人工関節用コンポーネント
【課題】人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる人工関節用コンポーネントを提供する。
【解決手段】複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される。複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、いずれかが選択して用いられるとともに、それぞれの内面形状が、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられる。複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれにおける球面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の径方向における中心位置は、互いにずれた位置に位置するように設定されている。
【解決手段】複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される。複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、いずれかが選択して用いられるとともに、それぞれの内面形状が、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられる。複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれにおける球面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の径方向における中心位置は、互いにずれた位置に位置するように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、股関節等の関節に異常が認められた患者に対して、人工股関節等の人工関節を適用し、関節の一部又は全部を人工関節で置換する人工関節置換術が行われている。そして、上述したような人工関節においては、関節における一方の骨に対してカップ状のコンポーネントが設置され、他方の骨に対しては骨頭の一部又は全部を置換するコンポーネントが用いられる。
【０００３】
骨頭の全部を置換するコンポーネントとしては、骨の髄腔部に挿入される棒状に形成されたステム部材と、ボール状に形成されてステム部材のネック部に連結される骨頭ボール部材とを有するコンポーネントが用いられる。このようなコンポーネントとして、特許文献１の図８や特許文献２において、人工股関節において用いられる人工股関節用大腿骨コンポーネントが開示されている。このようなコンポーネントにおいては、関節側に配置される骨頭ボール部材は、骨盤の寛骨臼に設置されたカップ状のコンポーネントに対して摺動するように配置される。そして、人体の左右で骨の長さ寸法の差（骨長差）が生じてしまっているような患者に対しては、ステム部材に対する連結位置を変更可能な骨頭ボール部材を用いることで、その骨長差を補正しつつ適当な筋肉の緊張を得ることが可能なコンポーネントを用いた人工関節置換術が行われることが一般的である。尚、この場合、ステム部材のネック部に連結する骨頭ボール部材の位置を変更可能なように、骨頭ボール部材に形成される連結穴の深さ寸法が異なる骨頭ボール部材が複数準備されることになる。
【０００４】
一方、関節における一方の骨に対してカップ状に形成された人工関節用コンポーネントが設置され、関節における他方の骨に対してその骨頭表面を置換するように配置されるとともに上記の人工関節用コンポーネントに対して摺動するように配置される表面置換型コンポーネントが設置される人工関節置換術も行われている。特許文献１の図１及び図２においては、カップ状の人工関節用コンポーネントと表面置換型コンポーネントとを備える人工股関節が開示されている。このような人工関節が用いられることで、例えば骨頭部分の損傷の程度が軽度の場合には、手術の際における骨頭部分の切除量の少量化等を図ることができ、骨温存の観点において非常に有用な人工関節を提供することができる。また、前述したような骨頭ボール部材を用いた人工関節の適用が必要な段階の前段階としての人工関節の選択肢を拡大することができる。
【０００５】
特許文献１に開示されたようなカップ状の人工関節用コンポーネントと表面置換型コンポーネントとを備える人工関節においては、上記のように、骨温存の観点で有用な人工関節を提供することができる。しかし、この人工関節においては、前述したステム部材及び骨頭ボール部材を有するコンポーネントを用いる場合のように、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工関節を実現することが難しい。
【０００６】
上記に対して、特許文献３に開示された表面置換型コンポーネントは、カップ状の人工関節用コンポーネントに対して摺動するとともに骨頭を置換するように配置され、表面が置換される骨頭に対して内側の取付面において嵌合するように取り付けられる頭部が設け
られている。この頭部には、骨頭の周囲に沿って延びるように形成されたスカート部が設けられ、スカート部の内面と上記の取付面とによって、表面が置換される骨頭に対して嵌合するように取り付けられる。そして、この表面置換型コンポーネントにおいては、頭部の厚み寸法を変更して設定することができるとともに、表面が置換される骨頭に対してスカート部にて嵌合して固定されることになる。このため、頭部の寸法構成を変更した表面置換型コンポーネントを用いることで、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工関節を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１３７２６７号公報
【特許文献２】特表平８−５０３８５９号公報
【特許文献３】特開２００９−１６０３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に開示されたような表面置換型コンポーネントを有する人工関節を用いることで、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができる。しかしながら、特許文献３の表面置換型コンポーネントの場合、骨頭に嵌合して取り付けられた状態では、骨に対するコンポーネントの取り付け箇所の端部となるスカート部の端部の近傍の骨において、応力集中を招いてしまい易いという問題がある。このため、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折（大腿骨用の表面置換型コンポーネントの場合であれば大腿骨頚部骨折）の発生を招き易いという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる人工関節用コンポーネントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための第１発明に係る人工関節用コンポーネントは、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントに関する。そして、第１発明に係る人工関節用コンポーネントは、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネントを構成可能に設けられ、前記複数のコンポーネントは、いずれかが選択して用いられるとともに、それぞれの前記内面形状が、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられ、前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の径方向における中心位置は、互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、表面置換型コンポーネントが摺動するカップ状の人工関節用コンポーネントが、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネントとして設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネントのいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネントのそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成される。これにより、複数のコンポーネントのいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネントが摺動する摺動面である球面の半径が変わることがないため、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保することができる。そして、更に、複数のコンポーネントのそれぞれにおいて、内面形状の球面の中心位置が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネントのうちから患者の状況に応じた適切なコン
ポーネントを選択して設置することで、人工関節用コンポーネントに対する表面置換型コンポーネントの位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、本発明の人工関節用コンポーネントを用いることにより、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工関節を実現することができる。また、本発明の人工関節用コンポーネントを用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。これにより、本発明の人工関節用コンポーネントを用いることで、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる。
【００１２】
従って、本発明によると、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる人工関節用コンポーネントを提供することができる。
【００１３】
第２発明に係る人工関節用コンポーネントは、第１発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の中心位置が、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、複数のコンポーネントの内面形状において、位置が互いにずれるように設定される球面の中心位置が同一直線上に沿って配置されるよう設定される。このため、人工関節置換術を行う術者が、複数のコンポーネントのうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネントを選択して設置するに際して、人工関節用コンポーネントに対する表面置換型コンポーネントの位置についての検討及び調整をより容易に行うことができる。
【００１５】
第３発明に係る人工関節用コンポーネントは、第１発明又は第２発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントは、それぞれ一体に形成された部材として設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、複数のコンポーネントがそれぞれ一体形成された部材として設けられる。このため、人体の左右での骨長差を補正して適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現できる人工関節用コンポーネントにおいて、更なる構成の簡素化を図ることができる。
【００１７】
第４発明に係る人工関節用コンポーネントは、第１発明又は第２発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントのそれぞれは、カップ状に形成されて前記一方の骨に対して固定される第１コンポーネント部材と、前記第１コンポーネント部材とは別体のカップ状に形成されるとともに前記第１コンポーネント部材の内側に固定される第２コンポーネント部材と、を有し、前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが組み合わされることで形成されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によると、複数のコンポーネントのそれぞれが、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とが組み合わされることで形成される。このため、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材との組み合わせ形態を種々設定することができる。こ
れにより、一方の骨に固定される第１コンポーネント部材と、表面置換型コンポーネントが摺動する第２コンポーネント部材とのそれぞれにおいて、所望される特性が付与された人工関節用コンポーネントの組み合わせを容易に実現することができる。
【００１９】
第５発明に係る人工関節用コンポーネントは、第４発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材は、前記複数のコンポーネントにおいて共通して用いられる１つの部材として設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、第１コンポーネント部材が複数のコンポーネントにおいて共通する１つの部材として設けられ、内面形状が異なる第２コンポーネント部材がそれぞれ組み合わされることで、複数のコンポーネントがそれぞれ構成されることになる。このため、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が組み合わされて構成される人工関節用コンポーネントにおいて、部材点数の増大を第１コンポーネント部材の共通化により抑制でき、構成の簡素化を図ることができる。
【００２１】
第６発明に係る人工関節用コンポーネントは、第４発明又は第５発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが、種類の異なる材料で形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によると、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が種類の異なる材料で形成される。このため、一方の骨に固定される第１コンポーネント部材と、表面置換型コンポーネントが摺動する第２コンポーネント部材とのそれぞれにおいて、所望される特性を付与できる材料の種類にそれぞれ独立して設定することができる。
【００２３】
第７発明に係る人工関節用コンポーネントは、第６発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材は金属材料で形成され、前記第２コンポーネント部材はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によると、一方の骨に固定される第１コンポーネント部材が金属材料で形成されるため、第１コンポーネント部材において骨に固定される外面に対して、骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネントが摺動する第２コンポーネント部材がセラミックス材料で形成されるため、内面形状の球面に鏡面加工等の平滑化処理を施すだけで、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【００２５】
第８発明に係る人工関節用コンポーネントは、第４発明乃至第７発明のいずれかの人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材の内側と、前記第１コンポーネント部材の内側に固定される前記第２コンポーネント部材の外側とには、互いに係合し合う係合部がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によると、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が、互いに係合する係合部を介して固定されることになる。このため、第１コンポーネント部材の内側及び第２コンポーネント部材の外側に係合部を設けるという簡素な構成によって、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材との結合強度を容易に向上させることができる。
【００２７】
第９発明に係る人工関節用コンポーネントは、第３発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントのそれぞれは、金属材料で形成されるとともに前記表
面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によると、複数のコンポーネントがそれぞれ金属材料で一体形成された部材として設けられ、構成の簡素化が図られる。そして、金属材料で形成されるため、骨に固定される外面に対して、骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられるため、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる人工関節用コンポーネントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る人工関節用コンポーネントを示す断面図である。
【図２】図１に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図３】図１に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図４】図１に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図５】図１に示す人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントの形状について説明するための模式断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る人工関節用コンポーネントを示す断面図である。
【図７】図６に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図８】図６に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図９】図６に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る人工関節用コンポーネントを示す断面図である。
【図１１】図１０に示す人工関節用コンポーネントが人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨及び肩甲骨の断面の一部とともに示す図である。
【図１２】図１０に示す人工関節用コンポーネントが人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨及び肩甲骨の断面の一部とともに示す図である。
【図１３】図１０に示す人工関節用コンポーネントが人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨及び肩甲骨の断面の一部とともに示す図である。
【図１４】変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。
【図１５】図１４に示すコンポーネントにおける第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とを示す断面図である。
【図１６】変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。
【図１７】図１６に示すコンポーネントにおける第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とを示す断面図である。
【図１８】変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。
【図１９】図１８に示すコンポーネントにおける第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントとして広く適用することができるものである。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る人工関節用コンポーネント１を示す断面図である。本実施形態では、人工関節用コンポーネント１が人工股関節（本実施形態における人工関節）において用いられる場合を例にとって説明する。図２乃至図４は、人工関節用コンポーネント１が人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨１００及び骨盤１０１の断面の一部とともに示している。
【００３３】
図１乃至図４に示すように、人工関節用コンポーネント１は、人工股関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに股関節における一方の骨である骨盤１０１に対して設置される。そして、人工関節用コンポーネント１は、股関節における他方の骨である大腿骨１００の骨頭１００ａの表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネント１０２が摺動するように配置される。尚、本実施形態では、人工関節用コンポーネント１と表面置換型コンポーネント１０２とによって人工股関節が構成されている。
【００３４】
ここで、表面置換型コンポーネント１０２について説明する。表面置換型コンポーネント１０２は、図２乃至図４に示すように、骨頭表面部１０２ａと軸状部１０２ｂとを備えて構成されている。この表面置換型コンポーネント１０２は、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００３５】
そして、表面置換型コンポーネント１０２の骨頭表面部１０２ａは、骨盤１０１に設置される人工関節用コンポーネント１に対して摺動する球状外面１０２ｃが形成された半球殻状の形状に形成されている。この骨頭表面部１０２ａは、大腿骨１００の骨頭１００ａの表面を覆うように配置される。また、表面置換型コンポーネント１０２の軸状部１０２ｂは、骨頭表面部１０２ａの内側における球状外面１０２ｃの頭頂部分の裏側に対応する位置から突出して延びるように形成されている。そして、この軸状部１０２ｂは、大腿骨１００の骨頭１００ａに埋植される。
【００３６】
本実施形態に係る人工関節用コンポーネント１は、図１に示すように、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備えて構成されている。そして、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、図２乃至図４に示すように、いずれかが選択して用いられる。また、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、例えば、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００３７】
複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、それぞれ半球殻状に形成されたカップ状の部材として設けられているとともに、それぞれ一体に形成された部材として設けられている。各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）には、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対して固定して取り付けられる取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が設けられている。そし
て、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、カップ状の外側の形状であるこの取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の形状は、半径寸法が同じ半球面として形成されている。即ち、コンポーネント１ａの取付面１１ａと、コンポーネント１ｂの取付面１１ｂと、コンポーネント１ｃの取付面１１ｃとは、同一半径の半球面を成す同じ形状に形成されている。尚、各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）には、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の骨盤１０１に対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。
【００３８】
また、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれには、表面置換型コンポーネント１０２の球状外面１０２ｃが摺動する摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）が設けられている。そして、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、カップ状の内側の内面形状であるこの摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の形状は、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられている。尚、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）には、鏡面加工等の平滑化処理が施されている。
【００３９】
図５は、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）の形状について説明するための模式断面図である。尚、図５では、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）の断面を仮想的に重ねた状態で模式的に図示している。この図５に示すように、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）は、同一の半径の半球面として設けられている。
【００４０】
また、図５に示すように、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、半径寸法（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）が同じ球面の一部を成すように形成されている。即ち、摺動面１２ａの半径寸法Ｒ１と、摺動面１２ｂの半径寸法Ｒ２と、摺動面１２ｃの半径寸法Ｒｃとが、同一となるように（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３となるように）構成されている。また、図５においては、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれにおける各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）としての各球面の径方向における中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を黒く塗りつぶした小さい丸印で図示している。複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）においては、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）における上記の各中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）は、図中において一点鎖線で示す同一直線Ｌ上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されている。
【００４１】
尚、図５において、上記の直線Ｌについては、各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）及び各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の頭頂部分の頂点を通過する仮想の直線として図示している。そして、上記のように、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）としての各球面の中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が直線Ｌ上に沿って互いにずれた位置に位置するように設定されていることで、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）における各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の頂点の位置での深さが異なるように設定されている。即ち、コンポーネント１ａに対して、上記の深さが、コンポーネント１ｂでは両端矢印Ｄ１で示す深さ寸法だけ深くなるように、コンポーネント１ｃでは両端矢印Ｄ２で示す深さ寸法だけ深くなるように設定されている。
【００４２】
図２はコンポーネント１ａが選択されて人工股関節が構成された場合を示しており、図３はコンポーネント１ｂが選択されて人工股関節が構成された場合を示しており、図４はコンポーネント１ｃが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。前述のように、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の頂点の位置での深さが異なっている。このため、人工関節用コンポーネント１では、いずれかのコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）が適宜選択されることで、人工関節用
コンポーネント１に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置が調整可能なように構成されている。
【００４３】
本実施形態によると、表面置換型コンポーネント１０２が摺動するカップ状の人工関節用コンポーネント１が、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）として設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成される。これにより、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）である球面の半径が変わることがないため、表面置換型コンポーネント１０２の円滑な摺動動作を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、更に、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれにおいて、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）として設けられた各内面形状の球面の径方向の中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）を選択して設置することで、人工関節用コンポーネント１に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、人工関節用コンポーネント１を用いることにより、人体の左右での骨長差（本実施形態では、脚長差に対応することになる）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工股関節を実現することができる。
【００４５】
また、人工関節用コンポーネント１を用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がなく、通常よく用いられる形態の表面置換型コンポーネント１０２のような形態のものを用いることができる。よって、人工関節用コンポーネント１を用いることで、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる。
【００４６】
従って、本実施形態によると、人体の左右での骨長差（脚長差）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる人工関節用コンポーネント１を提供することができる。
【００４７】
また、人工関節用コンポーネント１によると、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）の内面形状において、位置が互いにずれるように設定される球面の中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が同一直線Ｌ上に沿って配置されるよう設定される。このため、人工関節置換術を行う術者が、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネントを選択して設置するに際して、人工関節用コンポーネント１に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置についての検討及び調整をより容易に行うことができる。
【００４８】
また、人工関節用コンポーネント１によると、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）がそれぞれ一体形成された部材として設けられる。このため、人体の左右での骨長差を補正して適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現できる人工関節用コン
ポーネントにおいて、更なる構成の簡素化を図ることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る人工関節用コンポーネント２を示す断面図である。本実施形態では、人工関節用コンポーネント２が人工股関節（本実施形態における人工関節）において用いられる場合を例にとって説明する。図７乃至図９は、人工関節用コンポーネント２が人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨１００及び骨盤１０１の断面の一部とともに示している。
【００５０】
図６乃至図９に示すように、人工関節用コンポーネント２は、人工股関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに股関節における一方の骨である骨盤１０１に対して設置される。そして、人工関節用コンポーネント２は、股関節における他方の骨である大腿骨１００の骨頭１００ａの表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネント１０２が摺動するように配置される。尚、本実施形態では、人工関節用コンポーネント２と表面置換型コンポーネント１０２とによって人工股関節が構成されている。
【００５１】
図６に示すように、人工関節用コンポーネント２は、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）を構成可能に設けられている。そして、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、図７乃至図９に示すように、いずれかが選択して用いられる。
【００５２】
この人工関節用コンポーネント２では、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において、第１実施形態の取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と同様の形状に形成される取付面１５と、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様の形状に形成される各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）とが設けられている。但し、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれが、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とが組み合わされることで形成されている点において異なっている。尚、以下の説明においては、骨（１００、１０１）及び表面置換型コンポーネント１０２については、第１実施形態と同様に構成されるため、図面において同一の符号を付すことで説明を省略する。また、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）については、第１実施形態と同様の形状に形成される取付面１５及び摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）に関しては適宜第１実施形態の説明を参照することで説明を省略し、第１実施形態とは異なる構成について説明する。
【００５３】
複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれは、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とを有し、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とが組み合わされることで形成される。尚、コンポーネント２ａは第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ａが組み合わされることで形成され、コンポーネント２ｂは第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが組合されることで形成され、コンポーネント２ｃは第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｃが組み合わされることで形成される。
【００５４】
第１コンポーネント部材１３は、カップ状に形成されて一方の骨である骨盤１０１に対して固定される部材として設けられ、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において共通して用いられる１つの部材として設けられている。尚、図６では、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）においてそれぞれ第１コンポーネント部材１３を図示しているが、人工関節用コンポーネント２においては、第１コンポーネント部材１３は、１つのみ設
けられている。この第１コンポーネント部材１３は、金属材料で形成されており、例えば、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００５５】
また、第１コンポーネント部材１３には、第１実施形態の各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と同じ形状に形成され、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対して固定して取り付けられる取付面１５が設けられている。そして、取付面１５には、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の骨盤１０１に対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。
【００５６】
各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）における各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、第１コンポーネント部材１３とは別体のカップ状に形成されるとともに、第１コンポーネント部材１３の内側に対して固定される部材として設けられている。そして、各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、セラミックス材料で形成されている。このため、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とは、種類の異なる材料で形成されていることになる。尚、各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、第１コンポーネント部材１３の内側に対して、球面同士での嵌合により固定されるように構成されている。
【００５７】
また、各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）には、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同じ形状に形成され、表面置換型コンポーネント１０２の球状外面１０２ｃが摺動する摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が設けられている。各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）におけるカップ状の内側の内面形状となるこの摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の形状は、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられている。そして、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）における各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）としての各球面の径方向における中心位置は、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様に、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されている。このため、人工関節用コンポーネント２においても、第１実施形態と同様に、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）における各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の頂点の位置での深さが異なるように設定されている。尚、各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）には、鏡面加工等の平滑化処理が施されている。
【００５８】
図７は、第１コンポーネント部材１３に第２コンポーネント部材１４ａを組み合わせたコンポーネント２ａが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。また、図８は、第１コンポーネント部材１３に第２コンポーネント部材１４ｂを組み合わせたコンポーネント２ｂが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。また、図９は、第１コンポーネント部材１３に第２コンポーネント部材１４ｃを組み合わせたコンポーネント２ｃが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。前述のように、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において、各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の頂点の位置での深さが異なっている。このため、人工関節用コンポーネント２では、いずれかのコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）が適宜選択されることで、人工関節用コンポーネント２に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置が調整可能なように構成されている。
【００５９】
本実施形態によると、表面置換型コンポーネント１０２が摺動するカップ状の人工関節用コンポーネント２が、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）として設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成さ
れる。これにより、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）である球面の半径が変わることがないため、表面置換型コンポーネント１０２の円滑な摺動動作を確保することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、更に、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれにおいて、各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）として設けられた各内面形状の球面の径方向の中心位置が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）を選択して設置することで、人工関節用コンポーネント２に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、人工関節用コンポーネント２を用いることにより、人体の左右での骨長差（脚長差）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工股関節を実現することができる。
【００６１】
また、人工関節用コンポーネント２を用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がなく、通常よく用いられる形態の表面置換型コンポーネント１０２のような形態のものを用いることができる。よって、人工関節用コンポーネント２を用いることで、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる。
【００６２】
従って、本実施形態によると、人体の左右での骨長差（脚長差）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる人工関節用コンポーネント２を提供することができる。
【００６３】
また、人工関節用コンポーネント２によると、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれが、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とが組み合わされることで形成される。このため、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）との組み合わせ形態を種々設定することができる。これにより、一方の骨である骨盤１０１に固定される第１コンポーネント部材１３と、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とのそれぞれにおいて、所望される特性が付与された人工関節用コンポーネント２の組み合わせを容易に実現することができる。
【００６４】
また、人工関節用コンポーネント２によると、第１コンポーネント部材１３が複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において共通する１つの部材として設けられ、内面形状が異なる第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）がそれぞれ組み合わされることで、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）がそれぞれ構成されることになる。このため、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が組み合わされて構成される人工関節用コンポーネント２において、部材点数の増大を第１コンポーネント部材１３の共通化により抑制でき、構成の簡素化を図ることができる。
【００６５】
また、人工関節用コンポーネント２によると、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が種類の異なる材料で形成される。このた
め、一方の骨である骨盤１０１に固定される第１コンポーネント部材１３と、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とのそれぞれにおいて、所望される特性を付与できる材料の種類にそれぞれ独立して設定することができる。
【００６６】
また、人工関節用コンポーネント２によると、一方の骨である骨盤１０１に固定される第１コンポーネント部材１３が金属材料で形成されるため、第１コンポーネント部１３において骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに固定される外面に対して、寛骨臼１０１ａに対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）がセラミックス材料で形成されるため、内面形状の球面に鏡面加工等の平滑化処理を施すだけで、表面置換型コンポーネント１０２の円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【００６７】
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る人工関節用コンポーネント３を示す断面図である。本実施形態では、人工関節用コンポーネント３が人工肩関節（本実施形態における人工関節）において用いられる場合を例にとって説明する。図１１乃至図１３は、人工関節用コンポーネント１が人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨１０３及び肩甲骨１０４の断面の一部とともに示している。
【００６８】
図１０乃至図１３に示すように、人工関節用コンポーネント３は、人工肩関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに肩関節における一方の骨である肩甲骨１０４に対して設置される。そして、人工関節用コンポーネント３は、肩関節における他方の骨である上腕骨１０３の骨頭１０３ａの表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネント１０５が摺動するように配置される。尚、本実施形態では、人工関節用コンポーネント３と表面置換型コンポーネント１０５とによって人工肩関節が構成されている。
【００６９】
ここで、表面置換型コンポーネント１０５について説明する。表面置換型コンポーネント１０５は、図１１乃至図１３に示すように、骨頭表面部１０５ａと軸状部１０５ｂとを備えて構成されている。この表面置換型コンポーネント１０５は、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００７０】
そして、表面置換型コンポーネント１０５の骨頭表面部１０５ａは、肩甲骨１０４に設置される人工関節用コンポーネント３に対して摺動する球状外面１０５ｃが形成された半球状の形状に形成されている。この骨頭表面部１０５ａは、上腕骨１０３の骨頭１０３ａの表面を覆うように配置される。また、表面置換型コンポーネント１０５の軸状部１０５ｂは、骨頭表面部１０５ａにおける球状外面１０５ｃの頭頂部分の反対側に対応する位置から突出して延びるように形成されている。そして、この軸状部１０５ｂは、上腕骨１０３の骨頭１０３ａに埋植される。
【００７１】
本実施形態に係る人工関節用コンポーネント３は、図１０に示すように、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）を備えて構成されている。そして、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）は、図１１乃至図１３に示すように、いずれかが選択して用いられる。また、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）は、例えば、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００７２】
複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）は、それぞれ半球殻状に形成されたカップ状の部材として設けられているとともに、それぞれ一体に形成された部材として設けられている。各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）には、肩甲骨１０４の寛骨臼１０４ａに対して固定して取り付けられる取付面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）が設けられている。そして、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）において、カップ状の外側の形状であるこの取付面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の形状は、半径寸法が同じ半球面として形成されている。即ち、コンポーネント３ａの取付面１７ａと、コンポーネント３ｂの取付面１７ｂと、コンポーネント３ｃの取付面１７ｃとは、同一半径の半球面を成す同じ形状に形成されている。尚、各取付面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）には、肩甲骨１０４の寛骨臼１０４ａに対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の肩甲骨１０４に対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。
【００７３】
また、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のそれぞれには、表面置換型コンポーネント１０５の球状外面１０５ｃが摺動する摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）が設けられている。そして、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）において、カップ状の内側の内面形状であるこの摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の形状は、第１実施形態の摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様に、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられている。
【００７４】
また、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）における各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）としての各球面の径方向における中心位置は、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様に、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されている。このため、人工関節用コンポーネント３においても、第１実施形態と同様に、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）における各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の頂点の位置での深さが異なるように設定されている。尚、各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）には、鏡面加工等の平滑化処理が施されている。
【００７５】
図１１はコンポーネント３ａが選択されて人工肩関節が構成された場合を示しており、図１２はコンポーネント３ｂが選択されて人工肩関節が構成された場合を示しており、図１３はコンポーネント３ｃが選択されて人工肩関節が構成された場合を示している。前述のように、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）において、各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の頂点の位置での深さが異なっている。このため、人工関節用コンポーネント３では、いずれかのコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）が適宜選択されることで、人工関節用コンポーネント３に対する表面置換型コンポーネント１０５の位置が調整可能なように構成されている。
【００７６】
本実施形態によると、表面置換型コンポーネント１０５が摺動するカップ状の人工関節用コンポーネント３が、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）として設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成される。これにより、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネント１０５が摺動する摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）である球面の半径が変わることないため、表面置換型コンポーネント１０５の円滑な摺動動作を確保することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、更に、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のそれぞれにおいて、各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）として設けられた各内面形状の球面の径方向の中心位置が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネント（３
ａ、３ｂ、３ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）を選択して設置することで、人工関節用コンポーネント３に対する表面置換型コンポーネント１０５の位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、人工関節用コンポーネント３を用いることにより、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工肩関節を実現することができる。
【００７８】
また、人工関節用コンポーネント３を用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がなく、通常よく用いられる形態の表面置換型コンポーネント１０５のような形態のものを用いることができる。よって、人工関節用コンポーネント３を用いることで、表面置換型コンポーネント１０５の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工肩関節を実現することができる。
【００７９】
従って、本実施形態によると、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０５の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工肩関節を実現することができる人工関節用コンポーネント３を提供することができる。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【００８１】
（１）第１乃至第３実施形態では、複数のコンポーネントとして３つのコンポーネントを構成可能な人工関節用コンポーネントを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、複数のコンポーネントとして２つのコンポーネント又は４つ以上のコンポーネントを構成可能な人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８２】
（２）第１乃至第３実施形態では、複数のコンポーネントのそれぞれにおける内面形状の球面の径方向の中心位置が、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定された人工関節用コンポーネントを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。複数のコンポーネントのそれぞれにおける上記球面の中心位置が、同一直線上に沿った位置とは異なる位置で、互いにずれた位置に位置するように設定された人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８３】
（３）第１及び第３実施形態では、複数のコンポーネントのそれぞれが、金属材料で形成されているものを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、複数のコンポーネントのそれぞれが、セラミックス材料や樹脂材料で形成されている人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８４】
（４）第１及び第３実施形態における複数のコンポーネントにおいては、金属材料で形成されて、摺動面も金属面として形成されている形態を例示したが、この通りでなくてもよい。複数のコンポーネントのそれぞれが、金属材料で形成されるとともに表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられ、摺動面がセラミックスの面として形成されている人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８５】
上記の変形例に係る人工関節用コンポーネントによると、複数のコンポーネントがそれ
ぞれ金属材料で一体形成された部材として設けられ、構成の簡素化が図られる。そして、金属材料で形成されるため、骨に固定される外面に対して、骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられるため、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【００８６】
（５）第２実施形態では、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とが球面同士の嵌合によって固定される形態を例示したが、この通りでなくてもよい。例えば、第１コンポーネント部材の内側と、第１コンポーネント部材の内側に固定される第２コンポーネント部材の外側とに、互いに係合し合う係合部がそれぞれ設けられている人工関節用コンポーネントを実施してもよい。この変形例によると、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が、互いに係合する係合部を介して固定されることになる。このため、第１コンポーネント部材の内側及び第２コンポーネント部材の外側に係合部を設けるという簡素な構成によって、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材との結合強度を容易に向上させることができる。
【００８７】
図１４及び図１５、図１６及び図１７、図１８及び図１９は、それぞれ、上記の変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。図１４乃至図１９に示す変形例については、第２実施形態における複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のうちの１つのコンポーネント２ｂに対応する変形例のコンポーネントの断面をそれぞれ図示している。以下、第２実施形態のコンポーネント２ｂにおける第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント１４ｂに係合部が形成された状態を示す断面図（図１４乃至図１９）を参照しつつ、上記の変形例について説明する。尚、図１４、図１６、及び図１８は、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材１４ｂとが組み合わされた状態を示している。一方、図１５、図１７、及び図１９は、第１コンポーネント部材１３の断面図（図１５（ａ）、図１７（ａ）、図１９（ａ））と、第２コンポーネント部材１４ｂの断面図（図１５（ｂ）、図１７（ｂ）、図１９（ｂ））とを示している。
【００８８】
図１４及び図１５に示す変形例においては、第１コンポーネント部材１３の内側における縁部分の近傍において、周方向に沿って延びるように形成された溝状の係合部１９が形成されている。一方、第２コンポーネント部材１４ｂの外側における縁部分の近傍においては、周方向に沿って延びるように形成された突起状の係合部２０が形成されている。これらの係合部１９と係合部２０とは互いに係合し合うように構成されている。これにより、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが、互いに係合する係合部（１９、２０）を介して強固に固定されることになる。
【００８９】
図１６及び図１７に示す変形例においては、第１コンポーネント部材１３の内側における縁部分において、周方向に沿って延びるように形成されるとともに、縁側に向かって円錐曲面の一部を成すように広がるテーパ状の斜面としての係合部２１が形成されている。一方、第２コンポーネント部材１４ｂの外側における縁部分においては、周方向に沿って延びるように形成されるとともに、縁側に向かって円錐曲面の一部を成すように広がるテーパ状の斜面としての係合部２２が形成されている。第２コンポーネント部材１４ｂの縁側に向かう係合部２２の勾配は、第１コンポーネント部材１３の縁側に向かう係合部２１の勾配よりも僅かに緩やかな角度となるように形成されている。このため、係合部２１と係合部２２とが互いに楔状に係合し合うように構成されている。これにより、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが、互いに係合する係合部（２１、２２）を介して強固に固定されることになる。
【００９０】
図１８及び図１９に示す変形例においては、第１コンポーネント部材１３の内側におけ
る縁部分において、周方向に沿って螺旋状に延びる雌ネジ部分としての係合部２３が形成されている。一方、第２コンポーネント部材１４ｂの外側における縁部分においては、周方向に沿って螺旋状に延びる雄ネジ部分としての係合部２４が形成されている。これらの係合部２３と係合部２４とは、螺合により互いに係合し合うように構成されている。これにより、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが、互いに係合する係合部（２３、２４）を介して強固に固定されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントとして、広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【００９２】
１ 人工関節用コンポーネント
１ａ、１ｂ、１ｃ 複数のコンポーネント
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 摺動面（内面形状における球面）
１００ 大腿骨（他方の骨）
１０１ 骨盤（一方の骨）
１０２ 表面置換型コンポーネント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、股関節等の関節に異常が認められた患者に対して、人工股関節等の人工関節を適用し、関節の一部又は全部を人工関節で置換する人工関節置換術が行われている。そして、上述したような人工関節においては、関節における一方の骨に対してカップ状のコンポーネントが設置され、他方の骨に対しては骨頭の一部又は全部を置換するコンポーネントが用いられる。
【０００３】
骨頭の全部を置換するコンポーネントとしては、骨の髄腔部に挿入される棒状に形成されたステム部材と、ボール状に形成されてステム部材のネック部に連結される骨頭ボール部材とを有するコンポーネントが用いられる。このようなコンポーネントとして、特許文献１の図８や特許文献２において、人工股関節において用いられる人工股関節用大腿骨コンポーネントが開示されている。このようなコンポーネントにおいては、関節側に配置される骨頭ボール部材は、骨盤の寛骨臼に設置されたカップ状のコンポーネントに対して摺動するように配置される。そして、人体の左右で骨の長さ寸法の差（骨長差）が生じてしまっているような患者に対しては、ステム部材に対する連結位置を変更可能な骨頭ボール部材を用いることで、その骨長差を補正しつつ適当な筋肉の緊張を得ることが可能なコンポーネントを用いた人工関節置換術が行われることが一般的である。尚、この場合、ステム部材のネック部に連結する骨頭ボール部材の位置を変更可能なように、骨頭ボール部材に形成される連結穴の深さ寸法が異なる骨頭ボール部材が複数準備されることになる。
【０００４】
一方、関節における一方の骨に対してカップ状に形成された人工関節用コンポーネントが設置され、関節における他方の骨に対してその骨頭表面を置換するように配置されるとともに上記の人工関節用コンポーネントに対して摺動するように配置される表面置換型コンポーネントが設置される人工関節置換術も行われている。特許文献１の図１及び図２においては、カップ状の人工関節用コンポーネントと表面置換型コンポーネントとを備える人工股関節が開示されている。このような人工関節が用いられることで、例えば骨頭部分の損傷の程度が軽度の場合には、手術の際における骨頭部分の切除量の少量化等を図ることができ、骨温存の観点において非常に有用な人工関節を提供することができる。また、前述したような骨頭ボール部材を用いた人工関節の適用が必要な段階の前段階としての人工関節の選択肢を拡大することができる。
【０００５】
特許文献１に開示されたようなカップ状の人工関節用コンポーネントと表面置換型コンポーネントとを備える人工関節においては、上記のように、骨温存の観点で有用な人工関節を提供することができる。しかし、この人工関節においては、前述したステム部材及び骨頭ボール部材を有するコンポーネントを用いる場合のように、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工関節を実現することが難しい。
【０００６】
上記に対して、特許文献３に開示された表面置換型コンポーネントは、カップ状の人工関節用コンポーネントに対して摺動するとともに骨頭を置換するように配置され、表面が置換される骨頭に対して内側の取付面において嵌合するように取り付けられる頭部が設け
られている。この頭部には、骨頭の周囲に沿って延びるように形成されたスカート部が設けられ、スカート部の内面と上記の取付面とによって、表面が置換される骨頭に対して嵌合するように取り付けられる。そして、この表面置換型コンポーネントにおいては、頭部の厚み寸法を変更して設定することができるとともに、表面が置換される骨頭に対してスカート部にて嵌合して固定されることになる。このため、頭部の寸法構成を変更した表面置換型コンポーネントを用いることで、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工関節を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１３７２６７号公報
【特許文献２】特表平８−５０３８５９号公報
【特許文献３】特開２００９−１６０３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に開示されたような表面置換型コンポーネントを有する人工関節を用いることで、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができる。しかしながら、特許文献３の表面置換型コンポーネントの場合、骨頭に嵌合して取り付けられた状態では、骨に対するコンポーネントの取り付け箇所の端部となるスカート部の端部の近傍の骨において、応力集中を招いてしまい易いという問題がある。このため、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折（大腿骨用の表面置換型コンポーネントの場合であれば大腿骨頚部骨折）の発生を招き易いという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる人工関節用コンポーネントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための第１発明に係る人工関節用コンポーネントは、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントに関する。そして、第１発明に係る人工関節用コンポーネントは、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネントを構成可能に設けられ、前記複数のコンポーネントは、いずれかが選択して用いられるとともに、それぞれの前記内面形状が、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられ、前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の径方向における中心位置は、互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、表面置換型コンポーネントが摺動するカップ状の人工関節用コンポーネントが、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネントとして設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネントのいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネントのそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成される。これにより、複数のコンポーネントのいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネントが摺動する摺動面である球面の半径が変わることがないため、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保することができる。そして、更に、複数のコンポーネントのそれぞれにおいて、内面形状の球面の中心位置が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネントのうちから患者の状況に応じた適切なコン
ポーネントを選択して設置することで、人工関節用コンポーネントに対する表面置換型コンポーネントの位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、本発明の人工関節用コンポーネントを用いることにより、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工関節を実現することができる。また、本発明の人工関節用コンポーネントを用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。これにより、本発明の人工関節用コンポーネントを用いることで、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる。
【００１２】
従って、本発明によると、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる人工関節用コンポーネントを提供することができる。
【００１３】
第２発明に係る人工関節用コンポーネントは、第１発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の中心位置が、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、複数のコンポーネントの内面形状において、位置が互いにずれるように設定される球面の中心位置が同一直線上に沿って配置されるよう設定される。このため、人工関節置換術を行う術者が、複数のコンポーネントのうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネントを選択して設置するに際して、人工関節用コンポーネントに対する表面置換型コンポーネントの位置についての検討及び調整をより容易に行うことができる。
【００１５】
第３発明に係る人工関節用コンポーネントは、第１発明又は第２発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントは、それぞれ一体に形成された部材として設けられていることを特徴とする。
【００１６】
この発明によると、複数のコンポーネントがそれぞれ一体形成された部材として設けられる。このため、人体の左右での骨長差を補正して適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現できる人工関節用コンポーネントにおいて、更なる構成の簡素化を図ることができる。
【００１７】
第４発明に係る人工関節用コンポーネントは、第１発明又は第２発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントのそれぞれは、カップ状に形成されて前記一方の骨に対して固定される第１コンポーネント部材と、前記第１コンポーネント部材とは別体のカップ状に形成されるとともに前記第１コンポーネント部材の内側に固定される第２コンポーネント部材と、を有し、前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが組み合わされることで形成されることを特徴とする。
【００１８】
この発明によると、複数のコンポーネントのそれぞれが、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とが組み合わされることで形成される。このため、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材との組み合わせ形態を種々設定することができる。こ
れにより、一方の骨に固定される第１コンポーネント部材と、表面置換型コンポーネントが摺動する第２コンポーネント部材とのそれぞれにおいて、所望される特性が付与された人工関節用コンポーネントの組み合わせを容易に実現することができる。
【００１９】
第５発明に係る人工関節用コンポーネントは、第４発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材は、前記複数のコンポーネントにおいて共通して用いられる１つの部材として設けられていることを特徴とする。
【００２０】
この発明によると、第１コンポーネント部材が複数のコンポーネントにおいて共通する１つの部材として設けられ、内面形状が異なる第２コンポーネント部材がそれぞれ組み合わされることで、複数のコンポーネントがそれぞれ構成されることになる。このため、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が組み合わされて構成される人工関節用コンポーネントにおいて、部材点数の増大を第１コンポーネント部材の共通化により抑制でき、構成の簡素化を図ることができる。
【００２１】
第６発明に係る人工関節用コンポーネントは、第４発明又は第５発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが、種類の異なる材料で形成されていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によると、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が種類の異なる材料で形成される。このため、一方の骨に固定される第１コンポーネント部材と、表面置換型コンポーネントが摺動する第２コンポーネント部材とのそれぞれにおいて、所望される特性を付与できる材料の種類にそれぞれ独立して設定することができる。
【００２３】
第７発明に係る人工関節用コンポーネントは、第６発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材は金属材料で形成され、前記第２コンポーネント部材はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする。
【００２４】
この発明によると、一方の骨に固定される第１コンポーネント部材が金属材料で形成されるため、第１コンポーネント部材において骨に固定される外面に対して、骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネントが摺動する第２コンポーネント部材がセラミックス材料で形成されるため、内面形状の球面に鏡面加工等の平滑化処理を施すだけで、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【００２５】
第８発明に係る人工関節用コンポーネントは、第４発明乃至第７発明のいずれかの人工関節用コンポーネントにおいて、前記第１コンポーネント部材の内側と、前記第１コンポーネント部材の内側に固定される前記第２コンポーネント部材の外側とには、互いに係合し合う係合部がそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００２６】
この発明によると、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が、互いに係合する係合部を介して固定されることになる。このため、第１コンポーネント部材の内側及び第２コンポーネント部材の外側に係合部を設けるという簡素な構成によって、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材との結合強度を容易に向上させることができる。
【００２７】
第９発明に係る人工関節用コンポーネントは、第３発明の人工関節用コンポーネントにおいて、前記複数のコンポーネントのそれぞれは、金属材料で形成されるとともに前記表
面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
この発明によると、複数のコンポーネントがそれぞれ金属材料で一体形成された部材として設けられ、構成の簡素化が図られる。そして、金属材料で形成されるため、骨に固定される外面に対して、骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられるため、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネントの取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工関節を実現することができる人工関節用コンポーネントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る人工関節用コンポーネントを示す断面図である。
【図２】図１に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図３】図１に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図４】図１に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図５】図１に示す人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントの形状について説明するための模式断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る人工関節用コンポーネントを示す断面図である。
【図７】図６に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図８】図６に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図９】図６に示す人工関節用コンポーネントが人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨及び骨盤の断面の一部とともに示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る人工関節用コンポーネントを示す断面図である。
【図１１】図１０に示す人工関節用コンポーネントが人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨及び肩甲骨の断面の一部とともに示す図である。
【図１２】図１０に示す人工関節用コンポーネントが人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨及び肩甲骨の断面の一部とともに示す図である。
【図１３】図１０に示す人工関節用コンポーネントが人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨及び肩甲骨の断面の一部とともに示す図である。
【図１４】変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。
【図１５】図１４に示すコンポーネントにおける第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とを示す断面図である。
【図１６】変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。
【図１７】図１６に示すコンポーネントにおける第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とを示す断面図である。
【図１８】変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。
【図１９】図１８に示すコンポーネントにおける第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントとして広く適用することができるものである。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る人工関節用コンポーネント１を示す断面図である。本実施形態では、人工関節用コンポーネント１が人工股関節（本実施形態における人工関節）において用いられる場合を例にとって説明する。図２乃至図４は、人工関節用コンポーネント１が人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨１００及び骨盤１０１の断面の一部とともに示している。
【００３３】
図１乃至図４に示すように、人工関節用コンポーネント１は、人工股関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに股関節における一方の骨である骨盤１０１に対して設置される。そして、人工関節用コンポーネント１は、股関節における他方の骨である大腿骨１００の骨頭１００ａの表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネント１０２が摺動するように配置される。尚、本実施形態では、人工関節用コンポーネント１と表面置換型コンポーネント１０２とによって人工股関節が構成されている。
【００３４】
ここで、表面置換型コンポーネント１０２について説明する。表面置換型コンポーネント１０２は、図２乃至図４に示すように、骨頭表面部１０２ａと軸状部１０２ｂとを備えて構成されている。この表面置換型コンポーネント１０２は、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００３５】
そして、表面置換型コンポーネント１０２の骨頭表面部１０２ａは、骨盤１０１に設置される人工関節用コンポーネント１に対して摺動する球状外面１０２ｃが形成された半球殻状の形状に形成されている。この骨頭表面部１０２ａは、大腿骨１００の骨頭１００ａの表面を覆うように配置される。また、表面置換型コンポーネント１０２の軸状部１０２ｂは、骨頭表面部１０２ａの内側における球状外面１０２ｃの頭頂部分の裏側に対応する位置から突出して延びるように形成されている。そして、この軸状部１０２ｂは、大腿骨１００の骨頭１００ａに埋植される。
【００３６】
本実施形態に係る人工関節用コンポーネント１は、図１に示すように、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）を備えて構成されている。そして、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、図２乃至図４に示すように、いずれかが選択して用いられる。また、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、例えば、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００３７】
複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）は、それぞれ半球殻状に形成されたカップ状の部材として設けられているとともに、それぞれ一体に形成された部材として設けられている。各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）には、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対して固定して取り付けられる取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が設けられている。そし
て、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、カップ状の外側の形状であるこの取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）の形状は、半径寸法が同じ半球面として形成されている。即ち、コンポーネント１ａの取付面１１ａと、コンポーネント１ｂの取付面１１ｂと、コンポーネント１ｃの取付面１１ｃとは、同一半径の半球面を成す同じ形状に形成されている。尚、各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）には、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の骨盤１０１に対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。
【００３８】
また、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれには、表面置換型コンポーネント１０２の球状外面１０２ｃが摺動する摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）が設けられている。そして、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、カップ状の内側の内面形状であるこの摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の形状は、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられている。尚、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）には、鏡面加工等の平滑化処理が施されている。
【００３９】
図５は、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）の形状について説明するための模式断面図である。尚、図５では、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）の断面を仮想的に重ねた状態で模式的に図示している。この図５に示すように、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）は、同一の半径の半球面として設けられている。
【００４０】
また、図５に示すように、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は、半径寸法（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）が同じ球面の一部を成すように形成されている。即ち、摺動面１２ａの半径寸法Ｒ１と、摺動面１２ｂの半径寸法Ｒ２と、摺動面１２ｃの半径寸法Ｒｃとが、同一となるように（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３となるように）構成されている。また、図５においては、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれにおける各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）としての各球面の径方向における中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を黒く塗りつぶした小さい丸印で図示している。複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）においては、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）における上記の各中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）は、図中において一点鎖線で示す同一直線Ｌ上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されている。
【００４１】
尚、図５において、上記の直線Ｌについては、各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）及び各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の頭頂部分の頂点を通過する仮想の直線として図示している。そして、上記のように、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）としての各球面の中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が直線Ｌ上に沿って互いにずれた位置に位置するように設定されていることで、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）における各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の頂点の位置での深さが異なるように設定されている。即ち、コンポーネント１ａに対して、上記の深さが、コンポーネント１ｂでは両端矢印Ｄ１で示す深さ寸法だけ深くなるように、コンポーネント１ｃでは両端矢印Ｄ２で示す深さ寸法だけ深くなるように設定されている。
【００４２】
図２はコンポーネント１ａが選択されて人工股関節が構成された場合を示しており、図３はコンポーネント１ｂが選択されて人工股関節が構成された場合を示しており、図４はコンポーネント１ｃが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。前述のように、各コンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）において、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）の頂点の位置での深さが異なっている。このため、人工関節用コンポーネント１では、いずれかのコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）が適宜選択されることで、人工関節用
コンポーネント１に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置が調整可能なように構成されている。
【００４３】
本実施形態によると、表面置換型コンポーネント１０２が摺動するカップ状の人工関節用コンポーネント１が、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）として設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成される。これにより、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）である球面の半径が変わることがないため、表面置換型コンポーネント１０２の円滑な摺動動作を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、更に、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のそれぞれにおいて、各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）として設けられた各内面形状の球面の径方向の中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）を選択して設置することで、人工関節用コンポーネント１に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、人工関節用コンポーネント１を用いることにより、人体の左右での骨長差（本実施形態では、脚長差に対応することになる）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工股関節を実現することができる。
【００４５】
また、人工関節用コンポーネント１を用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がなく、通常よく用いられる形態の表面置換型コンポーネント１０２のような形態のものを用いることができる。よって、人工関節用コンポーネント１を用いることで、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる。
【００４６】
従って、本実施形態によると、人体の左右での骨長差（脚長差）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる人工関節用コンポーネント１を提供することができる。
【００４７】
また、人工関節用コンポーネント１によると、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）の内面形状において、位置が互いにずれるように設定される球面の中心位置（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が同一直線Ｌ上に沿って配置されるよう設定される。このため、人工関節置換術を行う術者が、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネントを選択して設置するに際して、人工関節用コンポーネント１に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置についての検討及び調整をより容易に行うことができる。
【００４８】
また、人工関節用コンポーネント１によると、複数のコンポーネント（１ａ、１ｂ、１ｃ）がそれぞれ一体形成された部材として設けられる。このため、人体の左右での骨長差を補正して適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現できる人工関節用コン
ポーネントにおいて、更なる構成の簡素化を図ることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る人工関節用コンポーネント２を示す断面図である。本実施形態では、人工関節用コンポーネント２が人工股関節（本実施形態における人工関節）において用いられる場合を例にとって説明する。図７乃至図９は、人工関節用コンポーネント２が人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨１００及び骨盤１０１の断面の一部とともに示している。
【００５０】
図６乃至図９に示すように、人工関節用コンポーネント２は、人工股関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに股関節における一方の骨である骨盤１０１に対して設置される。そして、人工関節用コンポーネント２は、股関節における他方の骨である大腿骨１００の骨頭１００ａの表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネント１０２が摺動するように配置される。尚、本実施形態では、人工関節用コンポーネント２と表面置換型コンポーネント１０２とによって人工股関節が構成されている。
【００５１】
図６に示すように、人工関節用コンポーネント２は、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）を構成可能に設けられている。そして、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、図７乃至図９に示すように、いずれかが選択して用いられる。
【００５２】
この人工関節用コンポーネント２では、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において、第１実施形態の取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と同様の形状に形成される取付面１５と、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様の形状に形成される各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）とが設けられている。但し、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれが、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とが組み合わされることで形成されている点において異なっている。尚、以下の説明においては、骨（１００、１０１）及び表面置換型コンポーネント１０２については、第１実施形態と同様に構成されるため、図面において同一の符号を付すことで説明を省略する。また、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）については、第１実施形態と同様の形状に形成される取付面１５及び摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）に関しては適宜第１実施形態の説明を参照することで説明を省略し、第１実施形態とは異なる構成について説明する。
【００５３】
複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれは、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とを有し、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とが組み合わされることで形成される。尚、コンポーネント２ａは第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ａが組み合わされることで形成され、コンポーネント２ｂは第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが組合されることで形成され、コンポーネント２ｃは第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｃが組み合わされることで形成される。
【００５４】
第１コンポーネント部材１３は、カップ状に形成されて一方の骨である骨盤１０１に対して固定される部材として設けられ、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において共通して用いられる１つの部材として設けられている。尚、図６では、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）においてそれぞれ第１コンポーネント部材１３を図示しているが、人工関節用コンポーネント２においては、第１コンポーネント部材１３は、１つのみ設
けられている。この第１コンポーネント部材１３は、金属材料で形成されており、例えば、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００５５】
また、第１コンポーネント部材１３には、第１実施形態の各取付面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と同じ形状に形成され、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対して固定して取り付けられる取付面１５が設けられている。そして、取付面１５には、骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の骨盤１０１に対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。
【００５６】
各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）における各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、第１コンポーネント部材１３とは別体のカップ状に形成されるとともに、第１コンポーネント部材１３の内側に対して固定される部材として設けられている。そして、各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、セラミックス材料で形成されている。このため、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とは、種類の異なる材料で形成されていることになる。尚、各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）は、第１コンポーネント部材１３の内側に対して、球面同士での嵌合により固定されるように構成されている。
【００５７】
また、各第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）には、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同じ形状に形成され、表面置換型コンポーネント１０２の球状外面１０２ｃが摺動する摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が設けられている。各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）におけるカップ状の内側の内面形状となるこの摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の形状は、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられている。そして、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）における各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）としての各球面の径方向における中心位置は、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様に、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されている。このため、人工関節用コンポーネント２においても、第１実施形態と同様に、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）における各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の頂点の位置での深さが異なるように設定されている。尚、各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）には、鏡面加工等の平滑化処理が施されている。
【００５８】
図７は、第１コンポーネント部材１３に第２コンポーネント部材１４ａを組み合わせたコンポーネント２ａが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。また、図８は、第１コンポーネント部材１３に第２コンポーネント部材１４ｂを組み合わせたコンポーネント２ｂが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。また、図９は、第１コンポーネント部材１３に第２コンポーネント部材１４ｃを組み合わせたコンポーネント２ｃが選択されて人工股関節が構成された場合を示している。前述のように、各コンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において、各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の頂点の位置での深さが異なっている。このため、人工関節用コンポーネント２では、いずれかのコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）が適宜選択されることで、人工関節用コンポーネント２に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置が調整可能なように構成されている。
【００５９】
本実施形態によると、表面置換型コンポーネント１０２が摺動するカップ状の人工関節用コンポーネント２が、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）として設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成さ
れる。これにより、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）である球面の半径が変わることがないため、表面置換型コンポーネント１０２の円滑な摺動動作を確保することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、更に、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれにおいて、各摺動面（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）として設けられた各内面形状の球面の径方向の中心位置が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）を選択して設置することで、人工関節用コンポーネント２に対する表面置換型コンポーネント１０２の位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、人工関節用コンポーネント２を用いることにより、人体の左右での骨長差（脚長差）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工股関節を実現することができる。
【００６１】
また、人工関節用コンポーネント２を用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がなく、通常よく用いられる形態の表面置換型コンポーネント１０２のような形態のものを用いることができる。よって、人工関節用コンポーネント２を用いることで、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる。
【００６２】
従って、本実施形態によると、人体の左右での骨長差（脚長差）を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０２の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工股関節を実現することができる人工関節用コンポーネント２を提供することができる。
【００６３】
また、人工関節用コンポーネント２によると、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のそれぞれが、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とが組み合わされることで形成される。このため、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）との組み合わせ形態を種々設定することができる。これにより、一方の骨である骨盤１０１に固定される第１コンポーネント部材１３と、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とのそれぞれにおいて、所望される特性が付与された人工関節用コンポーネント２の組み合わせを容易に実現することができる。
【００６４】
また、人工関節用コンポーネント２によると、第１コンポーネント部材１３が複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）において共通する１つの部材として設けられ、内面形状が異なる第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）がそれぞれ組み合わされることで、複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）がそれぞれ構成されることになる。このため、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が組み合わされて構成される人工関節用コンポーネント２において、部材点数の増大を第１コンポーネント部材１３の共通化により抑制でき、構成の簡素化を図ることができる。
【００６５】
また、人工関節用コンポーネント２によると、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が種類の異なる材料で形成される。このた
め、一方の骨である骨盤１０１に固定される第１コンポーネント部材１３と、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）とのそれぞれにおいて、所望される特性を付与できる材料の種類にそれぞれ独立して設定することができる。
【００６６】
また、人工関節用コンポーネント２によると、一方の骨である骨盤１０１に固定される第１コンポーネント部材１３が金属材料で形成されるため、第１コンポーネント部１３において骨盤１０１の寛骨臼１０１ａに固定される外面に対して、寛骨臼１０１ａに対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネント１０２が摺動する第２コンポーネント部材（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）がセラミックス材料で形成されるため、内面形状の球面に鏡面加工等の平滑化処理を施すだけで、表面置換型コンポーネント１０２の円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【００６７】
（第３実施形態）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る人工関節用コンポーネント３を示す断面図である。本実施形態では、人工関節用コンポーネント３が人工肩関節（本実施形態における人工関節）において用いられる場合を例にとって説明する。図１１乃至図１３は、人工関節用コンポーネント１が人工肩関節において用いられた状態を示す断面図であって、上腕骨１０３及び肩甲骨１０４の断面の一部とともに示している。
【００６８】
図１０乃至図１３に示すように、人工関節用コンポーネント３は、人工肩関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに肩関節における一方の骨である肩甲骨１０４に対して設置される。そして、人工関節用コンポーネント３は、肩関節における他方の骨である上腕骨１０３の骨頭１０３ａの表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネント１０５が摺動するように配置される。尚、本実施形態では、人工関節用コンポーネント３と表面置換型コンポーネント１０５とによって人工肩関節が構成されている。
【００６９】
ここで、表面置換型コンポーネント１０５について説明する。表面置換型コンポーネント１０５は、図１１乃至図１３に示すように、骨頭表面部１０５ａと軸状部１０５ｂとを備えて構成されている。この表面置換型コンポーネント１０５は、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００７０】
そして、表面置換型コンポーネント１０５の骨頭表面部１０５ａは、肩甲骨１０４に設置される人工関節用コンポーネント３に対して摺動する球状外面１０５ｃが形成された半球状の形状に形成されている。この骨頭表面部１０５ａは、上腕骨１０３の骨頭１０３ａの表面を覆うように配置される。また、表面置換型コンポーネント１０５の軸状部１０５ｂは、骨頭表面部１０５ａにおける球状外面１０５ｃの頭頂部分の反対側に対応する位置から突出して延びるように形成されている。そして、この軸状部１０５ｂは、上腕骨１０３の骨頭１０３ａに埋植される。
【００７１】
本実施形態に係る人工関節用コンポーネント３は、図１０に示すように、カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）を備えて構成されている。そして、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）は、図１１乃至図１３に示すように、いずれかが選択して用いられる。また、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）は、例えば、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料により形成されている。
【００７２】
複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）は、それぞれ半球殻状に形成されたカップ状の部材として設けられているとともに、それぞれ一体に形成された部材として設けられている。各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）には、肩甲骨１０４の寛骨臼１０４ａに対して固定して取り付けられる取付面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）が設けられている。そして、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）において、カップ状の外側の形状であるこの取付面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）の形状は、半径寸法が同じ半球面として形成されている。即ち、コンポーネント３ａの取付面１７ａと、コンポーネント３ｂの取付面１７ｂと、コンポーネント３ｃの取付面１７ｃとは、同一半径の半球面を成す同じ形状に形成されている。尚、各取付面（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）には、肩甲骨１０４の寛骨臼１０４ａに対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の肩甲骨１０４に対する固定性能を向上させるための表面処理が施されている。
【００７３】
また、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のそれぞれには、表面置換型コンポーネント１０５の球状外面１０５ｃが摺動する摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）が設けられている。そして、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）において、カップ状の内側の内面形状であるこの摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の形状は、第１実施形態の摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様に、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられている。
【００７４】
また、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）における各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）としての各球面の径方向における中心位置は、第１実施形態の各摺動面（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と同様に、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されている。このため、人工関節用コンポーネント３においても、第１実施形態と同様に、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）における各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の頂点の位置での深さが異なるように設定されている。尚、各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）には、鏡面加工等の平滑化処理が施されている。
【００７５】
図１１はコンポーネント３ａが選択されて人工肩関節が構成された場合を示しており、図１２はコンポーネント３ｂが選択されて人工肩関節が構成された場合を示しており、図１３はコンポーネント３ｃが選択されて人工肩関節が構成された場合を示している。前述のように、各コンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）において、各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）の頂点の位置での深さが異なっている。このため、人工関節用コンポーネント３では、いずれかのコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）が適宜選択されることで、人工関節用コンポーネント３に対する表面置換型コンポーネント１０５の位置が調整可能なように構成されている。
【００７６】
本実施形態によると、表面置換型コンポーネント１０５が摺動するカップ状の人工関節用コンポーネント３が、外形が同一で内面形状が異なる複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）として設けられ、人工関節置換術の際には、これらの複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のいずれかが選択して用いられる。そして、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のそれぞれの内面形状が、同一半径の球面の一部を成すように構成される。これにより、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のいずれの内面形状においても、表面置換型コンポーネント１０５が摺動する摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）である球面の半径が変わることないため、表面置換型コンポーネント１０５の円滑な摺動動作を確保することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、更に、複数のコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）のそれぞれにおいて、各摺動面（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）として設けられた各内面形状の球面の径方向の中心位置が互いにずれた位置に設定される。このため、複数のコンポーネント（３
ａ、３ｂ、３ｃ）のうちから患者の状況に応じた適切なコンポーネント（３ａ、３ｂ、３ｃ）を選択して設置することで、人工関節用コンポーネント３に対する表面置換型コンポーネント１０５の位置を人工関節置換術を行う術者が所望する位置に設定することができる。よって、人工関節用コンポーネント３を用いることにより、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることが可能な人工肩関節を実現することができる。
【００７８】
また、人工関節用コンポーネント３を用いる場合、摺動する相手側の表面置換型コンポーネントとして、特許文献３に開示されたような骨頭に嵌合して取り付けるためのスカート部が設けられた表面置換型コンポーネントを用いる必要がない。即ち、骨頭表面を置換するように取り付けられる表面置換型コンポーネントとして、骨への取り付け箇所の端部において応力集中を発生させ易い構造の表面置換型コンポーネントを用いる必要がなく、通常よく用いられる形態の表面置換型コンポーネント１０５のような形態のものを用いることができる。よって、人工関節用コンポーネント３を用いることで、表面置換型コンポーネント１０５の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工肩関節を実現することができる。
【００７９】
従って、本実施形態によると、人体の左右での骨長差を補正するとともに適当な筋肉の緊張を得ることができ、表面置換型コンポーネント１０５の取り付け箇所の端部の近傍での骨折の発生を抑制する人工肩関節を実現することができる人工関節用コンポーネント３を提供することができる。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【００８１】
（１）第１乃至第３実施形態では、複数のコンポーネントとして３つのコンポーネントを構成可能な人工関節用コンポーネントを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。即ち、複数のコンポーネントとして２つのコンポーネント又は４つ以上のコンポーネントを構成可能な人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８２】
（２）第１乃至第３実施形態では、複数のコンポーネントのそれぞれにおける内面形状の球面の径方向の中心位置が、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定された人工関節用コンポーネントを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。複数のコンポーネントのそれぞれにおける上記球面の中心位置が、同一直線上に沿った位置とは異なる位置で、互いにずれた位置に位置するように設定された人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８３】
（３）第１及び第３実施形態では、複数のコンポーネントのそれぞれが、金属材料で形成されているものを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、複数のコンポーネントのそれぞれが、セラミックス材料や樹脂材料で形成されている人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８４】
（４）第１及び第３実施形態における複数のコンポーネントにおいては、金属材料で形成されて、摺動面も金属面として形成されている形態を例示したが、この通りでなくてもよい。複数のコンポーネントのそれぞれが、金属材料で形成されるとともに表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられ、摺動面がセラミックスの面として形成されている人工関節用コンポーネントを実施してもよい。
【００８５】
上記の変形例に係る人工関節用コンポーネントによると、複数のコンポーネントがそれ
ぞれ金属材料で一体形成された部材として設けられ、構成の簡素化が図られる。そして、金属材料で形成されるため、骨に固定される外面に対して、骨に対する固定性能を向上させるための表面処理を容易に施すことができる。そして、表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられるため、表面置換型コンポーネントの円滑な摺動動作を確保する構造をより容易に実現することができる。
【００８６】
（５）第２実施形態では、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材とが球面同士の嵌合によって固定される形態を例示したが、この通りでなくてもよい。例えば、第１コンポーネント部材の内側と、第１コンポーネント部材の内側に固定される第２コンポーネント部材の外側とに、互いに係合し合う係合部がそれぞれ設けられている人工関節用コンポーネントを実施してもよい。この変形例によると、第１コンポーネント部材及び第２コンポーネント部材が、互いに係合する係合部を介して固定されることになる。このため、第１コンポーネント部材の内側及び第２コンポーネント部材の外側に係合部を設けるという簡素な構成によって、第１コンポーネント部材と第２コンポーネント部材との結合強度を容易に向上させることができる。
【００８７】
図１４及び図１５、図１６及び図１７、図１８及び図１９は、それぞれ、上記の変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける複数のコンポーネントのうちの１つのコンポーネントを示す断面図である。図１４乃至図１９に示す変形例については、第２実施形態における複数のコンポーネント（２ａ、２ｂ、２ｃ）のうちの１つのコンポーネント２ｂに対応する変形例のコンポーネントの断面をそれぞれ図示している。以下、第２実施形態のコンポーネント２ｂにおける第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント１４ｂに係合部が形成された状態を示す断面図（図１４乃至図１９）を参照しつつ、上記の変形例について説明する。尚、図１４、図１６、及び図１８は、第１コンポーネント部材１３と第２コンポーネント部材１４ｂとが組み合わされた状態を示している。一方、図１５、図１７、及び図１９は、第１コンポーネント部材１３の断面図（図１５（ａ）、図１７（ａ）、図１９（ａ））と、第２コンポーネント部材１４ｂの断面図（図１５（ｂ）、図１７（ｂ）、図１９（ｂ））とを示している。
【００８８】
図１４及び図１５に示す変形例においては、第１コンポーネント部材１３の内側における縁部分の近傍において、周方向に沿って延びるように形成された溝状の係合部１９が形成されている。一方、第２コンポーネント部材１４ｂの外側における縁部分の近傍においては、周方向に沿って延びるように形成された突起状の係合部２０が形成されている。これらの係合部１９と係合部２０とは互いに係合し合うように構成されている。これにより、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが、互いに係合する係合部（１９、２０）を介して強固に固定されることになる。
【００８９】
図１６及び図１７に示す変形例においては、第１コンポーネント部材１３の内側における縁部分において、周方向に沿って延びるように形成されるとともに、縁側に向かって円錐曲面の一部を成すように広がるテーパ状の斜面としての係合部２１が形成されている。一方、第２コンポーネント部材１４ｂの外側における縁部分においては、周方向に沿って延びるように形成されるとともに、縁側に向かって円錐曲面の一部を成すように広がるテーパ状の斜面としての係合部２２が形成されている。第２コンポーネント部材１４ｂの縁側に向かう係合部２２の勾配は、第１コンポーネント部材１３の縁側に向かう係合部２１の勾配よりも僅かに緩やかな角度となるように形成されている。このため、係合部２１と係合部２２とが互いに楔状に係合し合うように構成されている。これにより、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが、互いに係合する係合部（２１、２２）を介して強固に固定されることになる。
【００９０】
図１８及び図１９に示す変形例においては、第１コンポーネント部材１３の内側におけ
る縁部分において、周方向に沿って螺旋状に延びる雌ネジ部分としての係合部２３が形成されている。一方、第２コンポーネント部材１４ｂの外側における縁部分においては、周方向に沿って螺旋状に延びる雄ネジ部分としての係合部２４が形成されている。これらの係合部２３と係合部２４とは、螺合により互いに係合し合うように構成されている。これにより、第１コンポーネント部材１３及び第２コンポーネント部材１４ｂが、互いに係合する係合部（２３、２４）を介して強固に固定されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントとして、広く適用することができるものである。
【符号の説明】
【００９２】
１ 人工関節用コンポーネント
１ａ、１ｂ、１ｃ 複数のコンポーネント
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ 摺動面（内面形状における球面）
１００ 大腿骨（他方の骨）
１０１ 骨盤（一方の骨）
１０２ 表面置換型コンポーネント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントであって、
カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネントを構成可能に設けられ、
前記複数のコンポーネントは、いずれかが選択して用いられるとともに、それぞれの前記内面形状が、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられ、
前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の径方向における中心位置は、互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項２】
請求項１に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の中心位置が、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントは、それぞれ一体に形成された部材として設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントのそれぞれは、カップ状に形成されて前記一方の骨に対して固定される第１コンポーネント部材と、前記第１コンポーネント部材とは別体のカップ状に形成されるとともに前記第１コンポーネント部材の内側に固定される第２コンポーネント部材と、を有し、前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが組み合わされることで形成されることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項５】
請求項４に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材は、前記複数のコンポーネントにおいて共通して用いられる１つの部材として設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが、種類の異なる材料で形成されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項７】
請求項６に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材は金属材料で形成され、前記第２コンポーネント部材はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項８】
請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材の内側と、前記第１コンポーネント部材の内側に固定される前記第２コンポーネント部材の外側とには、互いに係合し合う係合部がそれぞれ設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項９】
請求項３に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントのそれぞれは、金属材料で形成されるとともに前記表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項１】
人工関節において用いられ、カップ状に形成されるとともに関節における一方の骨に対して設置され、関節における他方の骨の骨頭表面を置換するように配置される表面置換型コンポーネントが摺動するように配置される人工関節用コンポーネントであって、
カップ状の外側の形状が同じに形成されるとともに、カップ状の内側の内面形状が異なるように形成される複数のコンポーネントを構成可能に設けられ、
前記複数のコンポーネントは、いずれかが選択して用いられるとともに、それぞれの前記内面形状が、半径寸法が同じ球面の一部を形成するように設けられ、
前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の径方向における中心位置は、互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項２】
請求項１に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントのそれぞれにおける前記球面の中心位置が、同一直線上に沿って配置されて互いにずれた位置に位置するように設定されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントは、それぞれ一体に形成された部材として設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントのそれぞれは、カップ状に形成されて前記一方の骨に対して固定される第１コンポーネント部材と、前記第１コンポーネント部材とは別体のカップ状に形成されるとともに前記第１コンポーネント部材の内側に固定される第２コンポーネント部材と、を有し、前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが組み合わされることで形成されることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項５】
請求項４に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材は、前記複数のコンポーネントにおいて共通して用いられる１つの部材として設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材と前記第２コンポーネント部材とが、種類の異なる材料で形成されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項７】
請求項６に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材は金属材料で形成され、前記第２コンポーネント部材はセラミックス材料で形成されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項８】
請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記第１コンポーネント部材の内側と、前記第１コンポーネント部材の内側に固定される前記第２コンポーネント部材の外側とには、互いに係合し合う係合部がそれぞれ設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【請求項９】
請求項３に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記複数のコンポーネントのそれぞれは、金属材料で形成されるとともに前記表面置換型コンポーネントが摺動する内側にセラミックスコーティングの層が設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−１４７７０２（Ｐ２０１１−１４７７０２Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８２８（Ｐ２０１０−１２８２８）
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（５０４４１８０８４）日本メディカルマテリアル株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２５日（２０１０．１．２５）
【出願人】（５０４４１８０８４）日本メディカルマテリアル株式会社 (106)
【Ｆターム（参考）】
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