人工関節の紹介
人工関節は.全身の関節の特性に合わせて.さまざまな種類が設計されています。
現在.人工関節は人工臓器の中でも人工股関節と人工膝関節が最も効果的とされています。
その他.人工肩関節.人工肘関節.人工足首関節なども現在開発中です。
長い研究の末.1962年にイギリスのジョン・チャーンリー博士が.金属製の大腿骨頭と高分子ポリエチレン製の寛骨臼を組み合わせた人工股関節を設計しました。
摩擦が少なく.安定性があり.ゆるみが少ないという利点から.人工股関節は飛躍的に発展した。
現在でも.Charnley人工股関節は他の人工股関節を評価する「ゴールドスタンダード」として使用されており.彼は近代人工関節の父として認識されている。
30年以上にわたる臨床の後.加工技術や材料科学の進歩により.多くの種類の人工膝関節が発表されました。
人工膝関節の有効性はさらに向上し.最も有効な人工臓器の一つとなっており.これにはアメリカの外科医ジョン・N・インソール氏が大きく貢献している。
人工関節は.関節破壊が進行し.他の治療法が無効となった患者さんにとって.非常に重要なものです。
人工関節の登場により.これまで治療不可能であった多くの関節疾患の治療が可能になりました。
松葉杖でしか歩けなかった関節破壊の進んだ多くの患者さんが.普通の人と同じように歩けるようになり.長い間寝たきりだった患者さんが.歩く力を取り戻して新しい生活を始められるようになったのです。
過去半世紀にわたり.人工関節の技術は.高度な関節病変の治療のための整形外科分野の主要な道具として開発・改良され.20世紀における整形外科の発展のマイルストーンと称されてきました。
現在.人工関節手術は.関節の痛みを和らげ.取り除き.関節の動きを回復させる手術として大きな成功を収めています。
長い間関節の痛みに苦しんできた人が.手術後に普通に歩いたり.旅行したり.働いたり.買い物したり.運動したりすることができるようになるのです。
人工関節手術の結果が確実で予測可能であることから.この手術を受けたいと考える患者さんが増えています。
現在.米国だけでも毎年約55万人の方が人工関節置換術を受けており.その数は年々増加しています。
人工関節は.人体組織と適合性のある金属合金と耐摩耗性高分子ポリエチレンライナーで構成されています。
大腿義足は.滑らかで堅牢な合金製のボール部と.テーパー状の本体部からなり.人間の大腿骨上部の骨髄腔に挿入され.頭部と本体部が強固に一体化された状態で組み付けられます。
もう一つの部品は骨盤と一体化したソケットで.高分子ポリエチレン製のライナーが敷かれ.金属製のボールヘッドとともに滑らかで摩耗に強い関節を形成する。
人工股関節置換術には.大腿骨頭を交換するだけの単純なものと.寛骨臼と大腿骨頭の両方を交換する全置換術の2種類があります。
固定方法の違いにより.セメント系と非セメント系（生体内固定型）があります。
セメント系人工股関節は.ポリエチレン製の臼蓋部.金属製のボールヘッド.金属製の大腿骨ステムの3つのパーツから構成されています。
非セメント式人工股関節は.金属製のアウターカップ.ポリエチレン製のライナー.金属製またはセラミック製のボールヘッド.金属製の大腿骨ステムの4つのパーツから構成されています。
人工関節の種類と固定方法の種類は.患者さんの年齢.股関節の病態.骨の状態などを考慮して.外科医が選択する必要があります。
一般的には.大腿骨頭壊死症.変形性股関節症.強直性脊椎炎.関節リウマチ.外傷性関節炎などが原因となり.股関節の破壊.痛み.機能制限などが生じます。
また.先天性股関節脱臼.臼蓋形成不全.古い股関節の脱臼や亜脱臼による二次性変形性股関節症もあります。
高齢の大腿骨頚部転位骨折や大腿骨頚部亜脱臼骨折では.骨折の非癒合性や大腿骨頭壊死が多いため.早期回復.自立した生活.QOLの向上を可能にし.長期安静がもたらす多くの合併症を避けるために.人工関節置換術も提唱されているのです。
術後2日目にはベッドを60°まで揺らし.足首の屈伸運動と大腿四頭筋の等尺性収縮を積極的に行い.筋緊張を維持することができます。
ベッドを80～90°まで上げ.股関節と膝関節の屈曲・伸展運動と直立脚上げ運動を積極的に行い.静脈還流を促進し.大腿四頭筋の萎縮を予防することができます。
股関節の屈曲は70°以下で行い.下肢を反転させないように注意します。
その後.松葉杖を支えに立ち上がり.歩行練習を行います。
松葉杖や杖の使用に備えて.初期の歩行練習を行います。
患肢は基本的に無加重で.患肢を先に踏み.体重を前方に移動させ.歩行器と健常肢の間で体重を分散し.健常肢が追随する。三点腋窩杖歩行
一下肢の機能は正常で.もう一下肢に体重をかけることができない人向けです。
二重松葉杖は患肢とともに前進し.その後健常肢を移動させる。
一般に.術後1～2週間で患肢の部分的な体重負荷が開始でき.松葉杖をはずすと1ヵ月半～3ヵ月後に完全な体重負荷が可能になります。これにより.骨組織が人工関節の微細孔に十分成長し.長期的に人工関節のゆるみ率を減少させることができるからです。
人工膝関節は.金属製の大腿骨顆部.脛骨バットレス.超高分子量ポリエチレン製の脛骨パッド.膝蓋骨からなる人工大腿骨.人工脛骨.人工膝蓋骨で構成されています。
現在.人工膝関節によく使われている生体材料は.人体との組織適合性に優れたコバルト/チタン合金と.耐摩耗性に優れた超高分子量ポリエチレンの2種類です。
外科医は特殊な精密器具を使って摩耗した関節面を削り取り.損傷の大きさと程度に応じて適切な金属製またはポリエチレン製の人工関節を選択して関節に挿入します。
膝蓋大腿関節面の交換の必要性は.手術台の上で.膝蓋大腿関節面の損傷の度合いによって決定されます。
すべての患者さんの膝蓋骨が人工膝関節を必要とするわけではありません。
現在最も広く使われているのはセメント固定で.患者さんは手術の翌日から地上に出ることができ.3～4日後には歩行を開始することができます。
人工膝関節置換術の対象となる疾患は.変形性膝関節症.強直性脊椎炎.関節リウマチ.外傷など膝関節に損傷を与える疾患.膝関節の内転・外転・屈曲拘縮変形など様々なものがあります。
サイクリング.ウォーキング.ダンス.水泳.ゴルフなどは術後も可能ですが.ランニングやジャンプなどの激しいスポーツ.長距離歩行や登山は推奨されず.衝撃の強い接触スポーツも禁止されるべきです。
通常の活動条件下では.人工関節は少し消耗します。
しかし.過度の運動や体重負荷は.人工関節の摩耗や損傷を早め.人工関節の緩みにつながる可能性があります。
人工膝関節置換術では.機能的な運動は手術と同じくらい重要であり.将来の膝の機能や可動性に関係します。
機能的な運動は.医師の指導のもと.早く始めるほどよいのです。
機能的な運動は.能動的な活動を基本とし.受動的な活動で補う必要があります。
膝を曲げる練習と同様に.あるいはそれ以上に.膝を伸ばす練習も重要です。
初期には動くと痛みを感じるのが普通なので.痛みを恐れて動かず.最適な練習期間（術後1週間以内）を過ぎてしまい.膝の機能に影響を与えることがないようにしなければなりません。
足首の関節をできるだけ背側に伸ばし.膝関節をまっすぐにして脚上げを5秒行い.5秒リラックスして.大腿部の筋肉が疲労を感じるまで繰り返します。
また.座った状態で.太ももの筋肉を収縮させて膝関節をまっすぐにし.5～10秒キープするストレートレッグレイズも可能です。
仰向けに寝て.膝を最大に曲げながら足の裏をベッドの上で臀部に向かって滑らせ.その状態を5～10秒保ち.脚に疲労を感じるまで数回繰り返す。
その後.片足をもう片方の足の後ろに移動させ.重力を利用して再び膝を可能な限り曲げ.5～10秒間保持し.脚が疲労するまで必要な回数だけ繰り返し行います。
術後3～4日目.術後の炎症反応が落ち着いたら.短い距離から歩き始めることができます。
このような初期の運動は.膝の周りの筋肉の強さを取り戻し.関節の動きを良くし.バランスと協調性を回復させるのに役立ちます。
歩行器や松葉杖は.膝を伸ばしたまま少し前進させ.最初は足を地面につけて.次に体を前に動かし.次に足を平らにして.最後につま先を地面から離すようにします。
歩行回数.歩幅距離.速度は均等にすること。
筋力や持久力がついてきたら.歩行時間を徐々に延ばしていくことができます。
また.人工膝関節全置換術を受けた患者さんは.長期にわたって膝の痛み.変形.機能障害があるため.機能訓練は徐々に行い.過度の損傷を避けるために急がないようにします。