JPH02297360A - 整形外科用移植片構成部材及びその構成方法 - Google Patents
整形外科用移植片構成部材及びその構成方法Info
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- JPH02297360A JPH02297360A JP2055157A JP5515790A JPH02297360A JP H02297360 A JPH02297360 A JP H02297360A JP 2055157 A JP2055157 A JP 2055157A JP 5515790 A JP5515790 A JP 5515790A JP H02297360 A JPH02297360 A JP H02297360A
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/38—Joints for elbows or knees
- A61F2/389—Tibial components
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、人間の関節の外科的修復及び／又は再形成に
用いられる整形外科用移植組織片に関する。特に、本発
明は、全膝関節形成にまたこれに代わる整形外科用移植
片における他の軸受構成要素に用いるための、脛骨軸受
プレートに対する独特の構造に関するものである。
用いられる整形外科用移植組織片に関する。特に、本発
明は、全膝関節形成にまたこれに代わる整形外科用移植
片における他の軸受構成要素に用いるための、脛骨軸受
プレートに対する独特の構造に関するものである。
大腿骨の末端部に大腿骨構成部材を取付けまた脛骨の基
端部に脛骨構成部材を取付けることにより膝関節を再形
成することが、膝関節形成における長年の慣行であった
。この脛骨構成部材は大腿骨構成部材と摺動係合をなす
関節接合表面を持った軸受プレートを保持する。今まで
は、この軸受プレートはこのプレートの所望の幾何学的
形状に圧縮成形された、重合体薄片又は重合体粉末から
構成されていた。さらに、成形された又は射出された重
合体のブロックを所望の幾何学形状に機械加工すること
が可能であった。重合体薄片に関しく４） ては、重合体分子がばらばらに配向さ゛れそれによりあ
る分子は大腿骨構成部材と軸受プレートとの間の摺動運
動の方向に延在しまた他の分子はこの摺動方向と直角の
方向で関節接合表面と交差する。
端部に脛骨構成部材を取付けることにより膝関節を再形
成することが、膝関節形成における長年の慣行であった
。この脛骨構成部材は大腿骨構成部材と摺動係合をなす
関節接合表面を持った軸受プレートを保持する。今まで
は、この軸受プレートはこのプレートの所望の幾何学的
形状に圧縮成形された、重合体薄片又は重合体粉末から
構成されていた。さらに、成形された又は射出された重
合体のブロックを所望の幾何学形状に機械加工すること
が可能であった。重合体薄片に関しく４） ては、重合体分子がばらばらに配向さ゛れそれによりあ
る分子は大腿骨構成部材と軸受プレートとの間の摺動運
動の方向に延在しまた他の分子はこの摺動方向と直角の
方向で関節接合表面と交差する。
摺動方向に直角な方向の分子の配向は摺動運動に対する
抵抗を生み出しこの抵抗が、軸受プレートに対する大腿
骨構成部材の摺動運動に応じて摩損破片を生じるように
なると考えられている。
抵抗を生み出しこの抵抗が、軸受プレートに対する大腿
骨構成部材の摺動運動に応じて摩損破片を生じるように
なると考えられている。
本発明は脛骨軸受プレートにおいて所定の配向の重合体
繊維を提供しそれによりこの所定の配向が実質的に膝関
節の摺動運動方向に実質的に平行となるようにするもの
である。この所定の配向は、織られ又は層に配列され各
々が長手方向に延びる分子で形成されている長手方向に
延在する重合体繊維を用いることにより、制御される。
繊維を提供しそれによりこの所定の配向が実質的に膝関
節の摺動運動方向に実質的に平行となるようにするもの
である。この所定の配向は、織られ又は層に配列され各
々が長手方向に延びる分子で形成されている長手方向に
延在する重合体繊維を用いることにより、制御される。
好適な実施態様においては、多数の層が相互の頂面上に
積層状に積重ねられ各織られた層の繊維が所定の方向に
配向される。その後に、強化作用がこれらの層を一緒に
結合しまたこの強化作用中又はその後に用いられるダイ
ス型が最終構造に輪郭が形成された外側表面を与える。
積層状に積重ねられ各織られた層の繊維が所定の方向に
配向される。その後に、強化作用がこれらの層を一緒に
結合しまたこの強化作用中又はその後に用いられるダイ
ス型が最終構造に輪郭が形成された外側表面を与える。
特に脛骨軸受プレートは複数の層になった超高分子量ポ
リエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）繊維と共に積重ねることに
より形成される。好ましい実施態様においては、各層は
微細な織物で形成されまたこのＵＨＭＷＰＥは好ましく
はアライドシグナル会社によって市場に出されているよ
うなスペクトラ９００である。強化工程は好ましくは圧
縮成形を含むが繊維を強化するため引き抜き、均衡圧縮
又は押出しを用いることもできる。
リエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）繊維と共に積重ねることに
より形成される。好ましい実施態様においては、各層は
微細な織物で形成されまたこのＵＨＭＷＰＥは好ましく
はアライドシグナル会社によって市場に出されているよ
うなスペクトラ９００である。強化工程は好ましくは圧
縮成形を含むが繊維を強化するため引き抜き、均衡圧縮
又は押出しを用いることもできる。
本発明の他の実施態様においては、脛骨軸受プレートは
重合薄片及び／又は織られた長手方向に延びる繊維の層
を有する切断された重合体繊維の組合せから形成される
。これらの層は切断された繊維及び／又は重合体薄片に
圧縮成形され、それにより脛骨軸受プレートの関節接合
表面が長手方向に延びる繊維の層によって形成され、ま
た切断された繊維及び／又は重合体薄片が、層状にされ
た長手方向に延びる繊維を補強しかつ関節接合表面から
離間した状態を保つよう設けられるようにする。
重合薄片及び／又は織られた長手方向に延びる繊維の層
を有する切断された重合体繊維の組合せから形成される
。これらの層は切断された繊維及び／又は重合体薄片に
圧縮成形され、それにより脛骨軸受プレートの関節接合
表面が長手方向に延びる繊維の層によって形成され、ま
た切断された繊維及び／又は重合体薄片が、層状にされ
た長手方向に延びる繊維を補強しかつ関節接合表面から
離間した状態を保つよう設けられるようにする。
脛骨軸受プレートが、分子配向を圧縮成形に続いて長手
方向に保持する長手方向の繊維から形成されることは、
本発明の利点である。したがって、繊維の分子は大腿骨
構成部材と軸受プレートとの間の接触面に実質的に平行
な平面に配向され、この接触面における運動に対する抵
抗が減少される。
方向に保持する長手方向の繊維から形成されることは、
本発明の利点である。したがって、繊維の分子は大腿骨
構成部材と軸受プレートとの間の接触面に実質的に平行
な平面に配向され、この接触面における運動に対する抵
抗が減少される。
抵抗が少なくなることにより摩損破片がまた減少され、
破片が再形成された膝関節を取巻く組織の中に解放され
るのを最小にするものと考えられている。
破片が再形成された膝関節を取巻く組織の中に解放され
るのを最小にするものと考えられている。
第１図の膝関節人工補装具１０は、金属材料から作られ
た大腿骨構成部材１２と、金属トレイ１６と脛骨軸受プ
レート１８とからなる脛骨構成部材１４とを含んでいる
。大腿骨構成部材１２は、骨と親密に接触するこの構成
部材の側の多孔表面を介して骨セメント又は骨の内方成
長のような任意の適当な手段によって、膝関節人工補装
具を受は入れる患者の末端大腿骨に固定される。同様な
方法で脛骨構成部材１４が任意の適当な手段によって基
部脛骨に固定されそれにより脛骨トレイ１６が脛骨に固
定されるようにする。任意の止めくぎ２０を脛骨への固
着を強化するために設けることができる。
た大腿骨構成部材１２と、金属トレイ１６と脛骨軸受プ
レート１８とからなる脛骨構成部材１４とを含んでいる
。大腿骨構成部材１２は、骨と親密に接触するこの構成
部材の側の多孔表面を介して骨セメント又は骨の内方成
長のような任意の適当な手段によって、膝関節人工補装
具を受は入れる患者の末端大腿骨に固定される。同様な
方法で脛骨構成部材１４が任意の適当な手段によって基
部脛骨に固定されそれにより脛骨トレイ１６が脛骨に固
定されるようにする。任意の止めくぎ２０を脛骨への固
着を強化するために設けることができる。
この脛骨トレイ１６は底部表面２４と共働する周縁リム
２２を含み凹所２６を形成するようになっている。脛骨
軸受プレート１Ｂはこの凹所２６の中に嵌まり、適当な
手段を介して脛骨トレイに固定されこれらが分離しない
ようにする。モジュールの（基本単位組合せ形式の）脛
骨構成部材が望まれる場合は、この脛骨トレイ１６を変
形し、異なった寸法の脛骨軸受プレートを大腿骨構成部
材１２の異なった寸法に応じて脛骨トレイに固定できる
ようにすることも可能である。脛骨軸受プレートのこの
上層形状は、大腿骨構成部材１２の弓形の顆状部分３２
と３４にそれぞれ摺動自在に係合する弓形の凹所２８と
３０を含んでいる。
２２を含み凹所２６を形成するようになっている。脛骨
軸受プレート１Ｂはこの凹所２６の中に嵌まり、適当な
手段を介して脛骨トレイに固定されこれらが分離しない
ようにする。モジュールの（基本単位組合せ形式の）脛
骨構成部材が望まれる場合は、この脛骨トレイ１６を変
形し、異なった寸法の脛骨軸受プレートを大腿骨構成部
材１２の異なった寸法に応じて脛骨トレイに固定できる
ようにすることも可能である。脛骨軸受プレートのこの
上層形状は、大腿骨構成部材１２の弓形の顆状部分３２
と３４にそれぞれ摺動自在に係合する弓形の凹所２８と
３０を含んでいる。
脛骨軸受プレート１８を形成するため、複数の長手方向
に延びる繊維が布の層４０（第４図）に織られ、繊維の
配向が織物様式によって保持され各別々の繊維３６が層
４０の幅又は長さを横切って延びるようにする。第２図
に示されるように、繊維３６は横中央方向と前後方向と
に延びている。
に延びる繊維が布の層４０（第４図）に織られ、繊維の
配向が織物様式によって保持され各別々の繊維３６が層
４０の幅又は長さを横切って延びるようにする。第２図
に示されるように、繊維３６は横中央方向と前後方向と
に延びている。
各層の長さと幅の寸法は脛骨軸受プレート１８の最大の
長さと幅の寸法にほぼ等しい。複数の層４０が第４図に
示すようにダイス型４２と治具４４との間で相互の頂面
上に積重ねられる。ダイス型４２は弓形凹所２Ｂと３０
の外形にその外形が等しい外側表面４６を含み、それに
よりダイス型４２がこの複数のＩＷ４０に押しつけられ
た時治具から取りはずされた片に弓形の凹所２８と３０
が与えられるようにする。ダイス型４２が圧縮成形作用
において層４０に打ち当てられる時、この治具４４とダ
イス型４２には適当に加熱要素が設けられ、分離してい
る繊維の大部分のものにとって同一性を失うことなく全
ての繊維を溶融し強化することのできる温度に、これら
繊維を加熱する。ダイス型が複数の加熱された層４０に
１つの外形を与えた後、脛骨プレート１８はこの複数の
層４０から堅固な構造に形成される。この脛骨軸受プレ
ート１８は次に最後の切断及び機械加工のため治具４４
から取りはずされパリを除去し及び／又は脛骨トレイ１
４を用いる前に脛骨軸受プレート１日に最終の幾何学形
状を与える。
長さと幅の寸法にほぼ等しい。複数の層４０が第４図に
示すようにダイス型４２と治具４４との間で相互の頂面
上に積重ねられる。ダイス型４２は弓形凹所２Ｂと３０
の外形にその外形が等しい外側表面４６を含み、それに
よりダイス型４２がこの複数のＩＷ４０に押しつけられ
た時治具から取りはずされた片に弓形の凹所２８と３０
が与えられるようにする。ダイス型４２が圧縮成形作用
において層４０に打ち当てられる時、この治具４４とダ
イス型４２には適当に加熱要素が設けられ、分離してい
る繊維の大部分のものにとって同一性を失うことなく全
ての繊維を溶融し強化することのできる温度に、これら
繊維を加熱する。ダイス型が複数の加熱された層４０に
１つの外形を与えた後、脛骨プレート１８はこの複数の
層４０から堅固な構造に形成される。この脛骨軸受プレ
ート１８は次に最後の切断及び機械加工のため治具４４
から取りはずされパリを除去し及び／又は脛骨トレイ１
４を用いる前に脛骨軸受プレート１日に最終の幾何学形
状を与える。
前記の工程にしたがって構成された脛骨軸受プレート１
Ｂは、堅固な構造の範囲内で実質的に多数の個々の繊維
の形跡を保持しそれにより脛骨軸受プレート１Ｂにおけ
る織物又は配向の型を確認することができるようにする
。この確認は、目による検査、光拡散技術、Ｘ線回折又
は偏光顕微鏡検査を含むことができる。脛骨軸受プレー
ト１８を構成するための適当な繊維は、０．９７ ｇ
／ ｃＪの密度と３８ミクロンに等しい繊維径を持った
スペクトラ９００ポリエチレン（アライドシグナル会社
）である。この他に、脛骨軸受プレート１８は、０、９
７ ｇ ／ ｃｉの密度と２０〜２５ミクロンの繊維径
を持ったスペクトラ１０００ポリエチレン（アライドシ
グナル会社）から構成することができる。織布４０の各
層はまた、スペクトラ９００プレインウイーブ５９０２
スコアド布のような有形式でアライドシグナル会社から
入手可能である。
Ｂは、堅固な構造の範囲内で実質的に多数の個々の繊維
の形跡を保持しそれにより脛骨軸受プレート１Ｂにおけ
る織物又は配向の型を確認することができるようにする
。この確認は、目による検査、光拡散技術、Ｘ線回折又
は偏光顕微鏡検査を含むことができる。脛骨軸受プレー
ト１８を構成するための適当な繊維は、０．９７ ｇ
／ ｃＪの密度と３８ミクロンに等しい繊維径を持った
スペクトラ９００ポリエチレン（アライドシグナル会社
）である。この他に、脛骨軸受プレート１８は、０、９
７ ｇ ／ ｃｉの密度と２０〜２５ミクロンの繊維径
を持ったスペクトラ１０００ポリエチレン（アライドシ
グナル会社）から構成することができる。織布４０の各
層はまた、スペクトラ９００プレインウイーブ５９０２
スコアド布のような有形式でアライドシグナル会社から
入手可能である。
第５図の他の実施態様においては、脛骨軸受プレー１−
１１８は関節接合表面１２８に長手方向に延びる繊維の
複数の織物層１４０を含んでいる。第１の領域１０２は
長手方向に延びる繊維から作られまた第２の領域１０４
は切断された重合体繊維及び／又は重合体薄片１０６か
ら作られる。第１領域１０２の深さは第２領域の深さよ
り小さくそれより関節接合する表面１２８の直ぐ近くの
脛骨軸受プレートの領域だけに長手方向に延びる繊維の
織物層が得られるようにする。
１１８は関節接合表面１２８に長手方向に延びる繊維の
複数の織物層１４０を含んでいる。第１の領域１０２は
長手方向に延びる繊維から作られまた第２の領域１０４
は切断された重合体繊維及び／又は重合体薄片１０６か
ら作られる。第１領域１０２の深さは第２領域の深さよ
り小さくそれより関節接合する表面１２８の直ぐ近くの
脛骨軸受プレートの領域だけに長手方向に延びる繊維の
織物層が得られるようにする。
上記の記載は脛骨軸受プレートを参照してなされている
が、本発明により他の重合体軸受構成要素を構成するこ
とは特許請求の範囲に含まれるものである。例えば、寛
骨臼杯人工補装具は、寛骨臼に取付けるための金属殻と
、臀部人工補装具の頭部に関節接合するためのこの金属
殻内部に保持された重合体軸受とを含んでいる。この重
合体軸受は、金属殻と臀部人工補装具に共働する適当な
外形を作り出すため対応治具とダイス型により、複数の
重合体の長手方向に延びる繊維から布層形式に形成する
ことができる。さらに、他の重合体が、重合体材料が繊
維形式で入手できる限りポリエチレンに代えて用いるこ
とができる。
が、本発明により他の重合体軸受構成要素を構成するこ
とは特許請求の範囲に含まれるものである。例えば、寛
骨臼杯人工補装具は、寛骨臼に取付けるための金属殻と
、臀部人工補装具の頭部に関節接合するためのこの金属
殻内部に保持された重合体軸受とを含んでいる。この重
合体軸受は、金属殻と臀部人工補装具に共働する適当な
外形を作り出すため対応治具とダイス型により、複数の
重合体の長手方向に延びる繊維から布層形式に形成する
ことができる。さらに、他の重合体が、重合体材料が繊
維形式で入手できる限りポリエチレンに代えて用いるこ
とができる。
図面において、第１図は本発明の脛骨軸受プレートを略
図的に示す膝関節の切断正面図であり、第２図は第１図
に示す膝軸受プレートと脛骨トレイの頂面図、第３図は
第１図の３−３線に沿った断面図、第４図は本発明の脛
骨軸受プレートを構成するために利用される工程の概略
図、第５図は本発明の他の実施態様を示す第３図と同様
な図である。 １０・・・膝関節人工補装具、 １２・・・大腿骨構成部材、 １４・・・脛骨構成部材、 １６・・・脛骨トレイ、
１８・・・脛骨軸受プレート、２４・・・底部表面、２
６、２８．３０・・・凹所、 ３６・・・繊維、４０
・・・布層、 ４２・・・ダイス型、４４・・
・治具、 ４６・・・外側表面、１０６・・・重
合体薄片、 １１Ｂ・・・脛骨軸受プレート、１２８・
・・関節接合表面。
図的に示す膝関節の切断正面図であり、第２図は第１図
に示す膝軸受プレートと脛骨トレイの頂面図、第３図は
第１図の３−３線に沿った断面図、第４図は本発明の脛
骨軸受プレートを構成するために利用される工程の概略
図、第５図は本発明の他の実施態様を示す第３図と同様
な図である。 １０・・・膝関節人工補装具、 １２・・・大腿骨構成部材、 １４・・・脛骨構成部材、 １６・・・脛骨トレイ、
１８・・・脛骨軸受プレート、２４・・・底部表面、２
６、２８．３０・・・凹所、 ３６・・・繊維、４０
・・・布層、 ４２・・・ダイス型、４４・・
・治具、 ４６・・・外側表面、１０６・・・重
合体薄片、 １１Ｂ・・・脛骨軸受プレート、１２８・
・・関節接合表面。
Claims (15)
- １．堅い軸受表面を区画形成する整形外科用移植片構成
部材であって、関節接合軸受表面を区画形成するよう共
に配設された個々の長手方向に延びる繊維を有する重合
体からなる整形外科用移植片構成部材。 - ２．繊維の大部分が関節接合の方向に実質的に平行に配
向されている請求項１に記載の構成部材。 - ３．繊維が、軸受表面を形成するため相互の頂面上に積
重ねられた複数の層を含んでいる請求項１に記載の構成
部材。 - ４．重合体がポリエチレン繊維からなる請求項１に記載
の構成部材。 - ５．個々の分離している繊維が、膝関節形成のための脛
骨構成部材を形成するよう共に配列され、これら繊維の
大部分が軸受表面に実質的に平行に配向され軸受表面に
交差する繊維が実質的にないようにしている請求項１に
記載の構成部材。 - ６．繊維の配列が織物様式である請求項１に記載の構成
部材。 - ７．脛骨構成部材を構成する方法であって、ａ）複数の
重合体繊維を配列して多数の繊維層を形成する段階と、 ｂ）前記多数の繊維層を共に強化してこれら繊維を共に
溶融しその配列を保持する段階、とを含む脛骨構成部材
を構成する方法。 - ８．多数の繊維層が前記圧縮成形段階の前に少なくとも
２０又はそれ以上の層に等しい請求項７に記載の方法。 - ９．大腿骨構成部材と摺動自在に係合するようになって
いる上層表面を有する重合体脛骨軸受プレートであって
、相互に接合された多数の繊維層の積層構造からなって
いる重合体脛骨軸受プレート。 - １０．繊維層が所定の方向に配列されている請求項９に
記載の重合体脛骨軸受プレート。 - １１．所定の配向がさらに、上層表面に実質的に平行に
延びる繊維を区画形成している請求項１０に記載の重合
体脛骨軸受プレート。 - １２．軸受表面を区画形成する整形外科用移植片構成部
材であって、堅い軸受表面に近接した複数の長手方向に
延びる重合体繊維と、前記堅い軸受表面から離れている
他の形式の重合体とを具備し、前記他の形式の重合体が
長手方向に延びる繊維と共に溶融され前記構成部材のた
めの堅い構造を形成するようにしている整形外科用移植
片構成部材。 - １３．複数の長手方向に延びる繊維が他の形式の繊維よ
り少ない構成要素の容積を占めている請求項１２に記載
の整形外科用移植片。 - １４．複数の長手方向に延びる繊維が長手方向に延びる
繊維の個々の層を形成するよう共に配列され、これらの
層が共に溶融される請求項１２に記載の整形外科用移植
片。 - １５．他の形式の重合体の１つが重合体薄片である請求
項１２に記載の整形外科用移植片。
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