CN101310924B

CN101310924B - 整形部件制造方法和设备

Info

Publication number: CN101310924B
Application number: CN2007101701140A
Authority: CN
Inventors: C·N·埃恩斯伯格
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-29
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-09-29
Also published as: AU2007219378B2; JP5053019B2; US20080081539A1; AU2007219378A1; US7892071B2; CN101310924A; ATE489917T1; EP1905387B1; DE602007010876D1; EP1905387A1; EP2263611A1; JP2008161668A

Abstract

本发明涉及整形部件制造方法和设备。提供了一种用于降低整形移植物的连接表面的表面粗糙度的方法。该方法包括以下步骤：提供一种研磨微粒，提供一种化学物质，其包括氧化剂、腐蚀抑制剂、配位剂和表面活性剂中的至少一种，将所述化学物质与研磨微粒混合以形成泥浆，并采用泥浆抛光移植物。

Description

整形部件制造方法和设备

技术领域

本发明通常涉及整形技术领域，并且尤其是涉及用在关节成形术中的植入物。

背景技术

骨骼系统包括许多从人的躯干延伸出的长骨。这些长骨包括股骨、腓骨、胫骨、肱骨、桡骨和尺骨。

人体内的关节组成了两个或多个骨骼或其它骨骼部分之间的接合点。踝关节、髋关节、膝关节、肩关节、肘关节和腕关节仅仅是在人体内发现的众多关节中的几个例子而已。从上面列举的关节例子中可以明显看出，许多关节允许进行骨骼间的相对移动。例如，关节可以进行滑动、滑移和铰合或球窝移动的运动。例如，踝关节允许铰合移动，膝关节允许滑移和铰合的组合移动，并且肩关节和髋关节允许通过球窝设置而移动。

人体内的关节为受压的，或者可能以多种方式受损。例如，通过常年连续使用关节而使渐进式磨损强加于关节上。允许运动的关节具有位于骨骼之间的软骨，这为运动提供了润滑，并且也吸收一部分作用到关节上的力。随着时间的流逝，正常使用关节可能磨损了软骨，并使移动的骨骼直接相互接触。相反，在正常使用时，像这样来自事故如交通事故而传输的巨大力对关节的损伤，可能导致骨骼、软骨或其它结缔组织如腱或韧带的很大损害。

关节病，指关节疾病的一个术语，是关节可能受损的另一方式。或许最知名的关节疾病就是关节炎，其通常指引起疼痛、肿胀、僵硬、不稳定且经常是畸形的关节发病或发炎。

有许多不同形式的关节炎，最常见的并且由关节内软骨的磨损引起的是骨关节炎。另一种类型的关节炎是骨坏死，这是由于供血损失导致部分骨骼坏死而引起的。其它类型的关节炎是由于关节损伤而引起，而其它的关节炎如风湿性关节炎、狼疮和牛皮癣关节炎破坏软骨，并且与关节内衬的发炎有关。

髋关节是通常受关节炎折磨的关节之一。髋关节为一种球窝关节，其将股骨或大腿骨与骨盆连接起来。骨盆具有被称为髋臼的半球形窝，用于接收股骨中的球窝头。股骨头和髋臼被软骨覆盖，用于允许股骨易于在骨盆内移动。通常受关节病折磨的其它关节包括脊柱、膝关节、肩关节、腕关节、掌关节和手指关节。

与关节病相对的关节成形术通常指制造人造关节。在关节炎或其它形式的关节病严重的情况下，诸如当疼痛无法抵抗时，或者当关节具有有限的活动范围时，在人造关节内局部或完全替换关节可能是有效的。当然，替换关节的方法随着所研究的特定关节而改变，但是通常涉及用假体植入物来替换受折磨骨骼的端部，并插入一个元件来充当软骨的替代物。

假体植入物由适合与骨骼结合的刚性材料形成，并为关节和被选择成对关节提供润滑且吸收一些压力的软骨替代元件提供强度和刚性。用作植入物的适当材料包括金属和复合材料，诸如钛、铬化钴、不锈钢、陶瓷，并且用作软骨替代物的适当材料包括聚乙烯、陶瓷和金属。胶接剂也可以被用于将假体植入物固定到植入接受体骨骼上。

全部的髋关节替换，例如，涉及取走股骨的球形头并将茎状植入物插入到骨骼中心，其被称为髓管或骨髓。茎状植入物可以胶接入髓管，或者可以具有多孔涂敷表面，用于允许骨骼直接愈合到植入物中。茎状植入物具有颈和球形头，希望其执行与健康股骨的颈和球形头相同的功能。聚乙烯帽插入到髋臼内，并具有用于接收茎状植入物上的头的窝。

聚乙烯帽可以直接定位到髋臼内。优选地，聚乙烯帽固定到金属元件上，其继而固定到髋臼。该金属元件通常被称为帽或外壳。帽或外壳可以包括用于促进骨骼向内生长的多孔涂层，以便将外壳固定到髋臼。可选地或附加地，外壳可以包括一个开口或多个开口，用于接收接骨螺钉以辅助将外壳接附到髋臼。作为聚乙烯帽的一种替换，由不同材料制成的帽可以插入到外壳中。例如，帽可以由金属制成，例如，铬化钴、不锈钢或钛。可选地，帽可以由陶瓷制成。

近来，作为髋关节帽假体的聚乙烯帽已经被刚性更强的部件替代。例如，在近来的髋关节帽假体中，帽例如由金属或陶瓷制成。头可以由金属或陶瓷制成。例如，帽可以由陶瓷制成，并且头可以同样用陶瓷制成。可选地，帽可以由金属制成，并且头可以同样由类似的金属制成。应当意识到，陶瓷帽可以与金属头一起使用，并且金属帽和陶瓷头可以一起使用。

金属靠金属(MoM)的髋关节假体获得了非常慢的磨损率。稳态磨损率是微不足道的。大量的磨损碎片生成出现在所谓的插入阶段。在该阶段，认为金属表面的“插入”产生了高保形的关节，其通过滑液流体组分而被有效润滑。消除这种插入磨损期应当是大有益处的。

铰接表面的磨损率大部分取决于可能在两个表面之间建立的润滑方式。在文献中经常描述三种润滑方式：局部或边界、弹性流体动力学的和完全流体动力学的。这些润滑方式的摩擦和磨损行为特征在取自Bernard Hamrock的“Fundamentals of Fluid Film Lubrication”(NASA出版1255，1991年)中的附图中进行了说明。

为了使假体的寿命最大化，在假体的寿命方面极其关键的是假体部件的尺寸特性的精度以及表面条件例如表面光洁度。尺寸误差和表面光洁度不足可能导致假体过早地磨损。假体上磨损的部件，尤其是那些快速磨损的部件，可能引起与身体组织发生反应。这种对异物的反应被称为骨质溶解。骨质溶解可能损伤软组织，并且进一步使假体的置换复杂化。

已经尝试来改进假体铰接表面的光洁度和几何尺寸。例如，表面可以被人工抛光，例如通过研磨化合物或通过金属或织物抛光轮。可选地，表面可以通过机器操纵器采用与人工相类似的工具来平滑。可选地，具有假体铰接表面的部件可以通过精加工设备来抛光，例如，转鼓机器。这些试图提供改进假体部件铰接表面的几何尺寸和光洁度的现有技术很缓慢并且不精确。而且，改善零件光洁度的试图可能影响其几何尺寸或形状。形状和/或光洁度的不足可能大大降低假体的操作寿命，并可能引起骨质溶解。

已经开发了用于改进光学部件表面的过程。例如，磁流变抛光流体(下文称为“MP-流体”)可用于计算机控制的机器中以抛光光学部件。该流体为研磨剂微粒和磁性微粒的混合物。在流体中，研磨剂微粒为悬浮的，并且磁性微粒为悬浮的。磁性微粒涂有

其为E.I.DuPont de Nemours andCompany的商标，以避免它们降解。这些微粒可以悬浮在丙三醇、乙二醇、水、油、乙醇或其混合物的溶液中。当施加磁场时，磁性微粒产生塑性区，并且研磨剂微粒提供抛光作用。用在采用MP-流体抛光过程的制造设备中的流体可购自纽约罗彻斯特QED技术有限公司，并作为Q-22MRF系统销售。

另一过程由University College，London WC1E6BT，England and Zeeko Ltd.，Precise Group，The Stables，East Lockinge，Oxfordshire，OX128QJ，England开发。这些努力在标题为“The‘Precessions’Tooling for Polishing and Figuring Flat，spherical and Aspheric Surfaces”的文章中更加充分地进行了描述，其出版于2003年4月21日，Optics Express，第11卷第8期，其全部内容通过参照并入本文。

该过程为公知的Precessions^TM过程。包含Precessions过程的机器可获自Satisloh North America Inc.，N116W18111 Morse Drive，Germantown，WI 53022美国。机器可购自Zeeko有限公司，The Stables，East Lockinge，Wantage，Oxfordshire，OX128QJ，英国。

Precessions过程的基线是物理学的亚直径工具，在抛光浆存在下操作，该工具可由购自Satisloh North America Inc.的7轴CNC抛光机器装备。该工具包括球形膨胀凸出的橡胶膜，覆盖有光学仪器商熟悉的常见专用无节距柔性抛光表面之一。工具被旋转。工具的旋转轴线与待抛光表面之间的倾斜角度典型地为10-25度。

局部或边界润滑的特征在于极薄的润滑膜和相当可观的金属-金属接触。在光谱的另一端，在流体动力学润滑中，负载完全由一层润滑剂支撑，防止了表面接触。在后一种模式中磨损率是可以忽略的。润滑流体的膜厚与速度成正比并与负载成反比。当膜厚与表面粗糙度之比超过大约3的值时，认为可以实现完全流体动力学润滑。(Johnson KL，Greenwood JA，Poon SY：Asimple theory ofasperity contactin elastohydrodynamic lubrication。Wear 19：91-108，1972)，其全部内容作为参照并入本文。

该比率被定义为拉姆达＝λ＝H/Rq，其中，Rq＝(Rq_a ²+Rq_b ²)^1/2，其中，Rq_a和Rq_b为两个铰接表面的表面粗糙度的均方根值。该方程表明较平滑的表面比较粗糙的表面将以较低的速度和较高的负载实现完全流体动力学润滑。例如，如果两个表面具有λ＝1，Rq为0.01um，我们可以通过将表面粗糙度的均方根值降低到0.001um而实现λ为10。

较粗糙的表面将在清晰的边界层润滑方式中操作，而较光滑的表面将以相同的速度和负载完全处于流体动力学方式中。这种优势通常在整形业中受欢迎，并且相当关注于在金属髋关节部件上的铰接金属中保持形状的低误差和低表面粗糙度。该主题已经特别好地被Chan纪录(F.W.Chan，D.Bobyn，J.B.Medley，J.J.Krygier，M Tanzer，“Wear and lubrication ofmetal on metal hip implants”，临床整形外科学，并且相关的检索号为369，10-24页，1991)，其全部内容作为参照并入本文。

取自该参考文献的图2显示了在髋关节磨损模拟器中金属靠金属髋关节植入物的磨损上获得的实验结果。根据本论文提出的数据，人们可以预测如果Ra表面粗糙度可以从现有的工业数值大约10nm减小到2nm的话，金属靠金属髋关节植入物的磨损减少53％。

另一方面，在制造环境中将表面光洁度值减少到10nm以下几乎没有取得进展。精整方法通常包括用浸渍微小研磨材料的织物抛光已完成的股骨和髋臼部件，其通过严格的机械方式而去除材料。当金属被去除时，抛光过程导致表面的一些塑性加工。机械抛光的表面产生大量的擦伤、应变、金属碎片和包埋的研磨剂，并经常使金属表面变形。通过研磨或磨光而抛光金属减小了表面粗糙度的均方根值，但是它从未完全去除碎片，和机械抛光引起的损伤的金属。

此外，在整形外科中使用的典型CoCrMoC合金的微结构通常为包括基体加金属碳化物的两相。后者比基体硬的多。结果就是机械抛光通常使较硬的碳化物相稍微伸出金属基体。这有助于比其它方式获得的更大的表面粗糙度的均方根值。

本发明适用于解决上述现有技术中存在的至少一些问题。

发明内容

本发明涉及用于降低整形植入物部件的铰接表面上的表面光洁度的方法和设备。更具体地，本发明涉及一种采用化学机械抛光(CMP)而制备植入物部件的高精度方法。

如果将化学组分加入到抛光过程中的话，上面提到的两种问题都有可以解决。该方法已经被半导体工业所采纳，以平面化并抛光带图形的硅晶片。该过程最初指化学机械平面化(CMP)，而现在更经常指化学机械抛光。由于半导体晶片CMP过程相当成熟，它将更加详细地被描述，以便说明该过程的基本方面。对该主题的全面讨论可以在由M.R.Oliver编辑并由Springer出版的“Chemical-Mechanical Planarization of Semiconductor Materials”中发现。

CMP过程类似于机械抛光过程，即待抛光物体与相对于物体移动的抛光垫子携带的研磨浆料接触。除研磨剂外，某些化学物质被加入到浆料中，其显著影响了材料的去除速率和物体的表面粗糙度。贡献于低表面粗糙度和高去除速率的确切机理仍然是争论的事情。可以引用某些普遍性，但应当理解，这些机械论的解释绝非是将CMP过程的应用限制到整形植入物上。化学添加剂可以按如下进行分类。

通常认为在待CMP的表面上产生相对软或者非粘附的膜是有利的。研磨剂的作用随后去除该层而不损伤下面的材料。调节浆料的化学性质，以便膜在抛光过程中持续补充。在一些情况下，这可以通过简单地控制pH而获得。例如，在抛光二氧化硅的情况下，通过将pH调节到大约11的数值而获得高度抛光和抛平的表面。相信在该pH下，氧化物的表面被羟基化，并且该材料通过研磨剂被有效地去除而不损伤下面的氧化物层。通常认为人们希望以被动方式操作，其由待抛光材料的Pourbaix图表所定义。在Pourbaix图表中，用电极电势相对于pH而作图，并发现存在将发生材料腐蚀的某些区域，以及形成被动自我限制膜的区域。后面的区域是在CMP中希望有的，尽管有明显的例外。

由MR.Oliver编辑并由Springer出版的文章“Chemical-MechanicalPlanarization of Semiconductor Materials1”的全部内容作为参照并入本文中。

根据本发明的一个方面，提供了一种减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法。该方法包括步骤：提供研磨剂微粒，提供化学物质，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种，将所述化学物质与研磨剂微粒组合以形成浆料，并采用浆料抛光植入物。

根据本发明的另一方面，提供了一种整形植入物，其带有采用一种方法抛光的铰接表面。该方法包括步骤：提供研磨剂微粒，提供化学物质，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种，将所述化学物质与研磨剂微粒组合以形成浆料，并采用浆料抛光植入物。

另一方面，本发明提供了一种用于制备整形植入物的金属部件的铰接表面的系统。该系统包括一种浆料，其含有研磨剂微粒和化学物质，该化学物质包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种。该系统包括一种设备，其具有框架和用于在抛光区容纳浆料的容器。该设备也包括一种用于固定部件并用于产生浆料和部件表面之间的相对移动的机构。该设备和容器可操作地连接到框架。

在本发明系统的另一方面，用于容纳所述浆料的容器包括垫子。

在本发明系统的另一方面，该设备还包括压力板，用于在植入物上并对着垫子施加力。浆料被定位在植入物和垫子之间。

在另一方面，本发明提供了一种用于采用浆料制备整形植入物的金属部件的铰接表面的设备。该设备包括框架和用于在抛光区容纳浆料的容器。该设备包括一种用于固定部件并用于产生浆料和部件表面之间的相对移动的机构。该机构和容器可操作地连接到框架。

在本发明设备的另一方面，该设备还包括控制器，用于确定材料从部件的去除率，用于确定抛光区相对于部件移动的方向和速度，并用于确定所需的抛光周期数。

在本发明设备的另一方面，所述浆料的研磨剂微粒包括金属氧化物。

在本发明设备的另一方面，用于容纳浆料的容器包括垫子。

在本发明设备的另一方面，该设备还包括压力板，用于在植入物上并对着垫子施加力，而浆料位于植入物和垫子之间。

在本发明设备的另一方面，该设备还包括表面光洁度测量设备。该表面光洁度测量设备可操作地连接到控制器，以便将信号提供到控制器，指示金属部件的铰接表面的表面光洁度。

在本发明设备的另一方面，表面光洁度测量设备利用光学元件测量金属部件的铰接表面的表面光洁度。

在本发明设备的另一方面，表面光洁度测量设备利用电导率测量金属部件的铰接表面的表面光洁度。

在本发明设备另一方面，该设备还包括金属微粒测量设备。该金属微粒测量设备测量浆料中的金属微粒含量。

在本发明设备的另一方面，该金属微粒测量设备包括发光设备，用于将光发射到浆料上。

在本发明设备的另一方面，该金属微粒测量设备还包括计量仪，用于测量从浆料反射的光。

在本发明设备的另一方面，该金属微粒测量设备测量浆料的浊度、吸收性和反射率中的至少一种。

在本发明设备的另一方面，该金属微粒测量设备测量浆料的电导率。

另一方面，本发明提供了一种固定设备，用于将整形植入物固定到机器上，同时将化学机械抛光施加到植入物的铰接表面。固定设备包括本体和用于将本体固定到机器的装置。该固定设备还包括用于将植入物固定到本体的装置。

在本发明的固定设备的另一方面，用于将植入物固定到本体的装置包括夹头、夹钳或隔膜之一。

本发明的技术优点包括能够为整形铰接表面提供较平滑的区域表面光洁度，并且尤其是金属靠金属铰接表面，以减小插入磨损，并提供更长的整形植入物寿命。例如，根据本发明的一个方面，提供了一种减小整形植入物上的铰接表面的表面粗糙度的方法。该方法包括步骤：提供一种研磨剂微粒，提供一种化学物质，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种，将化学物质与研磨剂微粒组合以形成浆料，并且用浆料抛光植入物。该方法也可以包括定位整形植入物同时采用浆料抛光植入物。

因此，本发明在整形植入物表面上提供了更平滑的平均表面光洁度，并且尤其是金属靠金属铰接表面，以减小插入磨损并提供更长的整形植入物寿命。

本发明的技术优点还包括能够在表面光洁度上(-R_SK)提供更少的峰和更多的谷到整形铰接表面，并且尤其是到金属靠金属铰接表面，以减小插入磨损并提供更长的整形植入物寿命。例如，根据本发明的另一方面，一种减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法提供了如下步骤：提供一种研磨剂微粒，提供一种化学物质，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种，将化学物质与研磨剂微粒组合以形成浆料，以及操纵植入物同时采用浆料抛光植入物。

因此，本发明提供了一种表面，其在整形铰接表面的表面光洁度上带有更少的峰和更多的谷，并且尤其是金属靠金属铰接表面，以减小插入磨损并提供更长的整形植入物寿命。

本发明的技术优点也包括能够提供更快的抛光时间和更小的劳力来抛光整形植入物的铰接表面。例如，根据本发明的另一方面，提供了一种减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法。该方法包括提供研磨剂微粒的第一步骤。第二步骤是提供一种化学物质，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种。第三步骤是将化学物质与研磨剂微粒组合以形成浆料。第四步骤是提供铰接设备以铰接植入物，并且第五步骤是抛光植入物，同时铰接植入物并采用浆料抛光植入物。

因此，本发明提供了更快的抛光时间和更少的劳力来抛光整形植入物的铰接表面。

本发明的技术优点也包括能够为整形铰接表面的表面几何形状提供更好的顺应性，并且尤其是金属靠金属铰接表面，以减小插入磨损并提供更长的整形植入物寿命。例如，根据本发明的另一方面，一种减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度并改善表面几何形状的方法包括步骤：提供一种研磨剂微粒，提供一种化学物质，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的一种。第三步骤是将化学物质与研磨剂微粒混合以形成浆料，第四步骤是提供一种操控器，以便在多种取向提供植入物，并且第五步骤是采用浆料抛光植入物，操控器将植入物定位在多种位置。因此，本发明提供了更快的抛光时间和更少的劳力来抛光整形植入物的铰接表面。

通过下面的附图、说明书和权利要求书，本发明的其它技术优点对本领域技术人员而言将会是显而易见的。

附图说明

为了更加全面地理解本发明及其优点，现结合附图参考下面的说明书，其中：

图1是根据本发明一个实施例用于抛光整形髋关节头的抛光设备的示意图；

图2是根据本发明另一实施例用于抛光整形髋关节头的另一抛光设备的示意图；

图3是根据本发明另一实施例用于抛光整形髋关节头的另一抛光设备的示意图；

图4是根据本发明另一实施例用于抛光整形髋关节头的另一抛光设备的示意图；

图5是根据本发明另一实施例用于抛光整形髋关节帽的另一抛光设备的示意图；

图6是带有铰接头的髋关节茎的局部截面平面图，其可以采用本发明一个实施例的抛光设备抛光；

图7为图6的髋关节茎植入股骨中的平面图，髋关节帽带有可以采用本发明一个实施例的抛光设备抛光的铰接表面；

图8为肩关节假体的关节窝部件的局部截面平面图，带有可以采用本发明一个实施例的抛光设备抛光的铰接表面；

图9为根据本发明另一实施例用于和图8的关节窝部件的铰接半球形周边合作的抛光设备的示意图；

图10为根据本发明再另一实施例用于进行肩关节整形手术的另一抛光设备的示意图；

图11为肱骨植入物的平面图，用于和采用图8和10的设备机加工的部件一起进行肩关节整形手术；

图12为带有膝关节假体的凹面的胫骨盘部件的局部截面平面图，和本发明另一实施例的抛光设备一起使用；

图13为根据本发明另一实施例用于和图12的胫骨盘部件的铰接周边合作的抛光设备的示意图；

图14为膝关节假体的股骨部件的局部截面平面图，用于和本发明另一实施例的抛光设备一起使用；

图15为根据本发明另一实施例用于和图12的股骨部件的铰接周边合作的抛光设备的示意图；

图16为用于进行整形手术的膝关节胫骨盘的上视图，其可以根据本发明的再另一实施例而被机加工；

图17为图16的膝关节胫骨盘的平面图；

图18为用于和图17的膝关节胫骨盘的支撑表面合作的抛光设备的示意图；

图19为用于进行脊柱整形手术的脊椎整形植入物的局部截面的局部平面图，其可以根据本发明的再另一实施例而被机加工；

图20为用于进行脊柱整形手术的

脊椎整形植入物的局部截面的局部平面图，其可以根据本发明的另一实施例而被机加工；以及

图21为根据本发明另一实施例的用于制备用在关节形成术中的假体部件的铰接表面的再另一方法的过程流程图；

图22条形图显示了不同润滑条件下的摩擦系数。

图23不同润滑方式下的磨损率。来自Beerbower(1972)。

贯穿几个附图的相应参考标记指示相应的部件。贯穿几个附图的相同参考标记趋于指示相同的部件。

具体实施方式

通过参照下面的说明书和附图，将最好地理解本发明的实施例及其优点，其中，相同的数字标记用于指附图中相同和相应的部件。

在金属的CMP中，通常发现有必要加入氧化剂。这等同于提高电极电势。通过pH和氧化剂的正确选择，可以优化金属去除率和表面光洁度。

可以加入到研磨剂浆料的其它化学改性剂包括缓冲剂、表面活性剂、络合剂和抑制剂。缓冲试剂有助于在CMP过程中维持恒定的pH。络合剂联合或螯合在CMP过程中去除的材料。这具有改变平衡浓度的效果，并可以增加去除率。表面活性剂改变研磨剂和周围溶液之间的表面张力，并增加浆料对抛光物体的润湿。最后，抑制剂在特定相选择性地吸附并可以防止该相与浆料发生化学相互作用。这可以允许将化学性质调节到钝化或溶解一个相，而不腐蚀其它相。这在蚀刻多相微结构中是特别有利的。

已经发现在半导体应用中在钨的CMP时是有用的不同组分及其作用的例子显示在下面的表1中。

CMP组分	作用
		亚铁氰化钾	氧化剂
氧化铝或二氧化铈	研磨剂
		聚氧乙撑醇	表面活性剂
乙二胺	络合剂
		磷酸二氢钾	缓冲剂

表1

现在轮到减小整形植入物的表面粗糙度问题，我们可以回想到对粗糙度存在两种贡献因素。第一个是由于机械研磨剂材料去除过程方面。由于植入物材料具有有限的延展性，在机械抛光过程中将出现一些塑性变形。这将导致研磨剂微粒的局部犁作，擦伤并弄污表面，并在相关的外形中增加。也将不可避免地出现研磨剂包埋到表面内，增加了表面粗糙度。

对剩余表面粗糙度的第二种贡献因素是合金的多相微结构。通常在整形植入物中使用的CoCrMoC合金包含至少两相。基体或母相为Co、Cr和Mo的FCC固溶体。这些元素的络合碳化物组成了第二相，其体积分数及分布取决于碳含量、冷加工程度和热处理史。这些碳化物在物理和化学性质上大大不同于基体。采用机械抛光时，基体优先被去除，并且碳化物相从表面突出，增加了表面粗糙度。

两种贡献可以通过加入化学组分到抛光过程中而降低。通过化学溶解而去除材料，减小了零件冷加工和塑性变形的量。此外，正确选择化学性质可以允许优先去除一个相。在现有的情况下，以与基体相同或比基体快的速度去除碳化物相将会是有利的。可选地，可以采用两步过程，其中碳化物去除到稍微低于基体表面并随后基体被抛光返回到该水平。这将减少或消除较硬的相由于母相的较快的机械去除率而趋于显著地站立着。

尽管描述的过程与用在半导体工业中的CMP过程具有相似的特性，但它在两方面是新颖的。首先，CMP当前仅在平坦表面进行。就作者的知识而言，没有人已经在商业上将该过程应用到三维物品，诸如整形植入物。为了实现这种应用，需要特殊的操控器将植入物表面暴露到CMP垫子。

第二个新颖的方面与浆料化学性质有关。在本发明的某些实施例中，调节化学性质以便碳化物相以与基体相相同或比基体相高的速度而被去除。这允许最后的表面光洁度，其中，基体和碳化物相为共平面的，最小化了任何对表面粗糙度的贡献。为实现该过程存在两种不同的策略。

在第一种策略中，将材料加入到浆料中，其优先在基体相上吸附，并防止其被溶解碳化物相的第二种化学物质溶解。用于钴的已知腐蚀抑制剂包括三唑化合物、噻二唑(例如，二钠2-5二巯基1-3-4噻二唑)、烷醇胺和腐蚀抑制剂技术领域的技术人员公知的其它物质。碳化物相随后可能受到通过氧化性酸如HNO₃的化学溶解和研磨剂去除的组合攻击。

在第二种策略中，将化学物质加入到浆料中，其优先溶解碳化物相。例如，下面的表2显示了多种单体和络合碳化物与Co或Ni相比通过“Murakami试剂”，亚铁氰化钾在氢氧化钠和水中的溶液的相对蚀刻率。其它可选择的蚀刻剂为金相学技术领域的技术人员公知的。

表2

现在，根据本发明并参照图1提供了设备10，用于和浆料12一起制备整形植入物18的部件的铰接表面14。该设备包括框架20和用于在抛光区24容纳浆料12的容器22。设备10还包括机构26，用于固定部件16并用于产生浆料12和部件16的铰接表面14之间的相对移动。机构26和容器22可操作地连接到框架20。

如图1所示，设备10可以进一步包括控制器28，用于控制产生浆料12和部件表面14之间的相对移动的机构26。控制器28可以进一步控制材料从部件16的去除率，并可以被用于确定抛光区24相对于部件16移动的方向和速度。控制器28可以进一步被用于确定所需的抛光周期数。

如图1所示，浆料12可以包括化学物质30，其与研磨剂微粒32相混合。该化学物质可以包括氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂。该化学物质可以包括带有能够将待抛光物体中的金属或相之一氧化到比其存在于大块合金中时更高的氧化态的氧化剂的化学物质。该化学物质也可以包括带有能够防止存在设计为腐蚀或溶解其它合金成分的浆料组分时腐蚀合金的相之一的腐蚀抑制剂的化学物质。

该化学物质也可以包括带有能够螯合从待抛光物体中去除的组分的鳌合剂的化学物质。该化学物质也可以包括带有能够降低浆料研磨剂组分和浆料液态组分之间的表面张力，或降低待抛光物体和浆料液态组分之间的表面张力的表面活性剂的化学物质。

研磨剂微粒32可以例如为金属氧化物的形式。这样典型的金属氧化物包括氧化铝和二氧化硅。研磨剂微粒可以分散在包含化学物质30的水溶液中。该水溶液可以为浆料形式、悬浮液形式或者真胶体形式。浆料12可以用仅含有化学物质30的抛光溶液替换。应当理解，在这样的情况下，研磨剂微粒32可以包含在例如垫子材料中，其接触待抛光的铰接表面14。

容器22可以具有能容纳浆料12的任何适当的形式。容器22可以定位在部件16的铰接表面14下面，以便将抛光区24定位在容器22中的浆料12内。如图1所示，容器22可以连接到循环浆料12的浆料循环系统34，使得浆料12可以分离从铰接表面去除的金属并维持浆料12充满新鲜的化学物质和正确的研磨剂材料。

循环系统34可以包括泵35，用于确保浆料12适当地流入抛光区24。循环系统34可以进一步包括过滤系统36，用于以适当的条件提供浆料以传输到抛光区24。循环系统34可以进一步包括热交换器37，用于维持浆料12具有精确的温度。为浆料维持精确的温度就为在浆料中发生的化学反应提供了最佳温度，并维持部件16的大小和尺寸机械特性。

为确保抛光区24中的浆料从金属部件16去除材料，设备10可以包括抛光垫子38，以便在铰接表面和抛光区24之间为浆料12提供一个区域，以完成其在金属部件16上的研磨作用。抛光垫子38可以例如被工作台39支撑。工作台39可以由合适的耐久材料制成，以便为抛光垫子38提供刚性支撑。

可选地，抛光垫子38可以由诸如由Zeeko和Satisloh North America Inc.提供的可膨胀隔膜或机罩支撑。垫子38可以接附到能够改变抛光压力或接触面积中的至少一个的可膨胀支撑物上。

抛光垫子38必须具有足够的机械完整性和耐化学性，以便在苛刻的抛光中生存。抛光垫子的机械特性包括高强度，以抵抗抛光期间的撕扯，可接受的硬度水平以及根据被抛光材料而选择的模量。抛光垫子应当具有好的抗磨损性，以防抛光期间过量磨损垫子。

化学上，垫子38必须能够幸存于浆料12中的化学物质30的侵蚀性的浆料化学性质。浆料化学性质可以包括用于抛光金属的高酸性氧化浆料。所述浆料的pH值可以小于2并包含氧化剂诸如过氧化氢、硝酸铁或碘酸钾。

垫子38可以由板60支撑。板60也可以需要是足够亲水性的。如果液体不是湿的而是抛光垫子表面上的珠，它将被金属部件16一扫而空，并且缺乏必须的化学性质以能够进行有效的抛光。一种可用在抛光垫子中的材料是聚氨酯。抛光垫子38可以包括孔口40，用于捕获或接收研磨剂微粒32。

如图1所示，机构26可以包括用于定位工件或金属部件16的工件机构42，以及用于相应于金属部件16而定位工作台39的工作台机构44。

如图1所示，工件机构42可以包括工件轴46，其在旋转箭头48的方向上围绕旋转轴线47旋转。工件机构42还包括用于旋转工件轴46的马达49。工件机构42还包括接附到工件轴46的固定设备50。固定设备50用于固定金属部件16。如图1所示，固定设备50可以为公锥形的形式，以便安装在髋关节头或部件16的内锥形51上。

为使金属部件16的整个铰接表面14进入抛光区24并接触抛光垫子38，如图1所示，工件轴46在铰接箭头52的方向上绕枢轴点53而铰接。如图1所示，枢轴点53与髋关节头16的中心一致，使得髋关节头16可以使整个铰接表面14被抛光。围绕工件机构42的枢轴点53的铰接可以通过可操作地连接到工件机构42的同步或伺服马达54而合并。

工作台39可以固定地固定到工作台机构44，并且金属部件16相对于抛光垫子38的整个相对移动可以由工件机构42完成。可选地，并如图1所示，工作台机构44可以用于在箭头55的方向旋转工作台39。工作台机构44可以包括工作台轴58，其由工作台马达59在箭头55的方向旋转。

设备10可以进一步包括压力板或压板60，靠着抛光垫子38施加力并最终施加到部件16上。浆料12将定位在部件16和抛光垫子38之间。压力板或压板60在箭头61的方向用力F2推动，以便靠着部件16的铰接表面14向抛光垫子38施加适当的力。由压力板60施加的力F2按照经验被优化，以便为设备10提供最佳的金属去除和操作条件。

设备10可以进一步包括表面光洁度测量设备62。该表面光洁度测量设备62可以连接到控制器28，以便将信号63提供到控制器28，该信号指示金属部件16的铰接表面14的表面光洁度。

该表面光洁度测量设备62可以利用光学元件测量金属部件16的铰接表面14的表面光洁度。光学系统可以包括具有控制环的控制器，以监测植入物部件的铰接表面的表面光洁度，并为控制器提供反馈以便控制系统。环可以包括光源，例如以激光器的形式，用于将入射束引导到植入物部件的铰接表面上。来自光源的入射束被植入物部件的铰接表面反射，并作为反射束重新引导光学计量仪，例如以光学处理器的形式。

应当理解，可选地，表面光洁度测量设备62可以利用电导率测量金属部件16的铰接表面14的表面光洁度。

如图1所示，设备10可以进一步包括金属微粒测量设备64。金属微粒测量设备64可以被用于测量浆料12中金属微粒65的含量。金属微粒测量设备64可以包括光导入设备，用于将光导入到浆料上。金属微粒测量设备64可以进一步包括用于测量从浆料反射的光的计量仪66。金属微粒测量设备64可以测量浆料的浊度、吸收性或反射率中的一种。应当理解，金属微粒测量设备64可以用于测量浆料12的电导率。

如图1所示，设备10可以包括用于调节抛光垫子38的垫子调节系统68。由于抛光垫子38被用在抛光区24以改善金属部件16的铰接表面14，来自金属部件16的金属以及来自浆料12的研磨剂微粒32建立在抛光垫子38上。

为优化设备10的操作，抛光垫子38可以包括垫子调节系统68，以移动抛光垫子38的釉面或表面，从而暴露出用于容纳研磨剂微粒的孔口44，以便正确地操作设备10。通过利用工具例如金钢石工具69通过采用垫子调节系统68调节抛光垫子38而暴露出用于研磨剂微粒的孔口44，该工具被放置成与抛光垫子38接触，以便抛光垫子的光滑表面被清洁或加工。

现在根据本发明并参考图2，本发明的另一实施例被显示为设备110。图2的设备110与图1的设备10类似，除了设备110包括机构126，其稍微不同于图1的机构26。机构126包括固定到框架120的工件机构142和同样固定到设备110的框架120上的工作台机构144。

工件机构142包括轴146，其垂直定位并绕中心线147旋转，并且例如被马达149驱动。如图2所示，工件机构在箭头148的方向旋转，并具有外锥形周边形式的固定设备150，其可旋转地连接髋关节头116形式的金属部件的内锥形151。髋关节头116为整形植入物118如髋关节假体的一部分。

如图2所示，工作台机构144被用于在箭头155的方向旋转工作台139。压板或压力板160被定位到工作台139上，并且抛光垫子138被定位在压板160上方，并在抛光区124与部件或髋关节头116的铰接表面114接触。工作台机构144包括工作台轴158，其上安装有工作台139。工作台轴158在工作台箭头155的方向旋转，并且例如被马达159旋转。与图1的工作台机构44不同，工作台机构144也铰接以提供抛光髋关节头116的全部铰接表面114。例如，并且如图2所示，工作台139沿箭头152围绕枢轴点153铰接，并且例如被铰接马达154铰接。

设备110包括容器122，其储存由化学物质130与研磨剂微粒132混合组成的浆料112。浆料112被泵135压入抛光区124，抛光垫子138在那里与铰接表面114和浆料112合作，以制备髋关节头116的铰接表面114。

现在参照图3，本发明的再另一实施例被显示为设备210。设备210类似于图1的设备10，除了设备210包括机构226，其稍微不同于图1的设备10中的机构26。机构226包括工件机构242和工作台机构244。

工件机构242包括轴246，其可旋转地固定到设备210的框架220上。轴246绕中心线轴线247旋转，并且例如被马达249旋转。轴246在箭头248的方向旋转，并包括固定设备250，髋关节头216的内锥形251固定地固定到固定设备。如图3所示，工件机构242的轴246沿铰接箭头252铰接，并例如被铰接马达254驱动，以便将髋关节头216的全部铰接表面214暴露到抛光垫子238。

工作台机构244可以包括轴258，其固定地固定到框架220。应当理解，轴258可以被固定，或者如图3所示，围绕旋转中心线257而旋转，并且例如在箭头255的方向旋转。轴258可以例如被马达259驱动。轴258支撑固定压板260的工作台239。压板或压力板260在抛光垫子238上施加压力，抛光垫子接触髋关节头216的铰接表面214。抛光垫子238在抛光区224接触髋关节头216的铰接表面214。抛光区224包括包含在容器222中的浆料212。浆料212包括化学物质230和研磨剂微粒232。浆料被泵235压入抛光区224以抛光整形植入物218的髋关节头216的铰接表面214。

现在参照图4，本发明的再另一实施例被显示为设备310。设备310类似于设备210在于设备310包括弓形抛光垫子338。设备310包括工作机构326，其包括工件机构342和工作台或垫子机构344。

工件机构342包括轴346，其可旋转地固定到设备310的框架320上。轴346在箭头348的方向绕中心线347旋转，并且例如被马达349驱动。轴346包括固定设备350，髋关节头316固定地固定到固定设备。髋关节头316包括将被设备310抛光的铰接表面314。

工作台机构344包括轴358，其可以被固定，或者可以例如在箭头355的方向沿中心线357旋转。轴358可以例如被马达359旋转。轴358支撑固定压板360的工作台339。垫子338被压板360支撑。

如图4所示，垫子338具有弓形或凹入表面371，其中可以放置浆料312。凹入表面371可以作为容器322使用。凹入表面371可以被从原点373延伸的半径RP定义，原点可以与枢轴点353一致。垫子338的内周边371可以围绕髋关节头316的整个铰接表面314延伸，或者如图4所示，垫子338可以围绕枢轴点353旋转，并且通过铰接马达354而沿着箭头352旋转。

容器322中含有的浆料312可以包括化学物质330以及研磨剂微粒332。浆料312可以由泵335朝向铰接表面314和垫子338之间的抛光区324前进。

尽管应当理解本发明的设备可以用于抛光髋关节头，也应当理解本发明的设备可以用于精整整形植入物的任何铰接表面。例如，并参照图5，本发明的另一实施例被显示为设备410。设备410类似于图1的设备10，除了设备410被用于抛光髋关节帽416形式的金属整形植入物。髋关节帽416包括凹入表面形式的铰接表面414，其由从原点473延伸的半径Rc定义。

设备410包括接附机构426的框架420。机构426包括抛光垫子机构442和工件机构444。工件机构444包括固定设备450，其上固定有髋关节帽416。压力板460被固定到垫子机构442的垫子轴450上。

工件机构444包括固定到框架420的工件轴446。工件轴446绕中心线447旋转，例如通过马达449。如图5所示，工作轴可以绕固定的中心线447旋转，或者如图5所示，可以绕枢轴点453枢转。

如图5所示，工件轴446可以在箭头452的方向铰接，并被铰接马达454铰接。固定设备450可以固定到工件轴456，并可以用于固定髋关节帽416。

垫子机构442可以包括垫子轴458，其由轴马达459绕工作台轴的旋转轴线457而旋转。垫子轴458可以例如在箭头448的方向旋转。尽管垫子轴458可以绕恒定的垂直轴线457旋转，应当理解抛光髋关节帽416的全部铰接表面414，工作台轴458的轴线457可以绕轴线453在箭头456的方向例如通过铰接马达475铰接。

垫子轴458可以例如支撑抛光垫子438，其在抛光区424中接触髋关节帽416的铰接表面414。含有化学物质430和研磨剂微粒432的浆料412可以例如由泵435泵向抛光区424。

如图5所示，浆料412被传输到抛光区424，它在那里被包含在容器422中。容器422可以为独立结构，或者髋关节帽416可以作为将浆料412容纳在抛光区424内的容器。

现在参照图6，显示了髋关节假体418的茎组件。髋关节假体418包括含有铰接表面14的髋关节头16以及接附头16的髋关节茎478。茎478包括远端茎480和近端颈482以及将头16接附至此的凸起484。

现在参照图7，显示了全部的髋关节假体18。髋关节假体418包括含有远端茎480的茎478，远端茎固定于形成在长骨或股骨486的导管484内的腔482中。

包括铰接表面414的髋关节帽416被固定到髋臼488中。尽管髋关节帽416可以直接接触头16，应当理解，支撑物或衬垫490可以定位在头16和帽416之间。

如图1-5所示，尽管本发明的设备可以被用于髋关节假体，应当理解，本发明的设备可以被用于人解剖结构内的其它关节。例如，并且参照图8-11，本发明的设备可以被用于抛光肩关节假体的部件。

现在参照图8，显示了肩关节假体518。本发明的设备可以被用于抛光肩关节假体518的铰接表面。肩关节假体518包括关节窝部件516，其包括凹铰接表面514。关节窝部件516例如被固定到在肩胛骨515中形成的关节窝腔513中。

现在参照图8，再另一实施例以设备510的形式被显示。设备510适用于抛光肩关节假体518的关节窝部件516的铰接表面514。设备510包括固定到设备510的框架520上的机构526。机构526包括工件机构542和工作台机构544。

工件机构542包括工件轴546，其在箭头548的方向绕工件轴的中心线547旋转。工件轴546例如通过工件轴马达549而被旋转。工件轴546支撑固定设备550。固定设备550适用于将关节窝部件516固定到固定设备550上。关节窝部件516可以绕恒定的工件轴中心线547旋转，或者如图8所示，绕枢轴点553而旋转，使得关节窝部件516的全部铰接表面514可以被抛光。例如，并且如图9所示，工件机构542还包括铰接马达554，其在铰接箭头552的方向旋转或铰接工件轴546。

工作台机构544包括工作台轴558，其在箭头555的方向绕工作台轴的中心线557旋转。工作台轴558例如通过轴马达559而旋转。工作台轴558支撑压力板560固定至此的工作台539。抛光垫子538固定到压力垫560。压力板560靠着关节窝部件516的铰接表面514推动垫子538。

设备510还包括浆料512，其为化学物质530和研磨剂微粒532的组合物。浆料512例如通过泵535而向抛光区524前进。浆料512例如包含在容器522中，以便将浆料512容纳在抛光区524中。

现在参照图10显示了根据本发明的设备610。设备610被用于抛光肩关节茎头616的铰接表面614。肩关节茎头616为肩关节假体518的一部分。设备610包括连接到框架620的机构626。机构626包括工件机构642和工作台机构644。工件机构642包括在箭头648的方向围绕着垂直中心线647旋转的工件轴646。工件轴646被工件轴马达649驱动。

为确保肩关节茎头616的全部铰接表面614被抛光，工件轴646可以具有使轴646的垂直中心线647绕枢轴点653而铰接的机构。工件轴646沿铰接箭头652的方向铰接，并且例如被铰接马达654铰接。工件轴646包括外锥形形式的固定设备650，其与肩关节茎头616的内锥形651配合。

工作台机构644包括工作台轴658，其可旋转地固定到框架620上。工作台轴658沿轴中心线657旋转，并且在箭头655的方向被马达659旋转。工作台639被工作台轴658支撑。压力板或压板660被工作台639支撑。垫子638定位在压力板660和肩关节茎头616之间。

设备610包括由化学物质630以及研磨剂微粒632组成的浆料612。浆料612通过泵635移动到位于头616的铰接表面614和垫子638之间的抛光区624。在抛光区624中容器622容纳浆料612。应当意识到，垫子638的凹形可充当容器或者可以使用封装垫子638的单独容器。垫子638凹入以匹配肩关节茎头616的铰接表面614的凸出形状。

现在参照图11，显示了分别与图9、10的设备510、610一起使用的肩关节假体518。肩关节假体518包括可以被图10的设备610抛光的肱骨头616以及可以被图9的设备510抛光的关节窝部件516。肩关节假体518包括肱骨茎682，其包括远端茎680以及从远端茎680延伸出来的颈684。肱骨茎682还包括从颈684向外延伸的凸起686。肱骨头616被固定到肱骨茎682的凸起686上。关节窝部件516被固定到肩胛骨690的关节窝腔688中。

现在参照图12，显示了可以采用本发明的设备抛光的膝关节整形假体718。如图12所示，膝关节假体718包括胫骨盘716，其包括从胫骨盘716的茎780延伸出的铰接表面714。铰接盘792可旋转地固定到胫骨盘716上。

现在参照图13，本发明的再另一实施例被显示为设备710。图13的设备710类似于图1的设备10，除了图13的设备710被用于抛光胫骨盘716的铰接表面714。

设备710包括机构726。机构726包括工件机构742和垫子机构744。工件机构742定位在垫子机构744的下面。工件机构742包括工件轴746，其在箭头748的方向旋转，并且围绕工件轴中心线747被工件马达749驱动。工件轴746连接到支撑着胫骨盘716的固定设备750上。胫骨盘716位于例如用于容纳浆料712的容器722中，其位于抛光区724中。

垫子机构744包括可旋转地固定到框架720的垫子轴758。垫子轴758绕轴中心线757旋转，并在箭头755的方向上旋转，以及被垫子马达759旋转。泵735用于将含有化学物质730和研磨剂微粒732的浆料712传输到定位在胫骨盘716的铰接表面714和固定到压力板760被垫子轴758旋转的垫子738之间的抛光区724。

现在参照图14，显示了再另一假体部件，其可以具有被本发明的设备抛光的铰接表面。如图14所示，膝关节假体718的股骨部件816包括铰接表面814。

现在参照图15，本发明的再另一实施例被显示为设备810。图15的设备810如同图1的设备10，除了图15的设备810包括机构826，其可以容纳膝关节假体718的股骨部件816。设备810抛光股骨部件816的铰接表面814。设备810的机构826包括用于旋转压力板860和垫子838的垫子机构842以及用于定位股骨部件816的铰接表面814的工件机构844。

工件机构844包括工件轴846，其可旋转地固定到设备810的框架820上。工件轴846在箭头855的方向沿着工件中心线847被工件马达849旋转。如图15所示，工件机构844进一步包括铰接马达854，其在铰接箭头852的方向围绕枢轴点853铰接股骨部件816。工件轴846支撑固定设备850，其将股骨部件816固定到工件轴846上。

在定位在股骨部件816的铰接表面814和工作台839之间的抛光区824，容器822容纳浆料812。

垫子机构842包括可旋转地固定到框架820上的垫子轴858。垫子轴858围绕垫子中心线857在箭头848的方向旋转，例如通过垫子马达859。压力板860被固定到垫子轴858上，并且垫子838被固定到压力板860上。垫子838与股骨部件816的铰接表面814在抛光区824接触。包含化学物质830和研磨剂微粒832的浆料812例如被泵835向抛光区824移动。

现在参照图16和17，更加详细地显示了膝关节假体的旋转平台。如图16和17所示，更加详细地显示了膝关节假体718的旋转盘792。盘792包括铰接表面914。铰接表面914可以被根据本发明的设备910抛光。

现在参照图18，本发明的再另一实施例被显示为设备910。图18的设备910类似于图1的设备10，除了设备910被用于抛光盘792的铰接表面914。设备910包括用于帮助抛光盘792的铰接表面914的机构926。机构926包括工件机构942和工作台机构944。

工件机构942用于支撑工件或胫骨盘792。工件机构942包括可旋转地固定到设备910的框架920上的工件轴946。工件轴946在箭头948的方向上围绕轴中心线947旋转，并且例如被马达949旋转。固定设备950被固定到工件轴946上。固定设备950将胫骨盘792固定到固定设备950和工件轴946上。

工作台机构944包括可旋转地固定到框架920上的工作台轴958。轴958围绕轴的垂直中心线957在箭头955的方向上旋转。轴958例如被轴马达959旋转。轴958支撑着工作台939。压力板960被固定到工作台939。研磨垫子938被固定到压力板960。包含化学物质930和研磨剂微粒932的浆料912被定位在位于垫子938和工件或胫骨盘792的铰接表面914之间的抛光区924中的垫子938上。容器922围绕工件或胫骨盘792定位，用于固定浆料912。浆料912被泵935朝向抛光区924前进。

现在参照图19和20，显示了再另一整形部件，其可以采用本发明的设备抛光。现在参照图19，显示了脊柱假体1018。脊柱假体1018包括第一脊椎部件1002和间隔开的第二脊椎部件1004。第一脊椎部件1002包括可以被本发明的设备抛光的凸出铰接表面1006。第二脊椎部件1004包括同样可以被根据本发明的设备抛光的凸出铰接表面1008。脊柱假体1018还包括可以定位在第一脊椎部件1002和第二脊椎部件1004之间的支撑部件1016。支撑部件1016可以包括第一凹入的铰接表面1020以及第二凹入的铰接表面1022，其可以由根据本发明的设备被抛光。

现在参照图20，显示了另一整形假体，其可以采用根据本发明的设备抛光。脊柱假体1118包括第一脊椎部件1102，其包括凹入的铰接表面1106，可以被本发明的设备抛光。脊柱假体1118可以进一步包括第二脊椎部件1104，其可以包括凹入的铰接表面1108，其可以采用根据本发明的设备抛光。脊柱假体1118可以进一步包括支撑物1116，具有相对凸出的铰接表面1114和1120，其也可以由本发明的设备抛光。

现在参照图21，本发明的再另一实施例被显示为方法1200，用于减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度。方法1200包括提供研磨剂微粒的第一步骤1202。该方法包括提供化学物质的第二步骤1204，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种。

方法1200可以进一步包括将化学物质与研磨剂微粒组合以形成浆料的第三步骤1206，以及采用浆料抛光植入物的第四步骤1208。

应当意识到，提供化学物质的第二步骤1204包括提供具有能够将待抛光物体中的金属或相之一氧化到比其存在于大块合金中更高的氧化态的氧化剂的化学物质的步骤。

还应当意识到，图21的方法1200可以包括第二步骤1204，其中，步骤1204提供了一种化学物质，该化学物质包括带有能够防止存在设计为腐蚀或溶解共它合金成分的浆料组分时腐蚀合金的一个相的腐蚀抑制剂的化学物质。

还应当意识到，图21的方法1200可以被构造成使提供化学物质的第二步骤1204可以为提供带能够螯合从待抛光物体中去除的组分的络合剂的化学物质的步骤形式。

应当意识到，图21的方法1200可以包括提供化学物质的第二步骤1204的形式为提供带有能够降低浆料研磨剂组分和浆料液态组分之间的表面张力，或者降低待抛光物体和浆料液态组分之间的表面张力的表面活性剂的化学物质的步骤形式。

图21的方法1200可以被构造成使提供研磨剂微粒的第一步骤1202可以为提供为一种金属氧化物的研磨剂微粒的形式。还应当意识到，图21的方法1200可以被提供成使提供研磨剂微粒的第一步骤1202可以为提供包括二氧化硅的金属氧化物的形式。

图21的方法1200可以为使得采用浆料抛光植入物的第四步骤1208包括提供垫子以及将浆料施加到垫子的步骤。应当意识到，图21的方法1200还可以包括抛光植入物的第四步骤1208为采用浆料抛光植入物的形式，包括相对于垫子铰接植入物并同时抛光植入物的步骤。

方法1200可以包括通过在植入物上和/或靠着垫子施加力采用浆料抛光植入物的步骤形式的第四步骤1208。应当意识到，将出现相反的对抗力以便对施加的力发生反应。浆料被定位在植入物和垫子之间。

图21的方法1200可以包括提供垫子的附加步骤，其包括聚氨酯垫子。

尽管已经详细描述了本发明及其优点，应当理解，本文可以进行不偏离如附属的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的各种改变、替换和变更。

Claims

1.一种减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，所述植入物由碳化物相部分和基体相部分组成，所述方法包括：

提供一种研磨剂微粒；

提供一种化学物质，其包含氧化剂、腐蚀抑制剂、络合剂和表面活性剂中的至少一种；

将所述化学物质与研磨剂微粒组合以形成液态浆料；以及

用浆料抛光植入物的弓形部分，从而：

(i)用浆料蚀刻弓形部分的碳化物相，和

(ii)用浆料从弓形部分机械地去除基体相部分，其中，以等于或高于去除基体相部分的机械速度来进行去除碳化物相部分的蚀刻步骤。

2.根据权利要求1的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中提供化学物质包括提供一种化学物质，其能够将植入物的一部分氧化到更高的氧化态。

3.根据权利要求1的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中提供化学物质包括提供一种化学物质，其能够防止存在设计为腐蚀或溶解其它合金成分的浆料组分时腐蚀合金的一个相。

4.根据权利要求1的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中提供化学物质包括提供一种化学物质，其能够螯合从植入物去除的组分。

5.根据权利要求1的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中提供化学物质包括提供带有能够降低浆料研磨组分和浆料液态组分之间的表面张力的表面活性剂的化学物质。

6.根据权利要求1的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中提供研磨剂微粒包括提供金属氧化物。

7.根据权利要求6的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中提供金属氧化物包括提供二氧化硅。

8.根据权利要求1的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中采用浆料抛光植入物的弓形部分包括用垫子铰接植入物。

9.根据权利要求8的减小整形植入物的铰接表面的表面粗糙度的方法，其中用浆料抛光植入物的弓形部分包括将植入物与接附到可膨胀支撑物上的垫子相铰接。