JP3692229B2

JP3692229B2 - 人工股関節

Info

Publication number: JP3692229B2
Application number: JP1973498A
Authority: JP
Inventors: 盛憲糸満; 清資馬渕; 典之石田; 晋吾玉渕; 勝上野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: JPH11206794A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体に適用する人工股関節に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来から用いられている人工股関節は寛骨に埋入したソケットと、該ソケットに対し回動自在に嵌合する骨頭球を先端に備えたステムとで構成されている。
【０００３】
このうちステムはステンレス鋼、コバルトクロム等合金などの金属からなり、大腿骨髄腔中に挿入し、ステムと骨との間にセメントを介在させて固定し、一方の臼蓋側は骨頭球を受座するソケットを骨盤にセメントを用いて固定するものが一般的である。
【０００４】
特に大腿骨側においてはステムを長管骨中に奥深く（長く）挿入するが、骨と金属のヤング率の相違により荷重を受けた場合の変形量が大きく異なり、セメント−骨、セメント−金属ステム間での緩みに伴う沈み込みが大きな問題となっており、人工股関節が骨から離脱したり、部材間にガタが生ずるなどにより関節機能を喪失してしまうという結果を招くことがあった。
【０００５】
そこで、かかるセメント−骨、セメント−金属ステム間の緩みを生じさせないための試みとして、まず、ステムの材質に従来のステンレス鋼やコバルトクロム合金に代えて純チタンやチタン合金など、より骨に近いヤング率のものを用い骨の撓みにステムを適宜追従させようとする試みも行われてきたが、それだけでは完全に問題を解決するに至らなかった。
【０００６】
そこで、ステムの外径を補綴箇所の形状、寸法に近似せしめることにより骨との間隔を可及的に小さくし、セメントを用いることなしにステムを固定せんとのデザイン的な改良も試みられてきた。しかし、そのような近似形状をデザインすることが非常に困難である上に、生体には固体差があるためカスタム品以外に実用的な製品を得ることができないというのが現状である。
【０００７】
また、最近の試みとして、例えば、米国特許第４，８９５，５７２号明細書に記載されているように、再置換などで骨が弱い症例でネジ棒を用いてステムを固定する方法が用いられていた。しかしながら、ネジ棒はネジを形成した先端部位がそれ以外のネジを形成していない部位に比べ、ネジの高さ分だけ径が大きく、他方、ステムに設けるネジ棒挿通孔は大きな径の方に寸法を合わせる必要があり、その結果、ステムのネジ棒挿通孔の壁面とネジ棒との間には隙間が生じてしまう。そのため、マイクロムーブメント等の動きを抑止できないという問題点があった。
【０００８】
【発明の目的】
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、骨セメントを使わずにステムの固定が可能であり、且つ、大きな応力を受けて骨やステムが撓むような場合に、骨にかかる応力を低減できる長寿命のステムを備えた人工股関節を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記従来技術の問題点を解決するべく本発明は、軸長方向に略垂直なピン孔を設けた長尺状のステムと、前記ピン孔内に嵌挿され、かつ骨に設けられる貫通孔内に嵌挿されるクロスピンとを備え、前記クロスピンは、その軸長方向に直交する溝を有し、前記ステムは、その軸長方向にピンボルト穴と、該ピンボルト穴内に挿入されたクロスピンボルトを有し、前記クロスピンの溝と前記クロスピンボルトの外周を係合し、前記クロスピンボルトは、前記係合部にかかる部位がテーパー円柱状であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図によって説明する。
【００１１】
図１乃至図６は本発明の人工股関節を成すステム１を示し、図１はステム１の正面図、図２は側面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は上記ステム１を構成する下記クロスピンボルトの平面図、図６は図１のＣ−Ｃ断面図である。
【００１２】
このステム１は純チタン、チタン合金、コバルト／クロム合金など生体為害性のない金属材料よりなり、ステム本体２の上端側に骨頭球（不図示）を嵌合するためにテーパーピン状のネック３を備えており、さらに、骨の転子間部に対応するステム本体２における転子間部位４にステム１の長軸方向に略垂直なピン孔５を備え、骨に穿設した貫通孔を介して該ピン孔５内に円柱状のクロスピン６を嵌挿し、該クロスピン６を骨に係止するよう構成したものである。
【００１３】
クロスピン６の挿入固定は次のような要領に従って行うことができる。まず、ステム１を大腿骨髄腔内に圧入し位置決めを行う。次に、ステム１の肩部やネック３の一定高さを基準とし、上記ピン孔５の中心軸と常に同軸状にドリル案内孔を配置することができるよう構成された、専用のドリルガイド（不図示）をステム１の肩部やネック３を利用して固定する。そして、骨の外側に配置した部材に備えるドリル案内孔に沿って、骨の一方外側からドリル刃を前進させ、上記ピン孔５を挿通させ、最後に骨の他方側をドリルで貫通させる。このような作業により、ピン孔５と骨に設けた貫通孔との芯合わせを確実に行うことができる。
【００１４】
略円柱体をなす上記クロスピン６には図３に示すように、その長軸方向の略中央に軸線方向に直交する方向の溝６ａが設けられており、図４に示すように、クロスピン６を前記ピン孔に嵌挿する際にこの溝６ａを、ステム１の肩部７より鉛直方向に形成したピンボルト穴８内に位置するようにする。そして、この状態下ピンボルト穴８内に、図５に示すようなクロスピンボルト９を挿入螺着し、クロスピン６の溝６ａとクロスピンボルト９の外周を係合せしめ、これによってクロスピン６を所定位置に固定する。
【００１５】
なお、図５に示すように上記クロスピンボルト９は、中間部位９ａがテーパー円柱形状であり、このテーパー外周面９ｂでもって前記クロスピン６と嵌合することにより、クロスピン６を大きな力で押圧する。これにより、クロスピン６は反対側のピン孔５の孔壁５ａに強く押しつけられるのでマイクロムーブメントなどを起こしにくくなっている。
【００１６】
また、ステム１の遠位端部位は大腿骨髄腔の形状に対応して先細のテーパー状であるとともに、骨の増生進入によるアンカリングを得るため、図６の断面図に示しように、複数箇所に縦長のエッジ１０と溝１１を設けた略正多角形状としている。このようなステム１の遠位端の形状によれば、この部分でもセメント等を用いずに骨との強力な固定力を得ることができる。
【００１７】
このように人工股関節のステムを構成するコンセプトは、ステムの固定を遠位部と近位部の２箇所で確実に行うことにある。
【００１８】
髄腔断面を有する遠位部は形状適合性がよいのに対して、近位部は髄腔の形状及びサイズが個々の症例によって大きく異なることから、ステム外周面形状の調整により良好な適合を得ることは難しく、固定が不確実であったが、前記クロスピン６を骨と係合せしめることにより、クロスピン６が固定端として働き、固定が症例によらず確実に行えるという作用がある。
【００１９】
ところで、前記クロスピン６は骨に開いた孔を介して挿入するので、ステム１の抜ける方向への動きを押さえることができる。すなわち、前記ステム１は、抜ける方向に対する抵抗力が非常に大きいという特徴も有する。さらに、クロスピン６とピン孔５の孔壁５ａとの隙間が非常に小さく、また、骨に設けた貫通孔とクロスピン６の形状もフィットするので、マイクロムーブメントを確実に抑止できる。また、クロスピン６の両端での固定態様が同じようになるよので、固定力のバランスも安定し、骨への偏った負担を軽減する作用がある。
【００２０】
以上、本発明の実施形態を図により例示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、発明の目的を逸脱しない限り、任意の形態とすることができることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
叙上のように本発明によれば、人工股関節を構成するステムにおける転子間部位にステムの長軸方向に略垂直なピン孔を設け、骨に穿設した貫通孔を介して該ピン孔内に円柱状のクロスピンを嵌挿し、該クロスピンでもって骨に係止するよう構成したことにより、セメントを用いずにステムの固定を遠位部と近位部の２箇所で確実に行うことができ、特に、前記クロスピンを骨と係合せしめることにより、クロスピンが固定端として働き、近位部でも固定が症例によらず確実に行える。
【００２２】
また、前記クロスピンは骨に開いた孔を介して挿入するので、前記ステムは、抜ける方向に対する抵抗力が非常に大きい。さらに、クロスピンとピン孔の孔壁との隙間が非常に小さく、また、骨に設けた貫通孔とクロスピンの形状もフィットするので、マイクロムーブメントを確実に抑止できる。また、クロスピンの両端での固定態様が同じようになるよので、固定力のバランスも安定し、骨への偏った負担を軽減する作用がある。
【００２３】
次に本発明によれば、ステムの遠位端部位で骨の増生進入によるアンカリングを得るため、遠位端部位を、複数箇所に縦長のエッジと溝を設けた略正多角形状とすることによって、この部分でもセメント等を用いずに骨との強力な固定力を得ることができる。
【００２４】
以上のように本発明は、極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の人工股関節を構成するステムの正面図である。
【図２】図１のステムの側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１のステムを構成するクロスピンボルトの平面図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１ステム
２ステム本体
３ネック
４転子間部位
５ピン孔
５ａ孔壁
６クロスピン
６ａ溝
７肩部
８ピンボルト穴
９クロスピンボルト
９ａ中間部位
９ｂテーパー外周面
１０エッジ
１１溝

Claims

軸長方向に略垂直なピン孔を設けた長尺状のステムと、前記ピン孔内に嵌挿され、かつ骨に設けられる貫通孔内に嵌挿されるクロスピンとを備え、前記クロスピンは、その軸長方向に直交する溝を有し、前記ステムは、その軸長方向にピンボルト穴と、該ピンボルト穴内に挿入されたクロスピンボルトを有し、前記クロスピンの溝と前記クロスピンボルトの外周を係合し、前記クロスピンボルトは、前記係合部にかかる部位がテーパー円柱状であることを特徴とする人工股関節。
前記ステムの遠位端に縦長のエッジおよび溝を設け、断面略正多角形状としたことを特徴とする請求項１に記載の人工股関節。