WO2006129495A1 - 人工肘関節 - Google Patents

Abstract

肘関節に置換される金属製の上腕骨側部材と樹脂製の尺骨側部材とからなる人工肘関節である。この人工肘関節の上腕骨側部材は、略円筒形の滑車と滑車から延びて上腕骨に挿入されるステムとで構成し、尺骨側部材は、滑車を回動可能に受ける関節面と関節面から延びて尺骨に挿入されるステムとで構成するとともに、上腕骨側部材のステムを上腕骨の前彎形状に応じて全体を緩やかに下方に彎曲させ、かつ、滑車をステムの軸芯回りに回旋可能にしてある。

Description

明細書

人工肘関節

【技稀分野】

【0 0 0 1 3

本発明は、 肘関節に置換される人工肘関節に関するものである。

【背景技術】

【0 0 0 2 3

リゥマチ、 変形性関節症及び外傷等によって肘関節の関節機能が喪失すると、 クオリテ ィーライフの向上を図つて人工肘関節に置換することが行なわれている。 こ p人工肘関節 は、 古くは特許文献 1に見られるように、 上腕骨と尺骨に揷入されるステ 同士を屈曲可 能な機構で分離不能にカップリングしたものであった。 これによると、 両ステムを上腕骨 と尺骨に同時に揷入しなければならないから、 手術が難しいとともに、 回旋機能を有しな いから、 生体関節に比べて機能的に劣るものにならざるを得なかった。

【 0 0 0 3 3

このため、 特許文献 2に見られるように、 略円筒形の滑車とこれを回動可能に受ける凹 曲面形の関節面をそれぞれ別々にして各々のステムを上腕骨と尺骨に揷入するものが考案 されている。 この先行例における上腕骨側部材は、 ステムをストレートな形状にして上腕 骨の中に挿入している。 ところが、 上腕骨の解剖学的形状は、 遠位端の骨幹部がォレクラ ノンフォッサ部と称されて下面 （掌側を上にして延ばしたときの下側面） 側に凹陥してい るとともに、 全体が緩やかに下方に彎曲 （突出） している （この形状を前彎形状と称する ) ため、 ステムがこのォレクラノンフォッサ部で露出してしまい、 十分な支持力が発揮で きていなかった。 このため、 ステムの付け根の滑車内に凹所を形成し、 この凹所で上腕骨 の遠位端を挟み込んで支持力を補完していた。 し力、し、 これによると、 遠位端を凹所の形 状に合わせて骨切りしなければならず、 手術に難度が要求されるし、 患者の負担も大きか つた。

【 0 0 0 4 3

また、 尺骨側部材の関節面とこれに続くステムはすべて医療用樹脂 （超高分子量ポリェ チレン） で構成されており、 ステムを尺骨に揷入してセメントで固定するものであった。 したがって、 素材の特性に起因して強度的に弱く、 支持力において劣っているとともに、 マイクロモーション （力が加わると、 自らが変形して微小運動を繰り返す） を起こし、 ス テム周辺の骨を破壊していた。 このように、 上腕骨側部材及ぴ尺骨側部材が共に支持力が 弱いことから、 使用に伴ってルースユング （緩み） が発生し、 再手術等が必要になってい た。

【特許文献 1】 特開昭 5 4— 1 3 2 3 9 1号公報

【特許文献 2】 特開 2 0 0 0— 1 0 7 2 0 9号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとす ¾課題】

C O 0 0 53

本発明は、 上腕骨側部材、 尺骨側部材共に所定の支持力強化の構造を施すことで、 長期 安定性のある人工肘関節を具現したものである。

【課題を解決するための手段】

【 0 0 0 6 3

以上の課題の下、 本発明は、 請求項 1に記載した、 肘関節に置換される金属製の上腕骨 側部材と樹脂製の尺骨側部材とからなる人工肘関節において、 上腕骨側部材は、 略円筒形 の滑車と滑車から延びて上腕骨に挿入されるステムとで構成し、 尺骨側部材は、 滑車を回 動可能に受ける関節面と関節面から延びて尺骨に揷入されるステムとで構成するとともに 、 上腕骨側部材のステムを上腕骨の前彎形状に応じて全体を緩やかに下方に彎曲させ、 か つ、 滑車をステムの軸芯回りに回旋可能にしたことをとを特徴とする人工肘関節を提供し たものである。

【0 0 0 7】 こ [ rL rk rL r rkL rL rkれ図図図図図図図図図において、 本発明は、 請求項 2に記載の、 尺骨側部材のステムを金属製のものにし てその先/42367 -9581,端に関節面のほぼ全域を受ける受部を形成するとともに、 受部に尺骨の皮質骨に 対してねじ込みできるスクリユーの揷通孔を設けた手段、 請求項 3に記載の、 尺骨側部材 日- のステムに尺月骨に対してねじ込みできるスクリユーの揷通孔を設けた手段、 請求項 4に記 載の、 尺骨側部材のステムが平面視で先細になっているとともに、 側面視で下方に緩やか に彎曲しており、 かつ先細に形成されている手段を提供したものである。

【発明の効果】

【0 0 0 8 3

請求項 1の手段によると、 上腕骨側部材は、 そのステムが上腕骨の前彎形状に沿ったも のになつて露出部分がなくなるから、 髄腔占拠率が高まって支持力が強化される。 また、 滑車は略円筒形をしているものであるから、 上腕骨の骨端に埋め込んで装着すればよく、 熟練を要す特別の骨切りは必要ない。 加えて、 滑車がステムの軸芯回りに回旋可能である から、 上腕骨部材のステムの上記形状によって髄腔内への埋込み姿勢が特定されることに 伴う滑車の角度が調整できない不具合を解消することができる。 したがって、 手術は、 短 時間に、 しかも容易にでき、 患者の負担を減らすことができる。

【0 0 0 9 3

また、 請求項 2の手段によると、 尺骨側部材も、 ステムが強度的に強い金属製のもので あるから、 マイクロモーション等を起こさず、 同じく支持力が強いし、 スクリューを通す ことで固定力が更に増す。 さらに、 請求項 3の手段によると、 尺骨側部材の固定力をより 高めることでできるし、 請求項 4の手段によると、 尺骨側部材のステムが尺骨の形状に即 したものになって髄腔占拠率が高くなるとともに、 関節面は受部で受けるから、 強度に不 足のないものになる。

【図面の簡単な説明】

【0 0 2 0；!

上腕骨部材の平面図である。

上腕骨部材の側面図である。

上腕骨部材の滑車とステムとの取付けを示す要部の一部断面図である < 上腕骨部材の滑車の正面図である。

尺骨側部材の平面図である。

尺骨側部材の側面図である。

肘関節に置換した人工肘関節の左手の平面平面図である。

肘関節に置換した人工肘関節の左手の平面断面図である。

尺骨側部材の他の例を示す一部断面平面図である。

8 b 皮質骨

9 スクリュー

1 0 揷通孔

1 1 止めねじ

1 2 橈骨

【発明を実施するための最良の形態】

【0 0 1 0 3

以下、 本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 図 1は上腕骨部材 1の平面図、 図 は側面図であるが、 上腕骨部材 1は、 滑車 とステム 3から構成される。 滑車 2は、 後述する尺骨側部材の関節面とで関節機能を発揮するものであり、 チタン合金ゃコバルト クロムモリブデン合金或いはステンレス合金等からなる生体適合金属又は医療用セラミク ス等で構成され、 生体肘関節の滑車と同様に中央が窪んだ鼓形をしている略円筒形に形成 されたものである。 なお、 この説明において、 位置や方向を指称しているが、 これは、 掌 側を上にして上腕骨と尺骨とを延ばしたときの形態を基準とする。 ·

【0 0 1 1】

ステムは 3は、 滑車 2と同素材で構成され、 滑車 2の中央部から外方に延びるテール体 である。 これにおいて、 ステム 3は、 平面視では真直で、 ほぼ同幅であるが、 滑車 2の中 心軸 （T E A ) は、 ステム 3の軸芯と直角な線に対して角度 α ( 4〜6 ° 程度） の外半角 だけ身体側に振らせており、 上腕骨 4の骨軸に沿うようにして髄腔 4 a内に収まるように している。 これに対して、 側面視では、 同幅ではあるが、 下方に緩やかに彎曲させて同じ く髄腔 4 a内に収まるようにしている。 この彎曲の曲率半径 Rは、 サイズにもよるが、 4 0 0〜7 0 0 mmであり、 滑車 2の中心とステム 3の端とのオフセッ ト量 Sは、 6〜 9 m mに設定される。

【0 0 1 2 J

図 3は滑車 2とステム 3との取付けを示す要部断面図、 図 4は滑車 2の正面図であるが 、 ステム 3の先端に先細のテーパになった揷入部 3 aを形成しておくとともに、 揷入部 3 aの途中に外周から凹陥する凹陥溝 3 bを形成しておく。 そして、 滑車 2には、 この挿入 部 3 aが挿入できる揷入穴 2 aを形成しておくとともに、 揷入穴 2 aに向けてねじ孔 2 b を穿っておく。 そこで、 揷入部 3 aを揷入孔 2 aに挿入し、 ねじ孔 2 bに止めねじ 1 1を 螺入して固定するが、 このとき、 滑車 2はステム 3の軸芯回りに回旋可能であり、 角度が 調整できる。 したがって、 ステム 3の中心を通る水平面に対する滑車 2の T E Aの傾き、 すなわち、 回旋角 を自由に設定できる。 本発明では、 ステム 3が真直ではなく、 上下に 彎曲しているから、 髄腔 4 aに対してステム 3の回旋姿勢は特定されるが （彎曲を垂直方 向に設定するため） 、 このようにすることで、 滑車 2は、 患者特有の回旋角 3 ( 3〜5 ° の範囲） に対応できるようになる。

【0 0 1 3 3

図 5は尺骨側部材 5の平面図、 図 6は側面図であるが、 尺骨側部材 5は、 関節面 6とス テム 7から構成される。 関節面 6は、 滑車 2に対向してその中央部に滑車 2に回動可能に 接触させられる略半筒形の薄い凹面体であり、 金属と滑り特性の良い超高分子量ポリェチ レン等の医療用樹脂で製作されている。 これにより、 滑車 2と関節面 6とは、 その接触面 で回動して肘の屈伸運動が可能になるとともに、 若干の回旋運動も許容されるものとなり 、 生体肘関節と同様な機能を奏するものとなる。

【0 0 1 4 3

ステム 7は、 その先端 （近位側端） に関節面 6の外面のほぼ全域を受ける受部 7 aが形 成されたものであり、 本発明では、 上腕骨側部材 1 と同様な金属で構成されている。 この 場合のステム 7は、 平面視で先細になっており、 同じく T E Aの法線に対して角度ァ ( 4 〜6 ° 程度） だけ身体側に振らせて尺骨 8の髄腔 8 a内に収まるようにしている。 また、 側面視でも、 下方に緩やかに彎曲させ、 かつ先細に形成して髄腔 8 a内に収まるようにし ている。 なお、 以上の上腕骨側部材 1及び尺骨側部材 5の骨と接触する表面は、 ポ一ラス ゃメッシュ等の多孔性のものに形成して骨の成長による固着性を高めている。 【0 0 1 5 3

図 7は以上の人工肘関節を肘に置換したときにおける上記の形態のときの左手の平面断 面図、 図 8は側面断面図であるが、 上腕骨 4は、 遠位側が身体から離れるように延伸して おり、 尺骨 8は、 遠位側が身体に近づくように延伸、 彎曲している。 これにおいて、 上腕 骨部材 1の装着は、 上腕骨 4の遠位端を、 上腕骨部材 1の滑車 2が生体肘関節における滑 車と同じ位置に収まるように骨切りし、 そのステム 3を上腕骨 4の髄腔 4 a内に挿入して 装着する。 この結果、 生体肘関節と同様に T E Aは骨軸に対して上記角度 αだけ振らせた ことになる。 なお、 本発明における人工肘関節は、 上腕骨 4と尺骨 8だけを関節要素とし 、 橈骨 1 2については関節要素としない。 尺骨 8と橈骨 1 1とは、 靱帯組織で繋がってお り、 尺骨 8に屈伸運動をさせれば、 橈骨 1 2も連動して動くからである。

C O 0 1 6；!

尺骨側部材 5も同様であり、 そのステム 7を尺骨 8の近位端側から髄腔 8 a内に挿入し 、 関節面 6を上腕骨部材 1の滑車 2に摺接させる。 なお、 T E Aが骨軸に対して上記角度 ァだけ振れていると、 ステム 7は尺骨 8の骨軸から若干外側に向いたものになる。 尺骨 8 の平面視における内方彎曲度は比較的大きいことから、 尺骨側部材 5のステム 7を上腕骨 側部材 1のステム 3よりも短く していることと相まって、 このようにすることで、 できる だけ尺骨 8の中心に揷入できることになる。

[ 0 0 1 7 ]

以上の装着において、 上腕骨部材 1も尺骨側部材 5も、 装着に際しては人体組織に悪影 響を及ぼすとされる骨セメント等の使用は特に必要ではない。 以上に加えて、 尺骨側部材 5の受部 7 aからスクリュー （皿ねじ） 9を尺骨 8の皮質骨 8 bに向けてねじ込むと、 固 定カは一層強まる。 特に、 リウマチを罹患した患者の髄腔は損傷度が激しくてほとんど固 定カは期待できないから、 この方法は大きな効果を奏する。

C O 0 1 8 ]

このため、 受部 7 aにスクリュー 9を通す揷通孔 1 0を設けておく。 このスクリュー 9 の数は、 特に限定されないが、 少なくとも上側と下側の二力所にはねじ込みできるように しておくのが好ましい。 なお、 図示は省略するが、 スクリュー 9を関節面 6側から揷入し て受部 7 aを通して皮質骨 8 bにねじ込むことも考えられる。 これによると、 スクリユー 9が関節面 6と受部 7 aとを固定する作用もあり、 固定力が強化されてセメントが不要に なるといつた利点もある。

【0 0 1 9】

図 9は尺骨側部材 5の他の例を示す一部断面平面図であるが、 本例のものは、 ステム Ί にスクリュー 9を通すねじ孔 1 0を形成し、 このねじ孔 1 0にスクリユー 9を通して尺骨 8にねじ込むようにして固定力の強化を図ったものである。 この場合において、 スクリュ 一 9の数は問わないが、 少なくとも 2個以上は設け、 各々のスクリュー 9が交差して （交 差角度は問わない） ねじ込まれるようにするのが固定力強化の上で好ましい。 また、 尺骨 8が脆弱な場合、 ステム 7にねじ孔を設けておき、 スクリユー 9を尺骨 8側からステム 7 にねじ込む方法をとってもよい。

Claims

請求の範囲

【請求項 1】

肘関節に置換される金属製の上腕骨側部材と樹脂製の尺骨側部材とからなる人工肘関節 において、 上腕骨側部材は、 略円筒形の滑車と滑車から延びて上腕骨に挿入されるステム とで構成し、 尺骨側部材は、 滑車を回動可能に受ける関節面と関節面から延びて尺骨に揷 入されるステムとで構成するとともに、 上腕骨側部材のステムを上腕骨の前彎形状に応じ て全体を緩やかに下方に彎曲させ、 力、つ、 滑車をステムの軸芯回りに回旋可能にしたこと をを特徴とする人工肘関節。

【請求項 2】

尺骨側部材のステムを金属製のものにしてその先端に関節面のほぼ全域を受ける受部を 形成するとともに、 受部に尺骨の皮質骨に対してねじ込みできるスクリユーの揷通孔を設 けた請求項 1の人工肘関節。

【請求項 3】

尺骨側部材のステムに尺骨に対してねじ込みできるスクリユーの揷通孔を設けた請求項 1又は 2の人工肘関節。

【請求項 4】

尺骨側部材のステムが平面視で先細になっているとともに、 側面視で下方に緩やかに彎 曲しており、 かつ先細に形成されている請求項 1〜 3いずれかの人工肘関節。