JPS63132651A - 非拘束型人工膝関節 - Google Patents

非拘束型人工膝関節

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JPS63132651A
JPS63132651A JP60287575A JP28757585A JPS63132651A JP S63132651 A JPS63132651 A JP S63132651A JP 60287575 A JP60287575 A JP 60287575A JP 28757585 A JP28757585 A JP 28757585A JP S63132651 A JPS63132651 A JP S63132651A
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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】 ｒ産業上の利用分野１ 本発明は、非拘束型の人工膝関節に関する。
ｒ従来の技術１ 膝関節補綴装置には拘束型と非拘束型の２種類がある。
拘束型の人工膝関節は滑動表面及び靭帯の機能を代行し
、蝶番の形状を呈することができる。
一方、非拘束型の人工膝関節は自然の靭帯の一部または
全部を屈曲の制御、または対向する滑動表面の分離の防
止に使用している。
自然の膝関節は屈伸または回転し、伸び切った位置から
屈み切った位置までの運動が自在である。
膝は屈伸は脛骨と略直交し、正中面と平行している軸を
中心に屈伸する。
然し乍ら、この回転軸は、固定されたものではなく、屈
曲が進むと後退する。
一方、＃の回転は脛骨の長軸が中心となる。
屈伸軸の軌跡と回転限度とは、大腿骨及び脛骨の滑動表
面（骨頂突起）の形状並びに大腿骨を脛骨に結合する靭
帯四本の長さがこれを決定する。
この靭帯は、側副靭帯二本及び膝十字靭帯二本からなる
。
荷重の分散は介在する関節半月二枚により行なわれる。
上記の関節半月は略大腿骨表面と形状が一致しており、
脛骨の滑動表面に関して運動自在となっている。
在来の人工膝関節には大腿骨に装着するための大腿骨コ
ンポーネント及び脛骨に装着するための脛骨コンポーネ
ントが含まれていて、上記の大腿骨コンポーネントと脛
骨コンポーネントに間装する関節半月コンポーネントが
含まれることが多い。
大腿骨コンポーネント及び脛骨コンポーネントは夫々大
腿骨及び脛骨に医療用セメントで固着される。
本願発明の人工膝関節も上記の大腿骨コンポーネント、
脛骨コンポーネント及び関節半月コンポーネントから構
成されている。
大筒骨コンポーネントには滑動表面が設けられていて、
その中軸を中心として切線的に湾曲している滑動表面を
有し、関節半月コンポーネントは大腿骨の滑動表面を補
償する滑動表面を有している。
脛骨コンポーネントには凹陥表面が設けられていて、そ
の滑動表面に関節半月コンポーネントの滑動表面が補償
的に接触する。
大腿骨コンポーネントの滑動表面には膝蓋骨の滑動表面
で結合された骨頂トラックニ本が含まれている。
骨頂トラック二本の間には空隙部分が構成され、これは
自然の大腿骨の骨頂間のノツチに類似している。
関節半月コンポーネントの上部表面は大腿骨コンポーネ
ントの滑動表面を補償する共軸筒状トラックニ本を有し
ている。
英国特許公開公報第２１２０９４３号では、関節半月コ
ンポーネント及び脛骨コンポーネントの滑動表面は円錐
形であるので、脛骨コンポーネントと関節半月コンポー
ネントとの相対的な軸回転が可能であり、関節半月コン
ポーネントの亜脱臼が発生し易いので、特に、自然の膝
部靭帯が損傷されるか弱化しているときは、関節半月コ
ンポーネントの亜脱臼の発生防止装置を提供することが
望ましい。
また、既述の通り、健康人の膝にはその運動を制御する
靭帯二対が含まれている。
そのうち一対の膝十字靭帯は大腿骨と脛骨を膝関節の中
心部で直接通過しているので、関節交換手術に際しては
除去しなくてはならないが、他方の側副靭帯一対は膝関
節の外側を通るので、手術に際しては除去してはならな
い。
側副靭帯は膝関節に安定性を与え、大腿骨と脛骨の分離
を防止することが判明している。
従って、もし、靭帯が健全であり、本来の機能を果すの
であれば、関節半月コンポーネントをできるだけ亜脱臼
させることが望ましい。
これは英国特許公開公報第２１２０９４３号に示される
ように、脱臼を発生させる力が脛骨部から関節半月を脱
臼させることを側副靭帯が防止するからである。
然し乍ら、側副靭帯に損傷があったり１機能が低下して
いて、膝ｒｉＪｗ５が本来の作用を果さないときには、
膝関鰯に加わる脱臼を発生させる力は膝関節を損傷する
。
これは、関節半月の制約が外れて、脛骨コンポーネント
から飛び出したり、不安定な位置に移動したりするから
である。
ｒ発明が解決しようとする問題点ｊ 人工膝関節の屈折度及び回転角度は局限されていて不便
であり、その装着に医療用セメントを使用しないければ
ならないので手術後に、患部が化膿などしたり、不都合
な点が多かった。
ｒ問題点を解決するための手段１ 上記の問題点を解決するために、本願発明では、横軸を
中心として切線的に湾曲した凸状滑動表面を有する。大
腿骨に固定される大腿骨コンポーネント、凹状の滑動表
面を有する、脛骨に固定される脛骨コンポーネント並び
に大腿骨コンポーネント及び脛骨コンポーネントの間に
介装される関節半月コンポーネントからなり、当該関節
半月コンポーネントに低位凸状の滑動表面及び高位凹状
滑動表面が設けられて、脛骨コンポーネント及び大腿骨
コンポーネントの滑動表面を夫々補償し、関節半月コン
ポーネントの低位滑動表面と脛骨コンポーネントの滑動
表面が円錐形であるので、脛骨コンポーネントと関節半
月コンポーネントとの相対軸回転が可能であり、関節半
月コンポーネントの低位凸状の滑動表面の基部に凹陥部
が設けられ、制御ペグが脛骨コンポーネントの滑動表面
に設けられ、関節半月コンポーネントの凹陥部に嵌着し
てその亜脱臼を制御する人工膝関節を提供しようとする
ものである。
ｒ実　施　例」 本願発明によれば第一の人工膝関節は大腿骨コンポーネ
ントであって大腿骨に固定され、その中軸を中心として
切線的に湾曲している滑動表面を有するもの、脛骨コン
ポーネントであって、脛骨に固定され、凹陥滑動表面を
有するもの及び上記の大腿骨コンポーネントと脛骨コン
ポーネントの間に介装される関節半月部から成っている
。
上記の関節半月部は凸状の上位滑動表面が設けられてい
て、脛骨コンポーネントの滑動表面を補償し、更に、下
位凹陥滑動表面が設けられていて、大腿骨コンポーネン
トを補償している。
関節半月部の凸状滑動表面及び脛骨コンポーネントの滑
動表面は共に円錐形であって、関節半月部と脛骨コンポ
ーネントとの間の相対的回転が可能であり、更に、当該
関節半月部には凹陥部が下位凹陥滑動表面に設けられ、
制御ペグが脛骨コンポーネントの滑動表面に設けられ、
上記の制御ペグが関節半月部の凹陥部に嵌合してその亜
脱臼を制御する。
上記の制御ペグは脛骨コンポーネントから取り外し自在
とするのが望ましく、脛骨用コンポーネントには整合孔
が貫通し、−上記の制御ペグが嵌装される。
この実施例の特徴は、当該膝関節内補綴装置が装着され
ると、整合棒が脛骨コンポーネントから挿入され、制御
ペグが除去されて脛骨コンポーネントが装着されてから
、整合棒が取り除かれて制御ペグが取り替えられる。
かかる脛骨コンポーネントには固定用の、これを貫通す
る整合孔が設けられているのであるが、使用に際しては
、プラスチック製のスリーブを上記の制御ペグと整合孔
の内側との間に介装して制御ペグを整合孔に固定するの
が望ましい。
人Ｔ＃関節の回転軸は脛骨コンポーネントの整合孔の軸
の背後に位置する必要があり、制御ペグは整合孔に嵌装
される下位コンポーネントとｒＪＲ節半月の下位滑動表
面の凹陥部に挿入される上位コンポーネントとの二つの
コンポーネントから成るのが望ましく、上記の上位コン
ポーネント及び下位コンポーネントの長軸は互いに、横
方向に相殺され、両コンポーネントはカラーなどの手段
で固定され、このカラーが順応する形状となるように脛
骨コンポーネントの滑動表面に形成された凹陥部に嵌合
し、整合孔は脛骨コンポーネントの凹陥部の内側に偏心
的に存在する。
制御ペグは脛骨コンポーネント及び関節半月の各種の相
対運動を制御する。
関節半月は脛骨コンポーネントの滑動表面の制御ペグと
正確に同一寸法として、亜脱臼を防Ｗし、回転のみ力く
可能であるようにする。
上記第１実施例の代替として、関節半月の下位滑動表面
の凹陥部にスロットを設けて一方向のみの亜脱臼を発生
させることもできる。
更に、別の実施例として、関節半月の下位滑動表面の凹
陥部に制御ペグより大径の円孔を設けてあらゆる方向に
対する制限された亜脱臼を可能とするか、または、制御
ペグ及び凹陥部を非円形状として回転を制限することも
できる。
亜脱臼を制御するためにこのように制御ペグを使用する
ことは、人工膝関節に後部安定性が利用できることを意
味している。
この人工膝関節では大腿骨コンポーネントには、展着滑
動部位及び中軸を中心として切線的に湾曲している骨頂
トラック一対を含み滑動表面が設けられ、空隙部が上記
の骨頂トラックの間に画定され、大腿骨部及び脛骨部の
間に介在する関節半月に滑動表面が設けられていて、上
記の大間骨コンポーネントの骨頂トラック一対及び脛骨
の滑動表面を補償し、更に、バーが上記の大腿骨コンポ
ーネントの骨頂トラックの間の後部に延展しており、中
央突起部が関節半月に設けられていて、バーが中央突起
部と接触して、大腿骨部が関節半月の背後に転入できる
ようになっている。
これは人工膝関節の屈曲度が増加したことを意味する。
可及的に、関節半月の後部滑動表面を湾曲させてバーが
動くカム表面を形成する。
更に可及的には１人工膝間節に湾曲断面のバーを設ける
。
バーを大腿骨コンポーネントに形成する利点は大腿骨コ
ンポーネントを収容するために、大腿骨の骨頂間の部位
を更に切開する必要がなくなるということである。
通常の大腿骨部の切断だけで人工膝関節の装着が可能で
あり、関節半月の骨頂間の突起が大腿骨コンポーネント
の骨頂コンポーネント二個の間の空隙により形成された
空間に嵌着される。
バーは関節半月コンポーネント及び脛骨コンポーネント
を高い屈曲度で前方に圧し、人工Ｍ関節の連動を後部膝
十字靭帯の機能に類似させることになる。
本願発明の第２の実施例は接骨医療用セメントを使用し
ないで、大腿骨端部に大腿骨コンポーネントを固定する
方法に関する。
人工膝関節の装着に際しては、医療用セメントの使用が
できるだけ少量にするのがよい。
この理由としては、人工膝関節と骨との間に医療用セメ
ントを使用すると病気に感染する危険が増加するからで
ある。
脛骨に脛骨コンポーネントを固定する際に１挿入ｊが一
般化してきており、力を加えるとこの挿入が強化される
ので、医療用セメントの使用を回避することが可能とな
ってきているが、大腿骨の場合これがあてはならない。
これは大腿骨コンポーネントが大腿骨に被せらるからで
ある。
本願発明の第２の実施例によれば、人工膝関節用の内側
骨接触表面と外側滑動表面を有する大腿骨コンポーネン
トには、内側骨接触表面に鋸歯状表面が設けられていて
、これが大腿骨用コンポーネントを医療用セメントを使
用することなく大腿骨に固定する。
この鋸歯の角度は大腿骨コンポーネントが大腿骨に容易
に食い込むが、大腿骨から脱落させるような力には抗す
ることができるような程度とする。
鋸歯状コンポーネントは大腿骨コンポーネントと一体で
あるようにする。
この場合、大腿骨コンポーネントは金属製であることが
多いので、これが切断された大腿骨の端部に被せちると
当該大腿骨端部が一旦は変形してから復位し、大腿骨コ
ンポーネントの脱落が防止できる。
骨の柔軟性が鋸歯状表面の嵌入後の復位の原因となり後
続部と強固に係合する。
鋸歯状部は食い込みに対する抵抗が最低であり、脱落に
対する抵抗が最大であるような角度を有している。
長期に亘る固定の場合、骨に対する組織の成長が、移植
され〆必要な表面上に認められることが特徴である。
これにはウェッジ作用が組み合わされて十分な安定性が
発生して、予後に、人工膝関節と骨との固定が維持され
る。
ウェッジ作用は、大腿骨を切除して補償ウェッジと一致
させることにより発生する。
これは大腿骨コンポーネントが大腿骨に押し込まれると
、所定位置に固定されることを意味する。
代替実施例によれば、鋸歯状表面は最低一つのＬ向きに
延出している突起により構成される。
当該突起には大腿骨コンポーネントの対応する形状に形
成されたスロット内に定置される基部及び当該基部から
延出し、相互に連結されている円錐形構造複数箇の含ま
れた上部部材とが含まれていて、大腿骨コンポーネント
が大腿骨に挿入されると上部部材が圧縮し、大腿骨から
大腿骨コンポーネントを引き離す力が働くと伸張する。
以下に本発明の実施例を図面を参照しながら、詳記する
ことにする。
未発明の第一実施例に準拠する人工膝関節の一例には第
１図及び第２図に示された大腿骨コンポーネントが含ま
れている。
当該大腿骨コンポーネントには滑動表面があって、＃蓋
骨滑動表面２及び骨頂トラック３が二本含まれている。
骨頂トラック３は中間横軸を中心として切線的に湾曲し
ていて、骨頂トラツク３二本の間に空隙部４が画定され
ている。
骨頂トラック３の後背部にはバー５が設けられていてト
ラック３の両面を連結している。
人工膝関節にはまた関節半月６があって、大腿骨コンポ
ーネントの二つの骨頂トラック３を補償する骨頂トラッ
ク二つが含まれ１両者の中間に半月突起７が形成されて
いる。
半月突起７は大腿骨コンボ−、ネントの骨頂間の空隙部
の間に嵌合される。
半月突起７の後隅は湾曲している。
膝がすっかり伸びると半月突起７は大腿骨コンポーネン
ト１の中央に移動する。
膝が曲るにつれて大腿骨コンポーネント１はバー５が半
月突起７の後部に接触するまで関節半月６から見て前方
に移動する。
バー５が半月突起７の後部に接触すると、大腿骨コンポ
ーネント１の前進が停止され、更に膝が曲ると半月突起
７上で反転する。
この結果、屈曲軸が後退して、１５０’″の屈曲［囲が
組織の嵌頓または骨の衝突なしに得られる。
本発明の第二実施例に準拠する人工膝関節では、大腿骨
コンポーネント９の内部表面１０には内側に突起した鋸
歯状コンポーネント１１が含まれている。
鋸歯状コンポーネン）１１は大腿骨コンポーネント９と
一体化していて、従って金属製であるから頑丈である。
大腿骨コンポーネント９が切断された大腿骨に被せられ
ると、骨には適合性があるので変形するが、爾後、復位
して大腿骨コンポーネント９の切断大腿骨からの脱落が
防止される。
本発明の第二実施例に準拠する人工膝関節の大腿骨コン
ポーネント１２の第二例では、円錐形フランジ１４の堆
積体を夫々有する部材１３二つを使用している。
フランジ１４は可撓性のあるプラスチック材で製造すれ
ば、挿入に際して変形するが、部材１３が固定されると
大腿骨コンポーネント１２の脱落が防１トされる。
大腿骨コンポーネント１２の骨頂トラック９には夫々［
１５が設けられていて、側面にスロット１６が刻設され
ている。
各部材１６の基部には、フランジが設けられていて、そ
の幅は溝１５内に収まる程度であるが。
長さは溝の幅より長い。
従って、制御ベグは溝ｌＳ内に嵌入され、フランジ１７
がスロッ）１６と接触して大腿骨コンポーネント１２か
らの脱落が防げるようになるまで回転する。
円錐形フランジ１４は大腿骨コンポーネント１２を大腿
骨の所定の位置に固定する上で有利である。
本願発明の第一実施例に準拠する人工膝関節の一例は第
′５図から第９図に示す通りである。
膝の外科手術の各種の場合に、脛骨コンポーネントを使
用するときは、開口１９が円錐形滑動表面の基部に設け
られる。
脛骨コンポーネントが側副靭帯のいずれかが損傷された
関節に使用される場合には、プラスチックブツシュ２２
を使用して固定される。
各種膝疾患に使用される各種形状の凹陥部を第７図に示
す。
第７図（Ａ）の例は制御ベグと同一寸法で、亜脱臼の発
生は皆無である。
これは靭帯の損傷が重症の場合に必要である。
凹陥部がスロットであるか大径孔であるときは、亜脱臼
は発生するが１局限される。
これは靭帯の損傷が重症でない場合に使用される。
場合によっては、関節半月コンポーネント及び脛骨コン
ポーネントの相対的回転を停止または制限する必要があ
るが、これには非円形の制限ペグ２３を使用すればよい
。
第９図には、大径孔２４内の制御ペグ２２の位置の変更
により亜脱臼の方向を制御する方法が示されている。
「発明の効果」 本発明は上記の通り構成されているので１人工展間節の
屈折度及び回転角度が拡大しする。また医療用セメント
を使用しないでも装着できるので予後の患部の化膿など
が防止できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第一実施例に準拠する大腿骨コンポー
ネントの透視図、第２図は第１図の大腿骨コンポーネン
トの屈曲を示す略図、第３図は本発明の第二実施例に準
拠する大腿骨用コンポーネントの略図、第４図は本発明
の第二実施例に準拠する第二の大腿骨コンポーネントの
略図、第５図は本発明の第一実施例に準拠する脛骨コン
ポーネントの破断透視図、第６園は第５図の脛骨コンポ
ーネントの透視図、第７図は関節半月コンポーネントに
設けられた凹陥部の薄側の略図、第８図は第５図の脛骨
コンポーネントに使用する制御ペグの薄側の略図、第９
図は偏心ポストまたは凹陥部により提供される非均整安
定の略図。 １・・・・・・大腿骨コンポーネント ２・・・・・・ｌＪｉ蓋骨滑動表面 ３・・・・・・骨頂トラック ５・・・・・・バ　− ６・・・・・・関節半月 ７・・・・・・半月突起 ９・・・・・・大腿骨コンポーネント １１・・・・・・鋸歯状コンポーネント代理人　弁理士
　　斎　藤　義　雄 １　　　　　ネ　　　　　　１ ÷ト　　　　→　　　　　→

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　横軸を中心として切線的に湾曲した凸状滑動表
    面を有する、大腿骨に固定される大腿骨コンポーネント
    、凹状の滑動表面を有する、脛骨に固定される脛骨コン
    ポーネント並びに大腿骨コンポーネント及び脛骨コンポ
    ーネントの間に介装される関節半月コンポーネントから
    なり、当該関節半月コンポーネントに低位凸状の滑動表
    面及び高位凹状滑動表面が設けられて、脛骨コンポーネ
    ント及び大腿骨コンポーネントの滑動表面を夫々補償し
    、関節半月コンポーネントの低位滑動表面と脛骨コンポ
    ーネントの滑動表面が円錐形であるので、脛骨コンポー
    ネントと関節半月コンポーネントとの相対的軸回転が可
    能であり、関節半月コンポーネントの低位凸状の滑動表
    面の基部に凹陥部が設けられ、制御ペグが脛骨コンポー
    ネントの滑動表面に設けられ、関節半月コンポーネント
    の凹陥部に嵌着してその亜脱臼を制御する人工膝関。
  2. （２）　大腿骨コンポーネントに膝蓋骨滑動表面及び中
    心軸を中心として切線的に湾曲した骨頂トラック一対が
    含まれていて、骨頂トラックの間に空隙部が画定されて
    おり、更に、大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネン
    トの間に介装される関節半月コンポーネントの滑動表面
    が前記の大腿骨コンポーネントの骨頂トラック一対及び
    脛骨コンポーネントの滑動表面を夫々補償し、更に、バ
    ーが骨頂トラック一対の後背部でトラックを連結し、中
    心突起が関節半月コンポーネントに設けられて当該バー
    がこの突起の後部と接触したとき大腿骨コンポーネント
    が関節半月コンポーネントの後背部に転回する特許請求
    の範囲第１項記載の人工膝関節。
  3. （３）　関節半月コンポーネントの後部表面が湾曲して
    バーが移動するカム表面を形成する特許請求の範囲第２
    項記載の人工膝関節。
  4. （４）　バーが湾曲断面を有する特許請求の範囲第２項
    または第３項記載の人工膝関節。
  5. （５）　関節半月コンポーネントの低位滑動表面の寸法
    が脛骨コンポーネントの滑動表面の制御ペグのそれと正
    確に一致していて、亜脱臼が防止され、回転のみが可能
    となる特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の人工膝
    関節。
  6. （６）　関節半月コンポーネントの低位滑動表面の凹陥
    部にスロットが設けられていて、一方向のみの亜脱臼が
    可能となる特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の人
    工膝関節。
  7. （７）　凹陥部に制御ペグの直径より大径の円形の孔が
    設けられて、すべての方向への局限された亜脱臼が可能
    となる特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の人工膝
    関節。
  8. （８）　制御ペグと凹陥部とが非円形であって、回転を
    限定する特許請求の範囲第１項ないし第４項記載の人工
    膝関節。
  9. （９）　制御ペグが脛骨コンポーネントから取り外すこ
    とが可能であり、脛骨コンポーネントにこれを貫通する
    整合孔が設けられていて、制御ペグが脛骨コンポーネン
    トの整合孔に嵌合する特許請求の範囲第１項ないし第８
    項記載の人工膝関節。
  10. （１０）　使用に際してプラスチック製のスリーブが制
    御ペグと整合孔の内部との間に挿入されて制御ペグを整
    合孔に固定する特許請求の範囲第９項記載の人工膝関節
    。
  11. （１１）　制御ペグが整合孔に嵌装される下位コンポー
    ネントと関節半月の下位滑動表面の凹陥部に挿入される
    上位コンポーネントとの二つのコンポーネントから成り
    、上位及び下位コンポーネントの長軸が相互に相殺し、
    使用に際して両コンポーネントがカラーの使用により、
    脛骨コンポーネントの滑動表面の対応する形状を有する
    凹陥部に嵌合し、整合孔が脛骨コンポーネント内の凹陥
    部内に偏心的に位置する特許請求の範囲第９項または第
    １０項記載の人工膝関節。
  12. （１２）　内側骨接触表面及び外側滑動表面を有し、内
    側骨接触表面に鋸歯状表面が設けられて大腿骨コンポー
    ネントを医療用セメントを使用しないで大腿骨に装着し
    、その鋸歯の角度が大腿骨用コンポーネントが大腿骨に
    容易に食い込むが、大腿骨から脱落させるような力には
    抗することができるような程度である人工膝関節用の大
    腿骨コンポーネント。
  13. （１３）　鋸歯状表面が大腿骨コンポーネントと一体化
    している特許請求の範囲第１２項記載の人工膝関節用の
    大腿骨コンポーネント。
  14. （１４）　鋸歯状表面は最低一つの上向きに延出してい
    る突起により構成され、当該突起には大腿骨用コンポー
    ネントの対応する形状に形成されたスロット内に定置さ
    れる基部及び当該基部から延出し、相互に連結されてい
    る円錐形構造複数箇の含まれた上部部材とが含まれてい
    て、大腿骨用コンポーネントが大腿骨に挿入されると上
    部部材が圧縮し、大腿骨から大腿骨用コンポーネントを
    引き離す力が働くと伸張する特許請求の範囲第１２項記
    載の人工膝関節用の大腿骨コンポーネント
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