WO2021131839A1

WO2021131839A1 - 脛骨コンポーネント

Info

Publication number: WO2021131839A1
Application number: PCT/JP2020/046480
Authority: WO
Inventors: 和隆杉本; 友行水口
Original assignee: 京セラ株式会社
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2021-07-01
Also published as: US20220362028A1; JPWO2021131839A1

Abstract

脛骨コンポーネントにおいて、脛骨ブロックおよび脛骨トレーを係合する係合機構は、下面に配された非貫通の凹部であって、内側壁の少なくとも一部において底部側よりも開口側が内側へ張り出した張出部を有する凹部と、脛骨ブロックから下面側へ突出する凸部であって、張出部に係合可能な突出部を有する凸部と、を有している。

Description

脛骨コンポーネント

　本発明は人工膝関節の脛骨コンポーネントに関する。

　人工膝関節を構成するための脛骨コンポーネントは、大腿骨コンポーネントと接触する脛骨プレートと、脛骨プレートを取り付けるための上面を有する脛骨トレーなどによって構成される。

　脛骨コンポーネントのうち、再置換術（revision operation）用のものには、脛骨トレーの下面、つまり上記上面とは反対側の面に、脛骨ブロックや脛骨ウェッジなどの補綴材（augment member）が取り付けられる。

　公知の脛骨トレーには、補綴材を取り付けるため、下面から上面に至る貫通孔が形成されている。

　脛骨トレーに上記貫通孔が形成されていると、脛骨プレートの接触面と脛骨トレーの上面とが僅かに摺動したときに、貫通孔のへりが脛骨プレートの接触面を削り取ること（バックサイドウェアともいう）が生じる。

　公知の脛骨プレートには、上記貫通孔を形成せずに補綴材を取り付ける構成を備えるものも知られている。

　本発明の一態様は、脛骨トレーの下面から上面に至る貫通孔を必要とせず、簡便な手順で補綴材の取り付けが可能な脛骨コンポーネントを実現する。

　＜１＞本発明の一態様に係る脛骨コンポーネントは、人工膝関節を構成する脛骨コンポーネントにおいて、主面を有するトレーと、前記トレーの前記主面に配された補綴材と、前記補綴材および前記トレーを係合する係合機構と、を備え、前記係合機構は、前記主面に配された非貫通の凹部であって、内側壁の少なくとも一部において底部側よりも開口側が内側へ張り出した張出部を有する凹部と、前記補綴材から前記主面側へ突出する凸部であって、前記張出部に係合可能な突出部を有する凸部と、を有している。

　本発明の一態様によれば、脛骨トレーの下面から上面に至る貫通孔を必要とせず、簡便な手順で補綴材の取り付けが可能な脛骨コンポーネントを実現する。

本発明の一態様に係る人工膝関節の構成例を示す模式図である。脛骨コンポーネントを示す斜視図である。脛骨トレーを下方から見た平面図である。突出部を除いた脛骨ブロックを示す斜視図である。脛骨ブロックの突出部を示す斜視図である。凸部を有する脛骨ブロックの、図４のＡ－Ａにおける断面図である。脛骨ブロックおよび脛骨トレーを係合した脛骨コンポーネントを下方から見た平面図である。脛骨トレーおよび脛骨ブロックを係合する係合機構の一例を説明する模式図である。脛骨トレーおよび脛骨ブロックを係合する係合機構の一例を説明する模式図である。脛骨トレーに脛骨ブロックを固定する固定機構の一例を示す模式図である。脛骨トレーを下方から見た平面図である。脛骨ブロックを示す斜視図である。脛骨ブロックの、図１６のＢ－Ｂにおける断面図である。脛骨トレーおよび脛骨ブロックを係合する係合機構の一例を説明する模式図である。脛骨トレーおよび脛骨ブロックを係合する係合機構の一例を説明する模式図である。脛骨トレーに脛骨ブロックを固定する固定機構の一例を説明する模式図である。脛骨ブロックを位置決めピンを用いて脛骨トレーに固定した脛骨コンポーネントを下方から見た斜視図である。脛骨トレーおよび脛骨ブロックを固定する固定機構を説明する模式図である。脛骨トレーおよび脛骨ブロックを係合する係合機構、および、脛骨トレーに脛骨ブロックを固定する固定機構を説明する模式図である。

　〔実施形態１〕
　以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。

　膝は、大腿骨Ｆ、脛骨Ｔ、および膝蓋骨という３つの骨で構成されている関節である。膝関節が高度に障害した患者に対しては、該患者の膝関節の本来の機能を再び獲得するために、人工膝関節置換術が適用され得る。人工膝関節置換術では、損傷した膝関節の骨および軟骨を切除し、切除した部分を、生体親和性を有する金属あるいはプラスチックからなる人工的な置換物（インプラント）と置き換える。この人工的な置換物は、「人工膝関節」と呼称される。

　（人工膝関節１００の構成）
　まず、人工膝関節１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の一態様に係る人工膝関節１００の構成例を示す模式図である。なお、図１において、人工膝関節１００を患者の膝関節に配置した場合の、大腿骨Ｆおよび脛骨Ｔの輪郭イメージを破線で示している。図１は、患者の膝を前方から見たときの膝関節を示している。なお、図１～図１９において、患者の腰がある方を「上」、患者の足がある方を「下」、患者の右脚がある方を「右」、患者の左脚がある方を「左」と示している。

　［大腿骨コンポーネント４］
　大腿骨コンポーネント４は、患者の大腿骨Ｆの修復または置換に用いられる。大腿骨コンポーネント４は、脛骨コンポーネント３または脛骨プレート５と関節を成すように設計されている。なお、大腿骨コンポーネント４は、必要に応じて、膝蓋骨コンポーネント（図示せず）と関節を成すように設計され得る。大腿骨コンポーネント４は、大腿骨Ｆの遠位端に装着される。大腿骨コンポーネント４は、生体親和性を有する金属材料（例えば、コバルト－クロム－モリブデン合金）やセラミック材料（例えばジルコニアセラミックス）を用いて形成される。

　大腿骨コンポーネント４は、患者の大腿骨Ｆに設置された場合に、側方から見てＵ形状またはＪ形状を有している。大腿骨コンポーネント４は、大腿骨Ｆの端部と共にその前側および後側も覆う。大腿骨コンポーネント４には、後述する脛骨プレート５と当接する摺動部４１、および前後方向に設けられたガイド溝４２が形成されている。

　［脛骨プレート５］
　脛骨プレート５は、後述する脛骨コンポーネント３と組み合わせて、膝関節の脛骨プラトーの修復または置換に用いられる。脛骨プレート５は、大腿骨コンポーネント４と関節を成すように設計されている。脛骨プレート５は、後述する脛骨トレー１と嵌合させることによって固定されてもよい。脛骨プレート５は、生体親和性および耐摩耗性を有するプラスチック材料（例えば、ポリエチレン）を用いて形成され得る。脛骨プレート５は、「脛骨インサート」とも呼称される。脛骨プレート５には、大腿骨コンポーネント４が摺動する摺動面５１、およびポスト部５２が形成されている。

　ポスト部５２は、上方へ突出しており、大腿骨コンポーネント４のガイド溝４２に挿入される。脛骨プレート５は、患者が膝を屈伸させると、ポスト部５２はガイド溝４２に沿って前後に移動する。

　［脛骨コンポーネント３］
　脛骨コンポーネント３は、患者の脛骨Ｔの修復または置換に用いられる。脛骨コンポーネント３は、大腿骨コンポーネント４と関節を成すように設計されている。脛骨コンポーネント３は、脛骨Ｔの近位端（例えば、脛骨プラトー）に装着される。脛骨コンポーネント３は少なくとも、脛骨トレー１（トレー）および脛骨ブロック２（補綴材）を含んでいる。

　脛骨トレー１は、脛骨プレート５と接する上面１２と、上面１２と反対側の面であって、患者の脛骨Ｔと接する側の面である下面１１（主面）とを有している。脛骨トレー１の下面１１には、下面１１から突出した柱状または筒状のステム部１５、および、ステム部１５の側面から外方に向けて突出するキール部１４が形成されていてもよい。

　ステム部１５は、脛骨トレー１に後述するエクステンションステム６を接続するための機構を有している。例えば、ステム部１５が筒状部材である場合、その内側壁に、エクステンションステム６に設けられた雄ネジと螺合する雌ネジが形成され得る。

　一方、キール部１４は、脛骨Ｔの髄腔内に差し込まれたステム部１５が、該髄腔内において旋回しないように設けられた突出部である。本明細書では、キール部１４を２つ有する脛骨トレー１を例に挙げて説明する。しかし、キール部１４は、脛骨トレー１に必須の構成ではない。また、キール部１４の数は任意であってもよく、２つに限定されない。

　脛骨ブロック２は、脛骨トレー１の下面１１に取り付けて使用する補綴材である。脛骨ブロック２は、下面１１と患者の脛骨Ｔの骨欠損部を補綴することによって、脛骨コンポーネント３の支持性を高めることを目的にオプションで使用される。脛骨ブロック２は、下面１１の中央より右側の少なくとも一部と中央より左側の少なくとも一部に配されてもよい。

　本開示においては、主として下面１１下面１１の一部分（約半分）を覆う脛骨ブロック２について説明する。ただしこれに限定されず、脛骨ブロック２は、下面１１の半分以上、または、ほぼすべてを覆うサイズであってもよい。

　なお、脛骨ブロック２と同様の目的で使用される補綴材として、脛骨ウェッジ（補綴材）が知られている。脛骨ブロック２は厚さが実質的に均一である半円形の板形状を有しているのに対し、脛骨ウェッジは一方の端部の厚さよりも他方の端部が薄い楔（wedge）形状を有している。すなわち、脛骨ブロック２の上面２２（第１表面）と下面２１（第２表面）とはほぼ平行であるのに対し、脛骨ウェッジの上面と下面とは平行ではない。脛骨ウェッジの厚さは、例えば、患者の脛骨Ｔに設置した場合の、右側から左側、あるいは左側から右側に向うにしたがって薄くなっている。あるいは、脛骨に設置した場合の後方側から前方側に向かうにしたがって薄くなっている。本明細書では、脛骨ブロック２を補綴材として適用した脛骨コンポーネント３を例に挙げて説明するが、これに限定されない。例えば、脛骨コンポーネント３において、脛骨ブロック２の代わりに脛骨ウェッジを補綴材として適用してもよい。また、脛骨ウェッジにおいても、下面１１の半分以上、または、ほぼすべてを覆うサイズであってもよい。

　エクステンションステム６は、脛骨コンポーネントの支持性を高めることを目的にオプションで使用される部材である。エクステンションステム６は、棒形状を有し、脛骨Ｔの髄腔内に差し込まれる。なお、エクステンションステム６が髄腔内において旋回しないように、エクステンションステムの表面から外方に突出した突出部６１が形成されていてもよい。なお、エクステンションステム６は、本発明の一態様に係る脛骨コンポーネント３に必須の構成ではない。それゆえ、図１において、エクステンションステム６の近位部分のみが図示されており、遠位部分の図示は省略されている。

　（脛骨コンポーネント３の構造）
　次に、脛骨コンポーネント３の構造について、図２を用いて説明する。図２は、脛骨コンポーネント３を示す斜視図である。なお、図２に示す脛骨コンポーネント３には、脛骨トレー１に、脛骨ブロック２が配置されている。

　脛骨トレー１には、図２に示すように、下面１１から上面１２に至る貫通孔が形成されていない。さらに、脛骨トレー１の上面１２には凹部も形成されていない。脛骨トレー１をこのように構成することにより、脛骨プレート５の接触面と脛骨トレー１の上面１２とが摺動しても、脛骨プレート５の接触面が削り取られない。なお、脛骨トレー１の上面の外縁部には、脛骨プレート５と嵌合する縁部１２１が形成されていてもよい。

　（脛骨トレー１の構造）
　次に、脛骨トレー１の構造について、図３を用いて説明する。図３は、脛骨トレー１を下方から見た平面図である。

　脛骨トレー１の下面１１には、上述したキール部１４およびステム部１５に加え、いずれも非貫通である凹部１６および凹部１７が形成されている。凹部１７は、脛骨ブロック２と脛骨トレー１とを係合する係合機構に含まれる。なお、係合機構については、具体例を挙げて後に説明する。

　ところで、脛骨Ｔの骨欠損部の位置は患者毎に異なる。それゆえ、脛骨ブロック２によって補綴すべき位置は、脛骨トレー１の右側である場合もあれば、左側である場合もある。また骨欠損が大きく、脛骨トレー１の下面１１の右側から左側に渡る部分や、下面１１の全面を補綴すべき場合もある。そこで、脛骨トレー１において、図３に示すように、凹部１６および凹部１７が、下面１１における左右対称の位置に、例えば一対ずつ形成されていてもよい。本実施形態においては、下面１１は左右対称の形状である。脛骨ブロックの他の実施形態として、脛骨ブロック２は、下面１１の半分以上を覆う大きさであっても良く、また、平面視において下面１１とほぼ等しい大きさの物であってもよい。

　（脛骨ブロック２の構造）
　続いて、脛骨ブロック２の構造について、図４～図７を用いて説明する。

　図４は、凸部２６を除いた脛骨ブロック２を示す斜視図である。凸部２６は脛骨ブロック２の一構成要素であるものの、後述する第１貫通孔２４の構造を示すために、図４では、凸部２６を除いた脛骨ブロック２を示している。

　図４に示す脛骨ブロック２は、ステム部１５とキール部１４とを有する脛骨トレー１に取り付け可能なように、切れ込み部２５が形成されている。具体的には、切れ込み部２５は、脛骨ブロック２が脛骨トレー１の下面１１に載置されたとき、脛骨トレー１のステム部１５とキール部１４との位置に対応する位置に形成されている。

　脛骨ブロック２は、脛骨トレー１の下面１１に対向する面である上面２２、および上面２２の反対側の面である下面２１を有している。脛骨ブロック２の上面２２および下面２１には、脛骨トレー１の凹部１６と嵌合可能な円柱形状の凸部２３が形成されている。また、脛骨ブロック２には、後述する凸部２６が軸Ｍ（回転軸）を中心軸とした回転が可能なように取り付けられる第１貫通孔２４が形成されている。ここで、軸Ｍは、凸部２６の円柱形状の部分（本体）の中心軸を意図している。凸部２６については後に説明する。

　第１貫通孔２４の内側壁には、第１貫通孔２４の内側に向かって（すなわち、凸部２６の側面に向かって）突出している狭窄部２４０が形成されている。第１貫通孔２４の狭窄部２４０によって囲まれる空間の広さは、上面２２および下面２１近傍の第１貫通孔２４の内側壁によって囲まれる空間の広さよりも狭くなっている。換言すれば、第１貫通孔２４において、狭窄部２４０が形成されている部分は、第１貫通孔２４のへりの開口の広さに比べて狭くなっている。

　＜凸部２６の構造＞
　ここで、凸部２６の構造について、図５を用いて説明する。図５は、脛骨ブロック２の凸部２６を示す斜視図である。

　凸部２６は、図５に示すように、実質的に円柱形状を有している。凸部２６は、第１貫通孔２４に配置され、脛骨ブロック２から脛骨トレー１の下面に向かって突出している。

　凸部２６の上端および下端は、軸Ｍに対して偏心して形成された突出部２６１を有している。すなわち、軸Ｍが突出部２６１の中心を通過しないように構成されており、凸部２６の軸Ｍから突出部２６１の外縁までの距離は一様ではない。すなわち、凸部２６の外側の所定の方向に向かって突出部２６１が突出する長さは、凸部２６の回転角によって異なる。

　図５に示すように、凸部２６の上端および下端には、凸部２６を回転させるために使用可能な工具（例えば、レンチ）に合わせた任意の形状の溝２６４が形成されていてもよい。これにより、手術を行う医師は、工具を用いて凸部２６を所望の回転角だけ回転させることができる。図５には、六角形の溝２６４が形成されている凸部２６が例示されている。

　なお、凸部２６は、複数の部分を組み合わせて成る構成であってもよい。例えば、上凸部２６２の下端および下凸部２６３の上端に、上凸部２６２と下凸部２６３とが嵌合あるいは螺合するための構造が形成されていてもよい。この場合、上凸部２６２を上面２２における第１貫通孔２４の開口から挿入し、下凸部２６３を下面２１における第１貫通孔２４の開口から挿入し、上凸部２６２と下凸部２６３とを嵌合（または螺合）させて一体化すればよい。

　＜凸部２６を有する脛骨ブロック２＞
　凸部２６を有する脛骨ブロック２について、図６を用いて説明する。図６は、凸部２６を有する脛骨ブロック２の、図４のＡ－Ａにおける断面図である。なお、図６では、簡略化のために、切れ込み部２５は図示を省略している。

　本実施形態においては、脛骨ブロック２の上面２２と脛骨ブロック２の下面２１は、表裏対称の形状となっている。すなわち、図６に示す脛骨ブロック２は、上面２２のみならず下面２１にも、凸部２３が形成されている。また、凸部２６の上端および下端に突出部２６１が形成されている。これにより、脛骨ブロック２は、脛骨トレー１の右側にも左側にも取り付けられ得る。具体的には、脛骨ブロック２は、脛骨ブロック２の上面２２が脛骨トレー１の下面１１に対向するように配置されると、患者の脛骨Ｔにおける左側の骨欠損部を補綴する。

　一方、図７に示すように、脛骨トレー１の下面１１の右側にも、左側と同様に凹部１６および凹部１７が形成されている。

　脛骨ブロック２は、脛骨ブロック２の下面２１が脛骨トレー１の下面１１に対向するように配置されると、患者の脛骨Ｔにおける右側の骨欠損部を補綴する。

　凸部２６の突出部２６１は、第１貫通孔２４の狭窄部２４０によって囲まれる空間を通過できない。それゆえ、凸部２６は第１貫通孔２４から脱離しない。凸部２６の上端は、凸部２６の下端に形成された突出部２６１が第１貫通孔２４の狭窄部２４０と当接するまで、脛骨トレー１の下面１１に向かって突出することが可能である。

　（付記事項）
　なお、上述のように、脛骨コンポーネント３において、脛骨トレー１の下面１１を平面視において左右対称形としてもよい。脛骨ブロック２が、下面１１の中央より右側、または中央より左側に配される場合、患者の左膝関節用の脛骨コンポーネント３と、患者の右膝関節用の脛骨コンポーネント３とを共通化する（すなわち、同じ形状の部材とする）ことが可能となる。よって、脛骨コンポーネント３の製造コストを抑えることができる。

　さらに、脛骨ブロック２の上面２２および下面２１は、上述のように表裏対称的な形状とされていてもよい。この場合、脛骨ブロック２は、下面１１の中央より右側または左側のいずれか一方である第１の側に上面２２が接触して、脛骨トレー１に固定可能であってもよい。また、脛骨ブロック２は、第１の側の反対側である第２の側に下面２１が接触して、脛骨トレー１に固定可能であってもよい。この構成を採用すれば、脛骨ブロック２の上面２２および下面２１のいずれかを、脛骨トレー１の下面１１の中央より右側または左側に接触させて、脛骨ブロック２を脛骨トレー１に固定可能させることができる。これにより、脛骨トレー１の下面１１の左右どちらの側にも、同じ脛骨ブロック２の裏表を代えて取付けることが可能となる。よって、脛骨コンポーネント３の製造コストを抑えることができる。

　（係合機構および固定機構）
　次に、脛骨トレー１および脛骨ブロック２を係合する係合機構、および脛骨トレー１に脛骨ブロック２を固定する固定機構について、図８～図１０を用いて説明する。図８および図９は、脛骨トレー１および脛骨ブロック２を係合する係合機構の一例を説明する模式図である。図１０は、脛骨トレー１に脛骨ブロック２を固定する固定機構の一例を示す模式図である。

　係合機構は、脛骨トレー１の下面１１に配された非貫通の凹部１７と、脛骨ブロック２から下面１１側へ突出する凸部２６とを有している。凹部１７は、内側壁の少なくとも一部において底部側よりも開口側が内側へ張り出した張出部１７１を有する。一方、凸部２６は、張出部１７１に係合可能な突出部２６１を有している。図８では、これに限定されるものではないが、張出部１７１が凹部１７における後側の内側壁に形成されている場合を示している。

　突出部２６１は、凸部２６の上端側（先端側）がテーパー状に広がったテーパー面２６１１を有している。一方、張出部１７１は、内側壁がテーパー面２６１１に沿って傾斜した傾斜面１７２を有している。

　図８に示すように、脛骨ブロック２の第１貫通孔２４は、脛骨ブロック２が脛骨トレー１の下面１１における取付位置に戴置された場合に、脛骨トレー１の下面１１の凹部１７に対向する位置に配されている。

　凸部２６の回転角が解除角であるとき、図９に示すように、脛骨ブロック２は脛骨トレー１の下面１１における取付位置に載置される。ここで、「解除角」とは、凸部２６の突出部２６１が凹部１７における張出部１７１が形成された位置とは反対側に向くように、凸部２６を回転させたときの角度を意図している。例えば、図９において解除角とは、凸部２６の突出部２６１が前方に大きく突出する姿勢となる角度である。凸部２６の回転角が解除角である場合、突出部２６１は、張出部１７１に邪魔されることなく、凹部１７に挿入可能である。係合機構は、凸部２６の回転角が解除角であり、張出部１７１に突出部２６１が邪魔されることなく、凸部２６が凹部１７に係合する機構を意図している。

　凸部２６が凹部１７に挿入された後、図１０に示すように、凸部２６の回転角が解除角から取付角へ回転されることにより、突出部２６１と張出部１７１とが係合する。ここで、「取付角」とは、凸部２６の突出部２６１が凹部１７における張出部１７１が形成された側に向くように、凸部２６を回転させたときの角度を意図している。凸部２６の回転角が取付角である場合、突出部２６１のテーパー面２６１１と張出部１７１の傾斜面１７２とが係合する。

　固定機構は、凸部２６の回転角が取付角になって、張出部１７１と突出部２６１とが接触することによる張出部１７１と突出部２６１とが摩擦により凸部２６の回転を抑止する機構を意図している。このような固定機構を採用すれば、脛骨トレー１および脛骨ブロック２以外の部品（例えば、位置決めピン２９など）を用いることなく、脛骨ブロック２を脛骨トレー１に取り付けることができる。

　このような係合機構を採用すれば、脛骨トレー１に貫通孔を形成することなく、簡便な手順で脛骨ブロック２を脛骨トレー１に取り付けることができる。

　図８～図１０に示すように、凸部２３は、脛骨ブロック２が脛骨トレー１の下面１１における取付位置に戴置された場合に、脛骨トレー１の下面１１の凹部１６に対向する位置に配されている。上記の係合機構及び固定機構において、脛骨ブロック２の凸部２３、および脛骨トレー１の凹部１６の嵌合をさらに利用してもよい。

　図９に示すように、凸部２６が凹部１７に挿入され、かつ、凸部２３が凹部１６と嵌合していることによって、脛骨ブロック２が脛骨トレー１の下面１１における取付位置に載置された状態が安定的に維持され得る。よって、手術を行う医師が、凸部２６を回転させる動作を容易に行うことができる。

　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

　（脛骨トレー１ａの構造）
　まず、脛骨トレー１ａの構造について、図１１を用いて説明する。図１１は、脛骨トレー１ａを下方から見た平面図である。

　脛骨トレー１ａの下面１１（主面）には、キール部１４およびステム部１５に加え、いずれも非貫通である凹部１８および第２凹部１９（非貫通孔）が形成されている。凹部１８は、後述する脛骨ブロック２ａおよび脛骨トレー１ａを係合する係合機構に含まれる。一方、第２凹部１９は、脛骨ブロック２ａに脛骨トレー１ａを固定する固定機構に含まれる。係合機構および固定機構については、具体例を挙げて後に説明する。

　凹部１８は、第１領域１８１および第２領域１８２が組み合わされて成る凹部である。第１領域１８１および第２領域１８２はいずれも、脛骨トレー１ａの下面１１に形成されている非貫通の凹部である。

　凹部１８は、脛骨ブロック２ａの上面２２から脛骨トレー１ａの下面１１側へ突出する凸部２７ａが挿入される。脛骨ブロック２ａが脛骨トレー１ａの下面において右前方向へと水平に移動した場合、第１領域１８１に挿入された凸部２７ａは、該移動に伴い、第２領域１８２の方へと移動できるように構成されている。

　図１１では、凹部１８が２つ形成されている例を示しているが、凹部１８の数は、脛骨ブロック２ａの凸部２７ａの数に合わせて形成されればよい。また、図１１では、前方に形成された凹部１８の大きさと、後方に設けられた凹部１８の大きさとが同じである場合を示しているが、各凹部１８の大きさは、それぞれに挿入される凸部２７ａの大きさに合わせて形成されればよい。

　図１１に示す例では、半径が異なる２つの円が、中心の位置をずらして重なり合った形状の開口を有する凹部１８を示している。しかし、これは一例に過ぎず、凹部１８の形状（または、第１領域１８１および第２領域１８２）としては、後述する係合機構が実現可能な任意の形状（例えば、多角形、楕円形など）が適用され得る。

　また、図１１には、脛骨ブロック２ａを左側に配置する脛骨トレー１ａである場合を示しているが、これに限定されない。脛骨トレー１ａにおいて、凹部１８および第２凹部１９が、下面１１における右側に形成されていてもよい。あるいは、脛骨トレー１ａにおいて、凹部１８および第２凹部１９が、下面１１における左右対称の位置に形成されていてもよい。

　（脛骨ブロック２ａの構造）
　続いて、脛骨ブロック２ａの構造について、図１２および図１３を用いて説明する。図１２は、脛骨ブロック２ａを示す斜視図である。図１３は、脛骨ブロック２ａの、図１２のＢ－Ｂにおける断面図である。なお、図１２では、キール部１４を避けるための切れ込み部は図示を省略している。

　脛骨ブロック２ａは、脛骨トレー１ａの下面１１に対向する面である上面２２、および上面２２の反対側の面である下面２１を有している。脛骨ブロック２ａの上面２２には、図１２に示すように、脛骨トレー１ａの凹部１８に挿入され得る凸部２７ａが形成されている。また、脛骨ブロック２ａには第２貫通孔２８が形成されている。

　第２貫通孔２８は、例えば、図１７および図１８に示す位置決めピン２９などの固定部材が差し込まれる貫通孔である。第２貫通孔２８は、脛骨トレー１ａの下面１１の第２凹部１９に対向する位置に配されている。

　第２貫通孔２８の内周には雌ねじが形成されていてもよい。この場合、第２貫通孔２８の内周に形成されている雌ネジと、固定部材の外周の少なくとも一部に形成されている雄ネジとは螺合可能である。

　第２貫通孔２８の数は、図示のように、１つであってもよいし、複数であってもよい。

　凸部２７ａは、２つ以上形成されていることが好ましい。凸部２７ａが２つ以上形成されている場合、医師は、凸部２７ａを脛骨トレー１ａの凹部１８に容易に挿入することができ、脛骨ブロック２ａを解除位置から取付位置への移動も安定して行うことが可能である。

　凸部２７ａは、図１３に示すように、突出部２７１ａを有している。凸部２７ａの先端は、根本よりも太く形成されており、該先端が突出部２７１である。

　（係合機構）
　次に、脛骨トレー１ａおよび脛骨ブロック２ａを係合する係合機構について、図１４～図１６を用いて説明する。図１４～図１６は、脛骨トレー１ａおよび脛骨ブロック２ａを係合する係合機構を説明する模式図である。

　係合機構は、脛骨トレー１ａの下面１１に配された非貫通の凹部１８と、脛骨ブロック２ａから下面１１側へ突出する凸部２７ａとを有している。凹部１８は、内側壁の少なくとも一部において底部側よりも開口側が内側へ張り出した張出部１８３を有する。一方、凸部２７ａは、張出部１８３に係合可能な突出部２７１ａを有している。図１４では、これに限定されるものではないが、張出部１８３が凹部１８の右前側（すなわち、第２領域１８２に対応）の内側壁に形成されている場合を示している。

　突出部２７１ａは、凸部２７ａの上端側（先端側）がテーパー状に広がったテーパー面２７１１ａを有している。一方、張出部１８３は、内側壁がテーパー面２７１１ａに沿って傾斜した傾斜面１８４を有している。

　図１４に示すように、凸部２７ａは、脛骨ブロック２ａが脛骨トレー１ａの下面１１における取付位置、および、該取付位置からずれた解除位置に戴置された場合に、脛骨トレー１ａの下面１１の凹部１８に対向する位置に配されている。

　例えば、脛骨ブロック２ａが解除位置にある場合、図１５に示すように、脛骨ブロック２ａの凸部２７ａは、第１領域１８１に挿入され得る。すなわち、脛骨ブロック２ａが脛骨トレー１ａの下面１１における取付位置からずれた解除位置に載置されることにより、凸部２７ａは第１領域１８１に挿入される。

　凸部２７ａが第１領域１８１に挿入された後、脛骨ブロック２ａが取付位置に移動した場合、図１６に示すように、凸部２７ａは第２領域１８２に移動（スライド移動）して、突出部２７１ａと張出部１８３とが係合する。すなわち、脛骨ブロック２ａが解除位置から取付位置へ向かう特定方向へ移動されることにより、突出部２７１ａが張出部１８３に係合する。図１５および図１６に示す例において、特定方向とは、第１領域１８１の中心の位置から第２領域１８２の中心の位置へと向かう方向（左後方から右前方に向かう方向）である。

　このような係合機構を採用すれば、脛骨トレー１ａに貫通孔を形成することなく、簡便な手順で脛骨ブロック２ａを脛骨トレー１ａの取付位置に配置することができる。

　（固定機構）
　続いて、脛骨トレー１ａに脛骨ブロック２ａを固定する固定機構について、図１７および図１８を用いて説明する。図１７は、脛骨ブロック２ａを位置決めピン２９を用いて脛骨トレー１ａに固定した脛骨コンポーネント３ａを下方から見た斜視図である。図１８は、脛骨トレー１ａを脛骨ブロック２ａに固定する固定機構を説明する模式図である。

　脛骨トレー１ａの下面１１における取付位置に戴置された脛骨ブロック２ａは、固定機構によって固定されてもよい。固定機構は、図１８に示すように、脛骨ブロック２ａに配された第２貫通孔２８と、下面１１において第２貫通孔２８に対向して配された、非貫通の第２凹部１９と、第２貫通孔２８を介して第２凹部１９に係合可能な固定部材と、を有している。

　固定部材としては、例えば、凹部１８に凸部２７ａが係合した状態において、第２貫通孔２８から差し込まれ第２凹部１９に達して、第２凹部１９と係合可能な位置決めピン２９（図１８参照）であってもよい。

　位置決めピン２９の外周の少なくとも一部には、第２貫通孔２８の内周に形成されている雌ネジと螺合可能な雄ネジが形成されている。位置決めピン２９の頭部には、図１７に示すように、位置決めピン２９を回転させるために使用可能な工具（例えば、レンチ）に合わせた任意の形状の溝２９１が形成されている。これにより、手術を行う医師は、工具を用いて第２貫通孔２８に挿入された位置決めピン２９を回転させることができる。図１７には、六角形の溝２９１が形成されている位置決めピン２９が例示されている。

　〔変形例〕
　脛骨コンポーネント３ａを、第２貫通孔２８、位置決めピン２９、および第２凹部１９を設けることなく、脛骨ブロック２ｂを脛骨トレー１ｂに固定する構成とすることが可能である。このような構成について、図１９を用いて説明する。図１９は、脛骨トレー１ｂおよび脛骨ブロック２ｂを係合する係合機構、および、脛骨トレー１ｂに脛骨ブロック２ｂを固定する固定機構を説明する模式図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

　図１９に示すように、凸部２７ｂの外周の少なくとも一部には雄ネジが形成されている。該雄ネジは脛骨ブロック２ｂに形成された第３貫通孔２４ｂに形成された雌ネジと螺合可能である。

　凸部２７ｂは、第３貫通孔２４ｂに取り付けられている皿形状あるいはラッパ形状の頭部２７１ｂ（突出部）を有するネジ部材である。凸部２７ｂの頭部２７１ｂは、脛骨ブロック２ｂの上面２２から脛骨トレー１ｂの下面１１側へ突出し、図１３～図１６に示す凸部２７ａと同様の形状を有している。

　頭部２７１ｂは、張出部１８３ｂに係合可能である。頭部２７１ｂは、凸部２７ｂの上端側（先端側）がテーパー状に広がったテーパー面２７１１ｂを有している。一方、張出部１８３は、内側壁がテーパー面２７１１ｂに沿って傾斜した傾斜面１８４ｂを有している。

　一方、凸部２７ｂのネジ先は、脛骨ブロック２ｂの下面２１側に向いている。凸部２７ｂのネジ先には、図１９に示すように、凸部２７ｂを回転させるために使用可能な工具（例えば、レンチ）に合わせた任意の形状の溝２７２ｂが形成されている。これにより、手術を行う医師は、下面２１側から工具を用いて、第３貫通孔２４ｂに挿入されている凸部２７ｂを回転させることができる。

　例えば、脛骨ブロック２ｂが解除位置から取付位置に移動した場合、図１９に示すように、凸部２７ｂは第２領域１８２に移動（スライド移動）して、頭部２７１ｂと張出部１８３ｂとが係合する。すなわち、脛骨ブロック２ｂが解除位置から取付位置へ向かう特定方向へ移動されることにより、頭部２７１ｂが張出部１８３ｂに係合する。

　脛骨トレー１ｂの下面１１における取付位置に戴置された脛骨ブロック２ｂは、固定機構によって固定される。固定機構は、凸部２７ｂが脛骨ブロック２ｂにねじ込まれることによる張出部１８３ｂと頭部２７１ｂとの摩擦により凸部２７ｂの移動を抑止する。

　具体的には、凸部２７ｂの頭部２７１ｂが張出部１８３ｂと係合した状態において、凸部２７ｂが脛骨ブロック２ｂにねじ込まれると、凸部２７ｂが上方から下方へ進行する向きに移動する。上方から下方へと移動する頭部２７１ｂは、張出部１８３ｂを脛骨ブロック２ｂの上面２２に引き寄せる。これにより、張出部１８３ｂと頭部２７１ｂとの密着度が向上し、凸部２７ｂが解除位置に戻ることが抑止される。

　ここで、傾斜面１８４ｂおよびテーパー面２７１１ｂは、張出部１８３ｂと頭部２７１ｂとの摩擦が効果的に生じる任意の曲面であってもよい。例えば、傾斜面１８４ｂとテーパー面２７１１ｂとの接触面積が大きいほど、テーパー面２７１１ｂと傾斜面１８４ｂとに生じる摩擦力は大きくなる。また、傾斜面１８４ｂおよびテーパー面２７１１ｂの傾斜角度は、脛骨ブロック２ｂを脛骨トレー１ｂにしっかりと固定することができる任意の角度であってもよい。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

　〔まとめ〕
　＜１＞本発明の一態様に係る脛骨コンポーネントは、人工膝関節を構成する脛骨コンポーネントにおいて、主面を有するトレーと、前記トレーの前記主面に配された補綴材と、前記補綴材および前記トレーを係合する係合機構と、を備え、前記係合機構は、前記主面に配された非貫通の凹部であって、内側壁の少なくとも一部において底部側よりも開口側が内側へ張り出した張出部を有する凹部と、前記補綴材から前記主面側へ突出する凸部であって、前記張出部に係合可能な突出部を有する凸部と、を有している。

　上記構成によれば、トレーの主面に配された非貫通の凹部の張出部と、補綴材からトレーの主面側へ突出する凸部の突出部とが係合することにより、補綴材がトレーの主面側に取り付けられる。これにより、トレーに貫通孔を形成することなく、簡便な手順で補綴材をトレーに取り付けることができる。

　＜２＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記凸部は、前記補綴材に回転可能に取り付けられているとともに、回転軸に対して偏心して形成された突出部を有し、前記凸部の回転角が解除角であるときに前記補綴材が前記トレーの前記主面における取付位置に載置されることにより、前記凸部は前記凹部に挿入され、前記凸部の回転角が解除角から取付角へ回転されることにより、前記突出部が前記張出部に係合する構成であってもよい。

　上記構成によれば、凸部を補綴材に対して回転させることにより、補綴材のトレーへの取付／解除を切り換えることができる。

　＜３＞前記脛骨コンポーネントは、前記補綴材および前記トレーを固定する固定機構を、さらに備え、前記固定機構は、前記凸部の回転角が前記取付角になって前記張出部と前記突出部とが接触することによる前記張出部と前記突出部との摩擦により前記凸部の回転を抑止してもよい。

　＜４＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記主面は平面視において左右対称形であり、前記補綴材は前記主面の中央より右側、または中央より左側に配される構成であってもよい。

　上記構成によれば、患者の右脚の膝関節用の脛骨コンポーネントと、患者の左脚の膝関節用の脛骨コンポーネントとを共通の部材とすることが可能となり、脛骨コンポーネント３の製造コストを抑えることができる。

　＜５＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記補綴材は第１表面と、その反対側の第２表面を有し、該第１表面と該第２表面は表裏対称形であってもよい。

　＜６＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記補綴材は、前記主面の中央より右側または左側のいずれか一方である第１の側に前記第１表面が接触して、前記トレーに固定可能であり、かつ、前記第１の側の反対側である第２の側に前記第２表面が接触して、前記トレーに固定可能であってもよい。

　上記構成によれば、前記主面の左右どちらの側にも、同じ補綴材の裏表を代えて取付けることが可能となり、脛骨コンポーネント３の部材（例えば補綴材）の製造コストを抑えることができる。

　＜７＞前記脛骨コンポーネントの、前記補綴材は、前記主面の中央より右側の少なくとも一部と中央より左側の少なくとも一部に配される構成であってもよい。

　上記構成によれば、患者の脛骨の骨欠損部が膝の左右のどちらの側に存在する場合であっても、補綴材を該骨欠損部に対して適応することが可能である。なお、この構成において、補綴材は、前記主面のほぼ全てを覆う大きさであってもよい。

　＜８＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記補綴材が前記主面における取付位置からずれた解除位置に載置されることにより、前記凸部は前記凹部に挿入され、前記補綴材が前記解除位置から前記取付位置へ向かう特定方向へ移動されることにより、前記突出部が前記張出部に係合する構成であってもよい。

　上記構成によれば、補綴材を上述した特定方向へ移動させることにより、補綴材のトレーへの取付／解除を切り換えることができる。

　＜９＞前記脛骨コンポーネントは、前記補綴材および前記トレーを固定する固定機構をさらに備え、前記固定機構は、前記補綴材に配された貫通孔と、前記主面において前記貫通孔に対向して配された非貫通の第２凹部と、前記貫通孔を介して第２凹部に係合可能な固定部材と、を有していてもよい。

　上記構成によれば、係合機構によってトレーに取り付けた補綴材を、補綴材に配された貫通孔を介してトレーの第２凹部に係合可能な固定部材によって固定する。これにより、トレーに貫通孔を形成することなく、簡便な手順で補綴材の固定が可能となる。

　＜１０＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記固定機構は、前記主面に形成された非貫通孔と、前記補綴材に形成された貫通孔と、前記凹部に前記凸部が係合した状態において前記貫通孔から差し込まれ前記非貫通孔に達する位置決めピンとを含んでいてもよい。

　＜１１＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記貫通孔の内周には雌ネジが形成されており、前記位置決めピンの外周の少なくとも一部には、前記雌ネジと螺合する雄ネジが形成されていてもよい。

　＜１２＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記補綴材および前記トレーを固定する固定機構を、さらに備え、前記凸部は、外周に形成された雄ネジが前記補綴材に形成された雌ネジに螺合することにより前記補綴材に取り付けられ、前記固定機構は、前記凸部が前記補綴材にねじ込まれることによる前記張出部と前記突出部との摩擦により前記凸部の移動を抑止するする構成であってもよい。

　＜１３＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記突出部は、前記凸部の先端側がテーパー状に広がったテーパー面を有し、前記張出部は、前記内側壁が前記テーパー面に沿って傾斜した傾斜面を有していてもよい。

　上記構成によれば、上記テーパー面が上記傾斜面に接することによる係合機構（建築分野において活用される「蟻継（ありつぎ）」のような係合機構）となる。そのため、凹部をＴ溝状とする構成と比較して要求される加工精度が緩やかとなる。また、凹部を非貫通のネジ穴とする構成と比較して、穴の深さを浅くしやすくトレーの薄型化を図りやすい。

　＜１４＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記トレーは前記主面から突出するステム部を含み、前記補綴材は前記主面への固定の際に前記ステム部を避ける切れ込み部を有する構成であってもよい。

　＜１５＞前記脛骨コンポーネントにおいて、前記トレーはキール部を含み、前記キール部は前記ステム部及びまたは前記主面から突出しており、前記補綴材は前記主面への固定の際に前記ステム部と前記キール部を避ける前記切れ込み部を有する構成であってもよい。

　上記構成によれば、補綴材を、ステム部およびキール部を備えたトレーに対しても適用可能である。

１、１ａ、１ｂ　脛骨トレー（トレー）
２、２ａ、２ｂ　脛骨ブロック（補綴材）
３、３ａ　脛骨コンポーネント
１１　下面（主面）
１２　上面
１７、１８　凹部
１９　第２凹部（非貫通孔）
２１　下面（第２表面）
２２　上面（第１表面）
２６、２７ａ、２７ｂ　凸部
２８　第２貫通孔（貫通孔）
２９　位置決めピン（固定部材）
１７１、１８３、１８３ｂ　張出部
１７２、１８４、１８４ｂ　傾斜面
２６１、２７１ａ　突出部
２７１ｂ　頭部（突出部）
２６１１、２６１１ａ、２７１１ｂ　テーパー面

Claims

　人工膝関節を構成する脛骨コンポーネントにおいて、
　主面を有するトレーと、
　前記トレーの前記主面に配された補綴材と、
　前記補綴材および前記トレーを係合する係合機構と、を備え、
　前記係合機構は、
　　前記主面に配された非貫通の凹部であって、内側壁の少なくとも一部において底部側よりも開口側が内側へ張り出した張出部を有する凹部と、
　　前記補綴材から前記主面側へ突出する凸部であって、前記張出部に係合可能な突出部を有する凸部と、を有している、
脛骨コンポーネント。
　前記凸部は、前記補綴材に回転可能に取り付けられているとともに、回転軸に対して偏心して形成された突出部を有し、
　前記凸部の回転角が解除角であるときに前記補綴材が前記トレーの前記主面における取付位置に載置されることにより、前記凸部は前記凹部に挿入され、
　前記凸部の回転角が解除角から取付角へ回転されることにより、前記突出部が前記張出部に係合する、
請求項１に記載の脛骨コンポーネント。
　前記補綴材および前記トレーを固定する固定機構を、さらに備え、
　前記固定機構は、前記凸部の回転角が前記取付角になって前記張出部と前記突出部とが接触することによる前記張出部と前記突出部との摩擦により前記凸部の回転を抑止する、請求項２に記載の脛骨コンポーネント。
　前記主面は平面視において左右対称形であり、前記補綴材は前記主面の中央より右側、または中央より左側に配される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の脛骨コンポーネント。
　前記補綴材は第１表面と、その反対側の第２表面を有し、該第１表面と該第２表面は表裏対称形である、
請求項４に記載の脛骨コンポーネント。
　前記補綴材は、前記主面の中央より右側または左側のいずれか一方である第１の側に前記第１表面が接触して、前記トレーに固定可能であり、かつ、前記第１の側の反対側である第２の側に、前記第２表面が接触して、前記トレーに固定可能である、
請求項５に記載の脛骨コンポーネント。
　前記主面の中央より右側の少なくとも一部と中央より左側の少なくとも一部に配される前記補綴材を備える、
請求項１から３のいずれか１項に記載の脛骨コンポーネント。
　前記補綴材が前記主面における取付位置からずれた解除位置に載置されることにより、前記凸部は前記凹部に挿入され、
　前記補綴材が前記解除位置から前記取付位置へ向かう特定方向へ移動されることにより、前記突出部が前記張出部に係合する、
請求項１に記載の脛骨コンポーネント。
　前記補綴材および前記トレーを固定する固定機構を、さらに備え、
　前記固定機構は、
　　前記補綴材に配された貫通孔と、
　　前記主面において前記貫通孔に対向して配された、非貫通の第２凹部と、
　　前記貫通孔を介して第２凹部に係合可能な固定部材と、を有している、
請求項８に記載の脛骨コンポーネント。
　前記固定機構は、前記主面に形成された非貫通孔と、前記補綴材に形成された貫通孔と、前記凹部に前記凸部が係合した状態において前記貫通孔から差し込まれ前記非貫通孔に達する位置決めピンとを含む、
請求項９に記載の脛骨コンポーネント。
　前記貫通孔の内周には雌ネジが形成されており、前記位置決めピンの外周の少なくとも一部には、前記雌ネジと螺合する雄ネジが形成されている、
請求項１０に記載の脛骨コンポーネント。
　前記補綴材および前記トレーを固定する固定機構を、さらに備え、
　前記凸部は、外周に形成された雄ネジが前記補綴材に形成された雌ネジに螺合することにより前記補綴材に取り付けられ、
　前記固定機構は、前記凸部が前記補綴材にねじ込まれることによる前記張出部と前記突出部との摩擦により前記凸部の移動を抑止する、
請求項８に記載の脛骨コンポーネント。
　前記突出部は、前記凸部の先端側がテーパー状に広がったテーパー面を有し、
　前記張出部は、前記内側壁が前記テーパー面に沿って傾斜した傾斜面を有する、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の脛骨コンポーネント。
　前記トレーは前記主面から突出するステム部を含み、前記補綴材は前記主面への固定の際に前記ステム部を避ける切れ込み部を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の脛骨コンポーネント。
　前記トレーはキール部を含み、前記キール部は前記ステム部及びまたは前記主面から突出しており、前記補綴材は前記主面への固定の際に前記ステム部と前記キール部を避ける前記切れ込み部を有する、請求項１４に記載の脛骨コンポーネント。