JP2002306518A - Indwelling implement - Google Patents

Indwelling implement

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JP2002306518A
JP2002306518A JP2000389309A JP2000389309A JP2002306518A JP 2002306518 A JP2002306518 A JP 2002306518A JP 2000389309 A JP2000389309 A JP 2000389309A JP 2000389309 A JP2000389309 A JP 2000389309A JP 2002306518 A JP2002306518 A JP 2002306518A
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indwelling
porous metal
metal
pores
porous
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Yuichi Higuchi
Yuichi Mori
Shigeki Mototsu
Hideo Nakajima
Yasuharu Noisshiki
英雄 中嶋
茂樹 本津
森  有一
裕一 樋口
泰晴 野一色
Original Assignee
Yuichi Mori
Hideo Nakajima
英雄 中嶋
森 有一
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a indwelling implement, which is light in weight, has superior mechanical physical properties and improves the characteristics of bonding with invivo tissues.
SOLUTION: In the indwelling implement provided with a metallic portion in one part at least, at least one part of the metallic portion is configured by using a porous metal.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、移植等の操作により体内に留置(または配置)可能な体内留置用具、典型的には例えば外科領域(整形外科、脳外科等)または歯科領域で使用可能な医療用具(例えば、骨等の硬組織中に移植することが可能な人工骨、骨折部固定用プレート、ネジ及びワイヤー等の整形外科領域で使用可能な医療用具;脳動脈瘤結紮用クリップ及び脳動脈瘤内充填用コイル等の脳外科領域で使用可能な医療用具;人工歯根等の歯科領域で使用可能な医療用具)に関する。 The present invention relates to the available on indwelling (or placement) intracorporeal indwelling equipment in the body by the operation of implantation or the like, typically, for example surgical field (orthopedics, neurosurgery, etc.) or dentistry medical devices (e.g., hard artificial bone capable of implanted in a tissue, fracture fixation plate, screws and medical devices that can be used in orthopedics, such as a wire such as a bone; cerebral aneurysm ligating clips and brain brain regions can be used in medical devices such as aneurysm the filling coils; relates to medical devices) available in the dental field such as an artificial tooth root.

【0002】本発明の体内留置用具は、強度の低下をもたらすことなく軽量化、体内組織との適合性(好ましくは、更に、治癒の促進、感染防止等)を達成しつつ、長期間、安定した状態で体内に留置することが可能である。 [0002] indwelling instrument of the present invention has a weight reduction without causing a decrease in strength, compatibility with body tissue (preferably, further, promotion of healing, prevent infection, etc.) while achieving a long-term, stable It can be placed in the body in a state.

【0003】 [0003]

【従来の技術】本発明の留置用具の適用部位、適用方法は特に制限されないが、説明の便宜上、近年の体内留置用具の典型的な使用方法たる「植え込み器材」を例にとって、従来の技術について述べる。 The site of application placement tool BACKGROUND OF THE INVENTION The invention has application method is not particularly limited, for convenience of explanation, for typical use serving the "implantation equipment" Examples of recent indwelling devices, the prior art described. 整形外科及び歯科領域等における体内植え込み器材に関しては、多くの該器材が金属製である。 For the body implantation equipment in orthopedics and dentistry, etc., many 該器 material is made of metal. これらに金属が使用されるのは、金属材料への力学的強度の期待からである。 The these metals are used, it is from expectations of mechanical strength of the metal material. このような期待に応え、金属材料は治療が困難と思われていた多くの疾患の治療に大きく貢献してきた。 In response to these expectations, metal material treatment have greatly contributed to the treatment of many diseases, which has been considered difficult.

【0004】特に人工関節、人工骨、人工歯根や骨折治療に使用可能である金属プレート、ネジ、ワイヤー等の領域では、金属材料はその主材料として独壇場であった。 In particular artificial joint, artificial bone, artificial dental root and fracture treatment to be used metal plates, screws, a region such as a wire, the metal material was dominated as its main material. 又、脳血管領域で使用される脳動脈瘤結紮用クリップ、脳動脈瘤内充填用コイル等も体内の安定性、優れた機械的強度、良好な加工性等の点から金属材料が使用されてきた。 Also, cerebral aneurysm ligating clips used in cerebrovascular region, cerebral aneurysm in filling coils and the like is also within the stability, excellent mechanical strength, has a metal material from the viewpoint of good processability is used It was. 体内に留置すべき金属材料としては、ステンレススチール、チタン、白金、タンタル、ニッケル/チタンの合金である形状記憶合金等が主として使用されてきた。 The metal material to be placed in the body, stainless steel, titanium, platinum, tantalum, shape-memory alloy such as an alloy of nickel / titanium have been used mainly.

【0005】しかしながら今日の医療では、更なる期待が金属材料に寄せられており、これまでの強度、しなやかさ、連続的刺激に対する耐久性、体内ステルス性、耐腐蝕性、無刺激性等の他に加えて、更に高級な、例えば生物学的な機能や体内組織材料と同等の物性、体内組織組織との細胞レベルでの相互交流性、といった機能性の高い要素が要求されるようになってきた。 [0005] However, in the medical today, are further expected were received in the metal material, the strength of the far, suppleness, durability against continuous stimuli, body stealth, corrosion resistance, other bland like in addition, its higher, for example, biological functions and body tissue material comparable physical properties, have come to mutual exchange of the cellular level of the body tissue organization, a high element of functionality such is required It was.

【0006】ところが、今日の金属材料ではそれらの諸要求には応えることが不可能である。 [0006] However, in the metal material of today it is impossible to respond to their various requests. 加えて、金属材料は通常、その容積、重量、力学的特性等のバランス面において、体内組織組織のそれらと比較して大きな差異をも示すため、今日要求されている単純な条件(例えば、 In addition, the metallic material typically its volume, weight, at balancing planes, such as mechanical properties, to indicate also a significant difference compared to their body tissue organization, simple conditions that are required today (e.g.,
体内組織組織により近い材料の創成)に関する問題もも未解決のままである。 Creation) on the issue of the material closer to the body tissue organization also remains unresolved.

【0007】過去30年間は金属材料に課せられた課題は体内組織親和性であって、チタン等の使用や、プラズマ照射によるセラミック加工等の表面処理加工における改良による細胞との親和性は改善してきた。 [0007] challenges imposed in the past 30 years in the metal material a body tissue affinity, the use of titanium or, have improved affinity to cells by improvement in surface treatment of ceramic processing such as by plasma irradiation It was. しかしながらそれ以上の改良は、行われていない。 However, more improvements are not carried out. 金属材料が、これらの多くの問題点の基本的解消のための改良手段を持ち合わせていなかったことが、主な原因であったと考えられる。 Metallic material that did not have the improved means for basic elimination of many of these problems, is considered to have been a major cause. そのためいくつかの臨床上での不都合な現象が放置されたままとなっている。 Therefore inconvenience phenomenon in some of the clinical and has a remain standing.

【0008】例えば、高齢者においての人工股関節、人工骨頭、または骨折部を固定するプレート、ボルト、ワイヤーでは金属材料の強度が強すぎ、しかも重すぎて患者自身の骨を磨耗させたり、破壊させたり、または破断させるといった不都合が生じている。 [0008] For example, an artificial hip in the elderly, or the strength of the metal material is too strong, yet too heavy to wear the bone of the patient's own in the artificial bone head or plate to fix the fracture, bolt, wire,, to break inconvenience occurs such or, or to break. また、従来の人工歯根のアバットメントは歯肉線維がアバットメントと結合せず、容易に細菌の侵入を許した。 Further, the abutment of the conventional dental implant not bind gingival fibers and abutment was readily allowed bacterial invasion.

【0009】更に、金属材料内へ体内組織組織が侵入することがあり得ないため、体内に挿入された場合には、 Furthermore, since the body tissue tissue into the metal material can not may penetrate, when inserted into the body,
体内組織は金属材料全体を体内組織組織で取り囲み「被包、encapsulation」という現象で異物処理を行っている。 Body tissue surrounds the whole metal material in the body tissue organization "encapsulation, encapsulation" is doing a foreign object processing in the phenomenon. この現象は、あたかも一つの国の中での治外法権的な領域を呈している。 This phenomenon is as if exhibited extraterritorial regions of in a single country. そのため感染等が生じた時、抗生物質等の薬剤を使用してもその領域に入り込むことは難しく、治療効果は不確実となる。 When for infection or the like occurs that it is difficult to be used drugs such as antibiotics enters the area, the therapeutic effect is uncertain.

【0010】また、金属部分のごく一部に感染が生じた場合には、その被包組織内面と材料との境界領域で感染が材料の全表面に急速に拡がるため、金属材料が極めて感染に弱いという結果ももたらす。 [0010] When infecting a small part of the metal portion occurs, because the spreads rapidly over the entire surface of the infected at the boundary region between the encapsulating tissue inside surface and material material, extremely infectious metallic material also it leads to a result that weak. 他方、従来から使用されてきた金属材料に対しては、体内組織組織に積極的に作用して、例えば治癒促進、抗菌、凝血、抗凝血等の作用を促進させる性状を付与することは、ほとんど不可能であった。 On the other hand, with respect to the metal material has been used conventionally, acts positively to body tissue tissue, for example healing, antibacterial, coagulation, to impart properties to facilitate the action of the anticoagulant or the like, It was almost impossible. 例えば脳動脈瘤内充填コイル等の血管内に挿入し塞栓剤として使用される医療用具として白金等が使用されてきたが、白金コイルの表面に形成された血栓によって動脈瘤内部は閉塞されるものの、形成された血栓が基質化し血管内皮細胞に覆われるプロセス(血管内皮化)が非常に遅く完全な治療とは言い難く、しかも、 For example, platinum or the like as a medical device that is used as inserted embolic agent into a blood vessel such as cerebral aneurysm in filling coils have been used, although the internal aneurysm by thrombus formed on the surface of the platinum coil is closed hardly formed thrombus process (vascular endothelialization) covered by the substrated and vascular endothelial cells to say that very slow full treatment, moreover,
血栓が脳動脈内に遊離する危険性がいつまでも続くという大きな問題があった。 Thrombotic risk of liberation was a large problem that continues indefinitely in the brain artery.

【0011】勿論、従来の金属材料を上述した人工骨、 [0011] Of course, artificial bone, which was above the conventional metal material,
骨折用プレート、人工歯根等として使用した場合にも積極的に体内組織組織に作用し治療を促進したり、感染を防止したりする作用を付与することは不可能であった。 Fracture plates, or facilitate the action was treated aggressively body tissue tissue when used as an artificial tooth root or the like, it is impossible to impart the action or to prevent infection.

【0012】 [0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消した体内留置用具を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a to provide a indwelling instrument which overcomes the disadvantages of the prior art described above. 本発明の他の目的は、体内周囲組織と同様の機械的物性、優れた強度と軽量性を付与した体内留置用具を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a body surrounding tissue and similar mechanical properties, superior strength and indwelling devices that impart lightweight.

【0013】本発明の更に他の目的は、体内留置用具に周囲の体内組織との親和性及び結合性を付与した体内留置用具を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a indwelling devices that impart affinity and binding with the surrounding body tissue to the indwelling device. 本発明の更に他の目的は、治癒促進、抗菌、凝血、抗凝血作用等の積極的な機能を付与した体内留置用具を提供することにある。 Still another object of the present invention, healing, antibacterial, coagulation is to provide a indwelling equipment imparted with aggressive features, such as anticoagulant activity.

【0014】 [0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の結果、体内留置用具を構成する金属自体に多孔性構造を付与することが、上記目的の達成のために極めて効果的なことを見出した。 The present inventors have SUMMARY OF THE INVENTION As a result of intensive studies, to impart a porous structure to the metal itself constituting the indwelling equipment, an extremely effective thing for achieving the above object heading was. 本発明の金属製体内留置用具は上記知見に基づくものであり、その少なくとも一部に金属部分を含む体内留置用具であって、該金属部分の少なくとも一部がポーラス金属を含むことを特徴とするものである。 Metal indwelling instrument of the present invention is based on the above findings, a body indwelling device comprising a metal part on at least a portion, at least a portion of the metal element is referred to as comprising a porous metal it is intended.

【0015】上記構成を有する本発明の体内留置用具は、これを構成するポーラス金属材料が多孔性であるため軽量であるのみならず、体内組織との接触面積が著しく増加するため充分な接合強度を容易に得ることができる。 The indwelling instrument of the present invention having the above structure, not only the porous metal material constituting this is lightweight because it is porous, sufficient bonding strength since the contact area increases significantly with body tissue it can be obtained easily. 更に、後述する異方性ポアの構造を有するポーラス金属を用いる態様においては、体内留置用具が優れた機械的強度を有するのみならず、体内硬組織と同様の靭性を示すことが容易となる。 Further, in the embodiment using a porous metal having the structure of anisotropic pores to be described later, not only has excellent mechanical strength indwelling devices, it is easy to show internal hard tissue similar toughness.

【0016】更に上記構成を有する本発明の体内留置用具は構成する金属材料が多孔性であるため(特に、後述するような異方性ポアの構造の場合には)内部に体内組織が侵入し易く、更に金属材料と周囲の体内組織との結合を強固することが容易である。 Furthermore metallic material constituting the indwelling instrument of the present invention having the above structure because a porous (especially in the case of the structure of the anisotropic pores as described later) body tissues may enter the interior easy, it is easy to further strengthen the bond between the body tissue and the surrounding metal material. この場合、特にポアの大きさによって体内組織の侵入度合を制御することが可能である。 In this case, it is possible to control the penetration degree of body tissues particularly by the size of the pores.

【0017】ポアのサイズが8〜15μmの場合にはコラーゲン繊維等の体内組織が、40〜100μmの場合には骨様組織が、150〜200μmの場合には骨組織がそれぞれポアの内部に侵入すると言われている。 [0017] The body tissue, such as collagen fibers when the size of the pores of 8~15μm is, bone-like tissue in the case of 40~100μm is, enter the interior of each bone tissue pores in the case of 150~200μm It is said that to. 従って、ポアのサイズを正確にコントロールすることが、留置用具と周囲の体内組織との結合を強化するためには非常に重要である。 It is therefore to enhance the binding of indwelling devices and the surrounding body tissue is very important to accurately control the size of the pores.

【0018】以上のように留置用具と周囲との体内組織の接合を強化できた場合には、例えば骨吸収、骨粗鬆症や骨再性能の低下等が生じても、該医療用具は安定して体内に保持される。 [0018] If it can be enhancing the bonding with body tissue of the indwelling implement and the surrounding as described above, for example bone resorption, be such as reduction of osteoporosis and bone remodeling performance occurs, the medical device is stable body It is held in. 例えば人工歯根の場合には、咬合力に充分耐えるだけの接合強度を得ることが容易である。 For example, when the dental implant is easy to obtain a bonding strength to withstand sufficiently the occlusal force.
骨折部用プレート、ボルト、ワイヤー等の場合も、充分な接合強度を得ることが容易である。 Fracture plates, bolts, even if such as a wire, it is easy to obtain a sufficient bonding strength.

【0019】更に前述したように、金属表面のごく一部に感染が生じたとしても金属表面と周囲組織の結合が強固な場合は、感染部分は局所に限定されるため大きな障害には至らない。 Furthermore, as described above, it does not lead to major obstacle for infecting a small portion of the metal surface where the binding is strong for even metal surface and the surrounding tissue as occurs, for infected parts is limited to a local . また、人工歯根の場合、該人工歯根と周囲組織との接合が強固な場合には食カス(垢)、細菌等による歯垢(プラーク)の人工歯根の表面への付着が抑制されるため、インプラント周囲炎等を予防する。 Further, when the artificial tooth root, because the food debris (dirt) is deposited on the surface of the artificial tooth root of plaque by bacteria, etc. (plaque) is suppressed if the bonding is strong and the artificial tooth root and surrounding tissue, the prevention of peri-implant inflammation and the like.

【0020】更に上記構成を有する本発明の体内留置用具は構成する金属材料が多孔性であるため、該ポア中に種々の機能性物質(例えば凝固剤、抗凝固剤、抗菌剤等の薬剤、細胞増殖抑制または促進剤等の生理活性物質または細胞等、必要に応じて高分子化合物と組合わせて) [0020] For still more metal material porous indwelling utensil constituting the present invention having the above structure, various functional materials in said pores (e.g. coagulant, anticoagulant, agents such as antimicrobial agents, physiologically active substances or cells such as cytostatic or accelerators, in combination with a polymer compound, if necessary)
を充填することが極めて容易になる。 It becomes very easy to fill the. したがって、該機能性物質を該医療用具表面から周囲の組織中に徐放化することが可能になり、該医療用具に治癒促進、抗菌、凝血、抗凝血作用を積極的に付与することが可能である。 Therefore, the functional substance makes it possible to slow release into the surrounding tissue from the medical device surface, healing in the medical device, an antimicrobial, coagulation, to impart actively anticoagulant effect possible it is.

【0021】特に後述する異方性ポア構造を有するポーラス金属を用いる態様においては、該ポアが開放型であるため、該ポーラス金属内部に大量の機能性物質を充填し、且つ徐放化させることが、より容易になる。 [0021] In the embodiment using a porous metal, in particular having an anisotropic pore structure to be described later, because the pores are open, it is filled with large amounts of functional substance inside the porous metal, to and sustained release There will be more easy. 上記の機能性物質として細胞増殖促進物質を用いた場合には、 In the case of using the cell growth promoting substances as the functional materials are
例えば、脳動脈瘤内充填コイルの態様とした本発明の留置用器具から該物質を徐放化することにより、従来、決定的な問題であった血管内皮化の遅延を著しく促進することが可能である。 For example, by sustained release of the substance from the indwelling instrument of the invention and aspects of the cerebral aneurysm in filling coil, can conventionally significantly promotes delayed vascular endothelialization was decisive problem it is.

【0022】また、骨折部固定用プレート、人工歯根の態様とした本発明の留置用器具から細胞増殖促進因子等を徐放化することにより、治癒の促進を著しく向上させることが可能である。 Further, fracture fixation plate, by sustained release cell growth promoting factors such as the indwelling instrument of the invention and embodiments of the dental implant, it is possible to significantly improve the promotion of healing. また、機能性物質として抗菌剤等を用いた場合には、人工関節、人工歯根の大きな問題であった感染を積極的に防止することが可能である。 In the case of using the antibacterial agent or the like as a functional material, it is possible to positively prevent the prosthesis, infection was a major problem of the artificial tooth root. 本発明において上記ポーラス金属のポアの方向が一方向に揃っており(Smax/Smin ≧2)、且つ該方向と直角の方向のポア断面の形状が円形に近い態様では、ポーラス金属材料の強度の維持により、本発明の人工関節、骨折部固定用プレート、ネジ、人工歯根等に充分な強度を発現させることが更に容易となる。 In the present invention the direction of the porous metal pore are aligned in one direction (Smax / Smin ≧ 2), and embodiments the shape of the direction of the pore cross-section of the direction perpendicular is close to a circle, the intensity of the porous metal material by the maintenance, the prosthesis of the present invention, fracture fixation plate, screw, be expressed sufficient strength artificial tooth root or the like becomes easier.

【0023】本発明において上記ポーラス金属のポア内表面が固溶強化層またはセラミック層によって形成されている態様では、ポーラス金属の強度の更なる向上が容易となる。 [0023] the above porous metal pores in the surface of the present invention in the embodiment are formed by solid solution strengthening layer or a ceramic layer, further improvement in the strength of the porous metal is facilitated. 本発明において上記ポーラス金属を金属−ガス系を用いて金属の溶融状態と凝固状態におけるガス原子の溶解度の差を利用して製造される態様では、ポーラス金属の強度を維持しつつ、異方性ポアを得ることが極めて容易となる。 The porous metal in the present invention the metal - in the embodiment is manufactured by utilizing the difference in solubility of the gas atoms in the molten state and solidified state of the metal using a gas system, while maintaining the strength of the porous metal, anisotropic it is very easy to obtain the pore. このような態様においては、更に、ポーラス金属の製造工程で金属原子とガス原子の反応によって、ポアの内表面に固溶強化層を形成することが容易となる。 In such an embodiment, further, by the reaction of the metal atoms and gas atoms in the process of manufacturing the porous metal, it is easy to form a solid solution strengthening layer on the inner surface of the pores.

【0024】本発明においては、必要に応じて、化学的気相堆積法または物理的気相堆積法により、上記ポーラス金属のポアの内表面にセラミック層を形成することも可能である。 In the present invention, if necessary, by chemical vapor deposition or physical vapor deposition, it is also possible to form a ceramic layer on the inner surface of the porous metal pores. このようなポア内表面のセラミック層は、 Ceramic layer of such pores in the surface,
イオンプランテーション法によって形成することも可能である。 It is also possible to form the ion implantation method.

【0025】 [0025]

【発明の実施の形態】以下、必要に応じて図面を参照しつつ本発明を更に具体的に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, more detailed explanation of the present invention with reference to drawings as needed. 以下の記載において量比を表す「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準とする。 Below and "part (s)" representing a quantitative ratio in the description of "%" is by weight unless otherwise specified. (体内留置用具)本発明において「体内留置用具」とは、移植等の操作により、体内に一時的または(半)永久的に留置または配置されて使用される医療用具を言う。 The "indwelling devices" in (indwelling devices) present invention, by operating the implant such, refers to temporary or (semi-) permanently placed or placed in medical devices used in the body. ここに、「医療用具」とは、ヒトもしくは動物の疾病の診断、治療もしくは予防に使用されること、またはヒトもしくは動物の身体の構造もしくは機能に影響を及ぼすことが目的とされている器具器械を言う。 Here, the term "medical device", instrument instrument diagnosis of diseases of the human or animal to affect therapy or be used to prevent, or structure or function of the human or animal body are intended you say.

【0026】また、「体内」とは、ヒトまたは動物の体内を言う。 [0026] In addition, the term "body" refers to the human or animal body. 体内に留置する意義(例えば、体内組織の防腐・変質の防止)がある限り、体内組織のみならず死体の体内をも包含する。 Significance of indwelling (e.g., prevention of antiseptic and deterioration of body tissue) as long as there is, also encompasses the body of corpses as well body tissue. 本発明においては、侵入、挿入等により留置用具の少なくとも一部が体内組織内に留置可能である限り、「体内」留置用具とする。 In the present invention, intrusion, as long as at least a portion of the indwelling equipment can be placed in the body tissue by insertion or the like, and "body" indwelling devices. ポーラス金属の使用が効果的である限り、本発明における「医療用具」は特に制限されない。 As long the use of porous metal is effective, "medical device" in the present invention is not particularly limited. 本発明における「医療用具」 "Medical device" in the present invention
は、典型的な例として例えば、人工関節(図1)、骨折部固定用プレート(図2)、ネジ(図3)、ワイヤー、 , For example, as a typical example, artificial joints (Fig. 1), fracture fixation plate (2), screws (3), a wire,
人工歯根(図4)、脳動脈瘤内充填コイル等を包含する。 Artificial tooth root (4), including cerebral aneurysm in filling coils and the like. (多孔性構造を有する金属)本発明の体内留置用具を構成するポーラス金属は、多孔性を有する限り特に制限されないが、以下の物性を有するものが、特に好適に使用可能である。 Porous metal constituting the indwelling instrument of the present invention (the metal with a porous structure) is not particularly limited as long as it has a porous, those having the following physical properties, in particular suitably used. (ポアサイズ)本発明のステントを構成するポーラス金属は、平均ポアサイズ(孔径)が、0.1〜1000μ Porous metal constituting the stent (pore size) the present invention has an average pore size (pore diameter) is, 0.1~1000Myu
m程度、更には0.5〜500μm程度であることが好ましい。 About m, it is further preferably about 0.5 to 500. このようなポアサイズは、例えば、米国Porous Such a pore size, for example, the United States Porous
Materials, Inc.社製の測定装置(商品名:自動パームポロメーター;Automated Perm-Porometer)を用いて好適に測定可能である。 Materials, Inc. manufactured by the measuring device (trade name: Auto Palm Polo meter; Automated Perm-Porometer) can be suitably measured using. (ポロシティ)本発明のステントを構成するポーラス金属は、ポロシティ(多孔度ないし空隙率)が、5〜80 Porous metal constituting the stent (porosity) present invention, porosity (porosity or void fraction) is 5 to 80
%程度、更には10〜40%程度であることが好ましい。 % Of, more is preferably about 10-40%. このようなポロシティは、例えば、米国Porous Mat Such porosity is, for example, the United States Porous Mat
erials, Inc.社製の測定装置(商品名:自動パームポロメーター;Automated Perm-Porometer)を用いて好適に測定可能である。 erials, Inc. Co., Ltd. of the measuring device (trade name: Auto Palm Polo meter; Automated Perm-Porometer) can be suitably measured using. (ポアの方向性)本発明の体内留置用具を構成するポーラス金属は、ポアの方向性(Smax/Smin )で2以上であることが好ましい。 Porous metal constituting the indwelling instrument of the present invention (the direction of the pores) is preferably 2 or more in the pore directional (Smax / Smin). 更には、この方向性(Smax/ Furthermore, this direction (Smax /
Smin )は、10以上、更には20以上(特に50以上)であることが好ましい。 Smin) is 10 or more, more preferably 20 or more (particularly 50 or higher). このようなポアの方向性は、以下の方法により好適に測定可能である。 Direction of such pores may be suitably measured by the following method. <ポア方向性の測定方法>図5の模式斜視図に示すようなポーラス金属の軸方向に添って中空円筒形状を有するポーラス金属の筒(圧延前、ポーラス金属の内径:約3 Before the cylinder (rolling porous metal having a hollow cylindrical shape along the axial direction of the porous metal, as shown in a schematic perspective view of FIG. 5 <Method for Measuring Pore directional>, the porous metal inner diameter: about 3
mm)を作製する。 To produce a mm).

【0027】上記で得られたポーラス金属の筒を、ポア軸方向に添って1箇所切断し、図6の模式斜視図に示すようなポーラス金属の板(厚さ:約1mm、大きさ約1 [0027] The tubular porous metal obtained above, along the pore direction is cut one position, the plate of porous metal, such as shown in the schematic perspective view of FIG. 6 (thickness: about 1 mm, a size of approximately 1
2mm×約20mm程度)を作製する。 To prepare a 2mm × about 20mm). 上記で得られたポーラス金属の板を、ポア軸と垂直の方向に添って厚さ約1mmで切断して、ポーラス金属断片を得る。 A plate of porous metal obtained above, was cut with a thickness of about 1mm along the direction of the pore axis perpendicular to obtain a porous metal fragments. この金属断片を10枚程度並べて、エポキシ樹脂を用いて互いに接着し、図7の模式斜視図に示すようなポーラス金属断片からなるポアの方向性測定用の試料を作製する。 The metal fragments arranged about 10 sheets of, and bonded together with an epoxy resin to prepare a sample for directional measurement of pore consisting of porous metal fragments as shown in the schematic perspective view of FIG. この試料を適当な大きさ(例えば、径が約10mmφ程度の円盤)で切り出して、以下の測定に用いる。 This sample suitable size (e.g., diameter of about 10mmφ about disc) cut in, used in the following measurements.

【0028】図8の模式断面図に示すような装置を用いて、試料の上方に留置された水にP=133×10 5 [0028] Using a device as shown in the schematic sectional view of FIG. 8, the water that has been placed above the sample P = 133 × 10 5 P
a(=100mmHg)の圧力を加えて、上記試料の所定面積(例えば、径が約7mmφ程度の円盤)を透過する水量を約5分間測定する。 By applying a pressure of a (= 100 mm Hg), a predetermined area of ​​the sample (e.g., diameter of about 7mmφ about a disk) measuring the amount of water that passes through the approximately 5 minutes. 3回程度測定を繰り返して、その平均を求める。 Repeat three times about measurement and calculate the average. 試料面A(すなわち、ポアの方向性が最大となる方向に水が透過するような面)の測定値をSmax 、試料面B(すなわち、ポアの方向性が最小となる方向に水が透過するような面)の測定値をSmin Sample surface A (i.e., a surface so that the direction of the pores is permeated water in the direction of maximum) Smax measurements of the sample surface B (i.e., the water is transmitted in the direction of orientation of the pore is minimized Smin measurements of a surface) as
として、ポアの方向性(Smax/Smin)を計算する。 As to calculate the pore directional (Smax / Smin). (機械的強度)本発明で用いるポーラス金属は、その耐久性、信頼性(医療関係では特に重要である)の点からは、下記のような機械的強度特性を有することが好ましい。 The porous metal used in (mechanical strength) the present invention, the durability, in terms of reliability (in medical especially important) preferably has a mechanical strength properties as described below.

【0029】例えば、ポーラス金属のポアの方向と平行方向の引張り強度(σ)と、ポーラス金属のポロシティがゼロの時、すなわち無垢の(ポアの無い)時の引張り強度(σ 0 )をそれぞれ測定する。 [0029] For example, the direction parallel to the direction of the tensile strength of the porous metal pore (sigma), measured when porosity of the porous metal is zero, i.e., solid of (without pore) Tensile strength (sigma 0) of the time, respectively to. これらの相対的引張り強度(σ/σ 0 )と、該ポーラス金属のポロシティ(P%)との比(A)を機械的強度の指標とすることができる。 And their relative tensile strength (σ / σ 0), the ratio of the porous metal of porosity (P%) of (A) can be an index of mechanical strength.

【0030】 A={(σ/σ 0 )/(100−P)}×100 本発明においては、上記式で表されるAが、0.8以上、更には0.9以上であることが好ましい。 [0030] In A = {(σ / σ 0 ) / (100-P)} × 100 The present invention is, A represented by the above formula is 0.8 or more, still more than 0.9 preferable. (体内留置用具の態様)ポーラス金属の使用が効果的である限り、本発明の体内留置用具の態様は、特に制限されない。 As long the use of (body aspect of indwelling devices) porous metal is effective, embodiment of the indwelling instrument of the present invention is not particularly limited. 本発明の体内留置用具としては、典型的には例えば、人工関節(図1)、骨折部固定用プレート(図2)、ネジ(図3)、ワイヤー、人工歯根(図4)、脳動脈瘤内充填コイル等が挙げられる。 The indwelling instrument of the present invention, typically for example, artificial joints (Fig. 1), fracture fixation plate (2), screws (3), wire, artificial tooth root (4), cerebral aneurysm such inner filling coils and the like. (人工関節の態様)図1は、本発明の体内留置用具を人工関節の態様とした一例を示す模式斜視図である。 1 (embodiment of the prosthesis) is a schematic perspective view showing an example in which the embodiment of the prosthesis of the indwelling instrument of the present invention. この図は、いわゆるチャンレー型人工股関節の例である。 This figure is an example of a so-called Chanre artificial hip joint. この人工股関節は、高密度ポリエチレン(HDP)、超高密度ポリエチレン(UH−MWPE)等を人工軟骨として使用する骨盤側ソケット1と、大腿骨側の金属製の骨頂(ボール)部2と、金属製のステム3とからなる。 The hip prosthesis, high density polyethylene (HDP), a pelvis-side socket 1 using ultra high density polyethylene (UH-MWPE) such as artificial cartilage, and the femoral metallic crest (ball) section 2, a metal It consists of manufacturing of the stem 3. この図1において、例えば、ステムとしてポーラス金属(例えば、ポーラスチタン合金)を用いた際には、母材の軽量化と衝撃力の吸収および生体との親和性が増し感染の防止、治癒の促進などの利点を得ることができる。 In FIG. 1, for example, porous metal as stem (e.g., a porous titanium alloy) when using the anti-affinity increases infection with absorption and bio weight and impact force of the base material, promote healing can be obtained advantages such. (骨折部修復用プレートの態様)図2(a)および(b)は、それぞれ、本発明の体内留置用具を骨折部修復用プレートの態様とした一例を示す模式平面および模式断面図である。 (Aspects of fracture repair plate) FIG. 2 (a) and (b) are schematic plan and schematic sectional view showing an example of the indwelling instrument was aspects of the fracture repair plate of the present invention. この図2の骨折部修復用プレートは、 Fracture repair plate of Fig. 2,
やや平べったい細長い部材4であって、所望の数の孔5 An elongate member 4 should slightly cheesy, the desired number of holes 5
を有する。 Having. この図2において、例えば、細長い部材4としてポーラス金属(例えば、ポーラスチタン合金)を用いた際には、衝撃力の吸収や応力の吸収により固定ネジのゆるみの防止、生体との親和性が増し感染の防止、治癒の促進などの利点を得ることができる。 In FIG. 2, for example, porous metal (e.g., a porous titanium alloy) as an elongated member 4 when using the prevention of looseness of the fastening screw by the absorption of the absorption and stress of the impact force, affinity with the living body is increased prevention of infection, it is possible to obtain advantages such as promotion of healing. (骨折部修復用ネジの態様)図3は、本発明の体内留置用具を骨折部修復用ネジの態様とした一例を示す模式平面図である。 Figure 3 (aspect of the fracture repair screw) is a schematic plan view showing an example in which the indwelling instrument was aspects of the fracture repair screw of the present invention. この図3の骨折部修復用ネジは、ネジ山部6を有する柄部7を有する。 The fracture repair screw of FIG. 3 includes a shank 7 having threaded portion 6. この図3において、例えば、柄部7としてポーラス金属(例えば、ポーラスチタン合金)を用いた際には、衝撃力の吸収によるネジのゆるみの防止、生体との親和性の向上による感染の防止、 In FIG. 3, for example, porous metal (e.g., a porous titanium alloy) as the handle part 7 when using the prevention of loosening of the screw due to the absorption of the impact force, the prevention of infection by improving affinity with the living body,
治癒の促進などの利点を得ることができる。 It is possible to obtain an advantage, such as the promotion of healing. (人工歯根の態様)図4は、本発明の体内留置用具を人工歯根(インプラント)の態様とした一例を示す模式斜視図である。 (Embodiment of the artificial tooth root) FIG. 4 is a schematic perspective view showing an example in which the embodiment of the artificial tooth root (implant) the indwelling instrument of the present invention. この図4の人工歯根は、歯肉10に該人工歯根を固定するためのフィクスチャー11と、かみ合わせを支えるアバットメント12と、ヒトの歯の形に準じた形状の上部構造13とを有する。 Dental implant of FIG. 4 includes a fixture 11 for securing the dental implant gingiva 10, the abutment 12 for supporting the engagement, the superstructure 13 of a shape conforming to the shape of human teeth. この図4において、 In FIG. 4,
例えば、アバットメントとしてポーラス金属(例えば、 For example, porous metal (for example as an abutment,
ポーラスチタン合金)を用いた際には、歯肉線維との強固な結合による感染の防止、治癒の促進などの利点を得ることができる。 When using porous titanium alloy), can be obtained preventing infection by tight binding of the gingival fibers, advantages such as the promotion of healing. (ポーラス金属の製造方法)上記した特性を有するポーラス金属を製造可能な限り、その製造法は特に制限されない。 Wherever possible produce porous metal having the above characteristics (manufacturing method of the porous metal), their preparation is not particularly limited. 一般に、ポーラス金属の製造法としては、以下に述べるような鋳造法、メッキ法、粉末冶金法、スパッタ堆積法等の方法が開発されている。 Generally, the preparation of porous metal, casting method as described below, plating, powder metallurgy, a method such as sputter deposition have been developed. 鋳造法鋳造法には溶湯発泡法、粒子間浸透法、インベストメント鋳造法等がある。 Melt blowing method in casting casting, intergranular penetration method, there is investment casting method. 溶湯発泡法には不活性ガスや炭酸ガスを溶融金属中に注入し撹拌し発泡させ凝固する物理的な方法と、チタン水素化合物やジルコニウム水素化合物等の発泡剤を溶融金属に添加し水素化合物の分解反応によって生ずる水素ガスによって発泡させ凝固する化学的な方法がある。 The melt blowing method and physical method of coagulation by foaming stirred by injecting an inert gas or carbon dioxide gas into the molten metal, a foaming agent such as titanium hydride or zirconium hydride was added to the molten metal hydride by the hydrogen gas produced by the decomposition reaction is a chemical method of coagulation by foaming. これらの方法により得られる多孔性構造は独立したポアから成り立つ傾向が強く、異方性ポアを有するポーラス金属を得ることは比較的困難である。 The porous structure obtained by these methods have a strong tendency to hold the independent pores, it is relatively difficult to obtain a porous metal having anisotropic pores.

【0031】粒子間浸透法は、鋳型に詰め込んだ小球の間隙に溶融金属をしみ込ませて凝固させる方法であり、 The intergranular penetration method is a method of solidifying impregnated with molten metal in the gap between the small spheres packed into a mold,
該小球には中空ガラス球や塩化ナトリウムを用いることが多い。 It is often used hollow glass spheres or sodium chloride in the small sphere. 塩化ナトリウムからなる小球は、凝固後に水で溶かし出すことができる。 Small spheres made of sodium chloride can be dissolved out with water after coagulation. 他方、インベストメント鋳造法においては、ポリウレタンフォームの空隙部分を耐火物のスラリーで充填し乾燥した後、焼成して鋳型を作製する。 On the other hand, in the investment casting process, after filling the gap portion of the polyurethane foam with a slurry of refractory drying and baking to prepare a mold. そこに溶融金属を減圧鋳造した後、鋳型を除去してポーラス金属を作製する。 After the molten metal is vacuum casting therein to produce a porous metal to remove the template.

【0032】粒子間浸透法またはインベストメント鋳造法は大きな孔径を有するポーラス金属を製造することができるが、本発明のステントに好適なポーラス金属の孔径、即ち数μm 〜数十μmの小さな孔径のポーラス金属を作製することは比較的困難である。 The intergranular osmosis or investment casting method it is possible to produce a porous metal having a large pore size, the stent with a preferred porous metal having a pore size of the present invention, i.e. several [mu] m ~ several tens [mu] m porous small pore size making a metal is relatively difficult. また上記の方法で作製したポーラス金属はポアがランダムとなり機械的物性が低下する傾向が強く、得られたポーラス金属のステントへの加工は比較的困難である。 The porous metal produced by the above method is pore strong tendency to decrease mechanical properties becomes random, processing into the porous metal of the stent obtained is relatively difficult. メッキ法ポリウレタンフォームの骨格の表面にグラファイト等を化学的方法によりコーティングし、これを陰極とする。 The graphite coated by chemical methods to the surface of the plating polyurethane foam skeleton, which serves as a cathode.
この陰極に、電解浴槽内においてニッケル等をメッキした後、ポリウレタンフォームを焼成除去してポーラス金属を作製する。 This cathode was plated with nickel or the like in the electrolytic bath to produce a porous metal by firing removed polyurethane foam. この方法に於いても、本発明に好適な孔径を有し、且つ機械的強度の良好なポーラス金属の作製は比較的困難である。 Also in this method, a suitable pore size to the present invention, and production of good porous metal mechanical strength is relatively difficult. 粉末治金法有機媒体と金属粉末のスラリーに発泡剤を混合し発泡させ固化した後、焼成するスラリー発泡法、HIP(熱間静水圧処理)やCIP(冷間等方加工処理)せずに常圧で金属粉体を焼結する常圧焼結法、ポリウレタンフォームを金属粉末のスラリー中に浸漬し、乾燥させた後、ポリウレタンフォームを熱分解させ焼結処理するスポンジ法等がある。 After a slurry of the powder metallurgy method organic medium and a metal powder was a blowing agent mixture is foamed and solidified, the slurry foaming method of baking, without HIP (hot isostatic process) or CIP (cold isostatic process) atmospheric pressure sintering sintering the metal powder at normal pressure, the polyurethane foam was immersed in the slurry of metal powder, after drying, there is a sponge method of treating sintered to thermally decompose the polyurethane foam. スパッタ堆積法スパッタリング法を用いて、不活性ガス中で水冷した基板上に金属をスパッタ堆積させ、薄膜を合成させる。 By using a sputtering deposition method sputtering, metal is sputter deposited onto the substrate which is water cooled in an inert gas, thereby synthesizing the thin film. このような薄膜には、通常20〜2000ppm程度の不活性ガスが混入している。 Such thin film, inert gas usually about 20~2000ppm is mixed. 該薄膜を融点直下で加熱すると、混合ガス原子によるバブルが形成されて成長し、加熱によってバブル体積が増大することにより発泡金属が形成される。 Heating the thin film at a temperature just below the melting point, bubbles are formed by mixed gas atoms to grow, the foam metal is formed by the bubble volume is increased by heating.

【0033】以上、種々のポーラス金属または発泡金属の製造法について概観したが、他の新しい方法として、 [0033] Having outlined the various porous metal or metal foam manufacturing process as other new methods,
後述する金属−ガス法がある。 Metal below - there is a gas method. 本発明の体内留置用具用ポーラス金属に好適に使用可能な開放型ポアが容易に得られる点、または孔径の均一性、ポアの方向性および数μm〜数百μmの小さな孔径の制御が容易である等の点からは、上記した種々の方法のうち金属−ガス法が特に好適に使用可能である。 Point is easily obtained suitably usable open pores in the porous metal for indwelling instrument of the present invention, or pore size uniformity, is easy to control the small pore size of the directional and number μm~ several hundred μm pore in terms of some or the like, among metals of various methods described above - gas method is particularly suitably used.

【0034】更に、この金属−ガス法により得られるポーラス金属に対しては、開放型であり且つ異方性ポアの付与が容易である。 Furthermore, the metal - for the porous metal obtained by gas method, an open type which is easily and anisotropic pore granted. このようなポアの特徴を活かすことにより、機械的強度を維持したまま軽量化を達成することができる。 By taking advantage of such characteristics of the pores, can be achieved while lighter maintaining the mechanical strength. 更に前にも述べたように体内組織が該ポア中に侵入することが可能になり金属材料と周囲組織との間に強固の結合層が得られる。 Furthermore body tissues as mentioned before is firmly bonding layer between the metal material and the surrounding tissue becomes possible to penetrate into the pores is obtained. 更に機能性物質(薬剤ないし生理活性物質等)をポア内に充填することにより、 By further filling functional substance (drug or bioactive substance or the like) in the pores,
徐放化機能の付与が容易となり、治癒の促進、抗菌性等の機能を本発明の留置用具に付与することが可能になる。 Imparting sustained release function is facilitated, it is possible to impart the promotion of healing, the function of the antimicrobial such as indwelling instrument of the present invention. (金属−ガス法)以下に、本発明に最も好適に使用可能な多孔性構造の付与方法(金属−ガス法)を記述する。 It describes a - (Gas Law metal) - (metal gas method) below, the method applied most suitably usable porous structure in the present invention.

【0035】この方法においては、金属−ガス系を用いて、金属の溶融状態と凝固状態におけるガス原子の溶解度の差を利用してポーラス金属を作製する(特開平10 [0035] In this method, metal - with gas system, by utilizing the difference in solubility of the gas atoms in the molten state and solidified state of the metal to produce a porous metal (JP-A-10
−88254号、特願平10−227624号、特願平11−42575号、特願平11−195260号;生産と技術、第51巻、第3号、第60頁(199 No. -88254, Japanese Patent Application No. Hei 10-227624, Japanese Patent Application No. 11-42575, Japanese Patent Application No. 11-195260; production and technology, Vol. 51, No. 3, No. 60, pp (199
9))。 9)). 金属をガス(水素、酸素または窒素等)雰囲気中で溶融すると、多量のガス原子が解離し金属中に溶解する。 Metal gas (hydrogen, oxygen or nitrogen, etc.) when melted in the atmosphere is dissolved in the metal and dissociate large amount of gas atoms. その後、この溶融金属を凝固させると、過飽和ガス原子が析出し、金属内にポアが形成される。 After that, when solidifying the molten metal, supersaturated gas atoms is deposited, pores are formed in the metal. 金属をガス雰囲気中で溶融する際のガス圧を増加させると、ガス原子の溶融金属中への溶解度が増大して、ポロシティも増大する。 Increasing the gas pressure at the time of molten metal in a gas atmosphere, solubility in the molten metal in the gas atoms is increased, porosity also increases.

【0036】一方、溶融金属の冷却の速度および冷却方式により、孔径およびポアの方向の制御がそれぞれ可能である。 On the other hand, the speed and cooling method of the cooling of the molten metal, control of the direction of the pore size and pore can be, respectively. この方法においてはポア形成が過飽和ガス原子の析出に基づくため、例えば、ポーラス金属のポア断面の形状をほぼ円形とすることが極めて容易である。 In this method for pore formation is based on the precipitation of supersaturated gas atom, for example, it is extremely easy to substantially circular shape of the pores cross section of porous metal. このようなほぼ円形ポア断面を有するポーラス金属においては、(不定形のポア断面形状を有する従来のポーラス金属とは異なり)変形時にポアの周囲に応力集中が起こらず、引張応力を付加した場合に、応力を実質的な断面積で割った「比強度」は、ポロシティに依存しないことが実証されている(例えば、文献SK Hyun et al. "Mec In the porous metal having such a substantially circular pores section, when added to (amorphous Unlike conventional porous metal having a pore cross section) stress concentration does not occur around the pores during deformation, tensile stress , "specific strength" divided by the substantial cross-sectional area of ​​the stress, it has been demonstrated that does not depend on the porosity (e.g., document SK Hyun et al. "Mec
hanical properties of porous copperfabricated by u hanical properties of porous copperfabricated by u
nidirectional solidification under high pressure h nidirectional solidification under high pressure h
ydrogen", Proceedings of the International Confere ydrogen ", Proceedings of the International Confere
nce on Solid-Solid Phase Transformation '99 (JIMIC nce on Solid-Solid Phase Transformation '99 (JIMIC
-3), p. -3), p. 341、edited by M. Koiwa et al., The Ja 341, edited by M. Koiwa et al., The Ja
pan Institute of Materials,1999を参照)。 Referring to the pan Institute of Materials, 1999). 換言すれば、ほぼ円形ポア断面を有するポーラス金属のポロシティをある程度増大させても、該ポーラス金属の機械的強度の維持が容易である。 In other words, even if a certain degree by increasing the porosity of the porous metal having a substantially circular pore cross section, the maintenance of the mechanical strength of the porous metal is easy.

【0037】金属−ガス法によるポーラス金属のポアは、開放型ポア(すなわち、ポアの開口がポーラス金属の表面にある)とすることが容易である。 [0037] Metal - porous metal pores by gas method, open pore (i.e., the opening of the pores on the surface of the porous metal) It is easy to a. このような開放型ポアを有するポーラス金属は、従来のポーラス金属と異なり、薬剤ないし生理活性物質を該ポア内に充填し徐放化することが容易である。 Porous metal having such open pores, unlike conventional porous metal, a drug or biologically active agent can be easily filled sustained release into the pores. 金属−ガス法によるポーラス金属のポアは、該ポアの方向が軸方向に揃っているポア形状、即ち、いわゆる「レンコン型ポア」とすることも容易である。 Metal - porous metal pores by gas method, pore shape the direction of the pores are aligned in the axial direction, i.e., it is easy to so-called "lotus root type pore". このような「レンコン型ポア」は、無垢の(ポアの無い)棒状試料に比べて、むしろ、ねじり強度や軸方向圧縮強度が大きいことが実証されている(例えば、文献「機械設計のための材料選定」、149 Such "lotus root type pore" includes (without pores) innocent than a rod sample, but rather, torsional strength and axial compression strength it has been demonstrated large (e.g., the document "for machine design material selection ", 149
〜153頁、金子純一・大塚正久訳、内田老鶴圃出版、 ~153 pages, Junichi Kaneko Masahisa Otsuka translation, Uchida Rotsuru 圃出 version,
1997年を参照)。 See 1997).

【0038】更に、本発明者の実験によれば、この金属−ガス法を用いて作製したポーラス銅(ポロシティが約30%)の引張り強度は20〜30%の低下にとどまるのに対して、前述した粉末治金法によって約30%のポロシティのポーラス銅を作製した場合には、引張り強度は60〜90%も低下する傾向があることが見出されている。 [0038] Furthermore, according to the experiments conducted by the present inventors, the metal - while the tensile strength of the porous copper produced by using a gas method (porosity of about 30%) remains in reduction of 20-30%, when produced about 30% of the porous copper porosity by the aforementioned powder metallurgy method, the tensile strength has been found to be prone to drops 60% to 90%. 図9は、金属−ガス法を用いて製造した「レンコン型」ポーラス銅のσ/σ 0 (相対的引張り強度)と、 9, metal - was produced using the gas method of "lotus root type" porous copper sigma / sigma 0 and (relative tensile strength),
ポロシティとの関係の一例を示すグラフである。 Is a graph showing an example of the relationship between the porosity. このグラフから明らかなように、従来の焼結金属ないし発泡金属に比べて、上記「レンコン型」ポーラス銅は、同じポロシティにおける強度に優れている。 As it is apparent from this graph, as compared with the conventional sintered metal or foamed metal, the "lotus root type" porous copper is excellent in strength at the same porosity. (ポーラス金属の材質)上記した特性を有するポーラス金属を製造可能な限り、ポーラス金属の材質は特に制限されない。 Wherever possible produce porous metal having a (porous metal material) the characteristics, the material of the porous metal is not particularly limited. 本発明においては、例えば、鉄、ニッケル、アルミニウム、 In the present invention, for example, iron, nickel, aluminum,
銅、マグネシウム、コバルト、タングステン、マンガン、クロム、ベリリウム、チタン、銀、金とその合金(中嶋英雄、“ポーラス金属の創製と応用”、マテリアルインテグレーション12 ,37,1999)が挙げられる。 Copper, magnesium, cobalt, tungsten, manganese, chromium, beryllium, titanium, silver, gold and their alloys (Hideo Nakajima, "porous metal Creation of and Applications", Materials Integration 12, 37,1999) and the like. ステントの材料として好適に使用可能であるステンレススチールおよびニチノール等も、例えば金属−ガス法を用いてポーラス化が可能である。 Stainless steel and nitinol, etc. can be suitably used as a material for stents, such as metal - are possible porous by using a gas method. (ポーラス金属のポア内表面)本発明においては、ポーラス金属のポア内表面に、必要に応じて改質層(例えば、固溶強化層またはセラミック層)を形成してもよい。 In the present invention (pores in the surface of the porous metal) it is in pores in the surface of the porous metal, reforming layer if necessary (e.g., solid-solution strengthening layer or a ceramic layer) may be formed. 例えば、改質層を用いてポーラス金属のポア内表面の硬度を高めることにより、該ポーラス金属の強度(引張り強度、圧縮強度、曲げ強度等)を著しく向上させることが可能である。 For example, by increasing the hardness of the pores in the surface of the porous metal by using a modified layer, the porous metal of the strength it is possible to significantly improve the (tensile strength, compressive strength, flexural strength and the like).

【0039】このようなポーラス金属のポア内表面の改質層の形成方法としては、以下の2通りの方法が好適に使用可能である。 [0039] As a method of forming the modified layer of such porous metal pores in the surface, the following two methods are suitably used. (1)上述したように、本発明においてポーラス金属は、例えば金属−ガス系に於いて金属の溶融状態と凝固状態のガス原子の溶解度の差を利用して製造することができる(金属−ガス法)。 (1) As described above, porous metal in the present invention, for example, metal - can be prepared by utilizing the difference in solubility of the gas atoms in a molten state and solidified state of the metal at the gas system (metal - gas law). この態様においては、溶融金属を冷却し凝固すると水素、酸素、窒素等のガス原子の金属中への溶解度が減少しガス相と金属相が分離しポアが形成されるが、この際、微量のガス原子をポアの内壁から金属内部に拡散させることにより、固溶強化層を容易に形成できる。 In this embodiment, the hydrogen when the molten metal is cooled and solidified, oxygen, although solubility in the metal of the gas atoms is reduced gas phase and a metal phase such as nitrogen separate pores are formed, this time, a trace amount of by dispersing gas atoms from the inner wall of the pores in the inner metal can be easily formed a solid solution strengthening layer. 固溶強化層を形成することにより、ポアの内表面の硬度等が向上させることが出来る。 By forming a solid solution strengthening layer can hardness and the like of the inner surface of the pores improves.

【0040】(2)本発明のポーラス金属を種々の方法(例えば、金属−ガス法)によって作製した後に、必要に応じて、公知のセラミック形成法により、ポーラス金属のポアの内表面にセラミック層を形成することができる。 [0040] (2) Various methods a porous metal of the present invention (e.g., metal - gas method) after forming by, if necessary, by a known ceramic forming method, the ceramic layer on the inner surface of the porous metal pore it can be formed. このようなセラミック形成法としては、化学的気相堆積法(chemical vapor deposition )または物理的気相堆積法(physical vapor deposition ;例えばイオンプランテーション法)が好適に使用可能である。 Such ceramic forming method, a chemical vapor deposition (chemical vapor deposition) or physical vapor deposition (physical vapor deposition; an ion implantation method) can be preferably used.

【0041】ポア内表面の硬度を高めることを目的としては、チタンナイトライド(TiN)またはチタンカーバイド(TiC)等のセラミック層の形成が有効である。 [0041] for the purpose of increasing the hardness of the pores in the surface, the formation of the ceramic layer such as titanium nitride (TiN) or titanium carbide (TiC) is valid. 例えばイオンプレーティング法により、チタンを蒸発源として、窒素またはアセチレン等を反応ガス元素として用いることにより、TiNまたはTiCをポーラス金属の内表面に形成することが可能である。 For example, by an ion plating method, a vapor source of titanium, the use of nitrogen or an acetylene such as a reaction gas element, it is possible to form a TiN or TiC on the inner surface of the porous metal. このようなセラミック層をポーラス金属の内表面に形成する際には、例えば、気相堆積条件をコントロールすることにより、セラミック層の膜厚は100Å(オングストローム)〜数μmの範囲で制御することが可能である。 In forming such a ceramic layer on the inner surface of the porous metal, for example, by controlling the vapor deposition conditions, the film thickness of the ceramic layer can be controlled in the range of 100 Å (angstroms) to several μm possible it is. (ポーラス金属を用いた体内留置用具の作製)上記したポーラス金属に体内留置用具形状を付与する方法は特に制限されず、公知の方法を使用可能である。 (Preparation of indwelling devices using a porous metal) method of imparting indwelling instrument shape porous metal described above is not particularly limited, it can be used known methods.

【0042】例えば、上記した金属−ガス法を用いる態様においては、溶融した金属材料中にガスを溶解させた後、凝固させて固体に相変態させる過程において過飽和の該ガスが固相内に析出されるという性質を利用してポーラス金属を作製して体内留置用具母材として用いる。 [0042] For example, the metal described above - in the embodiment using the gas method, precipitation after dissolving the gas in the metal material in the molten, the gas in supersaturated solid in process of solidifying the phase change to a solid Aiuchi to prepare a porous metal by utilizing the property of being used as indwelling equipment base material.
該ポーラス金属を用いて体内留置用具を作製する方法としては、例えば線状ポーラス金属を用いる方法、板状または棒状のポーラス金属から切削加工により希望する形状に仕上げる等の方法がある。 As a method of producing the indwelling instrument using the porous metal, a method using, for example, linear porous metal, a method such as finished to the desired shape by cutting a plate-shaped or rod-shaped porous metal. 前者からは骨折部固定用ワイヤー、脳動脈瘤結紮用クリップ、脳動脈瘤充填用コイル等がまた、後者の方法によって骨折部固定用プレート、ネジ、人工歯根等がそれぞれ作製できる。 Fracture fixation wire from the former, cerebral aneurysm ligating clips, cerebral aneurysm filler coils etc. Also, fracture fixation plate by the latter method, a screw, the dental implant and the like can be manufactured, respectively. (体内留置用具のポーラス金属を用いた部分)本発明の体内留置用具を構成する金属部分の全部または一部は、 All or part of the metal portion constituting the indwelling tool (portion using a porous metal body indwelling devices) the invention,
基本的に、ポーラス金属で構成することが可能である。 Basically, it is possible to configure a porous metal.
体内留置用具の下記態様において、ポーラス金属で構成することが特に好適な部分を例示すれば、以下の通りである。 In the following embodiment of the indwelling devices, To exemplify particularly preferred part be comprised of porous metal, is as follows.

【0043】 人工関節(図1の態様、等):金属製のステム部分3 骨折部固定用プレート(図2の態様、等):プレートの本体4 骨折部固定用ネジ(図2の態様、等):ネジ山部6を有するネジ本体7 骨折部固定用ワイヤー:ワイヤー本体 人工歯根(図3の態様、等):フィクスチャー11とアバットメント12 脳動脈瘤結紮用クリップ:クリップ本体 脳動脈瘤充填用コイル:コイル本体 (線状ポーラス金属の作製方法)図10は、線状ポーラス金属を作製するための装置の一例を示す模式断面図である。 The prosthesis (embodiment of FIG. 1, etc.): the metallic stem portion 3 fracture fixation plate (embodiment of FIG. 2, etc.): the plate of the main body 4 fracture mode of the fixing screws (Fig. 2, etc. ): screw body 7 fracture fixation wire having a threaded portion 6: wire body artificial tooth root (the embodiment of FIG. 3, etc.): the fixture 11 and abutment 12 aneurysm ligation clip: clip body cerebral aneurysm filler use coil: 10 (Preparation method for one-dimensional porous metal) coil body is a schematic sectional view showing an example of an apparatus for producing a linear porous metal.

【0044】図10を参照して、ノズル21aを有するセラミックるつぼ21の中にステンレス鋼、タンタル、 [0044] With reference to FIG. 10, stainless steel in a ceramic crucible 21 having a nozzle 21a, tantalum,
チタン、チタンとニッケルの合金(ニチノール)等の素材を充填して、高周波加熱22等の手段で周辺から熱を与えて加熱溶融する。 Titanium, is filled with a material such as titanium and nickel alloy (Nitinol), heated and melted by applying heat from the surrounding by means such as high frequency heating 22. その際、雰囲気には水素、酸素、 At that time, the atmosphere of hydrogen, oxygen,
窒素またはそれらとアルゴンやヘリウム等の不活性ガスとの混合ガス23を用いて、溶融した金属(または合金)24に、水素、酸素、または窒素ガス原子を溶解させる。 Nitrogen or by using a mixed gas 23 of inert gas such as those with argon or helium, to the molten metal (or alloy) 24, dissolved hydrogen, oxygen, or nitrogen gas atoms. その後、るつぼ21に若干の圧力を負荷してノズル21aから溶融金属を流出させ、該ノズル21aの下部に設置された冷却部25に接触させることによって、 Then load a slight pressure in the crucible 21 to flow out molten metal from the nozzle 21a, by contacting the cooling unit 25 installed in the lower portion of the nozzle 21a,
ノズルを介して放出された線状溶融金属の形状を保持したまま、該溶融金属を所定の凝固速度で凝固させて細線26を製造する。 While maintaining the shape of the emitted linear molten metal through the nozzle, to produce a fine wire 26 by solidifying the molten metal at a predetermined solidification rate. ノズル21aの口径を小さくすることにより、かなり長い細線26を製造することが可能である。 By reducing the diameter of the nozzle 21a, it is possible to produce a fairly long thin line 26. ノズルの口径を変えることによって、容易にポーラス金属細線26の太さを変えることができる。 By varying the diameter of the nozzle, it can easily change the width of the porous metal thin wire 26. また、冷却部に循環させる冷却媒体の温度と流量を制御することによって、または冷却部25に加熱部を設置することによって、凝固速度を制御することが可能であり、それによってポアのサイズ、長さ(ポアのアスペクト比)、ポロシティ、線状母線とのポア成長方向とのなす角度等を自由に制御することができる。 Further, by controlling the temperature and flow rate of the cooling medium circulating in the cooling section, or by placing the heating unit to the cooling unit 25, it is possible to control the solidification rate, whereby the pore size, length is (aspect ratio of pores), porosity can be freely controlled angle or the like of the pores growth direction of the linear bus. このようにして生成されたポーラス金属細線26の表面は極端に冷却速度が大きいために、通常、該細線の表面ではポアを生成することができず、ノンポーラスの表面を形成している。 For surface extremely cooling rate of porous metal thin wire 26 that is generated in this way is large, usually, the surface of Said sub line can not be generated pores and forms a surface of the non-porous. そのために、必要に応じて、酸溶液による腐食エッチング等の化学的研磨方法、または、サンドポリッシング、機械切削等の物理的、機械的研磨方法等により細線のノンポーラス表面を除去してもよい。 Therefore, if necessary, a chemical polishing method, such as corrosion etching with an acid solution, or sand polishing, physical, such as machining, may be removed non-porous surface of the fine wire by a mechanical polishing method or the like.

【0045】このような処理をした後のポーラス金属細線26の最終形状は、例えば、図11に示したように、 The final shape of the porous metal thin wire 26 after such a process, for example, as shown in FIG. 11,
表面にはポアが露出し細線母線の方向にやや傾斜を有しながら成長しているものとなる。 The surface becomes a growing while having a slightly inclined in the direction of the fine line generatrix exposed pores. その細線26の表面を平滑にするために、必要に応じて線引き塑性加工を行い一定の均一な直径を有する細線に成型してもよい。 As to the surface of the fine wire 26 smooth, or may be molded into thin lines having a constant uniform diameter performs drawing plastic working if necessary. この処理は単に太さを均一にするためだけではなく、細線2 This process is not only to simply uniform thickness, thin lines 2
6に新たに塑性を導入することによって、結晶粒を微細化することができ、更に、塑性ひずみの導入によって細線の強度を強化することができるという利点を有している。 Newly by introducing plastic into 6, it is possible to refine the crystal grains, also has the advantage of being able to enhance the strength of the thin line by the introduction of plastic strain. (板状または棒状ポーラス金属の作製方法)図12は、 Figure 12 (a method for manufacturing a plate-like or rod-like porous metal) is
円筒状ポーラス金属の作製装置の一例を示す模式断面図である。 It is a schematic sectional view illustrating an example of a cylindrical porous metal fabrication apparatus. 図12を参照して、セラミックのるつぼ32 Referring to FIG. 12, the ceramic crucible 32
に、ステンレス鋼、タンタル、チタン、チタンとニッケルの合金(ニチノール)等の出発原料31aを充填して、高周波加熱コイル33等の手段で周辺から熱を与えて加熱溶融する。 To, stainless steel, tantalum, titanium, by filling a starting material 31a, such as alloy (Nitinol) of titanium and nickel, heating and melting by applying heat from the surrounding by means such as high-frequency heating coil 33. このるつぼ32は、熱絶縁体34、熱遮蔽板35、および圧力容器36により囲まれている。 The crucible 32 is thermally insulating material 34, it is surrounded by a thermal shield 35 and pressure vessel 36,.

【0046】上記した出発原料31aを加熱溶融する際、雰囲気31cとして、水素、酸素、窒素またはそれらとアルゴンやヘリウム等の不活性ガスとの混合ガスを用いて溶融金属(または合金)31bに水素、酸素、または窒素ガス原子を溶解させる。 [0046] During heating and melting a starting material 31a described above, hydrogen as atmosphere 31c, hydrogen, oxygen, into the molten metal (or alloy) 31b using a mixed gas of nitrogen or an inert gas such as those with argon or helium to dissolve the oxygen or nitrogen gas atoms. その後、装置を90度だけ傾けて溶融金属31bを、注湯用ロート37を介して、鋳型38中に注入する。 Thereafter, the molten metal 31b by tilting the device by 90 degrees, through the pouring funnel 37, is injected into the mold 38. その鋳型38の底面部分には冷却部39が設置されているので、溶融金属の凝固は底面(冷却部39側)から上方(注湯用ロート37側) Since the cooling unit 39 on the bottom portion of the mold 38 is installed, coagulation bottom surface of the molten metal (the cooling unit 39 side) from the upper (pouring funnel 37 side)
に向かって進行する。 Traveling toward the. すなわち、このような装置を用いることにより、溶融金属の凝固として、上方に向かう「一方向凝固」を起こさせることができる。 That is, by using such an apparatus, as solidification of the molten metal, it is possible to cause the "directional solidification" directed upward. このような一方向凝固においては、凝固速度、雰囲気ガス圧力を制御することによってポアのサイズ、長さ、ポロシティ等を変えることが極めて容易である。 In such unidirectional solidification, the solidification rate, the pore size by controlling the atmospheric gas pressure, the length, it is very easy to change the porosity and the like.

【0047】このようにして作製した上記の素材のバルクポーラス金属を、例えば、板状または棒状に切り出し切削および塑性加工する。 [0047] In this way the material of the bulk porous metal produced by, for example, cutting and plastic working cut into a plate or bar. この場合、必要に応じて、バルクポーラス金属、または、板状または棒状に切り出した段階で圧延を施して塑性加工を加え結晶粒の微細化や塑性ひずみによる母材の強化をさせることも可能である。 In this case, if necessary, a bulk porous metal, or it is also possible to strengthen the plate or finer by performing rolling at a stage cut in the rod-like plastic working was added grain and plastic strain by matrix is there.

【0048】また、上述したように、上記のポーラス金属の製造過程(金属−ガス法)においては、通常、酸素または窒素等のガス原子が金属と反応しポーラス金属のポア内表面に固溶酸素または窒素の富化層を形成するため、ポア内表面硬度が向上し、全体として強度が高いポーラス金属が容易に得られる。 [0048] Further, as described above, the above porous metal in the manufacturing process - In (metal gas method), usually dissolved oxygen pores in the surface of the porous metal gas atoms such as oxygen or nitrogen reacts with the metal or to form a rich layer of nitrogen, increased pore in surface hardness, overall strength is high porous metal can be easily obtained. 更に、上記の方法でポーラス金属を作製した後、必要に応じて、化学的気相堆積法または物理的気相堆積法(イオンプランテーション法等)を用いて該ポーラス金属のポアの内表面に優れた硬度を有するチタンナイトライドまたはチタンカーバイド等のセラミック層を形成させることにより、更に機械的物性に優れたポーラス金属を得ることもできる。 Furthermore, after preparing a porous metal in the manner described above, if necessary, good inner surface of the porous metal of the pores by using chemical vapor deposition or physical vapor deposition (ion implantation method, etc.) by forming a ceramic layer such as titanium nitride or titanium carbide having a hardness, it is also possible to further obtain an excellent porous metal mechanical properties.

【0049】図13のグラフに示すように、上記金属− [0049] As shown in the graph of FIG. 13, the metal -
ガス法を用いた場合には、ポーラス金属中のポアの育成量および形態即ち、ポアの方向、サイズ、ポロシティ等の形成は、溶融温度、溶融ガス圧力、凝固ガス圧力、冷却温度、凝固冷却速度、不活性ガスとの混合体積比・圧力等のパラメーターを自由に正確に制御して、決定することができる。 In the case of using the gas law, fostering amount and form of pores in the porous metal that is, the direction of the pore, size, formation porosity, etc., melting temperature, melting the gas pressure, clotting gas pressure, cooling temperature, solidification cooling rate it can be freely accurately control the parameters such as the volume mixing ratio and pressure of inert gas, determined. 図13のグラフは、約1650℃に溶融した鉄に窒素ガスをそれぞれ所定の窒素とアルゴンの混合ガスの圧力下で凝固させて、一方方向の多芯状ポアを作製したポーラス鉄のポロシティ(%)と窒素ガス分圧(P−N 2 )およびアルゴンガス分圧(P−Ar)との関係で表している。 Graph of Figure 13, the nitrogen gas respectively to the molten iron at about 1650 ° C. solidifying under pressure of a gas mixture of a given nitrogen and argon, whereas the direction of the porous iron to produce a multi-core shaped pore porosity (% ) to represent the relationship between the nitrogen gas partial pressure (P-N 2) and argon gas partial pressure (P-Ar).

【0050】図14〜17は、図13のグラフに示した窒素ガス分圧とアルゴンガス分圧の比によってそれぞれ得られたポーラス鉄の横断面の光学顕微鏡写真(倍率: [0050] Figure 14-17, an optical micrograph (magnification of the cross section of the porous iron respectively obtained by the ratio of the partial pressure of nitrogen and argon gas partial pressure shown in the graph of Figure 13:
2.6倍)である。 A 2.6-fold). これらの図を見れば、窒素ガス分圧とアルゴンガス分圧の比によってポロシティが変化し、 Looking at these figures, porosity changes by the ratio of the nitrogen gas partial pressure and argon gas partial pressure,
窒素ガスの圧力がアルゴンガスの圧力に対して、相対的に増大するとポロシティが増大することが理解できよう。 The pressure of the nitrogen gas pressure of argon gas, the relatively increases will be appreciated that porosity increases. (非金属物質)上記したポーラス金属からなる本発明の体内留置用具には、必要に応じて、種々の非金属物質を充填することができる。 The indwelling instrument of the present invention comprising (a non-metallic material) porous metal described above can be, if necessary filled with various non-metallic materials. このような非金属物質として、 Such non-metallic materials,
種々の機能を発揮することが可能な機能性材料を用い、 Using a functional material capable of exerting various functions,
ポア内に担持および/または徐放化させることにより、 By supporting and / or sustained release into the pores,
体内留置用具に有用な機能を付与することができる。 It is possible to impart a useful function in the body placement tool.

【0051】ポーラス金属からなる本発明の体内留置用具の機能を実質的に阻害しない限り、ポーラス金属のポア内に充填すべき非金属物質は特に制限されない。 [0051] Unless substantially inhibit the function of the indwelling instrument of the present invention comprising a porous metal, non-metal material to be filled into the porous metal of the pores is not particularly limited. ポア内への充填の容易性ないし機能性の付与が容易な点からは、該非金属物質は有機物を含むことが好ましい。 The ease or functionality imparting the filling into the pores easiness is preferably non-metallic material containing an organic substance. このような有機物としては、例えば、薬剤ないし生理活性物質が挙げられる。 Such organic material, for example, drug or bioactive substance. 該有機物をポーラス金属のポア内に充填することにより、本発明の体内留置用具に薬剤ないし生理活性物質を担持および/または徐放化させることができる。 By filling the organic matter in the porous metal pores can be supported and / or sustained release drug or biologically active agent to the indwelling instrument of the present invention. ポア内に充填すべき薬剤ないし生理活性物質は特に制限されず、公知の薬剤ないし生理活性物質の一種以上を適宜選択ないし組合せて使用可能である。 Drug or biologically active agent to be filled into the pores is not particularly limited, it can be used known agents or one or more physiologically active substances selected appropriately to combination.

【0052】このような薬剤ないし生理活性物質としては、例えば、血栓形成抑制、血栓溶解、血小板粘着・凝集抑制、感染防止、抗癌性、繊維芽細胞/平滑筋細胞等の増殖抑制能、血管内皮細胞等の増殖促進能等を有する物質が挙げられる。 [0052] Such agents or bioactive substances, for example, thrombus formation suppression, thrombolysis, platelet adhesion and aggregation inhibiting, preventing infection, antitumor, growth inhibition ability of such fibroblast / smooth muscle cells, vascular substances having growth-promoting ability of endothelial cells and the like, and the like. (細胞)骨折部固定用プレートまたは人工歯根等には、 (Cells) in the fracture fixation plate or artificial tooth root or the like,
必要に応じて患者自身の骨細胞等が好適に使用可能である。 Bone cells such as the patient's own can be suitably used as needed. また、動脈瘤内充填コイル等の場合には血管内皮化を促進するために血管内皮細胞または血管内皮細胞に分化可能な幹細胞等が好適に使用可能である。 In the case of such aneurysm the packed coils vascular endothelial cells or vascular endothelial cells capable of differentiating stem cells or the like in order to promote vascular endothelialization may be suitably used. (高分子材料)ポーラス金属からなる本発明の体内留置用具中のポア内に上記した薬剤ないし生理活性物質を充填する態様において、これらを所望の溶出速度で所定の期間、放出させるためには、薬剤ないし生理活性物質と、高分子材料とを組合せることが好ましい。 In embodiments of filling the above-mentioned drug or biologically active agent within the pores in the indwelling instrument of the present invention comprising (a polymeric material) the porous metal, a predetermined period of time these at the desired dissolution rate, in order to release a drug or biologically active agent, it is preferred to combine a polymeric material. 充填すべき薬剤ないし生理活性物質の血中への溶解性、分子量、 Solubility in blood of the drug or biologically active agent to be filled, the molecular weight,
生理活性濃度、放出期間等によって好適な高分子材料を選択することが可能である。 Bioactive concentration, it is possible to select a suitable polymeric material by release period or the like.

【0053】本発明において、このような目的に好適な高分子材料の一つとして、生分解性を有する高分子材料が挙げられる。 [0053] In the present invention, as one of the suitable polymeric materials for this purpose include polymeric materials having biodegradability. 該生分解性高分子材料としては、例えばポリグリコール酸、ポリ乳酸、各種ポリラクトン等に代表される生分解性ポリエステルが挙げられる。 The biodegradable polymer material, for example polyglycolic acid, polylactic acid, biodegradable polyester typified by various polylactone, and the like. また、高分子材料内部に組み込まれた薬剤ないし生理活性物質が材料表面から溶出するためには多孔性の高分子材料、特にハイドロゲル(内部に保持されるべき含水液体を実質的に失った、いわゆる「キセロゲル」の状態をも含む) Further, the porous polymeric material to elute from the incorporated drug or bioactive agent material surface within the polymeric material, substantially loses moisture liquid to be particularly retained in the hydrogel (internal, including also the state of the so-called "xerogel")
ないしハイドロゲル形成性の高分子が好適に使用可能である。 Or hydrogel-forming polymer can be preferably used. 該ハイドロゲルとしては、例えば、コラーゲンゲル、ゼラチンゲル、フィブリンゲル、マトリゲル、アルギン酸ゲル、キトサンゲル、ヒアルロン酸ゲル等の天然高分子ゲルおよび各種合成高分子ハイドロゲルが挙げられる。 As the hydrogel, for example, collagen gel, gelatin gel, fibrin gels, Matrigel, alginate gel, chitosan gel, natural polymer gels, and various synthetic polymer hydrogel, such as hyaluronic acid gel.

【0054】一方、細胞(例えば、骨形成を促進するため骨細胞または血管内皮化を促進するための血管内皮細胞等)の固定化高分子材料としては、高分子材料内部の細胞の活性が維持されかつ分裂、増殖できるように栄養の補給および老廃物の除去が容易なことが極めて好ましい。 On the other hand, cells (e.g., vascular endothelial cells and the like for promoting bone cell or vascular endothelial reduction for promoting bone formation) as the immobilized polymeric material, maintain the activity of the cells inside the polymeric material it is and splitting, it is highly preferred removal of supply and waste products of nutrition to allow growth easy. この点からは、細胞の固定化用高分子材料としてハイドロゲルが特に好適に使用可能である。 From this point, the hydrogel is particularly suitably used as a polymer material for the immobilization of cells. 特に、上記した天然物ハイドロゲル、および低温で溶液状態で、高温でゲル状態になる昇温時ゲル化型熱可逆性ハイドロゲル(Yoshioka, H. et al, ”Preparation of poly (N-iso In particular, the above-mentioned natural products hydrogel, and in solution at low temperature, high temperature becomes gel state Atsushi Nobori during the gelling type thermoreversible hydrogels (Yoshioka, H. et al, "Preparation of poly (N-iso
propylacylacrylamide)-block-poly (ethylene glycol) propylacylacrylamide) -block-poly (ethylene glycol)
and calorimetric analysis of its aqueous solutio and calorimetric analysis of its aqueous solutio
n”, J. Macromol. Scis, A31 , 109, 1994)が極めて好適である。(ポーラス金属のポア内への非金属物質の充填法)本発明のポーラス金属からなる体内留置用具のポア内に非金属物質(例えば、薬剤、生理活性物質または細胞)を、必要に応じて高分子材料と組み合わせて充填する方法は特に制限されず、公知の方法から適宜選択ないし組み合わせて用いることが可能である。例えば、 n ", J. Macromol. Scis, A31, 109, 1994) is particularly favorable. (filling method of non-metallic material into the porous metal in the pores) to indwelling devices in pores consisting of porous metal of the present invention non-metallic materials (e.g., drugs, biologically active substances or cells), a method of filling in combination with polymeric materials as needed is not particularly limited, and can be used suitably selected to a combination of known methods . For example,
薬剤ないし生理活性物質を高分子材料と組み合わせる方法としては、両者を水または有機溶媒中に溶解または分散させた混合液を作製し、該混合液中に本発明のポーラス金属からなる体内留置用具を浸漬する方法が最も一般的に実施可能である。 Drug or biologically active agent as a method of combining a polymeric material, both to prepare a mixed solution obtained by dissolving or dispersing in water or an organic solvent, the indwelling instrument consisting of porous metal of the present invention to the mixed solution a method of dipping is the most commonly feasible. この場合、例えば、陰圧下に該体内留置用具のポア内の空気と混合液の置換を行い、該体内留置用具を取り出し乾燥し水または有機溶媒を除去することにより、ポーラス金属からなる体内留置用具のポア内に非金属物質を充填できる。 In this case, for example, performs a substitution of air with the mixing liquid in the pores of said body indwelling devices to negative pressure, by removing the dry water or an organic solvent removed bodily indwelling devices, indwelling instrument consisting of porous metal a non-metallic material can be filled in the pores.

【0055】一方、細胞等と上記したハイドロゲルと組み合わせる方法としては、例えばコラーゲンの場合は、 On the other hand, as a method of combining a cell or the like and the above-mentioned hydrogel, in the case of for example collagen,
ハイドロゲル形成性の高分子を含む溶液中に細胞を分散させ、該分散液を体内留置用具のポア内に導入した後、 Cells were dispersed in a solution containing a hydrogel-forming polymer, after introducing the dispersion into the pores of indwelling devices,
pHまたは温度を変化させることによって、ハイドロゲル形成性の高分子をゲル化させ該細胞をゲル内に固定化することができる。 By varying the pH or temperature, the hydrogel-forming polymer to the cells to gel can be immobilized within the gel. アルギン酸ゲルの場合にはアルギン酸ソーダーの培地溶液に細胞を分散させ、該分散液を体内留置用具のポア内に導入した後、例えば、濃厚塩化カルシウム液と接触させることにより、アルギン酸ソーダーをゲル化させ該細胞を該ポア内に固定化することができる。 Cells were dispersed in medium solution of alginic acid soda in the case of alginate gel, after introducing the dispersion into the pores of indwelling devices, e.g., by contacting the concentrated calcium chloride solution, alginate soda to gel the cells can be immobilized within the pores.

【0056】また、上述した昇温時ゲル化型熱可逆性ハイドロゲルの場合には、低温時のハイドロゲル形成性高分子の溶解した溶液状態で細胞を分散させ、該細胞分散液を体内留置用具のポア内に充填した後、温度を高めて該ハイドロゲル形成性高分子をゲル化させることによって、細胞を固定化することが可能である。 [0056] Also, in the case of the above temperature-raising-period gelled heat reversible hydrogels, cells were dispersed in dissolved solution state of the hydrogel-forming polymer at low temperature, indwelling the cell dispersion after filling in the tool pores, by gelling the hydrogel-forming polymer to increase the temperature, it is possible to fix the cells. 該昇温時ゲル化型熱可逆性ハイドロゲルのゾルーゲル転移温度は細胞の生理的温度範囲内であることが好ましい。 It is preferred sol-gel transition temperature of the gelling type thermo-reversible hydrogel when 該昇 temperature is within the physiological temperature range of cells.

【0057】 [0057]

【発明の効果】上述したように本発明の体内留置用具は、これを構成するポーラス金属材料が多孔性であるため優れた強度と軽量性を有するのみならず、体内組織との接触面積が著しく増加するため充分な接合強度を容易に得ることができる。 Indwelling instrument of the present invention as described above according to the present invention not only has excellent strength and light weight for the porous metal material is porous to configure this, significantly contact area with the body tissue sufficient bonding strength to increase can be easily obtained. 更に、上記した異方性ポアの構造を有するポーラス金属を用いる本発明の態様においては、体内留置用具が優れた機械的強度を有するのみならず、体内硬組織と同様の靭性を示すことが容易となる。 Further, in the embodiment of the present invention using porous metal having the structure of anisotropic pores described above, not only has excellent mechanical strength indwelling devices, easy to show internal hard tissue similar toughness to become.

【0058】更に上記構成を有する本発明の体内留置用具は、これを構成する金属材料が多孔性であるため(特に、上記異方性ポアの構造の場合には)内部に体内組織が侵入し易く、更に金属材料と周囲の体内組織との結合を強固することが容易である。 [0058] indwelling instrument of the present invention further having the above structure, since the metal material constituting this is porous (especially in the case of the structure of the anisotropic pores) body tissue is penetrated inside easy, it is easy to further strengthen the bond between the body tissue and the surrounding metal material. この場合、体内組織が該ポア内に侵入できるようにポアのサイズを制御することができるため、該ポアの大きさによって体内組織の侵入度合を制御することが可能である。 In this case, since it is possible to body tissues to control the size of the pores to allow penetration into the pores, it is possible to control the penetration degree of body tissue by the size of the pore. このように留置用具を強固に体内に保持させた場合には、接合部で発生する可能性のある感染を有効に防止することができる。 Such an indwelling implement in the case where is held rigidly in the body, it can effectively prevent the infection that may occur at the junction.

【0059】また、本発明のポーラス金属のポア内に各種の生理活性物質を担持させ徐放化することも容易であり、これによって本発明の体内留置用具に高い機能(例えば治癒促進作用、抗菌作用、抗血栓作用、血栓形成作用等)を付与することが可能になる。 [0059] Further, it is easy to sustained release by supporting a variety of physiologically active substance into pores of the porous metal of the present invention, this high functionality to the indwelling instrument of the present invention by (e.g. healing action, antimicrobial action, antithrombotic action, it is possible to impart thrombogenic action and the like).

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の体内留置用具を人工関節の態様とした例を示す模式斜視図である。 The indwelling instrument of the invention; FIG is a schematic perspective view showing an example in which the embodiment of the prosthesis.

【図2】本発明の体内留置用具を骨折部固定用プレートの態様とした例を示す模式平面図および模式断面図である。 2 is a schematic plan view and a schematic sectional view showing an example in which the indwelling implement the embodiment of the fracture fixation plate of the present invention.

【図3】本発明の体内留置用具を骨折部固定用ネジの態様とした例を示す模式斜視である。 Figure 3 is a schematic perspective view showing an example in which the embodiment of the fracture fixation screw the indwelling instrument of the present invention.

【図4】本発明の体内留置用具を人工歯根の態様とした例を示す模式斜視である。 The indwelling instrument of the invention; FIG is a schematic perspective view showing an example in which the embodiment of the dental implant.

【図5】ポーラス金属のポア方向性(Smax/Smin ) FIG. 5 is a porous metal of the pore direction (Smax / Smin)
測定のための中空円筒状試料の作製方法の一例を示す模式斜視図である。 It is a schematic perspective view showing an example of a manufacturing method of a hollow cylindrical sample for measurement.

【図6】ポーラス金属のポア方向性測定のための板状試料の作製方法の一例を示す模式斜視図である。 6 is a schematic perspective view showing an example of a method for manufacturing a plate-shaped sample for the porous metal pores directional measurements.

【図7】ポーラス金属のポア方向性測定のための積層試料の作製方法の一例を示す模式斜視図である。 7 is a schematic perspective view showing an example of a manufacturing method of a multilayer sample for the porous metal pores directional measurements.

【図8】ポーラス金属のポア方向性測定のための測定方法の一例を示す模式断面図である。 8 is a schematic sectional view showing an example of a measuring method for the porous metal pores directional measurements.

【図9】金属−ガス法を用いて製造した「レンコン型」 [9] Metal - were prepared using a gas method "lotus root type"
ポーラス銅のσ/σ 0 (相対的引張り強度)と、ポロシティとの関係の一例を示すグラフである。 A porous copper σ / σ 0 (relative tensile strength) is a graph showing an example of the relationship between the porosity.

【図10】線状ポーラス金属を製造するための装置の一例を示す模式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of Figure 10 Linear porous metal apparatus for the production.

【図11】線状ポーラス金属の態様、およびポア方向、 [11] linear porous metal aspects, and pore direction,
冷却方向の関係の一例を示す模式斜視図および模式断面図である。 Schematic perspective view showing an example of the relationship between the cooling direction and a schematic cross-sectional view.

【図12】線状ポーラス金属を製造するための装置の他の例を示す模式断面図である。 It is a schematic sectional view showing another example of Figure 12 Linear porous metal apparatus for the production.

【図13】金属−ガス法によるポーラス金属製造法における混合ガスの窒素分圧とアルゴン分圧との関係の一例を示すグラフである。 [13] Metal - is a graph showing an example of the relationship between the nitrogen partial pressure and argon partial pressure of the mixed gas in the porous metal preparation by gas method.

【図14】図13のグラフの一条件に対応して得られるポーラス金属断面の顕微鏡写真(倍率:2.6倍)である。 It is: (2.6 times magnification) Figure 14 photomicrograph of porous metal section obtained corresponding to a condition of the graph of FIG. 13.

【図15】図13のグラフの他の条件に対応して得られるポーラス金属断面の顕微鏡写真(倍率:2.6倍)である。 [15] micrograph of porous metal section obtained corresponding to the other conditions of the graph of FIG. 13 (magnification: 2.6 times).

【図16】図13のグラフの更に他の条件に対応して得られるポーラス金属断面の顕微鏡写真(倍率:2.6 [16] Furthermore micrograph of porous metal section obtained corresponding to the other conditions of the graph of FIG. 13 (magnification: 2.6
倍)である。 Is twice).

【図17】図13のグラフの更に他の条件に対応して得られるポーラス金属断面の顕微鏡写真(倍率:2.6 [17] Furthermore micrograph of porous metal section obtained corresponding to the other conditions of the graph of FIG. 13 (magnification: 2.6
倍)である。 Is twice).

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

21…るつぼ 22…加熱部 23…混合ガス 24…溶融金属 25…冷却部 26…凝固ポーラス金属線 31a…出発原料 31b…溶融金属 31c…雰囲気 32…るつぼ 33…加熱コイル 34…熱絶縁体 35…熱遮蔽板 36…圧力容器 37…注湯用ロート 38…鋳型 39…冷却部 21 ... Crucible 22 ... heating section 23 ... mixed gas 24 ... molten metal 25 ... cooling unit 26 ... solidified porous metal lines 31a ... starting material 31b ... molten metal 31c ... Atmosphere 32 ... crucible 33 ... heating coil 34 ... heat insulator 35 ... heat shielding plate 36 ... pressure vessel 37 ... pouring funnel 38 ... mold 39 ... cooling unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中嶋 英雄 大阪府高槻市日吉台5−6−40 (72)発明者 野一色 泰晴 神奈川県横浜市金沢区並木2−6−11 (72)発明者 樋口 裕一 大阪府大阪市東住吉区駒川4−2−16 (72)発明者 本津 茂樹 大阪府枚方市村野本町12−25 Fターム(参考) 4C059 AA02 4C060 DD03 DD19 DD29 LL14 4C081 AB03 AC03 BA13 CG01 CG02 CG03 CG05 DA01 DA03 DB03 4C097 AA01 BB01 BB04 CC01 CC03 DD09 DD10 SC03 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of the continuation (72) inventor Hideo Nakajima Osaka Takatsuki Hiyoshidai 5-6-40 (72) inventor Noisshiki Taihare Kanagawa Prefecture Kanazawa-ku, Yokohama Namiki 2-6-11 (72) inventor Yuichi Higuchi Osaka-shi, Osaka Higashi Sumiyoshi-ku, Komagawa 4-2-16 (72) inventor this Tsu Shigeki Hirakata, Osaka Muranohon-cho 12-25 F term (reference) 4C059 AA02 4C060 DD03 DD19 DD29 LL14 4C081 AB03 AC03 BA13 CG01 CG02 CG03 CG05 DA01 DA03 DB03 4C097 AA01 BB01 BB04 CC01 CC03 DD09 DD10 SC03

Claims (16)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 その少なくとも一部に金属部分を含む体内留置用具であって、該金属部分の少なくとも一部がポーラス金属を含む体内留置用具。 1. A indwelling device comprising a metal part on at least a portion, indwelling instrument at least partially containing the porous metal of the metal parts.
  2. 【請求項2】 前記ポーラス金属が異方性のポア(細孔)を有する請求項1に記載の体内留置用具。 Wherein indwelling device of claim 1, wherein the porous metal has pores (pores) of anisotropy.
  3. 【請求項3】 前記ポーラス金属が、ポア方向性を示す最大値/最小値の比(Smax/Smin )で2以上の異方性ポアを有する請求項2に記載の体内留置用具。 Wherein said porous metal, indwelling instrument according to claim 2 having two or more anisotropic pores with a ratio of the maximum value / minimum value indicating the pore direction (Smax / Smin).
  4. 【請求項4】 前記ポーラス金属のポアが、主として開放型ポアである請求項2または3に記載の体内留置用具。 Wherein said porous metal pores, indwelling instrument according to claim 2 or 3 which is predominantly open pore.
  5. 【請求項5】 前記ポーラス金属のポアの方向が一方向に揃っている請求項2〜4のいずれかに記載の体内留置用具。 5. The indwelling instrument according to claim 2, direction of the porous metal pores are aligned in one direction.
  6. 【請求項6】 前記ポーラス金属の方向と直交するポア断面の形状が、ほぼ円形である2〜5のいずれかに記載の体内留置用具。 6. A shape of the pore cross section perpendicular to the direction of the porous metal, indwelling instrument according to any 2-5 is substantially circular.
  7. 【請求項7】 前記ポーラス金属のポアの内表面が、固溶強化層またはセラミック層からなる請求項1〜6のいずれかに記載の体内留置用具。 7. The inner surface of the porous metal of pores, indwelling instrument according to claim 1 comprising a solid-solution strengthening layer or a ceramic layer.
  8. 【請求項8】 前記ポーラス金属のポア内に非金属物質が充填されている請求項1〜6のいずれかに記載の体内留置用具。 8. indwelling instrument according to claim 1, wherein the non-metallic material to the porous metal in the pores are filled.
  9. 【請求項9】 前記非金属物質が、薬剤、生理活性物質、または細胞である請求項8に記載の体内留置用具。 Wherein said non-metallic material, drug, physiologically active substance or indwelling device of claim 8 which is a cell.
  10. 【請求項10】 前記非金属物質が、高分子材料と組み合わされた状態で充填されている請求項8または9に記載の体内留置用具。 Wherein said non-metallic material, indwelling instrument according to claim 8 or 9 is filled in a state combined with the polymeric material.
  11. 【請求項11】 前記ポーラス金属が、金属−ガス法を用いて金属の溶融状態と凝固状態におけるガス原子の溶解度の差を利用して製造される請求項1〜10のいずれかに記載の体内留置用医療用。 Wherein said porous metal, metal - body according to any one of claims 1 to 10 gas method using are prepared by utilizing the difference in solubility of the gas atoms in the molten state and solidified state of the metal for indwelling medical.
  12. 【請求項12】 前記ポーラス金属のポアの内表面が固溶強化層であり、該固溶強化層が、ポーラス金属を製造する工程で該金属原子とガス原子の反応によって形成される請求項11に記載の体内留置用具。 12. a inner surface solid solution strengthening layer of the porous metal of pores, the solid solution strengthening layer, according to claim 11, which is formed by the reaction of the metal atoms and gas atoms in the process of manufacturing a porous metal indwelling tool according to.
  13. 【請求項13】 前記ポーラス金属のポアの内表面がセラミック層であり、該セラミック層が化学的気相堆積法または物理的気相堆積法によって形成される請求項7に記載の体内留置用具。 13. inner surface of the porous metal of pores a ceramic layer, indwelling instrument according to claim 7, wherein the ceramic layer is formed by chemical vapor deposition or physical vapor deposition.
  14. 【請求項14】 前記ポーラス金属のポアの内表面がセラミック層であり、該セラミック層がイオンプランテーション法によって形成される請求項7に記載の体内留置用具。 14. inner surface of the porous metal of pores a ceramic layer, indwelling instrument according to claim 7, wherein the ceramic layer is formed by ion implantation method.
  15. 【請求項15】 前記体内留置用具が人工骨、骨折部固定用プレート、骨折部固定用ネジ、骨折部固定用ワイヤー及び人工歯根から選ばれる硬組織中への留置用具の形態である請求項1〜14のいずれかに記載の体内留置用具。 15. The indwelling implement is artificial bone, fracture fixation plate, fracture fixation screw, according to claim 1 in the form of a placement tool into hard tissue selected from fracture fixation wires and dental implants indwelling tool according to any one of the to 14.
  16. 【請求項16】 前記体内留置用具が、脳動脈瘤結紮用クリップ及び脳動脈瘤内充填用コイルから選ばれる脳動脈内留置用具の形態である請求項1〜14のいずれかに記載の体内留置用具。 16. The indwelling implement is, indwelling according to any one of claims 1 to 14 in the form of a cerebral artery indwelling devices selected from the clip, and cerebral aneurysm in filling coil cerebral aneurysm ligation tool.
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