JPS6323658A - 股関節人工骨用大腿骨構成部品 - Google Patents

股関節人工骨用大腿骨構成部品

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JPS6323658A
JPS6323658A JP9296487A JP9296487A JPS6323658A JP S6323658 A JPS6323658 A JP S6323658A JP 9296487 A JP9296487 A JP 9296487A JP 9296487 A JP9296487 A JP 9296487A JP S6323658 A JPS6323658 A JP S6323658A
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New York Sosaietei For Ririifu Obu Rapuchiyaade & Kuripurudo Meinteiningu Hosupitaru For Supeshiyaru Saajiyarii
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 光凱夙丘量 股関節全体を交換する際、近接大腿骨の頭部およびネッ
クのほとんどを摘出し、人工大腿骨を移植する。人工大
腿骨を設計する際の従来の方法では、大腿骨内に受け入
れられ、当然ながら大腿骨の幹に比較的長く延びるステ
ムを含む人工骨部分の全長にわたって人工骨と大腿骨の
間で荷重が伝えられなげればならないと考えられていた
。荷重伝達の分布は、人工骨の特定の設計および固定の
タイプによって決まる。
骨セメント（ポリメチルメタクリレート）を用いて移植
される人工骨では、セメント層全面にわたって人工骨か
らセメントを通って骨の骨内膜へ荷重が伝えられるが、
有限要素法等の応力解析技術を使用すると、応力分布は
不均一であることが予想できる。骨セメントを用いない
で移植される人工骨では、人工骨」−の多孔質の金属被
膜が生物学的維持のため骨の内方成長を促進し、人工骨
から骨の内骨膜面への荷重の伝達分布は、骨の付着成長
、骨の内方成長の程度および人工骨の設計に応じて決ま
る。非セメント人工大腿骨の現在知られている設計案で
は、付着成長、従って荷重伝達が生じる領域は予想でき
ない。
骨に加えられる荷重に従う骨の改造および骨内の長期間
の応力分布が従って重要となる。
骨の改造化の特性の有益な効果は当然ながら、人工骨に
よりおよび股関節における肘により荷重が加えられる骨
の領域の構造上の特性が強化される傾向にあるというこ
とである。逆に荷重が低下する骨の領域は、骨の構造の
喪失により劣化する。
従って、人工骨が予想できかつ骨への荷重がなくなる可
能性を最小にする荷重伝達をすることが重要である。
人工骨のステムは、設計に応じて多かれ少なかれ骨に結
合されているので、人工の大腿部の股関節の公知の設計
案では人工骨のステムの領域内にある骨の荷重がある程
度なくなる性質が内在している。骨が曲がると、ステム
が曲らなくなり、これによりステム内に応力が生じるか
、ステム内生応力が生じない場合は応力（荷重）は骨に
かかる。
ステムが曲がると、近接領域にある人工骨と骨との間で
の荷重伝達も変わり、通常骨が大きな軸方向の圧縮荷重
を受けている領域から大腿骨の近接中央面の荷重を減少
しかつ骨が張力を受けている領域に近接横方向面の荷重
をかげる傾向がある。
近接大腿部における骨の吸収はこの領域における荷重の
伝達を減少し、かつステム内の荷重伝達を増加する。こ
の結果移植体のゆるみおよびステムの折断が生じ得る。
発明の概要 本発明は、次の３つの目的を満す股関節全交換用の人工
大腿骨にある。第１の目的は、正常の解剖学的大腿骨で
生じる応力レベルに類似の応力レベルを発生する大腿骨
の転子内の領域に荷重を生じさせることであり、第２の
目的は人工骨と大腿骨の内骨膜表面とが接触する特定の
既知の領域を確立ことにより、予想可能な荷重の伝達を
しかつこれら領域を除く領域での接触を最小にすること
により予想可能な荷重の伝達をすることであり、第３の
目的は正常な解剖学的股関節におレノるのとほぼ同じ領
域にある大腿部幹の近接部分に続いて荷重が加えられる
ようステムと骨との間におりる軸方向への荷重の伝達を
最小にすることにある。
上記原則は、人工骨が骨組織を保存するように大腿骨に
対する荷重を分散させることを最大限可能にする。更に
、人工骨のステム内の応力を最小にするようになってい
る。
本発明に係る大腿骨の構成部品は、セメントを用いるこ
となく生物学的に維持できるよう大腿骨の近接部分に移
植するようになっており、大腿骨の転子間の領域に受け
入れられるようになっている近接部分と、中央かつ前方
の双方にて近接部分から斜め」三方に延び、かつ大腿骨
の頭部要素に接合するようになっているネック部分と、
近接部公社スムーズに合体し、この部分から下方に延び
るステム部分を有する。本発明は、近接部分が中央にか
つ下方に収束し、かつ前方および中央の双方にてステム
部分に斜めに配列され丸くされた中央面と交差する前面
および後面を有し、これら前面および後面は、構成部品
から転子間の領域の骨に実質的にすべての荷重が伝えら
れ、他の表面特にステムを通る荷重の伝達が最小となる
よう転子間の領域内の大腿骨の近接中央部分の骨内膜の
表面に係合するほぼくさび状体を構成することを特徴と
する。
好ましい実施態様では、近接部分の前面および後面は平
らな表面であり、前面および後面の中央部分に沿いかつ
中央面のまわりを連続的に溝が延び、この溝は生物学維
持のため大腿骨の大腿距領域における骨の内方成長を受
け入れる多孔質媒体を含む。
本発明を良好に理解するため、添付図面と組合わせて例
示的な実施態様についての次の説明を参照する。
去施履様傅Ｒ凱 図面ば、右側股関節用の構成部品を示す。本発明のユニ
ークな設計は、一つの部品が両側の股関節部に使用でき
る多くの設計と異なり、右側と左側の別々の部品を必要
とすることである。
実施態様のＣＡＤ−ＣＡＭの目的のため、実施態様の近
接部分１０は、軸線（円錐体の軸線）および近接部分（
第７図、第７Ａ図、第７Ｂ図を参照）のわん曲した（ア
ールを付けた）中央面１２の中央端により定められる円
錐角すなわちテーバを有する円錐体に基づく。仮想円錐
体の要素である中央端および下方の横方向面にある痕跡
円錐面１・４から離間した位置における近接部分１０ば
円錐体にはほとんど類似していない。近接部分の上方の
横方向側面１６は、ネックの軸線および円錐体の軸線に
よって画定される平面に垂直でかつ構成部品の中央に位
置する軸線を中心に回転されるラインによって形成され
る円筒面の一部となっている（第７図参照）。近接部分
１０の前面１８および後面２０は平面であり、円錐体の
軸線に対して対称的であり、中央方向かつ下方の双方に
収束している（第６図、第７Ａ図および第７Ｂ図参照）
。
従って、中央部分は中央かつ多少下方に表示される狭い
端部（中央面１６）を有するくさび状体となっている。
上方表面の横方向部分２２は、平らで円錐体の軸線に対
して垂直となっている。股関節交換部を変えなければな
らない場合に、表面２２に開口するねじ付札２４が、構
成部品の挿入かつ引抜きに使用される器具を受け入れる
ようになっている。
ネック部分２６は、近接部分ｌＯとのアールの付いた調
和接合部２８で開始し、円錐部３０に沿って連続し、テ
ーバ３２上に確実に移動される所望の寸法および長さの
大腿部の頭部要素（図示せず）を受け入れできるモース
式テーバ３２で終っている。
ステム部分３８は、近接部分から下方に延びている。ス
テム軸線は、円錐体の軸線に対して太きな夾鈍角（約１
６０度）で斜めになっている。このステム部分は、近接
部分１０とのスムーズに調和された接合部４２から細い
遠方チップ４０まで下方のテーバが付いている。
第７図中のクロスハツチングは、前面１８および後面２
０の中央のほぼ半分に沿い、かつ近接部分１０の中央面
１２を横断するよう連続的に延びる溝４４を表示する。
この溝は、生物学的に維持できるよう骨の内方成長を受
け入れできる多孔質媒体を含む。多孔質材料の技術は、
例えば、モールシャー　（Ｍｏｒｓｃｈｅｒ）イー編、
「股関節内人工骨のセメント固定法」ニューヨーク、シ
ュブリンガーフェアラーク、１９８３年およびアン（Ｅ
ｎｇｈ）、Ｃ，Ａ、　、ボビン（Ｂｏｂｙｎ）、Ｊ、Ｄ
、ｒ全股関節部アンスロブラスティにおける生物学的固
定」ソロフェア、ニューシャーシー、スラソク、インコ
ーボレイション、１９８５年から当業者にはそれ自体公
知である。本発明の人工骨の構成は、安定のため骨の内
方成長に依存するものでないが、内方成長が生じれば、
安定性が増す。
移植に好ましい材料は、チタン合金Ｔｉ　−６Ａ　Ｉ−
４■であり、多孔質媒体は約０．１２７ｃｍ±０．０２
５ｃｍ（０，０５０インチ±０．０１０インチ）の厚さ
に対して０．１．０２ｃｍ　（０，０４０インチ）の深
さの溝に設けられた焼結チタンビードである。
まず最初に大腿管をリーミングし、次に構成部品の近接
部分と大腿部の領域内にある皮質性の骨のブローチされ
た骨内膜との間に若干型なり合うよう適当に小型化され
たブローチにより大腿骨の近接部分をブローチングする
ことにより移植体を受け入れることができるよう大腿骨
の用意をする。
このブローチングされた部分の形状は、若干小型にされ
ていることを除けば、人工骨の近接部分のくさび状体の
形状に正確に一致している。ブローチング器具は、構成
部品の円錐体の軸線に対応する軸線に沿って直線状のブ
ローチングをするためのガイドを含む。この点でも、円
錐体の軸線は、近接部分に円錐表面が最小限存在してい
るだけであるにも拘ず（上記のＣＡＤ−ＣＡＭ以外の）
意義がある。
人工接合部における本発明に係る人工大腿骨の近接部分
１０の中央面、前面および後面は、骨が厚く、強度が大
きい大腿距の領域にある大腿骨の近接中央部分に圧縮力
を伝え、正常な解剖学的股関節に大きな圧縮荷重が加え
られる。大腿骨が曲がり、ステム部分の横方向遠方面に
横方向の荷重が伝えられると、ステムが曲げられ、応力
が加えられる。しかしながら骨内の軸方向応力はステム
へ伝えられるので、骨は軸方向の荷重が少なくなるわけ
ではないので、その構造上の一体性を維持しなければな
らない。大転子の領域にある張力荷重も人工骨によって
ほとんど影響されることはない。ステムの横方向の遠方
先端および多孔質の被覆された溝にほぼ対応する領域か
ら離間した位置では、人工骨から骨への荷重の伝達が最
小とされる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ステム軸線を含む、人工骨の中央−横方向平
面に直交する実施態様の正面図、第２図はステム軸線を
含む前方−後方平面に直交する横方向側面の側面図、第
３図はステム軸線を直接下方にして見た平面図、第４図
は第３図に隣接する矢印の付いた４−４ラインにより表
示されるステムおよび近接部分（円錐体）の軸線により
構成される平面に直交する正面図、第５図は第２図に隣
接する矢印の付いた５−５ラインにより表示される、円
錐体の軸線を含む中央−横方向平面に直交する側面図、
第６図は円錐体の軸線を下方に見た平面図、第７図は第
６図に隣接した矢印の付いた７−７ラインにより表示さ
れるネックおよび円錐体の軸線により構成される平面に
直交する正面図、第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｃ図、第７
Ａ図、および第７Ｂ図は、第１図および第７図の対応す
るアルファベントが付いた矢印付ラインにより表示され
る平面に沿った横断面図である。 ｌ〇−近接部分 １２−中間面 １８−前面 １９−後面 ２６−ネック部分 ３８−ステム部分 ネ″′。軸線＼ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　７４ ＦＩＧ、　７Ｂ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）大腿骨の転子間の領域に受けられるようになって
    いる近接部分と、中央かつ前方の双方にて近接部分から
    斜め上方に延びると共に大腿骨の頭部要素に接合される
    ようになっているネック部分と、近接部分にスムーズに
    合体し、かつこの部分から下方に延びるステム部分とを
    有し、セメントを使用せずに生物学的に維持するよう大
    腿骨の近接部分に移植ようになっている股関節人工骨用
    の大腿骨構成部品であって、 近接部分は、中央かつ下方に収束し、かつ前方および中
    央の双方にてステム部分に斜めに配列され丸くされた中
    央面と交差する前面および後面を有し、これら前面およ
    び後面は、構成部品から転子間の領域の骨に圧縮荷重が
    伝えられ、他の表面を通る荷重の伝達が最小となるよう
    転子間の領域内の大腿骨の近接中央部分の骨内膜の表面
    に係合するほぼくさび状体を構成することを特徴とする
    、股関節人工骨用大腿骨構成部品。
  2. （２）前記前面および後面は平らな表面である特許請求
    の範囲第１項記載の構成部品。
  3. （３）前面および後面の中央部分に沿って連続的に延び
    かつ中央面を横断する溝が設けられ、この溝は生物学的
    に維持するため大腿骨の大腿距領域における骨の内方成
    長を受け入れるようになっている多孔質媒体を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の構成部品。
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