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変形性膝関節症とは
変形性膝関節症とは、加齢による筋力低下や肥満などにより、膝関節を構成する大腿骨と脛骨の関節軟骨がすり減ること発生します。軟骨同士がすり減ると、関節の中で炎症が起きたり、大腿骨と脛骨がぶつかり合い、関節の隙間が狭くなります。また症状としては、炎症による腫れや痛みが生じる疾患です。最初は、立ち上がる時や歩き始めなど動作の開始時に痛みを感じますが、症状が進行してくると歩行時や階段の昇り降りが困難になり、日常生活動作にも支障を来たします。
変形性膝関節症が発症する原因は１つではなく、様々な原因によって起こります。その原因を大きく分けると、「一時性」のものと、「二次性」のものがあります。
「一次性」は、ケガなどはっきりとした原因がわからず、加齢・肥満による膝の荷重の増大・O脚変形・筋力低下・仕事やスポーツによる膝のオーバーユース（酷使）など、様々な要因により発症します。
「二次性」には、膝周辺の靭帯や骨の損傷、半月板の損傷など、発症の原因がはっきりしている場合が分類されます。
発症原因の割合としましては、一次性変形性膝関節症によるものが多数を占めます。また性別でみると特に女性に多く、50歳代から増え始め60歳代の約40％、70歳代の約70％がこの疾患にかかっています。男性においても、70歳代では40％以上の割合で発症しており、全体的にも加齢に伴い増加傾向がみられ、これらの数字からも変形性膝関節症は国民病ともいえるでしょう。
症状
変形性膝関節症で最も多い症状は膝の痛みです。痛みの程度は個人差がありますが、年齢と共に徐々に少しずつ変形が進行し、痛みも徐々に強くなっていきます。
初期の症状では、動き始めに膝のこわばりを感じ、関節の曲げにくさや、伸ばしにくさなどの自覚症状が現れます。軟骨のすり減り具合は軽度で、関節の隙間もこの時期は保たれています。ただし、大腿骨と脛骨の間にあり、クッションの役目を果たしている半月板がすり減っている場合があります。
中期の症状では、関節の隙間が狭くなり、骨の端がトゲのように変形していきます。症状としては、しゃがみこむ動作や階段など膝への負担がかかると痛みが強くみられます。また軟骨がすり減ることで破片が関節内に浮遊すると、関節を包んでいる関節包を刺激して炎症が起こりやすいのもこの時期です。関節内で炎症が起こると、痛みや熱感を感じたり、関節包への刺激により関節液が普段以上に分泌され、膝に水がたまる(関節水腫)場合もあります。
末期の症状になると、関節軟骨がすり減りほとんどなくなった状態です。骨が直接ぶつかることで、膝の可動域が狭くなります。また骨同士がぶつかると強い痛みを感じるようになり、歩行時では杖や押し車が必要になるなど日常生活にも支障が出てきます。さらに炎症を繰り返すことで、関節包の内側のある滑膜も肥厚してきます。
膝の進行分類
変形膝関節症になると、膝の内側の隙間が狭くなり、O脚のように足全体のアライメントが変形することが多いです。このような変形を膝の内反変形といいます。もともと日本人では健常者でもO脚になっている人が多くみられます。ただし痛みがなければ、O脚であってもそれほど問題はありませんが、O脚になっているということは、膝の内側に体重の負担が偏っていますので、将来的に変形性膝関節症に進展する可能性があります。
また膝の変形が進行して痛みが強くなってくると、膝をかばうような歩き方になります。正常とは違う歩き方を繰り返すと、次第に腰やお尻、足首や反対側の足にまで代償動作に伴う痛みが出てくることがありますので、歩行時に膝の負担を軽減する必要があります。変形性膝関節症の治療法は色々ありますが、歩行に関しては、杖を使って痛みのある膝に体重がかかりにくくする方法が、有効な対策の一つです。
診断
膝の痛みの原因を診断するにはレントゲンによる検査が有用です。ただしレントゲンでは骨の状態しか確認できないため、関節軟骨や半月板、靭帯などの損傷が疑われる場合は、ＭＲＩやＣＴの画像診断が必要となります。その他にも、血液検査や関節液の検査を行う場合があります。
レントゲンの撮影では、立った状態もしくは寝た状態で行います。寝た状態で撮影を行うと膝関節に体重がかからず、関節の隙間が保たれているように見える場合がありますが、立って膝に体重がかかると関節の隙間が狭くなり、変形の進行度合いが分かりやすくなります。
レントゲンでは、骨がとげ状のようにみられる「骨棘」、関節の隙間が狭くなる「関節裂隙の狭小化」、軟骨の下にある骨が硬くなる「軟骨下骨の硬化」などがみられます。レントゲンの分類ではKellgren-Laurence分類というものが一般的に使われます。Kellgren-Laurence分類とは、主に関節軟骨の減少度合いと骨棘の程度で重症度を４段階に分類したものです。
また疾患を診断するには画像だけに頼るのではなく、診察による問診や触診が重要な手掛かりになります。問診では具体的な痛みの場所や、どういった動作で痛みが出るのか、触診では膝の腫れ具合や可動域を確認することで、疾患の鑑別や進行度を判断する材料となります。他にも膝の痛みに関しては、足の筋力や歩き方などの臨床的な評価が、診断後の治療での経過を把握するうえで重要な指針となります。
Kellgren-Laurence分類
保存療法
変形性膝関節症の治療には、手術をしない保存療法と手術療法に分けられます。
保存療法では、炎症や痛みを抑えるための運動療法（筋力の強化訓練や柔軟性の向上）、装具療法（膝への負担を軽減）、薬物療法（主に鎮痛効果を目的とする）などがあります。すり減った関節軟骨や骨棘は元の状態には戻らないため、いかに疼痛を抑制して進行を和らげるかが保存療法での重要なポイントです。
運動療法（筋力強化訓練）
運動療法では、太ももやお尻筋肉の強化訓練を行うことが大切です。筋力が低下すると膝は不安定となり、軟骨の摩滅が進み、さらに痛みが増強するといった悪循環がみられますので、筋力強化は予防にも適しています。
変形性膝関節症では、膝関節を安定させる大腿四頭筋（だいたいしとうきん）という筋肉を強化すると効果的です。この大腿四頭筋は太ももの前側についている筋肉で、膝を伸ばしたり股関節を曲げる作用があります。
また太ももの内側についている股関節内転筋は筋力が低下しやすく、股関節内転筋が脆弱化するとO脚の変形が進行しやすくなる可能性があります。股関節内転筋は、太ももを内側に閉じる働きをする筋肉です。
さらに股関節の外側についている中殿筋も重要な筋肉です。中殿筋は太ももを外に開く作用をする筋肉ですが、歩行時の体幹を安定させる作用もあります。これらの筋肉を強化することで、疼痛の軽減や変形が進行する抑制に繋がります。
装具療法
装具療法には、杖、サポーター、ニーブレース（膝の固定具）、足底板・インソール（靴の中敷き）があります。装具療法は補助的な治療法で、杖を使うと膝の荷重を減らすことができます。サポーターなどは変形した下肢の状態に応じて選び、アライメントの調整をします。また、変形性膝関節症では膝の変形に伴い、足首の関節にも影響を及ぼします。そのため、靴の選び方や足底板といわれる靴の中敷きの使用なども、痛みを軽減させるポイントとなります。
薬物療法
薬物療法は消炎鎮痛剤（内服薬や貼布剤）とヒアルロン酸注射（関節内注射）が多く用いられています。
痛みの多くの原因は、細かくすり減った関節軟骨により滑膜が刺激を受ける事で起きる炎症なので、まずは消炎鎮痛薬の処方や注射などを行って、炎症反応を抑制する事が有効です。滑膜とは膝関節を包む関節包の内側にある膜のことであり、ここからヒアルロン酸などの成分を含む関節液が分泌されます。
ヒアルロン酸注射の効果は、膝関節の潤滑と関節軟骨への栄養です。先述の通り、ヒアルロン酸はもともと関節内に分泌される関節液に含まれている成分で、膝の動きを滑らかにする役割をしています。ところが変形性膝関節症になるとヒアルロン酸は減少し、次第に膝が動かしにくくなります。また膝関節を構成する大腿骨と脛骨がぶつかることで痛みが現れたり、関節内で骨同士が擦れる音が鳴ることがあります。ヒアルロン酸の関節内注射は、これらの症状を改善する効果が期待できます。
ただし変形が進行すると膝関節の痛みが強くでたり、炎症反応により関節に水が溜まる場合は、残念ながらヒアルロン酸では効果が得られないこともあります。このような時は、強い抗炎症作用や鎮痛作用があるステロイド注射を施すことがあります。ステロイド注射はヒアルロン酸より強い効果がある反面、薬の副作用に注意が必要です。
手術療法
保存療法を行っても効果がない場合や、痛みが強く日常生活に支障をきたす場合などでは手術療法が選択されます。手術療法は、大きく分けると関節鏡視下手術、骨切り術、人工膝関節置換術の３種類があります。
関節鏡視下手術
軽度の変形性膝関節症では、半月板の損傷や擦り減りにより、関節内の炎症が強くなります。「関節鏡視下手術」では膝に小さな穴を開けて内視鏡という器具を挿入し、損傷している半月板を切り取ったり、軟骨片を取り除いたりする術式です。変形が軽度であれば効果が見込めますが、変形の進行度合いに伴って、効果に期待ができない場合があります。
骨切り術
骨切り術とは骨の一部を切り取ることで、大腿骨と脛骨のアライメントを調整する術式です。術式には脛骨の一部を切り取る「高位脛骨骨切り術」と、大腿骨の一部を切り取る「大腿骨遠位骨切り術」があり、症例としては「高位脛骨骨切り術」が多くみられます。自分自身の関節を温存させることができるので、スポーツをする方や重労働をする方などに施行されます。
人工膝関節置換術
変形が末期の状態であれば上記の術式は適応できず、膝関節を人工の関節に取り換える「人工膝関節置換術」が選択されます。「人工膝関節置換術」では、関節の一部を取り換える「単顆置換術」(Unicompartmental Knee Arthroplasty:UKA)と、関節全体を取り換える「全置換術」(Total Knee Arthroplasty:TKA)の２種類があり、変形の程度によって選択が変わります。
手術方法として、「単顆置換術」で約10cm、「全置換術」であれば15〜20cmほど膝を切開して行います。いずれの術式も損傷した骨を削って形を整えながら、インプラント(人工器具)の関節を設置します。人工関節には耐用年数があり、術後の膝の負担具合では再手術が必要になる場合もありますので、年齢や活動度も考慮して手術が行われます。
新たな治療の選択肢「再生医療」
現在の変形性膝関節症の治療では、これまで紹介した保存療法や手術療法が一般的に行われています。しかし医療の発展により、変形性膝関節症の治療では、保険外による新たな治療法を選択することができます。それは「再生医療」といわれ、自分の細胞を使う治療法となっています。その方法としては、採血した血液から修復能力を含んだ成長因子を抽出し、それを膝関節に注入するP R P療法や、脂肪や滑膜から取り出した幹細胞を培養し、増殖させた幹細胞を再び膝関節に注入する幹細胞治療法などがあります。
変形性膝関節症では軟骨がすり減ることで痛みを感じるようになります。ところが一般的な治療法では痛みを抑える対症療法は可能でも、損傷した軟骨を再生させ元の状態に戻すことは不可能でした。しかし幹細胞を用いた再生医療では、損傷した軟骨を再生させることができ、痛みの原因を解消する根本的な治療となっています。
今まで保険治療では手術を行うしか方法がなかったケースでも、幹細胞治療により手術をしなくても済むこともあります。また自身の脂肪を使った幹細胞治療では、手術と比較しても体への負担が少なく、また入院をする必要がありません。さらに自分の脂肪組織から幹細胞を増殖させるので、拒絶反応やアレルギー反応が出にくい安全性の高い治療です。
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監修：院長 坂本貞範
