JPH0670948A - 股関節エンドプロテーゼの大腿ツインステム - Google Patents

股関節エンドプロテーゼの大腿ツインステム

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JPH0670948A
JPH0670948A JP3332793A JP33279391A JPH0670948A JP H0670948 A JPH0670948 A JP H0670948A JP 3332793 A JP3332793 A JP 3332793A JP 33279391 A JP33279391 A JP 33279391A JP H0670948 A JPH0670948 A JP H0670948A
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JP
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twin
proximal
bridge
thigh
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Slobodan Tepic
テピック スロボーダン
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LAB fur EXPERIMENTELLE CHIRURGIE FORSCHUNGSINST DAVOS
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真に均一な荷重移行を可能にする股関節エン
ドプロテーゼの大腿ツインシステムを如何に設計するか
という問題を解決すること。 【構成】 外側ステム部分（２，３）と、該外側ステム
部分（２，３）に中心的に配置されたブリッジ（１）に
よって結合した内側ステム部分（４，７）とを含み、前
記外側ステム部分と前記内側ステム部分（２，３；４，
７）とがそれぞれ前記ブリッジ（１）から広がっている
前後近位スロット（５）と前後遠位スロット（６）とに
よって相互に分離されるように、前記ブリッジ（１）が
設計されていることを特徴とする、股関節エンドプロテ
ーゼの大腿ツインステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は股関節エンドプロテーゼ
（hip endoprosthesis）の大腿ツインステム（femoral
twin-stem ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工関節の置換手術、特に股関節の大腿
要素の置換手術は骨端部分の除去を必然的に伴う。骨の
端部と対応する関節要素とをプロテーゼによって置換す
ると、プロテーゼは荷重支持機能を引き受けなければな
らない。関節圧力はプロテーゼから骨に移行する。関節
置換の非常に早期から今日まで、管状骨中にプロテーゼ
要素を固定する好ましい形式は、ステムすなわち骨髄腔
の形状とサイズに適切に適合したプロテーゼのロッド状
伸長部を用いることであった。６０年代初めから、標準
的な処置はいわゆる骨セメントの使用を含むものであっ
た。骨セメントは室温硬化性アクリレート（通常、触媒
を含むポリメチルメタクリレートから成る粉末成分と、
促進剤を含むメチルメタクリレートから成る液体成分と
の形状であり、相互に混合すると２成分は重合する）で
あり、例えば酸化ジルコニウムのような添加剤（Ｘ線撮
影密度を得るため）と抗生物質とを含む。硬化時に、骨
セメントはプロテーゼステムと骨との間に比較的軟質の
（皮質よりも約５〜１０倍軟らかい）マントルを形成す
る。ステムから骨への荷重移行によってこのセメントマ
ントル中に誘導される応力はステムと骨とのコンプライ
アンスに依存する。
【０００３】一般に、堅いステムはその先端近くに、す
なわち股関節の大腿要素の場合にはより遠位に荷重を移
行させ；よりコンプライアントなステムは頚部近くに、
すなわちより近位に荷重を移行させるものである。ステ
ム横断面が徐々に変化すると（横断面が末端方向に小さ
くなる）、荷重移行はさらに徐々に生ずる。このことは
ステムの遠位部分に有利に作用するが、ステムの横断面
が、プロテーゼの頚部を介してそれに移される関節荷重
を支えなければならないので、充分に小さくなることが
できない場合には、荷重移行はより近位に移動する。さ
らに、骨管はこの側で開口するので、一層軟質になる。
荷重移行を真に均一にするためには、ステムはその近位
端部において零にまでその堅さを全面的に減じなければ
ならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特許請求する本発明は
上記欠点の解消を目的とする。本発明は真に均一な荷重
移行を可能にする股関節エンドプロテーゼの大腿ツイン
システムを如何に設計するかという問題を解決する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の股関節
エンドプロテーゼの大腿ツインステムは、外側ステム部
分（２，３）と、該外側ステム部分（２，３）に中心的
に配置されたブリッジ（１）によって結合した内側ステ
ム部分（４，７）とを含み、前記外側ステム部分と前記
内側ステム部分（２，３；４，７）とがそれぞれ前記ブ
リッジ（１）から広がっている前後近位スロット（５）
と前後遠位スロット（６）とによって相互に分離される
ように、前記ブリッジ（１）が設計されていることを特
徴とするものである。
【０００６】股関節プロテーゼへの関節荷重はステムに
曲げモーメントを生じ、この曲げモーメントが次にセメ
ントマントルの近位内側と遠位外側に圧縮応力を生ず
る。これが荷重移行の大部分が生ずる場合である。大腿
の外側近位部は軟海綿質の領域であり、大きな荷重を支
持しない。従って、プロテーゼの頚部は外側ステムの近
位側に結合するが、ここではプロテーゼと骨との間に殆
ど荷重移行が生じない。この領域における前記ステムの
堅さが大きいと前記セメントへの強い応力集中を誘発し
ない。２個のステム部分はそれらの中央部分で結合す
る。そこから、内側ステム部分は近位方向と遠位方向と
の両方に徐々にその堅さを減ずる。近位方向は全体的な
荷重移行のためにより重要である。外側ステム部分も遠
位方向にその堅さを減ずる。
【０００７】この形態によって、最も大きい関節荷重が
生ずる前方面（frontal plane ）において真に均一な荷
重移行が達成される。徐々の荷重移行がセメントマント
ル中のピーク荷重を減ずる。周知のように、骨セメント
は全関節置換の中で最も弱く、それ故最も重要な要素で
ある。従って、骨セメント中の応力を減ずると、関節疾
患のこの非常に重要な外科治療の長期間結果（使用寿命
等）が改良される。
【０００８】本発明を特徴づける新規な、種々の態様
を、この開示に添付されかつこの開示の一部をなす請求
の範囲において特に指摘する。本発明、その機能上の利
点およびその使用によって達成される特別な目的をさら
に充分に理解するために、本発明の好ましい実施態様を
示して説明する添付図面と説明の記述が参照されるべき
である。
【０００９】
【実施例】図１は近位大腿に挿入した、本発明による大
腿ツインステムを示す。外側ステム近位部分２は慣習的
なステム近位部分と大体同じ様な形状であり、プロテー
ゼの頚部１１はプロテーゼの頭部１２を支持する。プロ
テーゼの頚部１１はプロテーゼの頭部１２と外側ステム
近位部分２との間に配置され、一般に本来の大腿の頚部
に相当する。それ故、ツインステムの全体高さは外側ス
テム近位部分２過渡部３１までの頚部１１から外側ステ
ムの先端３２までの寸法である。前後切込部（antero-p
osterior cuts ）５と６は外側ステム部分２，３を内側
ステム部分４，７から分離する。外側ステム部分２，３
の遠位プロング（distal prong）３の堅さは遠位方向に
減少して、セメントマントル１０を介して骨までの均一
な荷重移行を促進する。内側ステム部分４，７はステム
の中央部分に配置されたブリッジ１によって外側ステム
部分２，３に結合する。内側ステム部分４，７の遠位プ
ロング７と近位プロング４との両方はそれらのそれぞれ
の先端方向へ減少していく堅さを有する。大腿１４の外
側近位部１３は軟らかい海綿質からなり、関節圧力１５
をあまり支持しない。従って、外側ステム部分２，３の
近位部分２は頚部伸長部として基本的に役立ち、関節荷
重１５をツインステムのブリッジ１レベルにまで移行さ
せる。このレベルにおいて、関節圧力１５は変化して、
圧力１６（大きさと方向において関節圧力１５に等し
い）とモーメント１７になる。モーメント１７は内側ス
テム部分４，７の近位プロング４上の圧縮応力１８と外
側ステム部分２，３の遠位プロング３上の圧縮応力１９
とによって大体釣り合う。圧力１６はセメントマントル
１０中のせん断力と圧縮力とによって釣り合い、これら
の力は一般に大きさがより小さく、問題が少ない。
【００１０】図２に示すように、特に外側遠位部と内側
近位部において、セメントマントル１０の厚さを最小に
維持するために、それぞれの先端を薄い隆起８を有する
ように形成してもよい。
【００１１】図３は前後切込部５と６にポリマー９、好
ましくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）および
／またはポリブチルメタクリレート（ＰＢＭＡ）を充填
した本発明の好ましい実施態様を示す。
【００１２】図４は、２つの遠位プロング３と７がツイ
ンステムの前後領域において結合して、ブリッジ１から
遠位方向に伸長する下部管状構造２２を形成する、本発
明のもう一つの好ましい実施態様を示す。この下部管状
構造（断面Ａ−Ａに示す）はツインステムの遠位末端方
向に徐々に堅さが減じ、従ってセメントマントル１０中
の応力１９が減ずるように設計されるのが好ましい。
【００１３】外側ステム部分２，３の近位部分２と内側
ステム部分４，７の近位プロング４とはツインステムの
前後領域において結合して、ブリッジ１から近位方向に
伸長する上部管状構造２１を形成する。比較的軟らかい
上部管状構造２１（断面Ｂ−Ｂに示す）の利点はセメン
トマントル１０中の応力１８が減少することである。
【００１４】図５は、ブリッジ１を除去し、下部管状構
造と上部管状構造２１，２２を結合して単一管状構造２
３にする、図４に係る大腿ツインステムの好ましい実施
態様の変更を示す。単一管状構造２３の内側管状ステム
部分２４は単一管状構造２３の外側管状ステム部分２５
と、ライン２６に沿って、結合する。２つの部分２４と
２５を結合する好ましい方法は溶接である。
【００１５】この構造は遠位方向と近位方向との両方に
おけるステムコンプライアンスの制御を可能にし、セメ
ントマントル１０中の応力を最小にする。
【００１６】または、単一管状構造２３を骨髄腔に導入
する骨セメントの注入ノズルとして用いることができ
る。この目的のためには、単一管状構造２３の近位開口
２７にコーキングガンに対するアダプターを備える。前
記コーキングガンは骨セメントを単一管状構造２３に通
して遠位方向に分配し、遠位開口２８を通過させた後ツ
インステムと骨との間に、矢印２９によって示すよう
に、逆行的に分配する。この処置は当然、図１に示すよ
うな骨髄プラグ３０の使用を必要とする。この処置の利
点はセメントマントル１０の質がより良好であること
と、セメント注入前にプロテーゼが配置しやすいことで
ある。
【００１７】図６は、単一管状構造２３の内側管状ステ
ム部分２４がワイヤメッシュによって形成された、本発
明のさらにもう一つの好ましい実施態様を示す。ワイヤ
メッシュ（図５に係る実施態様におけるような薄いシエ
ルの代わりである）を使用すると、さらに大きいコンプ
ライアンス制御度が可能となる。
【００１８】図４〜６に係るツインステムの管状構造２
１，２２または２３内の空間にはポリマー、好ましくは
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）および／または
ポリブチルメタクリレート（ＰＢＭＡ）を充填すること
が好ましい。
【００１９】本発明の大腿ツインステムの好ましい実施
態様としては以下の諸態様が挙げられる。
【００２０】i) 前記ブリッジ（１）が前記大腿ツイ
ンステムの高さの近位半分に配置されること。
【００２１】ii) 前記近位スロット（５）が前記ツイ
ンステムの全高さの１／５〜１／２の長さを有するこ
と。
【００２２】iii) 前記内側ステム部分（４，７）が前
記ブリッジ（１）によって近位プロング（４）と遠位プ
ロング（７）とに分割されること。
【００２３】iv) 前記外側ステム部分（２，３）が前
記ブリッジ（１）によって近位部分（２）と遠位プロン
グ（３）とに分割されること。
【００２４】v) 前記内側ステム部分（４，７）の前
記遠位プロング（７）が前記外側ステム部分（２，３）
の遠位プロング（３）よりも短いこと。
【００２５】vi) 前記内側ステム部分（４，７）が近
位方向にのみ伸びて、近位プロング（７）になること。
【００２６】vii) 前記遠位スロット（６）が前記ツイ
ンステムの全高さの１／５〜３／５の長さを有するこ
と。
【００２７】viii) 前記外側ステム部分（２，３）の前
記遠位プロング（３）が外側隆起（８）を、好ましくは
該遠位プロング（３）の末端部に有し、この隆起（８）
が骨セメントのスペーサーとして作用すること。
【００２８】ix) 前記内側ステム部分（４，７）の前
記近位プロングと遠位プロング（４，７）とが骨セメン
トのスペーサーとして作用する内側隆起（８）を有する
こと。
【００２９】x) 前記２個の遠位プロング（３，７）
が前記ツインステムの前後領域において結合して、前記
ブリッジ（１）から遠位方向に伸長する下部管状構造
（２２）を形成すること。
【００３０】xi) 前記近位プロング（４）と前記近位
部分（２）が前記ツインステムの前後領域において結合
して、前記ブリッジ（１）から近位方向に伸長する上部
管状構造（２１）を形成すること。
【００３１】xii) 前記ブリッジ（１）を除去すること
によって、前記下部管状構造と上部管状構造（２１；２
２）とを結合して、単一管状構造（２３）にすること。
【００３２】xiii) 前記単一管状構造（２３）の内側管
状ステム部分（２４）をワイヤメッシュによって形成す
ること。
【００３３】xiv) 前記前後切込部（５，６）内および
／または管状構造（２１，２２，２３）内の空隙にポリ
マー、好ましくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）および／またはポリブチルメタクリレート（ＰＢＭ
Ａ）を充填すること。
【図面の簡単な説明】
【図１】 大腿の近位部分において接着した本発明によ
る大腿ツインステムの断面図である。
【図２】 図１に係る本発明の一つの好ましい実施態様
の断面図である。
【図３】 切込部にポリマーを充填した、本発明の好ま
しい実施態様の側面図である。
【図４】 遠位管状構造を有する、本発明の他の好まし
い実施態様の断面図である。
【図５】 単一管状構造を有する、図４に係る実施態様
の変更の断面図である。
【図６】 ワイヤメッシュ管状構造を有する、本発明の
もう一つの好ましい実施態様の側面図である。
【符号の説明】
１：ブリッジ、２，３：外側ステム部分、４，７：内側
ステム部分、５：前後近位スロット、６：前後遠位スロ
ット、８：隆起、２１：上部管状構造、２２：下部管状
構造、２３：単一管状構造、２４：内側管状ステム部
分。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外側ステム部分（２，３）と、該外側ス
    テム部分（２，３）に中心的に配置されたブリッジ
    （１）によって結合した内側ステム部分（４，７）とを
    含み、前記外側ステム部分と前記内側ステム部分（２，
    ３；４，７）とがそれぞれ前記ブリッジ（１）から広が
    っている前後近位スロット（５）と前後遠位スロット
    （６）とによって相互に分離されるように、前記ブリッ
    ジ（１）が設計されていることを特徴とする、股関節エ
    ンドプロテーゼの大腿ツインステム。
  2. 【請求項２】 前記ブリッジ（１）が前記大腿ツインス
    テムの高さの近位半分に配置されることを特徴とする、
    請求項１に記載の大腿ツインステム。
  3. 【請求項３】 前記近位スロット（５）が前記ツインス
    テムの全高さの１／５〜１／２の長さを有することを特
    徴とする、請求項１または２に記載の大腿ツインステ
    ム。
  4. 【請求項４】 前記内側ステム部分（４，７）が前記ブ
    リッジ（１）によって近位プロング（４）と遠位プロン
    グ（７）とに分割されることを特徴とする、請求項１〜
    ３のいずれかに記載の大腿ツインステム。
  5. 【請求項５】 前記外側ステム部分（２，３）が前記ブ
    リッジ（１）によって近位部分（２）と遠位プロング
    （３）とに分割されることを特徴とする、請求項１〜４
    のいずれかに記載の大腿ツインステム。
  6. 【請求項６】 前記内側ステム部分（４，７）の前記遠
    位プロング（７）が前記外側ステム部分（２，３）の遠
    位プロング（３）よりも短いことを特徴とする、請求項
    ５に記載の大腿ツインステム。
  7. 【請求項７】 前記内側ステム部分（４，７）が近位方
    向にのみ伸びて、近位プロング（７）になることを特徴
    とする、請求項６に記載の大腿ツインステム。
  8. 【請求項８】 前記遠位スロット（６）が前記ツインス
    テムの全高さの１／５〜３／５の長さを有することを特
    徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の大腿ツイン
    ステム。
  9. 【請求項９】 前記外側ステム部分（２，３）の前記遠
    位プロング（３）が外側隆起（８）を、好ましくは該遠
    位プロング（３）の末端部に有し、この隆起（８）が骨
    セメントのスペーサーとして作用することを特徴とす
    る、請求項４〜８のいずれかに記載の大腿ツインステ
    ム。
  10. 【請求項１０】 前記内側ステム部分（４，７）の前記
    近位プロングと遠位プロング（４，７）とが骨セメント
    のスペーサーとして作用する内側隆起（８）を有するこ
    とを特徴とする、請求項４〜９のいずれかに記載の大腿
    ツインステム。
  11. 【請求項１１】 前記２個の遠位プロング（３，７）が
    前記ツインステムの前後領域において結合して、前記ブ
    リッジ（１）から遠位方向に伸長する下部管状構造（２
    ２）を形成することを特徴とする、請求項４〜１０のい
    ずれかに記載の大腿ツインステム。
  12. 【請求項１２】 前記近位プロング（４）と前記近位部
    分（２）が前記ツインステムの前後領域において結合し
    て、前記ブリッジ（１）から近位方向に伸長する上部管
    状構造（２１）を形成することを特徴とする、請求項４
    〜１１のいずれかに記載の大腿ツインステム。
  13. 【請求項１３】 前記ブリッジ（１）を除去することに
    よって、前記下部管状構造と上部管状構造（２１；２
    ２）とを結合して、単一管状構造（２３）にすることを
    特徴とする、請求項１２に記載の大腿ツインステム。
  14. 【請求項１４】 前記単一管状構造（２３）の内側管状
    ステム部分（２４）をワイヤメッシュによって形成する
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の大腿ツインステ
    ム。
  15. 【請求項１５】 前記前後切込部（５，６）内および／
    または管状構造（２１，２２，２３）内の空隙にポリマ
    ー、好ましくはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）
    および／またはポリブチルメタクリレート（ＰＢＭＡ）
    を充填することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれ
    かに記載の大腿ツインステム。
JP3332793A 1990-11-27 1991-11-22 股関節エンドプロテーゼの大腿ツインステム Pending JPH0670948A (ja)

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