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(In Japanese)靭帯再建型人工膝関節 UPDATE_EN

Patent code P170014535
File No. (S2014-1153-N0)
Posted date Aug 24, 2017
Application number P2016-556226
Patent number P6632076
Date of filing Oct 31, 2015
Date of registration Dec 20, 2019
International application number JP2015080867
International publication number WO2016068340
Date of international filing Oct 31, 2015
Date of international publication May 6, 2016
Priority data
  • P2014-223468 (Oct 31, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)三浦 裕正
  • (In Japanese)日野 和典
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人愛媛大学
Title (In Japanese)靭帯再建型人工膝関節 UPDATE_EN
Abstract (In Japanese)人工膝関節全置換術において使用される人工膝関節(1)であって、大腿骨遠位端(DT)に取り付けられる大腿骨部材(10)と、脛骨近位端(PE)に取り付けられる脛骨部材(20)と、脛骨部材(20)と大腿骨部材(10)を連結する人工靭帯(30)と、を備えており、人工靭帯(30)は、一端は、大腿骨部材(10)の外側顆内側において、人工膝関節(1)に置換する前の膝における前十字靭帯(ACL)が存在していた位置に連結されており、他端は、脛骨部材(20)の上側において、人工膝関節(1)に置換する前の膝における前十字靭帯(ACL)が存在していた位置に連結されている。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

膝関節は、大腿骨、脛骨、膝蓋骨によって形成されている関節である。膝関節では、大腿骨の遠位端と脛骨の近位端の間に、膝軟骨や半月板があり、これらがクッションの役目を果たすことによって、膝関節はスムースに稼働することができる。

しかし、肥満や加齢などによって膝軟骨や半月板がすり減る等すれば、大腿骨の遠位端と脛骨の近位端との間のクッション性が失われるだけでなく、膝関節の変形が生じる可能性がある。また、関節リウマチになったり膝にけがをしたりした場合にも、膝関節が変形するということが生じる。かかる膝関節の変形(変形性膝関節症)となった場合には、膝関節はスムースに稼働することができなくなり、患者は歩行などの際にひどい苦痛を感じ、また、歩行が困難になる場合もある。

このような変形性膝関節症の治療法として、人工膝関節全置換術が採用されている。この人工膝関節全置換術は、大腿骨の遠位端および脛骨の近位端を切除して、切除した部分を人工膝関節に置換する技術である。現状でも多数の患者が人工膝関節全置換術を受けており、痛みを除去でき、また、通常の歩行が可能になるなどの効果があり、患者の満足度は高いものとなっている。そして、人工膝関節全置換術に使用する人工膝関節も多数開発されている(特許文献1、2参照)。

ところで、膝関節では、膝関節の稼働や姿勢を安定させるために、大腿骨と脛骨とが靭帯によって連結されている。しかし、上述した人工膝関節全置換術を行う場合には、大腿骨の遠位端や脛骨の近位端を切除するため、その部位に連結されている靭帯、つまり、前十字靭帯や後十字靭帯が切除される場合がある。現状では、両十字靭帯を切除して、人工膝関節に靭帯機能を代用させる方法(特許文献1参照)と、前十字靭帯は切除するが後十字靭帯は温存する方法(特許文献2参照)があり、関節の損傷状況や靭帯の損傷状況に合わせて採用する方法が選択されている。

しかるに、いずれの方法でも前十字靭帯は除去されることになる。人工膝関節に前十字靭帯の機能を代用させることはできるものの、本来の前十字靭帯の機能には程遠い。このため、人工膝関節とした患者は、通常の歩行にはそれほど不自由は感じないものの、階段昇降などの運動には不自由を感じている。

また、スポーツによるけがなどで人工膝関節となった患者の場合、人工膝関節となってからでもスポーツをしたいという要求は強い。しかし、上述したような方法では、かかる要求には到底答えることができない。

かかる要求に応えるために、前十字靭帯を温存する形態を有する人工膝関節も開発されている(特許文献3)。しかし、変形性膝関節症では前十字靭帯が損傷している場合が多く、また関節変形に伴い靭帯長が変化している場合もあり、特許文献3の技術では、前十字靭帯を温存しても、前十字靭帯として十分な機能を発揮させることが難しい。また、前十字靭帯の損傷に起因して生じる変形性関節症において、前十字靭帯を温存してもその機能を発揮させることは期待できない。

特許文献4には、脛骨部材とインサートにモバイル機構(脛骨部材上を自由度をもってインサートが動く機構)を有する人工膝関節において、インサートの脱転を防ぐ機構として大腿骨部材と脛骨部材を人工素材によって連結する技術が開発されている。この特許文献4の技術では、人工素材の脛骨側部材の端部を、バネ等の弾性部材を介して脛骨側部材に対して連結しており、かかる構造とすることによって、連結構造にクッション性を備える旨が開示されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、靭帯再建型人工膝関節に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
人工膝関節全置換術において使用される人工膝関節であって、
大腿骨遠位端に取り付けられる大腿骨部材と、脛骨近位端に取り付けられる脛骨部材と、該脛骨部材と前記大腿骨部材とを連結する輪状の人工靭帯と、該人工靭帯が連結されている連結部材と、を備えており、
前記大腿骨部材は、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に、大腿骨の外側顆の内側に配置される壁状の外側顆内壁を有しており、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に前記外側顆内壁における人工膝関節に置換する前の膝の前十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には、該外側顆内壁を前記人工靭帯が貫通するように該人工靭帯の一端が引っ掛けられる係合部が形成されており、
前記脛骨部材の上側において、人工膝関節に置換する前の膝における前十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には前記連結部材が挿入され固定される固定孔が設けられており、前記人工靭帯は、全体が輪状になっており、
前記連結部材は、
一端面に一対の貫通孔が形成されており、該一対の貫通孔に前記人工靭帯が挿通された状態で該人工靭帯が引っ掛けられており、
前記係合部は、
前記人工靭帯が引っ掛けられる一対の係合孔を有しており、
該一対の係合孔は、
前記人工靭帯を引っ掛け、かつ、前記脛骨部材の固定孔に前記連結部材を取り付けたときに、前記人工靭帯に捩じれが発生するように設けられている
ことを特徴とする靭帯再建型人工膝関節。

【請求項2】
 
前記係合部は、
その周囲に前記外側顆内壁を貫通しその先端が膝の前方を向くように略V字状の溝が形成されており、
その基端部には、前記溝と連続する前記一対の係合孔が形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項3】
 
人工膝関節全置換術において使用される人工膝関節であって、
大腿骨遠位端に取り付けられる大腿骨部材と、脛骨近位端に取り付けられる脛骨部材と、
該脛骨部材と前記大腿骨部材とを連結する輪状の人工靭帯と、該人工靭帯が連結されている連結部材と、を備えており、
前記大腿骨部材は、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に、大腿骨の外側顆の内側に配置される壁状の外側顆内壁を有しており、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に前記外側顆内壁における人工膝関節に置換する前の膝の前十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には、該外側顆内壁を前記人工靭帯が貫通するように該人工靭帯の一端が引っ掛けられる係合部が形成されており、
前記脛骨部材の上側において、人工膝関節に置換する前の膝における前十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には前記連結部材が挿入され固定される固定孔が設けられており、前記人工靭帯は、全体が輪状になっており、
前記連結部材は、
軸方向の両端に設けられた一対の膨径部と、一対の膨径部間に配置された前記人工靭帯が引っ掛けられるくびれ部と、を備えており、
該連結部材を前記脛骨部材の固定孔に取り付けた際に前記脛骨部材の上面側に配置される膨径部には、前記人工靭帯が配置される切り欠きが設けられており、
前記係合部は、
その周囲に前記外側顆内壁を貫通しその先端が膝の前方を向くように略V字伏の溝が形成されており、
その基端部には、前記溝と連続する一対の係合孔が形成されており、
前記一対の係合孔の並ぶ方向は、
該一対の係合孔に前記人工靭帯を引っ掛け、かつ、前記脛骨部材の固定孔に前記連結部材を取り付けたときに、前記人工靭帯に捩じれが発生するように設けられている
ことを特徴とする靭帯再建型人工膝関節。

【請求項4】
 
前記大腿骨部材の外側顆内壁には、前記係合部から前記人工靭帯の一端が外れることを防止する脱転防止機構を備えており、
該脱転防止機構が、
前記係合部の周囲に形成されている溝に形成された雌ネジ孔と、
該雌ネジ孔に螺合される雄ネジ部材と、からなる
ことを特徴とする請求項2または3記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項7】
 
人工膝関節全置換術において使用される人工膝関節であって、
大腿骨遠位端に取り付けられる大腿骨部材と、脛骨近位端に取り付けられる脛骨部材と、
該脛骨部材と前記大腿骨部材とを連結する人工靭帯と、該人工靭帯に連結された大腿骨連結部材および脛骨連結部材と、を備えており、
前記大腿骨部材は、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に、大腿骨の外側顆の内側に配置される壁状の外側顆内壁を有しており、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に前記外側顆内壁における人工膝関節に置換する前の膝の前十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には、前記大腿骨連結部材が固定される大腿骨固定孔が設けられており、
前記脛骨部材の上側において、人工膝関節に置換する前の膝における前十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には前記脛骨連結部材が固定される脛骨固定孔が設けられており、前記人工靭帯は、
全体が輪状になった複数本の靭帯部材を備えており、
該複数本の靭帯部材は、
前記大腿骨連結部材を前記大腿骨固定孔に固定した際に、前記大腿骨部材の外側顆内側において人工膝関節に置換する前の膝における前十字靭帯が存在していた位置の中心を含む一定の範囲に該複数本の靭帯部材の一端が配置されるように、前記大腿骨連結部材に連結されており、
前記脛骨連結部材を前記脛骨固定孔に固定した際に、前記脛骨部材の上側において、人工膝関節に置換する前の膝における前十字靭帯が存在していた位置の中心を含む一定の範囲に該複数本の靭帯部材の他端が配置されるように、前記脛骨連結部材に連結されており、
前記大腿骨連結部材および前記脛骨連結部材は、
両者間で前記複数本の靭帯部材に捩じれが発生するように、前記大腿骨部材および前記脛骨部材にそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とする靭帯再建型人工膝関節。

【請求項8】
 
前記大腿骨連結部材は、
一端面に複数の靭帯挿通孔が形成されており、該複数の靭帯挿通孔における一対の靭帯挿通孔に一つの前記靭帯部材が挿通された状態となるように前記複数本の靭帯部材が引っ掛けられており、
前記脛骨連結部材は、
一端面に複数の靭帯挿通孔が形成されており、該複数の靭帯挿通孔における一対の靭帯挿通孔に一つの前記靭帯部材が挿通された状態となるように前記複数本の靭帯部材が引っ掛けられている
ことを特徴とする請求項7記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項9】
 
前記脛骨部材と前記大腿骨部材を連結する人工後十字靭帯と、
該人工後十字靭帯が連結されている後十字靭帯連結部材と、を備えており、
前記大腿骨部材は、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に、大腿骨の内側顆の内側に配置される壁状の内側顆内壁を有しており、
該大腿骨部材を大腿骨遠位端に取り付けた際に前記内側顆内壁における人工膝関節に置換する前の膝の後十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には、該内側顆内壁を前記人工靭帯が貫通するように該人工靭帯の一端が引っ掛けられる後十字靭帯係合部が形成されており、
前記脛骨部材の後部において、人工膝関節に置換する前の膝における後十字靭帯が存在していた位置と対応する位置には、前記後十字靭帯連結部材が配置される切欠きが設けられている
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、7または8記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項10】
 
前記後十字靭帯は輪状になっており、
前記後十字靭帯連結部材は、
一端面に一対の貫通孔が形成されており、該一対の貫通孔に前記人工後十字靭帯が挿通された状態で該人工後十字靭帯が引っ掛けられており、
前記後十字靭帯係合部は、
その周囲に前記内側顆内壁を貫通しその先端が膝の前方を向くように略V字状の溝が形成されており、
その基端部には、前記溝と連続する一対の係合孔が形成されており、
前記一対の係合孔の並ぶ方向は、
該一対の係合孔に前記人工後十字靭帯を引っ掛け、かつ、前記脛骨部材の切欠きに前記後十字靭帯連結部材を取り付けたときに、前記人工靭帯に捩じれが発生するように設けられている
ことを特徴とする請求項9記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項11】
 
前記大腿骨部材の内側顆内壁には、前記後十字靭帯係合部から前記人工靭帯の一端が外れることを防止する脱転防止機構を備えており、
該脱転防止機構が、
前記後十字靭帯係合部の周囲に形成されている溝に形成された雌ネジ孔と、
該雌ネジ孔に螺合される雄ネジ部材と、からなる
ことを特徴とする請求項10記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項13】
 
前記脛骨部材において、
内側顆は上面が凹んだ曲面に形成されており、
外側顆は上面が平坦面に形成されている
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、7、8、9、10または11記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項14】
 
前記脛骨部材には、
内側顆と外側顆の間に顆間隆起を備えており、
該顆間隆起の高さが、人工膝関節に置換する前の膝における顆間隆起と同等程度の高さに形成されている
ことを特徴とする請求項13記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項15】
 
前記脛骨部材の内側顆が、
外側顆に比べて後傾するように形成されている
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、7、8、9、10、11、13または14記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項16】
 
前記脛骨部材は、
内側顆および外側顆の表面が内傾している
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、7、8、9、10、11、13、14または15記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項17】
 
前記脛骨部材は、
内側顆および/または外側顆の周辺部が曲面状に形成されている
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、7、8、9、10、11、13、14、15または16記載の靭帯再建型人工膝関節。

【請求項18】
 
前記脛骨部材は、
その側面および/または後面と外側顆との境界部分が、外方に向かって凸である曲面状に形成されている
ことを特徴とする請求項17記載の靭帯再建型人工膝関節。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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