JP3350081B2 - 人工股関節 - Google Patents

人工股関節

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JP3350081B2
JP3350081B2 JP01675692A JP1675692A JP3350081B2 JP 3350081 B2 JP3350081 B2 JP 3350081B2 JP 01675692 A JP01675692 A JP 01675692A JP 1675692 A JP1675692 A JP 1675692A JP 3350081 B2 JP3350081 B2 JP 3350081B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業状の利用分野】本発明は、生体の股関節部を人工
的に補綴し、関節機能並びに形態を修復する人工股関節
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】交通事故、転倒などによる大腿骨頸部内
側骨折や、リウマチ関節症、変形性関節症などの骨の重
度の変性にもとづく股関節部の病変により、関節機能が
損なわれ、治癒、回復の見込みが薄いような場合、変性
した生体の股関節部分を切除し、人工股関節で代替する
人工股関節置換術が一般的に施行されている。この置換
術に用いられる人工股関節としては、例えば特開昭62
79055号公報で提案されているようなバイポーラ
型人工股関節と呼ばれるものがある。これは、図8に示
すように臼蓋軟骨に当接摺動するアウターヘッド10の
内側にベアリングインサート20を備え、該ベアリング
インサート20内にて回動するインナーヘッド31を有
するステム30からなり、図9に示すように臼蓋軟骨T
1 とアウターヘッド10の間及びベアリングインサート
20とインナーヘッド31の間の2箇所の関節面にて摺
動するようになっている。このようなバイポーラ型人工
股関節1は、一般に手術の際にまず大腿骨にステム30
を挿入固着し、その後ステム30の先端のインナーヘッ
ド31にアウターヘッド10をベアリングインサート2
0を介して取りつけて使用するものである。
【0003】上述の様な従来のバイポーラ型人工股関節
1では、臼蓋軟骨T1 とアウターヘッド10の間及びベ
アリングインサート20とインナーヘッド31の間の2
か所の関節面にて摺動するようになっているので臼蓋軟
骨T1 とアウターヘッド10との間で発生する回転摩擦
を減少させ、臼蓋軟骨T1 の摩耗を減ずることが可能と
なる。また、このようなバイポーラ型の人工股関節1に
は、アウターヘッド10が偏った位置に回動しても、元
の位置に戻そうという作用が働く振子の原理を応用すべ
くアウターヘッド10とインナーヘッド31の回動の中
心をずらしてあることによって、アウターヘッド10が
極端に偏った位置に回動したまま元の位置に戻らずに人
工股関節1の脱臼の原因となることを防止したオフセッ
トタイプというものがあった。
【0004】
【従来技術の課題】しかしながら、上記のバイポーラ型
人工股関節であってもアウターヘッドと臼蓋軟骨の摺動
の結果、アウターヘッドが臼蓋軟骨を摩耗させて臼蓋底
まで到達し、さらには寛骨内部にまで陥没していくマイ
グレーションの発生を完全には防止することができなか
った。
【0005】このマイグレーションが進行すると、アウ
ターヘッドの先端が骨盤を貫通してしまうこともあり、
内壁を破らないまでもマイグレーションの進行は寛骨の
破壊を引き起こし、臼蓋の骨量を極端に減少せしめる。
このためアウターヘッドの緩みが発生し、再び関節の痛
みや機能低下を招くことにより人工股関節の抜去及び再
置換を余儀なくしていたが、上記のバイポーラ型人工股
関節はその進行を停止する手段を備えていなかった。
【0006】この問題は、特に上記のオフセットタイプ
に顕著であった。その理由は、アウターヘッドとインナ
ーヘッドの回動の中心をオフセットしてあるためアウタ
ーヘッドが必要以上に回動してしまい、これによってマ
イグレーションが発生しやすかったためである。
【0007】このように、オフセットタイプ以外のバイ
ポーラ型人工股関節においてはマイグレーションの発生
を完全には防止することができず、またその進行を停止
する手段もない上に、アウターヘッドが極端に偏った位
置に回動したまま元の位置に戻らずに人工股関節の脱臼
の原因となることがあり、一方、オフセットタイプの人
工股関節においては脱臼を引き起こすことはながった
が、マイグレーションが発生しやすく、またその進行を
停止する手段も備えておらず、患者に多大な肉体的、精
神的苦痛と様々な不都合を与えていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は骨に当接摺動する滑らかでほぼ半球状をし
た外表面をもつアウターヘッド内にベアリングインサー
トを嵌入固着し、該ベアリングインサート内にて回動す
る如くステム先端部に設けたインナーヘッドを挿入して
なる人工股関節であって、上記アウターヘッドの円周方
向に沿ってつばを一体的に形成したことを特徴とする人
工股関節を提供するものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明を図を用いて具体的に説明す
る。図1に示すように、本発明の人工股関節1において
10はアウターヘッドであり寛骨にある臼蓋軟骨に当接
摺動するほぼ半球状をしたなめらかな外表面11と開口
周縁12には円周方向に沿って帽子のつばのように張り
出したつば13が一体的に形成してある。このアウター
ヘッド10の内部空間14内にはベアリングインサート
(以下、インサートと略称する)20が嵌挿され、この
インサート20の内部空間21中にはステム30の上端
部に位置するステムネック32の先端に形成されたイン
ナーヘッド31が当接摺動するよう滑らかな摺動面22
が形成してある。また、ステム30の本体部33は大腿
骨へ挿入し固定させるように先細形状をしている。
【0010】また、インサート20の上記内部空間21
は図2に示す如く、わずかにオーバーハングした半球状
をなし、ステム30のステムネック32に形成されたイ
ンナーヘッド31を拘束するようになっており、また開
口空間23は上記ステムネック32がより広い可動域で
もって回動することができるように円錐台形状をしてい
る。
【0011】上述のような構造のバイポーラ型の人工股
関節1においては、図2に示すような垂直平面内で、イ
ンサート20内でのインナーヘッド31の回動によるス
テム30の可動域が約70°であり、これに加えて図3
に示すような垂直平面内で、臼蓋軟骨T1 内におけるア
ウターヘッド10の可動域は約30°程であるので、ス
テム30の上記垂直平面内での可動域は合計110°程
度となる。
【0012】このような人工股関節1は臼蓋軟骨T1
アウターヘッド10の間及びベアリングインサート20
とインナーヘッド31の間の2か所の関節面にて摺動す
るようになっているので臼蓋軟骨T1 とアウターヘッド
10との間で発生する回転摩擦を減少させ、臼蓋軟骨T
1 の摩耗を減ずることが可能である。また、アウターヘ
ッド10の垂直平面内での可動域がつば13によって3
0°までと限定されているので、アウターヘッド10が
極端に偏った位置に回動したまま元の位置に戻らずに人
工股関節の脱臼の原因となることはなく、また、アウタ
ーヘッド10とインナーヘッド31の回動の中心をオフ
セットする必要もない。
【0013】さらに、マイグレーションの進行によりア
ウターヘッド10が臼蓋底T2 の方向に移動しても、図
4に示す如くアウターヘッド10のつば13がほぼ全面
的に寛骨Tに当接するところまで進み、アウターヘッド
10のマイグレーションが停止する。この後、関節運動
はインサート20内でのインナーヘッド31の回動のみ
によって行なわれるようになるが、図2に示すような垂
直平面内で、インサート20内でのインナーヘッド31
の回動によるステム30の可動域は約70°であって、
これは日常の一般的動作に必要な可動域を充分カバーす
るものである。
【0014】実際、インナーヘッド31の直径が26m
m、またアウターヘッド10のつば13の水平方向の張
出し長さが6mm、その厚みが3mmであり、図1に示
す如くアウターヘッド10の直径D、高さH及びインサ
ート20の開口直径Aが表1に示す如くである9種類の
人工股関節1をそれぞれ9つの症例に適用し、レントゲ
ン写真を用いてその動きを観察したところ、屈曲、伸
展、内転、外転等の日常生活に必要な一般的動作におい
てはアウターヘッド10が臼蓋軟骨T1 内で回動するこ
とはなく、また過屈曲、過伸展などの肢位ではアウター
ヘッド10が回動していたが、つば13が寛骨Tに当接
することはなかった。
【0015】
【表1】
【0016】上記つば13の水平方向の張出し長さとし
ては1〜20mmまでが好ましく、1mmより短い場合
には、寛骨Tにほぼ全面的に当接してストッパーとして
機能するのには不十分であり、また20mmより長いと
マイグレーションの発生前であってもアウターヘッド1
0が臼蓋軟骨T1 内で回動する際、つば13の先端13
aが寛骨Tに当接してしまい、アウターヘッド10の動
きを過度に阻害することとなる上、つば13の張出し量
が多過ぎるため周囲の生体組織に悪影響を与えてしま
う。
【0017】また、つば13の厚みは強度を考慮して
0.5mm以上であることが望ましいが、5mmより厚
いとマイグレーションの発生前であってもアウターヘッ
ド10が臼蓋軟骨T1 内で回動する際につば13が寛骨
Tに当接してしまう恐れがあり好ましくない。
【0018】なお、つば13の先端13aは寛骨Tや周
囲の生体組織に損傷を与えないためにも図5に示す如く
R0.85以上の曲面を有するものが好ましい。また、
つば13は図6に示すように円周方向に間隔起きに設け
られたものでも良い。
【0019】また、寛骨Tの骨量が著しく少ないような
場合には、図7に示すように、アウターヘッド10の円
周方向に沿って、開口周縁12よりアウターヘッド10
の高さHの1/3まで比較的浅い位置に、つば13を一
体的に形成した人工股関節1では、該つば13によって
マイグレーションの進行を早めに停止するので、寛骨T
の骨量を十分残しておくことができる。なお、つば13
がアウターヘッド10の円周方向に沿って、開口周縁よ
りアウターヘッド10の高さHの1/3より深い位置に
形成された場合にはアウターヘッド10が臼蓋軟骨T1
内より脱転してしまう恐れがあるので好ましくない。
【0020】各部材の材質は、アウターヘッド10はコ
バルトクロム合金、チタン合金などの金属材またはアル
ミナ、ジルコニアなどのセラミック材、あるいは上記金
属材の表面にTiNをコーティングしたものでも良く、
インサート20は超高分子材料、ステム30はコバルト
クロム合金、チタン合金などの金属材またはこれらの金
属材の表面にTiNをコーティングしたものなどであ
る。
【0021】
【発明の効果】本発明の人工股関節によれば、アウター
ヘッド開口周縁またはその近傍に円周方向に沿って水平
方向に張り出すつばによってアウターヘッドのマイグレ
ーションが防止でき、またこのつばによって日常動作に
支障をきたすことがない。これにより、アウターヘッド
のリースニングを防止し、人工股関節の成績を長期間安
定させ、抜去、再手術などによる多大な精神的、肉体的
苦痛を患者に与えることのない人工股関節置換術を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の人工股関節の分解斜視図である。
【図2】本発明の人工股関節の要部断面図である。
【図3】本発明の人工股関節を寛骨にある臼蓋軟骨に設
置した状態を示す要部断面図である。
【図4】マイグレーションの進行によってアウターヘッ
ドのつばがほぼ全面的に寛骨に当接した状態を示す要部
断面図である。
【図5】つばの形状を示すアウターヘッドの部分断面図
である。
【図6】円周方向の間隔おきに形成されたつば13を備
えるアウターヘッドを示す斜視図である。
【図7】つばをアウターヘッドの開口周縁より離れた位
置に形成した人工股関節を示す要部断面図である。
【図8】従来のバイポーラ型人工股関節を示す分解斜視
図である。
【図9】従来のバイポーラ型人工股関節を示す要部断面
図である。
【符号の説明】
1 人工股関節 10 アウターヘッド 13 つば 20 ベアリングインサート 30 ステム 31 インナーヘッド T 寛骨 T1 臼蓋軟骨 T2 臼蓋底
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−142558(JP,A) 特開 平3−198848(JP,A) 米国特許4883490(US,A) 米国特許4715860(US,A) 米国特許4666450(US,A) 米国特許4904265(US,A) 米国特許3938198(US,A) 米国特許3903549(US,A) 米国特許5004476(US,A) 西独国特許出願公開2911754(DE, A1) 欧州特許出願公開139356(EP,A 1) 仏国特許出願公開2519545(FR,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61F 2/32 WPI(DIALOG)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 骨に当接摺動する滑らかでほぼ半球状を
    した外表面をもつアウターヘッド内にベアリングインサ
    ートを嵌入固着し、該ベアリングインサート内にて回動
    する如くステム先端部に設けたインナーヘッドを挿入し
    てなる人工股関節であって、上記アウターヘッドの円周
    方向に沿ってつばを一体的に形成したことを特徴とする
    人工股関節。
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GB0608756D0 (en) * 2006-05-03 2006-06-14 Benoist Girard Sas Prosthetic acetabular cup with outwardly projecting flange
DE102007031666A1 (de) * 2006-08-04 2008-02-14 Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering Asymmetrische Gestaltung von Pfannen und/oder Pfanneneinsätzen zur Manipulation und Unterdrückung der Eigenfrequenzen
US8308810B2 (en) 2009-07-14 2012-11-13 Biomet Manufacturing Corp. Multiple bearing acetabular prosthesis

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