JPS598958A - 内移植可能な人工ひじ関節 - Google Patents

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】 本発明は、上腕と前腕とを接続するための内移植可能な
人工ひじ関節であって、１８ｏ０より大きい角度にわた
って上腕骨の滑車を取り囲むためにＣ字状の横断面形状
を有し、がっ撓骨を支えるための対応受けとして使用さ
れるスリーブと、尺骨に内移植される接続部材とから成
る形式のものに関する。

関節範囲全体を切除する必要がある場合に、関節全体を
補充する人工ひじ関節は、例えば１・ゝイツ連邦共和国
特許出願公告第２００７２１４号明細書及びドイツ連邦
共和国特許出願公開第２３５３９１２号明細書により公
知である。しかしながら、さらに骨の退行又は発病が生
じた場合に退行の可能性を与えるために、ひじ関節全体
を交換することを避けて、ひじ関節の自然の骨を可能な
限り何らかの形で残す試みがなされている。

そのために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第２３５９
６２７号明細書によれば、アクリル師フラスチツ１クセ
メントによって」−腕骨の滑車（Ｔｒｏｃｈｌθａ）に
冠が固定できるように、この滑車を加工することが提案
されている。この冠は切除された滑車を取り囲むもので
あって、この滑車の外周壁としての球状の範囲と円筒形
状の範囲とを有している。滑車の球状の範囲は、突起状
（＝Ｊ加部を備えた、ヘッド部の切除された撓骨に差し
込まれる球状関節臼に接続されており、これに対して尺
骨には円筒形状の関節臼がセメント固定される。しかし
ながらまた、骨のセメント質が硬化する際に、骨組織が
破壊され得るような高温が生じる。それ故、骨のセメン
・ト質に固定させることはできるだけ避けるような試み
がなさねている。

１イツ連邦共和国特許出願公開第２８２３４０６号明却
１書による人工ひじ関節においては、滑車がステンレス
鋼より成るＣ字形の一１１腕構成部分によって取り囲ま
れるようになっていて、この上腕構成部分が円筒形の内
周範囲で切欠き又は粗面部分を有しており、この切欠き
又は粗面部分を介して骨のセメント質によって、加工さ
れた滑車に結合され得るようになっている。

この場合、１：、腕構成部分は、はぼ滑車の形状に相当
する、３つの球状の区分を有している。滑車端部は、同
様に切除加工されていて合成樹脂によっておおわれた鞍
状の関節面を備えている。この関節面は前記上腕構成部
分］二を滑動する。

以−４−の公知技術によれば、常に、関節構成部分、つ
まり滑車を骨のセメント質によって−Ｌ　腕骨に固定す
る必要がある。

これに対して本発明の課題は、以１．のような欠点を避
けることができるような、内移植ｎｆ能な人工ひじ関節
で、靭帯が用傷を受１−Ｊた場合でも、２つの生理学的
な運動、つまりｍ（曲及び回転連動を維持しつつ上腕と
前腕とを確実に接続する−ことができ、後手術の可能性
を残しておくために骨の切除部分をできるだけわずかに
し、滑動対抗部材として金属より成るか又は金属を使用
した従来の人工ひじ関節における欠点、例えば有害作用
を有しかつ骨との接続をゆるませる原因となる摩耗によ
る金属粉のＪ形成等の欠点を有していない新しい高耐摩
耗性の材料を植え込むことができ、しかも手術をより簡
単にすることができるような構造的形状を有しているも
のを提供することである。

このような複雑な課題は、自然のびじ関節の形状を単に
模倣するだけでは満たすことができるものではなく、構
造及び材料においてまったく新たな考え方が必要である
。

この課題を解決した本発明は、上腕と前腕とを接続する
ための内移植可能な人工ひじ関節であって、１８０°よ
り大きい角度にわたって上腕骨の滑車を取り囲むために
Ｃ字状の横断面ｊ１り状を有し、かつ撓骨を支えるため
の対応受けとして使用されるスリーブと、尺骨に内移植
される接続部材とから成っている形式のものにおいて、
前記スリーブが半径方向に延びるスリットを有しており
、少なくとも該スリットの範囲で前記スリーブが円筒形
内周面を形成しており、該スリーブの前記スリット範囲
で円筒形の滑り部材が支えられており、尺骨内に定着さ
せられるように定められたシャフトの自由な付加部が前
記スリットを貫通して延びて前記滑り部材内に係合して
いる。

本発明の核心となる点は、滑り部材がスリーブ内で支え
られ、このスリーブにスリットが設けられているという
点にある。このように構成したことによって有利な形式
で次のような作用を満たしかつ利点を得ることができる
。

１　滑り部材をスリーブ内で及び滑車の対応する切欠き
内で軸受けすることによって並びにスリットに貫通係合
するシャフトの付加部を介して、上腕と前腕との間の接
続が形成される。

２　滑り部材はヒンジ運動を行なうようになっており、
これによって、滑動し摩耗にさらされる部分がスリーブ
の内側に位置するという特別な利点が得られた。自然の
関節はこれとは逆に、ヒンジ運動が、滑車の外周面と、
尺骨の端部における対応する対抗向（滑車切痕Ｃ１ｎｃ
ｉｓｕａ　ｔｒｏｃｈｌｅａｒｉｓ　）　）とによって
行なわれる。

このような構造的特徴のさらに別の利点は、滑車切痕（
４，ｎｃｉｓｕａ　ｔｒｏｃｈｌｅａｒｉＳ）が病的に
摩耗させられた場合にこの摩耗を補償する必要がないと
いうことである。それというのはヒンジ運動はスリーブ
と滑り部材とによって受は継がれるからである。

；う　スリーブと滑り部材とが協働して簡単かつ確実な
接続形式が得られるので、本発明の構造によればセメン
ト質による結合を必要としない内移植が可能である。

４　本発明の構造によれば、手術がより簡単かつ確実で
しかも自然の骨部分を可能な限り多く残すことができる
。骨の切除部分は、本発明によるスリーブの円筒形内周
面の形状及び寸法に相応して滑車を切除加工する部分だ
けである。滑り部材を滑車内に差し込むための中間部材
を必要とせずに、滑り部材は滑車内に差し込まれ次いで
スリーブが加工さオシかつ滑り部材の差し込まれた滑車
にかぶせはめられる。

これに対して、球状に構成されたスリーブの終端部分が
滑車の上腕骨小頭の終端部分の作用を受は継いで撓骨の
５７１５部、つまり佛骨頭と滑動係合することによって
、自然な状態でひじ関節の回転運動が維持される。もぢ
ろん、撓骨のヘッド部を病気のために変える必要がある
場合、この−ラド部を相応の内移植によって補うことも
本発明の枠内で可能である。

５　本発明による内移植可能なひじ関節の別の主な利点
は、焼結された硬質イ４料より成る内移植部分を特にす
べてに又は１部に使用することによって、最適な材料よ
り成る構造が得られたことである。焼結された硬質材料
、特に焼結された酸化アルミニウムは高耐摩耗性及びす
ばらしい摩擦状態を有している。しかしながらこの焼結
された酸化アルミニウムは、ダイヤモンドにも匹適する
程度の著しく高い硬度を有しているので、加工費用が著
しく高価であって、人間の骨の複雑な形状に合わせて加
工するためには高価な費用が必要である。このために、
このような焼結された硬質材料を使用する場合に、通常
の工具で変形されかつ通常の形式でみがかれ研摩され得
るような簡単で一様な幾何学的形状が要求されるのであ
るが、この要求はスリーブの円筒形内周面及び滑動部材
の円筒形外周面によって満たされた。

内移植０■能なひじ関節を金属又は合成樹脂等の従来の
材料より製造する場合は、すでに述べたように、滑り部
材かスリーブのどちらか一方又は両方を焼結された硬質
金属より製造すれば特に有利である。この場合、酸化ア
ルミニウムが、そ９の高硬度、高耐摩耗性及び化学的成
分のために特に適している。また、焼結された硬質材料
が、密度が少なくとも３．９より大きく粒子の平均の大
きさかく１０μｍであってかつ少なくとも９９．５重量
％のＡｌ２Ｏ３含有量を有する酸化アルミニウムであれ
ば有利である。このような材料は、機械的な大きな強度
及び耐摩耗性以夕１に研摩可能であるという特徴がある
。それ故、互いに滑動可能に係合し合う円筒形の外周面
と内周面のうちの少なくとも一方の、硬材料より成って
いるものが、平均表ＵＴＪ粗さり０．１μｍに研摩され
ていれば特に有利である。

スリーブと滑り部材とが焼結された酸化アルミニウムよ
り成っている内移植可能な人工ひじ関節が、摩耗状態及
び、摩擦状態に関連して最適である。それというのは、
自然のびじ関節におけるのと同様の体液が存在するので
、酸化アルミニウム対酸化アルミニウムは最良の摩擦状
態を示し事実上摩耗による磨滅粉が形成されず、またた
とえいくらかの磨滅粉が形成されたとしても人体にとっ
て有害ではな〈従来使用されていた金属における場合の
ような欠点を有していない。

本発明の別の実施態様によれば、滑り部材は高密度の、
Ｉ？リエチレンより製造されていて、スリーブが焼結さ
れた酸化アルミニウムより製造されている。ポリエチレ
ン対焼結された酸化アルミニウムは同様に最良の摩擦状
態を形成しわずかな摩耗しか生じない。

シャフト、つまり尺骨に埋め込まれてその白る部分の月
別として、大きな曲げ応力を考慮して有利には金属が選
定されている。この金属としてはチタン合金及びクロム
、ニッケル、コノζルト、モリブデンより成る合金が適
している。

また炭素繊維材料及びポリエチレンも考えられ得る。

シャフトと滑り部イオとの接続形式も特に重要である。

この接続形式は、シャフトがその自由な付加部で円すい
形部分を有しており、この円すい形部分は滑゛り部材の
円すい形の孔内に係合してセルフロッキング作用によっ
て確実な接、続が形成される。円すい形部分の円すい度
は有利にはＪ：】０と１：２０との間である。特に、焼
結された酸化アルミニウムより成る滑り部材を使用する
場合、滑り部材に形成された円すい形の孔は大きな表面
粗さ、有利には０．５μｍと３μｍとの間の平均粗さＲ
ａを有しているので、円すい形の孔はその硬度及び粗さ
のために金属より成る円すい形部材を変形させるように
作用する。このことは、焼結された酸化アルミニウム自
体が引っ張り応力に対して弱くこの引っ張り応力による
変形力によって、ｌａり部材にかかるスナップ力が受容
されるので特に有利である。

次に図面に示した実施例について本発明の構成を具体的
に説明する。

本発明による内移植可能な人工ひじ関節は、スリーブ１
と滑り部材４とシャフト７とから成１）でいる。

スリーブ１の外周は完全に閉じておらず、約２７０°に
わたって周壁が形成されており、これによってこのスリ
ーブ１は上腕骨】１の滑車１７にかぶせはめることがで
きる。撓骨１６の６７１部２４を滑動可能に支えるよう
に規定された、スリーブ１０部分は、球状範囲８によっ
て球状に構成されている。球状範囲８はヘッド部２４に
対する摩擦を小さくするために有利には研摩されている
。この球状範囲８の形状及び寸法は切除手術前に上腕骨
小頭１９の形状及び寸法に合わせて形成されている。図
示の実施例では撓骨１６の６７１部２４はまだ自然な形
状を保っている。つまり、病気又は事故などによって破
壊されてはいないが、このヘット８部２４にやがて近い
うちに病気が拡がる場合、又は拡がることが解っている
場合、この６７１部２４には有利には同様に相応の内移
植が行なわれる。

球状範囲８に連続する、スリーブ１の＠１９分は、はぼ
円筒形状に構成されていてスリット３を有している。こ
のスリット３は、スリーブの全外周の有利には約１２０
”にわたって延びておりこのスリット３にシャフト７の
付加部２２が貫通係合している。付加部２２の直径」法
はスリット３０幅寸法よりもやや小である。より良好に
固定させるためにリブ状の補強部を有するシャフト７は
、尺骨６内に設けられた孔２１内に固定するために用い
られる。付加部２２は腕が運動する際に、スリット３の
側面に沿って滑動する。ここでも摩擦を小さいものにし
て摩耗をなくすために、付加部２２の側面２３と上面と
は有利には研摩されている。シャフト７は（付加部２２
に続いて）円すい形部分ＩＱで終っている。この円すい
形部分１００円すい度は１：】０と１：２０との間であ
る。

円筒形の滑り部材４はスリット３の幅の少なくとも２倍
の幅を有していて、人工ひじ関節の内移植を行なう際に
スリーブ１内で支えられていて、このスリーブ１に滑動
可能に係合している。このために、滑り部材４の直径は
、はぼスリーブ１の内のり幅に相当しているので、滑り
部材４のω［摩された外周面２は、同様に研摩されたス
リーブ１の内周面１４に滑動可能に係合する。確実なガ
イドを保証するために、滑り部材４の幅はスリット３の
幅の少なくとも２倍である。

内移植の際に、フライス盤によって、滑車１７に切欠き
１３が形成される。この切欠き１３０幅寸法は滑り部ｖ
Ｊ４の高さ寸法に相当する。

滑り部材４の端面１５は、切欠き］３の端面に滑動可能
に摩擦係合するので、この端面１５もまた治利には研摩
されている。

尺骨６は本来のヒンジ結合面範囲、つまり烏Ｌｊ突起（
Ｃｏｒｏｎｏｉｄｅｕｓ　）　２５及び肘頭（○１ｅｃ
−ｒａｎｏｎ　）　２６の範囲で、この範囲におけるス
リーブ１の円筒形状の外周面に合わせて削り取られるの
で、円弧状の切欠き２７が得られる。滑車１７はまず円
筒形状に加圧されるが、この場合、滑１１３．全体を加
工する必要はなく、第１図で解るように、滑車１７にお
いて、加工された−１−腕骨小頭１ｑと」−腕骨類１２
との間の移行範囲を形成する加工しない範囲１８を残す
ことができる。滑車１７内には、フライス盤によって切
欠き１３が形成される。この切欠き１３０幅は滑り部材
４の高さに相当する。矢印２０で示されているように、
この切欠き１３内には滑り部材４がはめ込まれる。つま
り、滑り部材４０円すい形の孔５が上腕骨１１とは反対
側に向けられた位置ではめ込まれる。

加工されかつ、切欠き１３に滑り部材４のはめ込まれた
滑車１７に、同様に矢印で示されているように、スリー
ブ１がかぶせはめられる。

シャフト７の埋め込まれた尺骨６は、（＝Ｊ加部２２を
スリット３を貫通案内させて、イ＼」加部２２の先に設
けられた円すい形部分を滑り部材４０円すい形の孔５内
に差し込むことによってｌ’ｔｒｉ　ｔｌ。

な形式で結合される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による内移植ｉ＋Ｊ能な人にひじ関節
の１実施例の各部を−１−腕骨と反骨と撓骨とに取りつ
ける状態を示した分解図、第２図は第１図による人工ひ
じ関節を上腕骨と前碗骨とに内移植した状態の１部破断
した側面図、第３図は第２図の矢印３方向から見た図、
第４図は本発明による人工ひじ関節を取りつけてひじを
曲げた状態を示した１部破断した側面図である。 １・・スリーブ、２・外周面、３・・・スリット、４・
・滑り部材、５・・・孔、６・・・尺骨、７・・シャフ
ト、８・・・球状範囲、】０・・・円すい形部分、】】
・・上腕骨、１２・・・上腕骨顆、１３・・切欠き、】
４・・・円筒形内周面、１５・・・端面、】６・・撓骨
、１７・・・滑車、１８・・・加工しない範囲、１９・
・・−Ｊ−。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　上腕と前腕とを接続するための内移植可能な人工ひ
   じ関節であって、１８０より大きい角度にわたって−Ｌ
   腕骨の滑車を取り囲むためにＣ字状の横断面形状を有し
   、かつ撓骨を支えるための対応受けとして使用されるス
   リ一ブと、尺骨に内移植される接続部材とから成る形式
   のものにおいて、前記スリーブ（１）が半径方向に延び
   るスリット（３）を有しており、少なくとも該スリット
   （３）の範囲で前記スリーブ（１）が円筒形内周面（１
   ４）を形成しており、該スリーブ（１）の前記スリット
   （３）範囲で円筒形の滑り部材（４）が支えられており
   、尺骨内に定着させられるように定められたシャフト（
   ７）の自由なイ月加部（２２）が前記スリット（３）を
   貫通して延びて前記滑り部材（４）内に係合しているこ
   とを特徴とする、内移植’ｒｊＪ能な人工ひじ関節。 ２　円筒形の前記滑り部材（４）の幅寸法が、前記スリ
   ット（３）の幅寸法の少なくとも２倍である、特許請求
   の範囲第１項記載の内移植可能な人工ひじ関節。 ３　前記スリーブ（１）の、円筒形内周面（１４）の、
   前記スリット（３）に隣接する範囲が研摩されている、
   特許請求の範囲第１項記載の内移植可能な人工ひじ関節
   。 ４　前記滑り部材（４）の外周面（２）が研摩されてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の内移植可能な人工Ｏ・
   じ関節。 ５　前記滑り部材（４）の端面（］５）が研摩されてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の内移植可能な人工ひじ
   関節。 ６　前記滑り部材（４）が円すい形の孔（５）を有して
   いて、前記シャフト（７）が、前記滑り部材（４）の円
   すい形の孔（５）に係合するための円すい形部分（１０
   ）を備えている、特許請求の範囲第１項記載の内移植可
   能な人工ひじ関節。 ７　前記スリーブ（１）がその全長さにわたってほぼ二
   様な壁厚を有している、特許請求の範囲第１項記載の内
   移植可能な人工Ｏ・じ関節。 ８　前記スリーブ（１）及び（又は）滑り部材（４）が
   焼結された硬質材料より成っている、特許請求の範囲第
   １項記載の内移植可能な人工ひじ関節。 ９　前記焼結された硬質材料が、密度が少なくとも３．
   ９より大きく粒チの平均の大きさかく１０μｍであって
   かつ少なくとも９９．５重Ｍ％のＡｌ２Ｏ３含有量を有
   する酸化アルミニウムである、特許請求の範囲第８項記
   載の内移植可能な人工ひじ関節。 ＋、ｏ、　　ｒｊ、いに滑動可能に係合し合う円筒形の
   外周面（２）と内周面（１４）のうちの少なくとも一方
   の、硬質材料より成っているものが、平均表面粗さく０
   ．１μｍに研摩されている、特許請求の範囲第８項記載
   の内移植可能な人工ひじ関節。 目　スリーブ（］）が焼結された酸化アルミニウムより
   成っていて、滑り部材（４）が高密度のボリエヂレンよ
   り成っている、特許請求の範囲第１項記載の内移植可能
   な人工ひじ関節。