JPH0213452A - 人工股関節 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は人の股関節を置換、修復する人工股関節に関す
るものである。

〔従来技術及びその問題点〕

従来から、用いられている人工関節、特に人工股関節は
ステンレス鋼、コバルトクロム合金、チタン合金などの
金属を用い、骨頭球とステムが一体的もしくはテーパー
嵌合によって固定されており、ステムを大腿骨に挿入し
、骨とステムとの隙間をセメントを用いて固定している
。一方臼蓋側は骨頭球を受座するポリエチレンより成る
ソケットをこれも骨盤にセメントを用いて固定するもの
である。

ところが、近年、骨頭球はテーパー嵌合によって金属製
ステムの先端に固定する構造のものが多く材質もステン
レス鋼、コバルトクロム合金等が多く用いられており、
テーパー孔の深さや径を変えることによってステムにと
りつけた際の高さを変えるようになっており、この方式
が主流になりつつある。

一方、骨頭球の材質は、ポリエチレン製ソケットとの組
合せで低摩擦、低摩耗の材質であるアルミナセラミック
製のものがその臨床成績の優秀性が認められ、多数用い
られるようになってきた。

ところが、セラミック製の骨頭球を用いた場合に組合せ
られる金属製ステムの先端部と骨頭球に形成したテーパ
ー孔との不適合による骨頭球の破損等が大きな問題とな
る。人間の骨頭には最大、体重の５倍以」二の荷重が作
用すると言われており、体重８０Ｋｇの人であれば約４
００Ｋｇの最大荷重が繰り返し作用することになり、常
に大きな力が長期間にわたり作用するため、非常に大き
な強度が必要である。また長期間にわたる耐久性という
点からも高い安全係数が要求される。ところが、現実に
はセラミック製の骨頭球にあげたテーパー孔にステム先
端部を挿入する場合、微細な骨片のような異物を噛みみ
込むことによる不適合によってさえも骨頭球のテーパー
孔部における応力の分布が一様でなくなり、局部的な応
力集中により骨頭球の割れを誘発する等の大きな問題が
あった。

このような問題を解決する手段として、骨頭球にあけた
テーパー孔と該テーパー孔に挿入するステムの先端部に
形成したテーパーを一様に一致させることが必要である
。

しかし乍ら、機械加工でもって高精度に両者を一致させ
ることは不可能である。

そして金属製ステム先端のテーパ一部表面に規則正しく
配列した凹凸を円周上に形成したもの（例えば米国特許
明細書第４，０１２，７９５号）或いＬｌステムのテー
パ一部分を中空にしたり、スリットを形成しておき、ス
テムのテーパ一部を骨頭球に穿設したテーパー孔の壁面
形状に合致するように変形できるようにしたものなどが
考えられている。

しかし、上記のような手段によってもセラミック製骨頭
球の割れの発生や接合強度の低下を防くことができなか
った。

そればかりか、セラミック製の骨頭球は金属製のものに
くらべて非常に硬度が高く一度骨頭球を金属ステム先端
部のテーパ一部分に打ち込んで嵌合すると骨頭球のテー
パー孔内壁面に金属が擦れて削り取られ、金属粉が４−
Ｊ着して黒色のマークが付くばかりでなく、それによっ
て金属ステムの先端テーパ一部には多くの傷が入ること
となり、両者の嵌合は、使用時のみに限られてしまうな
ど、使用する際に扱いが非常に難しかった。

さらに、上記問題点を解決するだめの手段としてステム
のテーパ一部の角度をセラミック製骨頭球にあけたテー
パー孔の角度より若干小さいものとし、ステム先端のテ
ーパ一部が骨頭球にあけたテーパー孔の奥、また壁面に
て当接せしめることによって骨頭球の割れ防止と結合強
度のアップを図ることが望ましいが金属成分がセラミッ
ク製骨頭球のテーパー孔壁面に付着することやステム先
端部のテーパ一部分への摺りキズの発生は防くことがで
きないという問題が依然として残っていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するだめの手段としてセラミック製の
骨頭球と金属製ステムのテーパ一部分との間に純チタン
等の軟らかい錐状スリーブを介装させ、該スリーブの厚
みを薄くすることによって該スリーブを変形させ、両テ
ーパー間の誤差が吸収されることによって、骨頭球の割
れ防止と結合強度のアンプを図るようにした。

〔作　用〕

かかるスリーブを介装させたことによる作用として、■
骨頭球のテーパー孔をステム先端のテーパ一部の双方の
角を１／８−１／２０程度とすることによって錘状スリ
ーブの厚みを約２００μｗ程度変化させることによって
人工股関節のネック長を任意に変えることが可能となり
、セラミック製骨頭球の種類を多く準備することなく一
種類でも対応することができ、生産性に優れ、品質強度
ともに一定化することが可能となる。

■錐状スリーブの厚みを選択的に変えることによってス
テム先端が骨頭球のテーパー孔への奥あたり状態を容易
に実現できる。

■セラミック骨頭球のテーパー孔壁面への金属成分の付
着等がなくなり、金属製ステム先端部のテーパ一部分の
傷の発生も少ない。

〔実施例〕 以下、図によって本発明実施例を具体的に説明する。

第１回（イ）においてＢはアルミナ、ジルコニアセラミ
ック等より成る骨頭球で、図示していないが口蓋側に設
置される口蓋ソケット中に回動自在に受容される。また
この骨頭球Ｂには奥細状のテーパー孔すが穿設しである
。またＳは大腿骨に挿入固定されるステムであって、こ
のステムＳはチタン合金、ステンレス鋼などの金属から
成り、＝　６− 先端にはテーパ一部分子が形成され、該テーパー部分子
は前記骨頭球Ｂのテーパー孔す中に予め嵌入された錐状
スリーブＬの内壁に当接ず如く、嵌入させることによっ
て骨頭球ＢとステムＳとば錐状スリーブＬを介装した状
態で結合される。第１図（ロ）は錐状スリーブＬを立体
的に示したものである。

また、第２図においては錐状スリーブＬの肉厚を変化さ
せたものであって、このような錐状スリーブＬを用いる
ことによってテーパー孔すの奥まった位置でステムＳの
テーパ一部分子が嵌着することになり、セラミック製骨
頭球Ｂの破壊強度が増大する。

さらに第３図（イ）（ロ）（ハ）には各々介装する錐状
スリーブＬの肉厚の異なったものを用いることによって
ステムＳの挿入長さを！、、　Ｎ　２．１２３と調整す
るようにしたもので、各患者毎に最適な状態で人工関節
を装着することができる。

ところで、上記錐状スリーブ■、は、嵌入するステムＳ
の先端部のテーパ一部分子の表面を傷付ける恐れのない
ことが必要である。それ故、ステムＳが一般に硬度１Ｉ
Ｒｃ　４５程度のコバルトクロム合金、あるいはｔｌＲ
ｃ　３５程度のチタン合金で構成されることから、これ
らステムＳの構成材の有する硬度よりも軟かいＨＲｃ　
２０程度の純チタンや、それよりもはるかに軟らかい金
やプラチナ、もしくはケブラー、ポリエチレンなどの合
成樹脂等で形成されたものが使用される。

〔発明の効果〕

叙上のように本発明によれば、セラミック製の骨頭球と
金属製ステムの結合において、■錐状スリーブを介装す
ることにより両テーパ間の角度のずれを柔軟な金属の変
形によって吸収することが可能となり骨頭球の強度を大
幅にアップすることができる。

■双方のテーパー面同士の多少のずれを吸収することが
可能となり、製作上の管理が非常に容易となる。

■骨頭球の強度が増大することによって骨頭径の小さな
物を作ることが可能となり、口蓋ソケ・ノドの摺動面を
形成する高密度ポリエチレン等の肉厚を十分に厚くする
ことができ、人工関節の耐用年数（寿命）を増大するこ
とができる。

■骨頭球にあけたテーパー孔内壁面への金属の付着、も
しくは金属製ステムのテーパ一部分への傷の発生が少な
くなることから使用の際の安全性を増加させることが可
能となる。

したがって、生産性に富み、高強度、長寿命、高信頼性
をもった人工股関節をもたらすことができ、人類の福祉
に大いに寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は本発明実施例に係る人工股関節の要部断
面図、第１図（ロ）は本発明実施例に係る人工股関節を
構成する錐状スリーブのみの斜視図、第２図及び第３図
（イ）（ロ）（ハ）はすべて本発明に係る他の実施例に
よる人工股関節の要部断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 セラミック製の骨頭球に形成したテーパー孔中にステム
   先端部を挿入固定して成る人工股関節において、 上記テーパー孔の壁面とステム先端部との間に厚みが５
   ０μｍ〜４．０ｍｍの錐状スリーブを介装せしめたこと
   を特徴とする人工股関節。