JPH05344992A - 関節用補綴具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベアリング内部の空間や隙間を極力少なくし
てベアリングの受圧面積の減少を防止する。 【構成】 アウタボール３と、アウタボール３の内部に
固定される第１のベアリング７と、第１のベアリング７
に接するように配置される第２のベアリング８と、アウ
タボール３に嵌着することにより第２のベアリング８を
押さえ込み、第１及び第２のベアリング７，８によりイ
ンナボール１を支持する摺動面を形成させるストッパリ
ング９、とでアウタボールアセンブリ２を構成した。 【効果】 ベアリングとインナボールが接する摺動部分
の空間や隙間をなくすことができ、荷重の方向が変化し
た場合でもベアリングの受圧面積が減少しないため、過
大な面圧発生、摺動面の変形、摩耗増大等が防止され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動調心型の関節用
補綴具に適したインナボールの支持構造の改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は人工関節、特に人工股関節として
用いられる周知の自動調心型関節用補綴具の概略図であ
り、インナボール１を半球殻状のアウタボール３の内部
にベアリング４を固定した構造のアウタボールアセンブ
リ２で支持している。なお、インナボール１は大腿骨に
固定されるステム５の先端に装着されている。ベアリン
グ４の内面の開口部に近い部分は奥の方が広くなるテー
パ面４ａとなっており、ここにＣリング状のテーパリン
グ６が嵌められてＣ形スプリング６ａにより内径を小さ
くする方向に付勢されている。

【０００３】インナボール１をアウタボールアセンブリ
２に組み込む時には、テーパリング６が押されて奥に移
動して内径が広がるのでインナボール１をベアリング４
に挿入することができ、その後はテーパリング６の内径
が小さくなってインナボール１は抜け止めされる。ベア
リング４とインナボール１が接する面積はインナボール
１のほぼ半球部分に相当する大きさとなっており、ベア
リング４の内部には空間Ｇが形成されている。この空間
Ｇは上記のようにテーパリング６を移動させるために必
要である。なお、挿入されたインナボール１をアウタボ
ールアセンブリ２から取り外す時には、特殊工具を用い
てテーパリング６を奥に移動させ、内径を広げた状態と
してインナボール１を引き抜くのである。

【０００４】ところで、ベアリング４に対する荷重は軸
心とほぼ一致するＡ方向に加わることが最も望ましいの
であるが、自動調心型の関節用補綴具の場合にはアウタ
ボールアセンブリ２が骨盤の寛骨臼内に嵌め込まれてお
り、歩行等に伴って摺動回転して寛骨臼に対する角度が
変化する。これは寛骨臼に対するインナボールの可動範
囲を大きくすることには有効である反面、荷重の方向を
Ａ方向から例えば図のＢ方向に傾かせる結果を招き、ベ
アリング４の受圧面積が減少して面圧が過大となり、摺
動面の変形や摩耗増大を起こす原因となる。この問題は
入口側にもベアリングを設けることによって軽減するこ
とができるが(例えば特開平４−４４７５６号公報参
照)、このような構造にしても、入口側ベアリングと内
部ベアリングとの間にはある程度の隙間が形成されるた
め、荷重の方向が傾いた場合に受圧面積が減少すること
は避けられない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明はこのような
問題点に着目し、受圧面積減少の原因となるベアリング
内部の空間や隙間を極力少なくすることを課題としてな
されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、この発明の関節用補綴具は、インナボールを支持
するアウタボールアセンブリを、半球殻状のアウタボー
ルと、このアウタボールの内部に固定される第１のベア
リングと、この第１のベアリングに接するように配置さ
れると共に一定の範囲で内径を変化できる構造を備えた
リング状の第２のベアリングと、アウタボールに嵌着す
ることにより第２のベアリングを押さえ込み、第１及び
第２のベアリングによりインナボールを支持する摺動面
を形成させるストッパリング、とで構成するようにして
いる。

【０００７】

【作用】第２のベアリングは第１のベアリングに接する
ように配置されており、これを更にストッパリングで押
さえ込むことにより、第１と第２のベアリングの間に隙
間がなくなり、荷重の方向が傾いても受圧面積が減少し
ない構造のベアリングによってインナボールが支持され
る。

【０００８】

【実施例】次に図１乃至図６に示したこの発明の一実施
例を説明する。図１及び図２は全体の断面図と分解斜視
図であって、インナボール、アウタボールアセンブリ、
アウタボール及びステムはそれぞれ図７と同じ参照符号
１乃至３及び５で示してある。この実施例では、ベアリ
ングは第１のベアリング７と第２のベアリング８で構成
されると共にストッパリング９が設けられており、アウ
タボールアセンブリ２はアウタボール３、ベアリング
７，８及びストッパリング９によって構成されている。
アウタボール３の材料としては例えばコバルトクローム
合金あるいはセラミックが用いられ、ベアリング７，８
及びストッパリング９の材料としては例えば超高分子量
ポリエチレンが用いられる。

【０００９】図３乃至図６はアウタボールアセンブリ２
を構成する各部材の詳細をそれぞれ示した図である。ア
ウタボール３は図３に示すようにやや深い半球殻状とな
っており、内部には内周に複数個の微小突起３ｃを備え
た受座３ａが形成され、その縁部内側にはリング状に係
止部３ｄが設けられている。微小突起３ｃは第１のベア
リング７の回り止めと軸方向の抜け落ちを防止するもの
で、断面が三角形で奥の方が高くなった形状である。

【００１０】第１のベアリング７は図４に示すようにア
ウタボール３の内面に対応した形状の外面とインナボー
ル１の直径に対応した内面を備えた半球殻状となってお
り、開口部端面にはあり継手を構成するためのあり突部
７ａが１８０°隔てた位置にそれぞれ形成され、内面は
インナボール１との摺動面７ｂとなっている。この第１
のベアリング７は、アウタボール３の受座３ａに挿入さ
れた際に微小突起３ｃによって動きのない状態でアウタ
ボール３に固定されるように各部の形状と寸法が選定さ
れている。

【００１１】第２のベアリング８は図５に示すように第
１のベアリング７の摺動面７ｂに続くテーパ状あるいは
球状の摺動面８ａを備え、１箇所に切り欠き部８ｂを形
成したＣリング状となっており、摺動面８ａの最小部の
内径はインナボール１の直径よりやや小さい寸法に選定
されている。第１のベアリング７に接する側の端面には
あり突部７ａに対応してあり溝８ｃが設けられ、外周面
はテーパ面８ｄとなっている。なお、このあり溝８ｃと
ベアリング７のあり突部７ａとは、組み合わせることに
よってベアリング７，８間が緩く連結され、固着はされ
ないように相互間に余裕のある寸法で形成されている。

【００１２】ストッパリング９は図６に示すようなリン
グ状でその内径はインナボール１が自由に通過できる寸
法に選定され、一方の端面外周には全周に係止突部９ａ
が形成されると共に、他方の端面にはフランジ９ｂが形
成され、更に内周面は第２のベアリング８のテーパ面８
ｄに対応したテーパ面９ｃとなっており、また外周面に
は複数個の微小凸部９ｄが等間隔で設けられている。な
お、(a)図にはこの微小凸部９ｄは図示してない。この
係止突部９ａはアウタボール３にストッパリング９を挿
入して仮組みした時に係止部３ｄに係止し、ストッパリ
ング９の抜け落ちを防止するためのもの、微小凸部９ｄ
はインナボール１が挿入された後にストッパリング９を
アウタボール３に固定するためのものであり、このよう
な機能が支障なく発揮されるように関連する各部の形状
と寸法が選定されている。フランジ９ｂの外周には複数
個の切欠部９ｅが形成されており、アウタボールアセン
ブリ２に挿入されたインナボール１を取り外す時に、手
術用具を挿入してアウタボール３に対するストッパリン
グ９の固定を解除するために利用される。

【００１３】この実施例は上述のような構成であり、組
み立てに際しては、まず第１のベアリング７と第２のベ
アリング８をあり突部７ａとあり溝８ｃを組み合わせた
状態としてアウタボール３内に挿入し、係止突部９ａが
係止部３ｄに係止できる位置までストッパリング９をア
ウタボール３に挿入する。これでアウタボールアセンブ
リ２が仮組みされる。第２のベアリング８はストッパリ
ング９で押されていないので自由であり、インナボール
１は挿入可能な状態となっている。次いで、図１の鎖線
のようにストッパリング９をアウタボール３から離れた
状態にしてインナボール１をアウタボールアセンブリ２
に挿入すると、インナボール１は第２のベアリング８の
内径を押し広げながらこれを通過し、ベアリング８より
も奥に挿入される。

【００１４】ここでストッパリング９をアウタボール３
に強く押し込むと、第２のベアリング８はその外周のテ
ーパ面８ｄがストッパリング９のテーパ面９ｃに押され
て内径が縮められ、切り欠き部８ｂのギャップ間隔が小
さくなると共に摺動面８ａがインナボール１に摺接する
状態となり、またストッパリング９は微小凸部９ｄとア
ウタボール３の係止部３ｄとによって固定されて抜け止
めされるのである。なお、ベアリング８はあり継手によ
ってベアリング７に連結されているが、この部分で固着
されていないので内径の変化は可能である。

【００１５】以上の操作でインナボール１をアウタボー
ルアセンブリ２への挿入は完了するが、この状態におい
て切欠部９ｅを利用してストッパリング９の固定を解除
すると、ベアリング８はあり溝８ｃとあり突部７ａとの
組み合わせによってストッパリング９から分離するの
で、上述とは逆の操作によってインナボール１をアウタ
ボールアセンブリ２から取り外すことができる。このよ
うな着脱操作は、実際にこの補綴具を患者の股関節に使
用した場合でも容易に行うことができる。

【００１６】この実施例では、上述のように第２のベア
リング８は第１のベアリング７に接するように配置され
ており、インナボール１の挿入後はストッパリング９で
押さえ込まれるので、両ベアリング７，８の間には従来
例のような大きな空間はもちろん隙間もほとんどなくな
る。このため、荷重の方向が傾いても受圧面積が減少す
ることがなく、面圧が過大となって摺動面の変形や摩耗
の増大を起こすようなことは防止されるのであり、特に
アウタボールアセンブリに対する荷重の方向が変化しや
すい自動調心型に適した関節用補綴具が得られるのであ
る。なお、この発明は図１などに示したような股関節用
に限らず、肩関節用の補綴具にも適用することができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明は、インナボールを支持するアウタボールアセンブリ
を、半球殻状のアウタボールと、このアウタボールの内
部に固定される第１のベアリングと、この第１のベアリ
ングに接するように配置されると共に一定の範囲で内径
を変化できる構造を備えたリング状の第２のベアリング
と、アウタボールに嵌着することにより第２のベアリン
グを押さえ込み、第１及び第２のベアリングによりイン
ナボールを支持する摺動面を形成させるストッパリン
グ、とで構成するようにしたものである。

【００１８】従って、ベアリングとインナボールが接す
る摺動部分に比較的大きな空間が形成されたり、入口側
に設けたベアリングと内部のベアリングとの間に隙間が
生じたりすることのない状態でインナボールを支持する
ことが可能となり、アウタボールアセンブリに対する荷
重の方向が変化してもベアリングの受圧面積が減少せ
ず、過大な面圧が発生して摺動面の変形や摩耗増大を起
こすことが防止されるのであり、関節用補綴具の寿命を
延ばし、摩耗粉による骨組織への悪影響や弛みによる痛
みを防止することが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の全体の断面図である。

【図２】同分解斜視図である。

【図３】同実施例のアウタボールの正面図、Ａ−Ａ線断
面図及び要部の拡大断面図である。

【図４】同実施例の第１のベアリングの正面図、縦断面
図及び平面図である。

【図５】同実施例の第２のベアリングの正面図、縦断面
図及び平面図である。

【図６】同実施例のストッパリングの正面図、一部縦断
面図及び要部の拡大正面図である。

【図７】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ インナボール ２ アウタボールアセンブリ ３ アウタボール ７ 第１のベアリング ７ｂ 摺動面 ８ 第２のベアリング ８ａ 摺動面 ８ｂ 切り欠き部 ８ｄ テーパ面 ９ ストッパリング ９ｃ テーパ面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナボールとこれを支持するアウタボ
   ールアセンブリとで構成される関節用補綴具であって、
   上記アウタボールアセンブリが、半球殻状のアウタボー
   ルと、このアウタボールの内部に固定される第１のベア
   リングと、この第１のベアリングに接するように配置さ
   れると共に一定の範囲で内径を変化できる構造を備えた
   リング状の第２のベアリングと、アウタボールに嵌着す
   ることにより第２のベアリングを押さえ込み、第１及び
   第２のベアリングによりインナボールを支持する摺動面
   を形成させるストッパリング、とで構成されることを特
   徴とする関節用補綴具。