JP2654249B2 - 固定した回旋軸線を持つ全人工膝関節 - Google Patents

固定した回旋軸線を持つ全人工膝関節

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は人工膝関節装置の分野に関する。
従来技術の説明 人間の膝関節は人体で最もストレスのかかる関節であ
る。歩行、ランニング、膝立ち、階段昇りなどの通常の
活動では、膝関節にかかる荷重は簡単に体重の５倍を超
えることがあり、もっと激しい活動に携わる場合にはさ
らにかなり高くなることがある。種々の関節炎が世界の
人口の約10パーセントに影響を与えている。有意数の関
節炎に罹患した人々が関節、たとえば膝関節のかなりの
変質、変形を経験している。膝に外傷を受けた場合に
は、特に膝廃疾となり易い。アメリカ合衆国では毎年、
約140,000人の患者が人工膝関節全置換のためだけで手
術を受けている。解剖学的な構造の膝により似ている人
工膝関節が存在すれば、膝関節問題を抱えているより多
くの人々が人工膝関節全置換の対象となろう。
人工膝関節は基本的に２つのタイプに分類され得る。
第１のタイプは、「安定化」人工関節と呼ばれ、解剖学
的構造の膝関節の代替物として使用されるヒンジ式ある
いはボール・ソケット式の関節を有する。このタイプの
関節では、その運動はヒンジピンあるいはボール・ソケ
ットによって拘束される。安定化人工関節は、それを安
定させるのに周囲の軟組織（即ち、腱および靭帯）への
依存度が小さい場合には有用である。解剖学的構造の膝
関節と異なり、これらの人工関節は、もしあるとして
も、前後方向平行移動、側方傾斜あるいは回転が小さ
い。この理由のために、これらの人工関節は望ましくな
い。
第２のタイプの人工膝関節はいわゆる「顆状面」関節
である。このタイプの人工膝関節では、腿節および脛節
上の対応する蹄負面の代わりに、類似した形状、位置の
人工蹄負面が用いられる。顆状面人工膝関節は周囲の
腱、靭帯に依存して関節の腱節部、脛節部（互いに直接
連結していない）を保持し、運動中関節に安定性を与え
る。これらのタイプの関節は、比較的コンパクトで軽量
であり、かなりの回転、並進運動自由度を与え、移植時
に自然骨の切除や周囲軟組織の障害が比較的少なくて済
む。これらのタイプの人工膝関節の例が、Ewaldの米国
特許第3,798,679号、Grundei等の米国特許第4,064,568
号、Murray等の米国特許第4,224,696号、Grobbelaarの
米国特許第4,673,408号、Averill等の米国特許第4,714,
472号、Hanslik等の米国特許第4,770,663号、Walker等
の米国特許第4,822,365号、Boleskyの米国特許第4,822,
366号、Kennaの米国特許第4,944,756号、Brown等の米国
特許第4,959,071号およびPetersenの米国特許同4,985,0
37号に開示されている。
しかしながら、人工膝関節の設計タイプとは無関係
に、全人工膝関節装置に関する医療従事者および設計者
は、膝関節の屈伸運動が単純なヒンジ構造で実現できな
いと長い間考えてきた。むしろ、従来は、膝の屈伸運動
が変位、回転を含み、第１咬交面の同じ部分（腿節の
顆）が第２の対応する咬交面の同じ部分（脛骨プラト
ー）と常に接触するとはかぎらず、運動軸線が固定され
ていないということが広く受け入れられてきた。したが
って、膝は単純なヒンジ関節として作用せず、無数の独
特な位置の回転中心の連続を介して回旋し、各中心が腿
節、脛節の或る特定の相対的な向きで作用するというこ
とが信じられてきた。たとえば、“The Surgical Repla
cement of the Human Knee Joint",by David A.Sonsteg
ard,et al,Scientific American,January,1978,Vol.23
8,No.1を参照されたい。
Walker等の米国特許第4,822,365号は、人工膝関節の
設計開発の歴史を記載し、この分野での一般的な背景を
説明している。多年にわたって、人工膝関節を製作する
のに用いられる材料や屈伸軸線が固定されていないとい
う信念に基づく設計において改良がなされてきた。しか
しながら、後により詳しく説明するように、本発明者
は、解剖学的膝においては、実際には屈伸軸線が固定さ
れているということを発見した。従来の全人工膝関節装
置の設計は屈伸軸線が固定されておらず、回転軸線が常
に変化するという正しくない前提の下にあるため、従来
の人工膝関節は可能性のある運動度やそこにかかる歪み
および応力の点で人間本来の膝にかなり劣ったままであ
る。今日の人工膝関節は過去のそれよりははるかに優れ
てはいるが、それらを取り付けた骨の骨折や剥離による
故障がまだある。これらの問題は、設計に起因する、人
工膝関節にかかる不自然な応力および歪みを原因とする
こと大である。
発明の概要 本発明は、回旋軸線が固定されおらず、常時変化する
という正しくない信念に基づく従来の全人工膝関節設計
からの革新的な発展を示す。本出願人は、人間の自然な
解剖学的膝が屈伸を通じて腿節に対する脛節の向きに依
存して変化することがない固定回旋軸線を実際に持って
いるということを発見した。本発明の特徴を概説する前
に、本出願人が正常な解剖学的な膝の真の解剖学的構造
および機能とはどのようなものであると考えているかを
以下に説明する。
人間本来の膝においては、この固定屈伸軸線（以後、
「PE」軸線とする）は遠位腿節の内側顆上の上前部から
外側顆の後下部に向いており、内側、外側の側副靭帯の
起始を通る。FE軸線は、十字靭帯の交点に対して上方に
ある。固定FE軸線は横断面、冠状面から約3.0〜3.8度だ
け等しくオフセットしている。脛節の長手方向回転（L
R）軸線も同様に固定軸線であり、FE軸線の前方にあ
り、それに対して直角ではない。FE軸線の横断面、冠状
面からのオフセットは、膝の伸展のときに外反外旋と膝
の屈曲のときに内反内旋が観察されることを説明してい
る。固定FE軸線まわり（膝の屈伸による）の運動および
LR軸線まわり（脚の回転による）の運動（これらの軸線
は直交していない）が生じたとき、この運動はこれらの
軸線まわりの純粋な回転である。FE軸線は、遠位腿節の
側部にある内側側副靭帯（MCL）および外側側副靭帯（L
CL）の起始を通り、十字靭帯の交点の上方にある。LR軸
線は、脛骨プラトー上の前方十字靭帯（ACL）の付着部
を通り、大腿骨切痕のところで後方十字靭帯（PCL）の
付着部付近において後方内側に向いている。膝蓋骨溝は
その全長にわたってFE軸線に対して直角である。顆をFE
軸線に対して直角に端から見た場合、内側、外側の腿節
顆の後方、遠位部は重なり合っており、形状円形であ
る。脛骨、腓骨が互いに相対的に回転するとき、FE軸線
は変化のないままである。外側顆の曲率半径は内側顆の
それよりも小さく、したがって、内側関節面はFE軸線に
より近くなっており、それが固定FE軸線の原因となって
いる。各顆の内側、外側面は、脛骨がFE軸線に相対的に
LR軸線まわりに動けるように向きを変える。
LR軸線は前方にあり、FE軸線に対して直交していな
い。LR軸線は、脛節内で固定されており、FE軸線まわり
に移動する。LR軸線は、脛節への上位十字靭帯付着部付
近を通り、腿節への後方十字靭帯付着部付近で後方内側
に向いている。
上に説明したように、古典的には、関節運動は、FE,L
Rおよび外転・内転（AA）の個別の直交軸線を持つ解剖
学的平面にある軸線まわりに生じると考えられていた。
しかしながら、今や、FE軸線が冠状面および横断面から
オフセットしており、LR軸線が矢状面に位置していない
ことは知られている。FE軸線およびLR軸線は、さらに、
非直交である。FE,LRの回転軸線が解剖学的な平面に位
置していないので、固定FE,LR軸線まわりの関節運動は
観測されたFE,LR,AAの３つの運動を原因とする。FE軸線
まわりの主要運動成分は屈曲、伸展であるが、軸線が矢
状面に対して直角となっていないため、屈曲と共に結合
内反内旋が生じる。
２つの固定軸線に対する十字靭帯の関係は生理学的な
膝運動範囲内の等生長を示唆している。先に述べたよう
に、FE軸線は腿節の遠位端上のMCL、LCLの起始を通る。
LCL,MCLの解剖学的構造は、それらが動的に安定化され
ており、LCLが膝腓関節および膝を横切るので、十字靭
帯よりも複雑である。
観測された固定非直交軸線FE,LRは、顆の形状、靭帯
の位置および屈曲で生じる絶対的脛骨内反内旋を説明し
ている。従来の人工関節、固定器、歩行モデル、力の計
算および再建手術が常に変化する水平FE軸線という誤っ
た信念に基づいているので、人工膝関節の設計について
の密接な関係は深遠なものであり、固定屈伸軸線を持つ
本発明の全人工膝関節をここで簡単に説明する。
本発明の人工膝関節は、人間本来の膝にかなり類似す
るように設計され、大腿構成要素と脛骨プラトー構成要
素の組み合わせからなる。大腿構成要素は内側顆部と外
側顆部とを有し、これら２つの顆部は前方面のところで
膝蓋骨溝によって、そして、スペースによって遠位、近
位方向に隔離されている。これら２つの顆の後部の曲率
半径は、FE軸線に対して直角に見て、約135度の円弧に
わたって円形であり、内側顆は外側顆部よりも大きい曲
率半径を有し、これら２つの曲率中心を通るFE軸線が内
側顆部から外側顆部まで後方下方へ3.0〜3.8度の向きと
なる。FE軸線は、横断面、冠状面の両方から等しい角度
オフセットしている。膝蓋骨溝はFE軸線に対して直角で
ある。FE軸線は、内側顆部の最後方部分から大腿軸の前
方突起までの距離の35パーセント（±５パーセント）で
ありかつ後方側に位置する位置で矢状面を通り、内側顆
部の中心を通るように位置させてもよい。この位置か
ら、FE軸線は内側顆部から外側顆部まで後方下方へ等し
く３〜3.8度の角度に向いている。
脛骨プラトー構成要素はプラトー頂面と、前方よりも
後方で高くなっている隆起によって分離された外側、内
側凹面とを有する。内側凹面は、外側凹面よりも大きく
て深く、大腿構成要素の対応する内外の顆部と摺動係合
する。プラトー頂面の底の下には、脛骨の頂部に固定す
るための隆条がある。
人工膝関節被移植者が直立し、人工膝関節を伸展させ
たとき、内外の顆部の最遠位部は脛骨プラトーと共に横
断面（水平面）に着座する。脛骨プラトー構成要素は、
LR軸線が後方になり、FE軸線に対して直角とならないよ
うに脛骨に取り付けられる。これは脛節内に固定され、
FE軸線のまわりに移動する。人間本来の解剖学的構造の
膝と同様に、LR軸線は脛節上の前方十字靭帯付着部付近
を通り、腿節の後方十字靭帯付着部付近で後方内方に向
く。
本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の詳しい説
明、添付の請求の範囲および添付図面に示すいくつかの
図を参照することによってより明確に理解して貰えよ
う。
図面の簡単な説明 本発明を説明する際に、添付図面を参照することにな
る。この添付図面において： 第１図は、外側から見た矢状面を通る人間の左側の解
剖学的構造を持つ膝の概略側面図であり、大腿骨、脛
骨、腓骨、LR軸線および内外の側副靭帯を示す図であ
る。
第２図は、横断面を通る第１図の膝の横断面であり、
FE軸線の冠状面からのオフセットを示す図である。
第３図は、第１図，第２図の人間の左膝の概略正面図
であり、FE,LR軸線の非直交オフセットと、FE軸線の横
断面からのオフセットとを示す図である。
第４図は、横断面、冠状面からの両方からのFE軸線の
オフセットを示す斜視図であり、簡略化のために単純な
ヒンジとして示す図である。
第５図は、本発明の全人工膝関節の正面斜視図であ
る。
第６図は、第５図の全人工膝関節の背面斜視図であ
る。
第７図は、オプションの膝蓋骨構成要素を持つ全人工
膝関節の側面図である。第８図は、脛骨構成要素の脛骨
プラトーの頂面図である。
第8a図は、脛骨構成要素上に着座している大腿骨構成
要素の全体を示す頂面図であり、FE軸線の冠状面からの
オフセットを示す図である。
第９図は、大腿骨に固定した人工膝関節の大腿骨構成
要素の正面図である。
第10図は、大腿骨と脛骨構成要素に固定した第９図の
大腿骨構成要素の背面図である。
第11図は、オプションの膝蓋骨、大腿骨構成要素を通
る横断面における人工膝関節の部分横断面図であり、膝
蓋骨、大腿骨構成要素間の境界を示す図である。
第12図は、オプションの膝蓋骨構成要素の正面図であ
る。
第13図は、オプションの膝蓋骨構成要素の背面図であ
る。
好ましい実施例の詳細な説明 第１図〜第３図は、人間の膝における屈伸（FE）軸線
および長手方向回転軸線（LR）の解剖学的構造および向
きを概略的に示す。大腿骨１は、その遠位端に内側顆2a
と外側顆2bを有する。第３図に最も良く示すように、脛
骨３の近位端は脛骨プラトー４を有し、この脛骨プラト
ーは２つの内外の顆2a、2b内にそれぞれ着座する２つの
内外の凹面4a、4bを有する。脛骨プラトー４を分割して
隆起５がある。腓骨６が脛骨プラトー４の下方にある。
外側関節顆靭帯（LCL）８の起始７が外側上顆面7aに連
結している。仮想線で示すように、内側関節顆靭帯（MC
L）９がその起始10を内側上顆面10aに連結している。屈
伸軸線FEは内外の関節顆靭帯8,9の起始7,10を通る。FE
軸線は、第２図，第４図に概略的に示すように、横断面
TP、冠状面CPの両方から等しい3.0〜3.8度の角度だけ内
側から外側まで後方下方へオフセットしている。膝蓋骨
溝（図示せず）はFE軸線に対して直角に延びている。
FE軸線の上記の位置および向きは、また、FE軸線が距
離ABの約35±５パーセントである内側顆2a内の点11を通
る向きとも一致する。この距離ABとは、内側顆2a上の最
後方点Ａ（実線13a上に位置する）から大腿骨幹14の前
方突起上に位置する点Ｂまで直角に測った距離である
（この突起は、顆に向かう大腿骨１の最前方線の下向き
の突起であり、点線13bで示してある）。線ABの向き
は、点11のところでFE軸線と交差するようになってい
る。点11からは、FE軸線は、横断面TPおよび冠状面CPの
両方から等しく3.0〜3.8度の角度だけ外側顆2bまで後方
下方に向いている。第２図は、冠状面CPからの3.0〜3.8
度の角度αだけのFE軸線のオフセットを最も良く示して
いる。
第３図に最もよく示されているように、FE軸線は、3.
0〜3.8度の角度βだけ内側顆2aから外側顆2bまで横断面
TPからのオフセットしている。大腿部の中心VOでは矢状
面SPから、典型的には３〜７度の範囲で個体（各個人）
によって、角度ωだけオフセットしている。
横断面TP、冠状面CPの両方からの人工大腿骨、脛骨構
成要素のFE軸線の固定オフセット量、FE軸線まわりの内
外の顆の後方遠位部の円環性およびFE軸線の位置、向き
は請求の範囲に記載した本発明の主要特徴である。
第４図は、普通のヒンジのオフセットを示す概略図で
あり、３つの解剖学的平面とその向きを示す図である。
第４図のヒンジは、解剖学的膝と本発明の全人工膝関節
におけるFE軸線の向きを示しており、それらの特徴は第
５図〜第13図に示してあり、これから説明する。
第５図〜第６図は、伸展向きにおける左膝のための全
人工膝関節19の正面図、背面図である。大腿骨構成要素
20は、内側顆部21と外側顆部22とを有する。大腿骨構成
要素20の前方側から膝蓋骨溝23が発しており、この膝蓋
骨溝は大腿骨構成要素の後部までまわり込み、内外の顆
部21、22の間にスペース23aを構成している。脛骨構成
要素24はプラトー25を有し、脛骨プラトー上の２つの凹
面（これらの中に顆が着座する）間に隆起26がある（第
８図，第９図参照）。理想的には、プラトー25は低摩擦
材料（たとえば、超高密度ポリエチレン）で作った上部
27を有する。この上部は、下方の金属部分27aに取り付
けられる。低摩擦上部27は大腿骨構成要素20（金属製で
ある）、脛骨構成要素24間の摩擦を低下させると望まし
い。これにより、全人工膝関節19の動作をより自然なも
のとすることができる。隆条28が金属部分27aから下方
へ突出している。これは、第７図に示すように、脛骨３
の骨髄管内に脛骨構成要素24を固着するのに用いられ
る。
第７図は、膝蓋骨構成要素30を持つ左膝のための全人
工膝関節19の側面図であり、この膝蓋骨構成要素は大腿
骨構成要素20の前部の膝蓋骨溝23と摺動係合する。全人
工膝関節19は、大腿骨１と脛骨３に取り付けた状態で示
してある。この全人工膝関節19を人体内に固定するため
に、大腿骨１の遠位端を平坦面3a,3b,3c,3d,3eを持つよ
うに切り取り、これらの平坦面が、人工大腿骨構成要素
20の対応する内側の平坦面20a,20b,20c,20d,20eと係合
することになる。大腿骨構成要素20は、次に、普通の手
段、たとえば、接着剤、ペグ等（図示せず）によって大
腿骨の遠位端に取り付ける。解剖学的大腿骨における内
側顆の内向き面と外側顆の外向き面はそのまま残し、内
側側副靭帯（MCL）と外側側副靭帯（LCL）は大腿骨上の
起始（図示せず）に取り付けたままである。こうして、
MCLおよびLCLは大腿骨構成要素20および脛骨構成要素24
を一緒に保持する必要な固定支えを与えることになる。
脛骨３の近位頂部は脛骨構成要素24を受けるように切り
取られる。隆条28は脛骨３の骨髄管に入り、脛骨３の上
部の所定位置に接着される。第７図に示すように、全人
工膝関節19では、解剖学的膝と同様に、内外の顆21,22
の後部は、FE軸線に対して直角の平面を通して見たとき
に、円形横断面である。内側顆21は、外側顆22の曲率半
径Ｌよりも大きい曲率半径Ｍ（FE軸線に対して直角な平
面を通して取った場合に点Ｒから内側顆の外周までの距
離）を有する。脛骨の長手方向回転軸線（LR）も同様に
固定軸線であり、前方にあり、FE軸線に対して直角では
ない。FE軸線の横断面、冠状面からのオフセットは、膝
の伸展のときの観測された外反外旋と膝の屈曲のときの
内反内旋とを説明している。膝の屈伸による固定FE軸線
およびLR軸線（足の回転による）まわりに運動が生じた
とき（これらの軸線は非直交である）、この運動はこれ
らの軸線まわりの純粋な回転である。
全人工膝関節を据え付け、被移植者が人工膝関節19を
完全に伸展させて直立姿勢にあるとき、内外の顆21,22
の最遠位面は横断面（水平面）にこれらの顆が位置する
ように凹面内に摺動自在に着座する（第10図に最も良く
示す）。この位置において、FE軸線（内外の顆の曲率中
心を通る）は、それぞれ横断面TP、冠状面CPから等しい
3.0〜3.8度の角度θ、αだけ内側顆21から外側顆22まで
下方後方に向いている。FE軸線は大腿骨遠位側で内側側
副靭帯（MCL）、外側側副靭帯（LCL）の起始を通り、十
字靭帯の交点の上方にある。LR軸線は、脛骨プラトー上
の前方十字靭帯（ALC）の付着部を通り、大腿骨切痕の
ところで、後方十字靭帯（PCL）の付着部付近で後方内
方に向いている。
全人工膝関節19において、FE軸線の向きは、内側顆21
の最後方部分31から大腿骨幹14の前方突起15（大腿骨構
成要素の平坦面20aに隣接して位置する）までの距離の3
5パーセント±５パーセントであり、大腿骨１の後側に
ある点Ｒのところで内側顆部21の中心を通る。この点か
ら、FE軸線は内側顆部21から外側顆部22まで後方下方、
3.0〜3.8度に向いている（図7,図９参照）。第９図に示
すように、膝蓋骨溝23はFE軸線に直角である。脛骨プラ
トー25は約４度の勾配で後方下方に傾斜している。内側
顆部Ｍの後方遠位部と外側顆部Ｌの後方遠位部の曲率半
径は、120度以上の円弧、理想的には約135度の円弧にわ
たって円形である。こうして、解剖学的膝の自然な動き
が本人工膝関節において再現される。
第８図は、脛骨構成要素24の頂面図である。内側凹面
32は外側凹面33よりも大きくて深く、これらの凹面は隆
起26で分けられている。隆起26は内外の顆部21,22間で
溝23間を摺動する。隆起26は、これら２つの顆、それら
の間隔に合わせた寸法となっており、脛骨３およびそれ
に組み合わせた脛骨構成要素24はLR軸線まわりに約15〜
30度だけ回転することができ、しかも互いに隔離される
ことがない。隆起26は、理想的には、前方よりも後方に
向かって高くなる。隆起26の前部は、止めとして作用
し、解剖学的膝の場合とほとんど同じように、脛骨構成
要素24が大腿骨構成要素20上を前方に移動しすぎるのを
防ぐと共に、人工膝関節の過剰屈曲を防ぐようになって
いる。第8a図は、内側から外側に向かって3.0〜3.8度の
角度αだけの冠状面CPからのFE軸線の後方オフセットを
示している。
第９図は、大腿骨１に取り付けた左側大腿骨構成要素
20の正面図である。内外の顆部21,22の最遠位面は、横
断面（水平面）TP内にある。FE軸線は、3.0〜3.8度の角
度θだけ内側顆21から外側顆22まで下方に向いている。
また、大腿骨構成要素20は、３〜７度の角度βだけ矢状
面からオフセットしており、大腿骨の正常の外反オフセ
ットを補正するようになっている。実際には、角度β
は、３度、５度および人体における代表的な外反オフセ
ットを与えるような角度に選ぶとよい。
第10図は、大腿骨１に取り付けた大腿骨構成要素20の
背面図であり、脛骨構成要素24との接触状態を示してい
る。第９図，第11図から容易にわかるように、内外の顆
部21,22は等しい幅Ｗを有し、それらの最遠位部21a,22a
のところで湾曲していて脛骨構成要素24にある内外の凹
面32,33内に摺動嵌合するようになっている。隆起26が
内外の顆21,22間で溝23内を摺動し、大腿骨構成要素2
0、脛骨構成要素24が分離するのを防ぐと共に、上述し
た他の機能も与える。
大腿骨構成要素20は、ステンレス鋼、チタン、クロム
・モリブデン合金その他の適用可能な材料で作ることが
できる。
第11図は、大腿骨構成要素20、大腿骨１、オプション
の膝蓋骨構成要素30（膝蓋骨溝23内を摺動する）間の境
界面を示す部分横断面図だる。第11図および第12図に示
すように、ペグ35を用いて膝蓋骨構成要素30を膝蓋骨36
（仮想線で示す）の残部に取り付けることができる。第
12図は、膝蓋骨構成要素30の背面図であり、膝蓋骨溝23
内で摺動できるようにした膝蓋骨溝に対面する表面の湾
曲を示している。膝蓋骨構成要素30の前面は、理想的に
は、粗面であり、膝蓋骨構成要素30の膝蓋骨36への接着
を助けるようになっている。膝蓋骨構成要素30は、オプ
ションであり、解剖学的膝蓋骨が健康であって損傷を受
けておらず、全人工膝関節19と一緒に利用できる場合に
はなくてもよい。理想的には、膝蓋骨構成要素30は、少
なくとも膝蓋骨溝23と接触するところは、プラスチック
材料で作る。
図示した全人工膝関節は左膝用であるが、膝について
の説明は解剖学的平面を考慮したときには右膝にも同等
に当てはめることができる。
FE軸線が内外の顆部の曲率中心を通り、この曲率中心
も内側側副靭帯（MCL）、外側側副靭帯（LCL）の起始
（大腿骨を大腿骨構成要素に合わせた表面を形成するよ
うに切った後も顆の外面に残っている）を通るという事
実により、あらゆる屈伸位置のところで側副靭帯によっ
て人工膝関節にかかる応力は解剖学的膝のそれに非常に
似たものとなる。
従来の人工膝関節装置においては、非固定FE軸線によ
り、側副靭帯は不自然な応力を受ける。これはこれらの
靭帯にかかる張力が大腿骨、脛骨の互いに対する向きの
変化に応じて変わるからである。靭帯（しばしば弱く
て、最初に劣化する）が支える張力および応力の増大
は、しばしば靭帯のさらなる劣化、損傷を招くばかりで
なく、人工膝関節に付加的な応力を生じさせ、分離やひ
び割れを招くことになる。したがって、本出願人の全人
工膝関節が従来の非膝関節よりもはるかに優れているこ
とは明らかである。
図面および前記説明は、その構造，動作方法の詳細に
関し本発明の形態だけを唯一表わすことを意図したもの
ではない。実際、当業者にとっては、発明の精神および
範囲から逸脱することなく、修正，変更をなし得ること
は明白であろう。時々の状況が手段を示唆したり与えて
くれる限り、形態の変化や部品の比率の変化、並びに、
均等物との代替は予想され得る。また、特定の用語を用
いたが、これらの用語は一般的な説明の目的でのみ考え
られるものであり、限定の目的はない。本発明の範囲は
以下の請求の範囲に定義されている。

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】患者の身体に移植するための、固定屈伸回
    旋軸線を有する全人工膝関節であって、 被移植者の大腿骨の遠位端に連結する移植大腿骨構成要
    素であり、内側顆部および外側顆部を有し、これら内側
    顆部、外側顆部がそれらの後方遠位部で隔たっており、
    この移植大腿骨構成要素の前方位置においてこれら顆部
    の間に少なくとも部分的に位置して膝蓋骨溝が設けてあ
    り、前記内側顆部が前記外側顆部よりも大きく、前記顆
    部の後方遠位部が120度以上の円弧にわたって横断面円
    形であり、不動の回転中心を有する移植大腿骨構成要素
    と、 患者の脛骨の近位端に連結する移植脛骨構成要素であ
    り、前記移植大腿骨構成要素に対面するプラトー面を有
    し、このプラトー面が内側、外側の凹面を有し、前記内
    側凹面が前記外側凹面よりも大きく、これら２つの凹面
    が隆起によって隔離されており、この隆起が前記隔たっ
    た内外の顆部の間で摺動する移植脛骨構成要素と を包含する全人工膝関節において、 この全人工膝関節が被移植者の身体に移植されたとき
    に、固定屈伸軸線が前記内外の顆部の回転中心を通り、
    前記屈伸軸線が横断面、冠状面の両方から3.0〜3.8度だ
    け前記内側顆部から前記外側顆部まで後方下方に向いて
    おり、それによって、前記膝蓋骨溝が前記屈伸軸線に対
    して直角となる ことを特徴とする全人工膝関節。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、前記内外の顆部が等しい幅を有することを特徴と
    する全人工膝関節。
  3. 【請求項３】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、前記大腿骨構成要素が、外反オフセットが３〜７
    度となるように大腿骨に固定してあることを特徴とする
    全人工膝関節。
  4. 【請求項４】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、前記脛骨プラトー面が約４度後方へ傾斜している
    ことを特徴とする全人工膝関節。
  5. 【請求項５】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、前記脛骨プラトー構成要素およびそれに組み合わ
    せた脛骨が、前記固定屈伸軸線に対して非直交であり、
    その前方にある長手方向回旋軸線に沿って大腿骨構成要
    素に対して15〜30度の範囲で回旋できることを特徴とす
    る全人工膝関節。
  6. 【請求項６】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、前記内外の顆部がその後方遠位部において約135
    度の円弧にわたって円形であることを特徴とする全人工
    膝関節。
  7. 【請求項７】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、屈伸軸線が、前記内側顆部の最後方部から大腿骨
    構成要素の最前方部の背面に緊密に嵌合する大腿骨幹の
    前方突起までの距離の35パーセントである内側顆部の中
    心にある点を通り、前記屈伸軸線が、3.0〜3.8度の角度
    で等しく前記外側顆部に対して後方下方に向いているこ
    とを特徴とする全人工膝関節。
  8. 【請求項８】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、屈伸軸線が内外の側副靱帯の起始を通ることを特
    徴とする全人工膝関節。
  9. 【請求項９】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節にお
    いて、前記屈伸軸線が、内側顆部の最後方点から大腿骨
    幹の前方突起までの距離の35パーセント±５パーセント
    であり、大腿骨部の後側にある点で前記内側顆部の中心
    を通り、前記内側顆部から前記外側顆部まで後方下方に
    向いていることを特徴とする全人工膝関節。
  10. 【請求項１０】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節に
    おいて、前記移植脛骨構成要素が脛骨に固定するため
    の、前記プラトー面下の隆条を有することを特徴とする
    全人工膝関節。
  11. 【請求項１１】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節に
    おいて、前記脛骨プラトー上の前記隆起がその後側でそ
    の前側よりも高くなっていることを特徴とする全人工膝
    関節。
  12. 【請求項１２】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節に
    おいて、さらに、前記膝蓋骨溝内を摺動し、解剖学的膝
    蓋骨の後方面に取り付けた膝蓋骨構成要素を包含するこ
    とを特徴とする全人工膝関節。
  13. 【請求項１３】請求の範囲第１項記載の全人工膝関節に
    おいて、前記移植脛骨構成要素の前記内外の凹面が移植
    膝蓋骨構成要素の前後部の間で最も深くなっていること
    を特徴とする全人工膝関節。
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