JPH1142244A - 整形外科移植片および整形外科移植片組立体 - Google Patents

整形外科移植片および整形外科移植片組立体

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JPH1142244A
JPH1142244A JP10149163A JP14916398A JPH1142244A JP H1142244 A JPH1142244 A JP H1142244A JP 10149163 A JP10149163 A JP 10149163A JP 14916398 A JP14916398 A JP 14916398A JP H1142244 A JPH1142244 A JP H1142244A
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moving
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orthopedic implant
complementary
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Louis U Bigliani
ユー．ビグリアーニ ルイス
Evan L Flatow
エル．フラットー イーバン
Delfreda L Norman
エル．ノーマン デルフレダ
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Bristol Myers Squibb Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 骨に関節で移植するための整形外科移植片に
関する。 【解決手段】 本発明の整形外科移植片は相補移植片と
係合する関節形成面を含む。整形外科移植片は関節形成
面を形成する本体を有する。関節形成面は移動面により
囲まれた適合面を含む。適合面は関節形成面と相補移植
片間の回転運動を可能にし、かつ移動面は関節形成面と
相補移植片間の転動および平行移動を可能にする。適合
面はその周辺で移動面と接触している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は整形外科移植片、更
に具体的には関節を成す面を有する関節窩に関する。
【０００２】
【従来の技術】肩関節の移植用整形外科移植片は代表的
には関節窩移植片および適合する上腕骨移植片を含む。
関節窩移植片は用意された関節窩および肩甲骨へ取付け
られ、かつ上腕骨移植片は用意された上腕骨へ取付けら
れる。上腕骨移植片は、通常、その端部に関節窩移植片
内に形成された凹面形態の関節を成す面と係合し相対的
に移動するボールを含む。整形外科移植片等の周囲の身
体靱帯および筋肉は上腕骨移植片を関節窩に対して維持
すると同時にその間の相対的運動を可能にする。
【０００３】関節窩移植片は、代表的には、上腕骨移植
片の頭部に対して完全に適合するまたは完全に適合しな
い関節を成す面で形成される。完全に適合する関節を成
す面は上腕骨頭部と同一の球面半径を有し、それにより
その間の相対的運動を可能にする。しかし、完全に適合
する関節を成す面を有する関節形成面の周辺または縁部
は、腕を上体に対して大きく移動するとき（例えば、腕
を頭の上へ置く等）上腕骨移植片の頭部により負荷を受
ける。この関節形成面の周辺の負荷縁部は結果的に一定
期間にわたり関節窩移植片を永久的に変形させる。
【０００４】上腕骨頭部に完全非適合の関節形成面を有
する関節窩移植片は関節窩移植片に対する上腕骨頭部の
回転および一定範囲の移動を可能にする。かかる完全非
適合の関節形成面は、通常、上腕骨頭部の球面半径より
も大きい球面半径を有か、それによりその間の回転運
動、転動および平行移動を可能にする。しかし、かかる
完全非適合の関節形成面は結果的に上腕骨頭部と関節窩
移植片間の接触圧力を大きくする。これは一回に両者間
のいずれかの点で接触する領域面が相対的に小さいこと
による。かかる接触圧力の増大は上腕骨頭部および／ま
たは関節窩要素上の関節形成面の一定期間における永久
的変形に繋がる。
【０００５】米国特許第４，１０６，１３０号は環状溝
に囲まれたカップ状領域を含む凹状軸受け化合物面と共
に関節形成面を有する上腕骨移植片または関節窩移植片
を提供する。カップ状領域の湾曲および溝領域の横切る
方向の湾曲は上腕骨関節面の円形凸状軸受け面の湾曲よ
りも大きくない。カップ状領域および環状溝は相互に鈍
角で結合している。従って、上腕骨要素のボールは揺動
し、またはカップ状領域から溝領域へ移動してカップ状
領域と溝領域間の縁部で負荷が発生するようになってい
る。かかるカップ状領域の周辺の縁部負荷は結果的に一
定期間にわたって関節窩移植片に物理的損傷を与える。
【０００６】従って、上体に対する腕の通常運動時に関
節形成面に対して上腕骨頭部の回転を可能にし、かつ上
体に対する腕の更に大きな運動時に関節窩移植片に対す
る上腕骨頭部の制限された範囲の転動および平行移動を
可能にする関節窩移植片が当分野において要求されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の要求に
応える整形外科移植片、特に関節窩移植片、およびその
組立体を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は相補移植片と係
合する関節形成面を含みかつ骨に関節で移植するための
整形外科移植片を提供する。この整形外科移植片は、前
記関節形成面を形成する本体から成り、前記関節形成面
は非適合面もしくは移動面により少なくとも一部が囲ま
れた適合面を含み、前記適合面は前記関節形成面と前記
相補移植片間の回転運動を可能にし、かつ前記移動面は
前記関節形成面と前記相補移植片間の転動および平行移
動を可能にし、前記適合面はその周辺で前記移動面に接
触していることを特徴とする。
【０００９】本発明は更に相補移植片の一面と係合する
関節形成面を含みかつ骨に関節で移植するための整形外
科移植片を提供する。この整形外科移植片は前記関節形
成面を形成する本体から成り、前記関節形成面は移動面
もしくは非適合面により少なくとも一部が囲まれた適合
面を含み、前記適合面は前記相補移植片の前記一面と実
質的同一の形状を有し、それにより前記関節形成面と前
記相補移植片の前記一面間の回転運動を可能にし、かつ
前記移動面は前記相補移植片の前記一面と異なる形状を
有し、それにより前記関節形成面と前記相補移植片の前
記一面間の転動および平行移動を可能にし、前記関節形
成面は前記適合面と前記移動面間に円滑移行部を有する
ことを特徴とする。
【００１０】本発明は更に相補移植片の一面と係合する
関節形成面を含みかつ骨に関節で移植するための整形外
科移植片を提供する。この整形外科移植片は、前記関節
形成面を形成する本体から成り、前記関節形成面は移動
面により少なくとも一部が囲まれた適合面を含み、前記
適合面は前記相補移植片の前記一面と実質的同一の形状
を有し、かつ前記移動面は前記相補移植片の前記一面と
異なる形状を有し、前記適合面は前記移動面間と接触し
ていることを特徴とする。
【００１１】本発明は更に肩関節として使用するための
整形外科移植片組立体を提供する。この整形外科移植片
組立体は、頭部を含む上腕骨移植片、および前記頭部と
係合する関節形成面を有する本体を含む関節窩移植片か
ら成り、前記関節形成面および前記頭部の少なくとも一
方は移動面によって少なくとも一部が囲まれた適合面を
含み、前記適合面は前記関節窩移植片と前記頭部間の回
転運動を可能にし、かつ前記移動面は前記関節窩移植片
と前記頭部間の転動および平行移動を可能にし、前記適
合面はその周辺で前記移動面に接触していることを特徴
とする。
【００１２】本発明の利点は整形外科移植片の関節形成
面と相補移植片の軸受け面間での回転運動および平行移
動を可能にする点にある。本発明の他の利点は円滑移行
部が前記適合面と前記移動面間に形成され、それにより
その間の移行部での負荷を減少させることである。好適
形態において、前記適合面は前記関節形成面の領域の少
なくとも５０％から成る。更に、好ましくは、前記適合
面は前記関節形成面の領域の略６５から７５％から成
る。
【００１３】好適形態において、前記適合面は略２０か
ら２８ｍｍの範囲の球面半径を有し、かつ前記移動面は
略２２ｍｍから無限の球面半径を有する。更に好ましく
は、前記適合面は略２３ｍｍの球面半径を有し、かつ前
記移動面は略２６ｍｍの球面半径を有する。他の形態と
して、前記適合面は略２６ｍｍの球面半径を有し、かつ
前記移動面は略２９ｍｍの球面半径を有する。
【００１４】他の形態として、前記適合面は前記移動面
の球面半径よりも小さい球面半径を有する。好適には、
前記移動面は前記適合面の球面半径よりも少なくとも約
２から６ｍｍ大きい球面半径を有する。好適形態におい
て、前記適合面および前記移動面の各々は凹面から成
る。更に好ましくは、前記適合面は前記円滑移行部で前
記移動面と接触している。
【００１５】好適形態において、本整形外科移植片は関
節窩移植片から成り、かつ前記相補移植片は上腕骨移植
片から成る。好適形態において、前記適合面は凹面であ
り、かつ前記相補移植片の前記一面は凸面であり、かつ
前記適合面は前記相補移植片の前記一面の球面半径と同
一の球面半径を有し、前記移動面は凹面でありかつ前記
相補移植片の前記一面の球面半径よりも大きい球面半径
を有する。
【００１６】好適形態において、前記本体から突出する
少なくとも１つの突起を更に含み、前記少なくとも１つ
の突起は前記骨に取付けられる。前記少なくとも１つの
突起は前記関節形成面と概ね反対側で前記本体から突出
する竜骨突起から成ってよい。好適形態において、前記
適合面はその周りの前記移動面と共に楕円形を形成して
いる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照して本発
明の上記および他の特徴を説明する。図面において同一
符号は対応する部を示す。図示形態は本発明の好適形態
を図解する例示であっていかなる意味においても本発明
の範囲を限定するものでない。
【００１８】図面、特に図１および２を参照すると、肩
関節部における関節窩または肩甲骨へ移植するための関
節窩移植片１０の形態の整形外科移植片が示されてい
る。関節窩移植片１０は用意された関節窩（図３および
４）に対して凸面１４を有する本体１２を含む。突起も
しくは竜骨突起１６は本体１２の凸面１４へ取付けられ
て突出している。竜骨突起１６は一対のテーパ部１８を
有し、その１つは図２に示されている。テーパ部１８は
肩甲骨内に用意された開口部へ竜骨突起１６の挿入を簡
単にするために設けられている。関節窩移植片１０は超
高分子量ポリエチレンで形成されてよく、かつ適宜材料
であってよいＸ線ワイヤ６０を含む。
【００１９】凹状関節形成面２０は竜骨突起１６の概ね
反対になる側に本体１２によって形成されている。関節
形成面２０は、更に後述するように、相補移植片もしく
は上腕骨移植片３０の頭部と係合する形態である。関節
形成面２０は非適合面もしくは移動面２４により囲まれ
た適合面２２を含む。適合面２２は上腕骨移植片３０の
係合、面３２と同一の球面半径を有し、かつ適合面２２
と係合面もしくは上腕骨移植片頭部３２間の回転運動を
可能にする。移動面２４は上腕骨移植片３０の係合面３
２の球面半径よりも大きい球面半径を有し、かつそれに
より移動面２４と上腕骨移植片頭部間の転動および平行
運動を可能にする。関節形成面２０はこのように適合面
２２と非適合面２４を結合して形成される。
【００２０】図３および４を参照すると、関節窩移植片
１０は準備された関節窩２８および上腕骨移植片３０と
係合した状態で示されている。関節窩移植片１０および
上腕骨移植片３０は共に肩関節として使用するための整
形外科移植片組立体を形成する。上腕骨移植片３０はス
テム３４へ取付けられる頭部３２を有する。ステム３４
は既知方法により上腕骨の準備された端部へ固定され
る。係合面もしくは頭部３２は、典型的には、特定球面
半径を有する球体の一部を含む。上腕骨移植片３０はチ
タン合金またはコバルト−クロム合金で形成されてよ
く、また他の適宜材料が使用できる。
【００２１】図３および４に示されたように、適合面２
２は頭部３２の形状と実質的同一形状を有し、それによ
り関節形成面２０と頭部３２間の回転運動を可能にす
る。反対に、移動面２４は頭部３２と異なる形状を有
し、それにより関節形成面２０と頭部３２間の転動およ
び平行移動を可能にする。本発明によれば、図３および
４に示されたように、関節形成面２０は適合面２２と移
動面２４間に円滑移行部を有する。特に、適合面２２は
移動面２４に接触し、かつ移動面２４の球面半径よりも
小さい球面半径を有する。図示形態において、適合面２
２は移動面２４の球面半径よりも略２から６ｍｍ小さい
球面半径を有する。適合面２２は略２０から２８ｍｍの
球面半径を有するが、これに限定されない。同様に、移
動面２４は略２２ｍｍから無限（即ち、直線）の球面半
径を有するが、これに限定されない。例えば、本発明に
よる有利な特定関節窩移植片は２３ｍｍの球面半径の上
腕骨頭部３２に係合させるために、２３ｍｍの球面半径
の適合面２２と２６ｍｍの球面半径の非適合面２４を有
するものであってよい。更に、本発明による関節窩移植
片は２６ｍｍの球面半径を有する上腕骨頭部３２に係合
させるために、２６ｍｍの球面半径の適合面２２と２９
ｍｍの球面半径の非適合面２４を有していてよい。所望
により種々の寸法の構成要素が提供できる。
【００２２】関節形成面２０は、このようにして、図３
および４に図示されたように周辺まわりで頭部３２から
僅かに離れる角度を有する。このように形成さた上腕骨
移植片３０の頭部３２は適合面２２の周辺での縁部負荷
または頭部３２と関節形成面２０間の接触圧力を大きく
増大させることなく関節形成面２０に対する回転方向お
よび平行移動方向への運動を可能にする。
【００２３】図１を参照すると、適合面２２の周辺は鎖
線３６により概略的に示されている。適合面２２は関節
形成面２０の全面積の少なくとも５０％を形成すること
が好ましく、かつ関節形成面２０の全面積の略６５から
７５％を形成するのが更に好ましい。このように、関節
形成面２０の全面積の残部は適合面２２の周辺に設けら
れる移動面２４により形成される。関節形成面２０は竜
骨突起１６と概ね平行の方向に長い楕円形である。ただ
し、関節形成面２０の精確な形状、関節形成面２０が頭
部３２を囲繞する程度、および他の設計配慮は既知方法
により変更されてよい。
【００２４】図５は、適合面２２および移動面２４の相
互に対する曲率を概略的に表示する。適合面２２は中心
点３８および略２３ｍｍの長さ４０の球面半径を有す
る。図５の左への移動面２４は中心点４２および略２６
ｍｍの長さ４４の球面半径を有する。同様に図５の右へ
の移動部２４は中心点４６および長さ４８の球面半径を
有する。中心点４２と中心点３８を通る中心線５０は適
合面２２の縁部を通りかつ適合面２２および図５の左へ
の移動面２４の各々に垂直である。同様に、中心点４６
と中心点３８を通る中心線５２は適合面２２の縁部を通
過し、かつ適合面２２および移動面２４の各々に対して
接点で垂直である。図解目的から、左移動面２４、適合
面２２および右移動面２４を形成する円形の残部はそれ
ぞれ参照番号５４、５６、５８により示されている。
【００２５】図示形態において、適合面２２は移動面２
４に対して接線配置されている。ただし、適合面２２は
移動面２４に対して接線配置されず、その間に円滑な移
行部が存在するように形成されてよい。例えば、特定用
途において、その間に適した最小自乗法数値解析を行っ
て得ることができるような円滑移行部を適合面２２と移
動面２４間に有する関節形成面２０を形成することが望
ましい。
【００２６】更に、図示形態において、適合面２２はそ
の周辺で移動面２４により実質的全体が囲まれている。
ただし、移動面２４は適合面２２を全体的に囲繞する必
要はなく、適合面２２の１側または両側に隣接配置され
てよい。以上、本発明を好適設計について説明したが、
本発明は開示の範囲および精神に基づいて変形できる。
従って、本願は全体的原理を使用する本発明の変態、使
用、または応用を含むことを意図している。更に、本願
は本発明に関連しかつ添付の特許請求の範囲に属する分
野において既知方法によりまたは慣習的に行なわれる本
開示からの開発技術を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の関節窩移植片の１形態の斜視図であ
る。
【図２】図１の関節窩移植片の他の斜視図である。
【図３】用意された肩甲骨および上腕骨移植片に係合し
たときの図１および２の関節窩移植片の部分側断面図で
ある。
【図４】図３に図示された関節窩移植片、肩甲骨、およ
び上腕骨移植片の拡大断面図である。
【図５】図１から４に示された関節窩移植片上の関節形
成面の曲率の概略図である。
【符号の説明】
１０…関節窩移植片 １２…本体 １４…凸面 １６…竜骨突起 １８…テーパ部 ２０…関節形成面 ２２…適合面 ２４…非適合面または移動面 ２８…用意された関節窩 ３０…上腕骨移植片 ３２…係合面（頭部）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598070681 イーバン エル．フラットー アメリカ合衆国，ニューヨーク 10025, ニュー ヨーク，リバーサイド ドライブ 390 (72)発明者 ルイス ユー．ビグリアーニ アメリカ合衆国，ニュージャージー 07631，エングルウッド，ウィンスロップ プレイス 157 (72)発明者 イーバン エル．フラットー アメリカ合衆国，ニューヨーク 10025, ニュー ヨーク，リバーサイド ドライブ 390 (72)発明者 デルフレダ エル．ノーマン アメリカ合衆国，インディアナ 46825, フィート ウェイン，アパート ８，ウォ ーレン ヒルズ ドライブ 516

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 相補移植片と係合する関節形成面を含
    む、骨に関節で移植するための整形外科移植片であっ
    て、前記整形外科移植片は、 前記関節形成面を形成する本体から成り、前記関節形成
    面は非適合移動面により少なくとも一部が囲まれた適合
    面を含み、前記適合面は前記関節形成面と前記相補移植
    片間の回転運動を可能にし、かつ前記移動面は前記関節
    形成面と前記相補移植片間の転動および平行移動を可能
    にし、前記適合面はその周辺で前記移動面に接触してい
    ることを特徴とする。
  2. 【請求項２】 前記適合面は前記関節形成面の領域の少
    なくとも５０％から成る、請求項１の整形外科移植片。
  3. 【請求項３】 前記適合面は前記関節形成面の領域の略
    ６５から７５％から成る、請求項１の整形外科移植片。
  4. 【請求項４】 前記適合面は略２０から２８ｍｍの範囲
    の球面半径を有し、かつ前記移動面は略２２ｍｍから無
    限の球面半径を有する、請求項１の整形外科移植片。
  5. 【請求項５】 前記適合面は略２３ｍｍの球面半径を有
    し、かつ前記移動面は略２６ｍｍの球面半径を有する、
    請求項１の整形外科移植片。
  6. 【請求項６】 前記適合面は略２６ｍｍの球面半径を有
    し、かつ前記移動面は略２９ｍｍの球面半径を有する、
    請求項１の整形外科移植片。
  7. 【請求項７】 前記移動面は前記適合面の球面半径より
    も少なくとも約２から６ｍｍ大きい球面半径を有する、
    請求項１の整形外科移植片。
  8. 【請求項８】 前記適合面および前記移動面の各々は凹
    面から成る、請求項１の整形外科移植片。
  9. 【請求項９】 本整形外科移植片は関節窩移植片から成
    り、かつ前記相補移植片は上腕骨移植片から成る、請求
    項１の整形外科移植片。
  10. 【請求項１０】 相補移植片の一面と係合する関節形成
    面を含みかつ骨に関節で移植するための整形外科移植片
    であって、前記整形外科移植片は、 前記関節形成面を形成する本体から成り、前記関節形成
    面は移動面により少なくとも一部が囲まれた適合面を含
    み、前記適合面は前記相補移植片の前記一面と実質的同
    一の形状を有し、それにより前記関節形成面と前記相補
    移植片の前記一面間の回転運動を可能にし、かつ前記移
    動面は前記相補移植片の前記一面と異なる形状を有し、
    それにより前記関節形成面と前記相補移植片の前記一面
    間の転動および平行移動を可能にし、前記関節形成面は
    前記適合面と前記移動面間に円滑移行部を有することを
    特徴とする。
  11. 【請求項１１】 前記適合面は前記円滑移行部で前記移
    動面と接触している、請求項１０の整形外科移植片。
  12. 【請求項１２】 前記適合面は前記関節形成面の領域の
    少なくとも５０％から成る、請求項１０の整形外科移植
    片。
  13. 【請求項１３】 前記適合面は前記関節形成面の領域の
    略６５から７５％から成る、請求項１０の整形外科移植
    片。
  14. 【請求項１４】 前記適合面は略２０から２８ｍｍの範
    囲の球面半径を有し、かつ前記移動面は略２２ｍｍから
    無限の球面半径を有する、請求項１０の整形外科移植
    片。
  15. 【請求項１５】 前記適合面は略２３ｍｍの球面半径を
    有し、かつ前記移動面は略２６ｍｍの球面半径を有す
    る、請求項１０の整形外科移植片。
  16. 【請求項１６】 前記適合面は略２６ｍｍの球面半径を
    有し、かつ前記移動面は略２９ｍｍの球面半径を有す
    る、請求項１０の整形外科移植片。
  17. 【請求項１７】 前記適合面は凹面であり、かつ前記相
    補移植片の前記一面は凸面であり、かつ前記適合面は前
    記相補移植片の前記一面の球面半径と同一の球面半径を
    有し、前記移動面は凹面でありかつ前記相補移植片の前
    記一面の球面半径よりも大きい球面半径を有する、請求
    項１０の整形外科移植片。
  18. 【請求項１８】 前記適合面は前記移動面の球面半径よ
    りも小さい球面半径を有する、請求項１０の整形外科移
    植片。
  19. 【請求項１９】 前記移動面は前記適合面の球面半径よ
    りも少なくとも約２から６ｍｍ大きい球面半径を有す
    る、請求項１０の整形外科移植片。
  20. 【請求項２０】 前記本体から突出する少なくとも１つ
    の突起を更に含み、前記少なくとも１つの突起は前記骨
    に取付けられる、請求項１０の整形外科移植片。
  21. 【請求項２１】 前記少なくとも１つの突起は前記関節
    形成面と概ね反対側で前記本体から突出する竜骨突起か
    ら成る、請求項１０の整形外科移植片。
  22. 【請求項２２】 前記適合面はその周りの前記移動面と
    共に楕円形を形成している、請求項１０の整形外科移植
    片。
  23. 【請求項２３】 本整形外科移植片は関節窩移動面から
    成り、前記相補移植片は上腕骨移植片から成る、請求項
    １０の整形外科移植片。
  24. 【請求項２４】 相補移植片の一面と係合する関節形成
    面を含みかつ骨に関節で移植するための整形外科移植片
    であって、前記整形外科移植片は、 前記関節形成面を形成する本体から成り、前記関節形成
    面は移動面により少なくとも一部が囲まれた適合面を含
    み、前記適合面は前記相補移植片の前記一面と実質的同
    一の形状を有し、かつ前記移動面は前記相補移植片の前
    記一面と異なる形状を有し、前記適合面は前記移動面間
    と接触していることを特徴とする。
  25. 【請求項２５】 肩関節として使用するための整形外科
    移植片組立体であって、前記整形外科移植片組立体は、 頭部を含む上腕骨移植片、および前記頭部と係合する関
    節形成面を有する本体を含む関節窩移植片から成り、 前記関節形成面および前記頭部の少なくとも一方は移動
    面によって少なくとも一部が囲まれた適合面を含み、前
    記適合面は前記関節窩移植片と前記頭部間の回転運動を
    可能にし、かつ前記移動面は前記関節窩移植片と前記頭
    部間の転動および平行移動を可能にし、前記適合面はそ
    の周辺で前記移動面に接触していることを特徴とする。
JP10149163A 1997-05-30 1998-05-29 整形外科移植片および整形外科移植片組立体 Pending JPH1142244A (ja)

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