JP4451881B2 - 可動軸受人工膝関節 - Google Patents
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Description
本発明の１実施例として、可動軸受人工膝関節は、脛骨トレイ(tray)上の凹状上側面と、脛骨インサート(insert)上の凸状下側面とからなる接合面（例えば、球状接合面(spherical radius interface)）を有するものであってもよい。
本発明の他の実施例として、可動軸受人工膝関節は、脛骨トレイ上の凸状上側面と、脛骨インサート上の凹状下側面とからなる接合面（例えば、球状接合面）を有するものであってもよい。
本発明の他の実施例として、可動軸受人工膝関節は、２つの凹状接合面（例えば、“波”状表面形状を有するもの）を有するものであってもよい。この“波”状表面形状は第２の軸受に形成されたものでもよい（すなわち、脛骨インサートと大腿部材との間の接合面ではなく、可動軸受膝の脛骨インサートと脛骨トレイとの間の接合面）。更に、この“波”状表面形状は第２の軸受により提供される“仮想”回転軸を許容するものである。
１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、脛骨インサートはポリエチレン関節面を有するものでもよい。他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、脛骨トレイは金属関節面を有するものであってもよい（例えば、高度に研磨された金属関節面）。更に他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、（例えば、１又はそれ以上の係合面の耐摩耗性を改善するために）一方又は双方の関節面はダイヤモンドを含むものであってもよい。
本願発明の目的において、“回転抑制”の用語は、或る点において対象物の回転を本質的に停止させる場合を意図している。
更に、本願発明の目的において、“回転制御”の用語は、対象物を回転させるのに要する力の程度を超えて制御を実行する場合を意図している。
更に、本願発明の目的において、“上側面”の用語は、“上面”と同義であることを意図している。
更に、本願発明の目的において、“下側面”の用語は、“底面”と同義であることを意図している。
米国特許Ｎｏ．６，３１９，２８３号明細書には、可動軸受を有する脛骨膝部材に関して開示がなされている。より具体的には、この特許は近位脛骨内に移植される整形用膝関節に関する。この整形用膝関節は近位脛骨プラトーを有する脛骨トレイと、この脛骨プラトーに対しほぼ直角に延出する突起とを具備してなるものである。軸受がこの脛骨プラトーと接続され、更に、この軸受は大腿部材と係合するための関節支承面を有する。この軸受は、脛骨プラトーに対しほぼ直角に延出する軸の周りで第１の回転限界と第２の回転限界との間にて回転自在となっている。この軸受は更に、脛骨プラトーと係合する支持面を有するが、この場合、脛骨プラトーのサイズおよび形状は、軸受が第１の回転限界と第２の回転限界との間を回転する動きのあらゆる位置において前記支持面が脛骨プラトーにより実質的に全体的に支持されるよう図られている。
米国特許Ｎｏ．５，６８３，４６８号明細書にも可動軸受全関節代替物が開示されている。より具体的には、この特許は楕円関節のための補綴部材に関する。この補綴部材は、支承面を有するプラットホームと、一対の側壁とを有する。これら側壁は互いに対向し、同じ直円柱の弧を画成する一対の凹面を有する。この補綴部材は更に、前記プラットホームの支承面と摺動自在に係合する支承面を有するプラスチック軸受を含む。この軸受は更に、前記プラットホームの側壁面の半径よりも小さい半径を有する２つの直円柱の弧を画成する押圧面を含む。これら押圧面は互いに離間し、軸受の内側から外側の方向への僅かに限られた摺動を可能にしているが、前後の方向の大きい摺動は制限されるようになっている。
米国特許Ｎｏ．５，５５６，４３２号明細書にも人工関節が開示されている。より具体的には、この特許は、ヒト膝関節のための体内人工器官に関するもので、これは相関移動する少なくとも２つの関節部分、すなわちドーナツ形接合表面を有する関節ヘッドおよび関節ベースを有する。これら接合表面は、相互に垂直をなす面（長手方向の面と、横方向の面）で異なる円形の交差輪郭を備えた機能面を有する。それによりこれら機能面の湾曲比(curve ratios)はこれら面のそれぞれにおいて、凸面−凸面、凸面−凹面、凹面−凹面として画成される。これら２つの面のそれぞれにおいて、機能領域相互の関節ジオメトリー（外形）は２つの連結軸を有する連結鎖（２要素連結鎖）により決定される。なお、これら連結軸はそれぞれ付随する交差形状の半径を有する機能領域の回転中心を貫通している。
米国特許Ｎｏ．５，３５８，５３０号明細書にも可動軸受膝が開示されている。より具体的には、この特許は、大腿骨に取着される関節丘部分を有する大腿部インプラントと、脛骨に取着されるプラトー部を有する脛骨トレイインプラントとを有する人工可動軸受膝に関するものである。この脛骨トレイインプラントは、脛骨支承部上の凸状湾曲面と係合、摺動のための、一対の離間した凹状プラトー支承面を有する。この脛骨トレイのプラトー支承面は、脛骨支承部の摺動、回転運動に対し次第に増大する抵抗を生じさせるように形成されている。大腿部インプラントと、脛骨トレイインプラントとの間に嵌合する脛骨支承部は、１又は２つの部分として構築されている。
米国特許Ｎｏ．４，２２４，６９６号明細書にも人工膝関節が開示されている。より具体的には、この特許は、大腿部インプラント、脛骨インプラント、およびこれらインプラント間に配置された関節半月板を構成部材として有する人工膝関節に関するものである。膝の屈曲、伸びは大腿部インプラントの複雑に湾曲した関節丘表面、すなわち本来の膝に対応して似せたもの、並びに関節半月板中の対応する形状の凸状支承面により可能となっている。この人工膝関節の他の全ての動き関節半月板と、脛骨インプラントとの間の接合面でなされる。この接合面は、脛骨インプラントの上向き台部中の連続的な凹状球面と、関節半月板のこれに対応する連続的な凸状球面とにより規定されている。全ての構成部材は人工膝関節を囲む自然の靭帯により、係合するこれら凹凸面に沿って相互に係合摺るように付勢される。この人工膝関節の係合するこれら凹凸面の連続的付勢的係合により安定性が確保されるようになっている。
発明を実施するための最良の形態
ここに開示した利点および改善のうちから、本発明の他の目的および利点も、図面を参照して説明する以下の記載から明らかになるであろう。また、図面も本明細書の一部を構成するものであり、本発明の説明のための実施例を包含し、その目的および特徴を説明するものである。
以下、本発明の詳細な実施例をここに開示するが、これらの実施例は単に本発明を種々の具体例で説明するためのものであることを理解されたい。更に、本発明の種々の実施例と関連して示されている例のそれぞれは、説明のためだけのものであり、限定を意図したものではない。更に、図面は必ずしも実寸ではなく、或る部分は特定の部材の詳細を示すため誇張されている場合もある。従って、ここに開示した特定の構造、機能の細部は限定的に解釈されるべきではなく、単に、当業者に対し本発明を種々実施するためのベースを教示するものとして理解されるべきである。
１実施例において、可動軸受人工膝関節は、脛骨トレイ上の凹状上側面と、脛骨インサート上の凸状下側面とからなる接合面（例えば、球状接合面(spherical radius interface)）を有するものであってもよい。他の実施例において、可動軸受人工膝関節は、脛骨トレイ上の凸状上側面と、脛骨インサート上の凹状下側面とからなる接合面（例えば、球状接合面）を有するものであってもよい。なお、上述のような球状半径は、自動調心を行うような特有の傾向を有するものであってもよい。
１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、脛骨インサートはポリエチレン関節面を有するものでもよい。他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、（例えば、高度に研磨された金属関節面のような）脛骨トレイは金属関節面を有するものであってもよい。更に他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、（例えば、１又はそれ以上の係合面の耐摩耗性を改善するために）一方又は双方の関節面はダイヤモンドを含むものであってもよい。
可動軸受人工膝関節の他の実施例において、前記接合面は枢支する区域を有していてもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、前記枢支する区域は、雌機構（例えば、円筒、円錐又はその組合せ）と嵌まり合う雄機構（例えば、柱（ポスト））により画成されるものであってもよい。この枢支する区域は前記接合面の中央部でもよいし、前記接合面の中央部から内側、外側、前方及び／又は後方のうち１又はそれ以上の方向にずれていてもよい。
可動軸受人工膝関節の他の実施例において、ロック機構を設けて脛骨インサートの持ち上がりによる脱離を防止するようにしてもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、このロック機構は、雄機構（例えば、柱）を雌機構（例えば、円筒、円錐又はその組合せ）と連動させ、関節面（例えば、ポリエチレン関節面）の持ち上がりによる脱離を防止するようにしたものであってもよい。
可動軸受人工膝関節の他の実施例において、その前方向／後方向の動き及び／又は内側方向/外側方向の動きは、１又はそれ以上の所望の面に更に移動可能となるように拡大させた雌機構（例えば、円筒、円錐又はその組合せ）を利用することにより提供してもよい。
可動軸受人工膝関節の他の実施例において、その回転抑制及び／又は回転制御は、脛骨インサートが回転し特定の角度に変位したとき脛骨インサートの動きを妨げ及び／又は締付ける内側及び／又は外側レールにより提供してもよい（妨げ及び／又は締付けは、一方又は双方のレールで発生させる）。更に、脛骨インサートの動きの抑制を助けるため、溝を一方又は双方のレールに設け、嵌合機構を脛骨インサート上に設けてもよい。
可動軸受人工膝関節の他の実施例において、その回転抑制及び／又は回転制御は、雄機構（例えば、柱）をバネ（例えば、捩りバネ）として用い、抑制部材（例えば、クロスピン）をこの雄機構内の受入れ部材（例えば、Ｖ溝）中に挿入させるようにしてもよい。
可動軸受人工膝関節の他の実施例において、その回転抑制及び／又は回転制御は、回転接合面での楕円面を利用することにより提供してもよい。
図１Ａ−１Ｅを参照すると、可動軸受人工膝関節１００は、脛骨トレイ１０２と、脛骨インサート１０４と、脛骨インサート１０４と接合する大腿部材（図示しない）とを具備してなる。
１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、可動軸受人工膝関節１００は、脛骨トレイ１０２上の凹状上側面と、脛骨インサート１０４上の凸状下側面とからなる接合面（例えば、球状接合面(spherical radius interface)）を有するものであってもよい（なお、上述のような球状半径は、自動調心を行うような特有の傾向を有するものであってもよい）。
他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、脛骨インサート１０４はポリエチレン関節面を有するものでもよい。他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、（例えば、高度に研磨された金属関節面のような）脛骨トレイ１０２は金属関節面を有するものであってもよい。
可動軸受人工膝関節１００は枢支する区域を有していてもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、前記枢支する区域は、柱１０８と嵌合するキャビティ１０６により画成されるものであってもよい。この柱１０８は可動軸受人工膝関節１００をせん断力（例えば、横方向面での内側／外側方向の力）に対し安定させ、回転軸として作用するものである。
可動軸受人工膝関節１００は、脛骨インサート１０４の持ち上がりによる脱離（lift-off)を防止するため１又は複数のロック機構を設けてもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、このロック機構は、窪み１１０（キャビティ１０６内に設けられた）を突起部１１２（柱１０８上に設けられた）との関連で作用させることにより提供してもよい（例えば、図１Ｅ参照）。更に、可動軸受人工膝関節１００は、（例えば、１又はそれ以上の所望の面に更に移動可能となるように拡大させたキャビティ１０６を利用して）前方向／後方向の動き及び／又は内側方向／外側方向の動きを提供するものであってもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、前／後移動は約４．５ｍｍである。
図２Ａ−２Ｃを参照すると、枢支する区域は所望の区域に定めることができる。例えば（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）、枢支する区域を可動軸受人工膝関節２００（脛骨トレイ２０２および脛骨インサート２０４を有する）の中央部（破線の円“Ａ”により示されている）でも、前方部（破線の円“Ｂ”により示されている）でも、後方部（破線の円“Ｃ”により示されている）でもよい。なお、図２Ａ−２Ｃは図１Ａ−１Ｅに示すものと同様の可動軸受人工膝関節を示しているが、この例では窪み／突起離昇防止機構は設けられていない。更に、枢支する区域を後方に移動させることにより、柱２０８上のモーメントを小さくさせることができる。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、回転限界を約５０−５３°の間に設定してもよい。
次に、図３を参照すると、可動軸受人工膝関節３００は、脛骨トレイ３０２と、脛骨インサート３０４と、脛骨インサート３０４と接合する大腿部材（図示しない）とを具備してなる。可動軸受人工膝関節３００は、脛骨トレイ３０２の関節面上、脛骨インサート３０４の関節面上、キャビティ３０６内側及び／又は柱３０８上に、１又はそれ以上のダイヤモンド支承面３１０を有するものでもよい。この場合、高摩耗性ダイヤモンド支承面３１０を備えることにより、脛骨インサート３０４の関節面（例えば、ポリエチレン表面）の脛骨トレイ３０２の関節面からの分離よって生じる、従来の可動軸受人工膝関節に一般に潜在する裏面側の磨耗の問題を回避するのに役立つ。
図４Ａ−４Ｄを参照すると、可動軸受人工膝関節は、脛骨トレイ４０２と、脛骨インサート４０４と、脛骨インサート４０４と接合する大腿部材（図示しない）とを具備してなる。この可動軸受人工膝関節は、脛骨トレイ４０２の関節面上、脛骨インサート４０４の関節面上、キャビティ４０６内側及び／又は柱４０８上に、１又は複数のダイヤモンド支承面４１０を有するものでもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、１又は複数のダイヤモンド支承面４１０と関連する３点接触部は面を形成するものでもよい。他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、１又は複数のダイヤモンド支承面４１０（例えば、脛骨インサート４０４上の１又は複数のダイヤモンド支承面４１０）は、（例えば、エッジ負荷を回避するまたは低減するために）球状又は半球状のものでもよい。他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、１又は複数のダイヤモンド支承面４１０はプレス嵌めであってもよい。
他の実施例において、ダイヤモンド支承面（例えば、後方、内側および外側ダイヤモンド支承面）が常時係合を維持するのを確保するために、回転停止機構を設けてもよい。他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、この回転停止機構はダイヤモンド対ダイヤモンドであってもよい。この場合には、図５Ａおよび５Ｂに示すように、例えば脛骨トレイ５０２の殆どの前方のダイヤモンド支承部が、（脛骨インサート（図示しない）の下面上の内側および外側ダイヤモンド支承部を当接させ、回転動を抑制させるように）、持ち上げられるようになる。
図６Ａおよび６Ｂを参照すると、可動軸受人工膝関節のための脛骨トレイ６０２は、大径の面、例えば球面を有するものであってもよい（脛骨インサート（図示しない）は嵌合大径面、例えば球面をその裏面側に有するものでもよい）。脛骨トレイ６０２は平面６０２ａを有するものでもよい（平面６０２ａは基本的に平坦である）。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、平面６０２ａはポリエチレン部材（例えば、成形された“パック（ｐｕｃｋ）”）からなるものでもよい。更なる実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、図６Ａ中に“Ａ”で示した領域は高接触領域を維持するものでもよい。
図７Ａ−７Ｃを参照すると、可動軸受人工膝関節７００は、脛骨トレイ７０２と、脛骨インサート７０４と、脛骨インサート７０４と接合する大腿部材（図示しない）とを具備してなる。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、脛骨トレイ７０２は凹状関節面を有し、脛骨インサート７０４は凸状関節面を有するものでもよい。これらの関節面は、（例えば、回転／可動人工器官の裏側関節のため）大きい球面を有するものでもよい。
他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、図７Ｂ中に“Ａ”で示した領域、更に図７Ｂ中に“Ｂ”で示した領域で、より密なクリランスを有していてもよい。
図８Ａ−８Ｃを参照すると、ここには回転抑制及び／又は回転制御を補助するようにした具体例が示されている。
より具体的には、可動軸受人工膝関節８００は、脛骨トレイ８０２と、脛骨インサート８０４と、脛骨インサート８０４と接合する大腿部材（図示しない）とを具備してなる。この可動軸受人工膝関節８００は、柱８０８と嵌合するキャビティ８０６により画成される枢支する区域を有するものでもよい。更に、クロスピン８０６Ａを溝８０８ａと嵌合するようにし、脛骨インサート８０４の回転の間において、クロスピン８０６Ａが回転ストッパーとして作用し、柱８０８がバネ（すなわち、回転を抑制させる捩りバネ）として作用するようにしてもよい。
１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、クロスピン８０６Ａの直径及び／又は溝８０８ａの大きさを変化させ、回転抑制及び／又は回転制御の異なる度合いを提供するようにしてもよい。
他の実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、クロスピン８０６Ａは脛骨トレイ８０２の移植の前に組み込んでもよい（それにより溝８０８ａが、本体の所定位置に脛骨インサート８０４を脛骨トレイ８０２と共に設置させることを可能とする（例えば、所定位置に接着させる））。
図９Ａ−９Ｄおよび図１０Ａ−１０Ｅを参照すると、回転抑制及び／又は回転制御を助ける、又は、脛骨インサートの持ち上がりによる脱離の防止を助けるようにした種々の実施例がここに示されている。
より具体的には、図９Ａ−９Ｃに示すように、脛骨インサート９０４が回転すると、脛骨インサートが脛骨トレイ９０２の回転制限タブ９０２ａと当接する（それにより脛骨インサート９０４を所定位置に押し込め、更なる回転を止める）。
更に、各回転制限タブ９０２ａがアンダーカット９０２ｂを有し、回転の限界に到達したとき持ち上がりによる脱離の防止を助けるようにしてもよい（この場合、脛骨インサート９０４は、回転制限タブ９０２ａ及び／又はアンダーカット９０２ｂと係合するための１又はそれ以上のリップ９０４ａを有していてもよい）。
更に、脛骨インサート９０４は、脛骨トレイ９０２中のキャビティ９１０内に収容された柱９０８を有していてもよく、それによりキャビティ９１０は柱９０８の突出部９１４を受入れるための窪み９１２を有するものとなる。このようにして、窪み９１２および突出部９１４が協働して脛骨インサート９０４の持ち上がりによる脱離防止を助ける。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、柱９０８とキャビティ９１０との間の動作クリアランスは約０．００５−０．０１０インチの間であってもよい。
更に、図１０Ａおよび１０Ｂは脛骨トレイ１００２の外壁部内側の距離“Ａ”を示している。図１０Ｃは脛骨インサート１００４と関連する距離Ｂ１、Ｂ２およびＣを示している（ここで、Ｂ１、Ｂ２は距離Ａより大きく、距離Ｃは距離Ａより小さい）。図１０Ｄは、脛骨インサート１００４が回転しているとき（この例では、時計廻り）、脛骨トレイ１００２と脛骨インサート１００４との間の接点を示している。
更に、図１０Ｅは図１０Ｄの接点での脛骨トレイ１００２と脛骨インサート１００４との間の接合面での詳細を示している。図１０Ｆは、脛骨インサート１００４が或る点を通過して回転しないとき（例えば、“中立位置”で）図１０Ｅの接点において干渉が存在しないことを示している。なお、図１０Ｅおよび図１０Ｆは更に、窪み１００２ａを示しており、これは例えばポリフロー（poly flow）のため及び／又は持ち上がりによる脱離防止を助けるために使用することができる。
図１１を参照すると、本発明の１実施例に係る可動軸受人工膝関節１１００は脛骨トレイ１１０２および脛骨インサート１１０４を有することを示している。この場合には、可動軸受人工膝関節１１００の回転軸Ａは上記膝の自然の軸（natural axis）Ａ’と一列に並んで配置させることができる。
次に、図１２Ａおよび１２Ｂを参照すると、本発明の１実施例に係る可動軸受人工膝関節１２００は脛骨トレイ１２０２および脛骨インサート１２０４を有することを示している。なお、これら図１２Ａおよび１２Ｂの設計は後十字靭帯（ＰＣＬ）のクリアランスを介してＰＣＬの保持を許容するものである（これはＰＳ脊柱により提供される後部安定化を必要としない（例えば、或る種の他の実施例では必要とすることがある））。
他の実施例として、脛骨インサートは超高分子ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）からなるものであってもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、このＵＨＭＷＰＥは型成形されたＵＨＭＷＰＥであってもよい（これは機械加工されたＵＨＭＷＰＥよりも磨耗速度が小さい）。
次に、図１２Ａ−１３Ｆ，１４Ａ−１４Ｄ，１５Ａ−１５Ｃ，１６Ａ，１６Ｂおよび１７Ａ−１７Ｃを参照すると、本発明のこれら実施例において、可動軸受人工膝関節は２つの凹状接合面を有している。
この場合、この２つの凹状接合面は、膝の最適解剖学的形状を提供するのに役立ち、同時に十分な厚み（例えば、磨耗抵抗に関して）の脛骨インサート関節構造（例えば、ポリエチレン関節構造）提供するものである。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、この関節構造は約６．５ｍｍの厚みのものである。
更に、特に図１７Ａを参照すると、前記脛骨インサート関節構造は均質又は一定の厚み（すなわち、図１７Ａ中の厚み“Ｘ”）のものでもよく、更に、特に図１７Ｂを参照すると、前記脛骨インサート関節構造は非均質又は不定の厚み（すなわち、図１７Ｂ中に厚み“Ａ”および“Ｂ”で記した領域で“Ｙ”だけ厚くなっている）のものでもよい。
更に、この２つの凹状接合面は、患者が動く間の持ち上がりによる脱離によりもたらされるせん断応力に対抗する助けとなる（図１７Ｃ参照、これには持ち上がりによる脱離に対するセルフ・センタリング（自動的に中心に戻る）および枢動構造（例えば、軸柱）に対するせん断応力の減少又は除去に向けられた本発明の１つの形態が示されている）。
更に述べると、これら図１２Ａ−１３Ｆ，１４Ａ−１４Ｄ，１５Ａ−１５Ｃ，１６Ａ，１６Ｂおよび１７Ａ−１７Ｃの実施例はもちろん、上述の種々の枢動、移動、固定、回転抑制及び／又は制御機構の幾つか又は全てを含むものである。
更に、特に図１８Ａおよび１８Ｂを参照すると、本発明の１実施例に係る可動軸受人工膝関節は、脛骨トレイ上の凸状上側面と、脛骨インサート上の凹状下側面とからなる接合面（例えば、球状接合面(spherical radius interface)）を有するものであってもよい（上述のような球状半径は、自動調心するような特有の傾向を有する）。
なお、上記構成のものは、接合面から（例えば、接合面での相互的な動きにより生じるポリエチレン粒子などの）研磨材を放出させることにより脛骨インサートと脛骨トレイとの間の接合面での磨耗を減少させるのを助ける（図１８Ａ参照）。
更に図１８Ｂに示すように、（例えば、最適の磨耗抵抗と動き容易性のために）脛骨インサートを形成する材料の厚みは必要に応じて変化させてもよい。１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、“Ａ”および“Ｂ”で記した領域は“Ｃ”で記した領域よりも厚くてもよい。
更に述べると、図１８Ａおよび図１８Ｂに示す具体例はもちろん、上述の種々の枢動、移動、固定、回転抑制及び／又は制御機構の幾つか又は全てを含むものでもよい。
更に、図１９Ａおよび１９Ｂを参照すると、本発明に係る可動軸受人工膝関節は、偏心（又はオフセット）枢支構造（例えば、軸柱）を組み込んだものでもよいことが分かるであろう。より具体的には、１実施例として、この偏心枢支構造は内側顆と関連する前方移動を減少させ、（例えば、患者による動きの間において）外側顆と関連するロールバック（後方移動）を増大させるよう作用させる。これは例えば図１９Ａおよび１９Ｂに示されている。すなわち、図１９Ａは、中心枢支と関連する大きな前方移動を示し（例えば、脛骨との関連での大腿骨の７０°の外側回転）、図１９Ｂは、内側に偏心した枢支と関連する小さな前方移動を示している（例えば、脛骨との関連での大腿骨の７０°の外側回転）。より具体的には、これら図１９Ａおよび１９Ｂは、偏心枢支が、内側顆と関連する比較的小さな前方移動を生じさせ、更に外側顆と関連する比較的大きい後方移動を生じさせることを示している。
更に、これら図１９Ａおよび１９Ｂに示す具体例はもちろん、上述の種々の枢動、移動、固定、回転抑制及び／又は制御機構の幾つか又は全てを含むものである。
最後に、図２０Ａ−２０Ｅを参照すると、本発明の或る実施例は、使用時のために非偏心枢支部材を構成した他の部材との関連で、オフセット枢支部材（例えば、オフセット軸柱（ポスト）を使用する）を使用した例に関する。
例えば、１実施例（この実施例は説明を目的とするものであり、限定を意味するものではない）として、非対称部材（例えば、オフセット軸柱）を対称脛骨トレイおよび対称軸受（例えば、ポリエチレン軸受）との関連で使用し、“カム”形式で操作させてもよい。図２０Ａは、この実施例に従うポリエチレン軸受（回転のない状態下）の平面図を示し、図２０Ｂは、この実施例に従う脛骨トレイ（回転のない状態下）の平面図を示している。更に、図２０Ｃは、外方への回転（右膝）に関連する回転の偏心中心（点Ａ）を示し、図２０Ｄは、外方への回転（左膝）に関連する回転の偏心中心（点Ｂ）を示している。
更に、図２０Ｅは“ビーム（ｂｅａｍ）”形を利用した場合の平面図を示している。
更に、これら図２０Ａ−２０Ｅに示す例において、１又はそれ以上の内部停止機構（例えば、回転抑制及び／又は制御のため）を設けてもよい。更に、これら図２０Ａ−２０Ｅに示す例を、平坦部、凹部及び／又は凸部を含む接合面を有する脛骨インサート及び／又は脛骨トレイとの関連で使用することもできる。
更に、これら図２０Ａ−２０Ｅに示す例も、もちろん、上述の種々の枢動、移動、固定、回転抑制及び／又は制御機構の幾つか又は全てを含むものである。
なお、人工膝関節が同じサイズ（例えば、サイズ３）の場合、脛骨インサートと脛骨トレイとの間の接触領域は、“波”型については、平坦型のものよりも（例えば、１０％大きい接触領域となるように）大きくしてもよい。場合によっては、この接触領域を小さくすることが望まれることがある。従って、１実施例として、脛骨インサートと脛骨トレイとの間の接触領域を、第２の軸受（すなわち、可動軸受人工膝関節において、脛骨インサートと大腿部材との間の接合面ではなく、脛骨インサートと脛骨トレイとの間の接合面）の合致因子を少なくすることにより小さくすることができる。なお、この解決法は平坦型については不可能である。なぜならば、この場合、前記合致因子は常に１に等しいからである。更に、この合致因子を利用するアプローチの利点は、接触が負荷領域にのみ生じる場合に得られる。
他の実施例において、前記柱と穴との間の接触による磨耗を減少させることができる。なぜならば、せん断応力が脛骨トレイにより（例えば、“波”の内側部分により）吸収されるからである。
以上、本発明の多くの具体例について記述したが、これらの例は単に説明のためのものであり、限定を意図するものではなく、その他の多くの変形例も当業者にとって明らかであろう。例えば、１又はそれ以上の適当なファスナーを用いて本発明の可動軸受人工膝関節と似せて組立てることも可能であろう（例えば、ネジ又はボルトを用い、脛骨トレイとの関連で脛骨インサートを正しい向きに保持させることができる）。更に、本発明の可動軸受人工膝関節は、位置、自動調心及び／又はセルフ・センタリングを規定する軸受けを備えていてもよい。更に、金属は所望の技術（例えば、研磨材を備えたドリル）を用いて研磨してもよい。更に、脛骨インサートは、回転の間でのオーバーハングを防止するため、脛骨トレイよりも小さくしてもよい（少なくとも、或る寸法について）。更に、１又はそれ以上の噛み合う関節面を、ポリマー、金属、ダイヤモンド、セラミック、ポリエチレン・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）及び／又はその他の所望の低摩擦関節用材料で形成してもよい。更に、脛骨トレイ、脛骨インサート及び／又は大腿部材は、例えば、（金属体上にＵＨＭＷＰを成形する構造などの）金属上に成形した構造を利用してもよい。更に、脛骨トレイ、脛骨インサート及び／又は大腿部材は、例えば、コバルト・クロム及び／又はチタンを含むものであってもよい。更に、大腿部材は、任意の所望の機構（例えば、接着剤、１又はそれ以上のアンダーカットおよび噛合い突起、機械的締結具（例えば、ネジ）など）を使用して患者の大腿骨と（例えば、取着させるなどの）接合を行ってもよい。更に、脛骨トレイは、任意の所望の機構（例えば、接着剤、１又はそれ以上のアンダーカットおよび噛合い突起、機械的締結具（例えば、ネジ）など）を使用して患者の脛骨と（例えば、取着させるなどの）接合を行ってもよい。更に、本発明の可動軸受人工膝関節の１又はそれ以上の部品を現存の人工器官／部材を改装するのに使用してもよい。更に、“可動軸受人工膝関節”の用語はもちろん、“回転プラットホーム”型機構および“関節半月板軸受”型機構を包含することを意図するものである（但し、これらに限定されない）。
１００，２００，３００，７００，８００，９００・・・可動軸受人工膝関節
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２・・・脛骨トレイ
１０４，２０４，３０４，４０４，８０４，９０４・・・脛骨インサート
１０６，２０６，３０６，４０６，８０６・・・キャビティ
１０８，２０８，３０８，４０８，８０８，９０８・・・柱
１１０，３１０，４１０，９１０・・・窪み
１１２，９１２・・・突起部
３１０，４１０・・・ダイヤモンド支承面
６０２ａ・・・平面
８０６Ａ・・・クロスピン
８０８ａ・・・溝
９１４・・・突出部
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２・・・脛骨トレイ
１０４，２０４，３０４，４０４，８０４，９０４・・・脛骨インサート
１０６，２０６，３０６，４０６，８０６・・・キャビティ
１０８，２０８，３０８，４０８，８０８，９０８・・・柱
１１０，３１０，４１０，９１０・・・窪み
１１２，９１２・・・突起部
３１０，４１０・・・ダイヤモンド支承面
６０２ａ・・・平面
８０６Ａ・・・クロスピン
８０８ａ・・・溝
９１４・・・突出部
Claims (14)
- 患者の脛骨と接合させるための脛骨トレイであって、上面が２つの凹形の波形状を有する頸骨トレイと；
該脛骨トレイに隣接して配置させた脛骨インサートと；
該頸骨インサートの下面に設けられた第１の係合部と；
前記頸骨トレイの上面に設けられた第２の係合部と；
を具備してなり；
前記脛骨インサートが前記脛骨トレイとの関連で移動自在となっており、前記脛骨トレイに対する前記脛骨インサートの動きが少なくとも枢動を含み；
前記枢動が、前記脛骨トレイの上面上の実質的に円形に隆起した区域によって画定される回転軸の周りのものであり；
前記の実質的に円形に隆起した区域が、前記脛骨トレイの内側−外側の方向の軸および脛骨トレイの前後の方向の軸の双方に沿って前記第２の係合部から下方に離れるよう湾曲し；
前記脛骨トレイの内側縁の少なくとも一部および前記脛骨トレイの外側縁の少なくとも一部が、前記内側縁および前記外側縁に接近するに従って上方に湾曲するようになっており；
前記脛骨インサートおよび前記脛骨トレイが内側−外側の方向の軸および前後の方向の軸の双方に整合したとき、前記脛骨インサートの下面が前記脛骨トレイの上面に実質的に相補的になるように形づけられており；
前記第１の係合部が頸骨インサートの下面から突出した柱を含み、
前記第２の係合部が前記脛骨トレイの上面上の実質的に円形に隆起した区域に設けられて前記柱が挿入される穴を含むことを特徴とする可動軸受人工膝関節。 - 前記脛骨インサートの上面が、患者の大腿骨と接合する大腿部材を受入れるよう形づけられている請求項１記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイとの関連での前記脛骨インサートの動きに対する回転制御および回転抑制の少なくとも１つを提供する機構を更に具備してなる請求項１記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイとの関連での前記脛骨インサートの動きに対する回転制御および回転抑制の少なくとも１つを提供する機構が、前記穴内に配置されたクロスピンと、前記柱に設けられた溝とを具備してなり、前記クロスピンが前記溝に受入れられるようになっている請求項３記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイとの関連での前記脛骨インサートの動きに対する回転制御および回転抑制の少なくとも１つを提供する機構が、前記脛骨トレイの内側縁に沿って配置された少なくとも第１のタブおよび脛骨トレイの外側縁に沿って配置された少なくとも第２のタブを含み、前記第１のタブが前記脛骨インサートと接して、第１の方向での回転の間において回転制御および回転抑制の少なくとも１つを提供し、前記第２のタブが前記脛骨インサートと接して、第２の方向での回転の間において回転制御および回転抑制の少なくとも１つを提供するようになっている請求項３記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記第１のタブが脛骨インサートの第１のエッジを受入れるための第１のアンダーカット部を含み、前記第２のタブが脛骨インサートの第２のエッジを受入れるための第２のアンダーカット部を含む請求項５記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイからの前記脛骨インサートの持ち上がりによる脱離を実質的に防止するための機構を更に含む請求項１記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイからの前記脛骨インサートの持ち上がりによる脱離を実質的に防止するための機構が、前記穴を画成する脛骨トレイの一部中の窪みと係合する突起部を前記柱上に具備してなる請求項７記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイからの前記脛骨インサートの持ち上がりによる脱離を実質的に防止するための機構が、脛骨トレイの内側縁に沿って配置された少なくとも第１のタブおよび脛骨トレイの外側縁に沿って配置された少なくとも第２のタブを含み、前記第１のタブが前記脛骨インサートの第１のエッジを受入れるための第１のアンダーカットを含み、前記第２のタブが前記脛骨インサートの第２のエッジを受入れるための第２のアンダーカットを含む請求項７記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記穴および柱の少なくとも１つが実質的に円形のものである請求項１記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記穴および隆起した区域が、前記脛骨トレイの内側―外側の方向の軸に沿う実質的に中心位置に配置されている請求項１記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記穴および隆起した区域が、前記脛骨トレイの前後の方向の軸に沿う実質的に中心位置に配置されている請求項１記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイの上面が金属からなり、前記脛骨インサートの下面がポリエチレンからなる請求項１記載の可動軸受人工膝関節。
- 前記脛骨トレイが金属からなり、前記脛骨インサートがポリエチレンからなる請求項１３記載の可動軸受人工膝関節。
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