JP5216824B2

JP5216824B2 - 可動支持用膝プロテーゼ

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Publication number: JP5216824B2
Application number: JP2010196860A
Authority: JP
Inventors: ブロスナーハン，ロバート; カーソン，クリストファー，ピー．; エバンス，デービッド; マリック，グレッグ; ポシアー，アルバート; ライズ，マイケル
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP2011015981A; WO2002026169A3; JP4746257B2; JP2004509700A; CA2423439A1; EP1741412A2; ATE537782T1; EP1322262B1; EP1741412B1; ATE356597T1; PT1322262E; DE60127275T2; EP1322262A2; ES2282296T3; CA2423439C; EP1741412A3; AU2001294709A1; US6428577B1; DE60127275D1; WO2002026169A2

Description

本発明は、整形外科用人工装具に関し、より詳しくは、関節接合面の運動を回転および並進から回転だけに限定する性能とともに前部安定化が組み入れられた、改良型回転プラットホームの可動型膝プロテーゼ（mobile knee prosthesis）に関する。

大腿骨のロールバック（rollback）とは、効率を改善しかつ自然な運動をいっそう正確に再現するために、運動の範囲と伸筋機構のてこ作用とを改善することである、と考えられている。従来の可動支持の設計は、大腿骨ロールバックの所要の効果を欠くことがあり、特に後十字靭帯がない場合にはそうである。

後部安定化（posterior stabilized）（PS）固定支持の設計は、屈曲している間、大腿骨構成要素の上に、カムと関節接合用脛骨インサートの支柱とを関節接合することによって、大腿骨のロールバックを行う。しかしながら、ＰＳ固定支持設計には、運動の範囲の増大、リハビリ時間の短縮、膝蓋大腿部の一線配置の改善、接触面積の増大および、骨移植体界面における剪断力の低下に関する可動支持設計のような利点がない。

固定支持設計の場合には、大腿骨カムとの関節接合中にＰＳ支柱の過剰な摩耗が起きることがある。大腿骨構成要素が内外の回旋を行うと、接触応力を増大させるＰＳ支柱−大腿骨カムの適合性が低下する。接触応力が増大すると、過剰なポリエチレンの摩耗と構成要素の破損とがもたらされることがある。ＰＳ支柱を固定型関節接合用インサート内で回転できるようにすると、大腿骨構成要素が内外の回旋を行っている間、大腿骨カム−ＰＳ支柱の適合性が維持される。

さらに、どのような型の後部安定化設計（固定支持または可動支持）でも、ポリエチレンにおける最大の問題である破損モードの１つは、インサートの中央支柱の破損である。この破損は、中央支柱の前面の、大腿骨部分の前部の最も内側の顆状領域による「ノッチング」が原因であろう。従って、大腿骨構成要素が過延伸状態にある脛骨中央支柱の前面に突き当たる確率を減らすどのような機構も、「ノッチング」と最終的破断とによる脛骨インサート支柱の破損確率を減らすであろう。

従来の回転プラットホームの設計は、各種のプロテーゼを使用することによって、回転だけをまたは回転および並進を組み込んでいる。回転および並進を行うプロテーゼの一例は、発明の名称が「Knee Prosthesis」である英国特許願公開第2219942号公報に示されている。米国特許第5,906,643号公報によれば、半月板要素を通って突出し大腿骨部分のカムに関節接合する支柱を有する脛骨ベースプレートがもたらされている。この支柱は脛骨ベースプレートの一体部分である。

米国特許第5,879,392号公報によれば、脛骨ベースプレートのステムと支持構成要素とを通って突出するとともに、大腿骨構成要素内の凹部に関節接合する固定支柱を有する脛骨ベースプレートがもたらされている。

ヨーロッパ特許願公開第0916321A2号公報によれば、支柱の中間面と横面とからの突出部に関節接合する後部安定化ボックスの中間面と横面との横断状フランジを有している大腿骨構成要素がもたらされている。

国際特許願公開第WO 95/135484号公報によれば、大腿骨構成要素内の凹部に関節接合する支柱を有している支持構成要素がもたらされている。その支持構成要素は、脛骨構成要素に対する回転運動と前後運動とに限定されている。

以下の特許は他の整形外科用人工装具に関し、列挙した特許の多くは膝プロテーゼに関するものである。

特許番号付与日名称
3,899,796 08/19/75 Metacarpophalangeal Joint
4,016,606 04/12/77 Knee Joint Prosthesis
4,094,017 06/13/78 Knee Joint Prosthesis with Patellar-Femoral
Contact
4,216,549 08/12/80 Semi-Stable Total Knee Prosthesis
4,224,697 09/30/80 Constrained Prosthetic Knee
4,257,129 03/24/81 Prosthetic Knee Joint Tibial Implant
4,340,978 07/27/82 New Jersey Meniscal Bearing Knee Replacement
4,673,407 06/16/87 Joint-Replacement Prosthetic Device
4,822,366 04/18/89 Modular Knee Prosthesis
4,936,853 06/26/90 Modular Knee Prosthesis
4,950,297 08/21/90 Knee Prosthesis
4,959,071 09/25/90 Partially Stabilized Knee Prosthesis
5,007,933 04/16/91 Modular Knee Prosthesis System
5,032,132 07/16/91 Glenoid Component
5,071,438 12/10/91 Tibial Prosthesis With Pivoting Articulating
Surface
5,116,375 05/23/92 Knee Prosthesis
5,271,747 12/21/93 Meniscus Platform for an Artificial Knee Joint
5,282,868 02/01/94 Prosthetic Arrangement for a Complex Joint,
Especially Knee Joint
5,314,483 05/24/94 Meniscus Platform for an Artificial Knee Joint
5,344,460 09/06/94 Prosthesis System
5,370,699 12/06/94 Modular Knee Joint Prosthesis
5,387,240 02/07/95 Floating Bearing Prosthetic Knee
5,395,401 03/07/95 Prosthetic Device for a Complex Joint
5,404,398 04/11/95 Prosthetic Knee With Posterior Stabilized
Femoral Component
5,413,604 05/09/95 Prosthetic Knee Implant for an Anterior
Cruciate Ligament Deficient Total Knee
Replacement
5,413,608 05/09/95 Knee Joint Endoprosthesis for Replacing the
Articular Surfaces of the Tibia
5,549,686 08/27/96 Knee Prosthesis Having a Tapered Cam
5,609,639 03/11/97 Prosthesis for Knee Replacement
5,658,342 08/19/97 Stabilized Prosthetic Knee
5,702,466 12/30/97 Rotational and Translational Bearing
Combination in Biological Joint Replacement
5,782,925 07/21/98 Knee Implant Rotational Alignment
Apparatus
5,871,543 02/16/99 Tibial Prosthesis With Mobile Bearing
Member
5,871,545 02/16/99 Prosthetic Knee Joint Device
5,935,173 08/10/99 Knee Prosthesis

本発明は、脛骨プロテーゼと、特別に構成された安定化支柱が備わっている係合用関節接合インサートとを目的とするものである。本発明によれば、外科医は、可動支持用関節接合面を、固定面から、回転面だけまたは並進面だけに変換することができる。本発明のプロテーゼは、回転および並進を同時に提供することもできる。

並進だけでは膝の自然な運動に似ていないが、この原則には例外がある。正常な膝は並進と回転とを行う。可動支持用膝置換体を使用する場合には、２次的な軟組織構造が損なわれるため、並進と回転との両方を行うことのできるインサートを使用すると、許容できない不安定性を生じることがある。この場合には、回転には、固定面における剪断応力を減らしかつ関節接合面における接触応力を減らす働きがあるが、前後方向の拘束のためにいっそうの安定性があるので、回転だけを行うインサートが好ましい。

たいていの膝設計では、関節接合面における回転の整合不良（molalignment）によって、純粋な並進の整合不良よりも高い接触応力がもたらされる。自由に回転できることは、自由に並進できることよりも、疲労摩耗が起きるおそれを減らすのに有益である。

これらの変換は、脛骨ベースに特定のプレートを接続する特定のロック用部材またはプラグで達成される。これらのプラグは、例えばテーパーロックまたはねじ接続によって、ベースプレートに固定することができる。

近位脛骨ベースプレートの支柱を、関節接合用インサートの楕円形通孔に対してずらして配置すると、膝プロテーゼ全体の前部安定化を行うことができる。

本発明のプロテーゼは、外科医が、脛骨トレイと脛骨インサートとの間における選択的特定相対運動の組み込まれたプロテーゼの使用を選択したときに、膝関節全置換手術の部品として使用される。

本発明は、回転運動だけを行うことができる可動支持用脛骨ベースプレートに固定された後部安定化ＰＳ支柱からなっている。このＰＳ支柱は、脛骨ベースプレートに対する支持構成要素を、その支持構成要素の細長い長穴を通って捕捉する。支持構成要素の細長い長穴は、支持構成要素を後部安定化支柱に対して前後に並進させることができる。また、支持構成要素は、ＰＳ支柱とともに、脛骨ベースプレートに対して回転することもできる。支持構成要素は、大腿骨構成要素の凸面に関節接合し、かつ、屈曲角が０度のときすなわち完全に延伸しているときに大腿骨構成要素の凹面にほぼ合致する２つの凹面を有している。前記ＰＳ支柱は、大腿骨構成要素のくぼみすなわちカムに関節接合して、大腿骨のロールバックを行う。

前記設計に加えて、ＰＳ支柱は、回転運動とともに、後方並進を行うことが可能でなければならない。この後方移動によれば、支柱を、過延伸状態にある大腿骨構成要素の内顆状ノッチ領域に突き当てる代わりに、並進させることができる。

ＰＳ支柱は、脛骨ベースプレートに関節接合する平坦な遠位面を有している。その遠位端にはＴ字形長穴が設けられており、この長孔は脛骨ベースプレート上のＴ字形支柱に関節接合している。ＰＳ支柱には貫通孔が設けられ、その結果、回転釘が、ＰＳ支柱を脛骨ベースプレートに捕捉することができるが、ＰＳのＴ字形長穴は脛骨ベースプレートのＴ字形支柱に係合している。その回転釘は、脛骨ベースプレートに対しＰＳ支柱の回転自由度だけを許容している。ＰＳ支柱は、支持構成要素を、その支持構成要素の細長い長穴における中間側面と横側面とにおける端ぐり穴によって捕捉する中間面と横面とにフランジを有している。支持構成要素の細長い長穴は前後方向がＰＳ支柱よりも大きいので、この支持構成要素は、ＰＳ支柱に対する並進が限定されている。また、この支持構成要素は、ＰＳ支柱とともに、脛骨ベースプレートに対して回転することもできる。この支持構成要素は、大腿骨構成要素の凸面に適合する２つの凹面を有している。大腿骨構成要素のカム機構は、ＰＳ支柱の後部凸面に適合できる凹状円筒であってもよい。大腿骨構成要素によるＰＳ支柱の内／外回旋は、固定ＰＳ支柱を有している設計とは異なり、運動の範囲全体を通じてこの適合を維持することができる。

前記の下位の図に見られた通孔の代わりに、前後方向に延びる「Ａ／Ｐ」長穴によって後方並進を追加することができる。この長穴によれば、インサート／ベースプレートに対する支柱の後方並進を行うことができる。

ＰＳ支柱は、ピン手段またはＴ字形支柱以外の構成のボスによって、脛骨ベースプレートに係合させることができる。ＰＳ支柱は、長穴などの捕捉手段を使用することによって、支持構成要素を固定することができる。ＰＳ支柱は、カム機構以外の大腿骨構成要素における閉鎖状凹部に関節接合することができる。

固定支持設計の場合、ＰＳ支柱捕捉手段は、保持用のリングまたはクロスピンを使用して行うことができる。ＰＳ支柱は、固定支持関節接合用インサートによる捕捉を必要としないかもしれない。

本発明は、患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植するように構成された脛骨プロテーゼと大腿骨構成要素とを備えた、改良された膝プロテーゼ装置もまた、提供する。その大腿骨構成要素は、この構成要素に係合する近位面を有している脛骨インサートに関節接合し、そのインサートは、脛骨プロテーゼの近位面に当接しかつ関節接合する遠位面を有している。

回転を伴う前後並進または回転だけを含んでいる、インサートと脛骨プロテーゼとの間におけるいくつかの相異なる相対運動を可能にする選択的方法で、拘束機構が、脛骨インサートを脛骨プロテーゼに接合する。

拘束機構の全部または一部は、脛骨プロテーゼから分離することができ、そして、拘束機構の全部または一部を選択して取り外すことによって、前記の可能な相対運動のいずれを行うかが決定される。

脛骨プロテーゼは、患者の近位脛骨に脛骨プロテーゼを保持する固定器、例えばステム、スパイク、セメントなどを備えていてもよい。

インサートの近位面は、大腿骨構成要素に関節接合する１つのまたは２つ以上のくぼみを有していてもよい。

大腿骨構成要素は、前記支柱に接触するように位置決めされて前記大腿骨構成要素と前記インサートとの間の相対運動を拘束できるようにする顆間面を含んでいてもよい。

本発明によれば、ａ）患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植されるように構成された脛骨構成要素、ｂ）大腿骨構成要素、ｃ）前記脛骨構成要素を患者の近位脛骨に保持するための固定器、ｄ）前記大腿骨構成要素に係合するように形成された近位面と、前記脛骨構成要素の近位面に当接して関節接合する遠位面とを有している脛骨インサート、およびｅ）前後並進と回転とを含んでいるかまたは回転だけを含んでいる、前記インサートと前記脛骨構成要素との間における可能ないくつかの相異なる相対運動を可能にする選択的方法で、前記脛骨インサートを前記脛骨構成要素に接合する拘束機構を備えてなり、かつ、ｆ）前記拘束機構の全部または一部が、前記脛骨構成要素から分離されるものであり、その拘束機構の全部または一部の選択的取り外しが行われる膝プロテーゼ装置が提供される。

また、本発明によれば、ａ）患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植されるように構成された脛骨構成要素、ｂ）前記脛骨構成要素を患者の近位脛骨に保持する固定器、ｃ）前記脛骨構成要素の近位面に当接して関節接合する遠位面と、大腿骨に関節接合する近位面とを有している脛骨インサート、ｄ）前記脛骨インサートの近位関節接合面において前記脛骨プロテーゼに関節接合する大腿骨構成要素であって、その脛骨インサートがその大腿骨構成要素の顆状面に係合するがその顆状面を実質的には拘束しない顆状面を有している大腿骨構成要素、およびｅ）使用中、前記インサートと前記脛骨構成要素との間の接続を選択できるようにして、前記脛骨構成要素と前記脛骨インサートとの間に、回転だけを含んでいるかまたは前後並進と回転とを含んでいるいくつかの相対運動を行わせる拘束機構を備えてなり、かつ、ｆ）前記拘束機構が、前記脛骨構成要素に接続可能であるかまたは前記脛骨構成要素との接続を断つことができる取り外し可能なロック用部材を備え、前記の取り外し可能なロック用部材が前記脛骨構成要素に接続されると、前記インサートが前記脛骨構成要素に対してさらに拘束される、患者の大腿骨と脛骨との間の関節における患者の膝関節の全部または一部を置換するための膝プロテーゼが提供される。

本発明の別の実施態様では、ａ）患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植されるように構成された脛骨トレイ部分からなっている脛骨構成要素、ｂ）前記脛骨構成要素を患者の近位脛骨に保持するための固定器、ｃ）取り外し可能に接続することのできる第１部材および第２部材を有している脛骨インサートであって、中央開口を有している周縁部材と、その中央開口に、前記脛骨構成要素の近位面に当接して関節接合する遠位面を有しているこのインサートを接続する中央部材とを含んでいる脛骨インサート、ｄ）大腿骨構成要素、およびｅ）前後並進と回転とを含んでいるかまたは回転だけを含んでいる、前記インサートと前記脛骨トレイとの間における可能ないくつかの相異なる相対運動を可能にする選択的方法で、使用中に前記インサートを前記脛骨トレイ部分に接合する拘束機構を備えてなり、ｆ）前記拘束機構の全部または一部が、前記トレイから分離されるものであり、その拘束機構の全部または一部の選択的取り外しによって、前記の可能な相対運動のどちらが行われるかが決定される膝プロテーゼ装置が提供される。

膝の屈曲を最適に行うには、大腿骨は脛骨上でロールバックしなければならない。これは、大腿骨構成要素と脛骨構成要素との間の接触点が後方に移動することを意味する。１部材型の可動支持ＰＳ設計では、ロールバックは、大腿骨構成要素のバーと脛骨インサートの支柱との接触によって起きる。この接触は、前記インサートを（脛骨に対して）前方に押し出す傾向がある。正常なロールバックを（脛骨に対して）起こさせるため、前記のバーと支柱との設計は、大腿骨に、脛骨インサートの面上をロールバックさせることによって（接触点はインサート上を後方に移動する）補整しなければならない。前記接触点が移動すると、応力水準が変動し、前記ポリエチレンの疲労と接着摩耗とを引き起こすことがある。

２部材型の脛骨インサート設計の場合には、支柱は並進することなくインサートが並進する。これによって、バー／支柱の相互作用が必要とするように、このインサートは、大腿骨構成要素とともに後方に移動できる。しかし、このインサートは大腿骨構成要素とともに移動するので、接触点は、脛骨インサート上で後方に移動することはない。これによって、応力水準がいっそう一定になり、疲労と接着摩耗との傾向が低減する。

本発明の性質、目的および利点をさらに深く理解するためには、添付図面とともに以下の詳細な説明を参照して読むべきである。なお、図面中、同じ参照符号は同じ要素を示す。

図１〜７は、図１、６および７において符号１０で全体として表示された、この発明に係る装置の好ましい実施態様を一般に示している。

可動支持用膝プロテーゼ（mobile bearing knee prothesis）(10)が、外科手術で切断された近位脛骨(11)の、好ましくは平坦な外科手術で切除された近位面(12)の上に配置されている。このようにして、図６〜７に示すように、トレイ(13)を近位脛骨(11)の面(12)に取り付けることができる。トレイ(13)は、図６〜７に示すように、平坦な近位面(14)と、外科手術で調製された面(12)に接合して対面するほぼ平坦な遠位面(15)とを有している。トレイ(13)は、患者の近位脛骨(11)に対する移植を強化するために、複数のスパイク(16)とステム(17)とを備えていてもよい。とはいえ、化学的固着剤（例えばセメント）または機械的固締具（固締具）などの他のいずれかの公知の取付手段も、トレイ(13)を患者の近位脛骨に固定するのに使用することができる。

トレイ(13)の近位面(14)は、雌ねじ付きの受け口(19)を有している支柱(18)を備えている。支柱(18)は、図５と図１３〜１４とに示すように、ほぼ円筒形の小直径部分(20)と、その円筒形部分(20)の頂部に取り付けられている拡大フランジ(21)とで構成されている。トレイ(13)は周縁(22)を有している。トレイ(13)の近位面(14)とフランジ(21)との間にはくぼみ(23)が設けられている。

ロック用部材(24)が、受け口(19)との間で取り外し可能な接続を形成する。ロック用部材(24)は、雌ねじ付き受け口(19)のねじに一致するねじを備えている雄ねじ付き円筒形部分(25)を有し、その結果、ロック用部材(24)は、図７に示すように、受け口(19)にねじ込むことができる。ロック用部材(24)は、例えば６角形受け口などの道具受け入れ受け口(27)を有している拡大円筒形頭部(26)を備えている。

インサート(28)が、図６〜７に示すように、支柱(18)と連通して配置できる垂直溝(33)を備えている。インサート(28)は、トレイ(13)の平坦な近位面(14)と連接する好ましくは平坦な遠位面(29)を備えている。患者の大腿骨または大腿骨移植体の対応して形成された関節接合面と協働する関節接合面を画定する一対の間隔を置いて配置されたくぼみ（30,31）が設けられている。インサート(28)は、トレイ(13)の周縁(22)と形態がほぼ一致する周縁(32)を有している。インサート(28)は、ポリマー製、または金属製、または単一もしくは複数のポリマー製関節接合面を有している金属製もしくは単一もしくは複数の金属製関節接合面を有しているポリマー製などの複合体の構造でもよい。

垂直溝(33)は、特に支柱(18)およびロック用部材(24)と協働するように形成されているいくつかの部分で構成されている。こうして、垂直溝(33)は、近位の円筒形部分(34)、楕円形長穴(35)および遠位の開口(36)を備えている。前記遠位開口(36)はほぼ楕円形の部分(37)とやや半楕円形の部分(38)を備えている。前記楕円形部分(38)は、純粋な前後方向、純粋な前後方向に対して角度をなしている方向、またはインサートのＡ／Ｐ中心線に沿って配置されていない点を中心として枢動または回転する弧状経路または湾曲した経路の方向を含む３つの方向を追尾できる。平坦面(37,40)が、図８〜１１に最もよく示されているように楕円形長穴(35)の頂部と底部に配置されている。ロック用部材(24)の円筒形頭部(26)が、円筒形部分(34)にきっちり嵌まっている。

インサート(28)をトレイ(13)に組み付けるため、インサート(28)の遠位面(29)が、トレイ(13)の近位面(14)に隣接してほぼ平行に配置される。支柱(18)は、インサート(28)の垂直溝(33)と同心になっている。支柱(18)は、インサート(28)をトレイ(13)に組み付けるとき、遠位開口(36)の楕円形開口部分(37)に入るように形成されている。インサート(28)の遠位面(29)がトレイ(13)の近位面(14)に接すると、フランジ(21)が、垂直溝(33)の楕円形長穴(35)と同心になる。このような組付けを行った後、インサート(28)は、支柱(18)によって適正位置に保持される。この支柱(18)によるインサート(28)の保持は、フランジ(21)が平坦面(40)に係合して、インサート(28)とトレイ(13)との間にたとえ回転が起きても（図１７に示す矢印(41)を参照のこと）、分離が防止されるときに起きる。インサート(28)とトレイ(13)との間に回転がまったく起きない場合は(図１５を参照のこと)、楕円状の円形部分(37)は、支柱(18)を溝(33)中に挿入しまたはその溝から引き出すことができる大きさである。

図１５には、インサート(28)がトレイ(13)に対して並進と回転の方式でかつ回転の方式で移動できるように、固締具(24)が取り外された組み付け状態の装置(10)が示してある。図１６では、固締具(24)が、雌ねじ付き受け口(19)にねじ込まれて取り付けられ、作動位置にある。図１７では、インサート(28)が、トレイ(13)に対して、ある角度(41)だけ回転することができる。しかし、図１７では、固締具(24)が取り付けられているので、回転することだけが可能であり、並進はできない。従って、図１７に示す本発明の装置(10)は、インサート(28)がトレイ(13)に対して回転だけを行うよう拘束されるように、拘束機構を画定する、支柱(18)と固締具(24)とインサート(28)との間の接合機構を備えている。

図１８〜２１および図２２〜２５には、選択された支柱が脛骨トレイ(13)に嵌め込まれる場合に、支柱(18)の代わりに使用することができる別構造の各種の支柱が示されている。図２２〜２５には、別構造のインサート(28)が、外科医に選択して提供できるインサートと脛骨トレイとの間におけるさまざまな種類の相対運動の図で示されている。

図１８〜２１には、４種の構造の支柱が設けられている。図１８の支柱(42)は、円筒形外面(43)と円形最上面(44)とを有している。支柱(42)は、ほぼ平坦な下面を有している長方形ベース(45)と、支柱をトレイに取り付ける手段を提供する４つの傾斜面(46)とを備えていてもよく、または、トレイに永久的に取り付けられていてもよい。長方形ベース(45)は、例えばテーパーロック型接続によって、トレイ(13A)の受け口(47)に、その傾斜面(48)で嵌合している。支柱(42)を受け口(47)でトレイ(13A)に接合するために、他の型の接続を利用することができる。

図１９の支柱(49)は、４つの垂直側壁(50)と複数の傾斜面(51)とを備えている。長方形の平坦な最上面(52)が、支柱(49)のほぼ平坦な下面の反対側に設けられている。支柱(49)の傾斜面(51)は、トレイ(13A)の受け口(47)において同様に配置構成された傾斜面(48)に嵌合する。

図２０の支柱(53)は、ほぼ長方形であり、背中合わせにされた平坦で大きい方の一対の垂直側壁(54)と、背中合わせにされた平坦で小さい方の一対の垂直端壁(55)と、平坦な最上面(56)とを備えている。支柱(53)は、４つの傾斜面(58)を含むベース(57)を備えている。それら傾斜面(58)は、トレイ(13A)の受け口(47)において同様に配置構成された４つの傾斜面(48)との間で、テーパーロック接続を形成する。

図２１の支柱(59)は、６角形の平坦な最上面(60)を有している６角形である。また、６角形支柱(59)は、複数の垂直側壁(61)と長方形ベース(62)とを備えている。そのベース(62)は、トレイ(13A)のトレイ受け口(47)における傾斜面(48)との間でテーパーロック接続を形成する傾斜面(63)を備えている。

図２２において、インサート(28A)は、支柱(49)に正確に嵌合する正方形の開口(64)を備えている。図２２では、インサート(28A)とトレイ(13A)との間には相対運動がない。図２３では、支柱(42)が使用される場合にインサート(28A)とトレイ(13A)との間で回転運動だけが行われ、その運動が矢印(65)で示されている。

図２４では、長方形の支柱(53)によって、矢印(66)で示すようなインサート(28A)とトレイ(13A)との間の並進運動だけが可能になる。図２５では、６角形の支柱(59)によって、インサート(28A)とトレイ(13A)との間において、矢印(65)で示す回転運動と矢印(66)で示す並進運動とが可能になる。

可動支持用膝装置の別の実施態様(110)の全体が図３７に示されている。図３７には、患者の近位脛骨(111)の上に、とりわけ、図示されているように外科手術で切除された平坦な近位面(112)の上に配置されたプロテーゼ(110)が示されている。

図２６〜２８には、脛骨トレイ(113)が示されているが、このトレイは、例えばチタン合金などの金属製構造体でもよい。トレイ(113)は、平坦な近位面(114)と平坦な遠位面(115)とを備えている。この面(115)上におけるスパイク(116)のような複数の機械的固締具を使用して、脛骨トレイ(113)の患者近位脛骨(111)への固定を促進することができる。化学的固着剤（例えばセメント）も固定に使用することができる。プロテーゼ(110)を患者の脛骨(111)に脛骨髄内管で取り付けやすくするために、ステム(117)を使用することもできる。

トレイ(113)における平坦な近位面(114)は、中空の孔すなわち受け口(119)を有している丸形支柱(118)を備えている。その支柱(118)は、図２６〜２７に示すように、トレイ(113)の周縁(120)から内側に距離を置いて配置されている。支柱(118)は、膝プロテーゼ全体を安定化するため、関節接合用インサートの楕円形長穴(126)に対しずらして配置することが好ましい。

図２９〜３１は、本発明のインサート部分(121)、すなわちトレイ(113)に嵌合する一般にポリマープラスチック製のインサートを示している。インサート(121)は、遠位面(122)といくつかの湾曲部分を含む近位面(123)とを備えている。これらの湾曲部分は、くぼみ(124,125)の形態にあり、膝関節全置換手術が完了した後、大腿骨プロテーゼの成形面を受け入れる。インサート(121)における平坦な遠位面(122)は、図３１に示すように、前後に延びるほぼ楕円形の長穴(126)を有している。

長穴(126)は、使用中に支柱(118)を受け入れ、インサート(121)をトレイ(113)に対して前後方向に摺動できるようにする。

本発明は、関節接合面の運動を回転および並進から回転だけに選択して限定する性能とともに前後の安定化を組み入れた回転プラットホームすなわち可動型膝プロテーゼ(110)を提供する。これは、図２９〜３１および図３５〜３８に示すような長穴(126)と連通するインサート(121)の開口(136)を使用することによって達成される。その開口は、ロック用プラグ部材(127)に類似した円錐台形の拡大環状面(134)に形態が一致している円錐台形部分(137)を有している。そのロック用プラグ部材(127)は、図３２〜３３と図３７とに、より詳しく示されている。

ロック用プラグ部材(127)には下部円錐台形面(128)が含まれている。環状基準線(138)の下のロック用部材(127)の円錐台形外面(128)は、支柱(118)の円錐台形受け口(119)の面(139)に嵌合してテーパーロック接続を形成する大きさと形態とにある。環状基準線(138)の上の拡大環状段面は、図３６に示すような開口(136)の円錐台形部分(137)の大きさおよび形態とほぼ一致する、図３２に示すような円錐台形である。

ロック用部材(127)が、まずインサート(121)の開口(136)を貫通して配置され、次に支柱(118)の円錐台形受け口(119)中に入れられると、ロック用接続が、ロック用部材(127)の円錐台形外面(128)と支柱(118)の円錐台形面(139)との間に形成される。この接続はテーパーロック型接続である。

必要な場合、ロックねじ(131)を使用して、トレイ(113)における対応する大きさと形態の雌ねじ付き開口(132)に係合させることができる。ロックねじ(131)は頭部(140)を備えていてもよく、その頭部は、図３３と図３７に示すようなロック用部材(127)の環状段面(133)に保持されるように、拡大されている。

図３８では、矢印(141)によって、ロック用プラグ部材(127)が取り外されたときに起きるトレイ(113)に対するインサート(121)の摺動運動を示す。このような状態では、インサート(121)がトレイ(113)に対して自由である。インサート(121)の遠位面(122)は、トレイ(113)の平坦な近位面(114)の上を摺動する。支柱(118)は長穴(126)に対して摺動する。

ロック用部材(127)が、開口(136)を貫通して支柱(118)の受け口(119)中に挿入されると、摺動運動は阻止される。ロック用部材(127)の拡大環状段面(134)が開口(136)の円錐台形部分(137)に係合して、インサート(121)のトレイ(113)に対する摺動動作ができなくなる。しかしながら、ロック用部材(127)の拡大環状段面(134)は、開口(136)の円錐台形部分(137)との間にわずかに間隙があるので、インサート(121)のトレイ(113)に対する回転運動は可能である。本発明の前記第２代替実施態様は、回転プラットホーム、すなわち、関節接合面の運動を、回転および並進から回転だけに限定する性能とともに前後の安定化を組み入れた可動型膝プロテーゼ(110)を提供する。

図３９と図４０〜５１とは、図３９において符号１４２で全体が表示されている本発明の装置における第３代替実施態様を示している。可動支持用膝プロテーゼ(142)は、患者の髄内管を塞ぐ例えばステム(146)を使用して、外科手術で切除された患者の近位脛骨に取り付けることのできるトレイ(143)を含んでいる。トレイ(143)は、インサート(159)を受け入れる近位面(144)と、脛骨がトレイ(143)の下面すなわち遠位面(145)に適合するように外科手術で調整された後に近位脛骨に整合する遠位面(145)とを有している。

トレイ(143)の近位面(144)は、選択された２つのプラグのうちのいずれか(148もしくは154)（または、図１８〜２１に示すプラグの実施態様のいずれか）を受け入れることのできる円錐台形受け口(147)を備えている。第１プラグ(148)は、インサート(159)とトレイ(143)との間で回転運動だけを行うように設計されている。プラグ(148)は、円錐台形の面(149)、円筒形の面(150)、環状斜切面(151)および、対向するほぼ平行な一対の平坦端面(152,153)を有している。

第２プラグ(154)は、インサート(159)とトレイ(143)との間の回転運動のみならず、インサート(159)とトレイ(143)との間の前後並進運動を行うように設計されている。プラグ(154)は、円錐台形面(155)、直径を小さくした円筒形の面(156)、および平坦な端面(157,158)を備えている。

外科医は、使用時に、これらプラグのうちのいずれか(148または154)を選ぶ。その円錐台形面(149または155)は、トレイ(143)の近位面(144)と連通していて形態が一致している円錐台形受け口(147)と緊密なテーパーロック嵌合を形成する。選択されたプラグ(148または154)が一旦、円錐台形受け口(147)の中に挿入されると、インサート(159)は、その選択されたプラグ(148または154)の上に配置される。選択されたプラグ(148または154)の形態によって、インサート(159)が、トレイ(143)に対する回転運動だけを達成できるかまたは回転運動および前後の並進運動の両方を達成できるかが決定される。

プラグ(148)の場合、インサート(159)とトレイ(143)との間の回転運動だけを達成できる。プラグ(148)は、短いので、インサート(159)の底面すなわち遠位面(162)の上の円筒形開口(164)とだけ連通している。プラグ(148)が一旦、受け口(147)の中に挿入されると、インサート(159)はトレイ(143)の上で回転運動だけを行うことができる。プラグ(148)の円筒形面(150)は、円形開口(164)と大きさおよび形態が一致しているので、プラグ(148)の円筒形面(150)とインサート(159)の円筒形開口(164)との間に比較的緊密な嵌合が達成される。

回転運動と前後並進運動との両方が要求される場合、外科医はプラグ(154)を選ぶ。このプラグ(154)は、受け口(147)内に配置されると、円錐台形面(155)が、トレイ(143)の大きさと形態が一致している受け口(147)とテーパーロック嵌合を達成する。プラグ(154)の小さい方の円筒形部分(156)は、近位方向から遠位方向への高さが、プラグ(148)の円筒形部分(150)よりも高い。この部分(156)が細長い長穴(163)に嵌合し、その結果、インサート(159)は、直径を小さくした円筒形部分(156)が図４０に示す矢印(165)の前後方向に走行すると、前後方向に並進することができる。とはいえ、インサートは、湾曲している経路(165)または純粋に前後方向の線に対して角度をなした経路(165)に沿って並進することもできる。図４０に示す線(165)は、走行方向として純粋に前後方向の線を示す。長穴(163)は幅が円筒形部分(156) およびトレイ(143)の直径と少なくとも同じであるから、インサート(159)は、膝移植体の大腿骨構成要素を受け入れる近位くぼみ(160,161)も備えている。

図５２〜５６は、脛骨トレイ(213)、ポリマー製インサート(28)およびロック用部材(24)を含むプロテーゼ(210)として示す本発明の第４代替実施態様を開示している。この実施態様では、インサート(28)とロック用部材(24)とは前記のものと同じであるが、フランジ(221)がほぼＤ字形であり、円筒形部分(220)の外面から中央方向、側方向および前方向へ横に延びる周縁部を有しているので、円筒形部分(220)の中央側、側方側および前側にくぼみ(223)ができる（図５５〜５６を参照のこと）。以下の説明から明らかなように、プロテーゼ(210)の組立体は、フランジ(221)の形を除いて、プロテーゼ(10)の組立体とほぼ同一である。

ロック用部材(24)は、受け口(219)と、取り外し可能な接続を形成する。ロック用部材(24)は、雌ねじ付き受け口(219)のねじと合致するねじを有している雄ねじ付き円筒形部分(25)を備え、その結果、ロック用部材(24)は図５４に示すように受け口(219)にねじ込むことができる。

インサート(28)をトレイ(213)に組み付けるためには、インサート(28)の遠位面(29)が、トレイ(213)の近位面の隣りにほぼ平行に配置される。支柱(218)は、インサート(28)の垂直溝(33)と同心に配置される。インサート(28)をトレイ(213)に組み付ける際、支柱(218)は、遠位開口(36)の楕円形開口部(37)に入るように配向される。インサート(28)の遠位面(29)が一旦、トレイ(213)の近位面(214)に合致すると、フランジ(221)が垂直溝(33)の楕円形長穴(35)と同心になる。このような組み付けの後、インサート(28)が支柱(218)によって適正な位置に保持される。インサート(28)の支柱(218)による保持は、インサート(28)とトレイ(213)との間にたとえ回転が起きても、分離を防ぐように、フランジ(221)が平坦面(40)に係合するときに起きる。回転がインサート(28)とトレイ(213)との間に起きなかった場合、楕円形の円形部分(37)は、支柱(218)を、溝(33)中に挿入するかまたはその溝から引き出すことができる大きさである。

図５７〜６６は、図５７〜６１において符号２００で全体を表示した本発明の装置における第５代替実施態様を示す。図５７〜６１の実施態様は、好ましい実施態様の図１、図５〜７および図１４〜１６に示したのと同じ脛骨トレイ(13)とステム(17)とを相互接続するポリマー製インサート(202)の別の構造を開示していると解すべきである。図５７〜５９には、可動支持用膝プロテーゼ(200)が、トレイ(13)、ポリマー製インサート(202)および大腿骨構成要素(236)を含むプロテーゼとして示されている。図５８には、患者の外科手術で切除された遠位大腿骨(201)に取り付けられた大腿骨構成要素(236)が示されている。

ポリマー製インサート(202)（図６２〜６６を参照のこと）は、平坦な遠位面(203)と一対のくぼみ(204,205)を有している近位面とを有している。インサート(202)は、周縁(206)と垂直溝(207)も有している。その垂直溝(207)は、図１〜１７に示す好ましい実施態様に示され、全体を符号３３で表示されているような長穴の配置構成であってもよい。従って、トレイ(13)の支柱(18)とインサート(202)との間の接続は、図１〜１７の好ましい実施態様について示され記載され、特に図１〜７と図１５〜１７とに記載されているのと同じ接続でもよく、または図５２〜５６に示されているのと同じ接続でもよい。

垂直溝(207)は、近位の円筒形部分(208)、楕円形長穴(209)および遠位開口(224)を備えていてもよい。その遠位開口(224)は、図６５に示すように、楕円形部分(226)と半楕円形部分(227)とを備えていてもよい。平坦面(225)が、図６４〜６５に示すように、垂直溝(207)の後方に、より詳しく述べると近位の円筒形部分(208)の後方に延びている。平坦面(228,229)が、それぞれ支柱(18)のフランジ(21)とその上下で合致し、その結果、支柱(18)が遠位開口(224)の楕円形部分(226)と同心で整合しない限り、ポリマー製インサート(202)が支柱(18)から分離するのを防止する。支柱(18)のフランジが遠位開口(224)の楕円形部分(226)と同心で整合されると、インサート(202)はトレイ(13)から分離することができる。

図５７〜６７の実施態様では、インサート(202)が中央支柱(230)を備えている。中央支柱(230)は、近位面(231)、前面(232)、後面(233)および側面(234,235)を備えている。

大腿骨構成要素(236)を図５７〜６１に示す。大腿骨構成要素(236)は、前部(237)、一対の後部顆状部分(238,239)および遠位顆状部分(240,241)を有している。大腿骨構成要素(236)は、図５９と図６７に最もよく示されているように、中央開口(242)と、後部顆状部分(238,239)の間に延びる水平バーカム(243)とを有している。一対の垂直壁(244,245)が、中央開口(242)の対向側面に沿って延び、後部顆状部分(238,239)と水平バー(243)との両方に接続されている。また、垂直壁(230,231)が、面(248,249,250)まで延びて、これらの面に接続されている。垂直壁(244,245)はほぼ平行でもよい。

大腿骨構成要素(236)は、図５８に示すように、患者の遠位大腿骨(201)に設けられた外科手術で切除された平坦面に対して整合して合致する複数の平坦面を備えている。これらの平坦面としては、前面である平坦面(246)と、前面(246)および遠位面(248)の間にまたがって斜めに延びる前面である面(247)とがある。遠位面(248)は、斜めの面(247)と後部の斜めの面(249)との間にまたがっている。後面(250)は、前の平坦面(246)とほぼ平行である。大腿骨構成要素(236)におけるこれら５つの平坦面(246〜250)は、患者の遠位大腿骨(201)の外科手術で切除された５つの面と整合して合致している。大腿骨構成要素(236)は、例えば骨セメントを使用して、患者の大腿骨(201)にしっかりと適合させることができる。

図６０〜６１に、可動支持用膝プロテーゼ(200)を嵌めた患者の膝の運動範囲を矢印(252,253)で示す。参考のため、矢印(253)の方向へ後方に回転する患者の遠位大腿骨(201)の中心縦軸線(251)を示してある。矢印(252)の方向に回転する大腿骨構成要素(236)の前面(237)が示されている。図６０は、大腿骨(201)の縦方向軸線(251)が患者の脛骨(11)の縦方向中心軸線とほぼ一直線上に位置している、患者の膝が延びた状態を示している。図６１は、屈曲状態の膝を示している。この状態では、大腿骨構成要素(236)の水平バーカム(243)は、ポリマー製インサート(202)の中心支柱(230)の後面(233)に当たって整合している。この状態では、中央支柱(230)が、脛骨の関節接合用インサート(202)上で大腿骨のロールバックを起こす。前記中心支柱(230)の後面(233)における脛骨関節接合面の後部状態は、延びる際に大腿骨構成要素(236)の曲面を大体たどることによって生成する持上力を提供する。この力は、大部分の歩行が始まって延びる際に、高度の表面接触と適合とを行い、その結果、接触応力が低くなる。支柱(230)は、大腿骨構成要素(236)の中央開口中にきちっと嵌合する正方形または長方形のベースを有している。

後部の安定化設計に、中心支柱(230)を設けることによって、膝を屈曲させると、水平バーカム(243)が、大腿骨構成要素(236)のカムとして作動して脛骨構成要素(202)上の面(233)において支柱(230)と係合し、大腿骨後部顆状部分(238,239)を脛骨関節くぼみ面(204,205)にロールバックさせる。この「ロールバック」を、中心支柱(230)の後面(233)における脛骨関節接合面の後部状態の「クライミング（climbing）」と組み合わせると、大腿骨構成要素(236)が、脛骨関節接合面(204,205)の最も低い状態から変位する。この状態では、関節の内反／外反負荷のいずれの型も、一方の大腿骨顆状部に、反対側の顆状部よりも高い下方負荷をかける。負荷が異なると、脛骨構成要素(202)は、より高い負荷のかかった顆状部が脛骨関節接合面の低箇所へに変位するまで自由に回転する。脛骨の中央支柱(216)は、脛骨関節接合面の後部側面の外における前記反対側の顆状部から強制的に取り出され、その結果、スピンアウト（spinout）が起きる。

本発明によれば、脛骨インサート(202)がそのベースプレート(13)に対し自由にかつ制限なく回転することができる。回転の制限はすべて、大腿骨構成要素(236)とインサート(202)との間で起きる。本発明は、回転中、インサート(202)の中央支柱(230)を大腿骨のボックスに対して適合させるが、内反／外反の傾斜を許容している。本発明は、ほぼ台形のインサート支柱(230)を提供する。

本発明の装置における第６代替実施態様を図６８〜８０に示す。図６８〜８０の実施態様の可動支持用膝プロテーゼ(254)は、図６８〜７４に示す第１部材(255)および図７５〜８０に示す第２部材(264)を含む２つの部分からなるポリマー製インサートを特徴としている。ポリマー製インサート(255)（図６９〜７４を参照のこと）は、間隔を置いて位置している一対のほぼ平行の段面(257,258)で縁取りされている中央開口(256)を有し、それら段面の上を第２部材(264)が前後に摺動する。インサート(255)は、周縁(259)と一対のくぼみ(260,261)を有している近位面とを備えている。インサート部材(255)は平坦な遠位面(262)を有している。

第２インサート部材(264)は、近位面(265)、遠位面(267)、および両面(265,267)の間に延びる経路(263)を備えている。間隔をおいて配置された一対のほぼ平行の段面(268,269)が、図７６、図７８および図８０に示すようにインサート(264)の対向側面に設けられている。また、平坦面(270,271)もインサート部材(264)の対向側面に設けられている。面(270)は段面(268)に対してほぼ垂直である。面(271)は、図７８に示すように、段面(269)に対してほぼ垂直である。

インサート部材(264)は支柱(272)を備えている。支柱(272)は、平坦な近位面(273)、前面(274)、後面(275)および側面(276,277)を備えている。部材(264)は、部材(255)の開口(256)に対応する形態の凹面(279)に一致しかつ嵌合する形態の湾曲前面(278)を備えている。

使用中、インサート部材(264)の段面(268,269)は、インサート部材(255)の段面(257,258)に当接して摺動する。インサート部材(264)の平坦面(270,271)は、インサート(255)の平坦面(280,281)に係合して摺動する。インサート部材(264)は、開口(256)がインサート部材(264)よりも長いので、インサート部材(255)上で前後方向に摺動する。開口(256)は、前後方向の長さが面(278)と面(280)との間のような、前後方向に測定したインサート部材(264)の長さよりも長い。

本発明は、中央インサート部材(264)に固定された後部安定化支柱(272)を備えている。後部安定化支柱(272)は、支持構成要素(255)の細長い長穴すなわち開口(256)を通じて、脛骨ベースプレート(13)を捕捉する。すなわち、この後部安定化支柱は、支持インサート構成要素(255)によってそのベースプレート(13)に捕捉される。支持構成要素部材(255)の細長い開口すなわち長穴(256)は、支持構成要素部材(255)を、インサート部材(264)の後部安定化支柱(272)に対して前後方向に並進させることができる。また、支持構成要素(255)は、後部安定化支柱(272)とともに、脛骨ベースプレート(13)に対して回転することもできる。

支持構成要素(255)は２つの凹面(260,261)を有し、これらの凹面は、完全に延びているときの大腿骨構成要素(236)の凹面（顆状部分）(240,241)に関節接合するように構成されている。後部安定化支柱(272)は、大腿骨構成要素(236)の水平バーカム(243)に関節接合して、大腿骨をロールバックさせる。

従って、本発明の支持設計は、１以上の自由度を有することができる別個の後部安定化支柱構成要素(264)を備えた支持関節接合用インサート(255)で構成されている。支持関節接合用インサート(255)は、完全に延びているとき、大腿骨構成要素(236)の凸面（顆状部）(240,241)に関節接合する２つの凹面(260,261)を有している。後部安定化支柱(272)は、大腿骨構成要素(236)のくぼみすなわちカム(243)に関節接合して、大腿骨をロールバックさせる。後部安定化支柱(272)の回転自由度によって、大腿骨構成要素(236)が外回旋または内回旋中に、大腿骨バーカム(243)との接触を維持する。

後部安定化部材(264)は、脛骨ベースプレート(13)に関節接合する平坦な遠位面(267)を備えている。Ｔ字状長穴(266)が遠位面(267)に設けられて、脛骨ベースプレート(13)上のＴ字状支柱(18)に関節接合している（Ｔ字状長穴とＴ字状支柱との接続については図１〜１７を参照のこと）。インサート構成要素(264)のＴ字状長穴が脛骨ベースプレートのＴ字状支柱(18)と係合しながら、回転釘（例えば図１〜７の釘(24)）が構成要素(264)を脛骨ベースプレート(13)に捕捉できるように、構成要素(264)に通孔(263)が配置されている。回転釘(24)は、インサート構成要素(264)の脛骨ベースプレート(13)に対する回転自由度だけを許容する。支持構成要素(255)の細長い長穴(256)は、前後方向に構成要素(255)を運ぶ後部安定化支柱より大きいので、その支持構成要素は後部安定化支柱に対する並進が限定される。また、支持構成要素(255)は、後部安定化支柱構成要素(264)とともに、脛骨ベースプレート(13)に対して回転することもできる。

大腿骨構成要素(236)の水平バーカム機構(243)は、好ましくは、図５９と図６８とに示されているように凹んだ形態の円筒形であり、後部安定化支柱(272)の後凸面(275)に整合して係合している。後部安定化支柱構成要素(264)と大腿骨構成要素(236)との内／外回旋は、運動の範囲全体を通じて前記接触を維持する。

別の機構として、第２（中央）インサート部材(264)は脛骨プロテーゼに対して回転だけを行うことができ、そして第１（周縁の）インサート部材はトレイに対して回転および並進の両方を行うことができる。

部品のリスト
下記のリストは、本発明の好ましい実施態様のさまざまな要素についての適切な部品と材料とのリストである。

部品符号説明
１０可動支持用膝プロテーゼ
１１脛骨
１２外科手術で切除された面
１３トレイ
１３Ａトレイ
１４平坦な近位面
１５平坦な遠位面
１６スパイク
１７ステム
１８支柱
１９雌ねじ付き受け口
２０円筒形部分
２１フランジ
２２周縁
２３くぼみ
２４固締具
２５雄ねじ部
２６頭部
２７道具受け入れ受け口
２８インサート
２９平坦な遠位面
３０くぼみ
３１くぼみ
３２周縁
３３垂直溝
３４近位円筒形部分
３５楕円形長穴
３６遠位開口
３７楕円形部分
３８半楕円形部分
３９平坦面
４０平坦面
４１矢印／角度
４２支柱
４３円筒面
４４円形最上面
４５長方形ベース
４６傾斜側壁
４７トレイ受け口
４８傾斜面
４９支柱
５０垂直側壁
５１傾斜面
５２平坦最上面
５３支柱
５４垂直側壁
５５垂直端壁
５６平坦最上面
５７長方形ベース
５８傾斜面
５９支柱
６０平坦最上面
６１垂直側壁
６２長方形ベース
６３傾斜面
６４インサート開口
６５矢印
６６矢印
１１０可動支持用膝プロテーゼ
１１１脛骨
１１２外科手術で切除された近位面
１１３トレイ
１１４平坦な近位面
１１４Ａ開口
１１５平坦な遠位面
１１６スパイク
１１７ステム
１１８支柱
１１９受け口
１２０トレイの周縁
１２１インサート
１２２平坦な遠位面
１２３近位面
１２４くぼみ
１２５くぼみ
１２６長穴
１２７ロック用プラグ部材
１２８円錐台形外面
１２９受け口
１３０雌ねじ付きくり穴
１３１ロックねじ
１３２雌ねじ付き開口
１３３環状段面
１３４拡大環状段面
１３５インサートの周縁
１３６開口
１３７円錐台形部分
１３８環状基準線
１３９円錐台形面
１４０拡大頭部
１４１矢印
１４２可動支持用膝プロテーゼ
１４３トレイ
１４４近位面
１４５遠位面
１４６ステム
１４７円錐台形受け口
１４８プラグ
１４９円錐台形面
１５０円筒面
１５１斜切環状面
１５２平坦な端面
１５３平坦な端面
１５４プラグ
１５５円錐台形面
１５６直径を小さくした円筒面
１５７平坦な端面
１５８平坦な端面
１５９インサート
１６０近位くぼみ
１６１近位くぼみ
１６２平坦な遠位面
１６３細長い長穴
１６４円筒形開口
１６５矢印
２００可動支持用膝プロテーゼ
２０１外科手術で切除された大腿骨
２０２ポリマー製インサート
２０３平坦な遠位面
２０４くぼみ
２０５くぼみ
２０６周縁
２０７垂直溝
２０８近位円筒形部分
２０９楕円形長穴
２１０可動支持用膝プロテーゼ
２１３トレイ
２１４平坦な近位面
２１５平坦な遠位面
２１６スパイク
２１７ステム
２１８支柱
２１９雌ねじ付き受け口
２２０円筒形部分
２２１フランジ
２２２周縁
２２３くぼみ
２２４遠位開口
２２５平坦面
２２６楕円形部分
２２７半楕円形部分
２２８平坦面
２２９平坦面
２３０中央支柱
２３１近位面
２３２前面
２３３後面
２３４側面
２３５側面
２３６大腿骨構成要素
２３７前部
２３８後部顆状部分
２３９後部顆状部分
２４０遠位顆状部分
２４１遠位顆状部分
２４２中央開口
２４３水平バーカム
２４４垂直壁
２４５垂直壁
２４６平坦面
２４７平坦面
２４８平坦面
２４９平坦面
２５０平坦面
２５１長さ方向中心軸線
２５２矢印
２５３矢印
２５４可動支持用膝プロテーゼ
２５５ポリマー製インサート支持構成要素
２５６中央開口
２５７段面
２５８段面
２５９周縁
２６０くぼみ
２６１くぼみ
２６２遠位面
２６３通孔
２６４中央インサート構成要素
２６５近位面
２６６ティー長穴
２６７遠位面
２６８段面
２６９段面
２７０平坦面
２７１平坦面
２７２支柱
２７３平坦な近位面
２７４支柱の前面
２７５支柱の後面
２７６側面
２７７側面
２７８湾曲前面
２７９凹面
２８０後面
２８１平坦面
２８２平坦面

前記の諸実施態様は、実施例としてのみ提供するものであり、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定される。

図１は、本発明の装置の好ましい実施態様の分解斜視図である。図２は、本発明の装置の好ましい実施態様の部分断面図であり、この装置のロック用部材部分を示している。図３は、本発明の装置の好ましい実施態様の部分上面図であり、この装置のロック用部材部分を示している。図４は、本発明の装置の好ましい実施態様の部分立面図であり、この装置のロック用部材部分を示している。図５は、本発明の装置の好ましい実施態様の分解背面図であり、この装置のポリマー製関節接合用インサートとそのトレイ部分とを示している。図６は、本発明の装置の好ましい実施態様におけるロック用部材を取り外した場合を示す断面立面図である。図７は、本発明の装置の好ましい実施態様における別の断面立面図であり、回転運動だけが要求されたときに作動状態にあるロック用部材を示している。図８は、本発明の装置の好ましい実施態様の部分上面図であり、前記ポリマー製インサートを示している。図９は、本発明の装置の好ましい実施態様の部分底面図であり、前記ポリマー製インサートを示している。図１０は、本発明の装置の好ましい実施態様の部分背面図であり、前記ポリマー製インサートを示している。図１１は、本発明の装置の好ましい実施態様における、図８の１１−１１線に沿う部分断面図である。図１２は、本発明の装置の好ましい実施態様における、図８の１２−１２線に沿う断面図である。図１３は、本発明の装置の好ましい実施態様の部分上面図であり、トレイすなわちベースプレートを示している。図１４は、本発明の装置の好ましい実施態様における、図１３の１４−１４線に沿う断面図である。図１５は、本発明の装置の好ましい実施態様の上面図であり、ロック用部材によって作動位置に置かれたこの装置のインサート部分とトレイ部分とを示している。図１６は、本発明の装置の好ましい実施態様の上面図であり、作動位置にあるこの装置のインサート部分、トレイ部分およびロック用部材部分を示している。図１７は、本発明の装置の好ましい実施態様の上面図であり、インサートのトレイに対する回転を示している。図１８は、本発明の装置における代替実施態様の部分斜視図であり、支柱部分の構造および支柱とトレイとの間の接続部を示している。図１９は、本発明の装置における代替実施態様の部分斜視図であり、支柱部分の構造および支柱とトレイとの間の接続部を示している。図２０は、本発明の装置における代替実施態様の部分斜視図であり、支柱部分の構造および支柱とトレイとの間の接続部を示している。図２１は、本発明の装置における代替実施態様の部分斜視図であり、支柱部分の構造および支柱とトレイとの間の接続部を示している。図２２は、図１８に示す支柱構造とともに使用される脛骨インサートの代わりの構造の概略平面図である。図２３は、図１９に示す支柱構造とともに使用される脛骨インサートの代わりの構造の概略平面図である。図２４は、図２０に示す支柱構造とともに使用される脛骨インサートの代わりの構造の概略平面図である。図２５は、図２１に示す支柱構造とともに使用される脛骨インサートの代わりの構造の概略平面図である。図２６は、本発明の装置における第２代替実施態様の上面図であり、この装置のトレイ部分を示している。図２７は、本発明の装置における第２代替実施態様の立面図であり、この装置のトレイ部分を示している。図２８は、本発明の装置における第２代替実施態様の底面図であり、この装置のトレイ部分を示している。図２９は、本発明の装置における第２代替実施態様の平面図であり、この装置のポリマー製インサートを示している。図３０は、本発明の装置における第２代替実施態様の正面立面図であり、この装置のプラスチック製インサート部分を示している。図３１は、本発明の装置における第２代替実施態様のプラスチック製インサート部分の底面図である。図３２は、本発明の装置における第２代替実施態様の部分図であり、この装置のロック用プラグ部材を示している。図３３は、図３２の３３−３３線に沿う断面図である。図３４は、図２６の３４−３４線に沿う断面図である。図３５は、図２９の３５−３５線に沿う断面図である。図３６は、図２９の３６−３６線に沿う断面図である。図３７は、本発明の装置における第２代替実施態様の立面図であり、この装置のインサート部分とトレイ部分とから分離されたキャップと止めねじとを示している。図３８は、本発明の装置における第２代替実施態様の部分断面立面図であり、トレイに対して動く可動型インサートを示している。図３９は、本発明の装置における第３代替実施態様の分解斜視図である。図４０は、本発明の装置における第３代替実施態様の部分上面図であり、この装置のインサート部分を示している。図４１は、本発明の装置における第３代替実施態様のインサート部分の側面図である。図４２は、本発明の装置における第３代替実施態様のインサート部分の斜視図である。図４３は、本発明の装置における第３代替実施態様のインサート部分の背面図である。図４４は、本発明の装置における第３代替実施態様のトレイ部分の底面図である。図４５は、本発明の装置における第３代替実施態様のトレイ部分の側面図である。図４６は、本発明の装置における第３代替実施態様のトレイ部分の斜視図である。図４７は、本発明の装置における第３代替実施態様のトレイ部分の背面図である。図４８は、本発明の装置における第３代替実施態様の部分図であり、この装置のプラグ部分の一方を示している。図４９は、本発明の装置における第３代替実施態様の部分図であり、この装置のプラグ部分の一方を示している。図５０は、本発明の装置における第３代替実施態様で使用される第２プラグ部分の上面図である。図５１は、本発明の装置における第３代替実施態様で使用される第２プラグ部分の側面図である。図５２は、本発明の装置における第４代替実施態様の分解斜視図である。図５３は、図５２に示す第４代替実施態様の断面立面図であり、前記ロック用部材を取り外した場合を示している。図５４は、図５２に示す第４代替実施態様のもう１つの断面立面図であり、回転運動だけが要求されたときに作動状態にあるロック用部材を示している。図５５は、図５２に示す第４代替実施態様の装置の部分上面図であり、前記トレイを示している。図５６は、図５２に示す第４代替実施態様の装置における、図５５の５６−５６線に沿う断面図である。図５７は、本発明の装置における第５代替実施態様の斜視図である。図５８は、本発明の装置における第５代替実施態様の側面立面図である。図５９は、本発明の装置における第５代替実施態様の背面立面図である。図６０は、本発明の装置における第５代替実施態様の側面立面図であり、延びた位置にある膝を示している。図６１は、本発明の装置における第５代替実施態様の側面立面図であり、屈曲位置にある膝を示している。図６２は、本発明の装置における第５代替実施態様の部分正面図であり、ポリマー製インサートを示している。図６３は、本発明の装置における第５代替実施態様の部分背面立面図であり、ポリマー製インサートを示している。図６４は、本発明の装置における第５代替実施態様の部分側面断面立面図であり、ポリマー製インサートを示している。図６５は、本発明の装置における第５代替実施態様の部分底面図であり、ポリマー製インサートを示している。図６６は、本発明の装置における第５代替実施態様の部分斜視図であり、ポリマー製インサートを示している。図６７は、本発明の装置における第５代替実施態様の上面図である。図６８は、本発明の装置における第６代替実施態様の上面図である。図６９は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分底面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７０は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分上面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７１は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分正面立面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７２は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分背面立面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７３は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分側面断面立面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７４は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分斜視図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７５は、本発明の装置における第６代替実施態様の側面立面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７６は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分背面立面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７７は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分底面立面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７８は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分正面立面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図７９は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分平面図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。図８０は、本発明の装置における第６代替実施態様の部分斜視図であり、前記ポリマー製インサート部分の一方を示している。

Claims

ａ．患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植されるように構成された脛骨構成要素、
ｂ．大腿骨構成要素、
ｃ．前記脛骨構成要素を患者の近位脛骨に保持するための固定器、
ｄ．前記大腿骨構成要素に係合するように形成された近位面と、前記脛骨構成要素の近位面に当接して関節接合する遠位面とを有している脛骨インサート、および
ｅ．前後並進と回転とを含んでいるかまたは回転だけを含んでいる、前記インサートと前記脛骨構成要素との間における可能ないくつかの相異なる相対運動を可能にする選択的方法で、前記脛骨インサートを前記脛骨構成要素に接合する拘束機構を備えてなり、かつ、
ｆ．前記拘束機構の全部または一部が、前記脛骨構成要素から分離可能であり、その拘束機構の全部または一部の選択的取り外しによって、前記の可能な相対運動のどちらが行われるかが決定され、
ｇ．前記拘束機構が、前記脛骨インサートの近位面から上方へ延びている中央支柱を含んでおり、
ｈ．前記大腿骨構成要素が、前記中央支柱に接触するように位置決めされて前記大腿骨構成要素と前記インサートとの間の相対運動を拘束できるようにする顆間面を含んでいることを特徴とする膝プロテーゼ装置。
前記脛骨インサートが、前記脛骨構成要素を患者の近位脛骨に保持するための固定器を有している請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記インサートの近位面が、前記大腿骨構成要素に関節接合するための１つのまたは２つ以上のくぼみを有している請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記脛骨インサートの近位面に、関節接合面を画定する２つのくぼみがある請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記中央支柱が、受け口を有し、かつ、前記拘束機構が、前記中央支柱における前記受け口に接続することのできるロック用部材を含んでいる請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記拘束機構が、前記インサートの近位面から上方へ延びている前記中央支柱に加えて、前記インサートの遠位面における長孔と、この長孔に連通する、前記インサートの近位面における開口と、前記インサートの近位面から前記開口を通って前記中央支柱に接近しかつ接続することのできるロック用プラグ部材とを含んでいる請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記拘束機構が、前記ロック用プラグ部材を受け入れる受け口を前記中央支柱に含んでおり、前記ロック用プラグ部材が、前記インサートと前記脛骨構成要素との間の運動をさらに画定するために前記中央支柱に取り付けられている請求項６記載の膝プロテーゼ装置。
前記ロック用プラグ部材が、プラグからなっている請求項７記載の膝プロテーゼ装置。
前記開口は、前記ロック用プラグ部材が前記中央支柱に接続されたときにそのロック用プラグ部材にぴったり合わされる環状面によって画定されている請求項６記載の膝プロテーゼ装置。
前記拘束機構が、前記インサートの近位面から遠位面まで延びる開口と、前記脛骨構成要素に選択的に取り付けることができあるいはその脛骨構成要素から選択的に分離することができるさまざまな接続可能部分とからなり、かつ、これらのさまざまな接続可能部分の前記開口に対する幾何学的形態によって、使用者が、前記相対運動のどちらが行われるかを決定することができる請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記インサートの近位面および遠位面の両方に連通する長孔が前記インサートを通って延びており、この長孔によって、前記脛骨構成要素に対する前記インサートの前後並進と回転との両方が可能になる請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記長孔が、前記インサートの遠位面に連通する細長い部分を有している請求項１１記載の膝プロテーゼ装置。
前記長孔が、前記インサートの近位面に連通する、ほぼ円筒状に形成された部分を有している請求項１１記載の膝プロテーゼ装置。
前記長孔が、前記インサートの遠位面に大横断面部を有し、かつ、前記インサートの近位面に小横断面部を有している請求項１１記載の膝プロテーゼ装置。
前記脛骨インサートが、後部安定化支柱を有している請求項１または１４記載の膝プロテーゼ装置。
ａ．患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植されるように適合された脛骨トレイ部分を含んでいる脛骨構成要素、
ｂ．この脛骨構成要素に係合している大腿骨構成要素、
ｃ．前記トレイの近位面に取り付けられ、受け口を有しているトレイ支柱、
ｄ．前記大腿骨構成要素に関節接合する関節接合面と、前記トレイの近位面に当接して動く遠位面とを有している脛骨インサート、および
ｅ．前記インサートの中央部分で前記インサートを通って延びており、その開口が前記インサートを通って部分距離だけ延びる細長い長孔を含んでいるほぼ垂直な溝であって、前記インサートの遠位端で始まり、かつ、前記インサートの近位面と遠位面との中間位置で終わり、前記長孔が前後方向の線にほぼ沿って延びている溝を備えてなり、
ｆ．前記長孔が、前記トレイ支柱に対して、取り外し可能に接続されかつ摺動し、さらに、
ｇ．前記のインサートとトレイとを回転接続とともに選択的にロックするためのロック用部材であって、前記トレイ支柱に接続されるように前記インサートを通って延びているロック用部材を備え、
ｈ．前記のインサートとトレイとが、プラグをそれぞれ接続しあるいは接続解除することによって、前記のインサートとトレイとの間における選択的相対運動が可能になるように構成されており、前記インサートは、前記プラグが前記トレイ支柱に接続されたときに前記トレイに対して回転可能であり、また、
ｉ．前記インサートは、前記プラグが前記トレイ支柱から接続解除されたときに前記トレイに対して摺動可能かつ回転可能である
請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記トレイ支柱が、前記ロック用部材を受け入れる受け口を有している請求項１６記載の膝プロテーゼ装置。
前記長孔が、前記インサートを通って延びており、前記インサートの近位面と遠位面との両方に連通している請求項１６記載の膝プロテーゼ装置。
前記長孔が、前記インサートの遠位面に大横断面部を有し、かつ、前記インサートの近位面に小横断面部を有している請求項１６記載の膝プロテーゼ装置。
前記の溝が、前記インサートを通って完全に延びており、かつ、前記ロック用部材が、前記トレイ支柱に接続されるように、前記インサートを通って前記インサートの近位面から延びている請求項１６記載の膝プロテーゼ装置。
前記の溝が、前記インサートの近位面で、前記ロック用部材にぴったり合致している請求項１９記載の膝プロテーゼ装置。
前記脛骨構成要素が、患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植されるように構成された脛骨トレイ部分であって、前記固定器が患者の前記近位脛骨にそのトレイを保持するようにする脛骨トレイ部分を有し、かつ、前記脛骨インサートの近位面が、中央部のくぼみと、側方部のくぼみと、これらのくぼみどうしの間に位置決めされた突出状部材とを含み、前記インサートが、前記トレイの近位面に当接して関節接合する遠位面を有している請求項１６記載の膝プロテーゼ装置。
前記インサートの近位面が、前記大腿骨構成要素に関節接合するための１つのまたは２つ以上の前記くぼみを有している請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
関節接合面を画定する２つの前記くぼみがある請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
前記トレイ支柱が、受け口を有し、かつ、前記拘束機構が、前記トレイ支柱における前記受け口に接続することのできるロック用部材を含んでいる請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
前記ロック用部材が、プラグからなっている請求項２５記載の膝プロテーゼ装置。
前記拘束機構が、前記脛骨トレイの近位面から上方へ延びているトレイ支柱と、前記インサートの遠位面における長孔と、この長孔に連通する、前記インサートの近位面における開口と、前記インサートの近位面から前記開口を通って前記トレイ支柱に接近しかつ接続することのできるロック用プラグ部材とを含んでいる請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
前記拘束機構が、前記ロック用プラグ部材を受け入れる受け口を前記トレイ支柱に含んでおり、前記ロック用プラグ部材が、前記インサートと前記トレイとの間の運動をさらに画定するために前記トレイ支柱に取り付けられている請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
前記開口は、前記ロック用プラグ部材が前記トレイ支柱に接続されたときにそのロック用プラグ部材にぴったり合わされる環状面によって画定されている請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
前記拘束機構が、前記インサートの近位面から遠位面まで延びる開口と、前記トレイに選択的に取り付けることができあるいはそのトレイから選択的に分離することができるさまざまな接続可能部分とからなり、かつ、これらのさまざまな接続可能部分の前記開口に対する幾何学的形態によって、使用者が、前記相対運動のどちらが行われるかを決定することができる請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
前記脛骨インサートが、後方突出状部分を有している請求項２２記載の膝プロテーゼ装置。
前記脛骨構成要素が、患者の横方向に切除された近位脛骨に外科手術で移植されるように適合された脛骨トレイ部分を含み、また、前記大腿骨構成要素が、前記脛骨構成要素に係合しており、前記トレイの近位面の中央部分に取り付けられ、受け口を有しているトレイ支柱をさらに備えてなり、かつ、前記脛骨インサートが、前記大腿骨構成要素に係合する近位面を有し、この近位面が、中央部のくぼみと、側方部のくぼみと、これらのくぼみどうしの間に位置決めされた突出状部材とを含み、前記インサートが、前記トレイの近位面に当接して関節接合する遠位面を有しており、また、前記インサートの中央部分で前記インサートを通って延びており、その開口が前記インサートを通って部分距離だけ延びる細長い長孔部分を含んでいるほぼ垂直な溝であって、前記インサートの遠位端で始まり、かつ、前記インサートの近位面と遠位面との中間位置で終わり、前記長孔が前後方向の線にほぼ沿って延びている溝を備え、前記長孔が、前記トレイ支柱に対して、取り外し可能に接続されかつ摺動し、さらに、前記のインサートとトレイとを回転接続とともに選択的にロックするためのロック用部材であって、前記トレイ支柱に接続されるように前記インサートを通って延びているロック用部材を備え、かつ、前記のインサートとトレイとが、プラグをそれぞれ接続しあるいは接続解除することによって、前記のインサートとトレイとの間における選択的相対運動が可能になるように構成されており、前記インサートは、前記プラグが前記トレイ支柱に接続されたときに前記トレイに対して回転可能であり、また、前記インサートは、前記プラグが前記トレイ支柱から接続解除されたときに前記トレイに対して摺動可能かつ回転可能である
請求項１記載の膝プロテーゼ装置。
前記トレイ支柱が、前記ロック用部材を受け入れる受け口を有している請求項３２記載の膝プロテーゼ装置。
前記長孔が、前記インサートを通って延びており、前記インサートの近位面と遠位面との両方に連通している請求項３２記載の膝プロテーゼ装置。
前記長孔が、前記インサートの遠位面に大横断面部を有し、かつ、前記インサートの近位面に小横断面部を有している請求項３２記載の膝プロテーゼ装置。
前記の溝が、前記インサートを通って完全に延びており、かつ、前記ロック用部材が、前記トレイ支柱に接続されるように、前記インサートを通って前記インサートの近位面から延びている請求項３２記載の膝プロテーゼ装置。
前記の溝が、前記インサートの近位面で、前記ロック用部材にぴったり合致している請求項３２記載の膝プロテーゼ装置。
前記トレイ支柱が、円筒形外面と円形最上面とを有している請求項１６〜３７のいずれか１つに記載の膝プロテーゼ装置。
前記トレイ支柱が、４つの垂直側壁と複数の傾斜面とを備えている請求項１６〜３７のいずれか１つに記載の膝プロテーゼ装置。
前記トレイ支柱が、ほぼ長方形であり、背中合わせにされた平坦で大きい方の一対の垂直側壁と、背中合わせにされた平坦で小さい方の一対の垂直端壁と、平坦な最上面とを備えている請求項１６〜３７のいずれか１つに記載の膝プロテーゼ装置。
前記トレイ支柱が、６角形の平坦な最上面をもたらす６角形である請求項１６〜３７のいずれか１つに記載の膝プロテーゼ装置。