(57)【要約】  人工装具脛骨インサートが、安定化ポストを含む脛骨トレーインサートを含み、安定化ポストの中心線が、脛骨トレーインサートの前後中心線及び内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる。軸回転を与える方法は、脛骨インサートに関連する安定化ポストをオフセットするステップと、脛骨インサートの内側受け部の半径を増加させるステップと、脛骨インサートの内側受け部と内側顆部との間の適合性を増大させるステップとのうちの少なくとも１つを行うことにより脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させるステップを含む。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側受け部を含むとともに安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、前記安定化ポストの中心線は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる、
ことを特徴とする人工装具脛骨インサート。
【請求項２】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項３】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項４】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項５】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項６】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントから突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記凹部の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項７】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントの凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記突起の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項８】
前記人工装具脛骨トレーは、前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記大腿骨人工装具に対して前記第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、
前記第１の回転軸は前記第２の回転軸と同軸上にはない、
ことを特徴とする請求項６又は請求項７のいずれかに記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項９】
前記安定化ポストは後部が丸味を帯び、
前記安定化ポストは、約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１０】
大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、該人工装具脛骨トレーインサートはまた、該人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方に沿って方向付けられた安定化ポストも含むとともに、前記人工装具脛骨トレーインサートに垂直な回転軸の周りを患者の脛骨に固定された人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転するようにされ、前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前記前後中心線及び内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる、
ことを特徴とする人工装具脛骨インサート。
【請求項１１】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１２】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１３】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１４】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１５】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記人工装具脛骨トレーインプラントから突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記凹部の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１６】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記人工装具脛骨トレーインプラントの凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記突起の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１７】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記大腿骨人工装具に対して前記第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、
前記第１の回転軸は前記第２の回転軸と同軸上にはない、
ことを特徴とする請求項１５又は請求項１６のいずれかに記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１８】
前記安定化ポストは後部が丸味を帯び、
前記安定化ポストが、約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１７のいずれかに記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項１９】
大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための外側及び内側顆受け部を含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、該人工装具脛骨トレーインサートは、凸型形状又は前から後ろに傾斜する形状の少なくとも一方を有する外側顆受け部と、前記大腿骨人工装具の凸型内側顆部を受け入れるための凹型形状を有する内側顆受け部とを有し、前記外側顆受け部と前記内側顆受け部との組み合わせにより、前記人工装具脛骨トレーインサートと前記大腿骨人工装具の前記顆部との間の実質的に垂直な軸周りに回転が生じる、
ことを特徴とする人工装具脛骨インサート。
【請求項２０】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントから突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記凹部の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項１９に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項２１】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントの凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記突起の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項１９に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項２２】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面を通る第１の回転軸に沿って回転し、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記大腿骨人工装具に対して前記第１の平面を通る実質的に垂直な軸線に沿って回転し、
前記第１の回転軸は前記実質的に垂直な軸線と同軸上にはない、
ことを特徴とする請求項２０又は請求項２１のいずれかに記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項２３】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線からオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１９から請求項２２のいずれかに記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項２４】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線からオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１９から請求項２３のいずれかに記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項２５】
大腿骨人工装具と、
前記大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含む脛骨トレー人工装具と、
を含み、前記安定化ポストの中心線は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる、
ことを特徴とするインプラント可能な人工膝関節。
【請求項２６】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項２５に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項２７】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項２５に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項２８】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項２５に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項２９】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項２５に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３０】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレー人工装具から突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記凹部の周りを前記脛骨トレー人工装具に対して回転する、
ことを特徴とする請求項２５に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３１】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレー人工装具の凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記突起の周りを前記脛骨トレー人工装具に対して回転する、
ことを特徴とする請求項２５に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３２】
前記人工装具脛骨トレーは、前記脛骨トレー人工装具に対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記大腿骨人工装具に対して第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、
前記第１の回転軸は前記第２の回転軸と同軸上にはない、
ことを特徴とする請求項３０又は請求項３１のいずれかに記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３３】
前記安定化ポストは後部が丸味を帯び、
前記安定化ポストは、約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされ、
前記大腿骨人工装具は前記安定化ポストに乗るカムを含み、前記カムは前記安定化ポストの変位に一致するように変位される、
ことを特徴とする請求項２５から請求項３２のいずれかに記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３４】
患者の本来の大腿骨に装着するようにされた大腿骨人工装具と、
前記患者の本来の脛骨に装着するようにされた脛骨トレー人工装具と、
前記大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含む人工装具脛骨トレーインサートと、
を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは、該人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び該人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方に沿って方向付けられた安定化ポストも含むとともに、前記人工装具脛骨トレーインサートに垂直な回転軸の周りを前記脛骨トレー人工装具に対して回転するようにされ、前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後方向の中心線及び内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる、
ことを特徴とするインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３５】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項３４に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３６】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項３４に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３７】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項３４に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３８】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項３４に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項３９】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレー人工装具から突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記凹部の周りを前記脛骨トレー人工装具に対して回転する、
ことを特徴とする請求項３４に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４０】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレー人工装具の凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記突起の周りを前記脛骨トレー人工装具に対して回転する、
ことを特徴とする請求項３４に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４１】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレー人工装具に対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記大腿骨人工装具に対して前記第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、
前記第１の回転軸は前記第２の回転軸と同軸上にはない、
ことを特徴とする請求項３９又は請求項４０のいずれかに記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４２】
前記安定化ポストは後部が丸味を帯び、
前記大腿骨人工装具は前記安定化ポストに乗るためのカムを含み、前記カムは前記安定化ポストの変位に一致するように変位される、
ことを特徴とする請求項３４から請求項４１のいずれかに記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４３】
本来の大腿骨に装着するための大腿骨部品と、
本来の脛骨に装着するための脛骨部品と、
を含み、前記脛骨部品は、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための外側及び内側顆受け部を含み、前記外側顆受け部は凸型形状又は前から後ろに傾斜する形状の少なくとも一方を有し、前記内側顆受け部は前記大腿骨人工装具の凸型の内側顆部を受け入れるための凹型の形状を有し、前記外側顆受け部及び前記内側顆受け部の組み合わせにより、回転軸の周りにモーメントを発生させて、前記人工装具脛骨トレーインサートと前記大腿骨人工装具の顆部との間に水平回転を与える、
ことを特徴とするインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４４】
前記脛骨部品は、カミング面を含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記脛骨部品の人工装具脛骨トレーインプラントから突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記凹部の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項４３に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４５】
前記脛骨部品は、前記カミング面を含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記脛骨部品の人工装具脛骨トレーインプラントの凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、前記人工装具脛骨トレーインサートは前記突起の周りを前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する、
ことを特徴とする請求項４３に記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４６】
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、
前記人工装具脛骨トレーインサートは、前記大腿骨人工装具に対して前記第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、
前記第１の回転軸は前記第２の回転軸と同軸上にはない、
ことを特徴とする請求項４４又は請求項４５のいずれかに記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４７】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線からオフセットされる、
ことを特徴とする請求項４３から請求項４６のいずれかに記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４８】
前記回転軸は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線からオフセットされる、
ことを特徴とする請求項４３から請求項４７のいずれかに記載のインプラント可能な人工膝関節。
【請求項４９】
内側受け部及び脛骨受け部を含む脛骨トレーと、該脛骨トレーに装着され、該脛骨トレーの内外中心線からオフセットされた前記脛骨トレーの回転点の周りにモーメントを誘発するように前記脛骨トレーに対して回転的に再位置決め可能な脛骨インサートとを含むレシピエントの前記脛骨に埋め込むための脛骨人工装具と、
前記脛骨トレーの前記内側受け部に受け入れられる内側顆部及び前記脛骨トレーの前記外側受け部に受け入れられる外側顆部を含む、前記レシピエントの大腿骨に埋め込むための大腿骨部品と、
を含み、
前記脛骨トレー及び前記大腿骨部品の少なくとも一方は、前記脛骨人工装具に対して前記大腿骨部品の過回転を阻止するための安定化ポストを含み、該安定化ポストは前記脛骨トレーの前記内外中心線からオフセットされる、
ことを特徴とする可動支持人工膝関節。
【請求項５０】
前記脛骨トレーは、前記脛骨トレーの前記内外中心線からオフセットされた前記安定化ポストを含む、
ことを特徴とする請求項４９に記載の可動支持人工膝。
【請求項５１】
前記安定化ポストは、前記脛骨トレーの内側部に向かってオフセットされる、
ことを特徴とする請求項５０に記載の可動支持人工膝。
【請求項５２】
前記安定化ポストは、前記脛骨トレーの内側側部に向かって約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる、
ことを特徴とする請求項５１に記載の可動支持人工膝。
【請求項５３】
前記安定化ポストの後面は丸味を帯びている、
ことを特徴とする請求項４９に記載の可動支持人工膝。
【請求項５４】
前記大腿骨部品は、前記安定化ポストの後面に回転的に乗るようにされたカムを含み、前記カムの形状は前記安定化ポストの前記丸味を帯びた後面を受け入れるように弓状に窪んでいる、
ことを特徴とする請求項５３に記載の可動支持人工膝。
【請求項５５】
内側受け部及び脛骨受け部を含む、レシピエントの前記脛骨に埋め込むための脛骨人工装具と、
前記脛骨トレーの内側受け部に受け入れられる内側顆部及び前記脛骨トレーの外側受け部に受け入れられる外側顆部を含む、前記レシピエントの大腿骨に埋め込むための大腿骨人工装具と、
を含み、
前記脛骨人工装具及び前記大腿骨人工装具の少なくとも一方は、前記脛骨人工装具に対する前記大腿骨人工装具の垂直方向の過回転を阻止するためのポスト部材を含み、前記ポスト部材は前記大腿骨人工装具の内外中心線からオフセットされる、
ことを特徴とする固定支持人工膝関節。
【請求項５６】
前記脛骨人工装具は、脛骨トレー及び前記脛骨トレーに装着された脛骨インサートを含む、
ことを特徴とする請求項５５に記載の可動支持人工膝。
【請求項５７】
前記脛骨トレーは、前記脛骨トレーの前記内外中点からオフセットされたカム部材を含む、
ことを特徴とする請求項５６に記載の可動支持人工膝。
【請求項５８】
前記カム部材は、前記脛骨トレーの外側部に向かってオフセットされる、
ことを特徴とする請求項５７に記載の可動支持人工膝。
【請求項５９】
前記安定化ポストは、前記脛骨トレーの前記外側部に向かって約２ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる、
ことを特徴とする請求項５８に記載の可動支持人工膝。
【請求項６０】
前記安定化ポストの後面は丸みを帯びている、
ことを特徴とする請求項５５に記載の可動支持人工膝。
【請求項６１】
前記大腿骨部品は、前記安定化ポストの後面に回転的に乗るようにされたカムを含み、前記カムの形状は前記安定化ポストの前記丸味を帯びた後面を受け入れるように弓状に窪んでいる、
ことを特徴とする請求項６０に記載の可動支持人工膝。
【請求項６２】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
人工関節の２つの本体間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、前記２つの本体間に軸回転を与えるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記２つの本体間の複数の境界面を内外中心線から異なる間隔で配置することにより、回転軸が前記内外中心線と一致しないようにするステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項６３】
インプラント可能な人工膝関節に軸回転を与える方法であって、
前記脛骨人工装具脛骨インサートの内外中心線に関連する安定化ポストをオフセットするステップと、前記脛骨人工装具の前記脛骨インサートの内側受け部の半径を前記大腿骨人工装具の内側顆部の半径より大きくするステップと、前記脛骨人工装具の前記脛骨インサートの内側受け部と内側顆部との間の適合性を増大させるステップとのうちの少なくとも１つを行うことにより人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させるステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項６４】
人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の前記軸回転の軸を変位させるステップは、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から関連する後部安定化ポストをオフセットするステップを含み、
前記安定化ポストは、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から外側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の前記軸回転の軸を変位させるステップは、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から関連する後部安定化ポストをオフセットするステップを含み、
前記安定化ポストは、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から内側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
前記脛骨インサートと前記脛骨人工装具の脛骨インプラントとの間の回転軸を前記脛骨インサートの内外中心線からオフセットすることにより、人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させるステップを含む、
ことを特徴とする請求項６３から請求項６５のいずれかに記載の方法。
【請求項６７】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
人工関節の２つの本体間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、前記２つの本体間に軸回転を与えるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記２つの本体間に前後中心線から異なる間隔で配置した複数の境界面を含めることにより、回転軸が前記前後中心線と一致しないようにする、
ことを特徴とする方法。
【請求項６８】
インプラント可能な人工膝関節に軸回転を与える方法であって、
前記脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線に関連する安定化ポストをオフセットするステップと、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの前後中心線に関連する安定化ポストをオフセットするステップと、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの内側受け部の半径を前記大腿骨人工装具の内側顆部の半径よりも大きくするステップと、前記脛骨人工装具の脛骨インサートに関連する安定化ポストの後部を丸くするステップと、前記大腿骨人工装具に関連するカムの前部を丸くするステップと、前記脛骨人工装具の前記脛骨インサートの内側受け部と内側顆部との間の適合性を増大させるステップとのうちの少なくとも１つを行うことにより人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させるステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項６９】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
脛骨人工装具の安定化ポストと大腿骨人工装具のカムとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、前記２つの人工装具の間に軸回転を与えるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記脛骨人工装具の安定化ポストの後面を丸くするステップと、前記大腿骨人工装具のカムを凹形にするステップとのうちの少なくとも一方を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項７０】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
脛骨人工装具の安定化ポストと大腿骨人工装具のカムとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、前記２つの人工装具の間に軸回転を与えるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの安定化ポストを前記脛骨インサートに関連する内外中心線からオフセットするステップと、前記脛骨人工装具の脛骨インサートの安定化ポストを前記脛骨インサートに関連する前後中心線からオフセットするステップと、前記大腿骨人工装具に関連する内外中心線から前記カムをオフセットするステップと、前記大腿骨人工装具に関連する前後中心線から前記カムをオフセットするステップとのうちの少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項７１】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、前記２つの人工装具の間に軸回転を与えるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記大腿骨人工装具の内側顆部を前記脛骨人工装具の内側受け部に合致させるステップと、前記大腿骨人工装具の外側顆が、前記脛骨人工装具の外側支持表面の実質的に平坦な又は実質的に凸型の表面と接する実質的に平坦な表面を有するように作製するステップとを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項７２】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
脛骨人工装具トレーと脛骨人工装具インサートとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記脛骨人工装具トレーと前記脛骨人工装具インサートとの間の回転点をオフセットするステップを含み、前記回転点のオフセットは、内外中心線及び前後中心線の少なくとも一方から生じる、
ことを特徴とする方法。
【請求項７３】
前記大腿骨人工装具の内外中心線及び前記大腿骨人工装具の前後中心線の少なくとも一方からオフセットされたカムを間に挟む１対の顆部を有する大腿骨人工装具と、
前記大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、丸味を帯びた後面を有する安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含む脛骨トレー人工装具と、
を含み、前記安定化ポストの中心線は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる、
ことを特徴とするインプラント可能な人工膝関節。
【請求項７４】
カムを間に挟んだ１対の顆部を有する大腿骨人工装具と、
前記大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、前記大腿骨人工装具のカムと境界面を接するようにされた丸味を帯びた後面を有する安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含む脛骨トレー人工装具と、
を含むことを特徴とするインプラント可能な人工膝関節。
【請求項７５】
弓状に窪んだカムを間に挟んだ１対の顆部を有する大腿骨人工装具と、
前記大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、前記大腿骨人工装具の弓状に窪んだカムと境界面を接するようにされた丸味を帯びた後面を有する安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含む脛骨トレー人工装具と、
を含むことを特徴とするインプラント可能な人工膝関節。
【請求項７６】
大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、大腿骨人工装具の回転を容易にするように丸味を帯びた後面を備える安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、前記安定化ポストの中心線は、前記人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる、
ことを特徴とするインプラント可能な人工膝関節。
【請求項７７】
大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側受け部を含むとともに安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、前記安定化ポストの中心線は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも１つから約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる、
ことを特徴とする人工装具脛骨インサート。
【請求項７８】
前記安定化ポストは、前記人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から約０．１ミリメートルから約５ミリメートルまでの間でオフセットされる、
ことを特徴とする請求項７８に記載の人工装具脛骨インサート。
【請求項７９】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
脛骨人工装具トレーと脛骨人工装具インサートとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記脛骨人工装具トレーと前記脛骨人工装具インサートとの間の回転点をオフセットするステップを含み、前記オフセットは、前記脛骨人工装具インサートの内外中心線及び前後中心線の少なくとも一方から約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間である、
ことを特徴とする方法。
【請求項８０】
インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法であって、
大腿骨人工装具と脛骨人工装具インサートとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させるステップを含み、前記モーメントを発生させる行為は、前記大腿骨人工装具と前記脛骨人工装具インサートとの間の回転点をオフセットするステップを含み、前記オフセットは、前記脛骨人工装具インサートの内外中心線及び前後中心線の少なくとも一方から約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間である、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプラント用人工補装具に関し、より具体的には、野生哺乳類の関節の本来の生体力学をシミュレートするインプラント用人工関節に関する。本発明はまた、インプラント用人工関節内にモーメントを誘発する方法のほか、誘発されるモーメントを組み入れたインプラント用人工補装具も含む。
【背景技術】
【０００２】
以前の調査研究では、（以前に手術をしておらず、臨床的異常の病歴がない）本来の膝と人工膝関節全置換術（ＴＫＡ）を受けたような手術的に修復した膝との間で、歩行及び高度な屈曲動作の最中に膝に生じる回転量が大幅に異なることが記録されている。本来の膝の屈曲中における大腿骨の脛骨に対する軸方向の大腿脛骨回転パターンにより、膝が伸びるときに大腿骨に対する脛骨の内旋及び大腿骨に対する脛骨の外旋が誘発される。この内旋機構は、部分的には、十字靭帯及び側副靭帯の長さ及び張力と、内側及び外側の大腿骨及び脛骨顆部の寸法の解剖学的変異とによって生じるものである。
【０００３】
ＴＫＡ後の正確な軸方向の大腿脛骨回転パターンは、あまり明らかではないが、かなり変化することが示されている。ＴＫＡ後の軸回転の減少は、十字靭帯の除去又は変質、及び／又は内側及び外側大腿骨及び脛骨顆部の形状を正確に複製できていないことに関連している可能性があると仮定しているものが多いが、この動きの減少は、顆部の形状を正しく複製できていないことによるものであるという仮定がほとんどである。
【０００４】
多中心性生体内体重支持運動学的解析では、固定支持のＴＫＡ人工装具対可動支持のＴＫＡ人工装具において同様の平均軸回転値が立証されている。しかしながら、可動支持のＴＫＡ人工装具における軸回転の正確な部位（脛骨挿入の上面対下面）に関しては論議が存在する。多くの固定及び可動支持のＴＫＡ人工装具では、軸回転が大幅に減少することが立証されているが、ＴＫＡ患者は、膝の屈曲が大きくなると、しばしば脛骨が大腿骨の周りを外側に回転する逆回転パターンを経験するという記録もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、野生哺乳類関節の本来の生体力学をシミュレートするインプラント用人工補装具に関する。本明細書で説明する本発明の例示的な実施形態は、インプラント可能な人工関節内にモーメントを誘発して関節部品間に回転運動を与えるインプラント可能な人工装具部品を含む。また、本発明は、モーメントを誘発する例示的な人工装具部品を組み入れたインプラント可能な人工関節のほか、モーメントを誘発してインプラント可能な関節内の相補的な人工装具部品間に回転を与える方法も含む。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面は、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側受け部を含む人工装具脛骨インサートを提供することであり、この人工装具脛骨トレーインサートは安定化ポストも含み、この場合、安定化ポストの中心線は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる。
【０００７】
第１の側面のさらに詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる。別のさらに詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる。別の詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントから突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの凹部の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントの凹部によって受け入れられるようにされた突起を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの突起の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。別のさらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーは、人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、人工装具脛骨トレーインサートは、大腿骨人工装具に対して第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、第１の回転軸は第２の回転軸と同軸上にはない。別のさらに詳細な実施形態では、安定化ポストは後部が丸味を帯びている。
【０００８】
本発明の第２の側面は、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含む人工装具脛骨インサートを提供することであり、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも１つに沿って方向付けされた安定化ポストも含み、人工装具脛骨トレーインサートは、患者の脛骨に固定された人工装具脛骨トレーインプラントに対して人工装具脛骨トレーインサートに垂直な回転軸の周りを回転するようにされ、この場合、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる。
【０００９】
第２の側面のさらに詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントから突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの凹部の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。別のさらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントの凹部により受け入れられる突起を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの突起の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。別のさらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、人工装具脛骨トレーインサートは、大腿骨人工装具に対して第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、第１の回転軸は第２の回転軸と同軸上にはない。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストは後部が丸味を帯びている。
【００１０】
本発明の第３の側面は、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための外側及び内側顆受け部を含む人工装具脛骨インサートを提供することであり、この人工装具脛骨トレーインサートは、凸型形状又は前部から後部にかけて傾斜した形状の少なくとも一方を有する外側顆受け部を有するとともに、大腿骨人工装具の凸型内側顆部を受け入れるための凹型形状を有する内側顆受け部も有し、外側顆受け部及び内側顆受け部の組み合わせにより回転軸の周りにモーメントが生じ、人工装具脛骨トレーインサートと大腿骨人工装具の顆部との間に水平方向回転を与える。
【００１１】
第３の側面のさらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントから突起を受け入れるようにされた凹部を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの凹部の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。さらに別の詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントの凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの突起の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、人工装具脛骨トレーインサートは、大腿骨人工装具に対して第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、第１の回転軸は第２の回転軸と同軸上にはない。さらに別の詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線からオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線からオフセットされる。
【００１２】
本発明の第４の側面は、（ａ）大腿骨人工装具と、（ｂ）脛骨トレー人工装具とを含む人工膝を提供することであり、該脛骨トレー人工装具は、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、安定化ポストの中心線が人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされた安定化ポストも含む。
【００１３】
第４の側面のさらに詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の外側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、脛骨トレー人工装具から突起を受け入れるようにされた凹部を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの凹部の周りを脛骨トレー人工装具に対して回転する。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、脛骨トレー人工装具の凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの突起の周りを脛骨トレー人工装具に対して回転する。別のさらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーは、脛骨トレー人工装具に対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転し、人工装具脛骨トレーインサートは、大腿骨人工装具に対して第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、第１の回転軸は第２の回転軸と同軸上にはない。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストは後部が丸味を帯びており、大腿骨人工装具は安定化ポストに乗るカムを含み、カムは安定化ポストの変位に一致するように変位する。
【００１４】
本発明の第５の側面は、（ａ）患者の本来の大腿骨に装着するようにされた大腿骨人工装具と、（ｂ）患者の本来の脛骨に装着するようにされた脛骨トレー人工装具と、（ｃ）大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含み、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方に沿うように方向付けされた安定化ポストも含み、人工装具脛骨トレーインサートに垂直であるとともに前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされた回転軸の周りを脛骨トレー人工装具に対して回転するようにされた人工装具脛骨トレーインサートとを含む人工膝を提供することである。
【００１５】
第５の側面のさらに詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から内側にオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から前側にオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線から後側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、脛骨トレー人工装具から突起を受け入れるようにされた凹部を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの凹部の周りを脛骨トレー人工装具に対して回転する。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、脛骨トレー人工装具の凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの突起の周りを脛骨トレー人工装具に対して回転する。別のさらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、脛骨トレー人工装具に対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転するとともに、大腿骨人工装具に対して第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、第１の回転軸は第２の回転軸と同軸上にある。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストは後側が丸味を帯びており、大腿骨人工装具は安定化ポストに乗るカムを含み、カムは安定化ポストの変位に一致するように変位する。
【００１６】
本発明の第６の側面は、（ａ）本来の大腿骨を装着するための大腿骨部品と、（ｂ）本来の脛骨に装着するための脛骨部品とを含む人工膝を提供することであり、該脛骨部品は、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための外側及び内側顆受け部を含み、外側顆受け部は、凸型形状又は前部から後部にかけて傾斜した形状の少なくとも一方を有し、内側顆受け部は、大腿骨人工装具の凸型内側顆を受け入れるための凹型形状を有し、外側顆受け部と内側顆受け部との組み合わせにより、回転軸の周りにモーメントが生じ、人工装具脛骨トレーインサートと大腿骨人工装具の顆部との間に水平方向回転が与えられる。
【００１７】
第６の側面のさらに詳細な実施形態では、脛骨部品は、カミング面を含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、人工装具脛骨トレーインサートは、脛骨部品の人工装具脛骨トレーインプラントから突起を受け入れるようにされた凹部を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの凹部の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。さらに別の詳細な実施形態では、脛骨部品は、カミング面を含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、人工装具脛骨トレーインサートは、脛骨部品の人工装具脛骨トレーインプラントの凹部により受け入れられるようにされた突起を含み、人工装具脛骨トレーインサートはこの突起の周りを人工装具脛骨トレーインプラントに対して回転する。さらに詳細な実施形態では、人工装具脛骨トレーインサートは、人工装具脛骨トレーインプラントに対して第１の平面内の第１の回転軸に沿って回転するとともに、大腿骨人工装具に対して第１の平面内の第２の回転軸に沿って回転し、第１の回転軸は第２の回転軸と同軸上にはない。さらに別の詳細な実施形態では、回転軸は、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線からオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、第１の回転軸及び第２の回転軸の少なくとも一方は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線からオフセットされる。
【００１８】
本発明の第７の側面は、（ａ）内側受け部及び脛骨受け部を含む脛骨トレーと、該脛骨トレーの内外中心線からオフセットされた脛骨トレーの回転点の周りにモーメントを誘発するように脛骨トレーに対して回転的に再位置決め可能な脛骨トレー及び該脛骨トレーに装着された脛骨インサートを含む、レシピエントの脛骨内に埋め込むための脛骨人工装具と、（ｂ）脛骨トレーの内側受け部に受け入れられる内側顆部及び脛骨トレーの外側受け部に受け入れられる外側顆部を含む、レシピエントの大腿骨に埋め込むための大腿骨部品とを含む可動支持人工膝を提供することであり、上記脛骨トレー及び大腿骨部品の少なくとも一方は、脛骨人工装具に対して大腿骨部品の垂直方向の過回転を阻止するための安定化ポストを含み、該安定化ポストは脛骨トレーの内外中心線からオフセットされる。
【００１９】
第７の側面のさらに詳細な実施形態では、脛骨トレーは、脛骨トレーの内外中心線からオフセットされた安定化ポストを含む。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストは、脛骨トレーの内側側部に向かってオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、安定化ポストは、脛骨トレーの内側側部に向かって約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストの後面は丸味を帯びている。さらに詳細な実施形態では、大腿骨部品は、安定化ポストの後面に回転的に乗るようにされたカムを含み、カムの形状は、安定化ポストの丸味を帯びた後面を受け入れるように弓状に窪んでいる。
【００２０】
本発明の第８の側面は、（ａ）内側受け部及び脛骨受け部を含むレシピエントの脛骨に埋め込むための脛骨人工装具と、（ｂ）脛骨トレーの内側受け部内に受け入れられる内側顆部及び脛骨トレーの外側受け部内に受け入れられる外側顆部を含む、レシピエントの大腿骨に埋め込むための大腿骨人工装具とを含む固定支持人工膝を提供することであり、上記脛骨人工装具及び大腿骨人工装具の少なくとも一方は、脛骨人工装具に対する大腿骨人工装具の垂直方向の過回転を阻止するためのポストを含み、該ポストは大腿骨人工装具の内外中心線からオフセットされる。
【００２１】
第８の側面のさらに詳細な実施形態では、脛骨人工装具は、脛骨トレーと該脛骨トレーに装着される脛骨インサートとを含む。さらに別の詳細な実施形態では、脛骨トレーは、脛骨トレーの内外中間点からオフセットされるカム部材を含む。さらに詳細な実施形態では、カム部材は脛骨トレーの外側部に向かってオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、安定化ポストは、脛骨トレーの外側側部に向かって約２ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、安定化ポストの後面は丸味を帯びている。さらに詳細な実施形態では、大腿骨部品は、安定化ポストの後面に回転的に乗るようにされたカムを含み、カムの形状は、安定化ポストの丸味を帯びた後面を受け入れるように弓状に窪んでいる。
【００２２】
本発明の第９の側面は、人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、人工関節の２つの本体間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、２つの本体間に軸回転を与えるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、２つの本体間の複数の境界面を内外中心線から異なる間隔で配置することにより、回転軸が内外中心線と一致しないようにするステップを含む。
【００２３】
本発明の第１０の側面は、人工膝関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線に関連する安定化ポストをオフセットするステップと、脛骨人工装具の脛骨インサートの内側受け部の半径を大腿骨人工装具の内側顆部の半径よりも大きくするステップと、脛骨人工装具の脛骨インサートの内側受け部と内側顆部との間の合致性を増大させるステップとのうちの少なくとも１つを行うことにより人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させるステップを含む。
【００２４】
第１０の側面のさらに詳細な実施形態では、本発明は、人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させて、脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から、関連する後部安定化ポストをオフセットするステップを含むようにするステップをさらに含み、この場合、安定化ポストは、脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から外側にオフセットされる。さらに別の詳細な実施形態では、本発明は、人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させるステップをさらに含み、該方法は、脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から関連する、後部安定化ポストをオフセットするステップを含み、安定化ポストは、脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線から内側にオフセットされる。さらに詳細な実施形態では、本発明は、脛骨人工装具の脛骨インサートと脛骨インプラントとの間の回転軸を脛骨インサートの内外中心線からオフセットすることにより人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させる行為をさらに含む。
【００２５】
本発明の１１番目の側面は、インプラント可能な人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、人工関節の２つの本体間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、２つの本体間に軸回転を与えるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、２つの本体間の複数の境界面を前後中心線から異なる間隔で配置することにより、回転軸が前後中心線と一致しないようにするステップを含む。
【００２６】
本発明の第１２の側面は、人工膝関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、（ａ）脛骨人工装具の脛骨インサートの内外中心線に関連する安定化ポストをオフセットするステップと、脛骨人工装具の脛骨インサートの前後中心線に関連する安定化ポストをオフセットするステップと、脛骨人工装具の脛骨インサートの内側受け部の半径を大腿骨人工装具の内側顆部の半径より大きくするステップと、脛骨人工装具の脛骨インサートに関連する安定化ポストの後側を丸くするステップと、大腿骨人工装具に関連するカムの前側を丸くするステップとのうちの少なくとも１つを行うことにより人工膝関節の脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の軸回転の軸を変位させるステップと、（ｂ）脛骨人工装具の脛骨インサートの内側受け部と内側顆部との間の合致性を増大させるステップとを含む。
【００２７】
本発明の第１３の側面は、人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、脛骨人工装具の安定化ポストと大腿骨人工装具のカムとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、２つの人工装具間に軸回転を与えるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、脛骨人工装具の安定化ポストの後面を丸くするステップと、大腿骨人工装具のカムを窪ませるステップとのうちの少なくとも１つを含む。
【００２８】
本発明の第１４の側面は、人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、脛骨人工装具の安定化ポストと大腿骨人工装具のカムとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、２つの人工装具の間に軸回転を与えるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、脛骨人工装具の脛骨インサートの安定化ポストを脛骨インサートに関連する内外中心線からオフセットするステップと、脛骨人工装具の脛骨インサートの安定化ポストを脛骨インサートに関連する前後中心線からオフセットするステップと、カムを大腿骨人工装具に関連する内外中心線からオフセットするステップと、カムを大腿骨人工装具に関連する前後中心線からオフセットするステップとのうちの少なくとも１つを含む。
【００２９】
本発明の第１５の側面は、人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、脛骨人工装具と大腿骨人工装具との間の回転軸の周りにモーメントを発生させて、２つの人工装具の間に軸回転を与えるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、大腿骨人工装具の内側顆部を脛骨人工装具の内側受け部に合致させるステップと、大腿骨人工装具の外側顆部が、脛骨人工装具の外側支持表面の実質的に平坦な又は実質的に凸型の表面と接する実質的に平坦な表面を有するように作製するステップとを含む。
【００３０】
本発明の第１６の側面は、人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、脛骨人工装具トレーと脛骨人工装具インサートとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、脛骨人工装具トレーと脛骨人工装具インサートとの間の回転点をオフセットするステップを含み、この場合、この回転点のオフセットは、内外中心線及び前後中心線の少なくとも一方から生じる。
【００３１】
本発明の第１７の側面は、（ａ）大腿骨人工装具の内外中心線及び大腿骨人工装具の前後中心線の少なくとも一方からオフセットされたカムを間に挟む１対の顆部を有する大腿骨人工装具と、（ｂ）大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、丸味を帯びた後面を有する安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含む脛骨トレー人工装具とを含む人工膝を提供することであり、この安定化ポストの中心線は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる。
【００３２】
本発明の第１８の側面は、（ａ）カムを間に挟んだ１対の顆部を有する大腿骨人工装具と、（ｂ）人工装具脛骨トレーインサートを含む脛骨トレー人工装具とを含む人工膝を提供することであり、上記脛骨トレーインサートは、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるために内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、大腿骨人工装具のカムと接するようにされた丸味を帯びた後面を有する安定化ポストも含む。
【００３３】
本発明の第１９の側面は、（ａ）弓状に窪んだカムを間に挟んだ１対の顆部を有する大腿骨人工装具と、（ｂ）人工装具脛骨トレーインサートを含む脛骨トレー人工装具とを含む人工膝を提供することであり、上記人工装具脛骨トレーインサートは、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるために内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、大腿骨人工装具の弓状に窪んだカムと接するようにされた丸味を帯びた後面を有する安定化ポストも含む。
【００３４】
本発明の第２０の側面は、人工装具脛骨インサートを提供することであり、該人工装具脛骨インサートは、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるために内側及び外側に間隔を置いて配置された受け部を含むとともに、大腿骨人工装具の回転を容易にするようにした丸味を帯びた後面を有する安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、この安定化ポストの中心線は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方からオフセットされる。
【００３５】
本発明の第２１の側面は、人工装具脛骨インサートを提供することであり、該人工装具脛骨インサートは、大腿骨人工装具の１対の顆部を受け入れるための内側及び外側の受け部を含むとともに安定化ポストも含む人工装具脛骨トレーインサートを含み、この安定化ポストの中心線は、人工装具脛骨トレーインサートの前後中心線及び人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線の少なくとも一方から約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる。
【００３６】
第２１の側面のさらに詳細な実施形態では、安定化ポストは、人工装具脛骨トレーインサートの内外中心線から約０．１ミリメートルから約５ミリメートルまでの間でオフセットされる。
【００３７】
本発明の第２２の側面は、人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、脛骨人工装具トレーと脛骨人工装具インサートとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、脛骨人工装具トレーと脛骨人工装具インサートとの間の回転点を脛骨人工装具インサートの内外中心線及び前後中心線の少なくとも一方から約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットするステップを含む。
【００３８】
本発明の第２３の側面は、人工関節に軸回転を与える方法を提供することであり、該方法は、大腿骨人工装具と脛骨人工装具インサートとの間の回転軸の周りにモーメントを発生させるステップを含み、このモーメントを発生させる行為は、大腿骨人工装具と脛骨人工装具インサートとの間の回転点を脛骨人工装具インサートの内外中心線及び前後中心線の少なくとも一方から約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットするステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、インプラント用人工関節内にモーメントを誘発する方法のほか、誘発されるモーメントを組み入れたインプラント可能な人工関節を含む本発明の例示的な実施形態について説明し、図示する。当然ながら、当業者には、以下で説明する好ましい実施形態は実際上例示的なものであり、本発明の範囲及び思想から逸脱することなく再構成できるということは明らかであろう。しかしながら、説明を明確かつ正確にするために、以下で説明するような例示的な実施形態は、当業者が本発明の範囲に含めるために必要ではないと認めるであろう任意のステップ、方法、及び特徴を含む場合がある。
【００４０】
力学の法則を支配する基本原理はニュートンの法則から理解される。すなわち、（Ａ）等速直線運動状態の全ての物体は、外力が加えられない限りその運動状態にあり続ける傾向があり、（Ｂ）物体の質量ｍ、加速度ａ、及び加えられる力Ｆの関係は、Ｆ＝ｍａであり、（Ｃ）全ての作用に対して、等しい逆向きの反作用が存在する。しかしながら、上記の力学の法則は系に加えられる外力に関するものであり、運動能力を有する物体に面内力が加えられた場合、加えられる力が抵抗力（重力、摩擦等）よりも大きければ、物体は動き始めることになる。歩行中、或いは深い屈曲中のいずれかの膝屈曲の間、本来の膝の十字靭帯は、脛骨を内側に回転させ、脛骨に対して大腿骨をてこの原理で動かす。十字靭帯が無ければ、軸回転が減少することが実証されている。
【００４１】
人工膝関節全置換術（ＴＫＡ）人工装具には３つの主な力が加わる可能性がある。すなわち、（１）膝関節を通る筋肉により生み出される加えられる力、（２）大腿骨と脛骨との間の接触点及び大腿骨と膝蓋骨との間の接触点で発生する支持表面の接触力、及び（３）活動力に抵抗する靭帯により生み出される抑制力である。しかしながら、膝人工装具の正常な軸回転の発生パターン及び大きさのパターンは、回転を引き起こす活動力に対してモーメントアームを取り入れることにより決定され、それによってのみ回転が誘発され得る。例示的な系では、ベクトルＶが距離Ｄを有し、作用線がベクトルＶの開始点Ｐを通過する。点Ｐの周りのベクトルＶのモーメントＭは、方程式１：Ｍ＝Ｒ×Ｖという性質を有し、式中、Ｒは点ＰからベクトルＶに沿った第２の点までの位置ベクトルである。
【００４２】
あらゆるＴＫＡ人工装具に対してモーメント解析を行うことができるようになる前に、膝に作用する力の大きさ及び方向の両方を明確に求め、理解する必要がある。筋力、支持表面力及び靭帯力を同時に得るための最も有効な方法として、数学的モデル化技術によるものがある。膝力学を正確に理解することにより、生体内の力を求める方程式を導き出すことが可能であると立証されている。膝に加わる力の大きさを知ることは重要なことであるが、これらの加えられる力の方向を求めることも同じく重要なことである。大腿脛骨及び膝蓋大腿骨の境界面に加わる接触力の正確な方向により、選択した点の周りのモーメントを正確に総和することができるようになる。従って、脛骨と接触する大腿骨の点、すなわち点ＦＴの速度の方向を求めることが重要であり、これにより、点ＦＴと、大腿骨と接触する脛骨の点である点ＴＦとの間で発生する支持表面接触力の方向を求めることができるようになる。
【００４３】
本来の膝では、接触する任意の２つの物体を有する任意の力学系のように、３つの状態が起こり得る可能性があり、これにより、２つの物体間の接触点において大幅に異なる状態がもたらされる。これらの３つの状態とは、（１）純粋な転がり（２）純粋な滑り、及び（３）転がりと滑りとの組み合わせである。
【００４４】
図１を参照すると、例示的な自由体図１００が、ニュートン基準座標系に固定されたほぼ平坦な台（物質Ｂ）１０４に対して移動する半径Ｒの丸い円筒物（物質Ａ）１０２を含んでいる。この単純な例では、個々の物体１０２、１０４に対して２つの基準座標系が定められ、この場合、「Ａ２＞」及び「Ｂ２＞」の方向は重力と逆向きである。物体１０２、１０４間の接触点は、２つの点、すなわち、台１０４の点ＡＢ及び円筒物１０２の点ＢＡにより互いに定められる。円筒物１０２の周囲に等間隔を空けて３つの別の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が配置され、縦方向の中心が点ＢＯで識別される。点Ｐ１は、点ＢＡからＡ１＞方向に距離Ｒ、Ａ２＞方向に距離Ｒの間隔を置いて配置される。点Ｐ２は、点ＢＡから−Ａ１＞方向に距離Ｒ、Ａ２＞方向にＲの間隔を置いて配置される。点Ｐ３は、点ＢＡからＡ２＞方向に距離２Ｒの間隔を置いて配置される。
【００４５】
純粋な転がり状態では、速度ベクトルＶ＿ＢＯ＿Ａ＞＝Ａ１＞であると仮定することができ、式中、半径Ｒ＝１、Ａ３＞軸の周りの台に対する基準座標系に対して円筒物の角速度ωは−Ａ３＞に等しい。この結果、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＢＯの速度を求めることができ、これは、方程式２〜５を用いて定められる。
方程式２：Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝Ｖ＿ＢＯ＿Ａ＞＋ω＿Ｂ＿Ａ＞×Ｐ＿ＢＯ＿Ｐ１＞Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝Ａ１＞＋−Ａ３＞×Ａ１＞Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝Ａ１＞−Ａ２＞
方程式３：Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝Ｖ＿ＢＯ＿Ａ＞＋ω＿Ｂ＿Ａ＞×Ｐ＿ＢＯ＿ＢＡ＞Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝Ａ１＞＋−Ａ３＞×−Ａ２＞Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝Ａ１＞−Ａ１＞＝０＞
方程式４：Ｖ＿Ｐ２＿Ａ＞＝Ａ１＞＋Ａ２＞
方程式５：Ｖ＿Ｐ３＿Ａ＞＝２Ａ１＞
従って、純粋な転がり状態では、点ＢＡの速度は、点ＡＢの速度に等しくなければならない。台１０４は「固定」されており、ニュートン基準座標系で運動しないため、台の全ての点はゼロに等しい速度を有する。この単純な分析により、円筒物１０２上の点ＢＡの速度は、純粋な転がり状態ではゼロに等しいことが示される。
【００４６】
純粋な滑り状態では、図１に示すこの同じ系の速度は、円筒物１０２に沿う個々の点で異なる。純粋な滑りについて説明するための実際的な方法としては、氷上の車が挙げられるであろう。摩擦係数がゼロに等しければ、タイヤはスピンするが、車は静止したままとなる。従って、純粋な滑りＶ＿ＢＯ＿Ａ＞＝０＞の状態で、図１に示した例と同様の膝では、半径＝１、ω＝−Ａ３＞となる。この結果、点ＢＡ、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３の速度は、方程式６〜９を用いて求められる。
方程式６：Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝Ｖ＿ＢＯ＿Ａ＞＋ω＿Ｂ＿Ａ＞×Ｐ＿ＢＯ＿Ｐ１＞Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝０＞＋−Ａ３＞×Ａｌ＞Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝−Ａ２＞
方程式７：Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝Ｖ＿ＢＯ＿Ａ＞＋ω＿Ｂ＿Ａ＞×Ｐ＿ＢＯ＿ＢＡ＞Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝０＞＋−Ａ３＞×−Ａ２＞Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝−Ａｌ＞
方程式８：Ｖ＿Ｐ２＿Ａ＞＝Ａ２＞
方程式９：Ｖ＿Ｐ３＿Ａ＞＝Ａ１＞
従って、純粋な滑りでは、点ＢＡの速度は−Ａ１＞に等しく、速度の方向は、膝の大腿骨顆部の後部大腿骨ロールバックとは逆向きとなる。大腿骨顆部と脛骨平坦部との間の接触点の速度ベクトルは後方向になると仮定したが、純粋な滑り状態では、速度ベクトルの正しい方向は、屈曲中は前方向となり、伸展中は後方向となる。純粋な転がり及び純粋な滑りについて説明してきたが、生体内の状態では、純粋な転がり「のみ」又は純粋な滑り「のみ」の状態は起こり得ないと想定される。
【００４７】
図２を参照すると、人工装具の大腿骨顆部２０２の円周距離２００を平坦な線２０４で表すことができる。純粋な転がり状態では、人工装具の大腿骨顆部２０２は、平坦な線２０４の経路を辿ることになり、この線は、人工装具脛骨インサート（図示せず）の前／後の寸法よりも遥かに距離が長い。先の分析では、本来の膝の前後運動の量は、外側顆部の場合１０ｍｍから２５ｍｍまでの間の範囲にあり、ＴＫＡ人工装具の場合、この運動は、前方向に１０ｍｍ又は後方向に１５ｍｍとなり得ることが立証されている。従って、ＴＫＡ人工装具では、大腿骨顆部２０２と脛骨インサートとの間の接触点で生じる最も主な運動は滑りである。
【００４８】
再び図１を参照すると、滑り及び転がりの両方が存在する場合、支持表面界面ＢＡ、ＡＢにおける円筒物１０２の速度を求める分析を行うことができる。この分析では、Ｖ＿ＢＱ＿Ａ＞＝Ａｌ＞、半径Ｒ＝１、円筒物の角速度ω＝−２Ａ３＞と仮定することができる。従って、方程式１０〜１３を用いて、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＢＡの速度を求めることができる。
方程式１０：Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝Ｖ＿ＢＯ＿Ａ＞＋ω＿Ｂ＿Ａ＞×Ｐ＿ＢＯ＿Ｐ１＞Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝Ａ１＞＋−２Ａ３＞×Ａ１＞Ｖ＿Ｐ１＿Ａ＞＝Ａ１＞−２Ａ２＞
方程式１１：Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝Ｖ＿ＢＯ＿Ａ＞＋ω＿Ｂ＿Ａ＞×Ｐ＿ＢＯ＿ＢＡ＞Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝Ａ１＞＋−２Ａ３＞×−Ａ２＞Ｖ＿ＢＡ＿Ａ＞＝Ａ１＞−２Ａ１＞＝−Ａ１＞
方程式１２：Ｖ＿Ｐ２＿Ａ＞＝Ａ１＞＋２Ａ２＞
方程式１３：Ｖ＿Ｐ３＿Ａ＞＝Ａ１＞＋２Ａ２＞＝３Ａ２＞
【００４９】
３つ全ての状態（滑り、転がり、又は組み合わせ）において、重要な１つの情報は点ＢＡの速度である。純粋な転がりの最中、点ＢＡの速度はゼロに等しいが、純粋な滑り状態及び転がりと滑りとの組み合わせの状態では、我々の例では、この速度はゼロに等しくはならない。純粋な滑り状態では、速度ＢＡの方向は、大腿骨顆部の後部大腿骨ロールバックの方向とは逆の−Ａ１＞方向となる。転がりと滑りとの組み合わせの状態中、この速度ベクトルの方向Ｖ＿ＢＡ＿Ｎ＞は、我々の例では−Ａ１＞であり、これもやはりＡＢ上の接触点ＢＡとは逆向きとなる。Ｖ＿ＢＡ＿Ｎ＞の大きさは、ニュートン基準座標系におけるＢＯの速度及び物質Ｂの角速度に応じて変化する場合があるが、この大きさは常に−Ａ１＞方向となる。従って、膝の屈曲中のＡＢ上の点ＢＡにおける力がＡ１＞方向（後方向）であると仮定すれば、人工膝関節全置換術人工装具を設計することは不都合なこととなる。その代わりに、この点に作用する速度ベクトルの方向と同様に、膝の屈曲中に−Ａ１＞方向（前方向）に、膝の伸展中にＡ１＞方向に力が加えられる人工膝関節全置換術人工装具を設計すべきである。また、屈曲中、接触点ＢＡの速度は、純粋な転がり状態ではゼロに等しく、純粋な滑り状態では前方向（−Ａ１＞）となることに留意されたい。従って、膝の屈曲中は、Ｖ＿ＢＡ＿Ｎ＞は後方向ではない。
【００５０】
現在、全ての公知のＴＫＡ人工装具は、大腿骨部品と脛骨部品との間の接触点において力を等しく分配するように設計されている。従って、これらのＴＫＡ人工装具は、モーメントを組み入れて軸回転を生成するものではない。手術中、外科医は、大腿骨顆と脛骨インサート／平坦部との間に等しい張力ギャップを作り出すことを目標とする。内側顆部と脛骨インサートとの間に作用する力の量が外側顆部と脛骨インサートとの間に作用する力に等しければ、脛骨インサートの中心からの内側及び外側顆部の距離も等しいため、大腿骨部品が脛骨インサートに対して軸回転を行うことはないということが予想できる。２つの力が系に作用し、両方の力の大きさが等しく、これらの力に対する固定点からのモーメントアームが等しければ、この系のモーメントはゼロに等しいことになる。
【００５１】
図３を参照すると、典型的な後部を安定化した可動支持のＴＫＡ人工装具３００が５つの主な接触力、すなわち、（１）内側顆部の垂直方向の力３０２（ＦNM）、（２）内側顆部の前／後方向の力３０４（ＦTM）、（３）外側顆部の垂直方向の力３０６（ＦNL）、（４）外側顆部の前／後方向の力３０８（ＦTL）、（５）ポストのカムにより加えられる力３１０（ＦP）に対応している。点Ｏは、脛骨インプラント（図示せず）に対するポリエチレンインサート３１２の回転点を表し、その周りでモーメントが総和される。また、点Ｏから内側顆部の接触力までの間の距離ｒ1及び点Ｏから外側顆部までの間の距離ｒ2も含まれる。
【００５２】
可動支持のＴＫＡ人工装具３００に対して、点Ｏの周りで（Ｔ１＞及びＴ２＞方向に垂直な）Ｔ３＞方向にモーメントが総和される場合、モーメントの方程式は方程式１４で表される。
方程式１４：ΣＭ0・Ｔ３＞＝Ｉ・α・Ｔ３＞
Ｔ３＞方向の脛骨インプラント部品に対するポリエチレンインサート３１２の角加速度（α）は無視してもよく、ゼロに等しく設定できるものであると仮定することができる。従って、この仮定を踏まえると、方程式１４を方程式１５へと精密化することができる。
方程式１５：Ｔ３＞方向のΣＭ0＝０
ΣＭ0・Ｔ３＞＝−ｒ1・Ｔ２＞×ＦTM・Ｔ１＞＋ｒ2・Ｔ２＞×ＦTL・Ｔ１＞
距離ｒ1＝ｒ2＝ｒ、及び力ＦM＝ＦL＝Ｆという情報が解っている場合、方程式１５を方程式１６へとさらに簡略化することができる。
方程式１６：ΣＭ0・Ｔ３＞＝−ｒＦ（−Ｔ３＞）＋ｒＦ・（−Ｔ３＞）、
ΣＭ0・Ｔ３＞＝０
方程式１６に示すように、可動支持のＴＫＡ人工装具３００の回転点Ｏからの距離ｒ1、ｒ2が内側及び外側顆部までの距離と同じ場合、モーメントの総和はゼロに等しくなる。従って、ポリエチレンインサート３１２は、脛骨部品の周りで回転しないことになる。可動支持のＴＫＡ人工装具３００の生体内分析により、７／９の被験者が２．０度未満の軸回転を経験したと証言している。
【００５３】
図４を参照すると、典型的な固定支持のＴＫＡ人工装具４００が、脛骨インプラント部品（通常は金属脛骨トレー（図示せず））に装着された脛骨インサート４０２（通常はポリエチレン）を含んでいる。図３の後部を安定化した可動支持のＴＫＡ人工装具３００とは異なり、脛骨インサート４０２は、脛骨インプラント部品に対して回転しないように脛骨インプラント部品に固定される。後部を安定化した固定支持インサート４０２に作用する力は、図３の後部を安定化した可動支持のＴＫＡ人工装具３００に対して定められた力と同様のものである。
【００５４】
定められた点Ｏの周りで、固定支持ポリエチレンインサート４０２に作用するモーメントの総和を求めることができる。図４の点Ｏと図３の点Ｏとの間の主な差異は、選択した点Ｏは図４の回転点を表わすものではなく、Ｔ２＞方向のポストの中心にある脛骨インサート４０２の固定された物理点を表すものであるという点である。点Ｏの周りのモーメントの総和は方程式１４で表わされる。
方程式１４：ΣＭ0・Ｔ３＞＝Ｉ・α・Ｔ３＞
図３の可動支持のＴＫＡ人工装具３００と同様に、Ｔ３＞方向の脛骨インサート４０２に対する大腿骨の角加速度（α）は小さなものであり、ゼロに等しく設定できるものであると仮定することができる。従って、この仮定を踏まえると、方程式１４を方程式１５へと精密化することができる。
方程式１５：Ｔ３＞方向にΣＭ0＝０
ΣＭ0・Ｔ３＞＝−ｒ1・Ｔ２＞×ＦTM・Ｔ１＞＋ｒ2・Ｔ２＞×ＦTL・Ｔ１＞
距離ｒ1＝ｒ2＝ｒ、及び力ＦM＝ＦL＝Ｆという情報が解っている場合、方程式１５を方程式１６へとさらに簡略化することができる。
方程式１６：ΣＭ0・Ｔ３＞＝−ｒＦ（−Ｔ３＞）＋ｒＦ・（−Ｔ３＞）、
ΣＭ0・Ｔ３＞＝０
【００５５】
ポリエチレンポスト４０４が、Ｔ１＞及びＴ２＞方向に脛骨インサート４０２の中心に配置される場合、大腿骨部品により脛骨インサート上に加えられる接触力に対するＴ３＞方向のモーメントの総和はゼロに等しくなる。先のＴＫＡ人工装具の生体内分析により、全てのＴＫＡ人工装具に本来の膝よりも小さな軸回転が得られ、同時に、かなり多くのＴＫＡレシピエントが、結果として膝関節に２度未満の軸回転を得ることができ、これらのレシピエントのほぼ１／３が本来の膝とは反対向きの逆の軸回転パターンを経験していることが確認されている。
【００５６】
図５を参照すると、後部を十字に保持したＴＫＡ人工装具５００（可動又は固定支持のいずれか）により、図４の後部を安定化したＴＫＡ人工装具４００に見られるカム／ポスト機構４０４無しで後十字靭帯を保持できるようになる。後部を十字に保持したＴＫＡ人工装具５００からカム／ポスト機構を取り去ると、上述の後部を安定化したＴＫＡ人工装具と非常に似た分析が得られる。今日、後部を安定化したＴＫＡ人工装具のカム／ポスト機構は脛骨インサートの中心に存在するため、カム／ポストの力ではモーメントは生じない。従って、カム／ポスト機構が回転を誘発しない場合、後十字靭帯の抵抗力を除き、後部を十字にした可動支持のＴＫＡ人工装具５００に対するモーメント分析は、後部を安定化した可動支持のＴＫＡ人工装具３００（図３参照）のモーメント分析と類似したものになり、後部を十字に保持した固定支持のＴＫＡ人工装具５００に対するモーメント分析は、後部を安定化した固定支持のＴＫＡ人工装具４００（図４参照）と類似したものになる。言い換えれば、これらの後部を十字に保持したＴＫＡ人工装具５００については、大腿骨部品により脛骨インサートに加えられる接触力のモーメントの総和はゼロに等しくなる。
【００５７】
図６を参照すると、例示的な後部を安定化した可動支持のモーメント誘発人工膝関節全置換術（ＭＩＴＫＡ）人工装具インサート６００が、人工装具脛骨の軸部６０６に装着されており、このインサート６００は患者の脛骨（図示せず）に埋め込まれることが好ましい。インサート６００は、インサート６００の内外中心線６０８から内側方向にオフセットされたポスト６０２を含み、インサートと大腿骨部品（図示せず）との間の回転軸６０５、及び脛骨の軸部６０６とインサート６００との間の内外中心線６０８から外側方向に変位した回転軸６０４が与えられる。
【００５８】
図７を参照すると、例示的なＭＩＴＫＡ人工装具インサート６００のモーメント分析は、回転点Ｏの周りのＴ３＞方向のモーメントの総和を求めるステップを含む。このモーメントの方程式は方程式１７で表される。
方程式１７：ΣＭ0・Ｔ３＞＝−ｒ1・Ｔ２＞×ＦTM・Ｔ１＞−ｒ3Ｔ２＞×ＦP・Ｔ１＞＋ｒ2・Ｔ２＞×ＦTL・Ｔ１＞
距離ｒ１＝２ｒ、ｒ２＝ｒ３＝ｒ、及び力ＦTM＝ＦTL＝Ｆという情報が解っている場合、方程式１７を方程式１８へとさらに簡略化することができる。
方程式１８：ΣＭ0・Ｔ３＞＝−２ｒＦ・（−Ｔ３＞）−ｒＦ・（−Ｔ３＞）＋ｒＦ・（−Ｔ３＞）
ΣＭ0・Ｔ３＞＝２ｒＦ・Ｔ３＞＋ｒＦ・Ｔ３＞−ｒＦ・Ｔ３＞
ΣＭ0・Ｔ３＞＝２ｒＦ・Ｔ３＞
この例示的なモーメントの総和では、例示的なＭＩＴＫＡ人工装具インサート６００により誘発されるモーメントは時計回り方向（下向き）に２ｒＦと等しく、これにより脛骨インサートの正常な軸回転が得られるようになる。
【００５９】
今日の後部を安定化した可動支持のＴＫＡ人工装具３００（例えば図３を参照）とは異なり、ＭＩＴＫＡ膝の脛骨インサート６００は、回転点Ｏから脛骨インサート６００のポスト６０２までの距離（ｒ3で表わされる距離）を生み出し、回転点Ｏから内側顆部の接触力ＦTMまでの距離（ｒ1で表わされる距離）を増大させ、回転点Ｏから外側顆部の接触力ＦTLまでの距離（ｒ2で表わす距離）を減少させた結果として時計回り方向（下向き）に回転することになり、これにより外側顆部が本来の膝と同様にさらに後側に動くことができるようになる。
【００６０】
ポスト６０２とＭＩＴＫＡ人工装具インサート６００の回転点Ｏとの間に生み出されたオフセットの量により、脛骨インサートの軸回転が、脛骨インプラント部品（図示せず）に対して時計回り方向（Ｔ３＞方向）に増大することになる。例示的な数学的モデルでは、ポスト６０２が内外方向の中心線から内側方向に３ｍｍ変位し、回転点Ｏが内外方向の中心線から外側方向に３ｍｍ変位することにより、患者の体重、膝のバランス、及びカムがポストに加える力の量にもよるが、５度から１３度までの正常な軸回転が得られることが確認されている（図８参照）。第２の分析は、ポスト６０２を内側方向に６ｍｍ変位させ、回転点Ｏを外側方向に６ｍｍ変位させた例示的な数学的モデルを用いて行われた。この分析の結果、この場合も患者の体重、膝のバランス、及びカムがポストに与える力の量によるが、ポリエチレンの正常な軸回転の量は１０度から２２度までの範囲の正常な軸回転に増大することが判明した。ポスト６０２を内側方向に１０ｍｍ変位させ、回転点Ｏを外側方向に１０ｍｍ変位させた第３の分析により、ポリエチレンの正常な軸回転は時計回り方向に２０度から３５度までの範囲となる。限定的な意味ではないが、０．０１ｍｍから２０ｍｍまでの内側又は外側への変位などの、さらに大きな内側及び外側方向の変位も本発明の範囲に含まれる。
【００６１】
図９を参照すると、本発明による例示的な後部を安定化した固定支持モーメント誘発人工膝関節全置換術（ＭＩＴＫＡ）人工装具インサート９００が、脛骨インサートの内外中心９０４から外側方向に変位されたカム／ポスト機構９０２を含んでいる。大腿骨部品の対応するカムも同様に外側方向に変位されて、変位した脛骨ポストに対応することが理解される。
【００６２】
図１０を参照すると、例示的な固定支持ＰＳ  ＭＩＴＫＡ人工装具９００インサートのモーメント分析が、回転点Ｏの周りのＴ３＞方向のモーメントを総和するステップを含む。このモーメントの方程式は方程式１９で表される。
方程式１９：ΣＭ0・Ｔ３＞＝−ｒ１・Ｔ２＞×ＦTM・Ｔ１＞＋ｒ２・Ｔ２＞×ＦTL・Ｔ１＞
距離ｒ１＝２ｒ、ｒ２＝ｒ、及び力ＦTM＝ＦTL＝Ｆという情報が解っている場合、方程式１９を方程式２０へとさらに簡略化することができる。
方程式２０：ΣＭ0・Ｔ３＞＝−２ｒＦ・（−Ｔ３＞）＋ｒＦ・（−Ｔ３＞）
ΣＭ0・Ｔ３＞＝２ｒＦ・Ｔ３＞−ｒＦ・Ｔ３＞
ΣＭ0・Ｔ３＞＝ｒＦ・Ｔ３＞
この例示的なモーメントの総和では、例示的なＭＩＴＫＡ人工装具インサート９００により誘発されるモーメントは、時計回り方向（下向き）にｒＦに等しく、これにより脛骨インサートに対して大腿骨の正常な軸回転が得られるようになる。
【００６３】
ポスト９０２とＭＩＴＫＡ人工装具インサート９００の回転点Ｏとの間で生み出されたオフセット量により、脛骨インサートの軸回転は、脛骨インプラント部品（図示せず）に対して時計回り方向（Ｔ３＞方向）に増大することになる。例示的な数学的モデルでは、ポスト９０２が内外方向の中心線からに外側方向に３ｍｍ変位することにより、患者の体重、膝のバランス、及びカムがポストに与える力の量にもよるが、大腿骨部品の回転は２度から８度までの範囲となることが確認されている。ポスト９０２が外側方向に６ｍｍ変位すると、大腿骨部品の回転量は、５度から１３度までの範囲に増大し、ポスト９０２が外側方向に１０ｍｍ変位すると、軸回転の量は、この場合もまた９度から２５度までの範囲に増大した。限定的な意味ではないが、０．０１ｍｍから２０ｍｍまでの内側又は外側への変位などの、さらに大きな内側及び外側方向の変位も本発明の範囲に含まれる。
【００６４】
上述したように、後部を安定化したＴＫＡ人工装具にカム／ポスト機構を用いて、回転点から可動支持ＴＫＡのポストまでのモーメントアームを生み出すか、或いはポストを外側に変位させ、ポストから内側顆部のせん断力までのモーメントアームを増大させることにより回転を発生させることができる。後部を十字に保持したＴＫＡでは、モーメントは主に、回転点をオフセットし、大腿骨半径と凹型脛骨インサート半径との間の適合性を増加させることにより誘発される。
【００６５】
図１１を参照すると、本発明による例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持した（ＰＣＲ）固定支持人工装具インサート１１００が、大腿骨人工装具（図示せず）の内側及び外側顆部をそれぞれ受け入れるようにされた内側受け部１１０４及び外側受け部１１０６を含んでいる。脛骨インサート１１００を時計回り（下向き）に回転させるために、インサート１１００は、脛骨インサート内側の内側顆部と内側受け部１１０４との間により大きな適合性を有する。この例示的な実施形態１１００では、内側受け部１１０４の半径は、内側顆部の半径よりも大きく、これにより内側顆部と内側受け部との間で前／後の平行移動ができるようになる。内側受け部１１０４と内側顆部との間の適合性の増加は、内側顆部がポリエチレンインサートの内側受け部に与えるせん断力の増加を導き、この結果、特に大腿骨人工装具の外側顆部のより平坦な形状と結合する脛骨インサート１１００の外側上面が平坦又は凸面のいずれかである場合、時計回りのモーメントが生じることになる。
【００６６】
図１２及び図１３を参照すると、例示的なＭＩＴＫＡ可動支持ＰＣＲ人工装具インサート１２００が、インサート１２００と大腿骨顆部１２０６、１２０８との間の輪郭を利用して脛骨インプラントのベースプレート（図示せず）の中心１２０４に対して外側方向に移動する回転点１２０２（及び回転軸）を含んでいる。外側では、外側大腿骨顆部１２０６はより平坦（カヌーの形に類似している）になっており、脛骨インサートの外側受け部１２０８は、前部から後部に向けて下向きに傾斜（図１２（ｂ）参照）するか、凸型（図１２（ｃ）参照）となるかのいずれかの形状となる。内側では、内側大腿骨顆部は、脛骨インサート１２００内側の内側受け部１２１０とより良く適合する。従って、大腿骨顆部と脛骨インサートとの間のせん断力が増加するにつれて、（１）適合性が増大すること、及び（２）回転点から内側せん断力までのモーメントアームが回転点から外側顆部の力までのモーメントアームよりも大きいことにより、内側におけるせん断力量の方が大きくなり、脛骨インサートの時計回り回転を誘発することになる。
【００６７】
人工膝関節全置換術に関して体重負荷による屈曲の増大を実現するための主な目的の１つは、外側顆部を後方向に移動させる能力である。正常な膝では、軸回転又は両方の顆部の平行移動により、これを実現することができる。正常な膝では、内側顆部は、後方向に１０ｍｍを超えて移動することはなく、この量は平均５ｍｍ未満であるため、大腿脛骨の軸回転により外側顆部が後部に接触できるようになる。ＭＩＴＫＡにモーメントが導入され、正常軸回転が起こることができるとともに、外側顆が、膝屈曲が大きくなるにつれ大きな後側接触を達成することができるようにする。このモーメントの誘発は、後部を安定化したＴＫＡを用いてさらに容易に達成され、この場合、カム／ポスト力を用いて時計回り方向に回転させるか、内側顆力をポストに対しててこの原理で動かすことができる。後十字靭帯で保持したＴＫＡでは、モーメントを誘発する能力がより関係してくる。ＭＩＴＫＡの後十字靭帯で保持した膝では、内側顆部とポリエチレンインサートの内側受け部との間の適合性の増大を利用する。また、外側顆部の曲率半径（カヌー形状）が増大することにより、最初の３０度以内の膝屈曲において、外側顆部の接触点が後方向に移動できるようになる。従って、ＭＩＴＫＡの後十字靭帯で保持したＴＫＡにおいて、モーメントを導入し、大腿骨顆部の形状を変化させることにより、膝屈曲を増大させて外側顆部との後部接触を実現するという目的を達成することができる。このように、ＭＩＴＫＡ可動支持ＰＣＲ人工装具インサート１２００と大腿骨人工装具との間の回転軸を、インサート１２００の内外中心線から（及び前後中心線からも）変位させることができ、同時に、ＭＩＴＫＡ可動支持ＰＣＲ人工装具インサート１２００と脛骨人工装具トレー（図示せず）との間の回転軸をインサート１２００の内外中心線から（及びインサート１２００の前後中心線からも）変位させることもできる。
【００６８】
脛骨ポリエチレンインサート内側面における内側顆部及び受け部と、ポリエチレンインサートの後向きに傾斜した、或いは凸型形状の外側面のいずれかに接するより平坦な外側顆部との間の適合性の増大については、後部を十字に保持したＴＫＡに関して本明細書で先に説明したが、あらゆるＴＫＡ人工装具の種類にこれらの設計上の特徴を使用することができる。上述の設計変更をＰＳ  ＴＫＡタイプに用いて軸回転を増大させることができ、また、前部及び後部を十字に保持したＴＫＡ型に用いて正常な軸回転を確実にすることができる。
【００６９】
本発明の例示的な人工装具インサートでは、脛骨インサートの内側受け部に対する内側顆部の適合性の量が重要な役割を果たす場合がある。軸回転において、本明細書で説明した軸回転の量を増減させる重要な役割を果たす追加要因として、手術時の顆部のバランスが挙げられる。前述の説明において参照した、手術中に靭帯のバランスをとる間に、等しい内側及び外側顆部の屈曲ギャップに組み入れられる数学的モデルにより、内側顆部の接触力が外側顆部の接触力と等しくなることが理解されるであろう。内側顆部の接触力が、外側顆部の接触力より大きければ、正常な軸回転の量は、上記参照した数学的モデルによって予想される値よりも増大することになる。これとは逆に、外側顆部の接触力が、内側顆部の接触力より大きければ、軸回転の量は、モデルによって予想される値よりも小さくなる。
【００７０】
図１４を参照すると、例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持したＴＫＡ人工装具では、大腿骨のモーメントを脛骨（正常軸回転）に対して時計回りに誘発させるために、内側顆部と脛骨（ポリエチレン）インサートの内側受け部との間の適合性が増大している（図１４（ａ）及び（ｂ）参照）。また、外側顆部は、完全に伸展した状態では顆部の形状が平坦（カヌー形状）になるため、後部への動きが大きくなることにより、完全伸展から膝を３０度屈曲させた状態までは接触位置が素早く変化することになる。ポリエチレンインサートの後向きの傾斜を増加させる（図１４（ｃ）及び（ｄ）参照）か、或いはポリエチレンインサートを凸型形状にする（図１４（ｅ）及び（ｆ））ことにより、この外側顆部に対する接触位置の後部の変化をさらに補助することができる。
【００７１】
図１５を参照すると、今日のＴＫＡ人工装具１４００の全てのカム／ポスト機構が平面を含んでいる。これらの平面により、接触域が大きくなることによってカム１４０２がポスト１４０４上に加える圧力が小さくなるという仮定が導かれる。不都合なことに、後部を安定化した固定支持のＴＫＡ人工装具の脛骨インサート（ポスト）１４０４に対して大腿骨部品（カム）１４０２の回転が発生する場合、逆も真となり、大腿骨カムと脛骨ポストとの間の接触域１４０６は極めて小さくなる。平坦なポスト１４０４上の平坦なカム１４０２の間の接触域が減少することに関する一番の関心事は端部荷重であり、これが高い圧力を招き、ひいては脛骨インサートのポストにおける早期の故障を招くことになる。
【００７２】
図１６及び図１７を参照すると、本発明による例示的なＭＩＴＫＡの後部を安定化したＴＫＡ人工装具装置１５００に含まれる、脛骨ポスト１５０４を備えた脛骨インサート１５０２が丸味を帯びた後部１５０６を有している。ポスト１５０２のこの丸味を帯びた後部１５０６は、大腿骨人工装具部品１５１０の丸味を帯びた大腿骨カム１５０８と相互作用するようになっている。ポスト１５０４の丸味を帯びた後部１５０６の半径Ｒと、丸味を帯びたカム１５０８の半径Ｒとは同様のものであるが、ＭＩＴＫＡの後部を安定化した固定支持人工装具装置１５００に対して選択したＲの値は、所望の回転量に依存することになる。後部を安定化したＭＩＴＫＡ人工装具装置１５００が、大腿脛骨の軸回転が最小限となるように設計された場合のＲの値は、後部を安定化したＭＩＴＫＡ人工装具装置１５００が、軸回転が大きくなるように設計された場合のＲの値よりも大きくなる。
【００７３】
大腿骨人工装具部品のカムと境界面を接するようにされた一体化ポストを有する脛骨部品を用いて、前述の例示的な後部を安定化したＭＩＴＫＡ人工装具について説明してきたが、ポストを大腿骨部品に、カムを脛骨インサートに組み入れることも本発明の範囲に含まれる。同様に、脛骨インサート内の空洞と境界面を接するようにされた一体化ポストを有する脛骨部品を用いて、前述の例示的な人工装具について説明してきたが、ポストを脛骨インサートに組み入れることも本発明に含まれており、この場合、これに対応してポストが脛骨インプラント内の空洞に受け入れられることになる。
【００７４】
ポスト、及びインサートと脛骨部品と間の回転点を変位させることにより、前述の例示的なＭＩＴＫＡ可動支持ＰＯＲ人工装具について説明してきたが、ポストのみを変位させるか、或いは回転点のみを変位させて、本明細書で説明したモーメントを生み出すこともできると理解すべきである。例示的な実施形態には、内外中心線に沿って位置合わせしたポストを有するＰＯＲ人工装具装置が含まれ、インサートと脛骨部品（トレー）との間の回転点は、内外中心線からオフセットされることになる。逆に、例示的なＰＯＲ人工装具装置は内外中心線に沿って回転点を位置合わせされ、ポストが内外中心線からオフセットされることになる。
【００７５】
また、ポストの接触点又は回転点を前向き又は後向きに変位させることも本発明の範囲に含まれる。先行技術による可動支持人工膝インサートは、常に、内外中心線及び前後中心線に沿って中心を定めた回転点を有する。先行技術により中心が置かれた位置からポストの接触点又は回転点を変位させることにより、このポストの接触点及び回転点が同軸上になければモーメントが導入される。
【００７６】
本発明の例示的なインサートが、脛骨及び大腿骨部品を含む人工膝関節に使用されるようになっていることは当業者には容易に理解されるであろう。本発明の例示的な実施形態を組み入れることができる、或いは本発明の例示的な実施形態を代わりに用いることができる大量の脛骨インプラント及び大腿骨インプラントを網羅的に列挙することは不可能である。
【００７７】
上述の説明及び発明の概要から、本発明の例示的な実施形態は本明細書で説明した方法及び装置により構成されるが、本明細書に含まれる発明は、この実施形態に厳密に限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなくこのような実施形態を変更できることは当業者には明らかである。また、本発明は特許請求の範囲によって定義されるものであり、本明細書で説明する例示的な実施形態について記載したあらゆる限定又は要素は、このような限定又は要素が明確に記述されていなければ、あらゆる特許請求の範囲の要素の解釈に組み入れられることを意図されるものではないと理解すべきである。同様に、本明細書は特許請求の範囲によって定義されるものであり、及び本明細書で明確に説明していなくとも、本発明の固有の及び／又は予想外の利点が存在する可能性があるため、任意の特許請求の範囲を満たすために、本明細書で開示する本発明の特定の利点又は目的のいずれか又は全てを必ずしも満たす必要はないと理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】台Ａを含む円筒物Ｂの自由体図である。
【図２】大腿骨顆部の曲率を線形セグメントの形で表し、これに対応して膝関節の屈曲中に接触する線形セグメントの量を示す図である。
【図３】回転の中心を覆って位置合わせするポリエチレンポストを有する、先行技術による後部を安定化した可動支持人工膝関節全置換術人工装具インサートを上から見た図である。
【図４】ポリエチレンインサートの内外中心線に沿って配置されたポリエチレンポストを有する、先行技術による後部を安定化した固定支持の人工膝関節全置換術人工装具インサートを上から見た図である。
【図５】先行技術による後部を十字に保持した人工膝関節全置換術人工装具インサートを上から見た図である。
【図６】本発明による第１の例示的なモーメント誘発可動支持の後部を安定化した人工膝関節全置換術人工装具の後面図である。
【図７】本発明による第１の例示的なモーメント誘発可動支持の後部を安定化した人工膝関節全置換術人工装具インサートを上から見た図である。
【図８】ポスト及びポリエチレンの中心に回転点を有する、先行技術によるポリエチレン脛骨インサート及び実質的に大きな回転を示すモーメント誘発可動支持の後部を安定化した人工膝関節全置換術人工装具インサートのポリエチレン回転と時間との関係を示す図表である。
【図９】本発明による第１の例示的なモーメント誘発固定支持の後部を安定化した人工膝関節全置換術人工装具インサートの後面図である。
【図１０】本発明による第１の例示的なモーメント誘発固定支持の後部を安定化した人工膝関節全置換術人工装具インサートを上から見た図である。
【図１１】内側顆部の適合性の例示的な変化及び本発明の例示的な人工装具インサートの外側顆部の後方への傾斜の増加を示す内側及び外側面図である。
【図１２（ａ）】丸味を帯びた凸型形状を有する、先行技術による外側大腿骨顆部ＰＣＲ  ＴＫＡ人工装具の図的記述である。
【図１２（ｂ）】外側顆部の大腿骨半径が平坦であると共に、凸型の又は後に向けて下向きに傾斜した脛骨部品と接触する例示的なＭＩＴＫＡ  ＰＣＲ人工装具の図的記述である。
【図１２（ｃ）】外側顆部の大腿骨半径が平坦であると共に、凸型の又は後に向けて下向きに傾斜した脛骨部品と接触する例示的なＭＩＴＫＡ  ＰＣＲ人工装具の図的記述である。
【図１３】本発明による第１の例示的な後部を安定化したモーメント誘発可動支持人工膝関節全置換術人工装具インサートを上から見た図である。
【図１４】図１４（ａ）は、膝屈曲の程度が変化する際に内側顆部と脛骨インサートの内側受け部との間の適合性が増大する例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持したＴＫＡの図的断面記述である。図１４（ｂ）は、膝屈曲の程度が変化する際に内側顆部と脛骨インサートの内側受け部との間の適合性が増大する例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持したＴＫＡの図的断面記述である。図１４（ｃ）は、膝屈曲の程度が変化する際に外側顆部と脛骨インサートとの間の傾斜が増大する例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持したＴＫＡの図的断面記述である。図１４（ｄ）は、膝屈曲の程度が変化する際に外側顆部と脛骨インサートとの間の傾斜が増大する例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持したＴＫＡの図的断面記述である。図１４（ｅ）は、膝屈曲の程度が変化する際に外側顆部が乗る、外側が凸型形状を有する例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持したＴＫＡの図的断面記述である。図１４（ｆ）は、膝屈曲の程度が変化する際に外側顆部が乗る、外側が凸型形状を有する例示的なＭＩＴＫＡの後部を十字に保持したＴＫＡの図的断面記述である。
【図１５】平坦な主表面を有する先行技術によるＴＫＡ人工装具カム／ポスト機構を３Ｄによって上から見た斜視図である。
【図１６】例示的な後部を安定化したＭＩＴＫＡ人工装具インサートの立面斜視図である。
【図１７】例示的な後部を安定化したＭＩＴＫＡ人工装具装置の立面斜視図である。
【図１】
2009530020.tif 000003
【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】
2009530020.tif 000014
【図１３】
2009530020.tif 000015
【図１４】
2009530020.tif 000016
【図１５】
2009530020.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月18日(2008.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側顆受け部から間隔を置いて配置された内側顆受け部を含むとともに、安定化ポストも含む可動支持脛骨トレーインサートを含み、該可動支持脛骨トレーインサートは、安定化ポストから外側にオフセットされた第１の回転軸の周りを回転するようにされる、
ことを特徴とする人工装具インプラント。
【請求項２】
前記可動支持脛骨トレーインサートに動作可能に結合するようにされた脛骨トレーをさらに含み、前記可動支持脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレーに対して前記第１の回転軸の周りを回転する、
ことを特徴とする請求項１に記載の人工装具インプラント。
【請求項３】
前記可動支持脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレーから突き出た突起を受け入れるようにされた凹部を含むことにより、前記可動支持脛骨トレーインサートが前記第１の回転軸の周りを前記脛骨トレーに対して回転できるようにした、
ことを特徴とする請求項２に記載の人工装具インプラント。
【請求項４】
前記可動支持脛骨トレーインサートは、前記脛骨トレー内の凹部に受け入れられるようにされた突起を含むことにより、前記可動支持脛骨トレーインサートが前記第１の回転軸の周りを前記脛骨トレーに対して回転できるようにした、
ことを特徴とする請求項２に記載の人工装具インプラント。
【請求項５】
内側顆部及び外側顆部を含む大腿骨部品をさらに含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の人工装具インプラント。
【請求項６】
前記可動支持脛骨トレーインサートは、前記大腿骨部品に対して第２の回転軸の周りを回転し、
前記第２の回転軸は、前記第１の回転軸に対して偏心している、
ことを特徴とする請求項５に記載の人工装具インプラント。
【請求項７】
前記第２の回転軸は、前記可動支持脛骨トレーインサートの内外中心線から外側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項６に記載の人工装具インプラント。
【請求項８】
前記外側顆受け部は、凸型形状又は前部から後部へ２重に傾斜した形状の少なくとも一方を含み、
前記内側顆受け部は、前記大腿骨人工装具の凸型内側顆部を受け入れるための凹型形状を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の人工装具インプラント。
【請求項９】
前記内側顆受け部の前記内側顆部に対する適合性は、前記外側顆受け部の前記外側顆部に対する適合性よりも実質的に大きく、この外側の適合性の方が小さくかつ内側の適合性の方が実質的に大きい組み合わせにより、前記可動支持脛骨トレーインサートと大腿骨部品との間の第２の回転軸の周りに回転が生じる、
ことを特徴とする請求項５に記載の人工装具挿入物。
【請求項１０】
前記内側顆受け部の前記内側顆部に対する適合性は、前記外側顆受け部の前記外側顆部に対する適合性よりも実質的に大きく、
前記内側顆部は、２０度の膝屈曲から最大膝屈曲までにおいて、前記内側顆受け部に対して最大１２．５ｍｍまで平行移動する、
ことを特徴とする請求項５に記載の人工装具インプラント。
【請求項１１】
前記内側顆受け部の前記内側顆部に対する適合性は、前記外側顆受け部の前記外側顆部に対する適合性よりも実質的に大きく、
最大１２．５ｍｍまで平行移動する弛緩により、第２の回転軸の周りにモーメントが生じ、前記可動支持脛骨トレーインサートと前記大腿骨部品との間に水平方向回転が与えられる、
ことを特徴とする請求項５に記載の人工装具インプラント。
【請求項１２】
前記大腿骨部品は前記安定化ポストに乗るためのカムを含み、該カムは前記安定化ポストの変位に一致するように変位される、
ことを特徴とする請求項５に記載の人工装具インプラント。
【請求項１３】
前記内側顆部は前記外側顆部よりも大きい、
ことを特徴とする請求項５に記載の人工装具インプラント。
【請求項１４】
前記安定化ポストの後面は丸味を帯びていない、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項１５】
前記安定化ポストは、前記可動支持脛骨インサートの前後中心線から前側にオフセットされる、
ことを特徴とする上記請求項のうちのいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項１６】
前記安定化ポストは、前記可動支持脛骨インサートの前後中心線から後側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項１７】
前記安定化ポストは、前記可動支持脛骨インサートの内外中心線から外側にオフセットされる、
ことを特徴とする上記請求項のうちのいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項１８】
前記安定化ポストは、前記可動支持脛骨インサートの内外中心線から内側に約０．１ミリメートルから約２０ミリメートルまでの間でオフセットされる、
ことを特徴とする上記請求項のうちのいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項１９】
前記安定化ポストは、前記第１の回転軸に対して内側に約０．１ミリメートルから約３０ミリメートルの間でオフセットされる、
ことを特徴とする上記請求項のうちのいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項２０】
前記第１の回転軸は、前記可動支持脛骨インサートの前後中心線から前側にオフセットされる、
ことを特徴とする上記請求項のうちのいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項２１】
前記第１の回転軸は、前記可動支持脛骨インサートの前後中心線から後側にオフセットされる、
ことを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項２２】
前記外側顆受け部は、凸型形状又は前部から後部へ連続的に傾斜した形状の少なくとも一方を含み、
前記内側顆受け部は凹型形状を含む、
ことを特徴とする上記請求項のうちのいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【請求項２３】
前記安定化ポストの後面は丸味を帯びている、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３及び請求項１５から請求項２２のいずれか１項に記載の人工装具インプラント。
【国際調査報告】
2009530020.tif 000020