JP2012115368A - 臼蓋用コンポーネント - Google Patents

Abstract

【課題】ライナーのポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制でき、臼蓋へのカップの十分な固定力も確保でき、更に、骨成長を阻害してしまうことも抑制できる、臼蓋用コンポーネントを提供する。
【解決手段】カップ１１は、半球殻状に設けられ、骨盤１００の臼蓋１００ａに設置される。固定機構１２は、カップ１１を臼蓋１００ａへ固定する。カップ１１には、その縁部分の外表面側において、凹み形成された凹み部分１１ｂが設けられる。固定機構１２は、骨盤１００に対して螺合するスクリュー部１２ａと、カップ１１の凹み部分１１ｂに対して係合するカップ係合部１２ｂと、を有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、人工股関節において用いられ、臼蓋に設置される臼蓋用コンポーネントに関する。

従来より、股関節に異常が認められた患者に対して、人工股関節を適用し、股関節の一部又は全部を人工股関節で置換する人工股関節節置換術が行われている。そして、上述したような人工股関節においては、骨盤の臼蓋に対しては半球殻状に設けられたカップを有する臼蓋用コンポーネントが設置され、大腿骨に対しては骨頭の一部又は全部を置換するコンポーネントが用いられる。

上述した臼蓋用コンポーネントとして、特許文献１において従来技術として開示されているように、カップを臼蓋へ固定する機構としてカップの壁部を貫通して骨盤へ螺合するネジが用いられたものが知られている。この臼蓋用コンポーネントの場合、カップの壁部において、ネジが貫通するための貫通孔が設けられることになる。

臼蓋用コンポーネントにおけるカップに対しては、その内側において、大腿骨側の骨頭部分を構成するコンポーネントに対して摺動するポリエチレン製のライナーが取り付けられる。そして、前述のようにカップの壁部に貫通孔が設けられた臼蓋用コンポーネントの場合、ライナーと骨頭部分のコンポーネントとの間の摩擦によるライナーの摩耗によって発生したポリエチレン粉が、ライナーとカップとの間を経てカップの貫通孔から骨盤側へ入り込み、これにより骨融解が誘発される虞があることが知られている。

一方、特許文献１においては、カップの壁部に貫通孔が設けられていない形態の臼蓋用コンポーネントが開示されている。この臼蓋用コンポーネントにおけるカップには、カップの縁部分に一体に設けられるとともに、カップの縁部分から外側に広がるように形成されたリブが設けられている。そして、このリブには、骨盤へ螺合してカップを臼蓋へ固定するためのネジが貫通するための貫通孔が設けられている。

特表２００８−５１３０５４号公報（第７−１６頁、図２Ａ−図９Ｅ）

特許文献１に開示されたような、リブが設けられたカップを有する臼蓋用コンポーネントの場合、カップの壁部に貫通孔が設けられていないため、ライナーのポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制することができる。そして、この臼蓋用コンポーネントによると、骨盤へ螺合するネジによってカップを臼蓋へ固定できるため、臼蓋へのカップの十分な固定力も確保することができる。

しかしながら、上記の臼蓋用コンポーネントの場合、カップの縁部分から外側に広がるように形成されたリブがカップの縁部分に一体に設けられている。このため、このリブが、骨成長への影響を生じて骨成長を阻害する要因となってしまう虞がある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、ライナーのポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制でき、臼蓋へのカップの十分な固定力も確保でき、更に、骨成長を阻害してしまうことも抑制できる、臼蓋用コンポーネントを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１発明に係る臼蓋用コンポーネントは、人工股関節において用いられ、臼蓋に設置される臼蓋用コンポーネントであって、半球殻状に設けられ、骨盤の臼蓋に設置されるカップと、前記カップを臼蓋へ固定する固定機構と、を備えている。そして、第１発明に係る臼蓋用コンポーネントは、前記カップには、その縁部分の外表面側において、凹み形成された凹み部分が設けられ、前記固定機構は、骨盤に対して螺合するスクリュー部と、前記カップの前記凹み部分に対して係合するカップ係合部と、を有していることを特徴とする。

この発明によると、固定機構がカップの壁部を貫通することがなく、カップの壁部に貫通孔が設けられることがないため、ライナーのポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制することができる。そして、本発明では、固定機構が、骨盤へ螺合するスクリュー部とカップの凹み部分に係合するカップ係合部とを備えてカップを臼蓋へ固定する機構として設けられているため、臼蓋へのカップの十分な固定力を確保することができる。更に、本発明では、固定機構は、カップの縁部分の外表面に凹み形成された凹み部分にカップ係合部が係合する構成のため、カップの縁部分から外側に広がって骨成長への影響を生じる特許文献１に開示されたリブのような構造も不要となる。このため、固定機構が骨成長を阻害してしまうことも抑制されることになる。

従って、本発明によると、ライナーのポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制でき、臼蓋へのカップの十分な固定力も確保でき、更に、骨成長を阻害してしまうことも抑制できる、臼蓋用コンポーネントを提供することができる。

第２発明に係る臼蓋用コンポーネントは、第１発明の臼蓋用コンポーネントにおいて、前記カップの前記凹み部分は、螺旋方向に沿って部分的に延びる溝である螺旋溝として設けられ、前記カップ係合部は、前記螺旋溝に螺合するように螺旋方向に沿って延びる突起である螺旋状突起として設けられていることを特徴とする。

この発明によると、カップの凹み部分が螺旋溝として設けられ、カップ係合部が螺旋状突起として設けられるため、螺旋状突起を回転させて螺旋溝に螺合させることで容易且つ強固にカップ係合部をカップに係合させることができる。また、カップ係合部が螺旋状突起として設けられるため、カップの凹み部分に係合するカップ係合部の構造を大幅にコンパクト化でき、更に骨成長の阻害を抑制し易い構造を実現できる。

第３発明に係る臼蓋用コンポーネントは、第１発明又は第２発明の臼蓋用コンポーネントにおいて、前記固定機構は、前記スクリュー部と前記カップ係合部とが一体に形成された部材として設けられ、前記カップ係合部が、螺旋方向に沿って延びる突起である螺旋状突起として設けられ、前記カップ係合部の直径寸法が、前記スクリュー部の直径寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする。

この発明によると、固定機構が、スクリュー部よりも大径の螺旋状突起として設けられたカップ係合部がスクリュー部と一体に形成された部材として設けられる。このため、固定機構を回転させることで、同時タイミングで容易に、スクリュー部を骨盤に螺合させるとともにカップ係合部をカップに係合させることができる。よって、術者が臼蓋用コンポーネントの設置作業を容易且つ迅速に行うことができ、更に、固定機構の部材点数の削減を図ることができる。

本発明によると、ライナーのポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制でき、臼蓋へのカップの十分な固定力も確保でき、更に、骨成長を阻害してしまうことも抑制できる、臼蓋用コンポーネントを提供することができる。

人工股関節について骨盤及び大腿骨の一部とともに示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る臼蓋用コンポーネントが臼蓋に設置された状態を示す斜視図である。 図２に示す臼蓋用コンポーネントにおけるカップを示す斜視図である。 図２に示す臼蓋用コンポーネントにおける固定機構を示す斜視図である。 変形例に係る固定機構を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、人工股関節において用いられ、臼蓋に設置される臼蓋用コンポーネントとして広く適用することができるものである。

図１は、本発明の一実施の形態に係る臼蓋用コンポーネント１を含む人工股関節について骨盤１００及び大腿骨１０１の一部とともに示す断面図である。また、図２は、臼蓋用コンポーネント１が骨盤１００の臼蓋（寛骨臼窩）１００ａ（図１を参照）に設置された状態を示す斜視図である。尚、図２では、骨盤１００の一部を示しており、骨盤１００の表面の凹凸をメッシュ状の線で模式的に示している。

図１及び図２に示すように、臼蓋用コンポーネント１は、人工股関節において用いられ、臼蓋１００ａに設置される。尚、図２に示す人工股関節は、臼蓋用コンポーネント１に加え、ライナー１０２、ステム１０３、及び骨頭ボール１０４を更に備えて構成されている。臼蓋用コンポーネント１、ステム１０３、骨頭ボール１０４は、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料を素材として構成されている。ライナー１０２は、ポリエチレンを素材として構成されている。

ステム１０３は、大腿骨１０１の髄腔部１０１ａに一端側が埋植されて配置される棒状に形成される。そして、ボール状に形成されて骨頭部分を構成する骨頭ボール１０４が、ステム１０３の他端側に取り付けられる。尚、本実施形態では、骨頭ボール１０４がステム１０３に連結される構成を例にとって人工股関節を説明しているが、この通りでなくてもよく、骨頭ボール１０４がステム１０３に一体に形成されていてもよい。

ライナー１０２は、半球殻状に形成され、半球面状に内側に凹む摺動面１０２ａが形成されている。そして、ライナー１０２は、臼蓋用コンポーネント１におけるカップ１１の内側に取り付けられる。更に、大腿骨１０１に配置されたステム１０３に連結された骨頭ボール１０４が、ライナー１０２に対してその摺動面１０２ａにおいて摺動するように配置される。このように、臼蓋用コンポーネント１を含む人工股関節が構成されることになる。

次に、臼蓋用コンポーネント１について詳しく説明する。図１及び図２に示す臼蓋用コンポーネント１は、カップ１１と固定機構１２とを備えて構成されている。

図３は、カップ１１を示す斜視図である。図１乃至図３に示すカップ１１は、半球殻状に設けられて、骨盤１００の臼蓋１００ａに設置される。そして、カップ１１の内側には、貫通孔が設けられていない半球面状のライナー取付面１１ａが形成され、このライナー取付面１１ａに対してライナー１０２が嵌め込まれるようにして取り付けられる。このカップ１１は、前述のように、チタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料を素材として構成されている。

また、カップ１１には、その縁部分の外表面側において、凹み形成された凹み部分１１ｂが設けられている。この凹み部分１１ｂは、螺旋方向に沿って部分的に延びる溝である螺旋溝として設けられている。本実施形態では、凹み部分１１ｂを構成する螺旋溝は複数（３つ）設けられ、これらの複数の螺旋溝は、同一のピッチの１つの螺旋方向に沿って配置されている。

尚、カップ１１の外表面であって臼蓋１００ａに対して設置される臼蓋設置面１１ｃには、臼蓋１００ａに対する固定性能を向上させるための表面処理が施されていてもよい。例えば、アパタイトコーティング処理や、溶射処理、粗面化処理、等の骨盤１００に対する固定性能を向上させるための表面処理が施されていてもよい。

図４は、固定機構１２を示す斜視図である。尚、図４に示す固定機構１２は、図３に示すカップ１１に対して拡大して図示されている。図２及び図４に示す固定機構１２は、カップ１１を臼蓋１００ａに固定する機構として構成されている。この固定機構１２は、前述のように、チタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼などの金属材料を素材として構成されている。

固定機構１２は、軸状に延びる部材として設けられ、スクリュー部１２ａとカップ係合部１２ｂとを備えて構成されている。そして、この固定機構１２は、スクリュー部１２ａとカップ係合部１２ｂとが一体に形成された部材として設けられている。尚、この固定機構１２においては、スクリュー部１２ａが設けられる部分と、カップ係合部１２ｂが設けられる部分とが、直列に直線状に並んで設けられている。

また、スクリュー部１２ａは、骨盤１００に対して螺合する雄ネジ部分として設けられている。一方、カップ係合部１２ｂは、カップ１１の凹み部分１１ｂに対して係合する部分として設けられている。そして、このカップ係合部１２ｂは、凹み部分１１ｂである螺旋溝に螺合するように螺旋方向に沿って複数ピッチに亘って延びる突起である螺旋状突起として設けられている。尚、カップ係合部１２ｂの直径寸法は、スクリュー部１２ａの直径寸法よりも大きく設定されている。

次に、人工股関節置換術における臼蓋用コンポーネント１についての骨盤１００の臼蓋１００ａに対する設置作業について説明する。臼蓋用コンポーネント１の臼蓋１００ａへの設置においては、まず、カップ１１が、臼蓋設置面１１ｃにおいて、臼蓋１００ａに対して嵌め込まれるようにして設置される。

次いで、カップ１１が設置された骨盤１００における凹み部分１１ｂに対応する箇所に対して、固定機構１２が、骨盤１００に螺合して固定される。このとき、人工股関節置換術を行う術者は、スクリュー部１２ａにおいて固定機構１２を骨盤１００に螺合させるように、固定機構１２の操作用の手術器具（図示せず）を用いて、固定機構１２の回転操作を行う。

また、上述した固定機構１２の回転操作が行われることで、スクリュー部１２ａに一体に設けられたカップ係合部１２ｂが、カップ１１における凹み部分１１ｂに対応する位置において、骨盤１００に螺合するスクリュー部１２ａとともに回転することになる。そして、スクリュー部１２ａとともに回転する螺旋状突起としてのカップ係合部１２ｂが、螺旋状溝として設けられたカップ１１の凹み部分１１ｂに対して螺合して係合することになる。これにより、固定機構１２が、骨盤１００に対して螺合するとともにカップ１１に係合し、カップ１１を臼蓋１００ａに固定することになる。

尚、カップ１１が臼蓋１００ａに対して十分な固定力で嵌め込まれて固定されていると術者が判断した場合は、固定機構１２によってカップ１１を臼蓋１００ａに固定する上記の作業が省略されることもある。

以上説明した臼蓋用コンポーネント１によると、固定機構１２がカップ１１の壁部を貫通することがなく、カップ１１の壁部に貫通孔が設けられることがないため、ライナー１０２のポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制することができる。そして、臼蓋用コンポーネント１では、固定機構１２が、骨盤１００へ螺合するスクリュー部１２ａとカップ１１の凹み部分１１ｂに係合するカップ係合部１２ｂとを備えてカップ１１を臼蓋１００ａへ固定する機構として設けられているため、臼蓋１００ａへのカップ１１の十分な固定力を確保することができる。更に、臼蓋用コンポーネント１では、固定機構１２は、カップ１１の縁部分の外表面に凹み形成された凹み部分１１ｂにカップ係合部１２ｂが係合する構成のため、カップ１１の縁部分から外側に広がって骨成長への影響を生じる特許文献１に開示されたリブのような構造も不要となる。このため、固定機構１２が骨成長を阻害してしまうことも抑制されることになる。

従って、本実施形態によると、ライナー１０２のポリエチレン粉の発生による骨融解の誘発を抑制でき、臼蓋１００ａへのカップ１１の十分な固定力も確保でき、更に、骨成長を阻害してしまうことも抑制できる、臼蓋用コンポーネント１を提供することができる。

また、臼蓋用コンポーネント１によると、カップ１１の凹み部分１１ｂが螺旋溝として設けられ、カップ係合部１２ｂが螺旋状突起として設けられるため、螺旋状突起であるカップ係合部１２ｂを回転させて螺旋溝である凹み部分１１ｂに螺合させることで容易且つ強固にカップ係合部１２ｂをカップ１１に係合させることができる。また、カップ係合部１２ｂが螺旋状突起として設けられるため、カップ１１の凹み部分１１ｂに係合するカップ係合部１２ｂの構造を大幅にコンパクト化でき、更に骨成長の阻害を抑制し易い構造を実現できる。

また、臼蓋用コンポーネント１によると、固定機構１２が、スクリュー部１２ａよりも大径の螺旋状突起として設けられたカップ係合部１２ｂがスクリュー部１２ａと一体に形成された部材として設けられる。このため、固定機構１２を回転させることで、同時タイミングで容易に、スクリュー部１２ａを骨盤１００に螺合させるとともにカップ係合部１２ｂをカップ１１に係合させることができる。このため、術者が臼蓋用コンポーネント１の設置作業を容易且つ迅速に行うことができ、更に、固定機構１２の部材点数の削減を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。

（１）前述の実施形態では、固定機構が、スクリュー部とカップ係合部とが一体に形成された部材として設けられている形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、スクリュー部とカップ係合部とが別部材として設けられ、これらが互いに連結されて固定されることで固定機構が構成される形態であってもよい。

（２）カップにおける凹み部分の形態と固定機構におけるカップ係合部の形態とについては、前述の実施形態で例示した形態に限らず、種々変更して実施してもよい。即ち、凹み部分は、螺旋方向に沿って部分的に延びる溝である螺旋溝以外の形態として構成されてもよい。また、カップ係合部は、螺旋溝に螺合するように螺旋方向に沿って延びる突起である螺旋状突起以外の形態として構成されてもよい。

尚、図５は、変形例に係る固定機構１３を示す斜視図である。図５に示す固定機構１３は、スクリュー部１３ａとカップ係合部１３ｂとを備えて構成されている。スクリュー部１３ａは、前述の実施形態におけるスクリュー部１２ａと同様に構成されている。一方、カップ係合部１３ｂは、前述の実施形態におけるカップ係合部１２ｂのような螺旋方向に沿って複数ピッチに亘って延びる螺旋状突起とは異なる形態のカップ係合部として設けられている。このカップ係合部１３ｂは、軸状の部材である固定機構１３のスクリュー部１３ａと反対側の端部に設けられ、螺旋方向に沿って部分的に延びる突起状の部分として設けられている。このようなカップ係合部１３ｂが設けられた固定機構１３とカップ１１とを備えて構成される臼蓋用コンポーネントを実施してもよい。

（３）前述の実施形態では、固定機構が１つ備えられた形態の臼蓋用コンポーネントを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、前述の実施形態における固定機構１２を複数備え、カップ１１の縁部分の外表面側において、各固定機構１２に対応する凹み部分１１ｂがカップ１１の周方向に亘って複数個所に設けられている形態の臼蓋用コンポーネントを実施してもよい。

本発明は、人工股関節において用いられ、臼蓋に設置される臼蓋用コンポーネントとして、広く適用することができるものである。

１ 臼蓋用コンポーネント
１１ カップ
１１ｂ 凹み部分
１２ 固定機構
１２ａ スクリュー部
１２ｂ カップ係合部

Claims (3)

1. 人工股関節において用いられ、臼蓋に設置される臼蓋用コンポーネントであって、
   半球殻状に設けられ、骨盤の臼蓋に設置されるカップと、
   前記カップを臼蓋へ固定する固定機構と、
   を備え、
   前記カップには、その縁部分の外表面側において、凹み形成された凹み部分が設けられ、
   前記固定機構は、骨盤に対して螺合するスクリュー部と、前記カップの前記凹み部分に対して係合するカップ係合部と、を有していることを特徴とする、臼蓋用コンポーネント。
2. 請求項１に記載の臼蓋用コンポーネントであって、
   前記カップの前記凹み部分は、螺旋方向に沿って部分的に延びる溝である螺旋溝として設けられ、前記カップ係合部は、前記螺旋溝に螺合するように螺旋方向に沿って延びる突起である螺旋状突起として設けられていることを特徴とする、臼蓋用コンポーネント。
3. 請求項１又は請求項２に記載の臼蓋用コンポーネントであって、
   前記固定機構は、前記スクリュー部と前記カップ係合部とが一体に形成された部材として設けられ、
   前記カップ係合部が、螺旋方向に沿って延びる突起である螺旋状突起として設けられ、
   前記カップ係合部の直径寸法が、前記スクリュー部の直径寸法よりも大きく設定されていることを特徴とする、臼蓋用コンポーネント。

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