(57)【要約】【課題】人工股関節置換術における感染を予防することができる人工股関節用ステムおよびそれを備える人工股関節を提供することである。【解決手段】略棒状の本体部２と、本体部２の内部に位置している中空部と、前記中空部および本体部２の外周部２１の間を貫通している貫通孔４と、を備える、人工股関節用ステム１Ａである。人工股関節用ステム１Ａと、人工股関節用ステム１Ａのネック部６に嵌合する人工骨頭と、前記人工骨頭を摺動可能に収容するソケットと、を備える、人工股関節である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略棒状の本体部と、
前記本体部の内部に位置している中空部と、
前記中空部および前記本体部の外周部の間を貫通している貫通孔と、を備える、人工股関節用ステム。
【請求項２】
前記中空部に薬剤を収容し、前記貫通孔を介して前記薬剤を外部に放出させる、請求項１に記載の人工股関節用ステム。
【請求項３】
前記中空部および前記貫通孔がいずれも、円筒状であり、
前記中空部の内径が、前記貫通孔の内径よりも大きい、請求項１または２に記載の人工股関節用ステム。
【請求項４】
前記中空部が、前記本体部の中心軸に沿って延びている、請求項１〜３のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
【請求項５】
前記貫通孔が、前記本体部の中心軸に略垂直な方向に延びている、請求項１〜４のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
【請求項６】
前記貫通孔を複数備える、請求項１〜５のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
【請求項７】
前記複数の貫通孔が、前記本体部の中心軸に沿って略等間隔に位置している、請求項６に記載の人工股関節用ステム。
【請求項８】
前記中空部が、前記本体部の外周部に開口しており、
前記中空部の開口部を塞ぐキャップをさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
【請求項９】
前記中空部が、前記本体部の近位側および遠位側のそれぞれの外周部に開口している、請求項８に記載の人工股関節用ステム。
【請求項１０】
前記中空部が、前記本体部の近位側の外周部に開口している、請求項８に記載の人工股関節用ステム。
【請求項１１】
前記中空部が、ステムインサーターを取り付け可能に構成されている、請求項９または１０に記載の人工股関節用ステム。
【請求項１２】
前記中空部が、前記本体部の遠位側の外周部に開口している、請求項８に記載の人工股関節用ステム。
【請求項１３】
前記本体部が、金属材料からなる近位部および骨吸収性材料からなる遠位部を有し、
前記中空部が、前記遠位部に位置している、請求項１２に記載の人工股関節用ステム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の人工股関節用ステムと、
前記人工股関節用ステムのネック部に嵌合する人工骨頭と、
前記人工骨頭を摺動可能に収容するソケットと、を備える、人工股関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工股関節用ステムおよびそれを備える人工股関節に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、疾患または事故などで低下した股関節の機能を回復させるために、股関節を人工のものに置換する人工股関節置換術が行われている。人工股関節置換術では、人工股関節用ステム（以下、「ステム」ということがある。）が使用される（例えば、非特許文献１参照）。人工股関節置換術における感染を予防することができるステムがあれば便利である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“M/L Taper Hip Prosthesis”、［online］、Zimmer、［平成２９年２月１５日検索］、インターネット＜URL:http://www.zimmer.com/content/dam/zimmer-web/documents/en-US/pdf/surgical-techniques/hip/zimmer-ml-taper-hip-prosthesis-surgical-technique.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、人工股関節置換術における感染を予防することができる人工股関節用ステムおよびそれを備える人工股関節を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、以下の構成からなる解決手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）略棒状の本体部と、前記本体部の内部に位置している中空部と、前記中空部および前記本体部の外周部の間を貫通している貫通孔と、を備える、人工股関節用ステム。
（２）前記中空部に薬剤を収容し、前記貫通孔を介して前記薬剤を外部に放出させる、前記（１）に記載の人工股関節用ステム。
（３）前記中空部および前記貫通孔がいずれも、円筒状であり、前記中空部の内径が、前記貫通孔の内径よりも大きい、前記（１）または（２）に記載の人工股関節用ステム。
（４）前記中空部が、前記本体部の中心軸に沿って延びている、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
（５）前記貫通孔が、前記本体部の中心軸に略垂直な方向に延びている、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
（６）前記貫通孔を複数備える、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
（７）前記複数の貫通孔が、前記本体部の中心軸に沿って略等間隔に位置している、前記（６）に記載の人工股関節用ステム。
（８）前記中空部が、前記本体部の外周部に開口しており、前記中空部の開口部を塞ぐキャップをさらに備える、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の人工股関節用ステム。
（９）前記中空部が、前記本体部の近位側および遠位側のそれぞれの外周部に開口している、前記（８）に記載の人工股関節用ステム。
（１０）前記中空部が、前記本体部の近位側の外周部に開口している、前記（８）に記載の人工股関節用ステム。
（１１）前記中空部が、ステムインサーターを取り付け可能に構成されている、前記（９）または（１０）に記載の人工股関節用ステム。
（１２）前記中空部が、前記本体部の遠位側の外周部に開口している、前記（８）に記載の人工股関節用ステム。
（１３）前記本体部が、金属材料からなる近位部および骨吸収性材料からなる遠位部を有し、前記中空部が、前記遠位部に位置している、前記（１２）に記載の人工股関節用ステム。
（１４）前記（１）〜（１３）のいずれかに記載の人工股関節用ステムと、前記人工股関節用ステムのネック部に嵌合する人工骨頭と、前記人工骨頭を摺動可能に収容するソケットと、を備える、人工股関節。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、人工股関節置換術における感染を予防することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る人工股関節用ステムを示す正面図である。
【図２】図１のａ−ａ線断面図である。
【図３】図１のｂ−ｂ線拡大断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る人工股関節用ステムを示す図であり、図２に相当する断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る人工股関節用ステムを示す図であり、図２に相当する断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る人工股関節用ステムを示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る人工股関節用ステムを示す図であり、図２に相当する断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る人工股関節を示す説明図である。なお、図１〜図８では、ステムを左足に設置する状態を示しているが、ステムを右足に設置する場合には、左右が線対称になる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜人工股関節用ステム＞
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る人工股関節用ステムについて、図１〜図３を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ステムを左足に設置する場合を例にとって説明するが、ステムは右足に設置することもできる。
【０００９】
図１〜図３に示すように、本実施形態のステム１Ａは、本体部２、中空部３および貫通孔４を備えている。本体部２は、略棒状である。中空部３は、本体部２の内部に位置しており、薬剤を収容する部位として機能する。貫通孔４は、中空部３および本体部２の外周部２１の間を貫通しており、薬剤をステム１Ａの外部に放出させる部位として機能する。上述した構成によれば、中空部３に薬剤を収容し、貫通孔４を介して薬剤をステム１Ａの外部に放出させることができるので、人工股関節置換術における感染を予防することができる。
【００１０】
薬剤としては、例えば、バンコマイシンまたはゲンタマイシンなどの抗菌薬が挙げられる。薬剤の形態としては、例えば、粉末状、ゼリー状または液体状などが挙げられる。薬剤は、例えば、貫通孔４を介して中空部３に収容することができる。ゼリー状の薬剤を中空部３に収容するときは、例えば、注射器などを使用してもよい。液体状の薬剤を中空部３に収容するときは、例えば、薬剤溶液中にステム１Ａを浸漬してもよい。なお、ステム１Ａは、後述するように、貫通孔４を複数備えている。このような構成の場合には、薬剤を中空部３に収容するとき、複数の貫通孔４のうち少なくとも１つを吸引してもよい。
【００１１】
本実施形態では、中空部３および貫通孔４がいずれも、円筒状である。また、中空部３の内径が、貫通孔４の内径よりも大きい。これらの構成によれば、相対的に内径が小さい貫通孔４を介して薬剤をステム１Ａの外部に徐放させることができる。中空部３の内径は、例えば、２〜１０ｍｍである。貫通孔４の内径は、例えば、０．１〜２ｍｍである。なお、中空部３および貫通孔４のそれぞれの形状は、円筒状に限定されるものではない。具体例を挙げると、貫通孔４は、例えば、角筒状などであってもよい。角筒状としては、例えば、四角筒状などが挙げられる。
【００１２】
中空部３は、本体部２の中心軸Ｓに沿って延びている。中心軸Ｓとは、図１に示すように、正面視において、本体部２の内側面２２および外側面２３のなす角θの２等分線のことである。正面視とは、ステム１Ａを左足または右足に取り付けた人体を正面側から見たときのステム１Ａの状態のことである。正面視において、内側面２２は、本体部２の内側に位置しており、外側面２３は、本体部２の外側に位置している。内側とは、比較対象と比べて人体の中心線に近い側に位置することである。外側とは、比較対象と比べて人体の中心線から遠い側に位置することである。角θは、例えば、０°よりも大きく１０°以下である。なお、中心軸Ｓは、図２に示すように、本体部２の厚み方向Ａの中点を、本体部２の長手方向Ｂに沿って連続して得られる構成でもある。
【００１３】
貫通孔４は、本体部２の中心軸Ｓに略垂直な方向に延びている。なお、貫通孔４は、中心軸Ｓに対して実質的に垂直な方向に延びていればよい。本実施形態の略垂直は、９０°±５°の範囲を含む。
【００１４】
ステム１Ａは、貫通孔４を複数備えている。このような構成によれば、薬剤をステム１Ａの外部にバランスよく放出させることができる。貫通孔４を複数備えるとき、貫通孔４の数は、例えば、２〜３８個である。複数の貫通孔４のそれぞれの構成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。本実施形態では、複数の貫通孔４のそれぞれの構成が、互いに同一である。
【００１５】
複数の貫通孔４は、本体部２の中心軸Ｓに沿って略等間隔に位置している。このような構成によれば、薬剤をステム１Ａの外部にバランスよく放出させることができる。なお、複数の貫通孔４は、略等間隔に位置している構成に限定されるものではなく、不等間隔に位置していてもよい。
【００１６】
貫通孔４は、図３に示すように、本体部２の外側面２３、前面２４および後面２５に開口している。前面２４は、本体部２の前側に位置しており、後面２５は、本体部２の後側に位置している。前側とは、ステム１Ａを人体に取り付けたとき、人体の顔が向いている方向側のことである。後側とは、ステム１Ａを人体に取り付けたとき、人体の背部が向いている方向側のことである。なお、貫通孔４が開口する位置は、上述した位置に限定されるものではない。貫通孔４は、例えば、内側面２２に開口していてもよい。
【００１７】
本実施形態のステム１Ａは、図１に示すように、ネック部６をさらに備えている。ネック部６は、後述する図８に示すように、人工骨頭１１が嵌合する部位である。
【００１８】
ステム１Ａの長さは、例えば、５０〜２００ｍｍである。ステム１Ａの構成材料としては、例えば、金属材料などが挙げられる。金属材料としては、例えば、チタン合金またはコバルト−クロム合金などが挙げられる。ステム１Ａの製造方法としては、例えば、切削加工または積層造形法などが挙げられる。
【００１９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る人工股関節用ステムについて、図４を参照して詳細に説明する。なお、図４においては、上述した図１〜図３と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する場合がある。
【００２０】
図４に示すように、本実施形態のステム１Ｂでは、中空部３が、本体部２の外周部２１に開口している。具体的には、中空部３が、本体部２の近位２ａ側および遠位２ｂ側のそれぞれの外周部２１に開口している。そして、ステム１Ｂが、中空部３の開口部３１を塞ぐキャップ５をさらに備えている。これらの構成によれば、上述した実施形態と同様に、中空部３に薬剤を収容し、貫通孔４を介して薬剤をステム１Ｂの外部に放出させることができるので、人工股関節置換術における感染を予防することができる。また、開口部３１を介して薬剤を中空部３に収容することができるので、薬剤を中空部３に収容するときの作業性を向上させることができる。
【００２１】
本体部２の近位２ａとは、比較対象と比べて人体の頭部に近い側に位置することである。本体部２の遠位２ｂとは、比較対象と比べて人体の頭部から遠い側に位置することである。言い換えれば、遠位２ｂとは、比較対象と比べて人体のつま先に近い側に位置することである。
【００２２】
キャップ５は、中空部３から薬剤が漏れ出るのを防ぐ部材である。キャップ５の構成材料としては、例えば、金属材料または樹脂材料などが挙げられる。金属材料としては、例えば、チタン合金またはコバルト−クロム合金などが挙げられる。樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂などが挙げられる。近位２ａ側の開口部３１を塞ぐキャップ５と、遠位２ｂ側の開口部３１を塞ぐキャップ５は、互いの構成が同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２３】
キャップ５は、キャップ５を厚み方向に貫通している孔部を有していてもよい。このような構成によれば、中空部３に収容されている薬剤を、貫通孔４に加えてキャップ５からも放出させることができる。
その他の構成は、上述した第１実施形態に係るステム１Ａと同様であるので、説明を省略する。
【００２４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る人工股関節用ステムについて、図５を参照して詳細に説明する。なお、図５においては、上述した図１〜図４と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する場合がある。
【００２５】
図５に示すように、本実施形態のステム１Ｃでは、中空部３が、本体部２の近位２ａ側の外周部２１に開口している。このような構成によれば、上述した実施形態と同様に、中空部３に薬剤を収容し、貫通孔４を介して薬剤をステム１Ｃの外部に放出させることができるので、人工股関節置換術における感染を予防することができる。また、開口部３１を介して薬剤を中空部３に収容することができるので、薬剤を中空部３に収容するときの作業性を向上させることができる。
その他の構成は、上述した第１、第２実施形態に係るステム１Ａ、１Ｂと同様であるので、説明を省略する。
【００２６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る人工股関節用ステムについて、図６を参照して詳細に説明する。なお、図６においては、上述した図１〜図５と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する場合がある。
【００２７】
図６に示すように、本実施形態のステム１Ｄでは、中空部３が、本体部２の近位２ａ側の外周部２１に開口している。このような構成によれば、上述した実施形態と同様に、中空部３に薬剤を収容し、貫通孔４を介して薬剤をステム１Ｄの外部に放出させることができるので、人工股関節置換術における感染を予防することができる。また、開口部３１を介して薬剤を中空部３に収容することができるので、薬剤を中空部３に収容するときの作業性を向上させることができる。
【００２８】
ステム１Ｄでは、中空部３が、ステムインサーターを取り付け可能に構成されている。具体的に説明すると、ステムインサーターとは、ステム１Ｄを図８に示す大腿骨１００に埋入するとき、またはステム１Ｄを大腿骨１００から抜去するときに使用する略柱状の部材である。ステムインサーターは、その先端部に雄ネジ部を有している。中空部３は、ステムインサーターの雄ネジ部と螺合可能な雌ネジ部３２を有している。それゆえ、ステム１Ｄでは、中空部３が、薬剤を収容する部位としての機能の他に、ステムインサーターを取り付け可能な部位としても機能する。
【００２９】
なお、中空部３は、本体部２の近位２ａ側の外周部２１に加えて、本体部２の遠位２ｂ側の外周部２１にも開口していてもよい。
その他の構成は、上述した第１〜第３実施形態に係るステム１Ａ〜１Ｃと同様であるので、説明を省略する。
【００３０】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る人工股関節用ステムについて、図７を参照して詳細に説明する。なお、図７においては、上述した図１〜図６と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は省略する場合がある。
【００３１】
図７に示すように、本実施形態のステム１Ｅでは、中空部３が、本体部２の遠位２ｂ側の外周部２１に開口している。このような構成によれば、上述した実施形態と同様に、中空部３に薬剤を収容し、貫通孔４を介して薬剤をステム１Ｅの外部に放出させることができるので、人工股関節置換術における感染を予防することができる。また、開口部３１を介して薬剤を中空部３に収容することができるので、薬剤を中空部３に収容するときの作業性を向上させることができる。
【００３２】
ステム１Ｅでは、本体部２が、近位部２６および遠位部２７を有している。近位部２６は、本体部２の近位２ａ側に位置している部位であり、金属材料からなる。遠位部２７は、本体部２の遠位２ｂ側に位置している部位であり、経時的に患者の骨に吸収される骨吸収性材料からなる。そして、中空部３が、遠位部２７に位置している。これらの構成によれば、以下のような効果が得られる。
【００３３】
ステム１Ｅを大腿骨１００に挿入するときは、遠位部２７をガイドとして機能させることができるので、大腿骨１００の髄腔に沿ってステム１Ｅをスムーズに挿入することができる。また、ステム１Ｅを大腿骨１００に埋入して近位部２６が骨と結合するまでは、遠位部２７で骨との接触面積を維持して荷重を分散させることができるので、骨折の要因となるのを回避することができる。近位部２６と骨との結合が完了した後は、遠位部２７が骨に経時的に吸収されることによって、ステム１Ｅが実質的に近位部２６で構成される長さが小さいステムになる。その結果、術後に遠位部２７で荷重が伝達されてストレスシールディング（Stress Shielding、応力遮蔽）が広範囲に発生するのを抑制することができる。さらに、近位部２６には中空部３が位置していないことから、遠位部２７が消失した後は、金属材料からなる近位部２６によってステム１Ｅの強度を確保することができる。
【００３４】
骨吸収性材料としては、例えば、ハイドロキシアパタイト（ＨＡ）、β−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）、またはこれらの複合体などが挙げられる。
【００３５】
骨吸収性材料は、好ましくは３年以内、より好ましくは１〜３年、さらに好ましくは６〜１２カ月で患者の骨に吸収されるのがよい。骨吸収性材料からなる遠位部２７が患者の骨に吸収されていることの確認は、例えば、レントゲン撮影によって行うことができる。遠位部２７は、その機能を失う程度に患者の骨に吸収されればよく、患者の骨に完全に吸収されなくてもよい。
【００３６】
遠位部２７の曲げ弾性率は、好ましくは０．１〜８０ＧＰａ、より好ましくは１〜４０ＧＰａ、さらに好ましくは５〜２０ＧＰａである。このような構成によれば、遠位部２７の強度が人本来の皮質骨の強度と類似するようになるので、大腿部痛（Thigh Pain）の抑制またはストレスシールディングの抑制に寄与すると考えられる。曲げ弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１またはＪＩＳ  Ｒ  １６０１に準拠して測定される値である。
【００３７】
近位部２６および遠位部２７を互いに固定する方法は、特に限定されない。例えば、接着剤などの固定部材を使用して、近位部２６および遠位部２７を互いに固定してもよい。
その他の構成は、上述した第１〜第４実施形態に係るステム１Ａ〜１Ｄと同様であるので、説明を省略する。
【００３８】
＜人工股関節＞
次に、本発明の一実施形態に係る人工股関節について、上述した第１実施形態に係るステム１Ａを備える場合を例にとって、図８を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図８に示すように、本実施形態の人工股関節１０は、ステム１Ａ、ステム１Ａのネック部６に嵌合する人工骨頭１１、および人工骨頭１１を摺動可能に収容するソケット１２を備えている。
【００４０】
本実施形態の人工股関節１０によれば、ステム１Ａを備えていることから、中空部３に薬剤を収容し、貫通孔４を介して薬剤をステム１Ａの外部に放出させることができるので、人工股関節置換術における感染を予防することができる。
【００４１】
人工骨頭１１は、略球状の部材であり、その底面中央部に位置している有底円筒状の凹部１１１を有している。人工骨頭１１は、凹部１１１を介してステム１Ａのネック部６に嵌合する。人工骨頭１１の構成材料としては、例えば、金属材料またはセラミックスなどが挙げられる。金属材料としては、例えば、コバルト−クロム合金などが挙げられる。セラミックスとしては、例えば、アルミナまたはジルコニアなどが挙げられる。
【００４２】
ソケット１２は、略カップ状の部材であり、その底面中央部に位置している略半球状の凹部１２１を有している。ソケット１２は、凹部１２１内に人工骨頭１１を摺動可能に収容する。また、ソケット１２は、寛骨１０１の臼蓋１０２に固定される。ソケット１２の構成材料としては、例えば、樹脂材料などが挙げられる。樹脂材料としては、例えば、ポリエチレン樹脂などが挙げられる。
【００４３】
なお、本実施形態では、ステム１Ａを使用する場合を例にとって説明したが、ステム１Ａに代えて、ステム１Ｂ〜１Ｅを使用しても同様の効果を奏する人工股関節が得られる。
【００４４】
以上、本発明に係る実施形態について例示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り任意のものとすることができることはいうまでもない。
【００４５】
例えば、第１〜第５実施形態のステム１Ａ〜１Ｅの構成要素を相互に組み合わせて、さらに他の実施形態に係るステムを構成してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１Ａ・・・人工股関節用ステム
１Ｂ・・・人工股関節用ステム
１Ｃ・・・人工股関節用ステム
１Ｄ・・・人工股関節用ステム
１Ｅ・・・人工股関節用ステム
２・・・本体部
２ａ・・・近位
２ｂ・・・遠位
２１・・・外周部
２２・・・内側面
２３・・・外側面
２４・・・前面
２５・・・後面
２６・・・近位部
２７・・・遠位部
３・・・中空部
３１・・・開口部
３２・・・雌ネジ部
４・・・貫通孔
５・・・キャップ
６・・・ネック部
１０・・・人工股関節
１１・・・人工骨頭
１１１・・・凹部
１２・・・ソケット
１２１・・・凹部
１００・・・大腿骨
１０１・・・寛骨
１０２・・・臼蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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