人工股関節とポリエチレンについて整形外科医の塗山正宏が説明します

おはようございます！
カレーライスは辛めのほうが好きな塗山です。
カレーは辛～～♪

今回のテーマは、

人工股関節とポリエチレンについてです。

塗山先生

ポリエチレンって知ってますか？

わかこさん

よくわかりません！

人工股関節とポリエチレン

こんにちは、整形外科医の塗山正宏です。

今回は、人工股関節の主要な素材の一つである「ポリエチレン」について詳しく解説します。

人工股関節置換術（Total Hip Arthroplasty：THA）は、変形性股関節症などの股関節の変形によって損傷した股関節を人工の関節に置き換える手術です。

手術で使用されるインプラントには、大腿骨側の「ステム」と骨盤側の「カップ」があり、このカップのライナーに使用される重要な素材が「ポリエチレン」です。

ポリエチレンは、プラスチックの一種であり、その軽さと強度からさまざまな用途で使用されています。

医療分野では、人工関節の一部として使用され、特に人工股関節のカップの内側のライナーとして重要な役割を果たしています。

ポリエチレンは、他の材料と比較して摩擦係数が低いため、股関節のような滑らかな動きを求められる関節部位に適しており、患者さんの股関節の可動性を改善する効果があります。

人工股関節置換術では、大腿骨頭（ボール）と骨盤側に取り付けられるカップの間にポリエチレンライナーが使用されます。

このポリエチレンライナーは、人工関節の「潤滑剤」のような役割を果たし、ボールとカップの間で発生する摩擦を減らし、スムーズな動きを実現します。

しかし、昔のポリエチレンは長期使用に伴い摩耗が進行するという欠点がありました。

この摩耗が進むと、関節周囲に微細なポリエチレンの粒子が発生し、これが骨に炎症を引き起こす「骨溶解」と呼ばれる現象を引き起こすことが懸念されました。

骨溶解が発生すると、人工股関節のゆるみに繋がっていきます。

この摩耗問題を克服するために、1990年代後半に開発されたのが「クロスリンクポリエチレン（Highly Cross-Linked Polyethylene：HXLPE）」です。

クロスリンクポリエチレンは、分子間に架橋を形成する処理を行うことで、通常のポリエチレンよりも摩耗耐性が大幅に向上しています。

これにより、人工股関節の寿命が飛躍的に延び、再置換手術のリスクが大きく低減されました。

クロスリンクポリエチレンの主な特徴:

クロスリンクポリエチレンは現在、人工股関節手術において最も一般的に使用されている素材の一つです。

その摩耗耐性の高さから、活動量の多い患者さんに対しても適しており、長期的な関節機能の維持が可能です。

ポリエチレンは、金属やセラミックと比較しても多くの利点があります。

ポリエチレン vs. 金属
- 金属製のライナーは強度が高く、摩耗が少ないとされていましたが、メタル・オン・メタルの摩擦による金属粒子が組織に悪影響を与えることが問題視されました。一方、ポリエチレンはそのような粒子が発生しにくいため、より安全な選択肢とされています。
ポリエチレン vs. セラミック
- セラミックはポリエチレンよりも硬く、摩耗しにくいという特性を持っていますが、衝撃に対して割れやすいという欠点があります。ポリエチレンは、セラミックよりも割れにくいため、特に高齢の患者や衝撃のリスクが低い患者さんに向いています。