JPH02295559A - 人工関節 - Google Patents

人工関節

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JPH02295559A
JPH02295559A JP1288581A JP28858189A JPH02295559A JP H02295559 A JPH02295559 A JP H02295559A JP 1288581 A JP1288581 A JP 1288581A JP 28858189 A JP28858189 A JP 28858189A JP H02295559 A JPH02295559 A JP H02295559A
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JP
Japan
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spherical
locking ring
annular step
joint
inlet
Prior art date
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Application number
JP1288581A
Other languages
English (en)
Inventor
Randy G Sherman
ランディ　グレン　シャーマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intermedics Inc
Original Assignee
Intermedics Inc
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は人体に適用可能な人工関節に関するものである
。より詳細には、本発明は適宜容易に組み立ておよび分
解が可能であり、充分な適合性を保証することのできる
人工関節に関するものである。
（従来の技術） 人体の骨盤は２つの寛骨を有している。寛骨は人体の両
側に１本ずつ存在し、それぞれ大腿骨頭を収容して座を
形成する寛骨臼を含んでいる。大腿骨頭は大腿骨顆を介
して大腿骨に接続されており、大腿骨頚は大腿骨の軸お
よび胴体の垂直軸に対して角度をなすように設けられて
いる。したがって、胴体から股関節部および大腿骨頚を
経由して大腿骨および脚に及ぼされるすべての荷重およ
び、例えば歩行、跳躍等によって引き起こされるような
、脚および大腿骨から大腿骨頚および股関節部を経由し
て胴体に及ぼされるすべての衝撃は大腿骨頚を通して斜
めに伝達される。このように荷重および力が大腿骨頚を
通して斜めに伝達されることにより、大腿骨頚には大き
な応力および大きな剪断荷重が及ぼされる。このような
大きな応力が通常及ぼされると寛骨臼から大腿骨頭が外
れたり、大腿骨頚が割れたり、砕けたりすることがある
。年を取った人々の場合、このような大腿骨頚はしばし
ば脆くなり、年を取った人々においても若い人々におい
ても損傷を受けやすい。
したがって、交換がしばしば必要となる。
前述のタイプの欠陥、破損もしくは疾患を有する関節の
代わりとするために人体内に埋め込むことのできる人．
［関節の使用は公知である。公知の人工関節の特定の形
態の１つは、例えば前述の股関節のように、球窩特性を
有する解ｍｌ学的関節の代わりに用いられるものである
。このような人工関節は本質的に大腿骨と骨盤の寛骨臼
との間に分離Ｉ１１能な内部結合を形成するものであり
、交換された天然の関節と同様なユニバーサルタイプの
運動を達成する目的で用いられる。従来の人工股関節は
通常、球状のキャビティを有する寛骨臼型のカップ部材
の形状にあり、様々な方法で骨盤の寛骨臼嚢内と、大腿
骨に適切に取り付けられた人工大腿骨頭とに適切に取り
付けることができる。大腿骨挿入物は平滑かつほぼ球状
の頭部を有しており、この頭部はカップ部材の球状のキ
ャビティに嵌合し、回動可能に支持される。この構造的
内部関係の結果、人体の股関節と同様の通常型の関節接
合運動を可能にする球窩型関節が形成される。
この特定の分野においては、このような人工関節を形成
するためにいくつかの方法が知られている。
このような方法を開示するものには、米国特許第３，８
１３．６９９号、第４．０４４．４０３号、第４．３８
０．０９０号および第４．６２４．０７４号等がある。
これらの特許はそれぞれ破損もしくは攪傷した天然の骨
頭および骨頚の代わりの外科インプラントとなる人工大
腿骨頭および骨題を開示している。これらの人工関節の
各々においては、内部にプラスチックインサートを有す
る球状金属カップが寛骨臼に埋め込むために設けられて
いる。このプラスチックインサートはソケットを有して
おり、大腿骨に接続するための頚部と幹部を有する金属
球がソケット内に回動自在に収容されている。
これらの人工関節はその所望の目的をほほ満たすもので
あるが、問題か全くないものではない。苔本的な問題の
１つは、大腿骨が股関節部に対して全体として適切な配
置を回復するように．人工関節部品を適切な寸法の組み
合わせとすることにある。寸法を調節するためには、人
工関節は従来の人工関節では得られなかった手軽さおよ
び容易さで手術室において組み立て可能でなければなら
ない。従来の人工関節の多くはかなり困難な組み立て技
術を用いて予め組み立てられていた。前述の゜４０３号
特許の目的は強固な、脱臼しない関節となる人−１一関
節を供給することにあった。これに対して゛４Ｇ３号特
許の目的は異常な運動で脱臼した場合に非観血的な技術
によって整復が可能な人工関節を供給することにあった
。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、現場で容易に組み立ておよび分解ｎＩ
能である２極部材をａする埋め込みｉ＋ｊ能な人工関節
を供給することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の人工関節は、生物の関節の球状端部の代わりに
用いるための埋め込み可能な人工関節であって、前記生
物の関節の天然窩部内に挿入して取り付けられるカップ
部材と、段付きのほぼ円筒状の入口の内端において球状
部材を収容するための球状ドームを彰成する前記カップ
部材内に収容可能なベアリング部材と、前記入口に収容
されたロッキングリング部材と、自由端に球状部を有す
る骨インプラント部材とからなり、該球状部は前記入口
を通って前記ドーム内に収容可能であり、前記ロッキン
グリング部材は前記入口内に位置し、該人工関節を集合
状態で保持しながら前記球状部を係止するようになって
いることを特徴とするものである。
（発明の作用および効果） 本発明は大腿骨頭と寛骨部分との間に積極的かつ強固な
相互連絡を達成し、適切な範囲の枢軸運動を供給し、少
ない労力で組み立ておよび分解を可能にし、部品を迅速
に手術中に交換することを可能にするものである。
（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
，第１図に示すように、骨盤１０は寛骨［］１２を６し
ており、寛骨臼ｌ２は通常、大腿骨ｌ４の骨頭を収容す
るようになっている。第１図に示す人工関節は、カップ
１Ｇ、インサートｌ８、ロッキングリング２０および大
腿骨インプラント２２からなる。
カップＩＬインサートｌ８、ロッキングリング２０およ
び大腿骨インプラント２２は、患者の骨および組織に適
合し、通常遭遇する力に耐える充分な強さを有する公知
のいかなる物質からも形成することができる。カップＩ
Ｇは、例えば、Ｔｉ−６ＡＬ−４Ｖ合金のような金属も
しくは衝撃および磨耗に強いセラミック物質のワンピー
ス構造物から形成することが好ましい。インサート１８
とロッキングリング２０は充分な強さ、耐磨耗性および
前部に及ぼされると思われる力に耐える剛性を自゜する
同一の低摩擦性プラスチックス物質から形成することが
好ましい。大腿骨インプラント２２は前記合金のような
金属から形成することが好ましい。コバルトークロムー
モリブデン合金ＡＳＴＭ　　Ｆ−７５およびステンレス
鋼ＡＳＴＭＦ−１３９−７１もこの１１的に適している
。
第２〜４図に示すように、球状のカップｌ６は外側の球
而２４と内側の球状ドーム２Ｂを有しており、球状ドー
ム２Ｇは円筒状チャネル２８の内端に位置している。
円筒状チャネル２８に隣接して、内側に向いた環状溝３
０が設けられている。環状溝３０は、チャネル２８に対
して垂直に延びる第１の壁３２、チャネル２８に対して
・１情ｔな第２の壁３４および円錐台状表面を形成する
第３の壁３６からなる。インサートｌ８の外面は球状の
カップ１６の内面の内側形状に対応するような形状とな
っている。すなわち、インサートｔ８は外側の球状ドー
ム３８と下向きに延びる外側の円筒状スカート４０とを
ｆｆシており、円筒状スカート４０の自由端には放射状
に外側に延びる一体化されたフランジ４２が設けられて
いる。フランジ４２に隣接して外側に向いた環状四部４
４が形成されており、この四部４４内には円錐台を形成
する一体化されたシール４６が設けられている。
シール４６はカップｌ６の溝３０内を拭うように配置さ
れる。
インサートｌ８の内面はドーム４８となっている。ドー
ム４８の下には円筒状の入口部５０が設けられている。
入口部５０は段のついた環状表面５２、５４、５６から
なり、表面５２は直径が最小であってドーム４８から最
も遠く、表面５Ｂは直径が最大であってドーム４８に最
も接近して位置している。円錐状の導入ｉＩｊ５８がイ
ンサートｌ８の環状表面５２と底面６０との間に延びて
いる。
第５図において最良に示されるように、ロッキングリン
グ２０はほぼ正方形の断面をａしており、一体化された
外側向きのフランジＢ２をその上端に白゜している。残
りの端部は羽毛化が生じるのを防止するために全てわず
かに面取りされている。ロッキングリング２０は充分に
圧縮して環状表面５２を通過させると該ロッキングリン
グ２０の自然膨脹によって中間の埋状表面５４内に保持
され、フランジＧ２は環状表面５Ｇにより形成される輪
内に位置する。このフランジ６２は、ロッキングリング
２０が傾いてインプラントの球状部を解放したり、入口
部５０から引き抜かれることを防市するためのものであ
る。
大腿骨インプラント２２は球状部６４、頚部６６および
脚部６８を有する金属部材からなる。大腿骨インプラン
ト２２は単体でも、モジュラー状の球状部を公知のｈ゛
法で設けたものであってもよい。
本発明の作用は第３図および第４図から最良に理解する
ことができる。第３図において、球状部６４は入口部５
０を通過してドーム４８に向かう。ロッキングリング２
０は通常の位置である中間の環状表面５４から最大の環
状表面５Ｇに押しやられる。環状表面５Ｇにおいては充
分に膨脹するための空間があるため、ロッキングリング
２０は球状部６４を通すことが可能になる。
第４図に示すように、球状部６４が完全にドーム４８内
に収容されている場合にはロッキングリング２０はその
自然レジリエンスによって球状部６４に接触し、球状部
６４の表面に沿って滑動し、中間の環状表面５４上にお
けるその当初の位置を再び占める。この位置においてロ
ッキングリング２０は球状部Ｇ４がドーム４８から誤っ
て引き出されることを防止する。環状のフランジ０２の
存在により、ロッキングリング２０のねじれは防止され
、入口部５０から外れることも防止される。
また、この・型の配置によれば、人工関節が患者にとっ
て適切なものとなるまで、頚部の長さおよび角度、脚部
の長さおよび厚さ等の異なった様々な、よりよくフィッ
トする大腿骨インプラント２２と交換する必要がある場
合、その交換のために球状部６４を迅速に取り外すこと
も可能になる。球状部６４を取り外すためには工具（図
示せず）をロッキングリング２０に対して挿入し、より
大きな環状表面５ａ内にロッキングリング２０が収容さ
れるまで内向きに押し込むだけでよい。大きな環状表面
５Ｂにおいてロッキングリング２０は膨脹し、球状部Ｂ
４が入口部５０を通して引き抜かれることを可能にする
。従来技術の人工関節とは異なり、この作業は高価な設
備、スロットの配置もしくはスロットとの係合を必要と
することなく、整形外科医が容品に行えるものである。
第５図はカップＩＧとインサートｌ８との間に達成され
るシーリング形状を詳細に示すものである。シール４Ｂ
はその表面によって堅固なシールがカップ！６とインサ
ート１Ｂとの間に形成されるように両者を拭いながら両
者に接触する。第５図は、また前述のロッキングリング
２０および段付きの入口部５０を詳細に示すものである
。
なお、本発明はその精神もしくは本質的な特徴を逸脱す
ることなく様々な変更が可能なものである。
したがって、以上の説明は全ての点において例示的なも
のであって、本発明の範囲を制限するものではないと考
えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は鎖線により天然の骨盤、寛骨および大腿骨を示
し、実線により本発明の人玉関節を示す正面図、 第２図は本発明の人工関節の構成要素を示す斜視分解図
、 第３図および第４図はそれぞれ、大腿骨インプラントの
金属性球状部を部分的におよび完全に挿入した状態を示
す本発明の人工関節の部分断面図、第５図は第３図およ
び第４図に示した段付き入口部およびロッキングリング
を詳細に示す拡大図である。 １０・・・骨盤、ｌ２・・・寛骨臼、ｌ４・・・大腿骨
、１６・・・カップ、１８・・・インサート２０・・・
ロッキングリング、２２・・・大腿骨インプラント２４
・・・球面、２Ｂ・・・ドーム、２８・・・チャネル、
３０・・・環状溝３２・・・第１の壁、３４・・・第２
の壁、３Ｇ・・・第３の壁３８・・・ドーム、４０・・
・スカート、４２・・・フランジ４４・・・凹部、４６
・・・シール、４８・・・ドーム、５０・・・入口部５
２、５４、５６・・・環状表面、５８・・・導入面、６
０・・・底面６２・・・フランジ、６４・・・球状部、
６６・・・頚部、６８・・・脚部手続補正書 （方式）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）生物の関節の球状端部の代わりに用いるための埋め
    込み可能な人工関節であって、前記生物の関節の天然窩
    部内に挿入して取り付けられるカップ部材と、段付きの
    ほぼ円筒状の入口の内端において球状部材を収容するた
    めの球状ドームを形成する前記カップ部材内に収容可能
    なベアリング部材と、前記入口に収容されたロッキング
    リング部材と、自由端に球状部を有する骨インプラント
    部材とからなり、該球状部は前記入口を通って前記ドー
    ム内に収容可能であり、前記ロッキングリング部材は前
    記入口内に位置し、該人工関節を集合状態で保持しなが
    ら前記球状部を係止するようになっていることを特徴と
    する人工関節。 ２）前記入口が複数の環状ステップを有しており、最も
    直径の大きなステップが前記ドーム側に位置し、最も直
    径の小さなステップが前記入口の開口を形成しているこ
    とを特徴とする請求項１記載の人工関節。 ３）前記ステップが３個設けられており、前記ロッキン
    グリング部材が通常真ん中のステップ内に設けられてい
    ることを特徴とする請求項２記載の人工関節。 ４）前記入口に通じる円錐台形の入口通路が設けられて
    いることを特徴とする請求項２記載の人工関節。 ５）前記ベアリング部材が生物適合性物質から形成され
    ていることを特徴とする請求項２記載の人工関節。 ６）前記物質がプラスチックスであることを特徴とする
    請求項５記載の人工関節。 ７）前記ベアリング部材および前記ロッキングリング部
    材が同一の生物適合性物質から形成されていることを特
    徴とする請求項１記載の人工関節。 ８）前記ロッキングリング部材が、ほぼ矩形の部分およ
    び該部分の一端に一体的に設けられた外向きの放射状フ
    ランジを有するスプリットリングであることを特徴とす
    る請求項１記載の人工関節。 ９）前記入口が、前記ドームに向かって直径が増加する
    第１、第２および第３の環状ステップを有しており、該
    第１の環状ステップが前記入口の開口を形成しており、
    前記ロッキングリング部材が通常該第２の環状ステップ
    内に設けられており、前記ロッキングリング部材がほぼ
    矩形の部分および該部分の一端に一体的に設けられた外
    向きの放射状フランジを有しており、該フランジは、該
    ロッキングリング部材が歪曲して前記入口から外れるこ
    とのないように、前記第２の環状ステップを越えて延び
    ていることを特徴とする請求項１記載の人工関節。 １０）前記骨インプラント部材が脚部および該脚部の一
    端から斜めに延びる頚部を有しており、該頚部上に前記
    球状部が取り付けられていることを特徴とする請求項１
    記載の人工関節。 １１）前記骨インプラント部材が単体構造であることを
    特徴とする請求項１０記載の人工関節。 １２）前記骨インプラント部材および前記カップ部材が
    共に生物適合性金属から形成されていることを特徴とす
    る請求項２記載の人工関節。 １３）前記カップ部材と前記ベアリング部材との間にシ
    ーリング手段が設けられていることを特徴とする請求項
    １記載の人工関節。 １４）生物の関節の球状端部の代わりに用いるための埋
    め込み可能な人工関節であって、 ほぼ球状のキャビティを形成するベアリング部材と、該
    キャビティに向かって直径が増加する第１、第２および
    第３の環状ステップによって形成された入口と、通常該
    第２の環状ステップ内に設けられたロッキングリング部
    材とからなり、前記生物の関節の天然窩部内に収容され
    た第１のアセンブリ、および 前記キャビティ内に収容可能な球状部を一端に付し、骨
    インプラント部材を形成する第２のアセンブリからなり
    、前記球状部が前記入口に導入されると前記ロッキング
    リング部材が前記第３の環状ステップまで移動され、前
    記第３の環状ステップにおいて前記ロッキングリング部
    材は伸長して前記球状部の通過を可能にし、前記球状部
    の最大直径部が通過した後、前記ロッキングリング部材
    は前記第２の環状ステップに戻って前記第１のアセンブ
    リと第２のアセンブリとを一体にロックするようになっ
    ていることを特徴とする人工関節。 １５）前記ロッキングリング部材が前記第２の環状ステ
    ップ内に配置可能な寸法を有するスプリットリングから
    なり、該スプリットリングは前記球状部を前記キャビテ
    ィ内に入れる際および前記球状部を前記キャビティから
    外す際に該リングが歪曲して前記入口から外れることの
    ないように、常に前記第３の環状ステップ内に延びる一
    体的に設けられた外向きの放射状フランジを一端に有し
    ていることを特徴とする請求項１４記載の人工関節。 １６）前記第１の環状ステップが少なくとも前記球状部
    と同等の直径を有していることを特徴とする請求項１４
    記載の人工関節。 １７）前記第２の環状ステップが少なくとも通常の状態
    における前記ロッキングリング部材の外径と同等の大き
    さであり、前記ロッキングリング部材が前記第１の環状
    ステップよりも小さな内径および前記第２の環状ステッ
    プよりも大きな厚さを有していることを特徴とする請求
    項１４記載の人工関節。 １８）前記第３の環状ステップが、少なくとも前記ロッ
    キングリング部材がその内径部における前記球状部の通
    過を可能とするに充分な程度に伸長できるような大きさ
    の内径を有していることを特徴とする請求項１４記載の
    人工関節。 １９）球状部材を収容するためのほぼ球状のドームに向
    かって次第に直径が増加する第１、第２および第３の環
    状ステップを設けた入口部を有するキャビティを形成し
    て関節の天然窩部内に収容される第１の部材と、前記ド
    ームに収容可能な球状部を有する、骨に埋め込み可能な
    第２の部材と、前記第２の環状ステップとほぼ同等な外
    径および前記球状部よりも小さな内径を有するロッキン
    グリング状の第３の部材とからなる埋め込み可能な人工
    関節の組み立ておよび分解法において、 前記第３の部材を前記第２の環状ステップ内に配置し、 前記球状部を前記入口部に入れることにより、前記第３
    の部材を前記第３の環状ステップに押し込み、該第３の
    環状ステップにおいて前記第３の部材を前記球状部の最
    大直径部が通過するに充分な程度に伸長させた後、前記
    第３の部材を前記第２の環状ステップに接触させ、該第
    ２の環状ステップ内に再び着座させることからなる人工
    関節の組み立ておよび分解法。
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