JP4127619B2

JP4127619B2 - Artificial knee joint

Info

Publication number: JP4127619B2
Application number: JP2002078116A
Authority: JP
Inventors: 徹勝呂; 孝一藏本; 慶太郎山本
Original assignee: Nakashima Propeller Co Ltd
Current assignee: Nakashima Propeller Co Ltd
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP2003265506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体膝関節に置換する人工膝関節に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
膝関節が変形性膝関節症、慢性関節リウマチ、骨腫瘍を罹患したり、外傷等を負った場合、人工膝関節に置き換えることが行われている。この人工膝関節は、内外二つの顆を有する大腿骨コンポーネントと、この二つの顆をそれぞれ支持する内外二つの関節面を有する脛骨コンポーネントとの組み合わせからなるが、これらの顆や関節面は生体膝関節に近い形状にしてある。即ち、顆を側面から見ると略円形に、前後方向から見るとその外郭を凸面形にしており、関節面をこれを受ける凹面形にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、生体膝関節では、膝関節を伸展させると脛骨側が外旋し（足首側が外側に旋回すること）、屈曲すると内旋する回旋運動を伴っている。従って、人工膝関節でもこの動きが要求され、内外顆と内外関節面とによる接触面の形状をこの動きが誘発されるようにしている。一方、この構成において、互いのコンポーネントを旋回不能な構成にしていると、上記した回旋作用によってポリエチレン等からなる関節面側に過度のストレスがかかり、偏摩耗を生じたり、剥離を起こしたりする。更に、人工膝関節の置換手術に際して回旋アライメントの調整を誤っても同様なことが起こる。
【０００４】
このため、多くの場合、関節面側を骨軸廻りに旋回できる構成にしているが、無制限に旋回できるようにしておくと、関節面は横長の形状をしていることから、これが大きく旋回したときに脛骨端の輪郭からはみ出して周囲の組織を損傷させる。又、旋回角度が大きくなると、旋回動作そのものも不安定なものになる。そこで、従来の人工膝関節でも、旋回角度を一定範囲のみに規制している。この規制構造の一般的なものとして、内外関節面を形成したインサートと脛骨に装着されてインサートを支持するベースプレートとで構成される脛骨コンポーネントのインサート又はベースプレートの一方に形成した突起を他方に形成した溝に嵌入して案内させるとともに、この溝の区間を制限して旋回を規制する方法に依っていた。
【０００５】
しかし、これによると、突起が溝の行き止まりに当たった個所では面圧が高まりすぎ、溝や突起の破壊及び損傷が生じて耐久性を低下させていた。又、突起と溝とにガタが生じ、旋回がブレたりしていた。勿論、生体膝関節では、関節面は旋回等はできないようになっているが、回旋作用によるストレスは関節間に介在している半月板が変形することで吸収している。しかし、人工膝関節を装着するときには、これら半月板は切除してしまうから、このような作用は期待することができない。
【０００６】
一方で、従来の人工膝関節における関節面の旋回中心はあくまでその形状中心、即ち、内外関節面の中間点に設定していた。その理由は定かではないが、動きを単純化して制御を容易にするため、製作の容易性を確保するため、一つのもので左右どちらの膝にも適用できるようにするため、等がその理由と思われる。しかし、生体膝関節における回旋作用の中心は、形状中心よりも内側に寄っており、所謂、メディアルピボットを形成している。この点でも、従来の人工膝関節は生体膝関節とは違った動きをしており、自然な動きに欠けていた。本発明は、人工膝関節にこのメディアルピボットを付与することで、生体膝関節に近い動きをさせるようにしたものである。加えて、無理のかからない旋回規制機構を採用して耐久性の向上を図ったものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、大腿骨に装着される大腿骨コンポーネントの内外顆を脛骨に装着される脛骨コンポーネントの内外関節面で前後回動可能に支持する人工膝関節において、脛骨コンポーネントが平板体の下面に中が空洞になって脛骨の骨髄内に骨軸方向に向けて挿入されるペグが設けられるベースプレートと、平板体に載置される皿状体の下面に設けられる軸部がペグに緊嵌状態で一定範囲だけ旋回可能に挿入されるインサートとで構成されるものであり、インサートの軸部及びベースプレートのペグを皿状体の上面に形成される内外関節面の左右中間点よりも内側に偏位させたことを特徴とする人工膝関節を提供したものである。
【０００８】
脛骨の骨軸は、その近位端では、内外関節面の中間点よりも内側方向に偏位していること及び上方側が内方に傾いていることから、脛骨コンポーネントのインサートの内外関節面にかかる体重等の重心は、その中間点ではなく、内側に偏位している。従って、インサートの旋回中心をこちら側に偏位させることは、大腿骨コンポーネントの内外顆をこの重心位置で旋回させることになり、この旋回動作をスムーズにする。即ち、メディアルピボットを形成して生体膝関節に近い動きにできる。
【０００９】
このことは、インサートの内外関節面にかかるストレスを緩和することになるから、偏摩耗や剥離を防止して耐久性を向上させることにも寄与する。更に、旋回中心を内側に偏位させることは、旋回時における内外顆の前後方向のスライド量を外側の方を内側の方よりも大きくすることになるので、生体膝関節における屈伸時の回旋運動に即したものになってその動きをスムーズにするとともに、屈曲角度の増大に寄与する。
【００１０】
又、本発明は、以上の人工膝関節において、請求項２に記載した、ペグ及び軸部が互いに嵌合し合う断面が楕円形をしたストレート部と、テーパ部とからなるものであり、軸部のストレート部がペグのストレート部内で一定範囲の旋回を許容する楕円形にしてある手段を提供する。インサートが無制限に旋回すると、周囲組織を傷つけるし、内外顆とインサートとの回動（転動、滑動、摺動）が不安定になるから、これを防いだものであるが、こうすることで、軸部がペグ内でブレなく旋回できるし、突起と溝のように小面積の部材を部分的に当てて旋回を規制するものではないため、面圧が高くなりすぎて破壊等を起こすことがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、このうち、図１は本発明の一例を示す左膝用の人工膝関節を構成する脛骨コンポーネントのインサートとベースプレートの斜視図、図２は同じく人工膝関節を構成する大腿骨コンポーネントの斜視図、図３は以上の人工膝関節を膝に装着した状態を示す側面図、図４はインサートの平面図、図５はベースプレートの平面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は図３のＢ−Ｂ断面図である。
【００１２】
人工膝関節は、大腿骨コンポーネント１と脛骨コンポーネント２との組み合わせからなるが、このうち、大腿骨コンポーネント１は、チタン合金等の生体適合金属で構成され、内面が多角形に形成され、中央後部に入江状の欠落部を設けて内側顆３と外側顆４とを側面視で略円形、即ち、略Ｃ形に形成したものであり、大腿骨５の遠位端を適宜に骨切りしてここに装着されるものである（図２）。尚、図示は省略するが、上記した欠落部の部分をボックスで覆ってここに収容される後述する脛骨コンポーネント２の***部との相互の特定の動きを規制するＰＳ型と称されるタイプもあるが、このタイプのものも、ここでの大腿骨コンポーネント１に含まれる。この場合、内側顆３と外側顆４を前後方向から見ると、その外郭は凸面をしており、この凸面が前後に筋条に続いているものである。
【００１３】
これに対して、脛骨コンポーネント２は、脛骨６の近位端を骨切りしてその骨端に装着されるベースプレート７と、このベースプレート７の上に載設されるインサート８とから構成される（図１）。このうち、ベースプレート７は、生体適合金属で構成され、上部に設けられる平板体９の下面中央にペグ１０が突設されたもので、このペグ１０を脛骨６の骨髄内に埋入することで固定される。一方、インサート８は、超高分子ポリエチレン等の医療用樹脂材で構成され、ベースプレート７上に重ねられる皿状体１１と、その裏面に突設されて前記したペグ１０内に挿入される軸部１２とからなるものである。
【００１４】
この場合のペグ１０は、中が空洞になった筒体であり、平板体９の中心直下に設けられるストレート部１０ａとストレート部１０ａの下方に連続する先細りのテーパ部１０ｂとから構成されている。一方、軸部１２は、上方のストレート部１２ａと下方のテーパ部１２ｂとを有する軸体であり、ストレート部１２ａはペグのストレート部１０ａに、テーパ部１２ｂはテーパ部１０ｂにそれぞれ緊嵌状態（ガタがない状態）で旋回可能に挿入されている。
【００１５】
従って、インサート８にかかる重量は、インサート８の皿状体１１の裏面とベースプレート７の平板体９の上面だけでなく、相互のテーパ部１０ｂ、１２ｂでも受け持つことになるから、それぞれの面圧が減少して摩耗量が減ずることになり、耐久性を向上させるものとなる。更に、軸部１２は、ペグ１０内に緊嵌されるものであるから、これを旋回させたときにガタやブレがないから、安定した動きとなる。
【００１６】
インサート８の皿状体１１の上面には、前記した大腿骨コンポーネント１の内側顆３と外側顆４とをそれぞれ支持する内側関節面１３と外側関節面１４とが間に低い***部１５を隔てて形成されている。これら両関節面１３、１４共に内側顆３と外側顆４との外郭形状に略沿った凹面形に形成されており、この凹面形が前後に展開されている。
【００１７】
大腿骨５と脛骨６とは膝の屈伸に伴って相対的に屈曲、伸展する必要があるが、以上の人工膝関節では、この動きを内外顆３、４が内外関節面１３、１４上を転がりと滑りを伴って回動することで可能にしている（図３）。屈曲する角度は、−１０〜１４０°であり、その初期には転がりが主体となり、後期には滑りが主体となるが、いずれの動きも十字靱帯や側副靱帯といった靱帯群が制御しており、内外顆３、４が内外関節面１３、１４から脱落（脱臼）することはない。
【００１８】
これに加え、インサート８は、特に、これと内外顆３、４との接触面が屈伸角度の初期と終期とで回旋運動を誘発するように形成されていることに伴って、ベースプレート７上を水平面内で僅かに旋回できるようになっている。尚、本例では、ベースプレート７の平板体９の底面が据え付けられる水平な平面Ｕは、脛骨６の骨軸に直角な平面Ｖと平行ではなく、ある角度αだけ前傾して設けられているから（従って、内外関節面１３、１４もこの角度αだけ後傾していることになる）、上記した旋回は、この平面Ｖ上を旋回することになる（図６）。平面Ｖが後傾していると、屈曲が容易になる反面、直立時の不安定さは否めないから、これらを考量して後傾角度αを０〜１５°の範囲に設定している。
【００１９】
本発明は、以上のインサート８の旋回中心を内外顆３、４の中間点よりも内側に偏位させたものである（図４）。即ち、内外関節面１３、１４の中間点、具体的には、形状中心Ｓより所定距離δだけ内側に偏位した点Ｒを旋回中心としたものである。従って、このことは、インサート８の軸部１２は、ベースプレート７のペグ１０の中心を軸に旋回するのであるから、インサート８の旋回中心Ｒを形状中心Ｓよりも距離δだけ内側に偏位させるということは、ペースプレート７に設定されるインサート８の回転中心も、この距離δだけずらせて設けることになる（図５）。
【００２０】
ところで、この距離δは適宜に定められるが、生体膝関節と同様に１〜１０ｍｍ程度が適当である。一方、本例のインサート８は、その軸部１２がベースプレート７のペグ１０内に緊嵌して旋回可能に挿入されるのであるから、軸部１２の中心を旋回軸として旋回し、ブレ等は生ぜず、周囲組織を傷めたりしないのであるが、更に、本発明では、このことを一層徹底させるために、この旋回を無制限にはしておらず、一定の範囲で規制している。
【００２１】
この規制の具体的構成として、本例では、ペグ１０のストレート部１０ａの断面形状を扇形をしている楕円形体とし、これに嵌合される軸部１２のストレート部１２ａを、ストレート部１０ａに対してある角度だけ旋回が許容される楕円形体としている（図７）。従って、旋回限界点においても、ストッパや溝といったような小面積の部分に過度の圧力がかかるといった事態にはならず、特定個所が破壊や損傷を起こすことはない。ところで、この軸部１２がペグ１０内で旋回できる範囲が最大の旋回角度βということになるが、本発明では、この旋回角度βを生体膝関節と同様に２０°以下に設定している。尚、旋回角度βの調整は、このストレート部１２ａの形状を変えることで対処できる。
【００２２】
以上により、膝の屈伸時に派生する内外顆３、４と内外関節面１３、１４との回旋運動は、その形状中心Ｓよりも偏心距離δだけ内側に寄った旋回中心Ｒを中心とする。従って、生体膝関節と同様なメディアルピボットを形成するから、インサート８に過度のストレスを与えず、回旋運動をスムーズに行わせるとともに、表面に偏摩耗や剥離を生じさせず、耐久性を高める。又、旋回中心Ｒを内側に偏位させるということは、ここから内側顆３の中心までの距離Ｒ₁ の方が外側顆４中心までの距離Ｒ₂ よりも大きくなるから、膝の屈伸時における外側顆４の前後の移動量が内側顆３のそれよりも大きくなり、屈伸時の脛骨の回旋運動がスムーズになるとともに、屈曲角度の増大に寄与する。
【００２３】
【発明の効果】
以上、本発明は、大腿骨コンポーネントを支持する脛骨コンポーネントのインサートを旋回可能にするとともに、その旋回中心をインサートに形成される内外関節面の中心から内側方向に偏位させて設けたものであるから、人工膝関節に生体膝関節と同様のメディアルピボットを形成し、動きをスムーズにする。このことは、関節面にかかるストレスを緩和することになるから、偏摩耗や剥離を防止して耐久性を向上させる。又、旋回中心を内側に偏位させることは、旋回時における内外顆の前後方向の移動量を外側の方を内側の方よりも大きくすることになるから、膝の屈伸時における脛骨の回旋運動がスムーズになり、屈曲角度の増大に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を示す脛骨コンポーネントのインサートとベースプレートの斜視図である。
【図２】本発明の一例を示す大腿骨コンポーネントの斜視図である。
【図３】本発明の一例を示す人工膝関節を膝に装着した状態の側面図である。
【図４】本発明の一例を示すインサートの平面図である。
【図５】本発明の一例を示すベースプレートの平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１大腿骨コンポーネント
２脛骨コンポーネント
３内側顆
４外側顆
５大腿骨
６脛骨
７ベースプレート
８インサート
９平板体
１０ペグ
１１皿状体
１２軸部
１３内側関節面
１４外側関節面
Ｒ旋回中心[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an artificial knee joint that replaces a living knee joint.
[0002]
[Prior art]
When the knee joint suffers from osteoarthritis of the knee, rheumatoid arthritis, bone tumor, or suffers trauma or the like, it is replaced with an artificial knee joint. This knee prosthesis consists of a combination of a femoral component having two inner and outer condyles and a tibial component having two inner and outer joint surfaces that respectively support the two condyles. The shape is close to the joint. That is, when the condyle is viewed from the side, it is substantially circular, and when viewed from the front-rear direction, the outline is convex, and the joint surface is concave.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the living body knee joint, when the knee joint is extended, the tibia side is externally rotated (the ankle side is rotated outward), and when it is bent, it is accompanied by the rotational motion of internal rotation. Therefore, this movement is also required in the artificial knee joint, and this movement is induced by the shape of the contact surface formed by the inner and outer condyles and the inner and outer joint surfaces. On the other hand, in this configuration, if the components cannot be turned, excessive stress is applied to the joint surface side made of polyethylene or the like due to the above-described turning action, causing uneven wear or peeling. Further, the same thing occurs even if the rotation alignment is incorrectly adjusted in the replacement operation of the artificial knee joint.
[0004]
For this reason, in many cases, the joint surface side can be swiveled around the bone axis, but if it is allowed to swivel indefinitely, the joint surface has a horizontally long shape. Occasionally, it protrudes from the tibial tip and damages the surrounding tissue. Further, when the turning angle is increased, the turning operation itself becomes unstable. Therefore, even in the conventional artificial knee joint, the turning angle is restricted to a certain range. As a general structure of this restriction structure, a protrusion formed on one of the insert or base plate of the tibial component formed by the insert forming the inner and outer joint surfaces and the base plate attached to the tibia and supporting the insert is formed on the other. In addition to being guided by being inserted into a groove, the method depends on a method of restricting turning by restricting the section of the groove.
[0005]
However, according to this, the surface pressure is excessively increased at the portion where the projection hits the dead end of the groove, and the groove and the projection are broken and damaged, thereby reducing the durability. In addition, backlash occurred in the protrusion and the groove, and the turning was blurred. Of course, in the living knee joint, the joint surface cannot turn, but the stress due to the rotating action is absorbed by deformation of the meniscus interposed between the joints. However, when the artificial knee joint is worn, these meniscuses are excised, so such an action cannot be expected.
[0006]
On the other hand, the pivot center of the joint surface in the conventional knee prosthesis has been set to the center of its shape, that is, the midpoint of the inner and outer joint surfaces. The reason is not clear, but to simplify the movement and facilitate control, to ensure the ease of manufacturing, so that it can be applied to either the left or right knee with a single thing, etc. I think that the. However, the center of the rotational action in the living knee joint is closer to the inside than the center of the shape, forming a so-called medial pivot. In this respect as well, the conventional artificial knee joint moves differently from the living knee joint, and lacks natural movement. In the present invention, this medial pivot is applied to an artificial knee joint so that the artificial knee joint can move close to a living knee joint. In addition, a turning control mechanism that does not require excessive force is employed to improve durability.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Under the above-mentioned problems, the present invention provides an artificial joint that supports the inner and outer condyles of the femoral component attached to the femur so as to be pivotable back and forth on the inner and outer joint surfaces of the tibial component attached to the tibia. In the knee joint, the tibial component is hollowed in the lower surface of the flat plate, the base plate is provided with a peg inserted into the bone marrow of the tibia toward the bone axis direction, and the dish-like body placed on the flat plate The shaft portion provided on the lower surface is composed of an insert that is inserted into the peg so as to be pivotable within a certain range while being tightly fitted to the peg, and the shaft portion of the insert and the peg of the base plate are formed on the upper surface of the dish-shaped body. The present invention provides an artificial knee joint characterized in that it is displaced inward from the left and right midpoints of the inner and outer joint surfaces .
[0008]
The tibial bone axis is offset inwardly from the midpoint of the medial and external articular surfaces at its proximal end and tilted inward on the upper side, so that The center of gravity, such as weight, is deviated inward rather than at its midpoint. Therefore, deviating the turning center of the insert toward this side causes the inner and outer condyles of the femoral component to turn at the center of gravity, thereby making this turning operation smooth. That is, a medial pivot can be formed to make the movement closer to a living knee joint.
[0009]
This alleviates the stress applied to the inner and outer joint surfaces of the insert, thereby contributing to the improvement of durability by preventing uneven wear and peeling. In addition, when the turning center is displaced inward, the amount of slide in the front-rear direction of the inner and outer condyles during turning is larger on the outer side than on the inner side, so that the rotational motion during flexion and extension in the living knee joint This makes the movement smooth and contributes to an increase in the bending angle.
[0010]
According to the present invention, in the above artificial knee joint, the peg and the shaft portion fitted in each other according to claim 2 are composed of a straight portion having an elliptical cross section and a tapered portion. Means are provided wherein the straight portion of the portion is oval to allow a range of turns within the straight portion of the peg . When the insert is pivoted indefinitely, it hurts the surrounding tissue, rotation of the inner and outer condyles and the insert (rolling, sliding, sliding) from becoming unstable, but those that prevent this, by way The shaft part can swivel within the peg without any blurring, and it does not restrict turning by partially applying a small area member such as a protrusion and groove, so the surface pressure becomes too high, causing destruction etc. There is no.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, among which FIG. 1 is a perspective view of an insert of a tibial component and a base plate constituting an artificial knee joint for a left knee showing an example of the present invention. 2 is a perspective view of a femoral component that also constitutes the artificial knee joint, FIG. 3 is a side view showing the above artificial knee joint mounted on the knee, FIG. 4 is a plan view of the insert, and FIG. 5 is a plan view of the base plate. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[0012]
The artificial knee joint is composed of a combination of a femoral component 1 and a tibial component 2. Of these, the femoral component 1 is made of a biocompatible metal such as a titanium alloy, and the inner surface is formed in a polygonal shape. The inner condyle 3 and the outer condyle 4 are formed in a substantially circular shape, that is, in a substantially C shape in a side view, and the distal end of the femur 5 is appropriately cut off. It is attached here (FIG. 2). Although not shown in the figure, a type called a PS type that regulates a specific mutual movement with a raised portion of a later-described tibial component 2 that is accommodated here by covering the above-described missing portion with a box is also available. This type is also included in the femoral component 1 here. In this case, when the medial condyle 3 and the lateral condyle 4 are viewed from the front-rear direction, the outer contour has a convex surface, and this convex surface continues to the streak back and forth.
[0013]
On the other hand, the tibial component 2 is composed of a base plate 7 that is cut at the proximal end of the tibia 6 and attached to the end of the tibia 6 and an insert 8 that is mounted on the base plate 7 ( FIG. 1). Of these, the base plate 7 is made of a biocompatible metal, and has a peg 10 protruding from the center of the lower surface of a flat plate 9 provided on the upper portion. By embedding the peg 10 in the bone marrow of the tibia 6 Fixed. On the other hand, the insert 8 is made of a medical resin material such as ultra-high molecular weight polyethylene, a dish-like body 11 stacked on the base plate 7, and a shaft portion protruding from the back surface and inserted into the peg 10 described above. 12.
[0014]
The peg 10 in this case is a cylindrical body having a hollow inside, and is composed of a straight portion 10a provided immediately below the center of the flat plate body 9 and a tapered portion 10b that is continuous below the straight portion 10a. . On the other hand, the shaft portion 12 is a shaft body having an upper straight portion 12a and a lower tapered portion 12b. The straight portion 12a is tightly fitted to the straight portion 10a of the peg and the tapered portion 12b is tightly fitted to the tapered portion 10b ( It is inserted so that it can turn without any play.
[0015]
Therefore, the weight applied to the insert 8 is not only the back surface of the dish-like body 11 of the insert 8 and the upper surface of the flat plate body 9 of the base plate 7, but also the mutual tapered portions 10b and 12b. As a result, the amount of wear is reduced and the durability is improved. Further, since the shaft portion 12 is tightly fitted in the peg 10, there is no backlash or blurring when the shaft portion 12 is turned, so that the movement is stable.
[0016]
On the upper surface of the dish-like body 11 of the insert 8, a low raised portion 15 is interposed between the inner articular surface 13 and the outer articular surface 14 that respectively support the inner condyle 3 and the outer condyle 4 of the femoral component 1. Is formed. Both the joint surfaces 13 and 14 are formed in a concave shape substantially along the outline shape of the medial condyle 3 and the lateral condyle 4, and this concave shape is developed back and forth.
[0017]
The femur 5 and the tibia 6 need to bend and extend relatively as the knee bends and stretches. In the above artificial knee joint, this movement is caused by the inner and outer condyles 3 and 4 on the inner and outer joint surfaces 13 and 14. This is made possible by rotating with rolling and sliding (FIG. 3). The angle of bending is −10 to 140 °, with rolling mainly in the initial stage and sliding mainly in the latter stage, but all movements are controlled by ligament groups such as the cruciate ligament and collateral ligament. The inner and outer condyles 3 and 4 do not fall off (dislocation) from the inner and outer joint surfaces 13 and 14.
[0018]
In addition to this, the insert 8 is formed on the base plate 7 in particular because the contact surface between the insert 8 and the inner and outer condyles 3 and 4 is formed so as to induce a rotational movement at the initial stage and the final stage of the bending and stretching angles. It can turn slightly in the horizontal plane. In this example, a horizontal plane U that is installed for the bottom of the plate members 9 of the base plate 7 is not parallel to the plane perpendicular V to the bone axis of the tibia 6, are provided with inclined forward by an angle α Therefore (therefore, the inner and outer joint surfaces 13 and 14 are also inclined backward by this angle α), the above-mentioned turning is made on this plane V (FIG. 6). If the plane V is inclined backward, bending becomes easy, but instability at the time of standing cannot be denied. Therefore, the backward inclination angle α is set in a range of 0 to 15 ° in consideration of these.
[0019]
In the present invention, the pivot center of the insert 8 is displaced inward from the midpoint of the inner and outer condyles 3 and 4 (FIG. 4). In other words, the turning point is an intermediate point between the inner and outer joint surfaces 13 and 14, specifically, a point R displaced inward from the shape center S by a predetermined distance δ. Therefore, this means that the shaft portion 12 of the insert 8 pivots about the center of the peg 10 of the base plate 7, so that the pivot center R of the insert 8 is displaced inward from the shape center S by a distance δ. This means that the center of rotation of the insert 8 set on the pace plate 7 is also shifted by this distance δ (FIG. 5).
[0020]
By the way, although this distance (delta) is determined suitably, about 1-10 mm is suitable like a living body knee joint. On the other hand, the insert 8 of this example is inserted so that the shaft portion 12 is tightly fitted into the peg 10 of the base plate 7 and can be turned. It does not occur, and the surrounding tissue is not damaged. Further, in the present invention, in order to make this more thorough, this rotation is not limited, but is regulated within a certain range.
[0021]
As a specific configuration of this regulation, in this example, the straight section 10a of the peg 10 has a fan-shaped cross-sectional shape, and the straight section 12a of the shaft section 12 fitted to the straight section 10a is replaced with the straight section 10a. On the other hand, the ellipsoid is allowed to turn by a certain angle (FIG. 7). Therefore, even at the turning limit point, there is no situation where an excessive pressure is applied to a small area portion such as a stopper or a groove, and the specific portion is not broken or damaged. By the way, the range in which the shaft portion 12 can turn in the peg 10 is the maximum turning angle β. In the present invention, the turning angle β is set to 20 ° or less like the living body knee joint. The turning angle β can be adjusted by changing the shape of the straight portion 12a.
[0022]
As described above, the rotational movement between the inner and outer condyles 3 and 4 and the inner and outer joint surfaces 13 and 14 derived from the bending and stretching of the knee is centered on the turning center R which is closer to the inside than the shape center S by the eccentric distance δ. Therefore, a medial pivot similar to that of a living knee joint is formed, so that excessive stress is not applied to the insert 8 and the turning motion is smoothly performed, and uneven wear and peeling are not caused on the surface, thereby improving durability. . In addition, when the center of rotation R is displaced inward, the distance R ₁ from here to the center of the medial condyle 3 is larger than the distance R ₂ to the center of the lateral condyle 4, so The amount of movement of the lateral condyle 4 before and after becomes larger than that of the medial condyle 3, and the rotational movement of the tibia during bending and stretching becomes smooth and contributes to an increase in the bending angle.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the insert of the tibial component that supports the femoral component can be swiveled, and the swivel center is provided by being displaced inward from the center of the inner and outer joint surfaces formed in the insert. Therefore, a medial pivot similar to a living knee joint is formed on the artificial knee joint to make the movement smooth. This alleviates the stress applied to the joint surface, thereby preventing uneven wear and peeling and improving durability. In addition, deviating the center of rotation to the inside will increase the amount of movement of the internal and external condyles in the anteroposterior direction at the time of turning, so that the rotational movement of the tibia during knee flexion and extension is greater. Becomes smooth and contributes to an increase in the bending angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a tibial component insert and a base plate showing an example of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a femoral component showing an example of the present invention.
FIG. 3 is a side view showing a state where an artificial knee joint according to an embodiment of the present invention is mounted on a knee.
FIG. 4 is a plan view of an insert showing an example of the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a base plate showing an example of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Femoral component 2 Tibial component 3 Medial condyle 4 Lateral condyle 5 Femur 6 Tibia 7 Base plate 8 Insert 9 Flat plate 10 Peg 11 Dish-shaped body 12 Shaft part 13 Inner joint surface 14 Outer joint surface R Rotation center

Claims

大腿骨に装着される大腿骨コンポーネントの内外顆を脛骨に装着される脛骨コンポーネントの内外関節面で前後回動可能に支持する人工膝関節において、脛骨コンポーネントが平板体の下面に中が空洞になって脛骨の骨髄内に骨軸方向に向けて挿入されるペグが設けられるベースプレートと、平板体に載置される皿状体の下面に設けられる軸部がペグに緊嵌状態で一定範囲だけ旋回可能に挿入されるインサートとで構成されるものであり、インサートの軸部及びベースプレートのペグを皿状体の上面に形成される内外関節面の左右中間点よりも内側に偏位させたことを特徴とする人工膝関節。In an artificial knee joint that supports the internal and external condyles of the femoral component attached to the femur so that it can be rotated back and forth by the internal and external joint surfaces of the tibial component attached to the tibia, the tibial component is hollow on the bottom surface of the flat plate The base plate provided with a peg that is inserted into the bone marrow of the tibial bone in the direction of the bone axis, and the shaft provided on the lower surface of the dish-like body placed on the flat plate turn in a certain range while being tightly fitted to the peg. The insert shaft portion and the base plate pegs are displaced inward from the left and right midpoints of the inner and outer joint surfaces formed on the upper surface of the dish-shaped body. A prosthetic knee joint.

ペグ及び軸部が互いに嵌合し合う断面が楕円形をしたストレート部と、テーパ部とからなるものであり、軸部のストレート部がペグのストレート部内で一定範囲の旋回を許容する楕円形にしてある請求項１の人工膝関節。 The section where the peg and shaft part fit together consists of a straight part with an elliptical shape and a taper part, and the straight part of the shaft part has an elliptical shape that allows a certain range of turning within the straight part of the peg. claim 1 of the artificial knee joint with Te.