JP5879182B2 - Artificial hip joint stem and artificial hip joint using the same - Google Patents

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Description

本発明は、大腿骨に固定される人工股関節用ステムと、それを用いた人工股関節に関する。   The present invention relates to an artificial hip joint stem fixed to a femur and an artificial hip joint using the stem.

従来から、疾患や事故等で機能が低下した股関節の機能を回復させるために、股関節を人工のものに置換する人工股関節置換術が行われている。人工股関節は、大腿骨に固定される人工股関節用ステム（以下、「ステム」と言うことがある。）と、ステムのネック部に嵌合する人工骨頭と、人工骨頭を摺動可能に収容するとともに、寛骨の臼蓋に固定されるソケットと、を備えている。   Conventionally, in order to restore the function of a hip joint whose function has been reduced due to a disease or an accident, an artificial hip joint replacement technique in which the hip joint is replaced with an artificial one has been performed. The hip prosthesis includes an artificial hip joint stem (hereinafter sometimes referred to as a “stem”) that is fixed to the femur, an artificial bone head that fits into the neck of the stem, and a slidable housing for the artificial bone head. And a socket fixed to the acetabular acetabulum.

人工股関節のうちステムとしては、いわゆるヨーロピアンステムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。ヨーロピアンステムは、長手方向に垂直な断面形状が略矩形状であり、厚みが薄い。それゆえ、ヨーロピアンステムによれば、骨の削除量を少なくして骨を温存できるとともに、手術手技において、リーマを使用せずにブローチのみで大腿骨髄腔にステム埋入形状を形成できることから、少ない工程で大腿骨にステムを固定できる。   As the stem of the artificial hip joint, a so-called European stem is known (for example, see Non-Patent Document 1). The European stem has a substantially rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction, and is thin. Therefore, according to the European stem, the bone removal amount can be reduced and the bone can be preserved, and in the surgical technique, a stem embedded shape can be formed in the femoral bone marrow cavity with only a broach without using a reamer. The stem can be fixed to the femur in the process.

しかし、非特許文献１に記載されているような従来のヨーロピアンステムは、ステム長が大きいことから、大腿骨髄腔内にステムを埋入し難く、手術視野を確保するために切開を長くする必要があり、最小侵襲手術（Minimum Invasive Surgery：以下、「ＭＩＳ」と言うことがある。）に適用し難いという問題があった。   However, since the conventional European stem as described in Non-Patent Document 1 has a large stem length, it is difficult to embed the stem in the femoral bone marrow cavity, and it is necessary to lengthen the incision in order to secure a surgical field of view. Therefore, there is a problem that it is difficult to apply to minimally invasive surgery (Minimum Invasive Surgery: hereinafter referred to as “MIS”).

“M/L Taper Hip Prosthesis”、［online］、Zimmer、［平成２４年３月２７日検索］、インターネット＜URL:http://www.zimmer.com/en-US/hcp/hip/product/ml-taper.jspx＞“M / L Taper Hip Prosthesis”, [online], Zimmer, [March 27, 2012 search], Internet <URL: http://www.zimmer.com/en-US/hcp/hip/product/ ml-taper.jspx>

本発明の課題は、ＭＩＳに好適な人工股関節用ステムおよびそれを用いた人工股関節を提供することである。   An object of the present invention is to provide an artificial hip joint stem suitable for MIS and an artificial hip joint using the stem.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）正面視において、ステム長が９０ｍｍ以上１１０ｍｍ未満であり、かつ遠位部のテーパ角度が３〜５°であることを特徴とする人工股関節用ステム。
（２）近位部に粗面部を備え、正面視において、前記粗面部における粗面遠位幅をＸ（ｍｍ）、粗面長をＹ（ｍｍ）としたとき、前記Ｘおよび前記Ｙは、式（１）：Ｘ×Ｙ≧６００ｍｍ２および式（２）：Ｙ／Ｘ≦２．５の関係を有する前記（１）に記載の人工股関節用ステム。
（３）長手方向に垂直な断面形状が、略矩形状である前記（１）または（２）に記載の人工股関節用ステム。
（４）少なくとも前記遠位部における前記断面形状の縁部が、０．５〜２．５ｍｍの曲率半径を有する曲線状である前記（３）に記載の人工股関節用ステム。
（５）正面視において、遠位端部の形状が、砲弾状である前記（１）〜（４）のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の人工股関節用ステムと、前記人工股関節用ステムのネック部に嵌合する人工骨頭と、前記人工骨頭を摺動可能に収容するソケットと、を備えることを特徴とする人工股関節。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has found a solution means having the following configuration, and has completed the present invention.
(1) A stem for an artificial hip joint, characterized in that, when viewed from the front, the stem length is 90 mm or more and less than 110 mm, and the taper angle of the distal portion is 3 to 5 °.
(2) Proximal portion is provided with a rough surface portion, and in front view, when the rough surface distal width in the rough surface portion is X (mm) and the rough surface length is Y (mm), the X and Y are The stem for an artificial hip joint according to the above (1), which has a relationship of Formula (1): X × Y ≧ 600 mm 2 and Formula (2): Y / X ≦ 2.5.
(3) The stem for an artificial hip joint according to (1) or (2), wherein a cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction is a substantially rectangular shape.
(4) The artificial hip joint stem according to (3), wherein at least the edge portion of the cross-sectional shape in the distal portion is a curved shape having a curvature radius of 0.5 to 2.5 mm.
(5) The stem for an artificial hip joint according to any one of (1) to (4), wherein the shape of the distal end portion is bullet-like when viewed from the front.
(6) The artificial hip joint stem according to any one of (1) to (5), an artificial bone head that fits into a neck portion of the artificial hip joint stem, and a socket that slidably accommodates the artificial bone head And an artificial hip joint.

本発明によれば、ＭＩＳに好適に使用できるという効果がある。また、大腿骨髄腔内での固定力を高めて人工股関節の長期安定性を確保できるという効果もある。   According to the present invention, there is an effect that it can be suitably used for MIS. In addition, there is an effect that the long-term stability of the artificial hip joint can be secured by increasing the fixing force in the femoral bone marrow cavity.

本発明の一実施形態に係る人工股関節を示す部分拡大正面図である。It is a partial expanded front view which shows the artificial hip joint which concerns on one Embodiment of this invention. 図１の人工股関節用ステムを示す拡大正面図である。It is an enlarged front view which shows the stem for artificial hip joints of FIG. （ａ）は、本発明の一実施形態に係る人工股関節用ステムの内反設置を示す概略説明図であり、（ｂ）は、その外反設置を示す概略説明図である。(A) is a schematic explanatory drawing which shows the varus installation of the stem for artificial hip joints which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is a schematic explanatory drawing which shows the valgus installation. 図１のＩ−Ｉ線における部分拡大概略断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged schematic cross-sectional view taken along line II in FIG. 1. 実施例１における内反触れ角β１および外反触れ角β２の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the club contact angle (beta) 1 in Example 1, and the hallux contact angle (beta) 2. 実施例１における内反触れ角β１および外反触れ角β２の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the club contact angle (beta) 1 in Example 1, and the hallux contact angle (beta) 2. 実施例２における有限要素法の解析条件を示す図である。It is a figure which shows the analysis conditions of the finite element method in Example 2. FIG. 実施例２における有限要素法の解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the finite element method in Example 2. FIG. （ａ），（ｂ）は、実施例３における有限要素法の解析条件を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the analysis conditions of the finite element method in Example 3. FIG. 実施例３における有限要素法の解析結果を示す図である。It is a figure which shows the analysis result of the finite element method in Example 3. FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る人工股関節用ステムおよび人工股関節について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の人工股関節１は、大腿骨１００に固定されているステム２と、ステム２の後述するネック部２５に嵌合している人工骨頭３と、人工骨頭３を摺動可能に収容しており寛骨１１０の臼蓋１１１に固定されているソケット４と、を備えている。   Hereinafter, a stem for an artificial hip joint and an artificial hip joint according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, an artificial hip joint 1 of this embodiment includes a stem 2 fixed to a femur 100, an artificial bone head 3 fitted to a neck portion 25 described later of the stem 2, and an artificial bone head 3. And a socket 4 which is slidably received and is fixed to the acetabulum 111 of the hipbone 110.

本実施形態のステム２は、図２に示すように、湾曲した略棒状の形状を有しており、その長手方向に沿って近位部２１および遠位部２２を有している。近位部２１とは、人工股関節１を取り付けた起立状態の人体の心臓に近い側に位置している部位のことを意味するものとし、遠位部２２とは、近位部２１よりも心臓から遠い側に位置している部位のことを意味するものとする。ステム２は、近位部２１のうち心臓に最も近い側に位置している近位端部２１１と、遠位部２２のうち心臓から最も遠い側に位置している遠位端部２２１と、を有している。   As shown in FIG. 2, the stem 2 of the present embodiment has a curved substantially rod-like shape, and has a proximal portion 21 and a distal portion 22 along the longitudinal direction thereof. The proximal portion 21 means a portion located on the side close to the heart of the standing human body to which the artificial hip joint 1 is attached, and the distal portion 22 is a heart more than the proximal portion 21. It shall mean the part located in the side far from. The stem 2 has a proximal end 211 located on the side closest to the heart of the proximal part 21, a distal end 221 located on the side farthest from the heart of the distal part 22, have.

本実施形態のステム２は、正面視において、ステム長Ｌが９０ｍｍ以上１１０ｍｍ未満である。このようなステム長Ｌは、従来の標準的なステム長よりも短く、大腿骨髄腔内への埋入が容易である。それゆえ本実施形態のステム２によれば、手術視野を確保するために切開を長くする必要がなく、ＭＩＳに好適に使用することが可能となる。また、骨の削除量をより少なくできることから、骨温存性を向上することも可能となる。   The stem 2 of the present embodiment has a stem length L of 90 mm or more and less than 110 mm when viewed from the front. Such a stem length L is shorter than a conventional standard stem length and can be easily embedded in the femoral bone marrow cavity. Therefore, according to the stem 2 of this embodiment, it is not necessary to lengthen the incision in order to secure the surgical visual field, and it can be suitably used for MIS. In addition, since the amount of bone removed can be reduced, it is possible to improve bone preservation.

正面視とは、図１および図２に示すように、人工股関節１を取り付けた人体を正面側から見たときのステム２の状態を意味するものとする。ステム長Ｌとは、正面視において、ステム２の中心軸Ｓに直交し、かつ近位端部２１１のうち内方側に位置している端部２１１ａを通る直線Ｌ１と、中心軸Ｓに直交し、かつ遠位端部２２１を通る直線Ｌ２との間の距離を意味するものとする。   As shown in FIGS. 1 and 2, the front view means the state of the stem 2 when the human body with the artificial hip joint 1 attached is viewed from the front side. The stem length L is perpendicular to the central axis S of the stem 2 and perpendicular to the central axis S and the straight line L1 passing through the end portion 211a located on the inner side of the proximal end portion 211 in the front view. And the distance from the straight line L2 passing through the distal end 221.

内方とは、図１に示す大腿骨１００の内側１００ａに向かう方向のことを意味するものとする。なお、後述する外方とは、内方と反対側の方向であり、大腿骨１００の外側１００ｂに向かう方向のことを意味するものとする。ステム２の中心軸Ｓとは、図２に示すように、互いに対向している遠位部２２の側面２２２ａ，２２２ｂ同士のなす角の角度の２等分線のことを意味するものとする。   Inward means the direction toward the inner side 100a of the femur 100 shown in FIG. In addition, the outward mentioned later is a direction on the opposite side to the inside, and means a direction toward the outer side 100b of the femur 100. As shown in FIG. 2, the central axis S of the stem 2 means a bisector of an angle formed by the side surfaces 222 a and 222 b of the distal portion 22 facing each other.

本実施形態のステム２は、正面視において、遠位部２２のテーパ角度αが３〜５°である。これにより、ステム２を大腿骨１００に内反設置および外反設置したときのバラツキを抑制することができる。すなわち、図３（ａ）に示すように、ステム２を内反設置したときのステム２の中心軸Ｓと、大腿骨１００の骨軸Ｃとのなす角の角度を内反触れ角β１とし、図３（ｂ）に示すように、ステム２を外反設置したときの中心軸Ｓと骨軸Ｃとのなす角の角度を外反触れ角β２としたとき、内反触れ角β１および外反触れ角β２はいずれも、ステム長を短くするにつれて大きくなる傾向にある。内反触れ角β１および外反触れ角β２が大きくなる、つまり内反設置および外反設置のバラツキが大きくなると、ステム２の大腿骨髄腔内での固定力が低下する。   In the stem 2 of the present embodiment, the taper angle α of the distal portion 22 is 3 to 5 ° in a front view. Thereby, the variation when the stem 2 is varusally installed and valgus installed on the femur 100 can be suppressed. That is, as shown in FIG. 3A, the angle formed by the central axis S of the stem 2 when the stem 2 is varusally installed and the bone axis C of the femur 100 is defined as a varus angle β1. As shown in FIG. 3B, when the angle formed by the central axis S and the bone axis C when the stem 2 is placed valgus is the valgus contact angle β2, the valgus contact angle β1 and the valgus The touch angle β2 tends to increase as the stem length is shortened. When the varus contact angle β1 and the valgus contact angle β2 increase, that is, when the variation in varus and valgus installation increases, the fixing force of the stem 2 in the femoral bone marrow cavity decreases.

本実施形態のステム２は、正面視における遠位部２２のテーパ角度αを３〜５°にすることによって、遠位部２２を適度に拡幅していることから、従来の標準的なステム長よりも短いステム長Ｌを採用しても、内反触れ角β１および外反触れ角β２が大きくなるのを抑制することができ、内反設置および外反設置のバラツキを抑制することができる。その結果、ステム２の大腿骨髄腔内での固定力を高めることができ、人工股関節１の長期安定性を確保することが可能となる。   The stem 2 of the present embodiment has a conventional standard stem length because the distal portion 22 is appropriately widened by setting the taper angle α of the distal portion 22 in a front view to 3 to 5 °. Even if the shorter stem length L is employed, it is possible to suppress the increase in the varus contact angle β1 and the valgus contact angle β2, and it is possible to suppress variations in the varus installation and the valgus installation. As a result, the fixing force of the stem 2 in the femoral bone marrow cavity can be increased, and long-term stability of the artificial hip joint 1 can be ensured.

テーパ角度αとは、図２に示すように、正面視において、互いに対向している遠位部２２の側面２２２ａ，２２２ｂ同士のなす角の角度を意味するものとする。正面視において、遠位部２２の側面２２２ａ，２２２ｂのそれぞれは、中心軸Ｓに対して線対称である。   As shown in FIG. 2, the taper angle α means an angle formed by the side surfaces 222 a and 222 b of the distal portion 22 facing each other in a front view. In front view, each of the side surfaces 222a and 222b of the distal portion 22 is line symmetric with respect to the central axis S.

内反設置とは、図３（ａ）に示すように、ステム２の遠位部２２が、大腿骨髄腔の内周面１００ｃのうち内方領域１００ｃ１に反発し、外方領域１００ｃ２と当接する状態を意味するものとする。外反設置は、内反設置と逆の状態であり、図３（ｂ）に示す状態を意味するものとする。内反触れ角β１としては、３°以下であるのが好ましく、２．５°以下であるのがより好ましく、２°以下であるのがさらに好ましい。内反触れ角β１の下限値としては、通常、１．９５°程度である。外反触れ角β２としては、３．３°以下であるのが好ましく、３．２°以下であるのがより好ましい。外反触れ角β２の下限値としては、通常、２．５°程度である。   As shown in FIG. 3A, the varus is set so that the distal portion 22 of the stem 2 repels the inner region 100c1 of the inner peripheral surface 100c of the femoral bone marrow cavity and comes into contact with the outer region 100c2. It means state. The valgus installation is a state opposite to the valgus installation, and means the state shown in FIG. The club contact angle β1 is preferably 3 ° or less, more preferably 2.5 ° or less, and further preferably 2 ° or less. The lower limit value of the club contact angle β1 is usually about 1.95 °. The hallux contact angle β2 is preferably 3.3 ° or less, and more preferably 3.2 ° or less. The lower limit value of the hallux contact angle β2 is usually about 2.5 °.

本実施形態のステム２は、図２に示すように、近位部２１に粗面部２３を備えている。これにより、ステム２の大腿骨１００に対する固着性を向上することができる。粗面部２３は、近位部２１におけるステム表面を粗面化することによって構成されている部位である。粗面化の方法としては、例えば溶射等が挙げられる。   As shown in FIG. 2, the stem 2 of the present embodiment includes a rough surface portion 23 in the proximal portion 21. Thereby, the adhesiveness with respect to the femur 100 of the stem 2 can be improved. The rough surface portion 23 is a portion configured by roughening the stem surface in the proximal portion 21. Examples of the roughening method include thermal spraying.

ここで、正面視において、粗面部２３における粗面遠位幅をＸ（ｍｍ）、粗面長をＹ（ｍｍ）としたとき、ＸおよびＹは、以下の式（１）および式（２）の関係を有する。
式（１）：Ｘ×Ｙ≧６００ｍｍ２
式（２）：Ｙ／Ｘ≦２．５
このような構成によれば、粗面部２３による上述した効果を維持しつつ、骨密度が減少して骨萎縮するストレスシールディング（Stress Shielding）の発生を抑制することができる。この理由としては、以下の理由が推察される。 Here, in front view, when the rough surface distal width in the rough surface portion 23 is X (mm) and the rough surface length is Y (mm), X and Y are the following expressions (1) and (2). Have the relationship.
Formula (1): X × Y ≧ 600 mm 2
Formula (2): Y / X ≦ 2.5
According to such a structure, generation | occurrence | production of the stress shielding (Stress Shielding) which a bone density reduces and bone atrophy can be suppressed, maintaining the effect mentioned above by the rough surface part 23. FIG. The reason for this is presumed as follows.

すなわち、粗面部２３のうち遠位側に位置している粗面遠位端部２３１の近傍では、大腿骨１００に応力が生じ易い。それゆえ、術後、粗面遠位端部２３１の近傍では、ステム２と大腿骨１００の骨皮質とがスポット的に骨性架橋する、いわゆるスポットウェルド部（Spot Welds）が発生する傾向にある。そして、大腿骨１００のうちスポットウェルド部よりも近位側に位置している領域において、ストレスシールディングが発生し易い傾向にある。   That is, stress is likely to occur in the femur 100 in the vicinity of the rough surface distal end portion 231 located on the distal side of the rough surface portion 23. Therefore, after the operation, in the vicinity of the rough distal end portion 231, a so-called spot weld portion (Spot Welds) in which the stem 2 and the bone cortex of the femur 100 are bone-like cross-linked in a spot tends to be generated. . And in the area | region located in the proximal side rather than the spot weld part among the femur 100, it exists in the tendency for stress shielding to generate | occur | produce easily.

上述した式（１），（２）のうち式（１）：Ｘ×Ｙは、正面視における粗面部２３の面積を表している。この粗面部２３の面積が６００ｍｍ２以上であれば、粗面部２３による上述した効果を得ることができる。 Of the above formulas (1) and (2), formula (1): X × Y represents the area of the rough surface portion 23 in the front view. If the surface area of the rough surface portion 23 is 600 mm 2 or more, the above-described effects of the rough surface portion 23 can be obtained.

一方、式（２）：Ｙ／Ｘが２．５以下であれば、粗面長Ｙが適度に小さくなり、粗面遠位端部２３１が近位側に位置するようになる。その結果、ストレスシールディングの発生し易い領域が小さくなり、大腿骨１００におけるストレスシールディングの発生を抑制することができる。したがって、ＸおよびＹが上述した特定の関係を有すると、粗面部２３による効果を維持しつつ、ストレスシールディングの発生し易い領域を小さくして、長期にわたって大腿骨１００におけるストレスシールディングの発生を抑制することが可能となる。   On the other hand, if the expression (2): Y / X is 2.5 or less, the rough surface length Y is appropriately reduced, and the rough surface distal end 231 is positioned on the proximal side. As a result, the area where stress shielding is likely to occur is reduced, and the occurrence of stress shielding in the femur 100 can be suppressed. Therefore, when X and Y have the specific relationship described above, the area where the stress shielding is likely to occur is reduced while maintaining the effect of the rough surface portion 23, and the stress shielding occurs in the femur 100 over a long period of time. It becomes possible to suppress.

粗面遠位幅Ｘとは、正面視において、中心軸Ｓに平行であり、かつ粗面遠位端部２３１のうち内方側に位置している第１端部２３１ａを通る直線Ｘ１と、中心軸Ｓに平行であり、かつ粗面遠位端部２３１のうち外方側に位置している第２端部２３１ｂを通る直線Ｘ２との間の距離を意味するものとする。   The rough surface distal width X is a straight line X1 that passes through the first end 231a that is parallel to the central axis S and located on the inner side of the rough surface distal end 231 in a front view. It means a distance from a straight line X2 passing through a second end 231b that is parallel to the central axis S and that is located on the outer side of the rough surface distal end 231.

粗面長Ｙとは、正面視において、中心軸Ｓに直交し、かつ粗面部２３の近位側に位置している粗面近位端部２３２のうち外方側に位置している第３端部２３２ａを通る直線Ｙ１と、中心軸Ｓに直交し、かつ粗面部２３の第１端部２３１ａを通る直線Ｙ２との間の距離を意味するものとする。本実施形態では、粗面近位端部２３２の位置は、ステム２の近位端部２１１の位置と同じである。   The rough surface length Y is a third surface located on the outer side of the rough surface proximal end portion 232 that is orthogonal to the central axis S and located on the proximal side of the rough surface portion 23 in a front view. The distance between the straight line Y1 passing through the end 232a and the straight line Y2 orthogonal to the central axis S and passing through the first end 231a of the rough surface part 23 is meant. In the present embodiment, the position of the rough surface proximal end 232 is the same as the position of the proximal end 211 of the stem 2.

粗面遠位幅Ｘは、１５〜３５ｍｍ程度に設定するのが好ましい。粗面長Ｙは、３５〜６０ｍｍ程度に設定するのが好ましい。式（１）：Ｘ×Ｙの上限値としては、１７００ｍｍ２程度が適当である。式（２）：Ｙ／Ｘの下限値としては、１．７程度が適当である。 The rough surface distal width X is preferably set to about 15 to 35 mm. The rough surface length Y is preferably set to about 35 to 60 mm. As an upper limit of Formula (1): X × Y, about 1700 mm 2 is appropriate. Formula (2): About 1.7 is appropriate as the lower limit of Y / X.

本実施形態のステム２は、図４に示すように、長手方向に垂直な断面形状が略矩形状のヨーロピアンステムである。そして、本実施形態のステム２は、少なくとも遠位部２２における断面形状の縁部２４が、０．５〜２．５ｍｍの曲率半径を有する曲線状である。このような適度に小さい曲線状で縁部２４を構成すると、断面形状の四隅に位置している４つの縁部２４のそれぞれが、バランスよく大腿骨髄腔の内周面１００ｃに接触し、４方向から遠位部２２を支持することができる。それゆえ、上述したテーパ角度αによって拡幅している遠位部２２の髄腔占拠率が高くなったとしても、遠位部２２を４方向からバランスよく支持して、ステム２が緩むルースニングの発生を抑制することができる。   As shown in FIG. 4, the stem 2 of the present embodiment is a European stem having a substantially rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction. The stem 2 of the present embodiment has a curved shape in which at least the edge 24 having a cross-sectional shape in the distal portion 22 has a radius of curvature of 0.5 to 2.5 mm. When the edge portion 24 is configured in such a moderately small curved shape, each of the four edge portions 24 positioned at the four corners of the cross-sectional shape contacts the inner peripheral surface 100c of the femoral bone marrow cavity in a well-balanced manner, and the four directions The distal portion 22 can be supported. Therefore, even if the occupancy rate of the distal portion 22 widened by the taper angle α is increased, the distal portion 22 is supported in a balanced manner from four directions, and the stem 2 is loosened. Occurrence can be suppressed.

なお、ステム２は、遠位部２２のみならず、近位部２１における断面形状の縁部２４を上述した特定の曲率半径を有する曲線状にしてもよい。このような構成によれば、ステム２の回旋安定性を向上することができる。   In addition, the stem 2 may have not only the distal portion 22 but also the edge 24 having a cross-sectional shape in the proximal portion 21 in a curved shape having the specific curvature radius described above. According to such a configuration, the rotational stability of the stem 2 can be improved.

本実施形態のステム２は、図２に示すように、正面視において、遠位端部２２１の形状が、砲弾状である。より具体的に説明すると、ステム２の遠位端部２２１の形状は、正面視において、遠位端に向うにつれて先細りの砲弾状である。このような構成によれば、遠位端部２２１から大腿骨１００に加わる応力を分散させて大腿骨１００に応力が集中するのを抑制することができる。その結果、大腿部痛（Thigh Pain）の発生を抑制することができ、遠位端部２２１近傍で骨が新生するペデスタル（Pedestal）の発生を抑制することもできる。   As shown in FIG. 2, the stem 2 of this embodiment has a bullet-like shape at the distal end 221 in a front view. More specifically, the shape of the distal end portion 221 of the stem 2 is a cannonball shape that tapers toward the distal end in a front view. According to such a configuration, the stress applied to the femur 100 from the distal end portion 221 can be dispersed to suppress the stress from being concentrated on the femur 100. As a result, it is possible to suppress the occurrence of thigh pain (Thigh Pain), and it is also possible to suppress the occurrence of pedestal in which bone is born in the vicinity of the distal end 221.

本実施形態のステム２は、近位端部２１１から突出するネック部２５を備えている。ネック部２５は、図１に示すように、人工骨頭３と嵌合する部位である。
上述した構成を有するステム２の構成材料としては、例えばチタン合金、コバルト−クロム合金等が挙げられる。 The stem 2 of the present embodiment includes a neck portion 25 protruding from the proximal end portion 211. As shown in FIG. 1, the neck portion 25 is a portion that fits with the artificial bone head 3.
Examples of the constituent material of the stem 2 having the above-described configuration include a titanium alloy and a cobalt-chromium alloy.

一方、図１に示すように、上述のステム２とともに人工股関節１を構成している人工骨頭３は、略球状の形状を有しており、その底面中央部に位置している有底円筒状の凹部３１内にステム２のネック部２５を嵌合している。人工骨頭３の構成材料としては、例えばコバルト−クロム合金等の金属、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス等が挙げられる。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the artificial bone head 3 which comprises the artificial hip joint 1 with the above-mentioned stem 2 has a substantially spherical shape, and is a bottomed cylindrical shape located in the center part of the bottom face. The neck portion 25 of the stem 2 is fitted in the recess portion 31. Examples of the constituent material of the artificial bone head 3 include metals such as cobalt-chromium alloys and ceramics such as alumina and zirconia.

ソケット４は、略カップ状の形状を有しており、その底面中央部に位置している略半球状の凹部４１内に人工骨頭３を摺動可能に収容している。ソケット４の構成材料としては、例えばポリエチレン樹脂等の合成樹脂等が挙げられる。   The socket 4 has a substantially cup-like shape, and the artificial bone head 3 is slidably accommodated in a substantially hemispherical concave portion 41 located in the center of the bottom surface. Examples of the constituent material of the socket 4 include synthetic resins such as polyethylene resin.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited only to a following example.

まず、表１に示すステム長Ｌおよびテーパ角度αを有する試料Ｎｏ．１〜５のステムを作製した。これら試料Ｎｏ．１〜５のステムはいずれも、長手方向に垂直な断面形状が略矩形状のヨーロピアンステムである。   First, a sample No. having a stem length L and a taper angle α shown in Table 1 was used. 1 to 5 stems were prepared. These sample Nos. All of the stems 1 to 5 are European stems having a substantially rectangular cross section perpendicular to the longitudinal direction.

次に、これら試料Ｎｏ．１〜５のステムの内反触れ角β１および外反触れ角β２を測定した。具体的には、図５に示すように、髄腔に相当する略円筒状の内周面を有する大腿模擬骨に試料Ｎｏ．１〜５の各ステムを内反設置および外反設置したときの内反触れ角β１および外反触れ角β２をそれぞれ測定した。その結果を、表１および図５並びに図６に示す。なお、図５は、上述した図３に相当する図面である。   Next, these sample Nos. The club contact angle β1 and hallux contact angle β2 of the stems 1 to 5 were measured. Specifically, as shown in FIG. 5, sample no. The inner contact angle β1 and the outer contact angle β2 when each of the stems 1 to 5 was installed varusally and valgus were measured. The results are shown in Table 1, FIG. 5 and FIG. FIG. 5 corresponds to FIG. 3 described above.

表１および図５，６から明らかなように、ステム長Ｌが９０ｍｍ以上１１０ｍｍ未満であり、かつテーパ角度αが３〜５°である試料Ｎｏ．３，４は、ステム長Ｌが１１０ｍｍでありテーパ角度αが６°である試料Ｎｏ．１、およびステム長Ｌが８０ｍｍである試料Ｎｏ．５よりも、内反触れ角β１および外反触れ角β２が小さく、内反設置および外反設置のバラツキが小さいのがわかる。したがって、試料Ｎｏ．３，４によれば、ＭＩＳに好適に使用できるとともに、大腿骨髄腔内での固定力を高めて人工股関節の長期安定性の確保が期待できる。なお、試料Ｎｏ．１は、従来の標準的なヨーロピアンステムである。   As is apparent from Table 1 and FIGS. 5 and 6, sample Nos. 1 and 2 having a stem length L of 90 mm or more and less than 110 mm and a taper angle α of 3 to 5 °. Sample Nos. 3 and 4 have a stem length L of 110 mm and a taper angle α of 6 °. 1 and a sample No. having a stem length L of 80 mm. It can be seen that the varus contact angle β1 and the valgus contact angle β2 are smaller than 5, and the variation in varus installation and valgus installation is small. Therefore, sample no. According to Nos. 3 and 4, it can be suitably used for MIS, and it can be expected to secure the long-term stability of the artificial hip joint by increasing the fixing force in the femoral bone marrow cavity. Sample No. 1 is a conventional standard European stem.

粗面部が大腿骨応力に与える影響を、有限要素法（Finite Element Method：以下、「ＦＥＭ」と言う。）によって解析評価した。具体的には、M.O.Heller et. al.“Determination of muscle loading at the hip joint for use in pre-clinical testing”Journal of Biomechanics, 2005, 38, p.1155-1163に記載の方法に準拠し、歩行状態の大腿骨応力状態を、ＳＡＳ ＩＰ Ｉｎｃ．社製のＦＥＭ解析ソフト「Ａｎｓｙｓ Ｖｅｒ１２．０」を用いて解析評価した。   The influence of the rough surface portion on the femoral stress was analyzed and evaluated by a finite element method (hereinafter referred to as “FEM”). Specifically, according to the method described in MOHeller et. Al. “Determination of muscle loading at the hip joint for use in pre-clinical testing” Journal of Biomechanics, 2005, 38, p.1155-1163, walking The condition of the femoral stress in the state was determined using SAS IP Inc. Analysis and evaluation were performed using FEM analysis software “Ansys Ver 12.0” manufactured by Komatsu.

解析評価したステムの構成を、表２に示す。なお、表２中の試料Ｎｏ．６，７のステムはいずれも、ヨーロピアンステムである。
Table 2 shows the structure of the analyzed and evaluated stem. In Table 2, the sample No. The stems 6 and 7 are all European stems.

ＦＥＭの解析条件は、図７および以下に示す通りである。
Ａ：固定
Ｂ（骨頭）：１７８３．１Ｎ
Ｃ（中殿筋）：７８３．７４Ｎ
Ｄ（外側広筋）：７１０．７６Ｎ
なお、図７に示すインタクト（Intact）は、ステムを埋入固定していない大腿骨のみの状態である。 The FEM analysis conditions are as shown in FIG. 7 and below.
A: Fixed B (bone head): 1783.1N
C (Gluteus muscle): 783.74N
D (lateral broad muscle): 710.76N
In addition, the intact (Intact) shown in FIG. 7 is a state of only the femur not having the stem embedded and fixed.

解析結果を、図８に示す。表２および図８から明らかなように、ＸおよびＹが、式（１）：Ｘ×Ｙ≧６００ｍｍ２および式（２）：Ｙ／Ｘ≦２．５の関係を有する試料Ｎｏ．６は、式（２）の関係を満たしていない試料Ｎｏ．７よりも、粗面遠位端部が近位側に位置していることから、より近位からの荷重伝達であるのがわかる。したがって、試料Ｎｏ．６によれば、ストレスシールディングの発生し易い領域が小さいことから、大腿骨におけるストレスシールディングの発生抑制が期待できる。 The analysis results are shown in FIG. Table 2 and is apparent from FIG. 8, X and Y, equation (1): X × Y ≧ 600 mm 2 and the formula (2): the sample having a relationship Y / X ≦ 2.5 No. 6 represents a sample No. which does not satisfy the relationship of the expression (2). 7, the rough surface distal end portion is located on the proximal side, so that it is understood that the load transmission is more proximal. Therefore, sample no. According to No. 6, since the area where stress shielding is likely to occur is small, it can be expected to suppress the occurrence of stress shielding in the femur.

ステム遠位端部形状が大腿骨応力に与える影響を、ＦＥＭによって解析評価した。具体的には、上述した実施例２と同様に、M.O.Heller et. al.“Determination of muscle loading at the hip joint for use in pre-clinical testing”Journal of Biomechanics, 2005, 38, p.1155-1163に記載の方法に準拠し、階段昇降状態の大腿骨応力状態を、実施例２と同じＦＥＭ解析ソフトを用いて解析評価した。   The influence of the stem distal end shape on the femoral stress was analyzed and evaluated by FEM. Specifically, as in Example 2 described above, MOHeller et. Al. “Determination of muscle loading at the hip joint for use in pre-clinical testing” Journal of Biomechanics, 2005, 38, p.1155-1163 The femoral stress state in the stair climbing state was analyzed and evaluated using the same FEM analysis software as in Example 2.

解析評価したステムの構成を、表３に示す。なお、表３中の試料Ｎｏ．８〜１０のステムはいずれも、ヨーロピアンステムである。
Table 3 shows the structure of the stem that was analyzed and evaluated. In addition, sample No. in Table 3 All the stems 8 to 10 are European stems.

ＦＥＭの解析条件は、図９および以下に示す通りである。
Ａ：固定
Ｂ（骨頭）：１８８２．６Ｎ
Ｃ（中殿筋）：８９１．３９Ｎ
Ｄ（外側広筋）：１０２７Ｎ
Ｅ（内側広筋）：２０２６Ｎ
備考：図９（ｂ）に示すように、故意にステムの遠位端部を、大腿骨髄腔の内周面のうち外方領域と当接するように設置し、ステムを内反設置した。 The FEM analysis conditions are as shown in FIG. 9 and below.
A: Fixed B (bone head): 1882.6N
C (Middle gluteus muscle): 891.39N
D (lateral broad muscle): 1027N
E (inner broad muscle): 2026N
Remarks: As shown in FIG. 9 (b), the distal end of the stem was intentionally placed so as to contact the outer region of the inner peripheral surface of the femoral bone marrow cavity, and the stem was placed varusally.

解析結果を、図１０に示す。表３および図１０から明らかなように、遠位端部の形状が砲弾状（砲弾型）である試料Ｎｏ．９は、遠位端部の形状が円弧状（ラウンド型）である試料Ｎｏ．８，１０よりも、大腿骨応力が小さい結果を示した。したがって、試料Ｎｏ．９によれば、大腿部痛（Thigh Pain）の発生抑制と、ペデスタル（Pedestal）の発生抑制が期待できる。   The analysis result is shown in FIG. As apparent from Table 3 and FIG. 10, the sample no. No. 9 is a sample No. 9 whose distal end has an arc shape (round type). The femoral stress was smaller than 8,10. Therefore, sample no. According to 9, it can be expected that generation of thigh pain (Thigh Pain) and generation of pedestal are suppressed.

１ 人工股関節
２ 人工股関節用ステム
２１ 近位部
２１１ 近位端部
２１１ａ 端部
２２ 遠位部
２２１ 遠位端部
２３ 粗面部
２３１ 粗面遠位端部
２３１ａ 第１端部
２３１ｂ 第２端部
２３２ 粗面近位端部
２３２ａ 第３端部
２４ 縁部
２５ ネック部
３ 人工骨頭
３１ 凹部
４ ソケット
４１ 凹部
１００ 大腿骨
１００ａ 内側
１００ｂ 外側
１００ｃ 内周面
１１０ 寛骨
１１１ 臼蓋 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hip prosthesis 2 Artificial hip joint stem 21 Proximal part 211 Proximal end part 211a End part 22 Distal part 221 Distal end part 23 Rough surface part 231 Rough surface distal end part 231a First end part 231b Second end part 232 Rough surface proximal end portion 232a Third end portion 24 Edge portion 25 Neck portion 3 Artificial bone head 31 Recessed portion 4 Socket 41 Recessed portion 100 Femur 100a Inside 100b Outside 100c Inner peripheral surface 110 Hipbone 111 Acetabulum

Claims (5)

正面視において、ステム長が９０ｍｍ以上１１０ｍｍ未満であり、かつ遠位部のテーパ角度が３〜５°であり、
近位部に粗面部を備え、正面視において、前記粗面部における粗面遠位幅をＸ（ｍｍ）、粗面長をＹ（ｍｍ）としたとき、前記Ｘおよび前記Ｙは、式（１）：Ｘ×Ｙ≧６００ｍｍ 2 および式（２）：Ｙ／Ｘ≦２．５の関係を有することを特徴とする人工股関節用ステム。 In front view, the stem length is less than 110mm above 90 mm, and Ri taper angle of 3 to 5 ° der distal portion,
The proximal portion is provided with a rough surface portion, and when viewed from the front, when the rough surface distal width of the rough surface portion is X (mm) and the rough surface length is Y (mm), X and Y are expressed by the formula (1). ): X × Y ≧ 600mm 2 and equation (2): Y / X ≦ 2.5 hip stem, characterized in Rukoto to have a relationship. 長手方向に垂直な断面形状が、略矩形状である請求項１に記載の人工股関節用ステム。 The stem for an artificial hip joint according to claim 1, wherein a cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction is a substantially rectangular shape. 少なくとも前記遠位部における前記断面形状の縁部が、０．５〜２．５ｍｍの曲率半径を有する曲線状である請求項２に記載の人工股関節用ステム。 The stem for an artificial hip joint according to claim 2 , wherein an edge of the cross-sectional shape in at least the distal portion is a curved shape having a radius of curvature of 0.5 to 2.5 mm. 正面視において、遠位端部の形状が、砲弾状である請求項１〜３のいずれかに記載の人工股関節用ステム。 The stem for an artificial hip joint according to any one of claims 1 to 3 , wherein the shape of the distal end portion is bullet-like when viewed from the front. 請求項１〜４のいずれかに記載の人工股関節用ステムと、
前記人工股関節用ステムのネック部に嵌合する人工骨頭と、
前記人工骨頭を摺動可能に収容するソケットと、を備えることを特徴とする人工股関節。 A stem for an artificial hip joint according to any one of claims 1 to 4 ,
An artificial bone head that fits into the neck of the stem for the artificial hip joint;
And a socket for slidably housing the artificial bone head.
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