JP2017514589A - 膝関節内プロテーゼ - Google Patents

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Abstract

脛骨部と、大腿骨部と、前記脛骨部上で不動に配置される半月板部と、前記脛骨部を前記大腿骨部に関着式のやり方で接続するための接続装置とを含む膝関節内プロテーゼであって、前記大腿骨部が、腿顆表面を有する少なくとも1つの大腿顆を含み、前記半月板部が、前記大腿骨部を向くと共に、前記少なくとも1つの大腿顆の前記大腿顆表面に触れる少なくとも1つの半月板関節面を有する少なくとも1つの上面を含む、膝関節内プロテーゼの可動性を改良するために、前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに対して回転軸の周りで回転可能であるように装着され、前記少なくとも1つの大腿顆の前記大腿顆表面と、前記少なくとも1つの半月板関節面とは、前記少なくとも1つの大腿顆の前記大腿顆表面が球面の切片を規定する又は球面のほぼ切片を規定するようなやり方で互いに対応して形成され、前記少なくとも1つの半月板関節面が、前記大腿顆表面に適合する湾曲した窪みの形態の関節面凹部として形成されることが提案される。

Description

本発明は、脛骨部と、大腿骨部と、脛骨部上で相互に回転不能なやり方で配置される半月板部と、脛骨部を大腿骨部に関着式のやり方で接続するための接続装置とを有する膝関節内プロテーゼであって、前記大腿骨部が大腿顆表面を有する少なくとも1つの大腿顆を含み、前記半月板部が大腿骨部を向くと共に、少なくとも1つの大腿顆の大腿顆表面に触れる少なくとも1つの半月板関節面を有する少なくとも1つの上面を含む、膝関節内プロテーゼに関する。
上記種類の膝関節内プロテーゼが、例えばDE 2 122 390 Aから知られている。この文献は、特に下腿と大腿との間の屈曲を本来の膝関節の屈曲と同様の仕方で実施できるようにするために接続装置が蝶番関節を含む、いわゆる蝶番関節膝プロテーゼに関する。
ところが、本来の膝関節の運動学は単純な蝶番関節よりもはるかに複雑である。このことの結論として、記載した種類の膝関節内プロテーゼを埋め込んだ患者が、可動性の制限を訴えるということになる。
DE 2 122 390 A
それ故に、本発明の目的は上で記載した種類の膝関節内プロテーゼの可動性を改良することである。
本発明によれば、この目的は上で記載した種類の膝関節内プロテーゼにおいて、前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに対して回転軸の周りで回転可能であるように装着され、前記少なくとも1つの大腿顆の前記大腿顆表面と前記少なくとも1つの半月板関節面とは、前記少なくとも1つの大腿顆の前記大腿顆表面が球面の切片を規定する又は球面のほぼ切片を規定するようなやり方で互いに対応して形成され、前記少なくとも1つの半月板関節面が、前記大腿顆表面に適合する湾曲した窪みの形態の関節面凹部として形成されるという点で達成される。
このような膝関節内プロテーゼの場合、特に前記脛骨部と前記大腿骨部とが互いに対して蝶番軸の周りで旋回するだけでなく、回転軸の周りで回転することも可能である。例えば、前記回転軸は前記患者の前記脛骨の長手方向軸にほぼ対応させることができる。従って、前記膝の屈曲と同時に、前記患者の脚部の長手方向軸の周りでの極めて明白な多少の回転をも行うことができる。前記膝関節内プロテーゼの、特にその前記半月板部の摩耗の感じやすさを最小にするために、前記少なくとも1つの大腿顆及び前記少なくとも1つの半月板関節面は、記載した前記やり方で構成することが有利である。従って、特に線形接触を、前記脛骨部と前記大腿骨部との互いに対する屈曲位置又は回転位置とは無関係に、確実にすることができる。従って全体的に見ると、前記脛骨部に固定された前記半月板部と前記大腿骨部との間の特に大きい程度の一致を達成することができる。更に好ましくは、前記回転軸から離れる方へ凸状に湾曲している前記関節面凹部が、所与の角回転範囲にわたって延びることができる。前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに対して前記回転軸の周りで限定的に回転できるようにするために、特に前記角回転範囲は、前記患者に応じて予め決めておくことができる。従って、例えば±20°の範囲内の又はまさに±12°の回転を実現することができる。その際、前記湾曲した関節面凹部は、好ましくは所望の前記角回転範囲に対応する弧長を有する。前記窪みのその曲率に対して交差方向である断面を、特に円形とすることができ又は楕円形とすることさえできる。前記半月板部は、特に反捩れ配置構成によって、前記脛骨部との回転から保護することができる。別法として又は付加的に、前記半月板部を前記脛骨部に相互に回転不能なやり方で又は完全に不動のやり方で固定するには、スナップ作用、ねじ作用、又は、或るその他の形態の接続機構を実現することもできよう。
前記大腿骨部が、内側大腿顆表面及び外側大腿顆表面を規定する内側及び外側大腿顆を含み、前記半月板部が内側及び外側半月板関節面を含み、前記内側大腿顆表面が前記内側半月板関節面に触れ、前記外側大腿顆表面が前記外側半月板関節面に触れることが好都合である。その際、特に大腿骨部が、記載したやり方で2つの大腿顆を装備することが可能であり、前記大腿骨部と前記半月板部との間には、2つの接触帯又は接触領域が規定される。前記2つの大腿顆表面を球面の切片の前記形態に設計することにより、特に前記大腿骨部と前記半月板部との間の少なくとも1つの線形接触が、前記外側側面と前記内側側面の両方に得られることが可能になる。
好ましくは、前記内側大腿顆表面及び前記外側大腿顆表面が、同一の又は略同一の大腿顆曲率半径を有する。これによって、特に前記大腿顆を、前記回転軸を含有する対称面に関して略対称であるように構成することが可能である。これに対応するやり方で、前記半月板部をも、前記回転軸を含有する対称面に関して対称であるように形成することができる。このことにより、前記半月板部の前記構成だけでなくその製造も簡素化される。
前記内側大腿顆表面及び前記外側大腿顆表面が、互いに相違する大腿顆曲率半径を有すると更に有利である。特にこのことにより、前記大腿骨部上の前記大腿顆を異なった寸法にして構成することができる。従ってその際、特に本来の大腿骨に特別に近づく大腿骨部を製造することができる。例えば、前記大腿骨部と前記半月板部との間に極力大きい接触を達成するために、前記膝の運動により最も激しく負荷される大腿顆表面を、大きめの大腿顆曲率半径で形成することができ、これによって、特に摩耗を、特に前記半月板部の摩耗を最小にすることができる。
前記内側半月板関節面及び前記外側半月板関節面が、同一の又は略同一の半月板関節面曲率半径を有すると更に好都合である。その際このような配置構成は、特に前記内側及び外側大腿顆表面も同一の又は略同一の大腿顆曲率半径を有する際に有利である。それ故に、前記内側側面と前記外側側面の両方に線形接触又は略線形接触を、具体的に言えば前記大腿骨部と前記脛骨部との間の屈曲角度及び/又は回転角度に応じて、達成することができる。
更に前記内側半月板関節面及び前記外側半月板関節面が、互いに相違する半月板関節面曲率半径を有すると有利なことがある。特に前記半月板関節面曲率半径は、前記半月板部の前記回転軸を含有する切断面との交線の曲率半径として規定することができる。半月板部の前記構成と前記大腿顆表面の構成との間が対応していることに起因して、前記半月板関節面は、好ましくは前記半月板部から離れる方へ凹状に湾曲している。
好ましくは前記少なくとも1つの半月板関節面は、前記回転軸に関して同軸に又は略同軸に形成される。従って、特に前記関節面凹部を、前記回転軸と同軸である湾曲した窪みの前記形態にすることができる。このようにして、前記大腿骨部が前記脛骨部に対して回転する際、前記少なくとも1つの大腿顆を前記中空の半月板関節面内へ案内することができる。それ故に、特に前記大腿骨部と前記脛骨部との互いに対する屈曲位置及び回転位置とは無関係に、例えば前記少なくとも1つの大腿顆の前記大腿顆表面を前記少なくとも1つの半月板関節面上で最適に接触させること、例えば少なくとも線形接触を達成することができる。
本発明の更なる好適な実施形態によれば、前記少なくとも1つの半月板関節面が、前記半月板部から離れる方を指す方向へ凹状に湾曲していると共に、前記回転軸を含有する任意の切断面において、前記大腿骨部から離れる方を指す方向に凸状に湾曲している前記少なくとも1つの大腿顆の前記大腿顆表面の大腿顆曲率半径に対応する又はほぼ対応する半月板関節面曲率半径を有することを実現することができる。特に前記半月板関節面曲率半径と前記大腿顆曲率半径とが合致する場合、前記大腿骨部の前記半月板部上での線形接触を、特に前記大腿骨部と前記脛骨部との互いに対する回転位置及び/又は屈曲位置とは無関係に確実にすることができる。
好ましくは、前記回転軸を含有する任意の切断面の前記半月板関節面曲率半径同士は、同一又は略同一とすることができる。従って、特に前記大腿骨部の前記半月板部上での線形接触を、回転位置とは無関係に達成することができる。別法として、前記曲率半径を、前記大腿骨部と前記脛骨部との間の回転角度位置に応じて増減することもできよう。更に、前記半月板関節面の曲率を、切断面において変化させることもできよう。従って、例えば前記半月板部の前記切断面との交線を、必ずしも円弧の切片の前記形態にする必要はないが、別法として楕円の切片とすることもできよう。
前記膝関節内プロテーゼが極力高い負荷に耐えることができるようにするために、前記外側大腿顆及び前記内側大腿顆を規定する前記球面の2つの中心点の間隔が、前記外側大腿顆曲率半径と前記内側大腿顆曲率半径との合計よりも小さいと好都合である。換言すれば、前記2つの大腿顆により規定される前記球面は交差する。前記大腿顆曲率半径が大きければ大きいほど、前記大腿骨部と前記半月板部との触れ線が長くなる。これらの線が長ければ長いほど、好ましくはプラスチック材料から形成される前記半月板部の前記摩耗が小さくなる。
前記少なくとも1つの半月板関節面と、前記回転軸を含有する任意の切断面との間の交線の中心点が、前記回転軸と同軸である円筒表面上に位置すると有利である。それ故に、これらの中心点は全て前記回転軸から同じ距離のところにある。一方、任意で前記半月板関節面により規定される前記関節面凹部を、深度の点で前記回転軸と平行に変動させることができる。換言すれば、前記中心点は全て必ずしも1平面内になくてよい。むしろ、前記中心点の前記位置を、前記それぞれの切断面の回転角度に応じて、前記回転軸と平行な方向に変動させることができる。従って、例えば回転位置が0°の場合、前記関節面凹部は前記大腿骨部と前記脛骨部との間の最小間隔を規定することができるが、偏位が増加するにつれて、間隔が大きくなる又はなお増加する。特にこのことは、前記膝が多少自動的にその中間的な回転位置へと戻るのを助けることができる。
好都合なことに、前記中心点は前記回転軸に対して交差方向に、特に垂直に走る中心点平面上に在る。例えば、前記中心点平面は前記半月板部が寄りかかる脛骨表面と平行に走ることができる。任意で、前記中心点平面はこの脛骨表面に対して傾けることもできよう。
前記膝関節内プロテーゼは、前記半月板部が一体に形成される場合、特別に安定したやり方で構成することができる。
有利なことに、前記接続装置は前記脛骨部と前記大腿骨部とが互いに不可分に接続される接続位置を規定する。このようにして、特に前記膝の脱臼、即ち、前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いから意図せず脱離しないようにすることができる。このような脱臼の場合、特に前記大腿骨部と前記半月板部との間の接触が断たれ、規定しないやり方で互いに作用し得、これによって、特に前記半月板部が容易に損傷し得るという虞がある。
前記脛骨部が、前記半月板部の方向を指す半月板部接触面を含み、前記回転軸が前記半月板部接触面に対して交差方向に、特に垂直に走ると好都合である。このようにして、特に力を前記患者の前記下腿により規定される長手方向軸の方向に前記大腿骨部から前記半月板部まで、その後、この半月板部を介して前記脛骨部まで、伝達することが可能である。特に前記脛骨部が、前記脛骨の髄腔内に挿入することのできるシャフトを含む又はこのようなシャフトに接続される場合、前記大腿骨部から前記脛骨まで力を送達することができる。
好ましくは、前記脛骨部と前記大腿骨部とが互いに対して蝶番軸の周りで枢動するように装着される。前記蝶番軸により、特に前記脛骨部と前記大腿骨部と間の曲げ運動を単純なやり方で許容することが可能になる結果、全体的に見て、前記膝関節内プロテーゼは、前記膝の事実上の本来の曲げ運動を想定することができる。
前記蝶番軸が前記回転軸に対して交差方向に走ると好都合である。特に蝶番軸は、前記回転軸に対して垂直に走ることができる。更に前記回転軸は、前記蝶番軸に関して前方向に、例えば前記膝関節内プロテーゼの前面領域を通って変位するように走ることができる。特に相互に協働する前記接続装置の要素同士が容易にアクセス可能であり互いの係合状態へと運動可能であるような仕方で前記脛骨部と前記大腿骨部とを互いに無関係に位置決めできることから、この配置構成は、前記膝関節内プロテーゼを埋め込む工程が著しく簡素化されるという利点を有する。
本発明の更なる好適な実施形態によれば、前記半月板部の半月板部下面が特に平面的なやり方で当接する脛骨表面を前記脛骨部が含み、前記蝶番軸が前記脛骨表面と平行に又は略平行に走ることを実現することができる。この配置構成により、特に前記半月板部に作用する力を前記大腿骨部から前記脛骨部へと最適に逸らすことが可能になる。更に前記脛骨部の前記特別な設計に起因して、外科医は前記埋込み工程中、前記膝関節内プロテーゼが、残りの前記大腿骨及び前記脛骨の残部に前記所望の仕方で接続されるかどうかを単純かつ確かなやり方で評価することができる。
前記回転軸と前記蝶番軸とが互いに対して傾斜していることが好都合である。従って換言すれば、回転軸と蝶番軸とは交差しない。特にこのことにより、前記回転軸を前記蝶番軸に対して前記前方向にずらすことができるのであり、このことは、前記膝関節内プロテーゼの前記埋込み中に前記接続装置を形成する前記部品及び要素を係合状態にする前記工程を簡素化する。
前記回転軸が、前記蝶番軸を含有する平面に対して垂直であることが有利である。特にこのことにより、一方で、前記大腿骨部と前記脛骨部とが前記回転軸の周りで回転することができ、他方で、回転軸に対して垂直に走る前記蝶番軸の周りでの搖動運動を有することが可能になる。
特に前記脛骨部と前記大腿骨部とが前記脛骨上及び前記大腿骨上への埋込み後に互いに接続可能であるようなやり方で前記接続装置が形成されるという点で、前記膝関節内プロテーゼの前記埋込みが簡素化される。このようにして、特に患者の前記脛骨及び前記大腿骨に前記脛骨部及び前記大腿骨部を互いに無関係に接続し、前記2つの骨の適切な調整後に脛骨部と大腿骨部とを共に接続のみすることがこれによって可能である。
前記大腿骨部を前記回転軸の周りで回転可能であるように装着する目的で、前記脛骨部上に回転式支承要素が配置、形成、又は保持される場合、前記脛骨部と前記大腿骨部とが互いに対して前記回転軸の周りで回転することが、単純なやり方で可能になる。例えば、前記回転式支承要素は回転対称なピンの前記形態とすることができる。
特に前記回転式支承要素が、前記回転軸の周りで回転可能であるように前記脛骨部上に装着されるという点で、前記膝関節内プロテーゼの前記埋込みを更に簡素化することができる。従って、例えば前記回転式支承要素の前記設計に応じて、前記膝関節内プロテーゼの安定性をも改良することができる。
前記回転式支承要素が中で保持される回転式支承要素台座を前記脛骨部が含むと有利である。このようにして、特に前記回転式支承要素と前記脛骨部との間の安定した接続を達成することができる。特に前記回転式支承要素は、前記脛骨部の前記回転式支承要素台座内に、前記回転軸の周りで回転可能であるように装着することができる。
特別に安定した膝関節内プロテーゼを形成する目的で、前記回転式支承要素が前記回転式支承要素台座内で、前記回転軸と平行な方向に不動であるように装着されることが好都合である。このようにして、前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いから離れる方へ運動することは不可能になる。特にこれによって、前記膝関節内プロテーゼの脱臼を単純なやり方で防止することができる。
更に、前記回転式支承要素が前記回転式支承要素台座内で、前記回転軸と平行な方向に変位可能であるように装着されると好都合なことがある。このような配置構成は、特に前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに対して前記回転軸と平行に或る程度運動することが望ましい場合に有利である。特にこのことは実際に、前記半月板関節面曲率半径の前記中心点同士が平面内にない場合に必要なことがある。この場合、前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに対して回転することに起因して前記大腿骨部と前記半月板部とが引っ掛からないようにするために、前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに対して前記回転軸と平行に或る程度可動性であることが実際に必要である。
本発明の更なる好適な実施形態によれば、前記回転式支承要素と前記回転式支承要素台座とが互いに対して遠位方向及び/又は近位方向に運動することを限定するための止め装置を前記膝関節内プロテーゼが含むことを実現することができる。特に前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに向かって及び/又は互いから離れる方へ運動することを、このような止め装置の助けを借りて限定することができる。従って、一方で、特に前記膝関節内プロテーゼの脱臼に対する保護を提供する手段を達成することができ、他方で、前記半月板部への負荷を限定することができる。
前記回転式支承要素が前記回転式支承要素台座から、意図しない又は不用のやり方で後退できないようにするために、前記膝関節内プロテーゼが前記回転式支承要素を前記回転式支承要素台座内に固着するための固着装置を含むと好都合である。
好ましくは、前記膝関節内プロテーゼは前記回転式支承要素を装着するための支承スリーブを含み、この支承スリーブが前記回転式支承要素台座を規定する。特に前記部品同士が互いに対して前記回転軸と平行に運動することを選択的に許容又は防止するために、このような支承スリーブにより、特に前記回転式支承要素を前記脛骨部の凹部内に、変位可能なやり方で配置、保持、又は装着することが可能になる。
更に前記脛骨部が、前記支承スリーブを収容するための支承スリーブ台座を含むと好都合なことがある。前記支承スリーブ台座により、特に前記支承スリーブを前記脛骨部上で、前記回転軸と平行な、十分な長さ部分にわたって支持することが可能になる。
更に前記固着装置が、前記支承スリーブを前記支承スリーブ台座内に固着するための固着要素を含むと有利である。このような固着装置により、特に前記膝関節内プロテーゼの脱臼を防止することが可能になる。
好都合なことに、前記止め装置は、前記支承スリーブの前記支承スリーブ台座内への挿入深度を限定する止めを含む。特にこれによって、前記大腿骨部と前記脛骨部との間の最小間隔を、単純なやり方で予め規定しておくことができる。
前記回転式支承要素台座が、遠位方向において閉鎖され、近位方向において開放していると有利である。これによって、一方で、前記回転式支承要素台座は、止めを形成し、前記大腿骨部と前記脛骨部とが互いに向かって運動することを限定することができる。他方で、前記大腿骨部と又はこの大腿骨部に関着されて前記蝶番軸の周りで枢動する接続要素と直接係合状態になるようにするために、前記配置構成が近位方向において開放していることに起因して、前記回転式支承要素が、前記回転式支承要素台座から突出することが可能であり、特に上述の前記脛骨表面を越えて突き出すことも可能である。
前記膝関節内プロテーゼの前記安定性を改良するために、特に前記回転式支承要素台座が、少なくとも部分的に前記脛骨表面の上を及び/又は下を延びると好都合である。
金属部分同士が突き当たらないようにするために、前記半月板部が全体的に又は部分的にプラスチック材料製であることが好都合である。
前記プラスチック材料が、ポリエチレン(PE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、又はポリエーテルエーテルケトンである、又はポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、又はポリエーテルエーテルケトンを含むと特に有利である。このようなプラスチック材料は、特に許容されたインプラント材料であることが証明されるのであり、前記膝関節内プロテーゼの摩耗を最小にするために、製造される仕方に応じて所望の摩耗抵抗を呈する。
本発明の好適な実施形態の以下の記載は、図面と合わせて解釈すれば、より詳細な説明を提供するように働く。
膝関節内プロテーゼの例示的な実施形態の略分解斜視図。 図1に表す膝関節内プロテーゼの脛骨部に固定された半月板部の部分断面斜視図。 大腿骨部、半月板部、及び脛骨部を組み込む、図1に表す組立て済みの膝関節内プロテーゼの後方向から見えるように部分的に切欠いた略全体図。 図1に表す膝関節内プロテーゼの部分切欠側面図。 図1に表す膝関節内プロテーゼが伸長位置にあるときの大腿骨部の、後部からの平面図。 図1に表す膝関節内プロテーゼの、後部からの、即ち図4の矢印Aの方向における、及び図7の矢印Bの方向における、部分切欠図。 図1に表す膝関節内プロテーゼの、伸長位置にあるときの半月板部の平面視における部分切欠図。 長手方向軸と同軸に形成された窪み内に案内される2つのボールの略図。
図1に、膝関節内プロテーゼをその個々の部品と共に例示的に示し、全体的に参照記号10で表す。膝関節内プロテーゼは、患者の大腿骨に固定することのできる、シャフトのある又はシャフトのない大腿骨部12と、患者の脛骨に固定することのできる脛骨部14と、脛骨部14上で大腿骨部12と脛骨部14との間に、少なくとも相互に回転不能なやり方で配置される半月板部16とを含む。更に膝関節内プロテーゼ10は、大腿骨部12と脛骨部14とを互いに接続することのできる複数の部品を含む接続装置18を含む。
大腿骨部12は、内側大腿顆20及び外側大腿顆22を含む。これらの大腿顆は、大腿骨部12の関節面、具体的には内側大腿顆表面24及び外側大腿顆表面26を形成する。
内側大腿顆表面24と外側大腿顆表面26の両方は、ボール中心点32及び34を規定するそれぞれの球面28及び30の切片を形成する。図に示す例示的な実施形態において、内側大腿顆表面24の内側大腿顆曲率半径36が、外側大腿顆表面26の外側大腿顆曲率半径38に対応する。ボール中心点32及び24の間隔40は、内側大腿顆曲率半径36及び外側大腿顆曲率半径38の合計よりも小さい。
2つの大腿顆20及び22間には、相互に平行な側壁42及び44と境を接している凹部46が形成される。この凹部は、後ろをカバー壁48により閉鎖される。
カバー壁48は、若干狭めの溝穴52に直接隣接する開口50を含む。溝穴52はほぼ、前後方向に延びる。側壁42及び44は、カバー壁48と共に枢動ピン56用の関節箱54を形成する。
側壁42及び44は各々、関節シャフト62が中に挿入されるそれぞれの開口58及び60を含む。枢動ピン56は、それによって規定される長手方向軸に沿って延びる交差方向穿孔64を有し、前記穿孔は蝶番軸66を規定すると共に、関節シャフト62を収容するように働く。関節シャフト62にはその一端に、側壁42の開口58内に形成される雌ねじ70に対応する短い雄ねじ区域68を設けることができる。従って、全体的に見ると、大腿骨部12と枢動ピン56との間に蝶番関節196が形成される。
関節シャフト62の他端は、半径方向で蝶番軸66から離れる方へ延びて、側壁44内に形成された凹部内に確実に係合するリングフランジ72を含む。更に、リングフランジ72の設けられた関節シャフト62の端部は、例えば多葉形の内蔵式駆動特性の形態である道具要素台座を含み、適切な閉塞プラグ74により閉鎖される。
枢動ピン56は、記載したやり方で蝶番軸66の周りで枢動するように凹部46内に装着される。蝶番軸66は、ボール中心点32及び34の接続線と平行に又は略平行に走る。
更に枢動ピン56内に、交差方向穿孔64を基準にして前方向に走る長手方向開口76が形成される。この開口は、膝関節内プロテーゼ10の回転軸78を規定する。
長手方向開口76は、半月板部16の方向を指す端部80から開始し、回転対称である回転式支承要素84の円錐状区域82に対応する内的錐体の形態である。
好ましくは、回転式支承要素84と枢動ピン56との間の自動ロック式である錐体緊締作用を確実にするために、回転式支承要素84の円錐状区域82に一方の側で隣接しており、図には示さない止めナットを上にねじ付けることのできる、若干低減した外径の雄ねじ区域86がある。理想的には、雄ねじ区域86は長手方向開口76から突き出さないような寸法にされる。
円錐状区域82には、直径が太い方のその端部にて、約3倍長い円筒区域88が隣接する。脛骨部14の方向には、回転式支承要素84の一端を形成する更なる円筒区域90がある。円筒区域90は円筒区域88よりも若干大きい外径である結果、回転式支承要素84が回転軸78と平行に運動することを限定するために、大腿骨部12の方向を指す止め装置200の環状の止め面92が形成される。
脛骨部14は、大腿骨部12の方向を向いて平坦な脛骨表面98を規定する上面96を有するプレート94を含む。プレート94の下面100には、図には示さないシャフトを用いてモジュール式のやり方で任意で伸ばすことのできる短いシャフト支持体102が形成される。
脛骨表面98から大腿骨部12の方向に、短いスリーブ形の支持体104が延びる。特に図7において容易に認めることができるように、この支持体は非円形の外側輪郭106を有する。
脛骨部14内には、大腿骨部12の方向を指す端部108から開始して、回転軸78と同軸であり、大腿骨部12の方向を向く基部112を含む盲穴110が形成される。盲穴110の内側には支持体104の領域において、錠止スリーブ118の雄ねじ区域116に対応する短い雌ねじ区域114が形成される。
錠止スリーブ118は、錠止スリーブ118が支持体104内にねじ込まれる際に支持体104の端部108に突き当たる止めを形成するような寸法にされた外径を有する環状のフランジ付き端部120を有する。錠止スリーブ118の長さは、脛骨表面98から隆起する支持体104の高さよりもほんの僅かだけ大きい。
雄ねじ区域116に隣接して、支持体104の領域内で盲穴110の内径に適合する外径を有する短い円筒形のスリーブ区域122がある。
錠止スリーブ118が盲穴110内にねじ込まれる際、錠止スリーブの大腿骨部12から離れる方へ向けられる端部124は、盲穴110の環状凹部126までほぼ到達する。凹部126の領域では、盲穴110の内径は若干低減するのであり、短い中空円筒形の壁区域128が規定される。壁区域128に更なる凹部130が続き、盲穴110の内径はその領域においてここでも低減する。盲穴110は、基部112の方向において中空円筒形の開口132の形態である。
更に、大腿骨部12と脛骨部14とを確実に接続する目的で、接続装置18は回転軸78に関して回転対称である支承スリーブ134を含む。この支承スリーブは、大腿骨部12の方向に配向された端部136から開始して、それより大きい外径の短い第2スリーブ区域140が隣接する第1スリーブ区域138を含む。次に、この第2スリーブ区域に支承スリーブ134の他端144まで延びる第3スリーブ区域142が隣接する。第3スリーブ区域142の外径は、第1スリーブ区域138の外径よりも若干大きいが、第2スリーブ区域140の外径よりも若干小さい。
支承スリーブ134はその内側に、端部144の方向へ単一段の形態に広がって回転式支承要素台座198を規定する内径を第2スリーブ区域140の領域に有する、回転対称である長手方向開口146を含む。
半月板部16は、平坦であると共に、半月板部接触面を規定する脛骨表面98に平面的なやり方で押し当たる半月板部下面148を含む。更に半月板部16には、支持体104の外側輪郭106に適合する内側輪郭152を有する開口150が設けられる。このようにして、半月板部16は脛骨部14に上から置くことができるのであり、非円形である形状、及び外側輪郭106、並びに相応に形成された内側輪郭152に起因して、脛骨部14上で回転しないようにされるのであり、即ち相互に回転不能なやり方で固定される。
半月板部16の上面154は内側半月板関節面156及び外側半月板関節面158を含む。半月板関節面156及び158は、大腿顆表面24及び26に適合するのであり、好ましくは大腿顆曲率半径36及び38に対応する内側及び外側半月板関節面曲率半径192及び194を有する。
半月板関節面156及び158は、互いから空間的に離間する短い湾曲した窪み164及び166の形態である内側及び外側関節面凹部160及び162を規定する。2つの窪み164及び166の各々は、2つの大腿顆20及び22のうちの1つを装着し案内するように働く。
窪み164及び166は、回転軸78に関して回転軸から離れる方を指す方向に凸状に湾曲しており、回転軸の周りを同軸に走る。回転軸を含有する切断面168及び170を包含する区域において、窪み164及び166は、大腿顆曲率半径36及び38にそれぞれ対応する半径172及び174を有する円弧の切片を規定する。従って、窪み164及び166は、回転軸78に関して同軸に走る、半月板部16の上面154上にある中空円筒形の切片の形態である。大腿骨部12の大腿顆表面24及び26が半月板関節面156及び158に寄りかかる際、窪み164及び166により規定される円弧の切断面168及び170を包含する切片の中心点が、大腿顆20及び22のボール中心点32及び34と一致する。
窪み164及び166は平坦ではなく、少なくとも1つの極小を有する。具体的に言えば、大腿顆20及び22がそれぞれ窪み164及び166の極小に位置する際に、一方で2つの大腿顆20及び22の対称面、並びに、他方で脛骨部14の対称面が、互いに平行に整列し任意で互いに一致するような仕方である。今度は、膝関節内プロテーゼ10が適所に装着されると、大腿骨部12は、図7に概略的に示すこの基本位置から出発して、半月板部16に対して矢印176及び178の方向に、従って脛骨部14に対しても回転軸78の周りで内側又は外側方向に捩ることができ又は制限された角度範囲内で回転することができる。
半月板関節面156及び158の半月板部下面148からの間隔、及び大腿顆表面24及び26の半月板部下面からの間隔は、好ましくは基本位置から開始して内側及び外側方向に増加するのであり、大腿骨部12と脛骨部14とが互いに対して相応に回転する結果として、大腿骨部12は脛骨部14から若干遠ざかる。
図8に、大腿顆20及び22と、半月板部16の半月板関節面156及び168との間の協働を概略的に示す。図8に概略的に示す半月板部16aは、中空円筒形の凹部の形態である窪み164aを含むのであり、半月板部16aの関節面凹部160aを形成する。
窪み164aの内径180は、この略図において大腿顆を表す窪み164a内を案内される2つのボール184の半径182に対応する。内径180と半径182とが同一である場合、このことにより回転軸78aを含有する切断面186と半月板部16aとの間の交線により規定される、円弧の切片に沿った線形接触が生じる。
窪み164aが回転軸78aに対して同軸に整列していることに起因して、両方のボール184は最適に案内され、これらのボールにより、最適な接触を得ることができ、従って、特にボール184と半月板部16aの窪み164aとの間に、最大にされた接触領域又は接触線を得ることができる。
大腿顆20及び22と半月板関節面156及び158との間の協働は、ボール184と窪み164aとの間の協働に対応する。このようにして、蝶番関節を含むうえに、大腿骨部12と脛骨部14とを回転軸78の周りで回転できるようにもする膝関節内プロテーゼ10を製造することが可能であるが、これは半月板部16が脛骨部14上に、相互に回転不能なやり方で配置される場合である。
膝関節内プロテーゼ10を埋め込むには、以下のように進められる。
初めに、大腿骨部12及び脛骨部14が、適切に準備された患者の大腿骨及び脛骨に固定される。これによって、大腿骨部12は既に上に記載した仕方で、接続装置18の枢動ピン56に関着式のやり方で連結しておかれる。
次のステップにおいて、脛骨部14上に半月板部16を置くことができる。
その後、大腿骨部12と脛骨部14とを互いに接続する目的で、回転式支承要素84の円筒区域90が、盲穴110内へと前方へ挿入される。その後、支承スリーブ134はその先にある端部144が回転式支承要素84に押し被せられ、盲穴110内へと挿入されるが、具体的に言えばこれは第2スリーブ区域140が凹部130に突き当たるまでである。
次に、錠止スリーブ118はその先にある端部124が、支持体104内へと挿入されてこの支持体にねじ付けられる。錠止スリーブ118は、支承スリーブ台座204を規定する盲穴100内に回転式支承要素84を固着するための固着装置202の固着要素206を形成する。その際、錠止スリーブ118の端部124は第2スリーブ区域140に当接し、この第2スリーブ区域が軸方向に運動しないようにする。
回転式支承要素84は、軸方向に若干運動可能である。その運動の最大程度は、止め装置200により限定される。この止め装置は、止めとして働く基部112を含む。特に運動の最大程度は、基部112と、円筒区域90用の止め装置200の更なる止めとして働く、支承スリーブ134の内側の凹部130との間の間隔により規定される。従って、一方で、回転式支承要素84は基部112に突き当たり、大腿骨部12が脛骨部14の方向に運動することを制限することができ、他方で、止め面92は支承スリーブ134の内側の凹部に突き当たり、大腿骨部12が脛骨部14から離れる方へ運動することを限定することができる。
回転式支承要素84が、記載したやり方で脛骨部14に固着される際、回転式支承要素84はその先にある雄ねじ区域86を、長手方向開口76の端部80を通して枢動ピン56内に挿入することができる。枢動ピン56と回転式支承要素84とは、円錐状区域82と、枢動ピン56内の対応する内部錐体区域との間の自動ロック式の円錐状緊締効果により、互いにしっかりと接続される。記載したように、円錐状緊締効果を確実にする目的で、雄ねじ区域86に任意で止めナットをねじ付けることができる。
記載した膝関節内プロテーゼ10は、半月板部16が固定されたいわゆる「回転する蝶番」膝を形成する。というのも、前に説明したように半月板部16は脛骨部14に対して捩ることができないからである。
接続装置18は、大腿骨部12の大腿顆20及び22が半月板部16の半月板関節面156及び158から跳ね出ることができないようにする脱臼保護配置構成を形成する。
大腿骨部12と脛骨部14とが互いに対して回転軸78の周りで回転する可能性にもかかわらず、大腿顆20及び22、並びに対応する半月板関節面156及び158の特別な構造に起因して、損耗を最小にすることができる。
図1〜図7に示す例示的な実施形態において、大腿骨部12が脛骨部14に対して回転軸78の周りで偏位する場合、窪み164又は166の半月板部下面148に関する変動深度は靱帯張力を更に増加させるため、回転軸78の周りでの回転が例えば±20°の角度範囲内、特に±12°である場合であっても、膝の外側靱帯の一部を含む患者の靱帯系が依然として残存していれば、埋め込まれた膝が更に安定する。
膝関節内プロテーゼ10は、好ましくは半月板部16に至るまで、人体に適合する金属製である。膝関節内プロテーゼは、部分的にインプラント鋼、又は、チタン又はチタン合金から形成することができる。特に半月板部16はポリエチレン、特に高分子量ポリエチレン(UHMWPE)から形成することができる。
10 膝関節内プロテーゼ
12 大腿骨部
14 脛骨部
16 半月板部
18 接続装置
20 内側大腿顆
22 外側大腿顆
24 内側大腿顆表面
26 外側大腿顆表面
28 球面
30 球面
32 ボール中心点
34 ボール中心点
36 内側大腿顆曲率半径
38 外側大腿顆曲率半径
40 間隔
42 側壁
44 側壁
46 凹部
48 カバー壁
50 開口
52 溝穴
54 関節箱
56 枢動ピン
58 開口
60 開口
62 関節シャフト
64 交差方向穿孔
66 蝶番軸
68 雄ねじ区域
70 雌ねじ
72 リングフランジ
74 プラグ
76 長手方向開口
78 回転軸
80 端部
82 円錐状区域
84 回転式支承要素
86 雄ねじ区域
88 円筒区域
90 円筒区域
92 止め面
94 プレート
96 上面
98 脛骨表面
100 下面
102 シャフト支持体
104 支持体
106 外側輪郭
108 端部
110 盲穴
112 基部
114 雌ねじ区域
116 雄ねじ区域
118 錠止スリーブ
120 端部
122 スリーブ区域
124 端部
126 凹部
128 壁区域
130 凹部
132 開口
134 支承スリーブ
136 端部
138 第1スリーブ区域
140 第2スリーブ区域
142 第3スリーブ区域
144 端部
146 長手方向開口
148 半月板部下面
150 開口
152 内側輪郭
154 上面
156 内側半月板関節面
158 外側半月板関節面
160 内側関節面凹部
162 外側関節面凹部
164 窪み
166 窪み
168 切断面
170 切断面
172 半径
174 半径
176 矢印
178 矢印
180 内径
182 半径
184 ボール
186 切断面
192 内側半月板関節面曲率半径
194 外側半月板関節面曲率半径
196 蝶番関節
198 回転式支承要素台座
200 止め装置
202 固着装置
204 支承スリーブ台座
206 固着要素

Claims (36)

  1. 脛骨部(14)と、大腿骨部(12)と、前記脛骨部(14)上で相互に回転不能なやり方で配置される半月板部(16)と、前記脛骨部(14)を前記大腿骨部(12)に関着式のやり方で接続するための接続装置(18)とを有する膝関節内プロテーゼ(10)であって、
    該大腿骨部(12)が、大腿顆表面(24、26)を有する少なくとも1つの大腿顆(20、22)を含み、
    該半月板部(16)が、前記大腿骨部(12)を向くと共に、前記少なくとも1つの大腿顆(20、22)の前記大腿顆表面(24、26)に触れる少なくとも1つの半月板関節面(156、158)を有する少なくとも1つの上面(154)を含む、
    膝関節内プロテーゼにおいて、
    前記大腿骨部(12)と前記脛骨部(14)とが、互いに対して回転軸(78)の周りで回転可能であるように装着されること、
    前記少なくとも1つの大腿顆(20、22)の前記大腿顆表面(24、26)と前記少なくとも1つの半月板関節面(156、158)とが、前記少なくとも1つの大腿顆(20、22)の前記大腿顆表面(24、26)が球面(28、30)の切片又はほぼ切片を規定するようなやり方で互いに対応して形成されること、及び
    前記少なくとも1つの半月板関節面(156、158)が、前記大腿顆表面(24、26)に適合する湾曲した窪み(164、166)の形態の関節面凹部(160、162)として形成されること、
    を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  2. 請求項1に記載の膝関節内プロテーゼであって、
    前記大腿骨部(12)が、内側大腿顆表面(24)及び外側大腿顆表面(26)を規定する内側及び外側大腿顆(20、22)を含むこと、
    前記半月板部(16)が、内側及び外側半月板関節面(156、158)を含むこと、
    前記内側大腿顆表面(24)が、前記内側半月板関節面(156)に触れること、
    前記外側大腿顆表面(26)が、前記外側半月板関節面(158)に触れること、
    を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  3. 請求項2に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記内側大腿顆表面(24)及び前記外側大腿顆表面(26)が、同一の又は略同一の大腿顆曲率半径(36、38)を有すること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  4. 請求項2に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記内側大腿顆表面(24)及び前記外側大腿顆表面(26)が、互いに相違する大腿顆曲率半径(36、38)を有すること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  5. 請求項2〜4のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記内側半月板関節面(156)及び前記外側半月板関節面(158)が、同一の又は略同一の半月板関節面曲率半径(192、194)を有すること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  6. 請求項2〜4のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記内側半月板関節面(156)及び前記外側半月板関節面(158)が、互いに相違する半月板関節面曲率半径(192、194)を有すること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記少なくとも1つの半月板関節面(156、158)が、前記回転軸(78)に関して同軸に又は略同軸に形成されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、
    前記少なくとも1つの半月板関節面(156、158)が、前記半月板部(16)から離れる方を指す方向へ凹状に湾曲していると共に、前記回転軸(78)を含有する任意の切断面において、前記大腿骨部(12)から離れる方を指す方向に凸状に湾曲している前記少なくとも1つの大腿顆(20、22)の前記大腿顆表面(24、26)の大腿顆曲率半径(36、38)に対応する又はほぼ対応する半月板関節面曲率半径(192、194)を有すること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  9. 請求項8に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転軸(78)を含有する任意の切断面の前記半月板関節面曲率半径(192、194)同士が、同一又は略同一であること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  10. 請求項8又は9に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記外側大腿顆(22)及び前記内側大腿顆(20)を規定する前記球面(28、30)の2つの中心点(32、34)の間隔(40)が、前記外側大腿顆曲率半径(38)と前記内側大腿顆曲率半径(36)との合計よりも小さいこと、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記少なくとも1つの半月板関節面(156、158)と、前記回転軸(78)を含有する任意の切断面との間の交線の中心点(32、34)が、前記回転軸(78)と同軸である円筒表面上に位置すること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  12. 請求項11に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記中心点(32、34)が、前記回転軸(78)に対して交差方向に、特に垂直に走る中心点平面上に在ること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記半月板部(16)が一体に形成されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  14. 請求項1〜13のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記接続装置(18)が、前記脛骨部(14)と前記大腿骨部(12)とが互いに不可分に接続される接続位置を規定すること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  15. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、
    前記脛骨部(14)が、前記半月板部(16)の方向を指す半月板部接触面(98)を含むこと、及び
    前記回転軸(78)が、前記半月板部接触面(98)に対して交差方向に、特に垂直に走ること、
    を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  16. 請求項1〜15のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記脛骨部(14)と前記大腿骨部(12)とが、互いに対して蝶番軸(66)の周りで枢動するように装着されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  17. 請求項16に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記蝶番軸(66)が、前記回転軸(78)に対して交差方向に、特に垂直に走ること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  18. 請求項17に記載の膝関節内プロテーゼであって、
    前記脛骨部(14)が、前記半月板部(16)の半月板部下面(148)が特に平面的なやり方で寄りかかる脛骨表面(98)を含むこと、及び
    前記蝶番軸(66)が、前記脛骨表面(98)と平行に又は略平行に走ること、
    を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  19. 請求項1〜18のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転軸(78)と前記蝶番軸(66)とが、互いに対して傾斜していること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  20. 請求項1〜19のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転軸(78)が、前記蝶番軸(66)を含有する平面に対して垂直であること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  21. 請求項1〜20のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記接続装置(18)が、前記脛骨部(14)と前記大腿骨部(12)とが前記脛骨上及び前記大腿骨上への埋込み後に互いに接続可能であるようなやり方で形成されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  22. 請求項1〜21のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、回転式支承要素(84)が、前記大腿骨部(12)を前記回転軸(78)の周りで回転可能であるように装着するために、前記脛骨部(14)上に配置、形成、又は保持されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  23. 請求項22に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素(84)が、前記回転軸(78)の周りで回転可能であるように前記脛骨部(14)上に装着されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  24. 請求項22又は23に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記脛骨部(14)が、前記回転式支承要素(84)が中で保持される回転式支承要素台座(198)を含むこと、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  25. 請求項24に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素(84)が、前記回転式支承要素台座(198)内で、前記回転軸(78)と平行な方向に不動であるように装着されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  26. 請求項24に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素(84)が、前記回転式支承要素台座(198)内で、前記回転軸(78)と平行な方向に変位可能であるように装着されること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  27. 請求項24〜26のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素(84)と前記回転式支承要素台座(198)とが、互いに対して遠位方向及び/又は近位方向に運動することを限定するための止め装置(200)を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  28. 請求項24〜27のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素(84)を前記回転式支承要素台座(198)内に固着するための固着装置(202)を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  29. 請求項24〜28のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素(84)を装着するための前記回転式支承要素台座(198)を規定する支承スリーブ(134)を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  30. 請求項29に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記脛骨部(14)が、前記支承スリーブ(134)を収容するための支承スリーブ台座(204)を含むこと、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  31. 請求項30に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記固着装置(202)が、前記支承スリーブ(134)を前記支承スリーブ台座(204)内に固着するための固着要素(206)を含むこと、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  32. 請求項30又は31に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記止め装置(200)が、前記支承スリーブ(134)の前記支承スリーブ台座(204)内への挿入深度を限定する止めを含むこと、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  33. 請求項24〜32のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素台座(198)が、遠位方向において閉鎖され、近位方向において開放していること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  34. 請求項24〜33のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記回転式支承要素台座(198)が、少なくとも部分的に前記脛骨表面(98)の上を及び/又は下を延びること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  35. 請求項1〜34のいずれか1項に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記半月板部(16)が、全体的に又は部分的にプラスチック材料製であること、を特徴とする膝関節内プロテーゼ。
  36. 請求項35に記載の膝関節内プロテーゼであって、前記プラスチック材料が、ポリエチレン(PE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、又はポリエーテルエーテルケトンである、或いはポリエチレン(PE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)、又はポリエーテルエーテルケトンを含むことを特徴とする膝関節内プロテーゼ。
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