JPH08503859A - 低剛性大腿部股関節のインプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 人工股関節（20）の大腿部材は、長尺のステム（40）を含む。当該ステムは１つの溝（46）を備える。当該溝は、縦軸方向に伸びると共に中央方向に面している。上記溝の寸法は、所定の剛性が得られるように選択される。当該剛性の大きさは、骨（24）の応力遮蔽が生じる臨界値の剛性の大きさよりも小さい。上記溝（46）と、上記ステム（棒）の外面とは、外縁（56）において交わる。当該溝は、中央凹状面（48）と、基端及び末端の丸められた丸め端面（50，52）とを有する。当該丸め端面は、上記の円筒状の中央凹状面（48）と滑かに一体化され連通させられる。当該溝は、その冠状面に対して、０度〜約４５度の角度範囲内の角度を付けて配置され、それによって側方後部から中央前部に向かう方向に伸びる。上記部材は、望ましくは、チタンか、チタン合金か、又は、コバルト・クロム合金から構成される。上記ステムの外面は、多孔質媒体を備えることができ、当該媒体によって骨の内方生長定着を促進させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 低剛性大腿部股関節のインプラント 発明の背景 Ｉ．発明の分野 本発明は、大腿部股関節人工装具に関し、更に詳しくは、自身の基端と末端と の間で、実質的に制御された剛性を示すステムを有する大腿（骨）部材に関する 。II．先行技術の説明 骨組織は、自身に加えられる応力に直接的に関連付けられる構造で再構築を行 なうと言うウオルフ法則の規則に基づいて、これまでに望ましいと考えられてき たことは、骨に最適量の応力を加えることによって、ＴＨＲ（股関節総置換）関 節形成術後の再構築を抑制して当該再構築の度合を最小にするように制御するこ とであった。一般的に言って、ある程度の基部の大腿骨の再構築が生じると股関 節の総置換が必要になる。機械的な剛性があるために、金属製のインプラント（ 移植部材）は、基部の骨を応力から或る程度保護する。この現象は、臨床的に、 「応力遮蔽」と称される。最適の嵌合状態を得るために、大径のインプラントを 必要とする比較的に大きな骨髄内の腔を有する患者の場合、当該現象は特に問題 となる。最も極端な場合、基部大腿骨は再吸収されて元の塊りのわずかな小片に まで縮小してしまい、その結果、インプラントを支持することがで きなくなったり、又はインプラントの破壊を引き起こしたりする。残念なことに 、インプラントの寸法が線形的に増加した場合、当該インプラントの撓み剛性の 大きさは、指数的な割合で、一般的には、べき数が２乃至３の間の指数的な割合 で増大する。更に、この状態を悪化させる要因として、患者の身体の大きさと、 当該患者の骨髄内の腔の直径の大きさとの間には、ほとんど相関関係がないと言 う事実がある。即ち、比較的に小柄で軽量な人が、大径の腔を備えた大腿骨を有 する一方、比較的に大柄な人が、小径の腔を備えた大腿骨を有する。従って、望 ましいことは、ステムの直径との関連で、大巾に剛性が低下させられた大径のイ ンプラントを生産することである。 このことは、幾つかの方法で達成されている。例えば、固有の低剛性を有する 材料、すなわち低い撓み計数を有する材料を使用する方法が考えられる。即ち、 剛性の大きなコバルト・クロム合金の代わりに低い弾性係数の材料を使用するこ とが考えられる。インプラントを中空体にすることも可能である。しかしながら 、この方法はほとんど効果的ではない。その訳は、中心部に位置する材料は、当 該インプラントの剛性を高める上でほとんど寄与しないからである。例えば、直 径が１６ミリメートルの丸棒状のステムを中空体にして、その壁の厚みをほんの ２ミリメートルにした場合、質量は５６％も減少するのに反して、撓み剛性の大 きさは、わずかに３２％だけしか減少しないのである。 興味深いことに、直径が１６ミリメートルのステムの剛性の大きさは、直径が１ ０ミリメートルのステムのそれの６．５倍しかないのである。 モルシャー（Morscher）とディック（Dick）は、９年間にわたる臨床経験に基 づいて、いわゆる「等弾性（isoelastic）」幹人工装具に関するレポートを、彼 らの論文（「プラスチック材料から製造された等弾性股関節体内人工装具の無接 合剤方式の固定法」，臨床整形外科学，1983年６月刊，第176巻、第７７−第８ ７頁）において行なった。当該等弾性幹人工装具は、ポリアセタール樹脂を使用 することによって作られ、力を骨盤骨から大腿骨の骨頭部及び骨首部を介して大 腿骨に伝える。上記モルシャーとディックの言によれば：「インプラントの最適 固定状態は、主に当該インプラントのデザインと材料によって決定される。人工 関節を挿入すると、骨組織の最構築（remodeling）が行われる。安定性が得られ ない場合には、当該インプラントは、遅かれ早かれ緩んでしまう。インプラント の弾性、従って変形量は、当該インプラントすなわち人工装具の材料の弾性係数 とそのデザインとによって決定される。骨組織にとっては異物である当該材料の 物理的特性を調節すると共に、大腿骨幹に装着される人工装具の当該デザインを 調節することによって、全体のシステムを、正常な大腿骨と同じ弾性を有するも のにすることができるはずである。弾性の大きな股関節体内人工装具は、走行運 動の際に、特にその際 における踵打ち及び爪先離れ過程において、ショック・アブソーバ（衝撃吸収器 ）としても作用することができる。」と言うことである。 彼らは更に説明を加えて、上記のことが、ロバート・マシューズ（Robert Mat hys）によって製造され且つ1973年に移植すなわちインプラントが実施された「 等弾性」股関節体内人工装具の概念であったことを明らかにした。この実例の場 合、上記人工装具は、骨組織の弾性係数に近似した弾性係数を有するポリアセタ ール樹脂によって構成された。ポリアセタール樹脂は、耐久性に優れ、良好な生 体組織耐性を有すると共に、高い応力が掛けられる部材に対して良好な固着性を 示す。首部分における後天的な組織強度を確保するために、上記部材は、先端に 向かってアール（Ｒ）が付けられた、即ち先端が丸められた金属製コア（芯材） によって補強され、それによって上記ステムの弾性が大きくされて、上記人工装 具の当該ステムが骨の変形に追従することができるようにされた。上記デザイン に関して、上記論文の著者達は更に下記の通りに注釈している：即ち、「等弾性 が意味することは、骨の物理的特性に対して、インプラントのそれを最適状態に 近似させると言うことである。しかしながら、理想的な等弾性は決して得られな い。なぜならば、骨は異方性であり、関節形成術用に使用される異物使用成形術 の材料は等方性特性を示すからである。更に、生育可能な骨の場合と同じように 、股関節に 働く力に対して上記構造が適応していない。その上更に、人間の骨の形状や強度 は個々に相違しており、従って、それらの骨を人工関節によって模倣することは 決してできない。しかしながら、弾性の大きな材料を使用することによって、今 日まで使用されてきた剛性材料の不利益を回避することはできる。 トーニヤー（Tornier）に付与された米国特許第4,287,617号は、股関節人工装 具を開示している。当該人工装具は、大腿部ステムを備える。当該ステムは、モ ルシャーとディックによって言及された弾性の手段を提供する。このトーニヤー のステムの横断面は、実質的に長方形の形状をした管の形をしている。当該管の 短辺の１つは、実質的に切除され、その結果、大変長尺の溝が形成される。この ようにして、Ｃ字形状の横断面が得られる。当該Ｃ字形状横断面は、横方向に優 れた弾性を示すと言われる。当該弾性によって、上記ピンを上記骨髄内の腔に挿 入し位置決めすることが容易化される。この他に言及された利益としては、上記 ピンは中実体ほど重くはない上、その凹所によって骨の生育が促進されると言う 利益がある。 上述の事柄に対するもう一つの解決策は、トッド・エス・スミス（Todd S．Sm ith）に対して付与され、同氏から一般的に譲渡がなされた米国特許第4,808,186 号の主題となっている。当該米国特許の発明の名称は、「制御された剛性の大腿 部股関節インプラント」である。当該インプラン ト構成において、当該インプラントの長さ方向の中間面はフライス加工され、そ れによってチャンネル（溝形）形状のステム横断面が形成される。除去される材 料の量によって、当該インプラントの剛性の低下量が決定されるが、その際に、 当該インプラントの上記中間面に形成される開口チャンネルの出現を除けば、当 該インプラントの外面の幾何学的形状は変化せずに元のままに維持される。この 結果生じる長さ方向に伸びるチャンネルは、上記ステムがインプラント（移植） された状態にあるとき、一般的に上記冠状面内に存する。当該チャンネルの深さ は、上記大腿部インプラントの基端と末端との間で変化することによって、当該 ステムの長さ方向に沿った任意の位置における質量慣性モーメントに影響を与え 、それによって最適のステムの撓み剛性が得られる。即ち、当該ステムは、自身 の長さ方向に沿った特定の位置において当該ステムが実質的に大腿骨され自体の 撓み剛性に関連付けられるように、形成される。 上述の事柄に対する更に今一つの解決策は、トッド・スミスほか（Todd Smith et al）に対して付与され、同じく彼らから一般的に譲渡されている米国特許第 4,986,834号に開示されている。当該米国特許の発明の名称は、「負荷分担式大 腿部股関節インプラント」である。要するに、その実例の場合、大腿部インプラ ントの長さ方向の中央部分は機械加工されて自己の外面の寸法が縮小させられ、 それ によって横断面が縮小されている。除去された材料の量によって、上記インプラ ントの剛性の低下量が決定される。当該インプラントの縮小化された横断面の大 きさは、当該大腿部インプラントの基端と末端との間で変化させられて上記ステ ムの長さ方向の任意の位置における質量慣性モーメントに影響を及ぼし、それに よって最適の大きさのステム撓みが得られる。要するに、当該ステムは、自身の 長さ方向に沿う特定の位置において、大腿骨自体の撓み剛性に対して実質的に関 連付けられるように形成される。 発明の要旨 上述のことに鑑み、本発明はなされ、そして実施に移された。本発明に従って 、人工股関節部の大腿部材は、長尺のステムを含む。当該ステムは、単一の長さ 方向に伸び一般的に中央方向に面する溝を、自身の基端と末端の間の自身の外面 に備える。上記溝の寸法は、上記ステムの所定の剛性特性曲線が当該ステムの基 端と末端との間で得られるように選択される。いずれにせよ、当該ステムは、所 定の大きさの剛性を有し、当該剛性の大きさは、Ｘ線撮影法によって臨床的に同 定される第１骨の応力遮蔽が生ずる際の剛性の大きさよりも小さい。上記ステム の上記溝と上記外面とは、外縁において互いに交わる。当該溝は、中央凹状面と 、基端および末端の丸め端とを有する。当該丸め端は、上記中央円筒状凹面と滑 らかに一体化されて同凹面と連通させられる。上記溝は、その冠状面に対して、 所定の角度 を付けられて軸方向に伸び、前方か又は後方かのいずれか一方に傾斜させられる ことによって自己の剛性の大きさを変化させることができる。上記部材は、望ま しくは、コバルト・クロム合金から構成されるが、この原理を同様にチタンまた はチタン合金に適用することも可能である。上記ステムの外面に多孔質媒体を設 け、それによって骨の内方への生育と定着とを促進させることができる。 従来の大腿部インプラントの剛性を減少させることによって、より多くの負荷 を周囲の骨によって支持させる。そうすると、応力遮蔽によって引き起される骨 のミネラル分の減少を抑制することができ、そのことによって大腿部股関節イン プラントの長寿命化を計ることができる。 本発明によって、大腿部股関節インプラントの剛性の大きさを制御して低下さ せることができる。広い領域にわたって制御された剛性によって、特に上記イン プラントの基部の、即ち、骨幹端の領域における制御された剛性によって、大腿 部の長さ方向に沿って均一な負荷分布が実現される。 本発明は又、制御された可撓性を中間のステム（幹部）領域において維持する 一方、広い範囲で基端および末端における固着状態を作り出すことができる。こ れに反して、従来技術になる部材は、単に中間のステム領域か又は末端領域のみ における可撓性を確保する一方で、潜在的な固着可能性のある領域の面積を減少 させると言う不利益を生じ る。 本発明の大腿部ステムに形成された溝によって、中立軸線（曲げ軸線）は、横 方向に移動させられ、それによって可撓性が増大させられる一方、構造的な一体 性および強度が、臨床的に受け入れ可能なレベルに維持される。 本発明の品質を示す大腿部ステムは、一般にインプラント用に使用されててい る普通の材料のうちの任意のものから構成され得る。しかしながら、これらの材 料のうち、チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金とが望ましい材料で ある。 本発明のその他のそれ以上の特徴と、目的と、長所および利益は、以下の図面 を参照した以下の説明から明らかになる。ここで了解されるべきことは、上記説 明および以下の詳細な説明は、例示的かつ説明的なものであって、本発明の範囲 を制限するためのものではないと言うことである。添付の図面は、本発明と一体 化されるものであって、本発明の一部を構成する。当該図面は、本発明の実施例 の１つを説明と共に示し、一般的に本発明の原理を説明する際に使用される。同 一の参照符号は、当該開示全体にわたって、同一の部分を示す。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の実施例になる大腿部材を含む股関節人工装具の一部を切除し て断面で示した、当該人工装具の側方立面図である。 図２は、図１の上記大腿部材の斜視図である。 図３は、上記大腿部材の一部を切除して断面で示した当該大腿部材の側方立面 図である。 図４は、上記大腿部材の平面図である。 図５は、上記大腿部材の一部の拡大正面図である。 図６は、図５の６−６線に沿って一般的に取った横断面図である。 図７は、商業的に入手することが現在可能な大腿部材用の種々の直径の一連の ステムと、本発明の技術を適用したステムとの相対的な剛性の大きさを示す線グ ラフである。 図８は、図７中に提示された情報を一般的に表示した棒グラフである。 好ましい実施例の詳細な説明 さて、図面に戻って、最初に図１を見ると、図１は股関節人工装具２０を示す 。当該人工装具２０は大腿部材２２を含む。当該大腿部材２２は本発明を実施し たものである。大腿部材２２はコバルト・クロム合金や、チタンや、チタン合金 など、一般的に使用される任意の材料から構成され得る。当該大腿部材２２は、 大腿骨の中に適切にインプラント（移植）されて、股臼部材２６と協働的に係合 する。後者すなわち股臼部材２６は、骨盤骨３０の股臼腔２８内に適切にインプ ラントされる。慣例的に、大腿部材２２は、自身の最基部端（図１〜４）にテー パ部３２を設け、それによって当該最基部端の上にボール３４（図１）を締まり 嵌め的に嵌合させる。次いで、当該ボールが既知の方法で股臼部材２６と回転自 在に係合させられる。上記大腿部材は更にカラー３６を含む。上記テーパ部３２ は首部３８を介して当該カラー３６の肩部と結合させられる。ステム４０は上記 カラー３６から遠去かる方向に伸びて末端すなわち先端４２に至る。 慣例的に、ステム４０は大腿骨の骨髄内の管４４（図１）内に収容されて、上 記人工装具がインプラントされる患者の人体の冠状面内に一般的に位置する。上 記ステムの横方向の寸法は（特に図２を見よ）、大腿部材２２の基端にある上記 カラー３６と末端４２との間で実質的に一定である。当該ステムは任意の適切な 方法で形成され、単一の縦軸方向に伸びる溝４６を自己の基端と末端との中間に 有する。図３と、図５において最もよく知られるように、当該溝４６は、上記ス テムを横断面（図６）で見た場合に実質的に一定の曲率である中央凹状面４８を 含むと共に、基端および末端における基端丸め端面５０および末端丸め端面５２ とを、それぞれ含む。上記中央凹状面と当該丸め端５０，５２とは、上記ステム の外面５４と交わる。この交わりは、外縁５６において生じる。上記丸め端は、 上記中央凹状面４８と滑らかに一体化され、それによって不適切な応力集中が発 生することを防止する。 ここで望ましいことは、上記ステムを改変して多孔質面５８を備えさせ、それ によって骨の内方生育と定着とを可 能にさせることである。当該多孔質面の優れた例は、商標「ＰＯＲＯＣＯＡＴ」 の下で提供されるボーリンジャー・マンハイム社のデプイ（DePuy：商標登録） 部門の専売物である多孔質金属コーティングを適用することによって得られる。 当該多孔質面５８を、上記外面５４の特定個所に適用することができる。 上記溝４６の形状と寸法とを選択することによって、当該溝の基端と末端との 間で、上記ステムの剛性を実質的に制御された大きさにする。この目的は、上記 大腿部材の質量慣性モーメントを、上記ステムの長さ方向の任意の位置で変化さ せ、それによってステムの制御された可撓性を得ることである。上記ステムの形 状および断面を円形にする必要はない。必要な場合には、それらを非対称形状に することもできるが、その場合にも、ステムの実質的に均一な可撓性は維持され る。ステム４０によって達成すべき目標は、当該ステムの長さ方向に沿った全て の位置での剛性の大きさが骨２４に応力遮蔽を生じさせる剛性の臨界値の大きさ 未満になるようにすることである。 上記溝に適切な角度を付けることによって、上記大腿部材に加わる解部学的な 負荷が決定され、次いで当該溝の縦軸が、負荷の生じる面内に置かれる。 溝４６は、上記ステムの縦軸と平行な縦軸を有し、中央２分面内に位置する。 当該中央２分面は、上記ステムがインプラントされた際に、上記冠状面に対して 一般的に角度 を付けて配置される。上記縦軸方向に伸びる溝の当該中央２分面は、上記冠状面 に対して０度から約４５度の角度範囲内の角度で配置されて、軸方向に伸びる。 当該角度範囲は望ましくは０度から約１８度の範囲である。上記溝は、前方また は後方のいずれか一方に傾斜させられて、自身の剛性を変化させる。 先にも言及した通り、インプラントの撓み剛性は、当該インプラントの寸法が 線形的に大きくされると、当該インプラントの幾何学上の形状に依存して、一般 的には、べき数が２〜４の指数の割合で増大する。このことは、図７のグラフに よって証明される。図７は、現在インプラント用に入手することができる種々の 直径の一連のステムの相対的な剛性を示す線グラフである。ここで注目すべきこ とは、直径が１８ミリメートルのステムは、直径が１０．５ミリメートルのステ ムの剛性の約１０倍の剛性を示すと言うことである。本発明は、この指数的増大 を回避する上で役立つ。例えば、図７のグラフから了解される通り、当該グラフ は直径が１３ミリメートルのステムから始まっているので、当該直径が１３ミリ メートルのステムを、上記の骨の再構築の閾値を決定するステムだとすると、当 該ステムの剛性の大きさを、直径が１３ミリメートルかそれ以上あるステムに関 しても維持することが望ましい。 図７のグラフについて更にまた注目される点は、データがもう一つ別の改変さ れたステムに関連して表示されてい る点である。当該別の改変されたステムは可変モーメント・ステムである。この 実例の場合、溝４６は、当該ステムの寸法範囲にわたって一定の剛性を示さない ようにデザインされて、むしろ無改変のステムよりも小さな割合で自己の剛性を 増大させる。理論上、もし外科医が特定の剛性特性曲線を有する大腿部材を所望 するならば、当該外科医は自分が選択することができる一連の大腿部材を利用す ることができるようになる。 図８は、図７の情報を異なる形式で一般的に提示した棒グラフである。この実 例において、曲線６０は無改変ステムを表示し、曲線６２は改変された均一モー メントのステムを表示し、曲線６４は改変された可変モーメントのステムを表示 する。 以上、本発明の好ましい実施例を詳細に説明したが、ここで了解されることは 、当業者であれば、本発明の明細書において説明され特許請求の範囲において定 義された本発明の特許請求の範囲から逸脱することなく、図示の実施例に対して 多様なその他の改変を加えることができると言うことである。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９３年２月１９日 【補正内容】 １． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるためのもので あり、骨髄内腔を有する長尺の第１骨に固着されるべき第１協働材を有する人工 装具を含み、前記第１協働材は第２骨の第２協働材と係合するようにされると共 に前記第２協働材に対して相対的に可動であり、それによって前記第１骨と前記 第２骨との間の相対的な動きが許容される人工関節部品であって、長尺のステム を含み、 前記ステムは：外面と、一般的に冠状面内に存在する縦軸とを有し；前記 第１協働材と一体化され；前記第１骨の前記骨髄内腔の中に収容可能であり；基 端と末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に縦軸方向に伸びる と共に中間方向に面する単一の溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交 わり、前記溝は中央凹状面と基端丸め端面と末端丸め端面とを有すると共に、前 記ステムがインプラントされた際に、前記冠状面に対して一般的に角度を付けら れて配置される中央２分面内にある前記ステムの縦軸に平行な縦軸を有し、前記 縦軸方向に伸びる前記溝の前記中央２分面は、前記冠状面に対して０度から約４ ５度の角度範囲内の角度で配置されて側方後部から中間部前方に向かう方向に伸 び、 前記基端丸め端面と前記末端丸め端面とは前記外縁まで伸びて前記中央凹状面と 滑らかに一体化し、前記溝は、前記基端と前記末端との間で前記ステムの所定の 剛性特性曲線が得られるように形成され、それによって、前記溝をその中に有す る前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引き起こす大きさの剛性に対応する所 定の大きさの剛性を越えない大きさの剛性を、前記基端と前記末端との間の任意 の位置で有するようにされることを特徴とする人工関節部品。 ５． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一つ から構成される、ことを特徴とする請求項１記載の人工関節部品。 ６． 長尺の前記ステムの前記外面は、多孔質媒体を自身上に有することによ って骨の内方生育定着を促進する、ことを特徴とする請求項３記載の人工関節部 品。 ７． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるためのもので あり、骨髄内腔を有する長尺の第１骨に固着されるべき第１協働材を有する人工 装具を含み、前記第１協働材は第２骨の第２協働材と係合するようにされると共 に前記第２協働材に対して相対的に可動であり、それによって前記第１骨と前記 第２骨との間の相対的な動きが許容される人工関節部品であって、長尺のステム を含み、 前記ステムは：外面と、一般的に冠状面内に存在す る縦軸とを有し；前記第１協働材と一体化され；前記第１骨の骨髄内腔の中に収 容可能であり；基端と末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に 縦軸方向に伸びる単一の溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交わり、 前記溝は中央凹状面と基端丸め端面と末端丸め端面とを有すると共に、前記ステ ムがインプラントされた際に、前記冠状面に対して一般的に角度を付けられて配 置される中央２分面内にある前記ステムの縦軸に平行な縦軸を有し、前記縦軸方 向に伸びる前記溝の前記中央２分面は、前記冠状面に対して０度から約４５度の 角度範囲内の角度で配置されて前方か又は後方のいずれか一方に角度が付けられ 、それによって前記インプラントを受ける患者の解剖学的骨格構造との調和が図 られ、前記基端丸め端面と前記末端丸め端面とは前記外縁まで伸びて前記中央凹 状面と滑らかに一体化し、前記溝は、前記基端と前記末端との間で前記ステムの 所定の剛性特性曲線が得られるように形成され、それによって、前記溝をその中 に有する前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引き起こす大きさの剛性に対応 する所定の大きさの剛性を越えない大きさの剛性を、前記基端と前記末端との間 の任意の位置で有することを特徴とする人工関節部品。 １１． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合 金との内のいずれか一つから構成される、ことを特徴とする請求項７記載の人工 関節部品。 １２． 前記ステムの前記外面は、骨の内方生育定着を促進する多孔質媒体を 有することを特徴とする請求項７記載の人工関節部品。 １３． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるための人工 関節部品であって、 前記人体の骨盤骨に固着されるカップ形状のソケット部材と； 前記ソケット部材と回転自在に係合可能なボール部材と；そして、 ステムとからなり、 前記ステムは、外面と、冠状面内に存在する縦軸とを有し；前記ボール 部材と一体化され；前記人体の大腿骨の骨髄内腔の中に収容可能であり；基端と 末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に縦軸方向に伸びる単一 の溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交わり、前記溝は中央凹状面と 基端丸め端面と末端丸め端面とを有すると共に、前記ステムがインプラントされ た際に、前記冠状面に対して一般的に角度を付けられて配置される中央２分面内 にある前記ステムの縦軸に平行な縦軸を有し、前記縦軸方向に伸びる前記溝の前 記中央２分面は、前記冠状面に対して０度から約１８度の角 度範囲内の角度で配置されて側方後部から中間部前方に向かう方向に伸び、前記 基端丸め端面と前記末端丸め端面とは前記外縁まで伸びて前記中央凹状面と滑ら かに一体化し、前記溝は、前記基端と前記末端との間で前記ステムの選択された 剛性特性曲線が得られるように形成され、それによって、前記溝をその中に有す る前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引き起こす大きさの剛性に対応する所 定の大きさの剛性を越えない大きさの剛性を、前記基端と前記末端との間の任意 の位置で有することを特徴とする人工関節部品。 １６． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一 つから構成される、ことを特徴とする請求項１３記載の人工関節部品。 １７． 前記縦軸方向に伸びる前記溝を除く長尺の前記ステムの前記外面は骨 の内方生育定着を促進する、多孔質媒体を有することを特徴とする請求項１３記 載の人工関節部品。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９３年１０月１４日 【補正内容】 請求の範囲 １． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるためのもので あり、骨髄内腔を有する長尺の第１骨に固着されるべき第１協働材を有する人工 装具を含み、前記第１協働材は第２骨の第２協働材と係合するようにされると共 に前記第２協働材に対して相対的に可動であり、それによって前記第１骨と前記 第２骨との間の相対的な動きが許容される人工関節部材であって、長尺のステム を含み、 前記ステムは：外面と、一般的に冠状面内に存在する縦軸とを有し；前記 第１協働材と一体化され；前記第１骨の前記骨髄内腔の中に収容可能であり；基 端と末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に縦軸方向に伸びる と共に中間方向に面する単一の溝を有し、前記溝と前記外面とは単一の外縁にお いて交わり、前記溝は中央凹状面と基端凹状端面と末端凹状端面とを有すると共 に、前記ステムがインプラントされた際に、前記冠状面に対して一般的に角度を 付けられて配置される中央２分面内にある前記ステムの縦軸に平行な縦軸を有し 、前記縦軸方向に前記中央２分面は、前記冠状面に対して０度から約４５度の角 度範囲内の角度で配置されて側方後部から中間部前方に向かう方向に伸び、前記 基 端凹状端面と前記末端凹状端面とは前記外縁まで伸びて前記中央凹状面と滑らか に一体化し、前記溝は前記基端凹状端面と前記末端凹状端面との間で実質的に一 定の深さを有し、前記深さは、前記基端と前記末端との間で前記ステムの実質的 に一定の剛性特性曲線が得られるように選択され、それによって、前記溝をその 中に有する前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引き起こす大きさの剛性に対 応する所定の大きさの剛性を越えない大きさの剛性を、前記基端と前記末端との 間の任意の位置で有するようにされていることを特徴とする人工関節部品。 ５． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一つ から構成される、ことを特徴とする請求項１記載の人工関節部品。 ６． 前記ステムの前記外面は、骨の内方生育定着を促進する多孔質媒体を有 することを特徴とする請求項３記載の人工関節部品。 ７． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるためのもので あり、骨髄内腔を有する長尺の第１骨に固着されるべき第１協働材を有する人工 装具を含み、前記第１協働材は第２骨の第２協働材と係合するようにされると共 に前記第２協働材に対して相対的に可動であり、それによって前記第１骨と前記 第２骨との間の相対的な動きが許容される人工関節部材であって、長尺のステム を含 み、 前記ステムは：外面と、一般的に冠状面内に存在する縦軸とを有し；前記 第１協働材と一体化され；前記第１骨の骨髄内腔の中に収容可能であり；基端と 末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に縦軸方向に伸びる単一 の溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交わり、前記溝は中央凹状面と 基端凹状端面と末端凹状端面とを有すると共に、前記ステムがインプラントされ た際に、前記冠状面に対して一般的に角度を付けられて配置され、中央２分面内 にある前記ステムの縦軸に平行な縦軸を有し、前記中央２分面は、前記冠状面に 対して０度から約４５度の角度範囲内の角度で配置されて前方か又は後方のいず れか一方に角度が付けられ、それによって前記インプラントを受ける患者の解剖 学的骨格構造との調和が図られ、前記基端凹状端面と前記末端凹状端面とは前記 外縁まで伸びて前記中央凹状面と滑らかに一体化し、前記溝は前記基端凹状端面 と前記末端凹状端面との間で実質的に一定の深さを有し、前記深さは、前記基端 と前記末端との間で前記ステムの実質的に一定の剛性特性曲線が得られるように 選択され、それによって、前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引き起こす大 きさの剛性に対応する所定の大きさの剛性を越えない大きさの剛 性を、前記基端と前記末端との間の任意の位置で有するようになされることを特 徴とする人工関節部品。 １１． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一 つから構成される、ことを特徴とする請求項７記載の人工関節部品。 １２． 前記ステムの前記外面は、骨の内方生育定着を促進する多孔質媒体を 有することを特徴とする請求項７記載の人工関節部品。 １３． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるための、人 工関節部品であって、 前記人体の骨盤骨に固着されるカップ形状のソケット部材と； 前記ソケット部材と回転自在に係合可能なボール部材と；そして、 ステムとを有し、 前記ステムは、外面と、一般的に冠状面内に存在する縦軸とを有し；前 記ボール部材と一体化され；前記人体の大腿骨の骨髄内腔の中に収容可能であり ；基端と末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に縦軸方向に伸 びる単一の溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交わり、前記溝は中央 凹状面と基端凹状端面と末端凹状端面とを有すると共に、前記ステムがインプラ ントされた際に、前記冠状面に対して一般的に角度を付けられて配置 される中央２分面内にある前記ステムの縦軸に平行な縦軸を有し、前記中央２分 面は、前記冠状面に対して０度から約１８度の角度範囲内の角度で配置されて側 方後部から中間部前方に向かう方向に伸び、前記基端凹状端面と前記末端凹状端 面とは前記外縁まで伸びて前記中央凹状面と滑らかに一体化し、前記溝は前記基 端凹状端面と前記末端凹状端面との間で実質的に一定の深さを有し、前記深さは 、前記基端と前記末端との間で前記ステムの実質的に一定の剛性特性曲線が得ら れるように選択され、それによって、前記溝をその中に有する前記ステムは、前 記第１骨に応力遮蔽を引き起こす大きさの剛性に対応する所定の大きさの剛性を 越えない大きさの剛性を、前記基端と前記末端との間の任意の位置で有するよう にされていることを特徴とする人工関節部品。 １６． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一 つから構成される、ことを特徴とする請求項１３記載の人工関節部品。 １７． 前記縦軸方向に伸びる前記溝を除く前記ステムの前記外面は多孔質媒 体を有し、それによって骨の内方生育定着が促進される、ことを特徴とする請求 項１３記載の人工関節部品。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ) ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＳ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，Ｋ Ｒ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＰＬ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＵＡ (72)発明者 ディネロ アレクサンダー アメリカ合衆国，インディアナ州 46805, フォート ウェイン，カリフォルニア ア ヴェニュ 1209

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるためのもので あって、骨髄内腔を有する長尺の第１骨に固着されるべき第１協働材を有する人 工装具を含み、前記第１協働材は第２骨の第２協働材と係合するようにされると 共に前記第２協働材に対して相対的に可動であり、それによって前記第１骨と前 記第２骨との間の相対的な動きが許容される人工関節部材であって、 長尺ステムを含み、前記ステムは：外面と、一般的に冠状面内に存在する 縦軸とを有し；前記第１協働材と一体化され；前記第１骨の前記骨髄内腔の中に 収容可能であり；基端と末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間 に長手方向に伸びる単一の溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交わり 、前記溝は中央凹状面と基端丸め端面と末端丸め端面とを有し、前記基端丸め端 面と前記末端丸め端面とは前記外縁まで伸びて前記中央凹状面と滑らかに一体化 し、前記溝は、前記基端と前記末端との間で前記ステムの選択された剛性特性曲 線が得られるように形成されたことを特徴とする人工関節部材。 ２． 前記溝を中に有する前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引き起こす 剛性の大きさを越えない大きさの剛性を有する、ことを特徴とする請求項１記載 の人工関節部 材。 ３． 前記溝は、前記ステムがインプラントされた際に、前記冠状面に対して 一般的に角度を付けられて配置される、中央２分面内にある前記ステムの縦軸に 平行な縦軸を有することを特徴とする請求項１記載の人工関節部材。 ４． 前記縦軸方向に伸びる前記溝の前記中央２分面は、前記冠状面に対して ０度から約４５度の角度範囲内の角度で配置され、そして側方後部から中間部前 方に向かう方向に伸びる、ことを特徴とする請求項３記載の人工関節部材。 ５． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一つ から構成される、ことを特徴とする請求項１記載の人工関節部材。 ６． 前記ステムの前記外面は、骨の内方生育定着を促進する多孔質媒体を有 することを特徴とする請求項３記載の人工関節部材。 ７． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるためのもので あって、骨髄内腔を有する長尺の第１骨に固着されるべき第１協働材を有する人 工装具を含み、前記第１協働材は第２骨の第２協働材と係合するようにされると 共に前記第２協働材に対して相対的に可動であり、それによって前記第１骨と前 記第２骨との間の相対的な動きが許容される人工関節部材であって、長尺のステ ムを含み、 前記ステムは：外面と、冠状面内に存在する縦軸と を有し；前記第１協働材と一体化され；前記第１骨の前記骨髄内腔の中に収容可 能であり；基端と末端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に縦軸 方向に伸びる単一の溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交わり、前記 溝は中央凹状面と基端丸め端面と末端丸め端面とを有し、前記基端丸め端面と前 記末端丸め端面とは前記外縁まで伸びて前記中央凹状面と滑らかに一体化し、前 記溝は、前記基端と前記末端との間で前記ステムの所定の大きさの剛性が得られ るように形成されたことを特徴とする人工関節部材。 ８． 前記溝を有する前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引き起こす剛性 の大きさを越えない大きさの剛性を有する、ことを特徴とする請求項１３記載の 人工関節部材。 ９． 前記溝は、前記ステムがインプラントされた際に、前記冠状面に対して 一般的に角度を付けられて配置される中央２分面内にある前記ステムの縦軸に平 行な縦軸を有することを特徴とする請求項７記載の人工関節部材。 １０． 前記縦軸方向に伸びる前記溝の前記中央２分面は、前記冠状面に対し て０度から約４５度の角度範囲内の角度で配置され、そして前方か又は後方のい ずれか一方の方向に角度を付けられることによって、自身の剛性の大きさを変化 させる、ことを特徴とする請求項９記載の人工関節部材。 １１． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一 つから構成される、ことを特徴とする請求項７記載の人工関節部材。 １２． 前記ステムの前記外面は、骨の内方生育定着を促進する多孔質媒体を 有することを特徴とする請求項７記載の人工関節部材。 １３． 人体の骨格構造における損傷した生体関節に取って代わるための、 前記人工関節部材の第１骨に固着されるカップ形状のソケット部材と； 前記ソケット部材と回転自在に係合可能なボール部材と；そして、 ステムとからなる人工関節部材であって、 前記ステムは、外面と、一般的に冠状面内に存在する縦軸とを有し；前 記ボール部材と一体化され；第２骨の骨髄内腔の中に収容可能であり；基端と末 端との間に伸び；そして、前記基端と前記末端との間に縦軸方向に伸びる単一の 溝を有し、前記溝と前記外面とは外縁において交わり、前記溝は中央凹状面と基 端丸め端面と末端丸め端面とを有し、前記基端丸め端面と前記末端丸め端面とは 前記外縁まで伸びて前記中央凹状面と滑らかに一体化し、前記溝は、前記基端と 前記末端との間で前記ステムの選択された剛性特性曲線が得られるように形成さ れたことを 特徴とする人工関節部材。 １４． 前記第１骨は骨盤骨であり； 前記第２骨は大腿骨であり；そして 前記ボール部材と前記ステムは、股関節人工装具の大腿部材の部分である 、ことを特徴とする請求項１３記載の人工関節部材。 １５． 前記縦軸方向に伸びる前記溝の前記中央２分面は、前記冠状面に対し て０度から約１８度の角度範囲内の角度で配置され、そして側方後部から中間部 前方に向かう方向に伸びる、ことを特徴とする請求項１３記載の人工関節部材。 １６． チタンと、チタン合金と、コバルト・クロム合金との内のいずれか一 つから構成される、ことを特徴とする請求項１３記載の人工関節部材。 １７． 前記縦軸方向に伸びる前記溝を除く前記ステムの前記外面は自身の上 に多孔質媒体を有し、それによって骨の内方生育定着が促進される、ことを特徴 とする請求項１３記載の人工関節部材。 １８． 前記溝を自身の中に有する前記ステムは、前記第１骨に応力遮蔽を引 き起こす剛性の大きさを越えない大きさの剛性を有する、ことを特徴とする請求 項１３記載の人工関節部材。 １９． 前記溝は、中央２分面内にある前記ステムの縦軸に平行な縦軸を有し ；前記中央２分面は、前記ステムが インプラントされた際に、前記冠状面に対して一般的に角度を付けられて配置さ れる、ことを特徴とする請求項１３記載の人工関節部材。