(57)【要約】  本発明は、頚骨要素（１）と、大腿骨要素（２）と、前者２つの間に間置された中間要素（３）とで構成される全置換人工膝関節である。この中間要素（３）は、大腿骨要素（２）の回転運動性を確保するために、大腿骨要素（２）の顆（１６、１６’）を受け入れる空洞（１５、１５’）を含む。外側化矢状面では、顆（１６、１６’）の形状は、大腿骨の顆の本来の解剖学的半径よりも大きな一定の回転半径Ｒ１にしたがって、１５５°程度の角度案内表面範囲Ｐ１の上に展開される。中間要素は頚骨（１）上にあり、大腿骨要素（２）上の回転軸ａは、頚骨要素（１）上の中間要素（３）の旋回軸Ａを基準として矢状面内を距離ｄ１だけ後方に変位している。【選択図】  図２
2008502393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
頚骨の端部への固定およびセンタリング手段（５）、ならびにショルダー（１３）および中間要素（３）の軸方向嵌め込みウェッジ（１２）の受け入れ手段を備えたプレート（４）を有する頚骨要素（１）と、あらかじめ用意された大腿骨の本来の顆および切り込みの形状に対し全体として相補形である内面上に設けられた大腿骨の端部への固定およびセンタリング手段（６）を備える大腿骨要素（２）であって、相互間が距離ｄ４だけ離れた対向する２つの小面（１０、１０’）の間にこれら手段が展開され、一方、大腿骨要素の１つの外面が切り込み（１８）により分割された一対の顆（１６、１６’）を含み、これら顆が大腿骨要素（２）の後部に設けられ、その結果、中間要素（３）に大腿骨要素（２）の案内表面が形成されるような大腿骨要素と、一方の顆（１６、１６’）から他方の顆への移行において水平軸ａを中心とする矢状面内の回転における中間要素（３）上の大腿骨要素（２）の移動性および頚骨（１）上での中間要素（３）の軸方向旋回を確保するために頚骨要素（１）と大腿骨要素（２）の間に間置された中間要素（３）であり、大腿骨要素の顆（１６、１６’）および切り込み（１８）をそれぞれ受け入れるために突起（１７）により分割された空洞（１５、１５’）からなる空隙を外表面に含む中間要素（３）とで構成される種類のインプラントの全置換人工膝関節であって、
前記顆（１６、１６’）の一方または両方を基準として外側化された矢状面で捉えたこれら顆（１６、１６’）の形状が、大腿骨要素（２）の顆の対応する解剖学的半径よりも大きな一定の回転半径Ｒ１に従って展開されることで大腿骨の骨財産を残しておきながら接触表面積を最適化することができ、前記一定半径が、少なくとも１５０°程度の対応する角度案内表面範囲Ｐ１の上に展開されることを特徴とする全置換人工膝関節。
【請求項２】
前記半径Ｒ１が大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．５倍であり、人工関節のサイズにより１５％増減されることを特徴とする請求項１に記載の全置換人工膝関節。
【請求項３】
中間要素（３）上の顆（１６、１６’）の回転軸ａが、頚骨要素（１）上の中間要素（３）の旋回軸Ａを基準として矢状面内を距離ｄ１だけ後方に変位し、その結果、人工関節の伸張における作用モーメントが大きくなること、および大腿骨の後面と頚骨要素（１）の後縁の間の早期接触を防止しつつ屈曲の可能性が増加することを特徴とする請求項１に記載の全置換人工膝関節。
【請求項４】
前記距離ｄ１が大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．１８倍であり、人工関節のサイズにより１０％増減されることを特徴とする請求項３に記載の全置換人工膝関節。
【請求項５】
中間要素（３）の前縁がリップ（２０）の分だけ高くされ、リップが中間要素（３）の空洞（１５、１５’）の双方の延長部に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項６】
空洞（１５、１５’）の底部とリップ（２０）の上縁との間の距離ｄ２が大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．３２倍であり、人工関節のサイズにより５％増減されることを特徴とする請求項５に記載の全置換人工膝関節。
【請求項７】
最伸張位置と最屈曲位置の間における中間要素（３）上の大腿骨要素（２）の角度変位が１２０°程度であり、垂直度０°の伸張位置から９０°の屈曲位置までほぼ一定である約９０°の角度表面範囲への当り面、および１２０°の屈曲まで著しく減少する当り面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項８】
前面内で捉えた、中間要素（３）の空洞（１５、１５’）の半径Ｒ３が、大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．６倍であり、中間要素（３）の突起（１７）の半径Ｒ２は１０ｍｍ程度であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項９】
大腿骨要素（２）の内面が、大腿骨要素（２）の切り込み（１８）の対向面に対応し大腿骨の切り込みと協動するようになっている突起（７）の両側に配設された、大腿骨の左右の顆をそれぞれ受け入れる空洞を含み、これら空洞は大腿骨要素（２）を大腿骨内に固定する少なくとも１つのピン（６）を含む正中面（８）状に形成され、この正中面（８）はその両端に、４５°傾斜した前面（９）および後面（９’）があり、これらの傾斜面（９、９’）の両端には前記対向面を形成する前端面（１０）および後端面（１０’）があり、これらの前端面（１０）および後端面（１０’）はある開いた角度を両者で画定することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項１０】
顆（１６、１６’）の一方または両方を基準として外側化された矢状面で捉えた大腿骨要素（２）の後部が、大きな曲率半径の大腿骨要素（２）の前方部分（１９）により延長され、ほぼ直線の形状がこの後部に付与され、次にこの形状が強く曲げられる（１１）ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療技術の分野に関し、より詳細には人工関節に関する。本発明は全置換人工膝関節を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
まず、全置換人工膝関節は３つの要素、すなわち大腿骨および頚骨内に固定されるようになっている大腿骨要素と、これらの間に間置される中間要素を結合させるものであることを喚起しておく。頚骨要素は、頚骨内に設けられた空間の内部に挿入されるようになっている軸方向ウェッジを具備するプレート状に形成され、その結果、骨成分の収縮によりあらかじめ用意された頚骨の端部に支承される。この頚骨要素自身も、頚骨要素に中間要素を軸方向に押圧接続するために中間要素のショルダー柱を受け入れる軸方向ハウジングを含む。中間要素は、頚骨要素に対する軸方向押圧面と対向する面に、大腿骨要素の左右それぞれの顆を受け入れるための、全体として球形の当り面の一対の空洞から成る格納部を含む。中間要素のこれらの空洞は、大腿骨要素の押圧を促進する正中突起により分割され、この突起は顆をそれぞれ分割する切り込みと協動する。大腿骨要素は、顆および切り込みの他にも、中間要素にならって、この顆および切り込みとは反対の面に二重の凹部および突起を含み、そこに、大腿骨要素が固定されるあらかじめ用意された大腿骨の本来の顆および切り込みを格納する。
【０００３】
この分野で克服すべき主な問題は、交差靭帯の頻繁な損失も考慮した膝の解剖学的運動性の条件を、インプラントによりできるだけ忠実に再現することにある。中間要素上への大腿骨要素の押圧表面積の大きさおよび一定性を最適化することにより、関節適合性を損失することなくそのような移動性の条件が得られなければならない。
【０００４】
常に運動を可能にするために靭帯緊張を維持しなければならないとしても、患者にとって疲労と苦痛を引き起こす可能性があるこれらの張力の不意かつ不適切な増加をきたしてはならない。インプラントの全体編成が不適切だと、膝の伸張位置と屈曲の様々な位置の間の移行中の中間要素に対する大腿骨要素の不適切な押圧を特に相殺するために、患者において不要な努力を払わなければならなくなることがある。
【０００５】
さらに、この運動性は好ましくは、骨財産を確保しインプラントの設置に必要な骨の切除を制限することにより得られるものでなければならない。この困難さは、自分に固有な膝の関節の形状を有する可能性がある不特定の患者に移植するようインプラントが作られれば作られるほど、克服するのが困難になる。複数の寸法段階に及ぶ多寸法同形状インプラントを繁用することによりこの困難さを克服することができたとしても、これらの各寸法で移植可能なインプラントを作るために設計者が発揮しなければならない努力が軽減されるわけではない。したがって当業の設計者は、各寸法のインプラントの寸法的制約と、運動性に関する制約の間で妥協点を探すことになる。
【０００６】
より詳細には、インプラントにより提供される運動性は、中間要素上の大腿骨要素の水平軸を中心とする矢状面内の屈曲および伸張回転を可能にするものでなければならない。この回転は通常の解剖学的条件に可能な限り近いものでなけれならず、また、頚骨要素に対する大腿骨要素の全体的運動の動的制約だけでなく、任意の屈曲および伸張あるいはそれらの内の一方の位置においてインプラントが提供しなければならない安全性に関する制約も考慮しなければならない。
【０００７】
特に、患者からもたらされる押圧負荷が最も大きいインプラント位置について、中間要素上の大腿骨要素の適合性および押圧表面積を最適化しなければならない。より詳細には、これらの押圧位置は、患者が階段を上る時の屈曲位置など種々の中間屈曲位置に対応する。さらに、適合性の損失をきたすことなく前後方向の水平軸を中心とする一方の顆から他方への移行を可能にしつつ、中間要素と頚骨要素の間の水平面内の回転を考慮しながら、インプラントの前後方向および回転におけるそのような安定性が確保されなければならない。インプラントを構成する要素のこれら種々の運動性もまた、設計者が直面する選択および妥協点の模索によって得られることに留意すべきである。
【０００８】
この目的のため、特に、中間要素に対する大腿骨要素の側面安定のための専用正中手段を設けることが知られている。脱臼をきたすおそれのある中間要素からの顆の逸脱のリスクを併発することなく、中間要素上で大腿骨要素が回転できるようにしなければならない。中間要素の突起を固定用リップにより前方に延長することが提案された。だがこのリップの突起は患者にとって不快感を発生し、中間要素の寸法をむやみに増加させることになる。そのような解決方法はリップの突起をできるだけ小さくすることを前提としているので、当然の結果として、中間要素上の大腿骨要素の運動性および相補形状への影響が出る。反対に、屈曲に対し与えられる運動の容易さが顆の伸張位置の取得を損ねてはならず、中間要素の空洞上での大腿骨の顆の当りの生成に際しては、上で述べた最良の安定性条件下でこれらの位置の一方から他方への移動が行われるよう考慮しなければならない。
【０００９】
大腿骨要素の後部位に生成される、中間要素の内部の大腿骨要素の顆の当りは、インプラントを構成する段状要素の配置および独自の構造に関する上述の選択や制約、求める妥協点に応じて特性が決められる曲率半径および屈曲部位を有した状態で、大腿骨要素の前部位側に伸びるのが望ましい。
【００１０】
本発明に近い技術的環境を知るには、そのようなインプラントについて説明し、その問題について述べている特許文献１、特許文献２および特許文献３を参照することができる。
【００１１】
特許文献４により、頚骨要素上を回動する大腿骨要素による人工膝関節を作ることが提案された。屈曲運動時の適合性の損失を防止するために大腿骨要素の半径は一定である。しかしながらこのような方法には欠点がある。まず、ひねりおよびせん断応力がインプラントの各構成要素に伝わってしまう。第２に、インプラントの充分な運動性にために提供されるべき運動の自由度および靭帯緊張を制限する移行運動が得られない。第３に、骨財産が保存されず、大腿骨の前方末端部において大きな骨切除が必要となる。第４に、屈曲中、膝蓋骨の梃子の肘の距離が短くなる。これらの欠点を少なくとも部分的に克服する方法として、特に、大腿骨要素の前部の曲率を変えることが提案された。一定半径案内部位は９０°程度の範囲に及び、大腿骨要素の顆の側面に設けられ、顆と顆の間には、頚骨要素上に設けられた突起と協動する空隙が設けられ、その結果、後部安定装置を受け入れるようになっている顆間ケージが形成される。
【００１２】
また、特許文献５により、大腿骨要素と、頚骨要素と、上で説明した先行技術の方法により前者２つの間に間置された中間要素とで構成される人工膝関節が提案された。大腿骨要素は、中間要素に支承された付加部品と回転支軸により中間要素に回転接続される。そのような構成は大腿骨の骨財産をなくすことが前提となり、特に、負荷がある時の患者の靭帯緊張を軽減するための一方の顆から他方の顆への移行ができず、インプラントの位置の如何に関わらず完全な適合性が得られるのに必要な望ましい条件が提供されない。
【特許文献１】ＥＰ１３５４５７１（ＳＣＯＲＥ ＰＴＧ）
【特許文献２】ＷＯ０１０６９６１（ＢＥＲＣＯＶＹ）
【特許文献３】ＷＯ０３０６８１０９（ＡＦＲＩＡＴ）
【特許文献４】ＵＳ５７２５５８４（ＷＡＬＫＥＲら）
【特許文献５】ＵＳ４８８８０２１（ＦＯＲＴＥら）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、説明してきた制約の範囲に含まれるもので、患者にとって充分な快適性をもたらす全置換人工膝関節を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のインプラントは、プレートを有する頚骨要素と、大腿骨要素と、前者２つの間に間置された中間要素とで構成される全置換人工膝関節である。頚骨要素は、頚骨の端部への固定およびセンタリング手段、ならびにショルダーおよび中間要素の軸方向嵌め込みウェッジの受け入れ手段を備える。他方、大腿骨要素は、あらかじめ用意された大腿骨の本来の顆および切り込みの形状に対し全体として相補形である内面上に設けられた大腿骨の端部への固定およびセンタリング手段を備え、その結果、これら手段が展開される。より詳細にはこの内面は、相互間が距離ｄ４だけ離れた対向するまたは類似した２つの小面を含む。この分野においては通常のように、この距離ｄ４は、これらのインプラントの各種寸法のうち、移植するインプラントのサイズの選択にとって特に決定であることが理解できよう。
【００１５】
大腿骨要素は、１つの外面が切り込みにより分割された一対の顆を含む外面を有し、これら顆は大腿骨要素の後部に設けられ、その結果、中間要素に大腿骨要素の案内表面が形成される。中間要素は、中間要素上の大腿骨要素の移動性を確保するために頚骨要素と大腿骨要素の間に間置される。この移動性は、水平軸ａを中心とする矢状面内の回転における中間要上の大腿骨要素の移動性と、大腿骨要素一方の顆から他方の顆への移行と、頚骨上での中間要素の軸方向旋回とを結びつけるものである。この中間要素は、大腿骨要素の顆および切り込みをそれぞれ受け入れるために突起により分割された空洞からなる空隙を外表面に含む。
【００１６】
本発明によれば、上で示した種類のインプラントは、単独または組み合せて捉えた以下の特徴を含むことで認識することができる。
【００１７】
本発明の第１の態様によれば、また大腿骨要素の顆の一方または両方を基準として外側化された矢状面を想定すると、これらの顆の形状は、大腿骨の顆の対応する解剖学的半径よりも大きな一定の回転半径Ｒ１にしたがって広がる。これらの構成は特に、大腿骨の骨財産を残しておきながら接触表面積を最適化することを目的とする。この一定の半径Ｒ１は、少なくとも１５０°程度の対応する角度案内表面範囲Ｐ１の上に展開される。
【００１８】
大腿骨の顆の本来の半径よりも大きい一定の半径に従う大腿骨要素の当りにより、中間要素上の大腿骨要素の支承表面積は増加し、中間要素の後縁への負荷の集中が回避される。また、中間要素の前縁と大腿骨要素の顆を受け入れる空洞の底部との間の距離を増加させることが可能であり、それにより、前後方向の安定性を高めることができる。さらに顆の前面半径を小さくすることが可能であり、それにより、関節適合性の損失なく、回転安定性を向上させるとともに、片方の顆から他方の顆への移行に必要な側方移動を少なくすることができる。１００°以上の屈曲である、負荷を受けての運動に必要な屈曲段階中は常に、前面内および矢状面内において完全な適合性が維持され、回転半径Ｒ１は１０５°まで維持することができる。１０５°を超えると、患者に対し不快感を与えることなく屈曲の終了を容易にするよう、外側靭帯に対する張力が減少される。
【００１９】
たとえば、前記半径Ｒ１は大腿骨要素の前記対向する小表面間の距離ｄ４のおよそ０．５倍である。なおこの割合は、本発明の範囲から逸脱することなく、人工関節のサイズにより、１５％増減することができることに留意されたい。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、中間要素上の顆の回転軸ａは、頚骨要素上の中間要素の旋回軸Ａを基準として矢状面内を距離ｄ１だけ後方に変位している。そのような変位により、人工関節の伸張における作用モーメントが大きくなり、および大腿骨の後面と頚骨要素の後縁の間の早期接触を防止しつつ屈曲の可能性が増加する。このような変位は、大腿骨の顆の対応する解剖学的半径より大きい一定の回転半径Ｒ１の上に述べた寸法により可能になったものである。
【００２１】
たとえば前記距離ｄ１は大腿骨要素の前記対向する小表面間の距離ｄ４のおよそ０．１８倍である。この割合は、本発明の範囲から逸脱することなく、人工関節のサイズにより、１０％増減することができることに留意されたい。
【００２２】
この段階の説明においては、好ましくは組み合せて捉えた上で説明した態様に関する構成により、中間要素の前縁を、大腿骨要素の後端固定用リップの分だけ高くすることができ、患者の不快感を防止するために空洞上の顆の支承表面に対するリップの高さを減らすことができることに留意されたい。
【００２３】
より詳細に、かつ本発明の別の態様によれば、中間要素の前縁が好ましくはリップの分だけ高くされ、有利にはリップは中間要素の空洞の双方の延長部に設けられ、その結果、切り込みの延長部に解剖学的滑車状の大腿骨要素の形状が付与される。さらにリップのそのような配置により、空洞の底部とリップの上縁との間に、充分ではあるが限定された分離距離ｄ２を設けることが可能である。
【００２４】
たとえば前記距離ｄ２は大腿骨要素の前記対向する小表面間の距離ｄ４のおよそ０．３２倍である。この割合は、本発明の範囲から逸脱することなく、人工関節のサイズにより５％増減することができることに留意されたい。
【００２５】
最伸張位置と最屈曲位置の間における中間要素上の大腿骨要素の角度変位は特に１２０°程度である。本発明により編成されるようなインプラントが耐えなければならない最も大きい負荷に対応する屈曲角度に関して、中間要素上で大腿骨要素のほぼ一定の当りの間で最良の妥協点を見出すために、当り面が９０°程度の角度表面範囲に広がっている。より詳細にはこの当り面は垂直度０°の伸張位置から９０°の屈曲位置までほぼ一定である。次にこの角度範囲は１２０°の屈曲まで著しく減少する。上で述べた本発明の態様の少なくともいずれか１つとの関係におけるそのような構成により、特に、最も必要な応力部位において患者にとっての靭帯緊張を弱くすることができ、そのような張力が必要でない時、そのような張力を不意に引き起こすことがない。
【００２６】
前面内で捉えた、中間要素の空洞の半径Ｒ３が、大腿骨要素の前記対向する小表面間の距離ｄ４のおよそ０．６倍であり、中間要素の突起の半径Ｒ２が１０ｍｍ程度である。この割合は、本発明の範囲から逸脱することなく、人工関節のサイズにより、５％増減することができることに留意されたい。これらの構成は、突起の形状が、中間要素上での大腿骨要素の不意の移動を防止するために、小さな半径Ｒ２から顆の一方から他方への前記移動に連続的かつ柔軟な移動性を付与するような構成である。
【００２７】
好ましくは、大腿骨要素の内面が、大腿骨要素の切り込みの対向面に対応し大腿骨の切り込みと協動するようになっている突起の両側に配設された、大腿骨の左右の顆をそれぞれ受け入れる空洞を含む。
【００２８】
大腿骨の顆を受け入れるこれら空洞は大腿骨要素を大腿骨内に固定する少なくとも１つのピンを含む正中面状に形成され、あらかじめ用意された大腿骨の内部への大腿骨要素の前記固定手段を構成する。この正中面はその両端に、４５°傾斜した前面および後面があり、これらの傾斜面の両端には前記対向面を形成する前端面および後端面がある。これらの前端面および後端面は、骨およびその被覆を損傷させることなく大腿骨への大腿骨要素の固着を容易するため、ある開いた角度を両者で画定する。
【００２９】
顆の一方または両方を基準として外側化された矢状面で捉えた大腿骨要素の後部は、好ましくは、大きな曲率半径の大腿骨要素の前方部分により延長され、ほぼ直線の形状がこの後部に付与され、次にこの形状が強く曲げられる。
【００３０】
本発明の構成により、中間要素の空洞上での大腿骨要素の顆の案内表面積は大腿骨の顆の後部の対応するもともとの表面積よりも広くなると思われる。患者による負荷の屈曲運動時の有効当り表面積はおよそ９０°の角度範囲上ではほぼ一定に保たれ、これらの運動中、前面内および矢状面内において完全な関節適合が提供されるが、屈曲の終了時には、患者の外側靭帯への張力を軽減するためにこの範囲は狭くなる。その結果、中間要素の後縁への負荷の集中は回避され、インプラントの前後方向の安定性を向上させるために、中間要素の前縁と空洞の底部の間の距離を大きくすることができる。一方、大腿骨要素の顆の前方半径は小さくすることができるので、関節適合を著しく損ねることなく、一方の顆から他方への移行に必要な側方移動を少なくしつつ回転安定性が向上する。さらに、関節適合が得られ、前縁と中間要素の空洞の底部の間の距離を大きくすることができるので、中央の安定装置をなくすことができる。通常、後方安定化装置を受け入れるようになっている顆間ケージをなくすことにより、膝蓋骨の保存にきわめて好適な解剖学的滑車を実現することが可能である。
【００３１】
本発明は、非限定的例として示した添付の図面を参照して行う以下の詳細な説明により、よりよく理解され、それに関する詳細が明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１および図２において、全置換人工膝関節の主な構成要素は、頚骨要素１、大腿骨要素２、および１と２の間に間置された中間要素３である。頚骨要素１は患者の頚骨の端部の支承板４と、頚骨の中にあらかじめ設けた空隙の内部のセンタリングウェッジ５を含む。好ましくはこのウェッジ５は、患者の頚骨の内部における頚骨要素１の自転を固定することが可能な横方向翼１４を含む。
【００３３】
一方、大腿骨要素２は、患者の大腿骨の内部への固定ピン６のようなピンをその内部に含むが、これも同じくあらかじめ設けられたものである。説明のこの段階では、大腿骨の本来の半円形の切り込みに収納されるようになっている隆起部７の両側に配置されている、大腿骨要素２の内面の対応する平面部位を受け入れるための骨成分除去作業を含むことに留意すべきである。
【００３４】
これらの平面部位は正中面８を含み、これらの正中面の突起部にはピン６が設けられ、これらの正中面８は、４５°傾斜した前面９および後面９’により延長され、次に前端面１０および後端面１０’により延長される。これらの前端面１０および後端面１０’は、ある開いた角度を両者で形成するための４°程度の角度差は別としてほぼ平行であり、前端面１０は大腿骨要素２の湾曲部位１１上に設けられることに留意すべきである。これらの前端面１０および後端面１０’は、埋め込むインプラントの寸法に関する外科医の選択にとって距離ｄ４が決定的であるような大腿骨要素２の表面を形成する。この距離ｄ４はインプラントのサイズによっても異なるが特に４０ｍｍから５８ｍｍの間である。
【００３５】
一方、中間要素３は、頚骨要素１の内部でのセンタリング用ウェッジ１２を含み、頚骨の端部の頚骨要素１の支承に倣って、ウェッジ１２のショルダー部１３を介して頚骨要素１のプレート４の上面に支承される。
【００３６】
図３から図５ならびに図７から図８を参照すると、大腿骨要素２は、水平軸ａを中心とする矢状面内の回転における移動性の案内のため、中間要素３に支承されるようになっている。この目的のため、大腿骨要素２および頚骨要素３は相補形の凹凸、すなわち大腿骨要素２の各顆（ｃｏｎｄｙｌｅｓ）１６および１６’を回転受容するための中間要素３の一対の凹形空洞１５および１５’を含む。中間要素３の凹形空洞１５および１５’は、大腿骨要素２の切り込み１８を受け入れるようになっている突起１７により相互に分割される。特に図６において、中間要素３の空洞１５および１５’の凹形は前面内で捉えると、半径Ｒ３は、インプラントの寸法によっても異なるが、およそ２４ｍｍから３２ｍｍの間に含まれるが、片在化矢状面内で捉えた中間要素３の空洞１５および１５’の凹形は必ず大腿骨要素２の各顆１６および１６’の凸形状に対し相補形でなければならない。
【００３７】
矢状面内、すなわち中間要素３上の大腿骨要素２の回転案内面内のこれらの顆１６、１６’および空洞１５、１５’の曲率半径Ｒ１は一定であり、その後部位に対応する大腿骨要素の１５５°程度の案内表面の範囲Ｐ１において、インプラントのサイズによっても異なるが、２０ｍｍから３０ｍｍ程度である。
【００３８】
図２に戻ると、この案内半径Ｒ１の軸ａは中間要素３のウェッジ１２の伸張軸Ａ、すなわち頚骨要素１上の中間要素３の旋回軸に対し矢状面内でインプラントの後方に設置されることに留意すべきである。軸ａのこの後方へのシフト量はインプラントのサイズによっても異なるが７ｍｍから１１ｍｍの距離ｄ１である。同図上ではこの旋回軸Ａは矢状面内で頚骨要素１のプレート４の中央軸を基準として距離ｄ４のおよそ０．０３５倍の距離ｄ３、すなわちインプラントのサイズによっても異なるが１．５ｍｍから２．２ｍｍの間に含まれる距離ｄ３だけ中間要素３の前方部位側に変位していることにも留意すべきである。
【００３９】
特に図３から図５において、大腿骨要素２の後部案内部位は矢状面内で大曲率半径曲線中央部位１９により延長され、次にこの中央部位１９は、大腿骨要素２の前方部位１１を形成するために強く折り曲げられる。
【００４０】
図６から図８において、中間要素３は、中間要素３の突起１７の両側、すなわち大腿骨要素２が中間要素３に支承される時、大腿骨要素の切り込みの両側に設けられたふくらみで形成されたリップ２０の空洞１５および１５’の延長部において高さが上げられる。中間要素３の突起１７の曲率半径Ｒ２、すなわち大腿骨要素２の切り込みの対応する曲率半径は前面において１０ｍｍ程度であることに留意すべきである。リップ２０の上縁は中間要素３の空洞１５、１５’の底からから距離ｄ２、すなわちインプラントのサイズによっても異なるがおよそ１３ｍｍから１８ｍｍの間のところに配置される。
【００４１】
図４に戻ると、リップ２０の対応する上縁を受け入れるために、好適にも、大腿骨要素２の中央部位１９内の内面に設けられた空隙２１が存在することに留意すべきである。
【００４２】
図９において、本発明の全置換人工膝関節の大腿骨要素２は、半径Ｒ１が大腿骨の本来の顆の対応する半径Ｒ０より大きい顆１６、１６’のプロフィールを有し、少なくとも１５０°の範囲に及ぶ。先行技術によれば、そのような半径Ｒ０は最大で大腿骨の顆の半径に相当し、最大で１２０°の範囲に及ぶ。本発明によるそのような半径Ｒ１により、中間要素３の前縁２０と、中間要素３の空洞１５、１５’の底部で動く大腿骨要素２の顆１６、１６’の表面との間の前後方向距離ｄ２を大きくすることが可能であり、患者の骨財産を残しておくことができる。距離ｄ２をそのように大きくすることにより、大腿骨要素２と中間要素３の間の支承表面積Ｓを増加させること、および特に、上顆間回転軸を変えることなくかつ伸張モーメントの損失をきたすことなく前方への負荷の再センタリングが可能になる。半径Ｒ１により画定される回転範囲を超えると、半径Ｒ４は顕著に減少し、大腿骨要素２の湾曲部位１１が設けられる。
【００４３】
図１０において、大腿骨要素２の顆１６、１６’の半径Ｒ３は、中間要素３の空洞１５、１５’の凹部に対応するが、この半径自体も大腿骨の顆の対応する本来の半径Ｒ０’であって先行技術のインプラント内で通常設けられるＲ０’よりも大きい。本発明のこれらの構成により、大腿骨要素２の顆１６、１６’の端部と大腿骨要素の切り込み１８の底部との間の回転運動の距離Ｄ５が最適化され、関節適合を最適化することができる。
【００４４】
本発明によってもたらされる構成は提供される長所により特に全置換人工膝関節に適用することが可能であるが、中間要素さらには頚骨要素の対応する空洞に沿って大腿骨要素のいずれか一方を案内するために側面を部分的に再現することにより、半全置換人工膝関節または片区画全置換人工膝関節にも転換が可能であることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施形態による全置換人工膝関節の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態による全置換人工膝関節の矢状図である。
【図３】図３は、図１および図２に示す人工関節の一部となる大腿骨要素の内角による斜視図である。
【図４】図４は、図１および図２に示す人工関節の一部となる大腿骨要素の外角による斜視図である。
【図５】図５は、図３および図４に示す大腿骨要素の矢状図である。
【図６】図６は、図１および図２に示す人工関節の一部となる中間要素の斜視図である。
【図７】図７は、図１および図２に示す人工関節の一部となる中間要素の前面図である。
【図８】図８は、図１および図２に示す人工関節の一部となる中間要素の矢状図である。
【図９】図９は、本発明の人工関節と先行技術の人工関節の比較を示す全置換人工膝関節の大腿骨要素の矢状略図である。
【図１０】図１０は、本発明の人工関節と先行技術の人工関節の比較を示す全置換人工膝関節の大腿骨要素の前面略図である。
【図１】
2008502393.tif 000003
【図２】
2008502393.tif 000004
【図３】
2008502393.tif 000005
【図４】
2008502393.tif 000006
【図５】
2008502393.tif 000007
【図６】
2008502393.tif 000008
【図７】
2008502393.tif 000009
【図８】
2008502393.tif 000010
【図９】
2008502393.tif 000011
【図１０】
2008502393.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月14日(2005.11.14)
【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】
頚骨の端部への固定およびセンタリング手段（５）ならびにショルダー（１３）および中間要素（３）の軸方向嵌め込みウェッジ（１２）の受け入れ手段を備えたプレート（４）を有する頚骨要素（１）と、あらかじめ用意された大腿骨の本来の顆および切り込みの形状に対し全体として相補形である内面上に設けられた大腿骨の端部への固定およびセンタリング手段（６）を備える大腿骨要素（２）であり相互間が距離ｄ４だけ離れた対向する２つの小面（１０、１０’）の間にこれら手段が展開され、大腿骨要素の１つの外面が切り込み（１８）により分割された一対の顆（１６、１６’）を含みこれら顆が大腿骨要素（２）の後部に設けられて中間要素（３）に大腿骨要素（２）の案内表面が形成されるような大腿骨要素と、一方の顆（１６、１６’）から他方の顆への移行において水平軸ａを中心とする矢状面内の回転における中間要素（３）上の大腿骨要素（２）の移動性および頚骨（１）上での中間要素（３）の軸方向旋回を確保するために頚骨要素（１）と大腿骨要素（２）の間に間置された中間要素（３）であり大腿骨要素の顆（１６、１６’）および切り込み（１８）をそれぞれ受け入れるために突起（１７）により分割された空洞（１５、１５’）からなる空隙を外表面に含む中間要素（３）とで構成されるインプラントの全置換人工膝関節であって、
前記顆（１６、１６’）の一方または両方を基準として外側化された矢状面で捉えたこれら顆（１６、１６’）の形状が、大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．５倍であり人工関節のサイズにより１５％増減される一定の回転半径Ｒ１に従って展開されることで大腿骨の骨財産を残しておきながら接触表面積を最適化することができ、前記一定半径が少なくとも１５０°程度の対応する角度案内表面範囲Ｐ１の上に展開されることを特徴とする全置換人工膝関節。
【請求項２】
中間要素（３）上の顆（１６、１６’）の回転軸ａが、頚骨要素（１）上の中間要素（３）の旋回軸Ａを基準として矢状面内を距離ｄ１だけ後方に変位し、その結果、人工関節の伸張における作用モーメントが大きくなること、および大腿骨の後面と頚骨要素（１）の後縁の間の早期接触を防止しつつ屈曲の可能性が増加することを特徴とする請求項１に記載の全置換人工膝関節。
【請求項３】
前記距離ｄ１が大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．１８倍であり、人工関節のサイズにより１０％増減されることを特徴とする請求項２に記載の全置換人工膝関節。
【請求項４】
中間要素（３）の前縁がリップ（２０）の分だけ高くされ、リップが中間要素（３）の空洞（１５、１５’）の双方の延長部に設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項５】
空洞（１５、１５’）の底部とリップ（２０）の上縁との間の距離ｄ２が大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．３２倍であり、人工関節のサイズにより５％増減されることを特徴とする請求項４に記載の全置換人工膝関節。
【請求項６】
最伸張位置と最屈曲位置の間における中間要素（３）上の大腿骨要素（２）の角度変位が１２０°程度であり、垂直度０°の伸張位置から９０°の屈曲位置までほぼ一定である約９０°の角度表面範囲への当り面、および１２０°の屈曲まで著しく減少する当り面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項７】
前面内で捉えた、中間要素（３）の空洞（１５、１５’）の半径Ｒ３が、大腿骨要素（２）の前記対向する小表面（１０、１０’）間の距離ｄ４のおよそ０．６倍であり、中間要素（３）の突起（１７）の半径Ｒ２は１０ｍｍ程度であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項８】
大腿骨要素（２）の内面が、大腿骨要素（２）の切り込み（１８）の対向面に対応し大腿骨の切り込みと協動するようになっている突起（７）の両側に配設された、大腿骨の左右の顆をそれぞれ受け入れる空洞を含み、これら空洞は大腿骨要素（２）を大腿骨内に固定する少なくとも１つのピン（６）を含む正中面（８）状に形成され、この正中面（８）はその両端に、４５°傾斜した前面（９）および後面（９’）があり、これらの傾斜面（９、９’）の両端には前記対向面を形成する前端面（１０）および後端面（１０’）があり、これらの前端面（１０）および後端面（１０’）はある開いた角度を両者で画定することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【請求項９】
顆（１６、１６’）の一方または両方を基準として外側化された矢状面で捉えた大腿骨要素（２）の後部が、大きな曲率半径の大腿骨要素（２）の前方部分（１９）により延長され、ほぼ直線の形状がこの後部に付与され、次にこの形状が強く曲げられる（１１）ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の全置換人工膝関節。
【国際調査報告】
2008502393.tif 000013
2008502393.tif 000014
2008502393.tif 000015
2008502393.tif 000016