(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、
前記患者の脛骨の近位部に固定される脛骨コンポーネントと、を備え、
前記大腿骨コンポーネントは、凸状の大腿骨摺動面を含み、
前記脛骨コンポーネントは、前記大腿骨摺動面と向かい合う凹状の脛骨摺動面を有し、
前記大腿骨摺動面および前記脛骨摺動面は、何れも、所定方向に沿って進むに従い曲率半径が変化している変化領域を含んでおり、
前記所定方向は、前記患者の左右方向に沿う内外側方向を含んでおり、
前記変化領域では、前記内外側方向に沿って進むに従い、前記内外側方向と直交する断面における前記曲率半径が変化しており、
前記脛骨摺動面の少なくとも一部は、前記内外側方向における前記脛骨摺動面の底部からコンポーネント端側に進むに従い前記脛骨摺動面の前記曲率半径が小さくされており、
前記脛骨摺動面において、前記内外側方向における、前記脛骨摺動面の底部と、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向の全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、１５％以上の変化を持つように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、
前記所定方向は、前記患者の前後方向を含んでおり、
前記変化領域では、前記前後方向に沿って進むに従い、前記曲率半径が変化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２に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の遠位端に取り付けられる遠位端顆部と、この遠位端顆部の後方に配置される後顆部と、を含み、
前記大腿骨摺動面は、前記遠位端顆部と前記後顆部の双方に亘って形成され、
前記患者の左右方向に沿う内外側方向と直交する断面において、前記遠位端顆部における前記大腿骨摺動面の前記曲率半径は、前記後顆部における前記大腿骨摺動面の前記曲率半径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４】
患者の大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、
前記患者の脛骨の近位部に固定される脛骨コンポーネントと、を備え、
前記大腿骨コンポーネントは、凸状の大腿骨摺動面を含み、
前記脛骨コンポーネントは、前記大腿骨摺動面と向かい合う凹状の脛骨摺動面を有し、
前記大腿骨摺動面および前記脛骨摺動面は、何れも、所定方向に沿って進むに従い曲率半径が変化している変化領域を含んでおり、
前記所定方向は、前記患者の左右方向に沿う内外側方向を含み、
前記大腿骨摺動面の少なくとも一部は、前記内外側方向における前記大腿骨摺動面の底部からコンポーネント端側に進むに従い、前記内外側方向と直交する断面における前記大腿骨摺動面の前記曲率半径が小さくされており、
前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の遠位端に取り付けられる遠位端顆部と、この遠位端顆部の後方に配置される後顆部と、を含み、
前記大腿骨摺動面は、前記遠位端顆部と前記後顆部の双方に亘って形成され、
前記遠位端顆部における前記大腿骨摺動面において、前記内外側方向における、前記大腿骨摺動面の底部と、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向の全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、４５％以上の変化を持つように設定され、
前記後顆部における前記大腿骨摺動面において、前記内外側方向における、前記大腿骨摺動面の底部と、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向の全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、５％以上の変化を持つように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５】
請求項１ないし請求項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、
前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の遠位端に取り付けられる遠位端顆部と、この遠位端顆部の後方に配置される後顆部と、を含み、
前記後顆部は、前記患者の左右方向に沿う内外側方向に一対並んで設けられており、前記大腿骨コンポーネントを後方から見た場合において、前記内外側方向における外側の前記後顆部でのコンポーネント端側の遠位側部分および近位側部分のそれぞれの肩部の曲率半径をｒ１、ｒ２とした場合に、ｒ２＞ｒ１に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、
前記大腿骨コンポーネントを後方から見た場合において、前記内外側方向における内側の前記後顆部でのコンポーネント端側の遠位側部分および近位側部分のそれぞれの肩部の曲率半径をｒ３、ｒ４とした場合に、ｒ４＞ｒ３に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７】
請求項６に記載の人工膝関節インプラントであって、
ｒ２＞ｒ４に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８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の人工膝関節インプラントであって、
前記大腿骨コンポーネントは、前記患者が直立姿勢のときに前方を向く前部を有し、
前記前部において、コンポーネント端側では、前記患者の内外側方向に沿って延びる部分の曲率半径が、前記大腿骨の近位側に進むに従い連続的にまたは段階的に小さくなるように変化してい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】
一般に、人工膝関節は、大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、脛骨の近位部に固定される脛骨コンポーネントと、を有している（たとえば、特許文献１参照）。大腿骨コンポーネントは、円弧面状の大腿骨摺動面を含んでいる。大腿骨摺動面は、脛骨コンポーネントに形成された脛骨摺動面に接触可能である。脛骨摺動面は、脛骨側に向けて窪んだ凹状の湾曲面である。大腿骨摺動面が脛骨摺動面に対して摺動することにより、膝の屈曲運動が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１５４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、正常な人体の膝、および、大腿骨コンポーネントにおいては、患者を側面視したときにおいて、遠位端顆部の曲率半径が大きくなるように形成され、かつ、後方顆部の曲率半径が小さくなるように形成されている。また、脛骨摺動面における凹状の湾曲面の曲率半径は、一定であり、且つ、曲率半径の大きい遠位端顆部形状に合わせて大きく設定されている。
【０００５】
このような構成である結果、患者の膝の屈曲角度が小さい場合（直立姿勢に近い場合）には、大腿骨コンポーネントの曲率半径の大きい部分が脛骨摺動面に接触する。したがって、屈曲角度が小さい場合、大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントとの接触面積が大きくなり、患者の前後方向および左右方向における大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントの拘束力（以下、単に拘束力ともいう。）が大きくなる。反対に、屈曲角度が大きい場合（患者が膝を曲げた姿勢の場合）、大腿骨コンポーネントの曲率半径の小さい部分が脛骨摺動面に接触する。このため、大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントとの接触面積が小さくなり、上記の拘束力が小さくなる。
【０００６】
また、大腿骨と脛骨コンポーネントの回旋運動の許容度においては、コンポーネントの曲率半径が大きいと許容度が高く、コンポーネントの曲率半径が小さいと許容度が低い。また、上記記載の様に屈曲角度が大きくなると許容度は高くなる。
【０００７】
このような、拘束力と回旋運動との関係について変更するための構成として、大腿骨摺動面および脛骨摺動面の曲率半径を変えることが考えられる。たとえば、脛骨摺動面の曲率半径をより大きく設定することで、脛骨摺動面をより平坦にする（フラットタイプを採用する）ことが考えられる。フラットタイプでは、大腿骨摺動面を略平面状の部分で受けることとなり、回旋運動の許容度は高いけれども、拘束力は弱い。
【０００８】
一方、脛骨摺動面の曲率半径をより小さく設定する（カーブタイプを採用する）ことが考えられる。この場合、脛骨摺動面は、より窪みの深いカーブ形状を有する。このカーブタイプでは、大腿骨摺動面を内外側の２つの窪みの深いカーブ形状の部分で受けることとなり、拘束力は強いけれども、回旋運動の許容度は低い。
【０００９】
このように、従来の構成では、屈曲角度にかかわらず拘束力を確保しつつ、回旋運動の許容度を高くする構成を実現することが困難であった。
【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、屈曲角度にかかわらず患者の前後方向および左右方向における大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントの拘束力を大きくできるとともに、回旋運動の許容度を大きく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】
（１）上記目的を達成するための本発明に係る人工膝関節インプラントは、患者の大腿骨の遠位部に固定される大腿骨コンポーネントと、前記患者の脛骨の近位部に固定される脛骨コンポーネントと、を備え、前記大腿骨コンポーネントは、凸状の大腿骨摺動面を含み、前記脛骨コンポーネントは、前記大腿骨摺動面と向かい合う凹状の脛骨摺動面を有し、前記大腿骨摺動面および前記脛骨摺動面は、何れも、所定方向に沿って進むに従い曲率半径が変化する変化領域を含んでいる。
【００１２】
この構成によると、大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントの互いの摺動面の接触状態を、患者の膝の屈曲角度に応じて変化させることができる。その結果、屈曲角度にかかわらず、患者の前後方向および左右方向における大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントの拘束力を大きくでき、且つ、患者の回旋運動の許容度を大きくできる。以上の次第で、患者の前後方向および左右方向における大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントの拘束力を大きくできるとともに、回旋運動の許容度を大きくできる人工膝関節インプラントを、実現できる。また、深屈曲時において、屈曲角度の増大に伴い、内側よりも外側の回旋運動と後方移動を促進することができる。
【００１３】
（２）好ましくは、前記所定方向は、前記患者の左右方向に沿う内外側方向を含んでおり、前記変化領域では、前記内外側方向に沿って進むに従い、前記内外側方向と直交する断面における前記曲率半径が変化している。
【００１４】
この構成によると、大腿骨摺動面および脛骨摺動面について、内外側方向に沿って曲率半径を変化させるという簡易な構成により、屈曲角度にかかわらず、拘束力を大きくでき、且つ、回旋運動の許容度を大きくできる。
【００１５】
（３）より好ましくは、前記脛骨摺動面の少なくとも一部は、前記内外側方向における前記脛骨摺動面の底部からコンポーネント端側に進むに従い前記脛骨摺動面の前記曲率半径が小さくされている。
【００１６】
この構成によると、患者の膝の屈曲角度が比較的小さい場合、大腿骨摺動面は、脛骨摺動面の前部およびコンポーネント端側の大部分に亘って接触できる。よって、高い拘束力を確保できる。また、屈曲角度が比較的大きい場合、大腿骨摺動面は、脛骨摺動面のコンポーネント端側の、曲率半径の小さい部分に受けられる。これにより、高い拘束力を確保できる。すなわち、大腿骨摺動面は、屈曲角度にかかわらず、脛骨摺動面に高い拘束力で保持される。また、コンポーネントの底部の曲率半径が大きく、コンポーネント端側の曲率半径が小さいことにより、屈曲角度にかかわらず、回旋運動の許容度をより高くできる。
【００１７】
（４）より好ましくは、前記脛骨摺動面において、前記内外側方向における、前記脛骨摺動面の底部と、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向の全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、１５％以上の変化を持つように設定されている。
【００１８】
この構成によると、脛骨摺動面の曲率半径の関係について、上記の通り設定することで、回旋運動の許容度および拘束力の双方を相乗して高くできるという、顕著な効果を発揮できる。
【００１９】
（５）好ましくは、所定方向は、患者の前後方向を含んでおり、前記変化領域では、前記前後方向に沿って進むに従い、前記曲率半径が変化している。
【００２０】
この構成によると、屈曲角度の変化に伴って、大腿骨摺動面と脛骨摺動面との接触状態を変化させることができる。その結果、屈曲角度にかかわらず拘束力を大きくでき、且つ、回旋運動の許容度を大きくできる。
【００２１】
（６）より好ましくは、前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の遠位端に取り付けられる遠位端顆部と、この遠位端顆部の後方に配置される後顆部と、を含み、前記大腿骨摺動面は、前記遠位端顆部と前記後顆部の双方に亘って形成され、前記患者の左右方向に沿う内外側方向と直交する断面において、前記遠位端顆部における前記大腿骨摺動面の前記曲率半径は、前記後顆部における前記大腿骨摺動面の曲率半径よりも大きく設定されている。
【００２２】
この構成によると、大腿骨摺動面の形状を、正常な人体の膝により近い形状にできる。  
【００２３】
（７）好ましくは、前記所定方向は、前記患者の左右方向に沿う内外側方向を含み、
前記大腿骨摺動面の少なくとも一部は、前記内外側方向における前記大腿骨摺動面の底部からコンポーネント端側に進むに従い、前記内外側方向と直交する断面における前記大腿骨摺動面の前記曲率半径が小さくされている。
【００２４】
この構成によると、膝の屈曲時には、後顆部の大腿骨摺動面が、脛骨摺動面のコンポーネント端側で受けられることとなる。これにより、拘束力の低下を抑制しつつ、大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントとの回旋運動による衝突を回避（インピンジを回避）できる。したがって、拘束力の低下を抑制でき、且つ、回旋運動の許容度をより高くできる。
【００２５】
（８）より好ましくは、前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の遠位端に取り付けられる遠位端顆部と、この遠位端顆部の後方に配置される後顆部と、を含み、前記大腿骨摺動面は、前記遠位端顆部と前記後顆部の双方に亘って形成され、前記遠位端顆部における前記大腿骨摺動面において、前記内外側方向における、前記大腿骨摺動面の底部と、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向の全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、４５％以上の変化を持つように設定され、前記後顆部における前記大腿骨摺動面において、前記内外側方向における、前記大腿骨摺動面の底部と、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向の全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、５％以上の変化を持つように設定されている。
【００２６】
この構成によると、大腿骨摺動面において、各部の曲率半径の関係を上記の通りに設定することで、回旋運動の許容度および拘束力の双方を相乗して高くできるという、顕著な効果を発揮できる。
【００２７】
（９）好ましくは、前記大腿骨コンポーネントは、前記大腿骨の遠位端に取り付けられる遠位端顆部と、この遠位端顆部の後方に配置される後顆部と、を含み、前記後顆部は、前記患者の左右方向に沿う内外側方向に一対並んで設けられており、前記大腿骨コンポーネントを後方から見た場合において、前記内外側方向における外側の前記後顆部でのコンポーネント端側の遠位側部分および近位側部分のそれぞれの肩部の曲率半径をｒ１、ｒ２とした場合に、ｒ２＞ｒ１に設定されている。
【００２８】
この構成によると、膝の屈曲角度が大きい時（深屈曲時）に、屈曲角度の増大に伴い、大腿骨摺動面は、脛骨摺動面との接触部分をｒ１に設定されている部分から、ｒ２に設定されている部分に変化させる。これにより、回旋運動と後方移動をより促進するような態様で、大腿骨摺動面と脛骨摺動面とを接触させることができる。その結果、深屈曲時に屈曲角度の増大に伴い、回旋運動の許容度を、より高くできる、後方移動を促進することができる。
【００２９】
（１０）より好ましくは、前記大腿骨コンポーネントを後方から見た場合において、前記内外側方向における内側の前記後顆部でのコンポーネント端側の遠位側部分および近位側部分のそれぞれの肩部の曲率半径をｒ３、ｒ４とした場合に、ｒ４＞ｒ３に設定されている。
【００３０】
この構成によると、膝の深屈曲時に、屈曲角度の増大に伴い、大腿骨摺動面は、脛骨摺動面との接触部分をｒ３に設定されている部分から、ｒ４に設定されている部分に変化させる。これにより、回旋運動と後方移動をより促進するような態様で、大腿骨摺動面と脛骨摺動面とを接触させることができる。その結果、深屈曲時に屈曲角度の増大に伴い、回旋運動の許容度を、より高くできる、後方移動を促進することができる。
【００３１】
（１１）より好ましくは、ｒ２＞ｒ４に設定されている。
【００３２】
この構成によると、膝の深屈曲時に、屈曲角度の増大に伴い、回旋運動をより促進するような態様で、大腿骨摺動面と脛骨摺動面とを接触させることができる。その結果、内側よりも外側の方が、回旋運動の許容度を、より高くできる。
【００３３】
（１２）好ましくは、前記大腿骨コンポーネントは、前記患者が直立姿勢のときに前方を向く前部を有し、前記前部において、コンポーネント端側では、前記患者の内外側方向に沿って延びる部分の曲率半径が、前記大腿骨の近位側に進むに従い連続的にまたは段階的に小さくなるように変化している。
【００３４】
この構成によると、大腿骨コンポーネントの前部のコンポーネント端側における湾曲形状の度合いを、より大きくできる。これにより、患者が直立姿勢にあるときにおいて、大腿骨コンポーネントの前部におけるコンポーネント端側が、脛骨コンポーネントの凹状の脛骨摺動面と干渉することを回避できる。その結果、患者の直立姿勢時において、大腿骨コンポーネントが脛骨コンポーネントに干渉することなく、適切な位置関係を保つことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によると、人工膝関節インプラントにおいて、屈曲角度にかかわらず患者の前後方向および左右方向における大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントの拘束力を大きくできるとともに、回旋運動の許容度を大きくできる。また、深屈曲時において、屈曲角度の増大に伴い、内側よりも外側の回旋運動と後方移動を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る人工膝関節インプラントの斜視図である。
【図２】大腿骨コンポーネントが患者の大腿骨の遠位部に固定され、脛骨コンポーネントが患者の脛骨の近位部に固定された状態を、患者の側方から見た状態を示す一部断面図である。
【図３】（Ａ）は、大腿骨コンポーネントの背面図であり、（Ｂ）は、大腿骨コンポーネントの平面図であり、（Ｃ）は、大腿骨コンポーネントの底面図である。
【図４】大腿骨摺動面および脛骨摺動面の構成について説明するための概念図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、大腿骨摺動面の曲率半径について説明するための補助線が図示された状態を示す、大腿骨コンポーネントを前方側から見た斜視図である。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、大腿骨摺動面の曲率半径について説明するための補助線が図示された状態を示す、大腿骨コンポーネントを後方側から見た斜視図である。
【図７】大腿骨コンポーネントの前部のコンポーネント端側の形状を説明するための、斜視図である。
【図８】（Ａ）は、脛骨コンポーネントの平面図である。（Ｂ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ線に沿う断面図である。（Ｃ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＣ線に沿う断面図である。
【図９】脛骨プレートの斜視図であり、脛骨関節面の曲率半径を説明するための補助線が併せて示されている。
【図１０】人工膝関節インプラントの動作を説明するための斜視図であり、（Ａ）は、屈曲角度θ＝ゼロ度の状態を示しており、（Ｂ）は、屈曲角度θ＝９０度の状態を示しており、（Ｃ）は、屈曲角度θ＝９０度から最大屈曲角度の状態を示している。
【図１１】脛骨コンポーネントの斜視図であり、（Ａ）は、屈曲角度がゼロ度のとき（直立姿勢時）に大腿骨摺動面の前後左右の動きを拘束する摺動面領域を示しており、（Ｂ）は、屈曲角度がゼロ度から増大したとき（膝の屈曲姿勢時）に大腿骨摺動面の前後左右の動きを拘束する摺動面領域を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る人工膝関節インプラント１の斜視図である。人工膝関節インプラント１は、患者の膝関節を人工膝関節へ置換する手術において用いられる。人工膝関節インプラント１は、たとえば、変形性膝関節症や慢性関節リウマチなど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。
【００３９】
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、を有している。
【００４０】
図２は、大腿骨コンポーネント２が患者の大腿骨１０１の遠位部１０２に固定され、脛骨コンポーネント３が患者の脛骨１０３の近位部１０４に固定された状態を、患者の側方から見た状態を示す一部断面図である。図３（Ａ）は、大腿骨コンポーネント２の背面図であり、図３（Ｂ）は、大腿骨コンポーネント２の平面図であり、図３（Ｃ）は、大腿骨コンポーネント２の底面図である。
【００４１】
図１および図２を参照して、大腿骨コンポーネント２は、大腿骨１０１の遠位部１０２に固定されている。また、脛骨コンポーネント３は、脛骨１０３の近位部１０４に、脛骨トレイ４を介して固定されている。大腿骨コンポーネント２およ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、相対変位する。この相対変位は、大腿骨コンポーネント２と脛骨コンポーネント３との間で、転がり接触およびすべり接触の少なくとも一つが行われることで実現される。この相対変位によって、患者の膝の屈曲角度θが変化する。
【００４２】
屈曲角度θは、大腿骨１０１の遠位部１０２の軸線Ｌ１と、脛骨１０３の近位部１０４の軸線Ｌ２とのなす角度である。通常、屈曲角度θは、たとえば、ゼロ度〜百数十度の範囲で変化するように設定されている。
【００４３】
以下では、「コンポーネント端側」、または「コンポーネント中央側」というときは、大腿骨コンポーネント２および脛骨コンポーネント３が設置されている患者の内外側方向ＬＲにおけるコンポーネントの端側または中央側をいうものとする。
【００４４】
また、「前」または「後」をいうときは、患者にとっての前または後をいうものとする。また、「上」または「下」をいうときは、患者にとっての上または下をいうものとする。以下では、特に言及無き場合には、屈曲角度θがゼロの状態、すなわち、患者が真っ直ぐに起立した状態を基準に人工膝関節インプラント１を説明する。また、本実施形態では、人工膝関節インプラント１が患者の左足に装着された状態を説明する。
【００４５】
図１、図２、および、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）を参照して、大腿骨コンポーネント２は、たとえば、生体親和性を有する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。
【００４６】
大腿骨コンポーネント２は、内側顆６Ａと、外側顆６Ｂと、を備えて構成されている。
【００４７】
内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂは、それぞれ、左右に並んで配置されている。内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂは、それぞれ、大腿骨１０１の遠位部１０２の前方から、遠位部１０２の後方に延びる形状に形成されている。内側顆６Ａの前部と外側顆６Ｂの前部とは、接続部７で互いに接続されている。
【００４８】
内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂは、大腿骨１０１の遠位部１０２側を向く内側面を有している。これらの内側面は、それぞれ、大腿骨１０１の遠位部１０２に固定されている。具体的には、内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂには、それぞれ、大腿骨固定部１０が形成されている。各大腿骨固定部１０は、第１固定部１１、第２固定部１２、第３固定部１３、第４固定部１４、および第５固定部１５を有している。また、大腿骨１０１の遠位部１０２には、骨切り面１６が形成されている。この骨切り面１６は、たとえば、術者が骨切り器具を用いて遠位部１０２の一部を切除することで形成されており、第１固定部１１〜第５固定部１５の形状に沿う形状を有している。
【００４９】
第１固定部１１は、後側を向いており、後斜め下方に延びている。第１固定部１１は、骨切り面１６のうち、前方を向く部分に固定されている。第２固定部１２は、第１固定部１１の下端部から、後斜め下方に延びている。第２固定部１２は、後斜め上方を向いている。第２固定部１２は、骨切り面１６のうち、前斜め下方を向く部分に固定されている。
【００５０】
第３固定部１３は、第２固定部１２の下端部から、略水平に、且つ後方に延びている。第３固定部１３は、上方を向いており、骨切り面１６のうち、下方を向く部分に固定されている。第４固定部１４は、第３固定部１３の後端部から、後斜め上方に延びている。第４固定部１４は、前斜め上方を向いており、骨切り面１６のうち、後斜め下方を向く部分に固定されている。第５固定部１５は、第４固定部１４の上端から、上方に向けて延びている。第５固定部１５は、前方を向いており、骨切り面１６のうち、後方を向く部分に固定されている。各固定部１１〜１５と、骨切り面１６とは、骨セメント、または生体活性材料を含むコーティング剤などを用いて固定されている。
【００５１】
各第３固定部１３には、凸部１７が形成されている。各凸部１７は、遠位部１０２の骨切り面１６に形成された一対の凹部に挿通されており、この凹部に固定されている。
【００５２】
内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂのそれぞれの外側面は、凸状の大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂを有している。各大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、患者の膝の屈伸運動に伴って脛骨コンポーネント３の後述する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂと摺動する湾曲面として設けられている。
【００５３】
各大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、大腿骨コンポーネント２の外側を向く凸湾曲形状に形成されている。各大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、第３固定部１３に隣接する部分と、第４固定部１４に隣接する部分と、第５固定部１５に隣接する部分と、を有している。これにより、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、側方から見て、遠位部１０２の一部を取り囲んでいる。
【００５４】
大腿骨摺動面２０Ａは、内側顆６Ａに備えられる遠位端顆部１８Ａ、および、後顆部１９Ａの双方に亘って形成されている。同様に、大腿骨摺動面２０Ｂは、外側顆６Ｂに備えられる遠位端顆部１８Ｂ、および、後顆部１９Ｂの双方に亘って形成されている。
【００５５】
一対の遠位端顆部１８Ａ，１８Ｂは、大腿骨１０１の遠位部１０２と上下方向ＵＤに向かい合っており、内外側方向ＬＲに並んでいる。各後顆部１９Ａ，１９Ｂは、対応する遠位端顆部１８Ａ，１８Ｂの後方に配置されている。一対の後顆部１９Ａ，１９Ｂが、内外側方向ＬＲに並んでいる。
【００５６】
遠位端顆部１８Ａ，１８Ｂは、大腿骨１０１の遠位部１０２の骨切り面１６の下面と対向するように配置されており、この遠位部１０２の遠位端に取り付けられている。後顆部１９Ａ，１９Ｂは、遠位端顆部１８Ａ，１８Ｂ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。後顆部１９Ａ，１９Ｂは、第４固定部１４と、第５固定部１５の一部とを構成しており、大腿骨固定部１０の後方に配置される。
【００５７】
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ている。
【００５８】
脛骨コンポーネント３は、脛骨トレイ４によって支持されているとともに、脛骨トレイ４を介して脛骨１０３の近位部１０４に固定されている。脛骨トレイ４と近位部１０４とは、骨セメント、または生体活性材料を含むコーティング剤などを用いて固定されている。脛骨トレイ４の上面に、脛骨コンポーネント３が固定されている。
【００５９】
脛骨コンポーネント３は、合成樹脂などを用いて形成された、偏平な板状部材である。脛骨コンポーネント３は、左右に細長い円板状に形成されている。
【００６０】
脛骨コンポーネント３は、中間部２１と、内側窩２２Ａと、外側窩２２Ｂと、を有している。
【００６１】
中間部２１は、患者の左右方向（内外側方向ＬＲ）において、内側窩２２Ａと、外側窩２２Ｂとの間に位置している。この中間部２１は、内側窩２２Ａと、外側窩２２Ｂと、を隔てる部分として設けられており、大腿骨コンポーネント２には接触しないように構成されている。中間部２１に対して、内外側方向ＬＲにおける内側に、内側窩２２Ａが配置されている。また、中間部２１に対して、内外側方向ＬＲにおける外側に、外側窩２２Ｂが配置されている。
【００６２】
内側窩２２Ａおよび外側窩２２Ｂは、それぞれ、大腿骨コンポーネント２の内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂと向かい合って配置される窪み状部分として設けられている。
【００６３】
内側窩２２Ａのうち、大腿骨コンポーネント２の内側顆６Ａと対向する面には、凹状の脛骨摺動面２３Ａが形成されている。同様に、外側窩２２Ｂのうち、大腿骨コンポーネント２の外側顆６Ｂと対向する面には、凹状の脛骨摺動面２３Ｂが形成されている。これら２つの脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ、脛骨１０３の近位部１０４側へ向けて窪んだ形状に形成されている。
【００６４】
内側窩２２Ａの脛骨摺動面２３Ａは、内側顆６Ａの大腿骨摺動面２０Ａと向かい合っており、当該大腿骨摺動面２０Ａと摺動可能に接触している。また、外側窩２２Ｂの脛骨摺動面２３Ｂは、外側顆６Ｂの大腿骨摺動面２０Ｂと向かい合っており、当該大腿骨摺動面２０Ｂと摺動可能に接触している。なお、内側窩２２Ａの脛骨摺動面２３Ａの形状と、外側窩２２Ｂの脛骨摺動面２３Ｂの形状とは、内外側方向ＬＲに対称である。
【００６５】
次に、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂについて、より詳細に説明する。図４は、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂおよび脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの構成について説明するための概念図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、それぞれ、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの曲率半径について説明するための補助線が図示された状態を示す、大腿骨コンポーネント２を前方側から見た斜視図である。
【００６６】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、それぞれ、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの曲率半径について説明するための補助線が図示された状態を示す、大腿骨コンポーネント２を後方側から見た斜視図である。
【００６７】
図４は、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂのイメージを説明するための球体２５と、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのイメージを説明するための半球体２６とを、示している。球体２５の曲率半径は、半球体２６の曲率半径よりも小さく示されている。また、球体２５と半球体２６のそれぞれにおいて、内外側方向ＬＲの中央側から端側に進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面での円の曲率半径が小さくなっている。
【００６８】
図１、図４、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、および、図６（Ｂ）を参照して、本実施形態では、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂと対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂとは、球面状部分同士が接触する概念に基づいて形成されている。大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、対応する内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂのコンポーネント端寄りに形成されている。
【００６９】
本実施形態では、内外側方向ＬＲにおいて、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの一端２０Ａａ，２０Ｂａは、それぞれ、対応する内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂの遠位端側に設けられている。また、本実施形態では、内外側方向ＬＲにおいて、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの他端２０Ａｂ，２０Ｂｂは、それぞれ、対応する内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂのコンポーネント端部側に設けられている。
【００７０】
各大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、所定方向としての内外側方向ＬＲに沿って進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面における当該大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの曲率半径が変化する変化領域として形成されている。また、各大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、所定方向としての前後方向ＦＢに沿って進むに従い、前後方向ＦＢと直交する断面における当該大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの曲率半径が変化する変化領域として形成されている。
【００７１】
本実施形態では、各大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、内外側方向ＬＲにおける当該大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの底部２０Ａｃ，２０Ｂｃからコンポーネント端側に沿って進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面における曲率半径が小さくなる領域として形成されている。
【００７２】
大腿骨摺動面２０Ａは、遠位端顆部１８Ａに設けられた第１部分２７Ａと、後顆部１９Ａに設けられた第２部分２８Ａと、を有している。
【００７３】
第１部分２７Ａおよび第２部分２８Ａ（図３（Ｃ）参照）は、それぞれ、前後方向ＦＢに沿って延びる部分である。第１部分２７Ａは、第２部分２８Ａの前方に配置される湾曲状部分であり、第２部分２８Ａの曲率半径とは異なる曲率半径を有している。本実施形態では、第１部分２７Ａと第２部分２８Ａとの境界部２９Ａは、屈曲角度θがゼロ度のときに大腿骨摺動面２０Ａと脛骨摺動面２３Ａとが接触している部分である。すなわち、境界部２９Ａは、遠位端顆部１８Ａの後端部であり、且つ、後顆部１９Ａ，１９Ｂの前端部である。
【００７４】
第１部分２７Ａおよび第２部分２８Ａは、それぞれ、所定方向としての内外側方向ＬＲに沿って進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面での曲率半径が変化している。なお、内外側方向ＬＲは、患者の左右方向に相当する。
【００７５】
第１部分２７Ａについてより具体的に説明すると、第１部分２７Ａは、球体２５の一部を含む形状に相当する形状に形成されている。第１部分２７Ａにおいては、複数種類（本実施形態では、少なくとも６種類）の曲率半径が設定されている。具体的には、本実施形態では、図５（Ａ）および図５（Ｂ）によく示されているように、大腿骨摺動面２０Ａの第１部分２７Ａは、第１曲率半径部３１Ａ、第２曲率半径部３２Ａ、第３曲率半径部３３Ａ、第４曲率半径部３４Ａ、第５曲率半径部３５Ａ、および、第６曲率半径部３６Ａを有している。
【００７６】
第１〜第６曲率半径部３１Ａ〜３６Ａは、内外側方向ＬＲに略等間隔に配置されている。第１曲率半径部３１は、大腿骨摺動面２０Ａの一端２０Ａａ側に配置されている。第６曲率半径部３６は、大腿骨摺動面２０Ａの他端２０Ａｂ側に配置されている。
【００７７】
第１曲率半径部３１Ａの曲率半径（第１曲率半径ｒ３１Ａ）は、基準となる曲率半径（基準曲率半径ｒｂ）の約８０％（本実施形態では、８２％）に設定されている。基準曲率半径ｒｂは、後述するように、図９の脛骨摺動面２３Ａ（２３Ｂ）の底部２３Ａｃ，２３Ｂｃの側面視における、内外側方向ＬＲと直交する断面での曲率半径である。また、第２曲率半径部３２Ａの曲率半径（第２曲率半径ｒ３２Ａ）は、基準曲率半径ｒｂの約８０％（本実施形態では、７９％）に設定されている。また、第３曲率半径部３３Ａの曲率半径（第３曲率半径ｒ３３Ａ）は、基準曲率半径ｒｂの約７０％（本実施形態では、６７％）に設定されている。
【００７８】
また、第４曲率半径部３４Ａの曲率半径（第４曲率半径ｒ３４Ａ）は、基準曲率半径ｒｂの約６０％（本実施形態では、５７％）に設定されている。また、第５曲率半径部３５Ａの曲率半径（第５曲率半径ｒ３５Ａ）は、基準曲率半径ｒｂの約５０％（本実施形態では、４９％）に設定されている。また、第６曲率半径部３６Ａの曲率半径（第６曲率半径ｒ３６Ａ）は、基準曲率半径ｒｂの約３０％（本実施形態では、３４％）に設定されている。そして、大腿骨摺動面２０Ａにおいて、第１〜第６曲率半径部３１Ａ〜３６Ａの間の部分は、滑らかな面となるように形成されている。これにより、大腿骨摺動面２０Ａは、全体として、滑らかな曲面に形成されている。
【００７９】
大腿骨摺動面２０Ａの第１部分２７Ａにおいては、第１〜第６曲率半径部３１Ａ〜３６Ａのうち内外側方向ＬＲの最もコンポーネント端側の第６曲率半径ｒ３６Ａは、第１〜第６曲率半径部３６のうち内外側方向ＬＲの最もコンポーネント中央側の第１曲率半径ｒ３１Ａの４５％以下に設定されている。本実施形態では、第１部分２７Ａにおいては、内外側方向ＬＲにおける大腿骨摺動面２０Ａの底部２０Ａｃと、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向ＬＲの全長の５％の位置との間の曲率半径は、４５％以上の変化を持つように設定されている。なお、底部２０Ａｃは、第２曲率半径部３２Ａの遠位端部でもある。本実施形態では、第６曲率半径ｒ３６Ａは、第１曲率半径ｒ３１Ａの約４１％に設定されている。このように、内外側方向ＬＲと直交する断面において、大腿骨摺動面２０Ａの第１部分２７Ａの曲率半径は、内外側方向ＬＲのコンポーネント中央側からコンポーネント端側に向かうに従い小さくなり、第２部分２８Ａの曲率半径に近づいていく。
【００８０】
次に、大腿骨コンポーネント２の第２部分２８Ａについてより具体的に説明すると、第２部分２８Ａは、図４に示す球体２５の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する球体（図示せず）の一部を含む形状に相当する形状に形成されている。第２部分２８Ａにおいては、複数種類（本実施形態では、６種類）の曲率半径が設定されている。
【００８１】
図５（Ｂ）、図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、本実施形態では、大腿骨摺動面２０Ａの第２部分２８Ａは、第７曲率半径部３７Ａ、第８曲率半径部３８Ａ、第９曲率半径部３９Ａ、第１０曲率半径部４０Ａ、第１１曲率半径部４１Ａ、および、第１２曲率半径部４２Ａを有している。
【００８２】
第７〜第１２曲率半径部３７Ａ〜４２Ａは、内外側方向ＬＲに略等間隔に配置されている。第７〜第１２曲率半径部３７Ａ〜４２Ａは、それぞれ、第１〜第６曲率半径部３１Ａ〜３６Ａと内外側方向ＬＲの位置が揃えられている。すなわち、第７曲率半径部３７Ａは、第１曲率半径部３１Ａと前後方向ＦＢに並んでいる。また、第１２曲率半径部４２Ａは、第６曲率半径部３６Ａと前後方向ＦＢに並んでいる。
【００８３】
本実施形態では、第７〜第１２曲率半径部３７Ａ〜４２Ａの曲率半径（第７〜第１２曲率半径ｒ３７Ａ〜ｒ４２Ａ）は、基準曲率半径ｒｂの約５０％に設定されている。本実施形態では、第７曲率半径ｒ３７Ａは、基準曲率半径ｒｂの５３％に設定されており、第８曲率半径ｒ３８Ａは、基準曲率半径ｒｂの５４％に設定されている。また、本実施形態では、第９曲率半径ｒ３９Ａは、基準曲率半径ｒｂの５３％に設定されており、第１０曲率半径ｒ４０Ａは、基準曲率半径ｒｂの５２％に設定されており、第１１曲率半径ｒ４１Ａは、基準曲率半径ｒｂの５１％に設定されており、第１２曲率半径ｒ４２Ａは、基準曲率半径ｒｂの４７％に設定されている。
【００８４】
そして、大腿骨摺動面２０Ａにおいて、第７〜第１２曲率半径部３７Ａ〜４２Ａの間の部分は、滑らかな面となるように形成されている。これにより、大腿骨摺動面２０Ａの第２部分２８Ａは、全体として、滑らかな曲面に形成されている。さらに、第１部分２７Ａと第２部分２８Ａは、滑らかな連続面を形成しており、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの全体が、連続した滑らかな面を形成している。
【００８５】
大腿骨摺動面２０Ａの第２部分２８Ａにおいては、第７〜第１２曲率半径部３７Ａ〜４２Ａのうち内外側方向ＬＲの最もコンポーネント端側の第１２曲率半径ｒ４２Ａは、第７〜第１２曲率半径部３７Ａ〜４２Ａのうち内外側方向ＬＲの最もコンポーネント中央側の第７曲率半径ｒ３７Ａの９５％以下に設定されている。本実施形態では、第１２曲率半径ｒ４２Ａは、第７曲率半径ｒ３７Ａの約８９％に設定される。また、第２部分２８Ａにおいては、内外側方向ＬＲにおける底部２０Ａｃと、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向ＬＲの全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、５％以上の変化を持つように設定されている。なお、底部２０Ａｃは、第８曲率半径部３８Ａの遠位端部でもある。このように、大腿骨摺動面２０Ａの第２部分２８Ａにおける、内外側方向ＬＲに沿っての曲率半径（内外側方向ＬＲと直交する断面での曲率半径）の変化率は、大腿骨摺動面２０Ａの第１部分２７Ａにおける、内外側方向ＬＲに沿っての曲率半径（上記断面での曲率半径）の変化率よりも小さく設定されている。
【００８６】
上記の構成により、内外側方向ＬＲにおける位置が同じ箇所において、すなわち、内外側方向ＬＲと直交する断面において、遠位端顆部１８Ａの第１部分２７Ａにおける曲率半径は、後顆部１９Ａの第２部分２８Ａにおける曲率半径よりも大きく設定されている。
【００８７】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、および、図６（Ｂ）を参照して、次に、大腿骨コンポーネント２の大腿骨摺動面２０Ｂについて説明する。
【００８８】
大腿骨摺動面２０Ｂは、遠位端顆部１８Ｂに設けられた第１部分２７Ｂと、後顆部１９Ｂに設けられた第２部分２８Ｂと、を有している。
【００８９】
第１部分２７Ｂは、第１部分２７Ａと概ね内外側方向ＬＲに対称な形状に形成されている。また、第２部分２８Ｂは、第２部分２８Ａと概ね内外側方向ＬＲに対称な形状に形成されている。以下、大腿骨摺動面２０Ｂについて、より具体的に説明する。
【００９０】
第１部分２７Ｂおよび第２部分２８Ｂは、それぞれ、前後方向ＦＢに沿って延びる部分である。第１部分２７Ｂは、第２部分２８Ｂの前方に配置される湾曲状部分であり、第２部分２８Ｂの曲率半径とは異なる曲率半径を有している。本実施形態では、第１部分２７Ｂと第２部分２８Ｂとの境界部２９Ｂ（図２参照）は、屈曲角度θがゼロ度のときに大腿骨摺動面２０Ｂと脛骨摺動面２３Ｂとが接触している部分である。すなわち、境界部２９Ｂは、遠位端顆部１８Ｂの後端部であり、且つ、後顆部１９Ｂの前端部である。
【００９１】
第１部分２７Ｂおよび第２部分２８Ｂは、それぞれ、所定方向としての内外側方向ＬＲに沿って進むに従い内外側方向ＬＲと直交する断面での曲率半径が変化している。本実施形態では、第１部分２７Ａと第１部分２７Ｂとは前後方向ＦＢの位置を揃えられて配置され、第２部分２８Ａと第２部分２８Ｂとは前後方向ＦＢの位置を揃えられて配置されている。
【００９２】
大腿骨コンポーネント２の第１部分２７Ｂについてより具体的に説明すると、第１部分２７Ｂにおいては、複数種類（本実施形態では、少なくとも６種類）の曲率半径が設定されている。より具体的には、本実施形態では、大腿骨摺動面２０Ｂの第１部分２７Ｂは、第１曲率半径部３１Ｂ、第２曲率半径部３２Ｂ、第３曲率半径部３３Ｂ、第４曲率半径部３４Ｂ、第５曲率半径部３５Ｂ、および、第６曲率半径部３６Ｂを有している。
【００９３】
本実施形態では、大腿骨摺動面２０Ｂの曲率半径部３１Ｂ〜３６Ｂは、大腿骨摺動面２０Ａの曲率半径部３１Ａ〜３６Ａと内外側方向ＬＲに対称に配置されている。
【００９４】
本実施形態では、内外側方向ＬＲと直交する断面における、第１〜第６曲率半径部３１Ｂ〜３６Ｂのそれぞれの曲率半径（第１〜第６曲率半径ｒ３１Ｂ〜ｒ３６Ｂ）は、対応する第１〜第６曲率半径ｒ３１Ａ〜ｒ３６Ａと概ね同じに設定されている。
【００９５】
そして、大腿骨摺動面２０Ｂにおいて、第１〜第６曲率半径部３１Ｂ〜３６Ｂの間の部分は、滑らかな面となるように形成されている。これにより、大腿骨摺動面２０Ｂは、全体として、滑らかな曲面に形成されている。
【００９６】
次に、大腿骨摺動面２０Ｂの第２部分２８Ｂについてより具体的に説明すると、第２部分２８Ｂにおいては、複数種類（本実施形態では、少なくとも６種類）の曲率半径が設定されている。より具体的には、本実施形態では、大腿骨摺動面２０Ｂの第２部分２８Ｂは、第７曲率半径部３７Ｂ、第８曲率半径部３８Ｂ、第９曲率半径部３９Ｂ、第１０曲率半径部４０Ｂ、第１１曲率半径部４１Ｂ、および、第１２曲率半径部４２Ｂを有している。
【００９７】
第７〜第１２曲率半径部３７Ｂ〜４２Ｂは、内外側方向ＬＲに略等間隔に配置されている。第７〜第１２曲率半径部３７Ｂ〜４２Ｂは、それぞれ、第１〜第６曲率半径部３１Ｂ〜３６Ｂと内外側方向ＬＲの位置が揃えられている。すなわち、第７曲率半径部３７Ｂは、第１曲率半径部３１Ｂと前後方向ＦＢに並んでいる。また、第１２曲率半径部４２Ｂは、第６曲率半径部３６Ｂと前後方向ＦＢに並んでいる。
【００９８】
本実施形態では、内外側方向ＬＲと直交する断面における、第７〜第１２曲率半径部３７Ｂ〜４２Ｂのそれぞれの曲率半径（第７〜第１２曲率半径ｒ３７Ｂ〜ｒ４２Ｂ）は、大腿骨摺動面２０Ａの対応する第７〜第１２曲率半径ｒ３７Ａ〜ｒ４２Ａと概ね同じに設定されている。
【００９９】
そして、大腿骨摺動面２０Ｂにおいて、第７〜第１２曲率半径部３７Ｂ〜４２Ｂの間の部分は、滑らかな面となるように形成されている。これにより、大腿骨摺動面２０Ｂの第２部分２８Ｂは、全体として、滑らかな曲面に形成されている。さらに、第１部分２７Ｂと第２部分２８Ｂは、滑らかな連続面を形成しており、大腿骨摺動面２０Ｂの全体が、連続した滑らかな面に形成されている。
【０１００】
図３（Ａ）、図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、本実施形態では、大腿骨コンポーネント２を後方から視たときにおいて、屈曲角度θが比較的小さいときにおいては大腿骨コンポーネント２に対する脛骨コンポーネント３の前後方向ＦＢおよび内外側方向ＬＲの拘束力（以下、単に拘束力ともいう。）を高くしつつ、回旋運動（Medial Pivot運動）の許容度を高くするための形状が採用されている。本実施形態では、回旋運動は、脛骨コンポーネント３が大腿骨コンポーネント２に対して旋回することをいう。
【０１０１】
具体的には、図６（Ｂ）において、第７曲率半径部３７Ａを形成している円Ｃ３７Ａが図示されている。同様に、第８〜第１２曲率半径部３８Ａ〜４２Ａをそれぞれ形成している円Ｃ３８Ａ，Ｃ３９Ａ，Ｃ４０Ａ，Ｃ４１Ａ，Ｃ４２Ａが図示されている。各円Ｃ３７Ａ〜Ｃ４２Ａの一部が、対応する第７〜第１２曲率半径部３７Ａ〜４２Ａを形成している。そして、円Ｃ３７Ａ〜Ｃ４２Ａのうち、内外側方向ＬＲのコンポーネント端側に配置されている円ほど、当該円の中心位置は、下方に位置している。このような位置関係は、円Ｃ３７Ａの上端を通り内外側方向ＬＲに平行な仮想基準線Ｌ３と各円Ｃ３７Ａ，Ｃ３８Ａ，Ｃ３９Ａ，Ｃ４０Ａ，Ｃ４１Ａ，Ｃ４２Ａとの距離から明らかである。
【０１０２】
同様に、図６（Ａ）において、第７曲率半径部３７Ｂを形成している円弧Ａ３７Ｂが図示されている。同様に、図６（Ａ）において、第８〜第１２曲率半径部３８Ｂ〜４２Ｂをそれぞれ形成している円弧Ａ３８Ｂ〜Ａ４２Ｂが図示されている。各円弧Ａ３８Ｂ，Ａ３９Ｂ，Ａ４０Ｂ，Ａ４１Ｂ，Ａ４２Ｂが、対応する第７〜第１２曲率半径部３７Ｂ〜４２Ｂを形成している。そして、円弧Ａ３７Ｂ〜Ａ４２Ｂのうち、内外側方向ＬＲのコンポーネント端側に配置されている円弧ほど、当該円弧の中心位置は、下方に位置している。
【０１０３】
そして、円Ｃ３７Ａ〜Ｃ４２Ａにおける、内外側方向ＬＲのコンポーネント端側に配置されている円へ進んだときの各円の中心位置が下方へ進む割合は、第１割合Ｐ１として規定される。また、円弧Ａ３７Ｂ〜Ａ４２Ｂにおける、内外側方向ＬＲのコンポーネント端側に配置されている円弧へ進んだときの各円弧の中心位置が下方へ進む割合は、第２割合Ｐ２として規定される。そして、本実施形態では、第２割合Ｐ２は、第１割合Ｐ１よりも大きく設定される（Ｐ２＞Ｐ１）。
【０１０４】
また、図３（Ａ）を参照して、本実施形態では、背面視（大腿骨コンポーネント２を後方から見た場合）において、大腿骨コンポーネント２の内側顆６Ａの後顆部１９Ａ、および、外側顆６Ｂの後顆部１９Ｂは、全体として、４つの肩部（第１肩部５１、第２肩部５２、第３肩部５３、第４肩部５４）を有している。
【０１０５】
第１肩部５１は、背面視において、内外側方向ＬＲにおける外側（外側顆６Ｂ）の後顆部１９Ｂでのコンポーネント端側の遠位側部分に形成された肩部である。第２肩部５２は、背面視において、この後顆部１９Ｂでのコンポーネント端側の近位側部分に形成された肩部である。
【０１０６】
第３肩部５３は、背面視において、内外側方向ＬＲにおけるコンポーネント内側（内側顆６Ａ）の後顆部１９Ａでのコンポーネント端側の遠位側部分に形成された肩部である。第４肩部５４は、背面視において、この後顆部１９Ｂでのコンポーネント端側の近位側部分に形成された肩部である。
【０１０７】
背面視における第１肩部５１、第２肩部５２、第３肩部５３、および、第４肩部５４のそれぞれの曲率半径は、ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４と規定されている。そして、本実施形態では、内外側方向ＬＲの外側の２つの曲率半径ｒ１，ｒ２について、ｒ２＞ｒ１の関係が成立している。
【０１０８】
また、内外側方向ＬＲの内側の２つの曲率半径ｒ３，ｒ４について、ｒ４＞ｒ３の関係が成立している。さらに、近位側の２つの曲率半径ｒ２，ｒ４について、ｒ２＞ｒ４の関係が成立している。本実施形態では、ｒ２は、ｒ４の１１０％程度に設定されている。また、遠位側の２つの曲率半径ｒ１，ｒ３について、本実施形態では、ｒ１＝ｒ３の関係が成立している。
【０１０９】
上記の構成により、大腿骨コンポーネント２においては、深屈曲時の屈曲角度θの増大に伴い、内外側方向ＬＲの外側部分における拘束力は、内外側方向ＬＲの内側部分における拘束力よりも弱くなる。これにより、内外側方向ＬＲの外側の大腿骨摺動面２０Ｂは、脛骨摺動面２３Ｂに対する摺動がよりスムーズとなり、回旋運動がよりスムーズに行われる。
【０１１０】
図７は、大腿骨コンポーネント２の前部５０Ａ，５０Ｂのそれぞれのコンポーネント端側の形状を説明するための、斜視図である。図７を参照して、大腿骨コンポーネント２は、屈曲角度θが小さいとき（θ＝ゼロまたはθ＝数度程度のとき）において、屈曲角度θの増大に伴い、脛骨コンポーネント３との干渉（接触）が生じて後方へ押されることを抑制するための形状を有している。具体的には、大腿骨コンポーネント２の外側顆６Ｂおよび内側顆６Ａのそれぞれの前部のコンポーネント端側における湾曲形状の湾曲の度合いが大きくされている。
【０１１１】
本実施形態では、大腿骨コンポーネント２は、患者が直立姿勢のときに前方を向く前部５０Ａ，５０Ｂを有している。前部５０Ａは、内側顆６Ａの前部であり、前部５０Ｂは、外側顆６Ｂの前部である。そして、各前部５０Ａ，５０Ｂにおいて、コンポーネント端側では、患者の内外側方向ＬＲに沿って延びる部分の曲率半径が、大腿骨１０１の近位側に進むに従い連続的にまたは段階的に小さくなるように変化している。
【０１１２】
より具体的には、内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂのそれぞれの前部５０Ａ，５０Ｂに複数種類（本実施形態では、少なくとも３種類）の曲率半径が設定されている。本実施形態では、内側顆６Ａおよび外側顆６Ｂのそれぞれの前部５０Ａ，５０Ｂは、第１３曲率半径部４３Ａ，４３Ｂ、第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂ、および、第１５曲率半径部４５Ａ，４５Ｂを有している。
【０１１３】
内側顆６Ａにおける第１３曲率半径部４３Ａ、第１４曲率半径部４４Ａ、および、第１５曲率半径部４５Ａは、外側顆６Ｂにおける対応する第１３曲率半径部４３Ｂ、第１４曲率半径部４４Ｂ、および、第１５曲率半径部４５Ｂと、上下方向ＵＤの位置を揃えられている。第１３曲率半径部４３Ａ，４３Ｂ、第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂ、および、第１５曲率半径部４５Ａ，４５Ｂは、それぞれ、内外側方向ＬＲに真っ直ぐに延びている。
【０１１４】
第１３曲率半径部４３Ａ，４３Ｂ、第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂ、および、第１５曲率半径部４５Ａ，４５Ｂは、前方を向くように配置されており、上下方向ＵＤに所定の間隔を隔てられている。第１３曲率半径部４３Ａ，４３Ｂは、屈曲角度θ＝ゼロ度のときにおいて、対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの前部に隣接するように配置されている。第１３曲率半径部４３Ａ，４３Ｂの上方（大腿骨近位側）に、第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂが配置され、且つ、第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂの上方に、第１５曲率半径部４５Ａ，４５Ｂが配置されている。
【０１１５】
第１３〜第１５曲率半径部４３Ａ，４３Ｂ；４４Ａ，４４Ｂ；４５Ａ，４５Ｂのうち、上方に位置している曲率半径部ほど、基準曲率半径ｒｂに対する割合が小さくなるように構成されている。より具体的には、本実施形態では、第１３曲率半径部４３Ａ，４３Ｂのそれぞれの曲率半径ｒ４３は、基準曲率半径ｒｂと略同じ（９８％）に設定されている。また、第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂのそれぞれの曲率半径ｒ４４は、基準曲率半径ｒｂの略半分（４２％）に設定されている。また、第１５曲率半径部４５Ａ，４５Ｂのそれぞれの曲率半径ｒ４５は、基準曲率半径ｒｂの約３０％に設定されている。
【０１１６】
このように、遠位端側の第１３曲率半径部４３Ａ，４３Ｂの曲率半径ｒ４３から第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂの曲率半径ｒ４４への減少率は、第１４曲率半径部４４Ａ，４４Ｂの曲率半径ｒ４４から近位側の第１５曲率半径部４５Ａ，４５Ｂの曲率半径ｒ４５への減少率よりも大きく設定されている。上記の構成により、大腿骨コンポーネント２の遠位端顆部１９Ａ，１９Ｂのうち、直立姿勢時において脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂに近接している部分（特に、コンポーネント端側）の湾曲の度合いをより大きくできる。
【０１１７】
その結果、窪みの度合いの大きな脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂが採用された脛骨コンポーネント３と大腿骨コンポーネント２の対応する大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂとが接触する場合、直立姿勢時において、大腿骨コンポーネント２が脛骨コンポーネント３と干渉することなく、適切な位置関係を保つことができる。
【０１１８】
以上が、大腿骨コンポーネント２の概略構成である。次に、脛骨コンポーネント３について、より詳細に説明する。
【０１１９】
図８（Ａ）は、脛骨コンポーネント３の平面図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ線に沿う断面図である。図８（Ｃ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＣ線に沿う断面図である。図９は、脛骨コンポーネント３の斜視図であり、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの曲率半径について説明するための補助線が併せて示されている。
【０１２０】
図２、図５（Ａ）、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）、および、図９を参照して、脛骨コンポーネント３の脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、内外側方向ＬＲに並んで配置されている。本実施形態では、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、内外側方向ＬＲに対称な形状に形成されている。前述したように、脛骨摺動面２３Ａは、内側窩２２Ａに形成されており、内側顆６Ａに形成された大腿骨摺動面２０Ａと摺動するように構成されている。また、脛骨摺動面２３Ｂは、外側窩２２Ｂに形成されており、外側顆６Ｂに形成された大腿骨摺動面２０Ｂと摺動するように構成されている。脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、対応する内側窩２２Ａおよび外側窩２２Ｂにおいて、内外側方向ＬＲのコンポーネント端側に形成されている。
【０１２１】
本実施形態では、内外側方向ＬＲにおいて、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの一端２３Ａａ，２３Ｂａは、それぞれ、対応する内側窩２２Ａおよび外側窩２２Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃからコンポーネント中央側に所定量進んだ位置に設けられている。すなわち、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、対応する内側窩２２Ａおよび外側窩２２Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃを含んでいる。
【０１２２】
底部２３Ａｃ，２３Ｂｃは、屈曲角度θ＝ゼロ度のときにおいて、対応する大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの第１部分２７Ａ，２７Ｂに接触するように構成されている。脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの一端２３Ａａ，２３Ｂａは、屈曲角度θ＝最大屈曲角度θｍａｘのときに対応する大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂと接触可能に配置されている。
【０１２３】
また、本実施形態では、内外側方向ＬＲにおいて、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの他端２３Ａｂ，２３Ｂｂは、それぞれ、対応する内側窩２２Ａおよび外側窩２２Ｂのコンポーネント端側に設けられている。
【０１２４】
各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、半球体２６（図４参照）の一部を含む形状に形成されている。脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、この半球体２６の一部を切り取った形状に相当し、脛骨コンポーネント３のコンポーネント中央側を向くとともに上側を向いている。
【０１２５】
各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、所定方向としての内外側方向ＬＲに沿って進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面における曲率半径が変化する変化領域として設けられている。
【０１２６】
本実施形態では、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃと他端２３Ａｂ，２３Ｂｂとの間の領域は、内外側方向ＬＲにおける底部２３Ａｃ，２３Ｂｃからコンポーネント端側に沿って進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面における当該脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの曲率半径が小さくなっている。
【０１２７】
また、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、所定方向としての前後方向に沿って進むに従い、前後方向ＦＢと直交する断面における当該脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの曲率半径が変化する領域を含んでいる。
【０１２８】
各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂにおいては、複数種類（本実施形態では、少なくとも６種類）の曲率半径が設定されている。具体的には、本実施形態では、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、第１曲率半径部６１、第２曲率半径部６２、第３曲率半径部６３、第４曲率半径部６４、第５曲率半径部６５、および、第６曲率半径部６６を有している。
【０１２９】
各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂにおいて、第１〜第６曲率半径部６１〜６６は、内外側方向ＬＲに略等間隔に配置されており、前後方向ＦＢに延びている。第１曲率半径部６１は、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの一端２３Ａａ，２３Ｂａ（コンポーネント中央側）に配置されている。各第２曲率半径部６２は、対応する底部２３Ａｃ，２３Ｂｃを通っている。第６曲率半径部６６は、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの他端２３Ａｂ，２３Ｂｂ（コンポーネント端側）に配置されている。
【０１３０】
第１曲率半径部６１の曲率半径（第１曲率半径ｒ６１）は、基準曲率半径ｒｂよりも大きく（本実施形態では、基準曲率半径ｒｂの１０９％）に設定されている。また、第２曲率半径部６２の曲率半径（第２曲率半径ｒ６２）は、基準曲率半径ｒｂと同じである。すなわち、本実施形態では、基準曲率半径ｒｂは、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃを通り且つ内外側方向ＬＲと直交する断面での底部２３Ａｃ，２３Ｂｃの曲率半径である。また、第３曲率半径部６３の曲率半径（第３曲率半径ｒ６３）は、基準曲率半径ｒｂの約９０％（本実施形態では、９４％）に設定されている。
【０１３１】
また、第４曲率半径部６４の曲率半径（第４曲率半径ｒ６４）は、基準曲率半径ｒｂの約９０％（本実施形態では、８９％）に設定されている。また、第５曲率半径部６５の曲率半径（第５曲率半径ｒ６５）は、基準曲率半径ｒｂの約８０％（本実施形態では、８４％）に設定されている。また、第６曲率半径部６６の曲率半径（第６曲率半径ｒ６６）は、基準曲率半径ｒｂの約８０％（本実施形態では、７９％）に設定されている。そして、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂにおいて、第１〜第６曲率半径部６１〜６６の間の部分は、滑らかな面となるように形成されている。これにより、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、全体として、滑らかな曲面に形成されている。
【０１３２】
本実施形態では、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂにおいては、第１〜第６曲率半径部６１〜６６のうち最もコンポーネント端側の第６曲率半径ｒ６６は、第１〜第６曲率半径部６６のうち最も底部２３Ａｃ，２３Ｂｃ側の第２曲率半径ｒ６２の８５％以下に設定されている。本実施形態では、第６曲率半径ｒ６６は、第２曲率半径ｒ６２（基準曲率半径ｒｂ）の７９％に設定される。また、本実施形態では、各脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂにおいては、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのそれぞれにおける、内外側方向ＬＲにおける、底部２３Ａｃ，２３Ｂｃと、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向ＬＲの全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、１５％以上の変化を持つように設定されている。
【０１３３】
以上が、人工膝関節インプラント１の概略構成である。次に、屈曲動作に伴う人工膝関節インプラント１の動作、すなわち、屈曲角度θの変化に伴う人工膝関節インプラント１の動作の一例を説明する。
【０１３４】
図１０は、人工膝関節インプラント１の動作を説明するための斜視図であり、図１０（Ａ）は、屈曲角度θ＝ゼロ度の状態を示しており、図１０（Ｂ）は、屈曲角度θ＝９０度の状態を示しており、図１０（Ｃ）は、屈曲角度θ＝９０度から最大屈曲角度θｍａｘである状態を示している。
【０１３５】
図１１は、脛骨コンポーネント３の斜視図であり、図１１（Ａ）は、屈曲角度θがゼロ度のとき（直立姿勢時）に大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの前後左右の動きを拘束する摺動面領域Ｄ１，Ｄ２を示しており、図１１（Ｂ）は、屈曲角度θがゼロ度から増大したとき（膝の屈曲姿勢時）に大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの前後左右の動きを拘束する摺動面領域Ｄ２を示している。
【０１３６】
図１０（Ａ）を参照して、屈曲角度θ＝ゼロ度のとき、すなわち、患者が直立姿勢のとき、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの第１部分２７Ａ，２７Ｂと対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃとが、接触している。そして、患者が膝を曲げる動作を行うことで、屈曲角度θがゼロ度からより大きくなった場合、図１０（Ｂ）に示すように、大腿骨コンポーネント２は、脛骨コンポーネント３に対して摺動する。
【０１３７】
この際、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの第２部分２８Ａ，２８Ｂが、対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂと摺動する。そして、前述したように、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂにおいては、背面視における後顆部１９Ａ，１９Ｂの肩部５１〜５４の曲率半径についてｒ１＜ｒ２で且つｒ３＜ｒ４の関係が成立している。
【０１３８】
このため、図１０（Ｂ）、および、図１０（Ｃ）に示すように、屈曲角度θの増大に伴って、外側顆６Ｂの大腿骨摺動面２０Ｂは、内側顆６Ａの大腿骨摺動面２０Ａに対して後方に変位することとなる。すなわち、脛骨コンポーネント３が、大腿骨コンポーネント２に対して旋回するように変位する回旋運動を生じる。
【０１３９】
ここで、大腿骨コンポーネント２と脛骨コンポーネント３との前後方向ＦＢおよび内外側方向ＬＲにおける拘束力の高さについて、より具体的に説明する。図１０（Ａ）および図１１（Ａ）を参照して、前述したように、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂのうち、コンポーネント端側ほど、曲率半径が小さく設定されている。同様に、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのうち、コンポーネント端側ほど、曲率半径が小さく設定されている。
【０１４０】
そして、屈曲角度θが比較的小さい場合、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの前部およびコンポーネント端側の大部分（領域Ｄ１および領域Ｄ２）と接触しており、前後方向ＦＢ、および、内外側方向ＬＲのそれぞれにおいて、高い拘束力を有している。
【０１４１】
また、図１０（Ｂ）〜図１０（Ｃ）および図１１（Ｂ）に示すように、屈曲角度θがゼロ度より大きい場合、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのうち、コンポーネント端側の、曲率半径の小さい部分（領域Ｄ２）に受けられる。これにより、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、前後方向ＦＢ、および、内外側方向ＬＲのそれぞれにおいて、高い拘束力を有することとなる。すなわち、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、屈曲角度θに係わらず、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂに高い拘束力で保持される。
【０１４２】
また、大腿骨コンポーネント２に対する脛骨コンポーネント３の回旋運動の許容度の高さについて、より具体的に説明する。図５、図６および図１１（Ａ）に示すように、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂのうち、コンポーネント中央側ほど、曲率半径が大きく設定されている。同様に、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのうち、コンポーネント中央側ほど、曲率半径が大きく設定されている。
【０１４３】
そして、屈曲角度θがゼロ度から増大する際、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂのうち曲率半径が大きいコンポーネント中央側部分は、対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのうち曲率半径が大きいコンポーネント中央側と摺動する。これにより、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂに対してスムーズに摺動できる。よって、脛骨コンポーネント３は、屈曲角度θに係わらず、大腿骨１０１に対する回旋運動の許容度をより高くできる。
【０１４４】
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、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂおよび脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、何れも、内外側方向ＬＲに沿って進むに従い曲率半径が変化する変化領域を含んでいる。また、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂおよび脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、何れも、前後方向ＦＢに沿って進むに従い曲率半径が変化する変化領域を含んでいる。この構成によると、大腿骨コンポーネント２と脛骨コンポーネント３の互いの摺動面２０Ａ，２３Ａ；２０Ｂ，２３Ｂの接触状態を、患者の膝の屈曲角度θに応じて変化させることができる。その結果、屈曲角度θにかかわらず、患者の前後方向ＦＢおよび左右方向（内外側方向ＬＲ）における大腿骨コンポーネント２と脛骨コンポーネント３の拘束力を大きくでき、且つ、回旋運動の許容度を大きくできる。以上の次第で、患者の前後方向ＦＢおよび左右方向（内外側方向ＬＲ）における大腿骨コンポーネント２と脛骨コンポーネント３の拘束力を大きくできるとともに、回旋運動の許容度を大きくできる人工膝関節インプラント１を、実現できる。また、深屈曲時において、屈曲角度θの増大に伴い、大腿骨コンポーネント２および脛骨コンポーネント３において、内外側方向ＬＲの内側よりも外側の回旋運動と後方移動を促進することができる。
【０１４５】
また、人工膝関節インプラント１によると、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂおよび脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂは、何れも、内外側方向ＬＲに沿って進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面における曲率半径が変化している。この構成によると、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂおよび脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂについて、内外側方向ＬＲに沿って曲率半径を変化させるという簡易な構成が採用されている。これにより、屈曲角度θにかかわらず、拘束力を大きくでき、且つ、回旋運動の許容度を大きくできる。
【０１４６】
また、人工膝関節インプラント１によると、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの少なくとも一部（底部２３Ａｃ，２３Ｂｃに対してコンポーネント端側の領域）は、内外側方向ＬＲにおける脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃからコンポーネント端側に進むに従い脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの曲率半径が小さくされている。この構成によると、患者の膝の屈曲角度θが比較的小さい場合、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの前部およびコンポーネント端側の大部分（領域Ｄ１および領域Ｄ２）に亘って接触できる。よって、高い拘束力を確保できる。また、屈曲角度θが比較的大きい場合、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのコンポーネント端側の、曲率半径の小さい部分（領域Ｄ２）に受けられる。これにより、高い拘束力を確保できる。すなわち、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、屈曲角度θにかかわらず、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂに高い拘束力で保持される。また、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃの曲率半径が大きく、コンポーネント端側の曲率半径が小さい事により、屈曲角度にかかわらず、回旋運動の許容度をより高くできる。
【０１４７】
また、人工膝関節インプラント１によると、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂにおいて、内外側方向ＬＲにおける、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの底部２３Ａｃ，２３Ｂｃと、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向ＬＲの全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、１５％以上の変化を持つように設定されている。脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂの曲率半径の関係について、上記の通り設定することで、回旋運動の許容度および拘束力の双方を相乗して高くできるという、顕著な効果を発揮できる。
【０１４８】
また、人工膝関節インプラント１によると、前述したように、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂおよび脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのそれぞれにおいて、前後方向ＦＢに沿って進むに従い、曲率半径が変化する領域が設けられている。この構成によると、屈曲角度θの変化に伴って、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂと脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂとの接触状態を変化させることができる。その結果、屈曲角度θにかかわらず拘束力を大きくでき、且つ、回旋運動の許容度を大きくできる。
【０１４９】
また、人工膝関節インプラント１によると、内外側方向ＬＲと直交する断面において、遠位端顆部１８Ａ，１８Ｂの第１部分２７Ａ，２７Ｂの曲率半径は、対応する後顆部１９Ａ，１９Ｂの第２部分２８Ａ，２８Ｂの曲率半径よりも大きく設定されている。この構成によると、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの形状を、正常な人体の膝により近い形状にできる。
【０１５０】
また、人工膝関節インプラント１によると、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの少なくとも一部（本実施形態では、全部）は、内外側方向ＬＲにおける大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの底部２０Ａｃ，２０Ｂｃからコンポーネント端側に進むに従い、内外側方向ＬＲと直交する断面における大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの曲率半径が小さくなっている。この構成によると、膝の屈曲時には、後顆部１９Ａ，１９Ｂの大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂ（第２部分２８Ａ，２８Ｂ）が、対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂのコンポーネント端側で受けられることとなる。これにより、拘束力の低下を抑制しつつ、大腿骨コンポーネント２と脛骨コンポーネント３との回旋運動による衝突を回避（インピンジを回避）できる。したがって、拘束力の低下を抑制でき、且つ、回旋運動の許容度をより高くできる。
【０１５１】
また、人工膝関節インプラント１によると、遠位端顆部１８Ａ，１８Ｂにおける大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂ（第１部分２７Ａ，２７Ｂ）において、内外側方向ＬＲにおける、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの底部２０Ａｃ，２０Ｂｃと、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向ＬＲの全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、４５％以上の変化を持つように設定されている。また、後顆部１９Ａ，１９Ｂにおける大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂ（第２部分２８Ａ，２８Ｂ）において、内外側方向ＬＲにおける、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂの底部２０Ａｃ，２０Ｂｃと、コンポーネント端側からコンポーネント内外側方向ＬＲの全長の５％の位置と、の間の曲率半径は、５％以上の変化を持つように設定されている。大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂにおいて、各部の曲率半径の関係を上記の通りに設定することで、回旋運動の許容度および拘束力の双方を相乗して高くできるという、顕著な効果を発揮できる。
【０１５２】
また、人工膝関節インプラント１によると、大腿骨コンポーネント２を後方から見た場合において、第１肩部５１および第２肩部５２のそれぞれの曲率半径をｒ１、ｒ２としたとき、ｒ２＞ｒ１である。この構成によると、膝の屈角度が大きい時（深屈曲時）に、屈曲角度θの増大に伴い、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂとの接触部分を、第１肩部５１から第２肩部５２に変化させる。これにより、回旋運動と後方移動をより促進するような態様で、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂと対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂとを接触させることができる。その結果、深屈曲時に屈曲角度の増大に伴い、回旋運動の許容度を、より高くでき、後方移動を促進することができる。
【０１５３】
また、人工膝関節インプラント１によると、大腿骨コンポーネント２を後方から見た場合において、第３肩部５３および第４肩部５４のそれぞれの曲率半径をｒ３，ｒ４としたとき、ｒ４＞ｒ３である。この構成によると、膝の深屈曲時に、屈曲角度θの増大に伴い、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂは、脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂとの接触部分を第３肩部５３から、第４肩部５４に変化させる。これにより、回旋運動と後方移動をより促進するような態様で、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂと対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂとを接触させることができる。その結果、深屈曲時に屈曲角度の増大に伴い、回旋運動の許容度を、より高くでき、後方移動を促進することができる。
【０１５４】
また、人工膝関節インプラント１によると、ｒ２＞ｒ４に設定されている。この構成によると、膝の深屈曲時に、屈曲角度θの増大に伴い、内側よりも外側の回旋運動をより促進するような態様で、大腿骨摺動面２０Ａ，２０Ｂと対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂとを接触させることができる。その結果、回旋運動の許容度を、より高くできる。
【０１５５】
また、人工膝関節インプラント１によると、大腿骨コンポーネント２の各前部５０Ａ，５０Ｂにおいて、コンポーネント端側では、患者の内外側方向ＬＲに沿って延びる部分（第１３曲率半径部４３Ａ、第１４曲率半径部４４Ａ、および、第１５曲率半径部４５Ａ）の曲率半径（ｒ４３，ｒ４４，ｒ４５）が、大腿骨１０１の近位側に進むに従い連続的にまたは段階的に小さくなるように変化している。この構成によると、大腿骨コンポーネント２の前部５０Ａ，５０Ｂのコンポーネント端側における湾曲形状の度合いを、より大きくできる。これにより、患者が直立姿勢にあるときにおいて、大腿骨コンポーネント２の各前部５０Ａ，５０Ｂにおけるコンポーネント端側が、脛骨コンポーネント３の凹状の対応する脛骨摺動面２３Ａ，２３Ｂと干渉することを回避できる。その結果、患者の直立姿勢時において、大腿骨コンポーネント２が脛骨コンポーネント３に干渉することなく、適切な位置関係を保つことができる。
【０１５６】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は上述の実施の形態に限られず、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。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
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】
【０１５８】
１                      人工膝関節インプラント
２                      大腿骨コンポーネント
３                      脛骨コンポーネント
１８Ａ，１８Ｂ          遠位端顆部（顆部）
１９Ａ，１９Ｂ          後顆部（顆部）
２０Ａ，２０Ｂ          大腿骨摺動面（変化領域）
２３Ａ，２３Ｂ          脛骨摺動面（変化領域）
４３Ａ，４３Ｂ          第１３曲率半径部（内外側方向に沿って延びる部分）
４４Ａ，４４Ｂ          第１４曲率半径部（内外側方向に沿って延びる部分）
４５Ａ，４５Ｂ          第１５曲率半径部（内外側方向に沿って延びる部分）
５０Ａ，５０Ｂ          前部
５１〜５４              肩部
１０１                  大腿骨
１０２                  遠位部
１０３                  脛骨
１０４                  近位部
ＦＢ                    前後方向（所定方向）
ＬＲ                    内外側方向（所定方向）
ＵＤ                    上下方向
ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４  肩部の曲率半径
ｒ３１Ａ，ｒ３１ｂ      曲率半径（遠位端顆部における大腿骨摺動面のコンポーネント中央側の曲率半径）
ｒ３６Ａ，ｒ３６Ｂ      曲率半径（遠位端顆部における大腿骨摺動面のコンポーネント端側の曲率半径）
ｒ３７Ａ，ｒ３７Ｂ      曲率半径（後顆部における大腿骨摺動面のコンポーネント中央側の曲率半径）
ｒ４２Ａ，ｒ４２Ｂ      曲率半径（後顆部における大腿骨摺動面のコンポーネント端側の曲率半径）
ｒ４３                      内外側方向に沿って延びる部分の曲率半径
ｒ４４                      内外側方向に沿って延びる部分の曲率半径
ｒ４５                      内外側方向に沿って延びる部分の曲率半径
ｒ６２                  曲率半径（脛骨摺動面の底部の曲率半径）
ｒ６６                  曲率半径（脛骨摺動面のコンポーネント端側の曲率半径）
【図１】
0006470541.tif 000002
【図２】
0006470541.tif 000003
【図３】
0006470541.tif 000004
【図４】
0006470541.tif 000005
【図５】
0006470541.tif 000006
【図６】
0006470541.tif 000007
【図７】
0006470541.tif 000008
【図８】
0006470541.tif 000009
【図９】
0006470541.tif 000010
【図１０】
0006470541.tif 000011
【図１１】
0006470541.tif 000012