するように比較的に可とう性であるだろう。この反対側に位置した部分は、関節接合中に軸受表面セグメントの相対的な動きを可能にするだろう。この軸受表面セグメントは、当接関節構成要素に対して相対的にセグメントを方向配置するように旋回することが可能だろう。例えば、セグメントは、当接関節接合構成要素に対して垂直に各セグメント軸受表面を方向配置するように、互いに対して相対的に固着することが可能だろう。セグメントは、当接軸受構成要素の形状に対してセグメント化軸受表面を形状的に適合させるために、反対側に位置した部分に対して相対的に十分に動くことが可能だろう。セグメントは、所望の解剖学的形状に対応する予め決められた形状の形にインプラントが湾曲するように、成形され配置されているだろう。例えば、セグメントは、インプラントが皿形、溝形、畝形、および／または、他の適切な形状に曲がるように形状構成されるだろう。

軸受表面は、関節接合を容易にするための潤滑剤を含むだろう。例えば、軸受表面は、ヒアルロン酸および／または流体力学的に潤滑されたハイドロゲル層を含むだろう。例えば、軸受表面は、この表面の中に含浸させられているヒアルロン酸を含むだろう。軸受表面は、巨大分子の間の間隙を満たす水を含むポリマー鎖の３次元網目組織を有するハイドロゲルを含むだろう。このハイドロゲルは、水中でのその溶解を防止するように架橋されている水溶性ポリマーを含むだろう。このハイドロゲルの含水率は２０％から８０％の範囲内だろう。このハイドロゲルの高含水率は、流体力学的潤滑を原因とする軸受の低い摩擦係数を結果的にもたらす。有利なことに、軸受構成要素上での荷重の増加に応じて、ハイドロゲルから押し出される水が潤滑薄膜を形成するので、摩擦係数が減少する。このハイドロゲルは自然ポリマーまたは合成ポリマーを含むだろう。自然ポリマーの例が、ポリヒアルロン酸、アルギン酸塩、ポリペプチド、コラーゲン、エラスチン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、キチン、および／または、適切な自然ポリマーとその組合せとを含む。合成ポリマーの例が、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、および／または、他の適切な合成ポリマーとその組合せとを含む。

軸受表面は、接着、機械式留め具、多孔性交互嵌合、および／または、他の適切な連結方法によって、反対側の部分に連結されるだろう。例えば、この反対側の部分は、軸受表面をこの反対側の部分に取り付けるための、軸受表面の一部分が中に一体化されている開放多孔性構造物を含むだろう。

固着表面が、手術部位に対する概ね固着した関係において軸受表面を支持するように、下にある解剖学的表面にインプラントを固着させるだろう。この固着表面は中実であっても多孔性であってもよい。固着表面は、所定位置に接着されるか、所定位置に圧入されるか、組織内方成長を受け入れるか、および／または、任意の他の適切な組織固定形状構成の形で組織に固定されるように、形状構成されているだろう。例えば、固着表面は、身体組織に隣接してインプラントを固定するために組織内方成長を受け入れるように、身体組織に隣接した配置のための開放多孔性構造物を含むだろう。多孔性構造物は、硬質組織および／または軟質組織の内方成長を促進するように形状構成されているだろう。この多孔性構造物は、開放気泡発泡体、織物構造物、格子、２次粒子、および／または、他の適切な構造物およびその組合せの形態であるだろう。

固着表面は、金属、ポリマー、セラミック、ハイドロゲル、および／または、他の適切な材料およびこれらの組合せを非限定的に含む、任意の適切な材料を含むだろう。例えば、ポリマー固着表面は、再吸収可能および／または再吸収不可能なポリマーを含むだろう。再吸収可能なポリマーの例が、ポリ乳酸ポリマー、ポリグリコール酸ポリマー、および／または、他の適切な再吸収可能なポリマーを含む。再吸収不可能なポリマーの例が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリケトン、および／または、他の適切な再吸収不可能なポリマーを含む。金属固着表面がチタン、タンタル、ステンレス鋼材、および／または、他の適切な金属およびこれらの合金を含むだろう。この固着表面は、硬質組織内方成長のための適切な表面を提供するだろう。例えば、この固着表面は、自然の小柱状骨の構造に類似した構造を有する多孔性タンタル材料を含むだろう。こうした材料は、標題「海綿質骨インプラントおよび細胞および組織レセプターのための開放気泡タンタル構造物（Ｏｐｅｎ Ｃｅｌｌ Ｔａｎｔａｌｕｍ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｆｏｒ Ｃａｎｃｅｌｌｏｕｓ Ｂｏｎｅ Ｉｍｐｌａｎｔｓ Ａｎｄ Ｃｅｌｌ Ａｎｄ Ｔｉｓｓｕｅ Ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ）」の米国特許第５，２８２，８６１号明細書に説明されている。この材料は、タンタルを多孔性マトリックスの中に蒸着させることによって製造される。この固着表面は、組織に対するその固着表面の連結をさらに強化するための突出留め釘または他の骨係合要素を含むだろう。

組織成長促進物質がインプラント中に含まれてもよいし、および／または、手術時に加えられてもよい。組織成長促進物質の例が、ヒドロキシアピタイト（ｈｙｄｒｏｘｙａｐｉｔｉｔｅ）、粒子状骨、骨成長タンパク質、自己組織由来成長因子、骨髄吸引液、幹細胞、および／または、他の組織成長促進物質を含む。

固着表面は、手術部位に適合するための固着表面の手術中の湾曲、切断、および／または、他の成形を容易にするように可とう性であるだろう。可とう性は、固着表面のために使用される材料によって実現されるだろう。例えば、固着表面はポリマー、薄い金属、ハイドロゲル、および／または、適切な可とう性材料を含むだろう。

可とう性は、さらに、固着表面をセグメントに分けることによって実現されるだろう。セグメントは、多角形、円形、楕円形、自由曲線、および／または、他の適切な形状であるだろう。セグメントは、細長いストリップ、短いセグメント、および／または、他の適切な形状だろう。セグメントは、直線状パターン、湾曲パターン、および／または、他の適切なパターンの形に配置されているだろう。セグメントは、固着表面を切断、刻み目付け、穴あけ、成形、および／または、他の形に形成することによって、固着表面材料の連続断片から形成されるだろう。セグメントは完全に分離されているか、または、幾つかの相互連結および／または重複する固着材料を含むだろう。セグメントは、軸受表面と固着表面とが接合させられる前に、または、接合された後に、形成されるだろう。例えば、軸受材料の断片が固着表面材料の断片に接合されてよく、および、その後で、固着表面が別々のセグメントを形成するように切断されるだろう。別の具体例では、セグメントは、軸受材料が後で接合させられる別々のセグメントとして提供されるだろう。セグメントは、互いに重なり合い、互いに当接し、または、互いに間隔を置かれているだろう。固着表面材料は、軸受材料よりも相対的に不とう性であるだろう。例えば、セグメントは相対的に不とう性であり、および、軸受表面は、軸受表面の湾曲を原因として固着表面セグメントが互いに対して相対的に曲がるように相対的に可とう性であるだろう。セグメントは、所望の解剖学的形状に対応する予め決められた形状の形にインプラントが湾曲するように、成形され配置されているだろう。例えば、セグメントは、インプラントが皿形、溝形、畝形、および／または、他の適切な形状に曲がるように形状構成されるだろう。

頂部部分と底部部分とが、可とう性材料の中間層によって接合されるだろう。中間層は頂部部分と底部部分との間に成形されるだろう。頂部表面と底部表面は両方ともセグメント化されているだろう。例えば、頂部部分は、硬質で滑らかな軸受表面を有するセグメントを含む軸受表面を画定するだろうし、および、底部部分は、多孔性骨内方成長形状構成を有するセグメントを含む固着表面を画定するだろう。別の例では、頂部部分と底部部分は両方とも軸受表面を画定するだろう。可とう性層は、頂部表面セグメントと底部表面セグメントとが互いに対して相対的に湾曲するように十分に厚くかつ弾性であるだろう。例えば、底部セグメント化表面は、骨表面のような下にある関節構成要素の形状に形状的に適合するように湾曲するだろうし、および、頂部セグメント化表面は、当接関節接合関節構成要素に形状的に適合するように、底部表面とは無関係に湾曲するだろう。

インプラントは、各セグメントが頂部および底部の関節接触表面を含む別々のセグメントによって形成されるだろうし、および、別々のセグメントは、インプラントの湾曲を可能にするために可とう性材料で一体状に接合されているだろう。例えば、各セグメントは、滑らかでかつ相対的に非多孔性である頂部軸受表面と、粗くかつ相対的に多孔性である骨内方成長底部表面とを有するだろうし、および、セグメントは、そのセグメントの相対的な動きを可能にするために、その側部の相互間で可とう性材料によって接合されるだろう。

頂部表面と底部表面は、製造中に互いに接合され、および、特定の解剖学的用途のために形作られている可とう性インプラントとして提供されるだろう。インプラントは、例えばインプラントの湾曲、切断、および／または、引き裂きによって、手術部位に適合するように手術中に成形されることが可能だろう。インプラントは、さらに、手術中に接合される別々の頂部部分および底部部分としても提供されるだろう。例えば、構成要素の１つが別々のセグメントとして供給され、かつ、他の構成要素が、手術中に接合するための連続層として供給されるだろう。例えば、底部表面は、下にある解剖学的表面上に所望のパターンの形で配置可能である別々の固着セグメントとして提供され、かつ、頂部表面は、インプラントを形成するように手術中にセグメントに接合される、連続した可とう性軸受層として提供されるだろう。別の例では、底部表面は、下にある解剖学的表面上に配置可能である連続した可とう性の層として提供され、かつ、頂部表面は、所望のパターンの形で手術中に底部表面上に配置される別々の軸受表面セグメントとして提供されるだろう。別の例では、頂部表面と底部表面の両方が、可とう性の中間層によって手術中に接合される別々のセグメントとして提供されるだろう。

頂部表面と底部表面は、機械式留め具、接着剤、および／または、他の適切な接合方法を使用して、手術中に接合されるだろう。機械式留め具は、柱、ねじ、歯、フック／ループ構成、および／または、他の適切な機械式留め具を含むだろう。接着剤は、生物学的接着剤、合成接着剤、一液型接着剤、多液型接着剤、加熱活性化接着剤、光活性化接着剤、および／または、他の適切な接着剤を含むだろう。例えば、接着剤は、フィブリン接着剤、シアノアクリレート接着剤、骨セメント、エポキシ、および／または、他の適切な接着剤を含むだろう。例えば、頂部表面および底部表面は、二液型接着剤の第１の部分でその一方を被覆し、および、その二液型接着剤の第２の部分すなわち活性化剤で他方を被覆し、その後で、接着剤が硬化してこれらの表面を接合することを生じさせるために手術中にこれらの表面を互いに接触させることによって、接合させられるだろう。別の例では、頂部表面と底部表面の一方がフック装置を含み、かつ、その他方が、接触時に一体状に留まるループ装置を含むだろう。インプラントが、各セグメントが頂部作用表面および底部作用表面の両方を含むセグメントを含む場合には、これらのセグメントは、互いに隣接するセグメントの側部の間で接合方法を使用することによって、手術中に接合されるだろう。

固着表面は、機械式留め具、接着剤、骨内方成長、および／または、他の適切な接合方法を使用して、下にある解剖学的表面に接合されるだろう。機械式留め具は、柱、ねじ、歯、フック／ループ構成、および／または、他の適切な機械式留め具を含むだろう。接着剤は、フィブリン接着剤、シアノアクリレート、骨セメント、エポキシ、および／または、他の適切な接着剤を含むだろう。

軸受表面と固着表面とが、鋳造、成形、押し出し成型、機械加工、および／または、他の適切な成形加工処理およびこれらの組合せによって形成されるだろう。

図１から図４は、本開示による軸受インプラント１０の例示的な具体例を示す。この例示的なインプラント１０は、単関節丘脛骨膝関節プロテーゼ（ｕｎｉｃｏｎｄｙｌａｒ ｔｉｂｉａｌ ｋｎｅｅ ｊｏｉｎｔ ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ）の形態である。しかし、脛骨関節軸受表面の小さい部分を置換するように、（図示されているように）脛骨関節軸受表面の区画全体を置換するように、脛骨関節軸受表面の両方の構成要素を置換するように、膝関節の大腿骨部の関節丘の一部分を置換するように、および／または、任意の骨格関節における任意の量の軸受表面を置換するように、形状構成されることが、軸受インプラント１０に関する開示の範囲内に含まれている。インプラント１０は、関節接合関係において関節の当接部分を受け入れるように軸受表面２０を画定する頂部部分すなわち近位部分と、遠位部分すなわち底部部分２２とを含む。底部部分２２は、頂部表面２０を底部表面２２に連結するように頂部表面２０の一部分が中に交互嵌合させられている第１の多孔性領域２４を含むことが好ましい。この例示的な具体例では、ハイドロゲル軸受表面２０は第１の多孔性領域２４の穴の中に成形されている。底部部分２２が、組織内方成長を受けいれるように、組織に対する置換のための第２の多孔性領域２６を含むことが好ましい。この例示的な具体例では、底部部分２２は多孔性タンタルであり、かつ、第１および第２の多孔性領域２４、２６を提供するために、全体にわたった多孔性である。この例示的な底部部分２２は、骨に対する底部部分２２の連結をさらに強化するために、下にある骨の中に形成されている穴の中に挿入するための突出留め釘２８を含む。

この例示的な具体例では、底部部分２２は、分割線３２によって分けられている個別の概ね平面状のセグメント３０の格子の形に形成されている。この分割線３２は、インプラント１０の手術中の湾曲、引き裂き、切断、および／または、他の成形を容易にする。例えば、分割線３２は、インプラント１０がそれに沿ってより可とう性であるより薄い領域３４を結果的に生じさせる。この分割線３２は、セグメント３０が非湾曲状態で互いに当接して１つの連続した底部表面の形に見えるように、比較的に狭いだろう（図示されていない）。この形状構成において、インプラント１０は、分割線３２を開かせる傾向がある方向においては、より可とう性であり、かつ、セグメント３０を互いに押して一体化する傾向がある方向においては、より不とう性である。あるいは、代替策として、分割線３２は、この分割線３２を開く傾向がある方向（図４）と、この分割線３２を閉じる傾向がある方向との両方において、インプラント１０の湾曲を容易にするために、セグメント３０の相互間の間隙を生じさせるように、（図示されているように）比較的に幅広だろう。分割線は、（図示されているように）底部部分２２の全体にわたって延びてもよく、または、底部部分２２の一部分だけに刻まれてもよい。セグメント３０および分割線３２の個数と形状は、インプラント１０の部分内における可とう性を増強および／または制限するために、用途に応じて適合させられるだろう。例えば、インプラントは、２つのセグメントが単一の分割線に沿って互いに対して曲がることを可能にする単一の分割線３２によって隔てられている２つのセグメントを有するだろう。インプラント１０は、個々の用途に適合可能な任意の数のセグメント１０を有するだろう。セグメントは、同様に、少数の相対的に大きいセグメントから多数の相対的に小さいセグメントへと形状的に変化するだろう。この例示的な具体例では、軸受表面２０は、相対的に可とう性でかつ滑らかである軸受表面２０を提供し、一方、セグメント３０は、個別的な相対的に不とう性である骨取り付け表面を提供する。

分割線３２は、さらに、底部部分２２の切断、引き裂き、および／または、他の形の成形を容易にするだろう。分割線３２は、ナイフ、鋏、大ばさみ、または、他の切断器具を用いてより容易に切断できる、インプラントのより薄い領域３４を提供する。分割線３２は、金属底部部分２２（図示されている）のような切断困難な底部部分２２の全体にわたって延びるだろうし、したがって手術中には頂部部分２０を切断することだけしか必要ない。材料によっては、分割線３２は、不要セグメントを引き裂いて取り除くことを可能にするだろう。セグメント３０および分割線３２の個数と形状は、様々な手術部位、様々な患者の解剖学的構造、および／または、様々な欠陥部の形状および／またはサイズに対応する予め決められたインプラント形状を画定するように適合させられるだろう。ユーザは、インプラント形状を特定の使用に適合させるために、所望の分割線に沿ってインプラントを選択的に成形することが可能である。

使用時には、インプラント１０は、修復されるべき軟骨組織領域に対して比較される。所望の置換物の形状が観察され、その次に、所望の置換物に近づくように、分割線３２に沿って、インプラントが曲げられ、引き裂かれ、切断され、および／または、他の形で再成形される。その次に、インプラント１０は、接着、圧入、および／または、硬質および／または軟質組織の内方成長のためにインプラントを並置することによって、下にある組織に固定される。この例示的な具体例では、インプラント１０を固定するために留め釘２８とセグメント３０との中への骨の内方成長を容易にするように、下にある身体組織の中に穴が穿孔され、および、留め釘２８がこの穴の中に押し込まれ、および、セグメント３０が下にある骨組織に当接する。

図５は、可とう性底部部分４６内に埋め込まれている別々の軸受セグメント４４によって形成されているセグメント化軸受表面４２を有するインプラント４０を示す。セグメント４４の個別的な動きを可能にする互いに隣接するセグメント４４の間の空間４７が存在する。この例示的な具体例では、軸受セグメント４４は、硬質かつ耐摩耗性の軸受表面４２を提供するために金属で作られている。底部部分４６は、可とう性かつ弾性のハイドロゲルで作られている。プロテーゼまたは自然骨部分のような当接軸受が軸受表面４２に関節接合するので、セグメント４４は、大きな当接面積を提供するために軸受表面４２が対向する軸受の形状に形状的に適合するように、ハイドロゲル内で自由に揺動または移動することができる。底部部分４６の弾力性が、セグメント４４が様々な当接軸受構成要素に形状的に適合することを可能にする。例えば、膝関節では、脛骨と接触している大腿骨関節表面の部分が、伸張状態における相対的により大きい半径から湾曲状態における相対的により小さい半径に変化する。図５のインプラントによって作られている脛骨インプラントは、膝関節が関節接合するのに応じて大腿骨関節表面の半径の変化に適合するようにそのセグメントの方向配置を調整するセグメント４４を含む。インプラントの硬質の軸受表面４２は、研磨摩耗に耐える。セグメント４４は、対向する表面に対するより高いかまたはより低い形状的適合性を実現するように、サイズおよび間隔において様々であるだろう。底部部分４６は、それを摩耗から保護するために（図示されているように）軸受表面４２の下方に凹まされていてもよく、または、軸受表面と同一平面上にあるようにセグメント４４の周りを延びてもよい。セグメント４４の端縁４８は、滑らかな関節接合を確保するために端縁４８上に半径を形成することによって浮き彫りにされている。

図６は、別々のセグメント５１、５３で両方とも作られておりかつ中間の可とう性の層５６によって互いに接合されている、軸受表面５２と底部表面５４とを有するインプラント５０を示す。この例示的な具体例では、軸受表面５２はセラミックセグメント５１で作られており、底部表面５４は多孔性タンタルセグメント５３で作られており、および、中間層５６は、可とう性インプラントの形に成形されておりかつこのインプラントの形にセグメントすべてを接合する可とう性ポリマーである。例えば、中間層５６はハイドロゲルを含むだろう。図６の例示的なインプラント５０では、中間層５６は軸受表面セグメント５１の間を延び、かつ、軸受表面５２と同一平面上にある。荷重を受けると、このハイドロゲルは流体を放出して、軸受表面５２を潤滑するだろう。

中間層５６は、表面５２におけるより硬質および／またはより不とう性の材料から、底部付近のより軟質および／またはより可とう性の材料への、勾配を決定するだろう。この勾配は、より軟質の材料を中間材料５６の中央部に配置することによって決定されるだろう。適切な材料の例が、シリコーン、ウレタン、低密度ポリエチレン、エラストマ、および／または、他の適切な材料を含む。

中間層５６は、さらに流体を含むだろう。インプラントに荷重が加えられると、圧力がインプラントの荷重印加区域から非荷重印加区域へと流体内で再分布させられ、および、当接関節表面に対する可とう性インプラントの形状的適合性と接触面積とを増大させる。

中間層５６は勾配を幾何学的に決定するだろう。例えば、空隙５７、５８、５９が、中間層５６の不とう性を変化させるために中間層内に形成されるだろう。この空隙は、番号５７で示されているように、複数のセグメントの下方を延びるか、または、番号５８、５９で示されているように、個別のセグメントに合わせて適合化されるだろう。空隙の任意の組合せが、所望の不とう性を実現するために利用できる。空隙５７、５８、５９は空であっても充満されていてもよい。例えば、空隙は、気体、液体、ゲル、および／または、何らかの他の物質で満たされてよい。

図７は、頂部表面および底部表面６４、６６を有する別々のセグメント６２で作られているインプラント６０を示す。この例示的な具体例では、セグメント６２は、ポリエチレンおよび／またはハイドロゲルのような潤滑性ポリマーを備える。頂部表面および底部表面６４、６６は、この頂部表面および底部表面６４、６６の両方の上の互いに反対側に位置した関節構成要素との関節接合を可能にする滑らかな関節接合表面である。あるいは、この代わりに、頂部表面６４は滑らかな軸受表面を備え、かつ、底部表面６６は固着表面を備えるだろう。セグメント６２は、互いに反対側に位置した関節構成要素の形状に形状的に適合するようにインプラント６０が曲がることを可能にするために、可とう性の連結器（ｊｏｉｎｅｒ）６８によってその側部において連結されている。図７のインプラントは、関節の中に挿入するための可とう性スペーサを形成する。連結器６８は、ストランド、バンド、ブロック、シート、および／または、他の適切な形状であるだろう。この連結器６８は、金属、ポリマー、および／または、他の適切な材料で形成されるだろう。連結器６８は、セグメント６２を互いに一体的に編み合わせるようにセグメント６２の中を通過するだろう。追加の多孔性パッド（図示されていない）が、骨固着境界面を形成するためにインプラントのボタンに織り込まれることも可能である。

図８は、別々に提供される、軸受表面を画定する個別的なセグメント７２と、可とう性部分７４とによって作られている、インプラント７０を示す。この可とう性部分７４が、最初に関節内に配置される。この可とう性部分７４は、下にある解剖学的表面に形状的に適合し、および、例示されている骨ねじ７６によって所定位置に固定される。セグメント７２は、その次に、所望の形状を有するインプラント７０を形成するように、可とう性部分７４に取り付けられる。この例示的な具体例では、セグメント７２が互いに接触させられた後に可とう性部分７４に接着させられるように、セグメント７２は二液型接着剤システムの第１の部分を含み、および、部分７４は第２の部分を含む。

図９は、インプラント８０が予め決められた形状に曲がるように、様々な形状を有しかつ様々な形状の分割線８６、８８によって隔てられているセグメント８２、８４を有する、インプラント８０を示す。この例示的な具体例では、中央の楕円形のセグメント８２は、楕円形の分割線８６によって周囲のセグメント８４から分離させられている。周囲のセグメント８４は概ね多角形であり、および、半径方向の分割線８８によって互いに分けられている。インプラント８０は楕円形の皿の形状に曲がる。これらのセグメントは、インプラントの軸受側および／または骨固着側に形成されるだろう。

図１０は、インプラント９０が予め決められた円筒形形状に曲がるように細長い分割線９４によって分けられている細長くかつ互いに平行なストリップとして構成されているセグメント９２を有する、インプラント９０を示す。これらのセグメントは、インプラントの軸受側および／または骨固着側に形成されるだろう。

図１１は、互いに対して平行に配置されている細長い曲がりくねったセグメント１０２を有するインプラント１００を示す。これらのセグメント１０２は、これらのセグメントを曲がりくねった形状にするように、波形にし、縮れさせ、曲げ、成形し、および／または、他の形に形成することによって、形成されるだろう。セグメント１０２の曲がりくねった形状は、インプラントが当接接合表面に形状的に適合する様々な形状に曲がるように、セグメントが複数の方向に曲がりかつ伸びることを可能にする。セグメント１０２は、セグメントの湾曲を容易にするために、かつ、セグメント１０２の表面を潤滑するために、ハイドロゲルマトリックス１０４内に支持されている。この例示的な具体例では、セグメント１０２は、セグメントが曲がることを可能にすると同時に研磨摩耗に耐える比較的に硬質の材料の薄い部分で形成されている。マトリックス１０４は、採用随意に、互いに隣接するセグメント１０２が互いに擦れ合うことを防止するために、互いに隣接するセグメント１０２を分離させる。

図１２は、比較的滑らかな関節表面１１４を画定する互いに重なり合うプレート状のセグメント１１２を有するインプラント１１０を示す。これらのセグメントは可とう性ハイドロゲルマトリックス１１６によって支持されている。このマトリックスは、採用随意に、重なり合う部分を分離させかつこれらの部分が互いに擦れ合うことを防止するために、セグメント１１２の重なり合い部分の間を延びるだろう。

軸受インプラントとその使用との具体例を詳細に説明し図解してきたが、これらの具体例が図解と例示だけのものであることが意図されており、かつ、限定とみなされてはならないということが理解されなければならない。この開示は、脛骨関節インプラントに関連して示されている。しかし、この軸受インプラントは、他の形状の形で、および、患者の体内の他の場所での使用のために形状構成されることが可能である。したがって、軸受インプラントとその使用とに対する変型と変更とが当業者には明らかだろうし、および、後述の特許請求項がこうした変更と等価物のすべてを範囲内に含むことが意図されている。

図１は、本開示による例示的なインプラントの平面図である。 図２は、連続した頂部関節接合表面とセグメント化底部骨固着表面とを示す、非湾曲状態における図１のインプラントの側面図である。 図３は、図１のインプラントの底面図である。 図４は、湾曲状態における図１のインプラントの側面図である。 図５は、セグメント化頂部軸受表面と連続した底部表面とを有する、図１と同様の例示的なインプラントの側面図である。 図６は、セグメント化された頂部表面および底部表面を有する、図１と図５と同様の例示的なインプラントの側面図である。 図７は、側部において接合されているセグメントを有する、図１と図５と図６と同様の例示的なインプラントの側面図である。 図８は、手術中に組合せ可能であるセグメント化頂部表面と別個の底部表面とを有する、図１と図５と図６と同様の例示的なインプラントの側面図である。 図９は、別の分割線の形状構成を有する、図１と同様の例示的なインプラントの平面図である。 図１０は、別の分割線の形状構成を有する、図１と同様の例示的なインプラントの平面図である。 図１１は、別の分割線の形状構成を有する、図１と同様の例示的なインプラントの平面図である。 図１２は、互いに重なり合うセグメントで形成されている関節表面を有する、図５と同様のインプラントの側面図である。

Claims (18)

1. 身体の組織塊の一部分を置換するための整形外科インプラントにおいて、
   複数のセグメントを含み、かつ、第１の表面を画定する第１の部分と、
   弾性部分を含む第２の部分であって、これによってこの整形外科インプラントが前記組織塊の形状に形状的に適合するように曲ることができ、および、この第２の部分は前記第１の表面とは反対側に位置した第２の表面を画定する第２の部分
   とを特徴とする整形外科インプラント。
2. 前記第１の表面は前記インプラントの軸受表面を画定することを特徴とする請求項１に記載の整形外科インプラント。
3. 前記第１の表面は前記インプラントの固着表面を画定することを特徴とする請求項１に記載の整形外科インプラント。
4. 前記第２の表面は前記インプラントの軸受表面を画定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
5. 前記第２の表面は前記インプラントの固着表面を画定することを特徴とする請求項１または２に記載の整形外科インプラント。
6. 前記複数のセグメントは多孔性の組織内方成長領域を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
7. 前記弾性部分は多孔性の組織内方成長領域を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
8. 前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置されている中間部分をさらに特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
9. 前記中間部分は可とう性部分を含むことを特徴とする請求項８に記載の整形外科インプラント。
10. 前記中間部分は、その中に配置されている複数の空隙を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の整形外科インプラント。
11. 前記複数の空隙の少なくとも幾つかは流体で満たされていることを特徴とする請求項１０に記載の整形外科インプラント。
12. 前記第１の部分と前記第２の部分と前記中間部分との少なくとも１つは、少なくとも部分的にハイドロゲルで形成されていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
13. 前記複数のセグメントは、中央セグメントと、前記中央セグメントから半径方向に外方に延びる複数の半径方向セグメントとを含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
14. 前記複数のセグメントは、各セグメントの間の細長い間隙を伴って互いに平行に配置されている複数の細長いセグメントを含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
15. 前記複数のセグメントは複数の曲がりくねったセグメントを含むことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
16. 前記複数のセグメントは複数の互いに重なり合うセグメントを含むことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
17. 前記第１の表面と前記第２の表面との少なくとも一方は、それから延びる固着構造物を含むことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。
18. 前記組織塊は骨であることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載の整形外科インプラント。

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