JP2022518597A - 単顆大腿骨プロテーゼ、脛骨ベアリング及び単顆置換プロテーゼ - Google Patents

Abstract

本出願は、単顆大腿骨プロテーゼ、脛骨ベアリング及び単顆置換プロテーゼに関する。単顆大腿骨プロテーゼは、大腿骨に接続される骨切り面と、脛骨に当接する関節面とを含み、うち、関節面は遠位端関節面と後顆関節面とを含む。遠位端関節面は矢状面において第一の曲率半径を有しており、後顆関節面は矢状面において第二の曲率半径を有しており、且つ、第一の曲率半径と前記第二の曲率半径との比の範囲は１．４～２．１である。関節面は、冠状面において第三の曲率半径を有しており、且つ第三の曲率半径は第一の曲率半径に等しい。上述の単顆大腿骨プロテーゼは、人体の大腿骨関節面の解剖学的構造によりよくマッチすることによって、大腿骨の遠位端表面を充分にカバーできなかったり、過剰に骨を切ったりする問題が回避され、関節面の耐荷重性及び関節の安定性が向上する。

Description

本出願は、医療機器技術分野に関し、特に、単顆大腿骨プロテーゼ、脛骨ベアリング及び単顆置換プロテーゼに関する。

本出願は、２０１９年０１月３１日に中国特許庁に出願され、出願番号が第２０１９１００９８５３０．７で、発明の名称が「単顆大腿骨プロテーゼ及び脛骨ベアリング」である中国特許出願を優先権として主張し、その全ての内容は参照により本出願に組み込まれる。

単顆置換手術は、傷が小さく、回復が速い等の利点があるため、単一区画の骨関節の治療に広く使用されている。単顆置換手術に使用される単顆プロテーゼのタイプとして、内側区画の置換に用いられる内側大腿骨プロテーゼと内側脛骨プロテーゼ、及び外側区画の置換に用いられる外側大腿骨プロテーゼと外側脛骨プロテーゼが挙げられる。

大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントの間の接触面積が、屈曲及び伸展の全範囲において変化しないことを保証するために、従来の単顆大腿骨プロテーゼの関節面は、単一半径の球形の設計の場合が多い。大腿骨の後顆関節面の形状がより球面に近いため、単一半径の球形の設計は主に大腿骨の後顆部分をカバーするように、即ち、単一半径の球形の設計は、後顆関節面の輪郭を基準としてフィッティングしている。従って、単一半径の球形の設計は、大腿骨の遠位端部にはうまくマッチすることができない。同時に、骨切りの場合、大腿骨の遠位端部に陥凹領域が形成され、大腿骨の遠位端部で過剰の骨切りが行われてしまう。大腿骨の遠位端部は、日常の生理活動において歩行や立位のときの、関節の主な荷重面であるため、このような不適合により、挿入後に大腿骨の骨顆プロテーゼが緩むリスクが高まる。また、一部の単顆大腿骨プロテーゼは、曲率半径が遠位端関節面から後顆関節面まで徐々に小さくなるマルチセンター型の設計を採用している。しかし、このタイプの大腿骨プロテーゼでは、屈曲において、膝関節の靭帯組織が緩み、関節の安定性が低下し、患者の術後の固有感覚を低下させ、プロテーゼ脱臼のリスクが高くなる。

本出願で開示する様々な実施形態により、単顆大腿骨プロテーゼ、脛骨ベアリング及び単顆置換プロテーゼが提供される。

本出願の一態様では、単顆大腿骨プロテーゼが提供される。前記単顆大腿骨プロテーゼは、大腿骨に接続される骨切り面と、脛骨ベアリングに当接する関節面とを含み、前記関節面は遠位端関節面と後顆関節面とを含み、前記遠位端関節面は矢状面において第一の曲率半径を有し、前記後顆関節面は矢状面において第二の曲率半径を有しており、前記第一の曲率半径と前記第二の曲率半径との比の範囲は１．４～２．１であり、前記関節面は冠状面において第三の曲率半径を有しており、前記第三の曲率半径は前記第一の曲率半径に等しい。

上述の単顆大腿骨プロテーゼは、矢状面において２つの半径を有する関節面、即ち、矢状面において第一の曲率半径を有する遠位端関節面と、第二の曲率半径を有する後顆関節面とを採用しており、且つ、第一の曲率半径は第二の曲率半径よりも大きいため、単顆大腿骨プロテーゼは、人体の大腿骨関節面の解剖学的構造によりよくマッチし、従来の球形の 単一半径のプロテーゼでは大腿骨の遠位端面を充分にカバーできなかったり、過剰に骨切ったりする問題を解決した。

一実施例において、前記骨切り面は、順番に繋がれた後顆骨切り面、後斜め骨切り面及び遠位端骨切り面を含み、前記後顆骨切り面、前記後斜め骨切り面及び前記遠位端骨切り面は何れも平面であり、且つ、前記後顆骨切り面と前記遠位端骨切り面は互いに垂直である。

一実施例において、前記骨切り面は後顆骨切り面と遠位端骨切り面とを含み、前記後顆骨切り面は平面で、前記遠位端骨切り面は球面であり、且つ、前記遠位端骨切り面は前記遠位端関節面と同心である。

一実施例において、前記遠位端骨切り面の曲率半径は、前記第一の曲率半径よりも４ｍｍ～７ｍｍ小さい。

一実施例において、前記単顆大腿骨プロテーゼの膝関節中心に近い側に、前記膝関節の中心から乖離する方向の円弧面が形成されている。

一実施例において、前記円弧面は、前記単顆大腿骨プロテーゼの膝関節中心に近い側の前半部に位置する点から、前記単顆大腿骨プロテーゼの先端部に位置する点まで延伸する。

一実施例において、前記骨切り面に、前記単顆大腿骨プロテーゼの固定を補助する、少なくとも一本の固定柱が設置されている。

一実施例において、前記遠位端関節面と後顆関節面との間の遷移角の範囲は１０°～２５°であり、前記遷移角は、矢状面において前記遠位端関節面の曲率中心を通り且つ前記遠位端関節面の最遠点を通る直線と、前記後顆関節面の曲率中心を通り且つ前記遠位端関節面と前記後顆関節面の交点を通る直線とにより形成される角度である。

一実施例において、前記単顆大腿骨プロテーゼは、大腿骨の内側区画の置換に用いられる内側大腿骨プロテーゼであり、前記内側大腿骨プロテーゼの第一の曲率半径の範囲は３０ｍｍ～５５ｍｍである。

一実施例において、前記内側大腿骨プロテーゼは外側面と内側面とを備えており、前記外側面と前記内側面は、何れも膝関節の中心に近づく方向に湾曲した曲面を備えている。

一実施例において、横断面における前記外側面の投影はアーク線を形成しており、前記アーク線の中点の接線と矢状面とが成す角度の範囲は１５°～３０°である。

一実施例において、前記単顆大腿骨プロテーゼは、大腿骨の外側区画の置換に用いられる外側大腿骨プロテーゼであり、前記外側大腿骨プロテーゼの第一の曲率半径は３０ｍｍ～６０ｍｍの範囲である。

一実施例において、前記外側大腿骨プロテーゼは外側面及び内側面を備えており、前記外側面は、膝関節の中心へ偏る第一の直線面及び第二の直線面を含む。前記内側面は、膝関節の中心へ偏る第三の直線面及び第四の直線面を含む。

一実施例において、前記第一の直線面は前記第三の直線面に平行であり、且つ、前記第一の直線面と矢状面とが成す角度、及び前記第三の直線面と矢状面とが成す角度の範囲は０°～６°であり、前記第二の直線面は前記第四の直線面に平行であり、且つ、前記第二の直線面と矢状面とが成す角度、及び前記第四の直線面と矢状面とが成す角度の範囲は７°～１４°である。

本出願の他の一態様では、上述の単顆大腿骨プロテーゼにマッチする脛骨ベアリングが提供される。前記脛骨ベアリングは、前記遠位端関節面に当接する近位端関節面を備えており、前記近位端関節面は球面であり、前記第一の曲率半径と前記近位端関節面の曲率半径との比は０．９５～１の範囲である。

上述の脛骨ベアリングは、前述の単顆大腿骨プロテーゼにマッチすることができ、よって、単顆大腿骨プロテーゼの磨耗が低減され、単顆大腿骨プロテーゼの使用寿命が向上することができる。

本出願の別の一態様では、上述の何れか一項の実施例に記載の単顆大腿骨プロテーゼと、上述の何れか一項の実施例に記載の脛骨ベアリングとを含む、単顆置換プロテーゼが提供される。

人体の各々の解剖面を示す模式図である。 膝関節の矢状面の図である。 膝関節の冠状面の図である。 一実施形態に係る単顆大腿骨プロテーゼの側面図である。 図４に示される単顆大腿骨プロテーゼの平面図である。 他の一実施形態に係る単顆大腿骨プロテーゼの側面図である。 図６に示される単顆大腿骨プロテーゼの平面図である。 一実施形態における内側大腿骨プロテーゼの側面図である。 図８に示される内側大腿骨プロテーゼの平面図である。 図８に示される内側大腿骨プロテーゼの取り付けを示す模式図である。 一実施形態における外側大腿骨プロテーゼの側面図である。 図１１に示される外側大腿骨プロテーゼの平面図である。 図１１に示される外側大腿骨プロテーゼの取り付けを示す模式図である。 他の一実施形態における内側大腿骨プロテーゼの平面図である。 他の一実施形態における外側大腿骨プロテーゼの平面図である。 一実施形態に係る脛骨プロテーゼを示す模式図である。 図１６に示される脛骨プロテーゼのＡ－Ａ断面の断面図である。

本出願の目的、技術案及び特徴をより明確にするために、以下、図面と実施形態を参照しながら本出願をさらに詳細に説明する。以下の説明では、本出願を完全に理解されるために、多くの具体的な詳細が述べられる。しかし、本出願は、本明細書に説明される方法とは異なる様々な方法で実施することができ、当業者は、本発明の内容に反することなく、類似する改善を行うことができるため、本出願は、以下に開示される具体実施によって制限されるものではない。

特に、素子が他の素子に「固定される」とされる場合、該素子が他の素子に直接位置するか、或いは、中間素子が介在してもよい。１つの素子が他の素子に「接続される」とされる場合、該素子が他の素子に直接接続されるか、或いは中間素子が介在してもよい。

別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本出願の技術分野の当業者に一般的に理解されている意味と同じ意味を有するものとする。本明細書において、本出願の明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明することのみを目的としており、本出願を限定することを意図するものではない。

本出願の技術案をよりよく説明するために、まず、図１～３に示すように、各実施例に関するポジションの名称について説明する。

矢状面１０１は、人体または関節を、前後方向から左、右の二つの部分に分ける縦断面のことを指しており、うち、人体の真ん中を通る矢状面は、人体を左右二つの等しい部分に分ける正中矢状面とする。

冠状面１０２は、人体または関節を、左右方向から前、後の二つの部分に分ける縦断面のことを指しており、前記断面は矢状面に垂直である。

水平面１０３は、横断面とも称し、地面に平行で、人体または関節を上、下二つの部分に分割する平面を指しており、前記平面は冠状面と矢状面に互いに垂直である。

遠位端は、人体または関節の、頭部から相対的に離れた端とする。

近位端は、人体または関節の、頭部に相対的に近い端とする。

内側は、比較的に人体の正中矢状面に近い側とする。

外側は、比較的に人体の正中矢状面から離れた側とする。

前側は、矢状面において比較的に腹部に近い側とする。

後側は、矢状面について比較的に背部に近い側とする。

図４及び図５を参照すると、本出願の各例示的な実施例では、膝関節の内側区画または外側区画の置換に用いられる単顆大腿骨プロテーゼ１００が提供される。具体的に、一実施例に係る単顆大腿骨プロテーゼ１００は、関節面１１０と骨切り面１２０とを含む。骨切り面１２０は、単顆大腿骨プロテーゼ１００を固定するように大腿骨に接続される。関節面１１０は、罹患した大腿骨の関節面を取替えるように、脛骨に当接する。うち、関節面１１０は遠位端に凸の曲面であり、関節面１１０は、大腿骨の遠位端を取替えるための遠位端関節面１１１と、大腿骨の後顆を取替えるための後顆関節面１１２とを含む。遠位端関節面１１１は矢状面において第一の曲率半径Ｒｄを有し、後顆関節面１１２は矢状面において第二の曲率半径Ｒｐを有する。第一の曲率半径Ｒｄは第二の曲率半径Ｒｐよりも大きく、よって、関節面１１０は、矢状面において２つの半径を有する円弧面として形成され、大腿骨の遠位端と後顆とをよりよくマッチできる。さらに、関節面１１０は冠状面において第三の曲率半径Ｒｃを有し、且つ、第三の曲率半径Ｒｃは第一の曲率半径Ｒｄに等しく、よって、遠位端関節面１１１は第一の曲率半径Ｒｄの半径を有する球面に形成される。球面がよりよい耐荷重性を有するため、日常の歩行及び立位において、主要荷重面としての遠位端関節面１１１はよりよい耐荷重能力を有する。

上述の単顆大腿骨プロテーゼ１００は、矢状面において２つの半径を有する関節面１１０、即ち、矢状面において第一の曲率半径Ｒｄを有する遠位端関節面１１１と、第二の曲率半径Ｒｐを有する後顆関節面１１２とを採用している。人体の大腿骨の遠位端関節面１１１は、後顆関節面１１２よりも曲率半径が大きいため、第一の曲率半径Ｒｄを第二の曲率半径Ｒｐよりも大きく設定することによって、関節面１１０が人体の大腿骨の関節面の解剖学的構造によりマッチすることができ、従来の球形の単一半径のプロテーゼの場合において大腿骨の遠位端面を充分にカバーできなかったり、過剰に骨切ったりする問題を解決できる。さらに、上述の単顆大腿骨プロテーゼ１００の関節面１１０の冠状面上における第三の曲率半径Ｒｃと第一の曲率半径Ｒｄとが等しいため、遠位端関節面１１１は球面に形成され、これによって、大腿骨プロテーゼの、従来のマルチセンター設計による、膝関節屈曲の不安定の問題が回避され、遠位端関節面１１１の耐荷重性と関節の安定性が向上する。

単顆大腿骨プロテーゼ１００の骨切り面１２０は、単顆置換手術で形成される大腿骨の骨切り面にマッチする。一実施例において、骨切り面１２０は、順番に繋げられた後顆骨切り面１２１、後斜め骨切り面１２２及び遠位端骨切り面１２３を含む。後顆骨切り面１２１、後斜め骨切り面１２２及び遠位端骨切り面１２３は何れも平面であり、且つ、後顆骨切り面１２１と遠位端骨切り面１２３は互いに垂直である。さらに、後斜め骨切り面１２２と後顆骨切り面１２１とが成す角度、また、後斜め骨切り面１２２と遠位端骨切り面１２３とが成す角度は、何れも１３０°～１４０°であり、好ましくは１３５°である。後顆骨切り面１２１、後斜め骨切り面１２２及び遠位端骨切り面１２３を平面にすることによって、骨切り面１２０の加工が簡単になり、プロセスの難度が低減される。

図６及び図７を参照すると、他の一実施例において、遠位端骨切り面１２３は球面に取り替えられてもよい。具体的に、一実施例の骨切り面１２０は、後顆骨切り面１２１と遠位端骨切り面１２３とを含む。後顆骨切り面１２１は平面である。遠位端骨切り面１２３は球面であり、且つ、遠位端骨切り面１２３は遠位端関節面１１１と同心であり、即ち、遠位端骨切り面１２３の曲率中心は、遠位端関節面１１１の曲率中心と重なり合う。さらに、遠位端骨切り面１２３の曲率半径は、遠位端関節面１１１の曲率半径よりも４ｍｍ～７ｍｍ小さく、好ましくは４．５～６．５ｍｍ小さく、より好ましくは６ｍｍ小さい。前記範囲内で、プロテーゼの厚さは機械的強度の要件を満たすことができ、また、骨切りの量は可能な限り控えられ、これによって、過剰に骨を切ることを防ぐことができる。本明細書の数値範囲は、何れもエンドポイント値を含むことを説明しておきたい。遠位端骨切り面１２３は、球形構造を採用すると大腿骨の皮質骨をより多く保つことができ、よって、骨を切るとき、大腿骨の元の海綿骨構造をよりよく守ることができ、術後の大腿骨の耐荷重性がよりよく、術後の単顆大腿骨プロテーゼ１００の緩みの確率を低下させることができる。

一実施例において、単顆大腿骨プロテーゼ１００の骨切り面１２０には、少なくとも１本の固定柱１２４が設置されている。具体的に、図４を参照すると、骨切り面１２０には、２本の固定柱１２４が設置されている。固定柱１２４は円柱状であり、単顆大腿骨プロテーゼ１００の固定を補助することに用いられる。具体的に、単顆大腿骨プロテーゼ１００の置換手術において、大腿骨の骨切り面に取付け孔を形成し、固定柱１２４を取付け孔内に設置することによって、単顆大腿骨プロテーゼ１００を固定する目的を達成する。

置換位置によって、単顆大腿骨プロテーゼ１００のタイプは、大腿骨の内側区画の置換に用いられる内側大腿骨プロテーゼと、大腿骨の外側区画の置換に用いられる外側大腿骨プロテーゼとが挙げられる。単顆大腿骨プロテーゼ１００が内側大腿骨プロテーゼである場合、第一の曲率半径Ｒｄの範囲は３０ｍｍ～５５ｍｍ、好ましくは３６ｍｍ～４６ｍｍ、より好ましくは４１ｍｍである。前記第一の曲率半径Ｒｄが前記数値範囲内の場合、プロテーゼの遠位端関節面の形状は、人体の元の大腿骨遠位端関節面の生理的構造によりマッチする。第一の曲率半径Ｒｄと第二の曲率半径Ｒｐとの比の範囲は１．４～２．１、好ましくは１．６～２．０、より好ましくは１．７であり、よって、内側大腿骨プロテーゼは大腿骨の内側区画によりマッチする。さらに、遠位端関節面１１１と後顆関節面１１２との間の遷移角βの範囲は１０°～２５°、好ましくは１５°～２０°、より好ましくは２０°である。前記範囲内の遷移角の場合、関節の可動性と摩擦性能のバランスがより取れる。遷移角βは、図４に示すように矢状面上において、前記遠位端関節面１１１の曲率中心を通り且つ遠位端関節面１１１の最遠の遠位端点ａを通る直線と、後顆関節面１１２の曲率中心を通り且つ遠位端関節面１１１と後顆関節面１１２との交点ｂを通る直線とにより形成される角度である。

単顆大腿骨プロテーゼ１００が外側大腿骨プロテーゼである場合、第一の曲率半径Ｒｄの範囲は３０ｍｍ～６０ｍｍ、好ましくは４１ｍｍ～５１ｍｍ、より好ましくは４６ｍｍである。前記第一の曲率半径Ｒｄが前記数値範囲内の場合、プロテーゼの遠位端関節面の形状は、人体の元の大腿骨遠位端関節面の生理的構造によりマッチする。第一の曲率半径Ｒｄと第二の曲率半径Ｒｐとの比の範囲は１．４～２．１、好ましくは１．６～２.０、より好ましくは１．７であり、よって、外側大腿骨プロテーゼは大腿骨の外側区画によりマッチする。さらに、遠位端関節面１１１と後顆関節面１１２との間の遷移角βの範囲は１０°～２５°であり、前記範囲内の遷移角βの場合、関節の可動性及び摩擦性能のバランスがより取れる。

本出願の各例示的な実施例では、非対称の単顆大腿骨プロテーゼがさらに提供される。具体的に、図８～図１０を参照すると、右側の膝関節の内側大腿骨プロテーゼ２００を例として、内側大腿骨プロテーゼ２００の膝関節中心５００に近い側は、内側大腿骨プロテーゼ２００の内側面２３１となり、内側大腿骨プロテーゼ２００の膝関節中心５００から離れた側は、内側大腿骨プロテーゼ２００の外側面２３２となる。ここで、内側大腿骨プロテーゼ２００の内側面２３１には、膝関節中心５００から乖離する方向の円弧面２３１１が形成されている。具体的に、図９に示す平面図において、円弧面２３１１は、内側大腿骨プロテーゼ２００の内側面２３１の前半部に位置する点Ａから、内側大腿骨プロテーゼ２００の先端部に位置する点Ｂまで延伸する。点Ａは、内側面２３１の前半部であって３５％～４５％のところに位置することが好ましい。点Ａは、内側面２３１の前半部であって４０％のところに位置することがより好ましい。ここで、「内側面２３１の前半部であって３５％～４５％のところに位置する」とは、点Ａから点Ｂ点までの前後方向の距離Ｌ１が、内側大腿骨プロテーゼ２００の最先端部から最後端部までの前後方向の距離Ｌ２の３５％～４５％を占めることを意味する。点Ｂは、内側大腿骨プロテーゼ２００の先端部の中点に位置することが好ましい。上述の円弧面２３１１を備える内側大腿骨プロテーゼ２００によれば、術後に膝関節を屈曲及び伸展させる時、膝蓋骨と内側大腿骨プロテーゼ２００との衝突の確率を低減させ、術後の痛みと内側大腿骨プロテーゼ２００の緩みの確率を低減させることができる。さらに、正中矢状面を鏡映面として、図８～図１０に示す右膝関節の内側大腿骨プロテーゼ２００をミラーリングすると、左膝関節の内側区画に適用される内側大腿骨プロテーゼを得ることができる。

図１１～図１３を参照すると、右膝関節の外側大腿骨プロテーゼ３００を例として、外側大腿骨プロテーゼ３００の膝関節中心５００に近い側は内側面３３１となり、内側大腿骨プロテーゼ２００の膝関節中心５００から離れた側は外側面３３２となる。ここで、外側大腿骨プロテーゼ３００の内側面３３１には、膝関節中心５００から乖離する方向の円弧面３３１１が形成されている。具体的に、図１２に示す上面図において、円弧面３３１１は、外側大腿骨プロテーゼ３００の内側面３３１の前半部に位置する点Ａから、外側大腿骨プロテーゼ３００の先端部に位置する点Ｂまで延伸する。点Ａは、内側面３３１の前半部であって３５％～４５％のところに位置することが好ましく、点Ａは、内側面３３１の前半部であって４０％のところに位置することがより好ましい。ここで、「内側面３３１の前半部であって３５％～４５％のところに位置する」とは、点Ａから点Ｂ点までの前後方向の距離Ｌ１が、外側大腿骨プロテーゼ３００の最先端部から最後端部までの前後方向の距離Ｌ２の３５％～４５％を占めることを意味する。上述の円弧面３３１１を備える外側大腿骨プロテーゼ３００では、術後に膝関節を屈曲及び伸展させる時、膝蓋骨と外側大腿骨プロテーゼ３００との衝突の確率を低減させ、術後の痛みと外側大腿骨プロテーゼ３００の緩みの確率を低減させることができる。さらに、正中矢状面を鏡映面として、図１１～図１３に示す右膝関節の外側大腿骨プロテーゼ３００をミラーリングすると、左膝関節の外側区画に適用される外側大腿骨プロテーゼを得ることができる。

一実施例では、本出願の各実施例において、内側大腿骨プロテーゼ２００の内側面２３１及び外側面２３２は更に改善された。具体的に、図１４を参照すると、右膝関節の内側大腿骨プロテーゼ２００を例として、内側大腿骨プロテーゼ２００の外側面２３２及び内側面２３１は、何れも膝関節中心に近づく方向へ湾曲した曲面となっている。オプションとして、内側大腿骨プロテーゼ２００の内側面２３１には、内側面２３１の延伸方向から乖離する円弧面（アーク線）２３１１がさらに形成されており、前記アーク線２３１１は、前記単顆大腿骨プロテーゼ２００の膝関節中心に近い側の前半部に位置する点から、前記単顆大腿骨プロテーゼ２００の先端部に位置する点まで延伸する。該二つの点の位置関係については、図９に示す実施例を参照されたい。さらに、図１４を続いて参照すると、水平面における外側面２３２の投影はアーク線を形成することができ、前記アーク線の中点Ｃにおける接線と矢状面とが成す角度α１の範囲は１５°～３０°、好ましくは２３°～２７°、より好ましくは２５°である。前記角度α１が上述の範囲内の場合、内側大腿骨プロテーゼ２００と大腿骨内側顆の解剖学的形状がよりマッチすることによって、内側大腿骨プロテーゼ２００の先端部の張り出しによる膝関節内側の靭帯組織との干渉が回避され、患者の術後の痛みの発生確率を低減させる。さらに、正中矢状面を鏡映面として、図１４に示す右膝関節の内側大腿骨プロテーゼ２００をミラーリングすると、左膝関節の内側区画に適用される内側大腿骨プロテーゼを得ることができる。

他の一実施例では、本出願の各例示的な実施例において、外側大腿骨プロテーゼ３００の内側面３３１及び外側面３３２がさらに改善された。具体的に、図１５を参照すると、右膝関節の外側大腿骨プロテーゼ３００を例として、外側大腿骨プロテーゼ３００の外側面３３２は、膝関節中心へ偏る第一の直線面３３２１と第二の直線面３３２２とを含む。内側面３３１は、膝関節中心へ偏る第三の直線面３３１２と第四の直線面３３１３とを含む。オプションとして、外側大腿骨プロテーゼ３００の内側面３３１には、第四の直線面３３１３の延伸方向から乖離する円弧面（アーク線）３３１１がさらに形成されており、前記アーク線３３１１は、前記単顆大腿骨プロテーゼ３００の膝関節中心に近い側の前半部に位置する点から、前記単顆大腿骨プロテーゼ３００の先端部に位置する点まで延伸する。該二つの点の位置関係については、図１２に示す実施例を参照されたい。ここで、第一の直線面３３２１は第三の直線面３３１２に平行であり、且つ、第一の直線面３３２１と矢状面とが成す角度α２、及び第三の直線面３３１２と矢状面とが成す角度α２の範囲は、何れも０°～６°、好ましくは３°～５°、より好ましくは３°である。第二の直線面３３２２は第四の直線面３３１３に平行であり、且つ、第二の直線面３３２２と矢状面とが成す角度α３、及び第四の直線面３３１３と矢状面とが成す角度α３の範囲は７°～１４°、好ましくは７°～１１°、より好ましくは９°である。角度α２、角度α３が上述の範囲内の場合、外側大腿骨プロテーゼ３００が大腿骨の外側顆の解剖学的形状によりマッチし、外側大腿骨プロテーゼ３００の先端部の張り出しによる膝関節の外側の靭帯組織との干渉が回避され、患者の術後の痛みの発生確率を低減させる。さらに、正中矢状面を鏡映面として、図１５に示す右膝関節の外側大腿骨プロテーゼ３００をミラーリングすると、左膝関節の外側区画に適用される外側大腿骨プロテーゼを得ることができる。

本出願の各実施例で、上述の何れかの実施例に係る単顆大腿骨プロテーゼ１００、２００、３００にフィットして使用される脛骨ベアリング４００がさらに提供される。具体的に、図１６～１７を参照すると、一実施例に係る脛骨ベアリング４００は、遠位端面４１０と近位端関節面４２０とを含む。遠位端面４１０は脛骨に接続される平面である。近位端関節面４２０は、上述の単顆大腿骨プロテーゼ１００の遠位端関節面１１１に当接する。さらに、近位端関節面４２０は球面であり、且つ、近位端関節面４２０の曲率半径ＳＲは、これにフィットする遠位端関節面１１１の第一の曲率半径Ｒｄと略同じである。具体的には、第一の曲率半径Ｒｄと近位端関節面４２０の曲率半径ＳＲとの比の範囲は０．９５～１である。

上述の脛骨ベアリング４００は、膝関節が真っ直ぐに伸びた状態にある場合、即ち、脛骨ベアリング４００が単顆大腿骨プロテーゼ１００の遠位端関節面１１１に接触する場合、近位端関節面４２０の曲率半径ＳＲが、遠位端関節面１１１の矢状面における曲率半径Ｒｄ及び冠状面における曲率半径Ｒｃと略同じであるため、前記近位端関節面４２０は遠位端関節面１１１に高度にマッチできる。このとき、人体の姿勢は、立ったり歩いたりするなど膝関節に比較的に大きな圧力が掛かる姿勢であるため、脛骨ベアリング４００が単顆大腿骨プロテーゼ１００に高度にマッチすることによって、上述の脛骨ベアリング４００と単顆大腿骨プロテーゼ１００の間でよりよい接触摩擦性能が備えられ、単顆大腿骨プロテーゼ１００の磨耗が低減され、単顆大腿骨プロテーゼ１００の使用寿命が向上する。

膝関節が屈曲状態にある場合、即ち、脛骨ベアリング４００が単顆大腿骨プロテーゼ１００の後顆関節面１１２に接触する場合、近位端関節面４２０の曲率半径ＳＲは後顆関節面１１２の矢状面における曲率半径（即ち、第二の曲率半径Ｒｐ）と異なっているが、近位端関節面４２０の曲率半径ＳＲが後顆関節面１１２の冠状面における曲率半径（即ち、第三の曲率半径Ｒｃ）に近いため、近位端関節面４２０と後顆関節面１１２は、冠状面でも高度なマッチングを維持することができる。膝関節が屈曲状態にある場合、人体は座っていることが多く、この時、膝関節に掛かる圧力が小さく、冠状面の高度なマッチングでよりよい接触摩擦性能が充分に保証され、これによって、単顆大腿骨プロテーゼ１００の磨耗が低減され、単顆大腿骨プロテーゼ１００の使用寿命が向上する。

上記の実施形態の各々の技術的特徴は任意に組み合わせることができ、説明を簡潔にするために、上述の実施例における各々の技術的特徴の全ての可能な組み合わせを説明していないが、これらの技術的特徴の組み合わせは、矛盾がない限り、何れも本明細書に記載の範囲内のものであると捉えるべきである。

上記の実施例では、本発明の幾つかの実施形態のみを説明しており、その説明は比較的に具体的で詳細であるが、これにより発明の特許範囲を限定すると理解されてはいけない。当業者にとって、本発明の発想から逸脱することなく、様々な変更及び改善を行うことができ、これらは何れも本発明の特許保護範囲内にのものである。よって、本発明の特許保護範囲は添付される請求項に準ずるものとする。

Claims (14)

1. 単顆大腿骨プロテーゼであって、
   大腿骨に接続される骨切り面と、脛骨ベアリングに当接する関節面とを含み、
   前記関節面は、矢状面において第一の曲率半径を有する遠位端関節面と、矢状面において第二の曲率半径を有する後顆関節面とを含み、
   前記第一の曲率半径と前記第二の曲率半径との比の範囲は１．４～２．１であり、前記関節面は冠状面において第三の曲率半径を有し、前記第三の曲率半径は前記第一の曲率半径と等しい、ことを特徴とする単顆大腿骨プロテーゼ。
2. 前記骨切り面は、後顆骨切り面と遠位端骨切り面とを含み、前記後顆骨切り面は平面で、前記遠位端骨切り面は球面であり、且つ、前記遠位端骨切り面は前記遠位端関節面と同心である、ことを特徴とする請求項１に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
3. 前記遠位端骨切り面の曲率半径は、前記第一の曲率半径よりも４ｍｍ～７ｍｍ小さい、ことを特徴とする請求項２に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
4. 前記単顆大腿骨プロテーゼは、膝関節の中心に近い側に、前記膝関節の中心から乖離する方向の円弧面が形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
5. 前記円弧面は、前記単顆大腿骨プロテーゼの膝関節の中心に近い側の前半部に位置する点から、前記単顆大腿骨プロテーゼの先端部に位置する点まで延伸する、ことを特徴とする請求項４に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
6. 前記遠位端関節面と前記後顆関節面とが成す遷移角の範囲は１０°～２５°である、ことを特徴とする請求項１に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
7. 前記単顆大腿骨プロテーゼは大腿骨の内側区画の置換に用いられる内側大腿骨プロテーゼであり、前記内側大腿骨プロテーゼの第一の曲率半径の範囲は３０ｍｍ～５５ｍｍである、ことを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
8. 前記内側大腿骨プロテーゼは外側面及び内側面を備えており、前記外側面と前記内側面は、何れも膝関節の中心に近づく方向へ湾曲した曲面を含む、ことを特徴とする請求項７に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
9. 水平面における前記外側面の投影はアーク線を形成し、前記アーク線の中点における接線と矢状面とが成す角度の範囲は１５°～３０°である、ことを特徴とする請求項８に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
10. 前記単顆大腿骨プロテーゼは、大腿骨の外側区画の置換に用いられる外側大腿骨プロテーゼであり、前記外側大腿骨プロテーゼの第一の曲率半径の範囲は３０ｍｍ～６０ｍｍである、ことを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
11. 前記外側大腿骨プロテーゼは外側面及び内側面を有し、前記外側面は膝関節の中心へ偏る第一の直線面と第二の直線面とを含み、前記内側面は膝関節の中心へ偏る第三の直線面と第四の直線面とを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
12. 前記第一の直線面は前記第三の直線面に平行であり、且つ、前記第一の直線面と矢状面とが成す角度、及び前記第三の直線面と矢状面とが成す角度の範囲は０°～６°であり、前記第二の直線面は前記第四の直線面に平行であり、且つ、前記第二の直線面と矢状面とが成す角度、及び前記第四の直線面と矢状面とが成す角度の範囲は７°～１４°である、ことを特徴とする請求項１１に記載の単顆大腿骨プロテーゼ。
13. 請求項１～１２の何れか一項に記載の単顆大腿骨プロテーゼにフィットされる脛骨ベアリングであって、
    前記脛骨ベアリングは、前記遠位端関節面に当接する近位端関節面を備えており、前記近位端関節面は球面であり、前記第一の曲率半径と前記近位端関節面の曲率半径との比の範囲は０．９５～１である、ことを特徴とする脛骨ベアリング。
14. 請求項１～１２の何れか一項に記載の単顆大腿骨プロテーゼと、
    請求項１３に記載の脛骨ベアリングと、を含む単顆置換プロテーゼ。
    

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