(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大腿骨の骨髄腔内に挿入されるステムと、
前記骨髄腔の外側に配置されて骨頭球をその先端側に嵌装するためのネックと、
前記ステムと前記ネックとの間に、前記大腿骨の骨髄腔の入口周縁部に着座するよう前記ステムから突出した沈み込み防止用のカラーと、を備え、
前記カラーの側面部は、粗面状とされていることを特徴とする人工股関節。
【請求項２】
前記カラーの側面部には、金属材料からなる被着層が形成されてい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】
前記カラーの側面部の算術平均粗さＲａが１０〜５００μｍ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４】
前記カラーの厚みが２〜７ｍｍ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５】
大腿骨の骨髄腔内に挿入されるステムと、前記骨髄腔の外側に配置されて骨頭球をその先端側に嵌装するためのネックと、前記ステムと前記ネックとの間に、前記大腿骨の骨髄腔の入口周縁部に着座するよう前記ステムから突出した沈み込み防止用のカラーと、を備えた本体を成形する工程と、
この成形工程で得られた前記本体のうち前記カラーの側面部を粗面状に表面処理する工程と、を有してなることを特徴とする人工股関節の製造方法。
【請求項６】
前記表面処理する工程では、前記カラーの側面部に、金属材料を溶射して被着層を形成する請求項５記載の人工股関節の製造方法。
【請求項７】
前記表面処理する工程では、前記カラーの側面部に、サンドブラストにより面を荒らす請求項５記載の人工股関節の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の関節部を人工的に補綴し、その機能並びに形態を修復する人工股関節に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
事故や疾病などのため正常な機能を喪失した股関節機能回復のための手段として、人工股関節置換術がある。
従来から用いられている人工股関節は寛骨に埋入したソケットと、該ソケットに対し回動自在に嵌合する骨頭球を先端に備えたステムとで構成されている。
このうち、骨頭球はコバルトクロム合金などの金属、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックスからなり、ソケットはポリエチレンなどのプラスチックからなるのが一般的である。
上記のような人工股関節において、ソケットと骨頭球との摺動によって生じる微細な摩耗粉が大腿骨の骨髄腔内部に侵入し骨融解を生じさせ、ステムの緩みを引き起こす恐れがあることが一般に認知されている。
このような摩耗粉の骨髄腔内部への侵入を防ぐため、例えば特表平９−５１２１９８号のような多孔質延伸膨張ポリエトラフルオロエチレンのような人工材料からなる膜をネックの周りに配置し、骨膜などと縫合することにより大腿骨近位部分を覆う方法、特開２００１−４６４１１号のように上記のような人工材料からなる柔軟性膜材の端部を、ソケットの開口周縁部、並びに、骨頭球とネックとの境界部分とに固定する構造を備え、前記の柔軟性膜材によりソケットのベアリング開口を覆う、関節カプセルを形成することが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来技術は、手術中に人工材料からなる膜を所定の方法で固定するものであり、その固定に手間がかかり、手術が難しく且つ、長時間化してしまう。
また、膜をソケットやネックに固定する構造を形成する場合には、その構造を設けることが製造上難しく、また、その構造により部材の強度が著しく損なわれることになるので、破損の危険がある。
さらに、多孔質延伸膨張ポリエトラフルオロエチレンのような人工材料により膜を形成するが、このような人工材料の体内での安全性が完全に保証されているわけでなく、長期間使用した際に生体側に拒絶反応がおこる可能性もある。
このような従来技術の課題に鑑み、本発明は、ソケットと骨頭球との摺動によって生じる微細な摩耗粉が大腿骨髄腔の内部に侵入することを防止するにあたり、人工股関節設置の術式が難しくなったり、手術が長時間化するのを避けることができ、また、人工股関節を構成する部材の機械的強度が低下して破損することを防止し、また、生体側に拒絶反応が起こらないようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明者等は鋭意研究の結果、ステムの骨髄腔の外側に位置する部分に粗面を設けると、この粗面に対し関節包が付着するようになり、関節包が骨髄腔内部に対する摩耗粉侵入防止膜になるという新たな知見を見出した。さらに、前記粗面に関節包を確実に付着させるためには、粗面を大腿骨側面の側に配置することが好ましく、そのために、大腿骨の骨髄腔の入口周縁部に着座するように前記ステムから突出した沈み込み防止用のカラーを利用し、その側面部を粗面状にすれば良いという知見を得た。すなわち本発明の人工股関節は、大腿骨の骨髄腔内に挿入されるステムと、前記骨髄腔の外側に配置されて骨頭球をその先端側に嵌装するためのネックと、
前記ステムと前記ネックとの間に、前記大腿骨の骨髄腔の入口周縁部に着座するよう前記ステムから突出した沈み込み防止用のカラーと、を備え、前記カラーは、その側面部が粗面状とされていることを特徴とする。かかる人工股関節によれば、関節包が前記カラーの側面部に付着して前記骨頭球と骨髄腔の入り口とを隔てる膜を形成し、関節包が骨髄腔内部に対する摩耗粉侵入防止膜として作用する。関節包は、関節部分における軟骨に覆われた摺動部分の近くに固着し、関節を包むカプセル膜状の結合組織である。ここから、ヒアルロン酸を主成分とする滑液を内方に向かって生成排出し、この滑液を保持する役割を果たす。この関節包は外層と内層とからなる二層膜状体である。外層は強靱な繊維性結合組織であり、内層は疎性結合組織であって弾性繊維と多くの血管を含んでいる。関節包がカラーの側面部に付着するのは、術後、股関節の屈伸時などに、関節包が前記カラーの側面部に接し、そのとき、関節包の一部がカラーの側面部に引っ掛かった状態となる。そして、これを足掛かりに、関節包の細胞がカラーの側面部の深部にさらに成長していき、その部分で、関節包と前記カラーの側面部とのしっかりとした付着が達成される。また、このような付着が時間とともに次第にカラーの側面部全体に広がっていく。このような関節包の付着の結果、前述のように摩耗粉が骨髄腔に侵入しないので骨融解が起こらない。また、ステムを設置するだけで関節包が摩耗粉侵入防止膜となるので、膜取り付けの手間がかからない。また、カラーの側面部を粗面状にすること以外に、特殊な構造を必要としないので容易に製造でき、破損の危険もない。さらに、人工材料からなる摩耗粉侵入防止膜を使わないので生体拒絶反応が起こることもない。
次に、請求項２の人工股関節は、前記カラーの側面部には、被着層が形成されていることを特徴とする。さらに、請求項３の人工股関節は、前記カラーの側面部の算術平均粗さＲａが１０〜５００μｍであることを特徴とする。かかる構成によれば、前記カラーの側面部と関節包との付着力を高め、かつ、摩耗粉が関節包を通り抜けることをより効果的に防止する。他方、このカラーの側面部の算術平均粗さＲａが１０未満の場合、粗面と関節包の固定が得られずカラーの側面部から関節包がはがれて隙間ができる可能性があり、算術平均粗さＲａが５００より粗い場合は、関節包の組織が粗面凹穴の奥まで入り込まず、摩耗粉が通り抜ける隙間が生じる可能性がある。また、請求項４の人工股関節は、前記カラーの厚み２ｍｍ〜７ｍｍであることを特徴とする。かかる構成によれば、前記カラーの側面部と関節包との付着力を高めるとともに、人工股関節の可動域を小さくしないようにすることが可能である。他方、前記カラーの厚みが２ｍｍ未満の場合には、カラーの側面部と関節包との固定が得られずカラーから関節包がはがれて隙間ができる可能性があり、前記カラーの厚みが７ｍｍより厚い場合には、カラー自体が厚すぎるため関節周辺の組織とカラーとが干渉し関節の可動範囲が狭くなってしまう。
さらに、請求項５の人工股関節の製造方法は、大腿骨の骨髄腔内に挿入されるステムと、前記骨髄腔の外側に配置されて骨頭球をその先端側に嵌装するためのネックと、前記ステムと前記ネックとの間に、前記大腿骨の骨髄腔の入口周縁部に着座するよう前記ステムから突出した沈み込み防止用のカラーと、を備えた本体を成形する工程と、この成形工程で得られた前記本体のうち前記カラーの側面部を粗面状に表面処理する工程と、を有してなることを特徴とする。また、請求項６の人工股関節の製造方法は、前記表面処理する工程では、前記カラーの側面部に、金属材料を溶射して被着層を形成することを特徴とする。さらに、請求項７の人工股関節の製造方法は、前記表面処理する工程では、前記カラーの側面部に、サンドブラストにより面を荒らすことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図によって説明する。
図１〜２に本実施形態の人工股関節１を示す。この人工股関節１は寛骨に埋入したソケット２と、該ソケット２に対し回動自在に嵌合する骨頭球３を先端に備えたステム４とで構成されている。
各部材を構成する材料は、骨頭球３がコバルトクロム合金など生体為害性のない金属、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックス、ソケット２がポリエチレンなどのプラスチックからなる。また、ステム４はコバルトクロム合金など生体為害性のない金属からなる。
【０００６】
前記ソケット２は、半球状の外観を有し、内側にボールカップ状のベアリング表面２ａを有している。このベアリング表面２ａを骨頭球３が支持している。
【０００７】
前記骨頭球３にはテーパー穴３ａが形成され、このテーパー穴３ａに対してステム４の先端側に形成されたテーパーピン状のネック５の先端部が挿入されている。これにより、前記骨頭球３はステム４の後端側に固定されている。
【０００８】
前記ステム４は先細の棒状をなし、大腿骨の骨髄腔の内部に挿入される。これに対して前記ネック５は、大腿骨の骨髄腔の外側に配置される。これら前記ステム４と前記ネック５との間には、前記ステム４から突出してカラー６が形成されている。
【０００９】
前記カラー６は、前記大腿骨の骨髄腔の入口周縁部に着座し、ステム４が沈み込むことを防止するものである。そして、このカラー６の側面部６ａは粗面状に形成されている。前記カラーの側面部６ａは、金属材料を溶射して、粗い被着層を形成したり、或いは、サンドブラストにより面を荒らすことにより粗面状にすることができる。このカラー６の側面部６ａは、関節包が前記カラー６の側面部６ａに付着して前記骨頭球３と骨髄腔の入り口とを隔てる膜を形成し、その膜が骨髄腔内部に対する摩耗粉侵入防止膜として作用する。この結果、摩耗粉が骨髄腔に侵入しないので骨融解が起こらない。また、ステム４を設置するだけで関節包が摩耗粉侵入防止膜となるので、膜取り付けの手間がかからない。また、カラーの側面部を粗面状とする以外、特殊な構造を必要としないので容易に製造でき、破損の危険もない。さらに、人工材料の摩耗粉侵入防止膜を使わないので生体拒絶反応が起こることもない。前記関節包が付着するようにするために、粗面状とする前記カラー６の側面部はステムから大きく突出し、大腿骨の側面と略面一となっていることが好ましい。前記カラー６の側面部６ａのステム４からの突出量が小さい場合、関節包と前記側面部が接触し難くなるので関節包の付着が発生しにくくなる恐れがある。なお、前記カラー６の側面部のステム４からの突出量を大きくすると、前記カラー６が大腿骨の骨髄腔開口を塞ぐこととなり、前記ソケット２と骨頭球３との摺動により発生するポリエチレンの摩耗粉の一部が、仮に、上記関節包を通過しても、このカラー６が大腿骨の骨髄腔内部に摩耗粉が侵入することに対する防御壁として作用する。前記カラー６の側面部６ａのステム４からの突出量は、３〜１０ｍｍであることが好ましい。また、前記カラー６の側面部６ａの算術平均粗さＲａは１０〜５００μｍであることが望ましい。前記カラー６の側面部６ａの算術平均粗さＲａをこの範囲とすることで、前記カラー６の側面部６ａと関節包との付着力を高め、かつ、摩耗粉が関節包を通り抜けることをより効果的に防止する。このカラー６の側面部６ａの算術平均粗さＲａが１０未満の場合、カラー６の側面部６ａと関節包との固定が得られずカラー６から関節包がはがれて隙間ができる可能性があり、算術平均粗さＲａが５００より粗い場合は、関節包の組織が粗面凹穴の奥まで入り込まず、摩耗粉が通り抜ける隙間が生じる可能性がある。また、前記カラー６の厚みは２ｍｍ〜７ｍｍとすることが望ましい。このカラー６の厚みをこの範囲とすることで、前記カラー６の側面部６ａと関節包との付着力を高めるとともに、人工股関節の可動域を小さくしないようにすることが可能である。前記カラー６の厚みが２ｍｍ未満の場合には、カラー６の側面部６ａと関節包の固定が得られずカラー６から関節包がはがれて隙間ができる可能性があり、前記カラー６の厚みが７ｍｍより大きい場合には、カラー６自体の厚さが必要となるため関節周辺の組織とカラーが干渉し関節の可動範囲が狭くなってしまう。
【００１１】
以上、本発明の実施形態を例示したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、発明の目的を逸脱しない限り任意の形態とすることができることは云うまでもない。
【００１２】
【発明の効果】
以上のように本発明の人工股関節によれば、大腿骨の骨髄腔内に挿入されるステムと前記骨髄腔の外側に配置されて骨頭球をその先端側に嵌装するためのネックとからなり、前記ステムと前記ネックとの間に、前記大腿骨の骨髄腔の入口周縁部に着座するよう前記ステムから突出した沈み込み防止用のカラーを備え、このカラーの側面部を粗面状としたことにより、関節包が前記カラーの側面部に付着して前記骨頭球と骨髄腔の入り口とを隔てる膜を形成し、この膜が骨髄腔内部に対する摩耗粉侵入防止膜として作用する。この結果、骨融解が起こらない。また、ステムを設置するだけで関節包が摩耗粉侵入防止膜となるので、膜取り付けの手間がかからない。また、カラーの側面部を粗面状とする以外、特殊な構造を必要としないので容易に製造でき、破損の危険もない。さらに、人工材料の摩耗粉侵入防止膜を使わないので生体拒絶反応が起こることもない。また、前記粗面状部の算術平均粗さＲａを１０〜５００μｍとした場合、前記カラーの側面部と関節包との付着力を高め、かつ、摩耗粉が関節包を通り抜けることをより効果的に防止する。また、前記カラーの厚みが２ｍｍ〜７ｍｍとした場合、前記カラーの側面部と関節包との付着力を高めるとともに、人工股関節の可動域を小さくしないようにすることが可能である。
【００１３】
以上のように本発明の人工股関節の製造方法によれば、ステムを設置するだけで関節包が摩耗粉侵入防止膜となるので膜取り付けの手間がかからない人工股関節を、カラーの側面部を粗面状とする以外、特殊な構造を必要としないので容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の人工股関節の一部破断正面図である。
【図２】図１の人工股関節を構成するステムとネックを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は上面図である。
【符号の説明】
１    人工股関節
２    ソケット
３    骨頭球
４    ステム
５    ネック
６    カラー
６ａ  粗面状部
【図１】
0004129129.tif 000002
【図２】
0004129129.tif 000003