JP2012504470A - 膝関節のための人工関節の装置ならびにその移植方法および除去方法 - Google Patents

Abstract

膝関節のための人工関節の装置（５０、６０）は、本体部分（５６）および第１のキール（５２、６２）を含む。本体部分は、膝関節の骨に取り付けられる。本体部分は、骨の少なくとも一部分に取って代わるように構成された軸受表面（５８）と、移植時に骨に面するように構成された移植表面とを有することができる。第１のキール（５２、６２）は、骨内に形成された、対応する第１のキール空洞内に挿入されるように構成することができる。第１のキールは、第１のキール空洞内へ挿入した時に、内側方向および外側方向（Ｍ−Ｌ）の両方への、骨に対する本体部分の動作を阻害するのに十分な量だけ、移植表面から外向きに突出するように構成することができる。第１のキールは、本体部分の長手方向（Ｌ）に沿って延在することができ、かつ本体部分の長手方向中心線（Ｃ）からずらされている。人工関節の装置を移植する方法、および除去する方法も提供する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００８年１０月２日に出願された、米国特許仮出願第６１／１９４，９５４号の優先権を主張し、それは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

発明の分野
本発明は、膝関節のための人工関節の装置に関し、具体的には、本体部分およびキールを有する、膝関節のための人工関節の装置、ならびにその移植方法および除去方法に関する。

発明の背景
関連分野の説明
膝関節のための人工関節の装置、例えば、膝インプラントは、典型的には、膝関節の骨への人工関節の装置の取り付けを容易にするための骨境界表面上の構造を有する。例えば、人工関節の装置が１つまたは複数のペグ、および骨境界表面の長手方向軸または中心線から外向きに延在するキールを有することは一般的である。そのようなキールは、典型的には大きく、人工関節の装置の骨への接続を容易にし、かつ人工関節の装置に十分な強度および剛性を提供するように、骨境界表面から相当な長さ分突出している。

従来の人工関節の装置の大きな中央キールは、移植中に問題を生じる可能性がある。例えば、大きなキールは、骨内にキールを受容するための深い空洞の形成を必要とする。この深い空洞の形成は、骨加工時間を所望時間よりも長くさせる可能性があり、複数の切削工具を必要とする。また、大きなキールは、移植中に、例えば、空洞が十分に広くない、および／または深くないときに、骨折をもたらす可能性がある。

大きなキールはまた、再置換（revision）中に、例えば、新たな人工関節の装置との交換を可能にするために骨から人工関節の装置を除去する際に、問題を生じる可能性がある。移植された人工関節の装置の除去を可能にするには、骨内へ深く挿入されたキールが除去され得るように、比較的大量の骨が切除される必要があり得る。また、人工関節の装置が骨から除去される際、特に、キールを骨に接合するためにセメントが使用されている場合、キール自体が骨を比較的大量に除去する原因となる場合がある。

従来の人工関節の装置は、骨境界表面の外周縁部分の大半またはすべての周囲に、縁またはヘリを含み得る。人工関節の装置が骨内の空間内に嵌合するときに、縁は、セメント加圧および骨内へのセメント嵌合を増加させて固定を強化させるための、セメントを含むポケットを形成することができる。縁自体は、典型的には、人工関節の装置の強度および剛性を十分に強化させはしない。

従来の人工関節の装置はまた、切除技術に基づき構成される骨境界表面を有し得る。例えば、骨は、複数の平面の切り込みを入れることによって切除され得る。したがって、従来の骨境界表面は、骨上に適切に嵌合するために複数の実質的に平面の表面を有することができる。これらの実質的に平面である表面が交差する部分は、結果として材料の断面を薄くする可能性があり、応力を集中かつ増加させ、人工関節の装置の故障につながる可能性がある。また、故障の可能性を低下させるように、実質的な平面部分が交差する部分において人工関節の装置が十分に厚くなければならないため、人工関節の装置の他の領域は、必要な厚さよりも厚い場合があり、したがって、移植のために最適量よりも多くの骨の除去を必要とする。

概要
一実施形態によれば、膝関節のための人工関節の装置は、本体部分および第１のキールを含むことができる。本体部分は、膝関節の骨への取り付けのためであることができる。本体部分は、骨の少なくとも一部分に取って代わるように構成された軸受表面、および移植時に骨に面するように構成された移植表面を有することができる。第１のキールは、骨内に形成された対応する第１のキール空洞内に挿入されるように構成することができる。第１のキールは、第１のキール空洞内へ挿入した時に、内側方向および外側方向の両方への、骨に対する本体部分の動作を阻害するのに十分な量だけ移植表面から外向きに構成され、かつ突出していることができる。第１のキールは、本体部分の長手方向に沿って延在することができ、かつ本体部分の長手方向中心線からずらされている。

別の実施形態によれば、人工関節の装置を膝関節内に移植する方法は、膝関節の骨の第１の部分を除去するステップ、および骨の第２の部分を除去するステップを含むことができる。骨の第１の部分を除去するステップは、人工関節の装置の本体部分を受容するように構成される、本体部分空洞を形成することができる。本体部分空洞は、骨の本来の表面から第１の本体部分深度だけ骨内に延在することができる。骨の第２の部分を除去するステップは、人工関節の装置の本体部分から突出している第１のキールを受容するための第１のキール空洞を形成することができる。第１のキール空洞は、骨の本来の表面から第１のキール深度だけ骨内に延在することができる。第１のキール深度は、第１の本体部分深度よりも深い可能性があり、第１のキール空洞は、本体部分の長手方向に沿って延在してかつ本体部分の長手方向中心線からずらされている、第１のキールを受容するように構成することができる。

別の実施形態によれば、人工関節の装置を膝関節から除去する方法は、人工関節の装置が移植されている膝関節内の骨から骨物質を切除するステップと、人工関節の装置を骨から除去するステップとを含むことができる。人工関節の装置は、本体部分と、骨内の第１のキール空洞内に第１のキール深度まで挿入された第１のキールとを含むことができる。第１のキールは、本体部分の長手方向中心線からずらされていることができる。

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を図示し、発明を実施するための実施形態と共に、本発明の態様を説明する役割を果たす。

一実施形態に従う、インプラントの左側の斜視図である。 図１のインプラントの断面の端面図である。 別の実施例に従う、インプラントの右側の斜視図である。 様々な例示的インプラントの端面図を示す。 一実施例に従う、人工関節の装置の周縁部分または端部へずらされたキールを有する人工関節の装置の断面図である。 一実施例に従う、膝蓋大腿構成要素の断面図である。 一実施例に従う、脛骨ベースプレートの断面図である。 図８ａは、一実施例に従う、インプラントの端面図である。図８ｂは、図８ａのインプラントの斜視図である。 図９ａは、一実施例に従う、内部キールを有するインプラントの斜視図である。図９ｂは、図９ａのインプラントの端面断面図である。図９ｃは、一実施例に従う、内部キールを有するインプラントの端面図である。図９ｄは、図９ｃのインプラントの斜視図である。 一実施例に従う、内部キールを有するインプラントの斜視図である。 一実施例に従う、インプラントの中央からずらされた非対称のキール構造を有するインプラントの断面図である。 図１２ａは、一実施例に従う、非対称のキール構造を有するインプラントの斜視図である。図１２ｂは、図１２ａのインプラントの端面図である。 一実施例に従う、異なる高さを有するキールを有する人工関節の装置の断面図である。 一実施例に従う、不均一の厚さを有する関節セクションを有する人工関節の装置の断面図である。 一実施例に従う、キールの幅とは異なる厚さを有する関節セクションを有する人工関節の装置の断面図である。 図１６ａは、一実施例に従う、骨内に本体部分空洞を形成するステップを示す、断面図である。図１６ｂは、図１６ａの骨内にキール空洞を形成するステップを示す、断面図である。図１６ｃは、ペグのための空間を有する図１６ｂの骨を示す、断面図である。図１６ｄは、移植された人工関節の装置を有する、図１６ｃの骨の断面図である。 図１７ａは、一実施例に従う、キールを有する人工関節の装置の断面図である。図１７ｂは、一実施例に従う、図１７ａの人工関節の装置と同一の全体の厚さを有するが、より少ない骨切除を必要とする人工関節の装置の断面図である。 一実施例に従う、骨に対して角度が付けられているキールを有する人工関節の装置の断面図である。 図１９ａは、一実施例に従う、人工関節の装置の断面図である。図１９ｂは、一実施例に従う、図１９ａの人工関節の装置に対する骨切除量を減少するために骨に対して角度が付けられているキールを有する人工関節の装置の断面図である。 図２０ａは、一実施例に従う、セメントポケットを有するインプラントの端面断面図である。図２０ｂは、一実施例に従う、セメントポケットを有するインプラントの端面断面図である。 図２１ａは、一実施例に従う、インプラントの端面断面図である。図２１ｂは、切り縮めたキールを有する、図２１ａのインプラントの端面断面図である。図２１ｃは、一実施例に従う、インプラントの端面断面図である。図２１ｄは、切り縮めたキールを有する、図２１ｃのインプラントの端面断面図である。 図２２ａは、一実施例に従う、中心キールを有する従来の人工関節の装置に対する再置換ステップの断面図である。図２２ｂは、一実施例に従う、ずらされているキールを有する人工関節の装置の再置換ステップの断面図である。

好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の現在の好ましい実施形態を図面に図示する。同一または類似の部品を指すために図面を通して同一または類似の参照番号を使用する努力がなされている。

概略
本発明に従う、膝関節のための人工関節の装置は、好ましくは、膝関節の一部を置換するための片側置換型構成要素（大腿骨コンパートメント等）であるが、全膝関節構成要素であってもよい。人工関節の装置はまた、例えば、膝蓋大腿構成要素、脛骨ベースプレート、または脛骨インレイであってもよい。人工関節の装置は、好ましくは、膝関節の骨への取り付けのための本体部分、および１つもしくは複数のキールを含む。

人工関節の装置の本体部分は、当該技術分野における従来の材料または他の材料から形成することができる。本体部分は、膝関節の骨の少なくとも一部分に取って代わるように構成することができる、軸受表面を有することができる。軸受表面は、好ましくは、膝関節内の向かい合うインプラントまたは骨と接触し、かつその上を摺動するような形状である。本体部分はまた、移植時に人工関節の装置が取り付けられる骨に面するように構成することができる、移植表面を有することができる。好ましくは、移植表面のうちの少なくとも一部分は、前記骨に接触する。好ましい実施形態においては、移植表面は、弓状であり、平面表面の集合体ではない。

人工関節の装置のキールは、骨内に形成された対応するキール空洞内に挿入されるように構成することができる。キールは、骨に対する本体部分の動作を平行移動（例えば、内側および外側方向）および軸回転（例えば、内部および外部への回転）の両方において阻害するのに十分な量だけ、本体部分の移植表面から外向きに突出する。本発明に従い、キール（または、複数ある場合には、キールのうちの少なくとも１つ）は、本体部分の長手方向中心線からずらされている。１つもしくは複数のキールは、人工関節の装置の骨への接続を容易にし、人工関節の装置に十分な強度および剛性を提供するために、十分大きくすることができる。

例示的な人工関節の装置
図１は、本発明の一実施形態に従う、人工関節の装置またはインプラント５０を示す。人工関節の装置５０は、関節の骨へ取り付けるための本体部分５６を含む。本体部分５６は、軸受表面５８および移植表面６０を含む。人工関節の装置５０は、図１の矢印Ｌで示す長手方向、および図２の実施例において紙面に入る矢印Ｃで示す長手方向中心線を有する。図２は、図１の人工関節の装置５０の端面断面図を示し、矢印Ｍ−Ｌで示すように、膝関節の内側−外側方向に関する人工関節の装置５０を示す。

人工関節の装置５０は、本体部分５６の長手方向中心線Ｃに沿ったペグ等の、移植表面６０の中心領域に提供される少なくとも１つの中心ペグ５４を含むことができる。中心ペグ５４は、人工関節の装置５０の骨への取り付けを促進するために関節の骨内に形成された空洞内に挿入されるように構成される。

本実施形態において、人工関節の装置５０は、人工関節の装置５０の骨への接続を容易にするように、かつ人工関節の装置５０に十分な強度および剛性を提供するように構成することができる、２つのキール５２をさらに含む。キール５２は、本体部分５６の長手方向Ｌに沿って延在することができる。キール５２は両方とも、本体部分５６の長手方向中心線Ｃからずれている。

キール５２は、移植表面から骨に向かって突起している、従来のキールの長さよりも短い、長さを有することができる。キール５２は、好ましくは、移植表面６０から１０ｍｍを超えない長さだけ突出している。２つのキール５２が提供されるため、それらは、従来の人工関節の装置のより大きな中心キールと同一の接続、強度、および剛性を提供しながら、より小さくさせる（より少ない長さで移植表面６０から突出する）ことができる。例えば、骨内の対応するキール空洞内へキール５２を挿入した時に、図２の矢印Ｍ−ＬおよびＩ／Ｅでそれぞれ示すような、平行移動（例えば、内側および外側方向）および軸回転（例えば、内部および外部への回転）の両方への、骨に対する本体部分５６の動作を阻害するのに十分な量だけ移植表面６０から外向きに突出するように、キール５２を構成することができる。２つのキール５２のみを示すが、追加的なキールを提供してもよい。キールの追加により、特定の限界まで、移植表面６０からのキールの突出長を対応して減少させることが可能になる。特に、キールの数が増加するにつれて、任意の所与のキールが移植表面から外向きに突出する長さを、接続、強度、および剛性を維持しつつ、減少させることができる。より大きなキールは、より大きな量の表面積および骨への貫入により、一般に、より高い強度および骨へのより優れた取り付けを人工関節の装置に提供するが、より多くの数のキールを提供することによって、複数のキールによって提供される総表面積のために、より短い突出長をキールに提供することによってもたらされる表面積の損失を相殺することができる。したがって、人工関節の装置は、人工関節の装置を接続するために除去される必要があるであろう骨の量を減少させるように設計され得る。骨除去の量を減少させることはまた、キールを有さないが全体の厚さがキールの高さと同等である装置のための空洞を切削するのに必要とされる時間を減少させる。

さらに、キール５２は、従来のキールの幅よりも広い、内側−外側方向Ｍ−Ｌの幅を有することができる。好ましい実施形態においては、キール５２のそれぞれは、好ましくは、６ｍｍの内側−外側方向の幅を有する。

図２に示すように、それぞれのキール５２の表面は、好ましくは、内側−外側方向に沿って、凸状で弓状の断面形状を有する。それぞれのキール５２の表面はまた、好ましくは、長手方向に沿っても、凹状で弓状の断面形状を有する。キールの表面は、例えば、１５〜１００ｍｍ、またはより好ましくは、３０〜５０ｍｍの円弧半径を有する形状を有することができる。

キールは、移植表面からの比較的短い突出長を有するように構成することができるため、キールが骨内に深く貫入する必要がない。さらに、曲線的で凹状の弓状形状のキールは、骨折につながる可能性があり従来のキールで生じる場合がある楔形を、最小限にすることができ、尖った四隅等の応力集中がない曲線的な表面を提供する。したがって、本発明のキールは、キールが骨内に貫入する深度が比較的浅いため、有利に、移植中の骨折を最小限に抑え、かつ人工関節の装置が再置換されるときに除去される骨の量を最小限に抑える。

キール５２は、移植表面６０の周縁部分または端部に沿って、またはその近傍に延在してもよい。図１および２に示す実施形態においては、キール５２は、周縁部分に沿って延在する。しかしながら、それらは、好ましくは、周縁部分から内方向に１０ｍｍを超えない距離に配置してもよい。

キール５２は図１および図２において周縁部分を囲む実質的に連続的な構造として示されるが、図２の内側−外側断面において、それらが移植表面６０から２つの突出部を形成するため、それらは、２つのキールであるとみなされる。あるいは、キール６２は、別の人工関節の装置６０である図３の実施例によって示すように、周縁部分の一部分のみの周りで連続するように構成することができる（この実施例では、中心ペグ６４も提供される）。さらなる代替として、キール５２、６２は、相互に完全に異なるようにすることができる（図示せず）。

本発明に従う人工関節の装置は、様々な様式で構成することができる。図４は、様々な形状および角度のキール６２を有する、様々な設計の人工関節の装置６０の端面図を示す。キール６２は、インプラントの厚さと同等の厚さを有することができるか、または前記装置は、キールとは異なる厚さを有するかもしくは不均一な厚さである関節本体を有してもよい。

図１〜図４に示す実施形態においては、キールは、本体部分の中心線の両側に提供される。しかしながら、中心線の片側のみに存在する単一のずらされたキールを提供することができる。図５は、人工関節の装置７０の周縁部分または端部へずらされたキール７２を有する人工関節の装置７０の実施例を示す。

図１〜図４に示す実施形態においては、キールは、大腿構成要素上に提供される。しかしながら、本発明は、例えば、膝蓋大腿構成要素（例えば、図６の実施例に示す構成要素７４）、または脛骨ベースプレート（例えば、図７の実施例に示す構成要素７６）、または脛骨インレイ等の他の人工関節の装置に適用することができる。人工関節の装置７８の周縁部分または端部上に提供されたキール８０、および人工関節の装置８４の骨への取り付けを強化するための１つもしくは複数のペグ８２を有する、膝蓋大腿人工関節の装置７８のさらなる実施例を、それぞれ図８ａおよび図８ｂの端面図および斜視図で示す。

人工関節の装置８４はまた、図９ａ〜図９ｄおよび図１０の実施例に示すように、内部キール８６、９４、１０４を含むことができる。特に、図９ａおよび９ｂはそれぞれ、中心線に沿って内部キール８６および１つもしくは複数のペグ８８を有する人工関節の装置８４の斜視図および端面図を示す。図９ｃおよび９ｄは、人工関節の装置９０の周縁部分または端部に提供されたキール９２の他に、中心線に沿った内部キール９４および１つもしくは複数のペグ９６を含む、人工関節の装置９０を示す。図１０は、人工関節の装置９８の端部または周縁部分に提供されたキール１００の他に、内部キール１０２を含む、膝蓋大腿構成要素の形態の人工関節の装置９８を示す。内部キール１０２は、アーム１０４が存在する人工関節の装置９８の様々な内部領域を強化することができるように、１つもしくは複数のアーム１０４へと分岐することができる。

本発明に従う人工関節の装置はまた、非対称構造であってもよい。例えば、人工関節の装置の一つのキールまたは複数のキールは、キールが人工関節の装置の長手方向中心線に対して非対称になるように設計することができる。そのような非対称設計においては、一つのキールまたは複数のキールは、好ましくは、内側人工関節装置の外側に定置される。これは、外側に位置付けられたキールが、骨固定表面の大半への実質的なアクセスを有利に提供するため、鋸または骨刀を用いる再置換を容易にする。

図１１は、そのような非対称構造を有する人工関節の装置１０８の一実施例を示す。人工関節の装置１０４は、本体部分１１０およびキール１１２を含む。キール１１２は、キール１１２が人工関節の装置１０８の長手方向中心線Ｃからずれるように、本体部分１１０上に位置することができる。好ましくは、ほとんどの場合に関節切開およびインプラントへのアクセスが内側から行われるため、キールは、内側方向１１６ではなく、内側人工関節装置の外側方向１１４に向かってずらされる。そのような構造においては、所望の接続、強度、および剛性を達成するために、キール１１２が従来の中央キールと同程度に大きいものである必要がある場合がある。それにもかかわらず、ずらされているキール１１２は、下記に説明する再置換において利点を提供する。

図１２ａおよび図１２ｂは、ずらされているキール１２０を有する非対称設計を含む人工関節の装置１１８の別の実施例を示す。人工関節の装置１１８は、１つもしくは複数のペグ１２２を含むことができる。図１２ａおよび図１２ｂの人工関節の装置１１８は、例えば、膝関節内で脛骨ベースプレートとして使用することができる。

人工関節の装置はまた、互いに対して非対称である複数のキールを含むことができる。図１３は、異なる高さを有する２つのキール１２６、１２８（キール１２８は、キール１２６よりも高い）を有する、人工関節の装置１２４の一実施例を示す。キール１２６、１２８はまた、異なる幅を有することによって非対称になることができる。

人工関節の装置の関節セクションは、均一でない厚さを有することができる。図１４は、膝関節の骨の少なくとも一部分に取って代わる軸受表面として機能することができ、かつ膝関節内の向かい合うインプラントまたは骨に接触し、およびこの上を摺動するように形作ることができる、関節セクション１３２を有する人工関節の装置１３０の一実施例を示す。図１４で確認することができるように、関節セクション１３２は、均一の厚さを有しない。

人工関節の装置の関節セクションはまた、各キールの幅およびキールによって提供される全体の厚さとは異なる厚さを有してもよい。図１５の実施例において示すように、人工関節の装置１３４は、関節セクション１３２および人工関節の装置１３４の周縁部分または端部にキール１３６を有する。関節セクション１３２は、キール１３６の幅とは異なる厚さを有し、中央部分では、キール１３６の位置における全体の厚さ未満である。

人工関節の装置の移植
本発明に従う人工関節の装置は、従来のインプラント設計よりも短い時間で、より少ない工具を用いる比較的単純な手順を使用して、関節内の骨の上に移植することができる。図１６ａ〜図１６ｄは、そのような人工関節の装置を移植するためのプロセスのうちの１つを示す。図１６ａにおいては、人工関節の装置の本体部分を受容するように構成され、骨２００の本来の表面２０１から本体部分の深度だけ骨２００内に延在する、空洞２０４を提供するために、骨２００の第１の部分が工具２０２によって除去される。図１６ｂにおいては、本体部分から突出するキールを受容するための、骨の本来の表面２０１から本体部分深度よりも深いキール深度で骨２０２の中に延在する、少なくとも１つのキール空洞２０６を形成するために、同一の工具２０２を使用して、骨２００から少なくとも１つの第２の部分を除去することができる。キール空洞２０６は、本体部分の長手方向に沿って延在して人工関節の装置の長手方向中心からずらされている、人工関節の装置のキールを受容するように構成される。人工関節の装置が１つもしくは複数のペグを含む場合には、同一の工具２０２を矢印Ａ（図１６ｂ）で示す方向に前進させて、ペグ空洞２０８（図１６ｃ）を形成することができる。本体部分空洞２０４、キール空洞２０６、およびペグ空洞２０８が骨２００内に切削された後に、人工関節の装置２１２は、図１６ｄに示すように、空洞２０４、２０６、２０８内に挿入することができる。セメント２１４は、人工関節の装置２１２を定位置に固定するのを補助するために、人工関節の装置２１２の本体部分と骨との間に提供されてもよい。

図１６ａ〜図１６ｄの実施例に示すように、同一の単一の工具を使用して、人工関節の装置のために骨内に空洞を切削することができる。例えば、人工関節の装置の形状、特に、人工関節の装置の一つのキールまたは複数のキールの形状に対応する形状を有する単一の工具を使用して、人工関節の装置および人工関節の装置のキールに対応する、空洞または開口部を提供するために骨の部分を切除することができる。例えば、球状の彫刻用バーカッターを使用して、曲面を有するキールに対応する円形の空洞を切削することができる。骨を加工するための単一の工具の使用は、該工具を他の工具と交換する必要がないため、手術室で必要とされる時間を減少させる。丈が高く幅の狭いキールを有する従来の人工関節の装置は、しばしば、小径のバー（ルーターバー等）、または矢状鋸等の第１の工具の他に複数の工具を必要とする。この工具間の交換は、手術室での時間および費用を増大させ、これらは、本明細書に説明するプロセスによって最小限に抑えることができる。

人工関節の装置のキールは、好ましくは、工具２０２によって形成された空洞の形状と一致する、内側−外側方向Ｍ−Ｌに沿った断面形状を有する。例えば、キールは、工具２０２によって骨内に形成された凹状で弓状の断面形状と一致する、凸状で弓状の形状を有することができる。したがって、キールは、移植中に人工関節の装置を配置するように構成されることができる。キールはまた、骨内に提供された空洞と連結することによって人工関節装置の膝関節内の骨への取り付けを促進することができる。

好ましくは、人工関節の装置の周縁部分における２つのキールの使用は、人工関節の装置が骨内に貫入する部分がより少ないため、骨切除量を減少させることができる。図１７ａは、人工関節の装置２１６の本体部分２１８の長手方向中心線からずらされたキール２２０を有する人工関節の装置２１６の一実施例を示す。キール２２０は、人工関節の装置２１６が、図１７ｂに示す人工関節の装置２２４と同等の全体の厚さを有することを可能にさせる一方、より少ない骨切除を必要とする。図１７ｂの人工関節の装置２２４に対しては、関節セクションにわたるその比較的厚い厚さのため、より大きな骨切除が必要とされる。

人工関節の装置の一つのキールまたは複数のキールは、必要な骨切除量を減少させるために、骨に対して角度を付けることができる。図１８は、本体部分２３０および骨に対して角度が付けられたキール２２８を有する人工関節の装置２２６の一実施例を示す。角度が付けられたキールは、好ましくは、長手方向中心線に対して、４５°以下の角度を有する。そのような角度は、例えば、人工関節の装置が取り付けられる骨の湾曲の角度を反映するように選択することができる。図１９ａおよび１９ｂは、角度が付けられたキールがどのように骨切除を減少させるかを図示する。同等の有効な厚さを得るため、図１９ａの角度が付けられていない人工関節の装置２３２は、図１９ｂの角度が付けられた人工関節の装置２３４よりもはるかに多くの骨切除を必要とする。図１９ａと図１９ｂとの間の破線は、人工関節の装置２３２、２３４の有効な厚さを図示する。

キールおよび空洞は、図２０ａおよび２０ｂに示すように、他の対応する形状および幾何学的形状を有するように設計することができる。図２０ａにおいては、人工関節の装置２３６は、骨２４２に取り付けられる比較的幅広いキール２３８を有する。人工関節の装置２３６のキール２３８を受容するための空洞２４４を形成し、したがって、骨２４２への人工関節の装置２３６の取り付けを促進するために、骨２４２の部分を切除することができる。さらに、キール２３８は、人工関節の装置２３６と骨２４２との間に含まれるセメントのために、キール２３８間に領域２４０を形成することができ、それはまた、骨２４２への人工関節の装置２３６の取り付けを促進する。図２０ｂにおいて、人工関節の装置２４６の別の実施例は、骨２５２の凹部または空洞内に挿入することができる比較的幅の狭いキール２４８を有し、キール２４８は、人工関節の装置２４６と骨２５２との間に含まれるセメントのために領域２５０を形成する。

さらに、キールおよび空洞は、様々な形状および幾何学的形状を有するように設計することができる。図２１ａは、セメント２５４のためのポケットを形成する、実質的に１つの深度の空洞内に配置されるキール２５６を有する、例示的人工関節の装置の端面断面図である。図２１ｃは、キール空洞内に嵌合するが、セメント２６２のためのポケットを形成する、キール２６０を有する例示的な人工関節の装置の別の端面断面図である。図２１ｂおよび２１ｄの実施例に示すように、キール２５６、２６０は、キール２５６、２６０のセクション２５８、２６４を除去することによって切り縮めることができ、それは、キール２４６、２６０の間の領域内に、セメントのためのさらなる領域を提供し、したがって、骨への人工関節の装置の取り付けをさらに促進する。

上述のプロセスは、複数のキールを有する人工関節の装置に使用することができるだけでなく、図１１の人工関節の装置１０８等のずらされている単一のキールのみを有する人工関節の装置に使用することもできる。

人工関節の装置の再置換
本発明に従う人工関節の装置はまた、従来の手段よりも少ない骨除去を必要とする手段の使用を介して、再置換を容易にすることができる。例えば、本発明は、本体部分、および本体部分の長手方向中心線からずらされ、キール深度まで骨内のキール空洞内に挿入されたキールを有する人工関節の装置を骨から除去する方法を提供する。

本発明に従う複数のキールを有する人工関節の装置の場合、従来の技術よりも除去される必要がある骨が少ない。複数のキールは、（接続、強度、および剛性を維持しつつ、）骨内のより浅い深度までしか延在しないように構成することができる。したがって、キールの深度と同一の深部まで骨を除去することによって人工関節の装置を除去する場合、最終的には、従来の大きな中心キールを用いるよりも除去される骨が少なくなる。大きな中心キールでは、鋸または骨刀を使用して、できるだけ多くの骨が装置の固定表面およびセメントポケットから除去される。中心キールが骨成長またはセメントによって骨に接着する場合、隣接する骨の多くが、意図せずに除去される可能性があり、次の装置に取り付けられるオーグメント（augment）を用いて充填される必要がある大きな空洞が残る。

本発明の非対称設計（例えば、単一のずらされているキール）を有する人工関節の装置の場合においても、従来の技術よりも少ない骨が除去される必要がある。例えば、単一のキールは、人工関節の装置の本体部分の長手方向中心線の外側に位置することができる（図１０を参照）。骨物質の切除は、骨の内側（すなわち、キールが位置する骨の外側部分とは反対の側面上）から開始することができる。キールは、骨と本体部分の大半との間の接続が切れた後に、キール空洞から除去することが比較的容易である可能性がある。したがって、骨は、内側においてキール深度未満の深度で、切除を開始することができる。切除は、外側のキールに達するまで継続する。内側から外側への切除によって、骨と本体部分の大半との間の接続が切れているため、一般的には、キールを骨から除去して、人工関節の装置の除去を完了することができる。このプロセスを使用して、骨は、キール深部未満の深度まで除去され、このことは、従来の技術よりも多くの骨を保存する。

この点を図示するために、図２２ａは、従来の人工関節の装置３００を骨からはずして除去するために、工具３０４を使用して骨内へと切削する、中心キール３０２を有する従来の人工関節の装置３００に対する再置換ステップの一実施例を示す。鋸は、キール３０２を超えて前進することができず、したがって、骨内へのより深い切り込みが必要とされるか、または外側の骨が装置３００の強制的除去中に失われる場合がある。対照的に、図２２ｂは、再置換プロセス中に骨からの除去が比較的容易である、ずらされているキール３０８を有する人工関節の装置３０６を再置換するステップの一実施例を示す。例えば、鋸または骨刀等の工具３１０を使用して、人工関節の装置３０６の下から骨の少なくとも一部分を切除することができ、これは、キール３０８が骨内に提供する貫入が比較的少ないため、人工関節の装置３０６およびキール３０８を、工具を用いて比較的容易に骨から除去するのが可能になる。

本発明の他の実施形態は、当業者にとって、本明細書に開示する本発明の明細書および実践を検討して明らかになるであろう。本明細書および実施例は、例示のみとして見なされることを意図する。

Claims (34)

1. 骨の少なくとも一部分に取って代わるように構成された軸受表面と、移植時に前記骨に面するように構成された移植表面とを有する、膝関節の骨へ取り付けるための本体部分と、
   前記骨内に形成された対応する第１のキール空洞内に挿入されるように構成された第１のキールであって、前記第１のキール空洞内へ挿入した時に、内側方向および外側方向の両方への、前記骨に対する前記本体部分の動作を阻害するのに十分な量だけ前記移植表面から外向きに構成され、かつ突出している、第１のキール
   とを備える、膝関節のための人工関節の装置であって、
   前記第１のキールが、前記本体部分の長手方向に沿って延在し、かつ前記本体部分の長手方向中心線からずらされている、人工関節の装置。
2. 前記第１のキール空洞内への挿入のために前記第１のキールの表面が、内側−外側方向に沿って、凸状で弓状の断面形状を有する、請求項１に記載の人工関節の装置。
3. 前記第１のキール空洞内への挿入のために前記第１のキールの表面が、前記長手方向に沿って凹状で弓状の断面形状を有する、請求項１に記載の人工関節の装置。
4. 前記第１のキールが、１０ｍｍを超えない長さだけ前記移植表面から外向きに突出している、請求項１に記載の人工関節の装置。
5. 前記第１のキールが、前記第１のキール空洞内へ挿入した時に前記骨に対して前記本体部分を固定するように構成されている、請求項１に記載の人工関節の装置。
6. 前記第１のキールが、前記本体部分の周縁部分に沿って配置されている、請求項１に記載の人工関節の装置。
7. 前記第１のキールが、移植した時に前記第１のキールが前記骨の外側部分上に配置されるように、前記本体部分の前記長手方向中心線の外側に配置されている、請求項１に記載の人工関節の装置。
8. 前記第１のキールが、前記本体部分上の唯一のキールである、請求項１に記載の人工関節の装置。
9. 前記第１のキールが、前記本体部分の前記長手方向中心線に対して角度が付けられている、請求項１に記載の人工関節の装置。
10. 前記第１のキールが、セメントを受容するように前記骨内に形成された空洞よりも狭い、請求項１に記載の人工関節の装置。
11. 前記第１のキールが、前記本体部分の周縁から１０ｍｍ未満に位置している、請求項１に記載の人工関節の装置。
12. 前記骨内に形成された対応する第２のキール空洞内に挿入されるように構成された第２のキールであって、前記第２のキール空洞内へ挿入した時に、内側方向および外側方向の両方への、前記骨に対する前記本体部分の動作を阻害するのに十分な量だけ前記移植表面から外向きに構成され、かつ突出している、第２のキール
    をさらに備える、人工関節の装置であって、
    前記第２のキールが、前記本体部分の前記長手方向に沿って延在し、かつ前記本体部分の前記長手方向中心線からずらされている、請求項１に記載の人工関節の装置。
13. 前記第２のキールが、内部キールである、請求項１２に記載の人工関節の装置。
14. 前記第２のキールが、前記本体部分の前記移植表面上に延在している複数のアームを含む、請求項１２に記載の人工関節の装置。
15. 前記第２のキールが、前記本体部分の前記長手方向中心線に対して角度が付けられている、請求項１２に記載の人工関節の装置。
16. 前記第２のキールが、前記第１のキールよりも短い、請求項１２に記載の人工関節の装置。
17. 前記第２のキールが、前記本体部分の周縁から１０ｍｍ未満に位置している、請求項１２に記載の人工関節の装置。
18. 前記第１および第２のキールの両方が、前記本体部分の前記長手方向中心線からずらされている、請求項１２に記載の人工関節の装置。
19. 前記第１および第２のキールの両方が、前記本体部分の周縁上に位置している、請求項１２に記載の人工関節の装置。
20. 以下の段階を含む、膝関節内に人工関節の装置を移植する方法：
    人工関節の装置の本体部分を受容するように構成され、かつ骨の本来の表面から第１の本体部分の深度だけ前記骨内に延在する、本体部分空洞を形成するように、膝関節の骨の第１の部分を除去する段階と、
    前記人工関節の装置の前記本体部分から突出している第１のキールを受容し、かつ前記骨の前記本来の表面から第１のキールの深度だけ前記骨内に延在する、第１のキール空洞を形成するように、前記骨の第２の部分を除去する段階であって、前記第１のキール深度が、前記第１の本体部分深度よりも深く、および前記第１のキール空洞が、前記本体部分の長手方向に沿って延在してかつ前記本体部分の長手方向中心線からずらされている前記第１のキールを受容するように構成される、段階。
21. 同一の骨除去工具を使用して、前記骨の前記第１の部分および前記骨の前記第２の部分の両方を除去する、請求項２０に記載の方法。
22. 前記第１のキール空洞の表面が、前記骨の内側−外側方向に沿って、凹状で弓状の断面形状を有する、請求項２０に記載の方法。
23. 前記第１のキール空洞の表面が、前記骨の前方−後方方向に沿って、凸状で弓状の断面形状を有する、請求項２０に記載の方法。
24. 前記第１のキール空洞が、前記本体部分の周縁部分に沿って配置された前記第１のキールを受容するように構成される、請求項２０に記載の方法。
25. 前記第１のキール空洞が、前記本体部分空洞の長手方向中心線の外側に配置される、請求項２０に記載の方法。
26. 前記第１のキール空洞が、前記骨内に形成された唯一のキール空洞である、請求項２０に記載の方法。
27. 以下の段階をさらに含む、請求項２０に記載の方法：
    前記人工関節の装置の前記本体部分から突出している第２のキールを受容し、かつ前記骨の前記本来の表面から第２のキールの深度だけ前記骨内に延在する、第２のキール空洞を形成するために、前記骨の第３の部分を除去する段階であって、前記第２のキール深度が、前記第１の本体部分深度よりも深く、および前記第２のキール空洞が、前記本体部分の長手方向に沿って延在している前記第２のキールを受容するように構成される、段階。
28. 前記第２のキール空洞が、前記本体部分の前記長手方向中心線からずらされている前記第２のキールを受容するように構成される、請求項２７に記載の方法。
29. 第２のキール空洞が形成される場合の前記第１のキール深度が、追加のキール空洞が形成されない場合の前記第１のキール深度未満である、請求項２７に記載の方法。
30. 前記人工関節の装置を前記骨内に移植する段階をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
31. 以下の段階を含む、人工関節の装置を膝関節から除去する方法：
    人工関節の装置が移植されている膝関節内の骨から骨物質を切除する段階であって、前記人工関節の装置が、本体部分と、前記骨内の第１のキール空洞内に第１のキール深度まで挿入され、かつ前記本体部分の長手方向中心線からずらされている第１のキールとを含む、段階と、
    前記人工関節の装置を前記骨から除去する段階。
32. 切除の深度が、前記第１のキール深度未満である、請求項３１に記載の方法。
33. 前記第１のキールが、前記本体部分の前記長手方向中心線の外側に位置し、かつ前記骨物質を切除する段階が、前記骨の内側から開始される、請求項３２に記載の方法。
34. 前記第１のキールが、前記人工関節の装置の唯一のキールである、請求項３１に記載の方法。

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