ほとんどの人が.股関節や膝関節などの関節を金属やプラスチックに置き換えた人を知っているか.聞いたことがあると思います。
人工股関節置換術は.現代のスペアパーツ手術の中で最も成功した手術のひとつとみなされています。 それまでは.関節を痛めた人は.松葉杖や歩行器を使いながら.痛みを伴う薬物療法や温熱療法で何とか対処していました。 しかし.1960年代後半以降.外科医は100万件以上の人工股関節置換術を行い.痛みを軽減し.可動性を高めるインプラントの威力を実証してきました。 米国整形外科学会によると.2007年（最新の統計）.米国の外科医は50万個の膝と55万個の股関節を交換しました。
関節の劣化は.骨折.脱臼の繰り返し.骨腫瘍.その他稀な退行性関節疾患など.さまざまな理由で起こります。 しかし.現代では.セメントで固めた人工関節がゆるむ以外にも.感染症や人工関節の破損の可能性など.人工関節にまつわるリスクが存在します。
移植された関節が効果的に機能するためには.既存の骨にしっかりと固定されていなければなりません。 接続は.骨セメントを使用してもしなくても可能です。 整形外科医の多くは.どちらの方法も同じように目的を果たすことができると考えていますが.どちらの方法も完璧というわけではありません。
骨セメントを使用したインプラントでは.外科医は特殊な骨セメント（レンガをつなぎ合わせるセメントのような機能）を使って関節を固定します。 セメントを使った人工関節は1960年代後半から1970年代前半に一般的になり.現在も膝や股関節の置換術によく使われています。セメントは非常に強く.適合性がよく.素早く使用できるためです。 そのため.膝関節のインプラントを固定する方法として.セメントを使用する方法が現在でも好まれ.股関節置換術でも一般的となっています。 膝のインプラントの90%以上はセメントで固められ.一定期間はセメントがうまく機能しますが.骨をくっつけるためのセメントや金属がどうしても緩んでしまい.セメントに亀裂が入ることがあります。 骨セメントに亀裂が生じると.人工関節の患者さんにとって.インプラントのゆるみなど深刻な問題を引き起こす可能性があります。 このような患者さんは.「再手術」と呼ばれる方法で新しいインプラントを選択することができます。 この手術では.まず骨の中に残っている骨セメントをすべて除去する必要があり.その作業には注意が必要です。 股関節の再手術では.太ももの骨の中に小さな穴がたくさん開いていて.骨がセメントを吸収してくっつくのに適した状態になっているのです。 残ったセメントを骨の中から取り除くと.大きな穴が開き.セメントが入りにくい滑らかで多孔質の骨の層が露出してしまいます。 その結果.次のインプラントにはより大きなインプラントが必要となり.多くの場合.再インプラントは骨移植となります。 移植用の骨は.通常.ドナー骨バンクから提供されます。
非セメント系ジョイント。
骨セメントの使用には限界があるため.外科医はインプラントを骨に接続する他の方法に目を向けています。 1970年代後半.米国ニューハンプシャー州ハノーバーにあるダートマス医科大学の外科医と生物医学エンジニアは.インプラントにセメントを使わない表面コーティングを導入した。 この被覆は.通常コバルトやチタンのビーズで構成され.インプラントの表面に凸凹を作るために使用されます。 インプラントが設置されると.骨や軟組織が盛り上がった表面や金属の接続部分の上や周囲に成長します。
75歳以上の患者様には.インプラントを固定するために骨セメントを使用することをお勧めします。 これは.高齢者の骨は若い人に比べて密度が低く.もろいため.アンセメント固定に適さないからです。 非セメントインプラントでは.インプラントが機能するために十分な強度の骨が必要です。
65歳～75歳の方には.ハイブリッド型人工股関節が最適な選択肢となります。 腰骨では骨セメントでインプラントを固定し.太ももの骨の上部に取り付けたプラスチック製のカップを非セメント方式でしっかりと固定します。 専門家によると.65歳から75歳のほとんどの人は.骨盤に非セメント式人工関節に耐えられるだけの健康な骨がありますが.大腿骨は非セメント式人工関節に接続するための骨の成長が十分でない可能性があるといいます。
骨セメント入りも骨セメントなしも.それぞれに支持者がいます。 アンセメンテッドインプラントは.追加の装置が必要なため.若干高価になります。 一方.アンセメンテッドインプラントは.万が一.解体やリセットが必要な場合でも容易に行えます。
関節の手術を希望される方は.手術の内容やリスク.効果について詳しくお聞きになることをお勧めします。 術後の失望を避けるために.患者さんはこの新しい関節に何を期待できるかを明確に理解する必要があります。 その他.手術の準備や手術後の回復についても質問されることがあります。 例えば.アスピリンなどの抗炎症剤は.手術中の出血を増やす可能性があるため.ほとんどの場合.手術前の数日間は服用しないように指示されます。
また.患者さんは.回復期間の長さや必要な理学療法など.回復過程の詳細について知っておく必要があります。 人工股関節置換術や人工膝関節置換術の後.理学療法は最低でも3ヶ月が目安です。 ただし.回復期間については.手術前の健康状態や手術後の回復状況により.ケースバイケースです。 また.特に人工膝関節の患者様では.回復期に痛みを伴う場合があります。
専門家によると.人工関節置換術を受けた患者さんにおいて.インプラント周囲の組織に感染する割合は.わずか0.5％～1％に過ぎないそうです。 しかし.合併症が起きると.深刻な事態になることがあります。 手術器具やインプラントが適切に滅菌されていないと.患者さんが入院している間に感染症を引き起こす可能性があります。 この方法で感染する患者さんの多くは.免疫力が弱いか.副腎皮質ホルモン剤など免疫力を抑える薬剤を服用しています。
また.手術後数年経ってから感染症が発生することもあります。 プラスチックや金属製のインプラントの近くでは.なぜ免疫系が感染症に対抗しにくくなるのか.研究者はまだ完全に理解していません。 感染を防ぐために骨セメントに抗生物質を混ぜることができますが.この操作によって骨セメントの効き目が悪くなることがあります。
関節のインプラント付近の組織に細菌が生息している場合.インプラントを除去する必要があります。 血液を通じて細菌がインプラントに侵入する可能性があるため.人工関節を使用している人は.血液に細菌が混入する可能性に直面した場合.予防のために抗生物質を服用する必要があるのです。 例えば.歯医者に行ったとき.歯のクリーニングや手術によって.口の中の細菌が血液中に入り込んでしまうことがあるのです。 また.人工関節を使用している患者さんは.皮膚や尿路などに細菌感染があった場合.速やかに治療を受けてください。
骨への負担.血栓（血栓症）などのリスクがある。
また.大腿骨が重力で削られることによるリスクもあります。 骨の中の組織は常に溶解し.再編成されているのです。 骨形成のプロセスは.骨にかかる体重の負荷によって刺激されますが.これが少なすぎると骨が弱くなります。 人工股関節の骨がセメントで固定されると.インプラントが体重の大部分を受け持ち.通常は大腿骨に圧力がかかります。 その結果.大腿骨の骨組織が薄くなってしまうのです。 このように.骨にかかる体重の負担を取り除くことを「ストレスマスキング」といいます。
ストレスシェーディングがひどいと.太ももの骨が弱くなり.ひどい場合は骨折してしまうこともあります。 太ももの骨が折れると.骨の中にある金属製のインプラントに余分な重さが伝わり.インプラントもダメージを受ける可能性がある。 医師はレントゲンを使って.大腿骨の骨量減少の程度を確認します。 レントゲン検査で大きな欠損が確認された場合.人工股関節の骨を交換する必要があります。 ストレスオブスキュレーションは.主に非セメント関節で発生します。
血栓は.関節手術.特に膝の表面置換術において起こりうるもう一つの合併症です。 手術では.脚の血流を止めます。 一部の血液が脚に流れ込み.固まって血栓を形成することがあります。 血栓は慢性的なむくみや足の痛みを引き起こしますが.ほとんどの人は自覚症状を示しません。 まれに血栓がゆるんで.血流にのって移動することもあります。 肺に住み着いたり.血管を塞いだりすると危険です。 膝関節用インプラントを使用した患者のうち.最大で50％が手術中に血栓を形成しています。 しかし.ほとんどの血栓は症状が出ません。
医師は.術後に血液をサラサラにする薬を服用させたり.術中・術後に圧迫ストッキングや圧迫ブーツを使用することで血栓に対処しています。 血流を促進し.むくみを解消するために.足や脚を強く圧迫する装置です。
インプラントを利用する多くの患者さんにとって大きな問題となるのが.「パーティクル病」と呼ばれる症状です。 パーティクル病は.インプラントのプラスチックや金属が壊れ.小さな破片が周囲の組織を刺激し.炎症を起こすことで発症します。 炎症の過程でマクロファージと呼ばれる白血球が移動し.抗炎症性の化学物質を放出することで.骨を傷つけ.インプラントが緩むことがあります。
膝のリセットでも微粒子病は発生しますが.人工膝の場合.腰骨から剥がれる破片よりやや大きいため.通常はあまり問題視されません。 研究者らは.免疫系の浄化細胞であるマクロファージが.この大きな微粒子を吸収することができないため.化学物質を放出して攻撃を始め.腰骨の骨量減少などの結果を引き起こさないのではないかと考えています。
ライフサイクル整形外科医によると.関節は患者さんより長持ちするかもしれませんが.すべての関節インプラントはいずれ故障すると言われています。 失敗の原因としては.非セメント接合ではストレスマスキング.セメント接合では骨セメントの破壊の2つが挙げられます。 ほとんどの研究で.人工膝関節は人工股関節より多少長持ちすることが分かっています。
米国ミネソタ州ロチェスターにあるメイヨークリニックの研究者たちは.1971年から1987年の間に行われた9,000件の膝関節置換術を調査しました。 その結果.5年後には91％.10年後には80％.15年後には69％が無傷であることが分かりました。 この研究では.骨セメントを使用したインプラントが最も良好で.5年後には約98％.10年後には91％と.新しい膝関節がそのまま残っていることがわかった。60歳以上の患者と関節リウマチの患者は.運動量が少なく.膝への負担が少ないため.良好な結果が得られたと思われる。 整形外科医の間では.1990年代に人工関節の設計.材料.接合部の技術改良が行われ.膝や股関節のインプラントの耐久性が1970年代や1980年代よりも向上したことが認められています。
インプラントはどのような場合に失敗するのですか？
インプラントの失敗は.慢性的な痛みや硬化を招き.再手術が必要になることもあります。 しかし.外科医は失敗したインプラントをすべてリセットする必要はありません。 患者の年齢を考慮することが重要です。 もし.患者さんが75歳か80歳以上で.痛みがあまり強くない場合.外科医は表面置換術を行わないかもしれません。 股関節や膝関節のインプラントの平均年齢が約70歳であることから.再手術を希望される方も少なからずいらっしゃいます。 しかし.若くて活動的な患者さんほど.再手術を受ける可能性が高くなります。 インプラント手術を受ける患者さんの年齢が下がるにつれ.再手術が一般的になる可能性があります。 あまり知られていない例としては.野球選手のボー・ジャクソンが.最初の手術の時に股関節と膝を移植したケースがある。 ボー・ジャクソンは.プロ野球選手としてプレーすることで人工関節への負担が大きくなったため.最初の人工股関節置換術から3年後に再手術を依頼しました。