JP2021115432A

JP2021115432A - 人工股関節用カップ

Info

Publication number: JP2021115432A
Application number: JP2020019224A
Authority: JP
Inventors: 誠齋藤; Makoto Saito
Original assignee: SHIMIZU TEKKU KK
Current assignee: SHIMIZU TEKKU KK
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2021-08-10

Abstract

【課題】カップの寛骨臼への取り付けにおいて、取り付け手術を容易にし、手術のコストを低減すると共に、取り付け強度が改善される人工股関節用カップを提供する。【解決手段】人工股関節の構成部品で寛骨臼に埋め込まれる概略半球殻状のカップにおいて、寛骨臼と接する半球殻外面１に、概略この外面をネジ底またはネジ山とし、半球殻状カップの中心軸と同軸の雄ネジ３を設けることで、カップを一本の雄ネジとして寛骨臼にねじ込み、カップを寛骨臼に固定する。従来の複数のネジをカップの内側から打ち込む方法や、叩き込みに比べて容易にかつ固定強度を向上させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、人工股関節の部品であるカップに関し、寛骨臼への装着を容易にするとともに、装着の強度安定を改善するものである。

人工股関節は大腿骨と寛骨臼を連結する人工的な関節で、大腿骨に固定するステムと寛骨臼側に装着するカップに大別できる。ステムは概略棒状でその一端は大腿骨内部に挿入固定され、他の一端には球状の骨頭があり、カップに挿入される。カップは概略半球殻状で多くは金属製の外殻１とその内側に樹脂製の内殻２を持つ二重殻構造である。（図３参照）金属製の外殻を持たない場合もある。ステムの先端の骨頭は内殻に挿入され、内殻内で回転することで大腿骨が寛骨臼の周りで回転できるようになっている。既に人への適用では数十年の歴史があり、近年は動物用にも適用されている。

課題の一つはカップやステムの生体への装着に多大なコストがかかることである。カップに関しては寛骨臼をカップの入る寸法に研削したのち、カップを寛骨臼内に挿入し、カップの内側からネジを打ち込んで寛骨臼に固定する方法が一般的である。図３はカップの底に一本のネジ９を打ち込んだ例であるが、固定強度の点で、側面部にも複数のネジが打ち込まれることが多い。カップの底に一本のネジを差し込む場合はネジの下穴を空けるドリルやネジを締め込むドライバーは骨盤に対してほぼ垂直に進めばよいが、側面にネジを差し込む場合はドリルやドライバーは骨盤に対して、大きく傾ける必要があり、寛骨臼周辺の筋肉などとの干渉が問題となり、手術時間がかかると共に、患犬へのダメージも大きくなる。ネジを差し込むためには内殻にもネジ穴８を開ける必要があるが、内殻の内面は骨頭と摺動する部分であり、ここに穴をあけることは摩耗の点で好ましくない。特に複数の穴が開くと骨頭との接触面積の低下による接触面圧の上昇という問題が生じる。このため、ネジは細いものを使わざるを得ず、カップの固定強度、耐久性が犠牲になる。骨密度が低下した場合などでは細いネジによる固定自体が難しくなる。動物用ではカップ内殻の径が１０ｍｍ程度と小さく、ここにネジを打ち込む作業自体が難しい。

この対策としてカップを寛骨臼に叩き込む方法があるが、寛骨臼を正確な寸法に削る必要がある。寛骨臼に開ける下穴がカップ外径より少し大きくなるとカップは固定できなくなり、逆に小さいと打ち込みが困難になると共に無理に打ち込むと寛骨臼が破損する危険性がある。即ち、叩き込み法では固定の強さが一定ではなく、固定の耐久性にもばらつきが生じる。カップは一般に骨盤に対して一定の角度に取り付ける必要があるが、叩き込み方法ではこの角度調整が難しい。また、叩き込みはカップ外面と接触する骨のわずかな退化により、使用中に緩む可能性もある。

特開２０１０−１７８９７３

カップの寛骨臼への取り付けにおいて、取り付けの手術を容易にし、手術のコストを低減すると共に、取り付け強度を改善すること。

本発明は、人工股関節の構成部品であり、寛骨臼に埋め込まれる概略半球殻状のカップにおいて、寛骨臼と接する半球殻の外面（カップ半球殻が内外殻２層で構成される場合は外殻１の外面）に、概略この外面をネジ底またはネジ山とし、当該半球殻状カップの中心軸と同軸の雄ネジ３を設け、カップを一本の雄ネジとして寛骨臼にねじ込み、固定する。（図１参照）

図１に示すようにカップの外面に概略この外面をネジ山あるいはネジ底とし、当該カップの中心軸と同軸の雄ネジ３を設けることにより、カップ全体が一本の雄ネジとなり、これを下穴の開いた寛骨臼にねじ込むことでカップを寛骨臼に固定できる。下穴を開けるためのドリルやカップをねじ込むためのドライバーは寛骨臼にほぼ垂直にアクセスすればよく、寛骨臼周辺の筋肉との干渉は最小限に抑えられ、手術が容易になる。さらにねじ込み作業は一回でよく、従来のように複数のネジで固定する場合に比べて手術時間は大幅に短縮できる。カップ外殻のネジ３の径は従来のようにカップの内側から打ち込むネジ９に比べて極めて大きく、即ち、寛骨臼に食い込むネジの歯の面積はカップ内側から打ち込む場合に比べて極めて大きくなるのでカップの寛骨臼への固定強度は大幅に向上する。従来技術のうち、カップをネジ一本でカップ底に固定する場合と比べると手術の難易度や手術にかかる時間は同等であるが、固定の強度は著しく向上する。本発明では内殻にネジ穴を空ける必要が無いため、従来に比べて内殻と骨頭との摺動面圧を低くすることができ、カップの寿命が向上する。

本件発明の構造を説明する概念図である。実施例の説明図である。従来のカップの構造を説明する図である。

カップの寛骨臼への取り付けにおいて、取り付け手術のコストを低減し、かつ、取り付け強度を改善するという目的を、カップの外殻外面をネジ山あるいはネジ底とする雄ネジを設け、カップを一本の雄ネジとして寛骨臼にねじ込むことにより実現した。

図２は本発明の実施例である。小型犬への適用を目的としたもので、カップ外径は従来型の半球殻カップでは公称径１２ｍｍに相当するものである。従来のカップは外殻面も概略球面であり、その球面にネジを切るのは機械加工上、多大なコストがかかる。そこで、本実施例では外殻は円筒状とし、ここに通常の平行雄ネジ４を切っており、この結果、このカップは一本の平行雄ネジの内側を球面とした構造となっている。この平行ネジ部の先端、即ちカップの下部は円錐状に加工されている。この円錐の角度は寛骨臼に下穴を空けるドリルの歯先のテーパ角と一致している。これにより、寛骨臼の底部分はカップ下部と同じ形状の円錐面となるので、カップを一定量締め込んでいくとカップと寛骨臼は共通の円錐面同士で勘合することになり、安定した勘合状態が得られる。

前記のネジ部と円錐部との境界は一般のネジにおける不完全ネジ部になっており、カップを寛骨臼にねじ込む際、寛骨臼に開いた下穴に食いつきやすくなっている。寛骨臼の骨の硬さは硬めの木材程度であり、寛骨臼の下穴に特にタップを用いなくても上記の不完全ネジ部が導入部となって十分にねじ込みが可能であるが、骨の硬さによってはネジ部先端に若干のセルフタッピング用の切り欠きを設けてもよい。

このカップは脱臼防止機構（特開２０１０−１７８９７３）のついたものである。これは内外殻が半球を若干超えており（半球超え部分５）、その開口部の直径は骨頭より若干小さくなっている。この半球を超えた部分に脱臼防止力を調整するための溝６が円周方向に６本設けられている。この溝は本件カップをねじ込む際にドライバーを差し込む溝を兼ねている。

この実施例では外殻のネジのゆるみ防止のための切り欠き７が外殻ネジ上に２か所設けられている。この切り欠きはねじ込み時にはネジの回転の抵抗とならないが、逆方向の回転に対しては大きな抵抗となる。特に切り欠きの側部に生体組織が再生すると緩み方向の回転抵抗は極めて大きくなる。さらに外殻のネジ面にはショットブラストにより、適度の凹凸が付けられており、装着から一定期間後には生体との癒着による固定強度や緩み防止機能の向上が期待できる。

１カップの外殻
２カップの内殻
３外殻に設けた雄ネジ
４外殻に設けた平行ネジ
５脱臼防止用の球殻の半球超え部分
６脱臼防止力調整用兼ねじ込み用の溝
７ネジの緩み防止用の切り欠き
８従来カップの固定用の貫通ネジ穴
９従来カップの固定貫通ネジ

Claims

人工股関節の構成部品であり、寛骨臼に埋め込まれる概略半球殻状のカップであって、寛骨臼と接する球殻外面に、概略この外面をネジ底またはネジ山とし、当該半球殻状カップの中心軸と同軸の雄ネジを備えることを特徴とする人工股関節用カップ。
請求項１に記載する人工股関節のカップであって、寛骨臼と接する外面が円筒状で、この円筒面をネジ底またはネジ山とし、当該カップの中心軸と同軸の雄ネジを備えることを特徴とする人工股関節用カップ。