人工股関節全置換術（THA）は.進行した大腿骨頭壊死症.進行した変形性股関節症.臼蓋形成不全や変形性股関節症.強直性脊椎炎による股関節強直症などの股関節疾患に対する最も有効な外科治療法です。 材料科学の発展.人工関節の設計変更.手術技術の向上により.人工股関節の耐摩耗性.人工関節の固着力.術後の回復速度が大幅に改善されました。 人工股関節の多様化は.個別手術の条件を整えたが.同時に最適な人工股関節をいかに選択するかという問題をもたらした。 山東省銭富山病院関節専門センター 閻欣峰氏
人工股関節は一般的に.寛骨臼カップ.ライナー.大腿骨頭.大腿骨ステムの4つの部品で構成されています。 人工関節の固定方法の選択は.臼蓋カップと大腿骨ステムをいかに骨にしっかり固定するかがポイントになります。 ライナーは寛骨臼カップに.大腿骨頭は大腿骨ステムに固定され.両者の間の動きが関節を形成し.摩耗があるため.摩擦界面（ベアリング面）の選択（例：フルセラミック関節）は.ライナーと大腿骨頭に対してである。
1.補綴物固定方法の選択
1.1 骨セメント固定と非セメント固定（生物学的固定）の比較
セメント固定とは.装着時に人工関節と骨床の間に骨セメントを充填し.骨セメントが骨表面に結合してセメントシェルを形成し.その中に人工関節を固定するものです。 非セメント性生体固定は.人工関節が骨床に直接接触し.異なるタイプの接着によって固定されるものです。
セメント固定か非セメント固定かの議論は人工関節の開発を通じてずっと続いてきましたが.骨セメントの使用と金属とポリエチレンの界面の使用が.Charnley博士の人工股関節置換術への最も画期的な貢献であったことは否定できないでしょう。 しかし.セメント固定の初期には.人工関節のゆるみや骨溶解がしばしば起こり.セメントが原因と考えられ.「セメント症」と呼ばれるようになったのです。 一方.セメント技法は第1世代から現在の第3世代へと進化した。すなわち.大腿骨遠位腔に髄質栓を設置し.骨床を十分に洗浄し.セメントを真空混合し.セメントガンで加圧注入し.人工関節を中間埋入し.セメント固定により人工関節を直ちに安定させるというものであった。
生物学的固定は.主に摩耗粉によって引き起こされる遠位補綴物のゆるみやオステオライシスにも関連しています。 生体固定式人工歯は.骨床への緊密な圧入により初期安定性が得られ.1～3ヵ月後には別の方法で骨表面に結合し.長期安定性を得ることができます。
現在では.若年者は生体固定式.中高年者は生体固定式とセメント式.重度の骨粗鬆症の患者さんはセメント式の人工関節を選択するのが一般的とされています。 セメント系人工関節のゆるみ時の骨溶解が大きいため.再置換が必要な患者さんを考慮すると.生物学的固定式人工関節の方が有利です。
セメント人工関節を選択する際には.セメントが骨表面にしっかりと接着し.厚さ2～3mmの無傷のセメントシェルを形成するように第3世代のセメント技術を使用します。セメントが薄すぎたり厚すぎると.セメントの破断が起こり.結果として緩みの原因になります。
生体固定式人工関節を選ぶ際には.骨造成が良好なものを選び.装着時にしっかりと圧入することで初期安定性を確保し.骨と人工関節が結合するための条件を整えるようにします。
1.2 表面マイクロポーラスと表面コーティングの比較
生体固定された人工関節は.移植後.初期固定と二次固定の2つの段階を経る。 初期固定は機械的で.骨床への人工関節の緊密な圧入に依存しています。二次固定段階は.髄腔への人工関節の緊密な適合と.その海綿体の成長と骨化という生物学的に固有の特性による人工関節と骨の緊密な統合に基づいており.二次固定によって長期的な安定性が得られます。 人工関節の表面処理は.人工関節と骨との結合の仕方.つまり二次的な固定の度合いを決定します。
人工関節の表面処理は.表面マイクロポーラスと表面コーティングの2種類に大別され.パール表面処理を施したマクロなインターロッキング人工関節は.ほぼ淘汰されました。
チタンビーズ焼結.チタンワイヤー焼結.タンタル金属骨膜などで表面の微細孔が得られ.金属表面に0.2～0.5mmのメッシュ状の空隙を形成し.そこに骨膜を成長させて人工関節を骨としっかり結合させる「骨成長入り」が可能です。
主な表面コーティングは.チタン溶射粗面.ハイドロキシアパタイト（HA）コーティング.チタン溶射＋HAダブルコーティングなどです。 HAコーティングされたプロテーゼは.化学的・生物学的に骨と結合することができ.二次固定も良好です。表面の粗いプロテーゼは.骨吸収がなく「骨吸収」のみで.結合面積が著しく少なく.二次固定が効きにくいのです。
臼蓋形成不全の患者さんでは.骨と一体化した人工関節で臼蓋カップを選択することが重要です。
1.3 近位固定と遠位固定の比較
生物学的に固定された人工大腿骨ステムは.近位固定と遠位固定で異なる。 近位固定式人工関節は近位の約1/3の長さしかマイクロポーラス面を持たないのに対し.全長にわたってマイクロポーラス面を持つ人工関節は遠位固定式人工関節に分類されます。 一般に.近位固定式人工関節はストレスマスキングを避けるため.術後の大腿部の痛みが少ないので.大腿骨近位部に人工関節の初期固定が良好な骨欠損がない場合は.近位固定式人工関節が望ましいとされています。
大腿骨頭壊死や関節リウマチに転子間骨折を併発した場合など.大腿骨近位部では人工関節の初期固定がうまくいかない場合.遠位固定用人工関節を選択する必要があります。 大腿骨骨切り短縮術を必要とする高位股関節脱臼では.大腿骨茎の遠位固定術も必要です。 高齢者の重度の骨粗鬆症性転子間骨折の場合.早期活動復帰のために大腿骨頭置換術が受け入れられるようになってきており.拡張セメント人工関節で大腿骨ステムの遠位固定が可能になります。
2.摩擦界面の選定
2.1 さまざまな大腿骨ヘッドとライナーの摩耗と損傷
人工股関節の大腿骨頭には金属（M）やセラミック（C）.ライニングには高分子ポリエチレン（PE）.高架橋ポリエチレン（XPE）.セラミック（C）.金属（M）が使用されています。
CoC（セラミック大腿骨頭からセラミックライニングまで）の摩耗量を1とすると.CoXPEとMoMは10倍.MoXPEは20倍.MoPEは200倍となります。 さらに.PEとXPEの摩耗粉が最も強く周辺組織に反応を起こし.骨溶解を起こしやすく.Mの摩耗粉は次に反応が強く.Cの摩耗粉は最も弱い組織反応であった。 したがって.本来はCoCインターフェースが最適なのですが.MoMはフラグメンテーション率が1～4/10,000と低く.同じ直径のカップで他の組み合わせよりも大きな大腿骨頭で使用できるため.かつては若い患者さんの第一選択として考えられていました。 または生殖能力を必要とする女性は避けるべきです。
2.2 大腿骨頭径と小径の比較
大腿骨頭の直径が大きいほど.脱臼の発生率が低く.関節の可動域が広いので.若い人のニーズに適しています。 関節の摩耗については.大腿骨頭の直径が大きくなると.圧力の低下により関節の線摩耗率は若干低下しますが.体積摩耗率は徐々に増加します。 一方.大径の大腿骨頭は.特に大径のセラミック・トゥ・セラミック人工関節の場合.より活動的な若年層に対して依然として明らかな優位性を持っています。
3.特殊な人工股関節
モジュール式大腿骨ステムは.臼蓋形成不全の人工股関節置換術に最適なツールです。 これにより.装着時に大腿骨の前傾角を調整することができます。また.短い大腿骨骨切り術が必要な場合.モジュールプロテーゼの遠位端には隆起部があり.骨切り術の回転を効果的に防止することができます。 遠位固定式人工関節では大腿骨の骨切りによって前捻角を矯正することが可能ですが.モジュラー式人工関節は骨切りなしで前捻角を矯正できるだけでなく.近位固定式であるため.理論上.術後の大腿部痛の発生率が低くなっています。