人工関節置換術とプロテーゼ置換

人工関節置換術は、関節の外科的再建または置換であり、多くの場合、摩耗した関節面をプロテーゼ部品に置き換えることによって行われます。最も一般的な形態である人工股関節および人工膝関節全置換術は、進行した関節疾患における疼痛を緩和し、機能を回復させ、現代の整形外科において最も影響力のある手術の一つとされています。

Definition

人工関節置換術は、疾患または損傷した関節の外科的再建または置換であり、通常、疼痛を緩和し運動を回復させるために、関節面を再表面化するか、またはプロテーゼ部品を基礎となる骨に固定して置き換えることによって行われます。

Scope

このトピックでは、人工関節置換術の原則、すなわち、関節を温存するのではなく置換する根拠、主要なインプラントの概念（摺動面、骨への固定）、および摩耗と再置換術に関する長期的な問題について扱います。これは、人工関節置換術がどのように機能し、どのように評価されるかを記述する参考資料であり、個々の患者に対する手術や治療の指示ではありません。

Core questions

• 関節温存手術と比較して、置換術が望ましいのはどのような場合ですか？
• プロテーゼ部品はどのように骨に固定され、どのような摺動面が使用されますか？
• 人工関節置換術の寿命を決定する要因は何ですか？
• 置換術が失敗し、再置換術が必要となるのはなぜ、そしてどのような場合ですか？

Key concepts

• 全置換術と部分（半）置換術
• 摺動面と関節形成
• セメント固定とセメントレス固定
• オッセオインテグレーション（骨結合）
• ポリエチレンと摺動摩耗
• 無菌性緩みと人工関節周囲感染
• 再置換術
• 関節登録制度

Key theories

低摩擦人工関節置換術

チャーリーの原則は、小径の金属製ヘッドが低摩擦ポリマー製カップと関節を形成し、骨セメントで固定されることで、摩擦トルクと摩耗を最小限に抑え、現代の人工股関節全置換術の概念的基盤を提供したというものです。

Mechanisms

人工関節置換術では、変性した関節面を除去し、滑らかで低摩擦の関節を再構築するプロテーゼ部品に置き換えます。部品は、骨セメント（ポリメチルメタクリレート）を使用するか、または多孔質またはコーティングされた表面への骨の生着（オッセオインテグレーション）に依存するセメントレス設計によって骨に固定されます。長期的な性能は摺動カップルに依存します。なぜなら、摺動面の摩耗と摩耗粉に対する生物学的反応が、無菌性緩みを引き起こす可能性があるためです。感染症と機械的故障は、再置換術を必要とする可能性のある他の主要な故障モードです。

Clinical relevance

人工関節置換術は、末期関節疾患の管理を変革した、実施件数が多く、よく研究された介入であり、その結果は国の登録制度によって追跡されています。この項目は、参考資料として人工関節置換術の原則と集団における状況を記述するものであり、個々の患者が置換術を受けるべきかどうかについて助言するものではありません。

Epidemiology

人工股関節および人工膝関節置換術の需要は、人口の高齢化に伴い大幅に増加すると予測されています。Kurtzらは（2007年）、2030年までに米国における初回および再置換術が大幅に増加すると予測しており、これは人工関節置換術の負担が増大していることを示す頻繁に引用される例です。

Evidence & guidelines

人工関節置換術に関するエビデンスには、ランダム化比較試験、長期コホート研究、特にインプラントの生存率と再置換率を追跡する大規模な全国関節登録制度が含まれます。インプラントの設計と摺動材料は進化するため、新しい部品の評価には登録制度による監視が不可欠です。

History

現代の人工関節置換術は、ジョン・チャーリーによって確立されました。彼の1960年代の低摩擦人工股関節全置換術は、小さな金属製ヘッド、ポリエチレン製カップ、およびアクリル系骨セメントを組み合わせたものでした。その後、人工膝関節全置換術や他の関節の置換術が続き、その後の数十年間で、摺動面、固定、および寿命の改善に焦点が当てられ、全国登録制度が転帰を監視するための主要なツールとして登場しました。

Debates

セメント固定とセメントレス固定

どちらの固定戦略も耐久性のある結果をもたらしますが、その相対的な利点は関節、患者の年齢、骨質によって異なり、その選択は登録制度の生存率データによって情報提供される長年の議論の的となっています。

Key figures

• John Charnley
• Steven Kurtz
• Ian Learmonth

Seminal works

• learmonth-2007
• charnley-1979
• kurtz-2007

Frequently asked questions

人工関節全置換術と部分置換術の違いは何ですか？

人工関節全置換術は関節のすべての関節面を置換するのに対し、部分（または半）置換術は、例えば一部の股関節骨折で大腿骨頭のみを置換するように、片側のみを置換します。

人工関節置換術が再置換を必要とすることがあるのはなぜですか？

一般的な理由としては、摺動面の摩耗と摩耗粉に対する生物学的反応による無菌性緩み、人工関節周囲感染、機械的故障または不安定性などが挙げられます。再置換術では、影響を受けた部品を交換または再配置します。