(57)【要約】【課題】人工関節インプラント試験装置において、人工関節インプラントの試験時に、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できるようにする。【解決手段】人工関節インプラント試験装置１０は、カップ状のライナー６への荷重試験に用いられる。この試験装置１０は、第１対向面１６ｄを有する加圧部１１と、第２対向面１２ｃを有する第１サポート部１２と、を有している。第１対向面１６ｄは、ライナー６の内側面６ａのうちの底部６ｃを含む一部の領域（第１領域６ｄ）を加圧する。第２対向面１２ｃは、ライナー６の外側面６ｂと対向するように配置されライナー６の外側面６ｂのうちの開口側端部６ｅおよび頂部６ｇの双方を除く所定の領域（第２領域６ｈ）を受けるように構成されている。【選択図】        図３
2015223342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲状に形成された内側面としてのインプラント内側面および湾曲状に形成された外側面としてのインプラント外側面を有しカップ状に形成された人工関節インプラントを試験するための人工関節インプラント試験装置であって、
前記インプラント内側面と対向するように配置され前記インプラント内側面のうちの底部を含む一部の領域を加圧するための第１対向面を有する、加圧部と、
前記インプラント外側面と対向するように配置され前記インプラント外側面のうちの開口側端部および頂部の双方を除く所定の領域を受けるように構成され、且つ、前記インプラント外側面の形状に沿うように構成された湾曲状の第２対向面を有する、サポート部と、
を備えていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記第２対向面の内周縁部は、前記第１対向面の外周縁部の径方向内方に配置されていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記第２対向面の外周縁部は、前記第１対向面の外周縁部の径方向外方に配置されていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記加圧部は、前記インプラント内側面に付与する加圧力を発生するための加圧装置に連結される剛性部と、この剛性部の弾力性よりも高い弾力性を有し前記剛性部に取り付けられる弾性部と、を有することを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項５】
請求項４に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記弾性部に前記第１対向面が形成され、
前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記剛性部の外周部は、前記第２対向面の内周縁部の径方向外方に配置されていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記剛性部の外周部は、前記第２対向面の外周縁部の径方向内方に配置されていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記人工関節インプラントの開口側端部における前記インプラント外側面を受けるように構成された第２サポート部をさらに備えていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記サポート部を着脱可能に保持するケース部をさらに備えていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項９】
請求項８に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記ケース部は、前記加圧部が前記人工関節インプラントを加圧する方向における前記サポート部の位置を調整可能に構成されていることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の人工関節インプラント試験装置であって、
前記ケース部は、前記サポート部を取り囲む第１部分と、前記サポート部を支持する第２部分と、前記第１部分および前記第２部分間の相対位置を調整可能なねじ調整機構と、を有していることを特徴とする、人工関節インプラント試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工関節に用いられるインプラントを試験するための人工関節インプラント試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、股関節に異常が認められた患者に対して、人工股関節を適用し、股関節の一部または全部を人工股関節で置換する人工股関節置換術が行われている。人工股関節においては、骨盤の臼蓋には半球殻状に設けられたシェルを有する臼蓋用コンポーネントが設置され、大腿骨には骨頭の一部または全部を置換するコンポーネントが用いられる。
【０００３】
上記シェルは、臼蓋に固定される。また、シェルの内側には、半球殻状のライナーが固定される。一方、大腿骨用のコンポーネントは、大腿骨に固定されたステムと、ステムに連結された骨頭ボールとを含む。骨頭ボールは、ライナーに受けられる。上記の構成により、大腿骨の動きに合わせて骨頭ボールがライナーに対して摺動する。
【０００４】
ライナーは、たとえば、セラミックなどを用いて形成される。そして、ライナーは、患者の体重などの大きな荷重および衝撃荷重を受けることがあり、十分な強度を有していることが要求される。このため、ライナーは、品質検査としての強度検査を実施された後に出荷される。このような強度検査を行うための検査方法が提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
特許文献１における、セラミック寛骨臼（ライナー）を検査する方法では、セラミック寛骨臼の外側面における開口側部分が、テーパ状の面で支えられる。そして、この状態で、半球体が、セラミック寛骨臼の内側面の全面に荷重を与える。
【０００６】
また、特許文献２における、セラミック製のソケットインサート（ライナー）を検査する方法では、検査力（荷重）を、ソケットインサートの内側のソケットインサート内に導入し、かつ、同時にソケットインサートの外表面の部分領域に、検査力に抗して作用する支持力をかける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０００−５１４３２４号公報
【特許文献２】特表２００２−５２５５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の方法では、試験時にセラミック寛骨臼に発生する応力は、テーパ状の面で支えられている部分の周辺に集中し、患者に適用された際の実際の使用状態との差が大きくなるおそれがある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の方法では、試験時にソケットインサートに発生する応力は、ソケットインサートの頂点の周辺に集中し、患者に適用された際の実際の使用状態との差が大きくなるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みることにより、人工関節インプラント試験装置において、人工関節インプラントの試験時に、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記目的を達成するための本発明のある局面に係る人工関節インプラント試験装置は、湾曲状に形成された内側面としてのインプラント内側面および湾曲状に形成された外側面としてのインプラント外側面を有しカップ状に形成された人工関節インプラントを試験するための人工関節インプラント試験装置であって、前記インプラント内側面と対向するように配置され前記インプラント内側面のうちの底部を含む一部の領域を加圧するための第１対向面を有する、加圧部と、前記インプラント外側面と対向するように配置され前記インプラント外側面のうちの開口側端部および頂部の双方を除く所定の領域を受けるように構成され、且つ、前記インプラント外側面の形状に沿うように構成された湾曲状の第２対向面を有する、サポート部と、を備えている。
【００１２】
この構成によると、加圧部が人工関節インプラントを加圧し、この加圧力がサポート部で受けられる。これにより、人工関節インプラントに応力が発生し、たとえば、人工関節インプラントに亀裂などの不具合が生じているか否かが検査される。この際、加圧部は、インプラント内側面のうちの底部を含む一部のみの領域を加圧する。そして、サポート部は、インプラント外側面のうちの開口側端部および頂部の双方を除く領域を受ける。さらに、サポート部は、インプラント外側面の形状に沿うように構成されている。このような構成により、加圧部からの荷重は、人工関節インプラントのカップ状の頂部に偏って作用することを抑制され、且つ、サポート部で受けられている部分に偏って作用することを抑制される。その結果、人工関節インプラント試験装置は、人工関節インプラントの試験時に、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００１３】
（２）好ましくは、前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記第２対向面の内周縁部は、前記第１対向面の外周縁部の径方向内方に配置されている。
【００１４】
この構成によると、加圧部の第１対向面からの加圧力を、第２対向面で確実に受けることができる。その結果、加圧部からの加圧力が、人工関節インプラントのカップの頂部の周辺に過度に偏ることを抑制できる。これにより、人工関節インプラントの試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００１５】
（３）好ましくは、前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記第２対向面の外周縁部は、前記第１対向面の外周縁部の径方向外方に配置されている。
【００１６】
この構成によると、加圧部の第１対向面からの加圧力を、第２対向面で確実に受けることができる。その結果、人工関節インプラントのカップ状の開口側端部において、インプラント外側面側にまくられるような変形が生じることを抑制できる。これにより、人工関節インプラントの試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００１７】
（４）好ましくは、前記加圧部は、前記インプラント内側面に付与する加圧力を発生するための加圧装置に連結される剛性部と、この剛性部の弾力性よりも高い弾力性を有し前記剛性部に取り付けられる弾性部と、を有している。
【００１８】
この構成によると、加圧装置から剛性部および弾性部を介して加圧力を付与された人工関節インプラントは、第２対向面に安定した姿勢で受けられることとなる。このような荷重伝達構造が採用されることにより、人工関節インプラントの試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００１９】
（５）より好ましくは、前記弾性部に前記第１対向面が形成され、前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記剛性部の外周部は、前記第２対向面の内周縁部の径方向外方に配置されている。
【００２０】
この構成によると、人工関節インプラントのうち第２対向面に受けられている部分と、人工関節インプラントのうち第２対向面に受けられていない部分との間に、過度のせん断力が生じることを抑制できる。これにより、人工関節インプラントの試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００２１】
（６）より好ましくは、前記人工関節インプラント試験装置を平面視した場合において、前記剛性部の外周部は、前記第２対向面の外周縁部の径方向内方に配置されている。
【００２２】
この構成によると、加圧部からの荷重は、より確実にサポート部の第２対向面で受けられることとなる。これにより、人工関節インプラントの試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００２３】
（７）好ましくは、前記人工関節インプラントの開口側端部における前記インプラント外側面を受けるように構成された第２サポート部をさらに備えている。
【００２４】
この構成によると、人工関節インプラントの開口側端部にサポート部に受けられない状態で当該人工関節インプラントに加圧部からの荷重がかけられる場合において、上記人工関節インプラントの開口側端部の変位を案内するガイドとして、第２サポート部を用いることができる。これにより、人工関節インプラントの試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００２５】
（８）好ましくは、前記人工関節インプラント試験装置は、前記サポート部を着脱可能に保持するケース部をさらに備えている。
【００２６】
この構成によると、人工関節インプラントの形状に合わせて、第２対向面の形状の異なる複数のサポートを択一的に選択し、当該サポート部をケース部に取り付けることができる。これにより、形状の異なる複数種類の人工関節インプラントの検査を１つの人工関節インプラント試験装置で行うことができる。よって、人工関節インプラント試験装置の汎用性をより高くできる。
【００２７】
（９）より好ましくは、前記ケース部は、前記加圧部が前記人工関節インプラントを加圧する方向における前記サポート部の位置を調整可能に構成されている。
【００２８】
この構成によると、加圧部への加圧により適した位置に、人工関節インプラントを配置することができる。
【００２９】
（１０）より好ましくは、前記ケース部は、前記サポート部を取り囲む第１部分と、前記サポート部を支持する第２部分と、前記第１部分および前記第２部分間の相対位置を調整可能なねじ調整機構と、を有している。
【００３０】
この構成によると、ねじ調整機構の雄ねじ部と雌ねじ部とを相対回転する簡易な構成により、サポート部の位置を調整することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によると、人工関節インプラント試験装置において、人工関節インプラントの試験時に、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る人工関節インプラント試験装置によって検査される人工関節インプラントを含む人工股関節について、骨盤および大腿骨の一部とともに示す断面図である。
【図２】臼蓋コンポーネントの断面図であり、臼蓋コンポーネントを骨盤とともに図示している。
【図３】人工関節インプラント試験装置の断面図であり、人工関節インプラント試験装置を側面視した状態を示している。
【図４】人工関節インプラント試験装置の平面図である。
【図５】人工関節インプラント試験装置の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、人工関節において用いられる人工関節インプラントを試験するための人工関節インプラント試験装置として広く適用することができる。
【００３４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る人工関節インプラント試験装置によって検査される人工関節インプラントとしてのライナー６を含む人工股関節１について、骨盤１００および大腿骨１０１の一部とともに示す断面図である。図１に示すように、人工股関節１は、臼蓋コンポーネント２と、ステム３と、骨頭ボール４と、を有している。
【００３５】
臼蓋コンポーネント２、ステム３、および、骨頭ボール４は、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料、超高分子量ポリエチレン、ＰＥＥＫなどの高分子材料、およびアルミナ、ジルコニアなどのセラミックス材料を素材として構成されている。これらの材料は、生体親和性を有する材料である。生体親和性を有する材料とは、生体組織との馴染みが良好な材料をいう。換言すれば、生体親和性を有する材料とは、生体組織に接触した際に長期的、慢性的な炎症反応を引き起こさず、周囲組織と良好な密着状態を維持することができる材料をいう。
【００３６】
ステム３は、大腿骨１０１の髄腔部１０１ａに一端側が埋植されて配置される棒状に形成される。そして、ボール状に形成されて骨頭部分を構成する骨頭ボール４が、ステム３の他端側に取り付けられる。骨頭ボール４は、臼蓋コンポーネント２に連結されている。
【００３７】
臼蓋コンポーネント２は、骨盤１００に固定され、且つ、骨頭ボール４と協働して球面継手を形成しており、骨盤１００に対する大腿骨１０１の運動を許容する。臼蓋コンポーネント２は、シェル５と、シェル５に嵌合されたライナー６と、を有している。シェル５は、骨盤１００の臼蓋１００ａに固定されるベース部材として設けられている。
【００３８】
図２は、臼蓋コンポーネント２の断面図であり、臼蓋コンポーネント２を骨盤１００とともに図示している。図２に示すように、シェル５は、半球殻状、より具体的には、所定の厚みを有する中空の略球状の部材の半部に相当する形状に形成されており、臼蓋１００ａに固定されている。シェル５は、半球状の内側面５ａおよび外側面５ｂを有している。この内側面５ａは、ライナー６と嵌合している。
【００３９】
ライナー６は、本発明の「人工関節インプラント」の一例である。ライナー６は、シェル５に固定され、且つ、骨頭ボール４と摺動可能に接触する部材として設けられている。ライナー６は、半球殻状、より具体的には、所定の厚みを有する略球状の中空部材の半部に相当する形状に形成されている。ライナー６は、シェル５のうち内側面５ａに固定されている。本実施形態では、ライナー６は、アルミナ、ジルコニア、ジルコニア強化アルミナなどのセラミック材料を用いて形成されている。
【００４０】
ライナー６は、シェル５側へ向けて窪むカップ形状に形成されており、内側面６ａと、外側面６ｂとを有している。内側面６ａおよび外側面６ｂは、それぞれ、湾曲状の面として設けられており、本実施形態では、半球状の面である。外側面６ｂは、シェル５の内側面５ａのうち開口部側の円錐テーパ状の対向面に圧入などによって固定されている。内側面６ａは、骨頭ボール４と摺動可能に接触している。
【００４１】
以上の概略構成を有する臼蓋コンポーネント２において、臼蓋１００ａと骨頭ボール４との間に荷重が作用した場合、この荷重は、シェル５およびライナー６に作用する。そして、シェル５およびライナー６には、患者の歩行時に繰返し、荷重が生じる。このため、シェル５およびライナー６には、高い強度が求められる。
【００４２】
本実施形態では、前述したように、ライナー６は、セラミック製の部材であり、上記の耐衝撃性を確保するためには、当該ライナー６の製造時において所定の荷重検査に合格している必要がある。製造されたライナー６の全てが、人工関節インプラント試験装置１０で試験される。すなわち、ライナー６は、全数検査が行われる。この荷重検査を行うための人工関節インプラント試験装置１０を、以下に説明する。
【００４３】
図３は、人工関節インプラント試験装置１０の断面図であり、人工関節インプラント試験装置１０を側面視した状態を示している。図４は、人工関節インプラント試験装置１０の平面図である。図３および図４では、人工関節インプラント試験装置１０（以下、単に試験装置１０ともいう）にライナー６がセットされた状態を示している。
【００４４】
図３および図４を参照して、試験装置１０は、ライナー６（セラミックインレー）に荷重を負荷することで、ライナー６に亀裂などの不備が生じているか否かなどを検査するために設けられている。試験装置１０は、加圧装置７０から加圧力Ｆ（荷重）を付与され、この加圧力Ｆをライナー６に付与するように構成されている。加圧装置７０は、ライナー６の内側面６ａに付与する加圧力Ｆ（荷重）を発生可能な構成であれば特に限定されない。本実施形態では、加圧装置７０は、油圧シリンダ装置であり、当該シリンダ装置のロッドが試験装置１０に連結されている。
【００４５】
試験装置１０は、加圧部１１と、第１サポート部１２と、第２サポート部１３と、ケース部１４と、を有している。
【００４６】
加圧部１１は、ライナー６の内側面６ａと対向するように配置され、ライナー６の内側面６ａのうちの底部６ｃを含む一部の領域としての第１領域６ｄを加圧するために設けられている。本実施形態では、この一部の第１領域６ｄは、ライナー６の内側面６ａにおいて、底部６ｃ（最深部）と、ライナー６の開口部側端部６ｅに隣接する部分６ｆとを含む領域である。このように、ライナー６の内側面６ａの第１領域６ｄは、内側面６ａのなかの一部のみの領域であり、球面の一部を含む形状を有している。
【００４７】
この第１領域６ｄの深さ（ケース部１４の軸方向Ｘ１における長さ）は、ライナー６の形状などに応じて適宜設定される。本実施形態では、軸方向Ｘ１において、第１領域６ｄの深さは、ライナー６の内側面６ａの深さ（長さ）の１／２以上に設定されている。加圧部１１は、全体として、軸方向Ｘ１に延びる形状に形成されている。
【００４８】
加圧部１１は、剛性部１５と、弾性部１６と、を有している。
【００４９】
剛性部１５は、実質的に剛体として形成された部材である。剛性部１５は、金属などの剛性の高い材料を用いて形成されており、加圧力Ｆが作用したときにでも、実質的に変形しないように構成されている。剛性部１５は、ブロック状の部材として設けられており、円柱状に形成されている。剛性部１５の一端部は、加圧装置７０のロッド７０ａに固定されており、このロッド７０ａと一体的に軸方向Ｘ１に変位可能である。剛性部１５の他端部は、半球状に形成されており、弾性部１６が取り付けられている。
【００５０】
弾性部１６は、剛性部１５の剛性よりも低い剛性を有しており、且つ、剛性部１５の弾力性よりも高い弾力性を有している。弾性部１６は、たとえば、合成樹脂などを用いて形成されている。この合成樹脂として、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルトン）、ＰＥ（ポリエチレン）を例示することができる。弾性部１６は、ライナー６の内側面６ａと直接接触する部分として設けられている。
【００５１】
弾性部１６は、カップ状に形成されており、中実の球の一部を含む形状に形成されており、内側面１６ａおよび外側面１６ｂを有している。弾性部１６の内側面１６ａは、剛性部１５の他端部の半球状の外側面に密着している。
【００５２】
弾性部１６の外側面１６ｂは、第１対向面１６ｄを含んでいる。第１対向面１６ｄは、ライナー６の内側面６ａの第１領域６ｄに直接接触した状態で内側面６ａの第１領域６ｄに直接加圧力Ｆを伝達する部分としてとして設けられている。本実施形態では、第１対向面１６ｄは、外側面１６ｂの全域に形成されており、球の一部を含む形状である。なお、第１対向面１６ｄは、外側面１６ｂの一部にのみ形成されていてもよい。第１対向面１６ｄの曲率半径は、ライナー６の内側面６ａの曲率半径と同じでもよいし、異なっていてもよい。第１対向面１６ｄの曲率半径は、剛性部１５の外周面１５ａの曲率半径よりも大きく設定されている。上記の構成を有する弾性部１６と軸方向Ｘ１に向かい合うようにして、第１サポート部１２が配置されている。
【００５３】
第１サポート部１２は、ライナー６の外側面６ｂを支持することにより、加圧装置７０から加圧部１１を介してライナー６に作用する加圧力Ｆを受けるように構成された部分である。
【００５４】
第１サポート部１２は、全体として円筒状に形成されたブロック状の部材であり、軸方向Ｘ１に延びる貫通孔１７が形成されている。第１サポート部１２は、合成樹脂を用いて形成されている。この合成樹脂として、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥ（ポリエチレン）などを例示することができる。第１サポート部１２のうちライナー６側を向く一端面１２ａには、窪み部１２ｂが形成されている。窪み部１２ｂは、一端面１２ａに対して凹湾曲状に窪むように形成された部分である。本実施形態では、窪み部１２ｂの全面に、第２対向面１２ｃが形成されている。
【００５５】
第２対向面１２ｃは、ライナー６の外側面６ｂと対向するように配置され、ライナー６の外側面６ｂのうちの開口側端部６ｅ側の部分および頂部６ｇの双方を除く所定の領域としての第２領域６ｈを受けるように構成され、且つ、ライナー６の外側面６ｂの形状に沿うように構成された湾曲状の部分である。第２領域６ｈは、ライナー６の形状などに応じて適宜設定される。本実施形態では、第２領域６ｈは、中心軸線Ｌ１の周囲に形成された無端環状の面である。
【００５６】
本実施形態では、第２領域６ｈの内周縁部６ｈ１は、第２対向面１２ｃの内周縁部１２ｃ１に重なっている。また、本実施形態では、第２領域６ｈの外周縁部６ｈ２は、第１サポート部１２の窪み部１２ｂの開口縁部と重なっている。
【００５７】
第２対向面１２ｃは、球の一部を含む形状であって、且つ、円環状に形成されている。本実施形態では、第２対向面１２ｃの曲率半径は、ライナー６の外側面６ｂの曲率半径と同じに設定されている。そして、第２対向面１２ｃの全部が、ライナー６の外側面６ｂに接触している。なお、第２対向面１２ｃのうちの軸方向Ｘ１における一部のみがライナー６の外側面６ｂに接触してもよい。
【００５８】
試験装置１０を平面視した場合において、第２対向面１２ｃの内周縁部１２ｃ１は、第１対向面１６ｄの外周縁部１６ｄ２の径方向内方に配置されている。すなわち、平面視において、第２対向面１２ｃの内周縁部１２ｃ１の直径は、第１対向面１６ｄの外周縁部１６ｄ２の直径よりも小さく設定されている。これらの縁部１２ｃ１，１６ｄ２の直径の差は特に限定されないけれども、本実施形態では、弾性部１６の肉厚以上に設定されている。これにより、第２対向面１２ｃのうち内周縁部１２ｃ１の周囲の部分が、第１対向面１６ｄと軸方向Ｘ１に対向している。
【００５９】
また、平面視において、第２対向面１２ｃの外周縁部１２ｃ２は、第１対向面１６ｄの外周縁部１６ｄ２の径方向外方に配置されている。すなわち、平面視において、第２対向面１２ｃの外周縁部１２ｃ２の直径は、第１対向面１６ｄの外周縁部１６ｄ２の直径よりも大きく設定されている。これらの縁部１２ｃ２，１６ｄ２の直径の差は特に限定されないけれども、本実施形態では、ライナー６の肉厚分の１／２程度に設定されている。これにより、第２対向面１２ｃのうち外周縁部１２ｃ２の周囲の部分が第１対向面１６ｄと軸方向Ｘ１に対向している。
【００６０】
また、平面視において、剛性部１５の外周面１５ａは、第２対向面１２ｃの内周縁部１２ｃ１の径方向外方に配置されている。すなわち、平面視において、剛性部１５の外周面１５ａの直径は、第２対向面１２ｃの内周縁部１２ｃ１の直径よりも大きく設定されている。これらの外周面１５ａ、内周縁部１２ｃ１の直径の差は特に限定されないけれども、本実施形態では、弾性部１６の肉厚未満に設定されている。
【００６１】
また、平面視において、剛性部１５の外周面１５ａは、第２対向面１２ｃの外周縁部１２ｃ２の径方向内方に配置されている。すなわち、平面視において、剛性部１５の外周面１５ａの直径は、第２対向面１２ｃの外周縁部１２ｃ２の直径よりも小さく設定されている。これらの外周面１５ａ、外周縁部１２ｃ２の直径の差は特に限定されないけれども、本実施形態では、弾性部１６の肉厚より大きく設定されている。このような構成により、弾性部１６からの加圧力Ｆは、第１サポート部１２のうちの内周縁部１２ｃ１と外周縁部１２ｃ２との間に、より確実に作用する。
【００６２】
上記の構成を有する第１サポート部１２は、第２サポート部１３と共同して、ライナー６を受けている。第２サポート部１３は、ライナー６の開口側端部６ｅにおけるライナー６の外側面６ｂを受けるように構成されたガイド部である。第２サポート部１３は、第１サポート部１２に隣接して配置されており、ライナー６の開口側端部６ｅを取り囲む円筒状に形成されている。
【００６３】
第２サポート部１３は、第１サポート部１２と同様の材料を用いて形成されている。第２サポート部１３の内周面１３ａの直径は、第１サポート部１２の外周縁部１２ｃ２における第２対向面１２ｃの直径よりも大きく設定されている。第２サポート部１３の内周面１３ａは、ライナー６の外側面６ｂのうち第１サポート部１２から突出する部分に接触している。
【００６４】
第１サポート部１２および第２サポート部１３は、ケース部１４によって保持されている。ケース部１４は、第１サポート部１２を着脱可能に保持している。また、ケース部１４は、軸方向Ｘ１（第１サポート部１２の中心軸線Ｌ１の延びる方向）における第１サポート部１２の位置を調整可能に構成されている。
【００６５】
ケース部１４は、第１部分２１と、第２部分２２と、ねじ調整機構２３と、を有している。
【００６６】
第１部分２１は、第１サポート部１２を取り囲む円筒状の部分として設けられている。また、第１部分２１は、第２サポート部１３を保持する部分として設けられている。第１部分２１は、第１サポート部１２と、たとえば、すきまばめとなるように嵌合している。これにより、第１部分２１と第１サポート部１２とは、軸方向Ｘ１に相対変位可能である。軸方向Ｘ１における第１部分２１の一端部には、環状の保持溝２１ａが形成されている。保持溝２１ａは、第１部分２１の内周面に形成されており、第２サポート部１３が嵌め込まれて固定されている。第１部分２１の他端部の近傍に、第２部分２２が配置されている。
【００６７】
第２部分２２は、第１サポート部１２を支持する部分として設けられている。また、第２部分２２は、ナット２４を介して第１サポート部１２を支持する部分として設けられている。第２部分２２は、円筒状に形成されており、第１サポート部１２の他端部を支持している。第２部分２２は、作業台などに置かれる。すなわち、本実施形態では、第２部分２２の一端部２２ａへは、ライナー６を加圧部１１側へ加圧する加圧力が外部から入力される構成ではない。第２部分２２の外周部には、雄ねじ部２２ｂが形成されている。
【００６８】
ねじ調整機構２３は、上記の雄ねじ部２２ｂと、ナット２４とを有している。ねじ調整機構２３は、軸方向Ｘ１における第１部分２１と第２部分２２間の相対位置（加圧部１１からライナー６を加圧する方向における第１サポート部１２の位置）を調整可能な機構として設けられている。ナット２４の雌ねじ部は、雄ねじ部２２ｂに螺合している。また、ナット２４の一端側の内周部には、環状の段部２４ｂが形成されている。この段部２４ｂは、ナット２４の一端面に開放されており、第１部分２１を支持している。
【００６９】
上記の構成により、第２部分２２をナット２４に対して回転させることで、ナット２４および第１部分２１に対する第２部分２２および第１サポート部１２の軸方向位置が変位する。
【００７０】
上記の構成において、ライナー６の荷重試験が行われる際には、図３に示すように、第１サポート部１２の第２対向面１２ｃにライナー６の外側面６ｂが受けられた状態で、加圧部１１の第１対向面１６ｄが、ライナー６の内側面６ａに加圧される。これにより、加圧装置７０からの軸方向Ｘ１に沿う加圧力Ｆがライナー６に作用する。この荷重試験において、ライナー６における亀裂などの不具合の有無が、検査される。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態に係る試験装置１０によると、加圧部１１がライナー６を加圧し、この加圧力Ｆが第１サポート部１２で受けられる。これにより、ライナー６に応力が発生し、たとえば、ライナー６に亀裂などの不具合が生じているか否かが検査される。この際、加圧部１１は、ライナー６の内側面６ａのうちの底部６ｃを含む一部のみの第１領域６ｄを加圧する。そして、第１サポート部１２は、ライナー６の外側面６ｂのうちの開口部側端部６ｅおよび頂部６ｇの双方を除く第２領域６ｈを受ける。さらに、第１サポート部１２は、ライナー６の外側面６ｂの形状に沿うように構成されている。
【００７２】
このような構成により、加圧部１１からの加圧力Ｆは、ライナー６のカップ状の頂部６ｇに偏って作用することを抑制され、且つ、ライナー６のうち第１サポート部１２で受けられている部分に偏って作用することを抑制される。その結果、試験装置１０は、ライナー６の試験時に、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００７３】
また、試験装置１０によると、平面視において、第２対向面１２ｃの内周縁部１２ｃ１は、第１対向面１６ｄの外周縁部１６ｄ２の径方向内方に配置されている。この構成によると、加圧部１１の第１対向面１６ｄからの加圧力Ｆを、第２対向面１２ｃで確実に受けることができる。その結果、加圧部１１からの加圧力Ｆが、ライナー６のカップ状の頂部６ｇの周辺に過度に偏ることを抑制できる。これにより、試験装置１０を用いたライナー６の試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００７４】
また、試験装置１０によると、平面視において、第２対向面１２ｃの外周縁部１２ｃ２は、第１対向面１６ｄの外周縁部１６ｄ２の径方向外方に配置されている。この構成によると、加圧部１１の第１対向面１６ｄからの加圧力Ｆを、第２対向面１２ｃで確実に受けることができる。その結果、ライナー６のカップ状の開口側端部６ｅにおいて、当該ライナー６の外側面６ｂ側にまくられるような変形が生じることを抑制できる。これにより、ライナー６の試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００７５】
また、試験装置１０によると、加圧部１１は、ライナー６の内側面６ａに付与する加圧力Ｆを発生するための加圧装置７０に連結される剛性部１５と、この剛性部１５の弾力性よりも高い弾力性を有し剛性部１５に取り付けられる弾性部１６と、を有している。この構成によると、加圧装置７０から剛性部１５および弾性部１６を介して加圧力Ｆを付与されたライナー６は、第２対向面１２ｃに安定した姿勢で受けられることとなる。このような荷重伝達構造が採用されることにより、ライナー６の試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００７６】
また、試験装置１０によると、平面視において、加圧部１１の剛性部１５の外周面１５ａは、第２対向面１２ｃの内周縁部１２ｃ１の径方向外方に配置されている。この構成によると、ライナー６のうち第２対向面１２ｃに受けられている部分と、ライナー６のうち第２対向面１２ｃに受けられていない部分との間に、過度のせん断力が生じることを抑制できる。これにより、ライナー６の試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００７７】
また、試験装置１０によると、平面視において、剛性部１５の外周面１５ａは、第２対向面１２ｃの外周縁部１２ｃ２の径方向内方に配置されている。この構成によると、加圧部１１からの加圧力Ｆは、より確実に第１サポート部１２の第２対向面１２ｃで受けられることとなる。これにより、ライナー６の試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００７８】
また、試験装置１０によると、第２サポート部１３は、ライナー６の開口側端部６ｅにおける当該ライナー６の外側面６ｂを受けるように構成されている。この構成によると、ライナー６の開口側端部６ｅが第１サポート部１２に受けられない状態で当該ライナー６に加圧部１１からの加圧力Ｆがかけられる場合において、上記ライナー６の開口側端部６ｅの変位を案内するガイドとして、第２サポート部１３を用いることができる。これにより、ライナー６の試験時において、実際の使用状態により近い負荷状態を再現できる。
【００７９】
また、試験装置１０によると、ケース部１４は、第１サポート部１２を着脱可能に保持している。この構成によると、ライナー６の形状に合わせて、第２対向面１２ｃの形状の異なる複数の第１サポート部１２を択一的に選択し、当該第１サポート部１２をケース部１４に取り付けることができる。これにより、形状の異なる複数種類のライナー６の検査を１つの試験装置１０で行うことができる。よって、試験装置１０の汎用性をより高くできる。
【００８０】
また、試験装置１０によると、ねじ調整機構２３の雄ねじ部２２ｂとナット２４とを相対回転する簡易な構成により、第１サポート部１２の位置を調整することができる。これにより、加圧部１１への加圧により適した位置に、ライナー６を配置することができる。
【００８１】
以上、本発明の実施形態について説明したけれども、本発明は上述の実施の形態に限られず、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。たとえば、次のように変更して実施してもよい。
【００８２】
（１）前述の実施形態では、加圧部１１が剛性部１５と弾性部１６の２部材で形成されている形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、加圧部は、単一部材で形成されていてもよい。
【００８３】
（２）また、前述の実施形態では、第１サポート部１２が円筒状である形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、図５に示すように、第１サポート部１２は、中実（solid）な部材であってもよい。この場合も第１サポート部１２の第２対向面１２ｃは、ライナー６の外側面６ｂの第２領域６ｈを受けるように配置される。
【００８４】
（３）また、前述の実施形態では、人工股関節に適用される人工関節インプラントが試験される形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。たとえば、本発明の人工関節インプラント試験装置は、人工股関節以外の人工関節のインプラントの試験に用いられてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、人工関節インプラント試験装置として、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００８６】
６        ライナー（人工関節インプラント）
６ａ      内側面（インプラント内側面）
６ｂ      外側面（インプラント外側面）
６ｃ      内側面の底部
６ｄ      第１領域（インプラント内側面のうちの底部を含む一部の領域）
６ｅ      開口側端部
６ｇ      頂部
６ｈ      第２領域（開口側端部および頂部の双方を除く所定の領域）
１０      人工関節インプラント試験装置
１１      加圧部
１２      第１サポート部（サポート部）
１２ｃ    第２対向面
１２ｃ１  第２対向面の内周縁部
１２ｃ２  第２対向面の外周縁部
１３      第２サポート部
１４      ケース部
１５      剛性部
１５ａ    外周面（剛性部の外周部）
１６      弾性部
１６ｄ    第１対向面
１６ｄ２  第１対向面の外周縁部
２１      第１部分
２２      第２部分
２３      ねじ調整機構
７０      加圧装置
Ｆ        加圧力
【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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