(57)【要約】【課題】大腿骨に植設されるステム１と、該ステムに例えば円錐形の緊締部によって固定される球ヘッド２と、ソケット５とを有しており、該ソケット５内で前記球ヘッド２が可動に支承されている形式の、人工股関節を改良して、人工股関節における脱臼傾向を、従来のものと比較して改善する。【解決手段】球ヘッド２とソケット５との間に双極シェル３が配置されていて、前記球ヘッド２が双極シェル３内で回転し、該双極シェル３が前記ソケット５内で回転するようにした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿骨に植設されるステム（１）と、該ステム（１）に例えば円錐形の緊締部によって固定される球ヘッド（２）と、ソケット（５）とを有しており、該ソケット（５）内で前記球ヘッド（２）が可動に支承されている形式のものにおいて、
球ヘッド（２）とソケット（５）との間に双極シェル（３）が配置されていて、前記球ヘッド（２）が双極シェル（３）内で回転し、該双極シェル（３）が前記ソケット（５）内で回転することを特徴とする、人工股関節。
【請求項２】
双極シェル（３）と球ヘッド（２）とから成る滑り対偶の直径比が、１．０５乃至５、有利には１．２乃至２であることを特徴とする、請求項１記載の人工股関節。
【請求項３】
双極シェル（３）の滑り対偶直径が２６ｍｍ乃至４０ｍｍ、有利には３２ｍｍであって、球ヘッド（２）の滑り対偶直径が１４ｍｍ乃至３２ｍｍ、有利には２２．２ｍｍであることを特徴とする、請求項２記載の人工股関節。
【請求項４】
人工股関節であって、セラミック製の球ヘッド（２）とセラミック製の双極シェル（３）とセラミック製のソケット（５）とを備えている形式のものにおいて、
これらのセラミック製の構成部材（２，３，５）の摩擦学的な条件が次のような特徴の組み合わせによって規定されている、つまり
ａ）セラミック製の構成部材（２，３，５）の硬さが１０００ＨＶ（ビッカース）よりも大きい、
ｂ）セラミック製の構成部材（２，３，５）の関節を成す面の表面光沢が０．１μｍよりも小さい粗さを有している（Ｒａ値＜０．１μｍ）、
ｃ）セラミック製の構成部材（２，３，５）の関節を成す面の接触角が、１°乃至８°（リンガー液内で測定して）である、
ｄ）セラミック製の構成部材（２，３，５）の関節を成す面の滑り対偶の直径差が、１乃至２００μｍ、有利には２０μｍ乃至１２０μｍである、
組み合わせによって規定されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の人工股関節。
【請求項５】
双極シェル（３）に対する球ヘッド（２）の回転中心点と、ソケット（５）に対する双極シェル（３）の回転中心点とが、ずれ（ｄ）を有していて、このずれ（ｄ）が０．１ｍｍ乃至５ｍｍ有利には１．５ｍｍ乃至２．５ｍｍである、請求項１から４までのいずれか１項記載の人工股関節。
【請求項６】
双極シェル（３）は、種々異なる壁厚の横断面を有しており、双極シェル（３）の開口部の領域に最大壁厚が配置されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の人工股関節。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間及び動物に植設するための人工股関節若しくは股関節プロステーシスに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の人工股関節は、大腿骨に植設されるステムと、該ステムに例えば円錐形の緊締部によって固定される球ヘッドとから成っている。この場合、球ヘッドは、ソケット内で回転するようになっている。ソケットは骨盤に直接植設されるか、又は別の外側のシェル内或いはプラスチック周壁内に挿入され、次いで植設されるようになっている。
【０００３】
公知の人工股関節においては、常にある程度脱臼する傾向がある。つまり球ヘッドが所定の運動においてソケットから滑り出す傾向がある。専門文献では、人工股関節等のプロステーシスシステムの脱臼傾向のパーセントは１桁に上る。
【０００４】
このような脱臼傾向に対抗する手段としては、ソケットの縁部を高くすること、又は滑り対偶の直径を大きくすることが挙げられる。球ヘッドの滑り対偶直径は、ソケットと関節を成す、球ヘッドの外側面の直径によって規定される。
【０００５】
しかしながらこのような構造的な構成には様々な欠点がある。例えばソケットの縁部を高くすれば、ソケット内におけるステムを備えた球ヘッドの運動スペースが著しく制限される。直径がより大きい滑り対偶、つまりより大きい球ヘッド及びより大きいソケットの挿入は、提供された組み付けスペースが制限されることによって限定されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、人工股関節における脱臼傾向を、従来のものと比較して改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決した本発明によれば、球ヘッドとソケットとの間に双極シェルが配置されていて、前記球ヘッドが双極シェル内で回転し、該双極シェルが前記ソケット内で回転するようにした。このような２重の回転可能性によって、脱臼は著しく減少される。このシステムは、「ダブル可動性システム；double mobility system」とも呼ばれている。
【０００８】
有利には、双極シェルと球ヘッドとから成る滑り対偶の直径比は、１．０５〜５の間、有利には１．２〜２の間である。
【０００９】
有利には双極シェルの滑り対偶直径は、２６ｍｍ〜４０ｍｍの間、有利には３２ｍｍであって、球ヘッドの滑り対偶直径が１４ｍｍ〜３２ｍｍの間、有利には２２．２ｍｍである。
【００１０】
セラミック製の球ヘッドとセラミック製の双極シェルとセラミック製のソケットとを備えている形式の人工股関節においては、これらのセラミック製の構成部材の摩擦学的な条件が次のような特徴の組み合わせによって規定されている、つまり
ａ）セラミック製の構成部材の硬さが１０００ＨＶ（ビッカース）よりも大きい、
ｂ）セラミック製の構成部材の関節を成す面の表面光沢が０．１μｍよりも小さい粗さを有している（Ｒａ値＜０．１μｍ）、
ｃ）セラミック製の構成部材の関節を成す面の接触角が、１°〜８°の間（リンガー液内で測定して）である、
ｄ）セラミックの構成部材の関節を成す面の滑り対偶の直径差が、１〜２００μｍの間、有利には２０μｍ〜１２０μｍの間である、
という特徴の組み合わせによって規定されている。
【００１１】
有利な実施例では、双極シェルに対する球ヘッドの回転中心点と、ソケットに対する双極シェルの回転中心点とが、ずれ（ｄ）を有していて、このずれ（ｄ）が０．１ｍｍ〜５ｍｍの間、有利には１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの間である。
【００１２】
有利な実施例では、双極シェルは、種々異なる壁厚の横断面を有しており、この場合、双極シェルの開口部の領域に最大壁厚が配置されている。
【００１３】
球ヘッドは、双極シェル内で固定リングによって保持されており、この固定リングは、双極シェルの縁部においてこの双極シェルに挿入されている。
【発明の効果】
【００１４】
以下に、従来技術のものと比較したこの人工股関節の利点について説明する。
【００１５】
・運動遊びスペース（ＲＯＭ＝Range of motion；運動範囲）は、ソケットの縁部が高くされた従来のシステムと比較して著しく拡大された。
【００１６】
・脱臼傾向は、固定リングを有する双極シェルとソケットとの間のくさび効果によって著しく減少された。
【００１７】
・特別な運動学（Kinematik)及び摩擦学（Tribologie）によって、簡単な回転を規定する運動が得られる。
【００１８】
この運動経過は次のように実施される。
【００１９】
まず球ヘッドと双極シェルとの間の運動が行われる。例えばステムが固定リングにぶつかることによって、この第１の滑動面の運動が終了すると、双極シェルとソケットとの間の第２の滑動面が使用される。つまり双極シェルの外側の球領域においてのみ別の運動が行われる。
【００２０】
規定された摩擦学的な特性及び運動学的な条件によって、双極シェルの外側の球領域の中心点を中心とした純粋な回転が行われるのではなく、球ヘッドの中心点を中心とした双極シェルの回転がまず行われる。この際に、双極シェルはソケットから出る。この特別な連結運動の結果、固定リングを有する双極シェルとソケットとの間でくさび固定が生じる。それによって、脱臼は著しく困難となる（これは脱臼力を測定することによって証明される）。その結果は、脱臼傾向は著しく低下される。
【００２１】
プロステーシス（補綴、人工挿入物）システムの材料：
このプロステーシスは次の材料より成っている。
1. プロステーシスステム（金属、セラミック、プラスチック）、有利には金属
2. 球ヘッド（セラミック、金属、プラスチック）、有利にはセラミック
3. 双極シェル（金属、セラミック、プラスチック）、有利にはセラミック
4. 固定リング（金属、セラミック、プラスチック）、有利にはプラスチック
5. ソケット又はソケットインサート（金属、セラミック、プラスチック）、有利にはセラミック
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明のその他の特徴は、図面に記載されていて、以下に詳しく説明されている。
【００２３】
図１〜図５には、本発明の１実施例による人工股関節の詳細が側面図及び断面図で示されており、図６及び図７には、完全な人工股関節の横断面図が示されている。
【００２４】
図１にはステム１の前部が示されており、この前部の図示していない端部が大腿骨内に植設される。ステム１の図示の端部は円錐形面７を備えている。この円錐形面７は、図２に示されているように球ヘッド２を固定するために用いられる。球ヘッド２は凹部を有しており、この凹部はその周面が同様に円錐形面を備えており、それによって球ヘッド２をステム１に固定することができる。
【００２５】
図３には、球面状の外側面９を備えた双極シェル３が示されている。双極シェル３は、その開口部に向いた側の内部に、凹部８を備えており、この凹部８内に固定部（図４参照）を嵌め込むことができる。固定リング４は、双極シェル３内で球ヘッド２を固定するために用いられる。
【００２６】
図５には、図３に示された双極シェルを受容するための球状の凹部を備えたソケット５が示されている。ソケット５はその外側で円錐形の傾斜面１０を備えており、この傾斜面１０は２つの扁平面１１，１２を介して、上縁部１４に対して平行に延びる扁平面１３に移行している。
【００２７】
図６及び図７には、前記個別の部材を組み合わせた状態が示されている。
【００２８】
有利な実施例ではステム１が金属から成っていて、球ヘッド２と双極シェル３とソケット５とがセラミックより成っている。この球ヘッド２と双極シェル３とソケット５とは、上記のように個別に加工若しくは製造されている。内部にソケット５が挿入されている外側のシェル６は、金属より成っている。この外側のシェル６は、ソケット５が骨盤に直接植設される場合には、省いてもより。符号４で示された固定リングはプラスチックより製造されている。
【００２９】
図７には、球ヘッド２−双極シェル３と、双極シェル３−ソケット５との回転中心点のずれｄが示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ステム１の、球ヘッドに向いた側の端部を示す概略図である。
【図２】球ヘッド２の概略的な断面図である。
【図３】双極シェル３の概略的な断面図である。
【図４】双極シェル３内に挿入するための固定リング４の概略的な断面図である。
【図５】ソケット５の概略的な断面図である。
【図６】人工股関節の概略的な断面図である。
【図７】ずらし寸法ｄだけずらされた人工股関節の概略的な断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ステム、  ２  球ヘッド、  ３  双極シェル、  ４  固定リング、  ５  ソケット、  ６  外側のシェル、  ７  円錐形面、  ８  凹部、  ９  外側面、  １０  傾斜面、  １１，１２，１３  扁平面、  １４  上縁部、  ｄ  ずれ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004230175.tif 000006
【図５】
2004230175.tif 000007
【図６】
2004230175.tif 000008
【図７】
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