JPS58203749A - 膝のための人工滑車膝蓋体 - Google Patents

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】 この発明は、人工滑車膝蓋体に関する．人間の膝の正面
図である第７図において、大腿骨コの下端、脛骨３およ
び腓骨参の上端、ならびに大腿骨コの滑車ｔ，すなわち
１１１１　ｍ　ｉｆｌ状突起７と中央篩状突起ｌとによ
って限られた両凸面状＃ｌ１部に密着した膝薔骨ｊを認
めることができる．この第ｌ図において、力ｐ／および
Ｆ２は膝蓋骨ｊに作用し、合力Ｆ３は膝蓋骨ｊを横方向
外側へ移動させようとする．また、滑車乙の外側横勾配
は、前記膝蓋骨の移動を阻止しようとする働きを持つ． たとえば歩行時の曲げの最初の段階においては、大腿骨
λに対する脛骨３の内方回転により、交叉部が相対的に
巻込まれ、また大腿骨と脛骨の表面が接合される．現実
には、脛骨３は固定体なので、大腿骨はその外方回転に
よって膝の保合を解剖学的に確保するが、これは、膝蓋
骨Ｉに作用する押接力とその回転モーメントから生じる
原蓋骨ｊの横圧力によって精確に達成される． 第ｌ図の２一一線に沿った部分断面図である第λ図は、
大腿骨λの回転軸タに対する膝蓋骨ｊの押接力ｐ＋が及
ぼすトルクを示す。

リューマチまたＦｉ関節症の患者の場合、関節表面、特
に滑車、場合によっては膝蓋骨の表面が埠壊する傾向が
あり、そのために痛みを生じたり、膝の係合機能が不充
分になることがある。

これらの症状はきわめて頻繁に見られ、また、膝蓋骨が
異常なほど横Ｋずれて、形状的に４カ学的にも中央に戻
れなくなることも同じ〈らい頻繁に起こる．これは、膝
蓋骨の慢性的亜脱臼の危険につながる。

第３図は第λ図と同様の部分断面図であるが、この第３
図の場合は膝κ前記症状が起こっている．すなわち、側
部銖状突起７が損壊した結果、膝薔骨ｊが異常な＃３ど
横Ｋずれており、このため、その押接力Ｆ４Ｃの作用方
向がずれて大腿骨λの回転軸へ向かってシリ、その結果
、膝蓋骨ｊの中央復帰トルクがゼロになり、かつ膝の保
合がきわめて悪くなっている。

この発明は、膝関節に正常機能を取り戻させるのみでな
く、膝の保合のための、自然条件とは形状的に異なるが
しがしょク有効な動作条件をつくり出すことにより、前
記の不都合を取り除くことを目的としている。

このため、この発明による人工滑車膝薔体は、王として
、管状円環扇形の滑車体からなり、この滑車体が病変を
生じた妹状突廷間滑車４の代わクＫ固定されて、縦断面
が凸状、横断面が凹状の円環状支持面を膝蓋骨に与え、
前記扇形体が６０°ないしｌタＯ０の円弧Ｋ沿って延び
ておりかつ円環の赤道面に関して非対称形であり、こう
して、その縁部の一方が他方よりも前記赤道面から遠く
離れており、赤道面から遠い方の縁部が滑車の側縁部と
対応し、かつ、赤道面に近い方の縁部が滑車の中央縁部
に対応している． この発明の特別なｌ実施態様によれば、前記滑車体の凸
状縦断面は、約４！−０■の直径を有し、凹状の横断面
は、約！ＯＨの直径を有する。また、滑車体の横幅は約
ＪＯ＝である．滑車体の赤道直径に関する非対称度は、
滑車体の中央縁部のｉ＆径が約４’ｊｍ％側縁部の直径
が約６０箇となる程度のものである． 上記特徴の結果、膝蓋骨は、滑車体との正接円を食える
ことなく、その横軸、垂直軸および前彼軸の周りで回転
することができる． さらに、膝蓋骨の押接力．の方向が横にずれたとき、膝
蓋骨は、その特殊な形状のため、いわゆる脱臼力の作用
により必ず平衡位置まで移動するが、この膝蓋骨の移動
に対抗する滑車体の勾配は、慢性的亜脱臼の闇合とは逆
に、一定の割合で増大して行く． この発明による人工滑車膝蓋体を使用した場合、膝誓骨
は脱臼方向に移動すればするほど安定し、新しい平衡位
置では回転モーメントが増大するので、膝はよりしっか
り係合する． 膝蓋付の関節接合面の損壊は頻繁に起こるが、これが起
こった場合、この発明Ｋよれば、前記滑車体の他に、球
帽状の膝蓋骨補合片または膝蓋片を取９付ける．この部
材の直径は滑車体の横断面直径に対応し、また、膝蓋骨
の関節接合面または支持面の代わりにこの部材を固定す
るための手嫁を設ける。

膝蓋骨の動程は、滑車体の赤道円弧によって決足される
が、一般にこの円弧はタＱ０より大きく、したがって、
膝蓋骨は、脚部のいかなる生理学的な屈曲位置において
も、渭車体と接触した状態に緋持される。

この発明の第ｌの実施態様においては、滑車体の赤道円
弧は約／　０　００であり、滑車体はその上端部に、大
腿骨の前方から後方へ貫入させる２つの固定ビン部を有
し、また、下端部には、大腿骨の下から上べ係合するよ
うにした篩骨のためのネジを通す穴を有する．前記ネジ
は、大腿゛骨のほぼ軸方向に下からねじ込む． 上記のように固定すれば、滑車体が大腿骨から分離する
危険はまったくなくなるが、さらにメタクリレートなど
の外科用接着剤で補強すれば万全である． この発明のもう１つの実施態様によれば、滑車体の赤道
円弧は／　Ｉ　Ｄｏより大きく、シたがってこの円弧の
両泡間の距離は、赤道円板の直径より小さくなる。１た
、滑車体の１＃成材料の弾性を利用して、納震を生じた
滑車部に予め切削形成しておいた相補面に滑車体を保合
保持する． この弟一の央施態様では、メタクリレートなどの外科用
接着剤以外の固定手段は必要ない．膝看骨と球帽状の膝
蓋片とを結合するＫは、任意の方法を用いてよいが、膝
蓋骨と補合片の合わせ面にほぞとほぞ穴を設け、メタク
リレートなどの外科用接着剤奢間にはさんで結合すれば
、簡本でもありまた結合の信頼度もきわめて高い。

以下において、この発明の２つの実施態様を限定しない
例として例示する添付の図面を３照しながら、発明の詳
細な説明を行なう。

第参図ないし第ｒ図に示すように、この発明による人工
滑車膝蓋体は、王として、滑車体／／，すなわち、大腿
骨コの患部である静状突起間滑車乙の中に固定する部材
からなる．この滑車体／１は、滑車乙の内側に固定され
たとき円環状の支持面を膝蓋骨夕に与える管状円環扇形
体によって形成されているが、前記円環状支持面の楓断
面は凸状でかつその横断面は凹状であり、この縦断面は
円環の赤道円板の！Ｌ径と対応する直径を有する．前記
管状円環の赤道円板の直径は、もし可能ならば約４Ｉ０
■であることが望ましく、一方、円環の横断面直径は約
３０一であることが望ましい．また、この滑車体の横幅
は約３０ｍである．さらに、円環セグメントの＠縁部は
赤道面ｌコに関して対称ではなく、＠縁部／／ａの方が
中央縁部／／ｌ）よりも赤道面／Ｊから離れている・側
縁部／／．の直径は約ｔｏ鴫、一方中央縁部の直径は約
ｌｊ■であると好都合である． 滑車体ｌｌの側縁ｉ１ｓ　／　／　ｓは、約ｊ■の下垂
部ｌｌｃによって丸みをつけられており、滑車体はこの
下垂部／／ｃにおいて外側蜂状突起７に支持されている
。

滑車体／／を取り付けるには、病変した滑車４を予め切
削除去し、滑車体ｉｔｙ）表面と相補的形状の表面を形
成しておく． 滑車体ｌｌを弧ｌ３が／　ｒ　００未満の円環厠形体と
して形成する場合、たとえば第参図に示すごとく扇形体
の弧ｌ３が約１００°の場合、滑車体ｌｌは形状的に安
定しないため、それを固定する手段として、一本の固定
ピンｌ≠を上端に設け、また、篩骨用のネジ／ｊを通す
穴ｉｓを下端に設ける．前記固定ビンｌ≠は、大腿骨コ
の骨幹基部Ｋ前方から後方に貫入させ、ネジ／６は大腿
骨２の−１１ｔｉ軸方向に下から上へねじ込む● 当然のことながら、これらの固定手段に加えて、メタク
リレートなどの外科用接着剤を使用すれば、固定は児壁
となり、また、前記下垂部／／ｃもかかる接着剤によっ
て取付けることができる。

たとえば第６図におけるように、滑車体ｉｔの弧が／　
ｔ　００エリ大きい場合、滑車体の上端と下端とを隔て
る距離は直径よりも小さく、シたがって、滑車体の固定
にはピンｌ≠もネジｌ６も必要としない．しかしながら
、第参図におけると同様、固足のためには外科用接着剤
を用いることが望ましい。この場合、滑車体／／（Ｑ素
材の弾性を利用して、病変を生じた滑車ｔを予め切削し
て形成した相補面に滑車体／／をかみ合わせ、また、こ
の相補面と接し丸状態に維持する．滑車体の素材として
適しているのは、金属または弾性カーゼンである。

第ｊ図．第７図および第ｔ図に示すように、この発明に
よる人工清単膝蓋体、特に滑車体１／は、関節部に自然
な形状とは異なる形状を与える。これは、本来は両凸面
状である飾状突起間滑車が、凹状の溝と置き換えられる
からである．前述したごとく、新しい形状の場合、中央
復帰現象による膝僑骨ｊの亜脱臼阻止効果がある．事実
、膝蓋骨！が大きく横にずれて亜脱臼状態となっている
第３図と、膝蓋骨が横に移動してはいるがこの発明によ
る人工滑車膝蓋体を取り付けた膝を示す第ｔ図とを比較
してみると、第３図の場合には中央復帰および保合のた
めのトルクが無いのに対し、第ｌ図の場合は、膝蓋骨ｊ
が横に移動すればするほど中央ｖ１ｌＩｌｌトルクが大
きくなることかはつきシわかる、 第７図におけるように膝蓋骨ｊが通常の位置にあるとき
、中央仮帰トルク社、＃：蓋骨Ｉの押接力Ｆ弘と、大腿
骨２の回転軸タと押接力Ｆダの作用一との距Ｍｄ／との
槓に等しいが、膝蓋骨ｊが第ｌ図のごとく横に移動した
場合、押接力Ｆ４Ａは一定であっても距離ｄ／が増大し
てｄ，２となるため、中央復殉トルクもまた増大するこ
とになる。

特に第７図および第ｌ図から明らかなように、鯉状突起
間滑車乙の病変のため滑車体／Ｉを取り付ける必要があ
る場合には、膝蓋骨ｊの関節面または支持面にも同様の
処置を施さなければならない．したがって、この発明に
よる人工滑車膝蓋体は、必要に応じて、予め削除してお
いた支持面の代わりに膝蓋骨ｊに固足する、帽子に似た
断面形状の《球帽状の》膝蓋骨ｊの補合片ｌ７または膝
蓋片をも含んでいる．この部材の材質は、生体に拒否反
応を起こさせずしかも滑車体／／との摩擦係数の小さい
ものであれば、いかなる材料でもよい。膝蓋片ｌ７に適
した材料は、たとえばポリプロピレンである。補合片ｌ
７を膝蓋骨！の後面に固定するには、いかなる方法を用
いてもよいが、第７図および第ｔ図に示す簡単な実施態
様によれば、膝蓋骨よ、膝蓋片ｌ７のそれぞれの合わせ
面に互に保合するようにした＃丘ぞ／７，とほぞ穴ｈを
設け、これらの間にメタクリレートなどの外科用接着剤
をはさんで嵌め合わせる。

当然のことながら、膝蓋骨ｊの位置にかかわりなく、膝
蓋片ｌ７と滑車体／／との接触が一足の円弧に沿って達
成され、接触面が赤道円板／Ｊに対して垂直となるよう
に、膝蓋片ｌ７の直径は滑車体／ｌの横断面の直径と等
しくならなければならない。この条件が満たされて初め
て、膝蓋骨ｊは、滑車体／／との正接円を変えることな
く、横軸、縦軸および前後軸の周クに回転することがで
き、膝俊骨ｊの回転中心が滑車の赤道面に対して一定に
され、かつ、膝蓋骨は常に滑車体ｌ／の包絡面内に収ま
ることになる。

上記の原理により、この発明による人工滑車膝★体は、
自己心出し型である。

この発明は、制限しない例示として上に説明したこの人
工滑車膝蓋体の単一の実施態様に限られることなく、他
のあらゆる改変態様を含むことは１うまでもない。

【図面の簡単な説明】

弟ｌ図および第一図は正常な膝の機能を示し、第３図は
膝蓋骨が亜脱臼状態となったときの膝の働きを示す． 第参図は、この発明による人工滑車膝蓋体を取り付けた
大腿骨下端部の側面図であり、一部は断面を示す． 第ｔ図は、第参図の大腿骨下端部の正面図である． 第６図は、第参図と同様の図であるが、第参図とは異な
る実施態様を示す． 第７図および第ｌ図は、第参図の４−４＠に沿った断面
図で、膝蓋骨が横にずれたときの膝の働きと、膝蓋骨補
助片の固定方法を示す．λ・・・大脇骨、３・・・脛骨
、参・・・腓骨、ｊ　＋＋・膝蓋骨、６・・・（餘状突
起間）滑車、７・・・＠部味状突起、ｔ．・・中央餘状
突起、タ・・・回転軸、ｌｌ・−・滑車体、／　／　，
　＋＋側縁部、ｌ／ｂ・一中央縁部、ｔｉｃ．一下垂部
、ｌコ・・・赤道面、／参・−・固足ビン、ｉｓ−穴、
ｌ６・・・ネジ、／７・・・膝蓋補合片（膝蓋片）、／
７ａ−・ほぞ、１．・−・ほぞ穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 王として、管状円環扇形の滑車体《ｌｌ》からなり、こ
   の滑車体が病変を生じた餘状突起間滑車（６）の代わり
   に固定されて、縦断面が凸状、横断面が凹状の内環状支
   持面を膝蓋骨（ｊ）Ｋ与え、前記扇形体がｔ　ｏｏない
   しｌタＯ０の円弧に沿って延びておシかつ円環の赤道面
   《ｌ２》に関して非対称形であり、こうして、その縁部
   の一方耘他方よ９も前記赤道面（ｌコ）から遠く離れて
   おり、赤道面から遠い方の縁部（／／．）が滑車《４》
   の側縁部と対応し、かつ赤道面に近い方の縁部＜’　ｉ
   　ｉ　ｂ　）が滑車《６》の中央縁部と対応しているこ
   とを特徴とする膝のための人工滑車膝蓋体．