JPH06327705A - 人工関節 - Google Patents

人工関節

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JPH06327705A
JPH06327705A JP5124174A JP12417493A JPH06327705A JP H06327705 A JPH06327705 A JP H06327705A JP 5124174 A JP5124174 A JP 5124174A JP 12417493 A JP12417493 A JP 12417493A JP H06327705 A JPH06327705 A JP H06327705A
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JP
Japan
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stem
porous
protector
outer cup
artificial joint
Prior art date
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Pending
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JP5124174A
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English (en)
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Kenji Doi
憲司 土居
Hiroki Koga
博樹 古賀
Yoshio Sasaki
佳男 佐々木
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 先端に骨頭を備えたステムと臼蓋とから構成
される全置換型人工関節において、ステム１上部に設け
たポーラス部３の下部周囲にポーラス面と同じ高さのプ
ロテクター６を設け、さらにステムの長さ方向に、ポー
ラス部の下方の中間部を台形断面形状に、その下方部を
円形断面形状としたステムと、臼蓋のアウターカップ２
外面に設けたポーラス面７と同じ高さのプロテクター８
をアウターカップ端の周囲に設けた臼蓋とを備えた全置
換型人工関節である。 【効果】 生体骨内へ挿入する場合のポーラス表面のパ
ーティクルの脱落を防止し、術後の体重の負荷に耐え得
ることができる。従って、ルースニングが発生せず、長
期間患者の体内で使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人体の股関節や膝関節
など骨に異常がある場合、異常部を切除したあとに装着
される人工関節に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】全置換型人工関節は、例えば股関節に関
しては、図４に示すように、先端に骨頭10を備えたステ
ム１と臼蓋（ソケット）16とから構成され、この人工股
関節が患者の体内に埋め込まれる場合、ステム１が大腿
骨14側に、臼蓋16が骨盤17側に埋め込まれる。この臼蓋
16は、生体骨と接するアウターカップ（メタルバック）
２と骨頭10との回転摺動面となる高密度ポリエチレン製
のインナーカップ11とから構成されるタイプの製品が多
い。骨盤17に埋め込まれたアウターカップ２はねじ12に
よって骨盤17に固定される。ステムおよび臼蓋は異常が
起こらない限り生体内へ長期間または生存中ずっと埋め
込まれたままの状態となり、その入替えに際しては、大
規模の手術が必要となることから、できるだけ最初の手
術後に異常が起こらないことが望ましい。
【０００３】ところが、人工物を生体内に埋め込むわけ
であるから、現状の技術では、人工関節が正常の機能を
果たすには、耐久期間に限りがある。すなわち、手術直
後は正常の機能を発揮していても、15年〜20年経過する
と異常の発生するケースが非常に多くなる傾向にある。
もちろん、人工関節そのものの不具合や手術手技によ
り、もっと短期間でトラブルが発生するケースも少なく
ない。
【０００４】人工股関節や人工膝関節で発生する異常あ
るいはトラブルの主たるものの一つにルースニングの発
生がある。これは、術後ある経過期間以降、人工関節な
どと生体骨との結合部分に緩みが発生し、患者に痛みが
伴うと同時に、関節のがたつきが起こって使用に耐えな
くなることがある。
【０００５】このルースニングを術後できるだけ長い期
間発生させないようにするためには、手術手技と人工関
節自体の設計が重要であり、人工関節の設計には種々工
夫が行われてきた。しかしながら、この設計に多く注力
されているにもかかわらず、ルースニングは期待以下の
期間で発生しているケースが多いのが現実であり、より
優れたデザインの人工股関節の開発が望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ここでは、術式として
骨セメントを使用しない場合の例で説明する。ルースニ
ングを長期間発生させないためには、多くの条件があ
り、それぞれ種々の対応策も出ているが、まだ多くの問
題もある。
【０００７】生体骨と人工股関節のステムの結合を良く
するために、図５(a) 、(b) 、(c)に示すように、ステ
ム１の上部の表面をポーラスにしている。ポーラス部３
はポーラスになっていない基面に比べてわずかに高くな
っていて、生体骨との接触をより良くしている。一方、
アウターカップの表面も、図６(a) 、(b) に示すよう
に、全面ポーラスにしている。
【０００８】これらのステムやアウターカップを生体骨
内へ挿入する場合、生体骨へより一層強く接触させるた
めに、少々きつい穴へ無理やりたたき込んで挿入する。
その時、ポーラス表面のパーティクルの一部が脱落する
ことが予想され心配されている。脱落したパーティクル
が生体骨内に留まると骨吸収などの原因になったりし
て、ルースニング発生の要因ともなり得る。
【０００９】一方、人工股関節に術後、体重が負荷され
た場合、ステムが回旋し易くなり、それがルースニング
の原因の一つとも考えられており、そのために、ステム
のどの部分で体重を受け、どの部分で回旋を防止させ、
どの部分で内反、外反、屈曲への対抗をするかなど、そ
れに応じた適切なステム形状が望まれている。
【００１０】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、ステムについてはポーラス部の下部に
ポーラス面と同じ高さのプロテクターを設け、さらに長
さ方向には断面形状を変化させ、アウターカップについ
てはポーラス面と同じ高さのプロテクターをアウターカ
ップ端の周囲に設けることによって、生体骨内へ挿入す
る場合のポーラス表面のパーティクルの脱落を防止し、
術後の体重の負荷に耐え得る人工関節を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１発明は、ステム上部
に設けたポーラス部の下部周囲にポーラス面と同じ高さ
のプロテクターを設け、さらにステムの長さ方向に、ポ
ーラス部の下方の中間部を台形断面形状に、その下方部
を円形断面形状としたステムからなる人工関節である。
【００１２】第２発明は、臼蓋のアウターカップ外面に
設けたポーラス面と同じ高さのプロテクターをアウター
カップ端の周囲に設けた臼蓋からなる人工関節である。
【００１３】第３発明は、先端に骨頭を備えたステムと
臼蓋とから構成される全置換型人工関節において、請求
項１記載の人工関節と請求項２記載の人工関節とを備え
た全置換型人工関節である。
【００１４】
【作用】ステムのポーラス部は、生体骨内へ挿入した時
に、生体骨との接触を良くするためにステム基面に比べ
てわずかに高くなっている。このため、ステムを生体骨
内へ挿入する時に、ポーラス部が生体骨に当たりポーラ
ス表面のパーティクルが脱落することが心配されていた
が、ポーラス部の下部周囲にポーラス面と同じ高さのプ
ロテクターを設けることによって、この心配をなくすこ
とができる。すなわち、プロテクターを設けることによ
って、ステムを生体骨内へ挿入する時、最初にプロテク
ターが生体骨に当たるため、ポーラス表面のパーティク
ルが脱落することがなくなる。
【００１５】また、ステムの長さ方向に断面形状を変化
させ、ポーラス部下方の中間部を台形断面とし、その下
方部を円形断面とすることによって、術後、人工股関節
に体重が負荷された場合のステムの回旋、内反、外反、
屈曲へ対抗することができる。
【００１６】すなわち、ポーラス部で体重を受け持つ。
この部分は生体骨がポーラス部に生長侵入して一体化し
て強い支持力を発揮する。ポーラス部下部の台形部は図
３に示すように、台形の四つの隅角部９が大腿骨14内の
皮質骨15に直接タッチして、ステム１の回旋に対抗す
る。台形部の下部の円形部分は、ストレートになってお
り、しかも表面は鏡面に仕上げであり、生体骨との一体
化を期待するのではなく、ステムの内反、外反、屈曲に
対抗する形状にしている。
【００１７】臼蓋のアウターカップは、ポーラス面と同
じ高さのプロテクターをアウターカップ端の周囲に設け
ている。この部分は、アウターカップを生体骨内へ挿入
する時に、生体骨と最も擦れ合う力（せん断力）が大き
くなる部分であり、この部分にプロテクターを設けるこ
とによって、アウターカップを生体骨内へ挿入する時、
アウターカップのポーラス表面のパーティクルが脱落す
ることがなくなる。
【００１８】従って、本発明の人工関節および本発明の
人工関節を備えた全置換型人工関節は、生体骨内へ挿入
する場合のポーラス表面のパーティクルの脱落がなくな
り、術後の体重の負荷に耐え得る人工関節である。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の人工関節の実施例について
説明する。図１は全置換型人工股関節の組立状態を、図
２は臼蓋のアウターカップを示す図である。図中１はス
テムで、ステム１は近位部のポーラス部３、中間部の台
形部４、遠位部の円形部５から構成されている。ポーラ
ス部３の下部にはプロテクター６が設けてある。プロテ
クター６はポーラス部３のポーラス面と同じ高さに仕上
げてある。ステム１の上部には骨頭10があり、骨頭10を
覆うように臼蓋のインナーカップ11とアウターカップ２
がある。アウターカップ２には、ポーラス面７と同じ高
さのプロテクター８がアウターカップ端の周囲に設けて
ある。なお、アウターカップ２にはアウターカップを挿
入後、骨盤に固定するためのねじ12を通す穴13が開けら
れている。
【００２０】人工股関節を生体骨に挿入する際は、プロ
テクター６で、ステム１を大腿骨へ挿入する時に心配さ
れるポーラス表面のパーティクルの脱落をなくすことが
できる。また、プロテクター８でアウターカップ２を骨
盤へ挿入する時に心配されるポーラス表面のパーティク
ルの脱落をなくすことができる。
【００２１】ポーラス部３は、術後、生体骨が生長侵入
してポーラス部３と一体化して強い支持力を発揮するた
め、体重を支持する働きをする。中間部の台形部４は、
断面が台形に仕上げてあり、この台形部４の四つの隅角
部９が大腿骨内の皮質骨に直接タッチして、術後、ステ
ム１に体重が負荷された時に生じるステムの回旋に対抗
する。遠位部の円形部５は、断面が円形で、ストレート
に仕上げられており、しかも表面は鏡面に仕上げであ
り、生体骨との一体化を期待するのではなく、術後、ス
テム１に体重が負荷された時に生じるステムの内反、外
反、屈曲に対抗する。
【００２２】実施例では、人工股関節を例に説明を行っ
たが、人工膝関節においても同様な効果を上げることが
できる。また、生体骨内への挿入方法が同じである場合
には、他の人工骨にも適用可能である。
【００２３】以上、説明したように、本発明に係わる人
工関節および全置換型人工関節は生体骨内へ挿入する場
合のポーラス表面のパーティクルの脱落を防止し、術後
の体重の負荷に耐え得る人工関節である。従って、ルー
スニングが発生せず、長期間患者の体内で使用可能であ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の人工関節によれば、生体骨内へ挿入する場合の
ポーラス表面のパーティクルの脱落を防止し、術後の体
重の負荷に耐え得ることができ、ルースニングが発生せ
ず、長期間患者の体内で使用可能であるなど、極めて有
用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる全置換型人工股関節の組立状態
を示す図である。
【図２】本発明に係わる人工股関節の臼蓋のアウターカ
ップを示す図である。
【図３】本発明に係わる人工股関節のステムのポーラス
部下部の台形部の隅角部と大腿骨内の皮質骨との関係を
示す図である。
【図４】人工股関節の説明図である。
【図５】従来のステムの形状の例をを示す図である。
【図６】従来のアウターカップの形状の例を示す図であ
る。
【符号の説明】
１…ステム、２…アウターカップ、３…ポーラス部、４
…台形部、５…円形部、６…プロテクター、７…ポーラ
ス面、８…プロテクター、９…隅角部、10…骨頭、11…
インナーカップ、12…ねじ、13…穴、14…大腿骨、15…
皮質骨、16…臼蓋、17…骨盤。
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１の手段は、ステム上
部に設けたポーラス部の下端周囲にプロテクターを設
け、その中間部を台形断面形状とし、その下方部を円形
断面形状としたステムからなる人工関節である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】第２の手段は、臼蓋のアウターカップ下端
周囲にプロテクターを設け、前記プロテクターに連接し
てアウターカップ外面をポーラス面とした人工関節であ
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】第３の手段は、先端に骨頭を備えたステム
と臼蓋とから構成される全置換型人工関節において、ス
テム上部に設けたポーラス部の下端周囲にプロテクター
を設け、その中間部を台形断面形状とし、その下方部を
円形断面形状とした構成の人工関節と、臼蓋のアウター
カップ下端周囲にプロテクターを設け、前記プロテクタ
ーに連接してアウターカップ外面をポーラス面とした構
成の人工関節とからなる全置換型人工関節である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【作用】ステムのポーラス部は、生体骨内へ挿入した時
に、生体骨との接触を良くするためにステム基面に比べ
てわずかに高くなっている。このため、ステムを生体骨
内へ挿入する時に、ポーラス部が生体骨に当たりポーラ
ス表面のパーティクルが脱落することが心配されていた
が、ポーラス部の下端周囲にポーラス面と同じ高さのプ
ロテクターを設けることによって、この心配をなくすこ
とができる。すなわち、プロテクターを設けることによ
って、ステムを生体骨内へ挿入する時、最初にプロテク
ターが生体骨に当たるため、ポーラス表面のパーティク
ルが脱落することがなくなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】臼蓋のアウターカップは、ポーラス面と同
じ高さのプロテクターをアウターカップ下端の周囲に設
けている。この部分は、アウターカップを生体骨内へ挿
入する時に、生体骨と最も擦れ合う力（せん断力）が大
きくなる部分であり、この部分にプロテクターを設ける
ことによって、アウターカップを生体骨内へ挿入する
時、アウターカップのポーラス表面のパーティクルが脱
落することがなくなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の人工関節の実施例について
説明する。図１は全置換型人工股関節の組立状態を、図
２は臼蓋のアウターカップを示す図である。図中１はス
テムで、ステム１は近位部のポーラス部３、中間部の台
形部４、遠位部の円形部５から構成されている。ポーラ
ス部３の下端にはプロテクター６が設けてある。プロテ
クター６はポーラス部３のポーラス面と同じ高さに仕上
げてある。ステム１の上部には骨頭10があり、骨頭10を
覆うように臼蓋のインナーカップ11とアウターカップ２
がある。アウターカップ２には、ポーラス面７と同じ高
さのプロテクター８がアウターカップ下端の周囲に設け
てある。なお、アウターカップ２にはアウターカップを
挿入後、骨盤に固定するためのねじ12を通す穴13が開け
られている。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ステム上部に設けたポーラス部の下部周
    囲にポーラス面と同じ高さのプロテクターを設け、さら
    にステムの長さ方向に、ポーラス部の下方の中間部を台
    形断面形状に、その下方部を円形断面形状としたステム
    からなることを特徴とする人工関節。
  2. 【請求項２】 臼蓋のアウターカップ外面に設けたポー
    ラス面と同じ高さのプロテクターをアウターカップ端の
    周囲に設けた臼蓋からなることを特徴とする人工関節。
  3. 【請求項３】 先端に骨頭を備えたステムと臼蓋とから
    構成される全置換型人工関節において、請求項１記載の
    人工関節と請求項２記載の人工関節とを備えたことを特
    徴とする全置換型人工関節。
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