JP2003175099A - 寛骨臼用カップおよびその製造方法 - Google Patents

寛骨臼用カップおよびその製造方法

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Denis Pichon
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Benoist Girard et Cie SAS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寛骨臼に適切に取付け可能な寛骨臼用カップ
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 全面的置換用股関節補てつ物３０は、大
腿骨３１に植込んだ、実物大の大腿骨頭用球形頭部３８
を有する大腿骨幹コンポーネント３３と、寛骨臼３２に
植込んだ寛骨臼用カップコンポーネント３４とを備えて
いる。この寛骨臼用カップコンポーネント３４は、セラ
ミック材料から形成された支承内面部分３９と、骨成長
用キャビティを有する多孔性アルミナの骨境界面外層４
０と、該骨境界面外層４０に適用される、骨成長刺激物
質のヒドロキシアパタイトコーティング４１とを備えて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、股関節全体用補て
つ物に用いる寛骨臼用カップと、その製造方法と、上記
カップを用いる股関節全体用補てつ物とに関する。
【０００２】
【従来の技術】全面的置換用股関節補てつ物は、患者の
股関節および脚部に植込まれる２つの一般的な補てつ的
構成要素を備えている。大腿骨頭用球形頭部コンポーネ
ントは、実物の大腿骨頭表面に取って代わり、寛骨臼用
カップコンポーネントは、実物の寛骨臼窩の表面に取っ
て代わる。
【０００３】大腿骨補てつ物コンポーネントは、患者に
適合するためおよび除去すべき実物の骨の量を最小化す
るために、多くの異なる形をとる。これらのコンポーネ
ントのいくつかは、ほぼ半球状であり、大腿骨頭に直接
嵌められる。他のコンポーネントは、髄管に植込まれる
幹部分と、球形頭部を担う首部分と、球形頭部を担う頭
部スピゴットとを備えている。
【０００４】寛骨臼用カップコンポーネントも、患者の
必要性に合わせるために様々な形に形成される。これら
のコンポーネントは、略半球であり、寛骨臼に嵌め込ま
れる。
【０００５】全面的置換用股関節補てつ物において、大
腿骨頭用球形頭部および寛骨臼用カップが、自然で滑ら
かな股関節の運動を得るために、良好な支承表面を有す
ることが重要である。金属例えばチタンまたはステンレ
ススチール合金、プラスチック材料例えばポリエチレ
ン、および、セラミック材料例えばアルミナから股関節
置換コンポーネントを形成することは公知である。
【０００６】しかしながら、使用材料は、術後に関節へ
の負荷に耐えられなければならない。実際の歩行および
他の実際の動きの間、さまざまな方向の負荷が、股関節
に加えられる。これらの力に耐えるために、寛骨臼用カ
ップは、非常に強いか、または、負荷が寛骨臼用カップ
の球形構造全体にわたり分散されるように寛骨臼に一様
に取付けられなければならない。股関節補てつ物が骨に
正しく取付けられないと股関節補てつ物が機能しないこ
とが知られている。何故ならば負荷が、小さい領域内に
集中するからである。
【０００７】股関節全体用補てつ物の最も望ましい形
は、セラミック・セラミック接合配置であり、この場
合、大腿骨頭用球形頭部および寛骨臼用カップは、両方
ともセラミック材料から形成される。さらに、セラミッ
ク・セラミック接合配置を有する支承表面は、実物の股
関節の寸法に類似の寸法を有する、公知のより大きいタ
イプの大腿骨頭用球形頭部補てつ物および寛骨臼窩用ソ
ケット補てつ物を用いる場合に最も良く機能することが
分かった。これらの、より大きいスケールの股関節補て
つ物により、実際の歩行の間の安定性が高まり、ずれお
よび外れの可能性が低くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな配置が可能とは考えられていなかった。何故ならば
寛骨臼にセラミック製寛骨臼用カップを取付けるのは困
難であることが知られていたからである。セラミック材
料は、比較的脆く、骨全体にわたり負荷を分散させるた
めに骨との境界面が均一であるとの要件が満たされない
と機能しないことが知られていた。セメントあるいはそ
の他の公知の手段により、より大きい寸法のセラミック
製寛骨臼用カップを骨に取付ける試みがなされたが、こ
れらの試みでは、満足のいく取り付けが得られず、これ
により、負荷が小さい領域に集中すると最終的に機能し
なくなった。現在までのところ、骨境界面を成す金属製
外側シェルを有するセラミック製寛骨臼用カップのみが
成功している。しかしながら、この外層は、カップの壁
厚を増加させ、これにより、股関節の支承表面に用いら
れる内部スペースが小さくなる。したがって、これらの
寛骨臼用カップは、前述のように、公知のより大きいタ
イプの大腿骨頭用球形頭部補てつ物および寛骨臼窩用ソ
ケット補てつ物を配置することにより得られる優れた支
承表面や安定性を持っていない。
【０００９】したがって、本発明の目的は、大寸法のセ
ラミック製大腿骨頭用球形頭部で用いるために、寛骨臼
に大寸法セラミック製寛骨臼用カップを適切に取付ける
手段を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明では、実物大の大
腿骨頭用球形頭部を有する股関節全体用補てつ物で用い
る寛骨臼用カップは、セラミック材料から形成された支
承内面部分と、骨との境界面を成す外層と、該骨境界面
外層に適用される骨成長刺激物質から成る外側コーティ
ングとを備えている。
【００１１】本発明の第２の実施形態では、実物大の大
腿骨頭用球形頭部を有する股関節全体用補てつ物は、セ
ラミック材料から形成された支承内面部分と、チタンま
たはチタン合金から形成された骨境界面外層と、該骨境
界面外層に適用される骨成長刺激物質から成る外側コー
ティングとを備えている。
【００１２】１つの好ましい構造では、前記支承内面部
分は、アルミナ、またはジルコニアにより強化されたア
ルミナ（ＺＴＡ）から形成される。骨境界面外層は、任
意の適切な材料例えば金属あるいは多孔性セラミック材
料から形成され得る。骨境界面性能に関するチタンのデ
ータは大量に存在することから、チタンが用いられ得
る。所望の場合、多孔性アルミナが用いられ得る。何故
ならば多孔性アルミナ内のキャビティに骨成長刺激物質
が入り込み得、これにより、しっかりとした球形全体に
わたる取付けが得られるからである。骨成長刺激物質
は、任意の適切な化合物であり得る。１つの好ましい実
施形態では、ヒドロキシアパタイトコーティングが用い
られる。この材料は、良好な骨成長刺激物質であること
が知られている。ヒドロキシアパタイトが骨境界面外層
上に存在すると、骨が刺激されて成長し、該外層の周り
あるいは中に入り込み、該外層を適所にしっかりと保持
する。
【００１３】本発明は、前記骨境界面層を加熱するステ
ップと、前記支承内面部分に前記骨境界面層を適用する
ステップと、前記骨境界面層が収縮して前記支承内面部
分にしっかりと嵌まるようにするステップとを含む、前
述の種類の寛骨臼用カップの製造方法も含む。
【００１４】本発明には、スプレーにより前記支承内面
部分にアルミナを適用するステップと、前記アルミナを
凝固させるステップとを含む、前述の種類の寛骨臼用カ
ップの製造方法も含まれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、さまざまな態様で行わ
れ得るが、以下、例示的に２つの実施形態を添付図面を
参照して説明する。
【００１６】図１において、本発明による寛骨臼用カッ
プ１は、支承内面部分２と、骨との境界面を成す外層３
と、ヒドロキシアパタイトコーティング４とを備える。
支承内面部分２は、支承表面５を有し、セラミック材料
例えば高密度ＺＴＡから形成される。骨境界面外層３
は、例えばＴＡ６Ｖから形成されたチタン合金製支持シ
ェルであり、このシェルは、製造中に加熱後の収縮によ
り支承内面部分２に取付けられる。この取付けは、任意
の他の公知の方法例えばろう付け、接着、テーパロック
あるいはねじにより行われ得る。このようにして、１つ
の好ましい方法は、前記骨境界面層を加熱するステップ
と、前記支承内面部分に前記骨境界面層を適用するステ
ップと、前記骨境界面層が収縮して前記支承内面部分に
しっかりと嵌まるようになすステップとを含む。
【００１７】圧縮力が、収縮の間に境界面層３と支承内
面部分２との間に加えられ得る。
【００１８】本発明では、骨境界面層３の表面仕上げが
機械加工または任意の他の方法により構造化されること
が、ヒドロキシアパタイトコーティング４が適用される
前になされ得る。
【００１９】図２において、本発明による第２の寛骨臼
用カップ２０は、支承内面部分２１と、骨境界面外層２
２と、ヒドロキシアパタイトコーティング２３とを備え
る。支承内面部分２１は支承表面２４を有し、セラミッ
ク材料から形成されている。骨境界面外層２２は多孔性
アルミナであり、この多孔性アルミナは、製造中、例え
ばプラズマスプレーによりスプレーされて付着される
か、または任意の他の従来の方法で適用される。多孔性
アルミナは、粗の外面２５と、多孔性アルミナの本体２
６内に位置する骨成長用キャビティとを有する。１つの
好ましい方法では、骨境界面外層２２は、スプレーまた
は任意の他の適切な方法により、焼結の前にセラミック
製カップ２１に適用される。ついで、カップおよび多孔
性層は、任意の他の大容積セラミック製品と同様、その
他の仕上げステップにかけられる。最後に、ヒドロキシ
アパタイトコーティング２３が、多孔性表面にスプレー
される。
【００２０】図１および図２の双方の寛骨臼用カップに
おいて、支承内面部分は、３〜５ミリメートルの厚さで
あり、骨境界面外層は、０．１〜２ミリメートルの厚さ
であり、ヒドロキシアパタイトコーティングは、０．０
２０〜０．２ミリメートルの厚さであり得る。
【００２１】図３において、本発明による全面的置換用
股関節補てつ物３０は、大腿骨３１および寛骨臼３２に
植込まれている。股関節補てつ物３０は、大腿骨幹コン
ポーネント３３と、寛骨臼用カップコンポーネント３４
とを備える。大腿骨幹コンポーネント３３は、本体３
５、首部分３６、スピゴット３７、および、該スピゴッ
ト３７に取付けられた、アルミナから形成された大型球
形頭部３８を備えている。寛骨臼用カップコンポーネン
ト３４は、セラミック材料から形成された支承内面部分
３９と、多孔性アルミナから形成された骨境界面外層４
０と、ヒドロキシアパタイトコーティング４１とを備え
ている。
【００２２】図３に示すように、大腿骨幹コンポーネン
ト３３は、セメント４３を用いて髄管４２に良好に植込
まれている。寛骨臼用カップ３４は、寛骨臼３２に良好
に植込まれている。寛骨臼４４における露出された骨物
質は、骨成長刺激物質であるヒドロキシアパタイト４１
により、骨境界面外層との境界面を成す。この配置で
は、股関節補てつ物への負荷により股関節補てつ物が機
能しなくなることはない。何故ならば負荷は、寛骨臼用
カップの球形全体で担われるからである。さらに、セラ
ミック・セラミック接合による支承により動きは滑らか
になり、股関節の寸法が大きいので、動きの間の安定性
が得られ、ずれや外れに対する安全性が高まる。
【００２３】したがって、大型セラミック製大腿骨頭コ
ンポーネントで用いるために、寛骨臼に良好に取付けら
れ得る大型セラミック製寛骨臼用カップが得られる。
【００２４】さらに、実物大のセラミック・セラミック
支承表面接合の利点を有する全面的置換用股関節補てつ
物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による寛骨臼用カップの縦断面図であ
る。
【図２】本発明による別の寛骨臼用カップの縦断面図で
ある。
【図３】本発明による、植込まれた股関節全体用補てつ
物の断面図である。
【符号の説明】
１、２０ 寛骨臼用カップ ２、２１、３９ 支承内面部分 ３、２２、４０ 骨境界面外層 ４、２３、４１ ヒドロキシアパタイトコーティング ２５ 粗の外面 ３０ 股関節補てつ物 ３８ 球形頭部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドニ・ピション フランス国、35310 モルデル、アヴニ ュ・ジョルジュ・ポンピドー 15 Ｆターム(参考） 4C081 AB05 AC01 BB08 CF01 CG03 DA01 EA04 4C097 AA06 BB01 CC15 DD07 DD08 DD10 SC05

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実物大の大腿骨頭用球形頭部を有する股
    関節全体用補てつ物で用いる寛骨臼用カップであって、
    セラミック材料から形成された支承内面部分と、骨との
    境界面を成す外層と、該骨境界面外層に適用される骨成
    長刺激物質から成る外側コーティングとを備えた寛骨臼
    用カップ。
  2. 【請求項２】 前記骨境界面外層はチタンまたはチタン
    合金から形成されている、請求項１に記載の寛骨臼用カ
    ップ。
  3. 【請求項３】 前記チタンまたは前記チタン合金は、製
    造中に加熱後の収縮により支承内面部分に取付けられて
    いる、請求項２に記載の寛骨臼用カップ。
  4. 【請求項４】 前記骨境界面外層は、粗の外面と骨成長
    のためのキャビティとを有する多孔性アルミナから形成
    されている、請求項１に記載の寛骨臼用カップ。
  5. 【請求項５】 前記多孔性アルミナは、前記支承内面部
    分にスプレーされる、請求項４に記載の寛骨臼用カッ
    プ。
  6. 【請求項６】 前記支承内面部分はアルミナから形成さ
    れる、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の
    寛骨臼用カップ。
  7. 【請求項７】 前記支承内面部分は、ジルコニアにより
    強化されたアルミナから形成されている、請求項１ない
    し請求項５のいずれか１項に記載の寛骨臼用カップ。
  8. 【請求項８】 前記骨成長刺激物質はヒドロキシアパタ
    イトコーティングである、請求項１ないし請求項７のい
    ずれか１項に記載の寛骨臼用カップ。
  9. 【請求項９】 前記支承内面部分は３〜５ミリメートル
    の厚さである、請求項１ないし請求項８のいずれか１項
    に記載の寛骨臼用カップ。
  10. 【請求項１０】 前記骨境界面外層は０．１〜２ミリメ
    ートルの厚さである、請求項１ないし請求項９のいずれ
    か１項に記載の寛骨臼用カップ。
  11. 【請求項１１】 ヒドロキシアパタイトコーティングは
    ０．０２〜０．２ミリメートルの厚さである、請求項１
    ないし請求項１０のいずれか１項に記載の寛骨臼用カッ
    プ。
  12. 【請求項１２】 請求項１ないし請求項１１のいずれか
    １項に記載の寛骨臼用カップを備えた全面的置換用股関
    節補てつ物。
  13. 【請求項１３】 実物大の大腿骨頭用球形頭部を有する
    股関節全体用補てつ物で用いる寛骨臼用カップであっ
    て、セラミック材料から形成された支承内面部分と、チ
    タンまたはチタン合金から形成された骨境界面外層と、
    該骨境界面外層に適用される骨成長刺激物質から成る外
    側コーティングとを備えた寛骨臼用カップの製造方法で
    あって、 前記骨境界面層を加熱するステップと、 前記支承内面部分に前記骨境界面層を適用するステップ
    と、 前記骨境界面層が収縮して前記支承内面部分にしっかり
    と嵌まるようにするステップとを含む、寛骨臼用カップ
    の製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の寛骨臼用カップの
    製造方法であって、収縮の間に前記骨境界面層と前記支
    承内面部分との間に圧縮力を加えることを含む、寛骨臼
    用カップの製造方法。
  15. 【請求項１５】 実物大の大腿骨頭用球形頭部を有する
    股関節全体用補てつ物で用いる寛骨臼用カップであっ
    て、セラミック材料から形成された支承内面部分と、多
    孔性アルミナから形成された骨境界面外層と、該骨境界
    面外層に適用される骨成長刺激物質から成る外側コーテ
    ィングとを備えた寛骨臼用カップの製造方法であって、 スプレーにより前記支承内面部分にアルミナを適用する
    ステップと、 前記アルミナを凝固させるステップとを含む、寛骨臼用
    カップの製造方法。
JP2002265200A 2001-09-11 2002-09-11 寛骨臼用カップおよびその製造方法 Pending JP2003175099A (ja)

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