JP2917520B2 - 側方支持面付大腿骨用内部人工装具 - Google Patents

側方支持面付大腿骨用内部人工装具

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は概して人工装具の改良に関するもので、特に
股関節部人工装具に関するものである。より詳細には、
本発明は、使用の際、大腿骨外側に装填するように設計
された側方荷重転移用支持面の追加を含む改良型人工装
具に関するものである。支持面は大腿骨構成要素に一体
化されるものであり、即ち、装着により、又は、好まし
くは雌雄受口による嵌め合いにより、標準構成要素上に
載置される楔形状のものとすることができる。
背景技術 人間の欠陥関節、特に股関節部の関節を取り替えるた
めの人造、即ち、人工装具は、長年に亘って広範囲に亘
る研究開発と努力が重ねられてきた課題である。米国で
現在行われている最も普通の成人向け構築による股関節
処置である股関節部全体の間接成形においては、金属製
大腿骨材料が大腿骨に存する骨髄腔に挿入されるのが典
型的である。同時に、通常高密度ポリエチレン製の寛骨
臼状のカップが寛骨臼に挿入される。
従来の代表的な大腿骨構成要素２が図１に示されてい
る。構成要素２は頭部４と、首部６と、内方側側面11及
び外方側側面13を有する軸幹10とから成る一体の金属製
構成要素である。通常、首部６と軸幹10の間には、カラ
ー７がある。カラー７の内方延長部が壇８となってい
る。軸幹10は近位端19と、尖端部22で終っている遠位端
20とを有する。この内部構成要素を測定するのに様々な
手段が使われる。首の長さ12は、頭部４の中央18からカ
ラー７の基までを測る。頭部と軸幹の分岐部分14は、頭
部４の中央18から軸幹10の遠位端20の軸を通る線22まで
を測る。軸幹の長さ16は、カラー７の中間部から軸幹10
の尖端部22までを測る。首部６の角度αは、軸幹10の遠
位端20の外側面に沿った別の線26と、頭部４及び首部６
の中央18を通る線24の交角によって測る。
大腿骨の構成要素はあらゆる強い不活性な材料で作る
ことができる。この構成要素につき従来使われてきた材
料には、ステンレススチール、クロミュームコバルトモ
リブデン合金（Co−Cr−Mo）、チタン、あるいは、頭部
がセラミック製でCo−Cr−Moや、頭部がコバルトクロミ
ュームないしセラミック製でチタン等の組合せが含まれ
ている。更にそれは、等弾性のポリアセテートで作るこ
ともできる。
頭部の直径は通常、首部の長さ30〜42mmに対し、22、
26、28、32又は38mmのいずれかである。首部の断面は、
丸くし、卵形とし、あるいは、台形状にすることができ
る。カラー自身は、あってもなくてもよい。軸幹の表面
は磨かれ、曇化され、セメント被膜が施され、型嵌めさ
れ、あるいは、多孔性金属塗装を施される。軸幹には穿
孔のあるものと、ないものとがある。軸幹の近位端３分
の１を幅広にしたりすることもできる。頭部と軸幹の分
岐部の長さは一般的には38〜45mmで、全長は一般的には
12〜18cmである。時には内部構成要素は、頭部構成要素
に添設される軸幹上に先細の金属柱を有していて、長さ
及び直径の異なるコバルトクローム又はセラミック製の
頭部に利用できる組合せ型システムとして作られる。参
考文献として、キャランドラッシオ アール エーによ
るキャンベルの手術による整形外科における「股関節の
関節成形」（1987年シー ビー モスビー、セントルイ
ス第２巻第41章、1213〜1501ページ）がある。
従来技術による内部構成要素で、主に問題になってい
ることは、適所における構成要素の安定性である。安定
性が十分でないために、人造の股関節による痛みや機能
不全、大腿骨の骨折、その他様々な諸問題が発生するこ
とがある。こうした問題を避けるため、そして安定性を
増すために多くの試みがなされた。１つの試みとして
は、大腿骨構成要素を骨に固定させるため、媒体をグラ
ウト仕上げしたり、骨をセメントで固めるといった方法
がある。この場合、軸幹に必要なスペースを広くとるた
めに、骨髄腔から骨を取り除かなければならない。グラ
ウト仕上げ用材料は、装置を固定する手段として、且
つ、装具と残りの骨との間の荷重を転移させる手段とし
て、骨と軸幹との間の間隙を満たすべく注入される。こ
の方法の場合は、骨に正確に挿入する必要がなく、そし
て即荷重に耐え、リハビリにつながり、直ちに機械的定
着を達成することができるという利点がある一方、手術
中に血液が十分に循環しないこと及び／又は雑菌混入に
よって多くの欠点をも生じる。グラウト仕上げによる媒
体を使わないで移植組織を固定するための努力もなされ
てきたが、この場合に重要なことは、正確に骨を切除す
ることである。大腿骨構成要素、生理機能上の荷重に機
械的にも安定して耐えるだけの確固とした静合（締まり
嵌め）にすべく選択する必要がある。
時々移植される組織の表面は、その移植片周囲は骨の
組織再生を促進させるべく作用する多孔性の、ないし、
粗くした組織にするための処置がなされ、更に骨に関す
る大腿骨の構成要素を安定化させる。
後者のシステムによる主な利点は、セメント又はグラ
ウト仕上げによる媒体がないことで、かくして長期間に
亘る本質的弱さと短期間におけるこの材料の毒性による
作用を除去することができる。しかし、欠点も沢山あ
る。第一に、こうした軸幹には、金属と骨との間の動き
を防ぐための十分な静合が更に必要となる。各タイプの
使用可能な移植組織について慣例化した骨の除切を正確
に遂行することが難しく、当初若干緩みが生じたり、耐
えられなくなったりする。移植される組織は、より安定
した位置に移動するであろうが、そのことは、大腿骨構
成要素が適正に機能する上で理想的な定位ということは
できないであろう。静合の要請に伴い、挿入中に大腿骨
が骨折する可能性が増えてきた。更に、骨の形成のため
に約６週間患者は、股関節部にかかる重量に耐えなけれ
ばならない。多孔性の、ないし、粗面の表面を形成する
移植組織の処置によって、その組織に局部的応力のかか
る場所が生じ、疲れ破損の危険が増加する。更に、骨組
織が内部で成長し、移植される組織が安定するにはかな
りの時間を要する。このことは初期の患者のリハビリに
対しては著しい害となる。更には、表面を処置すること
によって移植される組織の表面の範囲がより広く晒され
ることとなるだきでなく、毒性の又は病理作用を増す危
険に関係する金属イオンの拡散も増加する。
移植される組織の軸幹は、不適正な応力荷重又は表面
処理により耐疲労性強度が低下するために弱くなること
がある。こうしたことが起きた場合、軸幹は曲がった
り、骨折したりすることがあり、その場合その取除き作
業が必要になるがその作業が著しく骨が成長した場合に
は特に難しい作業となる。
表面処理によることなく、移植される組織を安定化さ
せるような方法で骨髄腔に移植できる大腿骨構成要素の
股関節内部人工装具を設計するのに、様々な努力がなさ
れてきた。こうした努力の内あるものは、大腿骨の人工
装具用に作られた腔の形状に適応できる等しい弾性の大
腿骨構成要素を作ることに向けられており、かくして移
植される組織から骨髄腔内の大腿骨構成要素を取巻く骨
の外方へと外向きに荷重を転移させる。例えば、米国特
許第4,743,263号参照。その他の移植組織では、骨髄腔
の大腿骨構成要素の側面に引張応力を加えるために、段
付突出物を用いたり（米国特許第4,031,571号）、固定
ワイヤー（米国特許第4,530,114号）を用いたりする。
報告されているところによると、これは骨の自然のまま
の状態を利用しつつ大腿骨の構成要素を据え付けるため
に行われている。移植される組織を安定化させるため、
ピン又は軸幹（米国特許第3,896,505号）、軸の回転を
防ぐための翼形状の付加部分（米国特許第4,664,448
号）、移植される組織の回転を防止して安定させるプレ
ート（米国特許第4,904,269号）、回転防止用垂直安定
板（米国特許第4,936,863号）等を付加することに、更
に努力が向けられてきた。
こうしたあらゆる努力が、男性又は女性の患者が自分
の足に戻すことによって力が移植組織にかかり、装填後
に骨髄腔の内側で大腿骨の構成要素が回転しないように
することに向けられているのである。
これら移植組織の殆どは大腿骨にかかる力の配分が不
適当なために人工装具が転位したり、骨折したりするこ
とが欠点となっている。
本発明前の移植組織のすべては、片面側荷重が大腿骨
のヘッドにかかる場合、外側大腿骨が引張応力下にある
という従来の仮定に基づいて設計されてきた。この仮定
は、1917年に出版されたコッホの標準的な研究で説明さ
れている人間の股関節の生体力学を説明するための標準
モデルに基づいている（Am.J.Anat.21:177,1917）。彼
は、濶歩中のように片側にのみ荷重がかかっている間、
大腿骨の内方側側面には圧縮荷重がかかり、外方側側部
の皮質の大部分には引張荷重がかかっていると断定して
いる。
コッホのモデルの場合、股関節内に生じた力の大部分
は、解剖学上、股関節骨の腸骨冠の外側面に由来し、且
つ、大腿骨の大転子上に挿入するものとして定義付けら
れている外転筋肉の荷重であるとする。かくして、重積
する体重が、支点として作用する大腿骨のヘッドを横切
るてこを作り出し、それにより、外転筋力によって体重
の力のバランスがとれている。このモデルは、大腿骨上
部の外方側側面に引張荷重がかかっているという従来の
考え方を導いている。
発明の開示 本発明の目的は、大腿骨上部の外方側側面に、立った
り歩いたりという普通の動作中において自然に圧縮荷重
がかかっていることを実証する股関節の生体力学のより
正確なモデルに基づく大腿骨構成要素用股関節内部人工
装具を提供することにある。
本発明の他の目的は、大腿骨内部の外方側側面にかか
る荷重を転移させ得る外方側荷重転移面を有する大腿骨
構成要素を提供することにある。
本発明の更なる目的は、前記荷重転移面が、大腿骨構
成要素の軸幹の上部外側面に配置された側方支持ウェッ
ジの一部となっている大腿骨構成要素を提供することに
ある。
本発明の更に他の目的は、側方支持ウェッジが軸幹と
一体的に形成されている大腿骨構成要素を提供すること
にある。
本発明の更に他の目的は、側方支持ウェッジが軸幹と
は別体に製造され、好ましくは雌雄ジョイントで以て両
者が一体化される大腿骨構成要素を提供することにあ
る。
本発明のこれらの、並びに、その他の目的は、従来の
股関節内部人工装具のすべてが依拠していた股関節生体
力学のコッホの標準モデルが不完全なものであって、そ
れ故に荷重パターンに関する従来の結論が不正確なもの
であるという本発明の知見に基いて達成される。本発明
者によって開発された人間の股関節の生体力学のより完
全なモデルを用いることにより、この分野において直面
していた問題を克服し得る股関節人工装具の改良が達成
された。
本発明に係る大腿骨構成要素は、大腿骨上部の外方側
側面には、コッホの予言による引張応力よりむしろ圧縮
荷重がかかっているという本発明者の発見に基づくもの
である。かくして、大腿骨の内方と外方の内側面は、大
腿骨構成要素の支持面として使用することができるので
ある。従って、本発明に係る大腿骨構成要素には、使用
の際、大腿骨上部の外方側内側面によって支持される外
方側荷重転移支持面が含まれている。荷重転移支持面
は、大腿骨構成要素の軸幹の近位部分の外側にあるウェ
ッジ形付加物の一部である。このウェッジ形付加物は軸
幹と一体化することができ、あるいは、別途形成し、セ
メント、ねじ、雌雄嵌合、その他適宜方法によって従来
の大腿骨構成要素に取り付けることができる。
外方側荷重支持面は、常時圧縮状態下にある大腿骨の
外方側内側面に接触するという知見により、大腿骨内の
大腿骨構成要素を安全に、且つ、安定状態に設置し得る
よう大腿骨構成要素にかかる圧縮荷重を大腿骨の両側に
沿って再配分することができる。
図面の簡単な説明 添付図面は本発明を図示したものであり、図面におい
て 図１は従来の先行技術としての大腿骨構成要素の側面
図である。
図２は大腿骨の縦断面図である。
図３は図２の３−３線に沿った横断面図である。
図４は図２の４−４線に沿った横断面図である。
図５は図２の５−５線に沿った横断面図である。
図６は図２の６−６線に沿った横断面図である。
図７は外側の筋膜帯の静的試験を行なうために試験台
に取り付けてある死骨の切開状態の正面立面図である。
図８は本発明に係る大腿骨構成要素の一実施例の斜視
図である。
図９は本発明に係る大腿骨構成要素の骨髄腔内に挿入
した大腿骨の一部切截側面図である。
図10は従来の軸幹と雌雄ジョイントで取付可能な側方
指示ウェッジを有する大腿骨構成要素の側面図である。
図11は組立完了状態の図10の大腿骨の側面図である。
図12は図11の12−12線に沿った組立完了状態の大腿骨
構成要素の横断面図である。
図13は図10と図12に示された実施例において使用可能
なウェッジの斜視図である。
図14は、にわか又はセメントを使って取付けることの
できる従来の軸幹と側方支持ウェッジを有する大腿骨構
成要素の側面図である。
発明を実施するための最良の形態 本発明の実施例を、例を挙げて説明する。本発明の範
囲は、特許請求の範囲に記載した通りである。
上述したように、股関節の生体力学の従前のモデルに
おいては、股関節内で生ずる殆どの力は外転筋の荷重に
よるものとする。これら従来のモデルにおいては、広筋
膜・腸骨・脛骨帯（ITB）の効用を実質上無視してい
る。このソフトな組織は大腿骨の大転子を近接する脛骨
の外側部分に接続し、本質的に支策として機能する。
それは、外側の張力帯として作用することにより大腿
骨近位部に生ずる引張り歪みを少なくしている。その結
果として、大腿骨全体に亘る圧縮荷重となる。骨は、引
張力に抵抗するための自然の最適物質ではない。
非石灰化コラーゲン、即ち、腱は重量がなく骨に等し
い引張応力を有している。もし、大腿骨の外方側が単に
引張荷重がかかった状態であるとすれば、それは比較的
厚い皮質の骨ではなく、むしろ理論的には、完全に石灰
化しない、即ち、非石灰化物質から成っているものと思
われる。しかし、放射線医学の画像診断と死体の解剖の
いずれにおいても、それは比較的厚い外側皮質の骨構造
であることを示している。
人間の大腿骨30の近位端側半部が図２に示されてい
る。大腿骨は頭部32、首部34、大転子36、小転子38、骨
髄腔40で構成されている。内方側側面46は大腿骨30の身
体の中心線に面した側であり、外方側側面48は大腿骨30
の身体の外方に面した側である。
図３の断面図は、図２において線50で表示してある突
起痕51のレベルにほぼ対応する大転子を形成するウエハ
ーの末端リミットから、約10mm遠位においてカットした
ものである。図４〜６の断面図は、上記カットに対しそ
れぞれ、約5mm遠位においてカットしたものである。
人間の大腿骨の５つの死骨の横断面は線３−３、４−
４、５−５及び６−６のレベルにおいて作られ、それら
の内方側及び外方側の皮質骨の幅を測定した。図３〜６
の断面図における内方側44と外方側42の皮質骨の測定結
果を表１に示す。
大腿骨の外方側側面42を見ると、皮質骨の質量がかな
りあることが分かる。この皮質量の質量は大転子36の下
部外側面52から始まり、突起痕51のレベルと一致する。
この皮質骨の幅は、大体小転子38の上方側面レベルであ
る突起痕に対し10mm遠位の点において増え、内方側の皮
質44の40％以上増加している。更に、5mm宛遠位の点に
おいてこの外方側の厚さは、内方側の皮質幅の50％と73
％それぞれ増加している。この比率は大腿骨の更に遠位
点を横断していっても大体一定しており、外方側の大腿
骨末端の上顆のレベルに至って低下する。こうした観察
は、大腿骨の外方側側面には引張応力ではなく、圧縮荷
重がかかっているという理論を裏付けるものである。
かくして、ITBの引張帯の効果を含む股関節部のモデ
ルは、大腿骨の骨形態学に矛盾するものではないといえ
る。ITBの効果をさらに実証するために、人間の半骨盤
の平衡状態にある死骨の荷重の試験を行なった。この試
験用装備を図７に示す。男性の死骨はL4線で半切し、骨
盤56のところから体の中央面において区分けした脚は、
膝関節57から約8cmの遠位において切断した。直筋や縫
工筋を含む大腿骨の大腿四頭筋を取り除いた。内転筋5
8、膝の腱、腸腰筋、張筋広筋膜60、極大臀筋、極小臀
筋は、股関節のより小さな回旋筋であることから、手を
つけないでおいた。中位の臀筋は、大転子と大腿骨上挿
入部において切断した。
試験片は、図７に示すとおり、大体、膝が７度外反位
にある自然の立位状態にする解剖学上の位置において、
静止試験台62に垂直にして取付けた。スチール製フック
64をL5に取付け、もう一つのフック66は回腸を通して配
置し、外方に突出させた。
バネ秤68を外側骨盤フック66から吊下し、大腿骨（IT
B）の外側筋膜帯に平行になるひように膝関節57の下約4
cmの脛骨71に設けたもう一つのフック70に掛けた。一連
の分銅72を鎖73で骨盤フック64に取付け、外側のバネ秤
68に示された荷重を記録した。死骨の試験片に対し2.
2、4.5並びに6.8kgの荷重を順にかけたところ、バネ秤
においてそれぞれ0.7、1.5並びに2.3kgの張力が観察さ
れた。この抵抗は、骨盤の荷重がかかっている間に異常
変位を防ぎ、平衡状態を維持するのに十分であった。か
くして、重力について身体の理論的中心に荷重をかけた
場合、ITBは引張抵抗を働かせて股関節全体に亘って内
方側と外方側の平衡を維持した。この抵抗効率によって
骨盤にかかる下向きの荷重1kg当り３分の1kgの引張荷重
を経験するのにITBが必要になった。切断された中間臀
筋は、この釣合いのとれた状態を保つためには必要がな
いことが分かった。
従って、このモデルによって、如何にして外方側圧縮
荷重が大腿骨近位部で生じるか、そして、何故この領域
にこのようなかなりの量の皮質の質量があるのか実証で
きる。腸骨・脛骨帯の引張帯効果をも考慮した場合、そ
こに関係する力の数学的解析によっても、大腿骨の近位
部外方側側面には予期していた引張荷重ではなく、片側
側面に圧縮荷重がかかっているということを確認でき
る。
本発明に係る股関節内部人工装具の大腿骨構成要素
は、大腿骨の近位部外方側皮質に圧縮荷重がかかってい
るというこの新たな知見を十分に利用すべく設計された
ものである。図８に見られるように、構成要素76は、適
所にある場合（図９参照）に外方側大腿骨に接触してそ
の上に静止する外方側荷重転移支持面78を有するように
設計してあり、かくして装填後陥没や回転を防止し、大
腿骨に沿ってより自然に荷重力を配分している。
このように改良された安定性と荷重配分が与えられる
ことによって、人工装具の故障が少なくなり、骨の損傷
も少なくなって骨折が減少する。
図８の実施例では、外方側支持面78は、人工装具76に
十分に一体化されているウェッジ80の一部となってい
る。大腿骨構成要素76は従来、別な方法によって頭部
４、首部６、及び、内方側側面11、外方側側面13、近位
端19及び遠位端20を有する軸幹10から構成されている。
一方、図８の実施例にはカラーがないが、それを設ける
かどうかは任意である。
外方側支持面78は、大腿骨30の上部３分の１に全ての
外方側荷重力を転移させるために、軸幹10と共に十分大
きくなくてはならない。軸幹10とウェッジ80は、下向き
の力がかかる場合に骨髄腔40内において確固たる嵌合状
態となるように形成しなければならない。内部人工装具
の頭部４にかかる下向きの力は、首部６、軸幹10及び外
方側支持ウェッジ80を通って移動する。その力はその
後、大腿骨30の内方側皮質44及び外方側皮質42に分配さ
れることになる。その力は完全に圧縮力であって、引張
力、即ち、引く力ではない。
外方側支持面78は、粉砕又は切断のいずれかの動作に
よって、あるいは、別の方法で転子36の網目状構造の骨
髄に入り込んでいかないように設計されている。むし
ろ、外方側支持面78は、骨の軸の外方側の皮質42に対し
て静止するように設計してある。外方側支持ウェッジ80
は、内部人工装具の固定部分である。それは、図８の実
施例におけるように一つの構成要素として、あるいは図
10〜14の実施例におけるように、標準人口装具の逆受口
として製造することができる。完全な装置76が一度に挿
入される。
図10〜13に示すように、外方側支持ウェッジ84は、図
１に示されるような従来の大腿部構成要素２に据え付け
ることのできる別体の部品として作られる。この実施例
では、支持ウェッジ84は、軸幹10の外方側近位部分の適
当な位置に設けてある雄プラグ86と、ウェッジ84の内側
面87の中にある雌ソケット88によって軸幹10に取り付け
られている。この構成は、特に図12の断面図に明示され
ている。ウェッジ84は、好ましくは外側面87を越えて伸
び、軸幹10の対応面に対応する形状になっている側方翼
90を備える。これによって、ウェッジ84と軸幹10との間
の表面がより広範囲に接触するようになる。ウェッジ84
の軸幹10表面89上への定着は、にかわ又はセメントのよ
うな接着剤を用いることによって一層確実なものとする
ことができる。
ウェッジ84は様々な形状やサイズに製造することがで
き、外科医は個々の大腿骨に適合する適切な人工装具を
作るべく、軸幹10とウェッジ84との適当な組合せを選ぶ
ことができる。
図14に示すウェッジ91もまた別体の構成要素として作
られる。但し、図10〜13におけるウェッジ84に用いられ
ているような雌ソケット88は用いない。また、雄プラグ
86も軸幹10に設ける必要はない。図14の実施例では、外
方側支持ウェッジ91は、にわか又はセメントのような適
当な接着剤を用いることによってのみ、軸幹10の表面94
に固定される。内側面92とウェッジ91の翼96の内面は、
軸幹10の外側面94に符合して取付けられるように設計さ
れる。
本発明の実施例すべてにおいて、外方側支持面78は、
骨の完全性を害したり傷付けたりするおそれのある応力
発生源となることなく、外方側皮質骨の内面に接触する
時に十分な支えとなるために、十分広い前後幅（Ａ−Ｐ
幅）が必要である。
支持面78のＡ−Ｐ幅82は、30mm程でよいかもしれない
が、少なくとも8mm、好ましくは、10〜20mmにする必要
がある。本明細書と特許請求の範囲を通じて大腿骨構成
要素に関して用いられている前方の、後方の、内方側
の、外方側の等の用語は、図示したように、構成要素が
人体の大腿骨内に適所にある場合におけるそれぞれの方
向性を指示するものである。支持面78のＡ−Ｐ幅が狭過
ぎて、公知技術における回転防止フィンの幅のようであ
るなら、それはナイフの如きに作用して荷重力を移動さ
せるどころか、骨を切断してしまう。幅82は、カラー７
の下の軸幹10の内部支持面と実質的に同じである。
ウェッジ80の支持面78は、図９〜14における実施例に
示されているように、小転子38の大体のレベルから突起
痕の大体のレベルまでの骨髄腔の側面の内部幾何学的曲
率の半径に近似するようにして曲面にしてある。このよ
うな曲面にすることによってより良い表面接触となり、
以て優れた荷重伝達が可能になる。更に、ウェッジ84の
側面の膨らみ99先端が大腿骨内部皮質と前後方向に接触
するので、回転防止、又はねじれ支持が得られる。支持
面78を丸くした場合、Ａ−Ｐ幅80はウェッジ面のポイン
ト間97（図12参照）の断面として測定し、曲面に対する
接線は水平から45度の角度を持たせる。
その最も広いポイント（図11参照）において内面92か
ら外側面78までのウェッジ84の内側と外側の幅（Ｍ−
Ｌ）98は、少なくとも10mm、好ましくは10〜30mmで、最
も好ましくは15〜20mmである。ウェッジ80が軸幹10に一
体化されている実施例では、Ｍ−Ｌの幅は相応の方法で
測定する。即ち、軸幹の外側面になっていたものを少な
くとも10mm伸ばすのである。この幅は、使用時に構成要
素の経時的陥没を防ぐには最適である。
遠医の軸幹20の中心線22と支持面78の間の角度βは約
５〜120°で、好ましくは約10〜15°である。この角度
によって大腿骨への外方側荷重力の好適な転移が可能に
なる。
いくつかの公知技術における人工装具において、遠位
軸幹の中心線に対し、偶然約５〜20°の角度になってい
る外側面を有するものがあるが、これには常に本発明の
目的である外方側支持面として作用するということ以外
の理由があった。このような公知技術における人工装具
は、使用時、特にＡ−Ｐ面の内側と中央部分で、大腿骨
の転子領域内の前後及び後部にある種の荷重移動を通常
引き起こす、公知技術における外側面角の開示された目
的に障害となる重要な別の要素を有している。例えば、
カラビスらに対する米国特許第4,840,633号は、広いフ
ランジの螺旋翼のあるネジ軸を利用する大腿骨内部人工
装具を開示している。翼の目的は、軸幹の両側面から外
向きに突き出て、改良された近位部の荷重転移のため
に、大腿骨の前後内部の骨の構造の皮質内に割り込んで
いくことにある。螺旋翼のスペースを確保するために、
本発明において企図する範囲内において、軸幹近位部の
外側面を、ある角度で軸幹遠位部の中心線にまで延長す
る。
しかし、本発明においては螺旋翼を必要とせず、それ
は本発明においては回避すべきことである。このような
螺旋なしで、カラビスらは、そのような角度の外側面を
含む理由を教示することはないであろう。
同様に、フォーニールに対する米国特許第4,659,067
号の大腿骨内部人工装具には、約10°の角度を有すると
思われる外側面が示されている。しかし、その外側面は
点になり、荷重受面とはならない。このように、この装
置は、薄い回転防止フィン（例えば、米国特許第4,936,
863号）の付いた装置に類似している。
更に、フォーニールでは、本発明には含まれていない
前後面に傾斜荷重の移動用突出物を必要としている。ラ
ナワットらに対する米国特許第4,778,475号は、荷重転
移のために、内外幅全体に亘り、内部転子の領域内で大
腿骨の前後内部スチール面に係着するウェッジ形状の近
位部分を有する大腿骨内部人工装具を開示している。
このように、ラナワットの目的は、大腿骨の前後面に
荷重を転移させることであるが、それは、大腿骨の内方
側及び外方側側面に荷重を転移させようとする本発明と
は相反している。ラナワットの首部は、近位部分から傾
斜して、内方に、前方に、並びに、上方に伸びている。
この特許は間違って、骨は近位部外側面において張力が
かかっていると説明している。事実、その設計は荷重転
移を、外側遠位の先端部及びラナワットの図７に示され
ている多孔性被覆の陥部に一般的に対応する領域から離
して最小限にすることを指向している。軸幹に対する首
部の斜角が普通でないため、遠位軸幹の中心線に対する
近位部外側面の角度を測定することは難しい。しかし、
本発明は、軸幹の平面と首部の平面の斜角度同様に、内
方と中央部分において軸幹近位部前後面のウェッジ形状
を使うことは特別に避けている。ラナワットらのこうし
た普通と違った特徴なしでは、遠位軸幹の中心線と大体
５〜20°の角度を持つ外側面を利用する理由は何もない
と思われる。
こうした公知技術の人工装具に反して、本発明の大腿
骨構成要素には、使用時大腿骨の前後内部転子領域に荷
重を転移させるための構成は何ら必要としない。
図12と13に特に示されているウェッジ84の膨らみ99に
より、実質的に大腿骨の皮質のＡ−Ｐ面に若干荷重を転
移させることができ、この接触により捻転を防止するこ
とができるので大いにメリットがある。しかし、軸幹近
位の内側と中央部分のＡ−Ｐ面には、このような膨らみ
又はウェッジはない。このような特徴があるため、例え
ば、カラビスとラナワットの特許に示されている構成要
素と本発明の大腿骨構成要素とは明らかに区別される。
上記実施例についての説明において、本発明の一般的
性質が十分に明らかにされているので、現在の知識を適
用することによって、第三者が上記一般的性質から外れ
ることなく様々な応用にこの実施例を容易に修正及び／
又は適用することができる。従って、この適用と修正
は、開示してある実施例の意味と均等のもの、並びに、
範囲内のものとして理解すべきであり、且つ、理解され
るよう意図するものである。ここで用いている術語又は
専門語は、説明のためのものであって、限定するための
ものではない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) A61F 2/32,2/36 ＥＰＡＴ

Claims (23)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】大腿骨の骨髄腔の上端部内にインプラント
    するための股関節内部人工装具の大腿骨構成要素であっ
    て、前記人工装具は、 大腿骨の骨髄腔内に挿入し得る形状並びにサイズの遠位
    端部と近位端部とを有し、また、使用時に大腿骨の内方
    側側面に近接する内側面と、使用時に大腿骨の外方側側
    面に近接する外側面とを有する軸幹と、 前記軸幹の近位端部に結合されていてそこから伸び、使
    用時に大腿骨頭部として機能する頭部手段に結合される
    よう成形された首部と、 前記軸幹の近位端近くに不可分に形成され、ないし、強
    固に結合され、使用時に近位部側部の大腿骨皮質に接触
    する側方支持面を形成すべく前記軸幹の外側面を延長し
    た側方支持ウェッジとから成っていて、 前記側方支持面は前記軸幹の遠位部の軸線に対し５〜20
    °の角度を有し、且つ、使用時に頭部手段にかかる力を
    転移させるに十分な幅を有し、 大腿骨を損傷することなく大腿骨に接触し、 前記大腿骨構成要素は、使用時に大腿骨の前方並びに後
    方の転子間部位の内方ないし中心部にかかる荷重を転移
    させるための特別に設計された構成は備えていないこと
    を特徴とする。
  2. 【請求項２】前記側方支持ウェッジが前記軸幹に一体的
    に不可分に形成されている請求の範囲第１項記載の大腿
    骨構成要素。
  3. 【請求項３】前記側方支持面の前後幅が約8mmより大で
    ある請求の範囲第１項記載の大腿骨構成要素。
  4. 【請求項４】前記側方支持面の前後幅が約10〜30mmであ
    る請求の範囲第３項記載の大腿骨構成要素。
  5. 【請求項５】前記側方支持ウェッジが前記軸幹に結合さ
    れる別個の要素である請求の範囲第１項記載の大腿骨構
    成要素。
  6. 【請求項６】前記側方支持ウェッジが、雌雄ジョイント
    によって前記軸幹に結合される請求の範囲第５項記載の
    大腿骨構成要素。
  7. 【請求項７】前記側方支持ウェッジが、接着剤によって
    前記軸幹に結合される請求の範囲第５項記載の大腿骨構
    成要素。
  8. 【請求項８】前記側方支持面の角度が約10〜15°である
    請求の範囲第１項記載の大腿骨構成要素。
  9. 【請求項９】前記側方支持ウェッジの最も幅の広い個所
    の外側から内方までの幅が、前記軸幹の外側面に対し少
    なくとも10mm伸長している請求の範囲第１項記載の大腿
    骨構成要素。
  10. 【請求項１０】大腿骨の骨髄腔の上端部内にインプラン
    トするための股関節内部人工装具の大腿骨構成要素であ
    って、前記人工装具は、 大腿骨の骨髄腔に挿入し得る形状並びにサイズの遠位端
    部と近位端部とを有し、また、使用時に大腿骨の内方側
    側面に近接する内側面と、使用時に大腿骨の外方側側面
    に近接する外側面とを有する軸幹と、 前記軸幹の近位端部に結合されていてそこから伸び、使
    用時に大腿骨頭部として機能する頭部手段に結合される
    よう成形された首部と、 前記軸幹の近位端近くにおいて前記軸幹の外側面を伸長
    するように強固に結合され、使用時に近位の大腿骨側部
    の皮質に接触する側方支持面を形成するようにされ、前
    記側方支持面は使用時に頭部手段にかかる力を転移させ
    るに十分な幅を有し、大腿骨に対して接触することによ
    って大腿骨を損傷しない別体の側方支持ウェッジとから
    成る。
  11. 【請求項１１】前記側方支持面の前後幅が少なくとも約
    8mmである請求の範囲第10項記載の大腿骨構成要素。
  12. 【請求項１２】前記側方支持面の前後幅が少なくとも約
    10〜30mmである請求の範囲第10項記載の大腿骨構成要
    素。
  13. 【請求項１３】前記側方支持ウェッジが雌雄ジョイント
    により前記軸幹に結合される請求の範囲第10項記載の大
    腿骨構成要素。
  14. 【請求項１４】前記側方支持ウェッジが接着剤によって
    前記軸幹に結合される請求の範囲第10項記載の大腿骨構
    成要素。
  15. 【請求項１５】前記側方支持面が前記軸幹の末端部の軸
    線に対し５〜20°の角度を持った請求の範囲第10項記載
    の大腿骨構成要素。
  16. 【請求項１６】前記側方支持面の角度が約10〜15°であ
    る請求の範囲第15項記載の大腿骨構成要素。
  17. 【請求項１７】前記側方支持ウェッジにおける前記軸幹
    の外側面と接する内側面から、前記ウェッジの最も広幅
    個所における外側面までの内外幅が少なくとも10mmであ
    る請求の範囲第10項記載の大腿骨構成要素。
  18. 【請求項１８】前記別体の側方支持ウェッジは、その側
    方支持面がやや丸みを帯びていて、前記ウェッジは前記
    軸幹の前後方向側面に関連して外方に膨出する前後方向
    側面を有し、前記ウェッジの前後方向側面は内方に伸び
    て前記軸幹の前後方向側面の外側部に重なる翼部を形成
    し、前記翼部の内側面と前記軸幹の外側面に接する前記
    ウェッジの内側面とが、前記軸幹の対応面に対応する形
    状を有している請求の範囲第10項記載の大腿骨構成要
    素。
  19. 【請求項１９】大腿骨の骨髄腔の上端部内にインプラン
    トし得る股関節内部人工装具の大腿骨構成要素の軸幹の
    近位端に結合し得る側方支持ウェッジであって、前記ウ
    ェッジは使用時に、大腿骨の近位部側皮質に接触する側
    方支持面を形成すべく前記大腿骨構成要素の軸幹の外側
    面を延長するように形成され、前記側方支持面は、軸幹
    に結合される際軸幹遠位部の軸線に対し５〜20°の角度
    を有すると共に、大腿骨構成要素にかかる荷重を再配分
    するのに十分な幅を有し、使用時に大腿骨を損傷するこ
    となく大腿骨に接触し、前記ウェッジは、使用時に大腿
    骨の前方並びに後方の転子間部位の内方ないし中心部に
    かかる荷重を転移するための特別にデザインされた構成
    を備えていないことを特徴とする。
  20. 【請求項２０】前記ウェッジが、その側方支持面がやや
    丸みを帯びていて、その前後方向側面はそれを結合する
    軸幹の前後方向側面に関連して外方に膨出しており、使
    用時に前記ウェッジの前後方向側面は内方に伸びてそれ
    を結合する軸幹の前後方向側面の外側部に重なる翼部を
    形成し、前記翼部の内側面と使用時に前記軸幹の外側面
    に接する前記ウェッジの内側面とが、前記ウェッジを結
    合する軸幹の対応面の形状に対応する形状となっている
    請求の範囲第19項記載の側方支持ウェッジ。
  21. 【請求項２１】前記側方支持ウェッジにおける、使用時
    に前記軸幹の外側面と接する内側面から、前記ウェッジ
    の最も広幅個所における外側面までの内外幅が少なくと
    も10mmである請求の範囲第19項記載の側方支持ウェッ
    ジ。
  22. 【請求項２２】前記側方支持面の角度が、前記軸幹結合
    時において軸幹遠位部の軸線に対し10〜15°である請求
    の範囲第19項記載の側方支持ウェッジ。
  23. 【請求項２３】前記側方支持ウェッジにおける前記軸幹
    の外側面と接する内側面から、前記ウェッジの最も広幅
    個所における外側面までの内外幅が少なくとも10mmであ
    る請求の範囲第16項記載の大腿骨構成要素。
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