(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膝関節補綴において、
‐大腿骨へ装着する際に使用する上位表面、中央ならびに側方凸形顆状突起を有する下位接合支承表面、大腿骨部材後部の上位表面および下位表面の間に達するカムボックスを備えた大腿骨部材を有し、前記カムボックスは、中央および側方壁と、前記中央及び側方壁の間にまで達し、かつその表面に大腿骨カム表面を備えたカム壁で構成され、
‐脛骨部材を有し、
‐前記大腿骨部材と前記脛骨部材との間に配置された支承を有し、前記支承は、前記大腿骨部材の凸形顆状突起と接合支承係合する凹形上位支承面を持ち、前記凹形上位支承面は、前記膝関節補綴の選択された屈曲範囲において前記凸型顆状突起と不整合支承係合するよう構成され、さらに前記支承は、前記脛骨部材と摺動および回転支承係合する下位支承面を備え、支承の後面に向かって前方方向に突きだしているノッチ、および、前記支承の下位支承面に形成され前記ノッチから前方方向に突きだしている溝を有し、さらに
‐制御アーム・アセンブリーを有し、前記制御アーム・アセンブリーは、前記支承の動きを制御アームの動きと同調させるために、前記支承の溝に摺動可能に係合させた制御アームと、前記脛骨部材に対して前記制御アーム・アセンブリーが旋回できるよう前記制御アームから伸びる旋回接続手段と、前記制御アームから上位に向かって突きだしている柱とを有し、前記柱は、前記支承のノッチと摺動係合し、前記大腿骨部材のカムボックスに配置され、前記膝関節の屈曲の間に、前記支承上で前記大腿骨部材の後退が起きるよう前記大腿骨カム表面と係合するよう配置された凸形カム表面を有する
ことを特徴とする膝関節補綴。
【請求項２】
前記カムボックスは、さらに中央および側方壁ならびに前記両壁の間に達する前面の壁からなる請求項１記載の膝関節補綴。
【請求項３】
前記膝関節補綴が最大限まで屈折した際に、前記前面の壁と係合する位置に柱を配置している請求項２記載の膝関節補綴。
【請求項４】
前記柱の凸形カム表面は、後部に面するように配置してあって、前記大腿骨カム表面が、少なくとも一部に、前記柱の凸形カム表面と係合出来る凹状の部分が設けられている請求項１記載の膝関節補綴。
【請求項５】
前記柱の凸形カム表面は、平行軸の周りに形成した多数の連続したアーチ状の部分からなっている請求項４記載の膝関節補綴。
【請求項６】
前記大腿骨カム表面が、中央−側方軸の周りに形成した単一の凹状曲線を規定している請求項５記載の膝関節補綴。
【請求項７】
前記大腿骨カム表面は、前記膝関節補綴の最大限の屈折時に、実質的に、下位方向を向いている請求項１記載の膝関節補綴。
【請求項８】
前記柱の中央および側方表面は、外反−内反モーメントに抵抗するために、前記カムボックスの中央および側方壁と摺動可能に係合している請求項１記載の膝関節補綴。
【請求項９】
前記制御アーム・アセンブリーの制御アームは、金属製で、前記制御アーム・アセンブリーの柱は、プラスチック製である請求項１記載の膝関節補綴。
【請求項１０】
前記制御アーム・アセンブリーの制御アームは、金属製の柱支持ピンからなり、前記プラスチック製の柱は前記金属製の柱支持ピンに非回転取付けされた請求項９記載の膝関節補綴。
【請求項１１】
前記制御アーム・アセンブリーの旋回接続手段を、プラスチック原料からなる円錐形に成形した支承を使用して構成している請求項１０記載の膝関節補綴。
【請求項１２】
前記制御アーム・アセンブリーの制御アームには、金属製の円錐形支承支持が含まれ、前記円錐形支承は、前記円錐形支承支持に取付けられている請求項１１記載の膝関節補綴。
【請求項１３】
前記制御アームは、前記制御アームの前方部分から上に向かって突き出るストップピンを有し、前記支承は前記溝の前部分にストップ凹部を含み、前記ストップ凹部と前記ストップピンとの係合により、前記制御アームと前記脛骨部材に対して前記支承の前方へ脱臼するのを防止する請求項１記載の膝関節補綴。
【請求項１４】
前記ストップピンは、金属材料から形成されている請求項１３記載の膝関節補綴。
【請求項１５】
膝関節補綴において、
‐大腿骨へ装着する際に使用する上位表面、中央ならびに側方凸形顆状突起を有する下位接合支承表面、大腿骨部材後部の上位表面および下位表面の間に達するカムボックスを備えた大腿骨部材を有し、前記カムボックスは、中央および側方壁と、前記中央及び側方壁の間にまで達し、かつその表面に大腿骨カム表面を備えたカム壁で構成され、
‐脛骨部材を有し、
‐前記大腿骨部材と前記脛骨部材との間に配置された支承を有し、前記支承は、前記大腿骨部材の凸形顆状突起と接合支承係合する凹形上位支承面を持ち、さらに前記脛骨部材と摺動および回転支承係合する下位支承面を備え、支承の後面に向かって前方方向に突きだしているノッチ、および、前記支承の下位支承面に形成され前記ノッチから前方方向に突きだしている溝を有し、さらに
‐制御アーム・アセンブリーを有し、前記制御アーム・アセンブリーは、前記支承の動きを制御アームの動きと同調させるために前記支承の溝に摺動可能に係合させた制御アームと、前記脛骨部材に対して前記制御アーム・アセンブリーが旋回できるよう前記制御アームから伸びる旋回接続手段と、前記制御アームから上位に向かって突きだしている柱とを有し、前記柱は、前記支承のノッチと摺動係合し、前記大腿骨部材のカムボックスに設けられ、さらに、外反−内反モーメントに応じて前記カムボックスの中央および側方壁との接触面積を増すために前記制御アームからより遠い位置で互いに離れるようテーパがつけられた中央および側方面を有することを特徴とする膝関節補綴。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膝関節補綴に関し、特に後部を安定させた代替膝関節補綴に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
膝関節は本来、関節軟骨で構成される大腿骨遠位端、関節軟骨で構成される脛骨近位端及び、大腿骨と脛骨間の半月板を含んでいる。大腿骨と脛骨は支承に対し、靱帯によって適正な関係に保たれている。この安定させている靱帯は、後部十字靱帯、前部十字靱帯及び側副靱帯である。
【０００３】
膝を曲げると脛骨は大腿骨に対し、ほぼ中央から側方に伸びる軸にそって回転し、同時に大腿骨の接触部分を、脛骨に対して後退させる。屈曲は脛骨自身の軸回りの回転も生む。膝の屈曲による脛骨の回転量は、靱帯によって調節制限される。
【０００４】
生来の膝関節は、損傷されたり、疾患に冒され得る。例えば、膝の損傷或いは疾患は、大腿骨の関節頭面或いは脛骨関節窩面を劣化させ、又骨間の関節軟骨を損傷し得る。先行技術には、損傷或いは疾患に冒された生来の膝関節を代替する補綴膝関節が含まれている。補綴膝関節は一般に、切除した大腿骨遠位端に取り付ける大腿骨関節部材、切除した脛骨近位端に取り付ける脛骨関節部材及び、大腿、脛骨両関節部材間の支承からなる。補綴膝関節の大腿骨関節部材下位面は、一般に一組の弓形凸形顆状突起の形を取っている。支承の上位面は、大腿骨関節部材の顆状突起と関節支承係合するための一組の対応する弓形凹面領域を備えている。脛骨関節部材の上位面は、ほぼ平らでも良く、支承下位面と係合するよう配置されている。
【０００５】
先行技術による補綴膝関節は、整形外科医、患者の生来の膝の状態、及び健康状態、年齢や、移動性によって種々の形態がとられてきた。先行技術による膝関節補綴の幾つかは、支承下位面を脛骨関節部材上位面に固定して安定させる。他の先行技術による膝関節補綴では、支承と脛骨関節部材間の回転運動を許している。他の先行膝関節補綴では今でも、支承と脛骨関節部材間に一定量の前後への摺動運動ができるようにしている。脛骨関節部材に対する支承の動きは、先行技術に詳述されているように、機能面で多くの利点をもたらす。上記の構造的及び機能的に一定の構造を組み込んだ先行技術による膝関節補綴は、米国特許第４，４７０，１５８号及び、米国特許第４，３０９，７７８号に開示されている。
【０００６】
上述したように、殆どの補綴膝関節では、大腿骨部材の下位支承面は、一組の弓形に突出した顆状突起からなっている。大腿骨部材の顆状突起は、支承上位面の弓形に窪んだ領域と関節支承係合する。この様に支承の上位面は、一般に一組の皿状の領域を持ち、その各々の中心部はやや押し下がり、周縁部はやや上がっている。上に説明したように、膝関節の屈曲は、大腿骨に対して中央から側方に伸びる軸を中心にした脛骨の回転を生む。屈曲は更に、脛骨をそれ自身の軸周りに回転させる。これらの複合運動は、支承が大腿骨と共に動かない限り、大腿骨の顆状突起がこの様な支承上位面の窪みから抜けたり或いは、窪みをせり上ったり又、支承周縁部に接近しかねない。この様に屈曲は、補綴膝関節関連部材の位置ずれを生じやすい。位置ずれが可能になる度合いは種々の要因によって異なるが、最も重要なのは靱帯の有無及び支承の形状とその可動性である。位置ずれの可能性は、屈曲の度合い及び、大腿骨部材の下位関節支承面と、支承上位面との整合の度合いにもよる。例えば、支承上位面がほぼ平らな固定支承式膝関節であっても、大腿骨部材が支承にせり上がるのはさしたる問題ではない。しかし、補綴膝関節の大腿骨部材下位支承面と、支承上位面との間の不整合が比較的大きい場合、極めて強い接触圧力では支承を破損する可能性がある。大腿骨部材と支承間の整合性がより大きい固定支承式補綴膝関節では、望ましい低接触圧力が得られる。しかし、脛骨部材上を摺動する支承と係合した場合、整合性がより大きいと脛骨部材が支承にせり上がる問題が生じ、従って位置ずれの可能性が出てくる。後部安定支柱を使用する補綴膝関節では大腿骨部材が支承にせり上がるのも、特に問題となる。特に、大腿骨部材が支承にせり上がると、支柱に掛かるせん断力が増大し、人工関節の損傷に到りかねない。
【０００７】
膝関節の内反−外反安定性は、大腿骨に対し前方平面で脛骨を回転させようとする側面力或いは回転力に関節が抵抗する能力に関係する。大腿骨に対し前方平面で脛骨を回転させようとする側面力或いは回転力は、位置ずれを生じやすい。この様な位置ずれは、側面力の方向によって、特に補綴の中央或いは、側面で発生しやすい。先行技術による補綴に於けるこの様な位置ずれは、添付図１８に示されている。
【０００８】
補綴膝関節は通常活動中、圧縮負荷がかかる。結果として内反−外反モーメントは通常、補綴部材の関節表面及び、靱帯によって適正に阻まれる。しかし、靱帯が欠如している場合には、付加的な内反−外反安定策が望まれる。
【０００９】
先行技術による補綴膝関節の幾つかは、大腿骨顆状突起の間の後部域に達する安定支柱を設けて、内反−外反安定性を強化している。膝十字靱帯があれば、この域は、後部膝十字靱帯によって占められる。支承が脛骨部材上を前−後方に摺動できる補綴膝関節は、優れた後退性を備える。ここで「後退」とは、屈曲の際、大腿骨の脛骨に対する接触点が後ろに下がることを意味する。しかし、後退は大腿骨部材が支承にせり上がりそのため位置ずれの可能性が増大する。加えて、このより大きい後退性と、大腿骨部材が支承にせり上がる可能性の増大は、後部安定支柱を備える補綴膝関節のせん断力を大きく減少させる。屈曲の際、後部に摺動できる補綴支承は、支承と膝の前方柔軟組織との間の衝突を防ぐ。この様に、前−後方に摺動できる支承を備えた補綴膝関節は、深く屈曲した場合の不快感を避けることができる。
【００１０】
安定支柱及び、前−後方摺動可能な支承付き先行技術による補綴膝関節は、ＢＡＨＬＥＲに公告された米国特許第５，３９５，４０１号に示されている。特に、米国特許５，３９５，４０１号では、脛骨部材と脛骨部材上位面に摺動するように配置された補綴膝を示している。支承下位面には、支承上位面に設けられた２つの顆状突起の窪みの間の位置に、前−後方に伸びるばち型溝が設けられている。米国特許５，３９５，４０１号に開示されている支承にも、支承の２つの顆状突起の窪みの間の位置で、支承後部に伸びるノッチを有している。このノッチは、支承のばち形溝に正しく合っている。米国特許５，３９５，４０１号の補綴には、更に、脛骨部材に設けられた窪みと旋回係合する柱付き制御アームが備えてある。この制御アームには、ばち形部分があり、これが支承下位面のばち形の溝と摺動係合する。米国特許５，３９５，４０１号に示される制御アームにも柱があり、これが大腿骨部材の顆状突起の間を支承のノッチ全体に伸びている。柱は、大腿骨部材の２つの凸状顆状突起の間の大腿骨部材表面と摺動係合する形状になっている。しかし、米国特許５，３９５，４０１号では、大腿骨の支承からの位置ずれを防止するものが何も見当たらない。
【００１１】
先行技術には、単に支承から大腿骨顆状突起の間のスペースに伸びる後部安定柱を備えた他の補綴部材もある。先行技術によるこのタイプの補綴関節は、例えば、米国特許５，６５８，３４２号、米国特許５，４８９，３１１号、米国特許５，３３０，５３４号、米国特許４，９５０，２９８号、米国特許４，８８８，０２１号、米国特許４，６３４，４４４号、米国特許４，５６８，３４８号に開示されている。先行技術によるこれら全ての補綴関節は、後部膝十字靱帯を保持できないか或いは、欠陥のある場合に関節代替に用いられる。更に、これら先行技術による補綴部材の殆どが、側副両靱帯が保持できる場合の使用にも当てられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術による補綴部材が種々の特色を有しているとはいえ、他の非蝶番補綴膝関節より優れた耐位置ずれ性を備える補綴膝関節の提供が望まれる。
【００１３】
本発明の他の目的は、支承が脛骨部材に対して、前−後方へ同時に摺動可能にし、しかもその際、如何なる位置ずれの可能性をも排除した補綴膝関節を提供することにある。
【００１４】
本発明の更なる目的は、耐位置ずれ性を強化し、優れた後退性を有する補綴膝関節を提供することにある。
【００１５】
更に本発明の目的は、強化された耐位置ずれ性を有し、後部安定柱に掛かるせん断力を減少させた補綴膝関節の提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、深い屈曲度で耐位置ずれ能力を持つが、浅い屈曲度では耐位置ずれ性を持たない膝関節補綴を目標とする。本発明の膝関節補綴は、内反−外反モーメントへの耐性も兼ね備えている。
【００１７】
本発明の補綴には、脛骨部材、大腿骨部材、支承及び、制御アーム・アセンブリーを使用する。脛骨部材には、切除した脛骨に設けた凹部に安定して取り付けられるよう形作られた下部突起物が付いている。脛骨部材は更に、上支承面には、中に伸びて下位の取り付け用突起部分に到る円錐状凹部を有する上位支承面がある。
【００１８】
大腿骨部材は、切除した大腿骨の遠位端に設けた凹部に取り付けるための突起物のある上位面を持つ。大腿骨部材は、一組の凸状の顆状突起を形成する下位面をも有する。ノッチが大腿骨部材の後端まで伸びて、カム・ボックスの形を示している。カム・ボックスにはほぼ等間隔に間を置いて中央と横に一組の側壁があり、又、カム・ボックス側壁上の上部にまで到る大腿骨カムがある。
【００１９】
支承は、大腿骨部材の顆状突起と関節支承係合するための一組の弓形窪みのある支承表面を有する上位表面を含む。支承は更に、脛骨部材の上位面と摺動係合するために配置された下位表面を含む。支承の下位表面にはばち型溝が形成されており、それが通常前−後方に伸びている。支承には更に、支承の後側にまで伸びるノッチがあり、支承の上位面と下位面の間を継続して伸びている。このノッチは支承の中央と側端間のほぼ中心に配置され、それがばち型溝と正しく合致する。ノッチの前端には後部と下部に面したアンダーカットまたは段部を設けても良い。このアンダーカットは、関節の深い屈曲度で位置ずれを防ぐため、制御アームの一部と係合出来る。しかし、浅い屈曲度での関節の通常の動作には、このアンダーカットは殆ど役に立たない。支承の下位面には、ばち形溝の前部近くにストップ凹部を更に設けることが出来る。ストップ凹部は、支承の前方への動きを制限するために、制御アーム・アセンブリー上のストップピンと係合する。
【００２０】
制御アーム・アセンブリーは、脛骨部材に形作られた円錐状凹部と旋回係合するような寸法の円錐状支承を有する。ばち形ガイドが、制御アーム・アセンブリーの円錐状支承の長径端からほぼ直角に出ている。このばち形ガイドは、支承の下位面に設けられたばち形溝と係合出来る。制御アームは更に、制御アーム後端から上位方向に突き出た柱を有する。この柱は支承と大腿骨部材の後面にあるノッチに摺動受容されるような寸法になっている。柱が制御アームに隣接する部分は、制御アーム・ボスとして良い。このボスは、もしあれば、関節の屈曲が最大の時、支承のノッチ前端にあるアンダーカットに摺動する形状になっている。ばち形ガイドの前端よりストップピンが上位方向に突き出て、支承のストップ凹部に係合するようにして良い。
【００２１】
本発明による補綴関節は、両方向の内反−外反安定性を備えている。通常の圧縮負荷状態では支承の上位支承合わせ面に大腿顆状突起が押しつけられる。この合わせは、大腿骨部材が圧縮圧力のもとで前−後方に伸びる軸周りの回転を生じるような合わせになる。この様な軸周りの回転は、制御アーム柱の側面とカム・ボックス側壁との衝突を生む。この接触で、関節に掛かる如何なる内反−外反モーメントにも抵抗する反力が生じる。如何なる内反−外反モーメントの小さい無負荷支承段階では、関節圧縮が無いので、柱は僅かな曲げ荷重を受けるだけであろう。しかし、柱はこの様な曲げ運動に充分耐え得る強度を持たせることが出来る。
【００２２】
関節の屈曲が深くなるにつれ、カム・ボックス面は柱のカム面と係合する。この係合は屈曲角度がほぼ４５°で開始する。ほぼ４５°以上の屈曲は大腿骨部材を後方に押す。支承に掛かる圧縮力とその窪みの形から、支承は大腿骨部材と一緒に動く。この後方への動き或いは大腿後退は大腿四頭筋効果を改善する。ほぼ１２０°を僅かに超える屈曲角度での支承の付加的後方移動は、防止する方が望ましい。これは、制御アームの柱ストップ面と支承のノッチにあるアンダーカットが作るストップ凹面が係合することで実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に図示するように、後部を安定させた膝関節代替１００は、大腿骨部材２００、支承３００、制御アーム・アセンブリー４００、と脛骨プラットフォーム５００からなる。
【００２４】
図２及び３に示すように、大腿骨部材２００は、ボックス側壁２０２と大腿骨カム２０３が付いたカムボックス２０１を含む。図１６に示すように、大腿骨カム２０３は全体が下方に面したカム表面２０４を含む。図１乃至１９の具体例では、大腿カム表面２０４は、単一凹面である。他の具体例では、カム表面は凹面によって分離された複数の凸表面を持つ複合曲線にする事が出来るであろう。カムボックス２０１は、前部壁２１１も含む。大腿骨部材２００は、カムボックス２０１の細部と固定強化のため伸長を受けるためのモジュラー柱の追加はあるが、米国特許第５，７０２，４６６号に開示されたものに類似している。更に詳しく言えば、大腿骨部材２００は、以下に説明するように、支承３００との関節支承係合の為下向きになった一組の凸状顆状突起２０６を含んでいる。
【００２５】
図４乃至６に示すように、支承３００は後部ノッチ３０１、ばち型ガイドスロット３０２及び、支承のストップ表面３０４とストップ凹部３０３を持つ。
【００２６】
制御アーム・アセンブリー４００は、図７乃至９に示すように、制御アーム４１０、柱４２０と円錐状支承４３０から成っている。柱４２０は、中央及び側面４２１、下位凹部４２２、柱カム表面４２３及び、前方ストップ表面４２４を有する。制御アーム４１０は、柱サポート・ピン４１２、ばち型ガイド４１３、円錐状支承サポート４１４、制御アーム・ボス４１５とボス側面４１６及びストップピン４１７からなる。
【００２７】
柱４２０と円錐状支承４３０は、プラスチックで成型されたものが好ましく、柱サポート・ピン４１２と円錐状支承サポート４１４にこれらを押し込んで制御アーム４１０に取り付ける。組み立てるときに、柱４２０の下位凹部４２２が、制御アーム４１０のボス側面４１６と係合し、柱４２０の柱サポート・ピン４１２周りの回転を防止する。支承３００のばち型ガイド・スロット３０２は制御アーム・アセンブリー４００のばち型ガイド４１３と係合しており、ストップピン４１７はばち型ガイド４１３にある穴（図示せず）に押し込められて、サブアセンブリー３５０を造る。
【００２８】
脛骨プラットフォーム５００は、上位支承面５０１を持ち、埋め込みの際、制御アーム・アセンブリー４００の円錐状支承４３０が挿入される円錐状ホール５０２を内蔵する。脛骨プラットフォーム５００は、米国特許第５，７０２，４６６号に記述されたものと同じであっても良い。ここに示した具体例は、必要な場合固定度を強化するために、プラットフォームの遠位端を延長したバージョンになっている。
【００２９】
大腿骨部材２００、制御アーム４１０及び脛骨プラットフォーム５００は、米国特許５，７０２，４４８に明らかにされているＵＬＴＲＡＣＯＡＴＲ  でコーティングされたチタン合金で出来たものが好ましい。しかし、これらの部材はコバルト・クローム合金で造ることもできる。支承３００、柱４２０及び円錐状支承４０３は、ＵＨＭＷＰＥで造られるのが好ましい。
図１１乃至１４に埋め込みが図示されている。脛骨プラットフォーム５００は、脛骨６００に埋め込まれ、延長棒８００が取り付けられた大腿骨部材２００からなる大腿骨部材アセンブリー９００が、大腿骨１０００に通常のやり方で挿入される。次いで、図１２及び１３に示されるように、膝をほぼ１００°に固定してサブアセンブリー３５０を脛骨プラットフォーム５００上に組み立てる。次いで、図１３及び１４に示すように、支承３００が大腿部材の下に位置するようになるまで支承３００を後部方向に、指で押し込む。通常の使用では、支承アセンブリー３５０は、脛骨プラットフォーム５００から外れない。
【００３０】
内反−外反安定性の方法は２つある。支承に荷重が掛かった状態では、通常の圧縮荷重が大腿骨顆状突起２０６を関節支承面３１０に合わせる方向に押しつける。この合わせを図１５の平面で見れば、圧縮されて発生する回転は如何なるものでも、大腿骨顆状突起２０６の湾曲の中心２０８を通る軸２０７に沿うものでなければならない。軸２０７に関する回転は、中央及び側面４２１とボックス側壁２０２との衝突を発生させる。この接触で、関節に掛かる如何なる内反−外反モーメントにも抵抗し得る反発力を生む。この様に、柱４２０と柱サポート・ピン４１２は、掛かるモーメントに耐えるため曲がる必要はない。外側の中央及び側面４２１は、カム・ボックス２０１との接触面を広げるように外端方向にスロープするように造って良い。
【００３１】
如何なる内反−外反モーメントも非常に小さい支承が無負荷の場合、関節の圧縮が発生しないので、柱に掛かる曲げ荷重は小さいと見られる。柱サポート・ピン４１２は、この様なモーメントに耐え得るに充分な強度を持たねばならない。
【００３２】
カム・ボックス２０１と柱カム表面４２３の共同作用は、図１６乃至２１に示されている。これらの図は、カム表面と後部支承ストップ装置の機能を示すために、大腿骨部材２００の外側後部顆状突起２０６が離れた状態と、支承の断面を示している。図１６に示すように、完全に伸長した状態では、カム・ボックス表面２０４と柱カム表面４２３は、接触する必要がない。支承が無負荷のこの様な屈曲角では、これらは前−後方のずれを防ぐ行動をしない。支承に負荷がある場合、図面１４に示すように大腿骨関節面２１０が脛骨関節面３１０を押しつけるので、安定性があり位置も安定する。
【００３３】
図１７乃至２１に示すように、屈曲が大きくなるにつれ、大腿骨部材２００のカム・ボックス２０１の前方壁２１１が、制御アーム・アセンブリー４００の柱４２０から遠ざかる。カム・ボックス２０１の種々の表面と柱４２０、ストップピン４１７とストップ凹部３０３或いは、ストップ表面３０４と制御アーム４１５で制限されているので、この動きで遊びや移行が可能になる。ほぼ４５°で、大腿骨カム表面２０４は柱カム表面４２３と係合するようになる。屈曲４５°以下では、柱カム表面４２３は、後退には何ら関与しない。本発明によるものでもこの様な低い屈曲度で、ほぼ７．５ＭＭまでの後退が発生し得る。勿論、後退の正確な大きさは膝の大きさにより、７．５ＭＭは通常サイズの膝に適用される。この後退は膝蓋骨腱が脛骨を前方に引くような収縮作用によって発生し得る。許容された７．５ＭＭの遊びは、比較的正常であって、現在の殆どの補綴膝設計に見られる遊びよりは確かに小さい。支承３００の移行運動は、ほぼ７．５ＭＭに制限されており、ほぼ１２０°の屈曲後の後退は許容可能な両のせり上がりを生じて、支承３００の後ろへの過度の動きを制限する。そうしなければ、膝関節の後部構造物の衝突を生じかねないので、そのために屈曲を制限している。
【００３４】
図１６乃至２１は図示した全屈曲角度の段階で、大腿骨カム２０３と柱カム表面４２３との接触が常に窪み対突起となって接触衝撃をやわらげていることを示している。これは接触衝撃がより大きい窪み対窪み或いは、突起対平らな面の接触とは異なる。図２１は、図示した具体例が、１５５°の屈曲が可能なことを示している。この値は、殆どの欧米人が必要とする値より遥かに大きく、また、深い屈曲が必要と思われる座り方をするアジア人好みの屈曲にも充分である。
【００３５】
【発明の効果】
後部を安定させた典型的な補綴膝は、一般に膝蓋骨腱の機能を止める。大腿骨膝蓋骨腱の機能停止は可動膝蓋骨支承の使用と両立し得ない場合がある／或いは両立しないし、固定支承設計にとって問題の原因ともなってきた。せり上がりは、先行技術による低接触衝撃式膝の整合する脛骨支承面にとっては、大きな問題ではあるが、より少なく整合する固定支承接続にとっては通常大きな問題ではない。具体例はここで、柱に対する支承の可動性を利用し、また膝蓋骨腱の断裂を避けて可動支承を適用していることを開示している。更に詳述すれば、本発明の補綴膝は膝蓋骨腱の機能を停止しないと言う点で新しい。この補綴膝は、支承に圧縮荷重があると掛かってくる内反−外反モーメントによって柱が曲がることもない。更に、この補綴膝は、後退の開始が早めになっている。更に又、支承は大腿骨部材と共に動くのでその為、「せり上がり」を減少させて、大腿骨と支承接続面との接触を最良の状態に保つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による補綴膝関節の側面投影図である。
【図２】本発明の補綴膝関節の大腿骨部材の平面図である。
【図３】本発明の大腿骨部材の下面図である。
【図４】本発明の支承の下面図である。
【図５】本発明の支承の主投影図である。
【図６】本発明の支承の断面図である。
【図７】本発明の制御アームの側面投影図である。
【図８】本発明の制御アームの断面図である。
【図９】本発明の制御アームの背面投影図である。
【図１０】本発明の脛骨部材の断面図
【図１１】本発明の支承と制御アームの小組み立て部品を部分的に示す側面投影図である。
【図１２】本発明の支承の埋め込みを示す分解側面投影図である。
【図１３】図１２と同様の側面投影図であり、埋め込みの後の段階を示す。
【図１４】図１２及び図１３同様の側面投影図であり、埋め込み完了後を示す。
【図１５】本発明の組み立てられた人工関節部材の背面投影図で、それらに加わる力を図式的に示した図である。
【図１６】補綴膝関節が完全に伸びた状態の断面図である。
【図１７】図１５同様断面図であり、ほぼ４５°屈曲した場合を示す図である。
【図１８】図１６及び１７同様の断面図であり、ほぼ６０°屈曲した場合を示す図である。
【図１９】図１６乃至１８同様の断面図であり、ほぼ９０°屈曲した場合を示す図である。
【図２０】図１６乃至１９同様の断面図であり、ほぼ１２０°屈曲した場合を示す図である。
【図２１】図１６乃至２０同様の断面図であり、ほぼ１５５°屈曲した場合を示す図である。
【図２２】先行技術による補綴膝関節の位置ずれ状態の投影図である。
【符号の説明】
１００  膝関節代替
２００  大腿骨部材
２０１  カムボックス
２０２  ボックス側壁
２０３  大腿骨カム
２０４  カム表面
２０６  凸状顆状突起
２０７  軸
２０８  湾曲の中心
２１０  大腿骨関節面
２１１  前方壁
３００  支承
３０１  後部ノッチ
３０２  ばち型ガイドスロット
３０３  ストップ凹部
３０４  ストップ表面
３１０  関節支承面
３５０  サブアセンブリー
４００  制御アーム・アセンブリー
４０３  円錐状支承
４１０  制御アーム
４１２  柱サポート・ピン
４１３  ばち型ガイド
４１４  円錐状支承サポート
４１５  制御アーム・ボス
４１６  ボス側面
４１７  ストップピン
４２０  柱
４２１  中央及び側面
４２２  下位凹部
４２３  柱カム表面
４２４  前方ストップ表面
４３０  円錐状支承
５００  脛骨プラットフォーム
５０１  上位支承面
５０２  円錐状ホール
６００  脛骨
７００  膝
８００  延長棒
９００  大腿骨部材アセンブリー
１０００  大腿骨
【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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【図２１】
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【図２２】
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