(57)【要約】【課題】　移植を容易にする拘束式人工膝関節を提供する。【解決手段】　拘束式人工膝関節２０は、モジュール式のヒンジ支柱４０と、回転軸受とを有する。大腿骨コンポーネント２２を大腿骨に配置し且つ脛骨コンポーネント２４を脛骨に配置した後に、前部でヒンジ支柱延長部４２をヒンジ支柱４０に通して人工膝関節２０の脛骨コンポーネント２４の中まで配置できるように、カニューレ状のヒンジ支柱４０が人工膝関節２０の大腿骨コンポーネント２２に回転可能に接続される。ヒンジ支柱４０は大腿骨コンポーネント２２に事前に組み立てられるので、移植処置の際に組み立てを行う必要はない。人工膝関節２０の回転軸受を形成する半月板コンポーネント２６はヒンジ支柱延長部４２と一緒に梱包されるので、適したヒンジ支柱延長部４２が容易に入手できる。【選択図】　　　図２
2004097817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　ヒンジ支柱延長部を内部に配置するのに適したサイズの細長い第１のヒンジ支柱延長部用穴を含むヒンジ支柱が回転可能に接続されている大腿骨コンポーネントと、
　第２のヒンジ支柱延長部用穴を含む脛骨コンポーネントと、
　を備える人工膝関節であって、
　前記ヒンジ支柱延長部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴に機能可能となるように配置されるとき、前記ヒンジ支柱延長部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の第１の端部を通って前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の第２の端部から突出し、前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の前記第１の端部及び前記第２の端部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の両端部からなり、前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱延長部が前記第２のヒンジ支柱延長部用穴内に配置されるようになっていることを特徴とする人工膝関節。
【請求項２】
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントとの間に配置される半月板コンポーネントをさらに備え、前記大腿骨コンポーネントが関節顆支持表面を含むと共に、該半月板コンポーネントが前記大腿骨コンポーネントの前記関節顆支持表面と面しこれと協働する協働支持表面と、ヒンジ支柱用穴とを含み、前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱が前記ヒンジ支柱用穴内に配置されるようになっている、請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項３】
　前記脛骨コンポーネントが回転突起を含み、該回転突起が該前記半月板コンポーネントの切り抜き部と協働して前記ヒンジ支柱延長部の長手方向軸線周りの前記半月板コンポーネントの回転を案内する、請求項２に記載の人工膝関節。
【請求項４】
　前記回転突起が、前記脛骨コンポーネントの脛骨トレイに略平行に延びるリップを含み、前記回転突起のリップが前記半月板コンポーネントの前記切り抜き部に形成される対向するリップに面し、前記半月板コンポーネントのリップが前記脛骨トレイに略垂直な方向に見て前記脛骨トレイと前記回転突起のリップとの間に配置される、請求項３に記載の人工膝関節。
【請求項５】
　前記人工膝関節が止めねじをさらに備え、前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の前記第１の端部にねじ部が形成され、前記止めねじが前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の前記ねじ部と係合し、前記ヒンジ支柱延長部がロック用テーパ部を含み、前記第１のヒンジ支柱延長部用穴が前記ロック用テーパ部と協働する協働テーパ部を含み、前記第１のヒンジ支柱延長部用穴に前記止めねじを螺入することにより、前記ロック用テーパ部を前記協働テーパ部とロック式に係合させる、請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項６】
　前記人工膝関節が前記大腿骨コンポーネントに接続される軸受箱をさらに備え、該軸受箱が前記ヒンジ支柱と前記大腿骨コンポーネントとの間に介挿され、前記ヒンジ支柱が前記人工膝関節の屈曲及び伸展の際に前記大腿骨コンポーネントと接触しないようになっており、前記軸受箱が過伸展止めを含むと共に、前記ヒンジ支柱が過伸展止め表面を含み、前記過伸展止めが前記過伸展止め表面と接触して予め定められた過伸展点を越えて前記人工膝関節がさらに過伸展することを防止する、請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項７】
　前記過伸展止めが凸状突起からなる、請求項６に記載の人工膝関節。
【請求項８】
　前記過伸展止め表面が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の凹状部分からなる、請求項６に記載の人工膝関節。
【請求項９】
　前記予め定められた過伸展点は、前記人工膝関節が４度の過伸展となる点である、請求項６に記載の人工膝関節。
【請求項１０】
　前記関節顆支持表面が、第１の曲率半径を有する第１の部分と、第２の曲率半径を有する第２の部分とを含み、前記第１の部分が前記半月板コンポーネントの前記協働支持表面に接触するとき、前記大腿骨コンポーネントが一定の回転軸線を維持し、前記大腿骨コンポーネントの前記第２の部分が前記半月板コンポーネントの前記協働支持表面に接触するとき、前記大腿骨コンポーネントの前記回転軸線が前記半月板コンポーネントから離れる方向に移動し、前記大腿骨コンポーネントの前記第２の部分が前記人工膝関節の３度の過伸展で前記半月板コンポーネントに接触する、請求項２に記載の人工膝関節。
【請求項１１】
　前記ヒンジ支柱延長部がねじ穴を含む、請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項１２】
　ヒンジ支柱が回転可能に接続されている大腿骨コンポーネントと、
　前記ヒンジ支柱から延びるヒンジ支柱延長部と、
　第１のヒンジ支柱延長部用穴を含む脛骨コンポーネントと、
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントとの間に配置される半月板コンポーネントと、
　を備える人工膝関節であって、該人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱延長部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴内に配置され、前記ヒンジ支柱が前記脛骨コンポーネントによって前記ヒンジ支柱延長部の長手方向軸線に垂直な方向の変位について完全に制限され、前記大腿骨コンポーネントが前記ヒンジ支柱延長部の前記長手方向軸線周りに回転可能となり、前記大腿骨コンポーネントが関節顆支持表面を含み、前記半月板コンポーネントが前記大腿骨コンポーネントの前記関節顆支持表面と当接する協働支持表面を含むことを特徴とする人工膝関節。
【請求項１３】
　前記半月板コンポーネントがヒンジ支柱用穴を含み、前記人工膝が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱が前記ヒンジ支柱用穴内に配置され、前記半月板コンポーネントが前記ヒンジ支柱の長手方向軸線周りに回転可能となる、請求項１２に記載の人工膝関節。
【請求項１４】
　前記人工膝関節が前記大腿骨コンポーネントに接続される軸受箱をさらに備え、該軸受箱が前記ヒンジ支柱と前記大腿骨コンポーネントとの間に介挿され、前記ヒンジ支柱が前記人工膝関節の屈曲及び伸展の際に前記大腿骨コンポーネントと接触しないようになっており、前記軸受箱が過伸展止めを含むと共に、前記ヒンジ支柱が過伸展止め表面を含み、前記過伸展止めが前記過伸展止め表面と接触して予め定められた過伸展点を越えて前記人工膝関節がさらに過伸展することを防止する、請求項１２に記載の人工膝関節。
【請求項１５】
　前記ヒンジ支柱が、前記ヒンジ支柱延長部を内部に配置するのに適したサイズの細長い第２のヒンジ支柱延長部用穴を含み、前記ヒンジ支柱延長部が前記第２のヒンジ支柱延長部用穴に機能可能となるように配置されるとき、前記ヒンジ支柱延長部が前記第２のヒンジ支柱延長部用穴の第１の端部を通って前記ヒンジ支柱延長用穴の第２の端部から突出し、前記第２のヒンジ支柱延長部用穴の前記第１の端部及び第２の端部が前記第２のヒンジ支柱延長部用穴の両端部からなる、請求項１２に記載の人工膝関節。
【請求項１６】
　ヒンジ支柱延長部を内部に配置するのに適したサイズの細長い第１のヒンジ支柱延長部用穴を含むヒンジ支柱が回転可能に接続されている大腿骨コンポーネントと、第２のヒンジ支柱延長部用穴を含む脛骨コンポーネントと、前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントとの間に配置される半月板コンポーネントとから形成される人工膝関節であって、前記ヒンジ支柱延長部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴に機能可能となるように配置されるとき、前記ヒンジ支柱延長部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の第１の端部を通って前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の第２の端部から突出し、前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の前記第１の端部及び前記第２の端部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴の両端部からなり、前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱延長部が前記第２のヒンジ支柱延長部用穴内に配置され、前記大腿骨コンポーネントが関節顆支持表面を含み、前記半月板コンポーネントが前記大腿骨コンポーネントの前記関節顆支持表面に面しこれと協働する協働支持表面を含む人工膝関節において、コンポーネントの選択を容易にする方法であって、
　前記脛骨コンポーネントの前記ヒンジ支柱延長部用穴内に予め定められた距離だけ延びるような前記半月板コンポーネントに対する相対的サイズを有した前記ヒンジ支柱延長部と共に、前記半月板コンポーネントを梱包するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項１７】
　前記半月板コンポーネントがヒンジ支柱用穴を含み、前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱が前記ヒンジ支柱用穴内に配置される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
　前記予め定められた距離が４センチメートルである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
　ヒンジ支柱が回転可能に接続されている大腿骨コンポーネントと、
　前記ヒンジ支柱から延びるヒンジ支柱延長部と、
　第１のヒンジ支柱延長部用穴を含む脛骨コンポーネントと、
　前記大腿骨コンポーネントに接続される軸受箱と、
　を備える人工膝関節であって、
　該人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるときに前記ヒンジ支柱延長部が前記第１のヒンジ支柱延長部用穴内に配置され、前記軸受箱が前記ヒンジ支柱と前記大腿骨コンポーネントとの間に介挿され、前記ヒンジ支柱が前記人工膝関節の屈曲及び伸展の際に前記大腿骨コンポーネントに接触しないようになっており、前記軸受箱が過伸展止めを含むと共に、前記ヒンジ支柱が過伸展止め表面を含み、前記過伸展止めが前記過伸展止め面に接触して予め定められた過伸展点を越えて前記人工膝関節がさらに過伸展することを防止することを特徴とする人工膝関節。
【請求項２０】
　前記予め定められた過伸展点は、前記人工膝関節が４度の過伸展となる点である、請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２１】
　前記過伸展止めが凸状突起からなる、請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２２】
　前記過伸展止め表面が前記ヒンジ支柱延長部を内部に配置するのに適したサイズの細長い第２のヒンジ支柱延長部用穴の凹状部分からなる、請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２３】
　大腿骨コンポーネントと、
　脛骨コンポーネントと、
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントとの間に配置される半月板コンポーネントと、
　を備える人工膝関節であって、
　前記大腿骨コンポーネントが関節顆支持表面を含み、前記半月板コンポーネントが前記大腿骨コンポーネントの前記関節顆支持表面に面しこれと協働する協働支持表面を含み、前記関節顆支持表面が、第１の曲率半径を有する第１の部分と、第２の曲率半径を有する第２の部分とを有し、前記第１の部分が前記半月板コンポーネントの前記協働支持表面に接触するとき、前記大腿骨コンポーネントが一定の回転軸線を維持し、前記大腿骨コンポーネントの前記第２の部分が前記半月板コンポーネントの前記協働支持表面に接触するとき、前記大腿骨コンポーネントの前記回転軸線が前記半月板コンポーネントから離れる方向に移動し、前記大腿骨コンポーネントの前記第２の部分が前記人工膝関節の３度の過伸展で前記半月板コンポーネントと接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項２４】
　ヒンジ支柱が回転可能に接続されている大腿骨コンポーネントと、
　脛骨コンポーネントと、
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントの間に配置される半月板コンポーネントと、
　ロッククリップと、
　を備える人工膝関節であって、
　前記大腿骨コンポーネントが関節顆支持表面を含み、前記半月板コンポーネントが前記大腿骨コンポーネントの前記関節顆支持表面と面しこれと協働する協働支持表面を含み、前記半月板コンポーネントが穴を含み、前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱が前記穴内に配置され、前記半月板コンポーネントがロッククリップ用穴を含むと共に、前記ヒンジ支柱がロッククリップ用溝を含み、前記ロッククリップが前記ロッククリップ用穴を通って前記ロッククリップ用溝と係合して、前記ヒンジ支柱を前記ヒンジ支柱用穴内に保持することを特徴とする人工膝関節。
【請求項２５】
　ヒンジピンによりヒンジ支柱が回転可能に接続されている大腿骨コンポーネントであって、前記ヒンジ支柱が前記ヒンジピンの長手方向軸線周りに回転可能であり、前記ヒンジピンがその第１の端部に六角形の窪みを含み、前記第１の端部が前記大腿骨コンポーネントと面一となる大腿骨コンポーネントと、
　前記六角形の窪み内に配置され、前記ヒンジピンの前記第１の端部と面一となるヒンジピンプラグと、
　を備えることを特徴とする人工膝関節。
【請求項２６】
　前記ヒンジピンプラグが超高分子量ポリエチレンから形成される、請求項２５に記載の人工膝関節。
【請求項２７】
　前記人工膝関節が、
　前記ヒンジ支柱から延びるヒンジ支柱延長部と、
　ヒンジ支柱延長部用穴を含む脛骨コンポーネントと、
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントの間に配置される半月板コンポーネントと、
　をさらに備え、
　前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱延長部が前記ヒンジ支柱延長部用穴内に配置され、前記大腿骨コンポーネントが関節顆支持表面を含み、前記半月板コンポーネントが、前記大腿骨コンポーネントの前記関節顆支持表面と面しこれと協働する協働支持表面と、ヒンジ支柱用穴とを含み、前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱が前記ヒンジ支柱用穴内に配置される、請求項２５に記載の人工膝関節。
【請求項２８】
　大腿骨コンポーネントと、
　脛骨コンポーネントと、
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントの間に配置される半月板コンポーネントと、
　人工膝関節の屈曲及び伸展の際に前記前記脛骨コンポーネントへの大腿骨コンポーネントの接続を保持するための手段と、
　を備え、前記大腿骨コンポーネントが関節顆支持表面を含み、前記半月板コンポーネントが前記大腿骨コンポーネントの前記関節顆支持表面に面しこれと協働する協働支持表面を含み、前記大腿骨コンポーネントが前記脛骨コンポーネントに回転可能に接続されていることを特徴とする人工膝関節。
【請求項２９】
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントの接続を保持するための前記手段が、前記大腿骨コンポーネントに回転可能に接続され且つ前記脛骨コンポーネントの細長い穴の中へ予め定められた距離だけ延びているヒンジ支柱延長部からなる、請求項２８に記載の人工膝関節。
【請求項３０】
　前記予め定められた距離が４センチメートルである、請求項２９に記載の人工膝関節。
【請求項３１】
　前記脛骨コンポーネントへの前記大腿骨コンポーネントの接続を保持するための前記手段が、
　前記大腿骨コンポーネントに回転可能に接続されるヒンジ支柱と、
　ロッククリップと、
　を含み、前記半月体コンポーネントが穴を含み、前記人工膝関節が機能可能となるように組み立てられるとき、前記ヒンジ支柱が前記穴内に配置され、前記半月板コンポーネントがロッククリップ用穴を含むと共に、前記ヒンジ支柱がロッククリップ用溝を含み、前記ロッククリップが前記ロッククリップ用穴を通って前記ロッククリップ用溝と係合して、前記ヒンジ支柱を前記ヒンジ支柱用穴内に保持する、請求項２８に記載の人工膝関節。
【請求項３２】
　前記大腿骨コンポーネントと前記脛骨コンポーネントの接続を保持するための前記手段が、
　環状溝を含み、前記大腿骨コンポーネントに回転可能に接続されているヒンジ支柱延長部と、
　環状ロック突起及び保持フランジを含む脛骨ブッシングと、
　を含み、前記脛骨コンポーネントが脛骨ブッシング拡張溝を有し、前記保持フランジが前記脛骨ブッシング拡張溝に配置され、前記環状ロック突起が前記環状ロック溝に係合する、請求項２８に記載の人工膝関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、人工関節、より詳細には、モジュール式ヒンジ支柱及び回転軸受を有する拘束式人工膝関節に関する。
【背景技術】
【０００２】
　概括していうと、膝関節は大腿骨の遠位部分にある一対の関節顆によって形成され、その下側表面はこれに応じた形状の脛骨の近位表面平坦部によって支えられる。大腿骨と脛骨は、後十字靭帯、外側側副靭帯、内側側副靭帯、前十字靭帯などの靭帯によって接続されている。これらの靭帯は、大腿骨及び脛骨によって形成される関節（すなわち膝関節）に安定性を与える。
【０００３】
　広い意味で、人工膝関節は、拘束式か非拘束式であるとみなし得る。この検討において、拘束式人工膝関節は、ヒンジ構造によって機械的に相互に連結または拘束されている人工大腿骨コンポーネント及び人工脛骨コンポーネント（人工大腿骨構成要素及び人工脛骨構成要素）を含む。非拘束式人工膝関節は、機械的に連結されていない大腿骨コンポーネント及び脛骨コンポーネント（大腿骨構成要素及び脛骨構成要素）及びを含む。非拘束式膝関節は、関節に安定性を与えるために患者の既存の靭帯を利用する。これを考慮に入れると、拘束式人工膝関節は、患者が靭帯損傷を受けた場合及び／又は既存の靭帯が膝関節に適切な支持及び安定性を与えていない場合に特に適合性を有する。
【０００４】
　人工膝関節の脛骨コンポーネントは、脛骨トレイが人工膝関節の半月板コンポーネント（半月板構成要素）を形成する一体的構造として形成され得る。他の様々な人工膝関節は、脛骨コンポーネントとは別個にモジュール式の半月板コンポーネントを利用する。モジュール式半月板コンポーネントを利用する装置には、半月板コンポーネント（すなわち、脛骨支持表面）が脛骨コンポーネントの脛骨トレイ部に固定されてこれに対して相対運動を行うことができないようになっている装置が含まれる。代替的な装置では、脛骨トレイに対して相対運動を行うことができるモジュール式半月板コンポーネントを利用する。半月板コンポーネントと脛骨コンポーネントとの間で相対的回転運動が行われる装置は、通常、回転軸受膝関節と呼ばれる。回転軸受膝関節は、軸受（すなわち、半月板コンポーネント）と脛骨トレイとの間の運動並びに大腿骨コンポーネントと脛骨軸受との間の運動を許容する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　従来技術の拘束式膝関節は、まずヒンジ支柱延長部が（脛骨コンポーネントから端部が突出した状態で）脛骨コンポーネント内に配置され、その後、ヒンジ支柱（大腿骨コンポーネントに回転可能に取り付けられている）をヒンジ支柱延長部の突出端部上に配置した後に例えばヒンジ支柱延長部をヒンジ支柱にねじ込むことによってヒンジ支柱延長部をヒンジ支柱に接続することによって、ヒンジ支柱延長部が大腿骨コンポーネントに接続されるようになっている構造を含む。この接続を行った後、半月板コンポーネントが大腿骨コンポーネントと脛骨コンポーネントとの間の所定位置に挿入される。この従来技術の人工膝関節に利用される半月板コンポーネントは脛骨コンポーネントに固定される。
【０００６】
　本発明は、回転軸受を有した拘束式人工膝関節に関する。本発明の人工膝関節は、移植を容易にするように構成されている。本発明は、さらに、複数の適合するモジュール式ヒンジ支柱と半月板コンポーネントの対を有する人工膝関節インプラントセットに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明は、比較的低侵襲的な処置において人工膝関節の移植を容易にするカニューレ状ヒンジ支柱を有した改良タイプの拘束式人工膝関節を提供する。本発明の人工膝関節インプラントセットは、別個に梱包された大腿骨コンポーネントと、別個に梱包された脛骨コンポーネントと、ヒンジ支柱延長部及び半月板コンポーネントを含んだ第３の梱包品とを含む。このように人工膝関節の個々のコンポーネントを梱包することによって、適切なヒンジ支柱延長部を容易に入手できるようにする。ヒンジ支柱と大腿骨コンポーネントとの間には、軸受箱が配置されている。軸受箱は、ヒンジ支柱と協働して人工膝関節の過伸展を防ぐ過伸展止めを含む。本発明の拘束式人工膝関節の係合が外れることを防止するために、様々な構造が利用される。
【０００８】
　本発明に従って構成される人工膝関節は、１対の関節顆表面と関節顆表面同士の間で大腿骨コンポーネントに回転可能に接続されるヒンジ支柱とを有する大腿骨コンポーネントを含む。ヒンジ支柱は、カニューレ状であり、その中にヒンジ支柱延長部のシャフトを挿入することができる。ヒンジ支柱及びヒンジ支柱延長部は、ヒンジ支柱延長部をヒンジ支柱にロックするために協働するロック用テーパ部を含む。さらに、ヒンジ支柱は、ヒンジ支柱延長部をさらに所定の位置に保持するために止めねじをねじ込むことができるように雌ねじ部を含む。脛骨コンポーネントは、ヒンジ支柱を着座させるためのヒンジ支柱延長部開口を含む。半月板コンポーネントは、同様に、ヒンジ支柱及びヒンジ支柱延長部を収容するための開口を含む。本発明の半月板コンポーネントは、膝関節の屈曲及び伸展の際にヒンジ支柱の周りを自由に回転できる。
【０００９】
　前部でカニューレ状のヒンジ支柱を通してヒンジ支柱延長部を配置して固定することができることによって、比較的小さい侵襲の膝関節置換処置を可能にするので有利である。
【００１０】
　本発明は、好都合には、大腿骨コンポーネントの関節顆表面と同一平面の回転軸受を有する拘束式人工膝関節を提供する。
【００１１】
　本発明の他の利点は、補綴コンポーネントの梱包、特に半月板コンポーネントと一緒に適切なヒンジ支柱延長部を梱包することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
　本発明の上記及びその他の特徴及び利点及びそれを得る方法は、添付図面と一緒に本発明の実施形態に関する以下の説明を参照することによってより明確になり、発明自体も同様により良く理解できるであろう。
【００１３】
　図面全体を通じて、対応する参照記号は対応する部品を示している。図面は本発明の実施形態を示しているが、図面は必ずしも正確な縮尺ではなく、本発明をより良く図解し説明するためにある種の特徴が誇張されている場合がある。本出願において示される具体例は本発明の実施形態を選択肢として示すものであり、これらの具体例は決して本発明の範囲を限定するものとしてみなされるべきではない。
【００１４】
　図面、特に図２を参照すると、本発明による人工膝関節２０が示されている。人工膝関節２０は、通常、大腿骨コンポーネント２２と、脛骨コンポーネント２４と、半月板コンポーネント２６とを含む。ヒンジ支柱４０は、大腿骨コンポーネント２２に回転可能に接続されており、細長いヒンジ支柱延長部用穴１１２（図３〜図６、図１３及び図１４）を含む。この細長い穴１１２内へのヒンジ支柱延長部４２の配置に適合している。ヒンジ支柱延長部４２は、その後、半月板コンポーネント２６のヒンジ支柱用穴１１４及び脛骨コンポーネント２４のヒンジ支柱延長部用穴１１０（図３〜図６、図１３及び図１４）を通る。ヒンジ支柱４０の細長いヒンジ支柱延長部用穴１１２は、本発明の人工膝関節２０の移植手術の際にヒンジ支柱延長部の前部配置を可能にするので有利である。
【００１５】
　図２に示されているように、ヒンジ支柱延長部４２は、ロック用テーパ部４６と、円筒形の延長部４８とを含む。ヒンジ支柱延長部用穴１１２は、ロック用テーパ部４６と協働してヒンジ支柱延長部４２をヒンジ支柱４０にロックするために、適合するロック用テーパ部を含む。ヒンジ支柱延長部４２を穴１１２、１１４及び１１０に通した後、ヒンジ支柱４０の細長い穴１１２のヒンジプラグ用ねじ部５４にヒンジプラグ３８を螺入することができる（図４）。ヒンジプラグ３８は、ヒンジ支柱延長部４２の端部に当接し、それによって細長い穴１１２にモールステーパ４６をロックし易くする。１つの例示の実施形態においては、ロック用テーパ部４６は、２度のロック用テーパ部である。人工膝関節２０が図１に示されているように組み立てられたとき、関節顆支持表面２８、３０は半月体コンポーネント２６の支持表面８６、８８（図２を参照）と当接する。
【００１６】
　ヒンジ支柱延長部４２は、例えばコバルトクロム合金などの不活性金属からなる一体的構造体として形成されることが典型的である。しかしながら、ヒンジ支柱延長部４２は、チタンなど生体適合性を有する他の金属又は合金から構成してもよい。本出願を通じて、コバルトクロム合金から形成される様々なコンポーネントについて言及される。このようなコンポーネントは、周知の通り、チタンなど生体適合性を有する他の金属又は合金から構成することもできる。図４に示されているように、ヒンジプラグ３８をヒンジ支柱４０のヒンジプラグ用ねじ部に螺入するためにヒンジプラグ用レンチ１０２が使われる。図９に示されているように、ヒンジプラグ３８は、ヒンジプラグ３８とヒンジ支柱４０のヒンジプラグ用ねじ部との間をロック接続するために、ロック材１００を含んでいる。１つの例示の実施形態において、ヒンジプラグはコバルトクロム合金から形成される。ロック材１００は、例えば超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）など適切な生体適合性ポリマから成る。
【００１７】
　例えば図２に示されているように、大腿骨コンポーネント２２は、関節顆支持表面２８、３０を含み、その間に軸受箱壁７６が位置している。大腿骨コンポーネント２２は、外側壁８２をさらに含むが、図２においてはそのうちの１つしか見えていない。関節顆支持表面２８、３０は、当該産業分野で周知の通り、滑らかで十分に研磨され、概略長球形状になっており、外側壁８２から外側に延びている。大腿骨コンポーネント２２は、当該技術分野で公知となっているように、大腿骨１１６（図３〜図５、図１３及び図１４）に挿入するためのモジュール式の大腿骨ステム３２をさらに含む。大腿骨コンポーネント２２は、内側壁８０をさらに含むが、図２においてはそのうち１つしか見えていない。内側壁８０は、軸受箱壁７６に対して実質的に垂直であり、そこから外側に延びている。大腿骨コンポーネント２２は、例えばコバルトクロム合金など不活性金属の一体的構造体として形成されることが典型的である。
【００１８】
　軸受箱７０は、図１に示されているように、大腿骨コンポーネント２２の関節顆支持表面同士の間に配置されるように構成されている。軸受箱７０は、さらに図１０〜図１２にも示されており、取付突起７２と、ヒンジピン用穴６２と、過伸展止め６６と、回転防止表面７８とを含んでいる。図２に示されているように、大腿骨コンポーネント２２は、取付突起７２を受容するサイズの取付突起用穴７４を有する。図１は、大腿骨コンポーネント２２に動作可能に配置されている軸受箱７０を示しており、回転防止表面７８が大腿骨コンポーネント２２の軸受箱壁７６と面一になり、取付突起７２が取付突起用穴７４内に受容された状態になっている。回転防止表面７８と軸受箱壁７６との当接関係は、取付突起７２の長手方向軸線周りに軸受箱７０が回転するのを阻止する。軸受箱７０が大腿骨コンポーネント２２上に配置されると、軸受箱７０のヒンジピン用穴６２は大腿骨コンポーネント２２のヒンジピン用ねじ穴５６及びヒンジピン用ねじ穴５８と整列する。軸受箱７０は、例えばＵＨＭＷＰＥなどの任意の適したプラスティックから形成することができる。
【００１９】
　ヒンジ支柱４０は、ヒンジピン３４を通して大腿骨コンポーネント２２に回転可能に接続される。ヒンジ支柱４０は、軸受箱７０の対向する壁の間に配置され、ヒンジピン用穴５２が穴５６、５８及び６２と整列するように配置される。このように、軸受箱７０の対向する壁は、ヒンジ支柱４０と大腿骨コンポーネント２２の内側壁８０との間の軸受表面として機能する。軸受箱７０の対向する壁の間にヒンジ支柱４０を配置する前に、ヒンジ支柱４０のヒンジピン用穴５２内にヒンジピン用スリーブ３６が機能を果たし得るように配置される。ヒンジ支柱４０は、コバルトクロム合金から形成されるのに対して、ヒンジピン用スリーブ３６はＵＨＭＷＰＥなど適したプラスティックから形成される。ヒンジピン用スリーブ３６は、ヒンジ支柱のヒンジピン用穴５２とヒンジピン３４との間の軸受として機能する。従って、ヒンジピン用スリーブ３６は、ヒンジピン３４を収容するサイズのヒンジピン用穴５０を含んでいる。軸受箱７０の対向する壁の間にヒンジ支柱４０を配置した後、ヒンジピン３４が穴５６、６２、５０及び５８に通して配置される。その後、ヒンジピン３４の頭部が外側壁８２と面一になるまで、ヒンジピンのねじ部６０がヒンジピン用ねじ穴５６に螺入される。
【００２０】
　図１に示されているように、上述のヒンジピン３４が設置された後、ヒンジピン３４の六角形の窪みにヒンジピンプラグ１２０が配置される。ヒンジピンプラグ１２０は、ヒンジピン３４の六角形の窪みに配置されると、ヒンジピン３４の頭部と面一になる。使用の際、ヒンジピンプラグ１２０は、ヒンジピン３４の六角形の窪みの中に異物が進入するのを防止する。例えば、ヒンジピンプラグ１２０は、ヒンジピン３４の六角形の窪みの中に骨セメントが入るのを防ぐと共に、この中まで骨が成長するのを防ぐ。上述した大腿骨コンポーネント２２へのヒンジ支柱の接続は、大腿骨コンポーネント２２の移植前に行われる。組み立ては製造環境の中で行われることが望ましいので、大腿骨コンポーネント２２は、上述の通り事前に組み立てられた軸受箱７０、ヒンジ支柱４０、ヒンジピン用スリーブ３６、ヒンジピン３４及びヒンジピンプラグ１２０と一緒に梱包され、販売される。
【００２１】
　大腿骨コンポーネント２２へのヒンジ支柱４０の事前組み立ては、従来技術の拘束式膝関節に必要であった多数の精細な組み立てステップ（その多くは移植の際に実施される）を排除する。さらに、上述したヒンジ支柱４０と大腿骨コンポーネント２２との組み立ては、人工膝関節２０の様々な部分の交換を容易にする。特に、大腿骨コンポーネント２２にヒンジピン３４をねじ接続することによって、例えば、軸受箱７０、ヒンジピン用スリーブ３６及びヒンジ支柱４０を含む人工膝関節２０の様々なコンポーネントの除去及び交換を可能とさせている。
【００２２】
　使用の際、大腿骨幹が大腿骨コンポーネント２２の外側壁８２に当接して、関節顆支持表面２８、３０の下面まで延びることができる。ヒンジピン３４を取り外す際、大腿骨幹の比較的小さい部分を除去してヒンジピンへの接近路を提供するために、ホールソー（冠のこ）が使用される。大腿骨コンポーネント２２は、その移植のために大腿骨幹を広範囲に除去する必要がなく（骨幹が関節顆支持表面２８、３０の下面まで延びることができるので）、さらに例えばヒンジ支柱４０、軸受箱７０又はヒンジピン用スリーブ３６を交換するために大腿骨コンポーネント２２を取り外す必要がないので、有利である。ヒンジピン３４に接近する場合（例えば上述のホールソーを使って）、大腿骨コンポーネント２２からヒンジピン３４を外すために六角レンチをヒンジ・ピン３４の六角形の窪みに挿入できるように六角形の窪みに接近するために、例えばメス及び鉗子を使ってヒンジピンプラグ１２０が除去される。
【００２３】
　人工膝関節２０は、１対の過伸展止め機構を含んでいる。第１の過伸展止めは、関節顆支持表面２８、３０において残余の関節顆支持表面に比べて曲率半径が増した部分から成る。この曲率半径増大部分は３度の過伸展で半月板コンポーネント２６に接触して、それ以上の過伸展を防止させるように機能する。過伸展が続く場合、曲率半径増大領域は大腿骨コンポーネント２２を半月板コンポーネント２６から離昇させる。第２の過伸展止め機構は、人工膝関節２０のそれ以上の過伸展を防ぐために４度の過伸展で機能するようになっている。第２の過伸展止め機構は、ヒンジ支柱４０の過伸展止め表面６６及び軸受箱７０の過伸展止め６８から成る。過伸展止め表面６６は、例えば図２及び図３に示されているように、カニューレ状ヒンジ支柱４０の凹状後壁から成る。軸受箱７０の過伸展止め６８は、回転防止表面７８の反対側の軸受箱後壁から延びる突起から成る。過伸展止め６８は、図１２に示されているように凸状外側表面を含んでいる。ヒンジ支柱４０の過伸展止め表面６６は軸受箱の過伸展止め６８と協働して、人工膝関節の過伸展止めを提供する。凹状過伸展止め表面６６は、人工膝関節２０のさらなる過伸展を防止するために４度の過伸展で軸受箱７０の過伸展止め６８の凸状外側表面にぴったりと重なる。
【００２４】
　脛骨コンポーネント２４が、図１〜図５、図８、図１３及び図１４に描かれている。例えば図２に示されているように、脛骨コンポーネント２４は、脛骨ステム９２に接続される脛骨トレイ９８を含んでいる。安定化リブ９４は、脛骨ステム９２に対して脛骨トレイ９８を安定させ、脛骨１１８（例えば図３を参照）の中で脛骨コンポーネントが回転するのを妨げる。１つの例示の実施形態において、脛骨コンポーネント２４は、コバルトクロム合金から形成される。脛骨コンポーネント２４は、ヒンジ支柱延長部用穴１１０に配置される脛骨ブッシング６４をさらに含んでいる。脛骨ブッシング６４は、ＵＨＭＷＰＥなどのプラスティックから形成されており、ヒンジ支柱延長部４２と脛骨コンポーネント２４のヒンジ支柱延長部用穴１１０との間の軸受表面を提供する。上述したように、半月板コンポーネント２６は、回転軸受を構成するので、ヒンジ支柱延長部４２は脛骨コンポーネント４２に対して相対的に回転する。脛骨ブッシング６４は、ヒンジ支柱延長部４２のこの回転を容易にする。
【００２５】
　脛骨コンポーネント２４は、回転突起９６をさらに含む。例えば図３に示されているように、回転突起９６は、脛骨コンポーネント２４の脛骨トレイ９８から上向きに突出し、さらに脛骨トレイ９８と実質的に平行な平面内を延びている。回転突起９６は、さらに下で説明されているように、半月板コンポーネント２６の切り抜き部９０と協働して、ヒンジ支柱延長部４２周りの半月板コンポーネント２６の回転を案内する。
【００２６】
　半月板コンポーネント２６の１つの実施形態が図１〜図７、図１３及び図１４に示されている。半月板コンポーネント２６は、ＵＨＭＷＰＥなどの適したプラスティックから形成され、大腿骨コンポーネント２２と脛骨コンポーネント２４との間の回転支持表面を提供する。半月板コンポーネント２６は、人工膝関節２０の運動の際に大腿骨コンポーネント２２の関節顆支持表面２８、３０と接触する支持表面８６、８８を含んでいる。上述したように、半月板コンポーネント２６は、ヒンジ支柱４０、従ってヒンジ支柱延長部４２を通すためのヒンジ支柱用穴１１４をさらに含んでいる。半月板コンポーネント２６は、回転軸受を形成するために、ヒンジ支柱延長部４２の長手方向軸線周りに回転するように機能し得る。
【００２７】
　本発明に従って様々な高さの半月板コンポーネントを構成することができる。本発明の１つの有利な態様においては、半月板コンポーネント２６は、コンポーネントの選択を容易にするために、また１つの実施形態においては脛骨コンポーネント２４にヒンジ支柱延長部４２を適切に延長できるように、販売、使用用に、ヒンジ支柱延長部４２と共に梱包される。脛骨コンポーネント２４へのヒンジ支柱延長部４２の延長は、人工膝関節２０を移植した後これが分離するのを防ぐ機能を果たす。当該技術分野において公知となっているように、人工膝関節の大腿部コンポーネントは、状況によっては、ヒンジ支柱延長部の長手方向軸線に平行な方向に脛骨コンポーネントに対してこれから離れるように動くことができる。これを考慮して、ヒンジ支柱延長部４２は、大腿骨コンポーネント２２が上述したように動く状況においても脛骨コンポーネント２４内に保持されるのに十分な長さに作られる。１つの例示の実施形態では、ヒンジ支柱延長部４２は、脛骨コンポーネント２４のヒンジ支柱延長部用穴１１０の中に４センチメートル延びている。
【００２８】
　半月板コンポーネント２６は、脛骨コンポーネント２４の回転突起９６と協働して半月板コンポーネント２６の回転を案内し、半月板コンポーネント２６が脛骨コンポーネント２４の脛骨トレイ９８から持ち上がるのを妨げる切り抜き部９０を含んでいる。例えば図３に示されているように、切り抜き部９０は、回転突起９６の部分のうち、脛骨トレイ９８を含む平面に実質的に平行な平面内に延びている部分（すなわち、リップ）を収容し、半月板コンポーネント２６の一部（すなわち、リップ）が、脛骨トレイ９８を含む平面に実質的に垂直な方向に見て回転突起９６と脛骨トレイ９８との間に配置されるようになっている。この構成は、半月板コンポーネント２６がヒンジ支柱延長部４２の長手方向軸線に平行な方向に脛骨トレイ９８から遠ざかるように変位するのを阻止するように機能する。さらに、回転突起９６は、ヒンジ支柱延長部４２の長手方向軸線周りの半月板コンポーネント２６の回転を制限するよう切り抜き部９０の裏面に作用する。
【００２９】
　図５に示されているように、半月板コンポーネント２６は、人工膝関節２０からヒンジ支柱延長部４２が取り外されたとき、脛骨コンポーネント２４と大腿骨コンポーネント２２との間から外に摺動させることができる。図に示されているように、ヒンジ支柱用穴１１４は、半月板コンポーネント２６を大腿骨コンポーネント２２と脛骨コンポーネント２４との間の位置から外に摺動されることができるように、ヒンジ支柱４０の回転を許容するサイズになっている。このような構成によって、ヒンジ支柱４０を取り外す必要なく、移植された半月板コンポーネント２６を交換することが可能となる。図５は、半月板コンポーネント２６を交換するためにヒンジ支柱延長部４２を取り外すところを示している。図示されているように、ヒンジプラグレンチ１０２は、ヒンジプラグ３８を取り外すためにこれと係合する。ヒンジプラグ３８を取り外した後、スラップハンマ１０４がヒンジ支柱延長部４２のねじ穴４４に螺合される。次に、ヒンジ支柱延長部４２を取り外せるように細長いヒンジ支柱延長部用穴１１２へのロック用テーパ部の係合を解除するために、スラップハンマ１０４を利用することができる。
【００３０】
　図１３及び図１４は、本発明の人工膝関節の代替実施形態を示している。この代替実施形態は、ロック用テーパ部４６ａ、円筒形延長部４８ａ及びフランジ１０６を有したヒンジ支柱延長部４２ａを利用している。この実施形態では、ロック用テーパ部４６ａを細長いヒンジ支柱延長部用穴１１２に着座させてその中でロックするようにヒンジ支柱延長部４２ａの上に力を加えるために、ロック器具を利用することができる。フランジ１０６は、ヒンジ支柱延長部４２ａの取り外しを容易にするために利用できる。図１３に示されているように、ヒンジ支柱延長部４２ａの２次的ロックとして止めねじ１０８を利用することができる。その他の全ての点で、図１３及び図１４に示されている人工膝関節は、本発明に従った人工膝関節の第１の実施形態に関して上に説明した通りに構成されている。
【００３１】
　図１５、図１６及び図１７は、本発明のヒンジ支柱延長部及び脛骨ブッシングの代替実施形態を示している。この実施形態では、脛骨コンポーネント２４ａは、ヒンジ支柱延長部用穴１１０に形成される環状脛骨ブッシング拡張溝１２２を含んでいる。脛骨ブッシング６４ａは、環状脛骨ブッシング拡張溝１２２内に配置される保持フランジ１３０を含んでいる。図１５は、ヒンジ支柱延長部の円筒形延長部４８ｂを脛骨コンポーネント２４ａ内に配置される脛骨ブッシング６４ａ内に挿入するところを示している。円筒形延長部４８ｂが脛骨ブッシング６４ａ内に進むと、傾斜面１２６は脛骨ブッシング６４ａの環状ロック突起１２８に接触して保持フランジ１３０を外向きに動かし、円筒形延長部４８ｂを図１７に示されている着座位置まで進めさせることができる。環状脛骨ブッシング拡張溝１２２は、脛骨ブッシング６４ａ内に円筒形延長部４８ｂを配置できるように保持フランジ１３０の半径方向の拡張を可能にするサイズである。完全に着座した位置（図１７）では、円筒形延長部４８ｂは、環状ロック溝１２４に環状ロック突起１２８が係合することによって、所定の位置にロックされる。さらに、保持フランジ１３０は、環状脛骨ブッシング拡張溝１２２と協働して、脛骨ブッシング６４ａの軸線方向の変位、従って円筒形延長部４８ｂの軸線方向の変位を阻止する。この実施形態では、大腿骨コンポーネントは半月板コンポーネントと当接する関係に保持され、大腿骨コンポーネントの離昇が実質的に阻止される。脛骨ブッシング６４ａは、１つの例示の実施形態において、ＵＨＭＷＰＥから形成される。
【００３２】
　図１８及び図１９は、本発明の人工膝関節の別の代替実施形態を示している。この実施形態では、半月板コンポーネント２６ａのヒンジ支柱用穴１１４内におけるヒンジ支柱４０ｂの位置を保持するためにロッククリップ１３４が使用される。ヒンジ支柱４０ｂは、上述のようにヒンジピン３４を利用して大腿骨コンポーネント２２に回転可能に取り付けられている。この実施形態では、ヒンジ支柱４０ｂはロッククリップ用溝１３２を含み、半月板コンポーネント２６ａはロッククリップ用穴１３６を含んでいる。ヒンジ支柱用穴１１４内にヒンジ支柱４０ｂが配置されると、半月板コンポーネント２６ａのロッククリップ用穴１３６にロッククリップ１３４の各分岐が挿入された状態で、図１９に示されているようにロッククリップ１３４が配置される。図１９に示されているように、ロッククリップ１３４はロッククリップ用溝１３２と係合して、半月板コンポーネント２６ａのヒンジ支柱用穴１１４内にヒンジ支柱４０ｂを保持する。この実施形態では、大腿骨コンポーネント２２の離昇は、ヒンジ支柱４０ｂが半月板コンポーネント２６ａと係合することによって妨げられる。本発明の人工膝関節のこの実施形態は、さらに、上述したように、脛骨トレイから半月板コンポーネントが離昇するのを阻むために脛骨コンポーネントの回転突起と共に半月板コンポーネントの切り抜き部を利用することができる。
【００３３】
　図２０は、本発明のヒンジ支柱のさらに別の代替実施形態を示している。図２０に示されているヒンジ支柱４０ｃは、ヒンジ支柱４０ｃを補強するための補強材１３８を含んでいる。
【００３４】
　本発明について模範的構造を有するものとして説明したが、本発明は、本開示の精神及び範囲内でさらに改変され得る。従って、本出願は、本発明の全体的な原理を使用する本発明のあらゆる変形、使用又は適用にその範囲が及ぶことを意図している。さらに、本出願は、本発明が属する技術分野において公知又は慣用の実施に属する本開示から逸脱するものにその範囲が及ぶことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による組み立て後の人工膝関節の斜視図である。
【図２】図１の人工膝関節の組立分解図である。
【図３】ヒンジ支柱へのヒンジ支柱延長部の前部配置を含む、本発明の人工膝関節の組み立てを示している破断組立分解図である。
【図４】ヒンジ支柱延長部のロックを容易にするためのヒンジ支柱へのヒンジプラグ（すなわち、止めねじ）の固定を示している破断図である。
【図５】ヒンジ支柱延長部の除去を示している破断組立分解図である。
【図６】本発明の半月板コンポーネントの下面図である。
【図７】図６の半月板コンポーネントの正面図である。
【図８】本発明による脛骨コンポーネントの上面図である。
【図９】本発明によるヒンジプラグの断面図である。
【図１０】本発明による軸受箱の側面図である。
【図１１】図１０の軸受箱の正面図である。
【図１２】図１０の軸受箱の上面図である。
【図１３】本発明の人工膝関節の代替実施形態の破断組立分解図である。
【図１４】図１３に示されている実施形態による組み立て後の人工膝関節の破断図である。
【図１５】本発明のヒンジ支柱延長部及び脛骨ブッシングの代替実施形態の部分破断図である。
【図１６】脛骨ブッシングへのヒンジ支柱延長部の挿入を示している図１５の実施形態の部分破断図である。
【図１７】脛骨ブッシングに完全に挿入されたヒンジ支柱延長部を示している図１５の実施形態の部分破断図である。
【図１８】本発明の人工膝関節の代替実施形態の組立分解図である。
【図１９】本発明の代替実施形態による半月板コンポーネントの断面図である。
【図２０】本発明の代替実施形態によるヒンジ支柱の立面図である。
【符号の説明】
【００３６】
２０…人工膝関節
２２…大腿骨コンポーネント
２４…脛骨コンポーネント
２６…半月板コンポーネント
２８…関節顆支持表面
４０…ヒンジ支柱
４２…ヒンジ支柱延長部
１１０…ヒンジ支柱延長部用穴
１１２…ヒンジ支柱延長部用穴
【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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