JPH043224B2 - - Google Patents
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- JPH043224B2 JPH043224B2 JP60502675A JP50267585A JPH043224B2 JP H043224 B2 JPH043224 B2 JP H043224B2 JP 60502675 A JP60502675 A JP 60502675A JP 50267585 A JP50267585 A JP 50267585A JP H043224 B2 JPH043224 B2 JP H043224B2
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- self
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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- A61F2/30—Joints
- A61F2/46—Special tools for implanting artificial joints
- A61F2/4603—Special tools for implanting artificial joints for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof
- A61F2/4607—Special tools for implanting artificial joints for insertion or extraction of endoprosthetic joints or of accessories thereof of hip femoral endoprostheses
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-
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-
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- A61F2002/368—Geometrical features with lateral apertures, bores, holes or openings, e.g. for reducing the mass, for receiving fixation screws or for communicating with the inside of a hollow shaft
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- A61F2002/4681—Special tools for implanting artificial joints by applying mechanical shocks, e.g. by hammering
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Description
請求の範囲
１ 管状骨１０の髄管２３の内側皮質に押しつけ
られるように予定されている第１の枝４と第２の
枝５とを有するジヨイント エンド・プロテーゼ
のためのセルフ・ロツキング式ステム要素におい
て、この第１の枝４と第２の枝５とは接続構成体
６により相互接続されていて、曲げモーメントに
よる前記ステム要素の荷重により生じる前記２つ
の枝４，５の間の相対的な軸方向の変位がこれら
２つの枝４，５の間の側面中間距離を増大するこ
とを特徴としたセルフ・ロツキング式ステム要
素。
られるように予定されている第１の枝４と第２の
枝５とを有するジヨイント エンド・プロテーゼ
のためのセルフ・ロツキング式ステム要素におい
て、この第１の枝４と第２の枝５とは接続構成体
６により相互接続されていて、曲げモーメントに
よる前記ステム要素の荷重により生じる前記２つ
の枝４，５の間の相対的な軸方向の変位がこれら
２つの枝４，５の間の側面中間距離を増大するこ
とを特徴としたセルフ・ロツキング式ステム要
素。
２ 前記接続構成体６の間の孔２４に、少なくと
も幾つかは、エラストマ３５を充填して骨の内方
成長３３を阻止するようにしたことを特徴とした
請求の範囲１に記載のセルフ・ロツキング式ステ
ム要素。
も幾つかは、エラストマ３５を充填して骨の内方
成長３３を阻止するようにしたことを特徴とした
請求の範囲１に記載のセルフ・ロツキング式ステ
ム要素。
３ 前記２つの枝４，５の横断面はステム要素の
頭部部位から先端部位へ減少していくことを特徴
とした請求の範囲１または２に記載のセルフ・ロ
ツキング式ステム要素。
頭部部位から先端部位へ減少していくことを特徴
とした請求の範囲１または２に記載のセルフ・ロ
ツキング式ステム要素。
４ 前記第１の枝４と前記第２の枝５の間での調
整された相対的な軸方向の変位の手段４０を設け
たことを特徴とした請求の範囲１ないし３のいず
れかに記載のセルフ・ロツキング式ステム要素。
整された相対的な軸方向の変位の手段４０を設け
たことを特徴とした請求の範囲１ないし３のいず
れかに記載のセルフ・ロツキング式ステム要素。
５ 前記ステム要素の骨接触面を処理して、好ま
しくは砂吹き、多孔質層による被覆またはプラズ
マ噴射により骨に対する界面のずれ抵抗を増大し
たことを特徴とした請求の範囲１ないし４のいず
れかに記載のセルフ・ロツキング式ステム要素。
しくは砂吹き、多孔質層による被覆またはプラズ
マ噴射により骨に対する界面のずれ抵抗を増大し
たことを特徴とした請求の範囲１ないし４のいず
れかに記載のセルフ・ロツキング式ステム要素。
６ 前記接続構成体６を構成している複数の支柱
がステムの中心軸３に対して90度以下、好ましく
は約75度の角度をなしており、好ましくは前記中
心軸３に沿つてその角度は変化して半径方向の接
触応力１５を最適化することを特徴とした請求の
範囲１ないし５のいずれかに記載のセルフ・ロツ
キング式ステム要素。
がステムの中心軸３に対して90度以下、好ましく
は約75度の角度をなしており、好ましくは前記中
心軸３に沿つてその角度は変化して半径方向の接
触応力１５を最適化することを特徴とした請求の
範囲１ないし５のいずれかに記載のセルフ・ロツ
キング式ステム要素。
７ 前記第１の枝４は圧縮荷重を転移し、前記第
２の枝５は引張り荷重を転移するようにしたこと
を特徴とした請求の範囲１ないし６のいずれかに
記載のセルフ・ロツキング式ステム要素。
２の枝５は引張り荷重を転移するようにしたこと
を特徴とした請求の範囲１ないし６のいずれかに
記載のセルフ・ロツキング式ステム要素。
８ ジヨイントヘツドおよび管状骨１０の髄管２
３の内側皮質に押しつけられるように予定されて
いる第１の枝４と第２の枝５とを有するジヨイン
ト エンド・プロテーゼのためのセルフ・ロツキ
ング式ステム要素からなるヒツプ関節プロテーゼ
の大腿部要素において、この第１の枝４と第２の
枝５とは接続構成体６により相互接続されてい
て、曲げモーメントによる前記ステム要素の荷重
により生じる前記２つの枝４，５の間の相対的な
軸方向の変位がこれら２つの枝４，５の間の側面
中間距離を増大することを特徴としたヒツプ関節
プロテーゼの大腿部要素。
３の内側皮質に押しつけられるように予定されて
いる第１の枝４と第２の枝５とを有するジヨイン
ト エンド・プロテーゼのためのセルフ・ロツキ
ング式ステム要素からなるヒツプ関節プロテーゼ
の大腿部要素において、この第１の枝４と第２の
枝５とは接続構成体６により相互接続されてい
て、曲げモーメントによる前記ステム要素の荷重
により生じる前記２つの枝４，５の間の相対的な
軸方向の変位がこれら２つの枝４，５の間の側面
中間距離を増大することを特徴としたヒツプ関節
プロテーゼの大腿部要素。
９ 前記接続構成体６の間の孔２４に、少なくと
も幾つかは、エラストマ３５を充填して骨の内方
成長３３を阻止するようにしたことを特徴とした
請求の範囲８に記載のヒツプ関節プロテーゼの大
腿部要素。
も幾つかは、エラストマ３５を充填して骨の内方
成長３３を阻止するようにしたことを特徴とした
請求の範囲８に記載のヒツプ関節プロテーゼの大
腿部要素。
１０ 前記２つの枝４，５の横断面はステム要素
の頭部部位から先端部位へ減少していくことを特
徴とした請求の範囲８または９に記載のヒツプ関
節プロテーゼの大腿部要素。
の頭部部位から先端部位へ減少していくことを特
徴とした請求の範囲８または９に記載のヒツプ関
節プロテーゼの大腿部要素。
１１ 前記第１の枝４と前記第２の枝５の間での
調整された相対的な軸方向の変位の手段４０を設
けたことを特徴とした請求の範囲８ないし１０の
いずれかに記載のヒツプ関節プロテーゼの大腿部
要素。
調整された相対的な軸方向の変位の手段４０を設
けたことを特徴とした請求の範囲８ないし１０の
いずれかに記載のヒツプ関節プロテーゼの大腿部
要素。
１２ 前記ステム要素の骨接触面を処理して、好
ましくは砂吹き、多孔質層による被覆またはプラ
ズマ噴射により骨に対する界面のずれ抵抗を増大
したことを特徴とした請求の範囲８ないし１１の
いずれかに記載のヒツプ関節プロテーゼの大腿部
要素。
ましくは砂吹き、多孔質層による被覆またはプラ
ズマ噴射により骨に対する界面のずれ抵抗を増大
したことを特徴とした請求の範囲８ないし１１の
いずれかに記載のヒツプ関節プロテーゼの大腿部
要素。
１３ 前記接続構成体６を構成している複数の支
柱がステムの中心軸３対して90度以下、好ましく
は約75度の角度をなしており、好ましくは前記中
心軸３に沿つてその角度は変化して半径方向の接
触応力１５を最適化することを特徴とした請求の
範囲８ないし１２のいずれかに記載のヒツプ関節
プロテーゼの大腿部要素。
柱がステムの中心軸３対して90度以下、好ましく
は約75度の角度をなしており、好ましくは前記中
心軸３に沿つてその角度は変化して半径方向の接
触応力１５を最適化することを特徴とした請求の
範囲８ないし１２のいずれかに記載のヒツプ関節
プロテーゼの大腿部要素。
１４ 前記第１の枝４は圧縮荷重を転移し、前記
第２の枝５は引張り荷重を転移するようにしたこ
と特徴とした請求の範囲８ないし１３のいずれか
に記載のヒツプ関節プロテーゼの大腿部要素。
第２の枝５は引張り荷重を転移するようにしたこ
と特徴とした請求の範囲８ないし１３のいずれか
に記載のヒツプ関節プロテーゼの大腿部要素。
明細書
本発明はジヨイント エンド・プロテーゼのた
めのセルフ・ロツキング式ステム要素、特にヒツ
プ関節プロテーゼの大腿部要素のためのセルフ・
ロツキング式ステム要素に係るものである。
めのセルフ・ロツキング式ステム要素、特にヒツ
プ関節プロテーゼの大腿部要素のためのセルフ・
ロツキング式ステム要素に係るものである。
発明の背景
ヒツプ関節プロテーゼ（人工内装装具）の設計
において20年以上も活発な研究開発がなされてき
たが、ステムがゆるんでしまうという問題に対し
て十分満足な解決を見るに至つていない。それは
いまだに長期にわたつての主要な難関である。骨
の集成に現在傾いていることはプロテーゼと骨と
の相互作用の唯一の、多分小さい問題を提示して
いる。
において20年以上も活発な研究開発がなされてき
たが、ステムがゆるんでしまうという問題に対し
て十分満足な解決を見るに至つていない。それは
いまだに長期にわたつての主要な難関である。骨
の集成に現在傾いていることはプロテーゼと骨と
の相互作用の唯一の、多分小さい問題を提示して
いる。
人工のヒツプ関節のための大腿部の要素はドイ
ツ特許31 13898に開示されており、そこではステ
ムは幾つかの保留ロツドにより形成され、それら
のロツドはカーラーと一緒に１つの鋳造からつく
られている。これらのロツドは骨の内側にプラグ
により押し付けられ、それよりロツクしている。
この種の固定方法は挿入に時間もかかり、困難で
あるばかりでなくジヨイント エンド・プロテー
ゼのステム要素から骨の荷重転移を調整できな
い、不均等なものとし、ステムの端で荷重密度は
高くなつている。
ツ特許31 13898に開示されており、そこではステ
ムは幾つかの保留ロツドにより形成され、それら
のロツドはカーラーと一緒に１つの鋳造からつく
られている。これらのロツドは骨の内側にプラグ
により押し付けられ、それよりロツクしている。
この種の固定方法は挿入に時間もかかり、困難で
あるばかりでなくジヨイント エンド・プロテー
ゼのステム要素から骨の荷重転移を調整できな
い、不均等なものとし、ステムの端で荷重密度は
高くなつている。
発明の要約
特許を請求している発明は上記の問題点に解決
を提供しているものである。容易に挿入すること
ができ、そして必要ならば容易に取り外すことが
でき、ステムから管状骨の髄管の内部皮質への荷
重転移が制御された仕方で均一に分布させられる
ようにした、真のセルフ・ロツキング式ステム要
素をどのように設計するかという問題を本発明が
解決している。
を提供しているものである。容易に挿入すること
ができ、そして必要ならば容易に取り外すことが
でき、ステムから管状骨の髄管の内部皮質への荷
重転移が制御された仕方で均一に分布させられる
ようにした、真のセルフ・ロツキング式ステム要
素をどのように設計するかという問題を本発明が
解決している。
本発明によるジヨイント エンド・プロテーゼ
のためのセルフ・ロツキング式ステム要素のステ
ムの厚みは、生理学的荷重（移植されたジヨイン
ト エンド・プロテーゼ上に加えられる、例え
ば、普通の生理学的条件下で大腿部プロテーゼ上
へ一般的に加えられる荷重）が前記ステムの要素
にかかると、増大する。
のためのセルフ・ロツキング式ステム要素のステ
ムの厚みは、生理学的荷重（移植されたジヨイン
ト エンド・プロテーゼ上に加えられる、例え
ば、普通の生理学的条件下で大腿部プロテーゼ上
へ一般的に加えられる荷重）が前記ステムの要素
にかかると、増大する。
本発明によるセルフ・ロツキングステム要素
は、管状骨（“管状”の形状をした延ばされた骨
で、例えば大腿部）の髄管へ最適に適合すること
と、皮質とステムとの間の界面における圧縮力と
引張力とを、独立して、制御された仕方でそして
望まれているように徐々に、均一にステムが転移
させていけることと、ステムを容易に取出せるこ
ととによつて既知の構造とは異なつている。荷重
転移の制御にとつて主たる障害であるステムの屈
曲スチフネスは本発明によるステムの形状により
何分の１にも減少している。
は、管状骨（“管状”の形状をした延ばされた骨
で、例えば大腿部）の髄管へ最適に適合すること
と、皮質とステムとの間の界面における圧縮力と
引張力とを、独立して、制御された仕方でそして
望まれているように徐々に、均一にステムが転移
させていけることと、ステムを容易に取出せるこ
ととによつて既知の構造とは異なつている。荷重
転移の制御にとつて主たる障害であるステムの屈
曲スチフネスは本発明によるステムの形状により
何分の１にも減少している。
セルフ・ロツキング式ステムの要素は、圧縮荷
重を転移する１つの枝（lobe、ローブ）と引張り
荷重を転移する１つの枝とから成るのが好まし
い。これら２つの枝は管状骨の髄管の内壁に、前
記２つの枝の相互接続構成体の作用によつて、押
し付けられるようになつており、その髄管内壁へ
の押し付けはセルフ・ロツキング式ステム要素の
屈曲時に生じる前記２つの枝の間の相対的な軸方
向（プロテーゼステムの主軸に平行な方向）の変
位が２つの枝の間の距離（側面中間距離といい、
側面の中間方向で測つた、即ち、ステム軸にほぼ
垂直な第１の枝と第２の枝の間の距離を意味す
る）を増大するようにして生ぜしめられる。この
２つの枝を正しい位置に保持する圧力を生じてい
る前記接続構成体は、ステム要素に荷重が加えら
れ、そして前記２つの枝が軸方向の位置において
相互にずらされていく時にくさびとして作用す
る。
重を転移する１つの枝（lobe、ローブ）と引張り
荷重を転移する１つの枝とから成るのが好まし
い。これら２つの枝は管状骨の髄管の内壁に、前
記２つの枝の相互接続構成体の作用によつて、押
し付けられるようになつており、その髄管内壁へ
の押し付けはセルフ・ロツキング式ステム要素の
屈曲時に生じる前記２つの枝の間の相対的な軸方
向（プロテーゼステムの主軸に平行な方向）の変
位が２つの枝の間の距離（側面中間距離といい、
側面の中間方向で測つた、即ち、ステム軸にほぼ
垂直な第１の枝と第２の枝の間の距離を意味す
る）を増大するようにして生ぜしめられる。この
２つの枝を正しい位置に保持する圧力を生じてい
る前記接続構成体は、ステム要素に荷重が加えら
れ、そして前記２つの枝が軸方向の位置において
相互にずらされていく時にくさびとして作用す
る。
添付図において、
第１図は従来技術のステム断面の略図である。
第２図は本発明によるステムの略図である。
第３図は本発明によるセルフ・ロツキング式ス
テム要素とジヨイント ヘツドとからなるヒツプ
関節プロテーゼのための大腿部の断面図である。
テム要素とジヨイント ヘツドとからなるヒツプ
関節プロテーゼのための大腿部の断面図である。
第４図は内装した、従来のヒツプ関節プロテー
ゼの大腿部要素の断面図である。
ゼの大腿部要素の断面図である。
第５図は本発明による内装した大腿部要素の断
面図と、線―に沿うステムの横断面図とであ
る。
面図と、線―に沿うステムの横断面図とであ
る。
第６図は第５図の大腿部要素の拡大断面図であ
り挿入の効果を示している。
り挿入の効果を示している。
第７図は自然の大腿部の曲率よりも大きい曲率
の大腿部要素の断面図である。
の大腿部要素の断面図である。
第８図はハンマー具を装着した本発明による内
装したステム要素の断面図である。
装したステム要素の断面図である。
第９図は本発明によるステム要素の断面図であ
り、そして第１の枝（中間ローブ）と第２の枝
（横ローブ）との間の軸方向の動きの効果を説明
している。
り、そして第１の枝（中間ローブ）と第２の枝
（横ローブ）との間の軸方向の動きの効果を説明
している。
第１０図はステムの第１の枝と第２の枝との間
の相対的な軸方向の動きを調整する手段の斜視図
である。
の相対的な軸方向の動きを調整する手段の斜視図
である。
人工ヒツプ関節の大腿部のステム要素としての
好ましい用途について本発明を更に詳しく説明す
る。勿論、この実施例は他の人工関節プロテーゼ
のステム要素に容易に適用できる。
好ましい用途について本発明を更に詳しく説明す
る。勿論、この実施例は他の人工関節プロテーゼ
のステム要素に容易に適用できる。
詳細な説明
第１ａ図はセルフ・ロツキング式ステムの要件
をセツトしている一般的なステムの設計を示して
いる。片持ち梁として壁２０へステム１を固定
し、そして例えば曲げモーメント２による動作荷
重を加えたとする。この曲げモーメント２による
回転に抗するためステム１内に応力が発生し、ス
テム１の下側の第１の枝４は圧縮され、上側の第
２の枝５は引張られる。第２の枝５と第１の枝４
との間にはステム１の中心軸３がある。この上側
の第２の枝と下側の第１の枝とは接続構成体６に
より相互に接続されている。点Ａ、Ｂ、Ｃはステ
ム１の中心軸３垂直に並んでいるとする。Ｈはス
テム１の（負荷２の面における）厚みである。
をセツトしている一般的なステムの設計を示して
いる。片持ち梁として壁２０へステム１を固定
し、そして例えば曲げモーメント２による動作荷
重を加えたとする。この曲げモーメント２による
回転に抗するためステム１内に応力が発生し、ス
テム１の下側の第１の枝４は圧縮され、上側の第
２の枝５は引張られる。第２の枝５と第１の枝４
との間にはステム１の中心軸３がある。この上側
の第２の枝と下側の第１の枝とは接続構成体６に
より相互に接続されている。点Ａ、Ｂ、Ｃはステ
ム１の中心軸３垂直に並んでいるとする。Ｈはス
テム１の（負荷２の面における）厚みである。
さて、第１図ｂ図に示す変形したステムの形を
考えてみる。ステム１の中心軸３はいわゆる弾性
ラインを決める。荷重がかかつているステムの厚
みH1を弾性ライン３に垂直に測定する。動作荷
重（例えば曲げモーメント２）の下でステムの厚
みを増大する、すなわちH1がＨよりも大きくな
るステムをセルフ・ロツキング式ステムと定義し
ておく。このことは簡単なビームによつて満足さ
れることはない。もしステム１が簡単なビームで
あつたならば、点ＡはＡ２へ、そして点ＢはＢ２
へ動く。距離（Ａ２、Ｂ２）は距離（Ａ、Ｂ）に
等しいままである。すなわち、ビームの厚みＨは
荷重があつても変化しない。しかし、直ぐに判る
ように接続構成体６は動作荷重がかかるとステム
の厚みを増大することとなるようにつくられてい
る。点Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ位置Ａ１、Ｂ１、Ｃ
１へ移る。位置Ａ１とＢ１との間の差と、もしス
テム１が簡単なビームであつたら生じたであろう
差、すなわちA2とB2との間の差を利用して厚み
Ｈを増大する。
考えてみる。ステム１の中心軸３はいわゆる弾性
ラインを決める。荷重がかかつているステムの厚
みH1を弾性ライン３に垂直に測定する。動作荷
重（例えば曲げモーメント２）の下でステムの厚
みを増大する、すなわちH1がＨよりも大きくな
るステムをセルフ・ロツキング式ステムと定義し
ておく。このことは簡単なビームによつて満足さ
れることはない。もしステム１が簡単なビームで
あつたならば、点ＡはＡ２へ、そして点ＢはＢ２
へ動く。距離（Ａ２、Ｂ２）は距離（Ａ、Ｂ）に
等しいままである。すなわち、ビームの厚みＨは
荷重があつても変化しない。しかし、直ぐに判る
ように接続構成体６は動作荷重がかかるとステム
の厚みを増大することとなるようにつくられてい
る。点Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ位置Ａ１、Ｂ１、Ｃ
１へ移る。位置Ａ１とＢ１との間の差と、もしス
テム１が簡単なビームであつたら生じたであろう
差、すなわちA2とB2との間の差を利用して厚み
Ｈを増大する。
セルフ・ロツキングの、本文で確立した基準を
満足する接続構成体６の好ましい実施例を第２ａ
図に示す。このステム１管状骨１０に挿入された
ものとして示されている。ステム１の動作荷重を
うける頭部部位７に動作荷重８による力がかけら
れている。ステム１引張り側の第１の枝５と圧縮
側の第２の枝４とを多数の支柱により構成される
接続構成体６が接続している。これらの支柱はス
テム１の中心軸３に対して90度より小さい角度１
６だけ傾斜している。
満足する接続構成体６の好ましい実施例を第２ａ
図に示す。このステム１管状骨１０に挿入された
ものとして示されている。ステム１の動作荷重を
うける頭部部位７に動作荷重８による力がかけら
れている。ステム１引張り側の第１の枝５と圧縮
側の第２の枝４とを多数の支柱により構成される
接続構成体６が接続している。これらの支柱はス
テム１の中心軸３に対して90度より小さい角度１
６だけ傾斜している。
第２ｂ図は動作荷重８の下でのステム１と骨１
０との変形を示す。ステム１の引張り側の第１の
枝５は骨１０から、矢１３に示すように、引き出
そうとし、他方の圧縮側の第２の枝４は、矢１４
により示すように骨１０の中へ入り込もうとす
る。こうなると矢９示す方向に接続構成体６（支
柱）を回転しようとし、接触応力１５を矢により
示すように、骨１０に半径方向の押圧力を生じ
る。動作荷重による骨とステムとの間のこれらの
接触応力１５はステム係止の安定性を増大する。
荷重はステム１から骨１０へその界面においてず
れにより伝えられる。すなわち、ステム１の引張
り側の第１の枝５から張力はその界面１７におい
て骨１０の引張り側１１へ伝えられ、圧縮はステ
ム１の圧縮側の第２の枝４から骨１０の圧縮側１
２へ界面１８において伝えられる。界面１７と１
８における摩擦係数を高めるためステム１の該当
面を特殊処理する、例えば砂吹きもしくはプラズ
マ噴射により粗くする。
０との変形を示す。ステム１の引張り側の第１の
枝５は骨１０から、矢１３に示すように、引き出
そうとし、他方の圧縮側の第２の枝４は、矢１４
により示すように骨１０の中へ入り込もうとす
る。こうなると矢９示す方向に接続構成体６（支
柱）を回転しようとし、接触応力１５を矢により
示すように、骨１０に半径方向の押圧力を生じ
る。動作荷重による骨とステムとの間のこれらの
接触応力１５はステム係止の安定性を増大する。
荷重はステム１から骨１０へその界面においてず
れにより伝えられる。すなわち、ステム１の引張
り側の第１の枝５から張力はその界面１７におい
て骨１０の引張り側１１へ伝えられ、圧縮はステ
ム１の圧縮側の第２の枝４から骨１０の圧縮側１
２へ界面１８において伝えられる。界面１７と１
８における摩擦係数を高めるためステム１の該当
面を特殊処理する、例えば砂吹きもしくはプラズ
マ噴射により粗くする。
第３図はヒツプの関節を取り換える際の大腿部
の側方要素の機能ステム１を示している。プロテ
ーゼヘツド２１をプロテーゼネツク２２を介して
ステム１の近位の、すなわち、身体の中心に近い
方の頭部部位７へ接続している。多数の支柱によ
り構成される接続構成体６により、ステム１の引
張り側の第１の枝５へ圧縮側の第２の枝４を接続
する。これらの支柱６はステムの中心線３と角度
１６をなしている。この角度１６は、90度よりも
小さい。この角度は、半径方向の接触応力１５
［第２ｂ図］を最適なものとするため、ステム１
中心軸３に沿つて変化してもよい。ステム１の厚
みＨも、ステム１の中心軸に沿つて変化して大腿
部の髄管２３の自然な形に適合するようにしても
よい（第５図）。支柱６の間に孔２４をステムの
厚みを通してあける。これらの孔２４のすべて、
またはあるものをシリコーンゴムのような弾性体
で埋めて骨の内方成長（もしこれが生じると、必
要な場合このプロテーゼを取除くのが非常に困難
となる）を阻止する。のみを使えば身体の中心に
より近い孔に到達できるが、もし望むならば、そ
れらは骨が内方成長するよう開いたままとしてお
くことができる。
の側方要素の機能ステム１を示している。プロテ
ーゼヘツド２１をプロテーゼネツク２２を介して
ステム１の近位の、すなわち、身体の中心に近い
方の頭部部位７へ接続している。多数の支柱によ
り構成される接続構成体６により、ステム１の引
張り側の第１の枝５へ圧縮側の第２の枝４を接続
する。これらの支柱６はステムの中心線３と角度
１６をなしている。この角度１６は、90度よりも
小さい。この角度は、半径方向の接触応力１５
［第２ｂ図］を最適なものとするため、ステム１
中心軸３に沿つて変化してもよい。ステム１の厚
みＨも、ステム１の中心軸に沿つて変化して大腿
部の髄管２３の自然な形に適合するようにしても
よい（第５図）。支柱６の間に孔２４をステムの
厚みを通してあける。これらの孔２４のすべて、
またはあるものをシリコーンゴムのような弾性体
で埋めて骨の内方成長（もしこれが生じると、必
要な場合このプロテーゼを取除くのが非常に困難
となる）を阻止する。のみを使えば身体の中心に
より近い孔に到達できるが、もし望むならば、そ
れらは骨が内方成長するよう開いたままとしてお
くことができる。
第４図はヒツププロテーゼの従来の大腿部の要
素を示している。ステム２５は中実断面である。
それは種々の表面状態を呈しており、例えば溝を
つけられていたり、又は骨の内方成長のため多孔
被膜を施していたりする。これらのステムの屈曲
スチフネスは骨１０の屈曲スチフネスに比して非
常に高く、そしてプロテーゼから骨への荷重の転
移は十分ではなく、ステム２５の近位（身体の中
心へ近いステム要素の頭部部位）部分２６と遠位
（身体の中心から遠いステム要素の先端部位）部
分２７の回りに集中する。プロテーゼのヘツド２
１へ加えられる大きい動的荷重８はステム要素２
５と骨１０との間に小さい運動を生じさせ、骨１
０の髄管２３内での骨吸収を開始させる。そして
さらに、プロテーゼステムの高い屈曲スチフネス
は骨の「ストレス・シールド」となる。これは骨
損失を生じ、そして関節取換えの長期予後に悪い
働きをする。
素を示している。ステム２５は中実断面である。
それは種々の表面状態を呈しており、例えば溝を
つけられていたり、又は骨の内方成長のため多孔
被膜を施していたりする。これらのステムの屈曲
スチフネスは骨１０の屈曲スチフネスに比して非
常に高く、そしてプロテーゼから骨への荷重の転
移は十分ではなく、ステム２５の近位（身体の中
心へ近いステム要素の頭部部位）部分２６と遠位
（身体の中心から遠いステム要素の先端部位）部
分２７の回りに集中する。プロテーゼのヘツド２
１へ加えられる大きい動的荷重８はステム要素２
５と骨１０との間に小さい運動を生じさせ、骨１
０の髄管２３内での骨吸収を開始させる。そして
さらに、プロテーゼステムの高い屈曲スチフネス
は骨の「ストレス・シールド」となる。これは骨
損失を生じ、そして関節取換えの長期予後に悪い
働きをする。
第５図は近位の大腿骨１０に挿入した本発明の
大腿部要素のステム１を示す。第２ａ図の状態と
一致していることに注意されたい。支柱６が接続
している２つの枝（引張り側の第１の枝５と圧縮
側の第２の枝４）から成るステム１の屈曲スチフ
ネスは中実ステムの屈曲スチフネスよりはるかに
小さい。そのためこのステムは骨１０のストレス
シールドを殆ど生じない。荷重転移は一様であ
り、そして前記枝４と５のそれぞれの横断面２８
と２９により調整できる。ヘツド２１にかかる動
作荷重８は圧縮成分と引張り成分とに分けられ、
そしてそれぞれ骨の適当な場所にかかる。半径方
向の接触応力１５は動作荷重に関係しており、設
計（ステム１の中心軸３に対する支柱の傾斜１
６）により調整されることができる。筋力３０が
大きな大腿骨の隆起３１へかかる。この力は、関
節力の大きさと方向とを決める主要因である。近
位大腿部（ステム要素の頭部部位）の大部分は多
孔質の骨３２で埋められている。既に提案してい
るように、ステム１の２，３のもしくはそれ以上
の身体の中心に近い近位（ステム要素の頭部部
位）の孔２４を開いたままにしておいて多孔質の
骨の内方成長３３を許している。髄管２３を裏打
ちしている多孔質の骨３４の層がある。これはプ
ロテーゼの枝が骨１０に接触する所で取除かれる
べきであり、すなわち界面１７，１８は皮質の骨
の上にあるのが好ましい。断面―で示されて
いるように、骨３４のある部分は残つていて、大
腿部のその区域への手術後の給血を容易にしてい
る。身体の中心から遠い遠位（ステム要素の先端
部位）の孔２４にはエラストマ３５を充填して骨
の内方成長を阻止する。前記２つの枝４，５の横
断面はステム要素の頭部部位から先端部位へ減少
していくことが好ましい。
大腿部要素のステム１を示す。第２ａ図の状態と
一致していることに注意されたい。支柱６が接続
している２つの枝（引張り側の第１の枝５と圧縮
側の第２の枝４）から成るステム１の屈曲スチフ
ネスは中実ステムの屈曲スチフネスよりはるかに
小さい。そのためこのステムは骨１０のストレス
シールドを殆ど生じない。荷重転移は一様であ
り、そして前記枝４と５のそれぞれの横断面２８
と２９により調整できる。ヘツド２１にかかる動
作荷重８は圧縮成分と引張り成分とに分けられ、
そしてそれぞれ骨の適当な場所にかかる。半径方
向の接触応力１５は動作荷重に関係しており、設
計（ステム１の中心軸３に対する支柱の傾斜１
６）により調整されることができる。筋力３０が
大きな大腿骨の隆起３１へかかる。この力は、関
節力の大きさと方向とを決める主要因である。近
位大腿部（ステム要素の頭部部位）の大部分は多
孔質の骨３２で埋められている。既に提案してい
るように、ステム１の２，３のもしくはそれ以上
の身体の中心に近い近位（ステム要素の頭部部
位）の孔２４を開いたままにしておいて多孔質の
骨の内方成長３３を許している。髄管２３を裏打
ちしている多孔質の骨３４の層がある。これはプ
ロテーゼの枝が骨１０に接触する所で取除かれる
べきであり、すなわち界面１７，１８は皮質の骨
の上にあるのが好ましい。断面―で示されて
いるように、骨３４のある部分は残つていて、大
腿部のその区域への手術後の給血を容易にしてい
る。身体の中心から遠い遠位（ステム要素の先端
部位）の孔２４にはエラストマ３５を充填して骨
の内方成長を阻止する。前記２つの枝４，５の横
断面はステム要素の頭部部位から先端部位へ減少
していくことが好ましい。
第６図は挿入したステムの拡大断面を示す。こ
の挿入により界面１７，１８にあらかじめ負荷す
ることとなる。これは、生理学上のとは反対の荷
重がかけられるときステムの厚みが減少するとい
う事実を利用することにより、可能となる。この
ため屈曲モーメント３７により支柱６を第６ｂ図
に示すように変形させる。回転１９によりステム
の厚みは減少してH0となり、そして軸方向の力
３６をかけると骨１０の中へ３８で示す量だけ深
くステムは入る。挿入負荷を取去ると、界面１７
と１８とに半径方向の接触応力１５による予負荷
がつくられる。
の挿入により界面１７，１８にあらかじめ負荷す
ることとなる。これは、生理学上のとは反対の荷
重がかけられるときステムの厚みが減少するとい
う事実を利用することにより、可能となる。この
ため屈曲モーメント３７により支柱６を第６ｂ図
に示すように変形させる。回転１９によりステム
の厚みは減少してH0となり、そして軸方向の力
３６をかけると骨１０の中へ３８で示す量だけ深
くステムは入る。挿入負荷を取去ると、界面１７
と１８とに半径方向の接触応力１５による予負荷
がつくられる。
第７図は、大腿部の対応区分よりもいくらかわ
ん曲した本発明のステム１を示す。すなわち、ス
テム１の中心線３曲率半径は大腿部の中心線３９
よりも小さい。このステムを管状骨に髄管に押し
込むと、それは生理学的荷重により反対方向に屈
曲する。挿入は既に説明したように予負荷をつく
る。圧縮側の第２の枝４が張力により予負荷さ
れ、そして引張り側の第１の枝５が圧縮により予
負荷されていることに注意されたい。これはステ
ムの強度という点で有利である。しかしながら、
骨にかかる予負荷は生理学的荷重と同じ符号であ
つて、予負荷をそのように設計するのは注意深く
行なわなければならない。
ん曲した本発明のステム１を示す。すなわち、ス
テム１の中心線３曲率半径は大腿部の中心線３９
よりも小さい。このステムを管状骨に髄管に押し
込むと、それは生理学的荷重により反対方向に屈
曲する。挿入は既に説明したように予負荷をつく
る。圧縮側の第２の枝４が張力により予負荷さ
れ、そして引張り側の第１の枝５が圧縮により予
負荷されていることに注意されたい。これはステ
ムの強度という点で有利である。しかしながら、
骨にかかる予負荷は生理学的荷重と同じ符号であ
つて、予負荷をそのように設計するのは注意深く
行なわなければならない。
ステム長の一部分だけにわたつて曲率を異なる
ようにすれば足りる。特に、中間側界面１８ａの
頭部部位の曲率が対応骨部分１８ｂの曲率よりも
大きければ、第６図に示すようにプロテーゼを挿
入して、その挿入に続くすべての界面において良
好な適合を得る。第８図に示すように幾らか横に
してハンマー打ちしてプロテーゼを用意した孔に
打ち込むと第６図に示す効果を生ずる。挿入具５
０を使つてハンマー打ちの力５２の横位置５１を
広げ、そして決めていく。プロテーゼヘツド２１
を正しく受けるプロテーゼのコーナス５３へ挿入
具５０を取付ける。挿入具５０の延長部５４を通
してプロテーゼへハンマー打ちの力が伝えられ
る。延長部５４はプロテーゼのステムの頭部部位
７にのる。
ようにすれば足りる。特に、中間側界面１８ａの
頭部部位の曲率が対応骨部分１８ｂの曲率よりも
大きければ、第６図に示すようにプロテーゼを挿
入して、その挿入に続くすべての界面において良
好な適合を得る。第８図に示すように幾らか横に
してハンマー打ちしてプロテーゼを用意した孔に
打ち込むと第６図に示す効果を生ずる。挿入具５
０を使つてハンマー打ちの力５２の横位置５１を
広げ、そして決めていく。プロテーゼヘツド２１
を正しく受けるプロテーゼのコーナス５３へ挿入
具５０を取付ける。挿入具５０の延長部５４を通
してプロテーゼへハンマー打ちの力が伝えられ
る。延長部５４はプロテーゼのステムの頭部部位
７にのる。
第９図は挿入と固定を容易とする別の設計の特
徴を示す。ステムの頭部部位７を横切つて軸方向
の変位の手段４０としてスロツトをつくる。この
スロツトにより第１の枝４に対して第２の枝５を
軸方向に滑動させれる。軸方向とは矢４１、矢４
２で示されるように、プロテーゼステムの主軸に
平行な方向を意味する。挿入時に、矢４１の方向
に動かすとステム１の厚みＨを減少する。矢４２
の方向に動かすことにより固定される。このスロ
ツトにより第１の枝４と第２の枝５の間での調整
された相対的な軸方向の変位の手段とすることが
できる。
徴を示す。ステムの頭部部位７を横切つて軸方向
の変位の手段４０としてスロツトをつくる。この
スロツトにより第１の枝４に対して第２の枝５を
軸方向に滑動させれる。軸方向とは矢４１、矢４
２で示されるように、プロテーゼステムの主軸に
平行な方向を意味する。挿入時に、矢４１の方向
に動かすとステム１の厚みＨを減少する。矢４２
の方向に動かすことにより固定される。このスロ
ツトにより第１の枝４と第２の枝５の間での調整
された相対的な軸方向の変位の手段とすることが
できる。
第１０図は矢４１と矢４２により示される動き
を調整する手段の１つの設計を示す。ステムの頭
部部位７の受孔４７にブリツジ４３を挿入する。
この構成により、スロツト４０を開かないように
しながらスロツト４０における平行運動をできる
ようにする。前記受孔４７内でのブリツジ４３の
垂直位置は、受孔４７の内筒部４９のねじつき部
分４８にねじ込める４つのセツトねじ４４により
調整される。ブリツジ４３の円筒部は透孔４６を
有しているので上から全部で４つのねじのキー孔
４５キーを挿入できる。実際に、矢４１と矢４２
により示される動きを生じさせるため一方の側で
上と下の両方のセツトねじを通してキーを挿入
し、そしてそれらを一緒に回転してブリツジを前
記受孔４７内で上下させる。所望位置に達する
と、上のねじをブリツジ４３に締め付けて、それ
の位置を固定する。
を調整する手段の１つの設計を示す。ステムの頭
部部位７の受孔４７にブリツジ４３を挿入する。
この構成により、スロツト４０を開かないように
しながらスロツト４０における平行運動をできる
ようにする。前記受孔４７内でのブリツジ４３の
垂直位置は、受孔４７の内筒部４９のねじつき部
分４８にねじ込める４つのセツトねじ４４により
調整される。ブリツジ４３の円筒部は透孔４６を
有しているので上から全部で４つのねじのキー孔
４５キーを挿入できる。実際に、矢４１と矢４２
により示される動きを生じさせるため一方の側で
上と下の両方のセツトねじを通してキーを挿入
し、そしてそれらを一緒に回転してブリツジを前
記受孔４７内で上下させる。所望位置に達する
と、上のねじをブリツジ４３に締め付けて、それ
の位置を固定する。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/EP1985/000251 WO1986006954A1 (en) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | Self-locking stemmed component for a joint endo-prosthesis |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62501960A JPS62501960A (ja) | 1987-08-06 |
| JPH043224B2 true JPH043224B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=8165039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60502675A Granted JPS62501960A (ja) | 1985-05-23 | 1985-05-23 | ジョイント エンド・プロテ−ゼのためのセルフ・ロッキング式ステム要素 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4792339A (ja) |
| EP (1) | EP0222751B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62501960A (ja) |
| DE (1) | DE3568134D1 (ja) |
| WO (1) | WO1986006954A1 (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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