JPH10504212A

JPH10504212A - 人工関節、特に人工のヒト用股関節

Info

Publication number: JPH10504212A
Application number: JP8507009A
Authority: JP
Inventors: クバイン−メーゼンブルク，ディートマール; ネーガール，ハンス; アダム，ペーター
Original assignee: クバイン−メーゼンブルク，ディートマール; ネーガール，ハンス; トイスナー，ヨーアヒム; アダム，ペーター
Priority date: 1994-08-10
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1998-04-28
Also published as: DE19580850D2; EP0774936A1; AU3258195A; DE4428290A1; WO1996004867A1

Abstract

(57)【要約】特にヒト関節の代替用の人工関節は、互いに移動可能な作用面を備えた２つのパーツから構成されている。これら関節パーツ（１，２）の作用面は、球状、トロイダル状および／又は回転対称形状である。使用時、即ち、その作用位置において、前記関節パーツ（１，２）間に線状力伝達領域Ｋ_Lが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】人工関節、特に人工のヒト用股関節本発明は、特にヒトの関節の代替品として働き、互いに移動可能な作用面を備えた少なくとも２つの関節パーツ、即ち、ボールとソケット、から構成される人工関節に関し、この関節は少なくとも３つの自由度（Ｆｒｅｉｈｅｉｔｓｇｒａｄｅ）を有する。関節を３つのパーツ、即ち、ボールと、圧力分配体と、ソケットとから構成する場合には、関節は５つの自由度を有する。公知の人工関節、特にヒト用の人工関節において、前記ソケットとボールとは、ボールのソケットに対する挿入を許容するため、互いに僅かに異なった半径を有している。即ち、これらの２つの関節パーツ間は点接触状態にある。これら関節パーツの圧縮時において、材料の弾性変形により、この点接触が広げられ、小さな円状面を形成する。しかしながら、この小さな円状面には高い接触圧力がかかる。つまり、このように応力を加えられた人工関節パーツは、激しく摩滅される。その結果、これらの人工関節パーツの寿命は限られたものでしかない。公知の人工関節のもう１つの問題は、摩擦である。これら関節パーツは回転しないので、通常、流体力学的流体膜を形成することは不可能である。即ち、流体力学的潤滑は行われず、乾燥摩擦が起こる。更に、体液は、ボールのソケットからの突出部分のみしか湿らせることが出来ない。これによって、激しい摩滅が生じ、その結果、これらの人工関節パーツの寿命が限られたものとなる。更に、前記乾燥摩擦によって、互いに摺動する面間の摩耗が生じる。そして、その結果生成される異物粒子によって生体組織が圧迫を受ける。本発明は、人工関節パーツ、特に、ヒト用の人工関節の耐久性を向上する課題に基づくものである。本発明によれば、この課題は、前記関節パーツの作用面が、球状および／又はトロイダル状および／又は回転対称形状であり、かつ、前記挿入状態、即ち、その作用状態において、これらの互いに接触する作用面間に線状力伝達領域が形成されるという事実によって達成される。ここで、回転対称という用語は、１つの回転軸芯を中心として回転する複数の輪郭部分が存在する構成をいう。本発明によれば、この手段によって、力が伝達される位置における点状圧力が大幅に減少する。その結果、材料にかかる応力が大幅に減少し、その材料の摩耗が減少する。これは、本発明による人工関節の耐久性が大幅に改善されることを意味する。本発明によれば、前記線状力伝達領域は、円状、長円状、台形状または馬蹄形状に形成可能である。この線状力伝達領域の形状は、実質的に、優勢な作用方向によって決まる。本発明によれば、線状力伝達領域は、例えば、１つの球状接続面を、１つのトロイダル状接続面または２つのトロイダル状接続面と接触させることによって達成される。本発明による前記線状力伝達領域の構成によれば、人工関節において３つ、又は５つの自由度が提供されるという利点がある。５つの自由度を有する関節の一具体例が、ドイツ国特許出願第Ｐ３９０８９５８．４号から知られている。この場合、ボールとソケットとの間に圧力分配体が配設されている。このように５つの自由度を備えた関節に本発明を適用する場合、線状接触部を、そのソケットと圧力分配体との間と、圧力分配体とボールとの間に形成することができる。本発明によれば、前記関節パーツを、関節の中心へ体液が流入されるようになる。本発明によれば、このような体液の流入は、前記ソケットの中心部に孔を形成することによって実現される。この手段により、その天然の関節潤滑流体がその中心部から関節パーツ間に形成された空間に侵入することが可能となる。この孔は、好ましくは、円形状に形成される。５つの自由度を有する関節、即ち、圧力分配体がボールとソケットとの間に配設された、ドイツ国特許出願第Ｐ３９０８９５８．４号から知られている関節を構成する場合、そのソケットと圧力分配体に孔を設けることにより、その接続面を潤滑する別のオプションが提供される。この場合、これら関節パーツ間の摩耗を大幅に低減する潤滑膜が形成される。ソケットに孔を設けることにより、初期回復段階後において、その孔の領域内に、結合組織または軟骨の天然の構造が形成されるという別の利点が提供される。これらの構造体は、摩擦を減らすのみならず、骨盤のソケットの安定性を高める。前記接触圧を特に有効に減少させるためには、前記接触点における接続面の曲率半径の相対寸法が決定的に重要である。これらの寸法は、使用される材質によって異なる。もしも２つの金属間の接触がある場合には、これらの曲率半径が互いに僅かに異なっていることが有利である。この曲率半径間の差は、例えば、大きい方の半径に対して小さい方の半径が２％以下、あるいはその千分の２〜３の割合で小さいものとすることができる。本発明の好適実施形態は従属請求項に開示されている。以下、本発明を、図示した実施形態を参照して詳細に説明する。これら図面において、図１〜図１４は、本発明による人工関節の各種実施形態、即ち、それぞれの関節の枢支点を通る断面形状において異なる実施形態が示されている。図１は、人工ボール１と人工ソケット２とからなる本発明による人工関節を示している。この関節を、ヒト用の人工股関節として使用する場合、前記ソケット１が窩に相当し、ボール２が顆に相当する。ここに図示した実施形態において、前記ソケット１とボール２とは、枢支点Ｐを有する３つの自由度を備えた関節を形成する。ボール１の半径Ｒ₁とソケット２の半径とは、小さな空間を除いて実質的に同一である。そして、孔３の中心が、通常の位置におけるこの人工関節の主力軸芯に位置するように、ソケット２に孔３を形成することができる。前記主力軸芯は、Ｘ−Ｘによって示されている。前記孔３によって、体液が骨盤側から流入することが可能となる。更に、ソケットは、外科手術後の初期回復段階において自然に広げられる。というのは、孔が結合組織または軟骨によって満たされるからである。このソケットの自然な拡張は、その力が、ソケット２の人工部分に分散されるとによって緩やかな力で起こるので、関節の中央領域からの潤滑を達成することも可能である。即ち、顆の全部の表面上における潤滑膜の形成が促進される。前記ボールの濡らされた表面の拡大により、同時に、濡らされるべきソケットの表面が前記孔によって減少し、そして、特に、それぞれの潤滑距離が制限される。その結果、摩耗による関節の摩滅を大幅に減少させることができる。前記孔の寸法は、ソケット面の１／６〜５／６からその赤道までとし、その開口角αは、それに応じて変化させることが可能である。この開口角αの大きさは、ボール１の材質とソケット２の材質とによって決まる。図示した実施形態において、前記孔３は円形状である。しかしながら、本発明はこの具体的構成に限定されるものではない。例えば、この孔を、長円状、台形状または馬蹄形状に形成することも可能である。前記孔３は、又、この孔の縁領域内に、ボール１とソケット２との間に線状力伝達領域Ｋ_Lを形成する。即ち、その力伝達領域が拡大されている。つまり、力伝達点における圧力が減少し、その結果、材料に対する応力も大幅に低減する。図１に示す関節は、３つの自由度を備えたボール−ソケット関節である。しかし、本発明は、例えば、ドイツ国特許出願第Ｐ３９０８９５８．４号による、５つの自由度を備えた関節にも適用可能であり、この文献の全部についてここで言及する。次に、図２を参照して５つの自由度を備えた関節について説明する。この図において、ソケット２とボール１との間に圧力分配体４、いわゆる圧力分配体４が配設されている。ボール１は回転中心Ｍ₁を有し、ソケット２は回転中心Ｍ₂を有する。ボール１の円形凸状断面輪郭部は半径Ｒ₁を有し、ソケット２の円形凹状断面輪郭部は半径Ｒ₂を有する。前記圧力分配体４は、Ｍ₁とＭ₂間の接続線の延出部において厚みＤを有する。圧力分配体４は摺動面５，６を有し、これら面の半径は、ソケット２とボール１の隣接面の半径にそれぞれ対応している。前記２つの回転中心Ｍ₁及びＭ₂を通過する２つの接続軸芯を備えた２部連結体（ｄｉｍｅｒｉｃａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄｃｈａｉｎ）の接続軸芯の軌跡の半径Ｒは、Ｒ＝Ｒ₂−Ｒ₁−Ｄ、である。即ち、Ｒは、Ｒ₂＞Ｒ₁＋Ｄのとき正の値を有する。本発明によれば、前記ソケット２に、例えば、図１に示した孔３に応じた孔３を同様に設けることができる。更に、圧力分配体４にも孔７を設けると実用的である。前記ソケット２と圧力分配体４との構成により、圧力分配体４とボールとの間の接触面も、中心から潤滑される。その結果、互いに摺動する面の全体にわたって均一な潤滑膜が形成される。前記ソケット２と圧力分配体４との構成により、更に、隣接する関節パーツ間において、前記孔の縁部内に線状力伝導領域が形成される。即ち、それぞれの力伝達点における圧力の前述した低下と、それによる材料に対する応力の減少とが実現される。以下の図面において、図１及び２の部材に対応する部材は、同じ参照番号によって示されている。図３は、本発明による人工関節の一実施形態を示している。この場合、ボール１は、円状の断面輪郭とＰにおける半径Ｒ₁とを備えた球状に形成されている。数学的には、ソケット２はトロイド形状である。その回転軸芯はＸ−Ｘである。中心Ｍ₂₁とＭ₂₂及び対応する半径Ｒ₂₁とＲ₂₂とを備えた円形断面輪郭部は、数学的には、前記トロイドを形成し、前記トロイド面を形成するため前記回転軸芯Ｘ −Ｘ周りで回転する円である。Ｒ₂₁は、従ってＲ₂₂に等しい。Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂＝Ｒ₂ 従って、Ｒ₂が前記トロイドを形成する円の半径である。更に、Ｒ₁＜Ｒ₂が当てはまる。Ｒ_Tはトーラスの外側半径であり、これは、前記トロイド面の内、トロイドの回転軸芯Ｘ−Ｘから最も離れた点によって決まる。前記接線Ｋ_Lは円である。その対応の中心は、前記トロイドの回転軸芯Ｘ−Ｘ上に位置する。その半径はＲ₃である。参照符号βは、前記接触半径Ｒ₃に対する円錐角（Ｋｅｇｅｌｗｉｎｋｅｌ）を示す。前記ソケットの下部分に孔を形成してもよく、これは流体の流入を許容し、その結果、関節の潤滑を増加することを可能にする。その作用に関して、図３にその通常位置にある状態を示すこの関節は、３つの自由度を備えたボール−ソケット関節である。そのボールは、前記枢支点Ｐ周りでの回転のみ可能であり、前記枢支点は、この実施形態においては、同時に、前記ボールの幾何学的中心でもある。更に、次の式が成り立つ。Ｒ_T＝Ｒ₂−（Ｒ₂−Ｒ₁）・ｓｉｎ（β／２）；Ｒ₃＝Ｒ₁・ｓｉｎ（β／２）。前記角βによって、前記接触円Ｋ_Lの位置と大きさが決まる。その角の大きさは、前記接続面のために選択された材質によって変化する。通常は、β＝９０° が特に有利である。前記トロイドを形成する半径Ｒ₂と、前記ボールの半径Ｒ₁との間の半径差δＲ＝（Ｒ₂−Ｒ₁）は、通常は非常に小さい。これは、例えば、Ｒ₂（の値）の２％以下、あるいは、その１０００分の２〜３とすることができる。この実施形態において、前記ソケットの接続面は、必ずしもトーラス状でなくてもよい。これを、回転対称の別の部材の凹状断面によって形成することも可能である。前記ボールの半径と前記断面輪郭部の曲率半径との間の半径差δＲに関する上述した記載が、それぞれ前記接線に当てはまる。図４は、図３に示した関節構成の変形例を示している。この場合、ボール１は、ここでも球状に形成されていて、枢支点Ｐを中心とする円形断面輪郭を有する。この円形断面輪郭部は、Ｐ周りで半径Ｒ₁を有している。ソケット２はトロイド形状である。このトロイドは、そのトロイドを形成し、前記回転軸芯Ｘ−Ｘを中心とする半径Ｒ₂を有する円を回転させることによって形成される。その結果、それぞれの中心Ｍ₂₁とＭ₂₂及び半径Ｒ₂とを有する２つの円形凸状ソケット輪郭部９，１０の断面が形成される。前記接線Ｋ_Lは円をなす。その対応の中心は、前記トロイドの回転軸芯Ｘ−Ｘ上に位置する。その半径はＲ₃である。参照符号βは、前記接触半径Ｒ₃に対する円錐角を示す。その作用に関して、図４にその通常位置にある状態を示すこの関節は、３つの自由度を備えたボール−ソケット関節である。そのボールは、前記枢支点Ｐ周りでの回転のみ可能であり、前記枢支点は、この実施形態においては、同時に前記ボールの幾何学的中心でもある。その合力ベクトルを、前記βの角度範囲の外部に延出させることによって、前記関節を５つの自由度を有する関節に改変することができる。更に、次の式が成り立つ。Ｒ_T＝Ｒ₂−（Ｒ₂＋Ｒ₁）・ｓｉｎ（β／２）；Ｒ₃＝Ｒ₁・ｓｉｎ（β／２）。図５は、本発明による人工関節の更に別の改変例を示す。この場合、ボール１はトロイダル形状であり、ソケット２は円形である。その円弧形状を有する凹状断面輪郭部は、中心Ｐと半径Ｒ₂とを有する。断面形状として見た場合、前記トロイダル状ボール１は、共に前記トロイドを形成する円Ｒ₁によって決まる半径Ｒ₁₁及びＲ₂₂をそれぞれ備えた２つの円形凸状輪郭部を有している。Ｒ₁＝Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂（中心点Ｍ₁₁，Ｍ₁₂）この場合、Ｒ₂＞Ｒ₁。この図は、前図と同じ半径と角度とを示している。図１を参照して説明したものと同様に、ソケット２には孔３が形成されている。この実施形態において、線状力伝達領域はボール上に形成されている。以下の式が成立する。Ｒ_T＝Ｒ₁₁＋（Ｒ₂−Ｒ₁₁）・ｓｉｎ（β／２）；Ｒ₃＝Ｒ₂・ｓｉｎ（β／２）。その作用に関して、図５にその通常位置にある状態を示すこの関節は、３つの自由度を備えたボール−ソケット関節である。そのボールは、前記枢支点Ｐ周りでの回転のみ可能であり、前記枢支点は、この実施形態においては、同時に、前記ボールの幾何学的中心でもある。原理的には、ボール１としてトロイドではなく、回転対称体を利用することが可能である。前記ソケットの半径Ｒ₂と、前記ボールの半径Ｒ₁との間の半径差δＲ＝（Ｒ₂ −Ｒ₁）は、通常は非常に小さい。これは、例えば、Ｒ₂の２％以下、あるいは、その１０００分の２〜３とすることができる。この実施形態において、前記ボール１の接続面は、必ずしも、トーラス状でなくてもよい。これを、回転対称の別の部材の凹状断面によって形成することも可能である。前記ボールの半径と前記断面輪郭部の曲率半径との間の半径差δＲに関する上述した記載が、それぞれ前記接線に当てはまる。図６及び７は、本発明による関節の更に別の実施形態を示し、これは、ボール１とソケット２とからなる。この場合、ボール１のみならずソケット２もトロイダル形状を有する。その通常の位置（図６）において、両方のトロイドは、同じ回転軸芯Ｘ−Ｘを有する。図６及び７は、この関節の回転軸芯Ｐが静止したものでないことを示している。図７は、前記関節の曲げられた位置を示している。断面形状として見た場合、前記ボール１は、中心Ｍ₁₁及びＭ₁₂と半径Ｒ₁₁及びＲ₁₂ とを、それぞれ備えた２つの円形凸状輪郭部を有している。これらは、円Ｒ₁＝Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂に対応し、これは、前記トロイド軸芯Ｘ−Ｘ周りでの回転によって前記トロイドを形成する円である。これに対応して、前記ソケットの断面形状は、中心Ｍ₂₁及びＭ₂₂と半径Ｒ₂₁及びＲ₂₂とを、それぞれ備えた２つの凹状円形輪郭部を有している。これらは、前記トロイドを形成する円Ｒ₂＝Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂に対応している。前記中心Ｍ₂₂とＭ₁₂との間の接続線は、前記回転軸芯Ｐにおいて、前記中心Ｍ₂₁とＭ₁₁との間の接続線と交差する。Ｌ₂は、Ｍ₂₁とＭ₂₂との間の結合要素（ｃｏｕｐｌｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ）であり、Ｌ₁は、Ｍ₁₁とＭ₁₂との間の結合要素、そしてδＲ₂とδＲ₁とが前記接続要素である。次の式が成り立つ。（Ｌ₂−Ｌ₁）／（２・（Ｒ₂−Ｒ₁））＝ｓｉｎ（β／２）。Ｒ_1T＝Ｒ₁−Ｌ₁／２。Ｒ_2T＝Ｒ₂−Ｌ₂／２。 δＲ₂＝δＲ₁＝δＲ。この関節の構成には、前記線状接触領域が両方の接続面に延出するという利点がある。更に、関節流体に対するポンプ効果が作り出され、休止位置（通常位置）において機械的に安定しており、又、それぞれの曲がり位置にあるときには、自己安定化が達成される。図８は、本発明による人工関節の更に別の構成を示す。この場合、ボール１とソケット２とが、共に、その通常位置において共通の回転軸芯Ｘ−Ｘを有するトロイダル体として形成されている。断面形状において見た場合、前記ボール１は、中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂及び半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を備えた２つの凸状円形輪郭部を有しており、これらは、円Ｒ₁＝Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂である。つまり、これは前記トロイド軸芯Ｘ−Ｘを中心とする回転によって前記トロイドを形成する円である。断面形状において見た場合、前記ソケット２は、中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂及び半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂を備えた２つの凹状円形輪郭部を有しており、これらは前記トロイド面を形成する円Ｒ₂＝Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂である。前記接続線Ｍ₂₂Ｍ₁₂と前記接続線Ｍ₂₁Ｍ₁₁との間の交点Ｐは、このシステムの回転軸芯である。前記距離Ｍ₂₂Ｍ₁₂＝δＲ₂及びＭ₂₁Ｍ₁₁＝δＲ₁は同じであり、これらは前記接続要素である。この変形例の利点は、前記線状力伝達領域Ｋ_L が両方の接続面にわたって延出し、前述したように、関節流体に対するポンプ効果によって、ソケットの孔３を通じて関節を貫通可能であるという事実から理解される。しかしながら、この実施形態は、通常の位置において不安定である。以下の式が当てはまる。（Ｌ₂＋Ｌ₁）／（２・（Ｒ₂＋Ｒ₁））＝ｓｉｎ（β／２）。図９は、図６の変形例を示している。この場合、ボール１は、図６に示したものと同じ形状である。ソケットは、図４の実施形態と同様に、２つの凹状ソケット領域９，１０から構成されている。これらの２つの凹状ソケット領域は、中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂及び半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂を備えた円形断面輪郭部を有している。これらの２つの半径は同じであり、前記半径Ｒ₁₁及びＲ₁₂よりも大きい。この実施形態によれば、前記線状接触領域が関節パーツ上に延出し、同時に関節流体に対するポンプ効果が発生される。この場合、前記関節は、その通常位置において安定している。前述の図面の変数がこの実施形態にも当てはまる。更に、次の式が当てはまる。Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂＝Ｒ₂；Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂＝Ｒ₁ （Ｌ₂＋Ｌ₁）／（２・（Ｒ₂＋Ｒ₁））＝ｓｉｎ（β／２）。図１０は、本発明による人工関節の更に別の変形例を示す。この場合、ボール１は、図５に示されたものと同じ形状である。ソケット２の構成は、図７に示したものに対応している。半径Ｒ₁₁とＲ₁₂とは同じであり、同様に大きな半径Ｒ₂₁ 及びＲ₂₂よりも小さい。この実施形態において、前記線状接触領域は両方の関節領域において延出し、関節流体に対するポンプ効果を発生させる。しかしながら、この変形例は通常の位置において不安定である。以下の式が当てはまる。Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂＝Ｒ₂；Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂＝Ｒ₁ （Ｌ₂−Ｌ₁）／（２・（Ｒ₂−Ｒ₁））＝ｓｉｎ（β／２）。図１１は、本発明による人工関節の更に別の変形例を示す。この場合、ボール１とソケット２との両方がトロイダル形状体として形成されている。ボール１は、図５に示したものに対応するトロイドである。凹状ソケット２は、同じタイプのトロイド面である。しかしながら、その形成半径はより大きい。この変形例においても、前記ソケットに孔３を形成することができる。線状接触領域が両方の関節パーツにわたって延出し、関節流体のためのポンプ効果を発生させる。この変形例は、その通常位置において、機械的に安定している。以下の式が当てはまる。Ｒ₂＝Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂；Ｒ₁＝Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂ （Ｌ₂−Ｌ₁）／（２・（Ｒ₂−Ｒ₁））＝ｓｉｎ（β／２）。図１及び３〜１１に示したすべての変形例は、３つの自由度を有する。前記接触半径の寸法比に関して、図３を参照して前述した記載がすべての実施形態に当てはまる。原則的に、すべてのボール−ソケット関節を、これらを直列に接続するか、もしくは、第２のボールに挿入することにより、３つの人工部分を備えた関節に拡張することが可能である。つまり、５つの自由度を有する関節を達成することができる。この場合、前記部分関節ソケット／圧力分配体の枢支点Ｐ_IIが、前記部分関節圧力分配体／ボールの枢支点Ｐ_Iの”上方”に位置するならば、前記圧力分配体の機械的圧力安定性が確保される。即ち、圧縮力によって、圧力分配体が、ボールとソケットとの間に機械的に安定した状態で保持される。図１２及び図１３は、そのような直列構成の２つの実施形態を示している。図１２は、”線状”力伝達を備えた２つのボール−ソケット関節の直列構成を示し、これは、次のタイプからなる。即ち、トロイダル状ソケット／球状ボール（図３）及び球状ソケット／トロイダル状ボール（図５）。この場合、前記関節は、ソケット２、可動圧力分配体４及びボール１の３つの人工関節パーツを有する。Ｐ_IIは、前記関節パーツ２及び４の接続面によって形成される関節の枢支点である。前記ソケット２の接続面は、トロイダル形状を有する。前記ソケットと作動する圧力分配体４の表面は、球形状と半径Ｒ₂（図３に対応）とを有する。前記ボール１と作動する前記圧力分配体４の接続面は、球形状を有する。その中心はＰ_Iであり、対応する半径はＲ₁である。前記ボール１の接続面は、トロイダル形状（図５に対応）を有する。機械的に安定した形状を得るためには、Ｐ_IIから見たＰ_Iが、前記関節パーツ２に向けて変位している、即ち、Ｐ_IIがＰ_Iの”上方”に位置することが必須である。その結果、もしも圧縮摩擦接続状態が存在する場合に、関節パーツ４が押し出されることが可能である。前記関節パーツ２が静止状態に保持されるならば、前記関節パーツ４はＰ_IIを中心にして回転することが可能である。前記関節パーツ１はこの回転に参加するとともに、Ｐ_Iを中心として回転することも可能である。前記枢支点Ｐ_IIとＰ_Iとの間の距離Ｒは一定であり、これは、前記２部連結体の鎖リンク部に対応する。次の式が当てはまる。Ｒ＝Ｒ₂−Ｒ₁−ＤＤは、それぞれＰ_IIとＰ_Iとを中心とする円の間の最短距離であり、これらは半径Ｒ₂及びＲ₁を有し、従って、前記圧力分配体の最小の厚みに対応する。図５及び／又は図３による実施形態において使用した式は、ボール１のトロイド状接続面の半径と、ソケット２のトロイド状接続面の半径とにそれぞれ対応する。前述の記載内容も、これらの半径の比率に当てはまる。この構造は、１つの具体的な利点を提供するものである。即ち、前記圧力分配体４は、球状接続面のみを有する。その結果、圧力分配体４とボール１とを移動させた場合に、接触円Ｋ_L2及びＫ_L1が、ソケット２とボール１との接続面上において静止状態に保持される。つまり、圧力分配体４とソケット２との間の力伝達が、決してソケットの中央孔上に位置することがない。前記ソケットの接続面に孔３を設けることによって、関節流体が、底部からも関節に侵入可能となるという利点が提供される。その結果、潤滑が改善される。このような孔は、前記圧力分配体にも形成することが可能である。図１３は、図５の球状ソケット−トロイダル状ボールのタイプの、”線状”力伝達を備えた２つのボール−ソケット関節の直列構成を示している。この場合、ソケット２と圧力分配体４とボール１との３つの人工関節パーツが提供されている。Ｐ_IIは、前記関節パーツ２及び４の接続面によって形成される関節の枢支点である。前記ソケット２の接続面は、球形状と半径Ｒ₂とを有する。前記ソケットと作動する圧力分配体４の表面は、トロイダル形状である。前記ボールと作動する圧力分配体４の表面は、球形状である。その中心はＰ_I であり、その対応する半径はＲ₁である。前記ボール１の接続面はトロイダル形状である。機械的に安定した形状を達成するためには、Ｐ_Iが、Ｐ_IIから見た場合において、前記関節パーツ２に向けて変位していることが必須である。これによって、圧縮摩擦が存在する場合にも、関節パーツ４が押し出されることがない。関節パーツ２が静止状態に保持されるのであれば、関節パーツ４はＰ_IIを中心として回転可能である。関節パーツ１はこの回転に参加するとともに、Ｐ_Iを中心に回転可能である。前記枢支点Ｐ_IIとＰ_Iとの間の距離は、一定であり、これは、前記一点鎖線の鎖リンク部に対応する。次の式が当てはまる。Ｒ＝Ｒ₂−Ｒ₁−ＤＤは、それぞれ半径Ｒ₂とＲ₁とを有するＰ_II及びＰ_I を中心とする円の間の最短距離である。図３の実施形態において使用した式は、ソケット２に面する、ボール１と圧力分配体４とのトロイダル状接続面の半径にも当てはまる。前記２つの接触体の弾性挙動によって作り出される線状または帯状接触面を備えた２つの作動面の存在により、中空空間が形成され、これは、前記接線（接触帯）によって限定される。この中空空間は、負荷付与／負荷軽減サイクル中における弾性変形、及び／又はそれに対応した各部材の形成によって変化させることができる（図６〜１１参照）。関節を潤滑する体液のための吸引／ポンプ効果が、この可変中空空間によって作り出される。下記の２つの別構成は、本発明による人工関節の多数の可能な組合せを示すものである。ａ）図３のトロイダル窩−球状顆タイプの、”線状”力伝達を備えた２つのボール−ソケット関節の直列構成。ｂ）図３のトロイダル窩−球状顆タイプ（図３による）の、”線状”力伝達を備えたボール−ソケット関節と、歯科補綴学（Ｅｎｄｏｐｒｏｔｈｅｔｉｋ）の分野において現在使用されている”普通”の従来式のボール−ソケット関節との直列構成。図１４は、ソケット２の孔３を封止体１２によって封止することが実用的であることを示している。この場合、前記封止体１２は、孔３にネジ込むことができる。この封止体１２は、挿入中においてソケット２と孔３とを封止する作用を有し、これによって骨セメントが孔３に侵入することができない。骨セメントの挿入および硬化後、前記封止体１２をソケット３から取り外すと、孔３が開口する。前記封止体１２は、更に、ソケットの挿入中における別の位置決め補助部材としても作用する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年８月１５日【補正内容】請求の範囲１．互いに移動する作用面を備えた少なくとも２つの関節パーツ、即ち、少なくとも１つのソケットと１つのボールとからなり、特にヒトの関節の代替品として作用する人工関節であり、その挿入状態において、前記作用面間に線状力伝達領域が形成されていて、前記関節パーツ（１，２，４）の前記作用面が、球状および／又はトロイダル体の表面セグメント及び／又は回転対称体の表面セグメントとして構成されて、前記ソケット（２）に貫通孔（３）が形成されていて、その孔の中心が、その通常位置における前記人工関節の主力の軸芯に沿って位置することを特徴とする人工関節。２．請求項１の人工関節であって、摺動面（５，６）を備えた圧力分配体（４）が、前記ソケット（２）と前記ボール（１）との間に配設され、その挿入状態、即ち、その作用状態において、前記関節パーツ（１，２，４）の前記作用面の間に線状力伝達領域Ｋ_Lが形成されている。３．請求項２の人工関節であって、前記圧力分配体（４）に貫通孔（７）が形成されていて、その孔の中心が、その通常位置における前記関節の主力の軸芯に沿って位置することを特徴とする人工関節。４．請求項１〜３のいずれか１項の人工関節であって、前記ソケット（２）の前記貫通孔（３）の寸法は、その赤道を限度として、前記ソケット面の１／６〜５／６である。５．請求項１〜４のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）は回転中心Ｍ₁を有し、前記ソケット（２）は回転中心Ｍ₂を有し、前記ボール（１）の円形凸状断面輪郭は半径Ｒ₁を有し、前記ソケット（２）の凹状円状断面輪郭はＲ₂を有し、前記圧力分配体（４）はＭ₁とＭ₂との間の接続線の延長上において厚みＤを有し、更に、前記２つの回転中心Ｍ₁，Ｍ₂を通過する２本の関節軸芯を備えた２部連結連鎖部作動の関節軸芯軌跡の半径Ｒが、Ｒ₂＞Ｒ₁＋Ｄとして、Ｒ＝Ｒ₂−Ｒ₁−Ｄから導かれる。６．請求項１の人工関節であって、前記孔（３）の縁部が前記線状力伝達領域を形成している。７．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記圧力分配体（４）との連結部が回転中心Ｐ_Iを有し、前記圧力分配体（４）と前記ソケット（２）との連結部が回転中心Ｐ_IIを有し、前記第１の連結部が半径Ｒ₁（対応の関節面対の球面の半径）を有し、前記第２の連結部が半径Ｒ₂（対応の関節面対の球面の半径）を有し、前記２つの半径の間の最短距離がＤであり、前記２つの回転中心Ｐ_I，Ｐ_IIを通過する関節軸芯を備えた２部連結体の関節軸芯の軌跡の半径Ｒが、Ｒ₂＞Ｒ₁＋Ｄとして、Ｒ＝Ｒ₂−Ｒ₁−Ｄから導かれる（図１２，１３）。８．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）が枢支点Ｐを中心とする円形断面輪郭と半径Ｒ_Iとを備えた球状を有し、前記ソケット（２）が、断面とした見た場合に、半径Ｒ_Tを有するトーラスの一部として形成されていて、前記ソケット（２）がそれぞれの対応する中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂を中心とする円形断面輪郭を備えた２つの凸状ソケット面（９，１０）から形成されており、前記中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₁と前記枢支点Ｐとが、それぞれ、二等辺三角形の隅に位置し、前記三角形の底辺が前記Ｍ₂₁とＭ₂₂との間の接続線によって形成され、前記半径Ｒ₂が前記ソケット面（９，１０）の前記円形断面輪郭を形成し、Ｒ₁＜Ｒ₂である。９．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）の前記作用面はトロイダル体の表面セグメントによって形成され、前記ソケット（２）は前記半径Ｒ₂を備えて前記枢支点Ｐを中心とする凹状弓状断面輪郭を有し、前記ボール（１）はそれぞれ前記中心Ｍ₁₁及びＭ₁₂周りで半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を備えた２つの円状凸状断面輪郭を有し、Ｒ₂＞Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂である。１０．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とはトロイダル体の表面セグメントから形成され、前記枢支点Ｐは静止点ではなく、前記ボール（１）は、中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とをそれぞれ備えた２つの凸状円形断面輪郭から形成され、Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂であり、前記ソケット（２）が、中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とをそれぞれ備えた２つの凹状円形断面輪郭から形成され、Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂であり、Ｍ₁₁とＭ₂₁との間の接続線と、Ｍ₁₂とＭ₂₂との間の接続線とが前記枢支点Ｐにおいて交差するとともに、前記接線Ｋ_Lに出会う。１２．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とがトロイダル形状体の表面セグメントから形成され、前記ボール（１）が、断面から見たときに、中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と対応の半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とを備えた２つの円形断面輪郭から形成され、前記ソケット（２）が、断面から見たときに、中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と対応の半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とを備えた２つの凹状円形断面輪郭を有し、前記両半径が互いに同じ大きさで、かつ、互いに同じ大きさの半径Ｒ₁₂及びＲ₁₁よりも大きく、更に、Ｍ₁₁とＭ₂₁との間の接続線と、Ｍ₁₂とＭ₂₂との間の接続線とが前記枢支点Ｐにおいて交差するとともに、前記接線Ｋ_Lに出会う。１３．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）との前記作用面がトロイダル形状体の表面セグメントから形成され、前記ボール（１）が中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とを備えた２つの凸状円形断面輪郭から形成され、Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂であり、前記ソケット（２）がそのそれぞれの円形断面輪郭の中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と、更に半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とを備えた２つの凸状ソケット領域（９，１０）から形成されるとともに、Ｒ₂₁とＲ₂₂とが互いに同じ大きさで、かつ、前記半径Ｒ₁₁とＲ₁₂よりも大きい。１４．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とがトロイダル形状体の表面セグメントから形成され、前記ボール（１）がそれぞれ中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂周りでの半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を備えた２つ円形凸状断面輪郭を有し、前記ソケット（２）が中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と、互いに同じ大きさの半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とを備えた２つの凸状ソケット領域（９，１０）から形成され、前記半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂が互いに同じ大きさで、かつ、前記互いに同じ大きさの半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂よりも大きい。１５．請求項１〜６のいずれから１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）と前記作用面がトロイダル形状体の表面セグメントから形成され、前記ボール（１）が２つの中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と更に半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とを備えた断面輪郭から形成され、Ｒ₁₁とＲ₁₂とが互いに同じ大きさであり、前記ソケット（２）が中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂じ大きさの半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とを備えた２つの円形断面輪郭を有し、Ｍ₁₁とＭ₂₁，との接続線と、Ｍ₁₂とＭ₂₂との接続線とが前記枢支点Ｐにおいて交差するとともに、これらの接続線が前記接触面上において前記接線Ｋ_Lに出会う。１６．請求項１〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記ソケット（２）と前記ボール（１）との前記作用面がトロイダル形状体の表面セグメントとして形成され、前記圧力分配体（４）が２つの球状摺動面（５，６）を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (71)出願人アダム，ペータードイツ連邦共和国デー−85221 ダッハウハッケンエンガーシュトラーセ９ (72)発明者クバイン−メーゼンブルク，ディートマールドイツ連邦共和国デー−37547 クライエンゼンブルクヴェーク１アー (72)発明者ネーガール，ハンスドイツ連邦共和国デー−37130 グライヒェン／オーテークライン−レングデンランゲ・ヘッケ 41 (72)発明者アダム，ペータードイツ連邦共和国デー−85221 ダッハウハッケンエンガーシュトラーセ９

Claims

【特許請求の範囲】１．互いに移動する作用面を備えた少なくとも２つの関節パーツからなり、特にヒトの関節の代替品として作用する人工関節であって、前記関節パーツ（１，２，４）の前記作用面が、球状および／又はトロイダル状および／又は回転対称状に形成されるとともに、その挿入状態、即ち、作用状態において、前記関節パーツ（１，２，４）間に線状力伝達領域Ｋ_Lが形成されることを特徴とする人工関節。２．互いに移動する作用面を備えた少なくとも２つの関節パーツからなり、特にヒトの関節の代替品として作用する人工関節であって、前記関節パーツ（１，２，４）の前記作用面が、球状および／又はトロイダル状および／又は回転対称状に形成されるとともに、前記関節パーツ（１，２，４）が、その挿入状態、即ち、作用状態において、関節の中心に体液が流入するように構成されていることを特徴とする人工関節。３．請求項１又は２の人工関節であって、前記ソケット（２）に、好ましくは、その通常の位置における前記人工関節の主力軸芯にその中心が位置するように孔（３）が形成されている。４．請求項１〜３のいずれか１項の人工関節であって、前記関節パーツが、ボール（１）と、ソケットと、更に、前記ソケット（２）と前記ボール（１）との間に摺動可能に設けられた圧力分配体（４）とによって形成され、前記圧力分配体に孔（７）が形成されるとともに、前記孔の中心が、好ましくは、その通常位置における前記関節の主力軸芯に位置する。５．請求項３又は４の人工関節であって、前記ソケット（２）の前記孔（３）の寸法は、その赤道を限度として、前記ソケット面の１／６〜５／６である。６．請求項３〜５のいずれか１項の人工関節であって、前記ソケット（２）の前記孔（３）は、封止体（１２）、特に、ネジ式封止体、によって封止可能である。７．請求項１の人工関節であって、前記関節パーツは、ボール（１）と、ソケット（２）と、更に、前記ソケット（２）と前記ボール（１）との間に摺動可能に配設された圧力分配体（４）とによって形成され、かつ、摺動面（５，６）を有する。８．請求項２〜６のいずれか１項の人工関節であって、前記関節パーツ（１，２，４）の前記作用面は、その挿入状態、即ち、作用状態において、前記関節パーツ（１，２，４）間に線状力伝達領域Ｋ_Lを有している。９．請求項１〜８のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）は、回転中心Ｍ₁を有し、前記ソケット（２）は回転中心Ｍ₂を有し、前記ボール（１）の円形凸状断面輪郭は半径Ｒ₁を有し、前記ソケット（２）の凹状円状断面輪郭はＲ₂を有し、前記圧力分配体（４）はＭ₁とＭ₂との間の接続線の延長上において厚みＤを有し、更に、前記２つの回転中心Ｍ₁，Ｍ₂を通過する２本の関節軸芯を備えた２部連結連鎖部作動の関節軸芯軌跡の半径Ｒが、Ｒ₂＞Ｒ₁＋Ｄとして、Ｒ＝Ｒ₂−Ｒ₁−Ｄから導かれる。１０．請求項３〜９のいずれか１項の人工関節であって、前記ソケット（２）に孔（３）が形成され、この孔（３）の中心が、その通常位置における前記人工関節の主力軸芯上に位置し、前記孔の縁部が前記線状力伝達領域を形成している。１１．請求項１〜１０のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記圧力分配体（４）との連結部が回転中心Ｐ_Iを有し、前記圧力分配体（４）と前記ソケット（２）との連結部が回転中心Ｐ_IIを有し、前記第１の連結部が半径Ｒ₁（対応の関節面対の球面の半径）を有し、前記第２の連結部が半径Ｒ₂（対応の関節面対の球面の半径）を有し、前記２つの半径の間の最短距離がＤであり、前記２つの回転中心Ｐ_I，Ｐ_IIを通過する関節軸芯を備えた２部連結体の関節軸芯の軌跡の半径Ｒが、Ｒ₂ ＞Ｒ₁＋Ｄとして、Ｒ＝Ｒ₂−Ｒ₁−Ｄから導かれる（図１２，１３）。１２．請求項１〜１１のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）が、円形断面輪郭を備えた球形状と、前記関節の枢支点Ｐを中心とする半径Ｒ₁とを有し、前記ソケット（２）が互いに交差するとともに、中心Ｍ₂₁とＭ₂₂及びそれに対応の半径Ｒ₂₁及びＲ₂₂とを有する２つの円形凹上断面輪郭によって形成されるトロイダル形状を有し、Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂で、かつ、Ｒ₁＜Ｒ₂₁である。１３．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）が前記枢支点Ｐを中心とする円形断面輪郭と半径Ｒ₁とを備えた球形状を有し、前記ソケット（２）が、断面とした見た場合に、半径Ｒ_Tを有するトーラスの一部として形成され、前記ソケット（２）がそれぞれの対応する中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂を中心とする円形断面輪郭を備えた２つの凸状ソケット面（９，１０）から形成されていて、前記中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と前記枢支点Ｐとが、それぞれ二等辺三角形の角に位置する前記三角形の底辺が前記Ｍ₂₁とＭ₂₂との間の接続線によって形成され、前記半径Ｒ₂が前記ソケット面（９，１０）の前記円形断面輪郭を形成し、Ｒ₁＜Ｒ₂である。１４．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）はトロイダル形状を有し、前記ソケット（２）は前記半径Ｒ₂を備えて前記枢支点Ｐを中心とする凹状弓状断面輪郭を有し、前記ボール（１）はそれぞれ前記中心Ｍ₁₁及びＭ₁₂周りで半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を備えた２つの円状凸状断面輪郭を有し、Ｒ₂ ＞Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂である。１５．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とはトロイダル形状を有し、前記枢支点Ｐは静止点ではなく、前記ボール（１）は中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とをそれぞれ備えた２つの凸状円形断面輪郭から形成され、Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂であり、前記ソケット（２）が中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とをそれぞれ備えた２つの凹状円形断面輪郭から形成され、Ｒ₂₁＝Ｒ₂₂であり、Ｍ₁₁とＭ₂₁との間の接続線と、Ｍ₁₂とＭ₂₂との間の接続線とが前記枢支点Ｐにおいて交差するとともに、前記接線Ｋ_Lに出会う。１６．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とがトロイダル形状体として構成され、前記ボール（１）が、断面から見たときに、中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と対応の半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とを備えた２つの円形断面輪郭から形成され、前記ソケット（２）が、断面から見たときに、中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と対応の半径Ｒ₂₁ ，Ｒ₂₂とを備えた２つの凹状円形断面輪郭を有し、前記両半径が互いに同じ大きさで、かつ、互いに同じ大きさの半径Ｒ₁₂及びＲ₁₁よりも大きく、更に、Ｍ₁₁ とＭ₂₁との間の接続線と、Ｍ₁₂とＭ₂₂との間の接続線とが前記枢支点Ｐにおいて交差するとともに、前記接線Ｋ_Lに出会う。１７．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とがトロイダル形状体として構成され、前記ボール（１）が中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とを備えた２つの凸状円形断面輪郭から形成され、Ｒ₁₁＝Ｒ₁₂であり、前記ソケット（２）がそのそれぞれの円形断面輪郭の中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と、更に半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とを備えた２つの凸状ソケット領域（９，１０）から形成されるとともに、Ｒ₂₁とＲ₂₂とが互いに同じ大きさで、かつ、前記半径Ｒ₁₁とＲ₁₂よりも大きい。１８．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とがトロイダル形状体として構成され、前記ボール（１）がそれぞれ中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂周りでの半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂を備えた２つ円形凸状断面輪郭を有し、前記ソケット（２）が中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂と、互いに同じ大きさの半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とを備えた２つの凸状ソケット領域（９，１０）から形成され、前記半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂が互いに同じ大きさで、かつ、前記互いに同じ大きさの半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂よりも大きい。１９．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ボール（１）と前記ソケット（２）とがトロイダル形状体として構成され、前記ボール（１）が２つの中心Ｍ₁₁，Ｍ₁₂と更に半径Ｒ₁₁，Ｒ₁₂とを備えた断面輪郭から形成され、Ｒ₁₁とＲ₁₂とが互いに同じ大きさであり、前記ソケット（２）が中心Ｍ₂₁，Ｍ₂₂ と互い同じ大きさの半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂とを備えた２つの円形断面輪郭を有し、Ｍ₁₁ とＭ₂₁との接続線と、Ｍ₁₂とＭ₂₂との接続線とが前記枢支点Ｐにおいて交差するとともに、これらの接続線が前記接触面上において前記接線Ｋ_Lに出会う。２０．請求項１〜１２のいずれか１項の人工関節であって、前記ソケット（２）と前記ボール（１）とがトロイダル形状を有し、前記圧力分配体（４）が２つの球状摺動面（５，６）を有する。