(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントであって、
前記患者の大腿骨の遠位部に取り付けられる大腿骨コンポーネントと、前記患者の脛骨の近位部に取り付けられ、前記大腿骨コンポーネントと協働して前記脛骨に対する前記大腿骨の屈曲動作を案内する脛骨プレートと、を備え、
前記大腿骨コンポーネントは、前記患者の内側側副靭帯に隣接した位置で前記脛骨プレートと接触する凸湾曲状の第１関節面と、当該第１関節面とは左右方向に並び、前記患者の外側側副靭帯に隣接した位置で前記脛骨プレートと接触する凸湾曲状の第２関節面と、を含み、
前記第１関節面と前記第２関節面との間には、前記左右方向と直交して延びる所定の基準面が規定されており、
前記第１関節面及び前記第２関節面は、それぞれ、前記脛骨の軸線に対する前記大腿骨コンポーネントの回旋運動を誘導するための第１回旋誘導部及び第２回旋誘導部を有し、
前記第１関節面及び前記第２関節面のそれぞれのうち、前記脛骨プレートと接触している部分である第１接触部及び第２接触部が、それぞれ、前記脛骨に対する前記大腿骨の屈曲角度の変化に伴って、前記第１関節面及び前記第２関節面での位置が変位し、
前記屈曲角度の単位量としての単位屈曲角度の増大に伴う前記第２回旋誘導部での前記第２接触部と前記基準面との間の距離の減少量が、前記単位屈曲角度の増大に伴う前記第１回旋誘導部での前記第１接触部と前記基準面との間の距離の減少量よりも大きく設定されていることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項２】
請求項１に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記脛骨プレートは、前記第１関節面と接触する第３関節面と、前記第２関節面と接触する第４関節面と、を含み、
前記第３関節面及び前記第４関節面は、前記左右方向に対称な形状を有していることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記第２回旋誘導部において、前記屈曲角度が増大する場合の、前記単位屈曲角度あたりの前記第２接触部と前記基準面との間の距離の減少量が、前記第２回旋誘導部の何れの位置においても同じであることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記第１回旋誘導部において、前記屈曲角度が増大する場合の、前記単位屈曲角度あたりの前記第１接触部と前記基準面との間の距離の減少量が、前記第１回旋誘導部の何れの位置においても同じであることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記第１回旋誘導部及び前記第２回旋誘導部のそれぞれは、前記屈曲角度がゼロよりも大きい所定の基準値以上である場合に前記脛骨プレートと接触することを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【請求項６】
請求項５に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記基準値未満の前記屈曲角度では、前記屈曲角度の値に拘らず、前記第１接触部と前記基準面との間の距離が一定であり、且つ、前記第２接触部と前記基準面との間の距離が一定であることを特徴とする、人工膝関節インプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
脛骨の近位部に固定される脛骨コンポーネントと、大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、を備える人工膝関節が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された大腿骨コンポーネントは、大腿骨顆部を含む。大腿骨顆部は、左右二つの凸面を前後に連ねて形成された内側顆部と、外側顆部とからなる。脛骨コンポーネントは、脛骨顆部を含む。脛骨顆部は、内側顆部と、外側顆部とからなる。脛骨コンポーネントの内側顆部及び外側顆部は、凹面を有している。凹面は、大腿骨コンポーネントの内側顆部及び外側顆部を滑動及び転動可能に支持する。大腿骨顆部及び脛骨顆部のそれぞれにおいて、内側顆部と外側顆部との間の間隔は、後方に行くほど狭められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８１７０号公報（[０００７]〜[０００９]）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常、人体の膝関節においては、膝の伸展、屈曲に伴い、2つの運動が生じることが知られている。ひとつは回旋運動（Medial Pivot Motion）であり、ひとつはロールバック（Rollback）と呼ばれる運動である。
【０００５】
回旋運動とは、膝の屈曲角度が増すに従って、大腿骨が脛骨の内側顆部を中心に変位する動きのことをいう。Rollbackとは、膝の屈曲の際、大腿骨が脛骨上を回転しながら後方に移動する動きのことをいう。回旋運動、Rollbackの両方において、膝関節を支持する靭帯が大きく影響を与えており、特に、膝関節を支持する靭帯の中でも大腿骨脛骨関節（以下Ｆ−Ｔ関節）の前後方向及び回旋を制御している、前十字靭帯と後十字靭帯（以下、ACL、PCLともいう）は重要で、特にPCLは回旋運動の中心的役割を果たすことが知られている。
【０００６】
また、その他の膝関節周辺の靭帯としての内側側副靭帯及び外側側副靭帯では、膝の屈曲動作時に、内側側副靭帯が膝関節の動きを規定する力よりも、外側側副靭帯が膝関節の動きを規定する力のほうが弱いことが知られている。これが、膝関節の屈曲時に、膝の外側部分が回旋動作によって動き易いという原因の一つとなっている。
【０００７】
したがって、人工膝関節を装着した患者が膝を違和感なく屈曲動作できるようにするためには、人工膝関節においても、屈曲動作に伴うロールバックに伴う回旋運動を実現できることが必要である。
【０００８】
特許文献１に記載の構成では、前述したように、人工膝関節の大腿骨顆部及び脛骨顆部のそれぞれにおいて、内側顆部と外側顆部との間の間隔は、後方に行くほど狭められている。これにより、膝の屈曲角度が大きくなるに従って、大腿骨コンポーネントの内側顆部のうち脛骨コンポーネントに接触している部分と、大腿骨コンポーネントの外側顆部のうち脛骨コンポーネントに接触している部分との間の間隔が短くなる。その結果、大腿骨コンポーネントは、脛骨コンポーネントに対して脛骨の軸線回りに回旋し易くなる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、大腿骨コンポーネントに対して脛骨コンポーネントが回旋し易くはなるけれども、内側顆部と外側顆部の形状が同じなので、この人工膝関節では、機械的に（積極的に）大腿骨の回旋運動を促進する構成となっていない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、人工膝関節インプラントにおいて、より自然な回旋運動を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための第１発明に係る人工膝関節インプラントは、患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントであって、前記患者の大腿骨の遠位部に取り付けられる大腿骨コンポーネントと、前記患者の脛骨の近位部に取り付けられ、前記大腿骨コンポーネントと協働して前記脛骨に対する前記大腿骨の屈曲動作を案内する脛骨プレートと、を備え、前記大腿骨コンポーネントは、前記患者の内側側副靭帯に隣接した位置で前記脛骨プレートと接触する凸湾曲状の第１関節面と、当該第１関節面とは左右方向に並び、前記患者の外側側副靭帯に隣接した位置で前記脛骨プレートと接触する凸湾曲状の第２関節面と、を含み、前記第１関節面と前記第２関節面との間には、前記左右方向と直交して延びる所定の基準面が規定されており、前記第１関節面及び前記第２関節面は、それぞれ、前記脛骨の軸線に対する前記大腿骨コンポーネントの回旋運動を誘導するための第１回旋誘導部及び第２回旋誘導部を有し、前記第１関節面及び前記第２関節面のそれぞれのうち、前記脛骨プレートと接触している部分である第１接触部及び第２接触部が、それぞれ、前記脛骨に対する前記大腿骨の屈曲角度の変化に伴って、前記第１関節面及び前記第２関節面での位置が変位し、前記屈曲角度の単位量としての単位屈曲角度の増大に伴う前記第２回旋誘導部での前記第２接触部と前記基準面との間の距離の減少量が、前記単位屈曲角度の増大に伴う前記第１回旋誘導部での前記第１接触部と前記基準面との間の距離の減少量よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、第１回旋誘導部及び第２回旋誘導部が脛骨プレートに接触している場合において、屈曲角度が増大したとき、第２接触部が基準面に近づく量は、第１接触部が基準面に近づく量よりも大きい。これにより、大腿骨が脛骨に対して脛骨の軸線回りに回旋するという、回旋動作が発生する。したがって、人工膝関節インプラントは、膝の屈曲動作に伴うロールバックに伴い、大腿骨を脛骨に対して機械的に（積極的に）回旋させることができる。その結果、患者は、より自然な回旋運動を行うことができる。
【００１３】
従って、本発明によると、人工膝関節インプラントにおいて、より自然な回旋運動を行うことができる。
【００１４】
第２発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明の人工膝関節インプラントにおいて、前記脛骨プレートは、前記第１関節面と接触する第３関節面と、前記第２関節面と接触する第４関節面と、を含み、前記第３関節面及び前記第４関節面は、前記左右方向に対称な形状を有していることを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、第３関節面と第４関節面とを左右対称な形状としていることにより、脛骨プレートを、患者の左膝用の脛骨プレートとしても、患者の右膝用の脛骨プレートとしても用いることができる。これにより、患者の左膝用の脛骨プレートと、患者の右膝用の脛骨プレートと別々に用意する必要がなく、脛骨プレートの汎用性を高くすることができる。その結果、人工膝関節インプラントの製造コストを低減することができる。
【００１６】
第３発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明又は第２発明の人工膝関節インプラントにおいて、前記第２回旋誘導部において、前記屈曲角度が増大する場合の、前記単位屈曲角度あたりの前記第２接触部と前記基準面との間の距離の減少量が、前記第２回旋誘導部の何れの位置においても同じであることを特徴とする。
【００１７】
この発明によると、第２回旋誘導部が脛骨プレートと接触した状態で屈曲角度が変化している場合において、単位屈曲角度の変化に対する大腿骨の回旋動作量を、より均一にすることができる。これにより、患者が膝を屈伸動作している場合に、大腿骨の回旋動作を滑らかに行うことができ、より自然な屈曲動作を行うことができる。
【００１８】
第４発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明乃至第３発明の何れかの人工膝関節インプラントにおいて、前記第１回旋誘導部において、前記屈曲角度が増大する場合の、前記単位屈曲角度あたりの前記第１接触部と前記基準面との間の距離の減少量が、前記第１回旋誘導部の何れの位置においても同じであることを特徴とする。
【００１９】
この発明によると、第１回旋誘導部が脛骨プレートと接触した状態で屈曲角度が変化している場合において、単位屈曲角度の変化に対する大腿骨の回旋動作量を、より均一にすることができる。これにより、患者が膝を屈伸動作している場合に、大腿骨の回旋動作を滑らかに行うことができ、より自然な屈曲動作を行うことができる。
【００２０】
第５発明に係る人工膝関節インプラントは、第１発明乃至第４発明の何れかの人工膝関節インプラントにおいて、前記第１回旋誘導部及び前記第２回旋誘導部のそれぞれは、前記屈曲角度がゼロよりも大きい所定の基準値以上である場合に前記脛骨プレートと接触することを特徴とする。
【００２１】
この発明によると、大腿骨の回旋動作が開始される屈曲角度を、ゼロよりも大きい値とすることができる。これにより、膝が真っ直ぐに延びた状態又はこれに近い状態では、大腿骨の回旋動作を生じないようにすることができる。その結果、生体膝関節の動作状態により近い動作状態を、人工膝関節において実現することができる。
【００２２】
第６発明に係る人工膝関節インプラントは、第５発明の人工膝関節インプラントにおいて、前記基準値未満の前記屈曲角度では、前記屈曲角度の値に拘らず、前記第１接触部と前記基準面との間の距離が一定であり、且つ、前記第２接触部と前記基準面との間の距離が一定であることを特徴とする。
【００２３】
この発明によると、屈曲角度がゼロ又は小さい値の場合には、膝の屈曲動作に伴う回旋動作が生じないようにされている。これにより、屈曲角度がゼロ又は小さい値の場合において、生体膝関節の屈曲動作に極めて似た屈曲動作を、人工膝関節で実現することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、人工膝関節インプラントにおいて、より自然な回旋運動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】人工膝関節インプラント、患者の大腿骨、及び患者の脛骨を示す一部断面図であり、患者の側方から見た状態を示している。
【図２】（ａ）は、大腿骨コンポーネントの前面図であり、（ｂ）は、大腿骨コンポーネントの平面図であり、（ｃ）は、大腿骨コンポーネントの側面図である。
【図３】大腿骨コンポーネントの後面図である。
【図４】（ａ）は、脛骨プレートの平面図であり、（ｂ）は、脛骨プレートの前面図であり、（ｃ）は脛骨プレートの側面図である。
【図５】人工膝関節インプラントの屈曲動作について説明するための主要部の図であり、（ａ）は、大腿骨コンポーネントの後面図を示しており、（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、所定の屈曲角度における大腿骨コンポーネントと脛骨プレートとの接触状態について示す断面図である。
【図６】人工膝関節インプラントの屈曲動作について説明するための主要部の図であり、（ａ）〜（ｅ）の各図では、所定の屈曲角度における大腿骨コンポーネントの平面図及び側面図と、側面から見た大腿骨コンポーネントとの接触位置における脛骨プレートの断面図と、が示されている。
【図７】比較例としての人工膝関節インプラントの屈曲動作について説明するための主要部の図であり、（ａ）は、大腿骨コンポーネントの後面図を示しており、（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、所定の屈曲角度における大腿骨コンポーネントと脛骨プレートとの接触状態について示す断面図であり、図７（ｆ）は、脛骨プレート２０４の平面図である。
【図８】比較例としての人工膝関節インプラントの屈曲動作について説明するための主要部の図であり、（ａ）〜（ｅ）の各図では、所定の屈曲角度における大腿骨コンポーネントの平面図及び側面図と、側面から見た大腿骨コンポーネントとの接触位置における脛骨プレートの断面図と、が示されている。
【図９】（ａ）は、本発明の実施形態の変形例としての人工膝関節インプラントの側面図であり、（ｂ）は、当該人工膝関節インプラントの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントとして広く適用することができる。
【００２７】
図１は、人工膝関節インプラント１、患者の大腿骨１０１、及び患者の脛骨１０２を示す一部断面図であり、患者の側方から見た状態を示している。尚、図１では、大腿骨１０１と、人工膝関節インプラント１の大腿骨コンポーネント２と、脛骨１０２は、切断面を示している。また、図１では、人工膝関節インプラント１の脛骨コンポーネント３は、側面を示している。人工膝関節インプラント１は、患者の膝関節を人工膝関節へ置換する手術において用いられ、例えば、変形性膝関節症や慢性関節リウマチ等により膝関節が高度に変形した患者に対して、膝を正常な機能に回復させるために用いられる。
【００２８】
本実施形態において、人工膝関節インプラント１は、患者の前十字靭帯は切除するけれども後十字靭帯は温存した状態で、当該患者の膝関節を人工膝関節に置換する、ＣＲ（Cruciate Retaining）型人工膝関節置換術に用いられる。
【００２９】
人工膝関節インプラント１は、大腿骨コンポーネント２と、脛骨コンポーネント３と、を備えて構成されている。脛骨コンポーネント３は、脛骨プレート４と、脛骨トレイ５と、を含んでいる。
【００３０】
大腿骨コンポーネント２は、大腿骨１０１の遠位部１０３に固定されている。また、脛骨プレート４は、脛骨１０２の近位部１０４に、脛骨トレイ５を介して固定されている。大腿骨コンポーネント２及び脛骨コンポーネント３は、患者の膝の屈伸運動に伴って、相対摺動する。このように、大腿骨コンポーネント２と脛骨コンポーネント３との協働により、脛骨１０２に対する大腿骨１０１の屈曲動作が案内される。
【００３１】
尚、以下では、「内側」、又は「外側」というときは、人工膝関節インプラント１が設置されている患者の膝の内側又は外側をいうものとする。すなわち、人工膝関節インプラント１が患者の左足に配置されている場合には、内側は、患者にとっての右側をいい、外側は、患者にとっての左側をいう。また、「前」又は「後」をいうときは、患者にとっての前又は後をいうものとする。また、「上」又は「下」をいうときは、患者にとっての上又は下をいうものとする。また、特に言及無き場合には、屈曲角度θがゼロの状態、すなわち、患者が真っ直ぐに起立した状態を基準に人工膝関節インプラント１を説明する。本実施形態では、人工膝関節インプラント１が患者の左足に装着された状態を説明する。
【００３２】
図２（ａ）は、大腿骨コンポーネント２の前面図であり、図２（ｂ）は、大腿骨コンポーネント２の平面図であり、図２（ｃ）は、大腿骨コンポーネント２の側面図である。尚、図２（ａ）と、図２（ｂ）とは、図示する向きの対応関係が異なっている。図３は、大腿骨コンポーネント２の後面図である。
【００３３】
図１、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）及び図３に示すように、大腿骨コンポーネント２は、例えば、生体親和性を有する金属材料を用いて形成されている。大腿骨コンポーネント２は、側面視においてＵ字状に形成されている。また、大腿骨コンポーネント２は、平面視においてＵ字状に形成されている。
【００３４】
大腿骨コンポーネント２は、内側顆６と、外側顆７と、を含んでいる。内側顆６及び外側顆７は、それぞれ、左右方向に並んで配置されている。内側顆６の前部と外側顆７の前部とは、互いに接続されている。内側顆６の中間部及び後部と、外側顆７の中間部及び後部とは、左右方向に離隔しており、前後方向に略平行に並んでいる。大腿骨コンポーネント２の前部は、前方から見たときに、上側に向けて凸となる形状に形成されている。
【００３５】
内側顆６及び外側顆７のそれぞれのうち、大腿骨１０１の遠位部１０３側を向く内側面には、固定面８が形成されている。固定面８は、内側顆６に形成された固定面８ａと、外側顆７に形成された固定面８ｂと、を含んでいる。固定面８は、大腿骨コンポーネント２を大腿骨１０１の遠位部１０３に固定するために設けられている。固定面８は、それぞれ、遠位部１０３に形成された骨切り面１１０に固定される。
【００３６】
骨切り面１１０は、大腿骨コンポーネント２を遠位部１０３に固定するために、術者によって人工的に形成された面である。骨切り面１１０は、例えば、術者がカッタ等の器具を用いて遠位部１０３の一部を切除することで、形成されている。骨切り面１１０は、例えば、前側を向く第１面１１１と、前斜め下側を向く第２面１１２と、下側を向く第３面１１３と、後斜め下を向く第４面１１４と、後側を向く第５面１１５と、を有している。
【００３７】
固定面８は、これら第１〜第５面１１１〜１１５に沿う形状に形成されており、これら第１〜第５面１１１〜１１５のそれぞれに、骨セメント、又は生体活性材料コーティング等を用いて固定されている。また、固定面８ａ，８ｂのうち、第３面１１３と対向する部分には、それぞれ、凸部９が形成されている。これらの凸部９は、第３面１１３に形成された凹部１１６に挿入されている。
【００３８】
内側顆６及び外側顆７のそれぞれにおいて、大腿骨１０１の遠位部１０３の外側を向く外側面には、第１関節面１１及び第２関節面１２が形成されている。第１関節面１１及び第２関節面１２は、患者の膝の屈伸運動に伴って脛骨プレート４と摺動する湾曲面として設けられている。第１関節面１１及び第２関節面１２は、左右方向に並んで配置されている。第１関節面１１及び第２関節面１２は、それぞれ、脛骨プレート４側に向けて凸となる凸湾曲形状に形成されている。第１関節面１１及び第２関節面１２は、それぞれ、大腿骨１０１の遠位端としての第３面１１３と対向する面と反対側を向き、且つ、遠位部１０３の後部としての第５面１１５と対向する面と反対側を向いており、且つ、側面視において、遠位部１０３の一部を取り囲んでいる。
【００３９】
第１関節面１１は、患者の内側側副靭帯１０５に隣接するように配置されている。また、第２関節面１２は、患者の外側側副靭帯１０６に隣接するように配置されている。通常、これらの側副靭帯１０５，１０６のうち、外側側副靭帯１０６のほうが、人工膝関節インプラント１の動きを規制する力が小さい。
【００４０】
第１関節面１１は、内側顆６に備えられる遠位顆２１、後顆２２及び上顆２３によって形成されている。また、第２関節面１２は、外側顆７に備えられる遠位顆３１、後顆３２及び上顆３３によって形成されている。
【００４１】
遠位顆２１，３１は、それぞれ、大腿骨１０１の遠位面としての第３面１１３と隣接するように配置されている。後顆２２，３２は、それぞれ、遠位顆２１，３１から後斜め上方へ向けて延びる部分として設けられている。後顆２２，３２は、それぞれ、主に、第４面１１４及び第５面１１５と隣接するように配置されている。上顆２３，３３は、それぞれ、後顆２２，３２の上端から上方へ向けて延びる部分として設けられている。上顆２３，３３は、第５面１１５に隣接するように配置されている。
【００４２】
上記の構成により、本実施形態では、第１関節面１１及び第２関節面１２は、それぞれ、遠位顆２１，３１の後部側の一部の外側面と、後顆２２，３２の外側面と、上顆２３，３３の外側面とによって形成されている。大腿骨コンポーネント２は、側面視において、脛骨プレート４に対して変位方向Ｍ１に沿って変位する。側面視において、変位方向Ｍ１は、第１関節面１１及び第２関節面１２に沿う方向である。
【００４３】
この変位方向Ｍ１における第１関節面１１及び第２関節面１２のそれぞれの一端１１ａ，１２ａの位置は、大腿骨コンポーネント２の下端で且つ凸部９と上下に並ぶ位置とされている。また、変位方向Ｍ１における第１関節面１１及び第２関節面１２のそれぞれの他端１１ｂ，１２ｂの位置は、固定面８の後部上端に隣接する位置とされている。
【００４４】
また、第１関節面１１及び第２関節面１２は、複数の曲率半径を有する円弧状面によって形成されている。本実施形態では、第１関節面１１及び第２関節面１２は、側面視において曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有している。
【００４５】
第１関節面１１及び第２関節面１２のそれぞれにおいて、遠位顆２１，３１における後側部分の一部、及び後顆２２，３２における下側部分の一部は、曲率半径Ｒ１を有している。第１関節面１１及び第２関節面１２のうち、曲率半径Ｒ１を有する部分の後端１５，１５は、固定面８の後方に位置している。これらの後端１５，１５は、大腿骨コンポーネント２の後端に位置している。
【００４６】
第１関節面１１及び第２関節面１２のうち、この後端１５，１５から上方へ向けて延びる部分の曲率半径Ｒ２は、曲率半径Ｒ１よりも小さい値となっている。この曲率半径Ｒ２を有する部分は、後顆２２，３２の上端まで延びている。すなわち、この曲率半径Ｒ２を有する部分の上端１６は、後顆２２，３２の上端に位置している。この上端１６から上方へ向けて延びる部分の曲率半径Ｒ３は、曲率半径Ｒ２よりも小さい値となっている。この曲率半径Ｒ３を有する部分は、上顆２３，３３によって形成されており、他端１１ｂ，１２ｂまで延びている。上記の構成により、曲率半径Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３となっている。
【００４７】
また、第１関節面１１は、左右方向における中間部が大腿骨コンポーネント２の外側に向けて凸となるように、湾曲状に形成されている。同様に、第２関節面１２は、左右方向における中間部が大腿骨コンポーネント２の外側に向けて凸となるように、湾曲状に形成されている。このような構成により、第１関節面１１及び第２関節面１２は、それぞれ、左右方向の中間部が、脛骨プレート４に接触する。
【００４８】
第１関節面１１のうち、脛骨プレート４に接触している部分が、第１接触部４１となる。また、第２関節面１２のうち、脛骨プレート４に接触している部分が、第２接触部４２となる。すなわち、第１関節面１１のうち、左右方向の中間部である頂点部分に、第１接触部４１が位置することとなる。同様に、第２関節面１２のうち、左右方向の中間部である頂点部分に、第２接触部４２が位置することとなる。第１接触部４１及び第２接触部４２は、それぞれ、脛骨１０２に対する大腿骨１０３の屈曲角度θの変化に伴って、第１関節面１１及び第２関節面１２での位置が変位する。
【００４９】
第１関節面１１及び第２関節面１２の間には、左右方向と直交して延びる基準面４３が規定される。基準面４３は、第１接触部４１と第２接触部４２との間の位置に規定されている仮想の平面である。基準面４３は、例えば、左右方向における外側顆７と内側顆６との間の略中央に配置され、人工膝関節インプラント１の屈曲動作に拘らず、位置が変化しない仮想平面として扱われる。すなわち、基準面４３は、屈曲角度θに拘らず、脛骨プレート４に対する位置が変化しない平面である。
【００５０】
本実施形態では、側面視における、脛骨１０２の軸線Ｌ１に対する大腿骨１０１の軸線Ｌ２の角度としての屈曲角度θ（以下、単に屈曲角度θともいう。）が規定されている。この屈曲角度θの変化に伴う、第１接触部４１と基準面４３との間の距離変化の態様と、第２接触部４２と基準面４３との間の距離変化の態様と、が異なるようにされている。尚、図１では、屈曲角度θがゼロ度の状態を示している。
【００５１】
第１関節面１１は、第１直動誘導部４５と、第１回旋誘導部４６と、を有している。また、第２関節面１２は、第２直動誘導部４７と、第２回旋誘導部４８と、を有している。
【００５２】
第１直動誘導部４５及び第２直動誘導部４７は、人工膝関節インプラント１の屈曲動作の際に、大腿骨コンポーネント２が基準面４３と平行な方向に動作するために設けられている。第１直動誘導部４５及び第２直動誘導部４７には、屈曲角度θが所定の基準値θ１未満の場合に、第１接触部４１及び第２接触部４２が位置する。本実施形態では、基準値θ１は、例えば、４５度に設定されている。すなわち、第１直動誘導部４５及び第２直動誘導部４７には、屈曲角度θがゼロ度以上で且つ４５度未満の場合に、第１接触部４１及び第２接触部４２が位置する。
【００５３】
第１直動誘導部４５は、第１関節面１１のうち、遠位顆２１に形成された部分及び後顆２２の一部に形成された部分を含んでいる。第１直動誘導部４５の頂部４５ａは、側面視において、曲率半径がＲ１の部分を含んでいる。第１直動誘導部４５の頂部４５ａは、基準面４３と略平行に延びている。第１直動誘導部４５の頂部４５ａと脛骨プレート４との接触により頂部４５ａに第１接触部４１が位置している場合、屈曲角度θの値に拘らず、第１接触部４１と基準面４３との間の距離Ｄ１は一定である。
【００５４】
第２直動誘導部４７は、第１直動誘導部４５と左右対称な形状を有している。すなわち、第２直動誘導部４７は、第２関節面１２のうち、遠位顆３１に形成された部分及び後顆３２の一部に形成された部分を含んでいる。第２直動誘導部４７の頂部４７は、側面視において、曲率半径がＲ１の部分を含んでいる。第２直動誘導部４７の頂部４７ａは、基準面４３と略平行に延びている。第２直動誘導部４７の頂部４７ａと脛骨プレート４との接触により頂部４７ａに第２接触部４２が位置している場合、屈曲角度θの値に拘らず、第２接触部４２と基準面４３との間の距離Ｄ２は、一定である。また、距離Ｄ１＝距離Ｄ２とされている。上記の構成を有する第１直動誘導部４５及び第２直動誘導部４７に隣接して、第１回旋誘導部４６及び第２回旋誘導部４８が配置されている。
【００５５】
第１回旋誘導部４６及び第２回旋誘導部４８は、人工膝関節インプラント１の屈曲動作の際に、大腿骨コンポーネント２を、脛骨１０２の軸線Ｌ１に対して回旋動作させるために設けられている。第１回旋誘導部４６及び第２回旋誘導部４８には、屈曲角度θが所定の基準値θ１以上の場合に、第１接触部４１及び第２接触部４２が位置する。基準値θ１は、例えば、４５度程度に設定されている。尚、屈曲角度θの上限値は、患者の大腿骨１０１の遠位部１０３の形状及び脛骨１０２の近位部１０４の形状によって異なるものの、百数十度程度とされている。
【００５６】
第１回旋誘導部４６は、第１関節面１１のうち、後顆２２の一部及び上顆２３に形成されている。第１回旋誘導部４６のうちの頂部４６ａに、第１接触部４１が位置する。第１回旋誘導部４６の頂部４６ａは、側面視において、曲率半径がＲ１の部分と、Ｒ２の部分と、Ｒ３の部分と、を含んでいる。第１回旋誘導部４６の頂部４６ａは、基準面４３に対する距離が、場所によって異なっている。より具体的には、頂部４６ａは、変位方向Ｍ１に沿って第１直動誘導部４５から遠ざかるに従い、基準面４３に近づいている。換言すれば、変位方向Ｍ１に沿って第１直動誘導部４５から遠ざかるに従い、頂部４６ａと基準面４３との間の距離が減少している。これにより、第１回旋誘導部４６の頂部４６ａに第１接触面４１が位置している場合には、屈曲角度θの増大に伴って、第１接触部４１と基準面４３との間の距離Ｄ１が減少する。本実施形態では、頂部４６ａに第１接触部４１が位置している場合に屈曲角度θが増大するときの、単位屈曲角度あたりの第１接触部４１と基準面４３との間の距離Ｄ１の減少量ΔＤ１が、頂部４６ａの何れの位置においても同じとされている。
【００５７】
変位方向Ｍ１における頂部４６ａの一端４６ｂは、第１直動誘導部４５の頂部４５ａに連続している。一端４６ｂには、例えば、屈曲角度θが４５度の場合に第１接触部４１が位置する。また、変位方向Ｍ１における頂部４６ａの第１中間部４６ｃでは、側面視における頂部４６ａの曲率半径がＲ１からＲ２に変化している。第１中間部４６ｃには、例えば、屈曲角度θが６０度の場合に、第１接触部４１が位置する。また、変位方向Ｍ１における頂部４６ａの第２中間部４６ｄでは、側面視における頂部４６ａの曲率半径が、Ｒ２からＲ３に変化している。第２中間部４６ｄには、例えば、屈曲角度θが９０度の場合に、第１接触部４１が位置する。上記の構成を有する第１回旋誘導部４６とは左右方向に隣接した位置に、第２回旋誘導部４８が配置されている。
【００５８】
第２回旋誘導部４８は、第２関節面１２のうち、後顆３２の一部及び上顆３３に形成されている。第２回旋誘導部４８のうち頂部４８ａが第２接触部４２を形成する。第２回旋誘導部４８の頂部４８ａは、側面視において、曲率半径がＲ１の部分と、Ｒ２の部分と、Ｒ３の部分と、を含んでいる。第２回旋誘導部４８の頂部４８ａは、基準面４３に対する距離が、場所によって異なっている。より具体的には、頂部４８ａは、変位方向Ｍ１に沿って第２直動誘導部４７から遠ざかるに従い、基準面４３に近づいている。換言すれば、変位方向Ｍ１に沿って第２直動誘導部４７から遠ざかるに従い、頂部４８ａと基準面４３との間の距離が減少している。これにより、第２回旋誘導部４８の頂部４８ａに第２接触部４２が位置している場合には、屈曲角度θの増大に伴って、第２接触部４２と基準面４３との間の距離Ｄ２が減少する。本実施形態では、頂部４８ａに第２接触面４２が位置している場合に屈曲角度θが増大するときの、単位屈曲角度あたりの第２接触部４２と基準面４３との間の距離Ｄ２の減少量ΔＤ２が、頂部４８ａの何れの位置においても同じとされている。
【００５９】
変位方向Ｍ１における頂部４８ａの一端４８ｂは、第２直動誘導部４７の頂部４７ａに連続している。頂部４８ａの一端４８ｂは、頂部４６ａの一端４６ｂと左右方向に並んでいる。また、変位方向Ｍ１における頂部４８ａの第１中間部４８ｃでは、側面視における頂部４８ａの曲率半径がＲ１からＲ２に変化している。第１中間部４８ｃは、第１中間部４６ｃと左右方向に並んでいる。第１中間部４８ｃには、例えば、屈曲角度θが６０度の場合に、第２接触部４２が位置する。また、変位方向Ｍ１における頂部４８ａの第２中間部４８ｄでは、側面視における頂部４８ａの曲率半径がＲ２からＲ３に変化している。第２中間部４８ｄは、第２中間部４６ｄと左右方向に並んでいる。第２中間部４８ｄには、例えば、屈曲角度θが９０度の場合に、第２接触部４２が位置する。
【００６０】
本実施形態では、後面視において、第２回旋誘導部４８の頂部４８ａの湾曲の度合いが、第１回旋誘導部４６の頂部４６ａの湾曲の度合いよりも大きい。前述したように、単位屈曲角度の増大に伴う第１回旋誘導部４６の第１接触部４１と基準面４３との間の距離Ｄ１の減少量は、ΔＤ１である。また、単位屈曲角度の増大に伴う第２回旋誘導部４８の第２接触部４２と基準面４３との間の距離Ｄ２の減少量は、ΔＤ２である。本実施形態では、減少量ΔＤ２が、減少量ΔＤ１よりも大きい（ΔＤ２＞ΔＤ１）。上記の構成を有する大腿骨コンポーネント２は、脛骨コンポーネント３によって、摺動可能に支持される。
【００６１】
脛骨コンポーネント３の脛骨トレイ５は、脛骨プレート４を支持するトレイ本体４９と、トレイ本体４９の裏面から突出するスタッド部５０と、を含んでいる。スタッド部５０は、脛骨１０２の近位部１０４に形成された孔部１０４ａに嵌合されており、骨セメント、又は生体活性材料コーティング等を用いて脛骨１０２の近位部１０４に固定されている。トレイ本体４９は平板状に形成されており、近位部１０４の端面上に配置されている。トレイ本体４９は、大腿骨コンポーネント２側を向く表面を有している。このトレイ本体４９の表面に、脛骨プレート４が固定されている。
【００６２】
図４（ａ）は、脛骨プレート４の平面図であり、図４（ｂ）は、脛骨プレート４の前面図であり、図４（ｃ）は脛骨プレート４の側面図である。図１、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、脛骨プレート４は、合成樹脂等を用いて形成されている。脛骨プレート４は、平板状のプレート５１を有している。プレート５１は、左右に細長い円板状に形成されている。プレート５１には、内側窩５３及び外側窩５４が形成されている。
【００６３】
内側窩５３及び外側窩５４は、それぞれ、大腿骨コンポーネント２の内側顆６及び外側顆７と摺動可能に接触する窪みとして設けられている。内側窩５３のうち、大腿骨コンポーネント２の内側顆６と対向する面には、第３関節面１３が形成されている。同様に、外側窩５４のうち、大腿骨コンポーネント２の外側顆７と対向する面には、第４関節面１４が形成されている。
【００６４】
第３関節面１３は、内側顆６の第１関節面１１と接触するために設けられている。また、第４関節面１４は、外側顆７の第２関節面１２と接触するために設けられている。第３関節面１３と第１関節面１１との接触状態は、転がり接触及びすべり接触の少なくとも一方を含む。同様に、第４関節面１４と第２関節面１２との接触状態は、転がり接触及びすべり接触の少なくとも一方を含む。
【００６５】
第３関節面１３の底部１３ａは、平面視において、湾曲した形状とされている。より具体的には、第３関節面１３の底部１３ａは、平面視において、所定の曲率半径Ｒ１３を有している。この底部１３ａは、第１関節面１１の第１接触部４１と接触する。第３関節面１３と左右方向に隣接して、第４関節面１４が形成されている。
【００６６】
第４関節面１４は、第３関節面１３とは左右方向に対称な形状に形成されている。換言すれば、第４関節面１４は、基準面４３を中心に、第３関節面１３と対称な形状に形成されている。具体的には、第４関節面１４の底部１４ａは、平面視において、湾曲した形状とされている。より具体的には、第４関節面１４の底部１４ａは、平面視において、所定の曲率半径Ｒ１４を有している。この底部１４ａは、第２関節面１２の第２接触部４２と接触する。また、プレート５１の後部には、切欠部５５が形成されている。切欠部５５は、プレート５１の後端部のうち、左右方向の中央に形成されている。
【００６７】
[人工膝関節の屈曲動作の説明]
図５は、人工膝関節インプラント１の屈曲動作について説明するための主要部の図であり、図５（ａ）は、大腿骨コンポーネント２の後面図を示しており、図５（ｂ）〜図５（ｅ）は、それぞれ、所定の屈曲角度θにおける大腿骨コンポーネント２と脛骨プレート４との接触状態について示す断面図である。また、図６は、人工膝関節インプラント１の屈曲動作について説明するための主要部の図であり、図６（ａ）〜図６（ｅ）の各図では、所定の屈曲角度θにおける大腿骨コンポーネント２の平面図及び側面図と、側面から見た大腿骨コンポーネント２との接触位置における脛骨プレート４の断面図と、が示されている。
【００６８】
図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、屈曲角度θがゼロ度である場合、大腿骨コンポーネント２の第１直動誘導部４５が第３関節面１３に接触することで、第１直動誘導部４５に第１接触部４１が位置している。また、大腿骨コンポーネント２の第２直動誘導部４７が第４関節面１４に接触することで、第２直動誘導部４７に第２接触部４２が位置している。
【００６９】
この状態から、大腿骨コンポーネント２が脛骨プレート４に対して変位方向Ｍ１の一方に変位することにより、屈曲角度θは、ゼロよりも大きくなる。例えば、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、屈曲角度θが３０度である場合、大腿骨コンポーネント２のうち、第１直動誘導部４５及び第２直動誘導部４７が、それぞれ、第３関節面１３及び第４関節面１４に接触している。これにより、第１直動誘導部４５及び第２直動誘導部４７のそれぞれに、第１接触部４１及び第２接触部４２が位置している。このように、第１直動誘導部４５及び第２直動誘導部４７がそれぞれ、第３関節面１３及び第４関節面１４に接触している場合、屈曲角度θに拘らず、第１接触部４１及び基準面４３間の距離Ｄ１と、第２接触部４２及び基準面４３間の距離Ｄ２は、同じ値である。
【００７０】
屈曲角度θが増すに従い、屈曲角度θが所定の基準値θ１（本実施形態において、４５度）以上になると、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、大腿骨コンポーネント２のうち、第１回旋誘導部４６及び第２回旋誘導部４８が、それぞれ、第３関節面１３及び第４関節面１４に接触する。これにより、第１回旋誘導部４６及び第２回旋誘導部４８のそれぞれに、第１接触部４１及び第２接触部４２が位置している。この場合、単位屈曲角度の増大、すなわち、屈曲角度θが１度増すことに伴う、距離Ｄ２の減少量ΔＤ２は、距離Ｄ１の減少量ΔＤ１よりも大きい。その結果、距離Ｄ２は、距離Ｄ１よりも短くなる。このため、屈曲角度θの増大に伴って、大腿骨コンポーネント２の外側顆７が基準面４３側に寄せられるように、大腿骨コンポーネント２が回旋する。すなわち、大腿骨コンポーネント２は、脛骨１０２の軸線Ｌ１回りを矢印Ａ１方向に回旋する。
【００７１】
図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示す状態から屈曲角度θがさらに増すと、図５（ｄ）及び図６（ｄ）に示すように、大腿骨コンポーネント２は、軸線Ｌ１回りをさらに回旋する。この際、屈曲角度θが単位屈曲角度だけ増大する毎に、大腿骨コンポーネント２は、矢印Ａ１回りに一定量回旋する。
【００７２】
その結果、図５（ｅ）及び図６（ｅ）に示すように、屈曲角度θが最大値に近い１２０度である場合、軸線Ｌ１回りの大腿骨コンポーネント２の回旋量が、十分な値となる。以上のようにして、膝の屈曲動作に伴って、大腿骨コンポーネント２が脛骨プレート４上を回転（転がり接触及びすべり接触）しながら後方に移動するという、ロールバックが生じる。
【００７３】
尚、屈曲角度θが図５（ｅ）及び図６（ｅ）に示すように１２０度である状態から、屈曲角度θが低減していく場合、すなわち、膝を伸ばす動作の場合、人工膝関節インプラント１は、上記したのと逆の動作を行う。
【００７４】
次に、人工膝関節インプラント１に対する比較例としての人工膝関節インプラント２０１の動作について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、人工膝関節インプラント２０１の屈曲動作について説明するための主要部の図であり、図７（ａ）は、大腿骨コンポーネント２０２の後面図を示しており、図７（ｂ）〜図７（ｅ）は、それぞれ、所定の屈曲角度θにおける大腿骨コンポーネント２０２と脛骨プレート２０４との接触状態について示す断面図であり、図７（ｆ）は、脛骨プレート２０４の平面図である。また、図８は、人工膝関節インプラント２０１の屈曲動作について説明するための主要部の図であり、図８（ａ）〜図８（ｅ）の各図では、所定の屈曲角度θにおける大腿骨コンポーネント２０２の平面図及び側面図と、側面から見た大腿骨コンポーネント２０２との接触位置における脛骨プレート２０４の断面図と、が示されている。
【００７５】
人工膝関節インプラント２０１は、大腿骨コンポーネント２０２と、脛骨プレート２０４とを有している。大腿骨コンポーネント２０２の第１関節面２１１は、第１直動誘導部２４５からなる。また、第２関節面２１２は、第２直動誘導部２４７からなる。すなわち、大腿骨コンポーネント２０２は、回旋誘導部を有しておらず、この点以外は、大腿骨コンポーネント２と同様の構成を有している。
【００７６】
第１直動誘導部２４５の頂部２４５ａは、基準面４３と平行に延びている。また、第２直動誘導部２４７は、第１直動誘導部２４５とは左右対称な形状を有しており、頂部２４７ａは、基準面４３と平行に延びている。大腿骨コンポーネント２０２を支持する脛骨プレート２０４は、図７（ｆ）に示すように、第３関節面２１３と、第４関節面２１４と、を有している。脛骨プレート４と脛骨プレート２０４とは、第３関節面及び第４関節面の形状が異なる点以外は、互いに同様の構成を有している。
【００７７】
平面視において、第３関節面２１３の底部２１３ａは、前半部が円弧状に形成され、後半部が基準面４３と平行な直線状に形成されている。また、第４関節面２１４は、第３関節面２１３とは左右対称な形状に形成されている。すなわち、平面視において、第４関節面２１４の底部２１４ａは、前半部が円弧状に形成され、後半部が基準面４３と平行な直線状に形成されている。
【００７８】
図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、屈曲角度θがゼロ度である場合、大腿骨コンポーネント２０２の第１直動誘導部２４５は、第３関節面２１３に接触しており、第１直動誘導部２４５に第１接触部２４１が位置している。また、大腿骨コンポーネント２０２の第２直動誘導部２４７は、第４関節面２１４に接触しており、第２直動誘導部２４７に第２接触部２４２が位置している。
【００７９】
この状態から、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示すように、大腿骨コンポーネント２０２が脛骨プレート２０４に対して変位方向Ｍ１の一方に変位することにより、屈曲角度θは、ゼロよりも大きくなる。しかしながら、屈曲角度θに拘らず、大腿骨コンポーネント２０２の第１直動誘導部２４５及び第２直動誘導部２４７が、それぞれ、第３関節面２１３及び第４関節面２１４に接触している。このため、屈曲角度θに拘らず、第１接触部２４１及び基準面４３間の距離Ｄ２０１と、第２接触部２４２及び基準面４３間の距離Ｄ２０２は、一定である。
【００８０】
すなわち、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示す、屈曲角度θが３０度である場合と、図７（ｃ）及び図８（ｃ）に示す、屈曲角度θが６０度である場合と、図７（ｄ）及び図８（ｄ）に示す、屈曲角度θが９０度である場合と、図７（ｅ）及び図８（ｅ）に示す、屈曲角度θが１２０度である場合の何れの場合も、距離Ｄ２０１，Ｄ２０２は、同じである。このため、大腿骨コンポーネント２０２は、脛骨プレート４に対して回旋動作を生じない。
【００８１】
以上説明したように、人工膝関節インプラント１によると、第１回旋誘導部４６及び第２回旋誘導部４８が脛骨プレート４の第３関節面１３及び第４関節面１４に接触する場合がある。この場合において、屈曲角度θが増大したとき、第２接触部４２が基準面４３に近づく量は、第１接触部４１が基準面４３に近づく量よりも大きい。これにより、大腿骨１０１が脛骨１０２に対して脛骨１０２の軸線Ｌ１回りに回旋するという、回旋動作が発生する。したがって、人工膝関節インプラント１は、患者の膝の屈曲動作に伴うロールバックに伴い、大腿骨１０１を、脛骨１０２に対して機械的に（積極的に）回旋させることができる。その結果、より自然な回旋運動を行うことができる。
【００８２】
従って、人工膝関節インプラント１において、より自然な回旋運動を行うことができる。
【００８３】
また、人工膝関節インプラント１によると、脛骨プレート４において、第３関節面１３と第４関節面１４とを左右対称な形状としている。これにより、脛骨プレート４を、患者の左膝用の脛骨プレートとしても、患者の右膝用の脛骨プレートとしても用いることができる。これにより、患者の左膝用の脛骨プレートと、患者の右膝用の脛骨プレートと別々に用意する必要がなく、脛骨プレート４の汎用性を高くすることができる。その結果、人工膝関節インプラント１の製造コストを低減することができる。
【００８４】
また、人工膝関節インプラント１によると、第２回旋誘導部４８において、屈曲角度θが増大する場合の、単位屈曲角度あたりの第２接触部４２と基準面４３との間の距離Ｄ２の減少量ΔＤ２が、変位方向Ｍ１における第２回旋誘導部４８の何れの位置においても同じに設定されている。このような構成とすることにより、第２回旋誘導部４８が脛骨プレート４と接触した状態で屈曲角度θが変化している場合において、単位屈曲角度の変化に対する大腿骨１０１の回旋動作量を、より均一にすることができる。これにより、患者が膝を屈伸動作している場合に、大腿骨１０１の回旋動作を滑らかに行うことができ、より自然な屈曲動作を行うことができる。
【００８５】
また、人工膝関節インプラント１によると、第１回旋誘導部４６において、屈曲角度θが増大する場合の、単位屈曲角度あたりの第１接触部４１と基準面４３との間の距離Ｄ１の減少量ΔＤ１が、第１回旋誘導部４６の何れの位置においても同じに設定されている。このような構成とすることにより、第１回旋誘導部４６が脛骨プレート４と接触した状態で屈曲角度θが変化している場合において、単位屈曲角度の変化に対する大腿骨１０１の回旋動作量を、より均一にすることができる。これにより、患者が膝を屈伸動作している場合に、大腿骨１０１の回旋動作を、より滑らかに行うことができ、より自然な屈曲動作を行うことができる。
【００８６】
また、人工膝関節インプラント１によると、第１回旋誘導部４６及び第２回旋誘導部４８は、屈曲角度θがゼロよりも大きい所定の基準値θ１以上である場合に、脛骨プレート４と接触する。これにより、大腿骨１０１の回旋動作が開始される屈曲角度θを、ゼロよりも大きい値とすることができる。したがって、膝が真っ直ぐに延びた状態又はこれに近い状態では、大腿骨１０１の回旋動作を生じないようにすることができる。その結果、生体膝関節の動作状態により近い動作状態を、人工膝関節インプラント１において実現することができる。
【００８７】
また、人工膝関節インプラント１によると、所定の基準値θ１未満の屈曲角度θでは、屈曲角度θの値に拘らず、第１接触部４１と基準面４３との間のＤ１が一定であり、且つ、第２接触部４２と基準面４３との間の距離Ｄ２が一定である。これにより、屈曲角度θがゼロ又は小さい値の場合には、膝の屈曲動作に伴う回旋動作が生じないようにされている。このように、屈曲角度θがゼロ又は小さい値の場合において、生体膝関節の屈曲動作に極めて似た屈曲動作を、人工膝関節インプラント１で実現することができる。
【００８８】
以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【００８９】
（１）前述の実施形態では、人工膝関節インプラントがＣＲ型の人工膝インプラントである形態を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す、ＰＳ（Posterior-Stabilized）型の人工膝関節インプラント１Ａに本発明を適用してもよい。ＰＳ型の人工膝関節インプラント１Ａは、患者の前十字靭帯と、後十字靭帯の双方を切除する人工膝関節置換術において用いられる。
【００９０】
図９（ａ）は、本発明の実施形態の変形例としての人工膝関節インプラント１Ａの側面図であり、図９（ｂ）は、人工膝関節インプラント１Ａの平面図である。尚、以下では、上記実施形態と異なる点について主に説明し、上記実施形態と同様の構成には図に同一の符号を付して説明を省略する。
【００９１】
人工膝関節インプラント１Ａは、大腿骨コンポーネント２Ａと、脛骨プレート４Ａと、を含んでいる。大腿骨コンポーネント２Ａが大腿骨コンポーネント２と異なっている点は、カム部５６を有している点にある。また、脛骨プレート４Ａが脛骨プレート４と異なっている点は、ポスト５７を有している点にある。
【００９２】
カム部５６は、内側顆６の後顆２２と外側顆７の後顆３２との間に配置された、小片状の部分である。カム部５６は、膝の屈曲角度θが所定角度以上のときに、脛骨プレート４Ａのポスト５７と接触することにより、膝の屈曲運動を案内する。カム部５６と、内側顆６と、外側顆７とによって、開口部５８が形成されている。開口部５８には、ポスト５７が挿通される。ポスト５７は、プレート５１の内側窩５３と外側窩５４との間に配置された、柱状の部分である。
【００９３】
（２）また、前述の実施形態では、脛骨プレートの第３関節面及び第４関節面が左右対称な形状である形態を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。
【００９４】
（３）また、第２回旋誘導部において、屈曲角度が増大する場合の、単位屈曲角度あたりの第２接触部と基準面との間の距離の減少量は、変位方向における第２回旋誘導部の位置に応じて異なっていてもよい。同様に、第１回旋誘導部において、屈曲角度が増大する場合の、単位屈曲角度あたりの第１接触部と基準面との間の距離の減少量は、変位方向における第１回旋誘導部の位置に応じて異なっていてもよい。尚、第１関節面の第１回旋誘導部は、単位屈曲角度の変化に伴う第１接触部と基準面との間の距離の変化がゼロとなるように構成されていてもよい。
【００９５】
（４）また、上述の実施形態では、第１回旋誘導部及び第２回旋誘導部は、屈曲角度がゼロよりも大きい所定の基準値以上である場合に脛骨プレートと接触する形態を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、第１回旋誘導部及び第２回旋誘導部は、常時、脛骨プレートと接触してもよい。
【００９６】
（５）また、前述の実施形態では、第１関節面の頂部及び第２関節面の頂部が、側面視において複数の曲率半径を有する形態を例にとって説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、第１関節面及び第２関節面は、側面視において単一の曲率半径を有していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、本発明は、患者の膝関節を人工膝関節に置換する手術において用いられる人工膝関節インプラントとして、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１                    人工膝関節インプラント
２                    大腿骨コンポーネント
４                    脛骨プレート
１１                  第１関節面
１２                  第２関節面
４１                  第１接触部
４２                  第２接触部
４３                  基準面
４６                  第１回旋誘導部
４８                  第２回旋誘導部
１０１                大腿骨
１０２                脛骨
１０３                遠位部
１０４                近位部
１０５                内側側副靭帯
１０６                外側側副靭帯
Ｄ１，Ｄ２            距離
ΔＤ１，ΔＤ２        距離の減少量
Ｌ１                  脛骨の軸線
【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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