JP3406718B2 - 人工膝関節 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は関節のうち、特に回旋運
動を可能とした人工膝関節に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の人工膝関節は、一対のヒンジ機構
によって結合した大腿骨固定部材とが相互に屈曲伸展運
動をすべくシャフトを用いたものが主流をなしていた。 【０００３】しかし、かかるヒンジ型の関節では所定の
屈曲伸展運動を行うには支障を来さないが、人体の関節
機能においては単なる屈曲伸展運動だけでなく大腿骨と
脛骨の間に回旋運動を行うようにできるようにした天然
の関節に近いものが求められている。そのような要求に
応える人工膝関節として、例えば実開昭５１ー９８４９
９などがすでに提案されている。 【０００４】 【従来技術の課題】ところが、前記従来技術では、全荷
重をシャフトで受け、さらに脛骨に固定された金具中に
挿入された脚部が回旋するように構成されており該脚部
の回旋運動の中心軸と、屈曲伸展運動をなすシャフトの
中心軸とが一致したものでないため、回旋中心軸に常に
シャフトの中心軸から加わる荷重によって脚部の付根に
おける折損事故がいくつか報告されている。また、脚部
を回旋自在に受容し、脛骨の髄腔中に挿入され、セメン
ト固定された金具に対し、上記集中応力に乗じ回旋力に
伴う回転モーメントが働き、その結果、セメント固定部
の緩みをもたらし、人工関節の支持部が損なわれてしま
うという欠点があった。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記従来技術を解決する
ため本発明は、脛骨コンポーネントの本体軸部の付根に
シャフトの中心軸から加わる荷重、および軸部に対する
回転モーメントを可及的に小さくするため、まず脛骨コ
ンポーネント本体軸部の先端にトレーを形成し、そのト
レー内に摺動プレートを嵌着した構造とすることによっ
て、荷重を主に脛骨コンポーネントに固定した摺動プレ
ートで受けるように成した。 【０００６】さらにこの構造において、脛骨コンポーネ
ントと大腿骨コンポーネントとの連結部の強度を大きく
するため上記ローテーターを金属で構成し、他方、摺動
特性の低下と金属摩耗粉の発生を防止するべく金属製の
ローテーターをプラスチック製のローテーションスリー
ブを介して脛骨コンポーネントに固定する。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１は、本発明実施例の人工膝関節を示し、この人
工膝関節は脛骨に固定される脛骨コンポーネント１に回
旋方向揺動可能とした金属製のローテーター２を嵌着
し、シャフト３によって該ローテーター２の上端側を大
腿骨に固定される大腿骨コンポーネント４と連結すると
ともに、脛骨コンポーネント１の本体軸部５の先端にト
レー６を形成し、さらに上記両コンポーネント１，４の
相対的屈曲伸展運動を支持すべく、このトレー６上に摺
動プレート７を圧着した構造となっている。 【０００８】このうち大腿骨コンポーネント４は、大腿
骨内に固定されるステム８が長さ調製用のエクステンシ
ョン９を介して、関節部分をなすフェモラルコンダイル
１０にボルト１１によって固定される構造となってい
る。このフェモラルコンダイル１０は一対の脚部１２，
１２間に前記ローテーター２を収容した状態で金属製の
シャフト３によってローテーター２と連結されるべくシ
ャフト孔１３が形成され、しかも、シャフト３の軸線１
４とローテーター２の軸線１５が直交或いはほぼ直交す
るようになっている。そして、この連結状態において、
フェモラルコンダイル１０の摺動面１６を脛骨コンポー
ネント１側に固定された摺動プレート７の摺動面１７に
摺動させて大腿骨コンポーネント４からの荷重を支持し
つつ、上記両コンポーネント１，４の相対的屈曲伸展運
動と回旋運動の両方が可能であるよう構成されている。 【０００９】次に、他方の脛骨コンポーネント１の構造
を説明する。脛骨コンポーネント１は図２の分解斜視図
に示すように、脛骨髄腔内に挿入される金属製の本体軸
部５上にトレー６が一体的に形成され、且つトレー６の
上面中心部から垂直方向に凹所１８が形成されている。 【００１０】この凹所１８は、先端側に水平方向のシャ
フト孔１９が形成されたヘッド２０を有するローテータ
ー２の軸部２１を収容するためのものであるが、金属製
のローテーター２は脛骨コンポーネント１の金属部分と
摺動しないために該ローテーター２の軸部２１ならびに
平面形状が略長方形状の肩部２２を覆うよう構成された
プラスチック製のローテーションスリーブ２３を介して
上記凹所１８内に挿入されるようになっている。 【００１１】また上記ローテーションスリーブ２３は、
その肩部２４の横側が互いに平行な一対の開口側面２
５，２５となっており、かつその上側にはローテーター
２の肩部２２を通すための通路２６が形成されている。
この通路２６はローテーター２とローテーションスリー
ブ２３の肩部２２，２４の水平長軸を直交させることに
よってローテーター２の肩部２２が通るようになってお
り、このようにしてローテーター２をローテーションス
リーブ２３に嵌着すると、上記直交関係以外ではローテ
ーター２が抜き取り不能であるよう保持される。 【００１２】さらに、このようにローテーター２を嵌着
した上記ローテーションスリーブ２３は、前記トレー６
の上辺縁２７の前側、後側それぞれの中央から合向き合
うように形成された張出２８，２８間を通路２９として
前記凹所１８内に嵌着することができ、そのためにはロ
ーテーター２とローテーションスリーブ２３の肩部２
２，２４の水平長軸を合わせ、且つそれらの方向を通路
２９に合わせてここを通過せしめる。ローテーションス
リーブ２３をこのように嵌着すると、上記方向合致以外
では、前記張出２８，２８によってローテーションスリ
ーブ２３が抜き取り不能であるように保持される。 【００１３】最後に、このようにローテーター２をロー
テーションスリーブ２３を介して前記凹所１８内に嵌着
した状態で、プラスチック製の摺動プレート７をトレー
６上に圧着すると、ローテーター２の回旋範囲が上記摺
動プレート７によって規定され、かつ前記方向合致が起
こらないようになっており、もってローテーター２とロ
ーテーションスリーブ２３は抜き差し不能に保持される
こととなる。 【００１４】なお、上記摺動プレート７は、大腿骨コン
ポーネント４を構成するフェモラルコンダイル１０の摺
動面１６に対応する摺動面１７を有するとともに、前側
中央にローテーター２のヘッドを突出させるべく、ロー
テーター２の肩部２２より幅広の中央切欠３１が形成さ
れており、この中央切欠２８内にて、ローテーター２は
１０°程度の角度範囲で回旋方向に揺動自在である。 【００１５】また、前記ローテーター２のヘッド２０に
形成されたシャフト孔１９には前記プラスチック製のシ
ャフト３を支持すべくプラスチック製かつプラグ状であ
る一対のシャフトスリーブ３０，３０が嵌着されてい
る。 【００１６】以上のように構成される本実施例の人工膝
関節は、以下のような作用、効果を奏する。すなわち、
上記人工膝関節は脛骨コンポーネント１と大腿骨コンポ
ーネント４が相対的屈曲伸展運動すべく脛骨コンポーネ
ント１にトレー６を設け、このトレー６内に摺動プレー
ト７を固定した構造であることによって、大腿骨コンポ
ーネント４からの荷重を主に摺動プレート７で受けるよ
うに成し、さらに脛骨コンポーネント１にあって所望範
囲で回旋自在なローテーター２がシャフト３によって大
腿骨コンポーネント４と連結するとともに上記ローテー
ター２の軸線１５とシャフトの軸線１４が直交或いはほ
ぼ直交し、したがって屈曲伸展運動と回旋運動の中心軸
を直交或いはほぼ直交せしめ、もってシャフト３の中心
軸１４から脛骨コンポーネント１の本体軸部５の付根に
加わる荷重、および本体軸部５に対する回転モーメント
を可及的に小さくし、もってこの部位における強度を飛
躍的に高まった。 【００１７】さらにこの構造において、上記ローテータ
ー２を金属で構成することにより脛骨コンポーネント１
と大腿骨コンポーネント４との連結部の強度を大きく
し、他方、金属製のローテーター２が脛骨コンポーネン
ト１の金属部分と摺動しないように、該ローテーター２
の必要部分を覆うプラスチック製のローテーションスリ
ーブ２３を介して脛骨コンポーネント１に固定すること
によって、摺動特性の低下と金属摩耗粉の発生を防止で
きる。 【００１８】 【発明の効果】叙上のように、本発明によれば脛骨コン
ポーネントにトレーを設け、このトレー内に摺動プレー
トを固定した構造としたため、荷重をシャフトのではな
く、摺動プレートでも受けるように成し、さらに脛骨コ
ンポーネントにあって大腿骨コンポーネントと連結する
ローテーターの軸線とシャフトの軸線が直交或いはほぼ
直交せしめたので、屈曲伸展運動と回旋運動の中心軸を
直交或いはほぼ直交し、もって脛骨コンポーネントの本
体軸部に加わる荷重、および本体軸部に対する回転モー
メントを可及的に小さくし、もってこの部位における強
度を飛躍的に高まる。 【００１９】さらにこの構造において、上記ローテータ
ーを金属で構成することにより上記連結部の強度を大き
くするとともに、金属製のローテーターの必要部分をプ
ラスチック製のローテーションスリーブで覆ったことに
より摺動特性の低下と金属摩耗粉の発生を防止できる。 【００２０】以上のように、本発明によれば格別な効果
を奏することができるものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明実施例の人工膝関節の斜視図であり、大
腿骨側コンポーネントが分解図として示されている。 【図２】本発明実施例の人工膝関節を構成する脛骨コン
ポーネントの分解斜視図である。 【符号の説明】 １・・脛骨コンポーネント、２・・ローテーター、３・
・シャフト、４・・大腿骨コンポーネント、５・・本体
軸部、６・・トレー、７・・摺動プレート、２３・・ロ
ーテーションスリーブ、２４・・肩部、２７・・上辺
縁、２８・・張出、２９・・（張出間の）通路、３１・
・中央切欠

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】脛骨コンポーネントの金属製の本体軸部に
   形成した凹所内にプラスチック製のローテーションスリ
   ーブを介して金属製のローテーターを装着し、該ローテ
   ーターの上端側を、シャフトによって大腿骨コンポーネ
   ントと連結するとともに、上記脛骨コンポーネントの本
   体軸部の上端にトレーを形成し、上記両コンポーネント
   の相対的屈曲伸展運動を支持すべくこのトレー上に上記
   摺動プレートを嵌着した構造であって、 上記ローテーションスリーブは上記トレーの上辺縁から
   の張出部及び上記摺動プレートによって保持されるとと
   もに、 上記摺動プレートに上記ローテーターの肩部より幅広の
   中央切欠を形成したことにより、上記ローテーターが上
   記中央切欠内にて回動自在であり、かつ上記両コンポー
   ネントの相対的回旋運動が可能であることを特徴とする
   人工膝関節。