特許 7515803 デュアルモビリティカップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】デュアルモビリティカップ

(51)【国際特許分類】

   A61F 2/34 20060101AFI20240708BHJP

【ＦＩ】

A61F2/34

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023177436

(22)【出願日】2023-10-13

【審査請求日】2023-10-16

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】508282465

【氏名又は名称】帝人ナカシマメディカル株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504173471

【氏名又は名称】国立大学法人北海道大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤原 路浩

(72)【発明者】

【氏名】長谷部 吉弘

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 大介

【審査官】松山 雛子

(56)【参考文献】

【文献】特許第７１８９１３４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２０２２／００８７８２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｆ ２／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

骨盤に固定される、中央にガイド穴が設けられた半球状のアセタブラーカップと、
前記アセタブラーカップ内に挿入されるライナーであって、半球状のライナー本体、および前記ライナー本体の中央から突出して前記ガイド穴と嵌合するペグを含むライナーと、を備え、
前記アセタブラーカップの内面は、当該アセタブラーカップの開口を形成する、当該アセタブラーカップの開口方向に向かって拡径する、連続した第１テーパー面を有し、
前記ライナー本体の外面は、前記第１テーパー面と面接触する、連続した第２テーパー面を有し、
前記ライナー本体は、前記ペグと前記第２テーパー面の大径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触した状態で前記ライナーが動かされたときに、前記第２テーパー面の小径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触しないように構成されており、
前記アセタブラーカップの中心線を通る断面における前記第１テーパー面同士の間の角度であるテーパー角度は、１６度以上１８度以下である、デュアルモビリティカップ。

【請求項2】

前記ライナーの端面から前記ペグの先端までの高さに対する、前記ライナーの中心線に沿う方向における前記第２テーパー面の長さの割合は、３０％以上３５％以下である、請求項１に記載のデュアルモビリティカップ。

【請求項3】

骨盤に固定される、中央にガイド穴が設けられた半球状のアセタブラーカップと、
前記アセタブラーカップ内に挿入されるライナーであって、半球状のライナー本体、および前記ライナー本体の中央から突出して前記ガイド穴と嵌合するペグを含むライナーと、を備え、
前記アセタブラーカップの内面は、当該アセタブラーカップの開口を形成する、当該アセタブラーカップの開口方向に向かって拡径する、連続した第１テーパー面を有し、
前記ライナー本体の外面は、前記第１テーパー面と面接触する、連続した第２テーパー面を有し、
前記ライナー本体は、前記ペグと前記第２テーパー面の大径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触した状態で前記ライナーが動かされたときに、前記第２テーパー面の小径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触しないように構成されており、
前記ライナーの端面から前記ペグの先端までの高さに対する、前記ライナーの中心線に沿う方向における前記第２テーパー面の長さの割合は、３０％以上３５％以下である、デュアルモビリティカップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全人工股関節置換術（Total Hip Arthroplasty：ＴＨＡ）に用いられるデュアルモビリティカップに関する。

【背景技術】

【0002】

ＴＨＡでは、大腿骨と骨盤との間に二重の摺動面を有するデュアルモビリティの人工股関節が用いられることがある。このような人工股関節は、大腿骨の可動域が大きく、脱臼に対する抵抗性が高いという特徴を有する。

【0003】

例えば、特許文献１には、図６に示すようなデュアルモビリティカップ１００およびベアリング２００を含む人工股関節が開示されている。この人工股関節では、図略の骨頭がベアリング２００に摺動可能に保持され、ベアリング２００がデュアルモビリティカップ１００に摺動可能に保持される。

【0004】

デュアルモビリティカップ１００は、骨盤に固定される半球状のアセタブラーカップ１１０と、アセタブラーカップ１１０内に挿入される略半球状（半球状の中央に突起が設けられた形状）のライナー１２０を含む。ライナー１２０の内面は球面であり、ベアリング２００と摺動する。

【0005】

アセタブラーカップ１１０の内面は、当該アセタブラーカップ１１０の開口を形成する、当該アセタブラーカップの開口方向に向かって拡径する第１テーパー面１１１を有する。一方、ライナー１２０の外面は、第１テーパー面１１１と面接触する第２テーパー面１２１を有する。ライナー１２０は、第１テーパー面１１１と第２テーパー面１２１が面接触するようにアセタブラーカップ１１０内に圧入されることで、アセタブラーカップ１１０内に保持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第７１８９１３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、図６に示すデュアルモビリティカップ１００のようにアセタブラーカップ１１０が第１テーパー面１１１を有し、ライナー１２０が第２テーパー面１２１を有する構成では、ライナー１２０が傾いた状態でアセタブラーカップ１１０内に挿入されたときにライナー１２０がアセタブラーカップ１１０に意図せず噛み込んでライナー１２０の姿勢を変更できなくなることがある。

【0008】

そこで、本発明は、ライナーが傾いた状態でアセタブラーカップ内に挿入されたときのアセタブラーカップへの意図しない噛み込みを防止することができるデュアルモビリティカップを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、骨盤に固定される、中央にガイド穴が設けられた半球状のアセタブラーカップと、前記アセタブラーカップ内に挿入されるライナーであって、半球状のライナー本体、および前記ライナー本体の中央から突出して前記ガイド穴と嵌合するペグを含むライナーと、を備え、前記アセタブラーカップの内面は、当該アセタブラーカップの開口を形成する、当該アセタブラーカップの開口方向に向かって拡径する、連続した第１テーパー面を有し、前記ライナー本体の外面は、前記第１テーパー面と面接触する、連続した第２テーパー面を有し、前記ライナー本体は、前記ペグと前記第２テーパー面の大径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触した状態で前記ライナーが動かされたときに、前記第２テーパー面の小径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触しないように構成されている、デュアルモビリティカップを提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ライナーが傾いた状態でアセタブラーカップ内に挿入されたときのアセタブラーカップへの意図しない噛み込みを防止することができるデュアルモビリティカップが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係るデュアルモビリティカップの断面図である。

【図2】アセタブラーカップの断面図である。

【図3】ライナーの断面図である。

【図4】ライナーが傾いた状態でアセタブラーカップ内に挿入されたときの断面図である。

【図5】図４の要部拡大図である。

【図6】従来のデュアルモビリティカップおよびベアリングの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１に、本発明の一実施形態に係るデュアルモビリティカップ１を示す。このデュアルモビリティカップ１は、骨盤に固定される半球状のアセタブラーカップ２と、アセタブラーカップ２内に挿入される略半球状（半球状の中央に突起が設けられた形状）のライナー５を含む。

【0013】

例えば、アセタブラーカップ２はチタン合金で構成され、ライナー５はセラミックまたは金属で構成される。ライナー５が金属で構成される場合、例えば、金属としてはチタン合金や、クロムおよびモリブテンを含有するコバルト基合金などが挙げられる。

【0014】

図２に示すように、アセタブラーカップ２の中央には、当該アセタブラーカップ２を貫通するガイド穴２１が設けられている。また、アセタブラーカップ２の内面４には、ガイド穴２１に隣接する部分を窪ませるザグリ２２が設けられている。ザグリ２２は多角形状の輪郭を有し、このザグリ２２に図略の工具を嵌合させることでアセタブラーカップ２を中心線２０回りに回転することが可能である。

【0015】

さらに、アセタブラーカップ２には、ガイド穴２１の周囲に、アセタブラーカップ２を貫通する複数（図１では代表として１つのみ作図）の固定穴２３が設けられている。この固定穴２３を通じて、アセタブラーカップ２固定用のスクリューを骨盤にねじ込むことが可能である。

【0016】

アセタブラーカップ２の外面３は全体的に球面である。例えば、日本人向けの人工股関節の場合、外面３の直径Ｄは４１ｍｍ以上６３ｍｍ以下である。また、アセタブラーカップ２の端面２５は、当該アセタブラーカップ２の中心線２０と直交する面上に位置している。

【0017】

一方、アセタブラーカップ２の内面４は、アセタブラーカップ２内の空間を上方（アセタブラーカップ２の軸方向のうちの反開口側）から覆う天井面を形成する、球面である曲面４１と、アセタブラーカップ２内の空間を側方（アセタブラーカップ２の中心線２０を中心とする径方向）から取り囲む壁面を形成する、連続した第１テーパー面４３と、曲面４１と第１テーパー面４３の間に位置する環状溝４２を有する。ただし、環状溝４２は省略可能である。

【0018】

換言すれば、曲面４１はアセタブラーカップ２の中心線２０を中心とする所定角度範囲内に位置している一方、第１テーパー面４３はアセタブラーカップ２の端面２５まで延びてアセタブラーカップ２の開口を形成する。また、第１テーパー面４３は、アセタブラーカップ２の開口方向（すなわち、アセタブラーカップ２の軸方向のうちの開口側）に向かって拡径している。

【0019】

本実施形態では、外面３および曲面４１は共に中心線２０上の、端面２５が規定する面よりも内側に入り込んだ点２ａを中心としている。例えば、外面３の半径Ｄ／２と曲面４１の半径Ｒ１との差であるアセタブラーカップ２の肉厚は、３ｍｍ以上７ｍｍ以下である。ただし、外面３の中心と曲面４１の中心はずれていてもよい。

【0020】

第１テーパー面４３に関し、アセタブラーカップ２の中心線２０を含む断面における第１テーパー面４３同士の間の角度であるテーパー角度θは、本実施形態では１６度以上１８度以下である。

【0021】

ライナー５は、図３に示すように、半球状のライナー本体５１と、ライナー本体５１の中央から外向きに突出するペグ５２を含む。ペグ５２は、アセタブラーカップ２のガイド穴２１よりも直径が僅かに小さな円柱状であり、図１に示すようにガイド穴２１と嵌合する。

【0022】

ライナー５の端面５５は、当該ライナー５の中心線５０と直交する面上に位置している。図１に示すように、ライナー５が正規の状態でアセタブラーカップ２内に挿入されて固定されると、ライナー５の端面５５がアセタブラーカップ２の端面２５と面一となる。

【0023】

ライナー本体５１の内面７は、全体的に球面である。本実施形態では、内面７が、端面５５が規定する面がライナー５の中心線５０と交わる点５ｂを中心とする。ただし、内面７の中心は端面５５が規定する面上に位置しなくてもよい。ライナー本体５１の内面７は、図６に示す従来のデュアルモビリティカップ１００と同様に、図略のベアリングの球面である外面と摺動する。ペアリングの内面も球面であり、ベアリングの内面は図略の骨頭と摺動する。

【0024】

一方、ライナー本体５１の外面６は、ペグ５２の周囲に位置する、球面である曲面６１と、ライナー５の端面５５につながる、連続した第２テーパー面６３と、曲面６１と第２テーパー面６３の間に位置する逆曲面６２を含む。本実施形態では、曲面６１が、ライナー５の中心線５０上の、内面７の中心である点５ｂよりも内側に入り込んだ点５ａを中心とする。ただし、曲面６１の中心は内面７の中心と一致してもよい。なお、曲面６１の半径Ｒ２および内面７の半径Ｒ３は、アセタブラーカップ２の外面３の直径Ｄに応じて適宜決定される。

【0025】

第２テーパー面６３は、アセタブラーカップ２の第１テーパー面４３と面接触する。このため、第２テーパー面６３も第１テーパー面４３と同程度のテーパー角度θを有する。つまり、第２テーパー面６３は、ライナー５の開口方向（ライナー５の軸方向のうちの開口側）に向かって拡径しており、大径側端部６３ａと小径側端部６３ｂを有する。また、ライナー５の中心線５０に沿う方向における第２テーパー面６３の長さｈ２は、アセタブラーカップ２の中心線２０に沿う方向における第１テーパー面４３の長さｈ１と同程度である。

【0026】

逆曲面６２は、ライナー５の中心線５０を通る断面において、曲面６１から第２テーパー面６３の小径側端部６３ｂに向かって曲面６１と逆向きに屈曲する面である。ただし、逆曲面６２が省略されて、曲面６１が第２テーパー面６３の小径側端部６３ｂに直接つながってもよい。

【0027】

本実施形態では、ライナー本体５１が、図４に示すようにペグ５２と第２テーパー面６３の大径側端部６３ａがアセタブラーカップ２の内面４（特に第１テーパー面４３）に接触した状態でライナー５が動かされたときに、図５に示すように第２テーパー面６３の小径側端部６３ｂがアセタブラーカップ２の内面４（特に第１テーパー面４３）に接触しないように構成されている。換言すれば、第２テーパー面６３の小径側端部６３ｂとアセタブラーカップ２の内面４（特に第１テーパー面４３）との間には微小な隙間が形成される。

【0028】

さらに、本実施形態では、ライナー５の端面５５からペグ５２の先端までの高さＨ（図３参照）に対する、ライナー５の中心線５０に沿う方向における第２テーパー面６３の長さｈ２の割合（ｈ２／Ｈ×１００）が３０％以上３５％以下に設定されている。

【0029】

このような構成のデュアルモビリティカップ１では、ライナー５が傾いた状態でアセタブラーカップ２内に挿入されたときのアセタブラーカップ２への意図しない噛み込みを防止することができる。従って、ライナー５が傾いた状態でアセタブラーカップ２内に挿入されたとしても、ライナー５をスムーズに動かして正規の状態とすることができる。しかも、ライナー５がアセタブラーカップ２のガイド穴２１に嵌合するペグ５２を含むため、ライナー５が正規の状態でアセタブラーカップ２内に挿入されなければ、ライナー５がペグ５２の高さ分アセタブラーカップ２から張り出すことになる。このため、手術中の視認不可の状況下において、ライナー５の挿入不良（malseating）を防止することができる。

【0030】

＜変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0031】

例えば、第１テーパー面４３および第２テーパー面６３のテーパー角度θは、１８度より大きくてもよい。ただし、この場合は、ライナー５がアセタブラーカップ２内に圧入されたときのアセタブラーカップ２によるライナー５の保持力が不十分となるおそれがある。これに対し、前記実施形態のように第１テーパー面４３および第２テーパー面６３のテーパー角度θが１８度以下であれば、アセタブラーカップ２によるライナー５の保持力が十分に高くなる。

【0032】

また、第１テーパー面４３および第２テーパー面６３のテーパー角度θは、１６度より小さくてもよい。しかし、前記実施形態のように第１テーパー面４３および第２テーパー面６３のテーパー角度θが１６度以上であれば、テーパー角度θが１６度より小さい場合よりも、再手術においてライナー５の取り外し操作が行いやすい。

【0033】

＜まとめ＞
第１の態様として、本開示は、骨盤に固定される、中央にガイド穴が設けられた半球状のアセタブラーカップと、前記アセタブラーカップ内に挿入されるライナーであって、半球状のライナー本体、および前記ライナー本体の中央から突出して前記ガイド穴と嵌合するペグを含むライナーと、を備え、前記アセタブラーカップの内面は、当該アセタブラーカップの開口を形成する、当該アセタブラーカップの開口方向に向かって拡径する、連続した第１テーパー面を有し、前記ライナー本体の外面は、前記第１テーパー面と面接触する、連続した第２テーパー面を有し、前記ライナー本体は、前記ペグと前記第２テーパー面の大径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触した状態で前記ライナーが動かされたときに、前記第２テーパー面の小径側端部が前記アセタブラーカップの内面に接触しないように構成されている、デュアルモビリティカップを提供する。

【0034】

上記の構成によれば、ライナーが傾いた状態でアセタブラーカップ内に挿入されたときのアセタブラーカップへの意図しない噛み込みを防止することができる。しかも、ライナーがアセタブラーカップのガイド穴に嵌合するペグを含むため、ライナーが正規の状態でアセタブラーカップ内に挿入されなければ、ライナーがペグの高さ分アセタブラーカップから張り出すことになる。このため、手術中の視認不可の状況下において、ライナーの挿入不良（malseating）を防止することができる。

【0035】

第２の態様として、第１の態様において、前記アセタブラーカップの中心線を通る断面における前記第１テーパー面同士の間の角度であるテーパー角度は、１６度以上１８度以下であってもよい。テーパー角度が１８度より大きいと、ライナーがアセタブラーカップ内に圧入されたときのアセタブラーカップによるライナーの保持力が不十分となるおそれがある。これに対し、テーパー角度が１８度以下であれば、アセタブラーカップによるライナーの保持力が十分に高くなる。また、テーパー角度が１６度以上であれば、テーパー角度が１６度より小さい場合よりも、再手術においてライナー５の取り外し操作が行いやすい。

【0036】

第３の態様として、第１または第２の態様において、例えば、前記ライナーの端面から前記ペグの先端までの高さに対する、前記ライナーの中心線に沿う方向における前記第２テーパー面の長さの割合は、３０％以上３５％以下であってもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ デュアルモビリティカップ
２ アセタブラーカップ
２１ ガイド穴
３ 外面
４ 内面
４３ 第１テーパー面
５ ライナー
５１ ライナー本体
５２ ペグ
６ 外面
６３ 第２テーパー面
６３ａ 大径側端部
６３ｂ 小径側端部

【要約】

【課題】ライナーが傾いた状態でアセタブラーカップ内に挿入されたときのアセタブラーカップへの意図しない噛み込みを防止することができるデュアルモビリティカップを提供する。
【解決手段】一実施形態に係るデュアルモビリティカップ１は、骨盤に固定される、中央にガイド穴２１が設けられた半球状のアセタブラーカップ２と、アセタブラーカップ２内に挿入される、半球状のライナー本体５１およびライナー本体５１から突出するペグ５２を有するライナー５を含む。アセタブラーカップ２の内面４は第１テーパー面４３を有し、ライナー本体５の外面６は第１テーパー面４３と面接触する第２テーパー面６３を有する。ライナー本体５１は、ペグ５２と第２テーパー面６３の大径側端部がアセタブラーカップ２の内面４に接触した状態でライナー５が動かされたときに、第２テーパー面６３の小径側端部がアセタブラーカップ２の内面４に接触しないように構成されている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】