JP2003220082A - 減少された面積の支持面部を有するプロテーゼ関節およびその一定範囲の寸法のプロテーゼ関節への適用方法 - Google Patents

減少された面積の支持面部を有するプロテーゼ関節およびその一定範囲の寸法のプロテーゼ関節への適用方法

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JP2003220082A
JP2003220082A JP2002367183A JP2002367183A JP2003220082A JP 2003220082 A JP2003220082 A JP 2003220082A JP 2002367183 A JP2002367183 A JP 2002367183A JP 2002367183 A JP2002367183 A JP 2002367183A JP 2003220082 A JP2003220082 A JP 2003220082A
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joint
support
prosthesis
interrupted
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Frank W Chan
フランク・ダブリュ・チャン
Jorge A Ochoa
ジョージ・エイ・オコア
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DePuy Orthopaedics Inc
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    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
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    • A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30878—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
    • A61F2002/30891—Plurality of protrusions
    • A61F2002/30894—Plurality of protrusions inclined obliquely with respect to each other
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    • A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
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    • A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2002/30934—Special articulating surfaces
    • A61F2002/30937—Special articulating surfaces with cut-outs
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    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
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    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/32—Joints for the hip
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    • A61F2002/3631—Necks with an integral complete or partial peripheral collar or bearing shoulder at its base
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    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • A61F2/3609—Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 接合面内に意図的な中断部分を有するプロテ
ーゼ部品の提供。 【解決手段】 中断された状態の支持表面の構成におけ
る各特徴により除去される基線の中断されていない支持
表面の面積における一定の割合として定められる軽減領
域または中断部分の割合の最適な範囲はハード−オン−
ハード式で０．３％乃至７３．７％であり、ポリエチレ
ン−オン−ハード式ので５．７％乃至８３．２％であ
る。ハード−オン−ハード式およびポリエチレン−オン
−ハード式の両方に対応する範囲は、その移植片の寸法
に応じ、全体の接合表面面積における０．３％乃至３
１．９％の範囲内の軽減される面積に言い換えられる。 【効果】各接合表面内における中断部分による接触面積
または支持表面の最適な減少により、一定の増加された
移動範囲および減少された位置ずれの可能性を伴う比較
的に大きな直径のプロテーゼ部品、低い摩擦トルクおよ
び小さな直径の部品ほど磨耗が減少される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自然の関節との置換
のために使用されるプロテーゼ装置に関し、特に、減少
された面積の支持表面部分を有するプロテーゼ関節に関
する。
【０００２】
【従来の技術】股臼、膝、距骨、肩、肘、および手首の
ためのプロテーゼの関節または関節組立体を提供するこ
とが知られている。タウンリー（Townley）他に発行さ
れている米国特許第４，０６８，３４２号において示さ
れている器具のようなプロテーゼ関節の各構成部品はそ
の対応する要素に対する連続的な表面領域を有する面部
を提供している。従来的なプロテーゼの各構成部品はそ
の付随する要素の表面に対応する低摩擦の関節面部を有
益的に提供しているが、この関節を構成している部品と
これに対応する要素との間の相互作用により関節部分の
破片を生じる可能性がある。このような破片は近接して
いる組織の間に放出されて、周囲の体内組織内において
望ましくない反応を生じる可能性がある。
【０００３】上記のようなプロテーゼ関節組立体により
生じる関節部分の破片が周囲の体内組織の中に入り込む
ことを防ぐために幾つかの試みが行なわれている。例え
ば、コーリエー（Collier）に発行されている米国特許
第４，７３１，０８８号を参照されたく、この場合にお
いては、関節部分の破片を周囲の組織から隔離するため
に柔軟な閉鎖手段がプロテーゼ関節に適用されている。
従って、プロテーゼ関節組立体に付随する磨耗を減少す
ることが望ましい。
【０００４】プロテーゼ関節組立体は種々の材料により
製造できる。現在において、ハード・オン・ハード式支
持部品（hard on hard bearing）のプロテーゼ関節組立
体およびポリエチレン・オン・ハード式支持部品（poly
ethylene on hard bearing）のプロテーゼ関節組立体が
存在している。このハード・オン・ハード式支持部品の
プロテーゼ関節組立体またはこれらの組み合わせ物は一
般的に金属−金属式またはセラミック−セラミック式で
ある。一方、ポリエチレン・オン・ハード式支持部品の
プロテーゼ関節組立体またはこれらの組み合わせ物は一
般的にポリエチレン−金属式である。
【０００５】例えば、股臼カップ組立体におけるハード
−オン−ハード式支持部品の組み合わせ物の場合におい
て、カップ・クリアランス（ギャップ）に対して比較的
に低いヘッド部ほどその磨耗を減少することができる。
同様に、比較的に小さい直径の移植片は比較的に少量の
摩擦を伴うことが知られている。移植片の直径（股臼カ
ップ組立体に関連するヘッド部および内側カップ）が増
加するほど、比較的に小さい直径の支持部品の組み合わ
せ物における場合と同程度に少量のクリアランスにする
ことより、これら比較的に大きな支持部品の組み合わせ
物において比較的に大きな接触面積が得られるようにな
る。このことは比較的に高い摩擦トルクを生じると共に
その入口の領域の寸法の減少が生じる。しかしながら、
この入口の領域の寸法を過度に減少することにより、潤
滑作用が生じる可能性を低下することが起こり得る。一
方、ポリエチレン−オン−ハード式支持部品の組み合わ
せ物の場合においては、一般的に比較的に小さい直径の
移植片を有しており、移植片の磨耗は移植片の直径の増
加およびクリアランスの減少に伴って増加する。しかし
ながら、現在の傾向は比較的に大きな直径の移植片に向
いている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，０６８，３４２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７３１，０８８号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記および上記以外の
考察により、本発明の目的は改善されたプロテーゼ関節
を提供することである。
【０００８】本発明の別の目的は移植後の関節プロテー
ゼの接合部分の移動により生じる可能性のある関節部分
の破片の形成を最少にする一定の表面部分を有する改善
された関節プロテーゼを提供することである。
【０００９】本発明の別の目的は移植後のプロテーゼ部
品の接合部分の移動により生じる可能性のある関節部分
の破片の形成を最少にする一定の支持面を有する関節プ
ロテーゼにおける改善されたプロテーゼ部品を提供する
ことである。
【００１０】本発明のさらに別の目的は患者の体内に移
植した時に対応するプロテーゼ部品に関連する潤滑性を
最大にする表面部分を有する改善されたプロテーゼ関節
を提供することである。
【００１１】本発明のさらに別の目的は一定の最適な接
触面積または支持面積を有するプロテーゼ組立体を製造
する方法を提供することである。
【００１２】本発明のさらに別の目的は一定範囲のプロ
テーゼ組立体の寸法に対応する一定の最適な接触面積を
有するプロテーゼ組立体を製造する方法を提供すること
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は一定の減少され
た面積の支持面を有するプロテーゼ関節、当該プロテー
ゼ関節に対応する減少された面積の支持面を決定する方
法、および当該減少された面積の支持面の決定を上記プ
ロテーゼ関節の一定範囲の寸法に適用する方法である。
特に、本発明は上記減少された面積の支持面を定める中
断部分をその支持面内に有するプロテーゼ関節、当該プ
ロテーゼ関節に対応する中断部分の量（または残りの支
持面の表面積の量）を決定する方法、および上記の量を
上記プロテーゼ関節の一定範囲の寸法に適用する方法で
ある。
【００１４】ハード−オン−ハード式のプロテーゼ支持
部品の組み合わせ物およびポリエチレン−オン−ハード
式のプロテーゼ支持部品の組み合わせ物の場合に、その
プロテーゼ支持部品の一方または両方の接合面内におい
て最適に設計されている各中断部分は「最適条件（opti
mum）」と考えられる特定の接触面積または支持表面を
提供する。このことは一定の広い寸法範囲の特定のプロ
テーゼおよび／またはプロテーゼ支持部品を達成すると
共に、そのプロテーゼ組立体における同程度に少量の支
持部品対支持部品の間のクリアランスを維持する。
【００１５】各部品の表面内における各中断部分により
上記プロテーゼ組立体における一方または両方の支持部
品の接合面内において接触面積を最適に減少することに
より、比較的に大きな直径の各プロテーゼ部品の利点
（付随する増大した移動範囲、および減少される転位の
可能性による利点）、低い摩擦トルク、および比較的に
小さい直径の各プロテーゼ部品の比較的に減少された磨
耗という利点が提供できる。
【００１６】形態の一例において、本発明はプロテーゼ
組立体のための支持部品を提供する。この支持部品は一
定の接合面を有する本体部分を備えている。この接合面
は中断されている支持表面を定めている軽減領域を有し
ている。これらの軽減領域はその他の中断されていない
支持表面の面積に対して０．３％乃至８３．２％の範囲
であり、全体の接合表面の面積に対して０．０１％乃至
３１．８８％の範囲である。
【００１７】また、別の形態において、本発明はプロテ
ーゼ組立体のための支持部品を提供する。この支持部品
は一定の接合表面の領域を定めている本体部分を備えて
いる。この接合表面の領域は各中断部分により定められ
る一定の接触表面積を有しており、これらの中断部分は
その他の中断されていない接触表面の面積に対して０．
３％乃至８３．２％の範囲であり、全体の接合表面の面
積に対して０．０１％乃至３１．８８％の範囲である。
【００１８】また、別の本発明はプロテーゼ関節組立体
を提供する。このプロテーゼ関節組立体は第１の支持部
品および第２の支持部品を備えている。この第１の支持
部品は上記第２の支持部品を受容することに適合してい
る一定の接合表面の領域を有している。この接合表面の
領域は各中断部分により定められる一定の支持表面積を
有しており、上記第２の支持部品により接触されること
に適合している。上記各中断部分はその他の中断されて
いない支持表面の面積に対して０．３％乃至８３．２％
の範囲であり、全体の接合表面の面積に対して０．０１
％乃至３１．８８％の範囲である。
【００１９】さらに別の形態において、本発明はプロテ
ーゼ組立体のための支持部品を作成する方法を提供す
る。この方法は（ａ）一定の接合表面を有する本体部分
を形成する工程、および（ｂ）上記接合表面内に軽減領
域を形成して一定の中断されている状態の支持表面を定
める工程を含み、この場合の軽減領域はその他の中断さ
れていない支持表面に対して０．３％乃至８３．２％の
範囲であり、全体の接合表面の面積に対して０．０１％
乃至３１．８８％の範囲である。
【００２０】さらに別の形態において、本発明はプロテ
ーゼ組立体のための支持部品を作成する方法を提供す
る。この方法は（ａ）一定の接合表面の領域を定める本
体部分を形成する工程、および（ｂ）中断部分により定
められている一定の接触表面積を有する接合表面の領域
を形成する工程を含み、この場合の軽減領域はその他の
中断されていない接触表面の面積に対して０．３％乃至
８３．２％の範囲であり、全体の接合表面の面積に対し
て０．０１％乃至３１．８８％の範囲である。
【００２１】さらに別の形態において、本発明は第１の
本体部分および第２の本体部分を有するプロテーゼ関節
を作成する方法を提供する。この方法は（ａ）上記第１
の本体部分と第２の本体部分との間のクリアランスの距
離を定める工程と、（ｂ）当該クリアランスの距離に基
づいて上記第１の本体部分および第２の本体部分に対応
する一定の接触表面積の値を決定する工程と、（ｃ）上
記第１の本体部分をその接合表面内に中断部分を有する
ように形成して、当該接合表面内における中断部分によ
り定められる支持表面の面積が上記接触表面積の値に等
しくなるようにする工程を含む。
【００２２】また、別の形態において、本発明は第１の
材料による第１の本体部分および第２の材料による第２
の本体部分を備えているプロテーゼ組立体を作成する方
法を提供する。この方法は（ａ）上記第１の本体部分お
よび第２の本体部分の間のクリアランスの距離を決定す
る方法と、（ｂ）上記プロテーゼ組立体に対応する基線
の接触面積の値を導出する工程と、（ｃ）当該基線の接
触面積の値に基づいて上記第１の本体部分および第２の
本体部分の一方の接合表面内に中断部分を設ける工程を
含み、これらの中断部分は一定範囲のプロテーゼ組立体
の寸法に対して一定である上記第１の本体部分および第
２の本体部分の間における最適な接触面積を提供する。
【００２３】上記中断部分は上記プロテーゼ組立体／関
節における一方のプロテーゼ部品のみまたは両方のプロ
テーゼ部品（例えば、ヘッド部分およびライナー部分）
において形成することができる。さらに、これらの中断
部分は巨視的および／または微視的に形成できる。上記
の詳細な説明は特に以下の添付図面に対して言及してい
る。なお、幾つかの図面を通して対応している参照記号
はそれぞれ対応している各部品を示している。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明は、一定の接合面を伴う支
持部品を有していて、凹部または突出部のいずれかによ
り中断されているプロテーゼ組立体が上記接合面とこれ
に付随する関節面の接合部品との間における相互作用に
より生じる関節部分の破片の形成を最少にするという、
一定の仮定および結果として得られた原理に基づいてい
る。この減少は、滑らかで中断されていない状態の各接
合面を有する従来の支持部品に比べて、各構成部品の間
の接合に利用可能な表面積における減少の結果であると
考えられる。このような本発明の原理によれば、一方ま
たは両方の支持部品が、例えば、潤滑性を高めて望まし
くない関節部分の破片の形成を最少にしながら、関節の
安定性を高めるための大きなボール部分の直径の利用を
可能にする。
【００２５】特に磨耗および潤滑性に関して、一定の最
適な接触面積を有するプロテーゼ部品を得るために潤滑
性および接触の機械的な理論によりプロテーゼ部品の接
合面内に意図的な中断部分を形成することが可能である
ことが見出されている。特に、プロテーゼ組立体の一方
または両方のプロテーゼ部品の接合面内における中断部
分の最適化が一定の広い範囲の寸法のプロテーゼ部品に
及ぶことが見出されている。このような効果の波及はプ
ロテーゼ股臼カップ組立体のヘッド部および内側カップ
部分の直径等の一定の広い範囲の寸法の特定のプロテー
ゼ部品において一定である。なお、本発明はボールおよ
びソケットまたはジョイント型のプロテーゼ組立体に特
定的に適用しているが、本発明の仮定および／または原
理は別の種類のプロテーゼ組立体にも同等に適用でき
る。
【００２６】次に、図１において、プロテーゼ（プロテ
ーゼ関節）における例示的な支持部品１０が股臼に対す
る係合または支持カップ部分（図示せず）を伴う使用に
適している外部を有して示されている。股臼カップは種
々の技法により股臼内に取り付けられ、これらは全て整
形外科分野において周知である。例示的な支持部品１０
は概ね半球状の一般的な股臼カップ部分または外殻部の
中に受容される形状である外表面部１６を有している
が、股臼または股臼支持カップのいずれかと協働する種
々の形態を採ることができると考えられる。例えば、支
持カップ部分内に支持部品１０を取り付けるための技法
の一例について、エンゲルハルト（Engelhardt）他に発
行されている米国特許第５，０４９，１５８号を参照さ
れたく、この文献の各対応部分は特定的に本明細書に参
考文献として含まれる。この支持部品１０は、種々の既
知の取付方法により、支持カップ部分の中に取り付ける
ことができ、あるいは、股臼の中にも取り付けることが
できる。例えば、マッコラム（MacCollum）他に発行さ
れている米国特許第４，９０４，２６５号およびボレス
キー（Bolesky）他に発行されている米国特許第５，０
０２，５７７号を参照されたい。
【００２７】上記支持部品１０は図示において内部に大
腿骨頭部（図示せず）を受容するために適している内部
キャビティ２２を形成している内部２０、および上記大
腿骨頭部に対して係合または接合するための好ましくは
ワン−ピース型の中断されている接合面または表面２４
を有している。用語の「ワン−ピース（one-piece）」
は本明細書において上記接合面がそれ自体で上記中断部
分を含むように成形または形成されていることを意味す
るように用いられている。上記支持部品１０の中断され
ている接合面２４は上記大腿骨頭部に対する接合におい
て有効な表面積を最少化、最適化および／または調節す
る。図示において、上記支持部品１０の内部２０は内部
キャビティ２２の周囲および面部２４の外周に沿って延
在している口部２６を有している。この支持部品１０の
口部２６は一定の面を定めており、この面を通して中断
されている接合面２４に対する係合および接合のために
上記大腿骨頭部が支持部品１０の内部２０の中に入り込
む。
【００２８】図１乃至図８において示されている本発明
の原理に従って形成されている支持部品の一例の各実施
形態は股臼のプロテーゼ関節と共に使用するために形成
されている。しかしながら、以下において説明されてい
るように、上記接合面２４（および／または図示および
／または本明細書において説明されている上記以外の実
施形態における各接合面）の中の種々のパタンの中断部
分が特定的に図示および／または本明細書において説明
されていない上記以外のプロテーゼ関節の中において組
み込むこともできると考えられる。従って、本発明の原
理は対応するプロテーゼ関節組立体における関節窩、膝
蓋骨、大腿骨、体液性、脛骨、尺骨、橈骨、手首および
／または距骨の各部品に適用できる。さらに、上記接合
面２４（および／または図示および／または本明細書に
おいて説明されている上記以外の実施形態における各接
合面）の中の種々のパタンの中断部分が特定的に図示ま
たは本明細書において説明されていないパタンを得るた
めに本発明の原理に従って変更できると考えられる。
【００２９】本発明による支持部品が生体相容性の任意
の材料により作成可能であること、および対応する自然
のまたはプロテーゼの構成要素と共に接合動作を行なう
ことが理解されると考える。例えば、この支持部品は種
々の金属、プラスチック、セラミック、または複合材料
により形成できる。プラスチックを選択する場合に、高
密度ポリエチレン、特に超高分子量ポリエチレン（ＵＨ
ＭＷＰＥ）を使用することができるが、その材料が対応
する関節面に対して強度および低摩擦の接合面の両方を
提供する限りにおいて、多数の種類のプラスチックが本
発明の目的に適応し得る。さらに、本発明に従う支持部
品は周知の製造方法に従って構成されている。例えば、
金属の外殻部は上記中断されている接合面を備えるため
に注入成形、鍛造、または機械加工することができる
が、セラミック、プラスチック、および複合材料はこれ
ら以外の周知の製造方法を示唆していることが理解され
ると考える。
【００３０】上記支持部品の実施形態の一例において、
上記内部２０における中断されている接合面２４は滑ら
かな球面で凹状の概ね半球状の支持表面３０および当該
表面３０の中に形成されている複数の凹部３２を有して
いる。これらの凹部３２は支持表面３０を中断されてい
る状態にして、それぞれ個別の支持表面部分に分割して
いる。従って、上記支持部品１０における総計の支持表
面の面積は個別の支持プラットホーム３１の面積の合計
から成る。また、上記各凹部３２の面積は支持部品１０
における合計の凹状の面積になる。さらに、（合計の凹
部の面積）＋（合計の支持表面の面積）は支持部品１０
における合計の接合面２４の面積に等しい。この合計の
凹部の面積、あるいは、合計の支持表面の面積は支持部
品１０における減少された磨耗および高い潤滑性のため
に最適化および／または調節される。このような最適化
／調節は同種であるが異なる寸法の支持部品にさらに移
行できる。
【００３１】特に、本発明の原理に従って以下において
詳述されているように、上記支持表面の面積の割合に対
する中断部分または軽減領域の割合、プラットホームの
表面積、または合計の接合面または表面の面積は潤滑性
および接触の機械的理論に従って計算される。特に、上
記各中断部分または軽減領域により形成される領域の割
合、あるいは、上記各プラットホーム、島状部分、また
は支持表面により形成される領域の割合が支持部品に対
して適当なクリアランスおよび最大の潤滑性を賦与する
ために潤滑性および接触の機械的理論に従って最適化／
調節される。この適当なクリアランスはプロテーゼ関節
において使用される各材料の種類により決まる。特に、
このクリアランスは金属−金属式およびセラミック−セ
ラミック式の各部品において最小であるが、金属−ポリ
エチレン式の各部品においてはさらに大きくなる。ま
た、上記各凹部は、同等の寸法を有する支持部品におけ
る中断されていない滑らかな接合面（図示せず）の領域
から接合の表面積が減少される限りにおいて、種々の様
式で形成および配置できることが当然に理解および認識
されると考える。従って、上記中断部分が図示のような
一定の巨視的な基準に基づいて形成することができ、あ
るいは一定の微視的な基準に基づいて形成することもで
きることが当然に認識されると考える。この微視的な基
準において、上記各中断部分は１ミリメートル（１ｍ
ｍ）よりも小さい程度、例えば、マイクロメートルまた
はナノメートルの尺度で形成できる。
【００３２】図２において最良に示されているように、
各凹部３２は溝部３４および溝部３６として形成でき
る。図示のように、支持表面３０は面部２４と一体の複
数の支持プラットホームまたは島状部分３１および当該
支持表面３０の全体および各プラットホーム３１の間に
口部２６に対して矢印３５により示されているように実
質的に平行に延在している各溝部またはチャンネル３４
により定められている。加えて、中断されている接合面
２４は口部２６に対して矢印３７により示されているよ
うに実質的に垂直に各プラットホーム３１の間に延在し
ている溝部またはチャンネル３６を有している。従っ
て、これらの溝部３４および溝部３６は図示のように各
交差点３８において互いに交差している。また、各溝部
３４および３６は中断されている接合面２４における支
持表面３０の全体において互いに離間した関係で配置さ
れている。しかしながら、これらの溝部３４および溝部
３６は中断されている接合面２４の表面３０の全体にお
ける数および配置において変更可能であると考えられ
る。さらに、本発明の原理に従って、これらの溝部３４
および溝部３６は上記表面３０の全体における配向にお
いても変更可能であると考えられる。
【００３３】上記支持部品の別の実施形態が図３におい
て示されている。この支持部品１１０は内部キャビティ
１２２を形成している内部１２０およびキャビティ１２
２の周囲に延在している口部１２６を有している。さら
に、上記内部１２０は好ましくはワン−ピース型の中断
されている接合面１２４を有している。この中断されて
いる接合面１２４は当該接合面部１２４と一体の複数の
支持プラットホームまたは島状部分１３１および支持表
面１３０の中に延在している複数の凹部１３２により定
められている一定の支持表面１３０を有している。これ
らの凹部１３２は口部１２６に対して矢印１３５により
示されているように上記支持表面１３０の全体において
上記各プラットホーム１３１の間に実質的に平行に延在
している各溝部またはチャンネル１３４として形成され
ている。図示のように、各溝部１３４は接合面１２４に
おける支持表面１３０の全体において互いに離間してい
る関係で配置されている。
【００３４】本発明のさらに別の実施形態が図４におい
て示されている。支持部品１５０は内部キャビティ１５
４およびワン−ピース型の中断されている接合面１５６
を形成している内部１５２を有している。加えて、上記
内部１５２はキャビティ１５４の周囲に延在している口
部１５８を有している。この内部１５２における中断さ
れている接合面１５６は当該面部１５６と一体の複数の
支持プラットホーム１６２と、支持表面１６０の全体に
おいて上記各プラットホームまたは島状部分１６２の間
に口部１５８に対して矢印１６７により示されているよ
うに実質的に垂直に延在している各溝部またはチャンネ
ル１６６として形成されている各凹部１６４とにより定
められている概ね半球状の支持表面１６０を有してい
る。さらに、上記溝部１６６は図示のように上記接合面
１５６の支持表面１６０の全体において互いに離間して
いる関係で配置されている。
【００３５】図５において示されている本発明の別の実
施形態において、支持部品２１０は内部キャビティ２１
４およびワン−ピース型の中断されている接合面２１６
を形成している内部２１２を有している。図示のよう
に、この接合面２１６は当該接合面２１６と一体であり
上記キャビティ２１４の中に突出している複数の支持プ
ラットホームまたは島状部分２２０により定められてい
る概ね半球状の支持表面２１８を含むように形成されて
いる。従って、大腿骨頭部（図示せず）は上記支持部品
２１０のキャビティ２１４の中への挿入時に上記中断さ
れている接合面２１６における各プラットホーム２２０
に対して係合および接合する。図示のように、各プラッ
トホーム２２０は中断されている接合面２１６の全体に
おいて互いに離間している関係で配置されている。な
お、上記の各プラットホーム２２０は、図５において示
されているように、概ね凸状の形状であるが、これらが
低摩擦の接合面２１６を大腿骨頭部に供給する限りにお
いて多数の形態を採り得ることが理解されると考える。
【００３６】さらに、本発明の別の実施形態が図６にお
いて示されている。支持部品２５０は内部キャビティ２
５４およびワンピース型の中断されている接合面２５６
を有する内部２５２を備えている。この中断されている
接合面２５６は当該接合面２５６と一体の複数の支持プ
ラットホームまたは島状部分２５８により定められてい
る滑らかで概ね半球状の支持表面２６０を含む。さら
に、概ね凹状のくぼみ２６２が各プラットホーム２５８
の間における接合面２５６の中に延在して上記表面２６
０をそれぞれ中断している。これらのくぼみ２６２は上
記中断されている接合面２５６の表面２６０の中に形成
されている複数の凹部２６４を定めている。さらに、こ
れらのくぼみ２６２は図示のように中断されている接合
面２５６の支持表面２６０の全体において互いに離間し
ている関係で配置されている。
【００３７】本発明の別の実施形態が図７において示さ
れている。この支持部品３１０は内部キャビティ３１４
およびワンピース型の中断されている接合面３１６を有
する内部３１２を備えている。この中断されている接合
面３１６は滑らかで概ね半球状の支持表面３１８および
当該表面３１８の中に延在している各凹部３２２を定め
ている複数のソケット部分３２０を有している。各ソケ
ット部分３２０は円錐形状の口部３２４、円錐形状の基
部３２６、およびこれら口部３２４と基部３２６との間
に延在している円筒形の側壁部３２８を有している。図
示のように、各ソケット部分３２２は上記接合面３１６
における支持表面３１８の全体において互いに離間して
いる関係で配置されている。しかしながら、これらのソ
ケット３２２の数および配置は変更可能であると考えら
れる。
【００３８】本発明の原理に従う別の支持部品が図８に
おいて示されている。この支持部品３５０は図示のよう
に内部において大腿骨頭部（図示せず）を収容するため
に適している内部キャビティ３５４および上記大腿骨頭
部に対して係合および接合するためのワン−ピース型の
中断されている接合面３５６を形成している一定の内部
３５２を有している。この支持部品３５０における中断
されている接合面３５６は、一定の対応する支持部品に
対して全ての図示されている各支持部品が行なうのと同
様に、大腿骨頭部に対する接合の有効な表面積を最小に
する。
【００３９】図示のように、上記支持部品３５０の内部
３５２は上記内部キャビティ３５４の外周に沿って延在
している口部３５８を有している。この支持部品３５０
の口部３５８は一定の面を定めており、この面を通して
上記中断されている接合面３５６に対する係合および接
合のために大腿骨頭部が支持部品３５０の内部３５２の
中に入り込む。この内部３５２における中断されている
接合面３５６は複数の支持プラットホームまたは島状部
分３６２およびこれらのプラットホーム３６２の間にお
いて内部に形成されている複数の凹部３６４により定め
られている滑らかで概ね半球状の支持表面３６０を有し
ている。この支持表面３６０は上記接合面３５６に対し
て一体であるが、各溝部３６６は当該支持表面３６０の
全体において各プラットホーム３６２の間を縫って延在
している。
【００４０】本発明の原理に従う別の支持部品が図９に
おいて示されている。この支持部品６００は図示のよう
に内部において大腿骨頭部（図示せず）を収容するため
に適している内部キャビティ６０４および上記大腿骨頭
部に対して係合および接合するためのワン−ピース型の
中断されている接合面６０６を形成している一定の内部
６０２を有している。この支持部品６００における中断
されている接合面６０６は、一定の対応する支持部品に
対して全ての図示されている各支持部品が行なうのと同
様に、大腿骨頭部に対する接合の有効な表面積を最小に
する。
【００４１】図示のように、上記支持部品６００の内部
６０２は上記内部キャビティ６０４の外周に沿って延在
している口部６０８を有している。この支持部品６００
の口部６０８は一定の面を定めており、この面を通して
上記中断されている接合面６０６に対する係合および接
合のために大腿骨頭部が支持部品６００の内部６０２の
中に入り込む。この内部６０２における中断されている
接合面６０６は複数の微小の支持プラットホームまたは
島状部分６１２およびこれら微小のプラットホーム６１
２の間において内部に形成されている複数の微小の凹部
６１４により定められている滑らかで概ね半球状の支持
表面６１０を有している。この支持表面６１０は上記接
合面６０６に対して一体であるが、各微小の溝部６１４
は当該支持表面６１０の全体において各微小のプラット
ホーム６１２の間を縫って水平方向および垂直方向に延
在している。なお、上記の支持部品６００は微視的な尺
度で形成されている例示的な中断部分であることが理解
されるべきである。すなわち、１ミリメートルよりも小
さい程度、好ましくはマイクロメートル乃至ナノメート
ルの程度における微視的な中断部分の正確な描写も図９
の例示的な実施形態に含まれると考えられる。このこと
は微小のくぼみおよびこれ以外の微小の各構造も含む。
また、本発明は実在の表面部分および／または非実在の
表面部分、特に中断部分および／またはその支持表面と
して実施可能であることが当然に理解されると考える。
【００４２】本発明の原理に従う別の支持部品が図１０
において示されている。この支持部品６５０は図示のよ
うに内部において大腿骨頭部（図示せず）を収容するた
めに適している内部キャビティ６５４および上記大腿骨
頭部に対して係合および接合するためのワン−ピース型
の中断されている接合面６５６を形成している一定の内
部６５２を有している。この支持部品６５０における中
断されている接合面６５６は、一定の対応する支持部品
に対して全ての図示されている各支持部品が行なうのと
同様に、大腿骨頭部に対する接合の有効な表面積を最小
にする。
【００４３】図示のように、上記支持部品６５０の内部
６５２は上記内部キャビティ６５４の外周に沿って延在
している口部６５８を有している。この支持部品６５０
の口部６５８は一定の面を定めており、この面を通して
上記中断されている接合面６５６に対する係合および接
合のために大腿骨頭部が支持部品６５０の内部６５２の
中に入り込む。この内部６５２における中断されている
接合面６５６は複数の概ね環状の微小の支持プラットホ
ームまたは島状部分６６２およびこれら微小のプラット
ホーム６６２の間において内部に形成されている複数の
概ね環状の微小の凹部６６４により定められている滑ら
かで概ね半球状の支持表面６６０を有している。この支
持表面６６０は上記接合面６５６に対して一体である
が、各微小の溝部６６４は当該支持表面６６０の全体に
おいて環状に延在している各微小のプラットホーム６６
２の間を縫って環状に延在している。なお、上記の支持
部品６５０は微視的な尺度で形成されている例示的な中
断部分であることが理解されるべきである。すなわち、
１ミリメートルよりも小さい程度、好ましくはマイクロ
メートル乃至ナノメートルの程度における微視的な中断
部分の正確な描写も図１０の例示的な実施形態に含まれ
ると考えられる。
【００４４】上記から、種々の支持部品（プロテーゼ組
立体／関節における一方のみの支持部品、または当該プ
ロテーゼ組立体／関節における両方の支持部品のいずれ
か）における各接合面内に形成されている図示の種々の
パタンのプラットホームおよび／または中断部分が巨視
的な範囲、微視的な範囲、またはこれら巨視的および微
視的な各範囲の組み合わせのいずれにおいても形成可能
であることが認識されるべきである。
【００４５】本発明の原理に従う別の支持部品が図１１
において示されている。ボール・ヘッド型支持部品４１
０がネック部４１２に取り付けるために備えられてい
る。このネック部４１２はプラットホーム４１４に接続
しており、このプラットホーム４１４はさらに弓形のス
テム部または軸部４１６に接続している。上記ボール・
ヘッド型部品は４１０はプロテーゼが大腿骨の中に既に
固定されている状態において骨盤（図示せず）における
股臼ソケットの中に挿入可能である。このボール・ヘッ
ド型部品４１０は自然の股臼ソケットと共に、あるい
は、任意の種々の人工的な股臼カップと共に同等に良好
に作用できる。本発明の別の全ての実施形態の場合と同
様に、上記ボール・ヘッド部品４１０の各寸法は患者の
特定の骨の構造に対して、あるいは、対応して移植され
るプロテーゼ部品の各寸法に対して適合するために容易
に変更できる。本発明の原理によれば、上記各中断部分
および／または各プラットホームの互いに対する、ある
いは、全体の接合表面の面積に対する領域の割合はプロ
テーゼの寸法にかかわらず一定である。上記ボール・ヘ
ッド型部品４１０は腰部関節プロテーゼとして例示的に
使用されているが、このボール・ヘッド型部品は、本発
明の態様の一例によれば、肩関節プロテーゼにおける上
腕骨頭部（図示せず）として形成することもできる。こ
のようなボール・ヘッド型部品のさらに詳しい説明につ
いては、タウンリー（Townley）他に発行されている米
国特許第４，０６８，２１６号を参照されたく、この文
献における各関連部分は特定的に本明細書に参考文献と
して含まれる。
【００４６】上記ボール・ヘッド型部品４１０はワン−
ピース型の中断されている接合ソケット係合面４１８を
有しており、この面４１８はボール部品４１０と対応す
るソケット（図示せず）との間の接合の表面積を減少す
る。上記ボール・ヘッド部品４１０の中断されている接
合ソケット係合面４１８は滑らかな球面状で凸状の概ね
半球状の支持表面４２０および当該表面４２０と共に形
成されている複数の凹部４２２を有している。図示のよ
うに、各凹部４２２は溝部またはチャンネル４２４およ
びチャンネル４２６として形成されている。上記支持表
面４２０は上記の面４１８と一体の複数の支持プラット
ホームまたは島状部分４２８および各プラットホーム４
２８の間に延在している溝部４２４および溝部４２６に
より定められている。好ましくは、各溝部４２４は矢印
４２５により示されている方向に延在しており、各溝部
４２６は各プラットホーム４２８の間において矢印４２
７により示されている方向に延在している。なお、各溝
部４２４および４２６は、上記ボール部品４１０とこれ
に対応するソケットとの間の接合の表面積が減少される
限りにおいて、種々の様式で上記支持表面４２０の全体
において延在できることが理解されると考える。
【００４７】本発明の原理に従う上記支持部品の別の実
施形態が図１２において示されている。ボール・ヘッド
部品４５０は好ましくはワン−ピース型の中断されてい
る接合ソケット係合面４５２を有しており、この面４５
２は上記ボール部品４５０とこれに対応するソケット
（図示せず）との間の接合の表面積を減少する。このボ
ール・ヘッド部品４５０の中断されている接合ソケット
係合面４５２は滑らかで概ね球面状の支持表面４５４お
よび概ね凹状のくぼみ４５８として形成されている複数
の凹部４５６を有している。これらのくぼみ４５８は上
記表面４５４の中に延在している。図示のように、各凹
部４５６は図６において示されている各くぼみ２６２と
同様に形成されている。
【００４８】本発明の原理に従う上記支持部品の別の実
施形態が図１３において示されている。膝蓋骨関節支持
部品５１０は骨対向表面５１２および当該骨対向表面５
１２の反対側に好ましくはワン−ピース型の中断されて
いる接合対向表面５１４を有している。加えて、突起部
５１６が上記骨対向表面５１２から延出している。この
ような膝蓋骨関節の移植片のさらに詳細な説明について
は、ボーガー（Boger）に発行されている米国特許第
４，９６４，８６７号を参照されたく、この文献の各関
連部分は特定的に本明細書に参考文献として含まれる。
上記膝蓋骨関節移植片５１０の中断されている接合表面
５１４は膝の大腿骨部品（図示せず）に対する接合の有
効な表面積を最小にする。上記中断されている接合面５
１４はこの面５１４と一体の複数の支持プラットホーム
または島状部分５２０および表面５１８の中に形成され
ている複数の凹部５２２により定められている滑らかで
概ね凸状の支持表面５１８を有している。図示のよう
に、各凹部５２２は各プラットホーム５２０の間に延在
している各溝部またはチャンネル５２４およびチャンネ
ル５２６として形成されている。なお、上記表面５１４
は、上記膝蓋骨移植片５１０とこれに対応する大腿骨部
品（図示せず）との間の接合の表面積が減少されて上記
支持表面および／または接合面の面積に対する上記中断
部分の面積の最適化に従う限りにおいて、例えば、図２
乃至図８において見られるような、種々の様式で中断さ
れることが可能であることが理解されると考える。
【００４９】本発明の原理に従う上記支持部品の別の実
施形態が図１４に示されている。大腿骨（図示せず）の
最先端部分を置換することに適合しているプロテーゼ大
腿骨支持部品５５０が提供されている。この大腿骨部分
５５０は自然の大腿骨または米国特許第４，８２２，３
６６号において例示されているような大腿骨のプロテー
ゼ装置のいずれかと協働するように形成されており、こ
の文献における各関連部分は特定的に本明細書に参考文
献として含まれる。上記支持部品５５０はその表面に２
個の中断されている顆または中断されている接合表面部
分５５２を有しており、これらの表面部分５５２は大腿
骨（図示せず）の先端部分における各顆を置換するよう
に構成されている。これらの中断されている顆５５２は
自然の脛骨またはプロテーゼ脛骨支持部品のいずれかに
対する接合の有効な表面積を最小にする。図示の支持部
品は脛骨と共に使用するために適しているように示され
ているが、橈骨および／または尺骨または橈骨および／
または尺骨の各プロテーゼと協働するための形態を採る
ことも可能であると考えられる。また、図１２乃至図１
５において示されている各支持部品は上腕骨の最先端部
分と共に使用できることも理解されるべきである。上記
支持部品５５０における中断されている各顆５５２は滑
らかで凹状の支持表面５５４および当該表面５５４内に
形成されている複数の凹部５５６を有している。これら
の凹部５５６は各溝部またはチャンネル５５８および５
６０として形成されている。上記支持表面５５４は上記
面部５５２と一体の複数の支持プラットホームまたは島
状部分５６２および各プラットホーム５６２の間に延在
している各溝部５５８および５６０により定められてい
る。なお、これらの溝部５５８および溝部５６０は、上
記支持部品５５０とこれに対応する脛骨支持部品（図示
せず）との間の接合の表面積が減少されて上記支持表面
および／または接合面の面積に対する上記中断部分の面
積の最適化に従う限りにおいて、種々の様式で上記支持
表面５５４の全体において延在できることが理解される
べきである。
【００５０】本発明の原理に従う別の実施形態が図１５
において示されている。脛骨支持部品７５０が脛骨（図
示せず）の最基端側部分を置換するために提供されてい
る。この脛骨支持用のインサート部品７５０は２個の中
断されているわずかに凹状の支持表面部分７５２および
支持表面部分７５４を有しており、これらの表面部分は
大腿骨部品（図示せず）における各接合表面を支持して
これらに係合することに適合している。この本発明と共
に使用するために適しているプロテーゼ脛骨支持用のイ
ンサート部品７５０の接合動作のさらに詳しい説明につ
いては、ボレスキー（Bolesky）に発行されている米国
特許第４，８２２，３６６号を参照されたく、この文献
における各関連部分は特定的に本明細書に参考文献とし
て含まれる。
【００５１】中断されている接合面７５６はこの面７５
６と一体の複数の支持プラットホームまたは島状部分７
６０および各プラットホーム７６０の間の表面７５８内
において形成されている複数の凹部７６２により定めら
れている滑らかで凹状の支持表面７５８を有している。
図示のように、各凹部７６２は各溝部またはチャンネル
７６４および７６６として形成されている。これらの溝
部７６４および溝部７６６は図示のように各プラットホ
ーム７６０の間に延在している。なお、これらの溝部７
６４および溝部７６６は、上記大腿骨部品７５０とこれ
に対応する脛骨支持部品（図示されていない）との間の
接合の表面積が減少されて上記支持表面および／または
接合面の面積に対する上記中断部分の面積の最適化に従
う限りにおいて、種々の様式で上記支持表面７５８の全
体において延在できることが理解されるべきである。
【００５２】図１６は別の例示的な支持部品を示してお
り、この場合に、肩関節移植片が符号８００により概略
的に示されている。この肩関節移植片８００はヘッド部
８０４を担持しているステム部８０２を有している。こ
のヘッド部８０４は微視的な中断部分を備えている支持
表面８０６を有している。特に、このヘッド部８０４は
複数の環状の微小リング形状の溝部またはチャンネル８
０８を有しており、これらの溝部８０８は複数の環状の
微小リング形状の島状部分またはプラットホーム８１０
を定めている。この微視的な構成は好ましくは１ｍｍよ
りも小さい程度であり、さらに好ましくはマイクロメー
トルまたはナノメートルの範囲内である。また、上記の
微小な各中断部分はくぼみまたはその他の任意の微小構
造であってもよい。
【００５３】図１７において、符号８５０により概略的
に示されている別の例示的な支持部品が描写されてい
る。この支持部品８５０は図１６の肩関節部品８００に
対応するカップ／本体部分８５２である。この支持部品
の本体部分８５２は接合表面８５６を有する一定の内部
８５４を定めている。さらに、この接合表面８５６は複
数の微小リング形状の溝部またはチャンネル８５８を有
しており、これらの溝部８５８は複数の環状の微小リン
グ形状の島状部分またはプラットホーム８６０を定めて
いる。この微視的な構成は好ましくは１ｍｍよりも小さ
い程度であり、さらに好ましくはマイクロメートルまた
はナノメートルの範囲内である。また、上記の微小な各
中断部分はくぼみまたはその他の任意の微小構造であっ
てもよい。
【００５４】図１乃至図８において示されているような
股臼ソケットとして形成されている本発明による各支持
部品は接合の表面積を最小にしながら関節の安定性のた
めに大きなボール部分の直径を使用することを可能にす
る。例えば、上記接合面を凹状の中断部分または軽減部
分により中断することにより、２８ｍｍの内径と等価な
部品の表面積を有する３２ｍｍ（ミリメートル）の内径
（本明細書において「Ｉ．Ｄ．」）を形成するための一
定の支持部品が股臼ソケットとして使用するために製造
される。このような支持部品は３２ｍｍの接合における
関節の安定性を有すると共にさらに小さな内径（Ｉ．
Ｄ．）の磨耗性を可能にすると考えられる。すなわち、
この大腿骨頭部における接合の表面積の減少が関節部分
の破片の形成の減少に起因すると考えられる。従って、
従来的な支持部品を一定の中断された状態の接合面を有
する本発明の原理に従う改善された支持部品に換えるこ
とにより、従来的なプロテーゼ組立体における関節部分
の破片の形成が減少できる。
【００５５】適当な最適化／調節された支持表面の面積
を決定するために２２ｍｍの支持部品を一定の基線（条
件）として使用したことを認識する必要がある。その
後、この最適化／調節された支持表面は同一種のプロテ
ーゼ関節の別の寸法に変更される。なお、この減少され
た支持表面の領域は一定のプロテーゼの関節または組立
体の一方の部品においてのみ形成されるのではなく、そ
のプロテーゼの関節または組立体の両方の部品において
も形成できることが認識されるべきである。
【００５６】上記の各実施形態において図示されている
ような各溝部、チャンネル、および／またはこれらの類
似物として形成されている上記の意図的な中断部分は種
々の支持部品および支持部品材料に対して最適化および
／または調節することが可能である。特に、本発明は一
定の支持部品に対応する最適な潤滑性を維持しながら一
定の最適な中断された状態の支持表面を提供するため
に、当該支持表面に対して上記の意図的な各中断部分に
より与えられる一定の最適範囲の割合の軽減領域を提供
する。この中断部分の最適な範囲は特定の支持部品にお
ける一定範囲の寸法および種類に対して、および特定の
材料の組み合わせおよびクリアランスに対して一定であ
る。以下の本発明の説明は股臼カップ組立体に関連して
いるが、本発明の原理は全ての種類のプロテーゼに適用
可能であることが当然に理解されると考える。従って、
以下の分析は全腰部移植片（股臼カップ組立体および大
腿骨頭部）における支持表面に対して各中断部分により
与えられる一定の最適範囲の割合の軽減領域を設定して
いる。
【００５７】先ず、特定のプロテーゼに対応する接触の
機械学的な式を設定する。特に、ヘルツ（Hertzian）分
析（チャン（Chan）他，ＡＳＴＭ ＳＴＰ，１３４６
巻、１１１頁乃至１２８頁，１９９８年を参照された
い）を採用して、以下の式ような、全腰部関節形成用の
金属−金属式、セラミック−セラミック式、および金属
−ポリエチレン式の各支持部品の接触面積Ａを決定し
た。 Ａ＝πａ2 ＝π［（３ＦＲ／２Ｅ’）1/3 ］2 この式において、 Ｒ＝（ＲC ＲH ）／（ＲC −ＲH ；）、および１／Ｅ’
＝（１−ｖ1 2／２Ｅ1 ）＋（１−ｖ2 2／２Ｅ2 ）、およ
びこの場合にａ＝ヘルツ（Hertzian）接触面積の半径
（ｍ）、 Ｅn ＝材料ｎの弾性率（Ｐａ）、 Ｅ’＝有効弾性率（Ｐａ）、 Ｆ＝総計の負荷（Ｎ）、 Ｒ＝有効半径（ｍ）、 Ｒc ＝股臼カップの半径（ｍ）、 Ｒh ＝大腿骨頭部の半径（ｍ）、 Ｖn ＝材料ｎのポアソン比。
【００５８】上記の各計算において、２１００Ｎ（ほぼ
３人の体重）の最大の力Ｆ（デビー（Davy）他，ＪＢＪ
Ｓ−Ａ，１巻，ｐ．４５−５−，１９９８年を参照され
たい）および一般的な機械特性（以下の表１においてま
とめられているような特性）を用いて最大の接触面積を
決定した。
【表１】
【００５９】各材料の組み合わせについて、適当な低磨
耗性の支持面の接触面積を計算した。本発明の前提は全
腰部関節形成に関連する各支持面の組み合わせにおけ
る、および一定範囲の部品（この場合には大腿骨頭部ま
たは股臼カップの接合表面）の各直径における理想的な
または基線の接触面積として一定の適当な低磨耗性の支
持面の接触面積を定めることである。この基線の接触面
積は図示および本明細書において説明されている各構成
のような微視的または巨視的な尺度における各溝部また
はチャンネルを含むがこれらに限らない特徴により支持
部品における他の連続的な支持表面を意図的に中断する
ことにより異なる直径に対して維持された。上記の各特
徴は特定のプロテーゼの支持部品のいずれにおいても
（この場合には大腿骨頭部または股臼カップのいずれに
おいても）存在できる。
【００６０】上記支持部品に対応する特定の基線の接触
面積を達成するために、他の中断されていない支持表面
の面積における一定の割合（パーセント値）として上記
中断された状態の表面の面積を説明する。従って、用語
の軽減領域の割合は上記基線の接触面積を達成するため
に中断された状態の支持表面の構成により除去される他
の中断されていない支持表面の領域の割合として定めら
れる。
【００６１】上記基線の接触面積を設定するための理論
的解釈は股臼カップ組立体における３種類の支持材料の
組み合わせについて以下のように行なった。金属−金属
の場合はクリアランスまたはギャップ（プロテーゼのヘ
ッド部およびプロテーゼ・カップの間）（チャン（Cha
n）他，クリニカル・オルソプ（Clin Orthop），３６９
巻，１０頁乃至２４頁，１９９９年、およびファーラー
（Farrar）他，トランス・オルソ・リサーチ・ソサイエ
ティー（Trans Ortho Res Soc.），７１巻，１９９７年
を参照されたい）の減少と共に減少し、比較的に小さい
直径の移植片ほど低い摩擦を伴った（ストライヒャー
（Streicher）他、バイオメド・テクニク（Biomed Tech
nik），３５巻，１０７頁乃至１１１頁，１９９０年を
参照されたい）。それゆえ、４０μｍの直径隙間（ヘッ
ド部およびカップ内径における±１０μｍの製造許容度
の場合における最小の実用的クリアランス）を伴う２２
ｍｍ直径のメタル−オン−メタル式移植片（成人の全腰
部関節形成における最小の実用的移植片寸法）における
中断されていない支持表面の面積を上記基線条件として
用いた。
【００６２】セラミック−オン−セラミック式の移植片
については、比較的に小さい直径の部品ほど少量の磨耗
を伴う可能性があるという論証が存在している（ジン
（Jin）他，プロック・インスト・メック・イング（Pro
c Inst Mech Eng），２１１巻，２４７頁乃至２５６
頁，１９９７年を参照されたい）。それゆえ、４０μｍ
の直径隙間を伴う２２ｍｍ直径のセラミック−オン−セ
ラミック式の移植片の中断されていない支持表面の面積
を上記メタル−オン−メタル式の移植片について述べた
理由と同じ理由により当該セラミック−オン−セラミッ
ク式の移植片における基線条件として用いた。
【００６３】また、金属−オン−ポリエチレン式につい
ては、ポリエチレン・ライナーの磨耗が部品の直径の増
加に伴って（クラルケ（Clarke）他，プロック・インス
ト・メック・イング（Proc Inst Mech Eng），２１１
巻，２５頁乃至３６頁，１９９７年を参照されたい）、
およびクリアランスの減少に伴って（ワング（Wang）
他，トランス・ソサイエティー・バイオマット（Trans
Soc Biomat），３５７巻，１９９８年）増加する。それ
ゆえ、６００μｍの直径隙間（金属−ポリエチレン式の
移植片における一般的な平均の公称直径隙間にほぼ等し
い）を伴う２２ｍｍ直径の金属−ポリエチレン式の移植
片（成人の全腰部関節形成における最小の実用的移植片
寸法）の中断されていない支持表面の面積を基線条件と
して用いた。
【００６４】各支持部品について、上記基線の接触面積
を達成するために任意の移植片寸法について、上記にお
いて定めたような、軽減領域の割合（パーセント値）を
計算した。また、中断されている表面の面積の別の表現
を全体の接合表面の面積（各部品の直径を伴う半球の表
面積にほぼ等しい）における割合（パーセント値）とし
て決定した。さらに、標準的な表面的置換用の腰部移植
片に関連する部品寸法の範囲を充たすために、上記分析
を１ｍｍづつ増加して２２ｍｍ乃至６０ｍｍの直径の各
部品について行なった。
【００６５】図１８において、概略的に符号９３０によ
り示されている表が示されており、この表はメタル−オ
ン−メタル式の各支持部品に関する上記の計算の結果を
まとめている。この金属は好ましくはコバルト−クロム
であるが、別の金属も使用可能であると考えられる。特
に、表９３０は、４０μｍの基線クリアランス、６０μ
ｍのクリアランス、８０μｍのクリアランス、１００μ
ｍのクリアランス、および１２０μｍの各クリアランス
に対応する１ｍｍづつの増加における基線条件の２２ｍ
ｍ乃至６０ｍｍの範囲の各移植片についての、平方ミリ
メートル（ｍｍ 2 ）単位の合計の面積、中断されていな
い接触面積に対する軽減領域のパーセント値、および合
計の接合表面の面積に対する軽減領域のパーセント値を
示している。また、図１９において、符号９４０により
概略的に示されているグラフが示されており、このグラ
フは上記表９３０からのデータをまとめている。
【００６６】上記の表９３０およびグラフ９４０から、
上記基線の移植片の直径よりも大きな直径を有するメタ
ル−オン−メタル式の各移植片の場合において、５９．
６５ｍｍ2 の上記基線の接触面積を維持するために、上
記支持表面における各中断部分の形態で除去する必要の
ある材料の最小のパーセント値または軽減領域のパーセ
ント値は（ａ）上記中断されていない支持表面の０．３
％、および（ｂ）合計の接合表面の面積の０．０２％で
あることがわかる。移植片の直径が増加するにつれて、
上記支持表面の各中断部分により除去する必要のある材
料の量は（ａ）上記中断されていない支持表面の７３．
７％、および（ｂ）合計の接合表面の面積の３．０２％
の最大値まで徐々に増加する。
【００６７】以下の説明は本発明の原理を利用している
実施例であり、メタル−オン−メタル式の移植片の利用
が望まれる場合には、上記図１８の表９３０および図１
９のグラフ９４０をさらに参照する。１２０μｍの直径
隙間を伴う５０ｍｍ直径の金属−金属式の移植片を製造
することが望まれて、上記基線の移植片（４０μｍの直
径隙間を伴う２２ｍｍ直径の移植片）と同一の接触面積
を維持することが望まれる場合には、５９．６５ｍｍ2
の一定の有効接触面積に対して、その軽減領域のパーセ
ント値を上記中断されていない支持表面の約３０％（正
確には表９３０による３０．４％）および合計の接合表
面の約０．７％（正確には表９３０による０．６６％）
とする必要があると考えられる。
【００６８】図２０において、符号９５０により概略的
に示されている表が示されており、この表はセラミック
−オン−セラミック式の支持部品に関する上記の各計算
の結果をまとめている。特に、表９５０は、４０μｍの
基線クリアランス、６０μｍのクリアランス、８０μｍ
のクリアランス、１００μｍのクリアランス、および１
２０μｍの各クリアランスに対応する１ｍｍづつの増加
における基線条件の２２ｍｍ乃至６０ｍｍの範囲の各移
植片についての、平方ミリメートル（ｍｍ2 ）単位の合
計の面積、中断されていない接触面積に対する軽減領域
のパーセント値、および合計の接合表面の面積に対する
軽減領域のパーセント値を示している。また、図２１に
おいて、符号９６０により概略的に示されているグラフ
が示されており、このグラフは上記表９５０からのデー
タをまとめている。
【００６９】上記の表９５０およびグラフ９６０から、
上記基線の移植片の直径よりも大きな直径を有するセラ
ミック−オン−セラミック式の各移植片の場合におい
て、４２．４３ｍｍ2 の上記基線の接触面積を維持する
ために、上記支持表面における各中断部分の形態で除去
する必要のある材料の最小のパーセント値または軽減領
域のパーセント値は（ａ）上記中断されていない支持表
面の０．３％、および（ｂ）合計の接合表面の面積の
０．０１％であることがわかる。移植片の直径が増加す
るにつれて、上記支持表面の各中断部分により除去する
必要のある材料の量は（ａ）上記中断されていない支持
表面の７３．７％、および（ｂ）合計の接合表面の面積
の２．１５％の最大値まで徐々に増加する。
【００７０】以下の説明は本発明の原理を利用している
実施例であり、セラミック−オン−セラミック式の移植
片の利用が望まれる場合には、上記図２０の表９５０お
よび図２１のグラフ９６０をさらに参照する。８０μｍ
の直径隙間を伴う３７ｍｍ直径のセラミック−セラミッ
ク式の移植片を製造することが望まれて、上記基線の移
植片（４０μｍの直径隙間を伴う２２ｍｍ直径の移植
片）と同一の接触面積を維持することが望まれる場合に
は、４２．４３ｍｍ2 の一定の有効接触面積に対して、
その軽減領域のパーセント値を上記中断されていない支
持表面の約２１％（正確には表９５０による２０．６
％）および合計の接合表面の約０．５％（正確には表９
５０による０．５１％）とする必要があると考えられ
る。
【００７１】図２２において、符号９７０により概略的
に示されている表が示されており、この表はメタル−オ
ン−ポリエチレン式の支持部品に関する上記の各計算の
結果をまとめている。この金属は好ましくはコバルト−
クロムであるが、別の金属も使用可能であると考えられ
る。特に、表９７０は、３００μｍの基線クリアラン
ス、４００μｍのクリアランス、５００μｍのクリアラ
ンス、および６００μｍのクリアランスの各クリアラン
スに対応する１ｍｍづつの増加における基線条件の２２
ｍｍ乃至６０ｍｍの範囲の各移植片についての、平方ミ
リメートル（ｍｍ 2 ）単位の合計の面積、中断されてい
ない接触面積に対する軽減領域のパーセント値、および
合計の接合表面の面積に対する軽減領域のパーセント値
を示している。また、図２３において、符号９８０によ
り概略的に示されているグラフが示されており、このグ
ラフは上記表９７０からのデータをまとめている。
【００７２】上記の表９７０およびグラフ９８０から、
上記基線の移植片の直径よりも大きな直径を有するメタ
ル−オン−ポリエチレン式の各移植片の場合において、
５０４．６９ｍｍ2 の上記基線の接触面積を維持するた
めに、上記支持表面における各中断部分の形態で除去す
る必要のある材料の最小のパーセント値または軽減領域
のパーセント値は（ａ）上記中断されていない支持表面
の５．７％、および（ｂ）合計の接合表面の面積の２．
３３％であることがわかる。移植片の直径が増加するに
つれて、上記支持表面の各中断部分により除去する必要
のある材料の量は（ａ）上記中断されていない支持表面
の８３．２％、および（ｂ）合計の接合表面の面積の３
１．８８％の最大値まで徐々に増加する。
【００７３】以下の説明は本発明の原理を利用している
実施例であり、メタル−オン−ポリエチレン式の移植片
の利用が望まれる場合には、上記図２２の表９７０およ
び図２３のグラフ９８０をさらに参照する。４００μｍ
の直径隙間を伴う４６ｍｍ直径の金属−ポリエチレン式
の移植片を製造することが望まれて、上記基線の移植片
（３００μｍの直径隙間を伴う２２ｍｍ直径の移植片）
と同一の接触面積を維持することが望まれる場合には、
３２０．７８ｍｍ2 の一定の有効接触面積に対して、そ
の軽減領域のパーセント値を上記中断されていない支持
表面の約７１％（正確には表９７０による７１．１％）
および合計の接合表面の約２４％（正確には表９７０に
よる２３．７５％）とする必要があると考えられる。
【００７４】上記の結果は以下の表２においてまとめら
れている。
【表２】
【００７５】上記用語の「他の中断されていない支持表
面の面積（otherwise uninterrupted bearing surface
area）」は２個の本体部分または部品の間における密接
状態の接触領域であると認識すべきである。上記各中断
部分は本明細書において計算されている上記所望の接触
面積が維持される限りにおいていずれかの部品または両
方の部品において存在できる。上記用語の「合計の接合
表面の面積（total articular surface area）」は２個
の部品において接触が可能である実質的に合計の領域で
ある。従って、この面積はヘッド部またはカップ部分
（一定の関節等の組立体における２個の部品）のいずれ
かにおいて可能な面積よりも必然的に小さいと考えられ
る。従って、この合計の接合表面の面積は一般的に各部
品の表面積である。
【００７６】以上において、本発明を特定の好ましい各
実施形態に関連して詳細に説明したが、これらの変形お
よび変更も本明細書に記載されている特許請求の範囲お
よびその実施態様において記載され且つ定められている
本発明の範囲および趣旨の中に含まれる。例えば、上記
プロテーゼのカップ組立体は腰部プロテーゼの内容にお
いて説明されているが、この組立体は患者の体内におけ
る別の場所においても有用性を有している。
【００７７】本発明の実施態様は以下の通りである。 （１）前記本体部分が金属により構成されており、前記
軽減領域が前記他の中断されていない支持表面の面積に
対して０．３％乃至７３．３％の範囲であり、前記合計
の接合表面の面積に対して０．０２％乃至３．０２％の
範囲である請求項１に記載の支持部品。 （２）前記金属がコバルト−クロムを含む実施態様
（１）に記載の支持部品。 （３）前記本体部分がセラミックにより構成されてお
り、前記軽減領域が前記他の中断されていない支持表面
の面積に対して０．３％乃至７３．３％の範囲であり、
前記合計の接合表面の面積に対して０．０１％乃至２．
１５％の範囲である請求項１に記載の支持部品。 （４）前記本体部分がポリエチレンにより構成されてお
り、前記軽減領域が前記他の中断されていない支持表面
の面積に対して５．７％乃至８３．２％の範囲であり、
前記合計の接合表面の面積に対して２．３３％乃至３
１．８８％の範囲である請求項１に記載の支持部品。 （５）前記軽減領域が溝部により形成されている請求項
１に記載の支持部品。
【００７８】（６）前記軽減領域がくぼみにより形成さ
れている請求項１に記載の支持部品。 （７）前記軽減領域がソケット部分により形成されてい
る請求項１に記載の支持部品。 （８）前記軽減領域が前記接合表面の中において１ミリ
メートルよりも浅い一定の深さで形成されている請求項
１に記載の支持部品。 （９）前記支持部品および前記対応する部品が金属によ
り構成されており、前記中断部分が前記他の中断されて
いない接触表面の面積に対して０．３％乃至７３．３％
の範囲であり、前記接合表面の面積に対して０．０２％
乃至３．０２％の範囲である請求項２に記載のプロテー
ゼ関節。 （１０）前記金属がコバルト−クロムを含む実施態様
（９）に記載のプロテーゼ関節。
【００７９】（１１）前記支持部品および前記対応する
部品がセラミックにより構成されており、前記中断部分
が前記他の中断されていない支持表面の面積に対して
０．３％乃至７３．３％の範囲であり、前記接合表面の
面積に対して０．０１％乃至２．１５％の範囲である請
求項２に記載のプロテーゼ関節。 （１２）前記支持部品がポリエチレンにより構成されて
いて前記対応する部品が金属により構成されており、前
記中断部分が前記他の中断されていない接触表面の面積
に対して５．７％乃至８３．２％の範囲であり、前記接
合表面の面積に対して２．３３％乃至３１．８８％の範
囲である請求項２に記載のプロテーゼ関節。 （１３）前記金属がコバルト−クロムを含む実施態様
（１２）に記載のプロテーゼ関節。 （１４）前記中断部分が溝部により形成されている請求
項２に記載のプロテーゼ関節。 （１５）前記中断部分がくぼみにより形成されている請
求項２に記載のプロテーゼ関節。
【００８０】（１６）前記中断部分がソケット部分によ
り形成されている請求項２に記載のプロテーゼ関節。 （１７）前記中断部分が前記接合表面の領域内において
１ミリメートルよりも浅い一定の深さで形成されている
請求項２に記載のプロテーゼ関節。 （１８）前記本体部分を形成する工程が当該本体部分を
金属により形成する工程を含み、前記軽減領域を形成す
る工程が当該軽減領域を他の中断されていない支持表面
に対して０．３％乃至７３．３％の範囲内、および前記
合計の接合表面の面積に対して０．０２％乃至３．０２
％の範囲内で形成する請求項３に記載の方法。 （１９）前記本体部分を形成する工程が当該本体部分を
セラミックにより形成する工程を含み、前記軽減領域を
形成する工程が当該軽減領域を他の中断されていない支
持表面に対して０．３％乃至７３．３％の範囲内、およ
び前記合計の接合表面の面積に対して０．０１％乃至
２．１５％の範囲内で形成する請求項３に記載の方法。 （２０）前記本体部分を形成する工程が当該本体部分を
ポリエチレンにより形成する工程を含み、前記軽減領域
を形成する工程が当該軽減領域を前記中断されていない
支持表面の面積に対して５．７％乃至８３．２％の範囲
内、および前記合計の接合表面の面積に対して２．３３
％乃至３１．８８％の範囲内で形成する請求項３に記載
の方法。
【００８１】（２１）前記軽減領域が溝部により形成さ
れている請求項３に記載の方法。 （２２）前記軽減領域がくぼみにより形成されている請
求項３に記載の方法。 （２３）前記軽減領域がソケット部分により形成されて
いる請求項３に記載の方法。 （２４）前記軽減領域が前記接合表面の領域内において
１ミリメートルよりも浅い一定の深さで形成される請求
項３に記載の方法。 （２５）前記第１の接合表面および第２の接合表面の一
方に中断部分を形成する工程が当該中断部分を前記第１
の接合表面および第２の接合表面の一方における他の中
断されていない接触表面の面積に対して０．３％乃至８
３．２％の範囲内、および前記第１の接合表面および第
２の接合表面の一方に対して０．０１％乃至３１．８８
％の範囲内で形成する工程を含む請求項４に記載の方
法。
【００８２】（２６）前記第１の接合表面および第２の
接合表面の一方に中断部分を形成する工程が先ず当該第
１の接合表面および第２の接合表面の一方を金属により
形成する工程を含み、前記中断部分を形成する工程がさ
らに当該中断部分を前記第１の接合表面および第２の接
合表面の一方における他の中断されていない接触表面の
面積に対して０．３％乃至７３．３％の範囲内、および
前記第１の接合表面および第２の接合表面の一方におけ
る接合表面に対して０．０２％乃至３．０２％の範囲内
で形成する工程を含む実施態様（２５）に記載の方法。 （２７）前記第１の接合表面および第２の接合表面の一
方に中断部分を形成する工程が先ず当該第１の接合表面
および第２の接合表面の一方をセラミックにより形成す
る工程を含み、前記中断部分を形成する工程が当該中断
部分を前記第１の接合表面および第２の接合表面の一方
における他の中断されていない接触表面の面積に対して
０．３％乃至７３．３％の範囲内、および前記第１の接
合表面および第２の接合表面の一方における接合表面の
面積に対して０．０１％乃至２．１５％の範囲内で形成
する実施態様（２５）に記載の方法。 （２８）前記第１の接合表面および第２の接合表面の一
方に中断部分を形成する工程が先ず当該第１の接合表面
および第２の接合表面の一方をポリエチレンにより形成
する工程を含み、前記中断部分を形成する工程が当該中
断部分を前記第１の接合表面および第２の接合表面にお
ける前記中断されていない接触表面の面積に対して５．
７％乃至８３．２％の範囲内、および前記第１の接合表
面および第２の接合表面の一方における接合表面の面積
に対して２．３３％乃至３１．８８％の範囲内で形成す
る実施態様（２５）に記載の方法。 （２９）前記中断部分が溝部により形成されている実施
態様（２５）に記載の方法。 （３０）前記中断部分がくぼみにより形成されている実
施態様（２５）に記載の方法。
【００８３】（３１）前記中断部分がソケット部分によ
り形成されている実施態様（２５）に記載の方法。 （３２）前記一定の接触表面の面積値を決定する工程が
ヘルツ（Hertzian）分析を行なう工程を含む請求項４に
記載の方法。 （３３）前記中断部分が１ミリメートルよりも浅い一定
の深さで形成される請求項４に記載の方法。 （３４）前記第１の接合表面および第２の接合表面の一
方における接合表面内に中断部分を備える工程が当該中
断部分を前記第１の接合表面および第２の接合表面の一
方における他の中断されていない接触表面の面積に対し
て０．３％乃至８３．２％の範囲内、および前記第１の
接合表面および第２の接合表面の一方における前記接合
表面の面積に対して０．０１％乃至３１．８８％の範囲
内で形成する工程を含む請求項５に記載の方法。 （３５）さらに、前記各範囲内において前記第１の接合
表面および第２の接合表面の一方においてさらに中断部
分を備えることによりプロテーゼ関節の寸法の増大と共
に前記第１の接合表面および第２の接合表面の間の接触
面積を減少する工程を含む実施態様（３４）に記載の方
法。
【００８４】（３６）前記一定の基線の接触面積を導出
する工程がヘルツ（Hertzian）分析を行なう工程を含む
請求項５に記載の方法。 （３７）前記ヘルツ（Hertzian）分析を行なう工程が接
触の機械学的な方程式を適用する工程を含む実施態様
（３６）に記載の方法。 （３８）前記一定の基線の接触面積を導出する工程が低
磨耗性のプロテーゼ関節における一定の接触面積を計算
する工程を含む実施態様（３６）に記載の方法。 （３９）前記中断部分が前記第１の接合表面および第２
の接合表面の一方において１ミリメートルよりも浅い一
定の深さで形成される請求項５に記載の方法。
【００８５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、移植後の関節
プロテーゼの接合部分の移動により生じる可能性のある
関節部分の破片の形成を最少にする一定の表面部分を有
する改善された関節プロテーゼおよびその製造方法が提
供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理に従うプロテーゼにおける支持部
品の例示的な実施形態の斜視図であり、一定の外部およ
びボール部分に係合するために適している一定の中断さ
れた状態の接合面により定められている反対側の内部キ
ャビティを示している。
【図２】図１の支持部品の断面図であり、上記内部キャ
ビティを定めている口部を含む支持部品の内部および概
ね半球状の支持表面を有する内部キャビティにおける中
断された状態の接合面および上記表面内に延在している
複数の交差している溝部またはチャンネルを示してい
る。
【図３】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な実
施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支持
表面を有する中断された状態の接合面および上記口部に
対して実質的に平行に上記表面内に延在している複数の
溝部またはチャンネルを示している。
【図４】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な実
施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支持
表面を有する中断された状態の接合面および上記口部に
対して実質的に平行に上記表面内に延在している複数の
溝部またはチャンネルを示している。
【図５】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な実
施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支持
表面を有する中断された状態の接合面および当該接合面
に対して一体であり上記内部キャビティの中に突出して
いる複数の支持プラットホームを示している。
【図６】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な実
施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支持
表面を有する中断された状態の接合面および上記支持表
面の中に延在している複数の凹状のくぼみを示してい
る。
【図７】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な実
施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支持
表面を有する中断された状態の接合面および上記支持表
面の中に延在している複数のソケットを示している。
【図８】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な実
施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支持
表面を有する中断された状態の接合面および上記表面の
中に延在していて当該表面全体を不規則に縫っている複
数の溝部またはチャンネルを示している。
【図９】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な実
施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支持
表面を有する中断された状態の接合面および上記表面内
に延在している複数のかなり微細な乃至極めて微細な交
差している溝部またはチャンネルを示している。
【図１０】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な
実施形態の図２と同様の断面図であり、概ね半球状の支
持表面を有する中断された状態の接合面および上記表面
内に延在している複数のかなり微細な乃至極めて微細な
溝部またはチャンネルを示している。
【図１１】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な
実施形態の斜視図であり、腰部に対応するステム部に取
り付けられているボール部分を示しており、当該ボール
部分が一定の支持表面および当該表面内に延在している
複数の交差している溝部またはチャンネルを有する中断
された状態の接合面を含んでいる。
【図１２】本発明に従う例示的な支持部品の斜視図であ
り、表面内に延在している複数の凹状のくぼみを有する
中断された状態の接合面を有するボール部分を示してい
る。
【図１３】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な
実施形態の側面図を示しており、それぞれの間に延在し
ている溝部またはチャンネルを伴う複数の支持プラット
ホームにより中断されている一定の接合面を有する膝蓋
骨移植片を示している。
【図１４】本発明の原理に従う別の例示的な実施形態の
斜視図であり、大腿骨の最先端部に対応するプロテーゼ
支持部品を示しており、当該支持部品が中断された状態
の顆を有している。
【図１５】本発明の原理に従うさらに別の例示的な実施
形態の斜視図であり、脛骨の最基端部に対応するプロテ
ーゼ支持部品を示しており、当該支持部品が上記脛骨の
内側顆および唇側顆にそれぞれ対応する２個のわずかに
凹状の中断された状態の支持表面を示している。
【図１６】本発明の原理に従う支持部品の別の例示的な
実施形態の斜視図であり、肩に対応するステム部に取り
付けられているボール部分を示しており、当該ボール部
分が一定の支持表面および当該表面内に延在している複
数のかなり微細な乃至極めて微細な交差している溝部ま
たはチャンネルを有する中断された状態の接合面を含ん
でいる。
【図１７】本発明に従う例示的な支持部品の斜視図であ
り、表面内に延在しているかなり微細な乃至極めて微細
な交差している溝部またはチャンネルを有する中断され
た状態の接合面を有するカップ部分を示している。
【図１８】本発明の原理に従う種々の寸法のメタル・オ
ン・メタル式の各支持部品に対応する中断されていない
状態の接触面積および全体の接合表面の面積の両方に対
する基線の接触面積および計算された％値の軽減面積を
示している表である。
【図１９】図１８の表からのデータのグラフ的表現であ
る。
【図２０】本発明の原理に従う種々の寸法のセラミック
・オン・セラミック式の各支持部品に対応する中断され
ていない状態の接触面積および全体の接合表面の面積の
両方に対する基線の接触面積および計算された％値の軽
減面積を示している表である。
【図２１】図２０の表からのデータのグラフ的表現であ
る。
【図２２】本発明の原理に従う種々の寸法のメタル・オ
ン・プラスチック（ポリエチレン）式の各支持部品に対
応する中断されていない状態の接触面積および全体の接
合表面の面積の両方に対する基線の接触面積および計算
された％値の軽減面積を示している表である。
【図２３】図２２の表からのデータのグラフ的表現であ
る。
【符号の説明】
１０ 支持部品 ２０ 内部 ２２ 内部キャビティ ２４ 接合面 ２６ 口部 ３０ 支持表面 ３１ プラットホーム ３２ 凹部 ３４，３６ 溝部（中断部分または軽減領域）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 599134034 700 Ｏｒｔｈｏｐａｅｄｉｃ Ｄｒｉｖ ｅ， Ｗａｒｓａｗ， ＩＮ 46581， Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 フランク・ダブリュ・チャン アメリカ合衆国、46582 インディアナ州、 ワーソー、リディア・ドライブ 838 (72)発明者 ジョージ・エイ・オコア アメリカ合衆国、46814 インディアナ州、 フット・ウェイン、スイートウッド・コー ト 6531 Ｆターム(参考） 4C097 AA03 BB01 BB09 CC06 DD06 DD09 EE02 SC07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プロテーゼ組立体用の支持部品におい
    て、 本体部分を備えており、 前記本体部分が一定の接合表面を有しており、 前記接合表面が一定の中断されている支持表面を定めて
    いる軽減領域を有しており、 前記軽減領域が他の中断されていない支持表面の面積に
    対して０．３％乃至８３．２％の範囲であり、合計の接
    合表面の面積に対して０．０１％乃至３１．８８％の範
    囲である支持部品。
  2. 【請求項２】 プロテーゼ関節において、 一定の支持部品と、 一定の対応する部品を備えており、 前記支持部品が前記対応する部品を受容することに適合
    している一定の接合表面の領域を有しており、 前記接合表面の領域が中断部分により定められていて前
    記対応する部品による接触に対して適合している一定の
    支持表面の領域を有しており、 前記中断部分が他の中断されていない支持表面の面積に
    対して０．３％乃至８３．２％の範囲であり、前記接合
    表面の面積に対して０．０１％乃至３１．８８％の範囲
    であるプロテーゼ関節。
  3. 【請求項３】 プロテーゼ関節用の支持部品を作成する
    方法において、 一定の接合表面を有する本体部分を形成する工程と、 前記接合表面の中に軽減領域を形成して一定の中断され
    た状態の支持表面を定める工程を含み、当該軽減領域が
    他の中断されていない支持表面に対して０．３％乃至８
    ３．２％の範囲であり、合計の接合表面の面積に対して
    ０．０１％乃至３１．８８％の範囲である方法。
  4. 【請求項４】 第１の接合表面を有する第１の部品およ
    び第２の接合表面を有する第２の部品を備えているプロ
    テーゼ関節を作成する方法において、 前記第１の接合表面と第２の接合表面との間に一定のク
    リアランスの距離を決定する工程と、 前記決定されたクリアランスの距離に基づいて前記第１
    の接合表面および第２の接合表面に対応する一定の接触
    表面の面積値を決定する工程と、 前記第１の接合表面および第２の接合表面の一方に中断
    部分を形成して一定の支持表面の領域を定める工程を含
    み、当該支持表面の面積が前記一定の接触表面の面積値
    に等しい方法。
  5. 【請求項５】 第１の材料から成る第１の部品および第
    ２の材料から成る第２の部品を備えているプロテーゼ関
    節を作成し、前記第１の部品が第１の接合表面を有して
    おり、前記第２の部品が第２の接合表面を有している方
    法において、 前記第１の接合表面および第２の接合表面の間に一定の
    クリアランスの距離を決定する工程と、 前記第１の接合表面および第２の接合表面に対応する一
    定の基線の接触面積の値を導出する工程と、 前記基線の接触面積の値に基づいて前記第１の接合表面
    および第２の接合表面の一方における接合表面内に中断
    部分を備える工程を含み、当該中断部分が一定範囲のプ
    ロテーゼ関節の寸法に対して一定である前記第１の接合
    表面および第２の接合表面の間における最適な接触面積
    を賦与する方法。
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