(57)【要約】      （修正有）【課題】患者の運動行動が知覚可能に改良されている関節用の内部プロテーゼとしての人工関節を提供すること。【解決手段】少なくとも二つの関節部分Ａ，Ｂから成り、各関節部分Ａ，Ｂが二つの互いに作用結合して、それぞれに一方で第一関節部分Ａに且つ他方で第二関節部分Ｂに付属された機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を有する人間の関節用の内部プロテーゼとしての人工関節に関する。各関節部分Ａ，Ｂの両機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２が楕円状に形成されて基部−末部付属関係で凸凹状、凹凸状、或いは凸凸状に形成され、機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２がそれぞれに一つの旋回軸線ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２を中心に旋回移動自在である。関節用の内部プロテーゼとしての人工関節を創作するために、患者の運動行動が知覚可能に改良されていて、各関節部分Ａ，Ｂの両機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の両旋回軸線ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２が互いに傾斜されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの関節部分（Ａ，Ｂ）から成り、各関節部分（Ａ，Ｂ）が二つの互いに作用結合して、それぞれに一方で第一関節部分（Ａ）に且つ他方で第二関節部分（Ｂ）に付属された機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）を有し、各関節部分（Ａ，Ｂ）の両機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）が楕円状に形成されて基部−末部付属関係で凸凹状、凹凸状、或いは凸凸状に形成され、機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）がそれぞれに一つの旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）を中心に旋回移動自在であり、各関節部分（Ａ，Ｂ）の両機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）の両旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）が互いに傾斜されている、人間の関節、特に膝関節用の内部プロテーゼとしての人工関節において、両関節部分（Ａ，Ｂ）の機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）の四つの旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）が互いに一つの共通交点（Ｓ）で交差することを特徴とする人工関節。
【請求項２】
一方の関節部分（Ａ，Ｂ）の機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）の両旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）がそれぞれに一つの交点（Ｓ）を有することを特徴とする請求項１に記載の人工関節。
【請求項３】
両関節部分（Ａ，Ｂ）の機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）の旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）の共通交点（Ｓ）が正中線面上に位置することを特徴とする請求項１或いは２に記載の人工関節。
【請求項４】
機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）の旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）の共通交点（Ｓ）が両関節部分（Ａ，Ｂ）の外部に位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項５】
一方の関節部分（Ａ，Ｂ）の関節頭部として形成された機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）のすべての旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）が一致していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項６】
少なくとも一方の関節部分（Ａ，Ｂ）のそれぞれの機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）は二つの回転対称部材から構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項７】
機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）はそれぞれの旋回軸線（ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２）に関して一つの回転部材として形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項８】
機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）は部分的に円錐切頭状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項９】
機能面（Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２）は関節の屈曲角に依存して相互に広開されるか、或いは滑走することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項１０】
広開関係／滑走関係が関節の屈曲角に依存して変更できることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項１１】
関節部分（Ａ，Ｂ）は大腿骨及び脛骨又はいずれか一方を完全或いは部分的に補充するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の人工関節。
【請求項１２】
大腿骨部関節部分（Ｂ）の正中線機能面（Ｂ１，Ｂ２）の旋回軸線（ｂ１，ｂ２）が大腿骨部関節部分（Ａ）の横方向機能面（Ａ１，Ａ２）の旋回軸線（ａ１，ａ２）に関して関節の領域にて前部へ、前部脚部へ或いは前部頭蓋へずれて位置することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の人間の膝関節用の内部プロテーゼとしての人工関節。
【請求項１３】
大腿骨部関節部分の正中線機能面が二つの旋回軸線を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の人間の膝関節用の内部プロテーゼとしての人工関節。
【請求項１４】
大腿骨部関節部分のすべての旋回軸線が一致することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の人間の膝関節用の内部プロテーゼとしての人工関節。
【請求項１５】
脛骨部関節部分の両旋回軸線が一致することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の人間の膝関節用の内部プロテーゼとしての人工関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、少なくとも二つの関節部分から成り、各関節部分が二つの互いに作用結合して、それぞれに一方で第一関節部分に且つ他方で第二関節部分に付属された機能面を有し、各関節部分の両機能面が回転楕円状に形成されて基部−末部付属関係で凸凹状、凹凸状、或いは凸凸状に形成され、機能面がそれぞれに一つの旋回軸線を中心に旋回移動自在である人間の関節用の内部プロテーゼとしての人工関節に関する。特に、この発明は、それぞれに一方で大腿骨に、他方では脛骨に付属された機能面を有し、各関節部分の両機能面が回転楕円状に形成されて大腿骨−脛骨付属関係で凸凹状、凹凸状、或いは凸凸状に形成されている人間の膝関節用のそのような内部プロテーゼに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の関節は例えば欧州特許出願公開第０７３４７００号明細書（特許文献１）によって知られていて、機能面の関節幾何学形状が互いに両平面の各平面に二つの関節軸線をもつ一つの関節鎖によって決定されていて、その二つの関節軸線がそれぞれの付属切断輪郭の半径をもつ機能面の回転中心を通って通過し、関節頭部の中心点の大腿骨側、つまり関節頭部側の結合部が脚台に、関節穴部の中心点の脛骨側、つまり関節穴部側の結合部が四つの軸線を有する四関節鎖の連結器に相当する。
【０００３】
ドイツ特許出願公開第１９６４６８９１号明細書（特許文献２）によって、彎曲した関節面をもつ少なくとも二つの人工関節部分から成る人間（自然）関節に挿入する人工関節、特に内部プロテーゼが知られていて、各関節面には一つの彎曲した接触線が形成されている。一方の関節面の接触線は円筒体半径或いは円錐角度を備える第一円筒体或いは円錐体の楕円切断輪郭の一部である。他方の接触線は第一円筒体或いは円錐体上に転がるか、或いは滑走する円筒体半径或いは円錐角度を備える第二円筒体或いは円錐体の逆軌跡として与えられる。関節面は多数の直線的接触線から形成された規則面を有する。これら規則面は相互に接触線に互いに対向位置して接続し、接触線はそれぞれに接触線の一時的接点と運動される／運動されないシステムの基準平面或いは基準球におけるそれぞれの運動システムの一時的共通点或いは一時的極との間の連結線である。
【０００４】
ドイツ特許出願公開第１９５２１５９７号明細書（特許文献３）も、彎曲した関節面をもつ少なくとも二つの人工関節部分から成る自然関節に挿入する人工関節、特に内部プロテーゼに関連し、各関節面には一つの円弧状接触線が形成されていて、それぞれに一つの中心点をもつ平面に位置する接触円の一部分である。これら関節面は、接触線が相互に展開し得るように対として互いに配置されていて、接触円の平面に垂直に中心点を通って延びている軸線が交差点で交差する。片面で接触線には、多数の直線的接触線から形成された規則面が形成されていて、接触線が一時的交差点をもつ広開運動中に一時的接触点の一時的連結線上に位置し、それらは一時的接触点を通る接触線の共通正接を中心として角速度をもつ接触線の旋回運動によって生じる。
【０００５】
欧州特許出願公開第６００８０６号明細書（特許文献４）は既に大腿骨部と脛骨部のインプラントを備える三部材膝プロテーゼを開示し、大腿骨部インプラントは刻み目を有し、それにより二つの相互に走行して滑車によって連結された頭部載置シューが外接されていて、大腿骨部インプラントは次の特徴事項の組合せから生じる形状を有し、その特徴事項は、即ち内外頭部シューが矢状平面で異なった曲率を有し、内外頭部シューの載置面と滑り面が正面平面で幅と横断面の差異を有し、内外頭部シューが後部で異なった転がり振幅を有し、滑車は正面の矢状平面で幾何学的環の横断面を有する面を形成し、滑車が外面上に解剖学的形式で持ち上げられ、頭部シューの載置面と滑り面の間隔が解剖学的関係と比較して増加されていて、頭部シューは圧力分配を容易ならしめるために斜め緩やかになっている。
【０００６】
ドイツ特許出願公開第３９０８９５８号明細書（特許文献５）から、既に人間の関節に挿入することを決定されて可動な機能面をもつ二つの関節部分から成る人工関節が知られている。円状切断輪郭を有する機能面の曲率関係は互いに凸凸状、凸凹状或いは凹凸状であって、関節幾何学的形状が二つの関節軸線をもつ関節鎖（二部分から成る関節鎖）によって決定されていて、関節軸線が機能面の回転中心を通って延びている。この際には、関節面が球状に形成されているので、五自由度をもつ関節運動が可能である。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０７３４７００号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１９６４６８９１号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第１９５２１５９７号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第６００８０６号明細書
【特許文献５】ドイツ特許出願公開第３９０８９５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の課題は、患者の運動行動が知覚可能に改良されている人間の関節用の内部プロテーゼとしての人工関節を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、この発明によると、請求項１の特徴事項による関節により解決される。この発明の別の構成は従属請求項に採用すべきである。
【０００９】
この発明によると、人間膝関節用の人工関節が企図されていて、各関節部分の両機能面の両旋回軸線が互いに傾斜されている。これによって驚くべき簡単な手段により、膝関節の運動の際に運動軌道が与えられ、その運動軌道が矢状平面に延びていなく、むしろ立体的運動軌道に一致することが達成される。言い換えると、旋回軸線の傾斜は主機能平面から横方向に外へ案内する軌道を導くので、足が歩行の際に床平面に関して横方向弓状運動軌道に沿って案内される。この際に、一時的ねじ軸線或いは回転軸線の位置は膝関節の屈曲角度に依存している。脛骨部機能面の両旋回軸線と対応する大腿骨部機能面の両旋回軸線とによって形成されている複数関節は一時的ねじ軸線或いは回転軸線のこれら位置を屈曲角度に依存して設定する。
【００１０】
一方の関節部分の機能面の両旋回軸線がそれぞれに一つの交点を有する。この発明の特に好ましい実施態様は、両機能面の四つの旋回軸線が互いに共通交点で交差することによって達成される。これによって両機能面の屈曲角度によって決定された確実な広開運動が逆の考慮なしに達成され、特に両機能面対の一方の強制的滑り、或いは機能面の接触の中断が回避される。機能面の膝関節の所定屈曲範囲に望まれた滑り運動が無論、制限されずに調整され得る。
【００１１】
これに対して、両関節部分の機能面の旋回軸線の共通交点が正中線面上に位置するときには、特に実際に近いものと見なされるので、例えば脛骨の運動軌道が横方向に凸状に形成された運動軌道に沿って与えられる。簡略的に表現されると、屈曲運動が歩行或いは走行の際に患者の下脚の振り子運動が支持足を中心に繰り返され、それで達成された運動経過が患者から実質的に快適なものとして受けられる。両関節部分の機能面の旋回軸線の共通交点が例えば人工親指関節としての使用の場合には半径方向に配置され得る。
【００１２】
この発明による関節の他の同様に特に目的に適った構成は、機能面がそれぞれの旋回軸線に関して回転部材として形成されていることによって達成される。例えば回転対称部材がこの目的でスピンドル状或いはトンネル状に形成されるか、或いは長手延長部にて回転楕円状に、例えば楕円状或いはトロイド状横断面を有する。
【００１３】
それに対して、この発明の同様に特に重要な態様は、機能面が部分的に円錐切頭状に形成されて、この形式で旋回軸線と平行に一方の関節部分の機能面の直線接触を可能とすることによって達成される。例えばこの直線接触は特に高い負荷状態が生じる際に膝関節の一定屈曲角度に制限され得る。
【００１４】
さらに、機能面が関節の屈曲角に依存して相互に広開されるか、或いは滑走するか、又は広開関係／滑走関係が関節の屈曲角に依存して変更できるときには、特に実際に正確なものと見なされる。これによって関節の要件を自然運動経過に最適形式に近似された組合せが部分的回転運動並びに滑り運動から達成される。  
【００１５】
人間膝関節用の内部プロテーゼとしての人工関節の使用の際には、大腿骨部関節部分の正中線機能面の旋回軸線が大腿骨部関節部分の横方向機能面の旋回軸線に関して関節の領域にて前部へ、前部脚部へ或いは前部頭蓋へずれている。さらに、大腿骨部関節部分の正中線機能面が二つの旋回軸線を有する。
【００１６】
この発明は種々の実施態様を可能とする。この発明の基本原理をさらに具体化するために、この発明は基本原理により図面に示され且つ次に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
人間膝関節用の内部プロテーゼとしてのこの発明の人工関節は、図１乃至３に基づいて詳細に図示されていて、それら図が関節を斜視図で示し、並びに図２と３では横方向関節部分Ａと正中線関節部分Ｂの切断図を示す。各関節部分Ａ、Ｂは二つの互いに作用結合していてそれぞれに一方では大腿骨部関節部分に、他方では脛骨部関節部分に付属された回転楕円状機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２を有する。基部−末部付属関係では、正中線関節部分Ｂの機能面Ｂ１，Ｂ２が凹凸状に、横方向関節部分Ａの機能面Ａ１，Ａ２が凸凸状に形成されている。この際に、各関節部分Ａ、Ｂの機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２のそれぞれの旋回軸線ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は互いに傾斜されていて、互いに共通交点で交差する。機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の旋回軸線ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２の共通交点Ｓは関節外部の正中線面に位置する。
【００１８】
機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２間に形成された接触部Ｋ１，Ｋ２は図２と３に基づいて詳細に図示されていて、それら図が接触線Ｋ１，Ｋ２に沿って切断された機能面Ｂ１，Ｂ２の正面図を示す。それぞれの接触範囲ＫＡ１，ＫＢ１並びにＫＡ２，ＫＢ２が単に部分的に示された機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２の凹凸状付属として認識すべきである。この際に、特に点状接触は接触範囲ＫＢ１並びにＫＢ２の最下点には生じなく、むしろ関節部分Ａ、Ｂのそれぞれに他の機能面Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２に向いた平均勾配の領域に生じる。  
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の関節の斜視図を示す。
【図２】図１に示された関節の横方向関節部分の切断図を示す。
【図３】図１に示された関節の正中線関節部分の切断図を示す。
【符号の説明】
【００２０】
Ａ，Ｂ．．．．．関節部分
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２．．．．機能面
Ｋ１，Ｋ２．．．．接触部（接触線）  
ＫＡ１，ＫＢ１；ＫＡ２，ＫＢ２．．．．接触範囲
ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２．．．．旋回軸線
Ｓ．．．．．共通交点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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