JP4431491B2 - 膝の関節形成のための大腿要素 - Google Patents

Description

本発明は、人工膝関節全置換術に使用するための大腿要素に関する。

通常の膝関節形成治療において、大腿骨は外科用器具を使って切除され、大腿部の切除された部分、いわゆる切除された大腿骨を形成する。通常、金属キャップ状の大腿要素は、切除された大腿骨に取り付けられる。大腿要素は、通常、切除された脛骨に取り付けられた脛骨要素と連結されて関節をなすように設計される。

関節形成治療において、大腿要素は、切開部から挿入されて切除された大腿骨に達する。大腿要素が大型で嵩張れば、大きな切開部が必要となるため、回復に要する期間が長くなり、手術や回復期間に伴う患者の苦痛が増すことになる。

図１及び図２に示すのは、内面１２及び外面１４を有する人工の大腿要素１０の一実施例である。内面１２は、大腿骨の各切断面に対応するように複数の交差するほぼ平坦な面からなる。ペグ１６ａ，１６ｂは、大腿骨に係合するように内面１２から突出する。ペグ１６ａ，１６ｂは、切除された大腿骨に植え込まれて、大腿要素を大腿骨に固定する。外面１４は、脛骨要素と関節をなす。

ペグは、切除された大腿骨に圧着して固定され、また、内面から突出するため、大腿要素が嵩張り寸法も大きくなり、手術に際して切開部を大きくする必要が生じる。
従って、膝関節形成術に使用される大腿要素は、嵩張らないで、手術中に大きな切開部を必要としないものが求められる。また、切除された大腿骨に確実に固定されて、取り付けが容易な大腿要素が求められている。

本発明の目的は、膝関節形成術において、大きな切開部を必要とせず低侵襲的に取り付け可能なコンパクトな大腿要素を提供することにある。また、本発明の更なる目的は、切除された大腿骨に固定されて、取り付けが容易な分離型の大腿要素を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の人工膝関節システムは、大腿骨の先端部において切除された関節面に新しい面を形成するための人工膝関節システムであって、（ｉ）大腿骨の切除された関節面に係合するように構成された内面と、（ｉｉ）対向する連接面とを有する大腿要素と、第１装着部材と、大腿要素が大腿骨の切除された関節面に係合され、第１装着部材が大腿骨を貫通すると、第１装着部材を大腿要素に連結するために大腿要素の内面に形成された手段とを有する。

また、本発明の別の態様によると、大腿骨の先端部において切除されて、内側面と対向する外側面とを有する関節面に新しい面を形成するための人工膝関節システムは、（ｉ）大腿骨の切除された関節面に係合するように構成された内面と、（ｉｉ）対向する連接面とを有する大腿要素と、第１装着部材と、大腿要素が大腿骨の切除された関節面に係合され、第１装着部材が大腿骨を貫通すると、大腿要素の内面は第１装着部材に連結するように構成されている。

本発明の更なる態様によると、大腿骨の先端部において切除された関節面に新しい面を形成するための人工膝関節の大腿要素は、ほぼＵ字形の形状を有し、前端と対向する後端との間にそれぞれ延びる内面と対向する外面とを有する外側顆と、ほぼＵ字形の形状を有し、前端と対向する後端との間にそれぞれ延びる内面と対向する外面とを有する内側顆と、内側顆は外側顆に連結されることと、前端において少なくとも外側顆又は内側顆の内面から突出する第１係合リップと、後端において少なくとも外側顆又は内側顆の内面から突出する第２係合リップとを有する。
本発明の他の態様によると、大腿骨の先端部において外側顆と内側顆を切除して形成された関節面に装着され、脛骨側と連結されて、関節をなす人工膝関節の大腿要素は、前記切除された関節面を覆って該関節面に係合する内面と、該内面から外側に連続して延び、脛骨側と連結される連接面とを有し、かつ、Ｕ字形の横断面を有する本体と、前記本体を大腿骨と係合させるために、該本体の前端から内方へ突出する第１係合リップと、前記本体の内面に形成されるネジ穴とを備え、該ネジ穴に対して、前記大腿骨を貫通して前記大腿要素に延びる装着部材の先端部に形成されたネジ部分が螺合されることを特徴とする。
本発明の別の態様によると、大腿骨の先端部において外側顆と内側顆を切除して形成された関節面に装着され、脛骨側と連結されて、関節をなす人工膝関節の大腿要素は、前記切除された関節面を覆って該関節面に係合する内面と、該内面から外側に連続して延び、脛骨側と連結される連接面とを有し、かつ、Ｕ字形の横断面を有する本体と、前記本体は少なくとも２つの連結された部分からなることと、前記本体の内面に形成されるネジ穴とを備え、該ネジ穴に対して、前記大腿骨を貫通して前記大腿要素に延びる装着部材の先端部に形成されたネジ部分が螺合されることとを特徴とする。

図３乃至図６は、膝関節形成術に使用される人工膝関節システムの実施例を示し、大腿要素は、切開部を通って内側面又は外側面に摺動されて、大腿骨の切除部６０（図５参照）に配置される。ボルトやスクリュー等の装着部材は、大腿骨から挿入されて大腿要素に達する。治療は、低侵襲的であり、図２に示すペグ１６ａ，１６ｂを備えた要素のように大きな切開部を必要としない。ボルトやスクリューや他の装着部材は、圧着だけに頼らずに大腿要素を切除された大腿骨に確実に固定する。図７乃至図８Ａは、膝関節形成術に使用される人工膝関節システム７０，８０の実施例を示し、係合リップ７８ａ，７８ｂ及びグルーブ７９ａ，７９ｂ（図７参照）、或いは係合テーパ面（図８参照）等を使用して係合することにより、大腿要素を切除された大腿骨に保持する。

図９乃至図１４は、膝関節形成術に使用される、結合可能な分離型の大腿要素１０２，１３１，１６１及び１９１を示し、分離した２つの部分は、別々に切開部を通って内側面又は外側面に摺動されてから、連結されて大腿骨の切除部に取り付けられる。任意で、一方の部分が大腿骨の切除部に取り付けられてから、他方を大腿骨の切除部に連結してもよい。両方の部分を最初に取り付けてから、連結させてもよい。ボルトやスクリューといった装着部材は、大腿骨から挿入されて大腿要素に達せられる。任意で、骨セメントを使用して、大腿要素を切除された大腿骨に固定してもよい。

ボルトやスクリュー等の連結部材は、大腿要素の一方を他方に取り付ける。治療は、低侵襲的であり、大腿要素の一方が切開部を通して配置されから、他方が配置されるため、一体型の構成要素のように大きな切開部を必要としない。大腿要素の一部分（例えば、脛骨部等）のみが特定の治療に必要な場合は、大腿要素の個々の部分は、その対応する係合要素を備えずに使用されてもよい。

図１５Ａ乃至図１６Ｂは、膝関節形成術に使用される、接続可能な分離型の大腿要素２１０を示し、分離した２つの部分は、別々に切開部を通って内側面又は外側面に摺動されてから、連結されて大腿骨の切除部に取り付けられる。任意で、一方の部分が大腿骨の切除部に取り付けられてから、他方を大腿骨の切除部に連結してもよい。大腿要素の一部から延びる一体化された突起は、同部分を他方に装着する。治療は、低侵襲的であり、大腿要素の一方が切開部を通って配置されてから他方が配置されるため、一体型の構成要素のように大きな切開部を必要としない。ペグは、大腿要素を大腿骨の切除部に固定するために使用される。

これら大腿要素の各々について、まず、図３、図５及び図６に関して詳細を説明する。図３は、切除された関節面６４（図５参照）に新しい面を形成するための人工膝関節システム２０の背面斜視図である。図５に示すように、大腿骨６０の先端部６２の切除された関節面６４は、内側面６１と対向する外側面６３とを有する。

図３の人工膝関節システム２０は、（ｉ）切除された関節面６４に係合するように構成された内面２６と、対向する連接面２４とを有するＵ字形大腿要素２２と、（ｉｉ）ネジが形成された端を有する長尺状のボルト３６等の第１装着部材と、（ｉｉｉ）大腿要素２２の内面２６に形成されたネジ穴３２とを有する。

ネジ穴３２は、大腿要素２２が大腿骨６０の切除された関節面６４に係合され、第１装着部材３６が切除された関節面６４の内側面又は外側面を貫通すると、第１装着部材３６を大腿要素２２に連結するために、大腿要素２２の内面２６に形成された手段の一例である。大腿要素２２が大腿骨６０の切除された関節面６４に係合されると、ボルト３６が切除された関節面６４の内側面６１又は外側面６３を貫通して、ネジ穴３２内に螺合するように、ネジ穴３２は角度をなす。

大腿要素２２は、ほぼＵ字形の外側顆３０に連結されたほぼＵ字形の内側顆２８を有する。大腿要素２２は、前端３５及び後端３７を有する。内側顆２８は外側顆３０に連結されて、長尺状スロット３９が、外側顆３０と内側顆２８との間に形成される。他の実施例において、本発明の大腿要素は、所望する処置に応じて、ほぼＵ字形の外側顆、又はほぼＵ字形の内側顆だけを備えてもよい。

大腿要素２２の任意のプレート２９は、人工関節の相補面に係合する異なる面を構成するために使用されてもよい。
図３において、人工膝関節システム２０は、（ｉ）任意の第２装着部材３８と、（ｉｉ）大腿要素２２が大腿骨６０の切除された関節面６４に係合され、第２装着部材３８が切除された関節面６４の内側面又は外側面を貫通すると、第２装着部材３８を大腿要素２２に連結するために、大腿要素２２の内面２６に形成された手段（例えば、第２ネジ穴３４）とを有する。

任意で、他の装着部材が、内側面の前面から、必要に応じてネジ穴３２に近接する他のネジ穴に延びてもよい。
本発明の装着部材の例としては、大腿要素２２の内面２６に係合するように大腿骨６０を貫通して可動されるスクリュー、ボルト、ピンや他の留め具がある。１つ以上の装着部材３６，３８は、１つ以上のネジ穴３２，３４にそれぞれ装着されてもよい。一実施例において、装着部材は、図３に示すように、それぞれ、大腿要素の対向する面上にある。上記したように、他の実施例において、装着部材は大腿要素の同じ面に取り付けられてもよい（図４参照）。これらの装着部材は、ネジ穴を有することにより（図３参照）、又は、図４について以下に説明するように、留め具が貫通又は係合するように、内面４２上に材料を配置、収容、係合することにより、内面２６に係合されてもよい。

図４は他の人工膝関節システムを示す背面斜視図であって、同システムは、（ｉ）切除された関節面６４に係合するように構成された内面４２と対向する連接面４３とを有する大腿要素４１と、（ｉｉ）ネジが形成された端を有する長尺状スクリュー５２等の第１装着部材と、（ｉｉｉ）大腿要素４１の内面４２に形成されたポケット４８とを有する。

大腿要素４１は、切除された大腿骨６０を貫通して延びる少なくとも１つの装着部材５２を収容する（係合・収容材４９で満たされた）少なくとも１つのポケット４８を有し、任意の追加ポケット５０及び対応する装着部材５４が破線で示される。係合・収容材で満たされたポケット４８，５０は、装着部材を大腿要素に連結するための大腿要素４１の内面４２に形成された手段の別例である。

ポケット４８，５０は、大腿要素４１の内面４２に形成され、接着剤（例えば、ポリメチルメタアクリレート）や、十分な軟性を備えて装着部材を収容且つ保持できる他の材料等の係合・収容材で満たされる。係合・収容材の他の例として、第１装着部材を収容して、その形状を変形できるデルリン（登録商標Ｄｅｌｒｉｎ）やポリエーテルエーテルケトン等の可曲性のあるポリマーが含まれる。

一実施例において、大腿要素を人工関節に装着するためのボルト又はスクリューを使用することに加えて、骨セメントを使用して、切除された大腿骨への大腿要素の接着性を更に補強してもよい。骨セメントは、大腿要素を取り付ける前、或いは取り付ける間に塗布してもよい。例えば、大腿要素は部分的に装着されてから、シリンジ又は他の搬送チューブを使用して、骨セメントが大腿要素と大腿骨との間に注入されてもよい。加えて、ワイヤメッシュ等の多孔性又は繊維性材料を大腿要素２２の内面２６に装着して、大腿要素２２と切除された大腿骨６０との間の骨の成長を促進させ、大腿要素と切除された大腿骨との間に骨セメントを装着するための面を構成してもよい。

図５は、切除された大腿骨６０に取り付けられた図３の大腿要素の斜視図を示す。大腿要素の任意のプレート２９を相補的に収容する面６６が破線で示される。
図６は、図３及び図５の大腿要素２２の斜視図を示しており、同要素２２は図５の切除された大腿骨６０に取り付けられ、同大腿骨６０を貫通して大腿要素２２に延びる装着部材３６（主に破線で示される）を有し、大腿要素２２を大腿骨６０に固定する。この装着部材は、大腿要素２２を大腿骨６０の方へしっかりと引き寄せて固定する。

図５及び図６は、外科的治療の一部として大腿骨に新しい面を形成するための方法も示しており、同方法は、（ｉ）大腿骨６０の先端部６２において連接面６４を切除し、内側面６１と外側面６３との間に延びる切除された関節面６４を形成する工程と、（ｉｉ）内面２６を有する大腿要素２２を切除された関節面６４の少なくとも一部に取り付ける工程と、（ｉｉｉ）第１装着部材３６を切除された関節面６４の外側面又は内側面に貫通させる工程と、（ｉｖ）第１装着部材３６を大腿要素２２に連結して、第１装着部材３６が大腿要素２２を切除された関節面６４に固定する工程とからなる。

一実施例において、連接面を切除する工程は、大腿骨の先端部において内側顆と外側顆を切除する工程からなる。図５において、大腿骨６０の内側顆と外側顆が切除されている。上記したように、大腿要素２２は、ほぼＵ字形の内側顆に連結されたほぼＵ字形の外側顆を有する。

他の実施例において、連接面６４を切除する工程は、大腿骨６０の先端部６２において内側顆又は外側顆の一方のみを切除する工程からなり、他方の側顆は切除されない。この実施例において、大腿要素を切除された関節面６４の少なくとも一部に取り付ける工程は、外側顆又は内側顆のどちらか一方だけの単顆の大腿要素からなる。

一実施例において、第１装着部材３６を切除された関節面６４の外側面又は内側面を貫通させる工程は、（ｉ）大腿骨に孔を形成する工程と、（ｉｉ）同孔から第１装着部材３６を進める工程とからなる。孔は、図３及び図６に示すように、傾斜角度αをつけて大腿骨に形成されてもよい。孔は、大腿骨に近接する皮膚を切開して形成されてもよく、チューブ状の位置決めガイドを適切に配向させ、同ガイドを通してドリルを使って形成されてもよい。任意で、第１装着部材は、初めから孔を形成しないで、（例えば、第１装着部材を配向させるために使用されるチューブ状の位置決めガイドを貫通して進めることにより）傾斜角度αをつけて大腿骨を貫通して進められてもよい。一実施例において、角度αは、約１５度乃至約４５度の範囲内であり、例えば約３０度であってもよいが、大腿要素を大腿骨に装着できる他の異なる角度であってもよい。

大腿骨に新しい面を形成する方法は、（ｉ）第２装着部材３８（図３参照）を切除された関節面の外側面又は内側面に貫通させる工程と、（ｉｉ）第２装着部材３８を大腿要素２２に連結して、同装着部材３８が大腿要素２２を切除された関節面に固定する工程とを更に有する。

上記したように、図７乃至図８Ａは、大腿要素７０，８０の実施例を示しており、大腿要素と切除された大腿骨とが係合することにより、大腿要素が切除された大腿骨に保持される。人工の大腿要素は、他の異なる形状を有してもよい。

図７は大腿要素７０の側断面図であって、同要素は、内面７３、外面７５，前端７７ａ及び後端７７ｂを有するＵ字形本体７１と、同本体の内面７３から延びる内方に突出する前方リップ７８ａ及び後方リップ７８ｂとを有する。図示されるように、前方リップ７８ａ及び後方リップ７８ｂは、切除された大腿骨７４に設けられた対応するグルーブ７９ａ，７９ｂにそれぞれ取り付けられて、大腿要素７０を大腿骨７４の切除された部分７２に固定する。一実施例において、本体７１は、図３、図５及び図６に示された大腿要素２２と同一又はほぼ同一の形状を有しているが、その前端７７ａ及び後端７７ｂの内面７３から内方に突出する前方リップ７８ａ及び後方リップ７８ｂを有する。グルーブ７９ａは、大腿骨の前面７２ａにおいて形成され、グルーブ７９ｂは、大腿骨の後面７２ｂにおいて形成される。

前方リップ７８ａ及び後方リップ７８ｂは、１つ以上の側顆から内方に突出してもよい。例えば、一方の後方リップ７８ｂは、内側顆から延びてもよく、別の後方リップ７８ｂは、後側顆から延びてもよい。必要に応じて、後方リップ７８ｂは、後側顆及び内側顆から延びてもよい。図７は、後側顆及び／又は内側顆の内面から延びる後方リップ７８ｂを示す。

同様に、前方リップ７８ａは、外側顆又は内側顆の前端７７ａの内面７３から延びてもよく、或いは、内側顆及び外側顆の両前端の内面から延びる単一のリップであってもよい。

従って、一実施例において、大腿要素７０は、（ｉ）ほぼＵ字形であって、前端７７ａと対向する後端７７ｂとの間にそれぞれ延びる内面７３と対向する外面７５とを有する外側顆（例えば、図３の顆部３０に類似する）と、（ｉｉ）ほぼＵ字形であって、前端７７ａと対向する後端７７ｂとの間にそれぞれ延びる内面７３と対向する外面７５とを有する内側顆（例えば、図３の顆部２８に類似する）とを備え、内側顆は外側顆に連結されて、長尺状スロットが両側顆の間に形成される。

第１係合リップ７８ａは、前端７７ａにおいて少なくとも外側顆又は内側顆の内面７３から突出し、第２係合リップ７８ｂは、後端７７ｂにおいて少なくとも外側顆又は内側顆の内面から突出する。

係合リップ７８ａ，７８ｂ及びグルーブ７９ａ，７９ｂは、大腿要素７０と切除された大腿骨７４とが係合することにより、大腿要素７０が切除された大腿骨７４に保持される。他の実施例において、単一の係合リップが、Ｕ字形本体から切除された大腿骨の単一のグルーブへ延びて、このような係合状態を生じさせる。

従って、大腿要素７０は、外側面と内側面との間に延びて、内面７３と対向する連接面７５とを有する本体７１と、ほぼＵ字形の横断面を有する内面７３とを有し、少なくとも１つ、好適には第１及び第２リップ７８ａ，７８ｂが、本体７１の内面７３の前端又は後端から内方に突出する。

切断部は、リップ７８ａ，７８ｂをそれぞれ収容するように形成された係合グルーブ７９ａ，７９ｂに対して、内面７３を補完するように切除された大腿骨面７２に形成される。この構成において、大腿要素７０は、大腿骨７４へ側面に沿って摺動され、リップ７８ａ，７８ｂは、大腿骨の対応するグルーブ７９ａ，７９ｂ内に収容され、大腿要素７０を大腿骨７４に固定する。

大腿骨に新しい面を形成するための他の方法は、（ｉ）大腿骨７４の先端部において連接面を切除して、それぞれ外側面と内側面との間に延びる前面７２ａと後面７２ｂとを有する切除された関節面７２を形成する工程と、前面７２ａ及び後面７２ｂの少なくとも一方は、グルーブ７９ａ，７９ｂを有しており、（ｉｉ）大腿要素７０を切除された関節面７２へ摺動させる工程と、大腿要素７０のリップ７８ａ，７８ｂはグルーブ７９ａ，７９ｂと係合し、大腿要素７０は内側面から外側面へ、或いは外側面から内側面へ摺動することとからなる。

図７に示されるように、連接面を切除する工程は、切除された関節面７２の対向する第１及び第２グルーブ７９ａ，７９ｂを形成する工程を有することが望ましく、大腿要素７０の第１及び第２リップ７８ａ，７８ｂは、摺動されて第１及び第２グルーブ７９ａ，７９ｂに達し、第１及び第２リップ７８ａ，７８ｂは、内側面から外側面へ、或いは外側面から内側面へ摺動される。

図８は、大腿要素８０と切除された大腿骨９０との間のテーパ状態を示し、大腿要素８０と切除された大腿骨９０とが係合することにより、大腿要素８０が切除された大腿骨９０のテーパされた切除面８８に保持される。

図８は、外面８２とテーパされた内面８４とを有する大腿要素８０の斜視図であって、内面８４は、矢印８９の方向に向かって、テーパされた切除面８８を有する切除された大腿骨９０に取り付けられて、大腿要素８０を切除された大腿骨９０に固定する。

より詳細には、大腿要素８０は、それぞれ外側面８１と内側面８３との間に延びる内面８４と対向する連接面８２とを備えた本体を有する。内面８４は、内方にテーパするほぼＵ字形の横断面を有する。大腿要素８０は、内側面から外側面へテーパされ、或いは、外側面から内側面へテーパされる。

図８の実施例において、Ｕ字形の大腿要素８０は、そのＵ字形の空洞により、内側から外側へ寸法が減少するように形成される。（他の実施例において、大腿要素は、外側から内側へ寸法が減少し、内面８４は係合面を有するように形成される。）大腿骨９０は係合面を有するように切除され、矢印８９の方向へ大腿要素８０が外側から内側へ向かって摺動されて大腿骨９０に達すると、大腿要素８０が大腿骨９０を挟み込み、同要素８０が大腿骨９０を保持する。

図８に示されるように、大腿骨９０に新しい面を形成するための方法は、（ｉ）大腿骨９０の先端部において連接面を切除して、それぞれ外側面９６と内側面９８との間に延びる前面９２と後面９４とを有する切除された関節面８８を形成する工程と、前面９２及び後面９４の少なくとも一方は、他方に対して傾斜しており、前面９２及び後面９４は外側面９６又は内側面９８に向かって合流することと、（ｉｉ）大腿要素８０を切除された関節面８８へ摺動させる工程と、大腿要素８０は、内側面から外側面へ、或いは外側面から内側面へ摺動することとからなる。

図８Ａは、他の大腿要素８０ａの断面図を示し、同要素は、連接面８２ａと面取りされていない湾曲した内面８４ａとを有し、大腿骨の切除された関節面８６ａに取り付けられる。前方リップ８８ａ，後方リップ８８ｂは、大腿骨の切除された関節面８６ａにおいて対応するグルーブ８９ａ，８９ｂと係合する。図７及び図８Ａは、内方に突出するリップ８８ａ，８８ｂを有する大腿要素が、様々に異なる内面を有することを示す。図８Ａの大腿要素の内面８４ａは、図７のようにテーパされてもよく、既に述べたように、補完的にテーパされ切除された大腿骨と係合する。

本発明の他の特徴として、図９乃至図１４は、膝関節形成術に使用される、接続可能な分離型の大腿要素１０２，１３１，１６１及び１９１を示し、分離した２つの部分は別々に、切開部を通って内側面又は外側面に摺動されてから、連結されて大腿骨の切除部に取り付けられる。任意で、一方の部分が大腿骨の切除部に取り付けられてから、他方をそこに連結してもよい。ボルトやスクリューといった装着部材は、大腿骨から挿入されて大腿要素に達する。ボルトやスクリュー等の連結部材は、大腿要素の一部を他の部分に装着する。治療は、低侵襲的であり、大腿要素の一方が切開部を通って配置されから他方が配置されるため、一体型の要素のように大きな切開部を必要としない。

図９は、分離型の大腿要素１０２の斜視図であり、外側から内側へ分割されている。図１０は、組み立てられた状態を示す大腿要素１０２の斜視図である。大腿要素１０２は、「最終用途」用に構成されており、新しい面を形成する間に、脛骨及び／又は人工の脛骨要素に連接するように、切除された関節面に永続的に取り付けられ、少なくとも膝の一部を取り替えるための治療を経験した患者が、実際に日常で使用できるように設計される。

図９は、大腿骨の先端部において切除された関節面に新しい面を形成するための人工膝関節システム１００を示し、同システムは、（Ａ）切除された関節面と係合するように構成された内面１０５と、（Ｂ）対向する連接面１０７とを備えた大腿要素１０２を有する。

大腿要素は、（ｉ）第１部分、即ち、連接面の第１区分からなる膝蓋顆１０３と、（ｉｉ）第２部分、即ち、連接面の第２区分からなる脛骨顆１０４であって、第２部分１０４は第１部分１０３と選択的に係合可能であることと、（ｉｉｉ）第１部分１０３を第２部分１０４に選択的に連結するために構成されたボルト１０６，１０８とを有する。ボルト１０６，１０８は、第１部分を第２部分に選択的に連結するための手段の一例である。ボルト１２４は、大腿要素１０２を大腿骨に固定する。他の異なる方法が、大腿要素１０３を大腿骨に固定するために使用されてもよく、例えば、骨セメントや、切除された大腿骨に圧着されたペグ等を使用してもよい。一実施例において、膝蓋顆１０３の少なくとも一部は、切除された大腿骨の前部分に対応し、脛骨顆１０４の少なくとも一部は、切除された大腿骨の後部分に対応する。

図１０に示されるように、ボルト１０６，１０８は、部分１０３，１０４を連結するために、配向ライン１１８ａ，１１８ｂに沿って、開口部１１０ａ，１１０ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１６ａ，１１６ｂをそれぞれ貫通して延び、連結された膝蓋顆１０３及び脛骨顆１０４は、全体として大腿要素１０２を形成する。

Ｕ字形大腿要素１０２は、ジョイント１１９に沿って分割されて、前部分１１５及び後部分１１７を有する。少なくとも１つの、好適には、開口部１１０ａ，１１０ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１４ａ，１１４ｂ，１１６ａ，１１６ｂにより構成される第１及び第２通路が、前部分１１５及び後部分１１７から側面に沿って延びて、これらの部分１１５，１１７が配置されると、ネジ山が形成されたボルト１０６，１０８は、側方から通路へ螺合されて係合部分を固定する。

新しい面を形成する処置において、第１及び第２部分１０３，１０４は、別々に切開部を通り内側面又は外側面に摺動されてから、連結されて大腿部の切除面に取り付けられる。任意で、部分１０３又は１０４が大腿部の切除面に取り付けられてから、係合部分が連結されて大腿部の切除面に取り付けられてもよい。

大腿要素１０２を使用して大腿骨に新しい面を形成する方法は、（ｉ）大腿骨の先端部において連接面を切除して、切除された関節面を形成する工程と、（ｉｉ）大腿要素の第１部分１０３を切除された関節面上又は切除された関節面近傍に配置する工程と、第１部分１０３は大腿要素の連接面の第１区分を有することと、（ｉｉｉ）大腿要素の第２部分１０４を切除された関節面上又は切除された関節面近傍に配置する工程と、第２部分１０４は大腿要素の連接面の第２区分を有することと、（ｉｖ）大腿要素の第１部分１０３を第２部分１０４に固定する工程と、（ｖ）大腿要素１０２を、例えば、ボルト１２４、スクリュー、ピンや他の装着手段を使用して、切除された関節面に装着する工程とからなる。

図１１は、係合歯１３６，１３８を有し、外側から内側へ分割されたほぼ類似する大腿要素１３１からなるシステム１３０の斜視図を示す。大腿要素１３１は、（ｉ）第１部分、即ち、連接面の第１区分からなる膝蓋顆１３２と、（ｉｉ）第２部分、即ち、連接面の第２区分からなる脛骨顆１３４と、第２部分１３４は第１部分１３２と選択的に係合可能であることと、（ｉｉｉ）開口部１４６，１４８及び他の図示されない開口部をそれぞれ貫通することにより、第１部分１３２を第２部分１３４に選択的に連結するために構成されたボルト１４２，１４４とを有する。ボルト１４２，１４４は、第１部分を第２部分に選択的に連結するための手段の一例である。ボルト１５０は、大腿要素１３１を大腿骨に固定するための手段の一例である。

図１０の滑らかなジョイント１１９に代えて、大腿要素１３１は、相補的な係合歯１３６，１３８を有するジョイント１４０を備えてもよい。
他の実施例において、図１２及び図１３について述べたように、第１部分は、ほぼＵ字形の後側顆１６２を有し、第２部分は、ほぼＵ字形の前側顆１６４を有する。

図１２は、前方から後方へ分割されたシステム１６０の大腿要素１６１の斜視図を示し、図１３は、組み立てられた状態の図１２の大腿要素１６１の斜視図を示す。
大腿要素１６１は、（ｉ）ほぼＵ字形であって、前端１６５と対向する後端１６７との間にそれぞれ延びる外側面１６３と対向する内側面１６６とを有する外側顆１６２と、（ｉｉ）ほぼＵ字形であって、前端１７１と対向する後端１７３との間にそれぞれ延びる外側面１６８と対向する内側面１６９とを有する内側顆１６４とを備える。内側顆１６４の外側面１６８は、外側顆１６２の内側面１６６と係合するように構成されて、スロット１７９が後端において内側顆と外側顆との間に形成される。

ボルト１７０，１７２は、内側顆と外側顆が係合されると、内側顆を外側顆に連結するための手段の一例である。ボルト１７８は、大腿要素１６１を大腿骨に固定する。他の異なる方法が、大腿要素を大腿骨に固定するために使用されてもよく、例えば、骨セメントや、切除された大腿骨内に圧着されたペグ等を使用してもよい。

大腿要素１６１は、中央において線形ジョイント１８０に沿って前方から後方へ分割されて、同要素は前部と後部とからなる。少なくとも１つの、好適には、開口部１７４ａ，１７４ｂ，１７６ａ，１７６ｂにより構成される第１及び第２通路が、前部及び後部を横方向に貫通して延び、これら前部及び後部が整合されると、ボルト１７０，１７２は側方からそれぞれの通路に螺合されて前部及び後部を共に固定する。

図１４は、前方から後方へ分割され、係合歯を有する大腿要素を示す斜視図である。図１４は、係合歯２０２，２０４を有し、前方から後方へ分割された類似の大腿要素１９１からなるシステム１９０を示す。大腿要素１９１は、（ｉ）第１部分、即ち、連接面の第１区分からなる膝蓋顆１９２と、（ｉｉ）第２部分、即ち、連接面の第２区分からなる脛骨顆１９４と、第２部分１３４は第１部分１３２と選択的に係合可能であることと、（ｉｉｉ）第１部分を第２部分に選択的に連結するために構成されたボルト１９６，１９８とを有する。ボルト１９６，１９８は、第１部分を第２部分に選択的に連結するための手段の一例である。ボルト２０６又は他の装着方法を使用して、大腿要素１９１を大腿骨に固定してもよい。

図１４に示されるように、線形ジョイントと異なり、大腿要素１９１は、各部分に形成された係合歯を備えたジョイントを有してもよい。
図１５Ａ乃至図１６Ｂは、本発明の他の分離型の大腿要素の分解図及び組立図を示しており、同要素は突起を使用して各部分を連結する。２つの部分は、別々に切開部を通って内側面又は外側面に摺動されてから、連結され大腿骨の切除部に取り付けられる。任意で、一方が大腿部の切除面に取り付けられてから、他方がそこに連結されて大腿部の切除面に取り付けられてもよい。

図１５Ａ乃至図１６Ｂは、大腿骨の先端部において切除された関節面に新しい面を形成するための人工膝関節システム２１０を示し、同システムは、（ｉ）切除された関節面と係合するように構成された内面２１５と、（ｉｉ）対向する連接面２１７とを有する大腿要素２１１からなる。

大腿要素２１１は、（ｉ）第１部分、即ち、連接面の第１区分からなる膝蓋顆２１４と、（ｉｉ）第２部分、即ち、連接面の第２区分からなる脛骨顆２１２と、第２部分２１２は第１部分２１４と選択的に係合可能であることとからなる。脛骨顆２１２から延びる突起２２４，２２６，２２８，２３０は、第１部分２１４内に収容されるように構成され、第１部分と第２部分を係合させる。ペグ２２０，２２２は、大腿要素２１１を大腿骨に固定するための手段の別例である。

人工膝関節システム２１０は、突起２２４，２２６，２２８，２３０が第１部分２１４に取り付けられると、第１部分２１４を第２部分２１２に連結するように構成されたボルト２４０，２４０ａ、即ちスクリューを更に有する。一実施例において、切開部は膝の片面のみに形成される。従って、ボルト２４０，２４０ａの一方のみが使用されて、第１部分２１４を第２部分２１２に連結する。

突起２２４，２２６，２２８，２３０がそれぞれ、開口部２３２，２３８，２３９（４番目の開口部は図示せず）を貫通して延び、ボルト２４０が開口部２４２を通って穿孔された開口部２４４に達して、結合された顆部２１４，２１２が、図１５Ａ及び図１６Ａに示される大腿要素２１１を形成する。突起２２４，２２６，２２８，２３０と少なくとも１つのボルト２４０を使用することにより、第１部分２１４と第２部分２１２とを強固に連結する。ボルト２４０ａは、開口部２４２ａを貫通して第２部分２１４の穿孔された開口部に達する。

上記したように、本発明の大腿要素は、切開部を通って内側面又は外側面に摺動される。加えて、本発明の大腿要素は（一体型又は分離型のいずれであっても）、切開部を通って内側面と外側面との間に摺動されてもよい。これらの大腿要素は、脛部及び／又は人工脛部要素を連結するように設計されてもよい。

当然のことながら、上記したような様々な形態、構成及び方法は組み合わされて、他の異なる形態、構成及び方法が形成されよう。
本発明の装置及び方法に関しては、２００３年５月２３日付けの米国特許出願第１０／４４４９２７号明細書（発明者：ダニエル エフ．ジャスティン及びイー．マーロウ ゴーブル（Daniel F. Justin andE. Marlowe Goble ）、発明の名称：「膝の関節形成のためのモジュール式大腿要素」"Modular Femoral Components for Knee Arthroplasty"）において更に開示されており、その開示された内容は、本願においても開示されたものとする。

本発明は、その内容又は本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態において実施することは可能である。記載された実施例は、例示的なものであって、それらの限定されるものではなく、全ての観点おいて考慮されるべきである。従って、本発明の範囲は、上述した記載よりもむしろ添付の請求項により示される。請求項の均等物の意味及び範囲内における全ての変更は、本発明の範囲に包含されるべきものである。

従来型の大腿要素を示す正面斜視図。 図１の従来型の大腿要素を示す背面斜視図。 本発明の大腿要素を示す背面斜視図であって、その内面に形成された少なくとも１つのネジ穴が、切除された大腿骨を貫通して延びる装着部材を収容するように構成され、任意の第２ネジ穴及び装着部材が破線で示され、装着部材は内側面及び／又は外側面を貫通して延びる。 本発明の他の大腿要素を示す背面斜視図であって、切除された大腿骨を貫通して延びる少なくとも１つの装着部材を収容且つ係合する収容・係合材で満たされた少なくとも１つの係合・収容ポケットを備え、任意の収容面及び装着部材が破線で示される。 切除された大腿骨に取り付けられた図３の大腿要素の斜視図であって、大腿要素の任意のプレート２９の収容面６６が破線で示される。 図３及び図５の大腿要素の斜視図であって、大腿要素は、図５の切除された大腿骨に取り付けられ、切除された大腿骨を貫通して大腿要素に延びる装着部材を有することにより大腿骨に固定される。 他の大腿要素を示す側断面図であって、内方に突出するリップが切除された大腿骨に形成された対応するグルーブ内に取り付けられて、大腿要素を切除された大腿骨に固定する。 切除された大腿骨に取り付けられたテーパ状の内面を有する大腿要素の斜視図であって、テーパ状の係合面を有して、切除された大腿骨に固定される。 面取りのされていない湾曲した面を有する他の大腿要素の断面図であって、切除された大腿骨に取り付けられた状態を示し、且つ内方に突出するリップを有する大腿要素が異なる内面を備えてもよいことを示す。 外側から内側に分割された分離型の大腿要素の異なる実施例を示す斜視図。 組み立てられた状態の図９の大腿要素を示す斜視図。 係合歯を有し外側から内側に分割された分離型の大腿要素を示す斜視図。 前方から後方に分割された分離型の大腿要素を示す斜視図。 組み立てられた状態の図１２の大腿要素を示す斜視図。 係合歯を有し前方から後方に分割された大腿要素を示す斜視図。 本発明の他の分離型の大腿要素を示す背面分解図。 組み立てた状態の図１５Ａの大腿要素を示す背面斜視図。 図１５Ａの大腿要素を示す正面分解図。 組み立てた状態の図１５Ａの大腿要素を示す正面斜視図。

Claims (7)

1. 大腿骨の先端部において外側顆と内側顆を切除して形成された関節面に装着され、脛骨側と連結されて、関節をなす人工膝関節の大腿要素であって、
   前記切除された関節面を覆って該関節面に係合する内面と、該内面から外側に連続して延び、脛骨側と連結される連接面とを有し、かつ、Ｕ字形の横断面を有する本体と、
   前記本体を大腿骨と係合させるために、該本体の前端から内方へ突出する第１係合リップと、
   前記本体の内面に形成されるネジ穴とを備え、該ネジ穴に対して、前記大腿骨を貫通して前記大腿要素に延びる装着部材の先端部に形成されたネジ部分が螺合されることを特徴とする大腿要素。
2. 前記本体を大腿骨と係合させるために、該本体の後端から内方へ突出する第２係合リップを更に備える請求項１に記載の大腿要素。
3. 前記本体は後端近傍において、スロットを挟んで外側顆及び内側顆を有する請求項1又は２に記載の大腿要素。
4. 前記本体は少なくとも２つの連結された部分からなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の大腿要素。
5. 大腿骨の先端部において外側顆と内側顆を切除して形成された関節面に装着され、脛骨側と連結されて、関節をなす人工膝関節の大腿要素であって、
   前記切除された関節面を覆って該関節面に係合する内面と、該内面から外側に連続して延び、脛骨側と連結される連接面とを有し、かつ、Ｕ字形の横断面を有する本体と、前記本体は少なくとも２つの連結された部分からなることと、
   前記本体の内面に形成されるネジ穴とを備え、該ネジ穴に対して、前記大腿骨を貫通して前記大腿要素に延びる装着部材の先端部に形成されたネジ部分が螺合されることとを特徴とする大腿要素。
6. 前記本体の前端及び後端は互いに向かって内方へ突出する請求項５に記載の大腿要素。
7. 前記本体は後端近傍において、スロットを挟んで外側顆及び内側顆を有する請求項５又は６に記載の大腿要素。

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