JPH0245052A - 大腿用インサートとその使用方法 - Google Patents
大腿用インサートとその使用方法Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は股関節部義関節の中で使われるタイプのイン
サートに関する。特に本発明は損傷した大腿頭部のかわ
りに大腿骨上端に挿入されるタイプのインサートに関す
る。
サートに関する。特に本発明は損傷した大腿頭部のかわ
りに大腿骨上端に挿入されるタイプのインサートに関す
る。
発明の背景
義股関節を用い股関節全体を取り替えることは、最近の
最も成功した医学的進歩の１つである。しかし、長い目
で見ると移植した義股関節には通常、不都合が生じるこ
とが明らかになっている。最も一般的な移植による障害
を次に示す。移植による挿入手術がうま（完了しても、
大腿内で移植具がゆるむ可能性がある。修正手術は可能
であるが、成功率は初めのケースより大幅に低く、新た
な外科手術により合併症（感染、位置ずれ、ゆるみなど
）が引き起される確率が高い。障害は新たな手術後の早
い時期に起ることが多い。
最も成功した医学的進歩の１つである。しかし、長い目
で見ると移植した義股関節には通常、不都合が生じるこ
とが明らかになっている。最も一般的な移植による障害
を次に示す。移植による挿入手術がうま（完了しても、
大腿内で移植具がゆるむ可能性がある。修正手術は可能
であるが、成功率は初めのケースより大幅に低く、新た
な外科手術により合併症（感染、位置ずれ、ゆるみなど
）が引き起される確率が高い。障害は新たな手術後の早
い時期に起ることが多い。
義股関節のゆるみは様々な要因による。大腿骨自体の圧
力分布に関する機械的要因や、大腿の骨の吸収に関する
生態学的要因があり・、両者とも無視できない。典型的
には、義大腿を移植する前に、大腿首部が切断され大腿
頭部が取り除かれる。そして義大腿が大腿に挿入される
。これが大腿骨近位部における圧力分布に大きな影響を
与える。通常の大腿骨近位部において荷重は内側の大腿
首部の厚い皮質又は大腿距に直接伝達される。これに対
し、従来の義股関節を移植した場合には、荷重の大部分
は大腿骨首部のこの部分を迂回して、移植ステムの先端
に直接伝達される。
力分布に関する機械的要因や、大腿の骨の吸収に関する
生態学的要因があり・、両者とも無視できない。典型的
には、義大腿を移植する前に、大腿首部が切断され大腿
頭部が取り除かれる。そして義大腿が大腿に挿入される
。これが大腿骨近位部における圧力分布に大きな影響を
与える。通常の大腿骨近位部において荷重は内側の大腿
首部の厚い皮質又は大腿距に直接伝達される。これに対
し、従来の義股関節を移植した場合には、荷重の大部分
は大腿骨首部のこの部分を迂回して、移植ステムの先端
に直接伝達される。
従来の股関節インサートに関する実験的研究で、次のこ
とがわかった。それは、内側大腿６部の厚い皮質の領域
における加圧下の筋肉に収縮が、移植後に起るというこ
とである（オー・アンド・ハリス・ジャーナルφオブ・
ボーン・アンド・ジヨイント・サージエリ−，６０Ａ−
ニア５，１月。
とがわかった。それは、内側大腿６部の厚い皮質の領域
における加圧下の筋肉に収縮が、移植後に起るというこ
とである（オー・アンド・ハリス・ジャーナルφオブ・
ボーン・アンド・ジヨイント・サージエリ−，６０Ａ−
ニア５，１月。
１９８７）。この研究は次のように結論づけている。ス
トレインシールディング（圧力じゃへい）と呼ばれるこ
の現象は、内側大腿首部の厚い皮質の吸収によるものら
しいこと。そしてこの現象は股関第移植をした場合の７
０％近くに見られる。
トレインシールディング（圧力じゃへい）と呼ばれるこ
の現象は、内側大腿首部の厚い皮質の吸収によるものら
しいこと。そしてこの現象は股関第移植をした場合の７
０％近くに見られる。
義大腿にカラーを付加することにより、内側大腿の皮質
に荷重を戻す試みが行われている。しかし従来の器具に
おいては、大腿用インサートと大腿器内側表面の間に設
けるある種のアタッチメントにたよっていた。それは例
えば、くさび型のステムを用いたり、大腿用インサート
のステムを大Ｊｌ！Ｉｆｔ自体に固定又は接着すること
によってである。
に荷重を戻す試みが行われている。しかし従来の器具に
おいては、大腿用インサートと大腿器内側表面の間に設
けるある種のアタッチメントにたよっていた。それは例
えば、くさび型のステムを用いたり、大腿用インサート
のステムを大Ｊｌ！Ｉｆｔ自体に固定又は接着すること
によってである。
この方法によっても、全く不可能ではないが、カラーと
内側大腿首部の厚い皮質の間との良好なコンタクトを保
障することはむずかしい。加えて、大腿距に適切に力を
伝達できない。さらに、例えばわずかな量の吸収がおき
た場合に、外科的損傷、圧力じゃへい、血管の障害がカ
ラーの着座不良をおこし、カラーを無用のものにしてし
まう。
内側大腿首部の厚い皮質の間との良好なコンタクトを保
障することはむずかしい。加えて、大腿距に適切に力を
伝達できない。さらに、例えばわずかな量の吸収がおき
た場合に、外科的損傷、圧力じゃへい、血管の障害がカ
ラーの着座不良をおこし、カラーを無用のものにしてし
まう。
従って、内側大腿首部の厚い皮質に直接、しかも確実に
荷重を伝達する義大腿を提供することが望まれている。
荷重を伝達する義大腿を提供することが望まれている。
従って、インサートから大腿骨に荷重を伝達するための
改良手段を備えたインサートを提供することが本発明の
目的である。このように本発明の１つの見地から、本発
明は次のような大腿用インサートを提供する。大腿首部
が切断され切断面を形成してある大興行に用いる股関節
部義関節（ヒップ会ジヨイント争ブロセシス）のための
大腿用インサートにおいて、 全体的に球形のヘッド部材に取り付け可能な近位端部と
、遠位端部と、両端部の間に位置する屈曲部とをもち、
屈曲部の下方に長手方向の軸をもつステムと、軸方向荷
重を前記ステムから前記大腿骨の前記切断面に伝達する
ための荷重伝達手段と、前記ステムを前記大腿骨の中に
配置するためのガイド手段とを有し、前記ガイド手段と
前記ステムが協働することにより前記ガイド手段の中で
前記ステムが前記長手方向軸にそって行う軸方向運動が
可能であり、さらに他の運動は制限されていて、前記ガ
イド手段が前記切断面の下方で前記大腿骨に設け得るイ
ンサート。
改良手段を備えたインサートを提供することが本発明の
目的である。このように本発明の１つの見地から、本発
明は次のような大腿用インサートを提供する。大腿首部
が切断され切断面を形成してある大興行に用いる股関節
部義関節（ヒップ会ジヨイント争ブロセシス）のための
大腿用インサートにおいて、 全体的に球形のヘッド部材に取り付け可能な近位端部と
、遠位端部と、両端部の間に位置する屈曲部とをもち、
屈曲部の下方に長手方向の軸をもつステムと、軸方向荷
重を前記ステムから前記大腿骨の前記切断面に伝達する
ための荷重伝達手段と、前記ステムを前記大腿骨の中に
配置するためのガイド手段とを有し、前記ガイド手段と
前記ステムが協働することにより前記ガイド手段の中で
前記ステムが前記長手方向軸にそって行う軸方向運動が
可能であり、さらに他の運動は制限されていて、前記ガ
イド手段が前記切断面の下方で前記大腿骨に設け得るイ
ンサート。
実施例
第１図は本発明によるインサートを示しており、全体を
符号１０で示してある。インサートは近位端部１４、遠
位端部１６、両者の間の屈曲部１８を有するステム（軸
状部）１２で形成される。ステム１２は屈曲部の下方で
は、全体的に均一な断面をしておりかつ長手方向の軸を
有する。軸は符号２０で示してある。
符号１０で示してある。インサートは近位端部１４、遠
位端部１６、両者の間の屈曲部１８を有するステム（軸
状部）１２で形成される。ステム１２は屈曲部の下方で
は、全体的に均一な断面をしておりかつ長手方向の軸を
有する。軸は符号２０で示してある。
屈曲部１８と近位端部１４の間にはカラー２２を設けて
いる。カラー２２はステム１２に固定可能であり、ステ
ム１２と一体的に形成することが望ましいケースもある
。要するに、カラー２２は軸方向荷重をステムから大腿
骨に伝える手段である。この点は後述する。
いる。カラー２２はステム１２に固定可能であり、ステ
ム１２と一体的に形成することが望ましいケースもある
。要するに、カラー２２は軸方向荷重をステムから大腿
骨に伝える手段である。この点は後述する。
第１図にはスリーブ２４も示してある。スリーブ２４は
中央部に穴２６を有し、この穴２６の径は、屈曲部１８
より下方の、ステム１２の径よりもわずかに大きい。屈
曲部より下方のステム１２はスリーブ２４と協働し、ス
テム１２の軸方向移動を可能にする。しかし、中央部の
穴２６とその穴２６内にフィツトしているステム１２の
概当部のクリアランスは十分に小さく、スリーブ内での
軸の横（側）方向への望ましくない動き（「トゲリング
」と呼ぶこともある）は防止される。一方、軸方向のス
ライド移動は可能である。要するにスリーブ２４は、イ
ンサートが所定位置に設置された時に、ステム１２を大
腿骨内に位置させるためのガイド手段である。
中央部に穴２６を有し、この穴２６の径は、屈曲部１８
より下方の、ステム１２の径よりもわずかに大きい。屈
曲部より下方のステム１２はスリーブ２４と協働し、ス
テム１２の軸方向移動を可能にする。しかし、中央部の
穴２６とその穴２６内にフィツトしているステム１２の
概当部のクリアランスは十分に小さく、スリーブ内での
軸の横（側）方向への望ましくない動き（「トゲリング
」と呼ぶこともある）は防止される。一方、軸方向のス
ライド移動は可能である。要するにスリーブ２４は、イ
ンサートが所定位置に設置された時に、ステム１２を大
腿骨内に位置させるためのガイド手段である。
第３図に明示してあるように、ステム１２の屈曲部１８
下方には一組の対置された溝３０が設けである。スリー
ブ２４には、対置された溝３０にかみ合う一組のリッジ
３２が設けである。このようにスリーブ２４内において
ステム１２は、長手方向軸２０にそった軸方向への動き
は可能であるが、軸２０の回りの回転運動すなわちトゲ
リングは制限されている。要するにスリーブ２４はステ
ム１２のガイド及び位置決め手段であり、ステム１２の
長手軸２０方向への移動を可能にし、長手軸２０回りの
回転移動を制限する。スリーブ２４は後述する方法で大
腿骨に設けられる。当業者にとっては、溝３０とリッジ
３２のかみ合せを採用したことは望ましい結果を達成す
るための一方法であることが明らかである。回転運動つ
まりトゲリングを制限し、軸方向運動を可能にするとい
う条件で、中央部の穴とステムの断面は様々な形状にす
ることができる。要するに、非円形のかみ合うことので
きる断面形状であれば、同じ機能を実現できる。
下方には一組の対置された溝３０が設けである。スリー
ブ２４には、対置された溝３０にかみ合う一組のリッジ
３２が設けである。このようにスリーブ２４内において
ステム１２は、長手方向軸２０にそった軸方向への動き
は可能であるが、軸２０の回りの回転運動すなわちトゲ
リングは制限されている。要するにスリーブ２４はステ
ム１２のガイド及び位置決め手段であり、ステム１２の
長手軸２０方向への移動を可能にし、長手軸２０回りの
回転移動を制限する。スリーブ２４は後述する方法で大
腿骨に設けられる。当業者にとっては、溝３０とリッジ
３２のかみ合せを採用したことは望ましい結果を達成す
るための一方法であることが明らかである。回転運動つ
まりトゲリングを制限し、軸方向運動を可能にするとい
う条件で、中央部の穴とステムの断面は様々な形状にす
ることができる。要するに、非円形のかみ合うことので
きる断面形状であれば、同じ機能を実現できる。
スリーブ内面は超高分子型口ポリエチレン（ウルトラハ
イ番モレキュラー・ウェイト・ポリエチレン）の層をラ
イニングしてもよく、ステムとスリーブの接合面の摩擦
と摩耗を小さ（できる。
イ番モレキュラー・ウェイト・ポリエチレン）の層をラ
イニングしてもよく、ステムとスリーブの接合面の摩擦
と摩耗を小さ（できる。
第１，３図に示してあるように、穴２６上面の一方の側
部には傾斜肩部３４がある。第１図から以下のことがわ
かる。つまり、傾斜肩部３４があり、そこに屈曲部１８
を収容できるので、ステム１２は傾斜肩部がない場合よ
りも幾分大きな軸方向移動をすることができる。
部には傾斜肩部３４がある。第１図から以下のことがわ
かる。つまり、傾斜肩部３４があり、そこに屈曲部１８
を収容できるので、ステム１２は傾斜肩部がない場合よ
りも幾分大きな軸方向移動をすることができる。
第１．２図に示してあるように、ステム１２の近位端部
１４は先細円すい部３６を含む。第１図には全体的に球
状のヘッド部材３８が示してあり、これは透視線で示し
たテーパ付オリフィスを持っている。近位端部１４の先
細部３６をテーパ付オリフィス４０に挿入することによ
り、球状のへ・ソド部材３８をステム１２の近位端部１
４にしっかりと固定する。オリフィス４０のテーノ々に
対応した先細部３６のテーパにより、固定取付けが達成
され、両部材は摩擦結合される。これは一般にモールス
・テーバとして知られている。溶接その他の方法によっ
てヘッド３８をステム１２に取り付けることも可能であ
る。また、全体的に球状のヘッド部材３８をステム１２
に一体的に形成することも可能である。
１４は先細円すい部３６を含む。第１図には全体的に球
状のヘッド部材３８が示してあり、これは透視線で示し
たテーパ付オリフィスを持っている。近位端部１４の先
細部３６をテーパ付オリフィス４０に挿入することによ
り、球状のへ・ソド部材３８をステム１２の近位端部１
４にしっかりと固定する。オリフィス４０のテーノ々に
対応した先細部３６のテーパにより、固定取付けが達成
され、両部材は摩擦結合される。これは一般にモールス
・テーバとして知られている。溶接その他の方法によっ
てヘッド３８をステム１２に取り付けることも可能であ
る。また、全体的に球状のヘッド部材３８をステム１２
に一体的に形成することも可能である。
第２図を参照すると、カラー２２は上方から見ると全体
的に円形状の長だ円形を呈することがわかる。カラー２
２は、後述するように大腿首部内側の厚い皮質（皮膚）
に対して着座できる程度に十分に広（伸びていれば、幾
可なる形状であってもよい。第４図を参照すると、本発
明の大腿用インサートがいかに実効されるかがわかる。
的に円形状の長だ円形を呈することがわかる。カラー２
２は、後述するように大腿首部内側の厚い皮質（皮膚）
に対して着座できる程度に十分に広（伸びていれば、幾
可なる形状であってもよい。第４図を参照すると、本発
明の大腿用インサートがいかに実効されるかがわかる。
第４図には大腿骨が断面で描いてあり、全体的に符号４
２で示してある。小転子が符号４４、大転子が符号４６
で示してある。大腿骨頭部は切断してあり、切断面は線
４８にそって形成してある。第４図に示してあるように
、大腿骨は２つの異なるタイプの骨からなる。第１のタ
イプは符号５０で示してあり、小柱骨として知られてい
る。第２のタイプは符号５２で示してあり皮質骨として
知られている。通常、皮質骨５２は小柱骨５０より堅く
て強い。皮質骨５２は小柱骨５０をおおって頑強な外皮
又は殻を形成しており、この両者が大腿骨を形成してい
る。
２で示してある。小転子が符号４４、大転子が符号４６
で示してある。大腿骨頭部は切断してあり、切断面は線
４８にそって形成してある。第４図に示してあるように
、大腿骨は２つの異なるタイプの骨からなる。第１のタ
イプは符号５０で示してあり、小柱骨として知られてい
る。第２のタイプは符号５２で示してあり皮質骨として
知られている。通常、皮質骨５２は小柱骨５０より堅く
て強い。皮質骨５２は小柱骨５０をおおって頑強な外皮
又は殻を形成しており、この両者が大腿骨を形成してい
る。
第４図を参照すると、符号２４′で示したスリーブの第
２実施例が大腿骨近位部の転子間の領域に挿入されてい
る。スリー ブ２４′は機能的には第１．３図に示した
スリーブ２４と同一である。
２実施例が大腿骨近位部の転子間の領域に挿入されてい
る。スリー ブ２４′は機能的には第１．３図に示した
スリーブ２４と同一である。
カラー２２が大腿骨首部の切断面４８に対して設置して
ある。大腿骨４２に対してしっかりと据えられるように
、カラー２２は内側にかなり十分に広がっていて、特に
、大腿骨４２の切断面４８の周囲にある皮質骨の外側の
へりに対してしっかりと据えられる形状になっている。
ある。大腿骨４２に対してしっかりと据えられるように
、カラー２２は内側にかなり十分に広がっていて、特に
、大腿骨４２の切断面４８の周囲にある皮質骨の外側の
へりに対してしっかりと据えられる形状になっている。
スリーブ２４′は様々な方法によって大腿骨内に固定す
ることができる。一方法によれば、スリーブは所定位置
に骨用セメントを用いて固定される。また、スリーブは
じゆず状のあるいは点彩（刻）状の外表面を備え、骨の
内部成長に従う構成になっている。さらに、スリーブを
全体的に先細断面となるように形成し、大腿骨近位部に
圧力ばめしてもよい。当業者にとっては、これらの代替
方法の１つ又はその組合せによっても十分な効果が得ら
れることが理解できる。
ることができる。一方法によれば、スリーブは所定位置
に骨用セメントを用いて固定される。また、スリーブは
じゆず状のあるいは点彩（刻）状の外表面を備え、骨の
内部成長に従う構成になっている。さらに、スリーブを
全体的に先細断面となるように形成し、大腿骨近位部に
圧力ばめしてもよい。当業者にとっては、これらの代替
方法の１つ又はその組合せによっても十分な効果が得ら
れることが理解できる。
大腿用インサート１０を大腿骨に挿入する前に大腿骨に
準備作業をする必要がある。切断面４８の形成に加え、
大腿骨の中央部に穴を設け、チャンネル（溝）を形成す
る。そこにステム１２の遠位端部１６を挿入できる。典
型例として、溝４９の径をステム１２の遠位端部１６付
近の径よりも約０．５ｍ−程度大きくする。同じく、ス
テム１２の遠位端部１６の底と穴５４の底の間には小さ
なすきまがある。ごの穴５４はステムを収容するために
大Ｊｉｉｉｆｉ−に形成したものである。このすきまは
第４図ではわずかに強調されていて、符号５６で表わし
てある。すきま５６はステム１２が穴５４の底に着座し
て穴５４の底に大きな力が伝わらないようにする。その
場合には、カラー２２を介し荷重を切断面４８に伝える
目的が達成できない。
準備作業をする必要がある。切断面４８の形成に加え、
大腿骨の中央部に穴を設け、チャンネル（溝）を形成す
る。そこにステム１２の遠位端部１６を挿入できる。典
型例として、溝４９の径をステム１２の遠位端部１６付
近の径よりも約０．５ｍ−程度大きくする。同じく、ス
テム１２の遠位端部１６の底と穴５４の底の間には小さ
なすきまがある。ごの穴５４はステムを収容するために
大Ｊｉｉｉｆｉ−に形成したものである。このすきまは
第４図ではわずかに強調されていて、符号５６で表わし
てある。すきま５６はステム１２が穴５４の底に着座し
て穴５４の底に大きな力が伝わらないようにする。その
場合には、カラー２２を介し荷重を切断面４８に伝える
目的が達成できない。
当業者はすきま５６は望ましいものであるが、小柱骨に
降伏特性があるので必須のものではないことがわかる。
降伏特性があるので必須のものではないことがわかる。
第４ａ図に示したように、圧縮性の非金属の先端部材５
７をステム１２の端部に固定してもよい。これによって
、装着後にすきま５６内で骨が内部成長しても、ステム
１２の軸方向へのサポートを最小限におさえる。先端部
材５７は例えば、超高分子重量ポリエチレンの格子（ラ
ティス）で構成される。そして例えば、ステム１２の遠
位端部のネジ付き開口５８にネジ込んで固定する。
７をステム１２の端部に固定してもよい。これによって
、装着後にすきま５６内で骨が内部成長しても、ステム
１２の軸方向へのサポートを最小限におさえる。先端部
材５７は例えば、超高分子重量ポリエチレンの格子（ラ
ティス）で構成される。そして例えば、ステム１２の遠
位端部のネジ付き開口５８にネジ込んで固定する。
スリーブ２４．２４’ とステム１０は金属材料で構成
するのが望ましい。特に、堅いコバルトクロム合金が望
ましい。例えばコバルトクロム合金の全体的な組成はコ
バルト６０〜６５％、クロム３０％、モリブデン６％、
ニッケル１％、カーボン約０．３５％（ＡＳＴＭ Ｆ
−７５−８２，Ｆ−７９９−８２）である。これは移植
股関節部としての将来の使用のために適する材料である
が、当業者にとっては他の適切な合金を用いることも可
能である。
するのが望ましい。特に、堅いコバルトクロム合金が望
ましい。例えばコバルトクロム合金の全体的な組成はコ
バルト６０〜６５％、クロム３０％、モリブデン６％、
ニッケル１％、カーボン約０．３５％（ＡＳＴＭ Ｆ
−７５−８２，Ｆ−７９９−８２）である。これは移植
股関節部としての将来の使用のために適する材料である
が、当業者にとっては他の適切な合金を用いることも可
能である。
以上の説明で明らかなように、本発明による大腿用イン
サートは自然の大腿骨の生理的ローディングに匹敵する
ローディングを大腿ｆ！４２に提供する。ステム１２は
長手方向軸２０にそって、スリーブ２４．２４’内で軸
方向を自由に移動する。
サートは自然の大腿骨の生理的ローディングに匹敵する
ローディングを大腿ｆ！４２に提供する。ステム１２は
長手方向軸２０にそって、スリーブ２４．２４’内で軸
方向を自由に移動する。
こうして球状のヘッド部材３８の負荷のもとでは、ステ
ム１２の近位端部１４そしてカラー２２へと重さが伝え
られる。重量はカラー２２から大腿首部の切断面４８に
伝達され、そして特に大腿首部内側の厚い皮質へと伝え
られる。本発明によれば切断面下の骨の吸収は、ステム
１２がスリーブ２４．２４’内を軸方向に移動すること
によって調節される。従って、本発明によれば、大腿首
部の切断面４８にカラー２２を継続的に安定して着座さ
せることができる。さらに、本発明によれば、大腿首部
内側の厚い外側の皮質に荷重が加わる。
ム１２の近位端部１４そしてカラー２２へと重さが伝え
られる。重量はカラー２２から大腿首部の切断面４８に
伝達され、そして特に大腿首部内側の厚い皮質へと伝え
られる。本発明によれば切断面下の骨の吸収は、ステム
１２がスリーブ２４．２４’内を軸方向に移動すること
によって調節される。従って、本発明によれば、大腿首
部の切断面４８にカラー２２を継続的に安定して着座さ
せることができる。さらに、本発明によれば、大腿首部
内側の厚い外側の皮質に荷重が加わる。
これは自然の生理的ローディングに匹敵する。このよう
に、骨の吸収が結果的に除去され、大腿骨近位の当概部
における圧力じゃへいは取り除かれる。この圧力じゃへ
いは従来技術の問題点であった。
に、骨の吸収が結果的に除去され、大腿骨近位の当概部
における圧力じゃへいは取り除かれる。この圧力じゃへ
いは従来技術の問題点であった。
例１
本発明による大腿部皮質骨５２における荷重（ローディ
ング）の効果をテストするために、股関節部移植片シュ
ミレータを作り、インサート１０における圧力伝達を調
べた。自然の大腿骨にひずみゲージを取り付け、軸方向
荷重を与えた。
ング）の効果をテストするために、股関節部移植片シュ
ミレータを作り、インサート１０における圧力伝達を調
べた。自然の大腿骨にひずみゲージを取り付け、軸方向
荷重を与えた。
異なる荷重を加えることにより生じたひずみを測定し、
プロットした。第５図には２つのびずみゲートＡとＢの
大体の位置が示してある。自然の大龜骨を用いて測定を
行った後、大腿骨の頭部を切断して切断面４８を形成し
た。そして本発明によるインサート１０を大腿骨内に挿
入し、自然骨の場合と同じ条件で再び荷重を与えた。そ
して異なる荷重におけるひずみを測定し、自然の大腿骨
の測定結果と共にプロットした。
プロットした。第５図には２つのびずみゲートＡとＢの
大体の位置が示してある。自然の大龜骨を用いて測定を
行った後、大腿骨の頭部を切断して切断面４８を形成し
た。そして本発明によるインサート１０を大腿骨内に挿
入し、自然骨の場合と同じ条件で再び荷重を与えた。そ
して異なる荷重におけるひずみを測定し、自然の大腿骨
の測定結果と共にプロットした。
第６図にはひずみゲージで測定したひずみの値がプロッ
トしてある。縦軸はマイクロストレインを単位として測
定されたひずみ、横軸はキロニュートンを単位とする力
を示している。破線６０はインサート１０を用いた場合
のひずみを示している。実線６２は自然の大腿骨に同様
に荷重を加えた場合のひずみを示している。図かられか
るように、両方のラインはかなり接近しており、インサ
ートを用いた場合の皮質骨内のひずみの測定値は、自然
骨の場合のそれにきわめて近い。
トしてある。縦軸はマイクロストレインを単位として測
定されたひずみ、横軸はキロニュートンを単位とする力
を示している。破線６０はインサート１０を用いた場合
のひずみを示している。実線６２は自然の大腿骨に同様
に荷重を加えた場合のひずみを示している。図かられか
るように、両方のラインはかなり接近しており、インサ
ートを用いた場合の皮質骨内のひずみの測定値は、自然
骨の場合のそれにきわめて近い。
第７図を参照する。ステム１２に加えたキロニュートン
を単位とする力に対して、ひずみゲージＢにおけるひず
みがマイクロストレイン単位でプロットしてある。ここ
でもインサー）１０を用いた場合のひずみの測定値を破
線６４で示ル、自然骨におけるそれを実線６６で示した
。同様にインサートを用いた場合のひずみは、自然骨の
場合のひずみに全体的に似ている。しかし与えられた荷
重によっては、自然骨のほうが幾分大きなひずみが存在
する。このことは次のことを示している。
を単位とする力に対して、ひずみゲージＢにおけるひず
みがマイクロストレイン単位でプロットしてある。ここ
でもインサー）１０を用いた場合のひずみの測定値を破
線６４で示ル、自然骨におけるそれを実線６６で示した
。同様にインサートを用いた場合のひずみは、自然骨の
場合のひずみに全体的に似ている。しかし与えられた荷
重によっては、自然骨のほうが幾分大きなひずみが存在
する。このことは次のことを示している。
つまりおそらくは、自然の大腿骨の場合にくらべてわず
かに小さな引張力をインサートが大腿骨に、大腿骨のひ
ずみゲージＢの部分に、負荷している。
かに小さな引張力をインサートが大腿骨に、大腿骨のひ
ずみゲージＢの部分に、負荷している。
表は実際にプロットした値を示したものである。
本発明の他の点においては、第１図に符号２３で示した
カラー２２の下面は、骨の内部成長に適応する面を備え
ていてもよい。下面２３は切断面４８に直接着座し、特
に大腿内側首部の厚い皮質上に直接設置される。皮質５
２は骨の内部成長を発達させるのによい位置であると予
想される。さらに、カラー２２を介し切断面４８に継続
的に加える軸方向荷重（ローディング）は骨の内部成長
の助けとなると予想される。前述したように、骨の内部
成長の助けとなる表面はじゅず状、プラズマ吹付け、焼
結したメツシュや他の適当な織り目状の表面であってよ
い。
カラー２２の下面は、骨の内部成長に適応する面を備え
ていてもよい。下面２３は切断面４８に直接着座し、特
に大腿内側首部の厚い皮質上に直接設置される。皮質５
２は骨の内部成長を発達させるのによい位置であると予
想される。さらに、カラー２２を介し切断面４８に継続
的に加える軸方向荷重（ローディング）は骨の内部成長
の助けとなると予想される。前述したように、骨の内部
成長の助けとなる表面はじゅず状、プラズマ吹付け、焼
結したメツシュや他の適当な織り目状の表面であってよ
い。
生理学的な違いに適応するために、ステム１２の遠位端
部１６にテーパを設けることが望ましい。
部１６にテーパを設けることが望ましい。
この点でテーパはわずかなテーパか、１つ又はそれ以上
の段階でステム１２の径をわずかずつ小さくしたもので
もよい。段階的に径をかえる１例を第２図の符号７０で
示した。ステム１２の遠位端部１６が大腿骨におしこま
れ、しいてはステム１２の軸方向移動が潜在的に制限さ
れたり、本発明の目的が損われないように、遠位端部１
６になめらかで丸い又はテーパ付きの先端部を設けるの
が望ましい。
の段階でステム１２の径をわずかずつ小さくしたもので
もよい。段階的に径をかえる１例を第２図の符号７０で
示した。ステム１２の遠位端部１６が大腿骨におしこま
れ、しいてはステム１２の軸方向移動が潜在的に制限さ
れたり、本発明の目的が損われないように、遠位端部１
６になめらかで丸い又はテーパ付きの先端部を設けるの
が望ましい。
外れ的テクニックの点では、大腿骨を一般的な外科テク
ニックを用いて露出させることができる。
ニックを用いて露出させることができる。
次に大腿骨首部を線４８にそって切断する。この作業に
は振動のこぎりが適する。加えて大体のカットライン４
８を決める補助となるネックカットガイドを用いること
もできる。
は振動のこぎりが適する。加えて大体のカットライン４
８を決める補助となるネックカットガイドを用いること
もできる。
次に大腿骨を穴ぐりし、所定の径をもつチャンネル（溝
）を設ける。手術前のＸ線診断と適当なテンプレートを
用いることにより径を決定する。
）を設ける。手術前のＸ線診断と適当なテンプレートを
用いることにより径を決定する。
そして次に、スリーブブローチをハンドルとブローチン
グガイドに取り付ける。それは前のステップで用いたリ
ーマに適合するサイズである。そしてスリーブ２４を受
入れるために大腿骨近位部を広げる。次にブローチをそ
の位置に残し、ハンドルをブローチから取り外し、アク
スルを露出させる。そしてアクスルに設けた距やすりで
、距の切断面を平らになめらかにする。そして手術器具
をすべて取り外す。次にスリーブ２４を大腿骨近位部に
挿入する。それはブローチングガイドなどを用いて所定
位置に保持してある。前述したように、セメント固定や
圧入や他の方法によってスリーブを大腿骨内に保持する
。最後にステム１２をスリーブ２４に挿入する。入手の
点でステムの首長さと頭部のサイズは適当なものである
。
グガイドに取り付ける。それは前のステップで用いたリ
ーマに適合するサイズである。そしてスリーブ２４を受
入れるために大腿骨近位部を広げる。次にブローチをそ
の位置に残し、ハンドルをブローチから取り外し、アク
スルを露出させる。そしてアクスルに設けた距やすりで
、距の切断面を平らになめらかにする。そして手術器具
をすべて取り外す。次にスリーブ２４を大腿骨近位部に
挿入する。それはブローチングガイドなどを用いて所定
位置に保持してある。前述したように、セメント固定や
圧入や他の方法によってスリーブを大腿骨内に保持する
。最後にステム１２をスリーブ２４に挿入する。入手の
点でステムの首長さと頭部のサイズは適当なものである
。
本発明の範囲内での様々な変形が可能であることは、当
業者にとって容易、にわかる。いくつかの改良は述べた
が他の改良も当業者にとって明らかである。例えば、全
体的にだ円形のカラー２２を例示したが、次の条件を満
たせばカラー２２は他の様々な形状を採用できる。その
条件は、カラー２２が大腿首部内側部の厚い皮質に対し
て着座できることである。
業者にとって容易、にわかる。いくつかの改良は述べた
が他の改良も当業者にとって明らかである。例えば、全
体的にだ円形のカラー２２を例示したが、次の条件を満
たせばカラー２２は他の様々な形状を採用できる。その
条件は、カラー２２が大腿首部内側部の厚い皮質に対し
て着座できることである。
また、スリーブ２６を取り付ける方法を種々述べたが、
次の条件を満足すれば他の方法でも、スリーブ２６を大
腿骨の転子間に固定することができる。その条件は、ス
テム１２の回転運動とトゲリングを制限できることであ
る。
次の条件を満足すれば他の方法でも、スリーブ２６を大
腿骨の転子間に固定することができる。その条件は、ス
テム１２の回転運動とトゲリングを制限できることであ
る。
第１図は本発明の実施例を示す一部断面をとった図、第
２図は第１図に示した本発明の一要素を示す側面図、第
３図は第１図の線３−３にそった断面図、第４図は本発
明の第２実施例を示す図で大腿骨の所定位置に設置して
ある、第４ａ図は第４図に示した本発明の実施例の代替
例を示す図、第５図はひずみゲージＡとＢの位置を示し
た大腿骨の図、第６図はふつうの大腿骨と本発明のイン
サートを装着した大腿部における第５図の位置Ｂでの荷
重とひずみの関係を示すグラフ、第７図は通常の大腿骨
と本発明のインサートを装着した大腿骨における第５図
の位置Ｂでの荷重とひずみの関係を示すグラフである。 １２・・・・・・・・・・・・・・・ステム１４・・・
・・・・・・・・・・・・近位端部１６・・・・・・・
・・・・・・・・遠位端部１８・・・・・・・・・・・
・・・・屈曲部２０・・・・・・・・・・・・・・・軸
２２・・・・・・・・・・・・・・・カラー２４．２４
’・・・スリーブ ２６・・・・・・・・・・・・・・・穴３０・・・・・
・・・・・・・・・・溝３２・・・・・・・・・・・・
・・・リッジ３４・・・・・・・・・・・・・・・傾斜
肩部３６・・・・・・・・・・・・・・・円すい先端部
３８・・・・・・・・・・・・・・・ヘッド部材４０・
・・・・・・・・・・・・・・テーパ付オリフィス４２
・・・・・・・・・・・・・・・大腿骨４４・・・・・
・・・・・・・・・・小転子４６・・・・・・・・・・
・・・・・大転子４８・・・・・・・・・・・・・・・
切断面４９・・・・・・・・・・・・・・・チャンネル
５０・・・・・・・・・・・・・・・小柱骨５２・・・
・・・・・・・・・・・・皮質骨５４・・・・・・・・
・・・・・・・穴５６・・・・・・・・・・・・・・・
すきま５７・・・・・・・・・・・・・・・先端部材５
８・・・・・・・・・・・・・・・ネジ付き開口第２表 自然の大腿骨 力 ひずみ （ＫＮ） （μ５） −０，００４０ −０，４０１−３１３，８ −７８６−６１７，５ −１，２０−９４１，４ −１，５１−１，１８４ ひずみゲージＢ インサート 力 ひずみ （ＫＮン （μＳ） ０．０００１ ０ −０．３９３ −３０３．５ −０．８１５ −６０７．０ −１．１８４ −８４９．８ −１．５３ −１０７２．４ 第１表 自然の大腿骨 力 ひずみ （ＫＮ） （μ５） −０，００４０ −０，４０１１１２，９ −０，７８８２０５，２ −１，２０３２８，３ −１，５１４１０，４ ひずみゲージＡ インサート 力 ひずみ （ＫＮ） （μＳ） ０．０００１ ０ −０．３９３ ６１．５ −０．８１５ １３３．ｔ −１，１８４２０５，１ −１，５３２６６，６ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７
２図は第１図に示した本発明の一要素を示す側面図、第
３図は第１図の線３−３にそった断面図、第４図は本発
明の第２実施例を示す図で大腿骨の所定位置に設置して
ある、第４ａ図は第４図に示した本発明の実施例の代替
例を示す図、第５図はひずみゲージＡとＢの位置を示し
た大腿骨の図、第６図はふつうの大腿骨と本発明のイン
サートを装着した大腿部における第５図の位置Ｂでの荷
重とひずみの関係を示すグラフ、第７図は通常の大腿骨
と本発明のインサートを装着した大腿骨における第５図
の位置Ｂでの荷重とひずみの関係を示すグラフである。 １２・・・・・・・・・・・・・・・ステム１４・・・
・・・・・・・・・・・・近位端部１６・・・・・・・
・・・・・・・・遠位端部１８・・・・・・・・・・・
・・・・屈曲部２０・・・・・・・・・・・・・・・軸
２２・・・・・・・・・・・・・・・カラー２４．２４
’・・・スリーブ ２６・・・・・・・・・・・・・・・穴３０・・・・・
・・・・・・・・・・溝３２・・・・・・・・・・・・
・・・リッジ３４・・・・・・・・・・・・・・・傾斜
肩部３６・・・・・・・・・・・・・・・円すい先端部
３８・・・・・・・・・・・・・・・ヘッド部材４０・
・・・・・・・・・・・・・・テーパ付オリフィス４２
・・・・・・・・・・・・・・・大腿骨４４・・・・・
・・・・・・・・・・小転子４６・・・・・・・・・・
・・・・・大転子４８・・・・・・・・・・・・・・・
切断面４９・・・・・・・・・・・・・・・チャンネル
５０・・・・・・・・・・・・・・・小柱骨５２・・・
・・・・・・・・・・・・皮質骨５４・・・・・・・・
・・・・・・・穴５６・・・・・・・・・・・・・・・
すきま５７・・・・・・・・・・・・・・・先端部材５
８・・・・・・・・・・・・・・・ネジ付き開口第２表 自然の大腿骨 力 ひずみ （ＫＮ） （μ５） −０，００４０ −０，４０１−３１３，８ −７８６−６１７，５ −１，２０−９４１，４ −１，５１−１，１８４ ひずみゲージＢ インサート 力 ひずみ （ＫＮン （μＳ） ０．０００１ ０ −０．３９３ −３０３．５ −０．８１５ −６０７．０ −１．１８４ −８４９．８ −１．５３ −１０７２．４ 第１表 自然の大腿骨 力 ひずみ （ＫＮ） （μ５） −０，００４０ −０，４０１１１２，９ −０，７８８２０５，２ −１，２０３２８，３ −１，５１４１０，４ ひずみゲージＡ インサート 力 ひずみ （ＫＮ） （μＳ） ０．０００１ ０ −０．３９３ ６１．５ −０．８１５ １３３．ｔ −１，１８４２０５，１ −１，５３２６６，６ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、７
Claims (23)
- １． 大腿首部を切断し切断面を形成した大腿骨に用い
る股関節部義関節のための大腿用インサートにおいて、 全体的に球形のヘッド部材に取り付け可能な近位端部と
、遠位端部と、両端部の間に位置する屈曲部とをもち、
屈曲部下方に長手方向の軸をもつステムと、 前記ステムからの軸方向荷重を前記切断面において前記
大腿骨に伝達するための荷重伝達手段と、前記ステムを
前記大腿骨の中に配置するためのガイド手段とを設け、
前記ガイド手段と前記ステムが協働することにより前記
ステムの前記ガイド手段内での前記長手方向軸にそった
軸方向運動が可能になりかつ前記ステムの他の運動が制
限され、前記ガイド手段が前記切断面の下方で前記大腿
骨に設け得るインサート。 - ２． 前記請求項１に記載のインサートにおいて、前記
荷重伝達手段が前記ステムに設け得るカラーを有し、前
記インサートが所定位置にあるときに前記カラーが外側
の皮質骨断面において前記大腿骨に接し、前記カラーが
前記ステムから前記皮質骨断面に軸方向荷重を伝達する
インサート。 - ３． 前記請求項２に記載のインサートにおいて、前記
カラーが前記大腿首部の前記切断面に対して着座するた
めの下面をもち、前記下面が骨の内部成長の助けとなる
インサート。 - ４． 前記請求項１に記載のインサートにおいて、前記
ガイド手段と前記ステムが協働して、前記ステムの前記
軸に関する回転運動を制限し、かつ前記軸と全体的に垂
直な方向に関する前記ステムの運動も制限したインサー
ト。 - ５． 前記請求項１に記載のインサートにおいて、前記
ガイド手段がスリーブであり、前記ステムを収容するた
めの穴を中央部にもつインサート。 - ６． 前記請求項５に記載のインサートにおいて、前記
ステムが全体的に均一な断面をもち、その部分が前記ス
リーブと協働するインサート。 - ７． 前記請求項５に記載のインサートにおいて、前記
スリーブが骨の内部成長を助ける外表面をもつインサー
ト。 - ８． 前記請求項５に記載のインサートにおいて、前記
スリーブの外側形状が全体的に先細になっていて、前記
大腿骨に圧力ばめされるインサート。 - ９． 前記請求項５に記載のインサートにおいて、前記
中央部の穴がテーパ付き肩部をもち、前記ステムが軸方
向に移動する時にこの肩部が前記ステムの前記屈曲部の
部分に適合するインサート。 - １０． 前記請求項１に記載のインサートにおいて、前
記ステムが前記屈曲部より下方で非円形の断面をもち、
前記ガイド手段がそれに対応するわずかに大きな非円形
断面の中央穴をもつスリーブを有し、前記ガイド手段が
前記ステムの運動を次のように限定する、つまり前記ス
テムの軸方向運動を可能にし、しかも前記ステムが前記
長手方向軸の回りで回転すること及びこの軸に全体的に
垂直な方向に運動することを制限するインサート。 - １１． 前記請求項９に記載のインサートにおいて、前
記ステムが対置された１組の溝をもち、この溝は前記屈
曲部より下方で前記長手方向軸に平行に配置されており
、前記スリーブが前記溝とかみ合う１組の対向するリッ
ジをもつインサート。 - １２． 前記請求項１に記載のインサートにおいて、前
記ステムの遠位端部が丸い先端部に向って先細になって
いるインサート。 - １３． 前記請求項１２に記載のインサートにおいて、
前記ステムが前記遠位端部のすぐ近くまで先細になって
おり、途中で径が階段的に細くなっているインサート。 - １４． 前記請求項１に記載のインサートにおいて、前
記ステムの前記遠位端部に圧縮性の非金属製の先端が取
り付けられているインサート。 - １５． 前記請求項１４に記載のインサートにおいて、
前記先端部が超高分子重量ポリエチレンの格子を有する
インサート。 - １６． 大腿頭部の下方でその首部が切断され切断面が
形成してある大腿骨に用いる股関節部義関節のための大
腿用インサートにおいて、 全体的に球形のヘッド部材に取り付け可能な近位端部と
、全体的に丸い遠位端部と、両端部の間に位置ししかも
全体的には前記遠位端部よりは前記近位端部の近くに位
置する屈曲部とをもち、屈曲部より下方に長手方向の軸
をもつステムと、前記ステムに設けることができ、前記
インサートが所定位置にあるときに前記大腿骨の皮質骨
断面に着座するのに十分な大きさをもち、前記ステムか
ら前記皮質骨断面に軸方向荷重を伝達する荷重伝達カラ
ーと、 前記インサートが所定位置にあるときに前記切断面の下
方で前記大腿骨内に設け得るスリーブとを設け、前記ス
リーブは前記ステムの前記長手方向軸にそった軸方向運
動を可能にし、これにより前記カラーが前記皮質骨断面
上に着座することが可能となり、前記スリーブは前記ス
テムの前記長手方向軸回りの回転運動を制限し、これに
よりインサートが所定位置にあるとき、前記近位端部を
所定位置に保つ。 - １７． 大腿用インサートを挿入する方法であって以下
のステップを含む方法。 ａ）大腿首部を切断し大腿頭部を取り除き、切断面を形
成すること。 ｂ）大腿骨に穴ぐりを行い、その中にチャンネル形成す
ること。 ｃ）ガイド手段を収容するように大腿骨近位部を準備す
ること、ただしそのガイド手段はカラーを有するステム
を前記大腿骨内に配置するためのものである。 ｄ）前記ガイド手段を前記の準備を行った大腿骨内に挿
入し、切断面の下方に設けること。 ｅ）ステムを前記ガイド手段内に配置し、前記カラーを
前記切断面上に着座させること。 ｆ）前記ステムが前記チャンネル内で軸方向に動けるよ
うにし、かつ前記ステムと前記ガイド手段の間の他の運
動をも制限すること。 - １８． 前記請求項１７に記載の方法であって、大腿骨
の中にガイド手段を設けるステップが、前記ガイド手段
を所定位置に骨用セメントで固定することを含む方法。 - １９． 前記請求項１７に記載の方法であって、大腿骨
の中にガイド手段を設けるステップが、前記ガイド手段
を前記大腿骨の中にドライビングし、しまりばめを形成
することを含む方法。 - ２０． 前記請求項１７に記載の方法であって、ガイド
手段を大腿骨内の所定位置に設けるステップが、前記ガ
イド手段に骨の内部成長を助ける表面を設けることを含
む方法。 - ２１． 前記請求項１７に記載の方法であって、前記カ
ラーを前記切断面に着座させるステップが、さらに、前
記カラーに骨の内部成長を助ける下面を設けることを含
む方法。 - ２２． 前記請求項１７に記載の方法であって、前記ス
テムが前記チャンネル内で軸方向に動けるようにするス
テップが、前記ステムの遠位端部下方に余空間を設ける
ことを含む方法。 - ２３． 前記請求項１７に記載の方法であって、前記ス
テムの前記チャンネル内での軸方向運動を可能にするス
テップが、前記ステムの遠位端部に非金属の圧縮性の先
端を設けることを含む方法。
Applications Claiming Priority (5)
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|---|---|---|---|
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| CA000566572A CA1304889C (en) | 1988-05-12 | 1988-05-12 | Femoral insert |
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| US248,745 | 1988-09-26 |
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-
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