JP2560937B2 - 人工膝関節 - Google Patents
人工膝関節Info
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- JP2560937B2 JP2560937B2 JP3306983A JP30698391A JP2560937B2 JP 2560937 B2 JP2560937 B2 JP 2560937B2 JP 3306983 A JP3306983 A JP 3306983A JP 30698391 A JP30698391 A JP 30698391A JP 2560937 B2 JP2560937 B2 JP 2560937B2
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- Japan
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- knee joint
- curved convex
- femoral
- artificial knee
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は整形外科治療で用いられ
る人工膝関節に関し、詳細には大腿骨側部材と脛骨側部
材の間で脱臼を引き起こすことなく安定した屈曲作動及
び停止が可能な人工膝関節に関するものである。
る人工膝関節に関し、詳細には大腿骨側部材と脛骨側部
材の間で脱臼を引き起こすことなく安定した屈曲作動及
び停止が可能な人工膝関節に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】膝関節症、リュウマチ、骨腫瘍等の治療
においては膝関節部位を切除し、これに替えて人工膝関
節を装着することがある。例えば骨腫瘍は図６（右脚の
体側に沿った縦断面を後方側より見た図）に示す大腿骨
１の遠位側及び脛骨２の近位側は腫瘍を発生しやすい疾
患であり、１点鎖線Ｃ1 ，Ｃ2 で示す間の部分を全て切
除し他の部分への腫瘍の転移を防止する必要がある。こ
のとき前十字靭帯３ａ（紙面の背側），後十字靭帯３ｂ
（紙面の手前側）、内側側副靭帯５ａ，外側側副靭帯５
ｂが全て切除されてしまうので、膝関節としての運動機
能及び固定機能は全て失われる。
においては膝関節部位を切除し、これに替えて人工膝関
節を装着することがある。例えば骨腫瘍は図６（右脚の
体側に沿った縦断面を後方側より見た図）に示す大腿骨
１の遠位側及び脛骨２の近位側は腫瘍を発生しやすい疾
患であり、１点鎖線Ｃ1 ，Ｃ2 で示す間の部分を全て切
除し他の部分への腫瘍の転移を防止する必要がある。こ
のとき前十字靭帯３ａ（紙面の背側），後十字靭帯３ｂ
（紙面の手前側）、内側側副靭帯５ａ，外側側副靭帯５
ｂが全て切除されてしまうので、膝関節としての運動機
能及び固定機能は全て失われる。
【０００３】従ってこの様な患者に対しては例えば図７
（体側方向から見た縦断面図），図８（図７のVIII−VI
II線方向断面図）に示す様な金属製，セラミックス製又
はこれらの組合せからなる蝶番型の人工膝関節が用いら
れる。すなわち大腿骨の切除跡には大腿骨側部材１Ａが
接合されると共に、脛骨の切除跡には脛骨側部材２Ａが
夫々接合され、該大腿骨側部材１Ａと脛骨側部材２Ａは
ピン軸９を介して揺動自在に軸支される。この揺動は脛
骨鉛直線に対する後部方向への揺動角θが−５〜＋１２
０度程度の範囲内での自由湾曲作動が要求される。直立
するときの伸展状態での角度は約−５度であり、特に直
立時の伸展状態では確実に停止されなければならない。
しかし図例に示す人工膝関節においてはこの停止のため
のストッパ機能がなく、そのため膝部外側に他の装具や
補助器具を併用する必要があった。
（体側方向から見た縦断面図），図８（図７のVIII−VI
II線方向断面図）に示す様な金属製，セラミックス製又
はこれらの組合せからなる蝶番型の人工膝関節が用いら
れる。すなわち大腿骨の切除跡には大腿骨側部材１Ａが
接合されると共に、脛骨の切除跡には脛骨側部材２Ａが
夫々接合され、該大腿骨側部材１Ａと脛骨側部材２Ａは
ピン軸９を介して揺動自在に軸支される。この揺動は脛
骨鉛直線に対する後部方向への揺動角θが−５〜＋１２
０度程度の範囲内での自由湾曲作動が要求される。直立
するときの伸展状態での角度は約−５度であり、特に直
立時の伸展状態では確実に停止されなければならない。
しかし図例に示す人工膝関節においてはこの停止のため
のストッパ機能がなく、そのため膝部外側に他の装具や
補助器具を併用する必要があった。
【０００４】また人工膝関節に求められる他の重要な機
能として、大腿骨側部材１Ａと脛骨側部材２Ａが屈曲時
等に脱臼しないことが要求される。この点図７，８の例
に示す両部材１Ａ，２Ａはピン接合されており、脱臼に
ついての恐れはないが次の様な問題があった。すなわち
上記両部材１Ａ，２Ａがピン軸９によって軸支される構
造であるので、揺動運動時における遊び余裕がなく、外
力が分散されることなく全てピン軸９に集中して作用さ
れるために該ピン軸９が切損したりして、短期間の内に
人工膝関節全体を取り替えなければならないことが多い
という不具合があった。
能として、大腿骨側部材１Ａと脛骨側部材２Ａが屈曲時
等に脱臼しないことが要求される。この点図７，８の例
に示す両部材１Ａ，２Ａはピン接合されており、脱臼に
ついての恐れはないが次の様な問題があった。すなわち
上記両部材１Ａ，２Ａがピン軸９によって軸支される構
造であるので、揺動運動時における遊び余裕がなく、外
力が分散されることなく全てピン軸９に集中して作用さ
れるために該ピン軸９が切損したりして、短期間の内に
人工膝関節全体を取り替えなければならないことが多い
という不具合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的は
次の(イ),(ロ) の条件を満たし、且つ長期に亘って安定し
た揺動作動が可能な人工膝関節を完成することにある。 (イ) 伸展状態での揺動停止に際して、外部装具等の格別
の補助器具を必要とせず過伸展状態以上の過剰な揺動屈
曲を確実に規制する。 (ロ) 揺動屈曲作動時及びその作動端停止部位において大
腿骨側部材と脛骨側部材が脱臼して脱け出すのを確実に
防止できる。
次の(イ),(ロ) の条件を満たし、且つ長期に亘って安定し
た揺動作動が可能な人工膝関節を完成することにある。 (イ) 伸展状態での揺動停止に際して、外部装具等の格別
の補助器具を必要とせず過伸展状態以上の過剰な揺動屈
曲を確実に規制する。 (ロ) 揺動屈曲作動時及びその作動端停止部位において大
腿骨側部材と脛骨側部材が脱臼して脱け出すのを確実に
防止できる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明は、大腿骨の下端に取り付けられる略鞍形の部材から
なり、前後方向に湾曲した湾曲凸面をその左右下面に形
成した大腿骨側部材と、脛骨の上端に取り付けられる略
皿状部材からなり、湾曲凸面間の溝部と係合し得る中間
部の左右両側に、湾曲凸面を当接支持する一対の凹形支
承面を形成した脛骨側部材と、を有する人工膝関節にお
いて、凹形支承面は湾曲凸面と同一の曲率半径に形成さ
れ、凹形支承面における少なくとも前側端部には、大腿
骨側部材の脱臼を防止するよう立上げられた延出部が形
成され、中間部の前端及び溝部の前側下面には、互いに
面接触することにより大腿骨部材の過伸展を規制する係
止部が形成されていることを要旨とするものである。
明は、大腿骨の下端に取り付けられる略鞍形の部材から
なり、前後方向に湾曲した湾曲凸面をその左右下面に形
成した大腿骨側部材と、脛骨の上端に取り付けられる略
皿状部材からなり、湾曲凸面間の溝部と係合し得る中間
部の左右両側に、湾曲凸面を当接支持する一対の凹形支
承面を形成した脛骨側部材と、を有する人工膝関節にお
いて、凹形支承面は湾曲凸面と同一の曲率半径に形成さ
れ、凹形支承面における少なくとも前側端部には、大腿
骨側部材の脱臼を防止するよう立上げられた延出部が形
成され、中間部の前端及び溝部の前側下面には、互いに
面接触することにより大腿骨部材の過伸展を規制する係
止部が形成されていることを要旨とするものである。
【０００７】
【作用及び実施例】図１は脛骨側部材２０の実施例を示
し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面
図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（Ｅ）は（Ａ）
のＥ−Ｅ線断面図である。
し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面
図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（Ｅ）は（Ａ）
のＥ−Ｅ線断面図である。
【０００８】脛骨側部材２０の上面にはその左右両側に
支承面２１ａ，２１ｂが形成され、該支承面２１ａ，２
１ｂは少なくとも前後方向［図１（Ａ）においては紙面
の上下方向］に沿って凹形に形成される。なお、支承面
２１ａ，２１ｂの間に隆起して形成される中間部２３は
大腿骨側部材１０の左右方向への位置ずれを防止する。
一方支承面２１ａ，２１ｂに挟まれた中間部２３の前方
側［（Ａ）図の紙面下方向］には角錐台形状の突起２２
が突設される。
支承面２１ａ，２１ｂが形成され、該支承面２１ａ，２
１ｂは少なくとも前後方向［図１（Ａ）においては紙面
の上下方向］に沿って凹形に形成される。なお、支承面
２１ａ，２１ｂの間に隆起して形成される中間部２３は
大腿骨側部材１０の左右方向への位置ずれを防止する。
一方支承面２１ａ，２１ｂに挟まれた中間部２３の前方
側［（Ａ）図の紙面下方向］には角錐台形状の突起２２
が突設される。
【０００９】また図２は上記脛骨側部材２０と対をなす
大腿骨側部材１０の実施例を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は底面図を
示す。該大腿骨側部材１０の下面でその左右両側
［（Ｂ）図の紙面左右］には湾曲凸面１１ａ，１１ｂが
形成され、これらの中間部には溝部としての中央凹部１
３が形成される共に、その上方にはピン挿設用の孔１２
が穿設される（このピンは残存大腿骨の健全骨髄内へ挿
入して該大腿骨側部材の固定を行なうためのものであ
る）。上記湾曲凸面１１ａ，１１ｂは前記支承面２１
ａ，２１ｂに夫々当接支持され、該大腿骨側部材１０と
脛骨側部材２０が係合する様に組合せられる。さらに上
記中央凹部１３の前方下面には（Ｃ）図に示す様にスト
ッパ面１３Ａが形成される。
大腿骨側部材１０の実施例を示し、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は底面図を
示す。該大腿骨側部材１０の下面でその左右両側
［（Ｂ）図の紙面左右］には湾曲凸面１１ａ，１１ｂが
形成され、これらの中間部には溝部としての中央凹部１
３が形成される共に、その上方にはピン挿設用の孔１２
が穿設される（このピンは残存大腿骨の健全骨髄内へ挿
入して該大腿骨側部材の固定を行なうためのものであ
る）。上記湾曲凸面１１ａ，１１ｂは前記支承面２１
ａ，２１ｂに夫々当接支持され、該大腿骨側部材１０と
脛骨側部材２０が係合する様に組合せられる。さらに上
記中央凹部１３の前方下面には（Ｃ）図に示す様にスト
ッパ面１３Ａが形成される。
【００１０】図３の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は上記脛骨
側部材２０と大腿骨側部材１０の係合状態を示し、
（Ａ）図は揺動角θ1 が−５度の伸展状態を示し、脛骨
側部材２０の突起２２の上面と大腿骨側部材１０のスト
ッパ面１３Ａが当接し、両部材が揺動角のマイナス方向
（前方側）へ過剰に伸展するのを防止し、大腿骨が伸展
状態を超えて前方へ屈曲しない様に確実に支持固定され
る。また、上記脛骨側部材２０と大腿骨側部材１０とが
係合しているので、大腿骨側が左右方向へ脱臼すること
を確実に防止できる。なお、上記突起２２の上面及びス
トッパ面１３Ａは係止部としてみなすことができる。
側部材２０と大腿骨側部材１０の係合状態を示し、
（Ａ）図は揺動角θ1 が−５度の伸展状態を示し、脛骨
側部材２０の突起２２の上面と大腿骨側部材１０のスト
ッパ面１３Ａが当接し、両部材が揺動角のマイナス方向
（前方側）へ過剰に伸展するのを防止し、大腿骨が伸展
状態を超えて前方へ屈曲しない様に確実に支持固定され
る。また、上記脛骨側部材２０と大腿骨側部材１０とが
係合しているので、大腿骨側が左右方向へ脱臼すること
を確実に防止できる。なお、上記突起２２の上面及びス
トッパ面１３Ａは係止部としてみなすことができる。
【００１１】他方（Ｂ），（Ｃ）図は支承面２１ｂ上を
湾曲凸面１１ｂが摺動して両部材が摺動する状態を示
し、（Ｃ）図における揺動角θ3 は約１２０度の限界点
を示す。このとき支承面２１ｂは凹形になっており前方
部２１ｂ1 は大腿骨側部材１０の湾曲凸面１１ｂを確実
に受け止め該部材１０の前方方向への脱け出しを防止
し、両部材１０，２０が脱臼状態となるのを防止してい
る。なお、上記前方部２１ｂ 1 は延出部としてみなすこ
とができる。
湾曲凸面１１ｂが摺動して両部材が摺動する状態を示
し、（Ｃ）図における揺動角θ3 は約１２０度の限界点
を示す。このとき支承面２１ｂは凹形になっており前方
部２１ｂ1 は大腿骨側部材１０の湾曲凸面１１ｂを確実
に受け止め該部材１０の前方方向への脱け出しを防止
し、両部材１０，２０が脱臼状態となるのを防止してい
る。なお、上記前方部２１ｂ 1 は延出部としてみなすこ
とができる。
【００１２】上記実施例において湾曲凸面１１ａ，１１
ｂにおける前後方向の曲率半径は、支承面２１ａ，２１
ｂの曲率半径と同一又はほぼ同等とすることが好まし
く、これによって両面はスムーズに摺動する。なお湾曲
凸面と支承面の曲率半径の相違は５mm以内とすることが
推奨される。また上記支承面２１ａ，２１ｂの形状は図
１の（Ｄ）の実線に示される様に前後方向全域にわたっ
て湾曲させたものに限られず、破線２１ｅに示す様にそ
の後方側を直面状に形成したもの等であっても良く、さ
らに支承面２１ａ（２１ｂ）と湾曲凸面１１ｂ（１１
ａ）は図１，図２に示すモノセントリックのものに限定
されず、複数の中心点を有するポリセントリック形状の
曲面で形成したものであっても構わない（例えば図５の
例ではＲ２５，Ｒ１５０，Ｒ２０を組み合わせて使用し
ている）。
ｂにおける前後方向の曲率半径は、支承面２１ａ，２１
ｂの曲率半径と同一又はほぼ同等とすることが好まし
く、これによって両面はスムーズに摺動する。なお湾曲
凸面と支承面の曲率半径の相違は５mm以内とすることが
推奨される。また上記支承面２１ａ，２１ｂの形状は図
１の（Ｄ）の実線に示される様に前後方向全域にわたっ
て湾曲させたものに限られず、破線２１ｅに示す様にそ
の後方側を直面状に形成したもの等であっても良く、さ
らに支承面２１ａ（２１ｂ）と湾曲凸面１１ｂ（１１
ａ）は図１，図２に示すモノセントリックのものに限定
されず、複数の中心点を有するポリセントリック形状の
曲面で形成したものであっても構わない（例えば図５の
例ではＲ２５，Ｒ１５０，Ｒ２０を組み合わせて使用し
ている）。
【００１３】他方突起２２の形状は図５に示す様な直方
体形であっても良く、或は図４に示す様に突起２２の前
方側側面に当接する他のストッパ面１３Ｂを中央凹部１
３の傾斜側面として形成し、過剰な伸展をより確実に防
止する形状であっても構わない。
体形であっても良く、或は図４に示す様に突起２２の前
方側側面に当接する他のストッパ面１３Ｂを中央凹部１
３の傾斜側面として形成し、過剰な伸展をより確実に防
止する形状であっても構わない。
【００１４】上記大腿骨側部材１０は孔１２にピンを挿
設し、該ピンを介して残存大腿骨に接合され、また脛骨
側部材１０の下部には図示しない台座部を介して細幅の
ステムを接続し、該ステムを残存脛骨の骨髄内へ挿入し
て台座部及び該部材１０を接合することが望ましい。
設し、該ピンを介して残存大腿骨に接合され、また脛骨
側部材１０の下部には図示しない台座部を介して細幅の
ステムを接続し、該ステムを残存脛骨の骨髄内へ挿入し
て台座部及び該部材１０を接合することが望ましい。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、伸展時にストッパ面と突起の面接触により大腿骨側
部材と脛骨側部材の前方側への伸展を確実に規制するこ
とができ、凹形支承面により屈曲時等での両部材の抜け
出しを防ぐことができるとともに凹形支承面の間に形成
される中間部により両部材の左右方向への位置ずれを防
止できる様になった。さらに両部材の係合には遊び余裕
ができるので、大きな外力や応力が部分的に集中して部
材の破損や緩みを生じることがなくなり、長期にわたる
使用ができる様になった。
で、伸展時にストッパ面と突起の面接触により大腿骨側
部材と脛骨側部材の前方側への伸展を確実に規制するこ
とができ、凹形支承面により屈曲時等での両部材の抜け
出しを防ぐことができるとともに凹形支承面の間に形成
される中間部により両部材の左右方向への位置ずれを防
止できる様になった。さらに両部材の係合には遊び余裕
ができるので、大きな外力や応力が部分的に集中して部
材の破損や緩みを生じることがなくなり、長期にわたる
使用ができる様になった。
【図１】 本発明の脛骨側部材の実施例を示し、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）
は（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＥ−Ｅ線
断面図である。
は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）
は（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＥ−Ｅ線
断面図である。
【図２】 本発明の大腿骨側部材の実施例を示し、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、
（Ｄ）は底面図である。
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は左側面図、
（Ｄ）は底面図である。
【図３】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の使用状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】 （Ａ），（Ｂ）は本発明における他の実施例
の使用状態を示す説明図である。
の使用状態を示す説明図である。
【図５】 （Ａ），（Ｂ）は本発明における他の実施例
の使用状態を示す説明図である。
の使用状態を示す説明図である。
【図６】 人体の膝関節を示す説明図（右脚の体側に沿
った縦断面を後方側より見た図）である。
った縦断面を後方側より見た図）である。
【図７】 従来の人工膝関節の例を示す体側方向から見
た縦断面説明図である。
た縦断面説明図である。
【図８】 図７のVIII−VIII線断面図である。
１０ 大腿骨側部材 11ａ，11ｂ 湾曲凸面 13Ａ，13Ｂ ストッパ面 ２０ 脛骨側部材 21ａ，21ｂ 支承面 ２２ 突起
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 喜昌 神戸市須磨区西落合６−１−56−104 (72)発明者 川井 隆夫 神戸市北区惣山町４−21−２ (56)参考文献 特開 平３−267055（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−502291（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−36696（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭61−50625（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】 大腿骨の下端に取り付けられる略鞍形の
部材からなり、前後方向に湾曲した湾曲凸面をその左右
下面に形成した大腿骨側部材と、脛骨の上端に取り付け
られる略皿状部材からなり、前記湾曲凸面間の溝部と係
合し得る中間部の左右両側に、前記湾曲凸面を当接支持
する一対の凹形支承面を形成した脛骨側部材と、を有す
る人工膝関節において、 前記凹形支承面は前記湾曲凸面と同一の曲率半径に形成
され、 前記凹形支承面における少なくとも前側端部には、前記
大腿骨側部材の脱臼を防止するよう立上げられた延出部
が形成され、 前記中間部の前端及び前記溝部の前側下面には、互いに
面接触することにより前記大腿骨部材の過伸展を規制す
る係止部が形成されている ことを特徴とする人工膝関
節。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306983A JP2560937B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 人工膝関節 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3306983A JP2560937B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 人工膝関節 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115497A JPH05115497A (ja) | 1993-05-14 |
| JP2560937B2 true JP2560937B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=17963607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3306983A Expired - Lifetime JP2560937B2 (ja) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | 人工膝関節 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2560937B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6150625A (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-12 | Toho Chem Ind Co Ltd | オリゴマ−型乳化分散剤 |
| JPS6236696A (ja) * | 1985-08-10 | 1987-02-17 | カシオ計算機株式会社 | 自動伴奏装置付電子楽器 |
| JPH03267055A (ja) * | 1990-03-16 | 1991-11-27 | Koshino Nariko | 人工膝関節の脛骨側コンポーネント |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3306983A patent/JP2560937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05115497A (ja) | 1993-05-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960730 |