(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前側と後側とを有すると共に横方向に一対の間隔の開いた顆部と、該顆部に付随した顆間陥凹と、を含んだ大腿骨コンポーネントであり、各々の前記顆部が、解剖学上の大腿骨顆部の一般的な横断面図に一致するように前後に凸状となる曲線を有すると共に前後の範囲の全体にわたって横方向に凸状となる曲線を有した表面を有する前記大腿骨コンポーネントと、
前記顆部の間で前記大腿骨コンポーネントの前記後側にある前記陥凹に隣接して配置されたカム従動面であり、該カム従動面が、上部カム従動面の領域と、下部カム従動面の領域とを少なくとも有しており、該下部カム従動面の領域が、前記上部カム従動面の領域よりも、後部方向に、より大きく延びるように寸法が取られた前記カム従動面と、
前側と後側とを有すると共に横方向に間隙の開いた第一及び第二の凹面を上面に有した台状部分と、前記大腿骨コンポーネントの前記顆間陥凹を受入れると共に下端でカム表面を有した脛骨の支柱と、を含んだ脛骨コンポーネントであり、各々の前記凹面が、前記大腿骨コンポーネントの前記顆部のうちの１つを、受入れるように適合した前記脛骨コンポーネントと、
前記第一の凹面と前記第二の凹面との間で前記カム表面の後部に配置された補助的な荷重支持面であり、前記カム表面に隣接すると共に前記カム従動面のプロフィールに合致するような表面プロフィールを有した前記補助的な荷重支持面と、
を備えた人工膝関節であって、
人工膝関節の組立て時に、前記大腿骨コンポーネントの前記横方向に間隔の開いた顆部は、前記脛骨コンポーネントと相対的に、前記大腿骨コンポーネントの回転を許容するような配置で、前記脛骨コンポーネントの前記第一の凹面と前記第二の凹面とに配置され、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により回転している間は、前記カム従動面は、前記カム表面と係合しており、前記カム従動面は、前記補助的な荷重支持面に、実質的に荷重を伝達せず、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により、高屈曲角度に相当する角度で回転する際には、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面との間に隙間が存在し、
前記大腿骨コンポーネントが、前記脛骨コンポーネントの表面摩耗した非標準条件下、又は、低温流動である非標準条件下、又は、患者の大腿骨と脛骨との間で内側周り／外側周りの回転がある下で、高屈曲角度で回転するときに、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面とが荷重を支えるような関係で相互接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項２】
前記カム従動面は、下部カム従動面領域で、実質上平面部につらなる曲面を備えており、前記平面部は、上部カム従動面領域で前記曲面とつら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】
前記大腿骨コンポーネントが高屈曲角度に相当する角度で、回転したときに、前記隙間は０．０１〜０．４ミリメータの大きさを有す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４】
前記補助的な荷重支持面は、前記カム表面とつら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５】
前記補助的な荷重支持面は、該補助的な荷重支持面の前記横方向の端部を定める側壁を有しており、前記カム表面に隣接した領域から前記脛骨コンポーネントの後部表面の端部に位置する上部領域にまで上方向に傾斜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】
前側と後側とを有すると共に横方向に一対の間隔の開いた顆部と、該顆部に付随した顆間陥凹と、を含んだ大腿骨コンポーネントであり、各々の前記顆部が、解剖学上の大腿骨顆部の一般的な横断面図に一致するように前後に滑らかに凸状となる曲線を有すると共に前後の範囲の全体にわたって横方向に滑らかに凸状となる曲線を有した表面を有した前記大腿骨コンポーネントと、
前記顆部の間で前記大腿骨コンポーネントの前記後側にある前記陥凹に隣接して配置されたカム従動面であり、該カム従動面が、上部カム従動面の領域と、下部カム従動面の領域とを少なくとも有しており、該下部カム従動面の領域は、前記上部カム従動面の領域よりも、後部方向に、より大きく延びるように寸法が取られた前記カム従動面と、
前側と後側とを有すると共に横方向に間隙の開いた第一及び第二の凹面を上面に有した台状部分と、該台状部分から上に伸びて前記凹面の間に配置され、前記大腿骨コンポーネントの前記顆間陥凹を受入れると共に下端で前記凹状の曲線となるカム表面を有した脛骨の支柱と、を含んだ脛骨コンポーネントであり、各々の前記凹面が、前記大腿骨コンポーネントの前記顆部のうちの１つを、受入れるように適合した前記脛骨コンポーネントと、
前記第一の凹面と前記第二の凹面との間で前記カム表面の後部に配置された補助的な荷重支持面であり、前記カム表面に隣接すると共に前記カム従動面のプロフィールに合致するような表面プロフィールを有した前記補助的な荷重支持面と、
を備えた人工膝関節であって、
人工膝関節の組立て時に、前記大腿骨コンポーネントの前記横方向に間隔の開いた顆部は、前記脛骨コンポーネントと相対的に、前記大腿骨コンポーネントの回転を許容するような配置で、前記脛骨コンポーネントの前記第一の凹面と前記第二の凹面とに配置され、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により回転している間は、前記カム従動面は、前記カム表面と係合しており、前記カム従動面は、前記補助的な荷重支持面に、実質的に荷重を伝達せず、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により、高屈曲角度に相当する角度で回転する際には、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面との間に隙間が存在し、
前記大腿骨コンポーネントが、前記脛骨コンポーネントの表面摩耗した非標準条件下、又は、低温流動である非標準条件下、又は、患者の大腿骨と脛骨との間で内側周り／外側周りの回転がある下で、高屈曲角度で回転するときに、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面とが荷重を支えるような関係で相互接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項７】
前記カム従動面は、下部カム従動面領域で、実質上平面部につらなる曲面を備えており、前記平面部は、上部カム従動面領域で前記曲面とつらなっていることを特徴とする請求項６に記載の人工膝関節。
【請求項８】
前記大腿骨コンポーネントが高屈曲角度に相当する角度で、回転したときに、前記隙間は０．０１〜０．４ミリメータの大きさを有することを特徴とする請求項６に記載の人工膝関節。
【請求項９】
前記補助的な荷重支持面は、前記カム表面とつらなっていることを特徴とする請求項６に記載の人工膝関節。
【請求項１０】
前記補助的な荷重支持面は、該補助的な荷重支持面の前記横方向の端部を定める側壁を有しており、前記カム表面に隣接した領域から前記脛骨コンポーネントの後部表面の端部に位置する上部領域にまで上方向に傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の人工膝関節。
【請求項１１】
前側と後側とを有すると共に横方向に一対の間隔の開いた顆部と、該顆部に付随した顆間陥凹と、を含んだ大腿骨コンポーネントであり、各々の前記顆部が、解剖学上の大腿骨顆部の一般的な横断面図に一致するように前後に凸状となる曲線を有すると共に前後の範囲の全体にわたって横方向に凸状となる曲線を有した表面を有する前記大腿骨コンポーネントと、
前記顆部の間で前記大腿骨コンポーネントの前記後側にある前記陥凹に隣接して配置されたカム従動面であり、該カム従動面が、下部カム従動面領域で、実質上平面部につらなる曲面を備えており、前記平面部は、上部カム従動面領域で前記曲面とつらなって、該カム従動面は、該下部カム従動面の領域は、前記上部カム従動面の領域よりも、後部方向に、より大きく延びるように寸法が取られた前記カム従動面と、
前側と後側とを有すると共に横方向に間隙の開いた第一及び第二の凹面を上面に有した台状部分と、前記大腿骨コンポーネントの前記顆間陥凹を受入れると共に下端でカム表面を有した脛骨の支柱と、を含んだ脛骨コンポーネントであり、各々の前記凹面は、前記大腿骨コンポーネントの前記顆部のうちの１つを、受入れるように適合した前記脛骨コンポーネントと、
前記第一の凹面と前記第二の凹面との間で前記カム表面の後部に配置された補助的な荷重支持面であり、前記カム表面に隣接すると共に前記カム従動面のプロフィールに合致するような表面プロフィールを有した前記補助的な荷重支持面と、
を備えた人工膝関節であって、
人工膝関節の組立て時に、前記大腿骨コンポーネントの前記横方向に間隔の開いた顆部は、前記脛骨コンポーネントと相対的に、前記大腿骨コンポーネントの回転を許容するような配置で、前記脛骨コンポーネントの前記第一の凹面と前記第二の凹面とに配置され、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により回転している間は、前記カム従動面は、前記カム表面と係合しており、前記カム従動面は、前記補助的な荷重支持面に、実質的に荷重を伝達せず、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により、高屈曲角度に相当する角度で回転する際には、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面との間に隙間が存在し、
前記大腿骨コンポーネントが、前記脛骨コンポーネントの表面摩耗した非標準条件下、又は、低温流動である非標準条件下、又は、患者の大腿骨と脛骨との間で内側周り／外側周りの回転がある下で、高屈曲角度で回転するときに、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面とが荷重を支えるような関係で相互接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項１２】
前記大腿骨コンポーネントが高屈曲角度に相当する角度で、回転したときに、前記隙間は０．０１〜０．４ミリメータの大きさを有することを特徴とする請求項１１に記載の人工膝関節。
【請求項１３】
前記補助的な荷重支持面は、前記カム表面とつらなっていることを特徴とする請求項１１に記載の人工膝関節。
【請求項１４】
前記補助的な荷重支持面は、前記補助的な荷重支持面の前記横方向の端部を定める側壁を有しており、前記カム表面に隣接した領域から前記脛骨コンポーネントの後部表面の端部に配置された上部領域にまで上方向に傾斜していることを特徴とする請求項１１に記載の人工膝関節。
【請求項１５】
前側と後側とを有すると共に横方向に一対の間隔の開いた顆部と、該顆部に付随した顆間陥凹と、を含んだ大腿骨コンポーネントであり、各々の前記顆部が、解剖学上の大腿骨顆部の一般的な横断面図に一致するように前後に凸状となる曲線を有すると共に前後の範囲の全体にわたって横方向に凸状となる曲線を有した表面を有する前記大腿骨コンポーネントと、
前記顆部の間で前記大腿骨コンポーネントの前記後側にある前記陥凹に隣接して配置されたカム従動面であり、該カム従動面が、上部カム従動面の領域と、下部カム従動面の領域とを少なくとも有しており、該下部カム従動面の領域が、前記上部カム従動面の領域よりも、後部方向に、より大きく延びるように寸法が取られた前記カム従動面と、
前側と後側とを有すると共に横方向に間隙の開いた第一及び第二の凹面を上面に有した台状部分と、前記大腿骨コンポーネントの前記顆間陥凹を受入れると共に下端でカム表面を有した脛骨の支柱と、を含んだ脛骨コンポーネントであり、各々の前記凹面は、前記大腿骨コンポーネントの前記顆部のうちの１つを、受入れるように適合した前記脛骨コンポーネントと、
前記第一の凹面と前記第二の凹面との間で前記カム表面の後部に配置された補助的な荷重支持面であり、前記カム表面に隣接すると共に前記カム従動面のプロフィールに合致するような表面プロフィールを有した前記補助的な荷重支持面と、
を備えた人工膝関節であって、
人工膝関節の組立て時に、前記大腿骨コンポーネントの前記横方向に間隔の開いた顆部は、前記脛骨コンポーネントと相対的に、前記大腿骨コンポーネントの回転を許容するような配置で、前記脛骨コンポーネントの前記第一の凹面と前記第二の凹面とに配置され、前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により、高屈曲角度に相当する角度で、回転する際には、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面との間に隙間が存在し、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により回転している間は、前記カム従動面は、前記カム表面と係合しており、前記カム従動面は、前記補助的な荷重支持面に、実質的に荷重を伝達せず、
前記大腿骨コンポーネントが、前記脛骨コンポーネントの表面摩耗した非標準条件下、又は、低温流動である非標準条件下、又は、患者の大腿骨と脛骨との間で内側周り／外側周りの回転がある下で、高屈曲角度で回転するときに、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面とが荷重を支えるような関係で相互接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項１６】
前記カム従動面は、下部カム従動面領域で、実質上平面部につらなる曲面を備えており、前記平面部は、上部カム従動面領域で前記曲面とつらなっ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】
前記大腿骨コンポーネントが高屈曲角度に相当する角度で、回転したときに、前記隙間は０．０１〜０．４ミリメータの大きさを有す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１８】
前記補助的な荷重支持面は、該補助的な荷重支持面の前記横方向の端部を定める側壁を有しており、前記カム表面に隣接した領域から、前記脛骨コンポーネントの後部表面の端部に位置する上部領域にまで上方向に傾斜し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１９】
前記補助的な荷重支持面は、前記カム表面とつらなっ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２０】
前側と後側とを有すると共に横方向に一対の間隔の開いた顆部と、該顆部に付随した顆間陥凹と、を含んだ大腿骨コンポーネントであり、各々の前記顆部が、解剖学上の大腿骨顆部の一般的な横断面図に一致するように前後に凸状となる曲線を有すると共に前後の範囲の全体にわたって横方向に凸状となる曲線を有した表面を有する前記大腿骨コンポーネントと、
前記顆部の間で前記大腿骨コンポーネントの前記後側にある前記陥凹に隣接して配置されたカム従動面であり、該カム従動面が、上部カム従動面の領域と、下部カム従動面の領域とを少なくとも有しており、該下部カム従動面の領域が、前記上部カム従動面の領域よりも、後部方向に、より大きく延びるように寸法が取られた前記カム従動面と、
前側と後側とを有すると共に横方向に間隙の開いた第一及び第二の凹面を上面に有した台状部分と、前記大腿骨コンポーネントの前記顆間陥凹を受入れると共に下端でカム表面を有した脛骨の支柱と、を含んだ脛骨コンポーネントであり、各々の前記凹面が、前記大腿骨コンポーネントの前記顆部のうちの１つを、受入れるように適合した前記脛骨コンポーネントと、
前記第一の凹面と前記第二の凹面との間で前記カム表面の後部に配置された補助的な荷重支持面であり、前記カム表面に、隣接すると共に前記カム従動面のプロフィールに合致するような表面プロフィールを有した前記補助的な荷重支持面と、
を備えた人工膝関節であって、
人工膝関節の組立て時に、前記大腿骨コンポーネントの前記横方向に間隔の開いた顆部は、前記脛骨コンポーネントと相対的に、前記大腿骨コンポーネントの回転を許容するような配置で、前記脛骨コンポーネントの前記第一の凹面と前記第二の凹面とに配置され、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により、高屈曲角度に相当する角度で回転する際には、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面との間に隙間が存在し、該隙間は０．０１〜０．４ミリメータの大きさを有し、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により回転している間は、前記カム従動面は、前記カム表面と係合しており、前記カム従動面は、前記補助的な荷重支持面に、実質的に荷重を伝達せず、
前記大腿骨コンポーネントが、前記脛骨コンポーネントの表面摩耗した非標準条件下、又は、低温流動である非標準条件下、又は、患者の大腿骨と脛骨との間で内側周り／外側周りの回転がある下で、高屈曲角度で回転するときに、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面とが荷重を支えるような関係で相互接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項２１】
前記カム従動面は、下部カム従動面領域で、実質上平面部につらなる曲面を備えており、前記平面部は、上部カム従動面領域で前記曲面とつらなっ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】
前記補助的な荷重支持面は、該補助的な荷重支持面の前記横方向の端部を定める側壁を有しており、前記カム表面に隣接した領域から前記脛骨コンポーネントの後部表面の端部に位置する上部領域にまで上方向に傾斜し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２３】
前記補助的な荷重支持面は、前記カム表面とつらなっ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２４】
前側と後側とを有すると共に横方向に一対の間隔の開いた顆部と、該顆部に付随した顆間陥凹と、を含んだ大腿骨コンポーネントであり、各々の前記顆部が、解剖学上の大腿骨顆部の一般的な横断面図に一致するように前後に凸状となる曲線を有すると共に前後の範囲の全体にわたって横方向に凸状となる曲線を有した表面を有する前記大腿骨コンポーネントと、
前記顆部の間で前記大腿骨コンポーネントの前記後側にある前記陥凹に隣接して配置されたカム従動面であり、該カム従動面が、上部カム従動面の領域と、下部カム従動面の領域とを少なくとも有しており、該下部カム従動面の領域が、前記上部カム従動面の領域よりも、後部方向に、より大きく延びるように寸法が取られた前記カム従動面と、
前側と後側とを有すると共に横方向に間隙の開いた第一及び第二の凹面を上面に有した台状部分と、前記大腿骨コンポーネントの前記顆間陥凹を受入れると共に下端でカム表面を有した脛骨の支柱と、を含んだ脛骨コンポーネントであり、各々の前記凹面が、前記大腿骨コンポーネントの前記顆部のうちの１つを、受入れるように適合した前記脛骨コンポーネントと、
前記第一の凹面と前記第二の凹面との間で前記カム表面の後部に配置された補助的な荷重支持面であり、前記カム表面とつらなっていると共に前記カム従動面のプロフィールに合致するような表面プロフィールを有した前記補助的な荷重支持面と、
を備えた人工膝関節であって、
人工膝関節の組立て時に、前記大腿骨コンポーネントの前記横方向に間隔の開いた顆部は、前記脛骨コンポーネントと相対的に、前記大腿骨コンポーネントの回転を許容するような配置で、前記脛骨コンポーネントの前記第一の凹面と前記第二の凹面とに配置され、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により回転している間は、前記カム従動面は、前記カム表面と係合しており、前記カム従動面は、前記補助的な荷重支持面に、実質的に荷重を伝達せず、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により、高屈曲角度に相当する角度で回転する際には、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面との間に隙間が存在し、
前記大腿骨コンポーネントが、前記脛骨コンポーネントの表面摩耗した非標準条件下、又は、低温流動である非標準条件下、又は、患者の大腿骨と脛骨との間で内側周り／外側周りの回転がある下で、高屈曲角度で回転するときに、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面とが荷重を支えるような関係で相互接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項２５】
前記カム従動面は、下部カム従動面領域で、実質上平面部につらなる曲面を備えており、前記平面部は、上部カム従動面領域で前記曲面とつらなっていることを特徴とする請求項２４に記載の人工膝関節。
【請求項２６】
前記大腿骨コンポーネントが高屈曲角度に相当する角度で、回転したときに、前記隙間は０．０１〜０．４ミリメータの大きさを有することを特徴とする請求項２４に記載の人工膝関節。
【請求項２７】
前記補助的な荷重支持面は、該補助的な荷重支持面の前記横方向の端部を定める側壁を有しており、前記カム表面に隣接した領域から前記脛骨コンポーネントの後部表面の端部に位置する上部領域にまで上方向に傾斜していることを特徴とする請求項２４に記載の人工膝関節。
【請求項２８】
前側と後側とを有すると共に横方向に一対の間隔の開いた顆部と、該顆部に付随した顆間陥凹と、を含んだ大腿骨コンポーネントであり、各々の前記顆部が、解剖学上の大腿骨顆部の一般的な横断面図に一致するように前後に凸状となる曲線を有すると共に前後の範囲の全体にわたって横方向に凸状となる曲線を有した表面を有する前記大腿骨コンポーネントと、
前記顆部の間で前記大腿骨コンポーネントの前記後側にある前記陥凹に隣接して配置されたカム従動面であり、該カム従動面が、上部カム従動面の領域と、下部カム従動面の領域とを少なくとも有しており、該下部カム従動面の領域が、前記上部カム従動面の領域よりも、後部方向に、より大きく延びるように寸法が取られた前記カム従動面と、
前側と後側とを有すると共に横方向に間隙の開いた第一及び第二の凹面を上面に有した台状部分と、前記大腿骨コンポーネントの前記顆間陥凹を受入れると共に下端でカム表面を有した脛骨の支柱と、を含んだ脛骨コンポーネントであり、各々の前記凹面は、前記大腿骨コンポーネントの前記顆部のうちの１つを、受入れるように適合した前記脛骨コンポーネントと、
前記第一の凹面と前記第二の凹面との間で前記カム表面の後部に配置された補助的な荷重支持面であり、前記カム表面に隣接すると共に、前記補助的な荷重支持面の前記横方向の端部を定める側壁を有しており、前記カム表面に隣接した領域から前記脛骨コンポーネントの後部表面の端部に位置する上部領域にまで上方向に傾斜した前記補助的な荷重支持面と、
を備えた人工膝関節であって、
人工膝関節の組立て時に、前記大腿骨コンポーネントの前記横方向に間隔の開いた顆部は、前記脛骨コンポーネントと相対的に、前記大腿骨コンポーネントの回転を許容するような配置で、前記脛骨コンポーネントの前記第一の凹面と前記第二の凹面とに配置され、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により回転している間は、前記カム従動面は、前記カム表面と係合しており、前記カム従動面は、前記補助的な荷重支持面に、実質的に荷重を伝達せず、
前記大腿骨コンポーネントが、前記人工膝関節の標準の機械的な動作により、高屈曲角度に相当する角度で回転する際には、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面との間に隙間が存在し、
前記大腿骨コンポーネントが、前記脛骨コンポーネントの表面摩耗した非標準条件下、又は、低温流動である非標準条件下、又は、患者の大腿骨と脛骨との間で内側周り／外側周りの回転がある下で、高屈曲角度で回転するときに、前記カム従動面と前記補助的な荷重支持面とが荷重を支えるような関係で相互接触することを特徴とする人工膝関節。
【請求項２９】
前記カム従動面は、下部カム従動面領域で、実質上平面部につらなる曲面を備えており、前記平面部は、上部カム従動面領域で前記曲面とつらなっていることを特徴とする請求項２８に記載の人工膝関節。
【請求項３０】
前記大腿骨コンポーネントが高屈曲角度に相当する角度で、回転したときに、前記隙間は０．０１〜０．４ミリメータの大きさを有することを特徴とする請求項２８に記載の人工膝関節。
【請求項３１】
前記補助的な荷重支持面は、前記カム表面とつらなっていることを特徴とする請求項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、大腿骨及び脛骨のコンポーネントを有した人工膝関節に関する。
【発明の背景】
【０００２】
人工膝関節は、米国特許４２９８９９２号明細書及び５７０２４５８号明細書に開示されており、係る発明の発明者は、本発明の発明者と同一である。
【発明の要約】
【０００３】
本発明は、先行技術の義肢を利用したものよりも、より大きな膝屈曲角度を提供する人工膝関節に関する。このことは、大腿骨すなわち大腿骨コンポーネントが、可能な屈曲角度で最も大きい角度で曲げられているときに、脛骨コンポーネントの後端近傍に、脛骨コンポーネントと大腿骨コンポーネントの間における接触点を配置することによって達成することができる。しかし、可能な最大の屈曲角度で曲げられるようなときには、脛骨コンポーネントの後端の近傍に、脛骨コンポーネントと大腿骨コンポーネントとの間で接触点を備えることにより、義肢の機械的機能を備えることが可能となるかもしれない。大腿骨と脛骨顆部の間にある接触領域は、減少してもよいが、接触応力が増加し、関節の摩耗が起こり得る。また、過度に屈曲させると、大腿骨コンポーネントは、大腿骨外側顆又は大腿骨内側顆のいずれか（または両方）で、脛骨の対応した部分と接触しなくなるかもしれない。他と関連して脛骨と大腿骨との回転が存在するならば、このような条件は、発生し得る。また、荷重を支持する脛骨顆部の後端にエッジ荷重がかかる場合においても発生するかもしれない。
【０００４】
本発明の人工膝関節は、脛骨コンポーネント及び大腿骨コンポーネントの他の荷重支持面に加えて、補助的な荷重支持面を含み、該コンポーネントは、脛骨内側顆部及び大腿骨内側顆部と、脛骨外側顆部及び大腿骨外側顆部と、中央脛骨のカム表面及び中央大腿骨カム表面である。これらの一組の補助的な荷重支持面は、脛骨顆間の中央に位置し、中央のカムに向かって後方に（即ち、膝関節の後側に）配置され、大腿骨顆間の中央部に位置し、大腿骨の上にあり、大腿骨の中央のカム表面の後部に配置される。
【０００５】
本発明に係る人工膝関節の標準の機械的な動作において、表面摩耗又は変形がなく、（例えば、１２０度よりも大きく、好ましくは１２５度よりも大きい）高屈曲角度で回転しない場合には、該補助的な荷重支持面は、荷重を伝達しない、又は、最小荷重のみを伝達するであろう。しかし、摩耗が、感知できるほどの大きな程度となった時、又は、高屈曲角度で脛骨コンポーネントと大腿骨コンポーネントの間で外側周り／内側周りの回転がある場合には、脛骨の補助的な荷重支持面と大腿骨の補助的な荷重支持面は、互いに接触するようになり関節を安定させるために荷重を伝達する。
【０００６】
もし、膝が高屈折角度まで動作し、大腿骨と脛骨との間で回転するならば、対応した脛骨顆部の後部から大腿骨顆部が離れるような動作によって、一対の補助的な荷重支持面間で接触し、荷重を支持する結果となる。このことは、過度の内反／外反の関節動作を防止し、膝関節を安定させると共に、関節荷重を効率的に伝達する。
【０００７】
高屈曲角度で、膝関節によって生じた比較的に小さい接触表面は、関節表面の摩耗又は関節表面の低温流動の結果をもたらすかもしれない。このことは、支持部の厚みの減少を生じさせてしまう。もし、脛骨の外側顆部又は内側顆部の厚みが減少したならば、一対の補助支持表面は、関節荷重を受ける部分に接触し、伝達するであろう。
【０００８】
大腿骨カムの補助表面は、脛骨に関連した大腿骨の“飛び越える高さ”を増加させるかもしれない。この飛び越える高さとは、大腿骨が前方向に移動して、脛骨のカムを飛び越えることができる高さであり、標準的に接触している脛骨と大腿骨との間で離間するに必要とされる高さ量を示すために用いられる用語である。脱臼とよばれるこのような現象は、好ましいことではない。したがって、高屈曲角度で、脱臼を防止するためには、飛び越える高さを最大にするのが好ましい。屈曲角度を大きく取っている間、大腿骨カムの補助的な荷重支持面が、コンポーネントの連結表面の後方の境界内にほぼ維持されるように、飛び越える高さは最大とされる。
【０００９】
請求項１は、通常条件下における人工関節を述べている（即ち、荷重支持面によって支持される荷重が最小または、荷重が加わらない場合）。請求項７は、（通常動作の条件において）請求項１に類似しているが、付加減縮の言葉を含む。請求項１３は、請求項１及び２を減縮結合している。請求項１８は、請求項１及び３を減縮結合している。請求項２３は、請求項１、３及び４を減縮結合している。請求項２７は、請求項１及び５を減縮結合している。請求項３２は、請求項１及び６を減縮結合している。請求項３７は、荷重支持面に荷重が支持されてる場合の人工関節の動作を述べている。請求項４１は、請求項３７及び３８を減縮結合している。請求項４４は、請求項３７及び３９を減縮結合している。請求項４７は、請求項３７及び４０を減縮結合している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
大腿骨コンポーネントは、１対の相等しい横方向に間隔の開いた大腿骨顆部１０、１２を備え、各々の前記顆部は、解剖学上の大腿骨顆部の曲率に一般的に近似すべく、横断面図に前後へ凸状となる滑らかな曲線を有すると共に、前後の範囲の全体に沿って内側横方向へ凸状となる曲線を有している。前記顆部の前の部分は、膝蓋部１４の凸状となる曲線側面部１４ａ、１４ｂと、凹面及び凸面からなる中央部１４ｃと、に滑らかにつらなっており、この中央部１４ｃは、膝蓋部１４と共に、箱型の顆間部１６の上壁又は上盤１６ａの下端で交わり、前記顆部に接続される。陥凹のうち１対の横方向に間隔の開いた側壁１６ｂ、１６ｃは、顆部の内部端部に向いて前記上盤１６ａの端部に付加されている。顆間部１６の上盤１６ａにある選択開口部１８は、骨組織に到達することを許容し、解剖学上の構造及びシステムをもって、前記コンポーネントのより良い調和を提供する。
【００１１】
大腿骨に面した大腿骨コンポーネントの表面は、一般的には平らであり、各々の顆部１０、１２が”切り面”の場合に、大腿骨に対してコンポーネントを連結するため使用された接合剤で、コンポーネントを保持するような有効な効果を採るべく、小さなリブ又はフランジによって仕切られても良い。このポケットを持った特徴は、ビード又は生物学的な連結表面をも許容する。
【００１２】
顆間陥凹１６の上盤１６ａは、一般的に平面であり、（ただし２つの平面の間で僅かな切れ目を有しているが）、かつ一般的に水平である（基準のベース水平面に平行である）。カム従動面２０は、大腿骨コンポーネント１の後側で、陥凹１６の近辺に配置されている。カム従動面２０は、顆部１０と顆部１２との間に配置されている。陥凹１６の下側から、カム従動面２０は、実質上平面の部分である平面部２０ｂにつらなるような下部曲面（下部カム従動面）２０ａを備えており、上部陥凹表面１９につらなるべく、上部曲面（上部カム従動面）２０ｃで内側に向けて曲がっている。結果、図２に示すように、上部曲面２０ｃの近傍に僅かに延びる場合の程度と比較して、下部曲面２０ａの近傍の後部方向に僅かに大きく延びるように、カム従動表面は、寸法付けられている。
【００１３】
大腿骨コンポーネントは、好ましくは、外科用であって、３１６Ｌステンレス鋼又はＡＳＴＭ標準＃Ｆ７５に対応したクロム−コバルト−モリブデン合金などの耐久性のある金属からなる。これは、生体適合性高分子化合物からなってもよい。骨格の外側のすべての表面は、光沢がでるくらいに磨かれている。大腿骨コンポーネントは、垂直方向の前後の中央面について対称となることができ、このことによりどちらの膝にも使用できる。また、（右膝仕様又は左膝仕様とすべく）非対称にすることもある。
【００１４】
脛骨コンポーネント２（図４〜６）は、好ましくは、外科用の仕様であってＧＵＲ４１５０、ＧＵＲ４１２０又はこれらの用途として適切であると知られたその他の樹脂のような低摩擦、高密度、低摩耗の高分子化合物からなる。脛骨も、右使用又は左使用となるように垂直方向の前後の中央面について対称となっている。これは、長楕円、円形、ディスク状の台状部３０を備えており、この上部表面は、平坦部であってもよい。１対の横方向に間隔の開いた長楕円の凹面３２、３４は、大腿骨顆部をそれぞれに受入れる。大腿骨コンポーネントの”入れ子式の”支持は、人工関節を安定させるばかりでなく、前後の並進、後方の屈曲角の形成、及び回転、解剖学上の膝関節の標準的な機能を含んだすべてを許容する。この後方の曲率は、大腿骨顆部の後方の曲率よりも大きい。
【００１５】
土台となる固定部３６は、良く知られた方法として、脛骨を固定するための金属脛骨トレイとの連結を許容すべく、台状部３０の底面から延びている。
【００１６】
固定支柱４２は凹面３２と凹面３４との間にある台状部３０から上方向に延びており、コンポーネントが組立てられた時に、顆間陥凹１６に受入れられるべく配置されている。該支柱４２は、横断面において一般的には、三角形をしており、該支柱は、平面と、平行側面４２bと、後面の下部にある凹面のカム表面４２aと、伸ばされた膝の軸を標準とした軸に垂直な公称の基準面に対して、鋭角で前方向上向きに傾斜された前面と、を有している。固定支柱４２の側面は、通常の横方向の屈曲角の形成及び人工膝関節の回転を許容とすべく大腿骨顆間陥凹の側面壁から充分なクリアランスを有している。
【００１７】
脛骨コンポーネント２は、更に、コンポーネントの後の領域に配置された表面４４を備えており、この表面４４は、固定支柱４２及びカム表面４２ａに隣接している。表面４４は、脛骨顆部３２と脛骨顆部３４との間の中央に位置している。側壁４６は、表面４４の横方向の縁として定められている。表面４４は、図５ａに示されるように、脛骨コンポーネントのカム表面４２ａに隣接した下部領域から脛骨コンポーネントの後部表面の端部３０ａ’に位置する上部領域まで上向きに傾斜している。
【００１８】
本発明に係る補助的な荷重支持面は、カム従動面２０及び表面４４を含む。大腿骨顆部１０及び大腿骨顆部１２が、凹面３２及び凹面３４を介して回転すると、カム従動面２０は、凹面のカム表面４２ａと係合するようになる。屈曲角度が増加すると、大腿骨顆部の上面１０ａ及び大腿顆部の上面１２ａは、凹面３２及び凹面３４と係合し始める。カム従動面２０の下部曲面２０ａは、カム表面４２ａとの係合が保持される一方、カム従動面２０の平面部２０ｂと表面４４との間には隙間が存在する。しかし、これらの表面が、互いに、極めて接近するようになってもよい。好ましくは、隙間の大きさは、標準的機械的条件下で、０．０１から０．４ミリメータである。いくらかの接触が発生してもよいが、荷重支持とならないようにするべきである。この配置が、本発明の人工膝関節において、高屈曲角度を提供する。
【００１９】
本発明に係る人工膝関節の標準の機械的な動作において、このことは、表面摩耗又は低温流動がなく、（例えば、１２０度よりも大きく、好ましくは１２５度よりも大きい）大きな屈曲角度で回転しなくすることで、補助的な荷重支持面は、荷重を伝達しない又は最小荷重しか伝達しないことになるであろう。しかし、摩耗が、感知できるほどの大きな程度となった時、又は、高屈曲角度で、脛骨コンポーネント及び大腿骨コンポーネントの間で回転及び低温流動がある時に、カム従動面２０と表面４４（それぞれに大腿骨と脛骨の補助的な荷重支持面）は、関節を固定するための荷重を伝達するように互いに接触するようになる。
【００２０】
もし、膝が高屈折角度まで動作し、大腿骨と脛骨との間で回転するならば、対応した脛骨凹面（例えば３２）の後端から大腿骨顆部（例えば１０）が離れるような動作によって、補助的な荷重支持面の組みである２０、４４との間で接触し、荷重を支持する結果となる。このことは、過度の内反／外反の関節動作を防止し、膝関節を安定させると共に、関節荷重を効率的に伝達する。
【００２１】
高屈曲角度で、膝関節によって生じた比較的に小さい接触表面は、関節表面の摩耗又は関節表面の低温流動の結果をもたらすかもしれない。このことは、支持部の厚みの減少を生じさせてしまう。もし、脛骨の外側顆部又は内側顆部の厚みが減少したならば、一対の補助支持表面は、関節荷重を受ける部分に接触し、伝達するであろう。
【００２２】
大腿骨カムの補助表面は、脛骨に関連した大腿骨の“飛び越える高さ”を増加させるかもしれない。この飛び越える高さとは、大腿骨が前方向に移動して、脛骨のカムを飛び越えることができる高さであり、標準的に接触している脛骨と大腿骨との間で離間するに必要とされる高さ量を示すために用いられる用語である。脱臼とよばれるこのような現象は、好ましいことではない。したがって、高屈曲角度で、脱臼を防止するためには、飛び越える高さを最大にするのが好ましい。屈曲角度を大きく取っている間、大腿骨カムの補助的な荷重支持面が、コンポーネントの連結表面の後方の境界内にほぼ維持されるように、飛び越える高さは最大とされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】大腿骨コンポーネントの平面図。
【図２】大腿骨コンポーネントの側面図。
【図３】大腿骨コンポーネントの後面図。
【図４】脛骨コンポーネントの平面図。
【図５】脛骨コンポーネントの側面図。
【図６】脛骨コンポーネントの後面図。
【図７】大腿骨コンポーネントの顆部とカム従動子の平面図
【符号の説明】
【００２４】
１    大腿骨コンポーネント
２    脛骨コンポーネント
１０,１２  大腿骨顆部
１４  膝蓋部
１６  顆間部
１６ａ  上盤
２０  カム従動面（補助的な荷重支持面）
２０ａ  下部曲面（下部カム従動面）
２０ｂ  平面部
２０ｃ  上部曲面（上部カム従動面）
３２,３４  凹面
３６  固定部
３８  成形用コア
４２ａ  カム表面
４４  表面（補助的な荷重支持面）
４６  側壁
【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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