JPH0553501B2 - - Google Patents

Description

【図面の簡単な説明】

第１図は本第１の発明の一実施例として用いた
足首用補綴関節の部分断面図、第２図は補綴関節
の３つの成分をより詳しく示す第１図の分解図、
第３〜６図は、それぞれ、第１〜２図に示した補
綴関節の脛骨成分の頂面、断面、底面および側面
図、第７〜９図は、それぞれ、第１〜２図に示し
た補綴関節の挿入部の頂面、断面、および底面
図、第１０図は第３〜５および７〜９図に示す成
分を結合するために使われるスナツプリングの前
部と側面を示す図、第１１〜１３図は、それぞ
れ、第１〜２図に示した補綴関節の距骨成分の底
面、側面、および断面図、第１４図および第１５
図は、それぞれ、本第１の発明の第２の実施例の
常態の分解断面図、第１６〜１８図は、それぞ
れ、第１４および１５図に示した補綴関節の脛骨
成分の頂面、断面および底面図、第１９図は第１
６〜１８図に示した脛骨成分の側面図、第２０〜
２２図は、それぞれ、第１４および１５図で示し
た補綴関節の挿入部の頂面、側面、および底面
図、第２３〜２５図は、それぞれ、第１４および
１５図で示した補綴関節の距骨成分の底面、側
面、および断面図、第２６〜２８図は、それぞ
れ、第７〜９図で示した挿入部の他の実施例の頂
面、断面、および側面図、第２９〜３１図は、そ
れぞれ、第２６〜２８図で示した挿入部と共に用
いる距骨天蓋取替補綴関節の底面、断面、側断面
図、第３２図は第２６〜２８図の挿入部をどのよ
うにして第２９〜３１図の距骨天蓋取替補綴関節
に合わせることができるかを示す断面図、第３３
図は本第１の発明の関節用補綴関節によつて許さ
れる２段階あつてしかも２段階だけの回転の自由
度を示す説明図、第３４図は本第２の発明の実施
態様による膝関節用補綴関節の正面もしくは前面
図、第３５図は第34の線３５−３５に沿つて取つ
た断面図、第３６，３７および３８図は３成分か
らなる補綴関節として実施態様を作成した本第２
及び第３の発明の他の実施例を示す部分断面図、
第３９，４０および４１図は、それぞれ、膝用補
綴関節として実施態様を作成した本第２及び第３
の発明の他の実施例の大腿骨成分の一部切欠き正
面、側面および正面図、第４２，４３および４４
図は、それぞれ、膝用補綴関節として作成した本
第３の発明の他の実施例の挿入部の断面、頂面、
側面および正面図、第４５，４６および４７図
は、それぞれ、膝用補綴関節として作成した本第
３の発明の他の実施例の膝蓋骨固定用成分の頂
面、部分拡大および正面図、第４８，４９および
５０図は、それぞれ、膝用補綴関節として作成し
た本第２の発明の他の実施例の脛骨台成分の頂
面、側断面および正面図、第５１，５２および５
３図は、それぞれ、膝用補綴関節として作成した
本第２の発明の他の実施例の挿入部の正面、部分
側断面、および頂面図、第５４Ａ，５４Ｂおよび
５４Ｃ図は膝用補綴関節を装着した膝に生じる各
種の圧縮力を示す成分の説明図、第５５図は人間
の大腿骨末梢部図、第５６図は膝蓋骨成分にかゝ
る傾斜荷重を示す説明図、第５７図は調和接触に
よる設計の補綴関節と非調和接触による設計の補
綴関節との間で得られる重なりを比較する説明
図、第５８と５９図は、それぞれ、２成分からな
る補綴関節として作成した本第２の発明の大腿骨
成分の実施例の下方から見た斜視背面、および側
面図、第６０と６１図は、それぞれ２成分からな
る補綴関節の背面および側面図、第６２図は本第
２及び第３の発明の共通母曲線を示す説明図、第
６３図は第６２図の共通母曲線を各軸のまわりに
回転することにより、膝用補綴関節として作成し
た本第２及び第３の発明の他の実施例の大腿骨成
分の支承面の形状を形成する様式を示す説明図、
第６４図は膝用補綴関節として作成した本第３の
発明の他の実施例の膝蓋骨成分と大腿骨成分との
間の連接部を示す説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 距骨に固定される距骨成分１３，１３′，４
   ６、脛骨に固着される脛骨成分１１，１１′、及
   び前記距骨成分１３，１３′，４６と脛骨成分１
   １，１１′間に配設される挿入部１２，１２′，４
   ０からなり、前記脛骨と距骨との間で、周期的な
   圧縮荷重を伴う第１の回転運動及び第２の回転運
   動を行う足首用の補綴関節であり、 前記距骨成分１３，１３′，４６に設けられた
   上方支承面３４，３４′，４７と、 前記脛骨成分１１，１１′に設けられ、第１の
   所定軸２を中心に回転面を形成する下方支承面２
   １ａと、 前記挿入部１２，１２′，４０に設けられ、前
   記距骨成分の上方支承面３４，３４′，４７に回
   転自在に保持され、前記脛骨成分１１，１１′が
   前記距骨成分１３，１３′，４６と前記挿入部１
   ２，１２′，４０とに対して、前記第１の所定軸
   ２とほぼ直交する前記脛骨の長軸に平行な第２の
   所定軸１を中心に前記第１の回転運動を行わせ、
   且つ前記距骨成分の上方支承面３４，３４′，４
   ７との接触圧縮によつて、前記第２の回転運動を
   制約し、前記距骨成分の上方支承面３４，３４′，
   ４７の回転面の半分以下の回転面を備えた下方支
   承面２９，４３と、 前記挿入部１２，１２′，４０に設けられ、脛
   骨成分１１，１１′の下方支承面２１ａと摺動接
   触し、前記脛骨に対して、前記距骨成分１３，１
   ３′，４６と前記挿入部１２，１２′，４０とに、
   前記第１の所定軸２を中心とする前記第２の回転
   運動を行わせる上方支承面２６ａと、 を有することを特徴とする足首用の補綴関節。 ２ 脛骨に固着される脛骨成分７６，１０１、大
   腿骨に固定される大腿骨成分６２，１００及び前
   記脛骨成分７６，１０１と前記大腿骨成分６２，
   １００間に配設される挿入部６８，１３９からな
   り、前記脛骨と前記大腿骨との間で、周期的な圧
   縮荷重を伴う第１の回転運動及び第２の回転運動
   を行なう膝用補綴関節であり、 前記脛骨成分７６，１０１に設けられた上方支
   承面７４，１４５と、 前記大腿骨成分６２，１００に設けられ、第１
   の所定軸４を中心に弓形の回転面を形成する下方
   支承面６６，１０６と、 前記挿入部６８，１３９に設けられ、前記上方
   支承面７４，１４５に回転自在に保持され、前記
   脛骨成分７６，１０１が前記大腿骨成分６２，１
   ００と前記挿入部６８，１３９とに対して、前記
   第１の所定軸４とほぼ直交する前記脛骨の長軸に
   平行な第２の所定軸５，７を中心に、前記第１の
   回転運動を行なわせる下方支承面７２，１４２
   と、 前記挿入部６８，１３９に設けられ、前記大腿
   骨成分の下方支承面６６，１０６と摺動接触し、
   前記大腿骨成分６２，１００に対して、前記脛骨
   成分７６，１０１と前記挿入部６８，１３９と
   に、前記第１の所定軸４を中心とする前記第２の
   回転運動を行なわせ、且つ前記大腿骨成分の下方
   支承面６６，１０６との接触圧縮によつて、前記
   第２の回動を制約し、前記大腿骨成分の下方支承
   面６６，１０６の回転面の半分以下の回転面を備
   えた上方支承面７０，１４０と、 を有することを特徴とする膝用補綴関節。 ３ 膝蓋骨に固着され円錐形支承面１２６を有す
   る膝蓋骨固定用成分１１６、大腿骨に固定され下
   方支承面１０６を有する大腿骨成分６２，１００
   及び前記膝蓋骨固定用成分１１６と前記大腿骨成
   分６２，１００間に配設される膝蓋骨成分１０９
   からなり、前記膝蓋骨と前記大腿骨との間で周期
   的な圧縮荷重を伴う第１の回転運動及び第２の回
   転運動を行なう膝蓋骨用の補綴関節であり、 前記大腿骨成分６２，１００に第２の所定軸４
   を中心に形成される弓形の回転面と、 前記膝蓋骨成分に設けられ、前記円錐形支承面
   １２６と回転的に噛合い、前記膝蓋骨固定用成分
   １１６に、前記大腿骨成分６２，１００と前記膝
   蓋骨成分１０９とに対して、前記第２の所定軸４
   にほぼ直交する前記第１の所定軸８を中心に前記
   第１の回転運動を行なわせる支承面１２８と、 前記膝蓋骨成分に設けられ、前記大腿骨成分の
   下方支承面１０６と摺動接触し、前記膝蓋骨固定
   用成分１１６と膝蓋骨成分１０９とを前記第２の
   所定軸４を中心に、前記大腿骨成分６２，１００
   に対して、前記第２の回転運動を行なわせ、且つ
   前記大腿骨成分の下方支承面１０６との圧縮接触
   によつて、前記第２の回転運動を制約し、前記大
   腿骨成分の下方支承面１０６の回転面の半分以下
   の回転面を具備する支承面１１０と、 を有することを特徴とする膝蓋骨用の補綴関節。 （産業上の利用分野） 広義において本各発明は関節用補綴関節に関
   し、さらに詳細には第１骨と第２骨間の、支承に
   よる噛合は面接触であり、自由な回転運動は２段
   階に限られるが、関節が動くときでも前記支承面
   が面接触による噛合状態に保持される関節用補綴
   関節に関する。 （従来の技術） 簡明と利便を考え、本明細書では、先行技術の
   検討を一般的に足首に限定する。足首用補綴関節
   に関する先行技術を検討してから膝用のものにつ
   いて論ずるものとする。 当業者に既知であるようにごく最近までは、癒
   着が最も悪い状態にある足首関節に対する治療の
   基調であつた。この理由は足首が癒着しても他の
   どの主な被荷重関節が癒着する場合よりも不体裁
   や機能損失がずつと少ないためであつた。従つ
   て、足首の癒着は、機能損失が伴なうにせよ、依
   然として治療に採入れられている方法なのであ
   る。それにもかゝわらず、癒着は、その性格上、
   関節を直すに際して最後に選択すべき外科療法と
   考えているものである。有効な補綴関節の表面に
   より正常な足首の機能が回復できるものであれ
   ば、そのような別法の方が癒着より望ましいもの
   であることは明らかである。 臨床整形手術関係の研究、第118号、1976年７
   〜８月、第82−92頁に出た「全足首関節の円筒形
   取替え」と題するパツパス、ブユエフエル、デパ
   ラマの論文によれば、今日までに開発されて来た
   各種の足首用補綴関節が記述されている。それら
   の補綴関節はすべて、金属をプラスチツクに接合
   した支承面を以て取替えを行う形式であり、その
   強度は本質的には靭帯による制御に依存するもの
   である。各種設計のものに見られる基本的な相違
   は、支承面の性質にある。２つの基本的な型式が
   ある：すなわち、理論的な線接触または点接触に
   よる支承面を有する設計のもの、および面接触に
   よる支承面を有する設計のものである。線・点接
   触による非調和支承面型式のものの場合はすべ
   て、たわみによる伸びが可能であるほか、軸を中
   心とする回転が観察できるのが通例である。しか
   し、非調和支承面型の補綴関節には次の２つの基
   本的な欠陥がある：すなわち、(1)支承面接触が非
   調和なので局部応力が高いため摩耗抵抗やひずみ
   抵抗が比較的悪い、(2)本来の強度が乏しい。通常
   歩行による局部応力や圧力が、非調和量が比較的
   少量の場合でも、高いため、既知のすべての現行
   足首用補綴関節に使用されている超高分子量ポリ
   ウレタン（UHMWPE）が永久ひずみを起すば
   かりでなく、摩耗量が比較的高くなる。 このほか、人間の足首は本来接触支承面が調和
   されているものであるので、非調和な面を以て取
   替えることで正常な運動に近似させることは期待
   できない。調和支承面と非調和支承面の運動性は
   それ程違うものだからである。 他方、調和支承面、つまり面接触支承面を利用
   する補綴関節は、圧力分布が良好であるから、非
   調和型のものと比べ摩耗および表面ひずみに対す
   る対抵抗が優れている。なお、調和型の安定性は
   ほぼ正常であるが、これは圧縮荷重時支承面がそ
   れに順応するので、それによる運動が大抵支承面
   の形状に支配されるから、当然予想される好い運
   動特性を示すためである。面接触支承面を有する
   補綴関節に４つの基本的な種類が知られている。
   それらは、(1)球（例えばボールおよびソケツト）
   状、(2)楕円体（例えば、バレル）状、(3)円筒状、
   および(4)円錐体状である。 （発明が解決しようとする問題点） 球状補綴関節の場合３本の独立した回転軸を設
   けることができるが、関節の表面形状がかゝる設
   計に支配されるので、たわみによる伸びの範囲が
   制限される傾向がある。さらに、球状型足首用補
   綴関節は、正常値よりやゝ大きい靭帯の負荷によ
   る内外反の損傷に対して抵抗がより弱いというこ
   ともありそのため不安定であるということもある
   が、これは脛骨と距骨との間に常態では存在しな
   い内外反運動が起るようになつているためであ
   る。この種の不安定性は今迄臨床的に観察されて
   いる。 楕円体型補綴関節は２つの独立した回転運動、
   すなわち足裏・背屈方向の回転と内外反方向の回
   転を与えるが、軸のまわりの回転を与えることが
   できないので、楕円体型補綴関節は望ましくな
   い。何故なら、補綴関節が正常に機能するあめに
   は軸方向の回転が必要であり、また補綴関節が内
   外反状態にあるときも不安定になるからである。 円錐体型補綴関節の場合は、単独の水平軸を持
   つ２つの円錐が使用される。この設計では運動範
   囲は十分あるが、この運動を得るには高さが通常
   より高い回転軸を用いなければならない。さら
   に、この補綴関節の場合は特に、他の設計の補綴
   関節の場合より著しく余計に骨の切除を要する。 円筒型補綴関節の場合は、前記したパツパスそ
   の他の論文で説明されているが、この補綴関節以
   外の調和支承面装置の場合に注意した欠陥の多く
   が取除かれる。簡単に云えば、パツパスその他の
   説明する装置の場合は、距骨円蓋の横縁の曲がり
   の中心を通る軸を横軸とする円筒形の表面が用い
   られる。円筒形支承面にはUHMWPEの距骨成
   分とほぞ穴をあけたコバルト・クロム合金による
   脛骨成分とが用いられるが、これら両成分はメタ
   クリル酸メチルの骨セメントと２つの固定フイン
   を用いて安定する。 前述のように、円筒形あるいは円錐形の形状の
   長所は、正常な足首の内部的安定性に近似する内
   部的安定性であり、また応力と摩耗を低下する良
   好で調和した接触性である。不幸なことに、従来
   の円筒形または円錐型補綴関節には足首に通常見
   られる軸方向の回転を与えない。 厳密に云えば、この回転は通常の歩調で歩くに
   は不要である。何故なら、この回転は通常の人の
   約３〜５％には全くないものだからである。しか
   し、多くの人の場合、負荷のかゝるパターンと歩
   行は軸方向の回転が誘発される傾向のあるパター
   ンと歩行であるから、補綴関節にかゝる回転がな
   いと、応力が固定装置と補綴関節の軸方向の回転
   に抵抗する成分に加えられるので、補綴関節の弛
   緩や補綴関節のひずみまたは摩耗が生じる可能性
   がある。 さらに詳しく云えば、軸方向の回転が必要であ
   ることに関連があると思われるひずみや摩耗が、
   たまたま緩んだため患者から取外した補綴関節に
   見られている。このような緩みの主な原因は、こ
   の種の初期の補綴関節では軸方向の回転を少しも
   与えることができなかつたことにあると思われ
   る。 さらに、大きな荷重が比較的薄いプラスチツク
   製の補綴関節に加えられると、補綴関節の成分は
   弛緩するものであることが知られている。このこ
   とを説明すると、比較的弱くて脆い物質がプラス
   チツクを骨に接着するために使われるので、プラ
   スチツクに荷重がかゝつてひずむと、プラスチツ
   クは容易に曲るためこの曲りを接着材料に伝える
   ため、その接着材料に割れが起る結果、補綴関節
   の弛緩が生じるのだということである。他方、こ
   の同じ脆い接着剤を金属を骨に固定するために使
   用する場合には、金属は非常に固いので曲りは全
   く起らないから、接着剤の割れを生じる傾向のあ
   る曲げ応力は最早問題にならない程度にまで減少
   されるので、金属が接着剤の保護を行うことにな
   る。故に、典型的な顆状突起型関節には軸方向の
   回転があり、骨に対する固定には金属のような強
   くて剛い材料を使用することが重要である。この
   ことは膝部交換をうけた何百もの患者について行
   つた広範な臨床調査によつて支持されており、そ
   の調査が明らかにしているところによれば、弛緩
   または過度のひずみによつて最も頻繁に故障を起
   すのはプラスチツク成分であり、またこうした故
   障は非調和接触による設計のものに起るのが通常
   ではあるが、軸方向の回転を妨げる調和接触によ
   る設計のものに起ることの方がずつと多いのであ
   る。 上記に鑑みて、プラスチツク製補綴関節よりは
   むしろ金属製補綴関節を骨に固定することが望ま
   しいのは明らかである。何故なら、金属対金属の
   接触支承面は簡単には摩耗しないからである。ま
   た、摩耗生成物は悪い組織反応を生じるので、
   かゝる補綴関節には非金属の支承部材を挿入する
   ことが必要である。 本各発明は、補綴関節に対しいずれにせよ第３
   の部品を挿入することが必要と思われるため、こ
   の部品を望ましい軸方向の回転を与えるように設
   計した非金属の挿入部として実際に使用するな
   ら、今までに論じてきた各種の目的が達成される
   であろうという発見に基づくものである。なお、
   補綴関節の軸方向の回転は、外科的調整不良の相
   殺も行う。すなわち、足首に挿入される補綴関節
   の成分はわずかではあるが回転可能である。挿入
   部を軸方向の回転ができるので、前記の回転上の
   誤差が調節されるのである。 （問題点を解決する手段） 従つて、本第１の発明は、距骨に固定される距
   骨成分、脛骨に固着される脛骨成分、及び前記距
   骨成分と脛骨成分間に配設される挿入部からな
   り、前記脛骨と距骨との間で、周期的な圧縮荷重
   を伴う第１の回転運動及び第２の回転運動を行な
   う足首用の補綴関節であり、 前記距骨成分に設けられた上方支承面と、 前記脛骨成分に設けられ、第１の所定軸を中心
   に回転面を形成する下方支承面と、 前記挿入部に設けられ、前記距骨成分の上方支
   承面に回転自在に保持され、前記脛骨成分が前記
   距骨成分と前記挿入部とに対して、前記第１の所
   定軸とほぼ直交する前記脛骨の長軸に平行な第２
   の所定軸を中心に前記第１の回転運動を行わせ、
   且つ前記距骨成分の上方支承面との接触圧縮によ
   つて、前記第２の回転運動を制約し、前記距骨成
   分の上方支承面の回転面の半分以下の回転面を備
   えた下方支承面と、 前記挿入部に設けられ、脛骨成分の下方支承面
   と摺動接触し、前記脛骨に対して、前記距骨成分
   と前記挿入部とに、前記第１の所定軸を中心とす
   る前記第２の回転運動を行わせる上方支承面と、 を有する足首用の補綴関節を要旨とする。 次に、本第２の発明は、脛骨に固着される脛骨
   成分、大腿骨に固定される大腿骨成分及び前記脛
   骨成分と前記大腿骨成分間に配設される挿入部か
   らなり、前記脛骨と前記大腿骨との間で、周期的
   な圧縮荷重を伴う第１の回転運動及び第２の回転
   運動を行なう膝用補綴関節であり、 前記脛骨成分に設けられた上方支承面と、 前記大腿骨成分に設けられ、第１の所定軸を中
   心に弓形の回転面を形成する下方支承面と、 前記挿入部に設けられ、前記上方支承面に回転
   自在に保持され、前記脛骨成分が前記大腿骨成分
   と前記挿入部とに対して、前記第１の所定軸とほ
   ぼ直交する前記脛骨の長軸に平行な第２の所定軸
   を中心に、前記第１の回転運動を行なわせる下方
   支承面と、 前記挿入部に設けられ、前記大腿骨成分の下方
   支承面と摺動接触し、前記大腿骨成分に対して、
   前記脛骨成分と前記挿入部とに、前記第１の所定
   軸を中心とする前記第２の回転運動を行なわせ、
   且つ前記大腿骨成分の下方支承面との接触圧縮に
   よつて、前記第２の回動を制約し、前記大腿骨成
   分の下方支承面の回転面の半分以下の回転面を備
   えた上方支承面と、 を有する膝用補綴関節を要旨とする。 更に、本第３の発明は、膝蓋骨に固着され円錐
   形支承面を有する膝蓋骨固定用成分、大腿骨に固
   定され下方支承面を有する大腿骨成分及び前記膝
   蓋骨固定用成分と前記大腿骨成分間に配設される
   膝蓋骨成分からなり、前記膝蓋骨と前記大腿骨と
   の間で周期的な圧縮荷重を伴う第１の回転運動及
   び第２の回転運動を行なう膝蓋骨用の補綴関節で
   あり、 前記大腿骨成分に第２の所定軸を中心に形成さ
   れる弓形の回転面と、 前記膝蓋骨成分に設けられ、前記円錐形支承面
   と回転的に噛合い、前記膝蓋骨固定用成分に、前
   記大腿骨成分と前記膝蓋骨成分とに対して、前記
   第２の所定軸にほぼ直交する前記第１の所定軸を
   中心に前記第１の回転運動を行なわせる支承面
   と、 前記膝蓋骨成分に設けられ、前記大腿骨成分の
   下方支承面と摺動接触し、前記膝蓋骨固定用成分
   と膝蓋骨成分とを前記第２の所定軸を中心に、前
   記大腿骨成分に対して、前記第２の回転運動を行
   なわせ、且つ前記大腿骨成分の下方支承面との圧
   縮接触によつて、前記第２の回転運動を制約し、
   前身大腿骨成分の下方支承面回転面の半分以下の
   回転面を具備する支承面と、 を有する膝蓋骨用の補綴関節を要旨とする。 本各発明および作動様式を、添付図面を用いて
   更に詳しく説明する。 （実施例） 第１図は足首用補綴関節に関し本第１の発明を
   示す実施例である。しかし、後に説明するよう
   に、本第１の発明は前記実施例には制限されない
   から、寸法と形状を適当に変更すれば、今迄に述
   べたものと類似する構造の他のいかなる機能を失
   つた人間の関節の場合でも同じ様に容易に利用す
   ることができる。 第２図においてより詳しく示してあるように、
   骨内格補綴関節１０は脛骨成分１１、挿入部１
   ２、および距骨成分１３を含む。 補綴関節１０を埋込む方法は本第１の発明の一
   部を成すものではなくまた、実際問題として、
   個々の外科医により異なる場合もあるが、正規の
   手術方法を簡単に調べてみることは有益である。 まず、外科医は脛骨成分１１を受入れるために
   脛骨末梢部の骨を削るが、このとき成分１１を取
   付けるのではない。次に距骨成分１３を受入れる
   ために距骨を削る。成分１３は、外科医が距骨に
   あけた切口に納得がいけば、所定の場所に接着さ
   れる。その後、脛骨成分１１が所定の位置に接着
   され、最後に挿入部１２が脛骨成分１１中にパチ
   ンと嵌められるので、所望の軸方向の回転と支承
   面とが得られることになる。好都合なことに、挿
   入部が超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）
   のような非金属材料で作られるのに対して、脛骨
   成分と距骨成分は両方共Co−Cr−Mo合金から作
   られる。勿論、他の材料を代用することもできる
   が、ただしそれらの材料は生物学的に適当であ
   り、また補綴関節の応力や摩耗要件を満足するも
   のでなければならない。例えば、セラミツクスや
   炭素繊維を充填したUHMWPEが挿入部のため
   に考えられている。ステンレス鋼や既知のチタニ
   ウム、ニツケル、或いはチタニウムパナジウムア
   ルミニウム各合金のうちのどれでも、同様に、脛
   骨成分、距骨成分に使用することができる。セラ
   ミツクスも、使用することが可能である。 第３〜６図は脛骨成分１１をより詳しく示すも
   のである。第３〜５図は、それぞれ、この成分の
   頂面、断面、および底面図であり、第６図はこの
   成分の側面図である。第３図を参照すると、脛骨
   成分１１は一般に四角の形状をしており、丸みの
   ある１対の縁１４−１４と真直な１対の縁１６−
   １６を持つているが、後者の縁の一端にはやや内
   向の傾斜１７がついている。この実施例の場合、
   傾斜が真直な縁に対してなす角度は約12°である。
   成分１１の頂部１８には直交する２方向に溝が切
   られ鋸歯表面を作つている。この表面は剪断抵抗
   を増す役割をする。鋸歯表面は上方に向つて伸び
   る一対のフイン１９を支える。これらのフインは
   四側面全部の端から端に亘り内側に向うテーパが
   つけられているので、この四側面は接着剤をフイ
   ンに対して固定する働らきをする。フイン１９は
   比較的低い形状なため、脛骨末梢部の骨は最小限
   度しか削る必要がない。フインの形状が低いこと
   は、さらに、外科医による補綴関節の挿入をきわ
   めて容易にする。脛骨成分１１の形は、それを取
   付ける脛骨の断面に非常に近似している。このた
   め、補綴関節対骨の接触面積が最大化される。こ
   れは重要なことである。というのは、接触が最大
   であれば、荷重の偏心から起る傾斜効果を最小化
   する傾向があるので、荷重が偏心すると引張荷重
   を生じる傾向があり、引張荷重は接着剤を骨から
   引離す場合があるため、成分の緩みが生じたり、
   接着剤に隣接する骨の成長を妨げたりするからで
   ある。このような配置であるため、骨に加えられ
   る圧縮力も最小化される。よく知られているよう
   に、脛骨の応力が平均的な健康な骨に見られる圧
   縮力の値に近づけば近づくほど、その脛骨は一層
   健康的である。何故なら、骨の応力が過度である
   とその骨は壊死を起す場合があるからである。第
   ３〜６図に示されている脛骨成分の場合、荷重が
   加えられる面積が最大化される。その理由は、利
   用できる関節のスペースがたとえ制限されていて
   も、成分の大きさを可能な限り大きくできるから
   である。第６図で最も良くわかるように、縁１６
   には内向きのテーパがつけられているので骨の削
   り取りを最小限にすることができ、また縁面につ
   いている鋸歯は荷重に起りうる偏心により引張荷
   重に対する抵抗を助ける。第４および５図に示さ
   れているように、脛骨成分１１は円錐形のくぼみ
   ２１を含み、くぼみの軸は脛骨柱体にほぼ平行で
   あり、また脛骨柱体は非金属の挿入部１２を受け
   ている。くぼみ２１の内部は正確に機械仕上し、
   高度に磨くことにより、支承面２１ａを提供す
   る。従つて、挿入部がくぼみ内に納められると、
   低摩擦円錐支承面２１ａによつて所望の足首の軸
   方向の回転が得られる。成分１１はさらに開口部
   ２２が設けられ、この開口部をスナツプリング２
   ４（第１０図）の耳２３が通過できる。くぼみ２
   １にはさらに、直径がくぼみ２１よりやゝ大きい
   溝２５が設けられる。溝２５は、非金属の挿入部
   １２が成分１１内の所定位置に納められる際、ス
   ナツプリング２４を保持する。 第７〜９図は、それぞれ、非金属の中間支承成
   分、換言すれば挿入部１２の頂面、側面、および
   底面図である。図示の通り、挿入部１２には上方
   支承面２６ａを有し上向に伸びている部分２６が
   ある。上部支承面は脛骨成分１１の下方支承面２
   １ａと調和接触しているが、この上方支承面の目
   的は成分１１の円錐くぼみ２１の中で支承面２１
   ａと調和接触による回転噛合を行うことにある。
   上向に伸びている部分２６は、挿入部１２が脛骨
   成分１１と噛合わされるとき、その成分にある溝
   ２５に合致する溝２７を含む。円錐の部分２６の
   最上縁は、押入部１２がはじめてくぼみ２１の中
   に納められるとき、スナツプリング２３を拡げ
   る。第８および９図に示すように、挿入部１２に
   は、円筒状に凹んだ下方支承面２９を有する下向
   に伸びている部分２８がある。円筒状に凹んだ支
   承面は、全回転面の半分未満であり、また距骨成
   分１３（第１２図）上に等しいかほぼ等しい半径
   の類似する円筒状に凸つた上方支承面３４と面接
   触による摺動噛合を行う設計になつている。第９
   図から分るように、凹んだ下方支承面２９の平面
   図は、脛骨成分１１の表面１８の寸法と形状に近
   似しているが、軸方向の回転ができるようにする
   ため前者の形状寸法は後者のそれより幾分小さ
   い。 第１１、１２および１３図は、それぞれ、距骨
   成分１３の底面、側面および断面図である。図示
   の通り、距骨成分１３は、上記凸形支承面３４を
   有する上方部分３３を含む。凸形上方支承面は全
   回転表面の半分未満の大きさであり、また上方部
   分から下向に伸びる中央位置に鋸歯で固定するフ
   インがついている。実質上、成分１３の上方部分
   ３３は弓形状の円筒を含む。前述したように、支
   承面３４の円筒状凸形状は挿入部１２の円筒状凹
   支承面２９と面接触を行うので、それら両面内で
   低摩擦の面接触による摺動相対回転運動が得られ
   る。この運動は、円筒の軸１３−１３の回転運動
   については支承面３４の性質が円筒であるので妨
   げられ、そのため、円筒の上方部分３３は、これ
   らの支承面が面接触を維持する限り、弓形であ
   る。しかし、これらの支承面は、部分的に結合が
   失われれば、前後方向の軸のまわりで回転を生じ
   る。 一方第８図を参照すると、本第１の発明の実施
   例において、凹状支承面２９は約0.85インチ
   （2.16cm）の半径を有し、かつ約64°の角度に対向
   している。同様に、本第１の発明の実施例におい
   て、凸状支承面３４も約0.85インチ（2.16cm）の
   半径を有しているが、約128°の角度に対向してい
   る。従つて、調和接触による摺動回転運動を行う
   よう噛合い状に圧入すると、補綴関節１０は、実
   際には支承面３４が対向する角度は100°〜140°の
   範囲にわたり、支承面２９が対向する角度は50°
   〜70°の範囲にわたるのであるが、支承面２９と
   ３４の間の面接触を失なうことなく足衰・背屈方
   向で64°までの対向範囲を許容する。凸形支承面
   ３４が対向する角度は前方向には29°移動するが
   後方向には23°しか移動しない垂直軸に関して非
   対称である。この結果が足衰・背屈方向の運動に
   なる。この運動は正常な足に見られる運動に酷似
   している。正常な足は背屈方向の運動がより多く
   出来る。補綴関節の全高をどのような値にすべき
   かを決めることは、劣質化し歪を起している足首
   を扱うときは特に、極めてむづかしい場合が多
   い。故に、非金属の挿入部１２が成分１１から取
   外し可能であることは本第１の発明の重要な側面
   である。各種の挿入部、例えば高さが２、４、６
   ……mmのもの、を提供すれば、外科医は適当な高
   さのものを見つけるまでいろいろな挿入部を試し
   て見ることができる。勿論、外科医が試し取付け
   に完全に納得がいくまでは、スナツプリング２４
   を使用して挿入部１２を押えることはしない。試
   し取付け中挿入部１２を容易に取外せるというこ
   との意味は、外科医が埋込んだ脛骨成分や距骨成
   分を非常によく見ることができるので、余計な骨
   の接着剤があるかどうか調べ、必要に応じそれを
   除去し、かつその他の欠陥を修正するか、前記作
   業のどれかを行うことができるということであ
   る。勿論、非金属の挿入部１２はスナツプリング
   ２４で所定の場所に固定してしまつた後でも取外
   すことができる。何故かといえば、耳２３には脛
   骨成分１１にある開口部２２から手が届くからで
   ある。 挿入部１２の取替は２回目の手術中に行うこと
   もできる。このことは非金属成分の過度で異常な
   摩耗を修正するため、あるいは外科医が前の手術
   を回想して自分がはじめに選んだ挿入部の寸法が
   不適当であつたと感じる際に必要な場合がある。 ２回目の手術中脛骨に対する固定も距骨に対す
   る固定もさわる必要がないという事実は、本第１
   の発明が先行技術を用いた装置に優る重要な効果
   であることを示す。 距骨成分の支承面３４の半径は第１２図に示し
   た通りでなくてもよい。実際上、この半径は図示
   の値より大きかつたり小さかつたりする場合がか
   なりある。第１２図に例示した距骨成分におい
   て、距骨成分１３は、中心が最も厚く、前方向に
   いくに従つてより薄く、後方向において最も薄い
   処がある。 厚さと曲率半径にこのように変動をつけた目的
   は、半径が異なつたり劣質化した骨を扱う場合に
   特に経験する変化する条件の距骨天蓋を受け入れ
   るよう調整することにある。すなわち、距骨の形
   状は正常な足首関節の場合はかなりよく画定され
   るのに対して、病気にかゝつているか劣質化して
   いる関節の場合はあまりよく画定されない。勿
   論、補綴関節が何をおいても必要とされる理由
   は、関節に関連する骨または各骨が劣質化してい
   るからであり、そのために外科医は、骨に対して
   良好で調和のとれた接触がうまくできる各種の型
   状の補綴関節を必要とする。ある程度の非調和接
   触は多くの場合メタクリル酸メチルである接着剤
   によつて調整することができるが、非調和接触の
   度合が大きいことは、使用する接着剤の量が最小
   限に押えねばならないのが通例であるから、望ま
   しくない。従つて、図面にはたゞの１例を示した
   が、多数の距骨成分を外科医が利用できることは
   本第１の発明の別な重要な特徴である。距骨成分
   に使われる固定フインは脛骨成分に使われる固定
   フインより長い。何故なら、距骨に手を届かせる
   ことには問題が全くないからである。つまり、距
   骨成分は一般に脛骨成分を挿入する以前埋込まれ
   るのであつて、距骨の外科的接近性は非常に良い
   ものだからである。距骨成分のフインが脛骨成分
   のフインより長くしてある別の理由は、距骨の劣
   質化は典型的なものであるので、長い距骨成分の
   固定フインを使用すれば、距骨成分の固定を骨が
   劣質化する領域の下で行うことができるからであ
   る。 距骨成分を固定するには、溝をまず距骨にあけ
   てから、距骨成分を距骨の上に置く。このとき、
   フインを接着剤をあらかじめ満しておいた溝の中
   へ突出す状態とする。接着剤は文字本来の意味で
   の接着剤として働らくのではなく、むしろ鋳込み
   あるいは糊付け剤としての働らきをする。そのた
   め、固定を完成するには、距骨成分と距骨とを機
   械的に噛合わせることが必要であり、この目的の
   ため、フイン３２にはその側面に縦方向の溝３５
   が切込んであるから、噛合わせと引張抵抗が得ら
   れる。前−後方向および中心−横方向の抵抗は、
   第１の成分の基本形状とフイン３２の側面が第２
   の骨に喰込むことにより生じる。前述の通り、支
   承面３４はその後方にテーパがつけてあるので距
   骨の後方あるいは後方向に向つて伸びながら下が
   つて行くため、正常な解剖学的運動範囲が提供さ
   れる。先行技術による補綴関節は多くの場合かゝ
   る正常な運動範囲を提供しないが、既知のよう
   に、階段を昇るような正常な多くの活動をする場
   合にかゝる運動が必要なのである。確かに、既知
   の先行技術で正常な解剖学的曲率に近似すると同
   時に調和接触を与えるような上部表面の曲率半径
   を有するこの種の運動範囲を行うものはない。 第１４および１５図は、円錐状ではなくて円筒
   状の支承面を利用する本第１の発明の第２の実施
   例である。前記の通り、補綴関節１０′は脛骨成
   分１１′、非金属の挿入部１２′、および距骨成分
   １３′を含むが、それぞれの部分の詳細は第１６
   〜１９、２０〜２２、および２３〜２５図に示さ
   れている。この第２の実施例の詳細な説明は行わ
   ないが、前記実施例との相違点は第１７図に示さ
   れるように、くぼみ２１′が円錐状ではなくて円
   筒状であり、かつ第２１図に示されるように、挿
   入部１２′の上方部分２６′は同じように円筒状で
   あることである。なお、この第２の実施例におい
   て、脛骨成分１１′の縁１６′には、特にテーパは
   つけていない。 金属対非金属（例えばプラスチツク）による支
   承面を用いている補綴関節により一般的に見られ
   る欠点の１つは、荷重のかゝる非金属成分のひず
   みと流れである。このようなことが本第１の発明
   に起らない２つの理由がある。すなわち、(1)挿入
   部１２は脛骨成分の中で自由に回転し、足首はそ
   うしなければ脛骨に関し軸方向に自由に回転する
   ので、先行技術による補綴関節に見られる極端な
   荷重が簡単に起ることがない。(2)挿入部１２と１
   ２′の上端がそれぞれ円錐か円筒状のくぼみ２１
   または２１′の範囲内に閉じ込められるので、過
   大なひずみや流れが防がれる。 以上説明した２つの実施例は、脛骨成分に関す
   る拘束のない軸方向の回転と、距骨のまわりの拘
   束のない円筒の回転とを提供する。この新規な配
   置により、脛骨−距骨関節は軸まわりのトルクを
   接着剤を注入したベツドに生じることなく、生理
   学に叶つた軸方向の回転を行うことができる。２
   つの金属成分のうち距骨の上に乗せる形状を持つ
   成分１３と１３′は、横の、または一定形状の、
   中心を持つ正常な足首に適する回転の中心を提供
   する。このため、足首の横の、または捻挫を生じ
   易い、靭帯に対し生理学に叶つた荷重がかゝる。 靭帯の安定性が良いことは足首交換の前提条件
   であるから、内くるぶしは本第１の発明のはじめ
   の２つの実施例には画いてない。このように靭帯
   の安定性がよいと、中心−横方向の推力荷重に対
   しては、生理学に叶うように、靭帯で抵抗させ、
   補綴関節自身の抑制力ではなく、むしろくるぶし
   の骨によつて抑えさせることができる。 距骨天蓋が失われた場合は、金属製の距骨天蓋
   補綴関節を成分１３と１３′の代りに用いること
   ができる。前述の場合、小さい非金属のくるぶし
   を挿入部１２と１２′に加えれば、中心−横方向
   の安定性を保つことができる。前記したくるぶし
   は角度をつけると、はづれる前に、距骨上10°ま
   で傾けることができる。故に、靭帯の安定性が維
   持される限り、正常な距骨の傾斜が生じる筈であ
   る。破損すなわち靭帯の破壊が生じれば、各成分
   ははずれることによつて距骨成分に起る破断応力
   を避けることができる。寸法の異なる非金属の挿
   入部も、成分交換や靭帯張力を最適なものにする
   ために、ここで再び、使用することができる。 更に特殊には、手術中に高さの調整を行う外科
   医を助けるため、非金属の成分が各種寸法により
   作られている。そのために、シムを調整すること
   によつて靭帯の荷重を正確にすることができる
   し、優れた骨−接着剤−補綴関節の接触が得られ
   る。何故なら、除去した骨の量に対する微調節
   は、メタクリル酸メチル接着剤の量を増すことに
   よるのではなく補綴関節の各成分によつた行うこ
   とができるからである。非金属の成分は取外せ
   ば、前に骨を取付けてある成分をわずらわすこと
   なしに手術中の交換や再調整することができる。 第２６〜２８図に示すのは、非金属の挿入部４
   ０の図で、この挿入部はくるぶしに取付けられ
   る。図示のように、挿入部４０は円錐形で上方に
   伸びる部分４１と、そのまわりで円周方向に伸び
   ている溝４２を含む。前述した非金属の挿入部の
   場合のように、挿入部４０の下部は、図示の実施
   例において、約64°の角度に対向する凹形支承面
   ４３を含む。第２８図に最も良く示すように、挿
   入部４０はさらに補綴関節の中心−横方向の安定
   性を維持するための一対のくるぶし４４，４４を
   含む。くるぶしの外壁はほぼ垂直であるが、内壁
   は垂線に対し約10°の角度をなすので、距骨の10°
   までの傾きは、はずれなしに可能である。 第２９〜３１図は非金属の挿入部４０に要する
   距骨天蓋成分を示す。図示のように、距骨成分４
   ６は凸状の上方支承面４７を含むが、第１２およ
   び２４図にそれぞれある上方支承面３４と３４′
   に形が実質的には同じである。下方支承面４８に
   はフイン４９，４９が垂下しているが、フインは
   細長い溝５１によつて半分に切られており、細長
   い溝は成分の本体の中で上向きに広がつている。
   溝５１の目的は、成分４６を実際の距骨の天蓋内
   の成分を除く残余の部分に固定するために使われ
   る接着剤を保持することにある。その目的のた
   め、溝５１の上部分は補綴関節の本体内で拡がつ
   て余分な接着剤を収めるので、距骨成分４６が距
   骨に対して一層固定される。成分４６の外壁５
   ２，５２′のテーパは、くるぶし４４の内壁４５
   のテーパ角に調和する角度で内向のテーパである
   ので、第３２図に示すように、非金属の挿入部４
   ０は距骨成分４６に正確に合致するから、望まし
   い中心−横方向の安定性が得られる。前述した補
   綴関節の場合同様、挿入部４０はいろいろの厚さ
   のものを作ることによりいろいろの足首の状態に
   合わせることができる。前記した補綴関節はすで
   に前−後軸に関して対称である。このことは左右
   いづれの足にも同一の補綴関節を取付けることが
   出来るということを意味するから、外科医の課題
   は大いに単純化される。この対称性が最もよく見
   られるのは、第３、１１および２９図である。 次に第３３図を参照すると、本第１の発明によ
   る足首用補綴関節１０が脛骨成分と距骨成分との
   間に２段階だけの自由な回転運動を提供する様式
   の説明図が示されている。さらに特定して云え
   ば、相対回転運動は距骨成分１３に関し脛骨成分
   １１と挿入部１２との間で軸１のまわりに行うこ
   とができ、また別の相対回転運動は距骨成分１３
   に関し脛骨成分１１と挿入部１２との間で軸２の
   まわりに行うことができる。 さらに特定して云えば、いかなる他の段階によ
   る自由な回転運動も行うことができないから、関
   節の改善された安定性が得られる。さらになお、
   ２段階だけの回転運動を行うことができるという
   ことは、軸１と２が平行していないことを意味す
   る。 そのうえ、本第１の発明の場合、脛骨成分１１
   と挿入部１２の距骨成分１３に関する中心−横方
   向の移動運動を足首のほそい骨による制約範囲内
   で行うことができる。 第３４と３５図を参照すると、本第２の発明に
   よる膝関節内骨格用の補綴関節６０全体が示され
   ている。さらに特定すれば、膝用補綴関節６０は
   一体に形成されるポスト６４と固定について前記
   した適当な接着剤を用いて大腿骨に固定する一対
   の個別大腿骨成分６２，６２′を含む。大腿骨成
   分６２，６２′には、それぞれ、顆状突起状の下
   方支承面６６，６６′がついている。これらの支
   承面は、共に３４と３５図の軸４のまわりで弓形
   の回転面を形成している。 膝用補綴関節６０はさらに、上方支承面７０，
   ７０′を有する挿入部６８を含む。支承面７０，
   ７０′は支承面６６，６６′と調和接触し、かつ共
   に軸４のまわりに弓形の回転面を作成している。
   挿入部６８にはさらに、下方支承面７２を有す
   る。支承面７２は脛骨成分７６についている上方
   支承面７４と調和接触する。脛骨成分７６も脛骨
   に対し一体形成のポスト７８と、成分−骨の固定
   についてすでに説明した適当な接着剤とを用いて
   適度に固定することができる。各支承面７２と７
   ４は互に調和接触しているから、大腿骨成分６２
   と挿入部６８とは脛骨成分７６に関し軸５のまわ
   りで相対回転を行うことができる。 前記実施例に関して説明したように、挿入部６
   ８は適当なスナツプリングを使えば、脛骨成分７
   ６の中に適度に保持できる。そのように挿入部６
   ８を脛骨成分７６の中に保持すれば、挿入部６８
   の脛骨成分７６に関する相対的軸方向の運動が防
   がれるので、関節のよりよい安全性が得られる。
   しかし、ある種の実施例の場合、スナツプリング
   は必要でも望ましくないことがあるから、除去し
   て差支えない。 本第２の発明による補綴関節は、本第２の発明
   の範囲内で寸法を適当にすべて、変更すれば、指
   関節、肘関節、手首関節、および後に詳述する本
   第３の発明に係る膝蓋骨成分−大腿骨成分の関節
   として応用できることは、補綴関節技術の当業者
   によりよく理解される。 ここで、さらに先行技術による骨内格用の補綴
   関節、特に膝蓋骨−大腿骨交換に関する先行技術
   による膝用補綴関節を参照すると、かゝる先行技
   術による補綴関節の膝蓋骨成分−大腿骨成分界面
   の設計が貧弱である点は、それら補綴関節が相当
   な膝運動の範囲すべてにわたり、膝蓋骨成分−大
   腿骨成分の調和した面接触や摺動接触を十分に提
   供していないことから分かる。さらに特定すれ
   ば、かゝる先行技術による補綴関節によると接触
   応力が生じることがよくある結果、プラスチツク
   支承面の降伏や疲労がこの種補綴関節に生じるこ
   とが多い。これは、膝蓋骨用補綴関節が上を通過
   しなければならない大腿骨成分の支承面に数ケ所
   の形状の異なる領域や部分があるためである。例
   えば、かなり長いそこだけが曲つている部分があ
   り、それが二重に曲つている部分に混ざり合い、
   そうしてさらにそれが別の二重に曲つている部分
   に混じり合つているということがよくある。この
   ように変化する部分や領域が大腿骨成分−脛骨成
   分の連接部の大腿骨成分になるのだから、そうし
   た成分や領域には共通母線曲線がないことという
   ことである。従つて膝蓋骨用補綴関節が動いて大
   腿骨成分の連接フランジの上に乗ると、膝蓋骨用
   補綴関節は各種の表面接触状態、すなわち十分な
   数の部分による線接触、各部分による点接触、そ
   して恐らくは限られた数の部分による面接触か調
   和面接触に遭遇する。周知の通り、このような線
   接触や点接触の状態は一般に過度の接触応力を生
   じるが、これら応力のためにプラスチツク製補綴
   関節が降伏したり、ひどく摩耗したりするので、
   補綴関節の埋込みを成功させるに必要とされる長
   い摩耗寿命が得られなくなる。 次に特に代表的な先行技術による脛骨成分−大
   腿骨成分用の補綴関節を参照すると、たわみによ
   る伸び運動のほか軸方向の回転や中心−横方向運
   動が出来るような先行技術による膝用補綴関節で
   は、大腿骨成分と脛骨成分の噛合う支承面の間に
   は非調和で、理論的には通常点による接触が生じ
   るため、これらの噛合支承面には過大な接触応力
   が起るので、ひずみや早期摩耗またはそのどちら
   かと望ましくない耐久性のない補綴関節となると
   いう結果が導かれることが観察されている。摩耗
   生成物も、補綴関節の各部分の緩みの誘発に力を
   貸すことがあり、また望ましからぬ組織反応を生
   ずることになる。調和したあるいは面による支承
   面接触を提供する先行技術による膝用補綴調節
   は、必要とさせる軸方向の回転を提供することが
   できない。この軸方向の回転の欠乏は結果的に脛
   骨成分のひずみや緩みになることは臨床的・実験
   的に証明されているのだが、かゝる補綴関節が最
   終的には使われなくなるとは思われない。しか
   し、周知の通り、蝶番型膝用補綴関節は現に存在
   している。すなわちドイツ連邦共和国特許公開公
   報第2545821号に示されている補綴関節である。
   この補綴関節は前記軸方向の運動をトラニオン型
   脛骨成分を使用して提供することにより、面接触
   と軸方向の回転を両方を行つている。しかし、こ
   の補綴関節は膝の屈伸運動に関連のある支承面の
   噛合を外したり、他の方法を用いたりして自由な
   外転−内転を行うことができない転において、本
   第２の発明とは構造的に異なる。そのため、この
   補綴関節は外転−内転の抑制から生ずる外反膝−
   内反膝を避けることができないことから、補綴関
   節に荷重を誘発するのでおり、このことは望まし
   からぬ補綴関節の緩みを生ずることが証明されて
   いる。 米国特許第3728742号に示されているゲメデイ
   ツク式膝交換のような蝶番および移動両型式によ
   り現在の補綴関節は面接触を生じるが、屈伸運動
   を行う大腿骨成分に関して１軸だけの回転を提供
   する。しかし、正常な屈伸は多心的な屈伸運動で
   あり、その場合は大腿骨成分に関する回転が多く
   の軸まわりに起る。この多心運動は、有効な四頭
   股筋の運動が重要であるときはピボツトの後方変
   位を行つたり、瞭窩筋の有効性が重要であるとき
   はピボツトの後方変位を行つたりして、筋力が効
   果的に利用できるようにする。なお、人間の膝の
   場合、この多心運動と後部顆状突起の形状が、こ
   の運動と影響を及ぼしたり、脚に全屈伸能力を与
   えたりする。故に、この多心運動の提供が欠乏す
   ると、筋肉の有効性が制約され、屈伸ができなく
   なる傾向がある。こうした制約は補綴関節に荷重
   を増加し、摩耗やびずみまたは破壊、および補綴
   関節と骨との間の荷重のようなものを増大する傾
   向があり、ひいては各部分が緩んだ可能性を増す
   傾向となる。 緩みの問題は、さらに、張力の弱い比較的脆い
   接着剤を使つてプラスチツク製補綴関節の各成分
   分と骨に直接取付けることから生じるものと考え
   られる。特定すれば、比較的厚いプラスチツク製
   の各成分でさえ、通常に荷重がかゝるとアクリル
   系接着剤に望ましくない引張応力が生じることが
   実証されている。この時のアクリル系接着剤は前
   記したようなプラスチツク製成分を骨に固定する
   際に通常に使われるものである。このような引張
   応力はプラスチツク製部品の曲がりを生ずる傾向
   があり、その曲がりのためプラスチツク製部品の
   溝が滑から持上げられるので、骨−接着剤の取付
   に張力が加わる。既知の通り、接着剤の引張疲労
   性は非常に悪いから、プラスチツク製補綴関節を
   接着する骨は引張荷重によつて悪影響を受けるよ
   うである。何故なら、正常な骨の荷重は圧縮荷重
   だからであり、したがつて、これらの結合効果が
   実際に補綴関節の緩みの問題に影響を与えるもの
   と考えられ、また特に緩みの原因とする臨床上の
   失敗が起る場合は、緩みを起すものはほとんどい
   つの場合もプラスチツク製補綴関節の各成分であ
   ることが注意されている。 先行技術による補綴関節の別の問題は埋込周膝
   内内骨格用補綴関節にあるが、この場合は十分靭
   帯は機能していないが副次的靭対は機能している
   か再生可能な場合である。十分靭帯が欠落してい
   る場合は、補綴関節の交換を行えば、前−後方向
   の膝関節の安定性が得られる筈であるから、そう
   することにより十分靭帯の欠落によつて失われた
   安全性を回復する。最近まで、かゝる場合の多く
   の治療は安定蝶番型膝用補綴関節によつて行われ
   たのであるが、この補綴関節は不幸なことに前記
   した緩みの問題があるので、なお、埋込みや機能
   的に変化する骨の応力のために起る骨の壊死に対
   して必要な比較的多量の骨を除去するためかなり
   の骨の損失を生じることが多い。全顆状突起など
   の膝用補綴関節として知られている補綴関節のよ
   うな支承面交換によつてこの種のケースを取扱う
   さらに最近の試みが行われている。しかし、これ
   らの膝用補綴関節は理論的には点接触を行う支承
   面を有するが、それには上記した付随的な問題を
   伴なう。そしてさらに、かゝる補綴関節は、部分
   的にはこうした点接触による支承面の結果とし
   て、不安定性と移動性の問題を有する傾向があ
   る。 次に、本第２及び第３の発明に係る膝用補綴関
   節に関し、第３６乃至４６図に関して説明する。 この補綴関節は第３９乃至４１図に示される大
   腿骨成分１００と、第４２図乃至４４図に示され
   る膝蓋骨成分１０９及び第４５乃至４７図に示さ
   れる膝蓋骨固定用成分１１６とから成る膝蓋骨用
   補綴関節１０３と、第４８乃至５０図に示される
   脛骨台成分１４８及び５１乃至５３図に示される
   挿入部１３９とから成る脛骨成分１０１と、を含
   む３成分からなるものである。 この３成分からなる補綴関節は本第２及び第３
   の発明の３つの実施例を含むものである。即ち、
   第１の実施例は脛骨成分−大腿骨成分の連設部を
   抵抗し、大腿骨成分１００と、脛骨台成分１４８
   と中間脛骨成分１３０とから成り、第２の実施例
   は膝蓋骨成分−大腿骨成分の連設部を提供し、大
   腿骨成分１００と、膝蓋骨成分１０９と、膝蓋骨
   固定用成分１１６とから成るものであり、これら
   実施例は下記に詳述する。第３の実施例は他の上
   記の実施例を組合わせるものである。 第３９乃至４１図に関し、大腿骨成分１００が
   示されている。この成分１００は反時計方向の前
   部又は後部方向に２つの顆状突起１０４−１０４
   を一体に成形されたフランジ１０２を含む。大腿
   骨成分１００は一対の固定ポストを含みその一方
   のポスト１０４ａのみが図示されている。フラン
   ジ１０２の外面は膝蓋骨成分の連設部のための支
   承面の大部分を提供する。顆状突起１０４は人の
   膝の顆状突起面と取り替えるために提供される。
   フランジ１０２と顆状突起１０４−１０４の支承
   面は略下方支承面１０６と関連する。 本第２及び第３の発明によれば、反時計方向の
   前部股は後方において大腿骨成分１００の下方支
   承面１０６は滑らかで、一連の回転表面部分によ
   つて形成される連続的な表面である。この回転表
   面部分のそれぞれの形状は、各対の主要生成半径
   で（又は各対の半径が等しい各主要生成半径で）
   且つ、それぞれの回転角度だけ複数の生成軸の回
   りで（全体としてＦで示される）共通生成曲線を
   回転することによつて、生成又は形成される。 この共通生成曲線Ｆは滑らかな連続した平面曲
   線であり、第３９図に示されるようにその形状は
   (i)距離Ｘによつて分離されるそれぞれの中心Ｈ１
   とＨ２から２つの半径Ａ１とＡ２によりそれぞれ
   定められる円弧Ｋ１とＫ２、(ii)円弧Ｋ１とＫ２そ
   れぞれ接し且つ、円弧Ｋ１とＫ２に接する線Ｇに
   対してそれぞれ角度ａ１とａ２を有する２つの線
   １０７と１０８、(iii)中心Ｈ３から半径Ｂにより定
   まり接線１０７と１０８に接する円弧Ｋ３によつ
   て形成される。 第６３図に関し、大腿骨成分の下方支承面１０
   ６（第３９図）は一連の回転表面部分によつて形
   成又は生成され、その部分の各々は各対の主要生
   成半径で（又は各対の半径と等しい各主要生成半
   径で）且つ、それぞれの回転角度だけ各生成軸の
   回りで共通生成曲線Ｆを回転することによつて、
   形成又は生成される。各回転表面部分の生成に際
   し、共通生成曲線Ｆは一対の主要生成半径Ｄ１と
   Ｄ２により生成軸に対して方向付けられ、主要生
   成半径は共通生成曲線Ｆが接線Ｇと接する点Ｍ１
   とＭ２から間隔をおいている（最短距離）。 さて、第６３図をみると、これが図式的に、支
   承面１０６の形を決めている連続した回転支承部
   分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４がどのように生じるの
   かを示していることがわかるであろう。ここで曲
   線Ｑは、各表面部分を形成するそれぞれの軸を中
   心とした回転によつて生じる点Ｍ１およびＭ２の
   跡を、直線Ｇ（第６２図）に沿つてみたものであ
   る。そして、下方支承面１０６の形は、連続した
   回転表面部分によつて決められるわけだが、そこ
   では、第６３図に示されるように形成曲線Ｆが各
   生成軸を中心として反時計方向に前部から後部へ
   回転するに従つて、各表面部分を形成する主要生
   成半径Ｄ１およびＤ２の対が、それぞれ長さを減
   ずるのである。この実施例では第６２図に示され
   るように、一対の主要生成半径Ｄ１およびＤ２は
   各実施例で等しく、第６３図のように、ただ１つ
   の主要生成半径Ｒ（つまりＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
   ４）でおきかえることができる。この実施例で
   は、支承面１０６は４つの回転支承部分Ｓ１，Ｓ
   ２，Ｓ３およびＳ４から構成される。 部分Ｓ１は、第６３図の平面の垂直な生成軸Ｃ
   １の回りで共通生成曲線Ｆを、主要生成半径Ｒ１
   で角度θ1だけ回転させることによつて生成され
   る。この実施例では、Ｒ１は無限大に等しく、ま
   た第４０，４１図における膝蓋骨成分１０９のみ
   が部分Ｓ１と関節をなすのであるから、これは膝
   蓋骨成分−脛骨成分支承面と呼ぶ。 部分Ｓ２は、共通生成曲線Ｆを、Ｃ１に平行な
   生成軸Ｃ２のまわりに角度θ2回転させることによ
   つて生成するが、ここで主要生成半径Ｒ２は半径
   Ａ１に等しく、これはまた第３９図のＡ２にも等
   しい。これらの半径が等しいので、部分Ｓ２は球
   状の回転表面であることがわかる。下方支承面１
   ０６が連続でかつ平滑であるためには、軸Ｃ２は
   Ｃ１を通り越し部分Ｓ１の端部の境界を定めつ
   つ、放射線１１の上になければならない。膝蓋骨
   成分１０９および挿入部１３９がそれぞれ部分Ｓ
   １と関節をなすのであるし、また、それらがこの
   大腿骨部分と関節をなす時に、通常歩行時におい
   て最大の荷重がこれらの部品にかかるのであるか
   ら、部分Ｓ２は特別な重要性を持つている。従つ
   て、部分Ｓ２は、主要荷重支承部分と呼ぶことが
   できる。 部分Ｓ３は、共通生成曲線Ｆを、Ｃ２に平行な
   生成軸Ｃ３を中心にして、主要生成半径Ｒ３で角
   度θ3だけ回転することによつて生じる。ここでＲ
   ３はＲ２よりも小さい。ここでまた、支承面１０
   ６が連続かつ平滑であるためには、軸Ｃ３はＣ２
   を通り越して、部分Ｓ２の端部の境界をなしつ
   つ、放射線Ｌ２の上になければならない。 最後に、部分Ｓ４は、共通生成曲線Ｆを、Ｃ２
   に平行な生成軸Ｃ４を中心として、Ｒ３よりも小
   さい主要生成半径Ｒ４で、角度θ4だけ回転するこ
   とによつて生じる。やはり支承面１０６が連続か
   つ平滑であるために、軸Ｃ４はＣ３を通り越し、
   部分Ｓ３の端部をなして放射線Ｌ３上になければ
   ならない。これら２つの部分Ｓ３，Ｓ４は、それ
   ぞれ、第１および第２後部脛骨支承部分と呼ぶこ
   とができる。 再び第４０図に戻り、第４０図は、第３９図に
   示した実施例の、実際の側面図である。また、第
   ６０図で示した回転表面部分Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，
   Ｓ４が、第４０図ではそれぞれの位置で再び示さ
   れている。 本第２及び第３の発明の１つの実施例では、角
   度θおよび主要生成半径は次のとおりであつた。 部 角度 主要生成半径 Ｒ／in S1 ０ ．612′ S2 107 3/4 1.388 S3 62 1/4 ．801 S4 62 ．578 再び、第４０及び６３図に関し、生成軸Ｃ１，
   Ｃ２，Ｃ３及びＣ４は互いに平行であり、接続Ｇ
   は生成軸に対し略平行に方向付けられているがし
   かし、本第３の発明によればこのような必要性は
   なく生成軸は互いに非平行に向けられてもよい。
   第６２図に示されるように、接線Ｇは生成軸に対
   し非平行に方向付けられている。 膝蓋骨用補綴関節、特に第４２乃至４４図の膝
   蓋骨成分１０９に関し、本第３の発明によればか
   かる膝蓋骨成分は荷重支承面１１０を有し荷重支
   承面１１０は大腿骨成分１００の下方支承面１０
   ６と噛合い、主荷重支承部分１１１、一対の副次
   的荷重支承部分１１２と１１４、部分１１１と１
   １２、部分１１１と１１４のそれぞれ間にある一
   対の移行部分１１２ａと１１４ａとを含む。更
   に、本第３の発明によれば膝蓋骨成分１０９の荷
   重支承面１１０の形状は大腿骨成分の下方支承面
   １０６の部分Ｓ１−Ｓ４を生成するため用いられ
   た共通生成曲線Ｆによつて形成又は生成される。
   第４３図に関し、共通生成曲線Ｆは第６２図に示
   される一対の主要生成半径Ｄ１とＤ２で生成軸Ｃ
   ５の回りで角度θ5（１つの実施例において角度θ5
   は20゜である）だけ回転され、主要生成半径Ｄ１
   とＤ２は等しく且つ第６３図に示される主要生成
   半径Ｒ２とも等しく、主要荷重支承部分１１１の
   形状を限定する。従つて、膝蓋骨成分１０９の主
   要荷重支承部分１１１は大腿骨成分の下方支承面
   １０６の主要荷重支承部分Ｓ２と調和合致し、連
   設に際し摺動触触して大腿骨成分の主要荷重支承
   部分Ｓ２と噛合う。第４３図の膝蓋骨成分１０９
   の支承面１１０の副次的荷重支承部分１１２と１
   １４は同様に第４０図の支承面１０６の支承部分
   Ｓ１と合致し、それら形状は太腿骨成分の支承面
   １０６の部分Ｓ１の形状の生成に際してなしたよ
   うに軸Ｃ５に無限に平行な軸Ｃ９の回りで共通生
   成曲線Ｆを回転させることによつて形成又は生成
   される。従つて、膝蓋骨成分１０９の副次的荷重
   支承部分１１２と１１４は大腿骨成分の支承面１
   ０６の支承部分Ｓ１に調和合致し、連設に際し摺
   動接触して大腿骨成分の支承部分Ｓ１と噛合う。
   移行部分１１２ａと１１４ａは、（第６２図に示
   される側面から共通生成曲線Ｆの相対する側面に
   向く）一対の負の生成半径で軸Ｃ７とＣ８の回り
   でそれぞれ角度θ7とθ8だけ共通生成曲線Ｆを回転
   することによつて形成する。これらの移行部分１
   １２ａ又は１１４ａは大腿骨成分１００の部分Ｓ
   ２とＳ１とそれらの界面の近くまで線接触して噛
   合う。というのは前記接触が主要荷重支承部分１
   １１と大腿骨成分の部分Ｓ２の間で移動して、大
   腿骨成分の部分Ｓ１と副次的荷重支承部分１１２
   と１１４との間で接触するからである。 本第３の発明に係る膝蓋骨用補綴関節の他の実
   施例において、部分１１２と１１４は第４３図に
   示されるように水平線に対して下方に傾斜し、第
   ６４図に示されるように人の膝が完全に伸長して
   いる間は大腿骨成分１００に対して膝蓋骨成分１
   ０９の位置関係をより良く調整する。 膝蓋骨成分１０９は、人の残つた膝蓋骨の上
   に、膝蓋骨固定用成分１１６を使つて保持されて
   いる。この成分１１６は第４５，４７図に示され
   金属板１２０の背側の上に交差する固定用フイン
   １１７と１１８によつてアクリルグラウト材（す
   きまに注入してかためるセメント物質）、あるい
   はセメントを使つて人の残つた膝蓋骨に、装着し
   得る。このような固定用フインは、第５６図に示
   すように、傾斜荷重に抵抗し、更に薄い金属板１
   ２０（これが望ましい）が使える補強効果を与え
   る。これは、外科・美容手術後に、膝蓋骨の機
   能、皮膚の縫合閉鎖に反する影響を与えないよ
   う、補綴関節による置換に由来する膝蓋骨成分全
   体の肥厚変化を最小限にしたいためである。フイ
   ンと金属板は、残つた膝蓋骨成分を補強・延長し
   破砕の可能性を最小限にする。第４５図に示すよ
   うに膝蓋骨成分１０９上で副次的支承面１２８と
   合致させる副次的固定用部品支承面の全体を含
   む、金属板１２０の反対側または腹側には、ボタ
   ン１２２がついており、これは膝蓋骨成分を、膝
   蓋骨固定用成分１１６の上に、スナツク−フイツ
   トで保持する。第４５、４６図に示したように、
   ボタン１２２の外径は２つの曲率半径をもつ曲面
   に合わせて作られており、このことが、膝蓋骨成
   分１０９上にある（雄と対応する形の）雌支承面
   １２４（第４２図）と合致させる時に、雄支承面
   １２２ａを滑らかに保つ。これらの形は、従来の
   スナツプ−フイツトで起きる永久的な変形なしに
   雄を雌の中に容易に入れることを可能にする。 合致する円錐形部分は、副次的な圧縮式・押込
   み式支承面を与える。ボタン１２２は、合致させ
   た形状の円錐形支承面１２８（第４２図）に、回
   転的に噛合うように、全体が円錐形になつた下方
   支承面１２６をもつている。この支承面は、大腿
   骨成分の支承面１０６と、軸Ａ８（第３８図）の
   まわりの大腿の遠位置のまわりで、膝蓋骨の回転
   ができるよう一致した、あるいは面接触的回転噛
   合わせにおいて、膝蓋骨成分をもつている。 また第４５図に関して得、膝蓋骨固定用成分１
   １６（第４５図）は、ピン１３０をもつている。
   これは、膝蓋骨成分１０９（第４２図）に形成さ
   れた対応する、弯曲孔１３２の噛合わせが、膝蓋
   骨成分１０９と膝蓋骨固定用成分１１６との間の
   相対的回転を制限し、それによつて装着、それに
   続く実際の使用中において、膝蓋骨成分１０９と
   大腿骨成分１００との間の方向のずれがおこるこ
   とを防ぐものである。 さらに、この制限された回転は、確かに必要で
   あることが分かつている。というのは、手術後、
   浸出液（血液から成る）が、一時的に膝蓋骨成分
   １０９の主要支承面１１０を（大腿骨成分１００
   の抑制効果から離れて）持ち上げ得るからであ
   る。さらに第４２−４７図に示したように次のこ
   とを注意する。膝蓋骨成分１０９と膝蓋骨固定用
   成分１１６は、主要荷重支承部分１１１の中心
   と、部分１１１を構成する生成軸Ｃ５とを通る表
   面に関して、対称的に作られており、従つて、同
   じ膝蓋骨用補綴関節として右膝にも左膝にも使え
   る。 この理由の為に１つよりは２つの副次的荷重支
   承部分１１２と１１４が、支承面１１０の上につ
   けられている。 第５４Ａ−５４Ｃ図に関しては、図解的に示し
   てあるが、３つの部分から成る補綴関節のうちの
   膝蓋骨−大腿骨部が、通常、人の膝でおきる動き
   の範囲の重要な姿勢にわたつて、大腿骨成分１０
   ０の下方支承面１０６と膝蓋骨成分１０９の支承
   面１１０の間での一致した面状の摺動接触を与
   え、短い一時的な姿勢でこの支承面間の線接触を
   与える。 まず、第５４Ａ図について述べると、膝を完全
   に伸ばした時は、四頭筋群が、“四頭筋の力FQ”
   を与える。この力は、通常の運動時は、完全に伸
   ばした時も全く小さく、また、力FQの方向の為
   に、結果的におきる膝蓋骨−大腿骨の圧縮力Ｒ
   （第５４Ａ図）は、FQの小さな成分だけになる。 人の膝の動きの、この局面の間、支承部分Ｓ
   １、およびそれぞれ第４０，４３図に示した大腿
   骨成分１００の部分Ｓ１，Ｓ２と膝蓋骨成分１０
   ９の部分１１２，１１４の間に、面接触が存在す
   る。 さて、通常の歩くサイクルの間に経験される荷
   重に耐える足の位置が図解的に示されている第５
   ４Ｂ図と第５４Ｃ図を参照すると、より大きな大
   腿四頭筋の力FQと、FQとFQ′（膝蓋靭帯の力
   FQ′）のなす角がより小さいことにより、第５４
   Ａ図で示された十分足が伸長された状態よりもず
   つとFQは大きいし、従つて、合成された膝蓋骨
   −大腿骨圧縮力Ｒはさらに大きい。もちろん、周
   知のように、階段の昇降の間にさらに大きな屈曲
   角が経験され、それ故、これらの時には、さらに
   大きな膝蓋骨支持合成圧縮力Ｒが起きる。 部分Ｓ１部からＳ２へ動くときの短い移行姿勢
   の間に、膝蓋骨成分１０９の支承面１１０と移行
   部分１１２ａか１１４ａが、大腿骨成分の支承面
   １０６と、揺動線接触をしている。さらに知られ
   ているように、最も一般的な、それ故非常に重要
   な人の膝の運動、つまり歩行中に、大腿骨成分の
   支承部分Ｓ２と支承面の主な荷重支承部分１１１
   との間に摺動面接触がある主な荷重支承部分Ｓ２
   に、現在開発の補綴調節である膝関節がちようど
   入るような約10°の膝の屈曲がなされるまで、実
   質的な大腿の動きや力はでない。このようにし
   て、上述した移行のそしてそれ故瞬間的な線接触
   は重要な関心事ではない。というのは、この時
   は、四頭筋の力FQは本質的に無視するからであ
   る。たとえ、それが本質的であるとしても合成圧
   縮力Ｒは、FQとFQ′との間のなす角が大きいた
   め、まだきわめて小さい。圧縮力Ｒが意味をもつ
   歩行荷重支持や他の動きの姿勢のときにのみ、面
   接触は、必要とされる。 大腿成分上の領域S1およびS2と、相応する移
   動部分１１２ａあるいは１１４ａおよび主要或い
   は副次的荷重支承部分１１１，１１２，１１４
   は、第５４Ａ図に見るように、最大伸展時に膝蓋
   骨成分の上面が大腿骨成分からはずれるように、
   しかもなおその中央部が中間屈曲時および最大屈
   曲時に当たつてうまく噛合うように解剖学的な膝
   蓋骨−大腿骨関節を形成するためには必要なので
   ある。 次に第５４Ｃ図に言及する。ここには膝を深く
   屈曲した際のことが概略図で描いてある。これに
   よると、膝蓋骨−大腿骨圧縮力Ｒが最大になるの
   は、膝を深く曲げた時であることが、分かる。第
   ５４Ｃ図に示すように、完全な伸長時脛骨−大腿
   骨の連接がおきるところで、膝蓋骨成分の支承面
   １１０（第４３図）は、同じ支承部分Ｓ２（第４
   ０図）と関節接合する。従つて、支承面１０６の
   主要荷重支承部分Ｓ２は、歩行サイクル中の最大
   荷重時に、大腿骨成分支承面に対し、両方の連接
   部（膝蓋骨成分−大腿骨成分および脛骨成分−大
   腿骨成分の連接部）を供給する。そしてこの共通
   性が、本第２及び第３の発明の重要な特徴であ
   る。無論、人の膝の解剖学をよく知つている人に
   は、知られているがこのような状況（人の結節の
   部分および膝蓋骨成分、脛骨成分の支承面の両方
   との間の共通な関節）は、起こらない。第５５図
   に示したように、人の膝では、大腿前部間接軟骨
   （人の膝蓋骨がこれに対し関節結合する）は、脛
   骨との関節結合とは別である。このような自然の
   構造は、人の膝の進化において、膝の構造的、関
   節結合的要素の正確な合致を作り出すのに適して
   いる。しかし、このような正確な合致は、補綴関
   節との置換では実際的でない。というのは、異な
   る人の膝では、大きな個人差があり、このような
   正確さを作り出すには、工作上、外科学上の困難
   がある為である。 従つて、膝蓋骨および脛骨成分の両方に対する
   共通な大腿骨成分の主要荷重支承部分Ｓ２の使用
   は、長耐命で必要とされる揺動面接触、関節の適
   合において重要性を示している。 再び第４２図を参照すれば、膝蓋骨成分の支承
   面１１０の大腿骨成分の支承面１０６との噛合い
   の深さである第４２図中の距離Ｔは、適当なもの
   であり、横荷重に対して適当なる抵抗力を有する
   ことがわかる。この寸法が小さい場合または過度
   の膝反力がある場合には、膝蓋骨成分の弛緩は一
   般的であることがわかつた。先行技術の多くは、
   この噛合いの深さが不十分であるか、存在しなか
   つた。さらに第４２図および第４５図を参照すれ
   ば、膝蓋骨成分１０９と膝蓋骨固定用成分１１６
   との回転可能な取付け（支承面１２８および１２
   ６）によつて、この間の回転が可能となり、この
   ことは、移植の際に外科的不調合および屈伸の時
   における大腿骨成分の膝蓋骨成分に通常見られる
   回転を調整する。 次に第５１図、第５２図および第５３図、さら
   にこれらに示された挿入部１３９を参照して本第
   ２の発明を説明すれば、この挿入部１３９は、そ
   の上部において上方支承面１４０、およびその下
   部においては、下方支承面１４２を有する。上方
   支承面１４０は、また回転支承面となり、その形
   状は大腿骨成分の下方支承面１０６の部分Ｓ１−
   Ｓ４および膝蓋骨成分の支承面１１０の形状を形
   成するのに使用される共通生成曲線Ｆを基にして
   定めるかまたは形成される。 第５２図を参照すれば、上方支承面１４０は第
   ６２図に示したと同一の主要生成半径Ｄ１および
   Ｄ２を以つて、生成軸Ｃ６の回りを角度θ6だけ
   （本第２の発明の一実施例では70℃）、共通生成曲
   線Ｆを回転することにより定まることがわかる。 こゝにおいてＤ１およびＤ２は等しく第６３図
   に示したＲ２に等しい。このため挿入部の上方支
   承面１４０は大腿骨成分の支承面１０６の主要荷
   重支承部分Ｓ２と合致し、こゝで関節によつて大
   腿骨成分の主要支承部分Ｓ２と摺動面接触する。
   このため膝屈折の約36°に対して、脛骨成分と大
   腿骨成分とは完全に適合する。この部分では第５
   ４Ｂ図に示す如く、歩行時において最大荷重をう
   ける。０〜95°の屈伸範囲は、補綴関節をつけた
   人が、非常な運動をした場合のほとんどを包含す
   る。35〜95°の関節運動は、第４０図の大腿骨成
   分の支承部分Ｓ３で行われる。そして、第５４図
   Ｃに示す如く線接触が行われる。この線接触また
   は、不適合は、摺動接触より望ましくないが、こ
   れは、接触応力は、この姿勢の歩行中この部分に
   おける屈折が０〜36°の範囲または、面接触の場
   合より少ないため、通常の運動に対して十分な屈
   曲が可能となる。膝運動における重荷重は０〜36
   ℃の範囲と比較して重荷重がかかることが少ない
   ため疲労または過度の摩耗を生ずることなく、間
   〓的または一時的な応力を支持することができ
   る。95〜140°の屈曲は大腿骨成分の支承部分Ｓ４
   により行われ、その屈曲時の予想応力は、深かが
   みの如き膝のかがみを除いて（これは、補綴関節
   をつける人は避けなければならない）、重大な永
   久的変形を生じさせるものではない。これら応力
   の生ずる可能性は、少ないため疲労はこゝでは問
   題とならない（部分Ｓ４）。この膝を有する患者
   は、深く膝を打つたり、かがんだりしないように
   しなければならない。膝用補綴関節を有する患者
   は90°の屈曲を許容される者が、ほとんどなく、
   相当なる軸方向の回転をしながら、これを行う者
   は、本第２の発明で示した補綴関節よりはるかに
   大きな接触応力を経験する。最後部分は座る際に
   必要とする最大屈曲ができるため備えつけられて
   いる。この場合、膝には、小荷重が掛る通常の屈
   伸運動を可能にするため骨瘤に類似した形状のも
   のを備え、部分Ｓ３およびＳ４において２ケ所の
   適合または線接触するようにしてある。この部分
   における不適合は多くの先行技術の通り２ケ所で
   なく、１ケ所においてのみ生ずる。このため、ほ
   とんどの通常の運動において、接触応力を許容範
   囲にしながら、通常の動きができる。 第５１図、５２図、５３図における下方支承面
   １４２は挿入部１３９の下部にある。 この支承面は、平面１４３および突起円錐状面
   １４４から成つている。この平面および円錐状面
   は、第４８，４９および５０図に示した脛骨台成
   分１４８の上部と噛合つている。 そして、円錐表面１５０は面接触をし、１軸の
   回りで回転し（即ち第３８図の軸Ａ７）、脛骨成
   分が大腿骨成分に対して軸方向の回転される。 脛骨台成分１４８の部材１５２は、可能な場合
   には、脛骨の外層骨と噛合い、荷重支承を改善
   し、この部分が右および左脛骨に使用できるよう
   な形状にしてある。 合成応力を分散し、外層骨に対して後部の荷重
   伝達を可能にする短いスパイク１５３を使用し、
   荷重伝承の改善をしている。 挿入部１３９および脛骨台成分１４８双方を相
   似形にすることにより、これら部材の前部、後部
   を設計する必要および右または左膝設計の必要を
   なくし、移植の場合の配慮する要がないようにし
   てあることがわかる。この技術分野の当業者およ
   び大腿骨成分１００、膝用補綴関節１０３を再び
   参照する者にとつて、膝蓋骨固定用成分１１６の
   支承面１２０および１２６、または膝蓋骨成分１
   ０９の支承面１２８ａおよび１２８は、外科上の
   軸的な狂いを調整し、通常の回転に適合する。さ
   らに大腿骨成分１００の支承部分Ｓ１およびＳ２
   と膝蓋骨成分１０９との面接触を可能にすること
   がわかる。 同様に、挿入部１３９の支承面１４３，１４４
   および脛骨台成分１４８の上方支承面１４５，１
   ４５はそれぞれ、外科上の軸的な狂いを調整し、
   通常の運動に合わせる。さらに大腿骨成分１００
   の主要荷重支承部分Ｓ２と挿入部１３９の摺動面
   接触を可能にする。この適合性は、第５４Ｂ図に
   図示した歩行時において得られる。 この適合性もしくは面接触により、さらに利点
   が得られる。即ち、第５７図に示す如く、重ね合
   わせ部分が大きくなることにより、前後と、後部
   の安定性が増す。第５７図に示す不適合は、重合
   わせ面積を少なくし、前後および後部の安全性を
   減少させる。適合の場合でも、この重合わせは、
   通常の歩行または外科的狂いにより脛骨成分２０
   １に対して大腿骨成分２００を回転させれば、さ
   らに少なくなる。 本第２の発明に係る脛骨−大腿骨の連接部を第
   ３７図に示す実施例で説明すると、第３７図の矢
   印２０２および２０３で示した大きな重合わせ寸
   法を提供する面接触により前部・後部の安定性が
   得られ、この安定性は挿入部の上方支承面１４０
   および大腿骨成分の下方支承面１０６間の回転
   （挿入部１３９の支承面１４３と脛骨台成分１４
   ８の上方支承面１４５との間の回転）を避けた場
   合に一層増大する。さらに当業者には第３６図の
   矢印２０５に示す如く、大腿部成分１００と脛骨
   成分１０１との間の深い噛合いにより、本第２の
   発明は中間・横破断に対する安定性を増すことが
   分る。 第５８図、第５９図および第６０図、第６１図
   を参照すれば、本第２の発明で第６０図および第
   ６１図に図示した一対の大腿骨成分３０１および
   ３０２を利用した他の実施例を知ることができ
   る。第５８図および第５９図を特に参照すれば、
   大腿骨成分３０１を知ることができ、第６０図お
   よび第６１図に図示した個々の大腿骨成分３０２
   は、第５８図、第５９図に示した大腿骨成分３０
   １と相似形であることがわかる。本実施例の脛骨
   成分１０１は、上記脛骨成分と同一である。 第６１図を参照すると、大腿骨成分３０２は、
   第４０図に示す部分Ｓ４，Ｓ３および主要荷重支
   承部分Ｓ２の主要部分と同一である下方支承面３
   ０６を備えている。このようにして、これら大腿
   骨成分３０１および３０２は、上記のように脛骨
   成分１０１の上方支承面１４０と面接触をしてい
   ることがわかる。さらに、上記と同一の脛骨成分
   と大腿骨成分の関節を備えられる。 さらに、第５１図、第５２図および第５３図を
   参照すると、当業者は、挿入部１３９は、適当な
   靭帯質を得られる厚さの挿入部と交換できるよう
   に取外すことができる。このようにして、脛骨台
   成分１４８および大腿骨成分１００のような固定
   部材を妨害せずに、適当な靭帯張力を得られる手
   術を伝えるよう、異なつた厚みの挿入部の多くを
   用いることができる。さらに、異常な摩耗または
   変形があつた場合、挿入部１３９の交換が容易に
   できる構造である。脛骨成分についても同様であ
   る。この際、膝蓋骨成分１０９は、異なつた厚み
   とすることができ、異常な摩耗または変形の場合
   変換することができる。 大腿骨成分１００、膝蓋骨固定用成分１１６お
   よび脛骨台成分１４８をコバルトクロム合金また
   はチタニウムまたは、ステンレス鋼のような外科
   用金属で作ることが可能となる。しかし比較的硬
   い材質で（しつくい液と比較して）中間支持装着
   物、例えば膝蓋骨成分１０９に対する荷重に耐
   え、十分な耐久性を有し、生体的に適合するもの
   でなければならない。 挿入部１３９は、荷重に耐え、噛合う材質で作
   ることができる。 しかし、超高分子ポリエチレンまたは、重合ア
   セタールのようなプラスチツクで作ることもでき
   る。 （作用） 膝内部補綴関節の外科的移植方法 患者は、手術台上で仰臥位置にして寝かされ
   る。膝は準備されかつ消毒するようにして布を被
   せられる。予め当ててあるものの止血帯は、静脈
   の流出をさせるように一分間脚を持ち上げた後
   400ｍnHgになるまで膨張される。 膝は、十分伸ばされまた膝蓋骨の腱の内側縁部
   まで脛骨結節でゆるくカーブしたＳ字状の切開を
   行い、次に内側広筋の内側縁部に沿つて背部にカ
   ーブする。 内部に支帯、カプセルおよび骨液の層は、皮膚
   の切開に合わせて切開される。内側広筋の筋肉の
   ふくらみは、内転筋の大きい腱に対する附着部か
   ら持ち上げられる。膝蓋骨は、脛骨−大腿骨関節
   の全てを露出して横方向に示される。 四頭筋に膝蓋骨の横方向の全変異を妨げる余分
   な張力がある場合には、脛骨結節から膝蓋骨腱の
   中央の1/4の鋭い剥離が必要である。同様に、さ
   らに、内側広筋の中央付属物の丸い分離が四頭筋
   を基部を切断するために必要とされる場合もあ
   る。 これらの手段は関節の完全な前方の露出によつ
   て膝の110°の完全な屈曲を可能とする。 この時、肥大の滑膜と余分の脂肪パツドの切除
   がなされる。中央および横方向の半月軟膏切除術
   は、脛骨高平部の縁の露出を容易とするので行わ
   れるべきである。内顆含有物の試験は、十字形の
   条件を示す。余分の滑膜は脛骨成分表面への影響
   あるいは過大成長を防ぐためにこの部分から切除
   されるべきである。 軟組織汚物を取り除いた基部の脛骨および末端
   の大腿骨を以て骨防具は側靭帯と背部被膜の間に
   後方に滑らせ、関節表面の切除の間背部神経脈管
   を保護させる。3/4″の骨膜エレベータが骨防具に
   対して軟組織平面を展開するために用いられ、そ
   の防具は膝のリトラクタ（開創器）として用い
   る。 膝部は100°屈曲され、また内顆ノツチボーダに
   ドリル孔が1/4′ドリルで行われる。ドリルは後方
   の大腿骨軸の高さまで下げられる。 次に、脛骨の切除ジグが大腿骨軸の後方におか
   れたスパイクおよび脛骨に平行な器具の末端肢節
   に置かれる。この屈曲作業の張力下における側靭
   帯とともに、正しい切除平面がジグに用いられる
   平行切断スロツト（溝）を用いることによつて保
   証される。 ジグは膝部がジグの末端肢節に平行に屈曲され
   るときに保証される自動的に10°の後傾角を有す
   る。往復動のこぎりを用いて、脛骨の準備がなさ
   れる。切除平面は脛骨成分の垂直荷重に対して有
   効な骨によつて５、10または15mmにおいてなされ
   る。適当な屈曲張力が得られ、また骨の切除がな
   されたときに、脛骨の心合わせジグが大腿骨軸か
   ら除かれ、また大腿骨用シエーパー（形削り盤）
   が次に同じ溝に置かれる。大腿骨用シエーパー
   は、前方および後方の切断が大腿骨顆に対称的に
   平行となるように設置される。これらの切断に再
   び往復動のこぎりを用いて、大腿骨の前方表面お
   よび後方顆が切除される。膝部はそれから大腿骨
   用シエーパーの除去後十分に引張られ、また伸張
   大腿骨心合わせジグが接合部に置かれる。大腿骨
   の手による伸張および正常な外反足の５〜10°内
   に調整可能な外反ガイドの心合わせによつて、遠
   方の大腿骨の水平切断が側副靭帯の適正な引張力
   を保つために行われる。この切断が往復動のこぎ
   りを用いて行われると、伸張心合わせ用ジグが膝
   部関節から取除かれる。膝部は再び屈曲され、ま
   た傾斜骨切用ジグが取付け穴に、また遠方の大腿
   骨部材中に割り込んだ槌骨を用いて置き換えられ
   る。 それから前方および後方の傾斜切断がジグ表面
   に従つて行われ、また傾斜骨切用ジグの中央切欠
   きが前方の大腿骨フランジに対して骨の表面を取
   除くために用いられる。傾斜骨切用ジグが取外さ
   れ、またジグを用いてあけられた心合わせ用穴は
   大腿骨用補綴関節の固定用ピンを受け入れるよう
   にかき取られる。大腿骨成分の試験的取付けが次
   に行われる。 余分な骨の部分は全表面の適正な接触が行われ
   るように切除される。 次に、脛骨の準備が完了される。マーキング用
   ランプレートが中央のスパイクの位置を記すため
   に用いられる。メチレンブルーによるマーキング
   に続いて、中央のスパイク溝がキユレツトまたは
   切骨器を用いて作られる。 脛骨成分の試験的取付けが次に行われ、また適
   正な骨の切除が補綴関節の金属と骨間の優れた接
   触を確実に行わせるためになされる。 両方の骨の切除が終つたのち、脛骨成分および
   大腿骨成分の試験的削除が次のように行われる。 金属の脛骨成分はその中央のスパイク溝に置か
   れ、また適正な中間の挿入部がその場所に挿入さ
   れる。次に、大腿骨成分は正規の位置に置かれ、
   また膝部関節部が適正な靭帯張力に対して屈曲お
   よび伸張の両方の試験を受ける。もし切除が正し
   く行われていれば、総体的に不安定性はない。屈
   曲ならびに伸張において軽い弛みが存在するとき
   には、より厚い挿入部が側靭帯をきつくするため
   に用いられる。軸受高は、2.5mm増加させ、また
   この段階で靭帯張力を微調整するために用いられ
   る。脛骨−大腿骨の切除が適正に準備されたなら
   ば、膝蓋骨成分の復帰に注意が向けられる。解剖
   刀を用いて、滑液組織および支帯は膝蓋骨の周辺
   から膝蓋骨腱の高さまで切開される。往復動のこ
   ぎりは、それから関節表面を切除するために用い
   られる。切断面は膝蓋骨腱の下の表面に平行でな
   ければならない。 膝蓋骨のマーキングテンプレートは今、膝蓋骨
   の水平および垂直軸上で横方向へ向いた長い固定
   フインをもつて調整される。メチレンブルーの染
   料がその部分の固定フンインに対してフイン溝を
   マークするために用いられる。 これらの溝は1/4″の深さに取られ、またセメン
   トの機械的締結のためにアンダーカツトされる。 膝蓋骨成分の試験的な復帰が取付けを調べるた
   めに始まる。 いかなる骨の影響も適正な取付けを確実にする
   ために除去される。膝蓋骨は大腿骨の軌道上で心
   合わせをチエツクするため解剖学の位置に再現さ
   れる。動作の範囲はその場で３つの成分について
   試験される。 膝蓋骨用補綴関節は、大腿骨軌道の中央にあ
   り、また大腿骨成分フランジに沿つて束縛なしに
   容易に滑らなければならない。制限する固着物あ
   るいは骨の影響はこの時に完全に修正されなけれ
   ばならない。 これらの成分は十分な試験的取付けの後ではず
   され、また傷は抗生物質の食塩水で十分に洗浄さ
   れる。メチルメタクリレートの最初のバツチが混
   合され、また屈曲した位置の膝の脛骨表面に置か
   れる。 脛骨成分は、その固定溝中に静かに滑らせ、ま
   た完全な度合いが得られるまで圧縮の状態にしつ
   かり保持する。取付け作業中、余分のメチルメタ
   クリレートは脛骨成分の端部から、解剖刀および
   キユレツトを用いて取除かれる。次に、挿入部は
   脛骨成分中に置かれ、また大腿骨成分はその場所
   で固められる。余分のメチルメタクリレートは支
   承面がこの摩耗性の材料と触れないことを確実に
   するために大腿骨成分の回りから取除かれる。メ
   チルメタルリレートの第３のバツチ、あるいは大
   腿骨成分のために用いたセメントの一部を用い
   て、網状組織の膝蓋骨成分底部が被覆される。フ
   インを固定する膝蓋骨成分はそれらの相手の溝中
   でしつかりと加圧され、またその部分は膝蓋骨成
   分クランプを以て強固に保持される。余分のメチ
   ルメタクリレートは今、膝蓋骨後部板の端部から
   取除かれる。凡てのセメント底部の完全な重合化
   の後、動作範囲は再び膝蓋骨成分をその解剖学上
   の位置に戻して後に試験される。 ２つの中間寸法のヘモバツクドレンが今接合部
   に置かれ、またその切開線上で横方向に出るよう
   にされる。カプセルとリチナキユラムの一層の閉
   鎖が最初の数縫合間30°屈曲した膝の状態で＃２
   −０クロム酸縫合でなされ、それから第２縫合が
   60°で行われ、最後に残りの閉鎖縫合を90°で行
   う。 皮下組織は＃３−０プレーン縫合で閉鎖し、皮
   膚は＃３−０ナイロン縫合で引張りの自由な形態
   に復帰させる。ヘモバツクドレンは吸引するよう
   な曲げられ、またロバートジヨーンズ圧縮包帯が
   用いられる。 足は持ち上げられ、また患者は病室へ移され、
   そこで氷袋が膝の上に置かれる。 （発明の効果） 以上述べた通り、本第１の発明によれば、挿入
   部が脛骨成分から取外し可能であるため例え２回
   目の手術中にも挿入部を取替ることができ、さら
   に、脛骨成分−距骨成分は軸まわりのトルクを接
   着剤を注入したベツドに生じることなく、生理学
   に叶つた軸方向の回転を行うことができる。 また、本第２の発明によれば、挿入部が脛骨成
   分の中に保持されているので、挿入部の脛骨成分
   に関する相対的軸方向の運動が防がれ、関節のよ
   りよい安全性が得られると共に、ほとんどの通常
   の運動において、接触応力を許容範囲にしなが
   ら、通常の動きができる。 さらに、本第３の発明によれば、膝蓋骨成分−
   大腿骨成分の調和した面接触や摺動接触を十分に
   提供し安定化した移動性と充分な強度を提供する
   と共に、膝蓋骨成分の支承面の大腿骨成分の下方
   支承面との噛合いの深さが適当なものであるため
   横荷重に対して適当なる抵抗力を有している。 尚、本第２及び第３の発明では、歩行サイクル
   中の最大荷重時に、大腿骨成分の支承面に対し、
   両方の連接部（膝蓋骨成分−大腿骨成分および脛
   骨成分−大腿骨成分の連接部）を供給することが
   できる。