JPH0938120A - 人工関節 - Google Patents

人工関節

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JPH0938120A
JPH0938120A JP19385895A JP19385895A JPH0938120A JP H0938120 A JPH0938120 A JP H0938120A JP 19385895 A JP19385895 A JP 19385895A JP 19385895 A JP19385895 A JP 19385895A JP H0938120 A JPH0938120 A JP H0938120A
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典之 石田
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    • A61F2/00Filters 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
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベアリングインサートの開口部近傍の破損を
防止する。脱臼を防止する。 【構成】 バイポーラ型の人工関節において、セラミッ
ク製のシェル10の内表面を構成する球面の径の中心N を
前記外表面の球の径の中心M より上側に偏心させた。ま
た、本発明の別の態様として、シェル10の開口部とベア
リングインサート20との間に実質的に間隔を設けず、さ
らにインナーヘッド31をベアリングインサート20に挿入
した時に、ベアリングインサート20からのインナーヘッ
ド31の抗抜去力が10〜300Kgfであるようにベア
リングインサート20の内周面24の最狭部の径を相対的に
小さくした。

Description

【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関節
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】交通事故などによる外傷やリウマチ、腫
瘍など骨の変性にもとづく関節部の病変にもとづく関節
部の病変により、関節機能が損なわれて、治療、回復の
見込みが薄いような場合、関節部分を切除し、人工関節
で補綴する置換手術が行われている。
【0003】この際に用いられる人工関節として、バイ
ポーラ型と呼ばれるものがある。これは、骨に当接慴動
するシェルの内側にベアリングインサートを備え、該ベ
アリングインサート内にて回動するインナーヘッドの間
及びベアリングインサートとインナーヘッドとの間の2
か所で慴動するようになっている。このようなバイポー
ラ型人工関節は、一般に手術の際にまず大腿骨にステム
を挿入固着し、その後ステム先端のインナーヘッドにシ
ェルを取り付けて使用するものである。
【0004】特開昭62−79055はこのようなバイ
ポーラ型の人工関節を示し、この人工関節は、ベアリン
グインサートの開口部より奥方向に複数の切れ込みを設
け、さらにシェル内壁面との間に隙間を形成するように
ベアリングインサートの開口部近傍を肉薄とし、上記隙
間に抜け防止リングを介装せしめた構造であった。
【0005】なお、このような従来のバイポーラ型の人
工関節においてシェルは、外表面の径の中心、内表面を
構成する球面の径の中心、及びベアリングインサートに
挿入されたインナーヘッドの径の中心が同心状であるよ
うに形成されていた。
【0006】
【従来技術の問題点】ところが前記のような従来の人工
関節の場合、シェルの外表面の径の中心、内表面を構成
する球面の径の中心、及びベアリングインサートに挿入
されたインナーヘッドの径の中心が同心状であったので
ベアリングインサートの球状部の肉厚はシェルの内表面
の径およびインナーヘッドの径により一義的に決定され
る。すなわち、ベアリングインサートの球状部分におい
て最も荷重を受ける天井部とその他の部位の肉厚が同一
であって天井部の肉厚が小さく、このように天井部の肉
厚が小さいので荷重を受けた時の変形量も小さく、もっ
て摩耗量が多く生体組織に悪影響を与える恐れがあると
ともに、寿命が短いという問題点があった。
【0007】また、従来のバイポーラ型の人工関節で
は、抜け防止リング装着のために肉薄としたベアリング
インサートの開口部近傍の強度が小さく、ステムがこの
部分と接触する際に変形、破損等が起こり易いという不
具合もあった。また、ベアリングインサートの肉薄の開
口部近傍は、抜け防止リングとの間に僅かに間隙があ
り、その分マイクロムーブメントが起こる。そのためこ
の部分の摩耗量が多いという問題もあった。さらに、手
術中このような人工関節を装着する際、まずステムを大
腿骨に挿入固着し、その後インナーヘッドをステム先端
に嵌入固着し、さらにベアリングインサートを固着した
シェルをインナーヘッドに対して装着して後に、前記抜
け防止リングを装着するものであるため、術者にとって
抜け防止リングを装着する操作性に大きな問題があっ
た。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るため本発明は、バイポーラ型の人工関節において、セ
ラミック製のシェルの内表面を構成する球面の径の中心
を前記外表面の球の径の中心より上側に偏心させた。ま
た、本発明の別の態様として、シェルの開口部とベアリ
ングインサートとの間に実質的に間隔を設けず、さらに
インナーヘッドをベアリングインサートに挿入した時
に、ベアリングインサートからのインナーヘッドの抗抜
去力が10〜300Kgfであるようにベアリングイン
サートの内周面の最狭部の径を相対的に小さくした。
【0009】
【作用】このような構成による本発明の人工関節は、シ
ェルの内表面を構成する球面の径の中心を前記外表面の
球の径の中心より上側に偏心させ、これによりシェルの
天井部の肉厚を小さくしたので、相対的にベアリングイ
ンサートの天井部を肉厚を大きくでき、したがって荷重
を受けた時の変形量も大きくなるので、摩耗量が少なく
なる。
【0010】また、ベアリングインサートからのインナ
ーヘッドの抗抜去力が10〜300Kgfであるように
ベアリングインサートの内周面の最狭部の径を相対的に
小さくしたことによって抜け防止リングなしでインナー
ヘッドを拘束するようでき、ベアリングインサートの開
口部近傍が肉厚で強度があり、また隙間がないのでマイ
クロムーブメントが起こって摩耗量が多くなることもな
い。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、股関節における本発明の実
施の形態を図によって説明する。図1および図2に示す
ように、10はシェルで、寛骨臼に当接慴動するほぼ半
球状の滑らかな外表面11を有している。このシェル1
0の内表面12に嵌着させるベアリングインサート20
は、上記シェル10の内表面全体に略隙間なく密着する
外形を有するとともに内表面24は、ステム30に形成
されたインナーヘッド31と当接慴動するように滑らか
な球面状曲面となっており、内表面24の開口部近傍2
4aにはインナーヘッド31の外周よりも狭い最狭部が
形成され、これによりベアリングインサート20単体で
インナーヘッド31を大きな抗抜去力で保持するように
本人工関節は構成されている。
【0012】このようにベアリングインサート20から
のインナーヘッド31の抗抜去力が大きくなるようにベ
アリングインサート20の内周面の最狭部の径を相対的
に小さくしたことによって抜け防止リングなしでインナ
ーヘッド31を拘束するようでき、ベアリングインサー
ト20の開口部近傍が肉厚で強度があり、また隙間がな
いのでマイクロムーブメントが起こって摩耗量が多くな
ることもない。
【0013】なおベアリングインサート20の外表面2
2には、赤道部付近に球面を削ぐ形態のスリット21を
円周方向に沿って設けている。図3に示すように、この
スリット21はシェル10の内表面12に設けられた爪
14によりシェル10をベアリングインサート20に食
い込ませる際、上記スリット21があそびとなりベアリ
ングインサート20の内表面24の真球度を損なうこと
なく固着するのに有効である。
【0014】また、上記シェル10は、内表面12を構
成する球面の径の中心Nを前記外表面11の球の径の中
心Mより上側に偏心させている。これによりシェル10
の天井部の肉厚wを小さく、相対的にベアリングインサ
ート20の天井部の肉厚を大きくしてある。
【0015】このように、シェル10の天井部の肉厚w
を小さくして、ベアリングインサートの天井部を肉厚を
大きくしたので、荷重を受けた時の変形量も大きくなる
ので、摩耗量が少なくなる。
【0016】以下、本人工関節のサイズについて説明す
る。上記シェル10の赤道部の肉厚yと、天井部の肉厚
wとしては、赤道部の肉厚yに比し天井部の肉厚wが
0.5〜0.8倍であることが好ましい。すなわち、上
記肉厚の倍率が0.5倍より小さい時には、シェル10
の天井部の強度が著しく低くなる恐れがあり、他方、
0.8倍より大きい時には、ベアリングインサート20
の天井部の肉厚を充分大きくとれないという問題があ
る。
【0017】また、シェル10の赤道部yの肉厚として
は、2〜4mmであることが好ましい。すなわち、赤道
部の肉厚yが2mmより小さい時には、シェル10の強
度が小さく、特に天井部の強度が著しく低くなる恐れが
あり、他方4mmより大きい時には、ベアリングインサ
ート20の肉厚を小さくしなければならず、摩耗量が多
くなってしまう恐れがある。
【0018】さらに、ベアリングインート20の内表面
24の最狭部の大きさ及び前記インナーヘッド31の大
きさとしては、インナーヘッド31の抗抜去力10〜3
00Kgfで保持するようにするのが好ましい。すなわ
ち、前記抗抜去力が10Kgfより小さい時、患部のバ
ランスが悪いような症例の場合にステム30のネックが
ベアリングインサート20の端面にあたって脱臼してし
まう恐れがあり、他方、前記抗抜去力が300Kgfよ
り大きい時、ベアリングインサート20の内表面24の
開口部近傍24aの部分からのインナーヘッド31表面
に対する応力が非常に大きくなり、可動域が制限された
り、この部分からの摩耗量が多くなる恐れがある。
【0019】なお、前記ベアリングインサート20の外
表面に設けたスリット21の幅としては、1mm〜2.
5mmであることが好ましい。すなわち、スリット21
の幅が1mmより小さい時には、シェル10内にベアリ
ングインサート20を保持する力が不充分となる恐れが
あり、他方、幅が2.5mmより大きい場合には、ベア
リングインサートのこの部分の肉厚が小さく、爪14か
ら受ける応力でベアリングインサートの内表面24の形
状や、該内表面24とインナーヘッド31との摺動性に
善からぬ影響を与えてしまう恐れがある。
【0020】
【発明の効果】叙上のように本発明によれば、シェルの
内表面を構成する球面の径の中心を前記外表面の球の径
の中心より上側に偏心させ、これによりシェルの天井部
の肉厚を小さくしたので、相対的にベアリングインサー
トの天井部を肉厚を大きくでき、したがって荷重を受け
た時の変形量も大きくなるので、摩耗量が少なくなる。
【0021】また、ベアリングインサートからのインナ
ーヘッドの抗抜去力が10〜300Kgfであるように
ベアリングインサートの内周面の最狭部の径を相対的に
小さくしたことによって抜け防止リングなしでインナー
ヘッドを拘束するようでき、ベアリングインサートの開
口部近傍が肉厚で強度があり、また隙間がないのでマイ
クロムーブメントも起こらないので、摩耗量が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の人工関節の分解斜視図で
ある。
【図2】図1の人工関節のヘッド部分の断面図である。
【図3】図2の領域Aを示す拡大図である。
【符号の説明】
10 シェル 11 外表面 12 内表面 20 ベアリングインサート 21 スリット 22 外表面 24 内表面 24a 開口部近傍 30 ステム 31 インナーヘッド M,N 球の中心 w 天井部の肉厚 y 赤道部の肉厚

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】骨に当接慴動する滑らかなほぼ半球状をし
    た外表面を有するセラミック製のシェルにベアリングイ
    ンサートを嵌入固着し、該ベアリングインサート内にて
    回動する如くステム先端部に設けたインナーヘッドを挿
    入せしめてなる人工関節であって、上記シェルの内表面
    を構成する球面の径の中心を前記外表面の球の径の中心
    より上側に偏心させたことを特徴とする人工関節。
  2. 【請求項2】上記シェルは、赤道部の肉厚に比し天井部
    の肉厚が0.5〜0.8倍であることを特徴とする請求
    項1の人工関節。
  3. 【請求項3】上記アウターヘッドは、赤道部の肉厚が2
    〜4mmであることを特徴とする請求項1の人工関節。
  4. 【請求項4】骨に当接慴動する滑らかなほぼ半球状をし
    た外表面を有するセラミック製のシェルにベアリングイ
    ンサートを嵌入固着し、該ベアリングインサート内にて
    回動する如くステム先端部に設けたインナーヘッドを挿
    入せしめてなる人工関節であって、上記シェルの開口部
    とベアリングインサートとの間に実質的に間隔が存在せ
    ず、且つインナーヘッドをベアリングインサートに挿入
    した時に、ベアリングインサートのみによるインナーヘ
    ッドの抗抜去力が10〜300Kgfであるようにベア
    リングインサートの内周面の最狭部の径を相対的に小さ
    くしたことを特徴とする人工関節。
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