JP4813541B2 - 人工器官のコンポーネントアセンブリ - Google Patents

Description

本出願は、２００１年１１月１６日に出願された米国仮特許出願第６０／３３３，１８０号の優先権を主張する出願の優先権を主張するものである。

本発明は、股関節の人工器官に関連して開示された人工器官カップアセンブリに関する。

自然の臼蓋窩（socket）の代わりに寛骨臼に取り付けるための金属製のシェルコンポーネント（シェル）と、シェルに挿入されて人工器官の大腿骨のボール要素を受容するためのベアリング面を提供するプラスチック製のベアリングコンポーネントとを含む寛骨臼のカップアセンブリを提供することが知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、伝統的なベアリングコンポーネントは、ベアリング面の一部分の周りの強化リップ部を含んでいる（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。

そのような寛骨臼のカップアセンブリのひとつの課題は、外側の金属製のシェルとプラスチック製のベアリングコンポーネント（またはベアリングインサート）との間の動きである。外側の金属製のシェルとプラスチック製のベアリングコンポーネント（またはベアリングインサート）との間の動きは、摩滅を引き起こし、したがって、摩滅による破片の粒子が生ずる可能性がある。摩滅による破片の粒子は、粒子によって誘発された骨溶解と関連すると考えられてきた。この観点から、寛骨臼のカップアセンブリの金属製のシェルとプラスチック製のベアリングインサートとの間の動きを低減または除去することが望ましい。

従来の寛骨臼のカップアセンブリの設計は、金属製のシェルとプラスチック製のベアリングインサートとの間の巨視的な動きに焦点が合わせられていた。他の設計は、金属製のシェルとプラスチック製のベアリングインサートとの間の相互に作用する表面の表面仕上げ（surface finish）を減少させることで、そのような動き（金属製のシェルとプラスチック製のベアリングインサートとの間の動き）によって生じた粒子の量を減らすよう努めてきた（例えば、特許文献４参照）。さらに、寛骨臼のカップアセンブリの設計は、ドーム状の負荷を保ちながらアセンブリの部品（金属製のシェルとプラスチック製のベアリングインサート）の巨視的な安定性を保持するための方法として第３の部材を用いることに焦点が合わせられてきた。ドーム状の負荷の設計は、ライナー（ベアリングコンポーネント）のリップ部の下に隙間を残しながらドーム状の領域で確実に接触するように本質的にしている。しかし、これらのドーム状の負荷の設計は、加えられた負荷の方向に沿ってインサートが配置されるようにする。

図２０および図２１を参照すると、符号５００が付された従来の寛骨臼のカップアセンブリが示されている。この従来の寛骨臼のカップアセンブリ５００は典型的なドーム状の負荷のリング状の固定の設計を代表するものであり、シェル５０２、およびシェル５０２の内側に配置された（図示せず）ベアリングインサート（またはライナー）を含む。寛骨臼のカップアセンブリ５００の縞模様でハッチングで示された部分は、負荷が中心の開口５０４で画定される軸に対して２０度の角度でライナーの内側に加えられたときの、寛骨臼のカップアセンブリ５００のライナーとシェル５０２とが合致している部分を表している。したがって、寛骨臼アセンブリの縞模様でハッチングで示された部分は、負荷のパターンであるとみなされてよく、符号５０６が付されている。したがって、縞模様でハッチングで示されていない（格子模様でハッチングされた）寛骨臼のカップアセンブリのその他の部分は、ライナーとシェル５０２が合致していない部分を表している。

より詳しく述べると、従来のドーム状の負荷のリング状の固定の設計は、主として球状の表面へ負荷を加える。これによって、ライナー（典型的にはポリエチレンからなる）は、加えられた負荷の向きに沿ってシェル５０２の内側面に対して配置される。加えられる負荷がある向きから他の向きに移動すると、負荷のパターン５０６がシェルに関して移動する。この移動を伴う動きはライナーに加えられ、続いて、シェルにも加えられて、ライナーの摩滅が生ずる。

したがって、寛骨臼のカップアセンブリでの上述された状態の低減および除去のいずれか一方もしくは両方を行なうことが望ましい。さらに、寛骨臼のカップアセンブリのライナーとシェルの合致する部分が増加された人工器官のコンポーネントアセンブリを提供することが望ましい。ライナーに加えられた負荷にかかわらずライナーとシェルの増加された合致する部分を保持できる人工器官のコンポーネントアセンブリを提供することも望ましい。さらに、人工器官のコンポーネントアセンブリのライナーとシェルとの間の制御可能な動きを提供する人工器官のコンポーネントアセンブリを提供することが望ましい。さらに、ライナーとシェルとの間の均一な制御可能な動きを提供する人工器官のコンポーネンとアセンブリを提供することが望ましい。
米国特許第５，０４９，１５８号明細書（第４欄、第１図） 米国特許第５，２８２，８６４号明細書（第４欄、第５図） 米国特許第５，４１３，６０３号明細書（第４−５欄、第５図） 米国特許第５，３１０，４０８明細書（第８欄、第１６図）

従来の技術は以上のように構成されているので、加えられる負荷のパターンのシェルに関する移動が、ライナーにも加えられて、ライナーの摩滅が生ずるなどの課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、加えられる負荷のパターンのシェルに関する移動がライナーに加えられてライナーの摩滅が生ずる状態を低減または除去できる人工器官のコンポーネントアセンブリを提供することを目的とする。

本発明に基づけば、股関節などの関節に用いるための人工器官のカップアセンブリが提供される。その人工器官のカップアセンブリは、キャビティを画定するシェルと、シェルのキャビティに挿入するように適合されたベアリングインサート（またはライナー）とを含む。シェルのキャビティおよびベアリングインサートの外側面は共同する（お互いに作用しあって動作する）テーパ部を備えるように構成されている。共同するテーパ部を用いることにより、シェルとベアリングインサートとの間の相対的な動きを制御できるようになる。

ある実施の形態では、シェルのキャビティおよびベアリングインサートの外側面の共同するテーパ部はベアリングインサートおよびシェルの間の締まりばめ（interference fit）を提供する。テーパ部は、ベアリングインサートがシェルと本質的に合致するようにシェルおよびベアリングインサートに配置されている。

他の実施の形態では、共同するシェルのキャビティのテーパ部およびベアリングインサートのテーパ部の各々は第１の部分および第２の部分を有する。第１の部分および第２の部分は、各テーパ部のゲージ点（または移行点）から画定されている。任意的に、各テーパ部の第１の部分は本質的に互いに平行な状態および合致した状態のいずれか一方または両方であり、各テーパ部の第２の部分は互いに収斂する（次第に一点に集中する：convergent）状態である。

平行なもしくは合致した部分は、互いの間の実質的に零の締めしろ（zero interference：以下「負の締めしろ」という）を画定し、収斂する部分は、互いの間の非零の締めしろ（non-zero interference）を画定する。２つの収斂するテーパ部の間の締めしろの量は、文字通り、その２つの収斂するテーパ部の間の収斂する角度の量によって定義される。２つの収斂するテーパ部の間の収斂の全体の角度は、その収斂するテーパ部の間の収斂の全体の量を定義する。締めしろの量は変化してよい。締めしろの量を変化させることは、収斂するテーパ部の各々の角度を変化させることにより達成される。角度をなしたテーパ部のさまざまな組み合わせが、さまざまな締めしろを提供する。締めしろは、ベアリングインサートが有効にシェルに固定されるようにする。ベアリングインサートを有効にシェルに固定することにより、ベアリングインサートとシェルの間の動きの制御を有効に制御することができる。

収斂する２つのテーパ部の長さもまた、互いに対する長さも含めて、変化できる。そのように収斂するテーパ部の長さの変化はテーパ部の収斂の角度の変化と組合せることができる。このようにして、シェルとベアリングインサートとの間の締めしろの量を制御してよい。このこと（締めしろの量の制御）は、ベアリングインサートとシェルの間の不動性（固定）の量と解釈できる。

本発明は、ベアリングインサートがシェルに対して実質的に完全にドーム状の負荷を加えながら、かつ周縁領域（テーパ部）に安定性を提供すること（負荷の分散）を可能にする。ベアリングインサートはテーパ部およびドーム部の両方に固定されているので、ベアリングインサートの相対的な位置は負荷がライナー（ベアリングインサート）に加えられたときに移動または変化しない。

ある実施の形態では、本発明は骨に固定するために用いられる人工器官のコンポーネントアセンブリを提供する。その人工器官のコンポーネントアセンブリは、シェルおよびライナーを含む。シェルは内側テーパ部を有する内側面を備えるように構成されている。内側テーパ部は内側テーパ角を有する。ライナーはシェルに受容されるように構成されていて、かつ外側テーパ部を有する外側面を備えるように構成されている。外側テーパ部は、第１の外側テーパ部と第２の外側テーパ部とを有する。第１の外側テーパ部は第１の外側テーパ角を有し、第２の外側テーパ部は第２の外側テーパ角を有する。第１の外側テーパ角は内側テーパ角より小さくまたは内側テーパ角と等しい。第２の外側テーパ角は、ライナーの前組立状態では、内側テーパ角よりも大きい。

他の実施の形態では、本発明は骨に固定するために用いられる人工器官のコンポーネントアセンブリを提供する。その人工器官のコンポーネントアセンブリは、シェルおよびライナーを含む。シェルは内側テーパ部を有する内側面を備えるように構成されている。内側テーパ部は内側テーパ角を有する。ライナーはシェルに受容されるように構成されていて、かつ外側テーパ部を有する外側面を備えるように構成されている。外側テーパ部は、第１の外側テーパ部と第２の外側テーパ部とを有する。第１の外側テーパ部は第１の外側テーパ角を画定する。第２の外側テーパ部は第２の外側テーパ角を画定する。第１の外側テーパ角は内側テーパ角より小さくまたは内側テーパ角と等しい。第２の外側テーパ角は、ライナーの前組立状態では、内側テーパ角よりも大きくまたは内側テーパ角と等しい。

さらに他の実施の形態では、本発明は骨に固定するために用いられる人工器官のコンポーネントアセンブリを提供する。その人工器官のコンポーネントアセンブリは、シェルおよびライナーを含む。シェルは内側テーパ部を有する内側面を備えるように構成されている。内側テーパ部は第１の内側テーパ部と第２の内側テーパ部とを有する。第１の内側テーパ部は第１の内側テーパ角を有し、第２の内側テーパ部は第２の内側テーパ角を有する。ライナーは外側テーパ部を有する外側面を備える。外側テーパ部は、第１の外側テーパ部と第２の外側テーパ部とを有する。第１の外側テーパ部は第１の外側テーパ角を有し、第２の外側テーパ部は第２の外側テーパ角を有する。第１の外側テーパ角は第１の内側テーパ角より小さくまたは第１の内側テーパ角と等しく、第２の外側テーパ角は、ライナーの前組立状態では、第２の内側テーパ角よりも大きい。

さらに他の実施の形態では、本発明は人工器官のコンポーネントアセンブリを組立てる方法からなる。その方法は、（ａ）内側面を備えたキャビティを有するシェルを提供する過程であって、内側面が内側テーパ部を有し、内側テーパ部が内側テーパ角を有する、上記シェルを提供する過程と、（ｂ）外側テーパ部を備えた外側面を有するライナーを提供する過程であって、外側テーパ部が第１の外側テーパ部および第２の外側テーパ部を有し、第１の外側テーパ部が第１の外側テーパ角を有し、第２の外側テーパ部が第２の外側テーパ角を有し、第１の外側テーパ角は内側テーパ角と実質的に等しく、第２の外側テーパ角は内側テーパ角より大きい前組立テーパ角からなる、上記ライナーを提供する過程と、（ｃ）第２の外側テーパ部が内側テーパ部と機械的に係合してライナーがキャビティにさらに挿入されるのが防止されるまでシェルのキャビティにライナーを挿入する過程とを含む。

さらに他の実施の形態では、本発明は骨に固定するために用いられる人工器官のコンポーネントアセンブリからなる。その人工器官のコンポーネントアセンブリは、シェルと、ベアリングインサートとを含む。シェルは、内側面と、内側面に配置された内側テーパ部とを有する。ベアリングインサートは、外側面と、外側面に配置された外側テーパ部とを有する。外側テーパ部は第１の外側テーパ部および第２の外側テーパ部を有する。第１の外側テーパ部は、ベアリングインサートがシェルに組立てられたときに内側テーパ部の一部と実質的に合致するように構成されていて、第２の外側テーパ部は、ベアリングインサートがシェルに組立てられたときに内側テーパ部のその他の部分との間の締まりばめ（interference-fit）を提供するように構成されている。

本発明のその他の特徴は、現在のところ本発明を実施する最良のモードであると認められるものを例示した好ましい実施の形態に関する以下の詳細な説明を考慮して当業者には明らかとなる。

以上のように、本発明によれば、金属製のライナーと金属製のシェルとの間の相対的な動きの可能性を本質的に除去して、ベアリングの外側面での研磨による摩滅の可能性が実質的に除去される効果がある。
本発明によれば、テーパ部を含むライナーによってベアリングが予め決められた位置に付勢されるのが援助され、摩滅による破片がライナーから患者の体内に逸脱することが防止される効果がある。
本発明によれば、多様な金属製のライナーとプラスチック製のベアリングのサブアセンブリに用いられて、金属製のシェル内でのベアリングの構成を無限に選択できるようにする効果がある。

全図面を通して対応する符号は対応する構成要素を示している。

本発明の一実施の形態の寛骨臼のカップアセンブリ１０が図１に示されている。カップアセンブリ１０は、自然の股関節の臼蓋（socket）に代わって寛骨臼（図示されていない）に取り付けられるように適合されたシェル１２と、シェル１２に結合されるように適合されたライナー１４と、ライナー１４に結合されるように適合されたベアリング１６とを含む。シェル１２は、適切に準備された寛骨臼にシェル１２を保持するのを容易にするために表面模様を有するように加工されて（textured）よい外側面１８を含む。シェル１２は、好ましくは、チタンから作られるが、コバルト・クロム材料または他の適切な材料から作られてもよい。シェル１２は、実質的に半球状の形状の内側面２０をも含む。本明細書および特許請求の範囲の記載では、「実質的に半球状」という用語は、半球よりも小さい球状の一部およびある場合には半球よりも大きい球状の一部を含む寛骨臼および関節窩のシェル、ライナー、およびカップベアリングで通常使用される半球状の範囲を包含することを意図している。シェル１２はリム２２をさらに含む。リム２２は内側面２０によって画定されたシェル１２のキャビティ２４にライナー１４およびベアリング１６が入るときに通過する平面を画定する。シェル１２の内側面２０は側壁２６をさらに含み、側壁２６の外側延長部２８には凹状テーパ部３０が設けられている。凹状テーパ部３０はリム２２に隣接してキャビティ２４の周縁部全体に沿って延在する。凹状テーパ部３０のキャビティ２４内での軸方向の高さは変更できることが理解される。

ライナー１４は球状の外側面３２を含み、外側面３２は凹状テーパ部３０と係合して凹状テーパ部３０に固定されるような寸法を有する凸状テーパ部４４を有する。凸状テーパ部４４が凹状テーパ部３０と緊密に係合する限り、凸状テーパ部４４の長さは変更できることが理解される。ライナー１４は好ましくはチタンから作られるが、コバルト・クロム材料またはその他の適切な材料から作られてもよい。ライナー１４は内側面３４を含み、内側面３４は好ましくは、ベアリングコンポーネント１６を受容するような寸法を有するチャンバ３６を画定する。典型的には、内側面３４は実質的に半球状の形状を有する。さらに、突出部５３が互いに間隔を置いて内側面３４から延出してベアリングコンポーネント１６に緊密に係合するようになっている。図２を参照されたい。典型的には、ライナー１４は、互いに実質的に９０度の角度をなして配置された４個の突出部５３を含み、ベアリングコンポーネント１６がチャンバ３６内で回転するのが防止される。ライナー１４は外側リム４０をさらに含む。好ましくは、固定タブ４２が外側リム４０に隣接する内側面３４からチャンバ３６内に延出している。図２を参照されたい。

再び図１を参照すると、ベアリング１６は実質的に半球状の形状を有する外側面５２を含む。ベアリング１６は人工器官の大腿骨ボール（図示せず）を受容する寸法の開口５５を画定する内側ベアリング面５４をも含む。リム５６がベアリング１６の開口５５の周りに円周状に延在している。ベアリング１６は左右対称的である。しかし、本発明のベアリング１６は非対称な構成要素でもよいことが理解される。ベアリング１６は、リム５６から間隔を置いて配置されると共にライナー１４の固定タブ４２を受容する寸法の円周状の溝５８をさらに含む。ベアリング１６は好ましくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）のような高分子材料から作られる。もちろん、ベアリング１６は金属材料またはセラミック材料のようなその他のタイプの移植可能なベアリング材料で作られてもよい。

例えば図２に示されているように、ベアリング１６は本発明のキットに基づいてサブアセンブリ６０を形成するためにライナー１４に選択的に結合されてよい。利用者は、シェル１２と、例えば図２、図５、および図６に各々示されているような少なくとも２つのベアリング・ライナーのサブアセンブリ６０、サブアセンブリ１６０、およびサブアセンブリ２６０とを含むキットを入手する。利用者が適切に準備された寛骨臼にシェル１２を取り付けた後に、環境に応じて使用に適切な適切なサブアセンブリ（サブアセンブリ６０、サブアセンブリ１６０、およびサブアセンブリ２６０）が選択される。

図２を参照すると、本発明のキットのサブアセンブリ６０を形成するために、ベアリング１６がライナー１４のチャンバ３６内にプレスばめ（press-fit）される。ライナー１４の内側面３４はベアリング１６の外側面５２の予め決められた半径の公称値６４（図１）より小さい内径６６を有する。したがって、組立てる前に、ベアリング１６は、外側面５２が収縮して短縮された第２の半径になる温度まで冷却される。短縮される量は、ベアリング１６を構成する材料およびベアリング１６が冷却される温度に応じて変化することが理解される。典型的には、ベアリング１６は液体窒素内で冷却されるが、その他の一般的な冷却方法が用いられてもよい。したがって、外側面５２が予め決められた半径の公称値６４から短縮された第２半径に収縮すると、ベアリング１６はライナー１４のチャンバ３６内にプレスばめされる。円周状の溝５８はライナー１４の固定タブ４２に実質的に整合する。円周状の溝５８および固定タブ４２が整合した後に、ベアリング１６が外側面５２の半径が予め決められた半径の公称値６４に戻るのに十分な温度まで暖められる。したがって、ベアリング１６およびライナー１４は固定された位置で互いに取り付けられて、ベアリング・ライナーのサブアセンブリ６０が形成される。

次に、このサブアセンブリ６０がシェル１２のキャビティ２４内に挿入されて、組立てられた寛骨臼のカップアセンブリ４０が形成される。図３を参照されたい。ライナー１４がキャビティ２４内に圧入されると、凹状テーパ部３０および凸状テーパ部４４が共同して（お互いに作用しあって動作して）サブアセンブリ６０を所定の位置に保持する。ライナー１４の凸状テーパ部４４はシェル１２の凹状テーパ部３０に係合して、テーパ部４４とテーパ部３０との間に金属同士の固定する機械的な接続が形成される。テーパ部３０およびテーパ部４４は図２から図７に示すような直線状のテーパ部でよく、または円、楕円、放物線、双曲線、またはそれらに類似の形状のような円錐の一部の曲線でもよい。ライナー１４の外側面３２のテーパ部４４が直線状の場合、シェル１２の側壁２６のテーパ部３０もまた直線状である。

図４を参照すると、テーパ部３０およびテーパ部４４は、シェル１２とライナー１４の間で正確な整合を確立して保持しかつシェル１２およびライナー１４を修理のためまたは他の部品との交換のために分離できるようにする接続を提供するマシンテーパでよい。テーパ部３０およびテーパ部４４は自己保持テーパ（すなわち自己固定テーパ）または自己解放テーパでよい。本明細書および特許請求の範囲の記載では、「自己保持」および「自己固定」という用語は、他の保持するための手段を必要とせずに、互いに係合したときにテーパ角に起因して所定の位置に留まる凸状テーパ部および凹状テーパ部として定義される。すなわち、直線状の対称的なテーパ部の場合には、凸状のテーパ部４４の直径上の向かい合う点の間の開先角度（included angle）は零度より大きくなり、実質的に１７度と等しいか１７度よりも小さくなる。対称的なテーパ部３０およびテーパ部４４を例示した図４に示されているように、凸状テーパ部４４の直径上の向かい合う点の間の角度４８は零度より大きく、実質的に７度と等しいか７度よりも小さい。湾曲した固定テーパは、湾曲した部分の大部分に亘る接線とリム４０に対する垂線との間の鋭角が零度より大きく実質的に７度を超過しないときに達成される。凸状テーパ部は、ドリフトキーまたはその他のホジティブな機構（positive mechanism）を用いた除去を開始することにより、凹状のテーパ部から取り外される。

本明細書および特許請求の範囲の記載では、「自己解放」という用語は、ベアリングコンポーネント１６に対する対応する大腿骨の（人工器官の）ヘッドからの正の圧力のようなホジティブな固定装置に応じて凸状テーパ部を凹状テーパ部に保持するようにテーパ角が十分に大きいことによって、「自己保持」または「自己固定」という用語と区別される。直線状の対称的なテーパ部の場合には、凸状テーパ部４４の直径上で向かい合う点の間の開先角度は実質的に１７度になる。凸状テーパ部４４および凹状テーパ部３０の間のテーパによる嵌め合わせは、整合を保持するようにだけ働く。自己解放テーパはテーパ部が開放するように働く。

寛骨臼カップアセンブリ１１０の他の実施の形態が図５に示されている。寛骨臼アセンブリ１１０は、シェル１２と、シェル１２に結合されるライナー１１４と、ライナー１１４に結合されてライナー・ベアリングのサブアセンブリ１６０を形成するベアリング１６とを含む。ライナー１１４は、シェル１２の内側面２０と係合するように形成された外側面１３２と、内側チャンバ１３４と、ライナー１１４の周縁部に沿って延在する外側リム１４０とを含む。さらに、固定タブ１４２がベアリング１６と係合するように内側チャンバ１３４内に向けて延在している。図５に示されているように、外側面１３２はその周縁部に対して角度をなしてライナー１１４の相対する側面１３３および側面１３５でのテーパ部の長さを異なるようにしている凸状テーパ部１４４を含む。この角度をなしたテーパ部１４４は、ライナー・ベアリングのサブアセンブリ１６０がシェル１２内でリップ部をなす姿勢になるようにしている。角度は変更でき、サブアセンブリ１６０のシェル１２内での複数の姿勢を形成するためのさまざまなテーパ部の長さが形成されることが理解される。そのようなリップ部をなす姿勢は、大腿骨の（人工器官の）ボールが脱臼するのを防止するのを助けるためにある種の環境では有益である。

寛骨臼カップアセンブリ２１０のさらに他の実施の形態が図６に示されている。寛骨臼カップアセンブリ２１０は、シェル１２と、シェル１２に結合されるライナー２１４と、ライナー２１４に結合されてライナー・ベアリングのサブアセンブリ２６０を形成するベアリング１６とを含む。ライナー２１４はリング形であり、シェル１２の凸状テーパ部３０と係合するように形成された外側面２３２と、反対側の内側面２３４とを含む。さらに、ライナー２１４は、内側リム２３８と、外側リム２４０と、内側リム２３８および外側リム２４０の間に延在する内側チャンバ２３５を含む。さらに、固定タブ２４２がベアリング１６の外側面５２と係合するように内側チャンバ２３５内に延在している。図６に示されているように、外側面２３２は円周状に延在する凸状テーパ部２４４として形成されている。したがって、ライナー・ベアリングのサブアセンブリ２６０は、シェル１２と結合されたとき、ベアリング１６をシェル１２内で位置決めする。

本発明のテーパ部の特徴は、２つまたは３つの部品構成に対する機械的な固定の完全さを提供する。この他の設計（実施の形態）は、金属製の固定リングの必要をなくし、ライナーの強固な係合を提供して、金属製のライナーと金属製のシェルとの間の相対的な動きの可能性を本質的に除去する。この相対的な動きがなければ、ベアリングの外側面での研磨による摩滅の可能性が実質的に除去される。さらに、テーパ部を含むライナーによってベアリングが予め決められた位置に付勢されるのが援助され、摩滅による破片がライナーから患者の体内に逸脱することが防止される。

さらに、本発明のテーパ部の特徴は、多様な金属製のライナーとプラスチック製のベアリングのサブアセンブリに用いられて、金属製のシェル内でのベアリングの構成を無限に選択できるようにする。この特徴は、手術手技の間に大腿骨の（人工器官の）ヘッドに対して適切な構成のベアリングコンポーネントを選択しなければならない外科医に極めて有益である。好ましくは、各サブアセンブリは対応する大腿骨の（人工器官の）ヘッドが脱臼するのを防止するために適したさまざまな姿勢を生み出すようにシェル内で無限に調節可能である。すなわち、外科医は大腿骨の（人工器官の）ヘッドに対する適切なベアリングの姿勢のみを選択して、対応するテーパ部にサブアセンブリを係合させるようにサブアセンブリを所定の位置に押し込む。テーパ部が係合された後は、寛骨臼カップアセンブリは自動的かつ容易に所定の位置に保持される。

さらに、図７乃至図１５は本発明のさらに他の実施の形態を示している図である。より詳しく述べると、図７乃至図９はシェル３００を示し、図１０乃至図１５はベアリング３０２を示していて、シェル３００とベアリング３０２は組立てられたとき、本発明の特徴を組み込んだ他の寛骨臼カップアセンブリを全体として形成する。その寛骨臼カップアセンブリは、図７乃至図１５に示された構成要素から作られ、図１乃至図６に示された実施の形態に関する上述されたライナーとベアリングのサブアセンブリをシェルのキャビティに挿入する方法と同じようにシェル３００によって画定されたキャビティ３０４内にベアリング３０２（図１０から図１５）を挿入することによって組立てられる。しかし、図７乃至図１５に関して記載された実施の形態が２つの部品からなるカップアセンブリであるのに対して、図１乃至図６に関して記載された各実施の形態は３つの部品からなるカップアセンブリであることが注意されなければならない。

シェル３００は実質的に半球状の形状を有し、好ましくはチタン合金のような金属材料から作られている。代わりに、シェル３００はコバルト・クロムのような金属材料から作られてもよい。シェル３００は図７に示されているようにシェル３００の外側面に配置された多孔性の被膜３０６を有する。多孔性の被膜３０６は患者の骨のシェルの外側面での生物学的な内殖（biological ingrowth）を容易にしてシェル３００が患者の骨に長期間に亘って固定されるようにするためのものである。複数のスパイク（図示せず）がシェルの外側面に取り付けられて、当業者に知られているように患者の骨にシェル３００を固定することがさらに容易にされてもよい。頂点開口３０８がシェル３００に画定されている。頂点開口３０８には挿入器具（図示せず）と結合できるようにするための複数のねじ山が設けられている。挿入器具は患者の体に寛骨臼カップアセンブリを挿入する間にシェル３００に結合されてよい。

シェル３００はシェル３００の上側リム３１２に配置された複数の突起部３１０を有する。複数の突起部３１０の各々は図８に示すようにシェル３００の中心に向けて内向きに延出している。複数の突起部３１０は図８に示すようにシェル３００の上側リム３１２の周りに均等に間隔を置いて配置された複数の回転止め凹部３１３を画定している。シェル３００は複数の突起部３１０の直下に配置された環状の凹部３１４をも含んでいる（図８および図９を参照されたい）。

シェル３００は図９に示されているようにシェル３００の内側面に画定された凹状テーパ部３１５をも含む。凹状テーパ部３１５はシェル３００のキャビティ３０４の周縁部全体に沿って延在している。さらに、凹状テーパ部３１５は図９に示されているように上側リム３１２の近くから軸方向に距離Ｄ１に亘って延在している。

図１０乃至図１５を参照すると、ベアリング３０２は実質的に半球状の形状を有し、好ましくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）のような高分子材料から作られている。もちろん、ベアリング３０２はヒトの体に移植するのに適したその他のタイプの材料で作られていてもよい。

ベアリング３０２は人工器官の大腿骨のボール（図示せず）を受容するように構成されたキャビティ３１６を画定する。ベアリング３０２は図１１に示されているようにベアリング３０２の上側リム３２０の周りに等しい間隔を置いて配置された複数の回転止め突出部３１８を含む。複数の突出部３１８の各々は図１１に示すようにベアリング３０２の中心から離れるように外向きに延出している。

ベアリング３０２は図１０および図１２乃至図１５に示されているようにベリング３０２の外側面に画定された凸状テーパ部３２３をも含む。凸状テーパ部３２３はベアリング３０２の周縁部全体に沿って延在している。さらに、凸状テーパ部３２３は図１４に示されているように上側リム３２０の近くから軸方向に距離Ｄ２に亘って延在している。ベアリング３０２は複数の突出部３１８の直下に配置された環状の固定部材３２４をも含む（図８および図９を参照されたい）。環状の固定部材３２４はベアリング３０２の周縁部全体に沿って延在している。環状の固定部材３２４は凸状テーパ部３２３から外向きに延出している。

図７乃至図１５に示されたコンポーネントから作られた寛骨臼カップアセンブリが組立てられてベアリング３０２がシェル３００のキャビティ３０４内に配置されると、シェル３００の凹状テーパ部３１５はベアリング３０２の凸状テーパ部３２３と係合して凸状テーパ部３２３に固定されてシェル３００がベアリング３０２に固定される。さらに、寛骨臼カップアセンブリが組立てられてベアリング３０２がシェル３００のキャビティ３０４内に配置されると、ベアリング３０２の環状の固定部材３２４がシェル３００に画定された環状の凹部３１４内に配置されてシェル３００にベアリング３０２がさらに固定される。

凹状テーパ部３１５および凸状テーパ部３２３の長さは凹状テーパ部３１５および凸状テーパ部３２３が互いに緊密に係合するのに十分な大きさである限り変更できることが適切に理解されなければならない。さらに、シェル３００の凹状テーパ部３１５およびベアリング３０２の凸状テーパ部３２３を適切に係合させて固定するために、凹状テーパ部３１５および凸状テーパ部３２３の間のテーパ角は自己固定テーパが形成される範囲の値に選択される。例えば、凹状テーパ部３１５および凸状テーパ部３２３の各々が２度から８度までの範囲の値のテーパ角（全体のテーパ角が４度乃至１７度の値）ならば、２つのコンポーネント（シェルおよびベアリング）の間には適切な係合および固定が達成される。

さらに、ベアリング３０２が上述したようにシェル３００のキャビティ３０４内に配置されたとき、複数の突出部３１８は各々複数の凹部３１３内に配置される。凹部３１３内に配置された突出部３１８によってベアリング３０２のシェル３００に対する回転運動が禁止される。

図１６乃至図１９は本発明の特徴を組み込んださらに他の寛骨臼カップアセンブリを形成するためにベアリング３０２に代わって用いられる他のベアリング４００を示している図である。そのような寛骨臼カップアセンブリはベアリング４００のキャビティ４０２がシェル３００に対して傾くようにし、それはある環境では（人工器官の）大腿骨のボールが脱臼するのを防止するのに有益である。

ベアリング４００は図１６および図１８に最もよく示されているように半球状に近い形状を有する。ベアリング４００は好ましくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）のような高分子材料から作られる。代わりに、ベアリング４００は金属材料またはセラミック材料のようなヒトの体への移植に適したその他のタイプの材料で作られてもよい。

ベアリング４００は人工器官の大腿骨ボール（図示せず）を受容するように構成されたキャビティ４０２を画定する。ベアリング４００は図１７に示すようにベアリング４００の周りに等しい間隔で配置された複数の回転止め突出部４０４を含む。複数の回転止め突出部４０４の各々は図１７に示すようにベアリング４００の中心から離れて外向きに延出している。

ベアリング４００は図１６および図１８、図１９に示されているようにベアリング４００の外側面に画定された凸状テーパ部４０６をも含む。凸状テーパ部４０６はベアリング４００の周縁部全体に沿って延在している。さらに、凸状テーパ部４０６は図１６に示すように軸方向に距離Ｄ３に亘って延在している。ベアリング４００は複数の突出部４０４の直下に配置された環状の固定部材４１０をも含む（図１９を参照されたい）。環状の固定部材４１０はベアリング４００の周縁部全体に沿って延在している。環状の固定部材４１０は凸状テーパ部４０６から外向きに延出している。

図７乃至図９および図１６乃至図１９に示されたコンポーネントで作られた寛骨臼カップアセンブリが組立てられてベアリング４００がシェル３００のキャビティ３０４内に配置されたとき、シェル３００の凹状テーパ部３１５はベアリング４００の凸状テーパ部４０６と係合して凸状テーパ部４０６に固定されて、ベアリング４００をシェル３００に固定する。さらに、寛骨臼アセンブリが組立てられてベアリング４００がシェル３００のキャビティ３０４内に配置されたとき、ベアリング４００の環状の固定部材４１０はシェル３００に画定された環状の凹部３１４内に配置されて、ベアリング４００をシェル３００にさらに固定する。

凹状テーパ部３１５および凸状テーパ部４０６の長さは凹状テーパ部３１５および凸状テーパ部４０６が互いに緊密に係合するのに十分な大きさである限り変更できることが適切に理解されなければならない。さらに、シェル３００の凹状テーパ部３１５およびベアリング４００の凸状テーパ部４０６を適切に係合させて固定するために、凹状テーパ部３１５および凸状テーパ部４０６の間のテーパ角は上述されたように自己固定テーパが形成される範囲の値に選択される。

さらに、ベアリング４００が上述したようにシェル３００のキャビティ３０４内に配置されたとき、複数の突出部４０４は各々複数の凹部３１３内に配置される。凹部３１３内に配置された突出部４０４によってベアリング４００のシェル３００に対する回転運動が禁止される。

図２４を参照すると、符号６００が付された本発明の原理に基づいたベアリングインサートまたはライナー（以下「ライナー」という）の他の例示的な実施の形態が前組立状態（すなわち、人工器官のアセンブリを形成するためのその他のコンポーネントがない状態）で示されている。ライナー６００は好ましくはプラスチックのような高分子材料から作られる。特に、ライナー６００は可塑性ポリエチレンから作られるのが好ましい。さらに、ライナー６００は好ましくは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）から作られるのがより好ましい。しかし、金属材料、セラミック材料、またはポリエチレン以外のプラスチックのようなその他の適切な移植可能な材料がライナー６００を作るのに用いられてもよいことが適切に理解されなければならない。ライナー６００がひとつの部品として形成されることも好ましい。

ライナー６００は、内部（または、チャンバ、キャビティ）６０４を画定する本体６０２と内部６０４の開口を取り囲むリム６０６とによって形成されている。内部６０４は、好ましくは、しかし必ずというわけではなく、準半球状から半球状の形状を有する。キャビティ（内部）６０４は全ての形状において人工器官のヘッド（図示せず）または骨の骨頭（図示せず）を受容するように構成されている。内部６０４はリム６０６から内部６０４内に延在する角度をなしたまたは傾斜した部分６０８を有する。内部６０４は、内部６０４の上部でまたは内部６０４の開口で環状に延在していることが好ましい。内部６０４は傾斜した部分６０８の端部から始まるドーム形のもしくは実質的に半球状の形状の表面６０９をも有する。

リム６０６はリム６０６に沿って環状に間隔を置いて配置された複数の突出部６１０を含んでよい。突出部６１０はリム６０６から実質的に半径方向に延出していて、ライナー６００が本明細書に記載されているように組立てられたときにライナー６００の回転を防止する（ライナー６００を安定化する）のを助ける。ライナー６００は６個の突出部６１０を有するように例示されているが、突出部６１０の個数は本質的には任意の数であるが、回転を防止する（安定化する）のに十分な数である。

本体６０２は、先細りのもしくは角度をなした外側面の部分（または外側テーパ部）６１４を備えた側壁（または壁）６１８と、外側テーパ部６１４から延在するドーム形のもしくは実質的に半球状の部分（外側面）６１６とを有する。外側テーパ部６１４は、外側のテーパ部もしくは凸状テーパ部とも呼ばれ、好ましくは、しかし必ずということではなく、壁６１８の周縁部全体に沿って環状に延在している。ある実施の形態では、テーパ部６１４は実質的に半球状の部分６１６とリム６０２との間の環状の帯を形成する。リム６０２とテーパ部６１４の間には帯状の間隔がさらにあってもよい。

ライナー６００は患者のさまざまな解剖学的構造を収容するように異なる寸法で製造されてよい。ある実施の形態では、ライナー６００のキャビティ６０４は対応する人工器官のさまざまなボールもしくはヘッドを収容するような寸法を有する。他の実施の形態では、本体６０２は本明細書に記載されているさまざまな寸法のシェル内に収容されるような寸法を有する。

図２５には、符号６２０が付された本発明の原理に基づいたシェルの他の例示的な実施の形態が前組立状態（すなわち、人工器官のアセンブリを形成するためのその他のコンポーネントがない状態）で示されている。シェル６２０は自然の股関節の臼蓋窩の代わりに患者（図示せず）の寛骨臼に取り付けるように適合さている。シェル６２０は実質的に準半球状から半球状の形状を有する外側面６３６を含む。外側面６３６は適切に準備された寛骨臼（図示せず）内の所定の位置に保持するのを容易にするために表面模様を有するように加工されて（textured）よい。シェル６２０は、好ましくはチタンのような金属から作られるが、コバルト・クロム材料、その他の金属材料、または他の適切な材料から作られてもよい。シェル６２０は複数のぺグ（または支柱もしくはそれらの類似物）６３８をも含んでいてよく、ぺグ６３８は適切に準備された寛骨臼に配置されたシェル６２０を保持するのを助けるように適合されている。ぺグ６３８は所望に応じて設けられるもので、したがって設けられていても設けられなくてもよい。

シェル６２０は、先細りのもしくは角度をなした内側面（または内側テーパ部）６３２を備えた内部（または、チャンバ、キャビティ）６３０を有し、内側テーパ部６３２は内側テーパ部６３２の終端点から延在する実質的に半球状の形状を有する内側面６３４に接続されている。内側テーパ部６３２は、凹状のテーパ部、内側のテーパ部、または内側テーパ部と呼ばれ、好ましくは、しかし必ずということではなく、キャビティ６３０の周縁部全体に沿って環状に延在する。シェル６２０はリム６２６をも有する。リム６２６は、人工器官のコンポーネント（この場合、シェル６２０およびライナー６００からなる）が組立てられたときにライナー６２０がキャビティ６３０内に入るときに通過する平面を画定する。リム６２６はリム６２６に沿って環状に間隔をおいて配置された複数のノッチ（または切り欠き）６２８を有する。ノッチ６２８はライナー６００の突出部６１０に対応する形状を有し、突出部６１０よりもわずかに大きい寸法（幅および長さ）を有する。したがって、突出部６１０は、このようにして、組立てられたときにノッチ６２８に受容されるように適合されている。

例えば図２６に示されているように、ライナー６００はシェル６２０内に受容されて人工器官のコンポーネントアセンブリ（人工器官アセンブリ）６５０が形成される。人工器官アセンブリ６５０はキットとして供給されてよい。使用者（典型的には医者）は、シェル６２０およびライナー６００を含むキットを入手する。しかし、シェルおよびライナーのアセンブリはヒトの解剖学的構造のさまざまな相違に適応する（さまざまな相違を収容する）ためにさまざまな寸法のものが供給されている。ライナー６００は組立プロセスのある段階でシェル６２０に挿入される。

より詳しく述べると、図２６はライナー６００がシェル６２０に嵌め合わされるもしくは受容される（組立てられる）様子を示した分解斜視図である。図２６の分解斜視図はシェル６２０およびライナー６００に関するものであり、したがってシェル６２０が患者の骨に取り付けられていることは省略されていることが適切に理解されなければならない。

より詳しく述べると、ライナー６００はシェル６２０のキャビティ６３０内に受容される。ライナー６００の外側テーパ部６１４がシェル６２０の内側テーパ部６３２と共同して（お互いに作用しあって動作して）ライナー６００がシェル６２０に対して軸線方向に沿ってさらに動くのが妨げられるまで、ライナー６００は軸線方向に沿ってキャビティ６３０内に向けて受容される。ライナー６００の外側テーパ部６１４がシェル６２０の内側テーパ部６３２と共同することにより、ライナー６００のシェル６２０に対する回転運動（微視的な動き）も妨げられる。ノッチ６２８および突出部６１０もライナー６００のシェル６２０に対する回転運動（巨視的な動き）を妨げる。そのような外側テーパ部６１４および内側テーパ部６３２の共同は、ライナー６００をシェル６２０に（好ましくは解除可能に）固定する。この段階で、ライナー６００の外側面６１６はシェル６２０の内側面６３４と実質的に合致する。さらに、ライナー６００およびシェル６２０に突出部６１０およびノッチ６２８が設けられている場合には、突出部６１０がノッチ６２８に受容される。

図２７を参照すると、ライナー６００の外側テーパ部６１４がライナー（またはベアリングインサート）６００の側壁（または壁）６１８の一部に関する断面図で示されている。外側テーパ部６１４は開始点６６６と終了点６７６との間で画定されている。開始点６６６および終了点６７６は任意の指定であり、点６７６を開始点と指定し点６６６を終了点と指定してもよいことが適切に理解されなければならない。開始点６６６は表面６１６の開始点をも画定している。

壁６１８の厚みは、壁６１８の全長に沿ったその他の部分と同様に外側テーパ部６１４（壁６１８の一部）の全長に沿って実質的に一定でよい。代わりに、壁６１８の厚みは外側テーパ部６１４の全長に沿って変化してもよい。壁６１８のその他の部分の厚みも変化してもよい。さらに、ライナー６００の壁６１８は厚みの変化可能な部分と厚みの一定の部分とから形成されてもよい。変化可能な厚みの壁６１８の例示的な実施の形態では、外側テーパ部６１４は開始点６６６に比べて終了点６７６の厚みが大きくてよい。このような厚みはある点から他の点までの漸進的なものであってよく、したがって壁６１８の厚みの勾配を画定する。

本発明のある実施の形態に基づけば、外側テーパ部６１４は第１の（または下側）部分６６０（第１の外側テーパ部分６６０）および第２の（または上側）部分６７０（第２の外側テーパ部分６７０）を有する。再び、第１および第２の指定は任意的なものであり、第１の部分および第２の部分は指定されたものと逆であってもよいことが適切に理解されなければならない。移行点６６８が第１の部分６６０および第２の部分６７０を画定する。より詳しく述べると、第１の部分６６０は開始点６６６と移行点６６８の間で画定され、第２の部分６７０は移行点６６８と終了点６７６との間で画定される。第１の部分６６０および第２の部分６７０の長さは本明細書に記載されている任意の制約の範囲内で変更可能である。しかし、本発明のある実施の形態に基づけば、第１の部分６６０および第２の部分６７０の長さ（外側テーパ部６１４内の移行点（またはゲージ点）６６８によって画定される）は、好ましくは、外側テーパ部６１４の全体の長さに対する予め決められた比率を満たす。さらに、厚みに関しては、第１の部分６６０および第２の部分６７０はそれぞれ独自に一定の厚みまたは変化可能な厚みを有してよく、変化可能な厚みには厚みの勾配を画定するものが含まれる。

人工器官アセンブリ６５０の最小材料条件（ＬＭＣ）および人工器官の最大材料条件（ＭＭＣ）（以下により詳しく記載される）から、好ましいベンチマーク（基準）または基準の移行点は終了点６７６から外側テーパ部６１４の全長の実質的に２／３の長さであることが見出された。この実施の形態に基づけば、第１の部分６６０の長さは好ましくは外側テーパ部６１４の全長の実質的に１／３の長さであり、第２の部分６７０の長さは好ましくは外側テーパ部６１４の全長の実質的に２／３の長さである。これは、その他の長さの第１の部分６６０および第２の部分６７０と外側テーパ部６１４の全長とが考慮されるときの基準または基準の位置とみなされてもよい。

外側テーパ部６１４の全長、および第１の部分６６０および第２の部分６７０の長さに関係なく、第１の部分６６０の第１の外側面６６２は垂線６６４に対して角度φ_L をなし、第２の部分６７０の第２の外側面６７２は垂線６７４に対して角度θ_L をなす。垂線６６４および垂線６７４は平行で、角度φ_L および角度θ_L が共通の（移動可能な）垂線から定義されるようにしている。角度φ_L および角度θ_L は零ではなく（非零であり）、ここで零の角度とは垂線６６４および垂線６７４と平行なまたは合致した角度として定義される。

開始点６６６と移行点６６８の間の第１の外側面６６２は垂線６６４からの角度φ_L を画定する。角度φ_L は内部６０４から半径方向外向きに向かっている。角度φ_L は好ましくは０度以上２２．５度以下（０°≦φ_L ≦２２．５°）である。移行点６６８と終了点６７６の間の第２の外側面６７２は垂線６７４からの角度θ_L を画定する。角度θ_L は内部６０４から半径方向外向きに向かっている。角度θ_L は好ましくは０度以上２２．５度以下（０°≦θ_L ≦２２．５°）である。角度φ_L および角度θ_L は、好ましくは、角度θ_L が角度φ_L と等しいか角度φ_L より大きいという関係（φ_L ≦θ_L ）を有する。第２の外側面６７２（外側テーパ部６１４の第２の部分６７０の外側面）は好ましくは第１の外側面６６２（外側テーパ部６１４の第１の部分６６０の外側面）の角度φ_L よりも大きい角度θ_L をなす。

図２８に示されているように、第１の部分６６０の第１の外側面６６２が第１の部分６６０の第１の外側面６６２のさまざまな点の外径に関しても記載される。第１の外側面６６２は、ライナー６００の片側の開始点６６６およびライナー６００の反対側（片側の開始点６６６から１８０°の角度）の開始点６６６から画定される外径ＯＤ_L1と、ライナー６００の片側の移行点６６８およびライナー６００の反対側（片側の移行点６６８から１８０°の角度）の移行点６６８から画定される外径ＯＤ_L2とを有する。外径ＯＤ_L1および外径ＯＤ_L2は、ＯＤ_L1＜ＯＤ_L2という関係を有する。外径の正のスロープもしくは勾配７００が外径ＯＤ_L1と外径ＯＤ_L2の間で画定される。

第１の部分６６０は、円錐に交わり円錐の底面に平行な２つの互いに平行な平面（一方の平面は開始点６６６を通るように画定され、もう一方の平面は移行点６６８を通るように画定されている）によって画定される第１の円錐の一部（円錐台）としても考えることができる。円錐は第１の外側面６６２の角度φ_L に対応する角度をなした側面を有する。

第２の部分６７０の第２の外側面６７２は、第２の部分６７０の第２の外側面６７２のさまざまな点の外径に関しても記載される。第２の外側面６７２は、ライナー６００の片側の移行点６６８およびライナー６００の反対側（片側の移行点６６８から１８０°の角度）の移行点６６８から画定される外径ＯＤ_L2と、ライナー６００の片側の終了点６７６およびライナー６００の反対側（片側の終了点６７６から１８０°の角度）の終了点６７６から画定される外径ＯＤ_L3とを有する。外径ＯＤ_L2および外径ＯＤ_L3は、ＯＤ_L2＜ＯＤ_L3という関係を有する。外径の正のスロープもしくは勾配７０２が外径ＯＤ_L2と外径ＯＤ_L3の間で画定される。

第２の部分６７０は、円錐に交わり円錐の底面に平行な２つの互いに平行な平面（一方の平面は移行点６６８を通るように画定され、もう一方の平面は終了点６７６を通るように画定されている）によって画定される第２の円錐の一部（円錐台）としても考えることができる。円錐は第２の外側面６７２の角度θ_L に対応する角度をなした側面を有する。

全体的に見れば、外側テーパ部６１４は外側テーパ部６１４のさまざまな点の外径に関して記載される。より詳しく述べると、外側テーパ部６１４は外径ＯＤ_L1と外径ＯＤ_L3の間の外側面６６２の点からのさまざまな外径として画定される。外径ＯＤ_L1から外径ＯＤ_L3は、ＯＤ_L1＜ＯＤ_L3の関係を有し、外径の間の正のスロープまたは勾配７０４を画定する。外径のスロープは、角度θ_L が角度φ_L よりも大きい（θ_L ＞φ_L ）場合には、移行点６６８で変化してもよい（より大きくなってもよい）。

図２９を参照すると、シェル６２０の内側テーパ部６３２がシェル６２０の側壁（または壁）６４２の一部に関して断面で示されている。内側テーパ部６３２は開始点６８６と終了点６９６の間で画定されている。開始点６８６および終了点６９６は任意に指定されていて、点６９６を開始点として指定し点６８６を終了点として指定するというように逆に指定してもよいことが適切に理解されなければならない。開始点６８６は外側面６３６および内側面６３４の開始点をも画定している。

壁６４２の厚みは、壁６４２の全長に沿ったその他の部分と同様に内側テーパ部６３２（壁６４２の一部）の全長に亘って実質的に一定でよい。代わりに、内側テーパ部６３２の全長に沿った壁６４２の厚みが変化してもよい。壁６４２のその他の部分の厚みも同様に変化してよい。さらに、シェル６２０の壁６４２は変化可能な壁の厚みの部分と一定の壁の厚みの部分とで形成されてもよい。変化可能な厚みの壁６４２の例示的な実施の形態では、内側テーパ部６３２は開始点６８６に比べて終了点６９６での厚みが大きくてよい。これは、ある点から他の点へ漸進的でよく、したがって壁の厚みの勾配を画定する。

本発明のある実施の形態に基づけば、内側テーパ部６３２は第１の部分（または下側部分）６８０（第１の内側テーパ部分６８０）と第２の部分（または上側部分）６９０（第２の内側テーパ部分６９０）とを有する。再び、第１および第２の指定は任意的なものであり、第１の部分および第２の部分は指定されたものと逆であってもよいことが適切に理解されなければならない。移行点６８８は第１の部分６８０および第２の部分６９０を画定する。より詳しく述べると、第１の部分６８０は開始点６８６および移行点６８８の間で画定され、第２の部分６９０は移行点６８８および終了点６９６の間で画定される。第１の部分６８０および第２の部分６９０の長さは、本明細書に記載された任意の制約の範囲内で変更可能である。しかし、本発明のある実施の形態に基づけば、第１の部分６８０および第２の部分６９０の各々の長さ（内側テーパ部６３２での移行点（またはゲージ点）６８８の位置によって画定される）は、好ましくは、内側テーパ部６３２の全長に対する予め決められた比率の範囲内である。さらに、厚みに関しては、第１の部分６８０および第２の部分６９０はそれぞれ独自に一定の厚みまたは変化可能な厚みを有してよく、変化可能な厚みには厚みの勾配を画定するものが含まれる。

人工器官アセンブリ６５０の最小材料条件（ＬＭＣ）および人工器官の最大材料条件（ＭＭＣ）（以下により詳しく記載される）から、好ましいベンチマーク（基準）または基準の移行点は終了点６９６から内側テーパ部６３２の全長の実質的に２／３の長さであることが見出された。この実施の形態に基づけば、第１の部分６８０の長さは好ましくは内側テーパ部６３２の全長の実質的に１／３の長さであり、第２の部分６９０の長さは好ましくは内側テーパ部６３２の全長の実質的に２／３の長さである。これは、その他の長さの第１の部分６８０および第２の部分６９０と内側テーパ部６３２の全長とが考慮されるときの基準または基準の位置とみなされてもよい。これは、ライナー６００の外側テーパ部６１４の寸法にも当てはまる。

内側テーパ部６３２の全長、および第１の部分６８０および第２の部分６９０の長さに関係なく、第１の部分６８０の第１の内側面６８２は垂線６８４に対して角度φ_S をなし、第２の部分６９０の第２の内側面６９２は垂線６９４に対して角度θ_S をなす。垂線６８４および垂線６９４は平行で、角度φ_S および角度θ_S が共通の（移動可能な）垂線から定義されるようにしている。角度φ_S および角度θ_S は零ではなく（非零であり）、ここで零の角度とは垂線６８４および垂線６９４と平行なまたは合致した角度として定義される。

開始点６８６と移行点６８８の間の第１の内側面６８２は垂線６８４からの角度φ_S を画定する。角度φ_S はキャビティ６３０から半径方向内向きに向かっている。角度φ_S は好ましくは０度以上２２．５度以下（０°≦φ_S ≦２２．５°）である。移行点６８８と終了点６９６の間の第２の内側面６９２は垂線６９４からの角度θ_S を画定する。角度θ_S はキャビティ６３０から半径方向内向きに向かっている。角度θ_S は好ましくは０度以上２２．５度以下（０°≦θ_S ≦２２．５°）である。角度φ_S および角度θ_S は、好ましくは、角度θ_S が角度φ_S と等しいか角度φ_S より大きいという関係（θ_S ≧φ_S ）を有するが、角度θ_S が角度φ_S より小さくてもよい。第２の内側面６９２（内側テーパ部６３２の第２の部分６９０の内側面）は好ましくは第１の内側面６８２（内側テーパ部６３２の第１の部分６８０の外側面）の角度φ_S と等しい角度θ_S をなす。

図３０に示されているように、第１の部分６８０の第１の内側面６８２が第１の部分６８０の第１の内側面６８２のさまざまな点の内径に関しても記載される。第１の内側面６８２は、シェル６２０の片側の開始点６８６およびシェル６２０の反対側（片側の開始点６８６から１８０°の角度）の開始点６８６から画定される内径ＩＤ_S1と、シェル６２０の片側の移行点６８８およびシェル６２０の反対側（片側の移行点６８８から１８０°の角度）の移行点６８８から画定される内径ＩＤ_S2とを有する。内径ＩＤ_S1および内径ＩＤ_S2は、ＩＤ_S1＜ＩＤ_S2という関係を有する。内径の正のスロープもしくは勾配７１０が内径ＩＤ_S1と内径ＩＤ_S2の間で画定される。

第１の部分６８０は、円錐に交わり円錐の底面に平行な２つの互いに平行な平面（一方の平面は開始点６８６を通るように画定され、もう一方の平面は移行点６８８を通るように画定されている）によって画定される第１の円錐の一部（円錐台）としても考えることができる。円錐は第１の内側面６８２の角度φ_S に対応する角度をなした側面を有する。

第２の部分６９０の第２の内側面６９２は、第２の部分６９０の第２の内側面６９２のさまざまな点の内径に関しても記載される。第２の内側面６９２は、シェル６２０の片側の移行点６８８およびシェル６２０の反対側（片側の移行点６８８から１８０°の角度）の移行点６８８から画定される内径ＩＤ_S2と、シェル６２０の片側の終了点６９６およびシェル６２０の反対側（片側の終了点６９６から１８０°の角度）の終了点６９６から画定される内径ＩＤ_S3とを有する。内径ＩＤ_S2および内径ＩＤ_S3は、ＩＤ_S2＜ＩＤ_S3という関係を有する。内径の正のスロープもしくは勾配７１２が内径ＩＤ_S2と内径ＩＤ_S3の間で画定される。

第２の部分６９０は、円錐に交わり円錐の底面に平行な２つの互いに平行な平面（一方の平面は移行点６８８を通るように画定され、もう一方の平面は終了点６９６を通るように画定されている）によって画定される第２の円錐の一部（円錐台）としても考えることができる。円錐は第２の内側面６９２の角度θ_S に対応する角度をなした側面を有する。

全体的に見れば、内側テーパ部６３２は内側テーパ部６３２のさまざまな点の内径に関して記載される。より詳しく述べると、内側テーパ部６３２は内径ＩＤ_S1と内径ＩＤ_S3の間の内側面６８２の点からのさまざまな内径として画定される。内径ＩＤ_S1から内径ＩＤ_S3は、ＩＤ_S1＜ＩＤ_S3の関係を有し、内径の間の正のスロープまたは勾配７１４を画定する。内径のスロープは、移行点６８８で変化しても変化しなくてもよい。角度φ_S および角度θ_S が等しい場合には、内側テーパ部６３２は連続しているとみなされ、したがって２つの部分を有しない。

ライナー６００の移行点（またはゲージ点）６６８およびシェル６２０の移行点（またはゲージ点）６８８は、組立てられたとき、ライナー６００の移行点６６８での外側面およびシェル６２０の移行点６８８での内側面の間に実質的に零の締めしろ（interference）または締まりばめ（interference fit）を提供する。ライナー６００の第１の外側面６６２（第１の部分６６０）は、シェル６２０内に組立てられたとき、第１の内側面６８２（第１の部分６８０）と実質的に合致するか、第１の外側面６６２と第１の内側面６８２の間に空隙または公差（負の締めしろ（negative interference））を画定する。第１の外側面６６２と第１の内側面６８２の間に空隙または公差は一定であっても増加してもよい。したがって、第１の部分６６０の角度φ_L は、第１の部分６８０の角度φ_S と等しいか角度φ_S よりも小さい（即ち、φ_L ≦φ_S ）。さらに、第１の部分６６０の外径ＯＤ_L1および外径ＯＤ_L2は、各々、第１の部分６８０の内径ＩＤ_S1および内径ＩＤ_S2と実質的に等しいか内径ＩＤ_S1および内径ＩＤ_S2よりも小さい。

ライナー６００の第２の外側面６７２（第２の部分６７０）は、シェル６２０内に組立てられたとき、シェル６２０の第２の内側面６９２に対して締まりばめを提供する。締まりばめはライナー６００の移行点６６８およびシェル６２０の移行点６８８の各々で始まる。締まりばめは、角度θ_L および角度θ_S の角度的な関係にも依存している。締まりばめの量は、第２の外側面６７２および第２の内側面６９２の各々の角度（角度θ_L および角度θ_S ）に依存している。したがって、第２の部分６７２の角度θ_L は第２の部分６９２の角度θ_S と等しいか角度θ_S よりも大きい（即ち、θ_L ≧θ_S ）。さらに、第１の部分６６０の外径ＯＤ_L1および外径ＯＤ_L2は、各々、第１の部分６８０の内径ＩＤ_S1および内径ＩＤ_S2と実質的に等しいか内径ＩＤ_S1および内径ＩＤ_S2より小さい。

シェルのテーパ部６３２はその全長に亘って一定の角度を有してもよいことが適切に理解されなければならない。そのような場合、シェルのテーパ部６３２は２つの部分（第１の部分６８０および第２の部分６９０）に分割（もしくは分離）されなくてもよい。しかし、シェルのテーパ部６３２の移行点（またはゲージ点）６８８は、締まりばめが変化する点であるライナー６００およびシェル６２０に対する零の締めしろについての締めしろのベンチマークもしくは基準の位置を提供する。したがって、シェル６２０の移行点６８８はこのような特定の実施の形態においても組立てられたときにライナー６００の移行点（またはゲージ点）６６８との整合を提供する。

図３１乃至図３６を参照すると、符号６５０’が付された、組立てられた人工器官のコンポーネントアセンブリの例示的な実施の形態が示されている。本発明の原理に基づく、組立てられた人工器官のコンポーネントを示しているのに加えて、図３１乃至図３６は最大材料条件（ＭＭＣ）およびＭＭＣを原因とするライナーおよびシェルのテーパ部の間の付随する締まりばめの関係を示している図である。ＭＭＣは、最大量の許容される締まりばめを提供する。ＭＭＣはライナー６００’の外径に対する最大量の材料をも提供する（即ち、テーパ部が最大で、それによってテーパ部の外径が最大となる）。より詳しく述べると、ＭＭＣの人工器官のコンポーネントアセンブリ６５０’は外径が４８ｍｍのシェル６２０’と、外径が４８ｍｍで内径が２８ｍｍのライナー（またはベアリングインサート）６００’とを含む。

図３３に最も良く示されているように、ＭＭＣの人工器官のコンポーネントアセンブリ６５０’は、組立てられたときに、シェルのゲージ点での内径ＩＤ_S2がライナーのゲージ点での外径ＯＤ_L2よりわずかに小さくなっている。シェル６２０’の溝の直径７２０は、ライナー６００’の戻り部の直径７２２より大きい。

図３４に最も良く示されているように、ライナーの角度θ_L （この実施の形態では５．３５°）はシェルの角度θ_S （この実施の形態では４．９５°）よりも大きい。この角度は、組立てられたときにテーパ部６１４’およびテーパ部６３２’の間に締まりばめを提供する。前組立状態のとき、ライナー６００’はシェル６２０’の内径（ＩＤ_S3）よりも大きい外径（ＯＤ_L3）を有する。

そのような締まりばめが図３５に示されている。ライナー面での締まりばめは図示するためにライナー６００’の外側に投影して示されている。さらに、図３５には、ライナー６００’およびシェル６２０’の球面の半径の合致、同一直線上のゲージ点、ゲージ点でのライナーとシェルの間の締まりばめ、テーパ部のドームの端部での隙間、および、ライナーおよびシェルのゲージ点の位置が示されている。

図３６には、シェル６２０’の内側面の溝７２４が示されている。ライナー６００’はライナー６００’がシェル６２０’内に組立てられたときに溝７２４内に配置される戻り部７２６を含んでよい。

図３７乃至図４２を参照すると、符号１５０’’が付された、組立てられた人工器官のコンポーネントアセンブリの例示的な実施の形態が示されている。本発明の原理に基づく、組立てられた人工器官のコンポーネントアセンブリの例示に加えて、図３７乃至図４２は最小材料条件（ＬＭＣ）およびＬＭＣに起因するライナーおよびシェルのテーパ部の間の付随する締まりばめの関係を示している図である。ＬＭＣは最小の量の許容される締まりばめを提供する。ＬＭＣはライナー６００’’の外径に対する最小の量の材料をも提供する（即ち、テーパ部は最小であり、これによってテーパ部での最小の外径が生み出される）。より詳しく述べると、ＬＭＣの人工器官のコンポーネントアセンブリ６５０’’は４８ｍｍの外径のシェル６２０’’と、４８ｍｍの外径で２８ｍｍの内径のライナー（またはベアリングインサート）６００’’とを含む。

図３９に示されているように、ＬＭＣの人工器官のコンポーネントアセンブリ６５０’’は、組立てられたときにシェルのゲージ点で内径ＩＤ_S2がライナーのゲージ点での外径ＯＤ_L2よりもわずかに小さい。シェル６２０’’の溝の直径７２０’はライナー６００’’の戻り部の直径７２２’よりも大きい。

図４０に最も良く示されているように、ライナーの角度θ_L （この実施の形態では５．３５°）は、シェルの角度θ_S （この実施の形態では４．９５°）よりも大きい。この角度は、組立てられたときにテーパ部６１４’’およびテーパ部６３２’’の間に締まりばめを生み出す。前組み立て状態では、ライナー６００’’はシェル６２０’’の内径（ＩＤ_S3）よりも大きい外径（ＯＤ_L3）を有する。

そのような締まりばめが図４１に示されている。ライナー面での締まりばめは図示するためにライナー６００’’の外側に投影して示されている。さらに図４２には、ライナー６００’’およびシェル６２０’’の球面の半径の合致、同一直線上のゲージ点、ゲージ点でのライナーとシェルの間の締まりばめ、テーパ部のドームの端部での隙間、ライナーおよびシェルのゲージ点の位置、およびその他の点が示されている。

図４２には、シェル６２０’’の内側面の溝７２４’が示されている。ライナー６００’’はライナー６００’’がシェル６２０’’内に組立てられたときに溝７２４’内に配置される戻り部７２６’を含んでよい。

図２２および図２３を参照すると、図２４乃至図４２のコンポーネントによって画定された、符号６２０が付された人工器官のコンポーネントアセンブリに対する負荷のパターンが示されている。縞模様でハッチングされた人工器官のコンポーネントアセンブリ６２０の部分は、負荷が中心の開口６３４から画定される軸に対して２０度の角度でライナー６００の内側に加えられたときの、ライナー６００およびシェル６２０の合致を表している。したがって、シェル６２０の縞模様でハッチングされた部分６３６は負荷のパターンであるとみなされる。したがって、シェル６２０の縞模様でハッチングされていない（格子模様でハッチングされた）その他の部分６２２はライナー６００とシェル６２０が合致していないことを示している。

本発明がある好ましい実施の形態について説明されたが、変形および変更が特許請求の範囲に記載され定義された本発明の範囲および真髄を逸脱せずに存在する。例えば、人工器官のカップアセンブリが股関節の人工器官について説明されたが、人工器官のカップアセンブリは患者のその他の部位で使用されても良い。さらに、図示されたさまざまな実施の形態のテーパ部は各々が直線状のテーパとして示されたが、それらのテーパ部は、円、楕円、放物線、双曲線、またはそれらに類似の形状のような円錐の一部の曲線のような構成でもよい。しかし、テーパ部が非直線状の構成を有する場合には、そのテーパ部と嵌め合わされるテーパ部は相補的な構成を有しなければならないことが適切に理解されなければならない。

この発明の具体的な実施態様および変形例は以下の通りである。
（１）第１の外側テーパ部分および第２の外側テーパ部分が、外側の移行点によって分離されていて、上記外側の移行点は、ライナーおよびシェルが組立てられたときに、上記外側の移行点と内側テーパ部の間に実質的に零の締まりばめを画定する、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（２）外側の移行点が、外側テーパ部の終了点から上記外側テーパ部の全長の実質的に２／３の位置に配置されている、実施態様（１）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（３）外側テーパ部の終了点が、第２の外側テーパ部分の終了点に相当する、実施態様（２）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（４）ライナーがポリエチレンから形成され、シェルが金属から形成されている、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（５）金属が、チタンまたはコバルト・クロムからなる、実施態様（４）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。

（６）第１の外側テーパ部分および第２の外側テーパ部分が、外側の移行点によって分離されていて、上記外側の移行点は、ライナーおよびシェルが組立てられたときに、上記外側の移行点と内側テーパ部の間に実質的に零の締まりばめを画定する、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（７）外側の移行点が、外側テーパ部の終了点から上記外側テーパ部の全長の実質的に２／３の位置に配置されている、実施態様（６）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（８）外側テーパ部の終了点が、第２の外側テーパ部分の終了点に相当する、実施態様（７）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（９）ライナーがポリエチレンから形成され、シェルが金属から形成されている、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（１０）金属が、チタンまたはコバルト・クロムからなる、実施態様（９）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。

（１１）ライナーが、外側テーパ部の終了点から開始される半球状の形状の外側面を備えるように形成され、シェルが、内側テーパ部の終了点から開始されると共に上記ライナーを受容するための寸法を有する半球状の形状のキャビティを備えるように形成されている、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（１２）ライナーの半球状の形状の外側面が、上記ライナーがシェルに組立てられたときに、半球状の形状のキャビティと実質的に合致する、実施態様（１１）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（１３）第１の外側テーパ部分および第２の外側テーパ部分が、外側の移行点によって分離され、第１の内側テーパ部分および第２の内側テーパ部分が、内側の移行点によって分離され、上記外側の移行点が、ライナーおよびシェルが組立てられたときに、上記外側の移行点と上記内側の移行点との間に実質的に零の締まりばめを画定する、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（１４）外側の移行点が、外側テーパ部の終了点から上記外側テーパ部の全長の実質的に２／３の位置に配置され、内側の移行点が、内側テーパ部の終了点から上記内側テーパ部の全長の実質的に２／３の位置に配置された、実施態様（１３）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（１５）外側テーパ部の終了点が、第２の外側テーパ部分の終了点に相当し、内側テーパ部の終了点が、第２の内側テーパ部分の終了点に相当する、実施態様（１４）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。

（１６）ライナーがポリエチレンから形成され、シェルが金属から形成されている、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（１７）金属が、チタンまたはコバルト・クロムからなる、実施態様（１６）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（１８）ライナーを挿入する過程が、キャビティにライナーを軸方向に沿って挿入しながら第２の外側テーパ部分を内側テーパ部に対して半径方向内向きに圧縮する過程を含む、人工器官のコンポーネントアセンブリを組立てる方法。
（１９）内側テーパ部が内側テーパ角を備え、第１の内側テーパ部分が上記内側テーパ角と実質的に等しい第１の内側テーパ角を備え、第２の内側テーパ部分が上記内側テーパ角よりも大きい第２の内側テーパ角を備える、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（２０）内側テーパ部が内側テーパ角を備え、第１の内側テーパ部分が上記内側テーパ角と実質的に等しい第１の内側テーパ角を備え、第２の内側テーパ部分が上記内側テーパ角よりも大きいまたは上記内側テーパ角と等しい第２の内側テーパ角を備える、人工器官のコンポーネントアセンブリ。

（２１）内側テーパ部が、第１の内側テーパ部分および第２の内側テーパ部分を有し、第１の外側テーパ部分が、ベアリングインサートがシェルに組立てられたときに、上記第１の内側テーパ部分と実質的に合致するように構成されていて、第２の外側テーパ部分が、上記ベアリングインサートが上記シェルに組立てられたときに、上記第２の内側テーパ部分との締まりばめを提供するように構成されている、人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（２２）内側テーパ部が、第１の内側テーパ部分および第２の内側テーパ部分を分離する内側の移行点を有し、外側テーパ部が、第１の外側テーパ部分および第２の外側テーパ部分を分離する外側の移行点を有し、上記外側の移行点が、ライナーおよびシェルが組立てられた状態で、上記外側の移行点および上記内側の移行点の間に実質的に零の締まりばめを提供する、実施態様（２１）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（２３）外側の移行点が、外側テーパ部の終了点から上記外側テーパ部の全長の実質的に２／３の位置に配置され、内側の移行点が、内側テーパ部の終了点から上記内側テーパ部の全長の実質的に２／３の位置に配置された、実施態様（２２）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
（２４）外側テーパ部の終了点が、第２の外側テーパ部分の終了点に相当し、内側テーパ部の終了点が、第２の内側テーパ部分の終了点に相当する、実施態様（２３）記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。

内側面および上記内側面に配置された内側テーパ部、及び、外側面および該外側面から延びる複数の支柱を備えるシェルと、
外側面、および上記外側面に配置されると共に第１の外側テーパ部分および第２の外側テーパ部分を有する外側テーパ部を備えたベアリングインサートであって、上記第１の外側テーパ部分は、上記ベアリングインサートが上記シェルに組立てられたときに上記内側テーパ部の一部分と実質的に合致するように構成され、上記第２の外側テーパ部分は、上記ベアリングインサートが上記シェルに組立てられたときに上記内側テーパ部のその他の部分との締まりばめを提供するように構成された、上記ベアリングインサートと
を有する、骨に固定するために用いられる人工器官のコンポーネントアセンブリ。
前記シェルの内側面には、間隔を置いて配置された複数の回転止め凹部が形成されており、前記ベアリングインサートの外側面には、前記シェルの複数の回転止め凹部内に配置される複数の回転止め突出部が形成されている、骨に固定するために用いられる、上記人工器官のコンポーネントアセンブリ。
前記シェルの内側面には、前記シェルの中心に向けて内向きに延出し、間隔を置いて配置された複数の突起部が形成されており、前記複数の突起部が、前記複数の回転止め凹部を画定しており、前記ベアリングインサートの複数の回転止め突出部は、前記ベアリングインサートの中心から離れるように外向きに延出している、上記人工器官のコンポーネントアセンブリ。
前記シェルの複数の回転止め凹部は、均等な間隔を置いて配置されており、前記ベアリングインサートの複数の回転止め突出部は、均等な間隔を置いて配置されている、上記人工器官のコンポーネントアセンブリ。
前記シェルの内側面には、環状の凹部が形成されており、前記ベアリングインサートの外側面には、環状の固定部材が形成されており、前記シェルの環状の凹部内に、前記ベアリングインサートの環状の固定部材が配置されることにより、前記シェルに対する前記ベアリングインサートの固定が確実に達成される、上記人工器官のコンポーネントアセンブリ。

本発明の一実施の形態に基づく寛骨臼カップアセンブリの分解斜視図である。 ベアリングコンポーネントがライナー内に取り付けられた状態を示す図１の寛骨臼カップアセンブリのライナーおよびベアリングコンポーネントの断面図である。 図１の組立てられた寛骨臼カップアセンブリの断面図である。 図２の寛骨臼カップアセンブリの一部の拡大断面図である。 本発明に基づく寛骨臼カップアセンブリの他の実施の形態の断面図である。 本発明に基づく寛骨臼カップアセンブリの他の実施の形態の断面図である。 図１０乃至図１５または図１６乃至図１９のベアリングコンポーネントと共に組立てられて、本発明の特徴を組み込んだ他の寛骨臼カップアセンブリを形成するシェルの正面図である。 図７の矢印８−８の向きから見た図７のシェルの正面図である。 図８の矢印９−９の向きから見た図８のシェルの断面図である。 図７乃至図９のシェルと共に組立てられて、本発明の特徴を組み込んだ寛骨臼カップアセンブリを形成するベアリングコンポーネントの正面図である。 図１０の矢印１１−１１の向きから見た図１０のベアリングコンポーネントの正面図である。 図１１の矢印１２−１２の向きから見た図１１のベアリングコンポーネントの断面図である。 図１０の図１３として示された円で囲まれたベアリングコンポーネントの部分の拡大図である。 図１１の矢印１４−１４の向きから見たベアリングコンポーネントの断面図である。 図１４の図１５として示された円で囲まれたベアリングコンポーネントの部分の拡大図である。 図７乃至図９のシェルと共に組立てられて、本発明の特徴を組み込んだ寛骨臼カップアセンブリを形成する他のベアリングコンポーネントの正面図である。 図１６の矢印１７−１７の向きから見たベアリングコンポーネントの正面図である。 図１７の矢印１８−１８の向きから見たベアリングコンポーネントの断面図である。 図１６の図１９として示された円で囲まれたベアリングコンポーネントの部分の拡大図である。 負荷のパターンを示す従来の寛骨臼カップアセンブリの上面図である。 負荷のパターンを示す図２０の従来の寛骨臼カップアセンブリの斜視図である。 負荷のパターンを示す本発明の原理に基づく寛骨臼カップアセンブリの実施の形態の上面図である。 負荷のパターンを示す図２２の寛骨臼カップアセンブリの斜視図である。 図２２および図２３に示された負荷のパターンを提供する寛骨臼カップアセンブリのベアリングインサート（またはライナー）の実施の形態の斜視図である。 図２４のベアリングインサート（またはライナー）と共に用いられて図２２および図２３の負荷のパターンを提供する寛骨臼カップアセンブリのシェルの実施の形態の斜視図である。 図２４のベアリングインサート（またはライナー）および図２５のシェルを有する寛骨臼カップアセンブリの分解斜視図である。 図２４および図１６のライナーの壁の一部分の特にテーパ部を示す拡大一部断面図である。 ライナーの断面図である。 図２５および図２６のシェルの壁の一部分の特にテーパ部を示す拡大一部断面図である。 シェルの断面図である。 本発明の原理に基づく人工器官のコンポーネントアセンブリの最大材料条件の実施の形態の拡大正面図である。 図３１の人工器官のコンポーネントアセンブリの底面図である。 図３２の線３３Ａ−３３Ａに沿った人工器官のコンポーネントアセンブリの断面図である。 図３２の線３４Ｂ−３４Ｂに沿った人工器官のコンポーネントアセンブリの断面図である。 本発明の原理に基づくベアリングインサートとシェルの最大材料条件の締まりばめを特に示した図３３および図３４の人工器官のコンポーネントアセンブリの一部分の拡大一部断面図である。 ベアリングインサートの戻り部のシェルの溝に対する位置決めを特に示した図３３および図３４の人工器官のコンポーネントアセンブリの一部分の拡大一部断面図である。 本発明の原理に基づく人工器官のコンポーネントアセンブリの最小材料条件の実施の形態の拡大正面図である。 図３７の人工器官コンポーネントアセンブリの底面図である。 図３８の線３９Ａ−３９Ａに沿った人工器官コンポーネントアセンブリの断面図である。 図３８に線４０Ｂ−４０Ｂに沿った人工器官コンポーネントアセンブリの断面図である。 本発明の原理に基づくベアリングインサートとシェルの最小材料条件の締まりばめを特に示した図３９および図４０の人工器官コンポーネントアセンブリの一部分の拡大一部断面図である。 ベアリングインサートの戻り部のシェルの溝に対する位置決めを特に示した図３９および図４０の人工器官コンポーネントアセンブリの一部分の拡大一部断面図である。

符号の説明

１０ カップアセンブリ
１２ シェル
１４ ライナー
１６ ベアリング
１８ 外側面
２０ 内側面
２２ リム
２４ キャビティ
２６ 側壁
２８ 外側延長部
３０ 凹状テーパ部
３２ 外側面
３４ 内側面
３６ チャンバ
４０ 外側リム
４２ 固定タブ
４４ 凸状テーパ部
４８ 角度
５２ 外側面
５３ 突出部
５４ 内側ベアリング面
５５ 開口
５６ リム
５８ 溝
６０ サブアセンブリ
６４ 半径の公称値
６６ 内径
１１０ 寛骨臼カップアセンブリ
１１４ ライナー
１３２ 外側面
１３３ 側面
１３４ 内側チャンバ
１３５ 側面
１４０ 外側リム
１４２ 固定タブ
１４４ テーパ部
１６０ サブアセンブリ
２１０ 寛骨臼カップアセンブリ
２１４ ライナー
２３２ 外側面
２３４ 内側面
２３５ 内側チャンバ
２３８ 内側リム
２４０ 外側リム
２４２ 固定タブ
２４４ テーパ部
２６０ サブアセンブリ
３００ シェル
３０２ ベアリング
３０４ キャビティ
３０６ 多孔性の被膜
３０８ 頂点開口
３１０ 突起部
３１２ 上側リム
３１３ 回転止め凹部
３１４ 環状の凹部
３１５ 凹状のテーパ部
３１６ キャビティ
３１８ 回転止め突出部
３２０ 上側リム
３２３ 凸状のテーパ部
３２４ 環状の固定部材
４００ ベアリング
４０２ キャビティ
４０４ 回転止め突出部
４０６ 凸状のテーパ部
４１０ 固定部材
５００ カップアセンブリ
５０２ シェル
５０４ 開口
５０６ 負荷のパターン
６００ ライナー
６００’ ライナー
６００’’ ライナー
６０２ 本体
６０４ 内部
６０４’ 内部
６０４’’ 内部
６０６ リム
６０８ 傾斜した部分
６０８’ 傾斜した部分
６０８’’ 傾斜した部分
６０９ 表面
６０９’ 表面
６０９’’ 表面
６１０ 突出部
６１０’ 突出部
６１０’’ 突出部
６１４ 外側テーパ部
６１４’ 外側テーパ部
６１４’’ 外側テーパ部
６１６ 実質的に半球状の部分
６１８ 壁
６２０ シェル
６２０’ シェル
６２０’’ シェル
６２２ その他の部分
６２６ リム
６２６’ リム
６２６’’ リム
６２８ ノッチ
６２８’ ノッチ
６２８’’ ノッチ
６３０ 内部
６３２ 内側テーパ部
６３２’ 内側テーパ部
６３２’’ 内側テーパ部
６３４ 内側面
６３６ 外側面
６３６’ 外側面
６３６’’ 外側面
６３８ ぺグ
６５０ 人工器官アセンブリ
６５０’ 人工器官アセンブリ
６５０’’ 人工器官アセンブリ
６６０ 第１の部分
６６２ 第１の外側面
６６４ 垂線
６６６ 開始点
６６８ 移行点
６６８’ 移行点
６６８’’ 移行点
６７０ 第２の部分
６７２ 第２の外側面
６７４ 垂線
６７６ 終了点
６８０ 第１の部分
６８４ 垂線
６８６ 開始点
６８８ 移行点
６８８’ 移行点
６８８’’ 移行点
６９０ 第２の部分
６９４ 垂線
６９６ 終了点
７０２ 勾配
７０４ 勾配
７１０ 勾配
７１２ 勾配
７２０ 直径
７２０’ 直径
７２２ 直径
７２２’ 直径
７２４ 溝
７２４’ 溝
７２６ 戻り部
７２６’ 戻り部

Claims (5)

1. 内側面および上記内側面に配置された内側テーパ部、及び、外側面および該外側面から延びる複数の支柱を備えるシェルと、
   外側面、および上記外側面に配置されると共に第１の外側テーパ部分および第２の外側テーパ部分を有する外側テーパ部を備えたベアリングインサートであって、上記第１の外側テーパ部分は、上記ベアリングインサートが上記シェルに組立てられたときに上記内側テーパ部の一部分と実質的に合致するように構成され、上記第２の外側テーパ部分は、上記ベアリングインサートが上記シェルに組立てられたときに上記内側テーパ部のその他の部分との締まりばめを提供するように構成された、上記ベアリングインサートと
   を有する、骨に固定するために用いられる人工器官のコンポーネントアセンブリ。
2. 前記シェルの内側面には、間隔を置いて配置された複数の回転止め凹部が形成されており、前記ベアリングインサートの外側面には、前記シェルの複数の回転止め凹部内に配置される複数の回転止め突出部が形成されている、骨に固定するために用いられる、請求項１に記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
3. 前記シェルの内側面には、前記シェルの中心に向けて内向きに延出し、間隔を置いて配置された複数の突起部が形成されており、前記複数の突起部が、前記複数の回転止め凹部を画定しており、前記ベアリングインサートの複数の回転止め突出部は、前記ベアリングインサートの中心から離れるように外向きに延出している、請求項２に記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
4. 前記シェルの複数の回転止め凹部は、均等な間隔を置いて配置されており、前記ベアリングインサートの複数の回転止め突出部は、均等な間隔を置いて配置されている、請求項２に記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。
5. 前記シェルの内側面には、環状の凹部が形成されており、前記ベアリングインサートの外側面には、環状の固定部材が形成されており、前記シェルの環状の凹部内に、前記ベアリングインサートの環状の固定部材が配置されることにより、前記シェルに対する前記ベアリングインサートの固定が確実に達成される、請求項２に記載の人工器官のコンポーネントアセンブリ。

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