股関節置換インプラントに使用される材料が重要な理由

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著者: Charles Brown
作成日: 1 2月 2021
更新日: 18 5月 2024
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人工股関節全置換術 手術を受けられる患者様へ 医学博士・整形外科専門医 五十嵐達弥
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人工股関節置換術はより一般的になりつつあり、それは比較的低い合併症率を持ちながら、個人の生活と機能を改善するという点で最も成功した外科手術の一つです。通常は滑らかな股関節の軟骨表面が磨耗すると、単純な活動でさえ困難になる可能性があります。股関節置換術は、磨耗した股関節を取り除き、人工インプラントに置き換えます。

しかし、それは手術にリスクがないということではなく、あなたの外科医の主な目標の1つは潜在的な合併症を避けることです。考えられる合併症の1つは、人工股関節置換術が時間とともに摩耗する傾向です。

人工股関節の最適な設計を決定するために、人工股関節置換術の設計と人工股関節置換インプラントの製造に使用される材料が変更され、洗練され、支持され、好意的であり、調査が続けられています。過去数十年にわたって何度も新しいインプラントや材料が市場に登場し、大きな期待が寄せられてきましたが、時間の経過とともに期待どおりに機能しないことがわかりました。


座面が人工股関節置換術インプラントの寿命とどう関係するか

インプラントの寿命という点で人工股関節の最も重要なインターフェースは、いわゆるベアリングサーフェスです。これは、インプラントのボールとソケットの間の動きを可能にする人工股関節の表面です。

典型的な股関節置換インプラントは、人工ボールと人工ソケットで通常の股関節のボールとソケットを再現します。これらの埋め込まれた部品には多くの形状とサイズがあり、あなたの体に埋め込まれるものは次のものに依存する場合があります:

  • 大腿骨と骨盤のサイズ
  • 股関節の変形や異常
  • 腰の事前の手術
  • あなたの外科医の好み

人工股関節置換インプラントのボールとソケットは、生涯にわたって腰が動くたびに動く表面になります。この支承面は何百万回も明瞭に表現され、何十年にもわたって活動を使い果たす傾向があります。何百マイルも何千マイルも走行すると、車のタイヤのトレッドが摩耗するのと同じように、交換用の股関節のベアリング面は、何十年も何十年もの活動で摩耗する可能性があります。


人工股関節置換術のインプラントは、より長くまたはより短く持続することがあります。目標は、可能な限り長持ちするインプラントを設計することです。このベアリングサーフェスの寿命を決定するために重要な要素には、次のものがあります。

  • 座面に使用される材料
  • 座面のサイズ

他にも重要な要素がありますが、これらは外科医が選択できる2つの要素であり、人工股関節置換術インプラントの持続時間に影響を与える可能性があります。このため、人工股関節を持っている人の多くは、自分の体内に配置されている材料の種類に興味を持っています。

股関節インプラントの進化

従来の股関節置換インプラントは、寛骨臼コンポーネント(インプラントのソケット)として金属製の大腿骨頭(インプラントのボール)と従来のポリエチレンまたはプラスチックを使用します。

歴史的に、大腿骨頭はかなり小さいものでした。これは、ボールとソケットの間を擦る表面積が少なくなり、インプラントの摩耗率が低下するためです。より小さな大腿骨頭インプラントの問題は、安定性が低く、転位率が高いことです。そのため、人工股関節をより安定させるために、大腿骨頭のサイズが大きくなっています。


金属製の寛骨臼ソケットを使用して新しいインプラントが設計されたとき、約10〜20年前に大きな興奮がありました。メタルオンメタル股関節置換と呼ばれるこれらのインプラントは、実験室での研究で非常に小さい摩耗率を示し、使用できて非常に普及した大腿骨頭のために非常に安定していた。残念なことに、インプラントの摩耗により微細な金属粒子が発生し、局所組織や全身組織に問題が発生したため、メタルオンメタルの股関節置換インプラントは今日ではほとんど前例がありません。

人工股関節置換術インプラントの最も重要な進歩の1つは、従来のポリエチレンよりも長持ちする新しいポリエチレン(プラスチック)の開発です。最近の進歩は、高度に架橋されたポリエチレンの使用にあります。架橋ポリエチレンは、ポリエチレンインプラントを放射および再加熱することにより作成され、プラスチックが架橋プロセスを通じて分子構造を強化できるようにします。架橋ポリエチレンは、従来のポリエチレンよりも摩耗率が低いことが示されています。

セラミック製インプラントも、より長持ちするインプラントを見つけるために調査されています。セラミックは非常に硬い材料であり、硬い材料は柔らかい金属やプラスチックほど早く摩耗しません。古いセラミックインプラントの問題は、亀裂によってインプラントが突然破損して破損する可能性があることです。新しいセラミックでは、破損に関する問題がはるかに少なくなっていますが、セラミックインプラントの長期的な結果に関する研究も少ないため、特に新しいセラミック材料。

最高の実績を持つ素材

ほとんどの整形外科医の間で現在考えられていることは、セラミック製または金属製の大腿骨頭と組み合わされた架橋ポリエチレンソケットが最高の実績を持っているということです。セラミック大腿骨頭とセラミックソケットの両方でのインプラントの使用をサポートするための良いデータもいくつかありますが、これらのインプラントの長期臨床フォローアップはそれほど多くありません。

架橋ポリエチレンインサートを備えたセラミック大腿骨頭と金属大腿骨頭の使用の違いは、重要であることが示されていません。特に若い患者で外科医がセラミック大腿骨頭を選択する理由はいくつかありますが、実際には、これまでのところ大きな違いは示されていません。

新しい方が良くないとき

市場で最新のインプラントに惹きつけられることは、患者にとっても外科医にとっても常に魅力的です。多くの場合、これらのインプラントは整形外科の製造会社によって、現在入手可能なインプラントよりも優れており、潜在的に長持ちすることが推奨されています。

2000年代初頭、Johnson&Johnsonの一部門であるDePuy Orthopedicsと呼ばれる主要な整形外科用インプラントメーカーの1つが、安定性と寿命のために特別に設計されたメタルオンメタル股関節置換インプラントを市場に投入しました。これらのインプラントは、若くて活動的な個人の股関節置換術の困難な問題を解決するために宣伝されました。結局、これらのインプラントはリコールされて市場から取り除かれ、これらの患者の多くはこのインプラントを取り外して交換するために追加の手術を必要としました。

関節置換インプラントの主な問題の1つは、ほとんどまたはまったく臨床研究なしで市場に出回ることが多いことです。患者は新しいインプラントが広範囲にわたる臨床試験を受けたと信じているかもしれませんが、実際のところ、ほとんどのインプラントメーカーは510(k)経路と呼ばれるメカニズムを使用してFDAの規制承認プロセスを迂回しています。新しいデバイスは市場に出ている現在のデバイスと「実質的に同等」であり、新しいインプラントを販売するために臨床データを提示する必要はありません。

より良い人工股関節置換インプラントの革新と開発は現在進行中のプロセスですが、残念ながら、革新のすべてのステップが患者にとって有益であるとは限りません。ほとんどの場合、人々は市場で入手可能な最新の治療法を求めるべきではありません。優れた実績があるということは、最新タイプのインプラントを入手できないことを意味する場合がありますが、それでもなお、最高のインプラントを入手できることを意味する場合があります。

ベリーウェルからの一言

すべての患者が、手術中に埋め込まれる人工股関節置換材料について知りたいとは限りませんが、一部の患者は非常に興味があります。さらに、あなたの関節置換術医はあなたの外科的処置の間に使用される材料に興味を持っているので、会話を始めて情報を得ることをためらわないでください。

この時点で入手可能な最良のデータによると、大腿骨頭がセラミックまたは金属製で、寛骨臼ソケットが架橋ポリエチレンまたはセラミック製の場合、股関節置換術が最も長く持続します。利用可能な最長の実績を持つインプラントは、金属大腿骨頭と架橋ポリエチレン寛骨臼ソケットで作られたものです。

今後数十年で股関節置換材料が進化し続けることは間違いありません。ただし、新しいインプラントが市場に投入されるときは常に十分な注意が必要です。