膝は人体で最も重要な関節のひとつであり.歩行.階段の上り下り.起き上がりや座り込みの際に非常に重要である。 また.立っているときには体重を支えています。 膝の痛みや運動機能に問題がある場合.医師は膝の状態を診て判断した上で.まず内服薬.注射療法.マッサージ.理学療法などを行います。 これらの治療を行っても満足のいく結果が得られない場合は.人工膝関節置換術の必要性を検討することになります。
人工膝関節置換術とは？
正常な解剖学的構造上.膝関節が大きく損傷し.正常な機能を果たせなくなった場合.つまり動かすと痛い場合.外科医は手術で損傷した関節を取り除き.精密に設計・製造された人工膝関節に置き換える手術を人工膝関節置換術といいます。
人体の正常な膝関節
膝関節は3つの骨で構成されています。 太ももの骨（大腿骨）の下端が膝関節の上部を構成し.下腿骨の主骨（脛骨）の上端が膝関節の下部を構成し.もう一つの小さな少し丸みを帯びた骨（膝蓋骨）が膝関節の前部を構成しています。 膝関節を構成するすべての骨は.関節面と呼ばれる骨同士が擦れ合う部分の厚さ数ミリの.滑らかで鏡のように少し柔軟で痛みのない軟骨（関節軟骨）の層で覆われています。 膝関節では.大腿骨と脛骨が一対の関節を形成していますが.大腿骨と脛骨の関節面の間には.半月状の線維軟骨組織（半月板）があり.これが大腿骨と脛骨の間のライナーの役割を果たしています。 大腿骨の前方下部は.膝蓋骨と一対の関節を形成している。 これらの骨は筋肉の靭帯に囲まれている。 これらの構造がすべて連動して膝関節を形成している。 正常な膝関節は.筋靭帯の働きにより.関節面がスムーズ.均等.無痛に動くと同時に.効果的な関節の安定性を確保しています。 様々な原因で関節面が摩耗したり.欠陥があったり.損傷したりすると.歩行痛や機能障害を引き起こすことが多い。
膝の痛みと運動制限を引き起こす一般的な要因
最も一般的なのは.変形性関節症.関節リウマチ.外傷性関節炎です。
変形性関節症：これは50歳以降によく見られ.しばしば関節炎の家族歴があります。 このタイプの関節炎では.ライニングの役割を果たす関節軟骨や半月板がすり減り.関節の隙間が狭くなることが多く.摩擦による痛み.関節の変形.こわばりを引き起こします。
関節リウマチ：滑膜関節に炎症が起こり.関節液が過剰に分泌されます。また.炎症によって関節軟骨が侵食・破壊され.関節の痛み.変形.こわばりを引き起こします。
外傷性関節炎：関節内骨折は関節軟骨を直接破壊します。
人工膝関節の材料
1.ポリエチレンライナー
2.人工脛骨
3.人工大腿骨
人工膝関節は.極めて高度な冶金学.生体材料学.生体力学.整形外科学に基づいて設計されています。
それは3つのコンポーネントで構成されています。 1つは大腿骨人工関節で.滑らかで耐摩耗性のある合金でできており.特殊な骨切り術を施した後に大腿骨の下端と緊密にしっかりと結合させることができ.大腿骨の関節面を構成します。もう1つは脛骨人工関節で.2つの部分から構成されており.1つは関節面を構成する非常に耐摩耗性が高く滑らかな超高分子ポリエチレンの層で.その下にハンドル付きの精密金属円板があり.金属板のハンドルをふくらはぎの骨（脛骨）の上端の骨髄腔に挿入して骨と緊密に結合させることができます。 金属製トレーのシャンクは.下腿骨（脛骨）上端の骨髄腔に挿入して骨と緊密に結合させることができます。次に.超高分子ポリエチレン製の円板状の人工膝蓋骨があり.これは膝蓋骨の関節面を置換して膝蓋骨と緊密に結合させる必要があります。 一般的には.骨セメント（有機化合物）を使って人工膝蓋骨と骨組織を結合させる方法と.金属の表面に特殊な処理を施し.そこに人間の骨がしっかりと食い込んで固定する方法の2つがあります。 現在では.ほとんどの医師が骨セメントを使って人工関節を固定しています。
単顆置換術とは何ですか？
単顆置換術とは.人工膝関節置換術の中でも特殊なタイプで.1つの顆に限定した人工膝関節置換術です。
単顆置換術とは何ですか？ 膝関節の形や機能によって.膝関節は内側と外側に分けられます。 内側は大腿骨内顆.内側半月板.外側脛骨プラトーで構成されています。 同様に外側は.大腿骨外側顆.外側半月板.外側脛骨プラトーからなる。 人間の膝の内側と外側の顆は形が異なり.全く同じようには機能しません。 一般的に.内側顆にはより大きな圧力がかかり.外側顆にはより大きな回転機能があります。 そのため.高齢になると.何十年もかけて膝の内側顆の軟骨が先に傷つき.骨が露出し.やがて典型的な変形性膝関節症になり.骨同士がこすれて関節の痛みや腫れが生じ.歩行が困難になることが多いのです。
膝の内側顆だけがすり減り.外側顆はまだ残っているので.内側顆の老化すり減りだけを治療すればよく.単顆置換術という手術があります。 海外には多くの単顆人工関節があります。 このタイプの人工関節は.外側顆.膝蓋骨.十字靭帯などの構造を保持するため.患者の膝の機能は基本的に正常で.人工膝関節全置換術による不快感はありません。 外傷も少なく.傷も従来の人工膝関節全置換術の半分程度で済み.回復も早く.費用も安く済みます。
人工膝関節全置換術と単顆置換術のどちらが必要ですか？
人工膝関節全置換術を行うか単顆置換術を行うかは.本人.家族.整形外科医とよく相談して決める必要があります。 人工膝関節置換術を必要とする最も一般的な疾患は次のようなものです：
1.膝に激しい痛みがあり.歩行.階段の上り下り.数ブロックの歩行など日常生活が制限され.歩行器や杖の助けが必要な場合.
2.日中や夜間に安静にしていても痛みを感じる場合.
3.膝に炎症や浮腫があり.安静にしていても薬を服用しても良くならない場合.
4.膝に変形があり.膝関節が変形している場合。
4.O脚やX脚などの膝の変形.
5.膝がかたく.伸展や屈曲が困難.
6.消炎鎮痛剤.イブプロフェンなどの非ステロイド性抗炎症剤の効果がない.
7.鎮痛剤の重篤な副作用.
8.理学療法.ホルモン注射.その他の外科的処置が効果がない。
人工関節置換術を受ける前に必要な検査
整形外科的評価には次のようなものがあります：
病歴：医師は全身状態.膝の痛みの程度.日常生活への影響などを尋ねて情報を収集します； 時には血液検査や.膝の骨構造や軟部組織を調べるために磁気共鳴画像法（MRI）や骨スキャンなどの検査が行われることもあります。 これらの情報と評価に基づいて.整形外科医は関節の痛みを取り除き機能を改善するために人工膝関節置換術が必要かどうか.また薬物療法や理学療法.他の種類の手術など.他の治療方法が使えるかどうかを相談します。また.整形外科医は人工膝関節置換術の利点についても説明します。 人工膝関節全置換術で起こりうる合併症や潜在的な危険因子について説明します。 これらの合併症については.この小冊子で後述します。
人工膝関節全置換術への期待
患者さんの大多数は.術後に膝の痛みが大幅に軽減し.機能が大幅に改善し.日常生活ができるようになり.生活の質が向上しますが.手術によって膝の機能が病気になる前より良くなるわけではありません。
手術後は.ジョギングや衝撃の強いスポーツなど.一生できないこともあります。 過度の運動や体重負荷は.人工膝関節の摩耗を早め.人工膝関節が緩んで膝の痛みが生じます。人工膝関節を正しく使用すれば.人工膝関節は何年も使用でき.90％以上の患者さんが10年以上使用しています。
術後の危険な活動：ランニングやランニング.コンタクトスポーツ.ジャンプスポーツ.激しい有酸素運動など。