【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内側隔室及び外側隔室（ｍｅｄｉａｌ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌｃｏｍｐ
ａｒｔｍｅｎｔｓ）を持つ支持構成要素を備えた脛骨トレーを有する種類の交換用人工膝の脛骨要素に関する。

【０００２】

【従来の技術】痛みのある膝関節炎の膝再建術は、世界中で一般的に行われている手術であり、股関節の交換と同様の成功を収めていると報告されている。 しかしながら、膝の手術に関する重大な問題点が残っている。 これらの問題は、関節連結面の摩耗及び損傷、及び安定したバランスのとれた再建術の再現性及び容易性である。

【０００３】近年、「平らな」支持形態を長期に亘って保持することに関する関心が高まっているため、更に形態と一致した拘束された膝交換体（即ち全関節丘：Ｔｏ
ｔａｌ Ｃｏｎｄｙｌａｒ）という元来の考え方に戻っている。 金属製構成要素とプラスチック製構成要素との間の合致を大きくすると、接触面積が大きくなり、これはプラスチック材料に伝達される応力を小さくするものと考えられる。 高い応力レベルは、プラスチック内で微小な亀裂を発生させ、材料を長期に亘って破壊したり摩耗したりする。 従って、プラスチックに作用する応力を減少するのが有利である。 しかしながら、形態との一致性を高めると、可動範囲が、柔らかい組織構造の抜荷重に関する過剰拘束状態及び脛骨固定状態から減少する危険がある。

【０００４】摺動半月形装置（ｓｌｉｄｉｎｇ Ｍｅｎ
ｉｓｃａｌ ｄｅｖｉｃｅ）の出現は、脛骨挿入体をベースプレートに対して移動可能にすることによって、脛骨−大腿骨合致（ｔｉｂｉｏ−ｆｅｍｏｒａｌ ｃｏｎ
ｇｒｕｅｎｃｙ）を高め、通常の関節機能を復旧するものと考えられる。 現在、様々な半月形システムを市場で入手でき、そのうちの幾つかは長期に亘って成功を収めた。 これを以下に例として列挙する。 しかしながら、挿入体のずれや破損といったこの種の装置の問題点もまた報告されている。

【０００５】『パパスＭＪ、ブッシェルＦＦ（『Ｐａｐ
ｐａｓ ＭＪ． Ｂｕｅｃｈｅｌ ＦＦ）』、ニュージャージー・ロウ−コンタクト−ストレス膝交換システム、
１９８６年に発行されたラルシュ成形外科的外傷手術（Ｒｒｃｈ Ｏｒｔｈｏｐ Ｔｒａｕｍａ Ｓｕｒｇ）
の第１０５頁及び第１９７頁乃至２０４頁に記載された、最初の１２３例の生体力学的原理及び考察、グッドフェロウＪＷ，オコナーＪ（Ｇｏｏｄｆｅｌｌｏｗ Ｊ
Ｍ，Ｏ'Ｃｏｎｎｏｒ Ｊ）、オックスフォード膝の臨床的結果、１９８６年、臨床成形外科（Ｃｌｉｎ． Ｏ
ｒｔｈｏｐ． ）の第２０５頁及び第２１頁乃至４２頁。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述の問題点の幾つかを解決することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、交換用人工膝の脛骨要素は、内側隔室及び外側隔室を持つ支持構成要素を備えた脛骨トレー、及びこのトレーと支持構成要素との間で作用する制御手段を含む。 この制御手段は、外側隔室の前後への自由移動をトレーに関する内側隔室の前後への自由移動よりも大きくする。

【０００８】かくして、内側隔室の前後への自由な相対移動がないのがよく、或いは或る程度許容される。

【０００９】トレーと支持構成要素との間で作用する制御手段により、外側隔室は、トレーに関し、内側隔室内に中心を持つ枢軸の周りに自由に回転移動できる。

【００１０】この構成では、制御手段は、枢軸の限定された前後移動を可能にするように作用するように形成されている。

【００１１】内側隔室内に中心を置いて回転させることによって膝の自然の生理学を模倣する。 支持構成要素を関節連結することによって、形態を歩行サイクル内の大腿骨顆と高度に一致させ、脛骨ベースプレートと常に完全に一致させる。 回転の中心が内側隔室内にあるため、
更に大きな荷重が加わった関節丘が脛骨トレーによって常にしっかりと支持され、これによって支持構成要素が傾いたり、ずれたり、又はトレーの縁部と干渉したりすることをなくす。

【００１２】本発明は、非対称な動きに対し、関節の良好な術後安定性を提供し、手術技術及び軟組織に対する感受性を下げ、挿入体のずれ等の損傷が起こる危険をなくすようになっている。

【００１３】好ましい構造では、トレーは左右両膝について規格化されており、支持構成要素は手で操作される。 この構成では、トレーは垂直軸線を中心として実質的に対称にできる。 内側隔室の移動は外側隔室よりも小さく、大きく移動する際の軟質装置の衝突を外側隔室がなくすように内側は外側隔室よりも大きくつくることができる。 便利な構造では、制御手段は、支持構成要素のベースに湾曲した軌道を有し、制御手段は、軌道内に配置されており且つトレー上に支持された案内体を有する。

【００１４】この構造では、案内体は、突出ボスの形態であるのがよい。 案内体は、取り付け要素、例えばステムをトレーの下部分に固定するように作用する固着手段の部分によって提供できる。 案内体は、更に、支持構成要素をトレーに固定するための固着手段を提供し、かくして、好ましい構造では、支持構成要素は、案内体に弾性スナップ嵌めをなして捕捉されている。 好ましくは、
支持構成要素をトレーに固定するための固着手段は、独立して作動でき、解放自在である。 制御手段は、軌道内に、好ましくは案内体の後側に配置された制御衝合体を更に有するのがよい。 この制御衝合体は、脛骨トレーと一体に形成できる。 本発明は、多くの方法で実施できるが、一実施例を例として添付図面を参照して説明する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１及び図２に示すように、交換用人工膝の脛骨要素は、脛骨トレー１を有し、内側隔室３及び外側隔室４を持つ支持構成要素２がこのトレー上に支持されている。 隔室３及び４の上面は、支持面５及び６を提供するように形成されている。 トレー自体は、
左膝及び右膝の両方用の規格化されており、垂直軸線を中心として実質的に対称である。

【００１６】ステムの形態の取り付け要素をトレーの下部分に固定するように作用するファスニング手段が設けられている。 これらのファスニング手段は、ボス形拡径ヘッド８を持つねじ７の形態である。 ボスの下部分は、
トレーに設けられたフランジ９と当接し、テーパ付き開口部１０に進入し、ここで、ねじ山１３をソケット１４
と係合させることによって、協働するテーパを持つスピゴット１２を備えたステム１１を保持する。

【００１７】トレーの下面には、患者の脛骨下顆領域基端及びトレーとステムとの間の全連結構造と係合するようになった賦形係合手段１５（欧州特許第０ ５５２
９５０号（Ｈ．４２）が設けられている。

【００１８】トレー１の上面には中央衝合体１６が設けられている。 以下にこの衝合体の機能を説明する。 ねじ７のボス８は上方に突出しており、上端にはフランジ１
７が設けられている。 所定位置にあるとき、ボス８の上面１８は、衝合体１６の上面１９と水平方向に実質的に整合する。 図１及び図２に最も明瞭に示してあるように、ボス１８と隣接した衝合体１６の側部には凹所２０
が設けられており、ねじ７が所定位置にあるとき、この凹所内にボス１８のフランジ１７が配置される。

【００１９】図３及び図４に示すように、支持構成要素２は、内側隔室３及び外側隔室４を有し、任意の適当な支持材料、例えば、超高分子量ポリエチレンで製作できる。 支持構成要素２の下面２１は、図４に最も明瞭に示す湾曲軌道２２を提供するように形成されている。 この湾曲軌道２２は、凹所２３によって形成されており、この凹所には、内方に突出した周囲固定フランジ２４がその縁部に亘って形成されている。 フランジは凹所２３の前端で深くなっており、ここに参照番号２５が附してある。

【００２０】凹所２３は、フランジ２４の上方で、水平方向に延びる二つの溝を提供するように形成されている。 下溝には参照番号２６が附してあり、上溝２７は、
フランジ２４の深い部分２５の上方にある。 上溝２７の前端部は、溝がこの端部で閉じるように、丸味を付けた部分２８の形態である。 上溝の後端にも丸味を付けた部分２９が設けられている。

【００２１】下溝２６の後端３１は開放しており、支持構成要素２の側壁の外に末広がりになっている。 下後溝２６が上前溝２７と出会う場所は、垂直方向に延びる円形のウェル３２によって拡大してある。 ウェルの直径は、凹所２３の両側の溝のベース間の水平方向距離と等しい。 上溝２７の後端は、壁３３によって閉鎖されている。 溝２６及び２７のベース間の矢印２６ａで示す水平方向距離は、ボス８のフランジ１７の直径よりも僅かに大きく、下後溝２６の垂直方向深さはフランジ１７の垂直方向厚さよりも僅かに大きく、上前溝２７の垂直方向深さもまたフランジ１７の垂直方向厚さよりも僅かに大きい。

【００２２】図５乃至図１０は、支持構成要素２を脛骨トレー１上の所定位置に配置する方法を示す。 図５及び図６に示す位置では、支持構成要素の後側をボス８に向かって押すことによって支持構成要素を挿入する。 この位置では、図６に示すように、支持構成要素の下面２１
はトレーの上面３５の上方に持ち上がっており、そのため、下後溝２６の開放端３１がボス８のフランジ１７上に係合する。

【００２３】図７に示す矢印３６の方向に更に移動させると、支持構成要素２が傾き、ボス８のフランジ１７をウェル３２を通して上方に上前溝２７内に送ることができる。 この傾きは、衝合体１６の上面１９が上溝２８の端部の壁３３と係合し、フランジ１７がウェル３２内を上方に通過するために起こる。 更に後方に移動すると、
図８に示す位置をとる。 この位置では、ボス８のフランジ１７の前側が上溝２７に入っているが、後隅部３７は壁３３の下隅部と係合したままである。

【００２４】支持構成要素を形成する材料（超高分子量ポリエチレン）の弾性により、支持構成要素は、壁３３
の端部が衝合体１６の隅部３７上で図９に示す位置に弾性変形することによって下方にスナップ嵌めできる。 図９に示す位置では、支持構成要素は、その最も前方の位置にある。 このとき、衝合体１６は、上溝２７の後端の湾曲部分２９内に係合しており、壁３３は、これ以上の前方への移動を阻止する。

【００２５】しかしながら、支持構成要素は、図１０に示すように、ボス８が凹所２３の前端と係合するまで後方に移動できる。 上溝２７内で作用するフランジ１７
は、支持構成要素が垂直方向に抜けないようにし、湾曲した軌道２２内に並んで配置された案内衝合体１６及びボス８により、トレー１上でのその水平方向移動が制御される。 かくして、ボス８は案内を行い、そのフランジ１７によって、支持構成要素をトレーに固定するための独立して作動できる手段を提供する。 案内体に弾性的にスナップ嵌めされた支持構成要素は取り外すことができる。 並んだ衝合体１６及びボス８は、トレーと支持構成要素との間で制御手段として役立ち、トレー１に関する内側隔室３の前後への小さな自由移動量よりも大きく外側隔室４を前後に自由に移動できる。

【００２６】図１１は、相対移動を示す。 トレー１上での支持構成要素２の中央位置を実線４０で示す。 トレー１の軸線を破線４１及び４２で示す。 これから、トレー１が中心線４２を中心として対称であるが、支持構成要素２の内側隔室３は外側隔室４よりも大きいということが平面図でわかる。 この中央位置から、破線４３で示す最大後方位置まで支持構成要素を移動させると、脛骨隔室が移動軸線４４を中心として回転するということがわかる。 移動軸線４４の移動の軌跡を線及び十字４５で示す。 外側隔室４について、同様の点の移動の軌跡は、十字及び線４６で示す。 これは、移動範囲がはるかに広いということが明らかである。

【００２７】所望であれば、軌道２２の形状は、内側隔室３の後方への相対移動及び前方への相対移動が実際上ないように構成できる。 上文中に説明し且つ添付図面に示した構造では、トレー１と支持構成要素２との間に作用する制御手段により、外側隔室４をトレー１に関し、
内側隔室上に中心を持つ枢軸４４を中心として回転移動でき、この構成により、この枢軸を前方及び後方に或る程度移動できる。 外側隔室の移動を制御するための他の手段を使用できるということは理解されよう。 例えば、
制御手段は、回転軸線を提供し且つ中心を内側隔室上に有する枢軸の形態であるのがよい。 このような枢軸は、
トレーに対して後方及び前方に或る程度の自由な移動を可能にする。

【００２８】図１２は、ひとたび装着すると支持構成要素２を取り外すことができない変形例の構造を示す。 この構造では、衝合体１６に突出リップ４７が設けられている。 このリップ４７は、壁３３に設けられた協働リップ４８と係合でき、これによって、支持構成要素２が傾いて壁３３が弾性変形し、衝合体１６の隅部３７の上にばね作用で戻ることがないようにすることができる。

【００２９】図１３は、多機能脛骨トレーを使用した構造を示す。 この構造は、上文中に説明し且つ添付図面に示した構造、又は支持構成要素がトレー１に関して所定位置に固定された構造について使用できる。 この構造では、内側保持手段及び外側保持手段が衝合体５０及び５
１の形態で設けられている。 各衝合体は、上方に突出した部分５２及び水平方向に突出したフランジ５３を有する。 固定された構造で使用するための支持構成要素は、
破線で示す切欠きセグメント５５で取り囲まれた外方に突出したフランジ５４を有する。 構造は、支持構成要素を所定位置にスナップ嵌めすると、フランジ５４が弾性変形し、フランジ５３の下に通過し、各セグメント５５
の縁部が支持構成要素を後方及び前方に移動しないように位置決めする。

【００３０】添付図面を参照して本明細書中に説明した種類の半月形摺動構成要素でこのようなトレーを使用しようとする場合には、トレーと支持構成要素との間の各相対移動が損なわれないように、支持構成要素を参照番号５６及び５７が示す線に沿って各側で切欠く。 支持構成要素がトレーに関して移動する上文中に説明した構造では、支持構成要素を手で取扱わなければならないということは理解されよう。 添付図面に示す構造の利点は、
必要なときに装着手順を逆に行うことによって支持構成要素をトレーから取り外し、トレーやステムへの連結部に影響を及ぼすことなく交換できるということである。
更に、この構造は、種々の大きさ及び形状のステムを外科医の必要に応じて使用できる。

【００３１】本発明は、非対称な支持構成要素及び捕捉手段を提供することによって、関節の良好な術後安定性を提供し、手術技術及び軟組織に対する感受性を下げ、
支持構成要素のずれ等の損傷が起こる危険をなくすための機構を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による脛骨要素の部分断面側面図である。

【図２】支持構成要素を取り外した状態の図１に示す構造の分解図である。

【図３】図１に示す支持構成要素の側断面図である。

【図４】図３に示す支持構成要素を下から見た平面図である。

【図５】支持構成要素を脛骨トレー上の所定位置に配置する方法を示す概略図である。

【図６】図５に示す位置にあり、所定位置に押し込まれるときの支持構成要素の部分断面側面図である。

【図７】支持構成要素をアッセンブリの順次装填位置で示す図６と同様の図である。

【図８】支持構成要素をアッセンブリの順次装填位置で示す図６と同様の図である。

【図９】支持構成要素を装填後の前位置で示す図６と同様の図である。

【図１０】支持構成要素を装填後の後位置で示す図９と同様の図である。

【図１１】トレー上での支持構成要素の移動範囲を示す概略平面図である。

【図１２】支持構成要素が取り外し不能の構造を示す図９と同様の図である。

【図１３】組み込むことができる追加の特徴を示す、脛骨トレー上の所定位置にある支持構成要素の概略平面図である。

【符号の説明】

１ 脛骨トレー ２ 支持構成要素 ３ 内側隔室 ４ 外側隔室 ５、６ 支持面 ７ ねじ ８ ボス形拡径ヘッド ９ フランジ １０ テーパした開口部 １１ ステム １２ スピゴット １３ ねじ山 １４ ソケット １５ 賦形係合手段 １６ 中央衝合体 １７ フランジ １８ ボス １９ 上面 ２０ 凹所 ２１ 下面 ２２ 湾曲軌道 ２３ 凹所 ２４ 周囲固定フランジ ２６ 下溝 ２７ 上溝 ２８ 丸味を付けた部分 ２９ 丸味を付けた部分 ３１ 後端 ３２ ウェル ３３ 壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・マイルズ・アシュビー イギリス国ハンプシャー エスオー41 ０ ティーエックス，ライミントン，エヴァー トン，モア・レーン ２，“バジャーズ・ ウッド" (72)発明者 ポール・フランク・ドーレル アイルランド国カウンティ・ライムリッ ク，キャッスルコネル，ウッドパーク, “スリー・ゲイブルズ”（番地なし)