(57)【要約】  人工脛骨、特に固定支持式人工脛骨は、二叉の固定機構を有する。この固定機構は、傾いていても傾いていなくてもよい。有利には、この固定機構は単独で、又は別の固定具と協働して、脛骨トレイと脛骨支持部品との間の微小運動を最少にする。
2013535276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部品と脛骨トレイとを備え、
前記支持部品は、
少なくとも１つの凹状関節接続面と、
前記凹状関節接続面の反対側にある遠位面と、
前記凹状関節接続面と前記遠位面との間を延び、支持部品前縁と、その反対側にある支持部品後縁と、支持部品外側縁と、その反対側にある支持部品内側縁と、を有する周壁と、
前記遠位面に形成され、支持部品アンダーカットを規定しているノッチと、を備え、
前記脛骨トレイは、
前記支持部品を支持可能であり、トレイ前縁と、その反対側にあるトレイ後縁と、トレイ外側縁と、その反対側にあるトレイ内側縁と、を規定する支持面と、
内側に向いた側と外側に向いた側とを有する内側枝部と、内側に向いた側と外側に向いた側とを有する外側枝部を含む二叉ボスと、
前記トレイ内側縁と、前記トレイ後縁と、前記トレイ外側縁と、前記内側枝部の前記内側に向いた側及び前記外側に向いた側と、前記外側枝部の前記内側に向いた側及び前記外側に向いた側とに沿って延びるトレイ・アンダーカットと、を備え、
前記トレイ・アンダーカットが前記支持部品アンダーカットと協働して締まり嵌めを規定している、人工脛骨。
【請求項２】
前記締まり嵌めが、前記支持部品アンダーカットと、前記トレイ・アンダーカットの前後に延びる部分との間に規定されている、請求項１に記載の人工脛骨。
【請求項３】
前記トレイ・アンダーカットの前記前後に延びる部分が、前記トレイ外側縁と、前記外側枝部の前記外側に向いた側と、に沿って配置され、それにより、前記前後に延びる部分が内向きの側を備える、請求項２に記載の人工脛骨。
【請求項４】
前記トレイ外側縁と前記外側枝部の前記外側に向いた側とが、前方に向かって発散する、請求項３に記載の人工脛骨。
【請求項５】
前記トレイ・アンダーカットの前記前後に延びる部分が、前記トレイ内側縁と、前記内側枝部の前記内側に向いた側とに沿って配置され、それにより、前記前後に延びる部分が内向きの側を備える、請求項２に記載の人工脛骨。
【請求項６】
前記トレイ内側縁と前記内側枝部の前記内側に向いた側とが、前方に向かって発散する、請求項５に記載の人工脛骨。
【請求項７】
前記トレイ・アンダーカットの前記前後に延びる部分が、前記内側枝部の前記外側に向いた側と、前記外側枝部の前記内側に向いた側とに沿って配置され、それにより、前記前後に延びる部分が内向きの側を備える、請求項２に記載の人工脛骨。
【請求項８】
前記内側枝部の前記外側に向いた側と前記外側枝部の前記内側に向いた側とが、前方に向かって発散する、請求項７に記載の人工脛骨。
【請求項９】
前記内側枝部の内側に向いた側と前記外側枝部の外側に向いた側とが、前方に向かって収束する、請求項１に記載の人工脛骨。
【請求項１０】
前記トレイ・アンダーカットが前記外側縁から前記内側縁まで連続的に伸びる、請求項１に記載の人工脛骨。
【請求項１１】
支持部品を支持可能であり、トレイ前縁と、その反対側にあるトレイ後縁と、トレイ外側縁と、その反対側にあるトレイ内側縁と、を規定する支持面と、
内側に向いた側と外側に向いた側とを有する内側枝部と、内側に向いた側及び外側に向いた側を有する外側枝部と、を含む二叉ボスと、を備え、
前記内側枝部の前記内側に向いた側が、前記外側枝部の前記外側に向いた側と共に前記前縁に向かって収束する、脛骨トレイ。
【請求項１２】
前記内側枝部の前記外側に向いた側が、前記外側枝部の前記内側に向いた側と共に前記前縁に向かって発散する、請求項１１に記載の脛骨トレイ。
【請求項１３】
前記トレイ内側縁と、前記トレイ後縁と、前記トレイ外側縁と、前記内側枝部の前記内側に向いた側及び前記外側に向いた側と、前記外側枝部の前記内側に向いた側及び前記外側に向いた側と、に沿って延びるトレイ・アンダーカットをさらに備える、請求項１１に記載の脛骨トレイ。
【請求項１４】
脛骨支持部品と組み合わされ、前記脛骨支持部品が、
少なくとも１つの凹状関節接続面と、
前記凹状関節接続面の反対側にある遠位面と、
前記関節接続面と前記遠位面との間を延び、支持部品前縁と、その反対側にある支持部品後縁と、支持部品外側縁と、その反対側にある支持部品内側縁と、を有する周壁と、
前記遠位面に形成され、支持部品アンダーカットを規定するノッチと、を備え、
前記トレイ・アンダーカットが前記支持部品アンダーカットと協働して締まり嵌めを規定する、請求項１１に記載の脛骨トレイ。
【請求項１５】
前記締まり嵌めが、前記支持部品アンダーカットと、前記トレイ・アンダーカットの前後に延びる部分との間に規定されている、請求項１４に記載の脛骨トレイ。
【請求項１６】
身体の自然のままの膝の少なくとも一部と置き換えるための人工脛骨であって、前記身体は、中央から右半分と左半分に分ける矢状面を規定しており、前記人工脛骨は、
支持部品と脛骨トレイとを備え、
前記支持部品は、
少なくとも１つの凹状関節接続面と、
前記凹状関節接続面の反対側にある遠位面と、
前記遠位面に形成され、前記矢状面に対するオフセット軸の角度が０度超〜約９０度の範囲である長軸を規定しているノッチと、を備え、
前記脛骨トレイは、
前記支持部品を支持可能であり、トレイ前縁と、その反対側にあるトレイ後縁と、トレイ外側縁と、その反対側にあるトレイ内側縁と、を規定している支持面と、
前記矢状面に対して傾いた長軸を有するボスを備え、
前記ボスは前記オフセット軸の角度に沿って前記ノッチとロックして係合可能であり、前記脛骨トレイを前記支持部品にロックする、人工脛骨。
【請求項１７】
前記ボスが、
前記脛骨トレイの前記外側縁の方に向き、前記矢状面及び前記オフセット軸に対して傾いた、傾斜外側側と、
前記脛骨トレイの前記内側縁の方に向き、前記矢状面及び前記オフセット軸に対して傾いた、傾斜内側側と、をさらに備える、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項１８】
前記オフセット軸が身体軸を備え、前記身体軸は、後十字靭帯と前記膝の脛骨との間の付着領域の幾何学的中心にある後方点から、脛骨の前方結節に配置されている前方点まで延びる直線として規定され、前記結節は結節幅Ｗを有し、前記前方点は、前記結節のピークからＷ／６に等しい距離だけ内側方向に離れた位置に前記前方結節に配置されている、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項１９】
前記オフセット軸の角度が０度超〜約３０度の範囲である、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２０】
前記オフセット軸の角度が約８度〜約１０度の範囲である、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２１】
前記外側側の角度が０度超〜約１５度の範囲である、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２２】
前記外側側の角度が約５度〜約１０度の範囲である、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２３】
前記内側側の角度が０度超〜約１５度の範囲である、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２４】
前記内側側の角度が約５度〜約１０度の範囲である、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２５】
前記ノッチが、厚みを有する内部溝を備え、
前記ボスが、前記内部溝の厚みに対応するボス厚みを備え、それにより、前記支持部品が前記脛骨トレイにロックされるときに、前記ボス・レールが前記内部溝を実質的に埋める、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２６】
前記ボスが内側方向に偏っている、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２７】
前記ボスが外側方向に偏っている、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２８】
前記ボスが二叉ボスを備える、請求項１６に記載の人工脛骨。
【請求項２９】
前記脛骨トレイの前記ボスが、
前端を有する外側顎部と、
後端を有する内側顎部と、をさらに備え、
前記外側顎部の前記前端が前記内側顎部の前記後端から離れている、請求項２８に記載の人工脛骨。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願の相互参照
本出願は、２０１０年９月１０日に「回転アラインメントを容易にする人工脛骨」という名称で出願されたアメリカ合衆国仮特許出願シリアル番号第６１／３８１，８００号と、２０１０年７月２４日に「人工脛骨」という名称で出願されたアメリカ合衆国仮特許出願シリアル番号第６１／３６７，３７５号に関してアメリカ合衆国法典３５の第１１９条（ｅ）のもとでの恩恵を主張するものであり、その全開示内容が参考として本明細書に明示的に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、整形外科用プロテーゼに関し、より詳細には、近位人工脛骨に関する。
【背景技術】
【０００３】
人体の損傷した骨と組織を修復及び／又は置換するのに整形外科用プロテーゼが一般に用いられている。例えば人工膝を全体的な膝関節形成の間に埋め込んで脛骨及び／又は大腿骨の損傷した／破壊された骨と置き換え、膝関節の自然な解剖学的関節接続を再現することができる。人工膝は、自然のままの大腿骨顆の一方又は両方をまねた形状の人工大腿骨を含むことができる。大腿骨の遠位端を切除した後、その人工大腿骨の一方の側を大腿骨に固定し、反対側を人工脛骨に対して関節接続する。
【０００４】
人工脛骨は、人工大腿骨と関節接続させるため凹状関節接続部を有する第１の支持部品を含んでよい。人工脛骨の支持部品は脛骨トレイに固定してよい。脛骨トレイの片側は、切除された近位脛骨の骨ストックに固定される。人工脛骨の支持部品を脛骨トレイに固定して脛骨トレイに対する支持部品の並進及び／又は回転を阻止することにより、固定支持式人工脛骨が生み出される。人工脛骨の支持部品は、大腿骨部品との関節接続を容易にするためポリマー材料から製造されてよく、一方、人工脛骨の脛骨トレイは、人工脛骨に充分な強度と硬度を与えるために金属材料から製造されてよい。人工大腿骨と人工脛骨は、膝関節の自然な解剖学的関節接続の再現を目指している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は人工脛骨に関し、特に、二叉の固定機構を有する固定支持式人工脛骨に関する。この固定機構は、傾いていてもいなくてもよい。有利には、この固定機構は、単独で、又は別の固定具と協働して、脛骨トレイと脛骨部品の間の微小運動を最少にする。
【０００６】
本明細書では、“微小運動”は、力を加えたときにプロテーゼの部品（例えばそれぞれの脛骨トレイ１０２Ａ〜１０２Ｌと支持部品１０４Ａ〜１０４Ｌ）の間に生じる可能性のある小さな運動を意味する。このような小さな運動は、例えば、相互作用する部品の一方又は両方が変形することによって起こる可能性、又はその両者の間のわずかなスペース又は隙間から生じる可能性がある。微小運動は、脛骨支持部品が脛骨トレイに対して望む運動経路に沿って（例えば滑りや回転によって）関節運動するときに相対的に大きな運動をする“可動支持”の用途と区別される。
【０００７】
本明細書では、“固定支持式”人工脛骨は、最終的にロックされた状態で支持部品が脛骨トレイの上に位置するプロテーゼである。このロックされた状態では、膝が自然な関節運動をするとき、支持部品が脛骨トレイから持ち上がって離れることや、支持部品が脛骨トレイに対して横方向に動くことが阻止される。固定支持式プロテーゼでは、脛骨支持部品と脛骨トレイの間にいくらかの微小運動が生じる可能性があるが、そのような運動が設計によって指定された経路に沿って起こることはない。
【０００８】
ロック機構を使用して支持部品を脛骨トレイに固定することで、固定支持式プロテーゼを作り出すことができる。そのような機構として、支持部品上の対応するノッチと協働する脛骨トレイ上の蟻継ぎ式ボス、支持部品の対応する後退部と協働する脛骨トレイの外周レール、支持部品の前縁から突起していて脛骨トレイの前方外周レール内のアンダーカットと協働する一対の前方楔部や、これらの装置の任意の組み合わせが可能である。本明細書のロック機構は、脛骨トレイに対する支持部品の挿入経路も指示することができる。
【０００９】
本明細書の蟻継ぎ式ボスは、支持部品を脛骨トレイにロックするのを支援するとともに、支持部品が脛骨トレイと係合状態になるのをガイドする。それぞれのボスは一対の側部を有し、そのうちの一方は脛骨トレイの外側縁の方に向き、他方は脛骨トレイの内側縁の方に向いている。いくつかの実施形態では、ボスは二次的ロック機構と協働して、支持部品が脛骨トレイから持ち上がって離れることと、支持部品が脛骨トレイに対して横方向に運動することを阻止する。ボスは充分な前後長及び／又は内側外側幅を有することができて、支持部品が持ち上がって離れたり側方に運動したりするのに充分に抵抗するため、支持部品と脛骨トレイとの間の二次的ロック機構は不要になる。
【００１０】
ボスは、ロック機構が支持部品をそれぞれの脛骨トレイにロックするのを支援してよく、また一方で、膝手術の間に脛骨トレイの上に支持部品を挿入する経路の向きも指示してよい。例えばボスを、基準軸に対して傾けるか、又は斜めにしてよい。あるいはボスを基準軸に対して傾けたり斜めにしたりせず、ボスが基準軸に対して平行な経路に従うようにしてもよい。
【００１１】
本明細書では、“基準軸”は、一般に、矢状面、すなわち身体を中央から右半分と左半分に分ける平面に平行な前後軸を意味する。あるいは“基準軸”は、後で詳細に説明するように、脛骨結節の内側へ１／３の地点を、後十字靭帯（“ＰＣＬ”）と脛骨の間の付着領域の幾何学的中心と結ぶ軸でもよい。
【００１２】
さらに、傾いたボスは、支持部品を人工脛骨の脛骨トレイの上に前−内側挿入した後、その脛骨トレイに取り付ける構成にしてよい。本明細書では、“前−内側挿入”は、インプラントの所望の最終位置から前方かつ内側方向にずれた出発点からの経路に沿った挿入を意味する。
【００１３】
支持部品を前−内側挿入経路に沿って挿入し、単一の前−内側挿入軌道に沿って強制的に脛骨トレイと固定された状態にしてよい。ロック機構による係合は、支持部品を強制的に固定位置にしてその支持部品を脛骨トレイにロックすることによってなされる。固定は、支持部品が経路の終点に来て脛骨トレイに固定され、固定支持式人工脛骨が形成されたときに完了する。このような前−内側挿入経路は、本明細書と同日に出願された「人工脛骨」という名称の関連するアメリカ合衆国出願シリアル番号第 号（弁理士ドケット番号第ＺＩＭ０８０６−０２号）にも記載されており、その全開示内容が参考として本明細書に明示的に組み込まれる。
【００１４】
ボスの両側は、矢状面に対して平行な軸から約８〜１０度傾いたオフセット軸に対して傾いていてもよい。しかしながら、オフセット軸の角度として約０〜９０度の範囲が考えられる。例えばボスの外側側と内側側をそれぞれオフセット軸に対して外側側の角度と内側側の角度だけ傾けることができる。外側側の角度と内側側の角度は約５度〜１０度の範囲が可能だが、約０度〜１５度の範囲の角度が考えられる。０、１、２、３、４、５、６又は７度といった小さな角度や、８、９、１０、１１、１２、１３、１４又は１５度といった大きな角度も考えられ、これらの値のいずれかによって規定される任意の範囲に含まれる任意の値も可能である。それぞれの側は、オフセット軸に対して平行にすること、又はオフセット軸に対して他方の側と同じ角度又は異なる角度で傾けてよい。この別の脛骨ボスの幾何学的形状により、前−内側挿入による支持部品を強制的に、脛骨トレイ・ボスの延長された側の角度に対応する前−内側挿入軌道に沿って最終固定位置にすることで、支持部品が脛骨トレイ上に完全に載るようにできる。有利には、この前−内側挿入によって支持部品の埋め込み中に膝の伸展機構を回避することが容易になる。
【００１５】
上述の外周レール・ロック機構に戻ると、外周レールは、一対の前方レールを含んでよい。いくつかの実施形態では、外周レールは、脛骨トレイの後方外周の周囲に後方レールを含んでよい。これらの後方レールは、脛骨トレイの内側縁と外側縁の中へと延びていてもよい。どの外周レールもアンダーカットを備えていてよいため、外周レールはそれぞれの支持部品の対応する内部溝の中に収容される。あるいはいずれの外周レールも、脛骨トレイの支持面から上方に突起した“拘束レール”を備えてよい。この拘束レールは、支持部品が脛骨トレイの上に載った後に支持部品の対応する縁に接する実質的にまっすぐな縁を有する。外周から離れる方向に延び、脛骨トレイの支持面から上方に持ち上がっている“ボス・レール”を用意できる。外周レールは、互いに実質的に同じ厚みにしてもよく、厚みが異なっていてもよい。
【００１６】
本明細書のいくつかの実施形態では、脛骨トレイと支持部品両方の後−内側縁が脛骨トレイと支持部品の後−外側縁と対称になっているが、上記の縁は互いに非対称でもよい。本明細書のいずれの実施形態も、互いに対称か非対称な後−内側縁と後−外側縁とを含んでよい。
【００１７】
本発明の一実施形態では、人工脛骨が提供される。この人工脛骨は支持部品及び脛骨トレイを備え、支持部品は、少なくとも１つの凹状関節接続面と、その凹状関節接続面の反対側にある遠位面と、関節接続面と遠位面との間を延び、支持部品前縁と、その反対側にある支持部品後縁と、支持部品外側縁と、その反対側にある支持部品内側縁を有する周壁と、遠位面に形成され、支持部品アンダーカットを規定するノッチと、を備え、脛骨トレイは、支持部品を支持でき、トレイ前縁と、その反対側にあるトレイ後縁と、トレイ外側縁と、その反対側にあるトレイ内側縁を規定している支持面と、内側に向いた側と外側に向いた側を有する内側枝部と、内側に向いた側と外側に向いた側を有する外側枝部を含む二叉ボスと、トレイ内側縁と、トレイ後縁と、トレイ外側縁と、内側枝部の内側に向いた側と外側に向いた側と、外側枝部の内側に向いた側と外側に向いた側に沿って延びるトレイ・アンダーカットを備え、そのトレイ・アンダーカットが支持部品アンダーカットと協働して締まり嵌めを規定する。
【００１８】
本発明の別の一実施形態では、脛骨トレイが提供される。この脛骨トレイは、支持部品を支持可能であり、トレイ前縁と、その反対側にあるトレイ後縁と、トレイ外側縁と、その反対側にあるトレイ内側縁を規定している支持面と、内側に向いた側及び外側に向いた側を有する内側枝部と内側に向いた側及び外側に向いた側を有する外側枝部とを含む二叉ボスと、を備え、内側枝部の内側に向いた側が外側枝部の外側に向いた側とともに前縁に向かって収束する。
【００１９】
本発明の別の一実施形態では、身体の自然のままの膝の少なくとも一部と置き換えるための人工脛骨が提供される。その身体は、中央から右半分と左半分に分ける矢状面を規定し、人工脛骨は、支持部品と脛骨トレイを備え、支持部品は、少なくとも１つの凹状関節接続面と、その凹状関節接続面の反対側にある遠位面と、その遠位面に形成され、矢状面に対するオフセット軸の角度が０度超〜約９０度の範囲である長軸を規定するノッチを備え、脛骨トレイは、支持部品を支持可能であり、トレイ前縁と、その反対側にあるトレイ後縁と、トレイ外側縁と、その反対側にあるトレイ内側縁とを規定している支持面と、矢状面に対して傾いた長軸を有するボスと、を備え、そのボスをオフセット軸の角度に沿ってノッチとロックして係合可能であり、脛骨トレイを支持部品にロックする。
【００２０】
本発明の上記の特徴及びそれ以外の特徴と、それらを実現する方法は、本発明の実施形態に関する以下の説明を添付の図面と合わせて参照することによってより明らかになるとともに、本発明そのものもよりよく理解されよう。
【００２１】
対応する参照記号は、すべての図面を通じ、対応する部分を表わす。本明細書に示す例は、本発明の好ましい実施形態を示しており、いかなる意味でも本発明の範囲がそのような例に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の好ましい第１の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図２】第１の実施形態による支持部品を遠位から近位の方向に見た側方斜視図である。
【図３】第１の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図４】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、矢状面に対して平行な一般的前後軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第１の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図５】図４の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図６】本発明の好ましい第２の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図７】第２の実施形態による支持部品を遠位から近位の方向に見た側方斜視図である。
【図８】第２の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図９】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、矢状面に対して平行な一般的前後軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第２の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図１０】図９の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図１１】本発明の好ましい第３の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図１２】第３の実施形態による脛骨トレイを斜め前方から見た図である。
【図１３】第３の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図１４】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、矢状面に対して平行な一般的前後軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第３の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図１５】図１４の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図１６】本発明の好ましい第４の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品と脛骨トレイが含まれている。
【図１７】第４の実施形態による脛骨トレイを斜め前方から見た図である。
【図１８】第４の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図１９】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、矢状面に対して平行な一般的前後軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第４の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図２０】図１９の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図２１】本発明の好ましい第５の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図２２】第５の実施形態による脛骨トレイを斜め前方から見た図である。
【図２３】第５の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図２４】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、矢状面に対して平行な一般的前後軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第５の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図２５】図２４の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図２６】本発明の好ましい第６の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図２７】第６の実施形態による脛骨トレイを斜め前方から見た図である。
【図２８】第６の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図２９】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、ある角度での前−内側挿入によって支持部品を第６の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図３０】図２９の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図３１】本発明の好ましい第７の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図３２】第７の実施形態による脛骨トレイを斜め前方から見た図である。
【図３３】第７の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図３４】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、ある角度での前−内側挿入によって支持部品を第７の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図３５】図３４の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図３６】本発明の好ましい第８の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図３７】第８の実施形態による脛骨トレイを斜め前方から見た図である。
【図３８】第８の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図３９】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、ある角度での前−内側挿入によって支持部品を第８の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図４０】図３９の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図４１】本発明の好ましい第９の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図４２】第９の実施形態による脛骨トレイを斜め前方から見た図である。
【図４３】第９の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図４４】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、ある角度での前−内側挿入によって支持部品を第９の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図４５】図４４の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図４６】本発明の好ましい第１０の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図４７】第１０の実施形態による脛骨トレイの近位平面図である。
【図４８】第１０の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図４９】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、解剖学的身体軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第１０の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図５０】図４９の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図５１】本発明の好ましい第１１の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図５２】第１１の実施形態による脛骨トレイの近位平面図である。
【図５３】第１１の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図５４】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、解剖学的身体軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第１１の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図５５】図５４の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【図５６】右膝の解剖図であり、膝の伸展機構と、膝にアクセスするための好ましい切開線の一例を示す。
【図５７】切除された近位脛骨面を真上から見た図である。
【図５８】本発明の好ましい第１２の実施形態に従って製造した人工脛骨を分解して斜め前方から見た図であり、この人工脛骨には支持部品及び脛骨トレイが含まれる。
【図５９】第１２の実施形態による脛骨トレイの近位平面図である。
【図６０】第１２の実施形態による支持部品の遠位平面図である。
【図６１】人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、解剖学的身体軸に沿って支持部品をまっすぐに挿入して第１２の実施形態の脛骨トレイに載せる様子を示す。
【図６２】図６１の人工脛骨の一部を断面図にした近位平面図であり、支持部品が脛骨トレイの上に完全に載っている。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本開示内容は人工脛骨に関し、特に、人工膝のために近位脛骨に固定される脛骨トレイを含む固定支持式人工脛骨に関する。この固定支持式人工脛骨では、ロックされた最終位置で支持部品が脛骨トレイの上に載る。このロックされた位置では、支持部品を脛骨トレイにロックする機構を通じて膝が自然な関節運動をするとき、支持部品が持ち上がって脛骨トレイから離れることと、支持部品が脛骨トレイに対して外側に動くことが阻止される。ロック機構は、脛骨トレイの表面にあって支持部品上の対応するノッチと協働する蟻継ぎ式ボスや、支持部品の対応する後退部と協働する脛骨と例の外周レールや、支持部品の前縁から突起していて脛骨トレイの前外周レール内のアンダーカットと協働する一対の前方楔部や、これらの仕組みの任意の組み合わせを含んでよい。本明細書のロック機構は、さらに脛骨トレイに対する支持部品の挿入経路を指示してよい。
【００２４】
ボスは、膝手術のときに支持部品を脛骨トレイの上に挿入する経路の向きを決めるのを支援してよい。例えばボスを、基準軸に対して傾けるか、又は斜めにしてよい。あるいはボスを基準軸に対して傾けたり斜めにしたりせず、ボスが基準軸に平行な経路に従うようにすることができる。上述のように、基準軸として、矢状面（すなわち身体を中央から右半分と左半分に分ける平面）に対して平行な、一般的前後軸が可能である。
【００２５】
あるいは基準軸を“身体軸”としてよい。患者の解剖模型の文脈では、“身体軸”Ｍ（図５７）は、前方点ＣＡから後方点ＣＰまで延びる一般に前後方向の軸を意味する。ただし前方点ＣＡは結節Ｂ上に配置されていて、結節のピークＰＴからＷ／６に等しい量だけ内側方向に離れている（すなわち点ＣＡは脛骨の前方結節の“内側へ１／３”の位置にある）。
【００２６】
プロテーゼ（例えば後述する脛骨トレイ１０２Ｌ）の文脈では、“身体軸”Ｍは、脛骨トレイ１０２Ｌに対する向きが、（図５７に示してあるように）脛骨トレイ１０２Ｌを適切な回転方向と空間方向にして埋め込んだ後に脛骨トレイ１０２Ｌの身体軸Ｍが脛骨Ｔの身体軸Ｍと揃うような向きである軸を意味する。例えば図５７〜図６２に示してあって後で詳細に説明する実施形態では、身体軸Ｍは、脛骨トレイ１０２Ｌ（図６１）の後縁１５４Ｌの位置でＰＣＬ切除部２００Ｌを二分し、脛骨トレイ１０２Ｌの前縁１０８Ｌを二分している。身体軸Ｍがベースプレートの別の特徴の方を向くようにすることが考えられる。それは、脛骨Ｔ（図５７）上で脛骨トレイ１０２Ｌの揃い方と向きが適切になったときに脛骨トレイ１０２Ｌの身体軸Ｍが脛骨Ｔの身体軸Ｍと一致するように脛骨トレイ１０２Ｌの身体軸Ｍを位置させることであると理解される。
【００２７】
本明細書のいくつかの実施形態には、脛骨トレイ及び支持部品両方の後−内側縁が、それら脛骨トレイ及び支持部品の後−外側縁と対称になっている実施形態が含まれる。しかしながら、別の実施形態は、非対称な内側区画と外側区画を有する脛骨トレイと支持部品を備える。非対称な人工脛骨の例は、本出願と同日に出願された「人工膝のための非対称な脛骨部品」という名称のアメリカ合衆国特許出願シリアル番号第 ／ ， 号、第 ／ ， 号、 第 ／ ， 号（弁理士ドケットＺＩＭ０８１５−０１、ＺＩＭ０８１５−０２、ＺＩＭ０８１５−０３）に開示されており、その全開示内容が参考として本明細書に明示的に組み込まれる。本明細書のどの実施形態も、対称又は非対称な後−内側縁と後−外側縁を備えてよい。
【００２８】
脛骨トレイ及び支持部品を備える人工脛骨を埋め込むため、患者の脛骨の近位部を切除し、脛骨トレイを受け入れるための実質的に平坦な面を用意する。近位脛骨が切除されると、脛骨トレイを近位脛骨の上に配置してよい。そのとき脛骨トレイは、切除された脛骨面が最もよく覆われる一方で、切除された面からの張り出しを回避又は最少にするような位置及び向きにする。脛骨ベースプレートが固定されると、手術中に膝にアクセスするための切開線を通じて支持部品を脛骨トレイの上に挿入してよい。侵襲を最少にする外科技術と、関連するインプラント部品とを利用してもよい。
【００２９】
本明細書の人工膝は、（上述した）基準軸に対して斜めになったボス、又は基準軸に対して斜めになっていないボスを有する脛骨トレイを備えてよい。斜めになったボスを含む人工膝と、本明細書にある関連する挿入方法により、前−内側挿入経路に沿って支持部品を埋め込み、埋め込まれた脛骨トレイの上に固定してよい。有利には、このような埋め込みによって膝の伸展機構が回避される。
【００３０】
図５６は膝の伸展機構の解剖図であり、膝蓋骨９１と大腿骨の遠位端（図示しない）からなる膝蓋骨大腿骨関節を安定にする膝の筋肉、靭帯、腱の複雑な相互作用を示している。腓骨９３が脛骨（図示しない）の外側側に位置している。伸展機構の筋肉には、膝蓋骨９１の中に挿入されて膝を伸ばしたり、膝蓋骨９１の横方向の動きを制御したりする働きを持つ膝の前部大腿筋すなわち四頭筋が含まれる。四頭筋には、大腿直筋（図示しない）と、四頭腱９４と、内側広筋９５が含まれる。内側広筋９５には、内側斜広筋９６と外側広筋９７が含まれる。図５６にはさらに、膝にアクセスするために設ける切開線Ｓの一例が示されているが、膝にアクセスして人工脛骨を埋め込むという目的では、タイプと位置が異なる切開線も本発明の範囲で考えられる。
【００３１】
あるいは本明細書の好ましい第１〜第５の実施形態と第１０〜第１２の実施形態には、身体を中央で左半分と右半分に分割する矢状面に平行な軸に対して斜めになっていないボスを有する脛骨トレイが含まれる。特に第１〜第５の好ましい実施形態には、後で詳細に説明するように、矢状面に対して平行な一般的前後軸に沿ったそれぞれの脛骨トレイの上に位置する支持部品が提示される。しかしながら、本明細書の第６〜第９の好ましい実施形態には、一般的前後軸に対して斜めになったボスを有する脛骨トレイと、それぞれの脛骨トレイの上に位置する支持部品が含まれる。
【００３２】
ここに開示するどの実施形態も、本明細書の支持部品と脛骨トレイ両方の後縁の位置にあって基準軸と揃った軸を持つ後十字靭帯（“ＰＣＬ”）切除部を含む。しかしながら、本発明のプロテーゼは、手術中に後十字靭帯が切除される設計（例えば“事後安定化”（ＰＳ）設計や“超適合”（ＵＣ）設計）に合うように製造することが考えられる。ＰＳ設計とＵＣ設計では、支持部品１４のＰＣＬ切除部をなくすことにより、脛骨ベースプレートにおいて対応するＰＣＬ切除部の必要性を回避してよい。従ってＰＣＬ切除部の領域を連続した材料が代わりに占めても構わない。
【００３３】
第１〜第９の好ましい実施形態のＰＣＬ切除部は、矢状面に対して平行な一般的前後軸と揃った軸とを有する。さらに、ＰＣＬ切除部から延びる脛骨トレイのボスは、一般的前後軸に対して斜めになっている場合と斜めになっていない場合とがある。しかしながら、別の例として、後で詳細に説明する第１０〜第１２の実施形態では、解剖学的身体軸Ｍと揃った軸を持つＰＣＬ切除部を含むそれぞれの脛骨トレイの上に位置する支持部品が提示される。脛骨トレイはさらに、解剖学的身体軸Ｍに対して斜めになっていないボスを有する。埋め込み中、支持部品は強制的にこの“身体軸”に沿って脛骨トレイの上に載せられる。
【００３４】
脛骨トレイのボスは、場合によっては脛骨トレイの前方に向かって延びてもよい。それに加え、又はその代わりに、ボスは脛骨トレイの内側縁及び外側縁の両方に向かって延びてもよい。さらに、上記の実施形態の支持部品は、支持部品の前縁から突起した前方楔部又は前方タブを備えてよい。支持部品の前方楔部と、それに加えた、又はその代わりの脛骨トレイの細長いボスにより、支持部品が持ち上がって離れることに対する充分な抵抗力が得られる一方で、支持部品と脛骨トレイの間の二次的ロック機構の必要性をなくすことができる。
【００３５】
本明細書では、開示したどの実施形態も、一般的前後軸又は解剖学的身体軸Ｍに沿ってそれぞれの脛骨トレイの上に配置した支持部品を備えてよい。それに加え、開示したどの実施形態も、一般的前後軸又は解剖学的身体軸Ｍに対して斜めになった、又は斜めになっていないボスを脛骨トレイの表面に備えてよい。そのボスは、任意の方向に細長い。さらに、本明細書の範囲に含まれる実施形態の脛骨トレイのどのボスも、脛骨トレイの前縁と後縁の中央にある軸からずらしてもずらさなくてもよい。さらに、本明細書の範囲に含まれるいずれの実施形態も、それぞれの支持部品の前縁から突起した前方位置の楔部を備えてよく、脛骨トレイの上に支持部品をさらにロックして固定することができる。
【００３６】
第１〜第９の実施形態はさらに、脛骨トレイとそれぞれの支持部品の両方にあるＰＣＬ切除部の隣に対称な後縁を含む。一方、第１０〜第１２の実施形態には、それぞれの脛骨トレイと支持部品の内側後縁と外側後縁が非対称であることが開示されている。しかしながら、ＰＣＬ切除部に隣接する後縁に関して開示されている対称性又は非対称性は、本明細書のどの実施形態に含まれていてもよい。
【００３７】
本明細書の実施形態にはさらに、それぞれの脛骨トレイの外周に沿った外周レールが設けられている。その外周レールは例えば脛骨トレイの後縁全体に４５°アンダーカット・ツールを用いたアンダーカットを有するが、別のツール（例えば６０°アンダーカット・ツール）を用いてレールの高さを高くすることができる。上記のアンダーカット・ツールにより、ここに開示されている任意の実施形態の脛骨トレイの蟻継ぎ式ボスや外周に位置する別のレールのためのアンダーカットを設けてもよい。アンダーカットは蟻継ぎを含むが、第１の部分を滑らせて第２の部分の対応する構造又は輪郭と一致させるときに滑る方向に沿って第１の部分が第２の部分に対して垂直な方向に移動するのを阻止する機能を持つ第１の部分のあらゆる構造又は輪郭も含む。人工膝の文脈では、アンダーカットは、それぞれの脛骨トレイの上に載る支持部品の回転微小運動を阻止するのを支援するとともに、支持部品が軸方向上方に持ち上がって離れるのを阻止するのを支援する。
【００３８】
その代わりに、又はそれに加えて、外周レールは、拘束レールを備える後縁、前縁、内側縁及び外側縁を含むでよい。この拘束レールは、アンダーカットを含んでいないが、代わりに脛骨トレイの支持面から近位方向に突起した実質的にまっすぐな縁を有する。このような拘束レールは、有利には脛骨トレイ上における支持部品の回転に抵抗する。それに加え、外周レールは、前縁から後縁へと傾斜させて徐々に厚くなるようにできる。本明細書のどの実施形態も、後縁、前縁、内側縁、外側縁のどれか、又はすべてを有する外周レールが欠けていてもよいし、そのような外周レールを利用してもよく、そのような縁は、アンダーカットを含んでいてもよいし、拘束レールの形態になっていてもよい。
【００３９】
ここに開示した実施形態は、脛骨ステムを有する脛骨トレイを含む。脛骨心棒は、それぞれの脛骨トレイの開口部（オプション）から遠位方向に延びて脛骨の中へと突起したステム・フィン部とステム・シャフト部を含む。例えば図１の好ましい第１の実施形態に示してあるように、脛骨ステム６０Ａは、それぞれの脛骨トレイの開口部６６Ａ（オプション）から遠位方向に延びて脛骨（図示しない）の中へと突起したステム・フィン部６２Ａとステム・シャフト部６４Ａを含む。あるいは脛骨トレイは、ステム・シャフト部を含んでいなくてもよい。
【００４０】
ここで図面を参照すると、図示したステム、ステム・フィン部、ステム・シャフト部及び開口部の参照番号では、同じ数字に異なる文字を組み合わせることで好ましい実施形態を区別してある（すなわちステム６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃなどは、第１、第２、第３などの好ましい実施形態に対応する）。本明細書では、Ａ〜Ｌが付いた参照番号は、第１〜第１２の好ましい実施形態の間のそれぞれ似た特徴に対応する。一実施形態の構造は別の一実施形態の構造と似ているため、それぞれの図面の参照番号は、特に断らない限り、類似した図面に示した類似した構造を意味する。
【００４１】
図１は、例えば脛骨トレイ１０２Ａと支持部品１０４Ａを含む人工脛骨１００Ａを有する第１の実施形態を示している。第２〜第１１の実施形態にも同様に脛骨トレイと支持部品を含む人工脛骨が含まれているため、これらの要素には、上記のようにそれぞれ同じように増加していく英数字のスキームで番号が付されている（すなわち第２の実施形態には人工脛骨１００Ｂが含まれ、第１２の実施形態には人工脛骨１００Ｌが含まれる）。
【００４２】
記載する好ましい１２の実施形態の間で共通する他の要素も同様の参照番号表示スキームに従う。例えば図１に示した第１の実施形態には、後縁１０６Ａ、前縁１０８Ａ、内側縁１１０Ａ、外側縁１１２Ａ、支持部（例えば支持面１１４Ａ）を有する脛骨トレイ１０２Ａが含まれる。支持面１１４Ａは支持部品１０４Ａを支持することができ、支持部品１０４Ａと直接的又は間接的につながることができる。つながりが間接的である場合には、別の部品を支持部品１０４Ａと脛骨トレイ１０２Ａ支持部の間に配置することができる。さらに、支持部品１０４Ａは、後縁１１６Ａ、前縁１１８Ａ、内側縁１２０Ａ、外側縁１２２Ａ、遠位面１２４Ａを規定する周壁を含む。左膝の別の実施形態の脛骨トレイと支持部品に含まれる要素には、上に概略を説明したスキームの例に従って同様に番号が付される。右膝への応用を図４６〜図６２に示してあるが、左膝の実施形態とは、外側と内側の番号スキームが逆である点が異なっている。例えば脛骨トレイ１０２Ｊは内側縁１１２Ｊと外側縁１１０Ｊを、脛骨トレイ１０２Ｋは内側縁１１２Ｋと外側縁１１０Ｋを有する。さらに、支持部品１０４Ｊは内側縁１２２Ｊと外側縁１２０Ｊを、支持部品１０４Ｋは内側縁１２２Ｋと外側縁１２０Ｋを有する。
【００４３】
本明細書の好ましい実施形態では左膝への応用に特に言及して図示しかつ説明しているが、特に断らない限り、関連する人工脛骨は右膝への応用の構成にすることもでき、逆も同様である。右膝と左膝の構成は矢状面に対して互いに鏡像になっているため、本明細書に記載するプロテーゼのあらゆる特徴は、右膝と左膝の構成に同じように適用できると考えられる。さらに、本明細書の原理は、別の哺乳動物の関節（例えばヒトの臀部、肩、肘、足首など）にも適用できることが理解されよう。
【００４４】
本明細書のどの人工脛骨も、大腿骨又は人工大腿骨（図示しない）の向かい合った顆に関節接続される構成の少なくとも１つの凹状関節接続面を有する支持部品を含む。さらに、本明細書の範囲内のいずれの実施形態も、支持部品の近位面から突起していて支持部品の一対の向かい合った関節接続面の間に位置するオプションの脛骨隆起部Ｅ（図５７）を含むことができる。
【００４５】
図１〜図５は好ましい第１の実施形態を示している。図１、図４、図５からわかるように、脛骨トレイ１０２Ａは一対の前方レール１２６Ａ、１２８Ａを含んでおり、前方レール１２６Ａは内側縁１１０Ａに沿って配置され、前方レール１２８Ａは外側縁１１２Ａに沿って配置されている。前方レール１２８Ａと前方レール１２６Ａの両方とも、それぞれ外側縁１１２Ａと内側縁１１０Ａに向かって延びる部分よりも薄くなった前部を含む。支持部品１０４Ａが脛骨トレイ１０２Ａに固定されるとき、一対の前方レール１２６Ａと１２８Ａは、それぞれ、支持部品１０４Ａの前縁１１８Ａの中に形成された一対の前方レール用後退部１３０Ａ、１３２Ａ（図１と図２）の中に収容される。さらに、一対の前方レール１２６Ａと１２８Ａは、支持部品１０４Ａの一対の前方楔部１３４Ａと１３６Ａ（図１、図２、図３）を受け入れるサイズのより薄い部分を作り出すため、内面が凹状になっている。
【００４６】
有利には、前方楔部１３４Ａと１３６Ａを一対の前方レール１２６Ａと１２８Ａの中にそれぞれ収容することで、支持部品１０４Ａを脛骨トレイ１０２Ａから持ち上げて離そうとする力にロック機構が充分に耐えられるようになる。さらに、前方レール１２６Ａと１２８Ａをそれぞれ前方レール用後退部１３０Ａ、１３２Ａの中に収容すると、それぞれの前方レールと前方レール用後退部をそれぞれ形成している壁の間のあらゆるギャップが埋まることで、支持部品１０４Ａが最終的にロックされた状態で脛骨トレイ１０２Ａの上に載ったとき（図５）、支持部品１０４Ａの前方への運動が阻止される。
【００４７】
図１、図４、図５からわかるように、脛骨トレイ１０２Ａはさらに、一対の後方レール１３８Ａと１４０Ａとを含む。後方レール１３８Ａと１４０Ａは、支持部品１０４Ａの後縁１１６Ａの中に形成された後方レール用後退部１４２Ａと１４４Ａに収容される。後方レール１３８Ａと１４０Ａを後方レール用後退部１４２Ａと１４４Ａに収容すると、それぞれの後方レールと後方レール用後退部をそれぞれ形成している壁の間のあらゆるギャップが埋まることで、支持部品１０４Ａが最終的にロックされた状態で脛骨トレイ１０２Ａの上に載ったとき（図５）、支持部品１０４Ａの後方への運動が阻止される。後方レールのアンダーカットがさらに、後方で支持部品１０４Ａが脛骨トレイ１０２Ａから持ち上がって離れることを阻止する。
【００４８】
図１に戻ると、脛骨トレイ１０２Ａはさらに、前端１４８Ａ、内側側１５０Ａ、外側側１５２Ａ、後端１５４Ａを有するボス１４６Ａを含む。前端１４８Ａと内側側１５０Ａと外側側１５２ＡはＵ字形を形成し、そのＵ字の前端１４８Ａは開口部６６Ａの後方に位置する。内側側１５０Ａと外側側１５２Ａは、それぞれ、翼部１５６Ａと１５８Ａをさらに含む。支持部品１０４Ａは、ボス１４６Ａを受け入れるサイズの対応するノッチ１６０Ａを含む。ノッチ１６０Ａは、ボス１４６Ａの前端１４８Ａ、内側側１５０Ａ、外側側１５２Ａを形成している壁を受け入れるサイズの後退部１６２Ａを有する。壁は、アンダーカットされていてもよいし、代わりに脛骨トレイ１０２Ａの支持面１１４Ａから上方に突起した実質的にまっすぐな縁を形成していてもよい。ボス１４６Ａの後端１５４Ａは、脛骨トレイ１０２ＡのＰＣＬ切除部２００Ａを形成している。
【００４９】
ＰＣＬ切除部は、矢状面に対し平行な一般的前後軸（例えば図４の軸ＡＰ）に沿った位置にある。ボス１４６Ａは、軸ＡＰに沿って延びる長手方向の中心軸を規定しているため、ボス１４６Ａは矢状面に対して斜めになったり傾いたりしていない。
【００５０】
ボス１４６Ａの前端１４８Ａ、内側側１５０Ａ、外側側１５２Ａを形成している壁をノッチ１６０Ａの後退部１６２Ａの中に収容することで、支持部品１０４Ａが最終的にロックされた状態で脛骨トレイ１０２Ａの上に載ったとき（図５）、支持部品１０４Ａの後方への運動が阻止される。任意の形状のボスと、対応する形状になっていてそのボスを受け入れるノッチが、本発明の範囲に含まれる。
【００５１】
手術中に膝にアクセスするために設けられた切開線を通じて脛骨トレイ１０２Ａが膝の中に配置されると、支持部品１０４Ａが脛骨トレイ１０２Ａの上に挿入される。特に、支持部品１０４Ａは、切開線を通じ、支持部品１０４Ａのノッチ１６０Ａの後端に脛骨トレイ１０２Ａのボス１４６Ａの前端１４８Ａを受け止める初期収容位置に挿入される。ノッチ１６０Ａの後退部１６２Ａは、支持部品１０４Ａが軸ＡＰに沿って脛骨トレイ１０２Ａの上に挿入されるとき、前壁、内側壁、外側壁を形成しているボス１４６Ａを徐々に受け止める。ボス１４６Ａの内側側１５０Ａと外側側１５２Ａは、矢状面と軸ＡＰに実質的に平行な位置にある。
【００５２】
ノッチ１６０Ａはボス１４６Ａに合っていて、ボス１４６Ａよりもわずかに大きい。あるいは翼部１５６Ａと１５８Ａの位置でノッチ１６０Ａをわずかに小さなサイズにして、支持部品１０４Ａを所定の位置に固定するときに翼部１５６Ａと１５８Ａによって変形が生じるようにしてもよい。それに加え、内側側１５０Ａ及び外側側１５２Ａの位置でノッチ１６０Ａをわずかに小さなサイズにして、支持部品１０４Ａを所定の位置に固定するときに内側側１５０Ａと外側側１５２Ａによって変形が生じるようにできる。このようなサイズになっているためボス１４６Ａの対応する部分と比べて小さいノッチ１６０Ａは、本明細書のすべての実施形態に存在することができる。後退部１６２Ａでボス１４６Ａの上記の壁を受け止める。
【００５３】
後方レール１３８Ａと１４０Ａは、支持部品１０４Ａが脛骨トレイ１０２Ａに組み込まれた後に後方レール用後退部１４２Ａと１４４Ａの階段状端部（例えば階段状端部１４３Ａ）と一致する階段状端部（例えば階段状端部１３９Ａ）を備えることができる。さらに、支持部品１０４Ａが脛骨トレイ１０２Ａの上方に挿入されるとき、支持部品１０４Ａは脛骨トレイ１０２Ａの前方レール１２６Ａと１２８Ａの上方に挿入されて、前方レール１２６Ａと１２８Ａと最終的にスナップ−フィット接続によって係合する。あるいは前方レール１２６Ａと１２８Ａが一対の延長された外周端を含んでいて、その外周端から一対のレールが突起するようにしてもよい。そのとき支持部品１０４Ａは、レールの各ペアを収容する厚みを持った一対の内部溝を備えることができるため、対応する厚みを有するレールのペアは溝を実質的に満たす。
【００５４】
ボス１４６Ａが、アンダーカットされた壁を有する場合には、ノッチ１６０Ａの後退部１６２Ａのアンダーカットされた対応する壁は、支持部品１０４Ａが脛骨トレイ１０２Ａの前方レール１２６Ａと１２８Ａの上方に挿入されることが原因で遠位面１２４Ａが脛骨トレイ１０２Ａの前方支持面１１４Ａから離れるために弾性変形する。同様にそのような挿入が原因で、後方レール１３８Ａと１４０Ａがアンダーカットされている場合には、後方レール１３８Ａと１４０Ａをそれぞれ収容するときに後方レール用後退部１４２Ａと１４４Ａが弾性変形する。このような弾性変形は、「人工脛骨」という名称のアメリカ合衆国特許出願シリアル番号第 ／ ，   号（弁理士ドケット番号第ＺＩＭ０８０６−０２号）にさらに詳しく記載されており、その内容は上記のように参考として組み込まれる。
【００５５】
アンダーカットされたボス・レール又はアンダーカットされた外周レールのいずれに関しても、上記のようにして起こる変形が、支持部品１０４Ａと脛骨トレイ１０２Ａで一致する部分の相互作用によって生じる摩擦力と組み合わされることで、軸ＡＰ（図４）に沿って支持部品１０４Ａが進むにつれて抵抗が増大する。軸ＡＰに沿った移動経路の終点に到達すると、支持部品１０４Ａの前縁１１８Ａの後退部１３０Ａ、１３２Ａが脛骨トレイ１０２Ａの前方レール１２６Ａと１２８Ａを収容する。後退部１３０Ａ、１３２Ａが前方レール１２６Ａ、１２８Ａと接した状態で係合するとき、支持部品１０４Ａは、前縁１１８Ａが前方レール１２６Ａ、１２８Ａの内側と接した状態になることによってと、前方楔部１３４Ａ、１３６Ａがそれぞれ前方レール１２６Ａ、１２８Ａと接した状態になることによって、しっかりした接続状態になる。この最終着座位置において、支持部品１０４Ａは脛骨トレイ１０２Ａにロックされて固定支持式プロテーゼを形成する。
【００５６】
図６〜図１０は、好ましい第２の実施形態を示す。この好ましい第２の実施形態は、第１の実施形態で説明したのと同様、支持部品１０４Ｂのそれぞれの前方レール用後退部１３０Ｂ、１３２Ｂ（図７）に収容されるとともに支持部品１０４Ｂの前方楔部１３４Ｂ、１３６Ｂ（図８）を受け入れる一対の前方レール１２６Ｂ、１２８Ｂ（図６）を含む。さらに、この好ましい第２の実施形態は、好ましい第１の実施形態で上述したのと同様、後方レール１３８Ｂ、１４０Ｂと、後方レール１３８Ｂ、１４０Ｂをそれぞれ収容する後方レール用後退部１４２Ｂ、１４４Ｂを含む。同様に、ボス１４６Ｂを形成している壁は、アンダーカットされていてもよいし、脛骨トレイ１０２Ｂの支持面１１４Ｂから上方に突起する実質的にまっすぐな縁を形成していてもよい。
【００５７】
脛骨トレイ１０２Ｂのボス１４６Ｂは同様に支持部品１０４Ｂの対応するノッチ１６０Ｂの中に収容されるのに対し、ボス１４６Ｂの前端１４８Ｂ、内側側１５０Ｂ、外側側１５２Ｂは、好ましい第１の実施形態とは異なる形を形成している。ボス１４６Ｂは、図１に示した後縁１５４Ａと同様、脛骨トレイ１０２ＢのためのＰＣＬ切除部を形成する後縁１５４Ｂを含む。しかしながら、前端１４８Ｂは、さらに開口部６６Ｂの後方に位置するとはいえ、第１の実施形態のボス１４６Ａにおけるよりもわずかに長くなっている。さらに、内側側１５０Ｂと外側側１５２Ｂは延ばされて、最終着座位置（図１０）において脛骨トレイ１０２Ｂの頂部で支持部品１０４Ｂが回転微小運動したり持ち上がって離れたりするのを阻止するか最少にするのに充分な幅がボス１４６Ｂに与えられている。軸ＡＰ（図９）に沿って脛骨トレイ１０２Ｂの上に支持部品１０４Ｂを挿入する方法は、他の点では好ましい第１の実施形態に関して上述した方法と同様である。
【００５８】
図１１〜図１５は、好ましい第３の実施形態を示す。図１１及び図１２を参照すると、好ましい第３の実施形態による脛骨トレイ１０２Ｃは、脛骨トレイ１０２Ｃの表面の後方レールと支持部品１０４Ｃの表面の対応する後方レール用後退部が含まれていない点を除き、好ましい第２の実施形態による脛骨トレイ１０２Ｂと同様である。さらに、支持部品１０４Ｃ（図１１及び図１３）は前縁１１８Ｃの表面に前方楔部を含んでおらず、脛骨トレイ１０２Ｃの前方レール１２６Ｃ、１２８Ｃは、その全長にわたって実質的に同じ厚みを持つ。それに加え、壁を形成しているボス１４６Ｃはアンダーカットされていて、後退部１６２Ｃの対応する壁によって締まり嵌めの状態にされるため、ボス１４６Ｃの表面を形成している壁とノッチ１６０Ｃの間のあらゆるギャップが埋まる。
【００５９】
支持部品１０４Ｃを軸ＡＰ（図１４）に沿って脛骨トレイ１０２Ｃの上に挿入する方法は、他の点では好ましい第１の実施形態について上述した方法と同様である。図１５に示してあるように、支持部品１０４Ｃが脛骨トレイ１０２Ｃの上に載るとき、支持部品１０４Ｃ上の前縁１１８Ｃの前面後退部１３０Ｃ、１３２Ｃが脛骨トレイ１０２Ｃ上の前方レール１２６Ｃ、１２８Ｃの後面と接することによって前方への運動が阻止されるか最少になる。
【００６０】
さらに、ボス１４６Ｃの壁を形成する前端１４８Ｃがノッチ１６０Ｃの中に形成されている後退部１６２Ｃの前端と接することによって後方への運動が阻止されるか最少になる。さらに、アンダーカットされた内側側１５０Ｃとアンダーカットされた外側側１５２Ｃの幅が広くなり、ボス１４６Ｃのアンダーカットされた前端１４８Ｃが長くなることで、自然な関節運動のときに支持部品１０４Ｃを持ち上げて脛骨トレイ１０２Ｃから離そうとする力に打ち勝つのに充分な長さのボス構造が生み出される。
【００６１】
図１６〜図２０は、好ましい第４の実施形態を示す。この好ましい第４の実施形態は、脛骨トレイ１０２Ｄの上に支持部品１０４Ｄを固定する（図２０）ための構造と軸ＡＰ（図１９）に沿った挿入方法が好ましい第３の実施形態と同様であり、支持部品１０４Ｄを前方レール１２６Ｄ、１２８Ｄの上方に挿入する操作を同様に含む。しかしながら、好ましい第４の実施形態は、ボス１４６Ｄ（図１６及び図１７）と対応するノッチ１６０Ｄ（図１６及び図１８）の構造が異なっている。ボス１４６Ｄは、前端１４８Ｄがより尖ったよりＶ字形の構造を有する。延ばされた翼部１５６Ｄ、１５８Ｄが、それぞれ内側側１５０Ｄ及び外側側１５２Ｄから延びる。
【００６２】
さらに、ボス１４６Ｄは、前縁１０８Ｄと後縁１０６Ｄとの間に位置する脛骨トレイ中心軸から外側方向にずれているため、開口部６６Ｄからずれている。この開口部６６Ｄは内側に寄ったステム本体に合っていて、下降ネジ式ロック機構（図示しない）（例えば１７ｍｍ以上の関節接続面組立体を持つＺｉｍｍｅｒ社のＮｅｘＧｅｎ（登録商標）ＬＰＳ−Ｆｌｅｘ  Ｋｎｅｅで用いられるネジ式ロック機構）がアクセスできる。開口部６６Ｄは、雌テーパとなるように加工されたステム・シャフト６４Ｄの遠位端に接続されたステム延長部のための二次的ロックとして使用される。雄テーパを有するステム延長部がステム・シャフト６４Ｄの遠位端に挿入される。開口部６６Ｄを通じてステム延長部の雄テーパの近位端に軸方向下降ネジをねじ込み、ステム・シャフト６４Ｄにステム延長部を固定する。あるいはこのような下降ネジ式ロック機構は含まれない。
【００６３】
ボス１４６Ｄは、アンダーカットされた前端１４８Ｄと内側側１５０Ｄと外側側１５２Ｄをさらに含んでおり、脛骨トレイ１０２Ｄの前縁１０８Ｄに向かって延びる前端１４８Ｄを有する。その長さは、最終ロック位置において支持部品１０４Ｄを脛骨トレイ１０２Ｄから持ち上げて離そうとする力に抵抗するのに充分な長さである。内側側１５０Ｄと外側側１５２Ｄは、上記の好ましい第２と第３の実施形態に開示したほど長くはない。
【００６４】
図２１〜図２５は、好ましい第５の実施形態を示す。この好ましい第５の実施形態は、ボスが、脛骨トレイの前縁と後縁との間に位置する中心軸（例えば上に詳細に説明した部品身体軸Ｍ）からずれていないという点で、好ましい第３の実施形態により似ている。この好ましい第５の実施形態はさらに、説明した第３の実施形態の方法と同様の、軸ＡＰ（図２４）に沿った挿入法に従う。
【００６５】
ボス１４６Ｅ（図２１及び図２２）は、好ましい第３の実施形態のボス１４６Ｃと形状が異なる。それは、ボス１４６Ｅが脛骨トレイ１０２ＥのためのＰＣＬ切除部を形成する後縁１５４Ｅを含む一方で、後縁１５４Ｅから延びて一対の顎部１５５Ｅと１５７Ｅを持つフォーク形をさらに形成しているという点である。内側顎部１５５Ｅは脛骨トレイ１０２Ｅの内側縁１１０Ｅと向かい合い、外側顎部１５７Ｅは脛骨トレイ１０２Ｅの外側縁１１２Ｅと向かい合っている。内側顎部１５５Ｅは、内側側１５０Ｅと、外側側１５３Ｅと、その両者を接続する前端１４８Ｅを含んでいる。同様に、外側顎部１５７Ｅは、内側側１５１Ｅと、外側側１５２Ｅと、その両者を接続する前端１４９Ｅを含む。内側顎部１５５Ｅの外側側１５３Ｅと外側顎部１５７Ｅの内側側１５１Ｅによって形成されるボス１４６Ｅの内側には、より小さなＵ字形のインデントの前方に形成されたより大きなＵ字形のインデントが形成されている。これは“二重蟻継ぎ”設計と呼ぶことができよう。壁を形成しているボス１４６Ｅのアンダーカットの性質とフォークの形成に加え、前端１４８Ｅ、１４９Ｅが脛骨トレイ１０２Ｅの前縁１０８Ｅに向かって延びることで、最終ロック位置（図２５）においてボス１４６Ｅが支持部品１０４Ｅの対応するノッチ１６０Ｅ（図２３）に収容されたとき、支持部品１０４Ｅを脛骨トレイ１０２Ｅから持ち上げて離そうとする力に抵抗する強度を大きくすることができる。
【００６６】
あるいは本明細書の人工脛骨は、傾いた幾何学的形状のボスを有する脛骨トレイ、と言うよりは矢状面に平行な一般的前後軸（すなわち軸ＡＰ）に対して斜めになったボスを有する脛骨トレイを有してよい。有利には、このように斜めになったボスにより、人工脛骨を埋め込んだときに、特に、脛骨トレイの斜めになったボスを受け入れるサイズのノッチを有する支持部品を脛骨トレイの上に埋め込んだときに、伸展機構を回避することができる。
【００６７】
ボスの傾いた構成は矢状面に対して傾いていて、オフセット軸のある角度を規定している。オフセット軸のこの角度は、矢状面に対して平行な軸に対するずれを規定する。この傾いた構成により、単一の前−内側挿入経路に沿って挿入がなされるとき、前−内側から挿入された支持部品をオフセット軸のその角度で強制的に脛骨トレイの上に配置し、脛骨トレイとロックすることができる。ボスが斜めになっている本発明の実施形態の支持部品は、脛骨トレイの前縁に位置する一般的前後基準軸に対するオフセット軸の角度を約８度〜約１０度の範囲にして挿入してよい。あるいは支持部品は、一般的前後基準軸に対するオフセット軸の角度を約０度〜約９０度、約１度〜約９０度、約０度〜約３０度、約１度〜約３０度の範囲にして挿入してよい。さらに別の例として、オフセット軸の角度は、約０度〜９０度にすること、又は小さな０、１、２、３、４、５、６、７、８度という角度にすること、又は大きな９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０度という角度にすること、又はこれらの値のうちの任意の値によって決まるあらゆる範囲に含まれる任意の値にしても構わない。関係するボスの内側側と外側側は、ずれた軸に対して同じ角度、又は異なる角度で傾ける。内側側と外側側の角度は、それぞれ、約０度〜約１５度、又は約５度〜約１０度の範囲の中から選択してもよい。
【００６８】
例えば図２６〜図３０は、斜めになったボスを有する好ましい第６の実施形態を示す。好ましい第５の実施形態に関して説明したように、この第６の実施形態は、フォーク状の顎部１５５Ｆ、１５７Ｆを持つボス１４６Ｆ（図２６及び図２７）を含む。しかしながら、好ましい第６の実施形態のボス１４６Ｆは、軸ＡＰに対して角度αだけ斜めになっている（図２９）。ボス１４６Ｆは、矢状面の内側に向けて８〜１０度というオフセット軸の角度で傾けてよい。
【００６９】
手術中に膝に前−内側挿入角でアクセスできるようにする切開線（例えば図５６に示した切開線Ｓ）を通じて脛骨トレイ１０２Ｆを膝の中に配置した後、前−内側挿入経路に沿って支持部品１０４Ｆを脛骨トレイ１０２Ｆの上に挿入することで、上述の膝の伸展機構が回避される。特に、支持部品１０４Ｆ（図２８）を前−内側挿入方向で切開線Ｓ（図５６）を通じて挿入し、初期収容位置に到達させる。その位置では、支持部品１０４Ｆのノッチ１６０Ｆの後端が、脛骨トレイ１０２Ｆのボス１４６Ｆの前端１４８Ｆ、１４９Ｆを受け止める。ノッチ１６０Ｆの後退部１６２Ｆが、前壁と内側壁と外側壁を形成しているボス１４６Ｆを、矢状面に対してある角度で受け止める。この角度は、矢状面に対する内側側１５０Ｆと外側側１５２Ｆの角度と同じ角度である。
【００７０】
後退部１６２Ｆ（図２６）がボス１４６Ｆの上記の壁を受け止める。さらに、支持部品１０４Ｆが脛骨トレイ１０２Ｆの上方に挿入されるとき、支持部品１０４Ｆは脛骨トレイ１０２Ｆの前方レール１２６Ｆ、１２８Ｆの上方に挿入されて、前方レール１２６Ｆ、１２８Ｆと最終的にスナップ−フィット接続によって係合する。あるいは前方レール１２６Ｆ、１２８Ｆが一対の延長された外周端を含んでいて、その外周端から一対のレールが突起するようにできる。そのとき支持部品１０４Ｆは、レールの各ペアを収容する厚みを持った一対の内部溝を含むことができるため、対応する厚みを有するレールのペアは溝を実質的に満たす。
【００７１】
ボス１４６Ｆが、アンダーカットされた壁を有する場合には、後退部１６２Ｆの対応する壁は、人工脛骨１００Ａに関して上に詳細に説明した変形と同様の弾性変形を受ける。この変形は、支持部品１０４Ｆが脛骨トレイ１０２Ｆの前方レール１２６Ｆ、１２８Ｆの上方に挿入されるときに遠位面１２４Ｆが脛骨トレイ１０２Ｆの支持面１１４Ｆから離れることが原因で生じる。アンダーカットがボス・レール及び／又は外周レールに設けられているときには、上記のようにして起こる変形が、支持部品１０４Ｆと脛骨トレイ１０２Ｆの上記部分が相互作用することによって生じる摩擦力と組み合わさり、支持部品１０４Ｆの前縁１１８Ｆが脛骨トレイ１０２Ｆの前方レール１２６Ｆ、１２８Ｆを通過するまで、基準軸に対して角度α（図２９）をなす経路に沿った脛骨トレイ１０２Ｆの運動に対する抵抗が徐々に大きくなる。そこで支持部品１０４Ｆをスナップによって所定の位置に入れ、前縁１１８Ｆの操作によって前方レール１２６Ｆ、１２８Ｆの内側としっかりと接続する（図３０）。
【００７２】
それに加え、壁を形成しているボス１４６Ｆはアンダーカットされていて、後退部１６２Ｆの対応する壁に収容されるため、ボス１４６Ｆの表面を形成している壁とノッチ１６０Ｆの間のあらゆるギャップが埋まる。
【００７３】
図３０を参照すると、支持部品１０４Ｆが脛骨トレイ１０２Ｆの上に載るとき、支持部品１０４Ｆ上の前縁１１８Ｆが前方レール１２６Ｆ、１２８Ｆの後面と接することによって前方への運動が阻止される。さらに、ノッチ１６０Ｆの中に形成された後退部１６２Ｆ（図２６）のそれぞれの前端にボス１４６Ｆの壁を形成している前端１４８Ｆ、１４９Ｆが接することにより、後方への運動が阻止される。さらに、ボス１４６Ｆのアンダーカットを有する前端１４８Ｆ、１４９Ｆの長さは、自然な関節運動のときに支持部品１０４Ｆを持ち上げて脛骨トレイ１０２Ｆから離そうとする力に打ち勝つのに充分な長さである。
【００７４】
図３１〜図３５は、斜めになった別のボスが脛骨トレイに含まれる好ましい第７の実施形態を示している。軸ＡＰ（図３４）に対して角度αだけ傾いた経路に沿った第７の実施形態の挿入法は、上に好ましい第６の実施形態について説明したのと同様である。しかしながら、好ましい第７の実施形態の斜めになったボスは、フォーク状の顎構造を含んでいない。そうではなくて脛骨トレイ１０２Ｇのボス１４６Ｇ（図３１、図３２、図３４、図３５）は、脛骨トレイ１０２ＧのためのＰＣＬ切除部を形成する後端１５４Ｇを含む一方で、アンダーカットされた前端１４８Ｇ、アンダーカットされた内側側１５０Ｇ、アンダーカットされた外側側１５２Ｇを含む。外側側１５２Ｇと内側側１５０Ｇは脛骨トレイ１０２Ｇの前縁１０８Ｇに向かって延びていて、前端１４８Ｇが外側側１５２Ｇと内側側１５０Ｇを接続している。言い換えるならば、前端１４８Ｇは、脛骨トレイ１０２Ｇの前縁１０８Ｇに向かって延びている。内側側１５０Ｇと外側側１５２Ｇにそれぞれ翼部１５６Ｇ、１５８Ｇを有するボス１４６Ｇの形状は、内側側１５０Ｄと外側側１５２Ｄにそれぞれ翼部１５６Ｄ、１５８Ｄを有する好ましい第４の実施形態のボス１４６ＤのＶ字形と類似する。（図１６〜図２０に示した）第４の実施形態と同様、ボス１４６Ｇは対応するノッチ１６０Ｇ（図３３）の中に収容される。
【００７５】
図３６〜図４０は、斜めになった別のボスが脛骨トレイに含まれる好ましい第８の実施形態を示す。軸ＡＰ（図３９）に対して角度αだけ傾いた経路に沿った第８の実施形態の挿入法は、上に好ましい第６の実施形態について説明したのと同様である。しかしながら、好ましい第８の実施形態は、好ましい第４の実施形態のボスと形が似たボス１４６Ｈを含むとはいえ、第８の実施形態のボス１４６Ｈ（図３６、図３７、図３９、図４０）はより広く、前方により長く延びている。ボス１４６Ｈは、脛骨トレイ１０２ＨのためのＰＣＬ切除部を形成する後端１５４Ｈと、脛骨トレイ１０２Ｈの前縁１０８Ｈに向かって延びる前端１４８Ｈと、翼部１５６Ｈを有し傾きかつアンダーカットを有する内側側１５０Ｈと、翼部１５８Ｈを有し傾きかつアンダーカットを有する外側側１５２Ｈを含む。ボス１４６Ｈは、内側側１５０Ｈと外側側１５２Ｈに沿って傾けることができる（例えば矢状面の内側方向に５度の角度）。上に第６の実施形態について説明したのと同様、ボス１４６Ｈは、支持部品１０４Ｈの対応するノッチ１６０Ｈ（図３８）の中に収容される。
【００７６】
図４１〜図４５は、斜めになった別の形態のボスが脛骨トレイに含まれる好ましい第９の実施形態を示す。軸ＡＰ（図４４）に対して角度αだけ傾いた経路に沿った第９の実施形態の挿入法は、上に好ましい第６の実施形態について説明したのと同様である。さらに、ボス１４６Ｉが、対応するノッチ１６０Ｉ（図４３）の中に同様に収容される。しかしながら、好ましい第９の実施形態は、好ましい第６の実施形態のボス１４６Ｆと同様のボス１４６Ｉ（図４１、図４２、図４４、図４５）を含むが、内側側１５０Ｉと外側側１５３Ｉの幅と、内側側１５１Ｉと外側側１５２Ｉの幅がより小さなより狭い形になっている。さらに、内側側１５１Ｉと外側側１５３Ｉの間に形成される内側後退部が特別なＵ字形を含む。ボス１４６Ｉの内側側１５０Ｉと外側側１５２Ｉは、矢状面の内側方向に８〜１０度のオフセット軸の角度だけ傾けられてよい。
【００７７】
本明細書の以下の好ましい実施形態は、右膝の用途に特に言及して図示して説明するが、関連する人工脛骨は、左膝の用途で使用する構成にしてもよい。
【００７８】
図４６〜図５０は、脛骨トレイのＰＣＬ切除部の軸が身体軸Ｍと揃っている好ましい第１０の実施形態を示す。この好ましい第１０の実施形態のボス１４６Ｊ（図４６）は好ましい第８の実施形態のボス１４６Ｈと似ているが、ボス１４６Ｊはもはや斜めになっておらず、本明細書で身体軸と呼ぶ軸又は軸Ｍ（図４９）に平行に配置されている。具体的には、脛骨トレイ１０２ＪのＰＣＬ切除部の軸は、軸Ｍに沿った方向、軸Ｍと揃った方向、軸Ｍと対称な方向を向いている。有利には、軸Ｍに対してこのような向きになっていることで、脛骨トレイ１０２Ｊが脛骨（図示しない）に埋め込まれたときに回転するのが阻止されるとともに、付着点において骨の輪郭と一致する脛骨トレイが作り出される。
【００７９】
図４６、図４７及び図４９を参照すると、好ましい第１０の実施形態はさらに一対の後方レール１３８Ｊ、１４０Ｊを含んでいて、それぞれ外側拘束レール１６４Ｊ及び内側拘束レール１６６Ｊの中へと延びている。後方レール１３８Ｊ、１４０Ｊは延長された外周端１６８Ｊ、１７０Ｊを含んでいて、その外周端から外周レール１７２Ｊ、１７４Ｊがそれぞれ脛骨トレイ１０２Ｊの前縁１０８Ｊに向かって突起している。外周レール１７２Ｊ、１７４Ｊは、実質的に同じ厚みである。あるいは外周レール１７２Ｊ、１７４Ｊは、脛骨トレイ１０２Ｊの後縁１０６Ｊに向かってより厚くなるようにしてよい。後方レール１３８Ｊ、１４０Ｊは一対の延長された外周端を含み、その外周端から一対の外周レールが突起するため、支持部品１０４Ｊが、レールの各ペアを収容する厚みを持った一対の内部溝を含むようにする。そのため対応する厚みを有するレールのペアは溝を実質的に満たす。
【００８０】
一対の前方レール１２６Ｊ、１２８Ｊは、それぞれ、最前端に（レールの残部と比べて）より厚い部分１２７Ｊ、１２９Ｊを含んでいて、そのより厚い部分が、前方レール用後退部１３０Ｊ、１３２Ｊ、それぞれの対応するより厚い前方レール用後退部１３１Ｊ、１３３Ｊに収容される。前方レール１２６Ｊ、１２８Ｊは、それぞれ、それぞれの前方レールが位置する縁とは反対側を向いた内壁を備えている。前方レール１２６Ｊ、１２８Ｊは、それぞれの内壁が支持面１１４Ｊから近位方向に突起したまっすぐな縁を含んでいてアンダーカットがないという意味で、拘束レールでもある。このような拘束レールは、脛骨トレイ１０２Ｊの頂部における支持部品１０４Ｊの回転に抵抗すると同時に、前後方向の微小運動を抑制する。前方レール１２６Ｊ、１２８Ｊはスロープになっていて、外側縁１１０Ｊと内側縁１１２Ｊそれぞれの近くよりも前縁１０８Ｊの近くにおいて大きく離れている。同様に、外側拘束レール１６４Ｊは、内側拘束レール１６６Ｊの方を向いた内壁を備え、内側拘束レール１６６Ｊは、外側拘束レール１６４Ｊの方を向いた内壁を備える。それぞれの内壁は、支持面１１４Ｊから近位方向に突起したまっすぐな縁を含んでいて、アンダーカットを含んでいない。さらに、外側拘束レール１６４Ｊと内側拘束レール１６６Ｊは、前縁１０８Ｊにより近いほうの端部において支持面１１４Ｊに向かって鉛直方向のスロープになるか階段状になっている。拘束レール１６６Ｊと１６４Ｊはさらに、それぞれのレールが階段部においてそれぞれの後端に近い部分におけるよりも横幅が大きくなるように水平方向のスロープにすることができる。
【００８１】
ボス１４６Ｊは、後端１５４Ｊ、前端１４８Ｊ、外側側１５０Ｊ、及び、内側側１５２Ｊを含む。外側側１５０Ｊと内側側１５２Ｊは、それぞれ翼部１５６Ｊ、１５８Ｊを含む。前端１４８Ｊは脛骨トレイ１０２Ｊの前縁１０８Ｊに向かって延び、その長さは、最終着座位置において支持部品１０４Ｊを脛骨トレイ１０２Ｊから持ち上げて離そうとする力に抵抗するのに充分な長さである。前端１４８Ｊ、外側側１５０Ｊ及び内側側１５２Ｊは縁１７６Ｊを含み、その縁からボス・レール１７８Ｊが突起している。ボス・レール１７８Ｊは、ノッチ１６０Ｊのボス・レール用後退部１８０Ｊ（図４６及び図４８）の中に収容され、壁を形成している縁１７６Ｊは同様にノッチ１６０Ｊの後退部に収容されるため、壁を形成するボス１４６Ｊとノッチ１６０Ｊとの間のあらゆるギャップが実質的に埋まる。
【００８２】
手術中に膝にアクセスするために設けられた切開線を通じて脛骨トレイ１０２Ｊが膝の中に配置されると、支持部品１０４Ｊが脛骨トレイ１０２Ｊの上に挿入される。脛骨トレイ１０２Ｊは、解剖学的身体軸Ｍに沿った位置にＰＣＬ切除部を有する。あるいはＰＣＬ切除部は、上に指摘したプロテーゼの用途での事後安定化部品や超適合部品におけるように、存在していなくてもよい。
【００８３】
支持部品１０４Ｊは切開線を通じて初期収容位置に挿入され、その位置で、支持部品１０４Ｊのノッチ１６０Ｊの後端が脛骨トレイ１０２Ｊのボス１４６Ｊの前端１４８Ｊを受け止める。ノッチ１６０Ｊのボス・レール用後退部１８０Ｊはボス・レール１７８Ｊを収容するのに対し、ノッチ１６０Ｊの後退部は、ボス１４６Ｊの前壁、内側壁、外側壁を形成していてその壁からボス・レール１７８Ｊが突起している縁１７６Ｊを収容する。このようなことは、支持部品１０４Ｊが軸Ｍに沿って脛骨トレイ１０２Ｊの上に挿入されるときに起こる。ボス１４６Ｊの外側側１５０Ｊと内側側１５２Ｊは、軸Ｍに実質的に平行な位置にある。
【００８４】
ボス・レール用後退部１８０Ｊはボス・レール１７８Ｊを収容し、ノッチ１６０Ｊの別の後退部は、ボス１４６Ｊの上記の壁を収容する。さらに、後方レール用後退部１４２Ｊ、１４４Ｊは、アンダーカットされた後方レール１３８Ｊ、１４０Ｊをそれぞれ受け入れるときに弾性変形する。さらに、支持部品１０４Ｊが脛骨トレイ１０２Ｊの上方に挿入されるとき、支持部品１０４Ｊは脛骨トレイ１０２Ｊの上方に挿入されて前方レール１２６Ｊ、１２８Ｊと最終的にスナップ−フィット接続によって係合する（図５０）。前方レールの上方に挿入されることが原因で遠位面１２４Ｊと支持面１１４Ａが離れるため、ノッチ１６０Ｊの後退部を形成している壁は、ボス・レール１７８Ｊがアンダーカットされている場合には弾性変形する。
【００８５】
上記のようにして起こる変形が、支持部品１０４Ｊ及び脛骨トレイ１０２Ｊで説明した部分の相互作用によって生じる摩擦力と組み合わさることで、支持部品１０４Ｊの前縁１１８Ｊが脛骨トレイ１０２Ｊの前方レール１２６Ｊ、１２８Ｊを通過するまで、脛骨トレイ１０２Ｊの運動に対する抵抗が増大する。その後、支持部品１０４Ｊがスナップによって所定の位置に入り、前縁１１８Ｊの操作によって前方レール１２６Ｊ、１２８Ｊの内側としっかり接続されるとともに、後方レール１３８Ｊ、１４０Ｊの操作によって支持部品１０４Ｊの後縁１１６Ｊと固く接続される。
【００８６】
追加の固い接続が、ノッチ１６０Ｊの中にボス１４６Ｊが収容されることで生じる。それに加え、後方レール１３８Ｊ、１４０Ｊとボス１４６Ｊは、突起した外周レール１７２Ｊ、１７４Ｊとボス・レール１７８Ｊをそれぞれ含み、それらのレールが、それぞれ支持部品１０４Ｊの後縁１１６Ｊとノッチ１６０Ｊのボス・レール用後退部１８０Ｊの位置で一対の内部溝の中に収容される。支持部品１０４Ｊが最終的に脛骨トレイ１０２Ｊの上に着座すると、突起した外周レール１７２Ｊ、１７４Ｊを形成する壁と、後縁１１６Ｊにあってそれらのレールを収容する対応する内部溝を形成する壁との間のあらゆるギャップが実質的に埋まる。同様に、ボス・レール１７８Ｊを形成している壁と、対応するボス・レール用後退部１８０Ｊとの間のあらゆるギャップが実質的に埋まる。後方レール１３８Ｊ、１４０Ｊの突起した外周レールとボス１４６Ｊのボス・レールによって生まれる固い接続が、最終着座位置（図５０）で支持部品１０４Ｊが脛骨トレイ１０２Ｊから持ち上がって離れるのを阻止し、その位置で支持部品１０４Ｊは脛骨トレイ１０２Ｊにロックされる。
【００８７】
有利には、係合力の６２％超の増加がボス１４６Ｊとノッチ１６０Ｊとの間で起こり、支持部品１０４Ｊが脛骨トレイ１０２Ｊの上に載ってその脛骨トレイ１０２Ｊにロックされるときの支持部品１０４Ｊの回転微小運動と持ち上がりに抵抗する。この増加は第１の実施形態と同様の設計で起こるが、第１の実施形態には支持部品の前縁から突起した前方楔部は含まれていない。
【００８８】
図５１〜図５５は、第１１の好ましい実施形態を示している。図５１、図５２、図５４及び図５５を参照すると、この好ましい第１１の実施形態のボス１４６Ｋは、好ましい第９の実施形態のボス１４６Ｉと類似する。しかしながら、好ましい第１０の実施形態と同様、ボス１４６Ｋは、前後軸ＡＰに対して斜めになるのではなくて軸Ｍ（図５４）と揃っている。さらに、好ましい第１０の実施形態に関して上述したのと同様、第１１の実施形態は、外側拘束レール１６４Ｋと内側拘束レール１６６Ｋを含むように延びた一対の後方レール１３８Ｋ、１４０Ｋ（図５１）を含む。さらに、脛骨トレイ１０２Ｋは、第１０の実施形態に関して上述したのと同様の前方レール１２６Ｋ、１２８Ｋを含む。人工脛骨１００Ｋも、第１２の実施形態について以下に説明するのと同様の非対称な幾何学的形状（図５２及び図５３）を有する。人工脛骨１００Ｋは、第１０の実施形態に関して上述と同様の方法で挿入されるため、支持部品１０４Ｋが脛骨トレイ１０２Ｋの上に埋め込まれるときに同様の利点が生じる。
【００８９】
有利には、係合力の１００％超の増加がボス１４６Ｋとノッチ１６０Ｋとの間で起こり、支持部品１０４Ｋが脛骨トレイ１０２Ｋの上に載ってその脛骨トレイ１０２Ｋにロックされるときの支持部品１０４Ｋの回転微小運動と持ち上がりに抵抗する。この増加は、第１の実施形態と同様の設計で起こるが、第１の実施形態には支持部品の前縁から突起した前方楔部は含まれていない。
【００９０】
ここで図５７〜図６２に移ると、本発明の第１２の実施形態による人工膝が示されている。人工膝１００Ｌは、身体軸Ｍ（図６１）と揃った二叉ボス１４６Ｌを含む脛骨トレイ１０２Ｌを備えている。このボスは、上述した第１１の実施形態のボス１４６Ｋと構造及び方向が似ている。内側枝部１５７Ｌが前端１４９Ｌから脛骨トレイ１０２Ｌの後端１５４Ｌに向かって延びていて、内側後方レール１４０Ｌへと滑らかにつながっている。後方レール１４０Ｌは支持面１１４Ｌの後−内側外周のまわりに延びていて、内側拘束レール１６６Ｌと滑らかにつながっている。内側拘束レール１６６Ｌは前方へと端部１３９Ｌ（図５８）まで延びている。端部１３９Ｌは、別の実施形態について上述した“階段状”移行部とは異なり、下方に曲がって“柔らかい”移行部となっている。
【００９１】
同様に、外側枝部１５５Ｌが前端１４８Ｌから後方に延びて外側後方レール１３８Ｌにつながり、前方へと外側拘束レール１６４Ｌを経由し、端部１３９Ｌに到達している。蟻継ぎアンダーカットが、支持面１１４Ｌの後外周全体のまわりと二叉ボス１４６Ｌの外周のまわりを外側拘束レール１６４Ｌから内側拘束レール１６６Ｌまで連続的に走っている。従ってアンダーカットを含む脛骨トレイ１０２Ｌの構造は、外側拘束レール１６４Ｌから外側後方レール１３８Ｌへ、外側枝部１５５Ｌの外側側１５０Ｌへ、そして前端１４８Ｌのまわりを通り、外側枝部１５５Ｌの内側側１５３Ｌに沿い、内側枝部１５７Ｌの外側側１５１Ｌを逆方向に進み、外側前端１４９Ｌのまわりを通り、内側枝部１５７Ｌの内側側１５２Ｌに沿い、内側後方レール１４０Ｌへ、そして最終的に内側拘束レール１６６Ｌまで延びる。
【００９２】
支持部品１０４Ｌが脛骨トレイ１０２Ｌに取り付けられたとき、最適な固定特性となるよう、ノッチ１６０Ｌの中と後縁１１６Ｌ、外側縁１２０Ｌ、内側縁１２２Ｌのまわりに形成された対応するアンダーカットが、いくつかの場所において脛骨トレイ１０２Ｌのアンダーカットと締まり嵌めを形成する。より詳細には、脛骨トレイ１０２Ｌのそれぞれのアンダーカットと脛骨支持部品１０４Ｌの間で相互作用する前後方向に延びるあらゆる領域が締まり嵌めを規定する。
【００９３】
例えば図６１に移ると、外側拘束レール１６４Ｌ及び内側拘束レール１６６Ｌが前後方向に延びるアンダーカットを規定し、前端及び後端が外側ハッシュ・マークＨＬ１と内側ハッシュ・マークＨＭ１のそれぞれのペアによって示されていることがわかる。同様に、外側枝部１５５Ｌの外側側１５０Ｌと内側枝部１５７Ｌの内側側１５２Ｌとが、前後の範囲を規定していて、それが外側ハッシュ・マークＨＬ２と内側ハッシュ・マークＨＭ２のペアとの間であることが示されている。最後に、外側枝部１５５Ｌ及び内側枝部１５７Ｌの“内”面、すなわち内側に向いた側１５３Ｌと外側に向いた側１５１Ｌとが、ハッシュ・マークＨＬ３、ＨＭ３のペアの間に前後の範囲を規定している。
【００９４】
ここで図６２を参照すると、脛骨トレイ１０２Ｌに取り付けられた脛骨支持部品１０４Ｌの断面が示されている。脛骨支持部品は蟻継ぎアンダーカット２１０（図６１）を含んでいて、それは、上述したように脛骨トレイ１０２Ｌに形成された対応する蟻継ぎアンダーカットと一致する。このように一致していると、脛骨ベースプレートの外側区画２１２は外側枝部１５５Ｌの外側側１５０Ｌと外側拘束レール１６４Ｌとの間で内側から外側に向かう方向にわずかに圧縮され、それにより第１の締まり嵌めを規定する。同様に、脛骨支持部品の内側区画２１４は、内側枝部１５７Ｌの内側側１５２Ｌと内側拘束レール１６６Ｌの間でわずかに圧縮され、それにより第２の締まり嵌めを規定する。最後に、外側区画２１２及び内側区画２１４と協働して二叉ノッチ１６０Ｌを規定する脛骨支持部品の中央突起部２１６が、外側枝部１５５Ｌの内側側１５３Ｌと内側枝部１５７Ｌの外側側１５１Ｌとの間に圧縮されて収容され、第３の締まり嵌めを規定する。
【００９５】
有利には、上述した締まり嵌めは、脛骨支持部品１０４Ｌをいくらか弾性変形させる。この脛骨支持部品１０４Ｌは、脛骨トレイ１０２Ｌのより硬くてより堅固な材料（例えばコバルト−クロム−モリブデン又はチタン）と比べてより柔らかくてより弾性のある材料（例えばポリエチレン）でできている。こうすることで、脛骨支持部品１０４Ｌの材料の内部にいくらか張力がもたらされ、それが脛骨トレイ１０２Ｌに対する脛骨支持部品１０４Ｌの回転安定性に寄与する。より詳細には、脛骨支持部品１０４Ｌの微小運動が、これら締まり嵌めによって最少にされる。
【００９６】
それと同時に、脛骨支持部品１０４Ｌのアンダーカット２１２と脛骨トレイ１０２Ｌの対応する構造（例えば後方レール１３８Ｌ、１４０Ｌと、前端１４８Ｌ、１４９Ｌと、内側１５１Ｌ、１５３Ｌの間のアーチ状スペース１４７Ｌ）の間で内側−外側相互作用する位置に隙間嵌めが設けられている。こうすることで、他の実施形態に関して上述したように脛骨支持部品１０４Ｌを脛骨トレイ１０２Ｌ上の所定の位置にスナップ−フィットさせることが容易になり、それにより充分に小さい挿入力が維持されるため、組み立てられたときに脛骨支持部品１０４Ｌが恒久的に変形したり損傷したりするのが阻止される。
【００９７】
脛骨トレイ１０２Ｌへの脛骨支持部品１０４Ｌの取り付けは、ある意味で収束及び／又は発散する形状のアンダーカットを設けることによっても容易になる。例えば図５９に戻ると、（互いに離れるように外側を向いた）側１５０Ｌ、１５２Ｌは、互いに前端１４８Ｌ、１４９Ｌに向かって収束していることがわかる。それに対して（互いに向かい合うように内側を向いた）側１５１Ｌ、１５３Ｌは、互いに前端１４８Ｌ、１４９Ｌに向かって発散している。同様に、内側拘束レール１６６Ｌは（内側に向かう）内側枝部１５７Ｌの内側側１５２Ｌに対して前方に向かって発散し、外側拘束レール１６４Ｌは、（やはり内側に向かう）外側枝部１５５Ｌの外側側１５０Ｌに対して前方に向かって発散している。
【００９８】
組み立てられると、外側を向いている側が前方に向かって収束し、内側を向いている側が発散することで、支持部品１０４Ｌの前進するノッチ１６０Ｌに向かって“開いた”輪郭が提示される。従って支持部品１０４Ｌのアンダーカット２１０は、組み立てるときに前方から後方に動かしているときに脛骨トレイ１０２Ｌの対応する前後アンダーカットとしっかりと係合することはない。しかしながら、そのようなアンダーカットが平行であったとすれば係合すると考えられる。そのようなアンダーカットの完全かつしっかりとした係合は、脛骨支持部品１０４Ｌが前進して脛骨トレイ１０２Ｌに対して最終的な係合・ロック位置になるときにだけ生じる。有利には、この“ストロークの短い”係合により、遠位面１２４Ｌが支持面１１４Ｌの上方を容易に通過できるようになるため、前後アンダーカットの締まり嵌めによる最初の係合が容易になる。
【００９９】
上に詳細に説明した別のいくつかの実施形態（例えば第１０の実施形態）と同様、脛骨トレイ１０２Ｌはさらに、最前端に、（レールの残部と比べて）より厚い部分１２７Ｌ、１２９Ｌを有する一対の前方レール１２６Ｌ、１２８Ｌを含む。より厚い部分１２７Ｌ、１２９Ｌは、そうなっていない場合に前方レール１２６Ｌ、１２８Ｌによって規定される連続的なアーチ状輪郭線を中断する。脛骨支持部品１０４Ｌが本明細書に記載したようにして脛骨トレイ１０２Ｌに取り付けられるとき、より厚い部分１２７Ｌ、１２９Ｌは、前方レール用後退部１３０Ｌ、１３２Ｌの対応するより厚い前方レール用後退部分１３１Ｌ、１３３Ｌにそれぞれ収容される。このように収容されると、より厚い部分１２７Ｌ、１２９Ｌは後退部１３１Ｌ、１３３Ｌに嵌まり、厚くなっていなければ滑らかなアーチ状である前方レール１２６Ｌ、１２８Ｌの輪郭に沿った回転に対する障壁となる。有利には、回転に対するこの障壁により、脛骨トレイ１０２Ｌに対する脛骨支持部品１０４Ｌの回転微小運動がさらに抑制される。
【０１００】
本明細書で説明したどの実施形態も、非対称な脛骨トレイ及び／又は対称な脛骨支持部品を含むことができる。例えば図５７から最もよくわかるように、脛骨トレイ１０２Ｌの前−外側縁から後−外側縁までの距離ＤＬは、後−内側縁から前−内側縁までの距離ＤＭよりも短くなっている。内側前後長と外側前後長がこのように異なっているため、脛骨トレイ１０２Ｌの外周が非対称になる。支持部品１０４Ｌの対応する非対称性を図６０に示してある。このような非対称性は、アメリカ合衆国特許出願シリアル番号第 ／ ， 号、第 ／ ， 号、第 ／ ， 号（弁理士ドケットＺＩＭ０８１５−０１、ＺＩＭ０８１５−０２、ＺＩＭ０８１５−０３）により詳しく記載されており、その全開示内容が参考として上記のように組み込まれる。
【０１０１】
上記の好ましい実施形態は、一般に“最初の”プロテーゼ、すなわち埋め込み前の自然のままの関節接続面を保持した自然のままの膝に埋め込む設計にされたプロテーゼに関するものである。しかしながら、本明細書に従って製造した人工膝部品は、以前に埋め込んだ１つ以上の人工膝部品を除去して交換する見直し手続きでも使用できるとさらに考えられる。例えば上述した好ましい脛骨トレイの例は見直し手続きにおいて再利用できるため、その脛骨トレイを脛骨上の最初に埋め込まれた位置に残し、脛骨支持部品だけを交換する。有利には、脛骨トレイをその場所に残すことで、脛骨をさらに切除することなく脛骨支持部品を交換できる。しかしながら、脛骨トレイを除去する場合には、脛骨をさらに切除する必要があろう。
【０１０２】
本発明を好ましい設計の一例について説明してきたが、本発明は、ここでの開示内容の精神と範囲内でさらに改変することができる。従って本出願は、本発明の一般的な原理を利用した本発明のあらゆるバリエーション、利用、適応化を含むものとする。さらに、本出願は、ここでの開示内容以外でも、本発明に関係していて添付の請求項の範囲に入る本分野で知られていることや慣行となっていることに含まれるのであれば、そのような開示されていない内容もカバーするものとする。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【国際調査報告】
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