JPH07503147A - 固定した回旋軸線を持つ全人工膝関節 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 固定した回旋軸線を持つ全人工膝関節 発明の背景 発明の分野 本発明は人工膝関節装置の分野に関する。 従来技術の説明 人間の膝関節は人体で最もストレスのかがる関節である０歩行、ランニング、膝 立ち、階段昇りなどの通常の活動では、膝関節にががる荷重は簡単に体重の５倍 を超えることがあり、もっと激しい活動に携わる場合にはさらにかなり高くなる ことがある。種々の関節炎が世界の人口の約１０パーセントに影響を与えている 。有意数の関節炎に罹患した人々が関節、たとえば膝関節のがなりの変質、変形 を経験している。膝に外傷を受けた場合には、特に膝廃疾となり易い。アメリカ 合衆国では毎年、約１４０．　ＯＯ０人の患者が人工膝関節全置換のためだけで 手術を受けている。解剖学的な構造の膝により似ている人工膝関節が存在すれば 、膝関節問題を抱えているより多くの人々が人工膝関節全置換の対象となろう。 人工膝関節は基本的に２つのタイプに分類され得る。 第１のタイプは、「安定化」人工関節と呼ばれ、解剖学的構造の膝関節の代替物 として使用されるヒンジ弐あるイハボール・ソケット弐の関節を有する。このタ イプの関節では、その運動はヒンジビンあるいはボール・ソケットによって拘束 される。安定化人工関節は、それを安定させるのに周囲の軟組織（即ち、鍵およ び靭帯）への依存度が小さい場合には有用である。解剖学的構造の膝関節と異な り、これらの人工関節は、もしあるとしても、前後方向平行移動、側方傾斜ある いは回転が小さい、この理由のために、これらの人工関節は望ましくない。 第２のタイプの人工膝関節はいわゆる「顆状面」関節である。このタイプの人工 膝関節では、線部および脛部上の対応する蹄負面の代わりに、類似した形状、位 置の人工蹄負面が用いられる。顆状面人工膝関節は周囲の腟、靭帯に依存して関 節の線部部、脛部部（互いに直接連結していない）を保持し、運動中関節に安定 性を与える。 これらのタイプの関節は、比較的コンパクトで軽量であり、かなりの回転、並進 運動自由度を与え、移植時に自然骨の切除や周囲軟組織の障害が比較的少なくて 済む。 これらのタイプの人工膝関節の例が、Ｅｗａｌｄの米国特許第３．７９８．６７ ９号、Ｇｒｕｎｄｅｉ等の米国特許第４，０６４，５６８号、Ｍｕｒｒａｙ等の 米国特許第４，２２４，６９６号、Ｇｒｏｂｂｅｌａａｒの米国特許第４，６７ ３，４０８号、＾ｖｅｒｉ１１等の米国特許第４．７１４．４７２号、）Ｉａｎ ｓｌｉｋ等の米国特許第４，７７０，６６３号、ｌｌａ　１ｋｅｒ等の米国特許 第４．８２２．３６５号、Ｂｏｌｅｓｋｙの米国特許第４．８２２゜３６６号、 Ｋｅｎｎａの米国特許第４，９４４．７５６号、Ｂｒｏｗｎ等の米国特許第４， ９５９．０７１号およびＰｅｔｅｒｓｅｎの米国特許第４゜９８５．０３７号に 開示されている。 しかしながら、人工膝関節の設計タイプとは無関係に、全人工膝関節装置に関す る医療従事者および設計者は、膝関節の屈伸運動が単純なヒンジ構造で実現でき ないと長い間考えてきた。むしろ、従来は、膝の屈伸運動が変位、回転を含み、 第１咬文面の同じ部分（線部の顆）が第２の対応する咬交面の同し部分（脛骨プ ラトー）と常に接触するとはかぎらず、運動軸線が固定されていないということ が広く受け入れられてきた。したがって、膝は単純なヒンジ関節として作用せず 、無数の独特な位置の回転中心の連続を介して回旋し、各中心がｌｌａ１節、脛 部の成る特定の相対的な向きで作用するということが信じられてきた。たとえば 、”Ｔｈｅ　Ｓｕｒｇｉｃａｌ　Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆｔｈｅ　Ｈｕｍ ａｎ　Ｋｎｅｅ　Ｊｏｉｎｔ”、　ｂｙ　Ｄａｖｉｄ　Ａ、　Ｓｏｎｓｔｅｇａ ｒｄ、　ｅｔａｌ、　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ａｍｅｒｉｃａｎ、　Ｊａｎｕａ ｒｙ＋　１９７Ｌ　Ｖｏｌ、　２３８＋Ｎｔｌｌを参照されたい。 Ｗａｌｋｅｒ等の米国特許第４，８２２，３６５号は、人工膝関節の設計開発の 歴史を記載し、この分野での一般的な背景を説明している。多年にわたって、人 工膝関節を製作するのに用いられる材料や屈伸軸線が固定されていないという信 念に基づく設計において改良がなされてきた。しかしながら、後により詳しく説 明するように、本発明者は、解剖学的膝においては、実際には屈伸軸線が固定さ れているということを発見した。従来の全人工膝関節装置の設計は屈伸軸線が固 定されておらず、回転軸線が常に変化するという正しくない前提の下にあるため 、従来の人工膝関節は可能性のある運動度やそこにかかる歪みおよび応力の点で 人間本来の膝にがなり劣ったままである。 今日の人工膝関節は過去のそれよりははるかに優れてはいるが、それらを取り付 けた骨の骨折や剥離による故障がまだある。これらの問題は、設計に起因する、 人工膝関節にかかる不自然な応力および歪みを原因とすること大である。 主王立１１ 本発明は、回旋軸線が固定されおらず、常時変化するという正しくない信念に基 づ〈従来の全人工膝関節設計からの革新的な発展を示す。本出願人は、人間の自 然な解剖学的膝が屈伸を通じて線部に対する脛部の向きに依存して変化すること がない固定回旋軸線を実際に持っているということを発見した。本発明の特徴を 概説する前に、本出願人が正常な解剖学的な膝の真の解剖学的構造および機能と はどのようなものであると考えているがを以下に説明する。 人間本来の膝においては、この固定屈伸軸線（以後、ｒＦＥ、軸線とする）は遠 位槌部の内側顆上の上前部がら外側顆の後下部に向いており、内側、外側の側副 靭帯の起始を通る。ＦＥ軸軸線、十字靭帯の交点に対して上方にある。固定ＦＥ 軸軸線横断面、冠状面から約３．０〜３．８度だけ等しくオフセットしている。 脛部の長手方向回転（ＬＲ）軸線も同様に固定軸線であり、ＦＥ軸軸線前方にあ り、それに対して直角ではない。ＦＥ軸軸線横断面、冠状面からのオフセットは 、膝の伸展のときに外反外旋と膝の屈曲のときに内反内旋が観察されることを説 明している。固定ＦＥ軸軸線わり（膝の屈伸による）の運動およびＬＲ軸軸線わ り（脚の回転による）の運動（これらの軸線は直交していない）が生じたとき、 この運動はこれらの軸線まわりの純粋な回転である。ＦＥ軸軸線、遠位槌部の側 部にある内側側副靭帯（ＭＣＬ）および外側側副靭帯（ＬＣＬ）の起始を通り、 十字靭帯の交点の上方にある。ＬＲ軸軸線、脛骨プラトー上の前方十字靭帯（Ａ ＣＬ）の付着部を通り、大腿骨切痕のところで後方十字靭帯（ＰＣＬ）の付着部 付近において後方内側に向いている。膝蓋骨溝はその全長にわたってＦＥ軸軸線 対して直角である。顆をＦＢ軸軸線対して直角に端から見た場合、内側、外側の ｌｌ１１節顆の後方、遠位部は重なり合っており、形状円形である。脛骨、腓骨 が互いに相対的に回転するとき、ＦＥ軸軸線変化のないままである。外側顆の曲 率半径は内側顆のそれよりも小さく、したがって、内側関節面はＦＥ軸軸線より 近くなっており、それが固定ＦＥ軸軸線原因となっている。各顆の内側、外側面 は、脛骨がＦＥ軸軸線相対的にＬＲ軸軸線わりに動けるように向きを変える。 ＬＲ軸軸線前方にあり、ＦＥ軸軸線対して直交していない。ＬＲ軸軸線、脛部内 で固定されており、ＦＢ軸軸線わりに移動する。ＬＲ軸軸線、脛部への上位十字 靭帯付着部付近を通り、組節への後方十字靭帯付着部付近で後方内側に向いてい る。 上に説明したように、古典的には、関節運動は、ＦＥ。 ＬＲおよび外転・内転（ＡＡ）の個別の直交軸線を持つ解剖学的平面にある軸線 まわりに生じると考えられていた。しカルながら、今や、ＦＥ軸軸線冠状面およ び横断面からオフセントしており、ＬＲ軸軸線矢状面に位置していないことは知 られている。ＦＥ軸軸線よびＬＲ軸軸線、さらに、非直交である。ＦＥ、ＬＲの 回転軸線が解剖学的な平面に位置していないので、固定ＦＥ、ＬＲ軸線まわりの 関節運動は観測されたＦＥ、ＬＲ，ＡＡの３つの運動を原因とする。ＦＥ軸軸線 わりの主要運動成分は屈曲、伸展であるが、軸線が矢状面に対して直角となって いないため、屈曲と共に結合内反内旋が生じる。 ２つの固定軸線に対する十字靭帯の関係は生理学的な膝運動範囲内の等生長を示 唆している。先に述べたように、ＦＥ軸軸線ｌ１１１節の遠位端上のＭＣＬ、Ｌ ＣＬの起始を通る。ＬＣＬ、ＭＣＬの解剖学的構造は、それらが動的に安定化さ れており、ＬＣＬが脛腓関節および膝を横切るので、十字靭帯よりも複雑である 。 観測された固定非直交軸線ＦＥ、ＬＲは、顆の形状、靭帯の位置および屈曲で生 じる絶対的脛骨内反白旗を説明している。従来の人工関節、固定器、歩行モデル 、カの計算および再建手術が常に変化する水子Ｆ’Ｅ軸線という誤った信念に基 づいているので、人工膝関節の設計についての密接な関係は深遠なものであり、 固定屈伸軸線を持つ本発明の全人工膝関節をここで筋単に説明する。 本発明の人工膝関節は、人間本来の膝にかなり類似するように設計され、大腿構 成要素と脛骨プラトー構成要素の組み合わせからなる。大腿構成要素は内側顎部 と外側顕部とを有し、これら２つの顕部は前方面のところで膝蓋骨溝によって、 そして、スペースによって遠位、近位方向に隔離されている。これら２つの顆の 後部の曲率半径は、ＦＥ軸軸線対して直角に見て、約１３５度の円弧にわたって 円形であり、内側顆は外側顕部よりも大きい曲率半径を有し、これら２つの曲率 中心を通るＦＥｆ＃１線が内側顎部から外側顕部まで後方下方へ３．０〜３．８ 度。 の向きとなる。ＦＥ軸軸線、横断面、冠状面の両方から等しい角度オフセットし ている。ＢＭ骨溝はＦＥ軸軸線対して直角である。ＦＥ軸軸線、内側顎部の最後 方部分から大腿軸の前方突起までの距離の３５パーセント（±５パーセント）で ありかつ後方側に位置する位置で矢状面を通り、内側顎部の中心を通るように位 置させてもよい。この位置から、ＦＥ軸軸線内側顎部から外側顕部まで後方下方 へ等しく３〜３．８度の角度に向いている。 脛骨プラトー構成要素はプラトー頂面と、前方よりも後方で高くなっている隆起 によって分離された外側、内側凹面とを有する。内側凹面は、外側凹面よりも大 きくて深く、大腿構成要素の対応する内外の顕部と摺動係合する。プラトー頂面 の底の下には、脛骨の頂部に固定するための隆条がある。 人工膝関節被移植者が直立し、人工膝関節を伸展させたとき、内外の顕部の最遠 位部は脛骨プラトーと共に横断面（水平面）に着座する。脛骨プラトー構成要素 は、ＬＲ軸軸線後方になり、ＦＥ軸軸線対して直角とならないように脛骨に取り 付けられる。これは脛部内に固定され、ＦＥ軸軸線まわりに移動する。人間本来 の解剖学的構造の膝と同様に、ＬＲ軸軸線脛部上の前方十字靭帯付着部付近を通 り、組節の後方十字靭帯付着部付近で後方内方に向く。 本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の詳しい説明、添付の請求の範囲および 添付図面に示すいくつかの図を参照することによってより明確に理解して貰えよ う。 ゛　の　な量日 本発明を説明する際に、添付図面を参照することになる。この添付図面において ： 第１図は、外側から見た矢状面を通る人間の左側の解剖学的構造を持つ膝の概略 側面図であり、大腿骨、脛骨、腓骨、ＬＲ軸軸線よび内外の側副靭帯を示す図で ある。 第２図は、横断面を通る第１図の膝の横断面であり、ＦＥ軸軸線冠状面からのオ フセントを示す図である。 第３図は、第１図、第２図の人間の左膝の概略正面図であり、ＦＥ、ＬＲ軸軸線 非直交オフセットと、ＦＥ軸軸線横断面からのオフセットとを示す図である。 第４図は、横断面、冠状面の両方からのＦＥ軸軸線オフセットを示す斜視図であ り、簡略化のために単純なヒンジとして示す図である。 第５図は、本発明の全人工膝関節の正面斜視図である。 第６図は、第５図の全人工膝関節の背面斜視図である。 第７図は、オプションの膝蓋骨構成要素を持つ全人工膝関節の側面図である。　 第８図は、脛骨構成要素の脛骨プラトーの頂面図である。 第８ａ図は、脛骨構成要素上に着座している大腿骨構成要素の全体を示す頂面図 であり、ＦＥ軸軸線冠状面からのオフセントを示す図である。 第９図は、大腿骨に固定した人工膝関節の大腿骨構成要素の正面図である。 第１０図は、大腿骨と脛骨構成要素に固定した第９図の大腿骨構成要素の背面図 である。 第１１図は、オプションの膝蓋骨、大腿骨構成要素を通る横断面における人工膝 関節の部分横断面図であり、膝蓋骨、大腿骨構成要素間の境界を示す図である。 第１２図は、オプションの膝蓋骨構成要素の正面図である。 第１３図は、オプションの膝蓋骨構成要素の背面図である。 特表千７−５０３１４７　（６） しい　のｉ　なう■ 第１図〜第３図は、人間の膝における屈伸（ＦＥ）軸線および長手方向回転軸線 （Ｌ、　Ｒ）の解剖学的構造および向きを概略的に示す。大腿骨ｌは、その遠位 端に内側顆２ａと外側顆２ｂを有する。第３図に最も良く示すように、脛骨３の 近位端は脛骨プラトー４を有し、この脛骨プラトーは２つの内外の顆２ａ、２ｂ 内にそれぞれ着座する２つの内外の凹面４ａ、４ｂを有する。脛骨プラトー４を 分割して隆起５がある。腓骨６が脛骨プラトー４の下方にある。外側関節顆靭帯 （ＬＣＬ）８の起始７が外側上顆面７ａに連結している。仮恐線で示すように、 内側関節顆靭帯（ＭＣＬ）９がその起始１０を内側上顆面１０ａに連結している 。屈伸軸線ＦＥは内外の関節顆靭帯８，９の起始７，１０を通る。ＦＥ軸軸線、 第２図。 第４図に概略的に示すように、横断面ＴＰ、冠状面ＣＰの両方から等しい３．０ 〜３．８度の角度だけ内側から外側まで後方下方ヘオフセソトしている。膝蓋骨 溝（図示せず）はＦＥ軸軸線対して直角に延びている。 ＦＥ軸軸線上記の位置および向きは、また、ＦＢ軸軸線距離ＡＢの約３５±５パ ーセントである内側顆２ａ内の点１１を通る向きとも一致する。この距離ＡＢと は、内側顆２ａ上の最後方点Ａ（実線１３ａ上に位置する）から大腿骨幹１３の 前方突起上に位置する点Ｂまで直角４の最前方線の下向きの突起であり、点線１ ３ｂで示しである）。線ＡＢの向きは、点１１のところでＦＥ軸軸線交差するよ うになっている。点１１からは、ＦＥ軸軸線、横断面ＴＰおよび冠状面ＣＰの両 方から等しり３．０〜３．８度の角度だけ外側顆２ｂまで後方下方に向いている 。第２図は、冠状面ＣＰからの３．０〜３．８度の角度αだけのＦＥ軸軸線オフ セットを最も良く示している。 第３図に最もよく示されているように、ＦＢ軸軸線、３．０〜３．８度の角度β だけ内側顆２ａから外側顆２ｂまでＩＩＩ面ＴＰからのオフセントシている。大 腿部■Ｏの中心は矢状面ＳＰから、典型的には３〜７度の範囲で、個体によって 、角度ωだけオフセットしている。 横断面ＴＰ、冠状面ＣＰの両方からの人工大腿骨、脛骨構成要素のＦＥ軸軸線固 定オフセ・７ト量、ＦＥ軸軸線わりの内外の顆の後方遠位部の円環性およびＦＥ 軸軸線位置、向きは請求の範囲に記載した本発明の主要特徴である。 第４図は、普通のヒンジのオフセ・ノドを示す概略図であり、３つの解剖学的平 面とその向きを示す図である。 第４図のヒンジは、解剖学的膝と本発明の全人工膝関節におけるＦＥ軸軸線向き を示しており、それらの特徴は第５図〜第１３図に示してあり、これから説明す る。 第５図〜第６図は、伸展向きにおける左膝のための全人工膝関節１９の正面図、 背面図である。大腿骨構成要素２０は、内側顎部２１と外側顎部２２とを有する 。大腿骨構成要素２０の前方側から膝蓋骨溝２３が発しており、この膝蓋骨溝は 大腿骨構成要素の後部までまわり込み、内外の頬部２１．２２の間にスペース２ ３ａを構成している。脛骨構成要素２４はプラトー２５を有し、脛骨プラトー上 の２つの凹面（これらの中に顆が着座する）間に隆起２６がある（第８図、第９ 図参照）。理想的には、プラトー２５は低摩擦材料（たとえば、超高密度ポリエ チレン）で作った上部２７を有する。この上部は、下方の金属部分２７ａに取り 付けられる。低摩擦上部２７は大腿骨構成要素２０（金属製である）、脛骨構成 要素２５間の摩擦を低下させると望ましい。これにより、全人工膝関節１９の動 作をより自然なものとすることができる。隆条２８が金属部分２７ａから下方へ 突出している。これは、第７図に示すように、脛骨３の骨髄管内に脛骨構成要素 ２５を固着するのに用いられる。 第７図は、膝蓋骨構成要素３０を持つ左膝のための全人工膝関節１９の側面図で あり、この膝蓋骨構成要素は大腿骨構成要素２０の前部の膝蓋骨溝２３と摺動係 合する。全人工膝関節１９は、大腿骨１と脛骨３に取り付けた状態で示しである 。この全人工膝関節１９を人体内に固定するために、大腿骨３の遠位端を平坦面 ３ａ、３ｂ。 ３ｃ、３ｄ、３ｅを持つように切り取り、これらの平坦面が、人工大腿骨構成要 素２０の対応する内側の平坦面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅと係合 することになる。大腿骨構成要素２０は、次に、普通の手段、たとえば、接着剤 、ペグ等（図示せず）によって大腿骨の遠位端に取り付ける。解剖学的大腿骨に おける内側顆の内向き面と外側顆の外向き面はそのまま残し、内側側副靭帯（Ｍ ＣＬ）と外側側副靭帯（ＬＣＬ）は大腿骨上の起始（図示せず）に取り付けたま まである。こうして、ＭＣＬおよびＬＣＬは大腿骨部２０および脛骨部２４を一 緒に保持する必要な固定支えを与えることになる。脛骨３の近位頂部は脛骨構成 要素２４を受けるように切り取られる。隆条２８は脛骨３の骨髄管に入り、脛骨 ３の上部の所定位置に接着される。第７図に示すように、全人工膝関節１９では 、解剖学的膝と同様に、内外の顆２１．２２の後部は、ＦＥ軸軸線対して直角の 平面を通して見たときに、円形横断面である。内側顆２１は、外側顆２２の曲率 半径りよりも大きい曲率半径Ｍ（ＦＥ軸軸線対して直角な平面を通して取った場 合に点Ｒから内側顆の外周までの距離）を有する。脛骨の長手方向回転軸線（Ｌ Ｒ）も同様に固定軸線であり、前方にあり、ＦＥ軸軸線対して直角ではない。Ｆ Ｅ軸軸線横断面、冠状面からのオフセントは、膝の伸展のときの観測された外反 外旋と膝の屈曲のときの内反白旗とを説明している。膝の屈伸による固定ＦＥ軸 軸線よびＬＲ軸軸線足の回転による）まわりに運動が生したときくこれらの軸線 は非直交である）、この運動はこれらの軸線まわりの純粋な回転である。 全人工膝関節を据え付け、被移植者が人工膝関節１９を完全に伸展させて直立姿 勢にあるとき、内外の顆２１゜２２の最遠泣面は横断面（水平面）にこれらの顆 が位置するように凹面内に摺動自在に着座する（第１０図に最も良く示す）。こ の位置において、ＦＥ軸軸線内外の顆の曲率中心を通る）は、それぞれ横断面Ｔ Ｐ、冠状面ＣＰから等しい３．０〜３．８度の角度０、αだけ内側顆２１から外 側顆２２まで下方後方に向いている。ＦＢ軸軸線大腿骨遠位側で内側側副靭帯（ ＭＣＬ）、外側側副靭帯（ＬＣＬ）の起始を通り、十字靭帯の交点の上方にある 。 ＬＲ軸軸線、脛骨プラトー上の前方十字靭帯（ＡＬＣ）の付着部を通り、大腿骨 切痕のところで、後方十字靭帯（ＰＣＬ）の付着部付近で後方内方に向いている 。 全人工膝関節１９において、ＦＥ軸軸線向きは、内側顆３１の最後方部分から大 腿骨幹１５の前方突起（大腿骨構成要素の平坦面２０ａに隣接して位置する）ま での距離の３５パーセント±５パーセントであり、大腿骨部の後側にある点Ｒの ところで内側顎部２１の中心を通る。 この点から、ＦＥ軸軸線内側顎部から外側顎部まで後方下方へ３．０〜３．８度 に向いている。第９図に示すように、Ｈ前置溝２３はＦＥ軸軸線直角である。脛 骨プラトー２５は約４度の勾配で後方下方に傾斜している。内側顎部Ｍの後方遠 位部と外側顎部りの後方遠位部の曲率半径は、１２０度以上の円弧、理想的には 約１３５度の円弧にわたって円形である。こうして、解剖学的膝の自然な動きが 本人工膝関節において再現される。 第８図は、脛骨構成要素２４の頂面図である。内側凹面３２は外側凹面３３より も大きくて深く、これらの凹面は隆起２６で分けられている。隆起２６は内外の 顕部２１．２２間で溝２３ａ間を摺動する。隆起２６は、これら２つの顆、それ らの間隔に合わせた寸法となっており、脛骨３およびそれに組み合わせた脛骨構 成要素２４はＬＲ軸軸線わりに約１５〜３０度だけ回転することができ、しかも 互いに隔離されることがない。隆起２６は、理想的には、前方よりも後方に向か って高くなる。隆起２６の前部は、止めとして作用し、解剖学的膝の場合とほと んど同じように、脛骨構成要素２４が大腿骨構成要素２０上を前方に移動しすぎ るのを防ぐと共に、人工膝関節の過剰屈曲を防ぐようになっている。第８ａ図は 、内側から外側に向かって３，０〜３．８度の角度αだけの冠状面ＣＰからのＦ Ｅ軸軸線後方オフセットを示している。 第９図は、大腿骨１に取り付けた左側大腿骨構成要素２０の正面図である。内外 の顕部２１，２２の最遠泣面は、横断面（水平面）ＴＰ内にある。ＦＥ軸軸線、 ３．０〜３．８度の角度θだけ内側顆２１から外側顆２２まで下方に向いている 。また、大腿骨構成要素２０は、３〜７度の角度βだけ矢状面からオフセットし ており、大腿骨の正常の外反オフセットを補正するようになっている。 実際には、角度βは、３度、５度および人体における代表的な外反オフセットを 与えるような角度に選ぶとよい。 第１０図は、大腿骨２１に取り付けた大腿骨構成要素２０の背面図であり、脛骨 構成要素２４との接触状態を示している。第９図、第１１図から容易にわかるよ うに、内外の顕部２１．２２は等しい幅Ｗを有し、それらの最遠位部２１ａ、２ ２ａのところで湾曲していて大腿骨構成要素２４にある内外の凹面３２．３３内 に摺動嵌合するようになっている。隆起２６が内外の顆２１．２２間で溝２３ａ 内を摺動し、大腿骨構成要素２０、脛骨構成要素２４が分離するのを防ぐと共に 、上述した他の機能も与える。 大腿骨構成要素２０は、ステンレス鋼、チタン、クロム・モリブデン合金その他 の適用可能な材料で作ることができる。 第１１図は、大腿骨構成要素２０、大腿骨１、オプションの膝蓋骨構成要素３０ （膝蓋骨溝２３内を摺動する）間の境界面を示す部分横断面図である。第１１図 および第１２図に示すように、ペグ３５を用いて膝蓋骨構成要素３０を膝蓋骨３ ６（仮悲線で示す）の残部に取り付けることができる。第１２図は、膝蓋骨構成 要素３０の背面図であり、膝蓋骨溝２３内で摺動できるようにした膝蓋骨溝に対 面する表面の湾曲を示している。膝蓋骨構成要素３７の前面は、理想的には、粗 面であり、膝蓋骨構成要素３０の膝蓋骨３６への接着を助けるようになっている 。膝蓋骨構成要素３０は、オプションであり、解剖学的膝蓋骨が健康であって損 傷を受けておらず、全人工膝関節２０と一緒に利用できる場合にはなくてもよい 。 理想的には、膝蓋骨構成要素３０は、少なくとも膝蓋骨溝２３と接触するところ は、プラスチック材料で作る。 図示した全人工膝関節は左膝用であるが、膝についての説明は解剖学的平面を考 慮したときには右膝にも同等に当てはめることができる。 ＦＥ軸軸線内外の頬部の曲率中心を通り、この曲率中心も内側側副靭帯（ＭＣＬ ）、外側側副靭帯（ＬＣＬ）の起始（大腿骨を大腿骨構成要素に合わせた表面を 形成するように切った後も顆の外面に残っている）を通るという事実により、あ らゆる屈伸位置のところで側副靭帯によって人工膝関節にかかる応力は解剖学的 膝のそれに従来の人工膝関節装置においては、非固定ＦＥ軸軸線より、側副靭帯 は不自然な応力を受ける。これはこれらの靭帯にかかる張力が大腿骨、脛骨の互 いに対する向きの変化に応じて変わるからである。靭帯（しばしば弱くて、最初 に劣化する）が支える張力および応力の増大は、しばしば靭帯のさらなる劣化、 損傷を招くばかりでなく、人工膝関節に付加的な応力を生じさせ、分離やひび割 れを招くことになる。したがって、本出願人の全人工膝関節が従来の非膝関節よ りもはるかに優れていることは明らかである。 図面および前記説明は、その構造、動作方法の詳細に関し本発明の形態だけを唯 −表わすことを意図したものではない。実際、当業者にとっては、発明の精神お よび範囲から逸脱することなく、修正、変更をなし得ることは明白であろう。時 々の状況が手段を示唆したり与えてくれる限り、形態の変化や部品の比率の変化 、並びに、均等物との代替は予想され得る。また、特定の用語を用いたが、これ らの用語は一般的な説明の目的でのみ考えられるものであり、限定の目的はない 。本発明の範囲は以下の請求の範囲に定義されている。 特表千７−５０３１４７　（８） 手 牟 ・？＝ｉごと５？−ｔビｊ−二ど　泰 手続補正書帽発） 平成６年を月２２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．患者の身体に移植するための、固定屈伸回旋軸線を有する全人工膝関節であ って、 被移植者の大腿骨の遠位端に連結する移植大腿骨構成要素であり、内側頬部およ び外側頭部を有し、これら内側瓶部、外側顆部がそれらの後方遠位部で隔たって おり、この移植大腿骨構成要素の前方位置においてこれら顆部の間に少なくとも 部分的に位置して膝蓋骨溝が設けてあり、前記内側顆部が前記外側顆部よりも大 きく、前記顆部の後方遠位部が１２０度以上の円弧にわたって横断面円形であり 、不動の回転中心を有する移植大腿骨構成要素と、 患者の脛骨の近位端に連結する移植脛骨構成要素であり、前記移植大腿骨構成要 素に対面するプラトー面を有し、このプラトー面が内側、外側の凹面を有し、前 記内側凹面が前記外側凹面よりも大きく、これら２つの凹面が隆起によって隔離 されており、この隆起が前記隔たった内外の顆部の間で摺動する移植脛骨構成要 素とを包含する全人工膝関節において、 この全人工膝関節が被移植者の身体に移植されたときに、固定屈伸軸線が前記内 外の顆部の回転中心を通り、前記屈伸軸線が横断面、冠状面の両方から３．０〜 ３．８度だけ前記内側顆部から前記外側顆部まで後方下方に向いており、それに よって、前記膝蓋骨溝が前記屈伸軸線に対して直角となる ことを特徴とする全人工膝関節。 ２．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記内外の顆部が等しい幅 を有することを特徴とする全人工膝関節。 ３．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記大腿骨構成要素が、顆 の最遠位部の大腿骨の骨髄管に対するオフセットが３〜４度となるように大腿骨 に固定してあることを特徴とする全人工膝関節。 ４．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記脛骨プラトー面が約４ 度後方へ傾斜していることを特徴とする全人工膝関節。 ５．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記脛骨プラトー構成要素 およびそれに組み合わせた脛骨が、前記固定屈伸軸線に対して非直交であり、そ の前方にある長手方向回旋軸線に沿って大腿骨構成要素に対して１５〜３０度の 範囲で回旋できることを特徴とする全人工膝関節。 ６．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記内外の顆部がその後方 遠位部において約１３５度の円弧にわたって円形であることを特徴とする全人工 膝関節。 ７．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、屈伸軸線が、前記内側顆部 の最後方部から大腿骨構成要素の最前方部の背面に緊密に嵌合する大腿骨幹の前 方突起までの距離の３５パーセントである矢状面を通る内側顆部の中心にある点 を通り、前記屈伸軸線が、３．０〜３．８度の角度で等しく前記外側顆部に対し て後方下方に向いていることを性徴とする全人工膝関節。 ８．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、屈伸軸線が内外の側副靭帯 の起始を通ることを特徴とする全人工膝関節。 ９．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記ＦＥ軸線が、内側顆の 最後方点から大腿骨幹の前方突起までの距離の３５パーセント±５パーセントで あり、大腿骨部の後側にある点で前記内側顆部の中心を通り、前記内側顆部から 前記外側顆部まで後方下方に向いていることを特徴とする全人工膝関節。 １０．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記移植脛骨構成要素が 脛骨に固定するための、前記プラトー面下の隆条を有することを特徴とする全人 工膝関節。 １１．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記脛骨プラトー上の前 記隆起がその後側でその前側よりも高くなっていることを特徴とする全人工膝関 節。 １２．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、さらに、前記膝蓋骨溝内 を摺動し、解剖学的膝蓋骨の後方面に取り付けた膝蓋骨構成要素を包含すること を特徴とする全人工膝関節。 １３．請求の範囲第１項記載の全人工膝関節において、前記移植脛骨構成要素の 前記内外の凹面が移植膝蓋骨構成要素の前後部の間で最も深くなっていることを 特徴とする全人工膝関節。