(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生来骨の交換用補綴関節において、
−第１の上位支承面を有し、該上位支承面の一部が主要負荷支承弓形部を形成する大腿骨部材からなり；前記第１の上位支承面は、回転面の一連の弓形部により形成された平滑で連続する面であり、その弓形部の各形状は、共通の生成曲線を３または４つの別々の生成軸を中心にそれぞれの主たる生成半径で、かつそれぞれの回転角で回転させることにより生成され、これらの回転面の最大の弓形部が主要負荷支承弓形部であることを特徴とし；さらに
−前記主要負荷支承弓形部と可動結合する第２の上位支承面を有する膝蓋骨部材と；、
−前記主要負荷支承弓形部と可動支承係合する第３の上位支承面を有する子承インサートと、からなり、
前記主要負荷支承弓形部が、関節の屈曲の範囲が０°（完全伸張）から４５°までの範囲に亘って前記第３の上位支承面と一致した接触構成を恒常的に維持するよう形成されていることを特徴とする生来骨の交換用補綴関節。
【請求項２】
前記主要負荷支承弓形部が関節の屈曲の範囲が０°（完全伸張）から６０°までの範囲に亘って前記第３の上位支承面と一致した接触構成を恒常的に維持するよう形成されていることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
【請求項３】
前記主要負荷支承弓形部が関節の屈曲の範囲が０°（完全伸張）から１０５°までの範囲に亘って前記第３の上位支承面と一致した接触構成を恒常的に維持するよう形成されていることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
【請求項４】
前記第３の上位支承面が前記主要負荷支承弓形部と前記関節の範囲に亘って一致した可動結合していることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
【請求項５】
前記主要負荷支承弓形部が前記共通の生成曲線を前記生成軸の１つを中心に１２０°の角度で回転させることで生成されることを特徴とする請求項４記載の補綴関節。
【請求項６】
前記関節が生来の膝関節の交換用に形成され、前記第１の補綴部材が大腿骨部材であり、第２の補綴部材が膝蓋骨部材であり、かつ第３の補綴部材が支承インサートであることを特徴とする請求項１記載の補綴関節。
【請求項７】
前記第１の補綴部材が２つの間隔をおいた関節丘を形成するために形成され、前記関節丘により前記第１の上位支承面が部分的に形成され、また前記関節丘がほぼそれと同一の拡がりをもって伸びるウエブにより接続されていることを特徴とする請求項６記載の補綴関節。
【請求項８】
生来の骨関節交換用で、生来骨関節に近接する生来骨と可動結合をさせる補綴関節において、
−第１の上位支承面を有し、該第１の上位支承面の一部が主要負荷支承弓形部を形成し、前記主要負荷支承弓形部は前記生来骨と可動結合している大腿骨部材からなり；前記第１の上位支承面は、回転面の一連の弓形部により形成された平滑で連続する面であり、その弓形部の各形状は、共通の生成曲線を３または４つの別々の生成軸を中心にそれぞれの主たる生成半径で、かつそれぞれの回転角で回転させることにより生成され、これらの回転面の最大の弓形部が主要負荷支承弓形部であることを特徴とし；さらに
−前記主要負荷支承弓形部と可動支承係合にある第２の上位支承面を有する支承インサートと、からなり、
−前記主要負荷支承弓形部が、屈曲角０°（完全伸張）から４５°までの関節の屈曲範囲に亘り、前記第２の上位支承面と一致した接触構成を恒常的に維持させるよう形成されていることを特徴とする補綴関節。
【請求項９】
前記主要負荷支承弓形部が、屈曲角０°（完全伸張）から６０°までの関節の屈曲範囲に亘って前記第２の上位支承面と一致した接触構成を恒常的に維持させるよう形成されていることを特徴とする請求項８記載の補綴関節。
【請求項１０】
前記主要負荷支承弓形部が屈曲角の１０５°までの関節の屈曲の範囲に亘って、前記第２の上位支承面と一致した接触構成を恒久的に維持するよう形成されることを特徴とする請求項８記載の補綴関節。
【請求項１１】
前記第２の上位支承面が可動結合の範囲に亘って、前記主要負荷支承弓形部と相互に可動結合していることを特徴とする請求項８記載の補綴関節。
【請求項１２】
前記主要負荷支承弓形部が前記共通の生成曲線を１２０°の角度で、前記生成軸線の１つを中心に回転させることで生成されることを特徴とする請求項８記載の補綴関節。
【請求項１３】
前記関節が生来の膝関節の交換用として形成され、前記生来の骨が膝蓋骨であり、第１の補綴部材が大腿骨部材であり、第２の補綴部材が支承インサートであることを特徴とする請求項８記載の補綴関節。
【請求項１４】
前記第１の補綴部材が２つの離隔した関節丘を形成するように成形され、前記関節丘により前記第１の上位支承面が部分的に形成され、また前記関節丘がほぼそれと同一の拡がりをもって伸びるウエブにより接続されていることを特徴とする請求項１３記載の補綴関節。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膝内蔵補綴関節、詳述すれば膝内蔵補綴用大腿骨部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の軸線の回りを回転させられる平面曲線により形成される平滑な可動結合面を備える大腿骨部材は先行技術において公知である。この膝内蔵補綴の分野で広く容認された多数の中心をもつ大腿骨設計が共同発明者としての本発明者に発行された米国特許第４，３０９，７７８号、第４，３４０，９３８号および第４，４７０，１５８号に開示され、また添付する図１および２に示されている。この米国特許第４，３０９，７７８号、第４，３４０，９７８号ならびに第４，４７０，１５８号の開示が先行技術の大腿骨設計を完全かつ詳細に記述するため本明細書に参考として取入れられている。簡単に要約するため図１と２を参照すると、大腿骨部材１００は外側支承面１０２を備え、熱可塑性インサートと、任意に膝蓋骨との可動結合をなす。前記支承面により、各々が２つの対応する方向に可動結合できるように前記大腿骨部材１００上に形成された２つの関節丘が形成される。図１に示されているように、平面曲線「Ｆ」が、それぞれ中心点Ｈ１、Ｈ２ならびにＨ３の回りに、それぞれの半径Ａ１、Ａ２ならびにＡ３をもって生成された円弧Ｋ１、Ｋ２ならびにＫ３により、またこの円弧Ｋ２とＫ３それぞれに、また円弧Ｋ１とＫ３それぞれに接する接線１０７と１０８により形成される。図２を参照すると、前記平面曲線「Ｆ」をそれぞれ軸Ｃ１〜Ｃ４の回りに回転させて、大腿骨の前部から後部への旋回面である弓形部Ｓ１〜Ｓ４をそれぞれ生成させる。最大の弓形部Ｓ２は主要負荷支承弓形部と謂われる。それは、前記弓形部Ｓ２に相当する大腿骨部材の部分が使用中、負荷の大部分を支えるからである。前記弓形部Ｓ２を軸線Ｃ２から形成されるために用いられる関節丘の各々の半径は半径Ａ１に等しく、それは順に半径Ａ２に等しい。したがって大腿骨部材の関節丘の各弓形部Ｓ２は前記軸線Ｃ２の回りに球面状に生成される。前記弓形部Ｓ２の長さが大腿骨部材と支承インサートの間の調和した可動結合を使用中、最大伸長からほぼ３２°の角度に屈曲させる範囲に亘って可能にする。この大腿骨部材と共に使用される支承インサートは２つの支承面で形成され、その各々が関節丘に相当し、またその各々が弓形部Ｓ２の球面寸法に合せた大きさにしてある。先行技術による大腿骨部材と支承インサートとを装着者が組合せて活動する間は、殆ど調和した接触が前記弓形部Ｓ２の弓形長さ全体に亘って、関節丘と支承インサートの支承面の間に維持される。このようにその間の面積接触が補綴の装着者の標準的動き、例えば歩行や立っている間中展開されまた維持され、また応力負荷が極小化される。調和した接触の範囲外では、非調和の接触が起こって、その結果線接触もしくは点接触となる。上述の膝補綴は非調和の可動結合であっても十分作動する点で注目される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の大腿骨部材には多数の利点があるがそれでも、先行技術に比べより大きい範囲の屈曲ができる支承インサートと調和を維持できる大腿骨部材の必要性が存在する。本発明は、このような要求を満足する、大きい範囲の屈曲ができる支承インサートと調和を維持できる膝内蔵補綴用大腿骨部材を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の第１の実施態様に係る補綴関節は、生来骨の交換用補綴関節であって、
第１の上位支承面を有し該上位支承面により主要負荷支承弓形部が形成される第１の補綴部材と、
前記主要負荷支承弓形部と可動結合する第２の上位支承面を備える第２の補綴部材と、前記主要負荷支承弓形部と可動支承係合する第３の上位支承面を備える第３の補綴部材と、からなり、前記主要負荷支承弓形部が前記第３の支承面と屈曲角の０°から屈曲角の少なくとも４５°まで拡がる可動結合の範囲に亘ってほぼ同一の接触構成を恒常的に維持するよう形成されていることを特徴とするものである。
また本発明の第２の実施態様に係る補綴関節は、生来の骨関節交換用で、生来骨関節に近接する生来骨と可動結合をさせる補綴関節であって、
少なくとも一部分によって主要負荷支承弓形部が形成され、前記生来骨と可動結合している第１の上位支承面を備える第１の補綴部材と、前記主要負荷支承弓形部と可動結合係合にある第２の上位支承面を備える第２の補綴部材と、からなり、前記主要負荷支承弓形部が前記第２の上位支承面と屈曲角０°から屈曲角が少なくとも４５°まで拡がる可動結合の範囲に亘り、前記第２の上位支承面とほぼ同一の接触構成を恒常的に維持させるよう形成されていることを特徴とするものである。
【０００５】
新しい改良された大腿骨部材は、同一の主要負荷支承弓形部を用いる２つの可動結合部で、その一方の可動結合接触構成が屈曲を０°から少なくとも４５°までずっと変化しないようになった構成がなされている。この大腿骨部材は少なくとも１つの軸線、なるべくなら最大４つの軸線の回りに平面曲線を回転させることで成立っており、前記平面曲線により形成される２つの関節丘をもつ支承面を備える。前記関節丘の各々の大きい弓形部は共通の軸線に沿って位置する半径の回りに球面状に生成される。この球面状に生成された関節丘の弓形部は先行技術の弓形部Ｓ２と比較して長さでずっと大きい。使用の際には複数の関節丘により形成される最大の弓形部が配置されて、その双方を膝蓋骨部材ならびに支承インサートと可動結合させ、そこではほぼ同一の接触構成が前記最大の弓形部と支承インサートの間に０°から少なくとも４５°、しかも最大約１０５°までの屈曲範囲に亘って常時維持できる。したがって接触応力と屈曲による摩耗は、先行技術におけるよりずっと大きい動作範囲に亘って低減できる。別の例として、ほぼ同一の接触構成が屈曲の０°から少なくとも６０°、さらに最大約１０５°の範囲に亘って常時維持できる。
【０００６】
本明細書で用いられる「接触構成」は接触点、接触線もしくは接触面における前記２つの表面の構成であって、その間に加えれる負荷のない状態をいう。膝補綴に関しては、「接触構成」が各接触面の組の間に形成される。生来の膝と、植込み膝補綴は様々の負荷、例えば装着者の体重、屈曲角、接触角などの関数である。本発明の目的である膝補綴（もしくは他の補綴）の接触面により形成される「接触構成」は上述の負荷もなく形成される。
【０００７】
本明細書で開示された本発明の実施例は２つある。屈曲を最大１０５°にした第１の実施例の大腿骨部材の接触領域の曲率が中心位置を先行技術から大きく変化させると、この設計を能力のある後部および／または前部十字型靭帯がある膝に植込まれた装置との併用には適さなくすることを注意すべきである。しかしながら、間違いなく機能的な十字型靭帯が膝補綴には殆ど存在することがないので、第１の実施例の大腿骨部材が大抵の膝補綴の適用に向いていなければならないことも注意しておくべきである。この第１の実施例の大腿骨部材を使用する特別の利点は、大腿骨部材が回転プラットフォーム型支承と前記米国特許第４，４７０，１５８号に開示されたものと同様に用いた時に達成される。そのような組合せで、脛骨は屈曲中後方方向に移動させられて、膝蓋骨の大腿四頭筋の応力中心距離を増大させ前記四頭筋装置全体を一層効果的にする。
【０００８】
第１の実施例は固定支承型膝補綴や、回転並進式支承型膝補綴（例えば米国特許第５，７０２，４６６号に開示されているもの）や、丁番式膝補綴もしくは後部安定型膝補綴と併用できる。さらに第１の実施例は本発明者により１９９７年１１月１８日提出された米国特許願第６０／０６５，６８０号に開示された後部安定性膝補綴と、本発明者が共同発明者である１９９４年１２月１２日提出の米国特許願第０８／３５４，４８０号で開示の丁番式膝補綴との併用が特に有用である。
【０００９】
つぎに本発明の第２の実施例は一方もしくは両方の膝蓋骨が保持されることになる場合適用できる。この第２の実施例は第１の実施例と同一の設計原理を用いるが、第１の実施例と比較して後部方向に短い主要負荷支承弓形部を備えて形成される。それなりに調和した接触が第２の実施例の大腿骨部材と支承インサートの間に、前記主要負荷支承弓形部と支承インサートの可動結合のため標準的な行動範囲に亘って維持され、また主要負荷支承弓形部と支承インサートの可動結合を超える深い角度の屈曲では、大腿骨の脛骨上へのロールバックが保持された十字型靭帯が伸長している間の総体的に自然な動きの中で可動である。ロールバックは摺動並進と回転との組合せである。
本発明のこれらの特徴ならびに他の特徴も次の詳細な説明と添付図面の研究により一層よく理解できるものと思う。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下の説明には補綴の分野において数多くの応用があって、指、肘その他の骨関節の補綴の設計に適用できる。本発明の原理の説明のため、以下に膝関節補綴を例にとり説明するが、この開示は決してこのただ１つの応用に限定されるものでない。さらに説明上、本発明を以下に特定の実施例について説明する。以下に述べるように、開示の実施例の基礎となる発明の着想が等しく他の実施例にも適用できる。
【００１１】
図３乃至６を総体的に参照すると、本発明により形成された大腿骨部材の第１の実施例が示されている。この大腿骨部材２００は２つの関節丘２０４、２０６により形成される外側支承面２０２と前記関節丘の間に伸び、かつこの２つを接続するウエブ２０８を備える。前記支承面２０２の形状は点Ｍ１乃至Ｍ３によって示される３つの軸線の回りの平面曲線「Ｘ」の回転により形成される。この平面曲線「Ｘ」は上記に示した先行技術による平面曲線「Ｆ」とは異なる形状を備える。図３を参照すると、前記平面曲線「Ｘ」の形状は３つの半径で中心点Ｄ１乃至Ｄ３からそれぞれ伸びるＲ１乃至Ｒ３により総体的に形成される。この中心点Ｄ１とＤ２は距離Ｙで離隔され、また点Ｄ３は前記大腿骨部材２００の中心軸線に沿って配置されている。
【００１２】
図４に示されているように、大腿骨部材２００の輪郭は大腿骨部材２００の前部から後部に前記平面曲線「Ｘ」を前記軸線Ｍ１乃至Ｍ３の回りに回転させることで生成され、回転面の一連の弓形部分が形成される。前記軸線Ｍ１乃至Ｍ３は図４の平面に垂直か、あるいは別の例としてそれに対して鈍角となる。したがって第１の弓形部Ｓ１は前記平面曲線「Ｘ」が軸線Ｍ１の回りを半径Ｗ１で、角度θ１をとって回転することで形成される。Ｗ１は最大の生成半径であって、無限大に決め得る。第２の弓形部Ｓ２は図４に示されているように点ＡとＢの間に伸び、平面曲線「Ｘ」が軸線Ｍ２の回りを半径Ｗ２で回転することで形成される。前記半径Ｗ２は半径Ｒ１と等しく、それが順に半径Ｒ２に等しいことが好ましい。したがって前記関節丘２０４、２０６の各々の、弓形部Ｓ２も軸線Ｍ２上の適当な点の回りで球面状に生成されることが好ましい。また弓形部Ｓ２も平面曲線「Ｘ」を少なくとも１２０°の角度θ２で軸線Ｍ２の回りで回転させて形成される。例えば図４で示されているように、平面曲線「Ｘ」は１８０°の角度θ２で軸線Ｍ２の回りを回転させ得る。さらに第３の弓形部Ｓ３が大腿骨部材２００の最後部分で形成され、また平面曲線「Ｘ」を半径Ｗ３に対し軸線Ｍ３の回りを角度θ３で回転させることで生成できる。この第３の弓形部Ｓ３は大腿骨部材２００の輪郭を弓形部Ｓ２から大腿骨部材の最後部部分に伸ばすことで完成させる。図示より明白であるように、前記弓形部Ｓ３の長さは弓形部Ｓ２の長さの逆関数であり、片方の長さが増大するにつれ、比例的に他方の長さを減少させる。前記球面が関節丘２０４、２０６のそれぞれの弓形部Ｓ２に沿って形成される半径Ｗ２は先行技術による上述の大腿骨部材の弓形部Ｓ２が形成される半径より小さくなるよう選択されることが好ましい。
【００１３】
そして図７乃至８および１１乃至１２参照すると、大腿骨部材２００をこの大腿骨部材２００の弓形部Ｓ２と可動結合できる形状にした上位支承面３０２を備える支承面３００と可動結合係合にして形成する。詳述すれば前記上位支承面３０２の形状は平面曲線「Ｘ」を軸線Ｍ４の回りを半径Ｗ４で角度θ４を全体につけて回転させることで形成される。調和した可動結合を支承面３０２と大腿骨部材２００の弓形部Ｓ２の間に達成させるため、半径Ｗ４は半径Ｗ２と等しくしてある。他の点については、上位の支承面３０２の形状の生成は米国特許第４，４７０，１５８号に脛骨支承部材１３９の主要負荷支承支承面１４０に関して開示されていて、それについても言及している。
【００１４】
前記弓形部Ｓ２は大腿骨部材２００の前記主要負荷支承弓形部である。それは前記弓形部Ｓ２が上位の支承面３０２と、例えば歩行中、立っている間、走行中そして座っている間の標準的膝運動の大部分に相当する屈曲の範囲に亘って可動結合支承係合にあるからである。詳述すれば、前記脛骨部材２００が支承インサート３００と可動結合支承係合にあるので、前記脛骨部材２００がこの部材２００の装着者に完全伸長（屈曲角０°）から少なくとも屈曲角が４５°、そして最大屈曲角が約１０５°まで拡がる動作の範囲を提供し、それによってほぼ同一の接触構成が大腿骨部材２００と支承インサート３００の間に維持される。したがって大腿骨部材２００により前記支承インサート３００と図１２に示された通り完全伸長にあってもほぼ同一の接触構成が形成される。前記弓状部Ｓ２と支承インサート３００の間に点もしくは線の可動結合がある場合（すなわち半径Ｗ４は半径Ｗ２に等しくない）、前記弓形部Ｓ２はそれでも支承インサート３００と装着者の行動の大部分に相当する範囲に亘り可動結合する。さらに前記ほぼ同一の接触構成が屈曲度が少なくとも４５°、そして最大１０５°の範囲に亘ってなお維持される。前記ほぼ同一の接触構成を先行技術におけるよりも大きい屈曲角の範囲に亘って維持されて、接触応力と摩耗を減少させる。
【００１５】
膝蓋骨部材４００も前記大腿骨部材２００と併用できる。図９乃至１０を参照すると、前記膝蓋骨部材４００が示されている。この膝蓋骨は支承面４０２で形成される。大腿骨部材２００の弓状部Ｓ２との調和した可動結合の達成には、前記支承面４０２が平面曲線「Ｘ」を半径Ｗ５に対し角度θ５をとって軸線Ｍ５の回りに回転させることで形成できる。その場合半径Ｗ５は半径Ｗ２に等しい。軸線Ｍ５を前記膝蓋骨部材の長さに関して中心方向に配置させて、平面曲線「Ｘ」の回転により上述のように、中央支承面４０４が形成される。操作時には、前記中央支承面４０４が前記弓形部Ｓ２と調和的に可動結合することになる。前記支承面４０２の外側部分４０６は米国特許第４，４７０，１５８号に教示されているように、半径Ｗ１と同一の半径で生成されることになる弓形部Ｓ１と調和的に可動結合するよう形成できる。前記したパラメータＭ６、Ｍ７、θ６とθ７を備える遷移支承面４０８は米国特許第４，４７０，１５８号により形成される。すべての他の点については、膝蓋骨部材４００は米国特許第４，４７０，１５８号の膝蓋骨部材１０９と類似している。前記支承面４０２は大腿骨部材２００のどの部分とも調和的に可動結合するよう形成される必要はない。
【００１６】
大腿骨部材が弓形部Ｓ１乃至Ｓ３の３つを備えるものとして上述されているが、弓形部の実際の数は本発明にとっては重大な特性ではない。例えば主要負荷支承弓形部Ｓ２は平面曲線「Ｘ」により形成され、ほぼ大腿骨部材２００の全長に亘って拡がることができ、その場合前記弓形部Ｓ２はその全長に亘る連続球面により形成されることになる。別の例として、異なる形状をした平面曲線、例えば先行技術に関して上述した平面曲線「Ｆ」が利用できる。本発明の重要な特性は前記ほぼ同一の接触構成が前記主要負荷支承弓形部Ｓ２と支承インサート３００の間に、屈曲角０°から屈曲角少なくとも４５°、最大約１０５°まで拡がる範囲に亘って維持できることである。図示より明白であるように、前記ほぼ同一の接触構成が大腿骨部材２００の形状が形成される弓形部の数の関数ではないが、むしろ接触面の実際形状によるものである。前記平面曲線「Ｘ」は生成軸の数がいくつあってもその回りを回転させて大腿骨部材２００の形状が形成される。とはいっても、形成されている弓形部の１つが、屈曲角が前記支承インサート３００に関して０°から少なくとも４５°、最大１０５°の範囲に亘ってほぼ同一の接触構成を維持できるよう形成された主要負荷支承弓形部となることが肝要である。規定範囲の下限は屈曲角の少なくとも６０°になるよう規定できる。さらに本発明の大腿骨部材は主要負荷支承弓形部を用いる２つの可動結合に適応できるよう、またこれらの可動結合の１つが屈曲角の少なくとも０°から少なくとも４５°までの範囲に亘って変化しないよう構成されている。
【００１７】
本発明の第１の実施例は十字型靭帯が能力を発揮できる生来の膝関節の代替に用いようとするものではない。むしろ、第１の実施例が十字型靭帯が犠牲にされるか不完全である場合に用いられることになる。本発明は生来の膝の動きをモデルにしていないことに注目されるべきである。しかしながら、本発明は十字型靭帯が能力を発揮できない場合での使用に対するものであるから、本発明は生来の膝の動きに倣うことに限られていない。このような制限がないので、本発明はさらに大きい調和した接触を可能にし、したがって先行技術設計、特に能力を発揮できる十字型靭帯との併用に設計されたものと比較して機能上の損失なしに摩耗をより少くできる。膝交換の事例の大部分では前記十字型靭帯は能力を発揮しないので、本発明は大抵の膝取替え事例に適用可能であることにも注目すべきである。
【００１８】
図１３乃至１５参照すると、大腿骨部材の第２の実施例が示され、図面参照番号５００で総体的に表わされている。上述の第１の実施例を用いたのと同様、大腿骨部材５００は２つの関節丘５０４、５０６により形成される外側支承面を備える。第１の実施例とは対照的に、大腿骨部材５００はこの大腿骨部材５００の後部から前記関節丘５０４、５０６の間に伸びて保持された十字型靭帯に適応できる十分な長さを有する。
【００１９】
上述の平面曲線「Ｘ」は前記支承面５０２の形成に用いられる。図１４に示されているように、この平面曲線「Ｘ」は４つの軸線Ｍ８乃至Ｍ１１の回りを回転させられる。詳述すればこの平面曲線「Ｘ」は第１の弓形部Ｓ５を半径Ｗ８で、角度θ８の全体を掃く。なるべくならこの半径Ｗ８が無限大に等しく、その場合、平面曲線「Ｘ」が軸線Ｍ８を角度θ８をもって線状に移動させることで形成される直線に沿って移動させられ、角変位よりむしろ線変位を示す。この平面曲線「Ｘ」は軸線Ｍ９の回りを半径Ｗ９で角度θ９をさらに掃かれて大腿骨部材５００の主要負荷支承弓形部Ｓ６が形成される。この弓形部Ｓ６が球面で形成されるには、半径Ｗ９が前記平面曲線「Ｘ」の半径Ｒ１とＲ２の両方と等しいことである。図１４に示されているように、主要負荷支承弓形部Ｓ６が軸線Ａ２と軸Ｂ２の間に伸びる。角度θ９は１４６°に等しいことが好ましい。また軸線Ｂ２も大腿骨部材５００の垂直軸線Ｖに関して固定されることが好ましい。図１４を参照すると、基準軸線Ｚが前記垂直軸線Ｖに関して角度αをなす。前記角度αは１５°に等しいことが好ましく、それは生来の大腿骨と脛骨の前後方向で測定された縦軸線の間で食違わせた代表的角度に等しいことが好ましい。標準軸線Ｚと軸線Ｂ２は適当な角度βに対し、その角度は７１°が好ましい。前記弓形部Ｓ７は前記弓形部Ｓ６から後部方向に拡がって、軸線Ｍ１０の回りに角度θ１０をもって回転する軸線Ｗ１０により形成される。弓形部Ｓ８は支承面５０２の形状を仕上げ、軸線Ｍ１１の回りに角度θ１１を回転する半径Ｗ１１で形成される。
【００２０】
弓形部Ｓ５、Ｓ７およびＳ８は米国特許第４，４７０，１５８号に開示されているように弓形部Ｓ１、Ｓ３ならびにＳ４と同一の方法で総体的に形成できる。しかしながら、主要負荷支承弓形部Ｓ６は先行技術とは異なる方法で形成される。主要負荷支承弓形部Ｓ６が上述のように形成されることで、この主要負荷支承弓形部Ｓ６は上述の支承インサート３００の支承面３０２との前記ほぼ同一の接触構成を屈曲角の少なくとも４５°、最大ほぼ１０５°の範囲に亘って維持できる。
【００２１】
前記主要負荷支承弓形部Ｓ６は米国特許第４，３０９，７７８号ならびに第４，３４０，９７８号に開示されたもののようなかま型支承の上位支承面と調和的に可動結合するよう形成されることが好ましい。このかま型支承の上位支承面は上述の支承３００の上位支承面３０２のように、前記主要負荷支承弓形部Ｓ６と上位支承面３０２の間に半径９に等しい半径Ｗ４を置くことにより調和した可動結合が達成できる状態にして形成される。しかしながら調和した可動結合は、本発明の目的達成には必要ない。弓形部Ｓ７とＳ８に関しては、前記上位支承面３０２との調和した可動結合はない（すなわち、半径Ｗ１０とＷ１１は半径Ｗ４に等しくない筈である）。前記第１の実施例とは違って、大腿骨部材５００は人の膝の自然の動きに従うよう形成され、大腿骨の深く屈曲した脛骨に関連したロールバックができる。軸線Ｂ２の位置は前記大腿骨部材５００と半月状支承の間の調和した可動結合を、点もしくは線接触が前記弓形部Ｓ７とＳ７の真上の前記その間に形成される状態で後部方向に限定する。調和した可動結合が大腿骨の脛骨に関しての自然のロールバック運動を抑制する。少なくとも１つの十字型靭帯が保持されている状態で、十字型単数もしくは複数の靭帯により起こされる自然発生のロールバック力がかま型支承を利用して前部−後部並進を起こさせる。さらに大腿骨部材５００は第１の実施例に関して述べられたのと同一の方法で膝蓋骨部材４００との可動結合できるよう形成されている。
【００２２】
前記大腿骨部材５００は第１の実施例に関して上に述べたように本発明の目的を達成するためのものである。この大腿骨部材５００は非調和の可動結合が深く屈曲できるように配設されさえすれば、第１の実施例とすべて同一の方法で修正できる。
【００２３】
明白であるように、非常に多くの態様変更が同業者に容易に起こり得るので、本発明を示し述べたように厳密な構造と操作に限定することは望ましくない。したがってあらゆる適当な態様変更と同等のものは請求項にあるごとく本発明の範囲内に入るものとして分類できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べた通り本発明によれば、より大きい範囲の屈曲が可能な支承インサートとの調和を長期に亘り維持することができる補綴関節を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術による大腿骨部材を示す図で、米国特許第４，４７０，１５８号の図３９から採用した平面図である。
【図２】図１に示された先行技術による大腿骨部材を示す図で、米国特許第４，４７０，１５８号から採用した２−２線上の側面図である。
【図３】本発明に係る大腿骨部材の第１の実施例の正面図である。
【図４】大腿骨部材の第１の実施例の側面図である。
【図５】図４の５−５線上の大腿骨部材の第１の実施例の部分断面図である。
【図６】図４の６−６線上の大腿骨部材の第１の実施例の部分断面図である。
【図７】支承インサートの平面図である。
【図８】図７の８−８線上の支承インサートの断面図である。
【図９】膝蓋骨部材の平面図である。
【図１０】図９の膝蓋骨部材の代表的断面図である。
【図１１】大腿骨の支承インサートおよび脛骨部材に関して屈曲角を９０°にした第１の実施例の平面図である。
【図１２】支承インサートと脛骨部材と共に完全に伸長した状態の大腿骨の第１の実施例の平面図である。
【図１３】本発明に係る大腿骨部材の第２の実施例の正面図である。
【図１４】大腿骨部材の第２の実施例の側面図である。
【図１５】図１４の１５−１５線上の大腿骨部材の第２の実施例の部分断面図である。
【符号の説明】
１００  大腿骨部材
１０２  支承面
１０７  接線
１０８  接線
１３９  脛骨支承部材
１４０  主要負荷支承面
２００  大腿骨部材
２０２  外側支承面
２０４  関節丘
２０６  関節丘
２０８  ウエブ
３００  支承インサート
３０２  上位支承面
４００  膝蓋骨部材
４０２  支承面
４０４  中央支承面
４０６  外側部分
４０８  遷移支承面
５００  大腿骨部材
５０２  支承面
５０４  関節丘
５０６  関節丘
５０８  十字型靭体切欠き
Ａ  点
Ａ１〜３  半径、軸線
Ｂ  点
Ｂ２  軸線
Ｃ１〜４  軸線
Ｄ１〜３  中心点
Ｆ  平面曲線
Ｈ１〜３  中心点
Ｋ１〜３  円弧
Ｍ１〜１１  軸線
Ｒ１−３  半径
Ｓ１〜８  弓形部
Ｖ  垂直軸線
Ｗ１〜１１  半径
Ｘ  平面曲線
Ｙ  距離
Ｚ  軸線
α  角度
β  角度
θ２〜１０  角度
【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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