A. 人間の細胞膜に類似した構造のMPCポリマーという物質を、人工股関節の部品のひとつであるポリエチレンライナーに特殊な技術でコーティングすると、体内で水の膜のような働きをします。そのことで人工関節の動きが滑らかになり、ポリエチレンの摩耗を少なくさせることが期待できるというものです。 Q. なるほど、それは最先端の技術ですね。ほかに先生が注目されている新しい技術はありますか? A. 術前計画の際に利用している人工股関節の3Dテンプレートですね。患者さんの CT データをもとに、サイズや形状を合わせたインプラントを選択し、適切な位置や角度に設置するためのコンピュータソフトで、患者さんごとに最適な手術を行う上でとても有効だと考えています。 Q. ありがとうございました。最後に今後の人工股関節手術について、先生のお考えをお聞かせください。 A. 人工股関節手術は、ここ数年で手術手技、インプラントとともに大きく発展しましたが、決して万能ではなく、まだ解決しなければならない問題も存在します。私たち股関節外科医は、患者さんの体に負担が少なく、かつ術後の制限の少ない人工股関節手術を開発していく必要があると考えています。 また、患者さんごとに最適な手術法、インプラントを選択するいわゆる個別化医療をさらにすすめるべきだと思います。 Q. 最後に患者さんへのメッセージをお願いいたします。 ※ムービーの上にマウスを持っていくと再生ボタンが表示されます。 取材日:2013. 仁平 高太郎 先生｜中高年になると症状が出てくる変形性股関節症｜第51回 痛みのない快適な日常生活を手に入れよう！ 股関節の最新治療法と３Ｄ技術を駆使した人工股関節置換術｜人工関節ドットコム. 12. 17 *本ページは個人の意見であり、必ずしも全ての方にあてはまるわけではありませんので詳しくは主治医にご相談ください。
正確、安全な手術のために取り組まれていることはありますか? A. コンピュータを使った三次元シミュレーションで正確な術前計画を行うことです。手術に関しては、手術中に三次元画像を確認しながら正確な角度で骨を切ったり人工股関節を適切な位置に設置するための患者適合型手術支援ガイドを作製し使用しています。また、最近ではCTスキャナーのデータから3Dプリンターを利用して患者さんの股関節の立体モデルも作れるようになりましたので、非常に難しい症例では術前にそれを用いて綿密な手術計画を立てています。 Q. 実例紹介「再生医療（幹細胞治療）でもよくならなかった重症変形性股関節症の1例」を追加しました。 | なごやEVTクリニック. 先生のお話から治療の選択肢の多さ、人工股関節の進歩がよくわかりました。 A. 治療法については、さまざまな選択肢があり、患者さんにとってベストなものを選び取り実践する力こそ整形外科医には必要だと考えます。人工股関節については、耐用年数は現時点では20年から30年といわれていますが今後ますます延びるでしょう。我々としては一生取り換えなくても良いような手術をこれからも追求していきたいですね。 ※Aquala(アクアラ)は京セラ株式会社の登録商標です。 Q. 最後に患者さんへのメッセージをお願いいたします。 ※ムービーの上にマウスを持っていくと再生ボタンが表示されます。 取材日:2017. 1. 27 *本ページは個人の意見であり、必ずしも全ての方にあてはまるわけではありませんので詳しくは主治医にご相談ください。
股関節は、大腿骨の骨頭という丸い部分とその受け皿となる骨盤側の臼蓋が組み合わさって構成されています。発育時の障害で股関節の噛み合いが悪かったり、加齢とともに軟骨がすり減ったりすることで、股関節が変形して痛みが生じ、歩くことが段々と困難になっていきます。 原因 【先天性股関節形成不全】 日本での変形性股関節症の主な原因がこちら。しかし、先天性股関節形成不全を生じたすべての方が、変形性股関節症になるというわけではありません。 【加齢による軟骨の摩耗】 加齢による軟骨の摩耗に伴い、関節の軟骨が弱くなり、長年の負担が積み重なることで軟骨がすり減ることも変形性股関節症の原因となります。そのほか、スポーツ外傷や体重の増加、骨折などのケガが原因で変形性股関節症になることもあります。
変形性股関節症の自覚症状でよく見られるのが、股関節付近にある鼠径(そけい)部の痛みや違和感です。また、病状が悪化してくると、大腿骨頭の位置がずれてきて、左右の脚の長さに差が生じ、身体を揺らすように歩くなど、歩き方にも変化が出てきます。「変形性股関節症は、痛みの進行はゆっくりですが、そのまま放置しておくと最終的には車椅子で移動しなくてはならない状態になってしまいます。」と話すのは、医療生協さいたま 埼玉協同病院 整形外科部長・医長の仁平高太郎先生。人工股関節置換術で、患者さんの生活が少しでも楽になるように、満足のいく結果を残してあげたいと話します。 中高年で股関節の痛みが続く場合は、変形性股関節症と考えていいのでしょうか? 変形性股関節症(両脚)のX線。 骨が潰れてしまっているのが分かります 一時的に痛いのであれば筋肉が原因の痛みもありますが、中高年の女性で痛みが続いているのであれば、「変形性股関節症」の可能性が高いでしょう。日本人の場合、多くは生まれつきの臼蓋形成不全が原因で、加齢に伴って症状が出てきます。レントゲンでみれば、股関節の軟骨がなくなっている様子や関節の変形などが、よく分かります。股関節の痛みは、関節軟骨がすり減って骨と骨が直接ぶつかるために起こります。始めは、前屈みになると脚の付け根が痛い程度ですが、そのうち痛くて階段の昇り降りがつらくなります。もう少し症状が進むと、車の乗り降りの際に手で支えないと脚が上がらなくなったり、脚の爪を切ることもできなくなったり、最後は歩くのに杖が必要で移動は車椅子、という状態になってしまいます。なお、痛みは徐々に強くなりますが、日によって調子に波があるのも変形性股関節症の特徴です。「このくらいなら大丈夫」という日があるかと思えば、「もう歩けなくなってしまうのではないか」というくらい痛みが強い、といった状況を繰り返しながら、股関節の変形が進み何年もかけて少しずつ状態が悪くなっていきます。 変形性股関節症と診断された場合、どんな治療がありますか? 人工股関節の一例 変形性股関節症と診断されても、残念ながら治療法には基本的に対症療法しかなく、根本的な原因を治す方法はありません。日本人は努力家なので筋力トレーニングを頑張る人も多くいますが、膝や腰の場合は筋トレで症状が落ち着きますが、股関節には有効ではなく、かえって悪くなることもあります。今流行りのグルコサミンやコンドロイチン、ヒアルロン酸などのサプリメントも、気やすめでしかないでしょう。買い物に行けない、洗濯物をもって二階に上がれない、旅行に行けないなど、痛みが強くて生活に支障が出てきた場合には、患者さん一人ひとりの訴えを聞いてレントゲン所見をみた上で、人工股関節置換術の話をしています。人工股関節置換術とは、関節の痛みの原因であるすり減った軟骨と傷んだ骨を取り除いて、金属やセラミックでできた人工関節に置き換える手術です。痛みの大きな改善が期待でき、左右の脚の長さが揃うので、歩き方のバランスもよくなります。以前は65歳以上の人が手術の対象といわれていました。しかし現在は、痛みで困っていて、股関節の変形がひどければ、40代~50代でも人工股関節置換術を検討します。痛みで動きづらい脚を引きずりながら、活動性の高い40~50代を我慢しているのではつまらないでしょう。今の人工関節は耐久性も延びていますし、若くして人工股関節置換術を受ける人もたくさんいます。
関節唇損傷の治療にはどのような方法があるのでしょうか? A. 「関節鏡視下手術(かんせつきょうしかしゅじゅつ)」による関節唇縫合術があります。1cmほどの切開を2ヶ所加えて、鉛筆くらいの細いカメラを入れて患部を観察します。もう一つ同様に切開した所からは操作をする鉗子を入れ、はずれてしまった関節唇をもとに戻します。これは2000年以降に徐々に確立された比較的新しい手術法です。関節唇縫合術に加え、大腿骨頸部の隆起も鏡視下に削り取り、関節のぶつかりの原因をとりはぶきます。関節鏡視下手術では対応できない場合、例えば大腿骨頸部が大変大きいためにFAIとなっているのなら、観血的に、そこをきれいに削る手術を併行します。さらに寛骨臼形成不全のあるときはそれを改善する手術も行います。 Q. 寛骨臼形成不全を伴う場合の手術とは? A. 変形性股関節症 最新治療 手術. よく行うのは 寛骨臼回転骨切り術(かんこつきゅうかいてんこつきりじゅつ) です。骨切り術には人工関節が普及する以前から行われていたいろいろな方法があり、それぞれ良い治療実績があります。具体的には骨盤側を丸く切ってぐっと前方に起こし、骨頭がすっぽり被さるようにします。斜めに被っている帽子をまっすぐ被り直す感じでしょうか。またそこまでしなくても臼蓋に小さな穴を空けてそこに自分の骨を移植し、深い臼蓋にする寛骨臼棚形成術(かんこつきゅうたなけいせいじゅつ)というのもあり、これらを関節鏡視下手術と組み合わせることもあります。 Q. 患者さんに応じてさまざまな手術法があり、それを組み合わせることもあるのですね。 A. 関節鏡視下手術なのか骨切り術なのか、あるいはそれらをどのように組み合わせるか... 。今は、患者さんにとって一番良い方法や時期を選べるようになっています。もちろん、手術をせず保存的な治療で痛みが治まっていくケースも少なくありません。 Q. 保存的治療 とはたとえばどのようなことをするのですか? A. なぜ痛いのかを確実に診断し、その痛みを取り除くための リハビリテーション を続けます。自宅でも、できる限り股関節への負担の少ない生活環境に変えていただきます。関節唇の損傷も、余計に広げてしまうような動きを避ければ自然に修復されることもあるので、医師の指導を守っていただくことが肝要です。 Q. そうしたさまざまな治療でも痛みが軽減しない、というときには人工股関節手術でしょうか?
東京慈恵会医科大学附属病院(本院) ふじい ひでき 藤井 英紀 先生 専門: 股関節 藤井先生の一面 1. 最近気になることは何ですか? 健康ですね。自分や家族のためだけでなく、手術を待っておられる患者さんのためにも健康でいなくてはなりません。 2. 休日には何をして過ごしますか? 冬にはスキーが定番です。普段はジムに行ったり妻と買い物に出かけたりしています。 Q. まず初めに股関節の構造や特徴について教えてください。 A. 股関節は骨盤側のくぼんでいる臼蓋(きゅうがい)といわれる部分に、大腿骨の先端の丸い骨頭がはまり込む形をしていて、前後左右斜めと自在に動かすことができます。しかし、日々歩くことで常に体重を受けるので大変過酷な状態といえます。正常ならクッションの役割をする軟骨が股関節にかかる負担を軽減しますが、スポーツや転倒によって臼蓋に少し傷がつくとか、寛骨臼形成不全(かんこつきゅうけいせいふぜん)と呼ばれている臼蓋の被りが浅い状態などでひとたびほころびが出ると、股関節は徐々に悪くなっていきます。 Q. 股関節の疾患には主にどのようなものがありますか? A. 一番多いのは 変形性股関節症(へんけいせいこかんせつしょう) です。股関節の軟骨が徐々にすり減って、やがて変形をきたしてしまう疾患です。 Q. 寛骨臼形成不全になる原因はあるのでしょうか? また、それがなぜ変形性股関節症につながるのですか? A. 寛骨臼形成不全になる原因は、生まれ持っての要因が大きいと思います。女性の患者さんが多いのですが、成長の過程で臼蓋が十分に成長しなかったり、お母さん、お祖母さんがやはりそのような臼蓋の形、脚の形をしたりしているということもあります。被りが浅いと狭い面積で体重を受けることになり、軟骨にかかる負担が増します。逆に被りが深い場合も、大腿骨頸部と臼蓋がぶつかって軟骨が傷みます。大腿骨頸部が一般より大きい方もいらっしゃって、それもやはりぶつかりの原因となります。これらはFAI(エフ・エー・アイ:大腿骨寛骨臼インピンジメント)と呼ばれています。 Q. 変形性股関節症の初期の自覚症状はやはり痛みでしょうか? A. そうですね。まず関節唇(かんせつしん)が傷んで痛みを覚えます。関節唇が傷むというのは切れて骨からはずれてしまっている状態で、動き始めとか足を開いたときにちょっとした痛みが出たり、関節唇が股関節に挟まると激痛となったりします。この痛みを自覚したときに治療をすれば、簡単な治療で治せることもありますから機会を逃さないように早めに受診してください。 Q.
なので、求める摩擦力の大きさは、 μN = μmg となるわけです。 では、次の例題を解いてみましょう! 仕上げに、理解度チェックテストにチャレンジです! 摩擦力理解度チェックテスト 【問1】 水平面の上に質量2. 0 kgの物体を置いた。 物体に水平に右向きの力 F を加える。 物体をすべらせるために必要な力 F の大きさは何Nより大きければよいか。 静止摩擦係数は0. 50、重力加速度 g は9. 8 m/s 2 とする。 解答・解説を見る 【解答】 9. 8 Nより大きい力 【解説】 物体がすべり出すためには、最大摩擦力 f 0 より大きい力を加えればよい。 なので、最大摩擦力 f 0 を求める。 物体に働く垂直抗力を N とすると、物体に働く力は下図のようになる。 垂直方向の力のつり合いから、 N =2. 物体にはたらく力の見つけ方-高校物理をあきらめる前に｜高校物理をあきらめる前に. 0×9. 8である。 水平方向の力のつり合いから、 F = f 0 = μ N =0. 50×2. 8=9. 8 よって、力 F が9. 8 Nより大きければ物体はすべり出す。 まとめ 今回は、摩擦力についてお話しました。 静止摩擦力は、 力を加えても静止している物体に働く摩擦力 力のつり合いから静止摩擦力の大きさが求められる 最大(静止)摩擦力 f 0 は、 物体が動き出す直前の摩擦力で静止摩擦力の最大値 f 0 = μ N ( μ :静止摩擦係数、 N :垂直抗力) 動摩擦力 f ′ は、 運動している物体に働く摩擦力 f ′ = μ ′ N ( μ ′:動摩擦係数、 N :垂直抗力) 最大摩擦力 f 0 と動摩擦力 f ′ の関係は、 f 0 > f ′ な ので μ > μ ′ 「静止摩擦力を求めよ」と問題文に書いてあっても、最大摩擦力 μ N の計算だ!と思い込んではいけませんよ! 静止摩擦力は「静止している」物体に働く摩擦力で、最大摩擦力は「動き出す直前」の物体に働く摩擦力です。 違いをしっかり理解しましょうね。
一緒に解いてみよう これでわかる! 練習の解説授業 物体にはたらく力についての問題ですね。 物体にはたらく重力の大きさを求める問題です。重力は鉛直下向きにはたらきましたね。重力の大きさをWとすると、Wはどのようにして求められるでしょうか? 力、トルク、慣性モーメント、仕事、出力の定義～制御工学の基礎あれこれ～. 重力は物体の質量m[kg]に重力加速度gをかけると求められました。つまり、W=mg[N]です。m=5. 0[kg]、g=9. 8[m/s 2]を代入し、有効数字が2桁であることにも注意して解いていきましょう。 (1)の答え 物体が床から受ける垂直抗力を求める問題です。物体には、(1)で求めた重力Wの他に 接触力 がはたらいていますね。物体は糸と床に接しているので、糸が引っ張り上げる 張力T と床が物体を押し上げる 垂直抗力N の2つの接触力が存在します。 今、物体は静止しています。静止している、ということは 力がつりあっている ということでした。どんな力がはたらいているか、図にかいてみましょう。接触力は上向きに垂直抗力Nと張力T、下向きには重力Wがはたらいています。 この上向きの力と下向きの力の大きさが同じとき、力がつりあうんでしたね。重力は(1)よりW=49[N]、張力は問題文よりT=14[N]です。したがって、 力のつりあいの式T+N=W に代入すれば答えが出てきますね。 (2)の答え
今回は、『 摩擦力(まさつりょく) 』について学びましょう。 物体と接する面との間に働く『 接触力 (せっしょくりょく)』の1つですね。 『 摩擦力 』と言えば、荷物を押して動かしたいのに床との摩擦で動かない、とか、すべり台との摩擦でスムーズにすべらない、なんてことが思い浮かびませんか? 摩擦力は物体の動きを妨げる やっかいな力というイメージがあるかもしれませんね。 でも、もし摩擦力が無かったら? 人間は 歩くことができず、鉛筆で文字を書くこともできず、自転車や 自動車のタイヤは空回りして進まず、ブレーキだって使えなくなりますよ。 摩擦力は、やっかいものどころか、私たちの生活に欠かせない力なのですね。 当然、物理現象を考えるときにも必要不可欠な力です! 物理学では、『 摩擦力 』を3種類に分けて考えますよ。 物体を押しても静止しているときの摩擦力が『 静止摩擦力(せいしまさつりょく) 』 物体が動き出すときの摩擦力が『 最大摩擦力(さいだいまさつりょく) 』 物体が動いているときの摩擦力が『 動摩擦力(どうまさつりょく) 』 それから、摩擦力は力なので単位は [N] (ニュートン)ですね。 それでは、『 摩擦力 』について見ていきましょう! 摩擦力の基本 摩擦力の向き 水平な床の上に置かれた物体を押すことを考えてみましょうか。 はじめは弱い力で押しても、摩擦力が働くので動きませんね。 例えば、荷物を右向きに押すと、摩擦力は荷物が動かないように左向きに働くからです。 つまり、 摩擦力は物体が動く向きと反対向きに働く のですね。 図1 物体を押す力の向きと摩擦力の向き さあ、押す力をどんどん強くしていきましょう。 すると、どこかで物体がズルッと動き出しますね。 一度物体が動くと、動く直前に押していた力よりも小さい力で物体を動かせるようになりますね。 でも、動いているときにもずっと摩擦力が働いているんですよ。 図2 物体を押す様子と摩擦力 ところで、経験的に分かると思いますが、摩擦力の大きさは荷物の質量や床面のざらざら具合によって変わりますよね。 例えば、机の上に置かれた空のマグカップを押して横に移動させるのは楽にできます。 そのマグカップになみなみとお茶を注いだら? 重くなったマグカップを押して横に移動させるには、さっきよりも強い力が要りますね。 摩擦力が大きくなったようですよ。 通路にある重い荷物を力いっぱい押してもなかなか動きません。 でも、表面がつるつるしたシートの上にのせると、小さい力で押してもスーッと動きます。 摩擦力が小さくなったようですね。 摩擦力の大きさは、どういう条件で決まるのでしょうか?
【学習アドバイス】 「外力」「内力」という言葉はあまり説明がないまま,いつの間にか当然のように使われている,と言う感じがしますよね。でも,実はこれらの2つの力を区別することは,いろいろな法則を適用したり,運動を考える際にとても重要となります。 「外力」「内力」は解答解説などでさりげなく出てきますが,例えば, ・複数の物体が同じ加速度で動いているときには,その加速度は「外力」の総和から計算する ・複数の物体が「内力」しか及ぼしあわないとき,運動量※が保存される など,「外力」「内力」を見わけないと,計算できなかったり,計算が複雑になったりすることがよくあります。今後も,何が「外力」で何が「内力」なのかを意識しながら,問題に取り組んでいきましょう。 ※運動量は,発展科目である「物理」で学習する内容です。