(57)【要約】      （修正有）【課題】生体膝の運動を模倣した滑らかな膝の運動を正確に再現させる人工膝関節及び人工膝関節にそのような運動を再現させる方法を提供する。【解決手段】生体膝関節と置換された人工膝関節は屈曲中に大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の円弧状軌跡に沿った係合と相対的移動、具体的には、横回転軸を中心とする屈曲中の縦回転軸を中心とする回旋運動を行う。所定の屈曲範囲（約０°から、好ましくは、約６０°）の屈曲中の旋回運動を行なう間、横回転軸は略内側―外側縦方向面内に維持され、縦方向面は円弧状軌跡の曲率中心を通過する略前頭面と近接して配置される。人工膝関節は所定の屈曲範囲内の一部の屈曲範囲内にて大腿骨コンポーネントを頚椎コンポーネントに連結する安定化機構を有する。安定化機構は旋回を安定させ、横回転軸を縦方向面内に維持し、又縦回転軸を中心として回転する縦方向面を前頭面に近接して維持するのを補助する。【選択図】図１
2004223253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体膝関節と移植によって置換され、関節運動中に生体膝関節の運動を模倣した運動を可能とする人工膝関節であって、置換される生体膝関節は外側区域および内側区域を有し、前記人工膝関節は横回転軸を有する顆面をもつ少なくとも１つの顆要素を備えた大腿骨コンポーネントと、前記外側区域および内側区域の１つにおいて前記大腿骨コンポーネントの前記顆面と係合する少なくとも１つの関節面を有する頚骨コンポーネントを備え、前記横回転軸を中心とする屈曲による関節運動を行なうような人工膝関節において、
前記顆面と前記関節面は、略前頭面内に配置される曲率中心を有する略円弧状軌跡に沿った前記顆面および前記関節面間の係合と、前記横回転軸を中心とする関節運動中に縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動を可能とするように構成され、前記縦回転軸は、該縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前記前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置され、前記横回転軸は、前記前頭面と近接して配置される略内側―外側縦方向面内に実質的に維持され、前記縦方向面は前記縦回転軸から前記所定距離だけ離間し、前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して前記縦回転軸を中心として移動可能であり、少なくとも所定の屈曲度を上限とする所定の屈曲範囲内における屈曲中に前記相対的な旋回変位に対応する角度で前記前頭面と交差している、
ことを特徴とする人工膝関節。
【請求項２】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心として旋回するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項３】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されていることを特徴とする請求項２に記載の人工膝関節。
【請求項４】
前記所定の屈曲範囲は、約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項５】
前記顆面と前記関節面とは、前記略円弧状軌跡に沿った移動中、実質的に相補的に係合していることを特徴とする請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項６】
前記曲率中心は、前記外側区域および内側区域の他の１つ内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項７】
前記人工膝関節は内側区域および該内側区域から外方側に離間した外側区域を備え、前記少なくとも１つの顆要素は前記人工膝関節の前記外側区域内に配置され、前記略円弧状軌跡の曲率中心は前記人工膝関節の前記内側区域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項８】
前記所定の屈曲範囲内に含まれる一部の屈曲範囲内の屈曲中に前記大腿骨コンポーネントを前記頚骨コンポーネントと連結する安定化機構をさらに備え、前記安定化機構は前記横回転軸を中心とする関節運動中に、前記横回転軸を前記縦方向面内に実質的に維持し、かつ前記縦回転軸から前記所定距離だけ実質的に離間した前記縦方向面を前記縦回転軸を中心として旋回させながら、前記縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動を可能としていることを特徴とする請求項１に記載の人工膝関節。
【請求項９】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心として旋回するようになっていることを特徴とする請求項８に記載の人工膝関節。
【請求項１０】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されていることを特徴とする請求項９に記載の人工膝関節。
【請求項１１】
前記所定の屈曲範囲は約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であり、前記所定の屈曲範囲内に含まれる前記一部の屈曲範囲は約４５°の屈曲度から前記所定の屈曲度までの範囲であることを特徴とする請求項８に記載の人工膝関節。
【請求項１２】
前記安定化機構は、前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネントの１つの上に配置されるポストと、前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネントの他の１つに配置される従動子を備え、前記ポストはカム面を備え、前記従動子は少なくとも前記所定の屈曲範囲に含まれる前記一部の屈曲範囲内の関節運動中に前記カム面と係合していることを特徴とする請求項８に記載の人工膝関節。
【請求項１３】
前記ポストは前記頚骨コンポーネント上に前記大腿骨コンポーネントへ向かって上方に突出するように設けられ、前記従動子は前記大腿骨コンポーネント上に設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の人工膝関節。
【請求項１４】
前記カム面は前記ポストの後面に配置され、前記従動子は前記ポストの前記カム面と係合する前面を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の人工膝関節。
【請求項１５】
前記略前頭面は、その前頭面および前記矢状面間の交点において前記カム面と接していることを特徴とする請求項１４に記載の人工膝関節。
【請求項１６】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲に含まれる前記一部の屈曲範囲内の関節運動中に、前記従動子が係合する前記ポストの前記カム面に接するように配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の人工膝関節。
【請求項１７】
前記所定の屈曲範囲は約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であり、前記所定の屈曲範囲に含まれる前記一部の屈曲範囲は約４５°の屈曲度から前記所定の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項１６に記載の人工膝関節。
【請求項１８】
前記所定の屈曲範囲内の関節運動中の前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な回旋運動は約６度であることを特徴とする請求項１７に記載の人工膝関節。
【請求項１９】
生体膝関節と移植によって置換され、関節運動中に生体膝関節の運動を模倣した運動を可能とする人工膝関節であって、前記人工膝は外側区域および内側区域と、外側顆面を有する外側顆要素、内側顆面を有する内側顆要素、および横回転軸を有する大腿骨コンポーネントと、前記外側区域内において前記大腿骨コンポーネントの前記外側顆面と係合する外側関節面と前記内側区域内において前記大腿骨コンポーネントの前記内側顆面と係合する内側関節面を有する頚骨コンポーネントを備え、前記横回転軸を中心とする屈曲による関節運動を行なうような人工膝関節において、
前記外側および内側顆面と前記外側および内側関節面は、第１曲率中心を有する第１略円弧状軌跡に沿った位置における前記外側顆面および前記外側関節面間の係合、第２曲率中心を有する第２略円弧状軌跡に沿った位置における前記内側顆面および前記内側関節面間の係合、さらに前記横回転軸を中心とする関節運動中に縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動を可能とするように構成され、前記第１および第２曲率中心は共通の略前頭面内に配置され、前記縦回転軸は前記縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前記前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置され、前記横回転軸は前記前頭面に近接して配置される略内側―外側縦方向面内に実質的に維持され、前記縦方向面は前記縦回転軸から前記所定距離だけ実質的に離間し、前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して前記縦回転軸を中心として移動可能であり、少なくとも所定の屈曲度を上限とする所定の屈曲範囲内における屈曲中に前記相対的な旋回変位に対応する角度で前記前頭面と交差している、
ことを特徴とする人工膝関節。
【請求項２０】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心として旋回するようになっていることを特徴とする請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２１】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されていることを特徴とする請求項２０に記載の人工膝関節。
【請求項２２】
前記所定の屈曲範囲は、約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２３】
前記内側および外側顆面と前記内側および外側関節面とは、前記略円弧状軌跡に沿った位置において、実質的に相補的に係合するように構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２４】
前記第１曲率中心は前記内側区域に配置され、前記第２曲率中心は前記外側区域に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２５】
前記所定の屈曲範囲内に含まれる一部の屈曲範囲内の屈曲中に前記大腿骨コンポーネントを前記頚骨コンポーネントと連結する安定化機構をさらに備え、前記安定化機構は前記横回転軸を中心とする関節運動中に、前記横回転軸を前記縦方向面内に実質的に維持し、かつ前記縦回転軸から前記所定距離だけ実質的に離間した前記縦方向面を前記縦回転軸を中心として旋回させながら、前記縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動を可能としていることを特徴とする請求項１９に記載の人工膝関節。
【請求項２６】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心として旋回するようになっていることを特徴とする請求項２５に記載の人工膝関節。
【請求項２７】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されていることを特徴とする請求項２６に記載の人工膝関節。
【請求項２８】
前記所定の屈曲範囲は、約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であり、前記所定の屈曲範囲内に含まれる前記一部の屈曲範囲は約４５°の屈曲度から前記所定の屈曲度までの範囲であることを特徴とする請求項２５に記載の人工膝関節。
【請求項２９】
前記安定化機構は、前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネントの１つの上に配置されるポストと、前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネントの他の１つに配置される従動子を備え、前記ポストはカム面を備え、前記従動子は少なくとも前記所定の屈曲範囲に含まれる前記一部の屈曲範囲内の関節運動中に前記カム面と係合していることを特徴とする請求項２５に記載の人工膝関節。
【請求項３０】
前記ポストは前記頚骨コンポーネント上に前記大腿骨コンポーネントへ向かって上方に突出するように設けられ、前記従動子は前記大腿骨コンポーネント上に設けられることを特徴とする請求項２９に記載の人工膝関節。
【請求項３１】
前記カム面は前記ポストの後面に配置され、前記従動子は前記ポストの前記カム面と係合する前面を備えていることを特徴とする請求項３０に記載の人工膝関節。
【請求項３２】
前記略前頭面は、前記前頭面および前記矢状面間の交点において前記カム面と接していることを特徴とする請求項３１に記載の人工膝関節。
【請求項３３】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲に含まれる前記一部の屈曲範囲内の関節運動中に、前記従動子が係合する前記ポストの前記カム面に接するように配置されていることを特徴とする請求項３２に記載の人工膝関節。
【請求項３４】
前記前頭面および前記矢状面間の前記交点は、前記第１および第２曲率中心の中間に配置されていることを特徴とする請求項３３に記載の人工膝関節。
【請求項３５】
前記第１および第２曲率中心は、前記前頭面および前記矢状面間の交点を中心として対称的であることを特徴とする請求項３４に記載の人工膝関節。
【請求項３６】
前記交点は、前記第１および第２曲率中心の中間点であることを特徴とする請求項３５に記載の人工膝関節。
【請求項３７】
前記所定の屈曲範囲は、約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であり、前記所定の屈曲範囲に含まれる前記一部の屈曲範囲は約４５°の屈曲度から前記所定の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項３６に記載の人工膝関節。
【請求項３８】
前記所定の屈曲範囲内の関節運動中の前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動は約６度であることを特徴とする請求項３７に記載の人工膝関節。
【請求項３９】
生体膝関節と移植によって置換される人工膝関節に生体膝関節の運動を模倣させる方法であって、置換される生体膝関節は外側区域および内側区域を有し、前記人工膝関節は横回転軸を有する顆面をもつ少なくとも１つの顆要素を備えた大腿骨コンポーネントと、前記大腿骨コンポーネントの前記顆面と係合する少なくとも１つの関節面を有する頚骨コンポーネントを備え、前記横回転軸を中心とする屈曲による関節運動を行ない、前記顆面と前記関節面は前記人工膝関節の移植時に前記外側および内側区域の１つに配置されるような方法において、
曲率中心を有する略円弧状経路に沿った位置において前記顆面および前記関節面間の係合を可能とする段階と、
前記曲率中心を略前頭面内に配置する段階と、
前記横回転軸を中心とする関節運動中に、縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対運動を可能とする段階であって、前記縦回転軸は該縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前記前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置されているような段階と、
前記横回転軸を前記前頭面と近接して配置される略内側―外側縦方向面内に維持し、前記縦方向面を前記縦回転軸から前記所定距離だけ実質的に離間させ、前記縦方向面を前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して前記縦回転軸を中心として旋回させ、少なくとも所定の屈曲率を上限とする所定の屈曲範囲内の屈曲中に前記相対的な旋回変位に対応する角度で前記前頭面と交差させる段階と、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項４０】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心にして旋回することを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記顆面および前記関節面間は、前記略円弧状軌跡に沿った位置において、実質的に相補的に係合していることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記曲率中心を前記外側および内側区域の他の１つに配置する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記所定の屈曲範囲は、約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記所定の屈曲範囲内の関節運動中の前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動は約６度であることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４６】
前記所定の屈曲範囲内に含まれる一部の屈曲範囲内の屈曲中の旋回を安定化させるために前記大腿骨コンポーネントを前記頚骨コンポーネントと連結し、前記横回転軸を中心とする関節運動中に、前記横回転軸を前記縦方向面内に実質的に維持し、かつ前記縦回転軸から前記所定距離だけ実質的に離間した前記縦方向面を前記縦回転軸を中心として旋回させながら、前記縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な回旋運動を可能とする段階とさらに含んでいることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心として旋回することを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記所定屈曲範囲内に含まれる前記一部の屈曲範囲は、約４５°の屈曲度から約６０°の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項５０】
生体膝関節と移植によって置換される人工膝関節に生体膝関節の運動を模倣させる方法であって、前記人工膝は外側区域および内側区域と、外側顆面を有する外側顆要素、内側顆面を有する内側顆要素、および横回転軸を備える大腿骨コンポーネントと、前記外側区域内において前記大腿骨コンポーネントの前記外側顆面と係合する外側関節面および前記内側区域内において前記大腿骨コンポーネントの前記内側顆面と係合する内側関節面を備える頚骨コンポーネントを備え、前記横回転軸を中心とする関節運動を行なうような方法において、
第１曲率中心を有する第１略円弧状軌跡に沿った前記外側顆面および前記外側関節面間の係合を可能とする段階と、
第２曲率中心を有する第２略円弧状軌跡に沿った前記内側顆面および前記内側関節面間の係合を可能とする段階と、
前記第１および第２曲率中心を略前頭面内に配置する段階と、
前記横回転軸を中心とする関節運動中に縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的旋回運動を可能とする段階であって、前記縦回転軸は前記縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前記前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置されているような段階と、
前記横回転軸を前記前頭面に近接して配置される略内側―外側縦方向面内に維持し、前記縦方向面を前記縦回転軸から前記所定距離だけ実質的に離間させ、前記縦方向面を前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して前記縦回転軸を中心として旋回させ、少なくとも所定の屈曲率を上限とする所定の屈曲範囲内の屈曲中に前記相対的な旋回変位に対応する角度で前記前頭面と交差させる段階と、
を含んでいる方法。
【請求項５１】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心にして旋回することを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記外側および内側顆面と前記外側および内側関節面との間は、前記第１および第２略円弧状軌跡に沿った位置において実質的に相補的に係合していることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
前記第１曲率中心を前記内側区域に配置し、前記第２曲率中心を前記外側区域に配置する段階をさらに含んでいることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
前記所定の屈曲範囲は、約０°の屈曲度から約６０°の所定の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５６】
前記所定の屈曲範囲内の関節運動中の前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動は約６度であることを特徴とする請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記所定の屈曲範囲内に含まれる一部の屈曲範囲内の屈曲中の旋回を安定化させるために前記大腿骨コンポーネントを前記頚骨コンポーネントと連結し、前記横回転軸を中心とする関節運動中に、前記横回転軸を前記縦方向面内に実質的に維持し、かつ前記縦回転軸から前記所定距離だけ実質的に離間した前記縦方向面を前記縦回転軸を中心として旋回させながら、前記縦回転軸を中心とする前記大腿骨コンポーネントおよび前記頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動を可能とする段階とさらに含んでいることを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記前頭面は前記縦回転軸から後方側に離間し、前記縦方向面は、前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に、前記所定距離に実質的に相当する半径を有する円弧状軌道に沿って前記縦回転軸を中心として旋回することを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記縦方向面は前記所定の屈曲範囲内の屈曲中に前記円弧状軌道に実質的に接した状態で維持されることを特徴とする請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
前記所定の屈曲範囲内に含まれる前記一部の屈曲範囲は、約４５°の屈曲度から約６０°の屈曲度の範囲であることを特徴とする請求項５７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体膝関節と人工膝関節の置換に関し、特に生体膝関節の運動を良好に模倣することが可能な人工膝関節および人工膝関節にそのような運動を模倣させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体膝関節の関節運動中に、横軸を中心とする頚骨および腿骨間の屈曲が生じると共に、縦軸を中心とする頚骨および大腿骨間の相対的な旋回がいくらか生じる。このような屈曲と旋回は、正常な膝の周期的な屈伸を行なうのに必要である。完全伸張状態において、頚骨は大腿骨に対して略２°から３°旋回変位することが知られている。生体膝が屈曲すると、その膝の頚骨は内方向に旋回することになる。従来の研究によれば、膝が０°から１０°の屈曲度まで関節運動すると、通常、約５度の旋回が生じ、その後、少なくとも約４５°まで屈曲しても殆ど旋回は生じない。０°から１１０°まで屈曲した場合の全旋回変位は略２０°である。
【０００３】
生体膝の旋回の安定は、側副靭帯および十字靭帯によって保たれている。十字靭帯は膝のある範囲の屈曲内における必要以上の内方向旋回を防ぎ、側副靭帯は横方向の安定を保つと共に、頚骨の必要以上の外方向旋回を防いでいる。生体膝を全人工膝関節置換した場合、通常、前十字靭帯または前および後十字靭帯の両方を犠牲にすることになる。この場合、人工膝関節は犠牲にした前十字靭帯によって通常与えられる安定を得るための頚骨―大腿骨の関節運動を拘束する手段と犠牲にした後、十字靭帯によって通常与えられる安定性を得るための安定化機構を備えている。
【０００４】
例えば、一般的に知られている後方安定型の人工膝関節の安定化機構は、大腿骨コンポーネントに設けられるカム面と頚骨コンポーネントに設けられるポストとからなり、このポストがカム面と係合することによって、屈曲運動中の大腿骨コンポーネントの過度の運動を防ぎ、安定性を確保している。
【０００５】
上記の後方安定型の人工膝関節を含む人工膝関節において、屈曲に必然的に伴う旋回を許容かつ規制するために、大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間に旋回を許容かつ規制する中間コンポーネントを介在させる種々の機構が知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の構造は中間コンポーネントを介在させるため、部品点数が多くなり、構造が複雑で、製造コストも高くなるという欠点を有している。従って、人工膝関節、特に、後方安定型の人工膝関節において、部品点数を増やすことなく、屈曲に必然的に伴う回旋を許容かつ規制することができる構造が望まれている。
【０００７】
上記の事情に鑑み、本発明はなされたものであり、本発明の主たる目的は、生体膝の運動を模倣した滑らかな膝の運動をより正確に再現させるように改善した人工膝関節を提供することにある。また、本発明の目的は、生体膝の運動を良好に模倣し、円滑な膝の屈伸を可能とする人工膝関節を提供することにある。さらに、本発明の目的は、全人工膝関節置換した患者が容易にかつ最小の労力で膝を屈曲させ、かつ円滑な人工膝関節の運動を実現することができる人工膝関節を提供することにある。また、本発明の目的は、良好な人工膝関節の運動機能を逸することなく既存の外科手術によって移植を行なうことができる人工膝関節を提供することにある。さらに、本発明の目的は、全人工膝関節置換を行なった患者に著しい快適さと大きな信頼感を与えることができる人工膝関節を提供することにある。また、本発明の目的は、簡単に製造するように構成された比較的わずかな部品によって生体膝の運動を正確に模倣した運動を実現することができる人工膝関節を提供することにある。さらに、本発明の目的は、生体膝と効率的に置換することができ、性能を長期に亘って発揮させることができる人工膝関節を提供することにある。また、本発明のさらに主たる目的は、上記の人工膝関節に生体膝の運動を模倣した運動を再現させる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様によれば、生体膝関節と移植によって置換され、関節運動中に生体膝関節の運動を模倣した運動を可能とする人工膝関節が提供されることになる。置換される生体膝関節は外側区域と内側区域を有している。人工膝関節は、横回転軸を有する顆面をもつ少なくとも１つの顆要素を備えた大腿骨コンポーネント、外側区域および内側区域の１つにおいて大腿骨コンポーネントの顆面と係合する少なくとも１つの関節面を有する頚骨コンポーネントを備え、横回転軸を中心とする屈曲による関節運動を行なっている。この人工膝関節は以下の特徴を有している。すなわち、顆面と関節面は、略前頭面内に配置される曲率中心を有する略円弧状軌跡に沿った顆面および関節面間の係合と、横回転軸を中心とする関節運動中に縦回転軸を中心とする大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対的な旋回運動を可能とするように構成されている。縦回転軸は、その縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置されている。横回転軸は、前頭面と近接して配置される略内側―外側縦方向面内に実質的に維持されている。縦方向面はその縦回転軸から所定距離だけ離間し、大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して縦回転軸を中心として移動可能であり、少なくとも所定の屈曲度を上限とする所定の屈曲範囲内における屈曲中に相対的な旋回変位に対応する角度で前頭面と交差している。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、生体膝関節と移植によって置換され、関節運動中に生体膝関節の運動を模倣した運動を可能とする人工膝関節が提供されることになる。人工膝は、外側区域および内側区域と、外側顆面を有する外側顆要素、内側顆面を有する内側顆要素、および横回転軸を有する大腿骨コンポーネントと、外側区域内において大腿骨コンポーネントの外側顆面と係合する外側関節面と内側区域内において大腿骨コンポーネントの内側顆面と係合する内側関節面を有する頚骨コンポーネントを備え、横回転軸を中心とする屈曲による関節運動を行なっている。この人工膝関節は以下の特徴を有している。すなわち、外側および内側顆面と外側および内側関節面は、第１曲率中心を有する第１略円弧状軌跡に沿った位置における外側顆面および外側関節面間の係合、第２曲率中心を有する第２略円弧状軌跡に沿った位置における内側顆面および内側関節面間の係合、さらに横回転軸を中心とする関節運動中に縦回転軸を中心とする大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対的な回旋運動を可能とするように構成されている。第１および第２曲率中心は、共通の略前頭面内に配置されている。縦回転軸は、その縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置されている。横回転軸は、前頭面に近接して配置される略内側―外側縦方向面内に実質的に維持されている。縦方向面は縦回転軸から所定距離だけ実質的に離間し、大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して縦回転軸を中心として移動可能であり、少なくとも所定の屈曲度を上限とする所定の屈曲範囲内における屈曲中に相対的な旋回変位に対応する角度で前頭面と交差している。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、生体膝関節と移植によって置換される人工膝関節に生体膝関節の運動を模倣させる方法が提供されることになる。置換される生体膝関節は、外側区域および内側区域を有している。人工膝関節は、横回転軸を有する顆面をもつ少なくとも１つの顆要素を備えた大腿骨コンポーネント、大腿骨コンポーネントの顆面と係合する少なくとも１つの関節面を有する頚骨コンポーネントを備え、横回転軸を中心とする屈曲による関節運動を行なっている。顆面と関節面は、人工膝関節の移植時に外側および内側区域の１つに配置される。この方法は、曲率中心を有する略円弧状経路に沿った位置において顆面および関節面間の係合を可能とする段階と、曲率中心を略前頭面内に配置する段階と、横回転軸を中心とする関節運動中に、縦回転軸を中心とする大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対運動を可能とする段階であって、縦回転軸は縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置されているような段階と、横回転軸を前頭面と近接して配置される略内側―外側縦方向面内に維持し、縦方向面を縦回転軸から所定距離だけ実質的に離間させ、縦方向面を大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して縦回転軸を中心として旋回させ、少なくとも所定の屈曲率を上限とする所定の屈曲範囲内の屈曲中に相対的な旋回変位に対応する角度で前頭面と交差させる段階を含んでいる。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、生体膝関節と移植によって置換される人工膝関節に生体膝関節の運動を模倣させる方法が提供されることになる。人工膝は、外側区域および内側区域と、外側顆面を有する外側顆要素、内側顆面を有する内側顆要素、および横回転軸を備える大腿骨コンポーネントと、外側区域内において大腿骨コンポーネントの外側顆面と係合する外側関節面および内側区域内において大腿骨コンポーネントの内側顆面と係合する内側関節面を備える頚骨コンポーネントを備え、横回転軸を中心とする関節運動を行なっている。この方法は、第１曲率中心を有する第１略円弧状軌跡に沿った外側顆面および外側関節面間の係合を可能とする段階と、第２曲率中心を有する第２略円弧状軌跡に沿った内側顆面および内側関節面間の係合を可能とする段階と、第１および第２曲率中心を略前頭面内に配置する段階と、横回転軸を中心とする関節運動中に、縦回転軸を中心とする大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対的回旋運動を可能とする段階であって、縦回転軸は縦回転軸から所定距離だけ離間した交点において前頭面と交差する略矢状面内に実質的に配置されているような段階と、横回転軸を前頭面に近接して配置される略内側―外側縦方向面内に維持し、縦方向面を縦回転軸から所定距離だけ実質的に離間させ、縦方向面を大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネント間の相対的な旋回変位に対応して縦回転軸を中心として旋回させ、少なくとも所定の屈曲率を上限とする所定の屈曲範囲内の屈曲中に相対的な旋回変位に対応する角度で前頭面と交差させる段階を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図面、特に図１および図２において、本発明による人工膝関節は参照番号１０で示されている。人工膝関節１０は、外側顆部１４と内側顆部１６からなる顆部として例示された顆要素を有する大腿骨コンポーネント１２を備えている。外側顆部１４および内側顆部１６は、それぞれ外側顆面１８および内側顆面２０を有している。外側顆面１８および内側顆面２０は、大腿骨コンポーネント１２を横切って延長する共通の横回転軸Ｔを有している。好ましくは、人工膝関節１０の移植時に生体膝の大腿骨上の内側および外側靭帯結合点間を横方向に延長する線と一致するように、横回転軸Ｔは大腿骨コンポーネント１２側に配置されるとよい。人工膝関節１０は、さらに外側関節面２４と内側関節面２６からなる関節面を有する頚骨コンポーネント２２を備えている。外側関節面２４は、外側区域２５内において外側顆部１４の外側顆面１８と係合し、内側関節面２６は内側区域２７内において内側顆部１６の内側顆面２０と係合するようになっている。
【００１４】
人工膝関節１０は、患者の全人工膝関節置換に用いられている。人工膝関節１０を用いる全人工膝関節置換術において、前後十字靭帯はいずれも犠牲にされ、その代替として、人工膝関節１０は安定化機構３０を備えている。生体膝において後部十字靭帯によって通常安定が確保される関節運動の範囲内における人工膝関節１０の関節運動中、安定化機構３０は、外側顆部１４と外側関節面２４との間の係合、および内側顆部１６と内側関節面２６との間の係合を安定化させるものである。安定化機構３０は、大腿骨コンポーネント１２の外側顆部１４および内側顆部１６間に設けられる安定化区域３２と、頚骨コンポーネント２２の外側関節面２４および内側関節面２６間に設けられる安定化ポスト３４を備えている。安定化区域３２は好ましくは大腿骨コンポーネント１２の外側顆部１４と内側顆部１６の中間の位置に配置されているとよい。ポスト３４は、好ましくは頚骨コンポーネント２２の外側関節面２４と内側関節面２６の中間の位置において、後方安定化人工膝関節移植片において知られているように安定化区域３２内に向かって上方に突出しているとよい。
【００１５】
図３ないし図６は、０°の屈曲時における人工膝関節１０の大腿骨コンポーネント１２の顆部の顆面と頚骨コンポーネント２２の関節面の係合を示し、図１５および図１６はこれらの図面における係合部の位置関係を示している。顆面１８，２０と関節面２４，２６は、人工膝関節１０が移植された時、人工膝関節１０の関節運動中の大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２間の相対的な旋回運動が生体膝において観察される相対的な旋回運動を良好に模倣するような構造を有しているとよい。すなわち、外側顆面１８および外側関節面２４間の係合は相補的であり、好ましくは、内側区域２７内に配置される第１曲率中心４２を有する第１略円弧状軌跡４０に沿った位置において、図６の側面図で示すように、互いに実質的に相補的に係合するとよい。同様に、内側顆面２０および内側関節面２６の係合も相補的であり、好ましくは、図６で示すように、外側区域２５内に配置される第２曲率中心４６を有する第２円弧状軌跡４４に沿って互いに実質的に相補的に係合するとよい。顆面１８，２０と関節面２４，２６のこのような相対的な係合構造によって、横回転軸Ｔを中心とする関節運動中に、生体膝において観察される相対的な旋回を模倣する相対的な旋回運動を大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２間に生じさせことが可能となる。
【００１６】
このような生体膝の旋回を模倣した回旋運動を良好に生じさせるために、さらに具体的には、上記の第１曲率中心４２および第２曲率中心４６は共通の略前頭面ＣＰ内に配置されている。相対的な旋回運動は、交点４８において前頭面ＣＰと交差する略矢状面ＳＰ内に実質的に配置される縦回転軸Ｌを中心として生じている。交点４８は、後方側に所定距離Ｄだけ縦回転軸Ｌから離間している。横回転軸Ｔは、図４に示すように、前頭面ＣＰに対して角度Ａだけ傾斜した略内側―外側縦方向面ＬＰ内に実質的に配置されている。角度Ａは、０°の屈曲において、大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２間の相対的な旋回によって生じる大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２間の相対的な旋回変位を表し、略２°ないし３°の範囲内にある。縦方向面ＬＰは、外側区域２５および内側区域２７の中間において前頭面ＣＰに近接している。また、縦方向面ＬＰは、前頭面ＣＰおよび矢状面ＳＰ間の交点４８のごく近傍において、前頭面ＣＰと交差している。好ましくは、交点４８は第１曲率中心４２および第２曲率中心４６間の中間に配置されているか、あるいは縦方向面ＬＰが前頭面ＣＰにごく隣接して配置されているとよい。好ましい一構成例において、図１６に示すように、縦方向面ＬＰは縦回転軸Ｌを中心として旋回し、接点ＰＡで円弧状軌道ＤＰと接した状態で維持され、円弧状軌道ＤＰは所定距離Ｄに相当する一定の回転半径ＤＡを有しているとよい。角度Ａによって規定される接点ＰＡおよび交点４８間の距離は非常に小さく、角度Ａによって規定される交点４８と、縦方向面ＬＰおよび前頭面ＣＰ間の交点ＬＣＡとの間の距離はさらに小さくなっている。所定距離Ｄは、生体膝における縦回転軸および屈曲軸間の後方側間隙を測定することによって実験的に得られる。
【００１７】
図７ないし図１０は、４５°の屈曲時の人工膝関節１０を示す図３ないし図６と同様の図であり、図１５および図１６はこれらの図における係合部の位置関係を示す図である。０°から４５°までの関節運動中に、顆面１８，２０および関節面２４，２６間の相対的な構造、例えば、図１０に示すような好ましい実質的に相補的な係合構造によって、顆面１８，２０および関節面２４，２６間は円弧状軌跡４０，４４に沿った位置において相対的に係合可能であり、また、図８に示すように大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２は縦回転軸Ｌを中心として（縦方向面ＬＰおよび前頭面ＣＰ間の）角度Ｂだけ相対的に旋回可能となっている。角度Ｂは大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２間の回旋変位を表し、好ましくは、約４度から５度の回転角であるとよい。それと同時に、顆面１８，２０および関節面２４，２６の上記の相対的な構造によって、横回転軸Ｔは縦方向面ＬＰ内に実質的に維持され、縦方向面ＬＰは外側区域２５および内側区域２７の中間において前頭面ＣＰに近接して維持されている。図１６に示すように、縦方向面ＬＰは、好ましくは曲率中心４２，４６間の中間に配置される交点４８のごく近傍で前頭面ＣＰと交差しているとよい。距離Ｄは半径ＤＢと等しく、縦方向面ＬＰは円弧状軌道ＤＰに実質的に接した状態で維持されている。角度Ｂによって規定される交点４８および接点ＰＢ間の角距離である角度Ｂは非常に小さく、角度Ｂによって規定される前頭面ＣＰと縦方向面ＬＰとの交点ＬＣＢおよび交点４８間の距離はさらに小さくなっている。あるいは、縦方向面ＬＰは前頭面ＣＰと隣接して維持されているとよい。
【００１８】
図１１ないし図１４は、６０°の屈曲時における人工膝関節１０を示す図３ないし図６と同様の図であり、図１５および図１６はこれらの図における係合部の位置関係を示す図である。人工膝関節１０が図７ないし図１０に示す４５°から６０°まで屈曲する間、顆面１８，２０および関節面２４，２６間の相対的な構造によって、顆面１８，２０および関節面２４，２６は円弧状軌跡４０，４４に沿って係合可能かつ相対移動可能であり、また、図１２に示すように大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２は縦回転軸Ｌを中心として（縦方向面ＬＰおよび前頭面ＣＰ間の）角度Ｃだけ相対的に旋回可能となっている。角度Ｃは、大腿骨コンポーネント１２および頚骨コンポーネント２２間の相対的な旋回変位を表している。同時に、顆面１８，２０および関節面２４，２６の相対的な構造、例えば、図１４の側面図に示す係合構造によって、横回転軸Ｔは縦方向面ＬＰ内に実質的に維持され、縦方向面ＬＰは外側区域２５および内側区域２７の中間において前頭面ＣＰに近接して維持されている。図１６に示すように、縦方向面ＬＰは、好ましくは交点４８のごく近傍の交点ＬＣＣにおいて前頭面ＣＰと交差している。交点４８は、好ましくは曲率中心４２，４６間の中間点に配置されるか、または前頭面ＣＰに隣接して配置されている。前述したように、縦方向面ＬＰは、好ましくは縦回転軸Ｌから半径方向に距離ＤＣだけ離間している接点ＰＣにおいて、円弧状軌道ＤＰに実質的に接した状態で維持されている。距離ＤＣは、好ましくは距離Ｄと等しいとよい。角度Ｃによって規定される交点４８および接点ＰＣ間の角距離は非常に小さく、角度Ｃによって規定される縦方向面ＬＰと前頭面ＣＰとの交点ＬＣＣおよび交点４８間の距離はさらに小さくなっている。
【００１９】
なお、４５°から６０°まで屈曲する間、安定化機構３０は大腿骨コンポーネント１２を頚骨コンポーネント２２と連結させ、犠牲にされた後部十字靭帯によって通常生体膝に与えられる安定性を確保している。具体的には、ポスト３４は安定化区域３２内に向かって上方に突出し、大腿骨コンポーネント１２を頚骨コンポーネント２２と連結している。安定化機構３０は、ポスト３４の後側、具体的には後面５２に配置されるカム面５０と、従動子５６の前側、具体的には従動子５６の安定化区域３２の内部を横切って延長する前面５８に配置される従動面５４を有している。カム面５０と従動面５４の相対的な形状によって、大腿骨コンポーネント１２と頚骨コンポーネント２２は縦回転軸Ｌを中心として旋回し、この旋回はその変位が（縦方向面ＬＰおよび前頭面ＣＰ間の）角度Ｃに至るまで継続するようになっている。同時に、前述したように屈曲が４５°から６０°まで連続的に生じている間、安定化機構３０は横回転軸Ｔを縦方向面ＬＰ内に実質的に維持し、縦方向面ＬＰを前頭面ＣＰに近接させて維持するのを補助している。
【００２０】
前述したように、所定の屈曲度を上限とする所定の範囲内の屈曲による関節運動中、横回転軸Ｔは縦方向面ＬＰ内に実質的に維持されている。人工膝関節１０の好ましい実施形態において、所定の屈曲度は約６０°であり、所定の屈曲範囲は約０°から約６０°の屈曲範囲である。所定の屈曲範囲内の一部の屈曲範囲、例えば、約４５°から約６０°の屈曲範囲において、安定化機構３０は大腿骨コンポーネント１２を頚骨コンポーネント２２と連結させ、後十字靭帯によって生体膝に通常付与されるのと同等の安定性を付与し、同時に横回転軸Ｔを実質的に縦方向面ＬＰ内に維持し、縦方向面ＬＰを実質的に外側区域２５および内側区域２７の中間の前頭面ＣＰに近接させて維持するのを補助している。縦方向面ＬＰは、好ましくは交点４８のごく近傍の点において前頭面ＣＰと交差しているとよい。さらに、第１曲率中心４２および第２曲率中心４６は、前頭面ＣＰが交点４８においてカム面５０に接し、交点４８が第１曲率中心４２および第２曲率中心４６間の中間点に位置するように配置されているとよい。好ましい実施例において、円弧状軌跡４０の半径Ｒ１は円弧状軌跡４４の半径Ｒ２と等しく、円弧状軌跡４０，４４が実質的に交点４８に対して対称的に配置されているとよい。なお、６０°を超える屈曲の場合、カム面５０と従動面５４の係合はロールバックを生じ、横回転軸Ｔが後方側に前頭面ＣＰから離れるように移動することになる。
【００２１】
さらに、図３ないし図１４、および図１６を参照して述べたように、人工膝関節１０が所定の屈曲範囲、具体的には、約０°から約６０°の屈曲範囲において関節運動を行なうと、頚骨コンポーネント２２は大腿骨コンポーネント２２に対して角度Ｃだけ旋回変位することになる。角度Ｃで表される旋回変位は、好ましくは約６度の内方向の旋回であるとよい。図８および図１２に詳細に示すように、縦方向面ＬＰは、円弧面６０に沿ってカム面５０と実質的に接した状態で維持され、安定機構３０が大腿骨コンポーネント１２を頚骨コンポーネント２２と連結させる上記の所定の屈曲範囲内に含まれる一部の屈曲範囲、すなわち、約４５°から約６０°の屈曲範囲において、従動面５４はカム面５０と係合している。前述したように、曲率中心４２，４４は、前頭面ＣＰが好ましくは曲率中心４２，４４間の中間点に配置される交点４８において、カム面５０と接するように配置されている。カム面５０の円弧面６０は、好ましくは図１６においてＤＡ，ＤＢ，ＤＣで示す縦回転軸Ｌとカム面５０との一定半径を有する円筒面に沿って配置されているとよい。好ましくは、この半径は所定の距離Ｄと実質的に等しく、縦回転軸Ｌおよび縦方向面ＬＰ間の距離を実質的に一定の値、すなわち、距離Ｄに維持するとよい。図１６に示すように、縦方向面ＬＰは矢状面ＳＰおよび前頭面ＣＰの交点４８のごく近傍の接点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣにおいて、カム面５０に接しているとよい。０°、４５°、および６０°の屈曲における交点４８と、接点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣとの間の（角度Ａ，Ｂ，Ｃによって規定される）角距離は非常に小さくなっている。縦方向面ＬＰと前頭面ＣＰとの交点ＬＣＡ，ＬＣＢ，ＬＣＣおよび交点４８間の（角度Ａ，Ｂ，Ｃによって規定される）距離はさらに小さくなっている。このようにして、人工膝関節１０の関節運動は、所定の屈曲範囲において生体膝の関節運動に類似し、人工膝関節に生体膝関節の運動を良好に模倣させることが可能となる。
【００２２】
人工膝が移植されるさまざまな患者における肉体的な特質や状態の差異、個々の患者の要求をすべて満たすことが困難な大腿骨コンポーネントおよび頚骨コンポーネントの限られた数の寸法設計および構成、および外科手術の種類や要件などを考慮すると、種々の係合面、軸、および面間の理想的な関係をどの患者に対しても常に完全に実現することは不可能であることは明らかである。従って、移動の範囲、係合された顆部および関節面間、軸および面間の関係、および記載した構成例の他の構成要素の相対的な方位の説明に用いた「約」、「実質的」、および「略」という用語は、上記の範囲、関係、および方位の理想的な数値からいくらか逸脱していても、それらの逸脱した数値も本発明の改良された人工膝関節を構成する要素の基本的な組合せに包含されることを意味している。同様に、縦方向面ＬＰおよび前頭面ＣＰ間の関係を説明するのに用いた「近接」、「隣接」、「非常に小さい」、および「ごく近傍」という用語も上記の面間の位置に関する理想的な関係からいくらか逸脱していても、それらの関係も本発明による基本的な構成要素の組合せに包含され、そのような関係を有効に用いて本発明の目的および利点を達成することが可能であることを意味している。
【００２３】
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に説明したが、これらの説明は単なる例示に過ぎず、種々の異なる設計、構成、および手順を請求項に記載の本発明の精神と範囲から逸脱することなくなすことができると理解されるべきである。
【００２４】
（発明の効果）
本発明による生体膝を模倣した運動を可能とする人工膝関節および人工膝関節にそのような運動を付与させる方法は以上のように構成されるので、以下の効果を奏する。
（１）生体膝の運動を良好に模倣し、円滑な膝の屈伸を実現することができる。
（２）全人工膝関節置換した患者は容易にかつ最小の労力で膝を屈曲させ、かつ円滑な人工膝関節の運動を実現することができる。
（３）良好な人工膝関節の運動機能を逸することなく既存の外科手術によって移植を行なうことができる。
（４）全人工膝関節置換を行なった患者に著しい快適さと大きな信頼感を与えることができる。
（５）簡単に製造するように構成された比較的わずかな部品によって生体膝の運動を正確に模倣した運動を実現することができる。
（６）生体膝と効率的に置換することができ、性能を長期に亘って発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による人工膝関節の一部を示す分解斜視図である。
【図２】人工膝関節の一部の分解側面図である。
【図３】０°の屈曲時における大腿骨コンポーネントと頚椎コンポーネントの係合状態を示す人工膝関節の一部の側面図である。
【図４】図３に示す位置における人工膝関節の部分の平面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った断面図である。
【図６】図４の線６−６に沿った断面図である。
【図７】４５°の屈曲時における大腿骨コンポーネントと頚椎コンポーネントの係合状態を示す図３と同様の図である。
【図８】図７に示す位置における人工膝関節の部分の平面図である。
【図９】図８の線９−９に沿った断面図である。
【図１０】図８の線１０−１０に沿った断面図である。
【図１１】６０°の屈曲時における大腿骨コンポーネントと頚椎コンポーネントの係合状態を示す図３と同様の図である。
【図１２】図１１に示す位置における人工膝関節の部分の平面図である。
【図１３】図１２の線１３−１３に沿った断面図である。
【図１４】図１２の線１４−１４に沿った断面図である。
【図１５】頚骨コンポーネントの拡大した部分の平面図である。
【図１６】図３ないし図１４に示す位置関係を明瞭にするために相対的な寸法比率を一部変更しかつ誇張して示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  人工膝関節
１２  大腿骨コンポーネント
１４  外側顆部
１６  内側顆部
１８  外側顆面
２０  内側顆面
２２  頚骨コンポーネント
２４  外側関節面
２６  内側関節面
２５  外側区域
２７  内側区域
３０  安定化機構
３２  安定化区域
３４  安定化ポスト
４０  第１円弧状軌跡
４２  第１曲率中心
４４  第２円弧状軌跡
４６  第２曲率中心
４８  交点
５０  カム面
５２  後面
５４  従動面
５６  従動子
５８  前面
６０  円弧面
Ｔ  横回転軸
Ｄ  距離
Ｌ  縦回転軸
ＣＰ  前頭面
ＳＰ  矢状面
ＬＰ  縦方向面
【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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【外国語明細書】
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