JP2000116682A - 膝内蔵補綴用大腿骨部材 - Google Patents

膝内蔵補綴用大腿骨部材

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より大きい範囲の屈曲ができる支承インサー
トと相互を維持できる大腿骨部材を提供する。 【解決手段】 膝補綴の大腿骨部材は、１つの実施例で
は回転の面の３つの一連の弓形部によりそのまま形成さ
れた平滑で連続する面により形成される面を備え、その
各形状は共通の生成曲線を３つの別々の生成軸線の回り
にそれぞれの組の主たる生成半径で、またそれぞれの回
転角を通して回転させることで生成できる。回転の面の
中心弓形部は支承インサートの上位支承面と完全伸長
（屈曲角０°）から４５°の屈曲角、最大１０５°の屈
曲角まで拡がる範囲に亘ってほぼ同一の接触構成を恒常
的に維持する。このほぼ同一の接触構成の維持は、可動
結合面の間の面、点もしくは線接触を確実にし、それが
接触応力と屈曲における摩耗を減少させる。第２の実施
例では前記支承面は、１つもしくは両大型靭帯が維持さ
れている膝への植込みに適した形状に仕上げた回転面の
４つの弓形部により形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は膝内蔵補綴関節、詳
述すれば膝内蔵補綴用大腿骨部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複数の軸線の回りを回転させられる平面
曲線により形成される平滑な可動結合面を備える大腿骨
部材は先行技術において公知である。この膝内蔵補綴の
分野で広く容認された多数の中心をもつ大腿骨設計が共
同発明者としての本発明者に発行された米国特許第４，
３０９，７７８号、第４，３４０，９３８号および第
４，４７０，１５８号に開示され、また添付する図１お
よび２に示されている。この米国特許第４，３０９，７
７８号、第４，３４０，９７８号ならびに第４，４７
０，１５８号の開示が先行技術の大腿骨設計を完全かつ
詳細に記述するため本明細書に参考として取入れられて
いる。簡単に要約するため図１と２を参照すると、大腿
骨部材１００は外側支承面１０２を備え、熱可塑性イン
サートと、任意に膝蓋骨との可動結合をなす。前記支承
面により、各々が２つの対応する方向に可動結合できる
ように前記大腿骨部材１００上に形成された２つの関節
丘が形成される。図１に示されているように、平面曲線
「Ｆ」が、それぞれ中心点Ｈ１、Ｈ２ならびにＨ３の回
りに、それぞれの半径Ａ１、Ａ２ならびにＡ３をもって
生成された円弧Ｋ１、Ｋ２ならびにＫ３により、またこ
の円弧Ｋ２とＫ３それぞれに、また円弧Ｋ１とＫ３それ
ぞれに接する接線１０７と１０８により形成される。図
２を参照すると、前記平面曲線「Ｆ」をそれぞれ軸Ｃ１
〜Ｃ４の回りに回転させて、大腿骨の前部から後部への
旋回面である弓形部Ｓ１〜Ｓ４をそれぞれ生成させる。
最大の弓形部Ｓ２は一次負荷支承弓形部と謂われる。そ
れは、前記弓形部Ｓ２に相当する大腿骨部材の部分が使
用中、負荷の大部分を支えるからである。前記弓形部Ｓ
２を軸線Ｃ２から形成されるために用いられる関節丘の
各々の半径は半径Ａ１に等しく、それは順に半径Ａ２に
等しい。したがって大腿骨部材の関節丘の各弓形部Ｓ２
は前記軸線Ｃ２の回りに球面状に生成される。前記弓形
部Ｓ２の長さが大腿骨部材と支承インサートの間の調和
した可動結合を使用中、最大伸長からほぼ３２°の角度
に屈曲させる範囲に亘って可能にする。この大腿骨部材
と共に使用される支承インサートは２つの支承面で形成
され、その各々が関節丘に相当し、またその各々が弓形
部Ｓ２の球面寸法に合せた大きさにしてある。先行技術
による大腿骨部材と支承インサートとを装着者が組合せ
て活動する間は、殆ど調和した接触が前記弓形部Ｓ２の
弓形長さ全体に亘って、関節丘と支承インサートの支承
面の間に維持される。このようにその間の面積接触が補
綴の装着者の標準的動き、例えば歩行や立っている間中
展開されまた維持され、また応力負荷が極小化される。
調和した接触の範囲外では、非調和の接触が起こって、
その結果線接触もしくは点接触となる。上述の膝補綴は
非調和の可動結合であっても十分作動する点で注目され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の大腿骨部材には
多数の利点があるがそれでも、先行技術に比べより大き
い範囲の屈曲ができる支承インサートと調和を維持でき
る大腿骨部材の必要性が存在する。本発明は、このよう
な要求を満足する、大きい範囲の屈曲ができる支承イン
サートと調和を維持できる膝内蔵補綴用大腿骨部材を提
供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の第１の実施態様に係る補綴関節は、生来骨の交
換用補綴関節であって、第１の上位支承面を有し該上位
支承面により一次負荷支承弓形部が形成される第１の補
綴部材と、前記一次負荷支承弓形部と可動結合する第２
の上位支承面を備える第２の補綴部材と、前記一次負荷
支承弓形部と可動支承係合する第３の上位支承面を備え
る第３の補綴部材と、からなり、前記一次負荷弓形部が
前記第３の支承面と屈曲角の０°から屈曲角の少くとも
４５°まで拡がる可動結合の範囲に亘ってほぼ同一の接
触構成を恒常的に維持するよう形成されていることを特
徴とするものである。また本発明の第２の実施態様に係
る補綴関節は、生来の骨関節交換用で、生来骨関節に近
接する生来骨と可動結合をさせる補綴関節であって、少
くとも一部分によって一次負荷支承弓形部が形成され、
前記生来骨と可動結合している第１の上位支承面を備え
る第１の補綴部材と、前記一次負荷支承弓形部と可動結
合係合にある第２の上位支承面を備える第２の補綴部材
と、からなり、前記一次負荷支承弓形部が前記第２の上
位支承面と屈曲角０°から屈曲角が少くとも４５°まで
拡がる可動結合の範囲に亘り、前記第２の上位支承面と
ほぼ同一の接触構成を恒常的に維持させるよう形成され
ていることを特徴とするものである。
【０００５】新しい改良された大腿骨部材は、同一の一
次負荷支承弓形部を用いる２つの可動結合部で、その一
方の可動結合接触構成が屈曲を０°から少くとも４５°
までずっと変化しないようになった構成がなされてい
る。この大腿骨部材は少くとも１つの軸線、なるべくな
ら最大４つの軸線の回りに平面曲線を回転させることで
成立っており、前記平面曲線により形成される２つの関
節丘をもつ支承面を備える。前記関節丘の各々の大きい
弓形部は共通の軸線に沿って位置する半径の回りに球面
状に生成される。この球面状に生成された関節丘の弓形
部は先行技術の弓形部Ｓ２と比較して長さでずっと大き
い。使用の際には複数の関節丘により形成される最大の
弓形部が配置されて、その双方を膝蓋骨部材ならびに支
承インサートと可動結合させ、そこではほぼ同一の接触
構成が前記最大の弓形部と支承インサートの間に０°か
ら少くとも４５°、しかも最大約１０５°までの屈曲範
囲に亘って常時維持できる。したがって接触応力と屈曲
による摩耗は、先行技術におけるよりずっと大きい動作
範囲に亘って低減できる。別の例として、ほぼ同一の接
触構成が屈曲の０°から少くとも６０°、さらに最大約
１０５°の範囲に亘って常時維持できる。
【０００６】本明細書で用いられる「接触構成」は接触
点、接触線もしくは接触面における前記２つの表面の構
成であって、その間に加えれる負荷のない状態をいう。
膝補綴に関しては、「接触構成」が各接触面の組の間に
形成される。生来の膝と、植込み膝補綴は様々の負荷、
例えば装着者の体重、屈曲角、接触角などの関数であ
る。本発明の目的である膝補綴（もしくは他の補綴）の
接触面により形成される「接触構成」は上述の負荷もな
く形成される。
【０００７】本明細書で開示された本発明の実施例は２
つある。屈曲を最大１０５°にした第１の実施例の大腿
骨部材の接触領域の曲率が中心位置を先行技術から大き
く変化させると、この設計を能力のある後部および／ま
たは前部十字型靭帯がある膝に植込まれた装置との併用
には適さなくすることを注意すべきである。しかしなが
ら、間違いなく機能的な十字型靭帯が膝補綴には殆ど存
在することがないので、第１の実施例の大腿骨部材が大
抵の膝補綴の適用に向いていなければならないことも注
意しておくべきである。この第１の実施例の大腿骨部材
を使用する特別の利点は、大腿骨部材が回転プラットフ
ォーム型支承と前記米国特許第４，４７０，１５８号に
開示されたものと同様に用いた時に達成される。そのよ
うな組合せで、脛骨は屈曲中後方方向に移動させられ
て、膝蓋骨の大腿四頭筋の応力中心距離を増大させ前記
四頭筋装置全体を一層効果的にする。
【０００８】第１の実施例は固定支承型膝補綴や、回転
並進式支承型膝補綴（例えば米国特許第５，７０２，４
６６号に開示されているもの）や、丁番式膝補綴もしく
は後部安定型膝補綴と併用できる。さらに第１の実施例
は本発明者により１９９７年１１月１８日提出された米
国特許願第６０／０６５，６８０号に開示された後部安
定性膝補綴と、本発明者が共同発明者である１９９４年
１２月１２日提出の米国特許願第０８／３５４，４８０
号で開示の丁番式膝補綴との併用が特に有用である。
【０００９】つぎに本発明の第２の実施例は一方もしく
は両方の膝蓋骨が保持されることになる場合適用でき
る。この第２の実施例は第１の実施例と同一の設計原理
を用いるが、第１の実施例と比較して後部方向に短い一
次負荷支承弓形部を備えて形成される。それなりに調和
した接触が第２の実施例の大腿骨部材と支承インサート
の間に、前記一次負荷支承弓形部と支承インサートの可
動結合のため標準的な行動範囲に亘って維持され、また
一次負荷支承弓形部と支承インサートの可動結合を超え
る深い角度の屈曲では、大腿骨の脛骨上へのロールバッ
クが保持された十字型靭帯が伸長している間の総体的に
自然な動きの中で可動である。ロールバックは摺動並進
と回転との組合せである。本発明のこれらの特徴ならび
に他の特徴も次の詳細な説明と添付図面の研究により一
層よく理解できるものと思う。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下の説明には補綴の分野におい
て数多くの応用があって、指、肘その他の骨関節の補綴
の設計に適用できる。本発明の原理の説明のため、以下
に膝関節補綴を例にとり説明するが、この開示は決して
このただ１つの応用に限定されるものでない。さらに説
明上、本発明を以下に特定の実施例について説明する。
以下に述べるように、開示の実施例の基礎となる発明の
着想が等しく他の実施例にも適用できる。
【００１１】図３乃至６を総体的に参照すると、本発明
により形成された大腿骨部材の第１の実施例が示されて
いる。この大腿骨部材２００は２つの関節丘２０４、２
０６により形成される外側支承面２０２と前記関節丘の
間に伸び、かつこの２つを接続するウエブ２０８を備え
る。前記支承面２０２の形状は点Ｍ１乃至Ｍ３によって
示される３つの軸線の回りの平面曲線「Ｘ」の回転によ
り形成される。この平面曲線「Ｘ」は上記に示した先行
技術による平面曲線「Ｆ」とは異なる形状を備える。図
３を参照すると、前記平面曲線「Ｘ」の形状は３つの半
径で中心点Ｄ１乃至Ｄ３からそれぞれ伸びるＲ１乃至Ｒ
３により総体的に形成される。この中心点Ｄ１とＤ２は
距離Ｙで離隔され、また点Ｄ３は前記大腿骨部材２００
の中心軸線に沿って配置されている。
【００１２】図４に示されているように、大腿骨部材２
００の輪郭は大腿骨部材２００の前部から後部に前記平
面曲線「Ｘ」を前記軸線Ｍ１乃至Ｍ３の回りに回転させ
ることで生成され、回転面の一連の弓形部分が形成され
る。前記軸線Ｍ１乃至Ｍ３は図４の平面に垂直か、ある
いは別の例としてそれに対して鈍角となる。したがって
第１の弓形部Ｓ１は前記平面曲線「Ｘ」が軸線Ｍ１の回
りを半径Ｗ１で、角度θ１をとって回転することで形成
される。Ｗ１は最大の生成半径であって、無限大に決め
得る。第２の弓形部Ｓ２は図４に示されているように点
ＡとＢの間に伸び、平面曲線「Ｘ」が軸線Ｍ２の回りを
半径Ｗ２で回転することで形成される。前記半径Ｗ２は
半径Ｒ１と等しく、それが順に半径Ｒ２に等しいことが
好ましい。したがって前記関節丘２０４、２０６の各々
の、弓形部Ｓ２も軸線Ｍ２上の適当な点の回りで球面状
に生成されることが好ましい。また弓形部Ｓ２も平面曲
線「Ｘ」を少くとも１２０°の角度θ２で軸線Ｍ２の回
りで回転させて形成される。例えば図４で示されている
ように、平面曲線「Ｘ」は１８０°の角度θ２で軸線Ｍ
２の回りを回転させ得る。さらに第３の弓形部Ｓ３が大
腿骨部材２００の最後部分で形成され、また平面曲線
「Ｘ」を半径Ｗ３に対し軸線Ｍ３の回りを角度θ３で回
転させることで生成できる。この第３の弓形部Ｓ３は大
腿骨部材２００の輪郭を弓形部Ｓ２から大腿骨部材の最
後部部分に伸ばすことで完成させる。図示より明白であ
るように、前記弓形部Ｓ３の長さは弓形部Ｓ２の長さの
逆関数であり、片方の長さが増大するにつれ、比例的に
他方の長さを減少させる。前記球面が関節丘２０４、２
０６のそれぞれの弓形部Ｓ２に沿って形成される半径Ｗ
２は先行技術による上述の大腿骨部材の弓形部Ｓ２が形
成される半径より小さくなるよう選択されることが好ま
しい。
【００１３】そして図７乃至８および１１乃至１２参照
すると、大腿骨部材２００をこの大腿骨部材２００の弓
形部Ｓ２と可動結合できる形状にした上位支承面３０２
を備える支承面３００と可動結合係合にして形成する。
詳述すれば前記上位支承面３０２の形状は平面曲線
「Ｘ」を軸線Ｍ４の回りを半径Ｗ４で角度θ４を全体に
つけて回転させることで形成される。調和した可動結合
を支承面３０２と大腿骨部材２００の弓形部Ｓ２の間に
達成させるため、半径Ｗ４は半径Ｗ２と等しくしてあ
る。他の点については、上位の支承面３０２の形状の生
成は米国特許第４，４７０，１５８号に脛骨支承部材１
３９の一次負荷支承支承面１４０に関して開示されてい
て、それについても言及している。
【００１４】前記弓形部Ｓ２は大腿骨部材２００の前記
一次負荷支承弓形部である。それは前記弓形部Ｓ２が上
位の支承面３０２と、例えば歩行中、立っている間、走
行中そして座っている間の標準的膝運動の大部分に相当
する屈曲の範囲に亘って可動結合支承係合にあるからで
ある。詳述すれば、前記脛骨部材２００が支承インサー
ト３００と可動結合支承係合にあるので、前記脛骨部材
２００がこの部材２００の装着者に完全伸長（屈曲角０
°）から少くとも屈曲角が４５°、そして最大屈曲角が
約１０５°まで拡がる動作の範囲を提供し、それによっ
てほぼ同一の接触構成が大腿骨部材２００と支承インサ
ート３００の間に維持される。したがって大腿骨部材２
００により前記支承インサート３００と図１２に示され
た通り完全伸長にあってもほぼ同一の接触構成が形成さ
れる。前記弓状部Ｓ２と支承インサート３００の間に点
もしくは線の可動結合がある場合（すなわち半径Ｗ４は
半径Ｗ２に等しくない）、前記弓形部Ｓ２はそれでも支
承インサート３００と装着者の行動の大部分に相当する
範囲に亘り可動結合する。さらに前記ほぼ同一の接触構
成が屈曲度が少くとも４５°、そして最大１０５°の範
囲に亘ってなお維持される。前記ほぼ同一の接触構成を
先行技術におけるよりも大きい屈曲角の範囲に亘って維
持されて、接触応力と摩耗を減少させる。
【００１５】膝蓋骨部材４００も前記大腿骨部材２００
と併用できる。図９乃至１０を参照すると、前記膝蓋骨
部材４００が示されている。この膝蓋骨は支承面４０２
で形成される。大腿骨部材２００の弓状部Ｓ２との調和
した可動結合の達成には、前記支承面４０２が平面曲線
「Ｘ」を半径Ｗ５に対し角度θ５をとって軸線Ｍ５の回
りに回転させることで形成できる。その場合半径Ｗ５は
半径Ｗ２に等しい。軸線Ｍ５を前記膝蓋骨部材の長さに
関して中心方向に配置させて、平面曲線「Ｘ」の回転に
より上述のように、中央支承面４０４が形成される。操
作時には、前記中央支承面４０４が前記弓形部Ｓ２と調
和的に可動結合することになる。前記支承面４０２の外
側部分４０６は米国特許第４，４７０，１５８号に教示
されているように、半径Ｗ１と同一の半径で生成される
ことになる弓形部Ｓ１と調和的に可動結合するよう形成
できる。前記したパラメータＭ６、Ｍ７、θ６とθ７を
備える遷移支承面４０８は米国特許第４，４７０，１５
８号により形成される。すべての他の点については、膝
蓋骨部材４００は米国特許第４，４７０，１５８号の膝
蓋骨部材１０９と類似している。前記支承面４０２は大
腿骨部材２００のどの部分とも調和的に可動結合するよ
う形成される必要はない。
【００１６】大腿骨部材が弓形部Ｓ１乃至Ｓ３の３つを
備えるものとして上述されているが、弓形部の実際の数
は本発明にとっては重大な特性ではない。例えば一次負
荷支承弓形部Ｓ２は平面曲線「Ｘ」により形成され、ほ
ぼ大腿骨部材２００の全長に亘って拡がることができ、
その場合前記弓形部Ｓ２はその全長に亘る連続球面によ
り形成されることになる。別の例として、異なる形状を
した平面曲線、例えば先行技術に関して上述した平面曲
線「Ｆ」が利用できる。本発明の重要な特性は前記ほぼ
同一の接触構成が前記一次負荷支承弓形部Ｓ２と支承イ
ンサート３００の間に、屈曲角０°から屈曲角少なくと
も４５°、最大約１０５°まで拡がる範囲に亘って維持
できることである。図示より明白であるように、前記ほ
ぼ同一の接触構成が大腿骨部材２００の形状が形成され
る弓形部の数の関数ではないが、むしろ接触面の実際形
状によるものである。前記平面曲線「Ｘ」は生成軸線の
数がいくつあってもその回りを回転させて大腿骨部材２
００の形状が形成される。とはいっても、形成されてい
る弓形部の１つが、屈曲角が前記支承インサート３００
に関して０°から少くとも４５°、最大１０５°の範囲
に亘ってほぼ同一の接触構成を維持できるよう形成され
た一次負荷支承弓形部となることが肝要である。規定範
囲の下限は屈曲角の少くとも６０°になるよう規定でき
る。さらに本発明の大腿骨部材は一次負荷支承弓形部を
用いる２つの可動結合に適応できるよう、またこれらの
可動結合の１つが屈曲角の少くとも０°から少くとも４
５°までの範囲に亘って変化しないよう構成されてい
る。
【００１７】本発明の第１の実施例は十字型靭帯が能力
を発揮できる生来の膝関節の代替に用いようとするもの
ではない。むしろ、第１の実施例が十字型靭帯が犠牲に
されるか不完全である場合に用いられることになる。本
発明は生来の膝の動きをモデルにしていないことに注目
されるべきである。しかしながら、本発明は十字型靭帯
が能力を発揮できない場合での使用に対するものである
から、本発明は生来の膝の動きに倣うことに限られてい
ない。このような制限がないので、本発明はさらに大き
い調和した接触を可能にし、したがって先行技術設計、
特に能力を発揮できる十字型靭帯との併用に設計された
ものと比較して機能上の損失なしに摩耗をより少くでき
る。膝交換の事例の大部分では前記十字型靭帯は能力を
発揮しないので、本発明は大抵の膝取替え事例に適用可
能であることにも注目すべきである。
【００１８】図１３乃至１５参照すると、大腿骨部材の
第２の実施例が示され、図面参照番号５００で総体的に
表わされている。上述の第１の実施例を用いたのと同
様、大腿骨部材５００は２つの関節丘５０４、５０６に
より形成される外側支承面を備える。第１の実施例とは
対照的に、大腿骨部材５００はこの大腿骨部材５００の
後部から前記関節丘５０４、５０６の間に伸びて保持さ
れた十字型靭帯に適応できる十分な長さを有する。
【００１９】上述の平面曲線「Ｘ」は前記支承面５０２
の形成に用いられる。図１４に示されているように、こ
の平面曲線「Ｘ」は４つの軸線Ｍ８乃至Ｍ１１の回りを
回転させられる。詳述すればこの平面曲線「Ｘ」は第１
の弓形部Ｓ５を半径Ｗ８で、角度θ８の全体を掃く。な
るべくならこの半径Ｗ８が無限大に等しく、その場合、
平面曲線「Ｘ」が軸線Ｍ８を角度θ８をもって線状に移
動させることで形成される直線に沿って移動させられ、
角変位よりむしろ線変位を示す。この平面曲線「Ｘ」は
軸線Ｍ９の回りを半径Ｗ９で角度θ９をさらに掃かれて
大腿骨部材５００の一次負荷支承弓形部Ｓ６が形成され
る。この弓形部Ｓ６が球面で形成されるには、半径Ｗ９
が前記平面曲線「Ｘ」の半径Ｒ１とＲ２の両方と等しい
ことである。図１４に示されているように、一次負荷支
承弓形部Ｓ６が軸線Ａ２と軸Ｂ２の間に伸びる。角度θ
９は１４６°に等しいことが好ましい。また軸線Ｂ２も
大腿骨部材５００の垂直軸線Ｖに関して固定されること
が好ましい。図１４を参照すると、基準軸線Ｚが前記垂
直軸線Ｖに関して角度αをなす。前記角度αは１５°に
等しいことが好ましく、それは生来の大腿骨と脛骨の前
後方向で測定された縦軸線の間で食違わせた代表的角度
に等しいことが好ましい。標準軸線Ｚと軸線Ｂ２は適当
な角度βに対し、その角度は７１°が好ましい。前記弓
形部Ｓ７は前記弓形部Ｓ６から後部方向に拡がって、軸
線Ｍ１０の回りに角度θ１０をもって回転する軸線Ｗ１
０により形成される。弓形部Ｓ８は支承面５０２の形状
を仕上げ、軸線Ｍ１１の回りに角度θ１１を回転する半
径Ｗ１１で形成される。
【００２０】弓形部Ｓ５、Ｓ７およびＳ８は米国特許第
４，４７０，１５８号に開示されているように弓形部Ｓ
１、Ｓ３ならびにＳ４と同一の方法で総体的に形成でき
る。しかしながら、一次負荷支承弓形部Ｓ６は先行技術
とは異なる方法で形成される。一次負荷支承弓形部Ｓ６
が上述のように形成されることで、この一次負荷支承弓
形部Ｓ６は上述の支承インサート３００の支承面３０２
との前記ほぼ同一の接触構成を屈曲角の少くとも４５
°、最大ほぼ１０５°の範囲に亘って維持できる。
【００２１】前記一次負荷支承弓形部Ｓ６は米国特許第
４，３０９，７７８号ならびに第４，３４０，９７８号
に開示されたもののようなかま型支承の上位支承面と調
和的に可動結合するよう形成されることが好ましい。こ
のかま型支承の上位支承面は上述の支承３００の上位支
承面３０２のように、前記一次負荷支承弓形部Ｓ６と上
位支承面３０２の間に半径９に等しい半径Ｗ４を置くこ
とにより調和した可動結合が達成できる状態にして形成
される。しかしながら調和した可動結合は、本発明の目
的達成には必要ない。弓形部Ｓ７とＳ８に関しては、前
記上位支承面３０２との調和した可動結合はない（すな
わち、半径Ｗ１０とＷ１１は半径Ｗ４に等しくない筈で
ある）。前記第１の実施例とは違って、大腿骨部材５０
０は人の膝の自然の動きに従うよう形成され、大腿骨の
深く屈曲した脛骨に関連したロールバックができる。軸
線Ｂ２の位置は前記大腿骨部材５００と半月状支承の間
の調和した可動結合を、点もしくは線接触が前記弓形部
Ｓ７とＳ７の真上の前記その間に形成される状態で後部
方向に限定する。調和した可動結合が大腿骨の脛骨に関
しての自然のロールバック運動を抑制する。少くとも１
つの十字型靭帯が保持されている状態で、十字型単数も
しくは複数の靭帯により起こされる自然発生のロールバ
ック力がかま型支承を利用して前部−後部並進を起こさ
せる。さらに大腿骨部材５００は第１の実施例に関して
述べられたのと同一の方法で膝蓋骨部材４００との可動
結合できるよう形成されている。
【００２２】前記大腿骨部材５００は第１の実施例に関
して上に述べたように本発明の目的を達成するためのも
のである。この大腿骨部材５００は非調和の可動結合が
深く屈曲できるように配設されさえすれば、第１の実施
例とすべて同一の方法で修正できる。
【００２３】明白であるように、非常に多くの態様変更
が同業者に容易に起こり得るので、本発明を示し述べた
ように厳密な構造と操作に限定することは望ましくな
い。したがってあらゆる適当な態様変更と同等のものは
請求項にあるごとく本発明の範囲内に入るものとして分
類できる。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、より大
きい範囲の屈曲が可能な支承インサートとの調和を長期
に亘り維持することができる補綴関節を提供することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術による大腿骨部材を示す図で、米国特
許第４，４７０，１５８号の図３９から採用した平面図
である。
【図２】図１に示された先行技術による大腿骨部材を示
す図で、米国特許第４，４７０，１５８号から採用した
２−２線上の側面図である。
【図３】本発明に係る大腿骨部材の第１の実施例の正面
図である。
【図４】大腿骨部材の第１の実施例の側面図である。
【図５】図４の５−５線上の大腿骨部材の第１の実施例
の部分断面図である。
【図６】図４の６−６線上の大腿骨部材の第１の実施例
の部分断面図である。
【図７】支承インサートの平面図である。
【図８】図７の８−８線上の支承インサートの断面図で
ある。
【図９】膝蓋骨部材の平面図である。
【図１０】図９の膝蓋骨部材の代表的断面図である。
【図１１】大腿骨の支承インサートおよび脛骨部材に関
して屈曲角を９０°にした第１の実施例の平面図であ
る。
【図１２】支承インサートと脛骨部材と共に完全に伸長
した状態の大腿骨の第１の実施例の平面図である。
【図１３】本発明に係る大腿骨部材の第２の実施例の正
面図である。
【図１４】大腿骨部材の第２の実施例の側面図である。
【図１５】図１４の１５−１５線上の大腿骨部材の第２
の実施例の部分断面図である。
【符号の説明】
１００ 大腿骨部材 １０２ 支承面 １０７ 接線 １０８ 接線 １３９ 脛骨支承部材 １４０ 一次負荷支承面 ２００ 大腿骨部材 ２０２ 外側支承面 ２０４ 関節丘 ２０６ 関節丘 ２０８ ウエブ ３００ 支承インサート ３０２ 上位支承面 ４００ 膝蓋骨部材 ４０２ 支承面 ４０４ 中央支承面 ４０６ 外側部分 ４０８ 遷移支承面 ５００ 大腿骨部材 ５０２ 支承面 ５０４ 関節丘 ５０６ 関節丘 ５０８ 十字型靭体切欠き Ａ 点 Ａ１〜３ 半径、軸線 Ｂ 点 Ｂ２ 軸線 Ｃ１〜４ 軸線 Ｄ１〜３ 中心点 Ｆ 平面曲線 Ｈ１〜３ 中心点 Ｋ１〜３ 円弧 Ｍ１〜１１ 軸線 Ｒ１−３ 半径 Ｓ１〜８ 弓形部 Ｖ 垂直軸線 Ｗ１〜１１ 半径 Ｘ 平面曲線 Ｙ 距離 Ｚ 軸線 α 角度 β 角度 θ２〜１０ 角度

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 生来骨の交換用補綴関節であって、 第１の上位支承面を有し該上位支承面により一次負荷支
    承弓形部が形成される第１の補綴部材と、 前記一次負荷支承弓形部と可動結合する第２の上位支承
    面を備える第２の補綴部材と、前記一次負荷支承弓形部
    と可動支承係合する第３の上位支承面を備える第３の補
    綴部材と、からなり、前記一次負荷弓形部が前記第３の
    支承面と屈曲角の０°から屈曲角の少くとも４５°まで
    拡がる可動結合の範囲に亘ってほぼ同一の接触構成を恒
    常的に維持するよう形成されていることを特徴とする補
    綴関節。
  2. 【請求項２】 前記一次負荷支承弓形部が前記第３の上
    位支承面と屈曲角の０°から屈曲角の少くとも６０°ま
    で拡がる可動結合の範囲に亘ってほぼ同一の接触構成を
    恒常的に維持するよう形成されていることを特徴とする
    請求項１記載の補綴関節。
  3. 【請求項３】 前記一次負荷支承弓形部が前記第３の上
    位支承面とほぼ同一の接触構成を恒常的に維持するよう
    形成されていることを特徴とする請求項１記載の補綴関
    節。
  4. 【請求項４】 前記第３の上位支承面が前記一次負荷支
    承弓形部と前記可動結合の範囲に亘って調和した可動結
    合していることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
  5. 【請求項５】 前記第１の上位支承面は回転の面の一連
    の弓形部により形成された平滑で連続する面であり、そ
    の各形状は共通の生成曲線を複数の別々の生成軸線の回
    りをそれぞれの主たる生成半径で、それぞれの回転角を
    通して回転させることにより生成でき、これらの回転面
    の最大弓形部が一次負荷支承弓形部であることを特徴と
    する請求項１記載の補綴関節。
  6. 【請求項６】 前記一次負荷支承弓形部が前記共通の生
    成曲線を前記生成軸線の１つの回りに少くとも１２０°
    の角度で回転させることで生成されることを特徴とする
    請求項５記載の補綴関節。
  7. 【請求項７】 前記関節に３つの弓形部があることを特
    徴とする請求項５記載の補綴関節。
  8. 【請求項８】 前記関節が生来の膝関節の交換用に形成
    され、前記第１の部材が大腿骨部材であり、第２の部材
    が膝蓋骨部材であり、かつ第３の部材が支承インサート
    であることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
  9. 【請求項９】 前記生来の膝関節の十字型靭帯は能力を
    発揮しないことを特徴とする請求項８記載の補綴関節。
  10. 【請求項１０】 前記第１の部材が２つの間隔をおいた
    関節丘を形成するために形成され、前記関節丘により前
    記第１の上位支承面が少くとも部分的に形成され、また
    前記関節丘がほぼそれと同一の拡がりをもって伸びるウ
    エブにより接続されていることを特徴とする請求項８記
    載の補綴関節。
  11. 【請求項１１】 生来の骨関節交換用で、生来骨関節に
    近接する生来骨と可動結合をさせる補綴関節であって、 少くとも一部分によって一次負荷支承弓形部が形成さ
    れ、前記生来骨と可動結合している第１の上位支承面を
    備える第１の補綴部材と、前記一次負荷支承弓形部と可
    動結合係合にある第２の上位支承面を備える第２の補綴
    部材と、からなり、前記一次負荷支承弓形部が前記第２
    の上位支承面と屈曲角０°から屈曲角が少くとも４５°
    まで拡がる可動結合の範囲に亘り、前記第２の上位支承
    面とほぼ同一の接触構成を恒常的に維持させるよう形成
    されていることを特徴とする補綴関節。
  12. 【請求項１２】 前記一次負荷支承弓形部が前記第２の
    上位支承面と屈曲角０°から屈曲角が少くとも６０°ま
    で拡がる可動結合の範囲に亘ってほぼ同一の接触構成を
    恒常的に維持させるよう成形されていることを特徴とす
    る請求項１１記載の補綴関節。
  13. 【請求項１３】 前記一次負荷支承弓形部分が屈曲角の
    １５０°まで拡がる可動結合の範囲に亘って、前記第２
    の上位支承面とほぼ同一の接触構成を恒久的に維持する
    よう形成されることを特徴とする請求項１１記載の補綴
    関節。
  14. 【請求項１４】 前記第２の上位支承面が可動結合の範
    囲に亘って、前記一次負荷支承弓形部と相互に可動結合
    していることを特徴とする請求項１１記載の補綴関節。
  15. 【請求項１５】 前記第１の上位支承面が平滑で連続
    し、かつ回転の面の一連の弓形部により形成された面で
    あり、その各形状が共通の生成曲線を複数の別々の生成
    軸線の回りをそれぞれの主たる生成半径で、それぞれの
    回転角を通して回転させることで生成でき、これらの回
    転面の最大弓形部が一次負荷支承弓形部であることを特
    徴とする請求項１１記載の補綴関節。
  16. 【請求項１６】 前記一次負荷支承弓形部が前記共通の
    生成曲線を少くとも１２０°の角度で、前記生成軸線の
    １つの回りに回転させることで生成されることを特徴と
    する請求項１５記載の補綴関節。
  17. 【請求項１７】 前記関節には３つの弓形部があること
    を特徴とする請求項１５記載の補綴関節。
  18. 【請求項１８】 前記関節が生来の膝関節の交換用とし
    て形成され、前記生来の骨が膝蓋骨であり、第１の部材
    が大腿骨部材であり、第２部材が支承インサートである
    ことを特徴とする請求項１１記載の補綴関節。
  19. 【請求項１９】 前記生来の膝関節の十字型靭帯がその
    能力が発揮できないことを特徴とする請求項１８記載の
    補綴関節。
  20. 【請求項２０】 前記第１の部材が２つの離隔した関節
    丘を形成するために形成され、前記関節丘により前記第
    １の上位支承面が少くとも部分的に形成され、また前記
    関節丘がほぼそれと同一の拡がりをもって伸びるウエブ
    により接続されていることを特徴とする請求項１８記載
    の補綴関節。
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