(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントであって、
前記患者の大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、
前記患者の脛骨の近位部に固定される脛骨プレートと、を備え、
前記大腿骨コンポーネントは、内側顆と、外側顆と、前記内側顆および前記外側顆のそれぞれに設けられ前記大腿骨コンポーネントの外側を向いて湾曲した大腿骨関節面と、を含み、
前記脛骨プレートは、前記近位部のうち前記脛骨プレートと上下に向かい合う対向面と平行に配置される下面と、内側窩と、外側窩と、前記内側窩および前記外側窩のそれぞれに設けられ対応する前記大腿骨関節面に接触するための脛骨関節面と、を含み、
前記脛骨関節面は、前記脛骨に対する前記大腿骨の屈曲角度の増大に伴って前記大腿骨関節面との接触位置が後方に変位するように構成されており、
前記内側窩および前記外側窩の双方において、前記脛骨関節面のうち、後端部を含む後部領域は、後方に向かうに従い前記下面側に向かう形状に形成されていることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項２】
請求項１に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記脛骨関節面は、前記後部領域の前方に配置された平坦部を有し、
前記平坦部は、前記下面と平行に延びていることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記後部領域は、前記下面に対する勾配が一定である傾斜部を含むことを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記後部領域は、前記下面から遠ざかる方向に向けて凸となる湾曲状に形成された凸湾曲部を含むことを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記後部領域は、前記下面に近づく方向に向けて窪む湾曲状に形成された凹湾曲部を含むことを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記脛骨プレートの前記下面は、直接又は脛骨トレイを介して前記対向面に固定されることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記脛骨プレートとして、前記後部領域の形状の異なる複数の脛骨プレートを含み、当該複数の脛骨プレートのいずれかを選択可能であることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の前記遠位部に固定される大腿骨固定部と、当該大腿骨固定部の後方に配置され前記大腿骨関節面の一部を形成する後顆と、を含み、
前記大腿骨コンポーネントとして、前記大腿骨固定部の形状が共通で且つ前記後顆の厚みの異なる複数の大腿骨コンポーネントを含み、当該複数の大腿骨コンポーネントのいずれかを選択可能であることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
膝関節を損傷等した患者の当該膝関節を人工膝関節に置換する置換術には、患者の前十字靭帯及び後十字靭帯の双方を切除する置換術と、前十字靭帯は切除するものの、後十字靭帯は温存する置換術と、がある。前十字靭帯及び後十字靭帯の双方を切除する置換術に用いられる人工膝関節には、ＣＳ（Cruciate Substituting）タイプとＰＳ（Posterior Stabilized）タイプがあり、また、後十字靭帯を温存する置換術に用いられる人工膝関節には、ＣＲ（Cruciate Retaining）タイプがある。これらの人工膝関節は、患者の側副靭帯や、温存された後十字靭帯等の軟部組織と協働して膝の屈曲運動を実現する。
【０００３】
一般に、人工膝関節は、大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、脛骨の近位部に固定される脛骨プレートと、を有している（例えば、特許文献１参照）。大腿骨コンポーネントは、円弧状の大腿骨関節面を含んでいる。大腿骨関節面は、脛骨プレートに形成された脛骨関節面に接触可能である。脛骨関節面は、脛骨側に向けて窪んだ凹状の湾曲面である。大腿骨関節面が脛骨関節面に対して摺動することにより、膝の屈曲運動が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６０１３１０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような人工膝関節インプラントが装着された患者において、術後のＱＯＬ（Quality of Life、生活の質）の向上のためには、自然な屈曲状態を実現することが重要である。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、患者の側副靭帯や温存された後十字靭帯等の軟部組織と協働して、膝の屈曲運動を実現する人工膝関節インプラントにおいて、より自然な屈曲動作を実現することができるようにすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は、鋭意研究を行った結果、上記のようなタイプの人工膝関節インプラントに特有の課題が存在することに着目した。具体的には、人工膝関節インプラントは、前述したように、患者の側副靭帯や温存された後十字靭帯等の軟部組織と協働して、脛骨に対する大腿骨の運動、すなわち、膝の屈曲運動を行わせる。そして、屈曲角度が大きくなると、それらの靭帯は、緊張状態となり、テンションが生じる。そして、それらの靭帯が硬い患者の場合、このテンションの値は、一層大きくなる傾向にある。
【０００８】
膝を屈曲した場合に、側副靭帯や温存された後十字靭帯等に生じるテンションが大きいと、それらの靭帯が大腿骨の遠位部を脛骨の近位部に近づけようとする力は、大きくなる。これにより、大腿骨の遠位部と脛骨の近位部との間のギャップ（以下、単にギャップともいう。）が小さくなる。即ち、膝を伸ばした状態におけるギャップの値と、膝を屈曲した状態におけるギャップの値との差が大きくなる。膝の屈曲角度によってギャップが大きく変化すると、患者に与える違和感が大きくなり、膝の自然な屈曲動作を行い難い。
【０００９】
特許文献１等に記載の構成では、脛骨プレートは、凹状に形成されていることにより、後端部の厚みが大きくされている。このため、屈曲角度が大きい場合、大腿骨関節面は、脛骨の近位部から遠く離れた位置で脛骨関節面に接触する。その結果、靭帯が伸ばされる量が大きくなり、靭帯に生じるテンションは、より一層大きくなる。このため、靭帯に作用するテンションに起因して、大腿骨の遠位部と脛骨の近位部との間のギャップの変化が大きくなる。
【００１０】
上記知見に基づいてなされた第１発明に係る人工膝関節インプラントは、患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントであって、前記患者の大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、前記患者の脛骨の近位部に固定される脛骨プレートと、を備え、前記大腿骨コンポーネントは、内側顆と、外側顆と、前記内側顆および前記外側顆のそれぞれに設けられ前記大腿骨コンポーネントの外側を向いて湾曲した大腿骨関節面と、を含み、前記脛骨プレートは、前記近位部のうち前記脛骨プレートと上下に向かい合う対向面と平行に配置される下面と、内側窩と、外側窩と、前記内側窩および前記外側窩のそれぞれに設けられ対応する前記大腿骨関節面に接触するための脛骨関節面と、を含み、前記脛骨関節面は、前記脛骨に対する前記大腿骨の屈曲角度の増大に伴って前記大腿骨関節面との接触位置が後方に変位するように構成されており、前記内側窩および前記外側窩の双方において、前記脛骨関節面のうち、後端部を含む後部領域は、後方に向かうに従い前記下面側に向かう形状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、脛骨プレートが患者の大腿骨に固定された状態では、脛骨関節面の後部領域は、後方に向かうに従い大腿骨から離隔するように延びている。このため、大腿骨関節面が脛骨関節面の後部領域に接触している場合、大腿骨コンポーネント及び大腿骨の遠位部は、屈曲角度が大きくなるに従い、脛骨側に変位することとなる。これにより、脛骨プレートの後端部に隣接して配置される患者の靭帯の伸長量が小さくなり、靭帯に生じるテンションを小さくできる。尚、患者の前十字靭帯及び後十字靭帯の双方を切除した場合は、上記テンションが生じる靭帯とは、例えば、患者の側副靭帯である。また、患者の前十字靭帯は切除するものの、後十字靭帯は温存した場合は、上記テンションが生じる靭帯とは、例えば、患者の側副靭帯及び後十字靭帯である。人工膝関節において、上記の動作が行われる結果、膝の屈曲角度が大きい場合でも、靭帯のテンションは、過大にならずに済む。よって、靭帯のテンションの増大に起因する、大腿骨の遠位部と脛骨の近位部との間のギャップの減少を抑制できる。これにより、膝を伸ばしている場合と、膝の屈曲角度が大きい場合との間で、ギャップの変動を小さくできる。その結果、患者は、より自然な膝の自然な屈曲動作を行うことができる。
【００１２】
従って、本発明によると、患者にとって、より自然な膝の屈曲動作を行うことのできる人工膝関節インプラントを提供することができる。
【００１３】
第２発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明の人工膝関節インプラントにおいて、前記脛骨関節面は、前記後部領域の前方に配置された平坦部を有し、前記平坦部は、前記下面と平行に延びていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、大腿骨関節面と平坦部とが接触している場合には、屈曲角度は比較的小さい状態となる。この場合、患者の靭帯が伸長される量は比較的小さい。したがって、この場合、靭帯に生じるテンションが問題となることは実質的に無いと考えられる。このように、靭帯に生じるテンションが問題とならない場合には、屈曲角度に拘らず、大腿骨の遠位部と脛骨の近位部との間のギャップを略一定にすることができる。したがって、屈曲角度の変化に伴うギャップの変化をより一層抑制することができるので、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【００１５】
第３発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明又は第２発明の人工膝関節インプラントにおいて、前記後部領域は、前記下面に対する勾配が一定である傾斜部を含むことを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、大腿骨関節面コンポーネントが傾斜部に接触している場合、大腿骨コンポーネントのうち脛骨関節面と接触している接触部と、下面との間の距離は、屈曲角度の変化に伴って、線形的に変化する。このため、屈曲角度を増すように大腿骨コンポーネントが脛骨プレートに対して変位している場合において、大腿骨コンポーネントが脛骨側に急激に変位することを抑制できる。その結果、屈曲角度が増大する際において靭帯に生じるテンションに急激な変化が生じることを抑制できる。これにより、靭帯のテンションに起因するギャップの変化を抑制することができ、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【００１７】
第４発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明乃至第３発明の何れかの人工膝関節インプラントにおいて、前記後部領域は、前記下面から遠ざかる方向に向けて凸となる湾曲状に形成された凸湾曲部を含む。
【００１８】
この発明によると、屈曲角度が単位量変化した場合において、凸湾曲部の前部側では、下面との距離の変化率が小さい一方、凸湾曲部の後部側では、下面との距離の変化率が大きくなる。このため、大腿骨関節面が凸湾曲部に接触している場合には、大腿骨コンポーネントが脛骨側へ変位される量は、屈曲角度の増大に伴って、加速度的に大きくなる。これにより、大腿骨の遠位部を脛骨の近位部に寄せることのできる量を十分に大きくすることができるので、屈曲角度の増大に伴う靭帯の伸長を抑制することができる。したがって、靭帯の伸長量が大きくなる傾向にある、屈曲角度が大きい場合でも、靭帯の伸長量を抑制できる。その結果、靭帯のテンションに起因するギャップの変化を抑制することができ、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【００１９】
第５発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明乃至第４発明の何れかの人工膝関節インプラントにおいて、前記後部領域は、前記下面に近づく方向に向けて窪む湾曲状に形成された凹湾曲部を含むことを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、屈曲角度が単位量変化した場合において、凹湾曲部の前部側では、下面との距離の変化率が大きい一方、凹湾曲部の後部側では、下面との距離の変化率が小さくなる。これにより、大腿骨コンポーネントのうち凹湾曲部と接触している接触部は、凹湾曲部の前部との接触により、下面との距離を十分に小さくされ、その後、更に、後方に進むこととなる。このため、大腿骨コンポーネントは、屈曲角度の増大に伴って凹湾曲部の前部上を変位した時点で、十分に下面側に寄せられることとなる。これにより、大腿骨の遠位部を脛骨の近位部に寄せることのできる量を十分に大きくすることができるので、屈曲角度の増大に伴う靭帯の伸長を抑制することができる。したがって、靭帯の伸長量が大きくなる傾向にある、屈曲角度が大きい場合でも、靭帯の伸長量を抑制できる。その結果、靭帯のテンションに起因するギャップの変化を抑制することができ、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【００２１】
第６発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明乃至第５発明の何れかの人工膝関節インプラントにおいて、前記脛骨プレートの前記下面は、直接又は脛骨トレイを介して前記対向面に固定されることを特徴とする。
【００２２】
この発明によると、脛骨トレイを用いた場合には、脛骨トレイを脛骨の近位部に固定した状態で、脛骨プレートを脛骨関節面の形状の異なるものに取り換えることができる。これにより、患者にとって最適な脛骨プレートを採用することができる。よって、膝の自然な屈曲動作を実現するために、脛骨トレイの形状を変更する必要が無い。このため、脛骨トレイが固定される脛骨の近位部の形状を、脛骨プレートの形状に合わせて変更する必要が無い。また、脛骨プレートの下面を直接対向面に固定する場合には、部品点数を少なくできる。
【００２３】
第７発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明乃至第６発明の何れかの人工膝関節インプラントにおいて、前記脛骨プレートとして、前記後部領域の形状の異なる複数の脛骨プレートを含み、当該複数の脛骨プレートのいずれかを選択可能であることを特徴とする。
【００２４】
この発明によると、脛骨プレートの後部領域の互いの形状を異ならせることにより、大腿骨の遠位部と脛骨の近位部との間のギャップを異ならせることができる。これにより、屈曲角度の増大に伴う靭帯の伸長量を調整することができ、その結果、患者の靭帯にとって最適となるように後部領域の形状を調整することができる。すなわち、大腿骨と脛骨との間のギャップバランスの更なる均衡化を達成するために、複数の脛骨プレートのなかから、最適な脛骨プレートを選ぶことができる。例えば、靭帯の柔軟性が高い患者に対しては、複数の脛骨プレートの中から、後部領域の厚みが比較的大きい値となるように設定された脛骨プレートを選択することにより、靭帯を適度に伸長させることができる。また、靭帯の柔軟性の低い患者に対しては、複数の脛骨プレートの中から、後部領域の厚みが比較的小さい値となるように設定された脛骨プレートを選択することができる。これにより、靭帯の伸長量を少なくし、靭帯のテンションが大きくなることを抑制できる。このように、患者の靭帯の状態に合わせて脛骨プレートの形状を設定することができる。その結果、脛骨プレートを脛骨関節面の形状の異なるものに取り換えることにより、患者にとって最適な脛骨プレートを採用することができる。これにより、人工膝関節置換術の施術時に、患者にとって最適な脛骨プレートを容易に決定することができる。
【００２５】
第８発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明乃至第７発明の何れかの人工膝関節インプラントにおいて、前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の前記遠位部に固定される大腿骨固定部と、当該大腿骨固定部の後方に配置され前記大腿骨関節面の一部を形成する後顆と、を含み、前記大腿骨コンポーネントとして、前記大腿骨固定部の形状が共通で且つ前記後顆の厚みの異なる複数の大腿骨コンポーネントを含み、当該複数の大腿骨コンポーネントのいずれかを選択可能であることを特徴とする。
【００２６】
この発明によると、大腿骨コンポーネントの後顆の厚みを異ならせることにより、大腿骨の遠位部と脛骨の近位部との間のギャップを異ならせることができる。これにより、屈曲角度の増大に伴う靭帯の伸長量を調整することができ、その結果、患者の靭帯にとって最適となるように後顆の厚みを調整することができる。すなわち、大腿骨と脛骨との間のギャップバランスの更なる均衡化を達成するために、複数の大腿骨コンポーネントのなかから、最適な大腿骨コンポーネントを選ぶことができる。例えば、靭帯の柔軟性が高い患者に対しては、複数の大腿骨コンポーネントのうち後顆の厚みの大きい大腿骨コンポーネントを選択することにより、靭帯を適度に伸長させることができる。また、靭帯の柔軟性の低い患者に対しては、複数の大腿骨コンポーネントのうち後顆の厚みの小さい大腿骨コンポーネントを選択することにより、靭帯の伸長量を少なくし、靭帯のテンションが大きくなることを抑制できる。このように、患者の靭帯の状態に合わせて大腿骨コンポーネントの厚みを設定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によると、人工膝関節置換術において用いられる人工膝関節インプラントにおいて、より自然な屈曲動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る人工膝関節インプラントの側面図であり、一部は断面で示している。
【図２】大腿骨コンポーネント及び脛骨プレートのそれぞれの斜視図である。
【図３】大腿骨コンポーネントが患者の大腿骨の遠位部に取り付けられ、脛骨プレートが患者の脛骨の近位部に取り付けられた状態を、患者の側方から見た状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、大腿骨コンポーネントの後面図であり、（ｂ）は、大腿骨コンポーネントの平面図であり、（ｃ）は、大腿骨コンポーネントの底面図である。
【図５】(ａ)及び（ｂ）は、２つの大腿骨コンポーネントの側面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、２つの脛骨プレートを左右方向に見た断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、２つの脛骨プレートを左右方向に見た断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、２つの脛骨プレートを左右方向に見た断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、２つの脛骨プレートを左右方向に見た断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、２つの脛骨プレートを左右方向に見た断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｇ）は、生体膝関節の動作について説明するための、主要部の側面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、大腿骨コンポーネントと脛骨プレートとの相対変位について説明するための主要部の断面図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、大腿骨コンポーネントと脛骨プレートとの相対変位について説明するための主要部の断面図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、大腿骨コンポーネントと脛骨プレートとの相対変位について説明するための主要部の断面図である。
【図１５】本発明の変形例に係る人工膝関節インプラントの側面図であり、一部は断面で示している。
【図１６】本発明の変形例に係る大腿骨コンポーネント及び脛骨プレートのそれぞれの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントとして広く適用することができる。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る人工膝関節インプラント１の側面図であり、一部は断面で示している。人工膝関節インプラント１は、患者の膝関節を人工膝関節へ置換する手術において用いられる。人工膝関節インプラント１は、例えば、変形性膝関節症や慢性関節リウマチ等により膝関節が高度に変形した患者に対して、膝を正常な機能に回復させるために用いられる。
【００３１】
人工膝関節インプラント１は、複数の大腿骨コンポーネント１００，２００と、複数の脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００と、を備えている。人工膝関節インプラント１は、例えば、ＣＲ（Cruciate Retaining）型人工膝関節置換術において用いられる。ＣＲ型人工膝関節置換術は、患者の前十字靭帯は切除し、後十字靭帯は温存し、当該患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術である。
【００３２】
このＣＲ型人工膝関節置換術の施術時には、人工膝関節インプラント１における複数の大腿骨コンポーネント１００，２００の何れか１つが、術者によって選択される。また、施術時には、複数の脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００の何れか１つが、術者によって選択される。これにより、術者は、患者にとって最適な大腿骨コンポーネント及び脛骨コンポーネントを、施術中に選択することができる。
【００３３】
なお、複数の大腿骨コンポーネント１００，２００は、後顆１１２，２１２の厚みが互いに異なっている点以外は、概ね、互いに同様の構成を有している。また、複数の脛骨プレート３００，４００，５００，６００、７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００は、脛骨関節面３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１２２０の形状が互いに異なっている点以外は、概ね互いに同様の構成を有している。したがって、以下では、複数の大腿骨コンポーネント１００，２００のうち、主に１つの大腿骨コンポーネント１００の構成を説明する。また、複数の脛骨プレート３００，４００，５００，６００、７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００のうち、主に１つの脛骨プレート３００の構成を説明する。
【００３４】
図２は、大腿骨コンポーネント１００及び脛骨プレート３００のそれぞれの斜視図である。図３は、大腿骨コンポーネント１００が患者の大腿骨３の遠位部４に取り付けられ、脛骨プレート３００が患者の脛骨５の近位部６に取り付けられた状態を、患者の側方から見た状態を示す断面図である。図４（ａ）は、大腿骨コンポーネント１００の後面図であり、図４（ｂ）は、大腿骨コンポーネント１００の平面図であり、図４（ｃ）は、大腿骨コンポーネント１００の底面図である。
【００３５】
図２及び図３に示すように、大腿骨コンポーネント１００は、大腿骨３の遠位部４に固定されている。また、脛骨プレート３００は、脛骨５の近位部６に、脛骨トレイ２を介して固定されている。大腿骨コンポーネント１００及び脛骨プレート３００は、患者の膝の屈伸運動に伴って、相対変位する。この相対変位は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート３００との間で、転がり接触及びすべり接触の少なくとも一つが行われることで実現される。この相対変位によって、患者の膝の屈曲角度θが変化する。屈曲角度θは、大腿骨３の遠位部４の軸線Ｌ１と、脛骨５の近位部６の軸線Ｌ２とのなす角度である。通常、屈曲角度θは、例えば、ゼロ度〜百数十度の範囲に設定されている。
【００３６】
大腿骨コンポーネント１００と、脛骨プレート３００と、脛骨トレイ２によって、人工膝関節７が形成されている。人工膝関節７は、図１に示す大腿骨コンポーネント１００，２００の何れかと、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００の何れかと、を含む。
【００３７】
図２及び図３に示すように、以下では、大腿骨３の遠位部４と、脛骨５の近位部６との間の距離を、ギャップＤ１という。また、患者が膝を延ばしている状態でのギャップを伸展ギャップといい、患者が膝を曲げている状態でのギャップを屈曲ギャップという。また、「内側」、又は「外側」というときは、大腿骨コンポーネント１００及び脛骨プレート３００が設置されている患者の膝の内側又は外側をいうものとする。即ち、大腿骨コンポーネント１００及び脛骨プレート３００が患者の左足に配置されている場合には、内側は、患者にとっての右側をいい、外側は、患者にとっての左側をいう。また、「前」又は「後」をいうときは、患者にとっての前又は後をいうものとする。また、「上」又は「下」をいうときは、患者にとっての上又は下をいうものとする。以下では、特に言及無き場合には、屈曲角度θがゼロの状態、すなわち、患者が真っ直ぐに起立した状態を基準に人工膝関節インプラント１を説明する。また、本実施形態では、人工膝関節インプラント１が患者の左足に装着された状態を説明する。
【００３８】
図２、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、大腿骨コンポーネント１００は、例えば、生体親和性を有する金属材料を用いて形成されている。大腿骨コンポーネント１００は、側面視においてＵ字状に形成されている。また、大腿骨コンポーネント１００は、平面視において、Ｕ字状に形成されている。
【００３９】
大腿骨コンポーネント１００は、内側顆１０１と、外側顆１０２と、を備えて構成されている。
【００４０】
内側顆１０１及び外側顆１０２は、それぞれ、左右に並んで配置されている。内側顆１０１及び外側顆１０２は、それぞれ、大腿骨３の遠位部４の前方から、遠位部４の下方に延び、更に、遠位部４の後方に延びる形状に形成されている。内側顆１０１の前部と外側顆１０２の前部とは、互いに接続されている。内側顆１０１の中間部、及び後端部は、それぞれ、外側顆１０２の中間部及び後端部と左右に離隔して配置されている。
【００４１】
内側顆１０１及び外側顆１０２は、大腿骨３の遠位部４側を向く内側面を有している。これらの内側面は、それぞれ、大腿骨３の遠位部４に固定されている。具体的には、内側顆１０１および外側顆１０２には、それぞれ、大腿骨固定部１０が形成されている。各大腿骨固定部１０は、第１固定部１１、第２固定部１２、第３固定部１３、第４固定部１４、及び第５固定部１５を有している。また、大腿骨３の遠位部４には、骨切り面１６が形成されている。この骨切り面１６は、例えば、術者がカッタ等の器具を用いて遠位部４の一部を切除することで、形成されており、第１固定部１１〜第５固定部１５の形状に沿う形状を有している。
【００４２】
第１固定部１１は、後側を向いており、後斜め下方に延びている。第１固定部１１は、骨切り面１６のうち、前方を向く部分に固定されている。第２固定部１２は、第１固定部１１の下端部から、後斜め下方に延びている。第２固定部１２は、後斜め上方を向いている。第２固定部１２は、骨切り面１６のうち、前斜め下方を向く部分に固定されている。
【００４３】
第３固定部１３は、第２固定部１２の下端部から、略水平に、且つ後方に延びている。第３固定部１３は、上方を向いており、骨切り面１６のうち、下方を向く部分に固定されている。第４固定部１４は、第３固定部１３の後端部から、後斜め上方に延びている。第４固定部１４は、前斜め上方を向いており、骨切り面１６のうち、後斜め下方を向く部分に固定されている。第５固定部１５は、第４固定部１４の上端から、上方に向けて延びている。第５固定部１５は、前方を向いており、骨切り面１６のうち、後方を向く部分に固定されている。各固定部１１〜１５と、骨切り面１６とは、骨セメント、又は生体活性材料を含むコーティング剤等を用いて固定されている。
【００４４】
各第３固定部１３には、凸部１７が形成されている。各凸部１７は、遠位部４の骨切り面に形成された一対の凹部に挿通されており、この凹部に固定されている。凸部１７は、例えば円柱状に形成されている。
【００４５】
内側顆１０１及び外側顆１０２のそれぞれにおいて、大腿骨３の遠位部４の外側を向く外側面には、大腿骨関節面１０３が形成されている。各大腿骨関節面１０３は、患者の膝の屈伸運動に伴って脛骨プレート３００と摺動する湾曲面として設けられている。大腿骨関節面１０３は、大腿骨コンポーネント１００の外側を向く凸湾曲形状に形成されている。大腿骨関節面１０３は、第３固定部１３に隣接する部分と、第４固定部１４に隣接する部分と、第５固定部１５に隣接する部分と、を有している。これにより、大腿骨関節面１０３は、側方から見て、遠位部４の一部を取り囲んでいる。大腿骨関節面１０３の前端１０４は、膝が真っ直ぐの状態のときに、脛骨関節面３２０と接触している。
【００４６】
尚、内側顆１０１の大腿骨関節面１０３の形状と、外側顆１０２の大腿骨関節面１０３の形状とは、同様である。したがって、以下では、主に、外側顆１０２の大腿骨関節面１０３について説明し、内側顆１０１の大腿骨関節面１０３についての説明を省略する。
【００４７】
大腿骨関節面１０３のうち、左右方向における大腿骨関節面１０３の中間の位置には、頂部１０５が設けられている。本実施形態では、大腿骨関節面１０３のうちの、左右方向における内側端部の近傍の位置に、頂部１０５が配置されている。この頂部１０５は、側面視において、大腿骨関節面１０３の最も外側（大腿骨３の骨切り面１６から離隔する方向の先端）に位置している。即ち、側面視における大腿骨関節面１０３の輪郭部分が、頂部１０５である。大腿骨関節面１０３のうち、この頂部１０５は、脛骨プレート３００の後述する中央部３２１と接触可能である。
【００４８】
大腿骨関節面１０３は、外側顆１０２に備えられる遠位顆１１１、後顆１１２及び上顆１１３によって形成されている。
【００４９】
図３及び図４（ａ）に示すように、遠位顆１１１は、大腿骨３の遠位部４の骨切り面１６の下面と対向するように配置されている。後顆１１２は、遠位顆１１１から後斜め上方へ向けて延びる部分として設けられている。後顆１１２は、第４固定部１４と、第５固定部１５の一部とを構成しており、大腿骨固定部１０の後方に配置される。上顆１１３は、後顆１１２の上端から上方へ向けて延びる部分として設けられている。上顆１１３は、第５固定部１５の一部を構成している。
【００５０】
図２及び図３に示すように、上記の構成を有する大腿骨コンポーネント１００は、脛骨コンポーネント１８によって、摺動可能に支持されている。脛骨コンポーネント１８は、脛骨トレイ２と、脛骨プレート３００とを備えて構成されている。
【００５１】
脛骨トレイ２は、脛骨プレート３００を支持するトレイ本体１９と、トレイ本体１９の下面から突出するスタッド部２０と、を備えて構成されている。スタッド部２０は、脛骨５の近位部６に形成された孔部２１に嵌合されている。スタッド部２０と、孔部２１とは、骨セメント、又は生体活性材料を含むコーティング剤等を用いて固定されている。孔部２１は、ドリル等を用いて術者によって形成されている。トレイ本体１９は平板状に形成されており、近位部６の端面としての対向面６ａ上に配置されている。対向面６ａは、脛骨プレート３００の下面３０３と上下に且つ平行に向かい合う平面である。トレイ本体１９は、大腿骨コンポーネント１００側を向く上面を有している。この上面に、脛骨プレート３００が固定されている。
【００５２】
脛骨プレート３００は、合成樹脂等を用いて形成されている。脛骨プレート３００は、偏平な板状に形成されている。脛骨プレート３００は、左右に細長い円板状に形成されている。脛骨プレート３００は、平面視において、Ｕ字状に形成されている。脛骨プレート３００のうちの下面３０３が、トレイ本体１９の上面に固定されている。
【００５３】
脛骨プレート３００は、中間部３１１と、内側窩３１２と、外側窩３１３と、を有している。
【００５４】
中間部３１１は、左右方向において、内側窩３１２と、外側窩３１３との間に位置している。この中間部３１１は、内側窩３１２と、外側窩３１３と、を隔てる部分として設けられており、大腿骨コンポーネント１００には接触しないように構成されている。中間部３１１の後端部には、切欠３１１ａが形成されている。中間部３１１に対して、左右方向における内側に、内側窩３１２が配置されている。また、中間部３１１に対して、左右方向における外側に、外側窩３１３が配置されている。
【００５５】
内側窩３１２及び外側窩３１３は、それぞれ、大腿骨コンポーネント１００の内側顆１０１及び外側顆１０２と摺動可能に接触する窪みとして設けられている。内側窩３１２及び外側窩３１３は、それぞれ、大腿骨コンポーネント１００の内側顆１０１及び外側顆１０２を受けるための窪みを有している。
【００５６】
内側窩３１２のうち、大腿骨コンポーネント１００の内側顆１０１と対向する面には、脛骨関節面３２０が形成されている。同様に、外側窩３１３のうち、大腿骨コンポーネント１００の外側顆１０２と対向する面には、脛骨関節面３２０が形成されている。これら２つの脛骨関節面３２０，３２０は、それぞれ、脛骨５の近位部６側へ向けて窪んだ形状に形成されている。内側窩３１２の脛骨関節面３２０は、内側顆１０１の大腿骨関節面１０３と摺動可能に接触している。また、外側窩３１３の脛骨関節面３２０は、外側顆１０２の大腿骨関節面１０３と摺動可能に接触している。
【００５７】
なお、内側窩３１２の脛骨関節面３２０の形状と、外側窩３１３の脛骨関節面３２０の形状とは、同様である。したがって、以下では、主に、外側窩３１３の脛骨関節面３２０について説明し、内側窩３１２の脛骨関節面３２０についての説明を省略する。
【００５８】
本実施形態では、左右方向における脛骨関節面３２０の中央部３２１は、前後方向に延びている。脛骨関節面３２０のうち、この中央部３２１が、大腿骨関節面１０３のうちの頂部１０５と接触する。したがって、脛骨関節面３２０の中央部３２１の形状と、大腿骨関節面１０３の頂部１０５の形状とによって、脛骨５に対する大腿骨３の運動の軌跡が決まることとなる。これら中央部３２１と頂部１０５とは、実質的に点接触となる。したがって、脛骨５に対する大腿骨３の運動の軌跡は、線となる。頂部１０５及び中央部３２１のうち互いに接触している部分によって、接触部３１４が形成されている。大腿骨関節面１０３の頂部１０５の詳細について、以下説明する。
【００５９】
図５(ａ)及び図５（ｂ）は、大腿骨コンポーネント１００，２００の側面図である。図５（ａ）に示すように、大腿骨コンポーネント１００の大腿骨関節面１０３の頂部１０５は、複数の曲率半径を有している。具体的には、大腿骨関節面の頂部１０５は、第１部分１２１と、第２部分１２２と、第３部分１２３と、第４部分１２４と、を有している。第１部分１２１〜第４部分１２４は、曲率半径が互いに異なる部分として設けられている。
【００６０】
頂部１０５の第１部分１２１は、頂部１０５において、曲率半径の最も大きい部分として設けられている。この第１部分１２１は、下向きに凸となる形状に形成されている。頂部１０５の第１部分１２１は、大腿骨関節面１０３の前端１０４を含んでいる。すなわち、第１部分１２１の前端１２１ａは、大腿骨関節面１０３の前端１０４と一致している。第１部分１２１の前端１２１ａは、凸部１７の下方に位置している。この第１部分１２１は、遠位顆１１１に設けられており、第３固定部１３の下方に位置している。第１部分１２１の後端は、前後方向において凸部１７の後端の後方に位置している。第１部分１２１の後端に、第２部分１２２の前端１２２ａが連続している。
【００６１】
頂部１０５の第２部分１２２は、頂部１０５において、曲率半径が２番目に大きい部分として設けられている。頂部１０５の第２部分１２２は、遠位顆１１１の一部と、後顆１１２の一部とに設けられており、第３固定部１３の下方に位置している部分と、第４固定部１４の斜め下後方に位置している部分と、第５固定部１５の後方に位置している部分と、を有している。第２部分１２２は、後方に進むに従い上方に延びる形状に形成されている。第２部分１２２の後端は、頂部１０５の後端を構成している。第２部分１２２の後端に、第３部分１２３の前端１２３ａが連続している。
【００６２】
頂部１０５の第３部分１２３は、頂部１０５において、曲率半径が３番目に大きい部分として設けられている。頂部１０５の第３部分１２３は、後顆１１２の一部と、上顆１１３の一部とに設けられており、第５固定部１５の後方に位置している。第３部分１２３は、上方に進むに従い前方に延びる形状に形成されている。第３部分１２３の上端に、第４部分１２４の下端１２４ａが連続している。
【００６３】
頂部１０５の第４部分１２４は、頂部１０５において、曲率半径が最も小さい部分として設けられている。頂部１０５の第４部分１２４は、上顆１１３の一部に設けられており、第５固定部１５の後方に位置している。第４部分１２４は、後斜め上方を向く形状に形成されている。第４部分１２４の上端は、第５固定部１５に接続されている。
【００６４】
上記の構成により、第１部分１２１の曲率半径Ｒ１２１、第２部分１２２の曲率半径Ｒ１２２、第３部分１２３の曲率半径Ｒ１２３、及び第４部分１２４の曲率半径Ｒ１２４は、Ｒ１２１＞Ｒ１２２＞Ｒ１２３＞Ｒ１２４に設定されている。
【００６５】
次に、図５（ａ）、及び図５（ｂ）を参照して、大腿骨コンポーネント２００について説明する。前述したように、大腿骨コンポーネント１００，２００の違いは、主に、側面視における後顆１１２，２１２の厚みの違いにある。尚、大腿骨コンポーネント１００，２００のうち、大腿骨コンポーネント１００と同様の構成については、図に、大腿骨コンポーネント１００と同一の符号を付して、説明を省略する。また、大腿骨コンポーネント２００うち、大腿骨コンポーネント１００の要素に対応する要素については、大腿骨コンポーネント１００の要素に対応する符号を付して説明する。例えば、大腿骨コンポーネント２００の大腿骨関節面については、大腿骨コンポーネント１００の大腿骨関節面１０３に対応する符号として、大腿骨関節面２０３という符号を付して説明する。
【００６６】
図５（ｂ）に示すように、大腿骨コンポーネント２００は、遠位顆２１１と、後顆２１２と、上顆２１３と、を有している。また、大腿骨コンポーネント２００の大腿骨関節面２０３は、頂部２０５を有している。この頂部２０５は、複数の曲率半径を有している。具体的には、大腿骨関節面２０３の頂部２０５は、第１部分２２１と、第２部分２２２と、第３部分２２３と、を有している。
【００６７】
頂部２０５の第１部分２２１は、頂部２０５において、曲率半径の最も大きい部分として設けられている。この第１部分２２１は、下向きに凸となる形状に形成されている。第１部分２２１は、大腿骨関節面２０３の前端２０４を含んでいる。すなわち、第１部分２２１の前端２２１ａは、大腿骨関節面２０３の前端と一致している。第１部分２２１の前端２２１ａは、凸部１７の下方に位置している。この第１部分２２１は、遠位顆２１１に設けられており、第３固定部１３の下方に位置している。第１部分２２１の後端は、凸部１７の下方に位置している。第１部分２２１の後端に、第２部分２２２の前端２２２ａが連続している。
【００６８】
頂部２０５の第２部分２２２は、頂部２０５において、曲率半径が２番目に大きい部分として設けられている。第２部分２２２は、遠位顆２１１の一部と、後顆２１２と、上顆２１３の一部とに設けられており、第３固定部１３の下方に位置している部分と、第４固定部１４の斜め下後方に位置している部分と、第５固定部１５の後方に位置している部分と、を有している。第２部分２２２には、頂部２０５の後端が含まれている。第２部分１２２の上端は、上顆２１３によって形成されている。第２部分２２２の上端に、第３部分２２３の下端２２３ａが連続している。
【００６９】
頂部２０５の第３部分２２３は、頂部２０５において、曲率半径が最も小さい部分として設けられている。第３部分２２３は、上顆２１３の一部に設けられており、第５固定部１５の後方に位置している。第３部分１２３は、後斜め上方を向く形状に形成されている。第３部分１２３の上端は、第５固定部１５に接続されている。
【００７０】
上記の構成により、第１部分２２１の曲率半径Ｒ２２１、第２部分２２２の曲率半径Ｒ２２２、及び第３部分２２３の曲率半径Ｒ２２３は、Ｒ２２１＞Ｒ２２２＞Ｒ２２３に設定されている。
【００７１】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、大腿骨コンポーネント１００の大腿骨固定部１０の形状と、大腿骨コンポーネント２００の大腿骨固定部１０の形状とは、一致するように設定されている。また、曲率半径Ｒ１２１＝Ｒ２２１に設定されており、第３固定部１３の下方において、遠位顆１１１，２１１のそれぞれの肉厚は、概ね同じとされている。
【００７２】
一方で、大腿骨コンポーネント１００の後顆１１２の厚みＴ１００と、大腿骨コンポーネント２００の後顆２１２の厚みＴ２００とは、異なっている。本実施形態では、厚み１００＞厚みＴ２００に設定されている。具体的には、曲率半径Ｒ１２１＝曲率半径Ｒ２２１、且つ、曲率半径Ｒ１２２＝Ｒ２２２に設定されている一方、凸部１７に対する第２部分１２２の中心Ｃ１２２の位置は、凸部１７に対する第２部分２２２の中心Ｃ２２２の位置と比べて、より後方に配置されている。以上より、大腿骨コンポーネント１００，２００は、大腿骨３に固定される大腿骨固定部１０，１０の形状は同一で、且つ、後顆１１２，２１２の厚みＴ１００、Ｔ２００は、互いに異なっている。
【００７３】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、脛骨プレート３００，４００を左右方向に見た断面図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、脛骨プレート５００，６００を左右方向に見た断面図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、脛骨プレート７００，８００を左右方向に見た断面図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、脛骨プレート９００，１０００を左右方向に見た断面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、脛骨プレート１１００，１２００を左右方向に見た断面図である。
【００７４】
図６（ａ）を参照して、脛骨プレート３００の脛骨関節面３２０の中央部３２１について説明する。中央部３２１は、第１凹湾曲部３２２と、平坦部３２３と、後部領域３２４と、を有している。後部領域３２４は、凸湾曲部３２５と、傾斜部３２６と、を有している。第１凹湾曲部３２２と、平坦部３２３と、凸湾曲部３２５と、傾斜部３２６とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【００７５】
第１凹湾曲部３２２は、屈曲角度θがゼロ度またはゼロに近い値（たとえば、数度程度）の場合に、大腿骨関節面１０３の頂部１０５と接触する部分として設けられている。第１凹湾曲部３２２は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ３２２を有する円弧状に形成されており、下向きに凸となる形状を有している。前後方向における第１凹湾曲部３２２の長さは、中央部３２１全体の長さの略半分に設定されている。第１凹湾曲部３２２の前端３２２ａは、脛骨プレート３００の上端を構成している。また、第１凹湾曲部３２２の前端３２２ａの位置は、脛骨プレート３００の前端面３０１の位置よりも後側である。第１凹湾曲部３２２は、後方に進むに従い、脛骨プレート３００の下面３０３に近接するように延びている。第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂは、下面３０３と略平行に後方を向いている。すなわち、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂでの接線は、下面３０３と略平行である。第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂと上下に並ぶように、第１凹湾曲部３２２の円弧の曲率中心Ｃ３２１が位置している。屈曲角度θがゼロの場合、第１凹湾曲部３２２のうちの後端３２２ｂ近傍に、大腿骨関節面１０３が接触する。すなわち、第１凹湾曲部３２２のうちの、後端３２２ｂ側の接触領域３２２ｃが、大腿骨コンポーネント１００と接触可能な領域として設定されている。本実施形態では、前後方向における接触領域３２２ｃの長さは、例えば、前後方向における第１凹湾曲部３２２の全長の１０％以下に設定されている。第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂの後方に、平坦部３２３が接続されている。
【００７６】
平坦部３２３は、後部領域３２４の前方に配置されている。平坦部３２３は、下面３０３と平行に延びる平坦な部分として設けられている。すなわち、大腿骨関節面１０３が平坦部３２３上を前後方向に移動する間、大腿骨コンポーネント１００は、全体として、脛骨プレート３００に対して上下に変位しないこととなる。前後方向において、平坦部３２３の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも長い。平坦部３２３は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂから真っ直ぐに後方に延びている。平坦部３２３の後端３２３ａには、後部領域３２４の凸湾曲部３２５が接続されている。
【００７７】
後部領域３２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域３２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面３２０の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域３２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域３２４の長さは、平坦部３２３の長さよりも大きい。
【００７８】
後部領域３２４の凸湾曲部３２５は、大腿骨関節面１０３と平坦部３２３とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。凸湾曲部３２５は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ３２５を有する円弧状に形成されており、下面３０３から遠ざかる方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、凸湾曲部３２５は、後斜め上方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、前後方向において、凸湾曲部３２５の長さは、平坦部３２３の長さの半分程度に設定されている。凸曲部３２５は、後方に進むに従い、脛骨プレート３００の下面３０３に近接するように延びている。凸湾曲部３２５の前端３２５ａと上下に並ぶように、凸湾曲部３２５の円弧の曲率中心Ｃ３２５が位置している。凸湾曲部３２５の後端３２５ｂの後方に、傾斜部３２６が接続されている。
【００７９】
傾斜部３２６は、大腿骨関節面１０３と凸湾曲部３２５とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に、大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、傾斜部３２６は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。傾斜部３２６は、下面３０３に対して一定の勾配を有する直線状に形成されており、後方に進むに従い脛骨プレート３００の下面３０３に近接するように延びている。前後方向において、傾斜部３２６の長さは、凸湾曲部３２５の長さよりも大きい。傾斜部３２６の後端は、脛骨プレート３００の後端面３０２に接続されている。傾斜部３２６の後端における脛骨プレート３００の厚みＴ３１は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂにおける脛骨プレート３００の厚みＴ３２より数ｍｍ薄く設定されている。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに接触している状態から、傾斜部３２６の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ３２と厚みＴ３１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【００８０】
図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照して、次に、脛骨プレート４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００について説明する。脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００の違いは、主に、脛骨関節面の中央部の形状にあり、特に後部領域の有無、及び後部領域の形状にある。
【００８１】
尚、脛骨プレート４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００のうち、脛骨プレート３００と同様の構成については、図に、脛骨プレート３００と同一の符号を付して、説明を省略する。また、脛骨プレート４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００のうち、脛骨プレート３００の要素に対応する要素については、脛骨プレート３００の要素に対応する符号を付して説明する。例えば、大腿骨コンポーネント４００の脛骨関節面については、脛骨プレート３００の大腿骨関節面３２０に対応する符号として、脛骨関節面４２０という符号を付して説明する。
【００８２】
脛骨プレート３００、及び脛骨プレート４００は、後部領域３２４，４２４の後端側部分が直線状に形成された部分として設けられている。次に、脛骨プレート４００の脛骨関節面４２０の中央部４２１について説明する。中央部４２１は、第１凹湾曲部３２２と、後部領域４２４と、を有している。後部領域４２４は、凸湾曲部４２５と、傾斜部４２６と、を有している。第１凹湾曲部３２２と、凸湾曲部４２５と、傾斜部４２６とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【００８３】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート４００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート３００の第１凹湾曲部３２２の形状と、脛骨プレート４００の第１凹湾曲部３２２の形状とは、合致する。脛骨プレート４００の第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに、後部領域４２４が接続されている。
【００８４】
後部領域４２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域４２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面４２０の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域４２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域４２４の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの合計の長さよりも大きい。また、前後方向において、後部領域４２４の長さは、脛骨プレート３００の後部領域３２４の長さとは異なっており、本実施形態では、後部領域３２４の長さよりも大きい。
【００８５】
後部領域４２４の凸湾曲部４２５は、大腿骨関節面１０３と第１凹湾曲部３２２とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。凸湾曲部４２５は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ４２５を有する円弧状に形成されており、下面３０３から遠ざかる方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、凸湾曲部４２５は、後斜め上方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、前後方向において、凸湾曲部４２５の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さと略同じに設定されている。凸湾曲部４２５は、後方に進むに従い、脛骨プレート４００の下面３０３に近接するように延びている。凸湾曲部４２５の前端４２５ａと上下に並ぶように、凸湾曲部４２５の円弧の曲率中心Ｃ４２５が位置している。凸湾曲部４２５の後端４２５ｂの後方に、傾斜部４２６が接続されている。
【００８６】
傾斜部４２６は、大腿骨関節面１０３と凸湾曲部４２５とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に、大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、傾斜部４２６は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。傾斜部４２６は、下面３０３に対して一定の勾配を有する直線状に形成されており、後方に進むに従い脛骨プレート４００の下面３０３に近接するように延びている。前後方向において、傾斜部４２６の長さは、凸湾曲部３２５の長さよりも長い。また、前後方向において、傾斜部４２６の長さは、脛骨プレート３００の傾斜部３２６の長さよりも長い。一方で、下面３０３に対する傾斜部４２６の勾配は、下面３０３に対する傾斜部３２６の勾配よりも小さい。したがって、傾斜部４２６における、単位屈曲角度（１度）当たりの接触部４１４の上下方向変位量Δ４２６と、傾斜部３２６における、単位屈曲角度（１度）当たりの接触部３１４の上下方向変位量Δ３２６とは、Δ３２６＞Δ４２６となる。傾斜部４２６の後端は、脛骨プレート４００の後端面３０２に接続されている。傾斜部４２６の後端における脛骨プレート４００の厚みＴ４１は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂにおける脛骨プレート４００の厚みＴ４２より数ｍｍ薄く設定されている。なお、厚みＴ４１＝Ｔ３１、且つＴ４２＝Ｔ３２である。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに接触している状態から、傾斜部４２６の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ４２と厚みＴ４１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【００８７】
脛骨プレート５００、及び脛骨プレート６００は、後部領域５２４，６２４の後端側部分が上向きに凸となる形状に形成された部分として設けられている。次に、脛骨プレート５００の脛骨関節面５２０の中央部５２１について説明する。中央部５２１は、第１凹湾曲部３２２と、平坦部５２３と、後部領域５２４と、を有している。後部領域５２４は、凸湾曲部５２５を有している。第１凹湾曲部３２２と、平坦部５２３と、凸湾曲部５２５とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【００８８】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート５００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート３００の第１凹湾曲部３２２の形状と、脛骨プレート５００の第１凹湾曲部３２２の形状とは、合致する。脛骨プレート５００の第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに、平坦部５２３が接続されている。
【００８９】
平坦部５２３は、後部領域５２４の前方に配置されている。平坦部５２３は、下面３０３と平行に延びる平坦な部分として設けられている。すなわち、大腿骨関節面１０３が平坦部５２３上を前後方向に移動する間、大腿骨コンポーネント１００は、全体として、脛骨プレート５００に対して上下に変位しないこととなる。前後方向において、平坦部５２３の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも長い。また、前後方向において、平坦部５２３の長さは、脛骨プレート３００の平坦部３２３の長さよりも小さく、平坦部３２３の長さの略半分である。平坦部５２３は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂから真っ直ぐに後方に延びている。平坦部５２３の後端５２３ａには、後部領域５２４の凸湾曲部５２５が接続されている。
【００９０】
後部領域５２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域５２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面５００の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域５２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域５２４の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さ及び平坦部５２３の長さの合計よりも大きい。
【００９１】
後部領域５２４の凸湾曲部５２５は、大腿骨関節面１０３と平坦部５２３とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、凸湾曲部５２５は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。凸湾曲部５２５は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ５２５を有する円弧状に形成されており、下面３０３から遠ざかる方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、凸湾曲部５２５は、後斜め上方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、前後方向において、凸湾曲部５２５の長さは、平坦部５２３の長さよりも大きい。凸湾曲部５２５は、後方に進むに従い、脛骨プレート５０５の下面３０３に近接するように延びている。凸湾曲部５２５の前端５２５ａと上下に並ぶように、凸湾曲部５２５の円弧の曲率中心Ｃ５２５が位置している。凸湾曲部５２５の後端５２５ｂは、脛骨プレート５００の後端面３０２に接続されている。凸湾曲部５２５の後端における脛骨プレート５００の厚みＴ５１は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂにおける脛骨プレート５００の厚みＴ５２より数ｍｍ薄く設定されている。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、後端３２２ｂに接触している状態から、凸湾曲部５２５の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ５２と厚みＴ５１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【００９２】
次に、脛骨プレート６００の脛骨関節面６２０の中央部６２１について説明する。中央部６２１は、第１凹湾曲部３２２と、後部領域６２４と、を有している。後部領域６２４は、凸湾曲部６２５を有している。第１凹湾曲部３２２と、凸湾曲部６２５とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【００９３】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート６００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート６００の第１凹湾曲部３２２の形状と、脛骨プレート６００の第１凹湾曲部３２２の形状とは、合致する。脛骨プレート６００の第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに、後部領域６２４が接続されている。
【００９４】
後部領域６２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域６２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面６２０の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域６２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域６２４の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも大きい。また、前後方向において、後部領域６２４の長さは、後部領域３２４の長さとは異なっている。
【００９５】
後部領域６２４の凸湾曲部６２５は、大腿骨関節面１０３と第１凹湾曲部３２２とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、凸湾曲部６２５は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。凸湾曲部６２５は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ６２５を有する円弧状に形成されており、下面３０３から遠ざかる方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、凸湾曲部６２５は、後斜め上方向に向けて凸となる形状を有している。凸湾曲部６２５は、後方に進むに従い、脛骨プレート６００の下面３０３に近接するように延びている。凸湾曲部６２５の前端６２５ａと上下に並ぶように、凸湾曲部６２５の円弧の曲率中心Ｃ６２５が位置している。凸湾曲部６２５の曲率半径Ｒ６２５は、凸湾曲部５２５の曲率半径Ｒ５２５よりも大きく設定されている。したがって、凸湾曲部６２５における、単位屈曲角度（１度）当たりの接触部６１４の上下方向変位量Δ６２５と、凸湾曲部５２５における、単位屈曲角度（１度）当たりの接触部５１４の上下方向変位量Δ５２５とは、Δ５２５＞Δ６２５となる。凸湾曲部６２５の後端は、脛骨プレート６００の後端面３０２に接続されている。凸湾曲部６２５の後端における脛骨プレート６００の厚みＴ６１は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂにおける脛骨プレート６００の厚みＴ６２より数ｍｍ薄く設定されている。なお、厚みＴ６１＝Ｔ３１、且つＴ６２＝Ｔ３２である。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに接触している状態から、凸湾曲部６２５の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ６２と厚みＴ６１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【００９６】
脛骨プレート７００、及び脛骨プレート８００は、後部領域７２４，８２４の後端側部分が下向きに窪んだ形状に形成された部分として設けられている。次に、脛骨プレート７００の脛骨関節面７２０の中央部７２１について説明する。中央部７２１は、第１凹湾曲部３２２と、平坦部７２３と、後部領域７２４と、を有している。後部領域７２４は、凸湾曲部７２５と、第２凹湾曲部７２７と、を有している。第１凹湾曲部３２２と、平坦部７２３と、凸湾曲部７２５と、第２凹湾曲部７２７とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【００９７】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート７００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート３００の第１凹湾曲部３２２の形状と、脛骨プレート７００の第１凹湾曲部３２２の形状とは、合致する。脛骨プレート７００の第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂには、平坦部７２３が接続されている。
【００９８】
平坦部７２３は、後部領域７２４の前方に配置されている。平坦部７２３は、下面３０３と平行に延びる平坦な部分として設けられている。すなわち、大腿骨関節面１０３が平坦部７２３上を前後方向に移動する間、大腿骨コンポーネント１００は、全体として、脛骨プレート７００に対して上下に変位しないこととなる。前後方向において、平坦部７２３の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも長い。平坦部７２３は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂから真っ直ぐに後方に延びている。平坦部７２３の後端７２３ａには、後部領域７２４の凸湾曲部７２５が接続されている。
【００９９】
後部領域７２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域７２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面７２０の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域７２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域７２４の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも大きい。
【０１００】
後部領域７２４の凸湾曲部７２５は、大腿骨関節面１０３と平坦部７２３とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。凸湾曲部７２５は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ７２５を有する円弧状に形成されており、下面３０３から遠ざかる方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、凸湾曲部７２５は、後斜め上方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、前後方向において、凸湾曲部７２５の長さは、平坦部７２３の長さよりも大きい。凸湾曲部７２５は、後方に進むに従い、脛骨プレート７００の下面３０３に近接するように延びている。凸湾曲部７２５の前端７２５ａと上下に並ぶように、凸湾曲部７２５の円弧の曲率中心Ｃ７２５が位置している。凸湾曲部７２５の後端７２５ｂの後方に、第２凹湾曲部７２７が接続されている。
【０１０１】
第２凹湾曲部７２７は、大腿骨関節面１０３と凸湾曲部７２５とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に、大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、第２凹湾曲部７２７は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。第２凹湾曲部７２７は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ７２７を有する円弧状に形成されており、下面３０３に向けて近づく方向に窪む形状を有している。本実施形態では、第２凹湾曲部７２７は、前斜め下方向に向けて窪む形状を有している。本実施形態では、前後方向において、第２凹湾曲部７２７の長さは、凸湾曲部７２５の長さの２倍程度に設定されている。第２凹湾曲部７２７は、後方に進むに従い、脛骨プレート７００の下面３０３に近接するように延びている。第２凹湾曲部７２７の後端と上下に並ぶように、第２凹湾曲部７２７の円弧の曲率中心Ｃ７２７が位置している。第２凹湾曲部７２７の後端は、脛骨プレート５００の後端面３０２に接続されている。第２凹湾曲部７２７の後端における脛骨プレート５００の厚みＴ７１は、平坦部７２３における脛骨プレート７００の厚みＴ７２より数ｍｍ薄く設定されている。なお、厚みＴ７１＝Ｔ３１、且つＴ７２＝Ｔ３２である。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに接触している状態から、第２凹湾曲部７２７の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ７２と厚みＴ７１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【０１０２】
次に、脛骨プレート８００の脛骨関節面８２０の中央部８２１について説明する。中央部８２１は、第１凹湾曲部３２２と、後部領域８２４と、を有している。後部領域８２４は、凸湾曲部８２５と、第２凹湾曲部８２７と、を有している。第１凹湾曲部３２２と、凸湾曲部８２５と、第２凹湾曲部８２７とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【０１０３】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート８００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート３００の第１凹湾曲部３２２の形状と、脛骨プレート８００の第１凹湾曲部３２２の形状とは、合致する。脛骨プレート８００の第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂには、後部領域８２４が接続されている。
【０１０４】
後部領域８２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域８２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面８２０の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域８２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域８２４の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも大きい。
【０１０５】
後部領域８２４の凸湾曲部８２５は、大腿骨関節面１０３と第１凹湾曲部３２２とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。凸湾曲部８２５は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ８２５を有する円弧状に形成されており、下面３０３から遠ざかる方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、凸湾曲部８２５は、後斜め上方向に向けて凸となる形状を有している。本実施形態では、前後方向において、凸湾曲部８２５の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも長い値に設定されている。凸湾曲部８２５は、後方に進むに従い、脛骨プレート８００の下面３０３に近接するように延びている。凸湾曲部８２５の前端８２５ａと上下に並ぶように、凸湾曲部８２５の円弧の曲率中心Ｃ８２５が位置している。凸湾曲部８２５の後端８２５ｂの後方に、第２凹湾曲部８２７が接続されている。
【０１０６】
第２凹湾曲部８２７は、大腿骨関節面１０３と凸湾曲部８２５とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に、大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、第２凹湾曲部８２７は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。第２凹湾曲部８２７は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ８２７を有する円弧状に形成されており、下面３０３に向けて近づく方向に窪む形状を有している。本実施形態では、第２凹湾曲部８２７は、前斜め下方向に向けて窪む形状を有している。本実施形態では、前後方向において、第２凹湾曲部８２７の長さは、凸湾曲部８２５の長さの５倍程度に設定されている。第２凹湾曲部８２７は、後方に進むに従い、脛骨プレート８００の下面３０３に近接するように延びている。第２凹湾曲部８２７の後端と上下に並ぶように、第２凹湾曲部８２７の円弧の曲率中心Ｃ８２７が位置している。第２凹湾曲部８２７の曲率半径Ｒ８２７は、第２凹湾曲部７２７の曲率半径Ｒ７２７よりも大きい。したがって、第２凹湾曲部８２７における、単位屈曲角度（１度）当たりの接触部８１４の上下方向変位量Δ８２７と、第２凹湾曲部７２７における、単位屈曲角度（１度）当たりの接触部７１４の上下方向変位量Δ７２７とは、Δ７２７＞Δ８２７となる。第２凹湾曲部８２７の後端は、脛骨プレート８００の後端面３０２に接続されている。第２凹湾曲部８２７の後端における脛骨プレート５００の厚みＴ８１は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂにおける脛骨プレート８００の厚みＴ８２より数ｍｍ薄く設定されている。なお、厚みＴ８１＝Ｔ３１、且つＴ８２＝Ｔ３２である。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに接触している状態から、第２凹湾曲部８２７の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ８２と厚みＴ８１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【０１０７】
脛骨プレート９００、及び脛骨プレート１０００は、所定方向に沿って後部領域９２４，１０２４が延びる部分として設けられている。所定方向とは、屈曲角度θがゼロ度のときに接触部９１４，１０１４を形成するための部分の、後端における、接線が延びる方向である。次に、脛骨プレート９００の脛骨関節面９２０の中央部９２１について説明する。中央部９２１は、第１凹湾曲部３２２Ａと、後部領域９２４と、を有している。後部領域９２４は、傾斜部９２６を有している。第１凹湾曲部３２２Ａと、傾斜部９２６とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【０１０８】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート９００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート３００の第１凹湾曲部３２２のうち前端３２２ａ側の一部と、脛骨プレート９００の第１凹湾曲部３２２Ａの形状とは、合致する。第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄは、後斜め下方を向いている。第１凹湾曲部３２２Ａのうち、後端３２２ｄを含む一部の領域は、接触領域３２２ｅを形成している。接触領域３２２ｅは、大腿骨プレート１００の大腿骨関節面１０５と接触可能な領域である。前後方向において、接触領域３２２ｅの長さは、傾斜部９２６の長さよりも短い。第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄには、後部領域９２４の傾斜部９２６が接続されている。
【０１０９】
後部領域９２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域９２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面９２０の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域９２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域９２４の長さは、第１凹湾曲部３２２Ａの接触領域３２２ｅの長さよりも大きい。
【０１１０】
後部領域９２４の傾斜部９２６は、大腿骨関節面１０３と第１凹湾曲部３２２Ａとが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に、大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、傾斜部９２６は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。傾斜部９２６は、下面３０３に対して一定の勾配を有する直線状に形成されており、後方に進むに従い脛骨プレート９００の下面３０３に近接するように延びている。側面視において、第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄの接線は、傾斜部９２６と一致している。これにより、大腿骨コンポーネント１００の大腿骨関節面１０３は、第１凹湾曲部３２２Ａに接触している状態から、傾斜部９２６に接触している状態へ、スムーズに移行することができる。傾斜部９２６の後端は、脛骨プレート９００の後端面３０２に接続されている。傾斜部９２６の後端における脛骨プレート９００の厚みＴ９１は、第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄにおける脛骨プレート９００の厚みＴ９２より数ｍｍ薄く設定されている。なお、厚みＴ９１＝Ｔ３１、且つＴ９２＝Ｔ３２である。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄに接触している状態から、傾斜部９２６の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ９２と厚みＴ９１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【０１１１】
次に、脛骨プレート１０００の脛骨関節面１０２０の中央部１０２１について説明する。中央部１０２１は、第１凹湾曲部３２２Ａと、後部領域１０２４と、を有している。後部領域１０２４は、第２凹湾曲部１０２７を有している。第１凹湾曲部３２２Ａと、第２凹湾曲部１０２７とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【０１１２】
側面視において、脛骨プレート９００と脛骨プレート１０００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート９００の第１凹湾曲部３２２Ａの形状と、脛骨プレート１０００の第１凹湾曲部３２２Ａの形状とは、合致する。脛骨プレート１０００の第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄには、後部領域１０２４が接続されている。
【０１１３】
後部領域１０２４は、屈曲角度θが９０度のときには、大腿骨関節面１０３と接触している。後部領域１０２４は、屈曲角度θの増大に従い、大腿骨コンポーネント１００を全体として下方に変位させるために設けられており、脛骨関節面１０２０の後端部を含んでいる。より具体的には、後部領域１０２４は、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう形状に形成されている。前後方向において、後部領域１０２４の長さは、第１凹湾曲部３２２Ａの接触領域３２２ｅの長さよりも大きい。
【０１１４】
後部領域１０２４の第２凹湾曲部１０２７は、大腿骨関節面１０３と第１凹湾曲部３２２Ａとが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に、大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、第２凹湾曲部１０２７は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。第２凹湾曲部１０２７は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ１０２７を有する円弧状に形成されており、下面３０３に向けて近づく方向に窪む形状を有している。本実施形態では、第２凹湾曲部１０２７は、前斜め下方向に向けて窪む形状を有している。第２凹湾曲部１０２７は、後方に進むに従い、脛骨プレート１０００の下面３０３に近接するように延びている。第２凹湾曲部１０２７の後端から後斜め上方に進んだ位置に、第２凹湾曲部１０２７の円弧の曲率中心Ｃ１０２７が位置している。第２凹湾曲部１０２７の曲率半径Ｒ１０２７は、第２凹湾曲部８２７の曲率半径Ｒ８２７よりも大きい。側面視において、第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄの接線は、第２凹湾曲部１０２７の前端１０２７ａの接線と一致している。これにより、大腿骨コンポーネント１００の大腿骨関節面１０３は、第１凹湾曲部３２２Ａに接触している状態から、第２凹湾曲部１０２７に接触している状態へ、スムーズに移行することができる。第２凹湾曲部１０２７の後端は、脛骨プレート１０００の後端面３０２に接続されている。第２凹湾曲部１０２７の後端における脛骨プレート１０００の厚みＴ１０１は、第１凹湾曲部３２２Ａの後端３２２ｄにおける脛骨プレート１０００の厚みＴ１０２より数ｍｍ薄く設定されている。なお、厚みＴ１０１＝Ｔ３１、且つＴ１０２＝Ｔ３２である。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｄに接触している状態から、第２凹湾曲部１０２７の後端に接触している状態に移行することで、厚みＴ１０２と厚みＴ１０１との差ぶんだけ、下方に変位することとなる。
【０１１５】
脛骨プレート１１００、及び脛骨プレート１２００は、後部領域の無い脛骨プレートとして設けられている。すなわち、脛骨プレート１１００，１２００の後部１１２８，１２２８は、それぞれ、後方に向かうに従い下面３０３側に向かう構成とはなっていない。次に、脛骨プレート１１００の脛骨関節面１１２０の中央部１１２１について説明する。中央部１１２１は、第１凹湾曲部３２２と、平坦部１１２９と、を有している。第１凹湾曲部３２２と、平坦部１１２９とは、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【０１１６】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート１１００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート３００の第１凹湾曲部３２２の形状と、脛骨プレート１１００の第１凹湾曲部３２２の形状とは、合致する。脛骨プレート１１００の第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに、平坦部１１２９が接続されている。
【０１１７】
平坦部１１２９は、脛骨関節面１１２０の中央部１１２１の後部１１２８を含んでいる。平坦部１１２９は、下面３０３と平行に延びる平坦な部分として設けられている。すなわち、大腿骨関節面１０３が平坦部１１２９上を前後方向に移動する間、大腿骨コンポーネント１００は、全体として、脛骨プレート１１００に対して上下に変位しないこととなる。前後方向において、平坦部１１２９の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも長い。平坦部１１２９は、脛骨プレート１１００の後端面３０２に接続されている。
【０１１８】
次に、脛骨プレート１２００の脛骨関節面１２２０の中央部１２２１について説明する。中央部１２２１は、第１凹湾曲部３２２と、平坦部１２２３と、第３凹湾曲部１２２９とを有している。第１凹湾曲部３２２と、平坦部１２２３と、第３凹湾曲部１２２９は、前から後に向かう方向に沿って、上記の順に並んで配置されている。
【０１１９】
側面視において、脛骨プレート３００と脛骨プレート１２００とを、互いの前端面３０１、下面３０３及び後端面３０２が一致するように配置したとき、脛骨プレート１２００の第１凹湾曲部３２２の形状と、脛骨プレート１２００の第１凹湾曲部３２２の形状とは、合致する。脛骨プレート１２００の第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂに、平坦部１２２３が接続されている。
【０１２０】
平坦部１２２３は、下面３０３と平行に延びる平坦な部分として設けられている。すなわち、大腿骨関節面１２３が平坦部１２２３上を前後方向に移動する間、大腿骨コンポーネント１００は、全体として、脛骨プレート１２００に対して上下に変位しないこととなる。前後方向において、平坦部１２２３の長さは、第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃの長さよりも長い。平坦部１２２３は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂから真っ直ぐに後方に延びている。平坦部１２２３の後端１２２３ａに、第３凹湾曲部１２２９が接続されている。
【０１２１】
第３凹湾曲部１２２９は、大腿骨関節面１０３と平坦部１２２３とが接触している状態から、屈曲角度θが更に大きくなった場合に、大腿骨関節面１０３と接触する部分として設けられている。すなわち、第３凹湾曲部１２２９は、屈曲角度θが最大の場合に大腿骨関節面１０３と接触する部分である。第３凹湾曲部１２２９は、側面視において、所定の曲率半径Ｒ１２２９を有する円弧状に形成されている。第３凹湾曲部１２２９は、後方に進むに従い、脛骨プレート１２００の下面３０３から離隔するように延びている。第３凹湾曲部１２２９の前端１２２９ａと上下に並ぶように、第３凹湾曲部１２２９の円弧の曲率中心Ｃ１２２９が位置している。第３凹湾曲部１２２９の後端は、脛骨プレート１０００の後端面３０２に接続されている。第３凹湾曲部１２２９の後端における脛骨プレート１２００の厚みＴ１２１は、第１凹湾曲部３２２の後端３２２ｂにおける脛骨プレート１２００の厚みＴ１２２よりも大きい。なお、厚みＴ１２２＝Ｔ３２である。したがって、大腿骨コンポーネント１００は、後端３２２ｂに接触している状態から、第３凹湾曲部１２２９に接触している状態に移行することで、上方へ変位することとなる。
【０１２２】
[生体膝関節と人工膝関節との関係についての説明]
図１１（ａ）〜図１１（ｇ）は、それぞれ、生体膝関節３０の動作について説明するための、主要部の側面図である。図１１（ａ）に示すように、生体膝関節３０においては、屈曲角度θがゼロの場合、大腿骨３１と脛骨３２とは、上下に略真っ直ぐに向かい合っている。この場合、大腿骨３１の遠位部３３のうち、後方に向けて凸となる凸部３５は、脛骨３２の近位部３４と上下に向かい合っている。屈曲角度θがゼロの場合、凸部３５のうち、近位部３４に最も近接している近接部３６は、脛骨３２の軸線３７の近傍に位置している。
【０１２３】
脛骨３２に対する大腿骨３１の変位により、屈曲角度θが例えば３０度になった場合、図１１（ｂ）に示すように、凸部３５は、近位部３４に対して後下方に変位する。屈曲角度θの更なる増大に伴って、凸部３５は、近位部３４に対して、次第に後下方に変位する。図１１（ｂ）、図１１（ｃ）、図１１（ｄ）、図１１（ｅ）、図１１（ｆ）、図１１（ｇ）は、それぞれ、屈曲角度θが３０度、４５度、７５度、９０度、１２０度、１４５度の場合の生体膝関節３０を示している。
【０１２４】
生体膝関節３０では、図１１（ｅ）に示すように、屈曲角度θが９０度又は９０度近傍である場合に、後十字靭帯（図示せず）の張度（引張力）が最大となることが知られている。また、屈曲角度θがゼロ度から９０度に変化した場合、大腿骨３１の遠位部３３のロールバック量３８、即ち、近位部３４に対して、遠位部３３が後方へ変位する量は、７．７ｍｍ程度であることが知られている。
【０１２５】
また、患者の前十字靭帯及び後十字靭帯を切除し、当該患者の膝関節を人工膝関節に置換する人工膝関節置換術では、ＰＳ（Posterior Stabilized）型人工膝関節インプラントが用いられる。ＰＳ型人工膝関節インプラントは、大腿骨コンポーネントと、脛骨プレートとを有する。大腿骨コンポーネントは、大腿骨の遠位部に固定されており、大腿骨関節面と、カム部とを有する。脛骨プレートは、脛骨の近位部に固定されており、脛骨関節面と、ポスト部とを有する。屈曲角度の変化に伴い、大腿骨関節面は、脛骨関節面に対して転がる。屈曲角度が所定値以上の場合、カム部がポスト部に接触した状態で、大腿骨関節面は、脛骨関節面に対して転がる。
【０１２６】
上記した、ＰＳ型の人工膝関節を採用した場合と、ＣＲ型の人工膝関節を採用した場合とを比較すると、屈曲角度が同じだけ増加した場合の、大腿骨の遠位部と、脛骨の近位部との間のギャップの減少量は、ＰＳ型の人工膝関節を採用した場合よりも、ＣＲ型の人工膝関節を採用した場合のほうが、大きい。即ち、ＣＲ型の人工膝関節を採用した場合、屈曲角度の増加に伴う、ギャップの減少量が大きい。したがって、後十字靭帯は、上記のギャップの値に影響を与えていることとなる。その結果、一般的に、患者にＣＲ型の人工膝関節を設置する場合の大腿骨コンポーネントの後顆の厚みは、当該患者にＰＳ型の人工膝関節を設置する場合の大腿骨コンポーネントの後顆の厚みと比べて、１ｍｍ〜２ｍｍ小さく設定される。
【０１２７】
図６（ａ）を参照して、以上の知見より、脛骨プレート３００においては、屈曲角度θがゼロ度から９０度に変化した場合のロールバック量３８に相当する７．５ｍｍだけ、接触部３１４が後方に変位したときに、接触部３１４が１．５ｍｍ程度下方に変位するように、脛骨関節面３２０の中央部３２１の形状が設定されていることが好ましい。脛骨プレート４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００についても同様である。
【０１２８】
[人工膝関節の動作の一例]
図１２〜図１４は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート４００との相対変位、及び大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート１１００との相対変位について説明するための主要部の断面図である。図１２（ａ）は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート４００について、屈曲角度θがゼロ度の状態を示しており、図１２（ｂ）は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート１１００について、屈曲角度θがゼロ度の状態を示している。図１３（ａ）は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート４００について、屈曲角度θが９０度の状態を示しており、図１３（ｂ）は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート１１００について、屈曲角度θが９０度の状態を示している。図１４（ａ）は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート４００について、屈曲角度θが１２０度の状態を示しており、図１４（ｂ）は、大腿骨コンポーネント１００と脛骨プレート１１００について、屈曲角度θが１２０度の状態を示している。
【０１２９】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、屈曲角度θがゼロの場合、脛骨プレート４００の第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃと、大腿骨関節面１０３とが接触している。同様に、屈曲角度θがゼロの場合、脛骨プレート１１００の第１凹湾曲部３２２の接触領域３２２ｃと、大腿骨関節面１０３とが接触している。この場合、脛骨プレート４００の下面３０３と接触部４１４との距離Ｄ４１は、脛骨プレート１１００の下面３０３と接触部１１１４との距離Ｄ１１１と同じである。
【０１３０】
屈曲角度θがゼロ度から増大するに従い、大腿骨関節面１０３は、脛骨関節面４２０，１１２０の対応する中央部４２１，１１２１上を後方に向けて転がる。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、屈曲角度θが９０度の場合、大腿骨関節面１０３は、後部領域４２４の傾斜部４２６に接触する。また、大腿骨関節面１０３は、脛骨関節面１１２０の平坦部１１２９に接触する。この場合、脛骨プレート４００の下面３０３と接触部４１４との距離Ｄ４２は、距離Ｄ４１よりもΔＤ１ぶん小さくなる。その結果、距離Ｄ４２は、脛骨プレート１１００の下面３０３と接触部１１１４との距離Ｄ１１２よりも小さい。
【０１３１】
屈曲角度θが更に増大するに従い、大腿骨関節面１０３は、脛骨関節面４２０，１１２０上を後方に向けて転がる。これにより、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、屈曲角度θが１２０度の場合、大腿骨関節面１０３は、後部領域４２４の傾斜部４２６に接触している。また、大腿骨関節面１０３は、脛骨関節面１１２０の平坦部１１２９に接触している。この場合、脛骨プレート４００の下面３０３と接触部４１４との距離Ｄ４３は、距離Ｄ４１よりもΔＤ２ぶん小さくなる。その結果、距離Ｄ４３は、脛骨プレート１１００の下面３０３と接触部１１１４との距離Ｄ１１３よりも小さい。尚、距離Ｄ４３＜Ｄ４２となる。
【０１３２】
大腿骨コンポーネント１００に代えて、大腿骨コンポーネント２００を用いた場合も、大腿骨コンポーネント１００を用いた場合と同様の動作が行われる。但し、前述したように、大腿骨コンポーネント１００の後顆１１２の厚みと、大腿骨コンポーネント２００の後顆２１２の厚みとが異なっている。このため、屈曲角度θが例えば９０度のとき、大腿骨コンポーネント２００を用いた場合における、大腿骨３の遠位部４と脛骨５の近位部６との間のギャップ（距離）は、大腿骨コンポーネント１００を用いた場合における、大腿骨３の遠位部４と脛骨５の近位部６との間のギャップ（距離）よりも大きい。
【０１３３】
図１及び図３を参照して、以上の動作を踏まえ、患者に人工膝インプラント１を設置する手術時には、患者の側副靭帯及び後十字靭帯の状態に合わせて、最適な大腿骨コンポーネント及び脛骨プレートを選択する。具体的には、大腿骨コンポーネント１００，２００の中から、１つを選択する。また、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００の中から、１つを選択する。
【０１３４】
例えば、患者が膝を屈曲させた際における、側副靭帯及び後十字靭帯の緊張度合が比較的強い場合には、後端部の厚みが比較的小さい値に設定された脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００の何れかを選択する。また、この場合、大腿骨コンポーネント１００，２００の中から、後顆の厚みが相対的に小さい大腿骨コンポーネント２００を選択する。
【０１３５】
また、例えば、患者が膝を屈曲させた際における、側副靭帯及び後十字靭帯の緊張度合が比較的緩い場合には、後端部の厚みが比較的大きい値に設定された脛骨プレート１１００，１２００の何れかを選択する。また、この場合、大腿骨コンポーネント１００，２００の中から、後顆の厚みが相対的に大きい大腿骨コンポーネント１００を選択する。
【０１３６】
以上説明したように、人工膝関節インプラント１によると、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００が患者の大腿骨３に固定された状態では、脛骨関節面３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０の後部領域３２４，４２４，５２４，６２４，７２４，８２４，９２４，１０２４は、後方に向かうに従い大腿骨３から離隔するように延びている。このため、大腿骨関節面１０３，２０３が脛骨関節面３２０、４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０の後部領域３２４、４２４，５２４，６２４，７２４，８２４、９２４，１０２４に接触している場合、大腿骨コンポーネント１００，２００及び大腿骨３の遠位部４は、屈曲角度θが大きくなるに従い、脛骨５側に変位することとなる。これにより、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００に隣接して配置される患者の後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量が小さくなり、後十字靭帯及び側副靭帯に生じるテンションを小さくできる。その結果、屈曲角度θが大きい場合でも、後十字靭帯及び側副靭帯のテンションは、過大にならずに済む。よって、後十字靭帯及び側副靭帯のテンションの増大に起因する、大腿骨３の遠位部４と脛骨５の近位部６との間のギャップＤ１の減少を抑制できる。これにより、膝を伸ばしている場合と、屈曲角度θが大きい場合との間で、ギャップＤ１の変動を小さくできる。その結果、患者は、より自然な膝の自然な屈曲動作を行うことができる。
【０１３７】
従って、患者にとって、より自然な膝の屈曲動作を行うことのできる人工膝関節インプラント１を提供することができる。
【０１３８】
また、人工膝関節インプラント１によると、平坦部３２３，５２３，７２３は、対応する後部領域３２４，５２４，７２４の前方に配置されている。したがって、大腿骨関節面１０３，２０３と平坦部３２３，５２３，７２３とが接触している場合には、屈曲角度θが比較的小さい状態となる。この場合、患者の後十字靭帯及び側副靭帯が伸長される量は比較的小さい。したがって、この場合、後十字靭帯及び側副靭帯に生じるテンションが問題となることは実質的に無いと考えられる。このように、後十字靭帯に生じるテンションが問題とならない場合には、屈曲角度θに拘らず、大腿骨３の遠位部４と脛骨５の近位部６との間のギャップＤ１を略一定にすることができる。したがって、屈曲角度θの変化に伴うギャップＤ１の変化を、より一層抑制することができるので、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【０１３９】
また、人工膝関節インプラント１によると、大腿骨関節面１０３，２０３が傾斜部３２６，４２６，９２６に接触している場合、大腿骨コンポーネント１００，２００のうち脛骨関節面３２０，４２０，９２０と接触している接触部３１４，４１４，９１４と、下面３０３との間の距離は、屈曲角度θの変化に伴って、線形的に変化する。このため、屈曲角度θを増すように大腿骨コンポーネント１００，２００が脛骨プレート３００，４００，９００に対して変位している場合において、大腿骨コンポーネント１００，２００が脛骨５側に急激に変位することを抑制できる。その結果、屈曲角度θが増大する際において、後十字靭帯及び側副靭帯に生じるテンションに急激な変化が生じることを抑制できる。これにより、後十字靭帯及び側副靭帯のテンションに起因するギャップＤ１の変化を抑制することができ、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【０１４０】
また、人工膝関節インプラント１によると、屈曲角度θが単位量変化した場合において、凸湾曲部３２５，４２５，５２５，６２５，７２５，８２５の前部側では、下面３０３との距離の変化率が小さい一方、凸湾曲部３２５，４２５，５２５，６２５，７２５，８２５の後部側では、下面３０３との距離の変化率が大きくなる。このため、大腿骨関節面１０３，２０３が凸湾曲部３２５，５２５，６２５に接触している場合には、大腿骨コンポーネント１００，２００が脛骨５側へ変位される量は、屈曲角度θの増大に伴って、加速度的に大きくなる。これにより、大腿骨３の遠位部４を脛骨５の近位部６に寄せることのできる量を十分に大きくすることができるので、屈曲角度θの増大に伴う後十字靭帯及び側副靭帯の伸長を抑制することができる。したがって、後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量が大きくなる傾向にある、屈曲角度θが大きい場合でも、後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量を抑制できる。その結果、後十字靭帯及び側副靭帯のテンションに起因するギャップＤ１の変化を抑制することができ、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【０１４１】
また、人工膝関節インプラント１によると、屈曲角度θが単位量変化した場合において、第２凹湾曲部７２７，８２７，１０２７の前部側では、下面３０３との距離の変化率が大きい一方、第２凹湾曲部７２７，８２７，１０２７の後部側では、下面３０３との距離の変化率が小さくなる。これにより、大腿骨コンポーネント１００，２００のうち第２凹湾曲部７２７，８２７，１０２７と接触している接触部７１４，８１４，１０１４は、第２凹湾曲部７２７，８２７，１０２７の前部との接触により、下面３０３との距離を十分に小さくされ、その後、更に、後方に進むこととなる。このため、大腿骨コンポーネント１００，２００は、屈曲角度θの増大に伴って第２凹湾曲部７２７，８２７，１０２７の前部上を変位した時点で、十分に下面３０３側に寄せられることとなる。これにより、大腿骨３の遠位部４を脛骨５の近位部６に寄せることのできる量を十分に大きくすることができるので、屈曲角度θの増大に伴う後十字靭帯及び側副靭帯の伸長を抑制することができる。したがって、後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量が大きくなる傾向にある、屈曲角度θが大きい場合でも、後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量を抑制できる。その結果、後十字靭帯及び側副靭帯のテンションに起因するギャップＤ１の変化を抑制することができ、患者に、より自然な膝の屈曲動作を行わせることができる。
【０１４２】
また、人工膝関節インプラント１によると、脛骨トレイ２を脛骨５の近位部６に固定した状態で、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００を、互いの脛骨関節面３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１２２０の形状の異なるものに取り換えることができる。これにより、患者にとって最適な脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００を採用することができる。よって、膝の自然な屈曲動作を実現するために、脛骨トレイ２の形状を変更する必要が無い。このため、脛骨トレイ２が固定される脛骨５の近位部６の形状を、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００の形状に合わせて変更する必要が無い。
【０１４３】
また、人工膝関節インプラント１によると、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００の後部領域３２４，４２４，５２４，６２４，７２４，８２４，９２４，１０２４、及び脛骨プレート１１００，１２００の後部１１２８，１２２８の互いの形状を異ならせることにより、大腿骨３の遠位部４と脛骨５の近位部６との間のギャップＤ１を異ならせることができる。これにより、屈曲角度θの増大に伴う後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量を調整することができ、その結果、患者の後十字靭帯及び側副靭帯にとって最適となるように後部領域３２４，４２４，５２４，６２４，７２４，８２４，９２４，１０２４及び後部１１２８，１２２８の形状を調整することができる。すなわち、大腿骨３と脛骨５の間のギャップバランスの更なる均衡化を達成するために、複数の脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００の中から、最適な脛骨プレートを選ぶことができる。例えば、後十字靭帯及び側副靭帯の柔軟性が高い患者に対しては、複数の脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００、１１００，１２００の中から、後部の厚みが比較的大きい値となるように設定された脛骨プレート１１００，１２００を選択することにより、後十字靭帯及び側副靭帯を適度に伸長させることができる。また、後十字靭帯及び側副靭帯の柔軟性の低い患者に対しては、複数の脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００、１１００，１２００の中から、後部の厚みが比較的小さい値となるように設定された脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００を選択することができる。これにより、後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量を少なくし、後十字靭帯及び側副靭帯のテンションが大きくなることを抑制できる。このように、患者の後十字靭帯及び側副靭帯の状態に合わせて脛骨プレートの形状を設定することができる。その結果、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００の何れかを、脛骨関節面３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０，１１２０，１２２０の形状の異なる別のものに取り換えることにより、患者にとって最適な脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００を採用することができる。これにより、人工膝関節置換術の施術時に、患者にとって最適な脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００を容易に決定することができる。
【０１４４】
また、人工膝関節インプラント１によると、大腿骨コンポーネント１００，２００の後顆１１２，２１２の厚みＴ１００，Ｔ２００を異ならせることにより、大腿骨３の遠位部４と脛骨５の近位部６との間のギャップＤ１を異ならせることができる。これにより、屈曲角度θの増大に伴う後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量を調整することができ、その結果、患者の後十字靭帯及び側副靭帯にとって最適となるように後顆１１２，２１２の厚みを調整することができる。すなわち、大腿骨３と脛骨５との間のギャップバランスの更なる均衡化を達成するために、複数の大腿骨コンポーネント１００，２００のなかから、最適な大腿骨コンポーネントを選ぶことができる。例えば、後十字靭帯及び側副靭帯の柔軟性が高い患者に対しては、複数の大腿骨コンポーネント１００，２００のうち後顆の厚みの大きい大腿骨コンポーネント１００を選択することにより、後十字靭帯及び側副靭帯を適度に伸長させることができる。また、後十字靭帯及び側副靭帯の柔軟性の低い患者に対しては、複数の大腿骨コンポーネント１００，２００のうち後顆の厚みの小さい大腿骨コンポーネント２００を選択することにより、後十字靭帯及び側副靭帯の伸長量を少なくし、後十字靭帯及び側副靭帯のテンションが大きくなることを抑制できる。このように、患者の後十字靭帯及び側副靭帯の状態に合わせて大腿骨コンポーネントの厚みを設定することができる。
【０１４５】
以上より、伸展ギャップと、屈曲ギャップとの間のバランスとしてのギャップバランスを、より均衡がとれた状態にすることができる。これにより、患者の膝は、人工膝関節７によって安定した深屈曲動作を行うことができる。
【０１４６】
以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【０１４７】
（１）前述の実施形態では、ＣＲ（Cruciate Retaining）タイプの人工膝関節インプラントの構成を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、ＰＳ（Posterior Stabilized）タイプの人工膝関節インプラントに、本発明を適用してもよい。図１５は、本発明の変形例に係る人工膝関節インプラント１Ｂの側面図であり、一部は断面で示している。人工膝関節インプラント１Ｂは、ＰＳタイプの人工膝関節インプラントである。この人工膝関節インプラントが用いられる人工膝関節置換術では、患者の前十字靭帯及び後十字靭帯の双方が切除される。
【０１４８】
尚、人工膝関節インプラント１Ｂのうち、人工膝関節インプラント１における構成と同一の構成については、図に、人工膝関節インプラント１の対応する構成の符号と同一の符号を付して、説明を省略する。また、人工膝関節インプラント１Ｂのうち、人工膝関節インプラント１における構成に対応する構成については、人工膝関節インプラント１Ｂの符号に対応する符号を付して説明し、重複する説明は省略する。例えば、大腿骨コンポーネント１００，２００に対応する符号として、大腿骨コンポーネント１００Ｂ，２００Ｂという符号を付して説明する。また、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００，１１００，１２００に対応する符号として、脛骨プレート３００Ｂ，４００Ｂ，５００Ｂ，６００Ｂ，７００Ｂ，８００Ｂ，９００Ｂ，１０００Ｂ，１１００Ｂ，１２００Ｂという符号を付して説明する。
【０１４９】
人工膝関節インプラント１Ｂは、複数の大腿骨コンポーネント１００Ｂ，２００Ｂと、複数の脛骨プレート３００Ｂ，４００Ｂ，５００Ｂ，６００Ｂ，７００Ｂ，８００Ｂ，９００Ｂ，１０００Ｂ，１１００Ｂ，１２００Ｂと、を備えている。
【０１５０】
図１６は、大腿骨コンポーネント１００Ｂ及び脛骨プレート３００Ｂのそれぞれの斜視図である。図１６に示すように、大腿骨コンポーネント１００Ｂには、カム部１１５が設けられている。カム部１１５は、後顆１１２，１１２間に配置された、小片状部分である。一方、脛骨プレート３００Ｂには、ポスト部３１５が設けられている。ポスト部３１５は、脛骨プレート３００Ｂの中間部３１１から突出する柱状部分である。
【０１５１】
屈曲角度θが所定角度以上になった場合、カム部１１５がポスト部３１５に接触した状態で、大腿骨関節面１０３，１０３は、対応する脛骨関節面３２０，３２０に対して転がる。
【０１５２】
また、図１５に示すように、大腿骨コンポーネント２００Ｂには、大腿骨コンポーネント１００Ｂと同様に、カム部１１５が設けられている。また、脛骨プレート４００Ｂ，５００Ｂ，６００Ｂ，７００Ｂ，８００Ｂ，９００Ｂ，１０００Ｂ，１１００Ｂ，１２００Ｂには、それぞれ、脛骨プレート３００Ｂと同様に、ポスト部３１５が設けられている。
【０１５３】
したがって、脛骨プレート３００Ｂ，４００Ｂ，５００Ｂ，６００Ｂ，７００Ｂ，８００Ｂ，９００Ｂ，１０００Ｂ，１１００Ｂ，１２００Ｂの何れかと、大腿骨コンポーネント１００Ｂ，２００Ｂの何れかと、を用いて人工膝関節を構成した場合には、屈曲角度θが所定角度以上になることで、カム部１１５がポスト部３１５に接触する。
【０１５４】
人工膝関節インプラント１Ｂについて、上記の構成以外は、人工膝関節インプラント１と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１５５】
（２）前述の実施形態では、複数の脛骨プレートを用いる構成を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００のうちの少なくとも１つがあればよい。同様に、上記（１）の変形例において、脛骨プレート３００Ｂ，４００Ｂ，５００Ｂ，６００Ｂ，７００Ｂ，８００Ｂ，９００Ｂ，１０００Ｂのうちの、少なくとも１つがあればよい。
【０１５６】
（３）前述の実施形態及び前述の変形例（１）では、脛骨プレートの後部領域の形状について具体的に説明したけれども、この通りでなくてもよい。後部領域は、後方に向かうに従い脛骨プレートの下面側に向かう形状であればよい。
【０１５７】
（４）前述の実施形態及び前述の変形例（１）では、各脛骨プレートにおいて、内側の脛骨関節面の中央部の形状と、外側の脛骨関節面の中央部の形状とが、概ね左右対称である形態を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、内側の脛骨関節面の中央部の形状と、外側の脛骨関節面の中央部の形状とを、左右非対称にしてもよい。この場合、各脛骨プレートにおける左右の脛骨関節面の中央部の形状は、生体膝関節の動作を、より忠実に再現可能な形状に設定することが好ましい。生体膝では、屈曲動作に伴い、大腿骨の外側の顆部は、当該大腿骨の内側の顆部と比較して大きく後方に移動する。これにより、大腿骨に対して、脛骨は、内側に向けて旋回（内旋）する。健常な脛骨の近位部の形状は、内側が平坦に近く、外側は、後方に傾斜する形状をしている。このような、生体膝の形状及び運動を模擬すべく、脛骨プレートの内側の脛骨関節面と、外側の脛骨関節面とについて、互いに異なる傾斜形状を有する組み合わせとすることも可能である。
【０１５８】
（５）前述の実施形態及び前述の変形例（１）では、脛骨プレートを、脛骨トレイを介して脛骨に固定する形態を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。脛骨プレートの下面を直接脛骨の対向面に固定してもよい。この場合の脛骨プレートは、前述の実施形態における脛骨プレートと脛骨トレイとを一体にした形状と同様の形状に形成される。これにより、脛骨プレートの下面を直接対向面に固定することとなり、部品点数を少なくできる。
【０１５９】
（６）前述の実施形態及び前述の変形例（１）では、大腿骨コンポーネントの数が２つである形態を説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、人工膝関節インプラントに備えられる大腿骨コンポーネントの数は、１つ以上であればよい。
【０１６０】
（７）前述の実施形態では、ＣＲタイプの人工膝関節インプラントの形態を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、本発明を、ＣＳ（Cruciate Substituting）タイプの人工膝関節インプラントに適用してもよい。
【０１６１】
（８）前述の実施形態及び前述の変形例（１）では、屈曲角度がゼロの場合において、大腿骨コンポーネントは、脛骨プレートの第１凹湾曲部に接触する構成を説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、屈曲角度がゼロの場合において、大腿骨コンポーネントは、脛骨プレートのうちの、第１凹湾曲部の位置よりも後方の位置にある部分と接触してもよい。
【０１６２】
（９）前述の実施形態では、脛骨プレート３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００のそれぞれについて、脛骨関節面の中央部の後端部における厚みが同じである形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、各上記厚みを異ならせてもよい。脛骨プレート３００Ｂ，４００Ｂ，５００Ｂ，６００Ｂ，７００Ｂ，８００Ｂ，９００Ｂ，１０００Ｂについても、同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明は、患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントとして、広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１６４】
１                          人工膝関節インプラント
３                          大腿骨
４                          遠位部
５                          脛骨
６                          近位部
６ａ                        対向面
７                          人工膝関節
１００，２００              大腿骨コンポーネント
１０３，２０３              大腿骨関節面
３００，４００，５００，６００，７００，８００，９００，１０００  脛骨プレート
３０３                                                            下面
３２０，４２０，５２０，６２０，７２０，８２０，９２０，１０２０  脛骨関節面
３２４，４２４，５２４，６２４，７２４，８２４，９２４，１０２４  後部領域
θ                                                                屈曲角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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