JP2006523156A - セラミック製造 - Google Patents

Abstract

セラミック体の製造方法であって、セラミック（５２０／５２１）の初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体（５３０）を得る。機械加工未加工セラミック体を燃焼してより完成したセラミック体（５４０）を得ておよび／またはさらに処理して最終完成セラミック体（５５０）を得る。セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材（１００）、または膝人工器官を有する人工回転装置のための部材体（１０１）であってもよい。ジルコニアセラミック体が有利に製造される。

Description

この発明はセラミック体の製造およびセラミック体そのものに関するものである。

優先権請求の範囲の相互参照。この発明はアメリカ特許出願第６０／４５２，７０４号（２００３年３月７日出願）、および第６０／４６３，９２２号（２００３年４月１８日出願）の優先権を主張するものである。アメリカに関しては、ＰＣＴおよび／またはアメリカ法第３５条１１９（ｅ）項、３６３および３６５を主張するものである。上記出願の完全な明細書はここで引用するものである。
アメリカ特許出願第６０／４５２，７０４号 アメリカ特許出願第６０／４６３，９２２号

特定の分野においては、セラミック体は身体内植組織、特に負荷耐久関節内植組織を囲包するものである。主たるまたは修正形態において例えば内植組織は大腿骨膝部材であり、膝内植組織のためのセラミック後部安定化大腿骨部材であり、他の例としては、自然負荷転移を有した対応する脛骨部材に関する大腿骨部材を抑制する回転装置を有したセラミックを含む人工膝内植組織部材である。追加的なセラミック製造も提供できる。

より強くより普遍的なセラミック物品の探求は現在も進行している非常に重要な関心事である。しかし微妙で複雑な形状に適合する充分に強く完成されたセラミック体を提供するには難しい点も有る。この点に鑑みて、高度に望ましい多くのセラミック物品は利用できないままである。

例えば、アルミナ大腿骨膝部材は日本から知られているが、最も基本的な大腿骨内植組織デザインに向けられたものであり、燃焼ブロックを機械加工して製造されるが故に、問題は非常に費用が掛かることである。

進歩したセラミック大腿骨膝部材を提供しようとした試みは明らかに失敗した。大きな強度を必要とするより複雑なセラミック内植組織は当業界には不足している。そのような内植組織の一例としては、膝内植組織のための後部安定化大腿骨部材がある。実際当業者はそのようなものを製造できることについて懐疑的である。アメリカ特許第５，５４９，６８４号を参照されたい。
アメリカ特許第５，５４９，６８４号

そのような困難性は克服するのが望ましい。さらにそうするための効率がよくコストに合った方法を提供するのが望ましい。

注目すべき内植組織提供として、アメリカ特許第５，７６６，２５７号は自然の負荷転移を有した人工的な関節を開示している。一実施例においては関節は膝である。セラミック物質が採用できることを開示してはいるが、関節は金属構造であるのが望ましい。
アメリカ特許第５，７６６，２５７号

例えばその大腿骨部材フレームは鋳物または鍛造コバルト・クロム合金であり、その脛骨部材フレームはチタン合金と超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）のＣｏ−Ｃｒ合金回転装置とベアリングである。２００２年のＺｉｍｍｅｒ社、ＮｅｘＧｅｎ（登録アメリカ特許およびＴｍ．Ｏｆｆ．）システム回転ヒンジ膝デザイン理論を参照されたい。

他のモジュール化をそのような膝内植組織に提供できる。アメリカ特許第６，６２９，９９９号を参照されたい。
アメリカ特許第６，６２９，９９９号

後部安定化大腿骨部材および他の上記した特許の膝内植組織を含む身体の内植組織中へのセラミックの採用は利点があるだろう。例えば、Ｃｏ−Ｃｒ合金中に見られる微量のニッケルにアレルギーを呈する患者もいる。しかもセラミックは硬い関節面を与えるものである。

しかし特に上記したような複雑な膝内植組織部材については、セラミック採用の基本思想のより実務的な応用が必要である。

発明の一般的な要旨。この発明はセラミック体を製造する方法を提供するものである。

この発明の方法にあってはセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を製造する。機械加工未加工セラミック体は燃焼および／または更なる処理に掛けられてより完成されたセラミック体を提供する。

またこの発明は機械加工未加工セラミックでありより完成されたセラミック体であって、上記した方法および／またはある種の特定なセラミックにより製造されるものである。ひとつの可能性として、セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材である。

他の実施例の部材フレームを有した膝人工器官を含んだ人工回転装置のための部材体を形成する方法にあっては、回転装置が揺動可能な雄タイプ部材を有しており、膝人工器官が回転装置に加えて関節丘膝表面を備えた大腿骨部材を有しており、かつメニスカル（ｍｅｎｉｓｃａｌ）関節表面を具えた脛骨部材を有している。

該表面は大腿骨部材の関節丘関節表面と会合する。さらに回転装置容器も具えてあり、該容器は雌タイプ部材を有していて、大腿骨部材は回転装置の雄雌協働により脛骨部材と会合可能である。膝人工器官は解剖学的屈曲と伸張とに加えて回転中における関節丘とメニスカル関節表面相互の解剖学的滑り接触により一般に自然負荷転移能力を有している。

該方法においては、セラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して膝人工器官のための機械加工未加工セラミック部材体を得る。上記したように、機械加工未加工部材体は燃焼および／またはさらなる処理に掛けられて、膝人工器官のためのより完成セラミック部材体を得る。

この発明はさらに機械加工未加工部材体に関するものであり、上記の方法により得られるおよび／またはある種の特殊なセラミックから形成されるより完成セラミック部材体に関するものである。

この発明はセラミック体を提供するのに有用である。この発明により、セラミック製造技術が独特で高効率の方法により発展される。特に精密で複雑な形状に適合する強くて完成したセラミック体が得られる。例えば、従来当業界で知られていなかった大きな強度を具えたセラミック後部安定化大腿骨膝部材が得られるのである。

複雑および簡単な他のセラミック身体内植組織または内植組織部材が得られる。これには他のタイプの大腿骨膝内植組織部材、単一・多片単房室関節整列装置、足首関節含関節丘部材、大腿骨ヘッドボール、上腕肩半球などが含まれる。

これにより上記したような膝などの複雑な内植組織にセラミックを採用する基本思想のより実務的な応用が提供されるのである。特に膝を含む回転装置中の強くて完成した精密で複雑な形状に適合する部材が利用可能となる。大腿骨および／または脛骨部材のためのジルコニアセラミックからなる膝人工器官を含む人工回転装置のための部材体が有利に提供されるのである。ギアや流量制御部材などの他のタイプのセラミック体も利用可能になる。ジルコニアセラミック体も有利に提供される。

以下添付の図面によりさらに詳しくこの発明を説明する。

この発明の実施においては一般に、セラミックの初期の未加工体を用意して、該未加工体を機械加工することによりセラミック体を形成する。該機械加工セラミック体は燃焼および／またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得る。

ある実施例では、１以上の部分から膝関節内植組織の１以上の部材はセラミックから形成されている。好ましくは少なくとも関節丘関節表面を具えた少なくとも基本の大腿骨部材はセラミックから形成されている。一般にセラミック関節丘関節表面は超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）からなる対応する脛骨トレイライナー（ｔｒａｙ ｌｉｎｅｒ）と関節連結している。大腿骨および脛骨部材の他の部分はセラミックから形成されているかセラミックを含んでいる。

他の実施例では、種々の物品が製造され、それらはセラミックを含んでいる。

セラミックは適宜なタイプでよい。「Ａ」〜「Ｚ」からのセラミックと言われるものは、アルミナからジルコニアおよびこれらの混合物である。代表的なセラミックはＡｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列要素、Ａｃ、アクチニド系列要素、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂおよび／またはＴａなどのホウ酸化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ酸塩などである。

セラミックは強化できる。例えばアルミナは公知のように強化アルミナである。セラミックはジルコニアセラミックであるのが望ましい。セラミックは安定化でき、いかなる安定化剤でもいかなる適量で存在できる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に部分的に安定化ジルコニア（ＰＳＺ）であり、これは安定化ジルコニアセラミックである。例えば約３〜３．５重量％酸化マグネシウムであるかまたは４〜５重量％の酸化イットリウムである。またジルコニアセラミックはスパンまたは四辺形および／または立体相から選ばれる相で存在する。ＰＳＺセラミックからは、酸化マグネシウム安定化変換強化ジルコニア（Ｍｇ−ＴＴＺ）であって、これはほぼ３〜３．５重量％の酸化マグネシウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。または酸化イットリウム四辺形ジルコニア多結晶（Ｙ−ＴＺＰ）であり、ほぼ３モル％の酸化イットリウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。図１を参照。

完成セラミックは他の物質を含有することもできる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に少量の（例えば約２重量％の）ハフニア（ｈａｆｎｉａ）セラミック物質を含んでおり、これはＨｆが自然界でＺｒと一緒に発見されかつＺｒから除くことが難しいという事情による。しかしこれはしばしば有害ではない。

好ましくはセラミックはＭｇ−ＴＴＺであり、含むのはそのよき硬さと単斜晶系相への熱および／または水誘発反転への優れた耐久性の理由の故である。例えばアルミナＹ−ＴＺＰおよびＭｇ−ＴＴＺは次のように形成できる。燃焼後の強度：Ｙ−ＴＺＰ＞Ｍｇ−ＴＴＺ＞アルミナ。オートクレーブ後の強度：Ｍｇ−ＴＴＺ＞アルミナ＞Ｙ−ＴＺＰ。

これらのセラミックに任意の強度数を付与すると次のようになる。燃焼後：Ｙ−ＴＺＰ（１５０）；Ｍｇ−ＴＴＺ（１２５）；アルミナ（１００）：オートクレーブ後：Ｍｇ−ＴＴＺ（１２５）；アルミナ（９５）；Ｙ−ＴＺＰ（５０）。

Ｍｇ−ＴＴＺは熱湯のガラス器内（ｉｎ ｖｉｔｒｏ）活動によっては単斜晶系相には反転せず、水によっては劣化したり攻撃はされないのである。生体内使用でアルミナおよびＹ−ＴＺＰ内移植大腿骨ヒップボールについては損耗に関して下記が観察されている。１〜４年での回収ではＹ−ＴＺＰはアルミナより良い。５〜８年回収ではＹ−ＴＺＰとアルミナはほぼ同じ。９〜１０年回収ではアルミナがＹ−ＴＺＰより良い。

したがって生体内では、例えば大腿骨ヒップボールとして内移植されてきたことが知られているＭｇ−ＴＴＺはアルミナよりより良い短および／または長期間にわたる長持ちを呈し、かつＹ−ＴＺＰより長期間にわたる長持ちを呈することが観察される。

セラミック体はまずミクロ粉体および／またはナノ粉体から形成するのが望ましい。例えばジルコニアセラミックは約０．５ミクロン（μｍ）〜１０μｍ断面を有した単斜晶系ジルコニア粉体から形成され、またミクロ粉体としては約１ナノメーター（ｎｍ）〜５００ｎｍ断面であり、ナノ粉体としてはミクロ粉体またはナノ粉体が約２〜５重量％の酸化マグネシウムを安定剤として含んでいる。ジルコニア粉体はミクロ粉体としては約１〜２μｍ断面を、ナノ粉体としては約１５ｎｍ〜４５０ｎｍ断面を有するのが望ましく、かつ約３．１〜３．４重量％の酸化マグネシウムを含むのが望ましい。

セラミックの初期未加工体は適宜な処理方法により準備される。初期未加工体の形成には加圧成形が望ましく、実質的には冷間等方圧加工技術（ＣＩＰ）による。粉化されたセラミック材料は高圧プレスの空所内に供給され、初期の未加工体中に圧力下で形成される。必要または望ましければバインダーも使用される。ミクロ粉体またはより大きいサイズの場合には、一般にはバインダーはセラミック粉と一緒に使用される。ナノ粉体の初期未加工体のためにバインダーが必要でないこともある。

セラミックの初期未加工体は適宜な密度を持つようにされる。一般に該密度はセラミックの理論的密度の少なくとも約２０％である。該密度は理論的密度の少なくとも約３０％が望ましく、より望ましくは少なくとも約５０％である。小さい粉体を使用すればより高い理論的密度が得られ他ではだめであると考える向きもあるだろうが、材料による（しかしナノ粉体はより大きな粉体よりはよく焼結できる）。高理論的密度は高圧などにより得られる。

初期未加工体はいかなる適宜な形状でも形成され得る。便利な形状としては筒状、四面体、三角錐プリズム、矩形または立体ブロック、正五角形プリズムなどがある。セラミックの初期未加工体は矩形または立方体ブロックであるのが望ましい。

機械加工のためにある種の初期未加工体は生のままでプレスされるが、他のものはビスク（ｂｉｓｑｕｅ：締焼状態の磁器）を得るには加熱を必要とし、これが初期未加工体の形態であると考えられる。ジルコニアナノ粉体などのセラミック粉体は生で加圧状態で機械加工される。Ｍｇ−ＴＴＺへの変換のためのミクロ粉体などのセラミック粉体はビスクにされる。

ビスクを形成するのに必要とされる加熱は穏やかなものと考えられる。例えば、ジルコニアミクロ粉体は約１００〜１０００または１１００℃またはそれ以上の温度で約１〜１０時間でビスクにされる。

この発明の実施に際しては、初期未加工体が機械加工される。該未加工は手動、レース、ドリル、切断など適宜な方法で行われるが、多軸精密切断またはツーリング機械、例えばコンピューター数値制御（ＣＮＣ）マシンで行なうのが望ましい。

一般に機械加工中の温度は周辺温度でよい。機械加工未加工セラミック体はいかなる形状でもよいが、完成セラミック体の形状に類似した前駆形状であるのが望ましい。この点この発明は、もし最少の変形で完成セラミックがそれから形成されるのなら、機械加工セラミック体が複雑な形状を帯びることが可能である、という顕著な利点を有している。

特に修正大腿骨膝内植組織部材を含む膝のための大腿骨部材のような非対称で複雑な形状が容易に得られるのである。外科内植組織の分野における他の複雑な形状としては、膝関節内植組織脛骨部材、１個以上の片の単房室膝関節整列装置、足首関節内植組織部材、脊椎部材、一時的下顎関節内植組織などがある。

勿論機械加工未加工体としては他のものも製造可能であり、そのような外科的内植組織としてはヒップ大腿骨ヘッド、肩上腕骨半球体などがある。また前駆体中に形成されるいかなるトラニオン受容孔も含むことが可能であり、機械加工未加工体は非中断ボールまたは平坦切頭ボール（非中断半球体）、つまりＣ−インフィニテイ（ｉｎｆｉｎｉｔｙ）ポイントグループよりは対称性が少ない。ヒップ大腿骨およびトラニオン受容テーパー切頭フラストコニカル（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ）孔を具えた肩上腕骨ヘッド、またはＣ−インフィニテイより非対称性の形状が含まれる。

その他の例としては、大腿骨部材および／またはその回転装置および／または挿入可能なスパイク、脛骨部材トレイおよび／または挿入可能なスパイクなどが容易に得られる。

完成セラミック体の前駆体としての機械加工未加工セラミック体は完成セラミック体よりも適宜大きくてもよい。一般的には機械加工未加工セラミック体の密度および完成セラミック体の密度に応じて、機械加工未加工セラミック体は１．５〜８０％、多くの場合約１０〜３０％ほど対応する完成セラミック体より大きくてもよい。

特にジルコニアセラミックとＭｇ−ＴＴＺについては、ミクロ粉体から形成された機械加工未加工体に対するより完成セラミックのサイズ減少は完成セラミック体のサイズより約１５〜２５％（約１６〜２３％を含む）少ない。換言すると、機械加工未加工体の調整サイズに基づいた１８％サイズ減少完成セラミックは完成セラミック体の調整サイズに対して約１２２％サイズ増加機械加工未加工体に等しいと考えられる。つまり関係（Ｉ）が得られるのである。

例えば、機械加工未加工体から２０％サイズ減少された完成セラミック体は完成セラミック体より１．２５倍大きな（１２５％）機械加工未加工体から形成される。

より完成されたセラミック体が得られるのが望ましい。これを達成するには、少なくとも１回の加熱ステップを必要とする。機械加工未加工体の燃焼によってより完成したセラミック体が得られる。この燃焼は適宜な温度、例えば約１０００〜３０００℃の範囲、で適宜な時間行われる。 セラミック体内の燃焼温度に至る温度傾斜が望ましく、約１．５〜２０℃／分である。

燃焼片の焼鈍は燃焼の直後に適宜な温度、例えば約７００〜１８００℃の範囲、で適宜な時間行なう。

さらなるセラミック処理としては熱間等方圧加工法（ＨＩＰ）があり、ある種のセラミックには望ましく適切である。そのような処理の実施については当業者公知である。勿論いかなるセラミックについても細部は異なる。

例えば、Ｍｇ−ＴＴＺより完成したセラミック体は大きな機械加工未加工体をオーブン中において約１６００〜１９００℃の範囲（好ましくは１７００〜１８００℃）で約１〜４時間（約２〜３時間）燃焼することにより形成される。傾斜温度は燃焼温度に至り、室温から燃焼温度に適宜な速度（約１〜２℃／分）で増加する。

そのような燃焼の後、加熱状態を保ったままで燃焼温度から徐々に冷却することにより焼鈍を行なうのが望ましい。つまり２００〜５００℃から例えば燃焼温度より３５０℃下までセラミック体の温度を徐々に低減する。ついで１〜３時間（例えば２時間）セラミック体を焼鈍温度に保つ。焼鈍温度からの約室温までの冷却は適宜な速度で行われ、例えばランピング速度と等しくてよいが逆になる。

これによりより完成したＭｇ−ＴＴＺセラミック体が得られ、該セラミック体は一般に理論的またはそれに近い密度を有している。かくして燃焼・焼鈍されたＭｇ−ＴＴＺセラミック体が必要とされ、それ以上のＨＩＰなどの加熱処理は不要となる。

Ｙ−ＴＺＰより完成したセラミック体は、ミクロ粉体から形成された部材についてはより大なる機械加工未加工体をオーブン中で約１３００〜１５００℃で、またはナノ粉体から形成された部材については約１１００〜１３００℃で、燃焼することにより得ることができる。

ランピング、焼鈍および冷却工程は一般にＭｇ−ＴＴＺセラミックについてのものと同様である。しかし熱処理温度までの冷却は約７〜１０℃／分にすると有利である。最後にアルゴンまたは窒素、例えばアルゴン下でのＨＩＰ処理は約１０００〜３０００ポンド／（インチ）³（ｐｓｉ）圧力で（約７０．３６９５８〜２１１．１０８７４ｋｇ／ｃｍ²）１０００〜２０００℃の温度で、約４〜２４時間、最終冷却は室温、のサイクル時間である。完成セラミック体は無機および有機物質がなくて、理論的密度またはそれに近づく。

適宜なキルン（ｋｉｌｎ）詰め物を使うこともあり、部材の重要でない部分に配置される。例えば大腿骨膝関節内植組織部材は、右側を上にして配置されてその関節連結される関節丘表面に燃焼中接触するよりは、骨内植組織インターフェイスを形成する人工器官の部分に接触するキルン詰め物のキルン中に上下逆さに配置される。

完成セラミック部分と部材は密な材料である。一般に、完成セラミックは理論的密度の少なくとも約９０％であるか、または少なくとも約９５、９６、９７、９８、９９％である。完成セラミックの密度は理論的密度またはそれに近いことが望ましい。

より完成したセラミック膝体は必要に応じてさらに処理されることがあるが、一般にさして重要なものではなく、特にそうでなければ燃焼セラミックブロックを機械加工することから最終的な形状を得るのに必要なものに比べてたいしたものではない。研摩および／または若干の研削がより完成したセラミック体に施される一般的な機械的仕上げである。

タンタル蒸着または水酸化リン灰石コーティングを骨インターフェイス表面に施して骨の内部成長を生じさせることができる。人間または動物主体に内移植するための種々の完成セラミック体は公知の方法で清浄・無菌化できる。

そのような手順を図２、１１においてまとめると次のようになる。

ステップ１：単斜晶粉体１０をゴムボール中空型１８に加える。ステップ２：充填された型１８をＣＩＰプレス１９中に配置する。ステップ３：プレス１９を励動して初期未加工体、例えば未加工ブロック５２０を得る。ステップ４：必要なら未加工ブロック５２０をビスク化してビスク化未加工ブロック５２１を得る。ステップ５：未加工ブロック５２１（またはビスク化を行わない場合は５２０）を例えばＣＮＣ機により機械加工して機械加工未加工セラミック体５３０を得る。

ステップ６：機械加工未加工セラミック体５３０を適宜なキルン３９中のキルン詰め物３８上に配置する。ステップ７：キルン３９を加熱して前駆セラミック体５３０を燃焼してより完成したセラミック体５４０を得る。

ステップ８：より完成したセラミック体５４０を、例えば人工器官としての内移植のためならば、例えば関節または支持表面を研磨によるかおよび／または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）ブッシュ、ライナーまたは所望のものなどの挿入物の挿入のための準備によるかおよび／または無菌化によるかによりさらに人工器官として内移植するなどで処理して、最終的に完成したセラミック体５５０を得る。

完成セラミックは強く強靭な材料である。完成セラミック体は円滑で関節連結しているセラミック表面を有した外科内植組織を包絡しているのが望ましい。

完成セラミックは光伝導性である。この発明のある種のセラミック膝内植組織部材は、青い光を内植組織を通して骨ストックおよび内植組織リバースと接触するセメントへの照明の使用により、外科セメントのより迅速なセットを与えることができる。かくして治療・手術時間が低減でき、インターフェイスを内移植するより安定な骨が得られる。

完成セラミック膝内植組織部材は金属からなる対応部分および部材と同じサイズにできる。必要なら若干大きいものとしてもよい。

以上および特に図２〜８に鑑みて、機械加工未加工セラミック体５３０およびより完成したセラミック体５４０および最終完成セラミック体５５０は後部安定化膝に大腿骨部材１００として実施できる。最終完成物品として後部安定化膝のための単片のセラミックである大腿骨部材１００はフレーム１０１を有しており、該フレームは側壁１０２、上部１０３Ｔ、凹部１０４Ｒを具えた末端関節丘フランジ１０４、後部フランジ１０５、前部フランジ１０６を有している。

内側を向いた骨内部成長向上および／またはセメント粘着表面１０９（多孔粗面などのような）は基端側で奥方向を向いており、バンプ１０９Ｂを有している。ポリメチル・メタクリレートまたは他の外科セメントを有利に使用することもできる。隆起部１０９Ｒがフレーム１０１とフランジ１０４，１０５、１０６を画定・強化している。サギタル（ｓａｇｇｉｔａｌ）面内で定常な曲率半径を有する一般に凸状の大腿骨関節丘表面１１０は下側中間関節丘１１１、下側側方関節丘１１２、後部中間関節丘１１３、後部側方関節丘１１４を有しており、かつ前部中間関節丘１１５、前部側方関節丘１１６を有しているものと考えられる。

表面側の前部フランジ１０６は滑車状の表面１１７が設けられており、その上には天然または人工皿状部、つまり膝キャップが載っている。一般に関節丘および滑車状表面１１０〜１１７は円滑であり例えばダイアモンド砂または塵を使って高度に研摩されている。内関節丘ノッチ１１８が形成されている。後部ストッパー１３５によりさらなる安全化が与えられており、該ストッパーは当業界周知のように脛骨トレイライナーから立ち上がる対応する部材（図示せず）に接触している。

図９について、図９Ａは最終完成セラミック体５５０を示しており、それは膝内植組織のためのモジュール大腿骨部材１００Ｍとして実施されている。該セラミック体は側壁１０２、孔１０３ＴＨを具えた上部１０３Ｔ、末端関節丘フランジ（図示せず）、後部フランジ１０５および前部フランジ１０６を具えた単片セラミックフレーム１０１を有している。

サギタル面内で定常曲率半径の凸状形状の大腿骨関節丘表面１１０は下部中間関節丘１１１、下部側方関節丘（図示せず）、後部中間関節丘１１３、後部側方関節丘（図示せず）を有しており、かつ前部中間関節丘１１５、前部側方関節丘（図示せず）を有しているものと考えられる。

前部フランジ１０６の表面側には滑車状表面が設けられており、その上には天然または人工の膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ１１８が存在している。

金属またはセラミック（または他の適宜な材料）大腿骨ストック挿入ステム３７によりさらなるモジュール安定化が得られる。該ステムはネジ３９および／またはワッシャー３７Ｗにより固定できる。これに代えて、またはこれに加えて、金属またはセラミック（または他の適宜な材料）後部安定化ストッパーロッド１３５を後部安定化ストッパーロッドを収容するフレーム１０１中の孔１３５Ｈ中に挿入できる。これによりロッド１３５がノッチ１１８を横断する。図３〜８参照。

図９Ｂｉ、９Ｂｉｉに最終完成セラミック体５５０を示す。該セラミック体は単片単房室膝スペーサー装置１００Ｕとして実施されている。該装置はセラミックフレーム体１０１、関節表面１１０、前部前尖１４０Ａ、後部前尖１４０Ｐを有している。アメリカ特許第６，２０６，９２７号参照。
アメリカ特許第６，２０６，９２７号

図９Ｃｉ、９Ｃｉｉ、９Ｃｉｉｉに最終完成セラミック体５５０を示す。該セラミック体は二片単房室関節整列装置１００ＵＵとして実施されており、下部セラミックフレーム体１０１Ｌ、上部セラミックフレーム体１０１Ｕ、下部関節表面１１０Ｌ、中間滑動表面１１０Ｓ、上部関節表面１１０Ｕ、第１の下部ローブ１４１Ｌ、内移植されたときには前部に配置される第１の上部ローブ１４１Ｕ、第２の下部ローブ１４２Ｌ、内移植されたときには後部に配置される第２の上部ローブ１４２Ｕ、係合脚柱１４３Ｐ、係合ポスト収容溝１４３Ｔを有している。アメリカ特許出願第１０／７１７，１０４号参照。
アメリカ特許出願第１０／７１７，１０４号

図９Ｄに関節表面１１０ＴＭを具えたセラミック一時的下顎骨関節内植組織１００ＴＭ／５５０を示す。内植組織１００ＴＭはカップ状であって、切除した顎を載せるものである。

図１０に工業用部材として実施された最終完成セラミック体５４０／５５０を示す。例として図１０Ａにはセラミックジャーナル軸受１００Ｊが、図１０Ｂにはセラミック流量制御装置１００Ｆが示されており、制御ケース１００ＦＨ、配管１００ＦＰ、弁１００ＦＶ、制御ケースを具えている。図１０Ｃに１組のギア１００Ｇを示す。図１０Ｄにプーリ１００Ｐを示す。

図１１〜３７にギングリモス（ｇｉｎｇｌｙｍｏｕｓ）関節内植組織のための最終完成セラミック体５５０の他の実施例を示す。

図１１〜２４に天然負荷転移を具えた回転膝関節のための部材１０００を示す、該部材は大腿骨部材１００と脛骨部材２００とを有している。

図２５、２６、２７Ａ、２７Ｂに一時的大腿骨部材および／または図１２〜２０に示すような膝内植組織の大腿骨部材１００のためのドリルジグを示す。

図２８〜３７にモジュール膝関節内植組織を示す。該膝関節内植組織は関節または内植組織が第１の構造中に内移植されているモジュール方式であって、関節または内植組織は内移植されたままであり、第２の構造に変更できる。

これらの図を考察すると以下のことが注目される。

大腿骨部材１００は大腿骨部材フレーム１０１を有しており、該フレームは単片セラミック構造である。フレーム１０１は側壁１０２、上部分１０３Ｕと下部分１０３Ｌおよび／またはネジ３６を受けるべく形成された孔１０３Ｈを具えた前壁１０３、孔１０３ＴＨと支持フランジ１０３Ｆを具えた頂部１０３Ｔを有しており、該フランジは下に挿入可能な中間大腿骨スパイク３７を収容しており、該スパイク３７は箱状モジュール３０の一部であり、該モジュールは側壁３２、上部分３４Ｕと下部分３４Ｌと頂部３３を具えた前壁３４とを有している。該頂部は壁１０２、１０３、１０３Ｕ、１０３Ｌ、頂部１０３Ｔに近接会合し、および／または孔３４Ｈを有しており、これを通ってネジ３６は孔１０３Ｈに至り、またはＣｒ−Ｃｏ合金からなるスパイク３７は金属ワッシャー３７Ｗにより固定され、収容ネジ３９のためにネジ山を切ったネジ収容孔３８を有しており、該ネジは箱状モジュール回転装置３５０を固定している。

フレーム１０１はまた末端関節丘フランジ１０４、後部フランジ１０５、前部フランジ１０６、１０７Ａをステム容器１０７Ｒに別個に添加できネジ１０７Ｓにより固定できる大腿骨ストック挿入ステム１０７、一体回転装置１５０のための壁孔１０８を有している。一緒に使われる大腿骨損失増加１０４Ａ、１０５Ａおよび別個に使われる１０４ＡＳ、１０５ＡＳはセラミックまたはチタンまたはカーボンファイバーなどの材料から形成され、タンタル蒸着によりコーティングされる。

多孔または粗面である内向き骨内部成長向上表面１０９は基端奥方向に向かい、該表面１０９は当業界周知のタンタル蒸着技術によるコーティングでセラミックフレーム１０１を有している。凸状形状でありサギタル面内で定常曲率半径である大腿骨関節丘表面１１０は下部中間関節丘１１１、下部側方関節丘１１２、後部中間関節丘１１３、後部側方関節丘１１４を有しており、かつ前部中間関節丘１１５、前部側方関節丘１１６を有していると考えられる。

前と同様に、前部フランジ１０６の表面側には滑車状表面１１７が設けられており、該表面上には天然または人工膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ１１８またはモジュール回転装置３５０および／またはモジュールスパイク３０／３７の挿入のための下部挿入可能モジュールケース３０１が形成されている。

一般に関節表面である関節丘および滑車状表面１１０〜１１７は平滑で高度に研摩されている。関節丘裏打ち大腿骨スパイク１２７も設けられている。回転装置１５０、３５０も設けられている。

実質的にはセラミックであるが好ましくはＣｏ−Ｃｒ合金などの金属である回転装置１５０はＵＨＭＷＰＥボックス挿入物１５０Ｂにより包絡され、回転体孔１５２、モールス（Ｍｏｒｓｅ）テーパー収容カップからなるテーパーピン容器１５３、パンチピン孔１５４を具えた回転体１５１を有している。軸プラグ１５５Ｐにより固定された軸１５５は孔１５２を貫通してＵＨＭＷＰＥのラジアルブッシュ１５６を貫通している。該ブッシュは軸孔１５７、壁孔１０８にきっちりと嵌合する挿入肩部１５８、部材スペース肩部１５９を有している。

回転装置１５０は高研磨テーパーピン１６０を有しており、該ピンは筒状軸１６１、人工器官１０００の外科内移植中に詮索具により容器１５３からピン１６０を引き出す抜出し溝１６２、引出し制約パンチピン錠止溝１６３、カップ１５３中にピン１６０を固定するモールステーパーからなるテーパー錠止チップ１６４を有している。

ピン１６０が固定されると、引出し制約および／または回転制約パンチピン１６５の孔１５４および溝１６３内への挿入・嵌合によりセットされる。モジュールテーパーピン１６０の代りとして好ましくはモールステーパー１６４に関連してネジ１６６があってもよい。

回転装置３５０は完全にモジュールであって、モジュールケース３０１中に下側に挿入可能であり、該ケースは好ましくはその壁１０２に適応し、該壁は例えば約１．５〜２．０度テーパー２Ｘのブラウン・シャープ（Ｂｒｏｗｎｅ ＆ Ｓｈａｒｐｅ）テーパを有しているか、または追加の部材３０としてスパイク３７を具えたボックス状モジュールにより与えられる同様のケースを有しており、Ｃｏ−Ｃｒ合金から形成され、かつ揺動可能な垂下雄タイプ部分を側壁３２を具えたケース３１中に有している。制約ブラウン・シャープテーパー３２Ｘは約１．６〜２．１度であり、選択的な上壁３３は上孔３３ＴＨと前壁３４を有している。

側壁５２中の孔５２はヒンジピン（軸）５５を収容する。軸承ブロック（回転体）５１は孔５２の方向に沿って延在する孔５２Ａ、平滑な壁を具えモールステーパーで傾斜しおよび／またはネジ５６を具えたテーパーピンカップ５３、パンチピン孔５４を有している。テーパーピン６１はカップ５３中に挿入され、パンチピン６５および／またはネジ６６により固定される。回転装置３５０は、一体片である部材５１、６１を有することにより、単片垂下雄タイプ部分を有して形成されている。

アメリカ合衆国食料・薬品省（ＦＤＡ）プロトコルに応じると、セラミック大腿骨膝部材１００は後部関節丘に対して少なくとも約１５００ポンド（１ｂｓ．）（約０．６８０３８８５６メトリックトン）、少なくとも２０００ポンド（約０．９０７１８４７５メトリックトン）、少なくとも約２５００ポンド（約１．１３３９８０９メトリックトン）の強度を有している。図４テスト矢印１０５Ｔ、実験例１参照。

一時的または試行大腿骨部材１００Ｔおよび／または大腿骨部材１００のためのドリルジグ１００ＤＪはこの発明のセラミックから形成される。糊付け部材１００Ｓ（「ヒンジ」）およびオーグメント（ａｕｇｍｅｎｔ）一時的または試行部材１００ＡＴは部材１００Ｔと一緒に使用される。

脛骨部材２００は脛骨部材フレーム２０１を有しており、該脛骨部材フレームは脛骨トレイ２０２、蟻継ぎ線型挿入レイル２０３、線型停止ランプまたは回転安全ストッパー２０４、中央ストッパー２０４Ｃ、特に複捕捉ロックメカニズム２０４Ｘの部分なら、骨締結ネジ２０６が挿入されるネジ孔２０５、ネジ付きの別個のステム２０７Ｑを与えることによりネジ付き収容カップ２０７Ｃ中に下方挿入可能なステム２０７、または上部ネジ付きヘッドを具えた別個のステム２０７Ｑを与えることにより部材フレーム２０１の内移植後でもネジ付き貫通孔２０７Ｈに下方に挿入可能な、末端テーパー２０７Ｔを有した、多数の（例えば３個の）末端リブ付き溝２０８および／または多数の（例えば２個）下側フランジ２０８Ｆ、および下方を向いた骨内部成長向上表面２０９を有している。

脛骨関節表面２１０は関節丘表面１１０の凸形状に相補する凹面形状であって、上部中間関節表面２１１と中間ローブ２１３と側方ローブ２１４上の上部側方関節表面２１２を有している。

各ローブの下側にはレール２０３に沿って滑動するための蟻継ぎ溝２１５、ローブスパニング部分２１６、ストッパー２０４，２０４Ｃと協働して錠止するためのノッチ２１７、ノッチ１１８と同様な内関節丘ノッチ２１８が有る。ランプ２１９はストッパー２０４上に容易に装備できるように形成されている。そのような要素２００−２１９はＵＨＭＷＰＥなどの適宜材料からなる別個の脛骨トレイライナー２２０上に配置されている。

回転装置容器２５０は筒状カップ２５１であって、該カップは頂部肩凹部２５２を有している。例えばＵＨＭＷＰＥからなる回転装置容器ライナー２６０は容器２５０とそのカップ２５１中に挿入されて、それ自身テーパーピン６０、１６０を収容する。

ライナー２６０はテーパーピン収容カップ２６１、凹部２５２に嵌合する肩部２６２、拡大中の吸収して消された体液の退出および内移植された関節１０００の屈曲および結果としてのライナーカップ２６１中にきっちりと嵌合ししかしかも可動であるテーパーピン６０、１６０の上下運動を可能とする多数（例えば２〜４個）の内側軸方向指向溝２６３、両者間の密な嵌合である容器２５０へのライナー２６０の挿入中に液体および／またはガスの逃げを可能とする外部軸方向指向流体逃げ形状（溝または孔）２６４を有している。肩部ベベル角Ａ９ａ，Ａ９ｂはそれぞれ例えば９０度および１１８度である。

脛骨ブロック増大は例えば完全増大２００Ｆまたは部分増大２００Ｐである。以下の表はＺｉｍｍｅｒ社から入手できる増大を示すものである。

当業者はＲＨＫ完全脛骨ブロック増大２００ＡはＲＨＫ脛骨ベース板と一緒でのみ使用できることを評価するであろう。

膝内植組織１０００は天然負荷転移を有している。であるから注目される関節運動に加えて、膝は約９０％以上または９５％以上の関節丘を通る負荷を支持している。アメリカ特許第５，７６６，２５７号および第６，６２９，９９９号参照。

図３８にジルコニアセラミック、例えばＭｇ−ＴＴＺセラミック、十字形保持大腿骨部材内植組織１００ＣＲ／５５０を示す。アルミナなどの他のセラミックも好ましくはないが使用できる。図２−８のように、部材の骨インターフェイス側上のワッフルバンプ形状に注目。

他のそれらを有する内植組織のように、これは部材の骨インターフェイス側上の粗面に加えて外科セメントにグリップを与える。よりよいセメント結合を与えるのに加えて、部材の骨インターフェイス側上の隆起部が内植組織を強化する助けとなる点に注目のこと。内植組織１００ＣＲは側部および中間下部および後部関節丘間に平滑な関節丘１１０を有しているが、ボックスまたは他の構造は有していない。平滑な皿状トラック関節表面１１７は関節丘間に存在し、特に側方および中間前部関節丘間に存在する。

図３９にセラミック、例えばジルコニアセラミック、Ｍｇ−ＴＴＺセラミック、単房室大腿骨膝部材内植組織１００ＵＫ／５５０、を示す。図２−８において、ワッフルバンプ形状および隆起部を注目のこと。内植組織１００ＵＫはまた平滑な関節丘１１０を有している。

図４０にセラミック、例えばジルコニアセラミック、Ｍｇ−ＴＴＺセラミック、皿状大腿骨関節内植組織１００ＰＦ／５００を示す。それは平滑な関節表面１１０と平滑な皿状トラック関節表面１１７を有している。下部隆起部に注目のこと。下部表面上にも粗面を設けることができる。切除大腿骨ストック上のセメント中に載せる前部下部位置中の骨インターフェイス下部表面には脚柱が設けられている。

図４１に脊椎の隣接する対面脊椎骨間に設けられたセラミック、例えばジルコニアセラミック、脊椎骨キャップユニット１００ＶＣ／５５０を示す。これは平滑球状部分関節表面１１０を有している。これらは頸部、胸部または腰部に内移植されるもので、デイスク不全があるときに骨溶解の代わりに例えば胸部中で脊椎骨本体をカバーする９番および１０番脊椎骨間に内移植される。これは脊椎柔軟性にディスク不全選択を確保する。

一実施例では、脊椎骨カップユニット部材は切除骨上のキャップの骨インターフェイス表面中のカップ装置を貫通して設けられる。他の実施例では、部材は脚柱の助けを借りて切除骨中に設けられる。外科セメントを使用できる。勿論適宜な金属などの他の材料を使ってこれらの脊椎骨キャップユニットを形成することもできる。

図４２にセラミック、例えばジルコニアセラミックやＭｇ−ＴＴＺセラミック足首関節ユニットを示す。該ユニットは距骨キャップ内植組織１００ＡＪおよび脛骨トレイ内植組織２００ＡＪ（ＵＨＭＷＰＥトレイライナー、図示せず）を有している。距骨キャップ１００ＡＪは関節表面１１０を有しており、該表面は半関節形成中の天然組織または全関節交換関節形成中のトレイライナーと関節連結しており、かつ一時的下顎骨関節１００ＴＭＪ（図９Ｄ）、脊椎キャップユニット１００ＶＣ（図４１Ａ）などとともに切除骨の切り株上に載置されるカップである。

脛骨トレイ内植組織２００ＡＪは適宜な金属またはセラミックでさえもあり、骨髄間スパイクと関節表面を具えたライナーを収容保持するカップとを有している。

この発明においてはその他種々の実施例がある。例えば、手および足指関節内植組織もセラミックで与えられ、指、親指、爪先特に足親指などがある。そのような内植組織は、例えば足親指の場合には、金属トレイおよび当業者公知である適宜な全金属構造の代りに関節表面を具えた取付け可能セラミックトレイを具えた骨髄間スパイクなどを有している。以下に実験例を示す。

実験例１。バインダーと一緒の約３％酸化マグネシウムジルコニア単斜晶１〜２μｍミクロ粉体上へのＣＩＰ実行によりＭｇ−ＴＴＺ後部安定化大腿骨膝関節内植組織部材の完成体が始められ、ビスクにより直角３−１／２−インチｘ４−インチｘ４−インチブロックを得た。該ブロックのＣＮＣ機械加工により未加工機械加工体１２１．９５％を得た。該セラミック体は標準サイズ関節丘を具えた後部安定化大腿骨膝部材の前駆体としての意図されたより完成したセラミックのサイズであった。

該前駆体は燃焼Ｍｇ−ＴＴＺキルン詰物上のその関節丘とともにオーブン中に配置され、該オーブンは室温から１７２５〜１７７５℃の燃焼温度まで約１〜２℃／分の速度で昇温された。

燃焼は２〜３時間行われた。爾後、温度は約１３４０℃の焼鈍温度まで約５℃／分の速度で低減された。焼鈍は約２時間行われた。焼鈍セラミックは約５℃／分の速度で室温まで冷却されて、強度のより完成した後部安定化内植組織を得た。図２〜８参照。

該より完成したセラミック膝大腿骨部材はダイアモンド砂研摩でその反対側を粗面化する。その関節表面はダイアモンド塵で研摩する。セラミック膝内植組織は表面活性剤を有した液体浴中に浸漬し音波攪拌により清浄化される。安定化は放射および／または酸化エチレンにより行う。

上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化膝大腿骨部材１００（図２〜８）は、デモンストレーションモデルとして示される。デモンストレーションでは部材１００が壁に向けて衝撃を与えるべく部屋を超えたかたい床の上に投げられた。観衆は他のセラミック膝内植組織の粉砕が床に落下しないだけでなくデモンストレーション部材１００が無傷であったのを見て狼狽した。

上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化部材１００（図２〜８）は、個別にジグ中に配置してＦＤＡが対応する金属部材のテストを要求する方向に対応するテスト矢印１０５Ｔ（図４）に沿って後部フランジ１０５に応力を印加することにより、テストされた。

壁／頂部１０２／１０３について約１．７ｍｍの厚さの第１のセラミック部材は、約１０００ポンド（約０．４５３５９２４メトリックトン相当）の力が印加されたときに、破壊しなかった。そこで部材は６５０〜５５０ポンド（約０．２９４８５３１〜０．２４９４７５８メトリックトン）および６５０〜７５０ポンド（約０．２９４８５３１〜０．３４０１９４３メトリックトン）で１５−Ｈｚ疲労応力に２００，０００回掛けられたが、破壊はなかった。

部材は約２２５０ポンド（約１．０２０５８２９メトリックトン）の負荷で破壊され、そのボックス（壁１０２と頂部１０３）が折れたが、関節丘フランジ１０５はそうではなかった。壁１０２について約１．７ｍｍの厚さの第２の部材は約２３００ポンド（約１．０４３２６２５メトリックトン）負荷で破壊されその壁１０２および頂部１０３ボックスが折れたが、関節丘フランジ１０５はそうではなかった。これはＣｏ−Ｃｒについての最小ＦＤＡ値の約３倍である。

約２〜３ｍｍ厚さの壁／頂部１０２／１０３が望ましい。

３ｍｍ壁／頂部１０２／１０３厚さのＭｇ−ＴＴＺ膝（図２〜８）についての確定要素分析が矢印１０５Ｔ（図４）に沿っての応力について行われた。８８，０００，０００回の後推定強度は２８００ポンド（ほぼ１．２７００５９メトリックトン）であった。

実験例２。Ｖ−ＴＺＰ後部安定化大腿骨膝関節部材のための機械加工未加工体のためのブロックをバインダーなしで単斜晶ナノ粉体上に圧力を掛けて形成した。該ブロックをＣＮＣ機械化して機械加工未加工セラミック体を得て、燃焼、焼き入れし、１２００℃、２０，０００ｐｓｉ（ほぼ１４０６．１３８ｋｇ／ｃｍ²）ＨＩＰ処理して、理論的に密な後部安定化部材を得た。

実験例３。上記の方法によりさらなるセラミック物品が形成される。

エピローグ。この発明は以上の記載した事項に加えて種々の変更を加えることが可能である。

この発明は義肢などの医療用人工器官製造分野において広く応用されるものである。

ジルコニアセラミックの一般相を示すグラフである。 この発明による製造の構成を示す。 後部安定化大腿骨膝内植組織部材として具現されたこの発明の完成セラミック体の平面図である。 図３の部材の中央から側部にかけての側面図である。 図３の部材の前面図である。 図３の部材の後面図である。 線７Ｓ−７Ｓに沿って取った図３の部材の断面図である。 図３の部材の上方斜視図である。 この発明の他の完成セラミック体を示すものであり、Ａは金属モジュール内大腿骨脚柱および金属固定ワッシャー、金属ネジファスナー、後部安定ストッパーのための金属またはセラミックぺグを具えたモジュールセラミック膝内植組織であり、Ｂは単片単房室膝関節スペーサーであって（ｉ）は平面図であり（ｉｉ）は側面図であり、Ｃは二片単房室膝関節整列装置であって、（ｉ）は断面側面図であり（ｉｉ）は前の図に対して垂直に取った断面図であり（ｉｉｉ）は滑動係合モードにある平面図であり、Ｄは一時的下顎関節内植組織である。 工業的な装置、部材または機器として具現された他の完成セラミック体であり、Ａは工業的ベアリングの斜視図であり、Ｂは流量制御装置の平面図であり、Ｃはギア群の拡大図であり、Ｄはプーリ−群の拡大図である。 他のセラミック体、つまり回転装置を含んだ人工義肢膝関節内植組織のための完成ベース部材製造の構成を示す。 回転装置を具えた図１１に示すベース大腿骨部材体などの大腿骨と脛骨部材との間に少なくとも１個のセラミック部材体を有した人工義肢膝関節の前部である。 図１２の関節の展開図である。 図１２、１３の関節のための大腿骨部材の左側面図である。 図１４の大腿骨部材の後面図である。 図１３〜１５の大腿骨部材の回転装置体の左側面図である。 図１３の関節の回転装置大腿骨−脛骨テーパーピンの側面図である。 回転装置を具えかつセラミック体を有した他の人工義肢膝関節の大腿骨部材の展開斜視図である。 図１８の大腿骨部材を有した義肢膝関節の展開側面図である。 大腿骨部材中に位置する骨損失を受容する数個の増加を組合せを有した図１９の関節の前斜視図である。 一部が図２０中にも見られる種々の大腿骨増加の斜視図である。 図１９の関節中に見出される脛骨ベース板の側面図である。 図２２の脛骨ベース板の平面斜視図である。 図２２の脛骨ベース板と一緒に使用できる部分脛骨増加の斜視図である。 図１８に示すような大腿骨部材への患者の適合に使用されるモジール回転装置を有したセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。 図１８のような大腿骨部材への患者の適合に使用される嵌込み増加を有したセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。 図１８のような大腿骨部材の内移植のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの側面図であって、Ａは切除大腿中への基部方向に、Ｂは切除大腿中への後部方向へ。 この発明のモジュールセラミック人体膝関節の断面図である。 図２８の関節の後断面図である。 図２８、２９と同様なこの発明のモジュールセラミック膝関節の展開後斜視図である。 モジュール方式を有したセラミック大腿骨膝部材の展開断面図であって、Ａはモジュール内モジュール、Ｂはトップ−挿入ステム、Ｃはステムを有した一片回転装置である。 図３１の部材の後断面図である。 図２８、２９のモジュール関節の揺動可能雄タイブ部材を具えた挿入可能な回転装置の断面図である。 図３３の挿入可能回転装置の後断面図である。 この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開側面図である。 図３５のトレイの展開後面図である。 この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開後面図である。 左人体膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織を示すものであって、Ａは左前斜視平面図であり、Ｂは底面図である。 セラミック単房室大腿骨部材関節丘内植組織の後斜視図である。 左人体膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織を示すものであって、Ａは平面後斜視図であり、Ｂは前斜視図である。 埋設されたディスクの交換のための脊椎体の近くで面した内移植のための脊髄間脊椎ユニットを示すものであって、Ａはキャップまたはカップ搭載スタイルであり、Ｂはぺグまたは脚柱搭載スタイルである。 足首内植組織ユニットを示すものであって、Ａは距骨キャップ平面（ｉ）、底面（ｉｉ）、 側面（ｉｉｉ）、前面（ｉｖ）であり、Ｂは脛骨トレイ、側面（ｉ）、前面（ｉｉ）である。

符号の説明

１０：単斜晶粉体
１９：中空型
１００：大腿骨部材
１０１：フレーム
２００：脛骨部材

この発明はセラミック体の製造およびセラミック体そのものに関するものである。

優先権請求の範囲の相互参照。この発明はアメリカ特許出願第６０／４５２，７０４号（２００３年３月７日出願）、および第６０／４６３，９２２号（２００３年４月１８日出願）の優先権を主張するものである。アメリカに関しては、ＰＣＴおよび／またはアメリカ法第３５条１１９（ｅ）項、３６３および３６５を主張するものである。上記出願の完全な明細書はここで引用するものである。
アメリカ特許出願第６０／４５２，７０４号 アメリカ特許出願第６０／４６３，９２２号

特定の分野においては、セラミック体は身体内植組織、特に負荷耐久関節内植組織を囲包するものである。主たるまたは修正形態において例えば内植組織は大腿骨膝部材であり、膝内植組織のためのセラミック後部安定化大腿骨部材であり、他の例としては、自然負荷転移を有した対応する脛骨部材に関する大腿骨部材を抑制する回転装置を有したセラミックを含む人工膝内植組織部材である。追加的なセラミック製造も提供できる。

より強くより普遍的なセラミック物品の探求は現在も進行している非常に重要な関心事である。しかし微妙で複雑な形状に適合する充分に強く完成されたセラミック体を提供するには難しい点も有る。この点に鑑みて、高度に望ましい多くのセラミック物品は利用できないままである。

例えば、アルミナ大腿骨膝部材は日本から知られているが、最も基本的な大腿骨内植組織デザインに向けられたものであり、燃焼ブロックを機械加工して製造されるが故に、問題は非常に費用が掛かることである。

進歩したセラミック大腿骨膝部材を提供しようとした試みは明らかに失敗した。大きな強度を必要とするより複雑なセラミック内植組織は当業界には不足している。そのような内植組織の一例としては、膝内植組織のための後部安定化大腿骨部材がある。実際当業者はそのようなものを製造できることについて懐疑的である。アメリカ特許第５，５４９，６８４号を参照されたい。
アメリカ特許第５，５４９，６８４号

そのような困難性は克服するのが望ましい。さらにそうするための効率がよくコストに合った方法を提供するのが望ましい。

注目すべき内植組織提供として、アメリカ特許第５，７６６，２５７号は自然の負荷転移を有した人工的な関節を開示している。一実施例においては関節は膝である。セラミック物質が採用できることを開示してはいるが、関節は金属構造であるのが望ましい。
アメリカ特許第５，７６６，２５７号

例えばその大腿骨部材フレームは鋳物または鍛造コバルト・クロム合金であり、その脛骨部材フレームはチタン合金と超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）のＣｏ−Ｃｒ合金回転装置とベアリングである。２００２年のＺｉｍｍｅｒ社、ＮｅｘＧｅｎ（登録アメリカ特許およびＴｍ．Ｏｆｆ．）システム回転ヒンジ膝デザイン理論を参照されたい。

他のモジュール化をそのような膝内植組織に提供できる。アメリカ特許第６，６２９，９９９号を参照されたい。
アメリカ特許第６，６２９，９９９号

後部安定化大腿骨部材および他の上記した特許の膝内植組織を含む身体の内植組織中へのセラミックの採用は利点があるだろう。例えば、Ｃｏ−Ｃｒ合金中に見られる微量のニッケルにアレルギーを呈する患者もいる。しかもセラミックは硬い関節面を与えるものである。

しかし特に上記したような複雑な膝内植組織部材については、セラミック採用の基本思想のより実務的な応用が必要である。

発明の一般的な要旨。この発明はセラミック体を製造する方法を提供するものである。

この発明の方法にあってはセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を製造する。機械加工未加工セラミック体は燃焼および／または更なる処理に掛けられてより完成されたセラミック体を提供する。

またこの発明は機械加工未加工セラミックでありより完成されたセラミック体であって、上記した方法および／またはある種の特定なセラミックにより製造されるものである。ひとつの可能性として、セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材である。

他の実施例の部材フレームを有した膝人工器官を含んだ人工回転装置のための部材体を形成する方法にあっては、回転装置が揺動可能な雄タイプ部材を有しており、膝人工器官が回転装置に加えて関節丘膝表面を備えた大腿骨部材を有しており、かつメニスカル（ｍｅｎｉｓｃａｌ）関節表面を具えた脛骨部材を有している。

該表面は大腿骨部材の関節丘関節表面と会合する。さらに回転装置容器も具えてあり、該容器は雌タイプ部材を有していて、大腿骨部材は回転装置の雄雌協働により脛骨部材と会合可能である。膝人工器官は解剖学的屈曲と伸張とに加えて回転中における関節丘とメニスカル関節表面相互の解剖学的滑り接触により一般に自然負荷転移能力を有している。

該方法においては、セラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して膝人工器官のための機械加工未加工セラミック部材体を得る。上記したように、機械加工未加工部材体は燃焼および／またはさらなる処理に掛けられて、膝人工器官のためのより完成セラミック部材体を得る。

この発明はさらに機械加工未加工部材体に関するものであり、上記の方法により得られるおよび／またはある種の特殊なセラミックから形成されるより完成セラミック部材体に関するものである。

この発明はセラミック体を提供するのに有用である。この発明により、セラミック製造技術が独特で高効率の方法により発展される。特に精密で複雑な形状に適合する強くて完成したセラミック体が得られる。例えば、従来当業界で知られていなかった大きな強度を具えたセラミック後部安定化大腿骨膝部材が得られるのである。

複雑および簡単な他のセラミック身体内植組織または内植組織部材が得られる。これには他のタイプの大腿骨膝内植組織部材、単一・多片単房室関節整列装置、足首関節含関節丘部材、大腿骨ヘッドボール、上腕肩半球などが含まれる。

これにより上記したような膝などの複雑な内植組織にセラミックを採用する基本思想のより実務的な応用が提供されるのである。特に膝を含む回転装置中の強くて完成した精密で複雑な形状に適合する部材が利用可能となる。大腿骨および／または脛骨部材のためのジルコニアセラミックからなる膝人工器官を含む人工回転装置のための部材体が有利に提供されるのである。ギアや流量制御部材などの他のタイプのセラミック体も利用可能になる。ジルコニアセラミック体も有利に提供される。

以下添付の図面によりさらに詳しくこの発明を説明する。

この発明の実施においては一般に、セラミックの初期の未加工体を用意して、該未加工体を機械加工することによりセラミック体を形成する。該機械加工セラミック体は燃焼および／またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得る。

ある実施例では、１以上の部分から膝関節内植組織の１以上の部材はセラミックから形成されている。好ましくは少なくとも関節丘関節表面を具えた少なくとも基本の大腿骨部材はセラミックから形成されている。一般にセラミック関節丘関節表面は超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）からなる対応する脛骨トレイライナー（ｔｒａｙ ｌｉｎｅｒ）と関節連結している。大腿骨および脛骨部材の他の部分はセラミックから形成されているかセラミックを含んでいる。

他の実施例では、種々の物品が製造され、それらはセラミックを含んでいる。

セラミックは適宜なタイプでよい。「Ａ」〜「Ｚ」からのセラミックと言われるものは、アルミナからジルコニアおよびこれらの混合物である。代表的なセラミックはＡｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、ランタニド系列要素、Ａｃ、アクチニド系列要素、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂおよび／またはＴａなどのホウ酸化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ酸塩などである。

セラミックは強化できる。例えばアルミナは公知のように強化アルミナである。セラミックはジルコニアセラミックであるのが望ましい。セラミックは安定化でき、いかなる安定化剤でもいかなる適量で存在できる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に部分的に安定化ジルコニア（ＰＳＺ）であり、これは安定化ジルコニアセラミックである。例えば約３〜３．５重量％酸化マグネシウムであるかまたは４〜５重量％の酸化イットリウムである。またジルコニアセラミックはスパンまたは四辺形および／または立体相から選ばれる相で存在する。ＰＳＺセラミックからは、酸化マグネシウム安定化変換強化ジルコニア（Ｍｇ−ＴＴＺ）であって、これはほぼ３〜３．５重量％の酸化マグネシウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。または酸化イットリウム四辺形ジルコニア多結晶（Ｙ−ＴＺＰ）であり、ほぼ３モル％の酸化イットリウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。図１を参照。

完成セラミックは他の物質を含有することもできる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に少量の（例えば約２重量％の）ハフニア（ｈａｆｎｉａ）セラミック物質を含んでおり、これはＨｆが自然界でＺｒと一緒に発見されかつＺｒから除くことが難しいという事情による。しかしこれはしばしば有害ではない。

好ましくはセラミックはＭｇ−ＴＴＺであり、含むのはそのよき硬さと単斜晶系相への熱および／または水誘発反転への優れた耐久性の理由の故である。例えばアルミナＹ−ＴＺＰおよびＭｇ−ＴＴＺは次のように形成できる。燃焼後の強度：Ｙ−ＴＺＰ＞Ｍｇ−ＴＴＺ＞アルミナ。オートクレーブ後の強度：ＭｇーＴＴＺ＞アルミナ＞Ｙ−ＴＺＰ。

これらのセラミックに任意の強度数を付与すると次のようになる。燃焼後：Ｙ−ＴＺＰ（１５０）；Ｍｇ−ＴＴＺ（１２５）；アルミナ（１００）：オートクレーブ後：Ｍｇ−ＴＴＺ（１２５）；アルミナ（９５）；Ｙ−ＴＺＰ（５０）。

Ｍｇ−ＴＴＺは熱湯のガラス器内（ｉｎ ｖｉｔｒｏ）活動によっては単斜晶系相には反転せず、水によっては劣化したり攻撃はされないのである。生体内使用でアルミナおよびＹ−ＴＺＰ内移植大腿骨ヒップボールについては損耗に関して下記が観察されている。１〜４年での回収ではＹ−ＴＺＰはアルミナより良い。５〜８年回収ではＹ−ＴＺＰとアルミナはほぼ同じ。９〜１０年回収ではアルミナがＹ−ＴＺＰより良い。

したがって生体内では、例えば大腿骨ヒップボールとして内移植されてきたことが知られているＭｇ−ＴＴＺはアルミナよりより良い短および／または長期間にわたる長持ちを呈し、かつＹ−ＴＺＰより長期間にわたる長持ちを呈することが観察される。

セラミック体はまずミクロ粉体および／またはナノ粉体から形成するのが望ましい。例えばジルコニアセラミックは約０．５ミクロン（μｍ）〜１０μｍ断面を有した単斜晶系ジルコニア粉体から形成され、またミクロ粉体としては約１ナノメーター（ｎｍ）〜５００ｎｍ断面であり、ナノ粉体としてはミクロ粉体またはナノ粉体が約２〜５重量％の酸化マグネシウムを安定剤として含んでいる。ジルコニア粉体はミクロ粉体としては約１〜２μｍ断面を、ナノ粉体としては約１５ｎｍ〜４５０ｎｍ断面を有するのが望ましく、かつ約３．１〜３．４重量％の酸化マグネシウムを含むのが望ましい。

セラミックの初期未加工体は適宜な処理方法により準備される。初期未加工体の形成には加圧成形が望ましく、実質的には冷間等方圧加工技術（ＣＩＰ）による。粉化されたセラミック材料は高圧プレスの空所内に供給され、初期の未加工体中に圧力下で形成される。必要または望ましければバインダーも使用される。ミクロ粉体またはより大きいサイズの場合には、一般にはバインダーはセラミック粉と一緒に使用される。ナノ粉体の初期未加工体のためにバインダーが必要でないこともある。

セラミックの初期未加工体は適宜な密度を持つようにされる。一般に該密度はセラミックの理論的密度の少なくとも約２０％である。該密度は理論的密度の少なくとも約３０％が望ましく、より望ましくは少なくとも約５０％である。小さい粉体を使用すればより高い理論的密度が得られ他ではだめであると考える向きもあるだろうが、材料による（しかしナノ粉体はより大きな粉体よりはよく焼結できる）。高理論的密度は高圧などにより得られる。

初期未加工体はいかなる適宜な形状でも形成され得る。便利な形状としては筒状、四面体、三角錐プリズム、矩形または立体ブロック、正五角形プリズムなどがある。セラミックの初期未加工体は矩形または立方体ブロックであるのが望ましい。

機械加工のためにある種の初期未加工体は生のままでプレスされるが、他のものはビスク（ｂｉｓｑｕｅ：締焼状態の磁器）を得るには加熱を必要とし、これが初期未加工体の形態であると考えられる。ジルコニアナノ粉体などのセラミック粉体は生で加圧状態で機械加工される。Ｍｇ−ＴＴＺへの変換のためのミクロ粉体などのセラミック粉体はビスクにされる。

ビスクを形成するのに必要とされる加熱は穏やかなものと考えられる。例えば、ジルコニアミクロ粉体は約１００〜１０００または１１００℃またはそれ以上の温度で約１〜１０時間でビスクにされる。

この発明の実施に際しては、初期未加工体が機械加工される。該未加工は手動、レース、ドリル、切断など適宜な方法で行われるが、多軸精密切断またはツーリング機械、例えばコンピューター数値制御（ＣＮＣ）マシンで行なうのが望ましい。

一般に機械加工中の温度は周辺温度でよい。機械加工未加工セラミック体はいかなる形状でもよいが、完成セラミック体の形状に類似した前駆形状であるのが望ましい。この点この発明は、もし最少の変形で完成セラミックがそれから形成されるのなら、機械加工セラミック体が複雑な形状を帯びることが可能である、という顕著な利点を有している。

特に修正大腿骨膝内植組織部材を含む膝のための大腿骨部材のような非対称で複雑な形状が容易に得られるのである。外科内植組織の分野における他の複雑な形状としては、膝関節内植組織脛骨部材、１個以上の片の単房室膝関節整列装置、足首関節内植組織部材、脊椎部材、一時的下顎関節内植組織などがある。

勿論機械加工未加工体としては他のものも製造可能であり、そのような外科的内植組織としてはヒップ大腿骨ヘッド、肩上腕骨半球体などがある。また前駆体中に形成されるいかなるトラニオン受容孔も含むことが可能であり、機械加工未加工体は非中断ボールまたは平坦切頭ボール（非中断半球体）、つまりＣ−インフィニテイ（ｉｎｆｉｎｉｔｙ）ポイントグループよりは対称性が少ない。ヒップ大腿骨およびトラニオン受容テーパー切頭フラストコニカル（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａｌ）孔を具えた肩上腕骨ヘッド、またはＣ−インフィニテイより非対称性の形状が含まれる。

その他の例としては、大腿骨部材および／またはその回転装置および／または挿入可能なスパイク、脛骨部材トレイおよび／または挿入可能なスパイクなどが容易に得られる。

完成セラミック体の前駆体としての機械加工未加工セラミック体は完成セラミック体よりも適宜大きくてもよい。一般的には機械加工未加工セラミック体の密度および完成セラミック体の密度に応じて、機械加工未加工セラミック体は１．５〜８０％、多くの場合約１０〜３０％ほど対応する完成セラミック体より大きくてもよい。

特にジルコニアセラミックとＭｇ−ＴＴＺについては、ミクロ粉体から形成された機械加工未加工体に対するより完成セラミックのサイズ減少は完成セラミック体のサイズより約１５〜２５％（約１６〜２３％を含む）少ない。換言すると、機械加工未加工体の調整サイズに基づいた１８％サイズ減少完成セラミックは完成セラミック体の調整サイズに対して約１２２％サイズ増加機械加工未加工体に等しいと考えられる。つまり関係（Ｉ）が得られるのである。

例えば、機械加工未加工体から２０％サイズ減少された完成セラミック体は完成セラミック体より１．２５倍大きな（１２５％）機械加工未加工体から形成される。

より完成されたセラミック体が得られるのが望ましい。これを達成するには、少なくとも１回の加熱ステップを必要とする。機械加工未加工体の燃焼によってより完成したセラミック体が得られる。この燃焼は適宜な温度、例えば約１０００〜３０００℃の範囲、で適宜な時間行われる。 セラミック体内の燃焼温度に至る温度傾斜が望ましく、約１．５〜２０℃／分である。

燃焼片の焼鈍は燃焼の直後に適宜な温度、例えば約７００〜１８００℃の範囲、で適宜な時間行なう。

さらなるセラミック処理としては熱間等方圧加工法（ＨＩＰ）があり、ある種のセラミックには望ましく適切である。そのような処理の実施については当業者公知である。勿論いかなるセラミックについても細部は異なる。

例えば、Ｍｇ−ＴＴＺより完成したセラミック体は大きな機械加工未加工体をオーブン中において約１６００〜１９００℃の範囲（好ましくは１７００〜１８００℃）で約１〜４時間（約２〜３時間）燃焼することにより形成される。傾斜温度は燃焼温度に至り、室温から燃焼温度に適宜な速度（約１〜２℃／分）で増加する。

そのような燃焼の後、加熱状態を保ったままで燃焼温度から徐々に冷却することにより焼鈍を行なうのが望ましい。つまり２００〜５００℃から例えば燃焼温度より３５０℃下までセラミック体の温度を徐々に低減する。ついで１〜３時間（例えば２時間）セラミック体を焼鈍温度に保つ。焼鈍温度からの約室温までの冷却は適宜な速度で行われ、例えばランピング速度と等しくてよいが逆になる。

これによりより完成したＭｇ−ＴＴＺセラミック体が得られ、該セラミック体は一般に理論的またはそれに近い密度を有している。かくして燃焼・焼鈍されたＭｇ−ＴＴＺセラミック体が必要とされ、それ以上のＨＩＰなどの加熱処理は不要となる。

Ｙ−ＴＺＰより完成したセラミック体は、ミクロ粉体から形成された部材についてはより大なる機械加工未加工体をオーブン中で約１３００〜１５００℃で、またはナノ粉体から形成された部材については約１１００〜１３００℃で、燃焼することにより得ることができる。

ランピング、焼鈍および冷却工程は一般にＭｇ−ＴＴＺセラミックについてのものと同様である。しかし熱処理温度までの冷却は約７〜１０℃／分にすると有利である。最後にアルゴンまたは窒素、例えばアルゴン下でのＨＩＰ処理は約１０００〜３０００ポンド／（インチ）³（ｐｓｉ）圧力で（約７０．３６９５８〜２１１．１０８７４ｋｇ／ｃｍ²）１０００〜２０００℃の温度で、約４〜２４時間、最終冷却は室温、のサイクル時間である。完成セラミック体は無機および有機物質がなくて、理論的密度またはそれに近づく。

適宜なキルン（ｋｉｌｎ）詰め物を使うこともあり、部材の重要でない部分に配置される。例えば大腿骨膝関節内植組織部材は、右側を上にして配置されてその関節連結される関節丘表面に燃焼中接触するよりは、骨内植組織インターフェイスを形成する人工器官の部分に接触するキルン詰め物のキルン中に上下逆さに配置される。

完成セラミック部分と部材は密な材料である。一般に、完成セラミックは理論的密度の少なくとも約９０％であるか、または少なくとも約９５、９６、９７、９８、９９％である。完成セラミックの密度は理論的密度またはそれに近いことが望ましい。

より完成したセラミック膝体は必要に応じてさらに処理されることがあるが、一般にさして重要なものではなく、特にそうでなければ燃焼セラミックブロックを機械加工することから最終的な形状を得るのに必要なものに比べてたいしたものではない。研摩および／または若干の研削がより完成したセラミック体に施される一般的な機械的仕上げである。

タンタル蒸着または水酸化リン灰石コーティングが骨インターフェイス表面に行われて骨の内部成長を生じさせる。人間または動物主体への内植組織を意図された種々の完成セラミック体が周知の方法で清浄化されかつ消毒される。

以上の作業を図２、２０によりまとめる。

ステップ１：単斜晶系粉体１０をゴムボール中空型１８に添加する。ステップ２：充填された型１８をＣＩＰプレス１９内に配置する。ステップ３：プレス１９を励動して例えば未加工ブロック５２０のような初期未加工体を得る。ステップ４：未加工ブロック５２０を必要ならビスクに掛けて、ビスク化未加工ブロック５２１を得る。ステップ５：未加工ブロック５２１（またはもしビスクが行われないならば５２０）を例えばＣＮＣ機により機械加工して、機械加工未加工セラミック体５３０を得る。

ステップ６：機械加工未加工セラミック体５３０を適宜なキルン３９中のキルン詰め物３８上に配置する。ステップ７：キルン３９を加熱して前駆セラミック体５３０を燃焼してより完成したセラミック体５４０を得る。

ステップ８：より完成したセラミック体５４０を、例えば人工器官としての内移植のためならば、例えば関節または支持表面を研磨によるかおよび／または超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）ブッシュ、ライナーまたは所望のものなどの挿入物の挿入のための準備によるかおよび／または無菌化によるかによりさらに人工器官として内移植するなどで処理して、最終的に完成したセラミック体５５０を得る。

完成セラミックは強く強靭な材料である。完成セラミック体は円滑で関節連結しているセラミック表面を有した外科内植組織を包絡しているのが望ましい。

完成セラミックは光伝導性である。この発明のある種のセラミック膝内植組織部材は、青い光を内植組織を通して骨ストックおよび内植組織リバースと接触するセメントへの照明の使用により、外科セメントのより迅速なセットを与えることができる。かくして治療・手術時間が低減でき、インターフェイスを内移植するより安定な骨が得られる。

完成セラミック膝内植組織部材は金属からなる対応部分および部材と同じサイズにできる。必要なら若干大きいものとしてもよい。

以上および特に図２〜８に鑑みて、機械加工未加工セラミック体５３０およびより完成したセラミック体５４０および最終完成セラミック体５５０は後部安定化膝に大腿骨部材１００として実施できる。最終完成物品として後部安定化膝のための単片のセラミックである大腿骨部材１００はフレーム１０１を有しており、該フレームは側壁１０２、上部１０３Ｔ、凹部１０４Ｒを具えた末端関節丘フランジ１０４、後部フランジ１０５、前部フランジ１０６を有している。

内側を向いた骨内部成長向上および／またはセメント粘着表面１０９（多孔粗面などのような）は基端側で奥方向を向いており、バンプ１０９Ｂを有している。ポリメチル・メタクリレートまたは他の外科セメントを有利に使用することもできる。隆起部１０９Ｒがフレーム１０１とフランジ１０４，１０５、１０６を画定・強化している。サギタル（ｓａｇｇｉｔａｌ）面内で定常な曲率半径を有する一般に凸状の大腿骨関節丘表面１１０は下側中間関節丘１１１、下側側方関節丘１１２、後部中間関節丘１１３、後部側方関節丘１１４を有しており、かつ前部中間関節丘１１５、前部側方関節丘１１６を有しているものと考えられる。

前部フランジ１０６の表面側に滑車状表面１１７が得られ、その上に天然または人工皿状すなわち膝キャップが一般に載る。一般に、関節丘および滑車状表面１１０〜１１７は平滑であり、例えばダイアモンド砂または塵により高度に研摩されている。関節丘内ノッチ１１８が形成される。追加の安定化が後部ストッパー１３５により得られる。該ストッパーは当業界周知のように脛骨トレイライナー（図示せず）から起立している対応する部材に接触している。

図９〜１５に関して、図９は最終完成セラミック体５５０を示しており、該セラミック体は膝内植組織のためのモジュール大腿骨部材１００Ｍとして実現されており、側壁１０２を具えた単片セラミックフレーム１０１、孔１０３ＴＨを具えた頂部１０３Ｔ、末端関節丘フランジ（図示せず）、後部フランジ１０５および前部フランジ１０６を有している。

一般に凸形状の大腿骨関節丘表面１１０はサギタル面内で定常な曲率半径であり、特に後部に下部中間関節丘１１１、下部側方関節丘（図示せず）、後部中間関節丘１１３、後部側方関節丘（図示せず）を有しており、かつ前部中間関節丘１１５および前部側方関節丘（図示せず）を有していると考えられる。

前部フランジ１０６の表面側には滑車状表面が設けられ、その上には天然または人工膝キャップが載っている。関節丘内ノッチ１１８が設けられている。

追加のモジュール安定化が金属またはセラミック（または他の適宜な材料）大腿骨ストック挿入ステム３７により与えられる。該ステムはネジ３９および／またはワッシャー３７Ｗにより固定されている。これに代えてまたは加えて、金属またはセラミック（または他の適宜な材料）後部安定化ストッパーロッド１３５がフレーム１０１中の後部安定化ストッパーロッド収容孔１３５Ｈ中に挿入される。これによりロッド１３５はノッチ１１８を横断する。図３〜８参照。

図１０、１１に最終完成セラミック体５５０を示す。該セラミック体は単片単房室膝スペーサー装置１００Ｕとして実施されている。該装置はセラミックフレーム体１０１、関節表面１１０、前部尖頭１４０Ａ、後部尖頭１４０Ｐを有している。アメリカ特許第６，２０６，９２７号参照。
アメリカ特許第６，２０６，９２７号参照。

図１２〜１４に最終完成セラミック体５５０を示す。該セラミック体は二片単房室関節整列装置１００ＵＵとして実施されており、該装置は下側セラミックフレーム体１０１Ｌ、上側セラミックフレーム体１０１Ｕ、下側関節表面１１０Ｌ、中間滑動表面１１０Ｓ、上側関節表面１１０Ｕ、第１の下側ローブ１４１Ｌ、内植組織されたときには前部に配置される第１の上側ローブ１４１Ｕ、第２の下側ローブ１４２Ｌ、内植組織されたときに前部に配置される第２の上側ローブ１４２Ｕ、係合脚柱１４３Ｐ、係合脚柱収容溝１４３Ｔを有している。アメリカ特許出願第１０／７１７，１０４号参照。
アメリカ特許出願第１０／７１７，１０４号参照。

図１５に関節表面１１０ＴＭを具えたセラミック一時的下顎骨関節内植組織１００ＴＭ／５５０を示す。内植組織１００ＴＭは切除した顎の上に取り付けるカップ状である。

図１６〜１９に工業部材として実施された最終完成セラミック体５４０／５５０を示す。例として図１６にセラミックジャーナルベアリング１００Ｊを、図１７に制御ケース１００ＦＨと配管１００ＦＰと弁１００ＦＶと制御ケースとを具えたセラミック流量制御装置１００Ｆを、図１８にギア群１００Ｇを、図１９にプーリー１００Ｐを示す。

図２０〜４９にギングリモス（ｇｉｎｇｌｙｍｏｕｓ）関節内植組織のための最終完成セラミック体５５０のさらなる実施例を示す。

図２０〜３３に天然負荷転移を具えた回転膝関節１０００のための部分または部材を示す。これは大腿骨部材１００と脛骨部材２００とを有している。

図３４〜３７に一時的大腿骨部材および／または図２１〜２９のような膝内植組織の大腿骨部材１００のためのドリルジグを示す。

図３８〜４９にモジュール膝関節内植組織を示す。該内植組織は関節または内植組織が第１の構造中に内植組織されているタイプのモジュールを有しており、関節または内植組織は内移植されたままである。それは第２の構造に変換できる。

これらに鑑みて、以下が注目される。

大腿骨部材１００は大腿骨部材フレーム１０１を有しており、該フレームは単片セラミック構造である。フレーム１０１は側壁１０２、上部分１０３Ｕと下部分１０３Ｌおよび／またはネジ３６を受けるべく形成された孔１０３Ｈを具えた前壁１０３、孔１０３ＴＨと支持フランジ１０３Ｆを具えた頂部１０３Ｔを有しており、該フランジは下に挿入可能な中間大腿骨スパイク３７を収容しており、該スパイク３７は箱状モジュール３０の一部であり、該モジュールは側壁３２、上部分３４Ｕと下部分３４Ｌと頂部３３を具えた前壁３４とを有している。該頂部は壁１０２、１０３、１０３Ｕ、１０３Ｌ、頂部１０３Ｔに近接会合し、および／または孔３４Ｈを有しており、これを通ってネジ３６は孔１０３Ｈに至り、またはＣｒ−Ｃｏ合金からなるスパイク３７は金属ワッシャー３７Ｗにより固定され、収容ネジ３９のためにネジ山を切ったネジ収容孔３８を有しており、該ネジは箱状モジュール回転装置３５０を固定している。

フレーム１０１はまた末端関節丘フランジ１０４、後部フランジ１０５、前部フランジ１０６、１０７Ａをステム容器１０７Ｒに別個に添加できネジ１０７Ｓにより固定できる大腿骨ストック挿入ステム１０７、一体回転装置１５０のための壁孔１０８を有している。一緒に使われる大腿骨損失増加１０４Ａ、１０５Ａおよび別個に使われる１０４ＡＳ、１０５ＡＳはセラミックまたはチタンまたはカーボンファイバーなどの材料から形成され、タンタル蒸着によりコーティングされる。

多孔または粗面である内向き骨内部成長向上表面１０９は基端奥方向に向かい、該表面１０９は当業界周知のタンタル蒸着技術によるコーティングでセラミックフレーム１０１を有している。凸状形状でありサギタル面内で定常曲率半径である大腿骨関節丘表面１１０は下部中間関節丘１１１、下部側方関節丘１１２、後部中間関節丘１１３、後部側方関節丘１１４を有しており、かつ前部中間関節丘１１５、前部側方関節丘１１６を有していると考えられる。

前と同様に、前部フランジ１０６の表面側には滑車状表面１１７が設けられており、該表面上には天然または人工膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ１１８またはモジュール回転装置３５０および／またはモジュールスパイク３０／３７の挿入のための下部挿入可能モジュールケース３０１が形成されている。

一般に関節表面である関節丘および滑車状表面１１０〜１１７は平滑で高度に研摩されている。関節丘裏打ち大腿骨スパイク１２７も設けられている。回転装置１５０、３５０も設けられている。

実質的にはセラミックであるが好ましくはＣｏ−Ｃｒ合金などの金属である回転装置１５０はＵＨＭＷＰＥボックス挿入物１５０Ｂにより包絡され、回転体孔１５２、モールス（Ｍｏｒｓｅ）テーパー収容カップからなるテーパーピン容器１５３、パンチピン孔１５４を具えた回転体１５１を有している。軸プラグ１５５Ｐにより固定された軸１５５は孔１５２を貫通してＵＨＭＷＰＥのラジアルブッシュ１５６を貫通している。該ブッシュは軸孔１５７、壁孔１０８にきっちりと嵌合する挿入肩部１５８、部材スペース肩部１５９を有している。

回転装置１５０は高研磨テーパーピン１６０を有しており、該ピンは筒状軸１６１、人工器官１０００の外科内移植中に詮索具により容器１５３からピン１６０を引き出す抜出し溝１６２、引出し制約パンチピン錠止溝１６３、カップ１５３中にピン１６０を固定するモールステーパーからなるテーパー錠止チップ１６４を有している。

ピン１６０が固定されると、引出し制約および／または回転制約パンチピン１６５の孔１５４および溝１６３内への挿入・嵌合によりセットされる。モジュールテーパーピン１６０の代りとして好ましくはモールステーパー１６４に関連してネジ１６６があってもよい。

回転装置３５０は完全にモジュールであって、モジュールケース３０１中に下側に挿入可能であり、該ケースは好ましくはその壁１０２に適応し、該壁は例えば約１．５〜２．０度テーパー２Ｘのブラウン・シャープ（Ｂｒｏｗｎｅ ＆ Ｓｈａｒｐｅ）テーパを有しているか、または追加の部材３０としてスパイク３７を具えたボックス状モジュールにより与えられる同様のケースを有しており、Ｃｏ−Ｃｒ合金から形成され、かつ揺動可能な垂下雄タイプ部分を側壁３２を具えたケース３１中に有している。制約ブラウン・シャープテーパー３２Ｘは約１．６〜２．１度であり、選択的な上壁３３は上孔３３ＴＨと前壁３４を有している。

側壁５２中の孔５２はヒンジピン（軸）５５を収容する。軸承ブロック（回転体）５１は孔５２の方向に沿って延在する孔５２Ａ、平滑な壁を具えモールステーパーで傾斜しおよび／またはネジ５６を具えたテーパーピンカップ５３、パンチピン孔５４を有している。テーパーピン６１はカップ５３中に挿入され、パンチピン６５および／またはネジ６６により固定される。回転装置３５０は、一体片である部材５１、６１を有することにより、単片垂下雄タイプ部分を有して形成されている。

アメリカ合衆国食料・薬品省（ＦＤＡ）プロトコルに応じると、セラミック大腿骨膝部材１００は後部関節丘に対して少なくとも約１５００ポンド（１ｂｓ．）（約０．６８０３８８５６メトリックトン）、少なくとも２０００ポンド（約０．９０７１８４７５メトリックトン）、少なくとも約２５００ポンド（約１．１３３９８０９メトリックトン）の強度を有している。図４テスト矢印１０５Ｔ、実験例１参照。

一時的または試行大腿骨部材１００Ｔおよび／または大腿骨部材１００のためのドリルジグ１００ＤＪはこの発明のセラミックから形成される。糊付け部材１００Ｓ（「ヒンジ」）およびオーグメント（ａｕｇｍｅｎｔ）一時的または試行部材１００ＡＴは部材１００Ｔと一緒に使用される。

脛骨部材２００は脛骨部材フレーム２０１を有しており、該脛骨部材フレームは脛骨トレイ２０２、蟻継ぎ線型挿入レイル２０３、線型停止ランプまたは回転安全ストッパー２０４、中央ストッパー２０４Ｃ、特に複捕捉ロックメカニズム２０４Ｘの部分なら、骨締結ネジ２０６が挿入されるネジ孔２０５、ネジ付きの別個のステム２０７Ｑを与えることによりネジ付き収容カップ２０７Ｃ中に下方挿入可能なステム２０７、または上部ネジ付きヘッドを具えた別個のステム２０７Ｑを与えることにより部材フレーム２０１の内移植後でもネジ付き貫通孔２０７Ｈに下方に挿入可能な、末端テーパー２０７Ｔを有した、多数の（例えば３個の）末端リブ付き溝２０８および／または多数の（例えば２個）下側フランジ２０８Ｆ、および下方を向いた骨内部成長向上表面２０９を有している。

脛骨関節表面２１０は関節丘表面１１０の凸形状に相補する凹面形状であって、上部中間関節表面２１１と中間ローブ２１３と側方ローブ２１４上の上部側方関節表面２１２を有している。

各ローブの下側にはレール２０３に沿って滑動するための蟻継ぎ溝２１５、ローブスパニング部分２１６、ストッパー２０４，２０４Ｃと協働して錠止するためのノッチ２１７、ノッチ１１８と同様な内関節丘ノッチ２１８が有る。ランプ２１９はストッパー２０４上に容易に装備できるように形成されている。そのような要素２００−２１９はＵＨＭＷＰＥなどの適宜材料からなる別個の脛骨トレイライナー２２０上に配置されている。

回転装置容器２５０は筒状カップ２５１であって、該カップは頂部肩凹部２５２を有している。例えばＵＨＭＷＰＥからなる回転装置容器ライナー２６０は容器２５０とそのカップ２５１中に挿入されて、それ自身テーパーピン６０、１６０を収容する。

ライナー２６０はテーパーピン収容カップ２６１、凹部２５２に嵌合する肩部２６２、拡大中の吸収して消された体液の退出および内移植された関節１０００の屈曲および結果としてのライナーカップ２６１中にきっちりと嵌合ししかしかも可動であるテーパーピン６０、１６０の上下運動を可能とする多数（例えば２〜４個）の内側軸方向指向溝２６３、両者間の密な嵌合である容器２５０へのライナー２６０の挿入中に液体および／またはガスの逃げを可能とする外部軸方向指向流体逃げ形状（溝または孔）２６４を有している。肩部ベベル角Ａ９ａ，Ａ９ｂはそれぞれ例えば９０度および１１８度である。

例えば完全オーグメント２００Ｆまたは部分オーグメント２００Ｐとして脛骨ブロックオーグメントが得られる。以下の表はＺｉｍｍｅｒ社から入手できるオーグメントを示す。

当業者が理解するように、ＲＨＫ完全脛骨ブロックオーグメント２００ＡはＲＨＫ脛骨ベース板と一緒でのみ使用できる。

膝内植組織１０００は天然負荷転移を有すると有利である。であるからして上記した関節運動に加えて、膝は実質的な量、例えば約９０％以上または約９５％以上の関節丘を通る負荷を支持している。アメリカ特許第５，７６６，２５７号および６，６２９，９９９号を参照。

図５０、５１に例えばＭｇ−ＴＴＺセラミック、十字形保持大腿骨部材内植組織１００ＣＲ／５５０などのジルコニアセラミックを示す。好ましくはないがアルミナなどの他のセラミックも使用可能である。図２〜８におけるように、部材の骨インターフェイス側ワッフルバンプパターンに注目。

それらを有する他の内植組織のように、部材の骨インターフェイス側上の粗面に加えて、これは外科セメントにグリップを与える。よりよいセメント結合を与えるのに加えて、部材の骨インターフェイス側上の隆起部は内植組織の強化の助けとなる。内植組織１００ＣＲは平滑な関節丘１１０を有しているが、側方および中間下部および後部関節丘の間にボックスその他の構造は有していない。平滑皿状トラック関節表面１１７は関節丘の間、特に側方と中間前部関節丘の間に存在する。

図５２に例えばジルコニアセラミック、Ｍｇ−ＴＴＺセラミック、単房室大腿骨膝部材内植組織１００ＵＫ／５５０などのセラミックを示す。図２〜８，５０，５１におけるようなワッフルバンプパターンおよび隆起部に注目。内植組織１００ＵＫも平滑関節丘１１０を有している。

図５３、５４に例えばジルコニアセラミック、Ｍｇ−ＴＴＺセラミック、皿状大腿骨関節内植組織１００ＰＦ／５５０などのセラミックを示す。それは平滑関節表面１１０と平滑皿状トラック関節表面１１７を有している。下部隆起部に注目。粗面を下部表面上にも設けることができる。切除大腿骨骨ストック上のセメント中に取り付けるための前部下部位置内の骨インターフェイス下部表面上には脚柱が設けられている。

図５５〜５８に脊髄の隣接対面脊椎間に取り付ける例えばジルコニアセラミック、脊椎カップユニット１００ＶＣ／５５０などのセラミックを示す。これは平滑球状セクション関節表面１１０を有している。これらは頸部、胸部、腰部領域中に、ディスク不全があるときの骨融解の代わりに脊椎本体をカバーして９、１０脊椎間に内移植されるものである。これは脊髄の柔軟性ディスク不全の選択を保つ。

一実施例においては、脊椎キャップユニット部材はカップ装置によりキャップ過剰切除骨の骨インターフェイス表面中に取り付けられる。他の実施例においては、部材は脚柱の助けを借りて切除骨中に取り付けられる。外科セメントを使用できる。勿論適宜な金属などの他の材料も使ってこれらの脊椎キャップユニットを形成することが可能である。

図５９〜６４に例えばジルコニアセラミック（Ｍｇ−ＴＴＺなど）などのセラミック足首関節ユニットを示す。該ユニットは距骨キャップ内植組織１００ＡＪおよび脛骨トレイ内植組織２００ＡＪ（ＵＨＭＷＰＥトレイライナー、図示せず）を有している。距骨キャップ１００ＡＪは関節表面１１０を有しており、これは半関節形成中の天然組織または総関節交換関節形成中のトレイライナーと関節連結されており、かつ一時的下顎骨関節１００ＴＭＪ（図１５）、脊椎キャップユニット１００ＶＣ（図５５、５６）などとともに切除骨のスタンプ上に取り付けるためのカップの形である。

脛骨トレイ内植組織２００ＡＪは適宜な金属またはセラミックであり、かつ骨髄内スパイクと関節表面を具えたライナーを収容保持するカップとを有している。

この発明にはその他種々の実施例が可能である。例えば手および足指関節内植組織がセラミックで提供でき、指、親指、爪先などがあり特に足の親指などである。そのような内植組織は、足の親指の場合、適宜な金属トレイと当業界周知の総金属構造に代えて関節表面を具えた取付け可能なセラミックトレイライナーを具えた骨髄内スパイクを有している。以下実験例によりさらにこの発明を説明する。

実験例１。Ｍｇ−ＴＴＺ後部安定化大腿骨膝関節内植組織部材の完成体がバインダーを伴った約３％酸化マグネシウムジルコニア単斜晶１〜２μｍミクロ粉体へのＣＩＰ作業により始められた。該内植組織部材をビスクして直角３〜１／２インチｘ４−インチｘ４−インチブロックを得た。ついで該ブロックをＣＮＣ機械加工して意図されたより完成したセラミックのサイズの１２１．９５％の未加工機械加工体を得た。これは標準サイズの関節丘を具えた後部安定化大腿骨膝部材の前駆体である。

該前駆体は燃焼Ｍｇ−ＴＴＺキルン詰物上のその関節丘とともにオーブン中に配置され、該オーブンは室温から１７２５〜１７７５℃の燃焼温度まで約１〜２℃／分の速度で昇温された。

燃焼は２〜３時間行われた。爾後、温度は約１３４０℃の焼鈍温度まで約５℃／分の速度で低減された。焼鈍は約２時間行われた。焼鈍セラミックは約５℃／分の速度で室温まで冷却されて、強度のより完成した後部安定化内植組織を得た。図２〜８参照。

該より完成したセラミック膝大腿骨部材はダイアモンド砂研摩でその反対側を粗面化する。その関節表面はダイアモンド塵で研摩する。セラミック膝内植組織は表面活性剤を有した液体浴中に浸漬し音波攪拌により清浄化される。安定化は放射および／または酸化エチレンにより行う。

上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化膝大腿骨部材１００（図２〜８）は、デモンストレーションモデルとして示される。デモンストレーションでは部材１００が壁に向けて衝撃を与えるべく部屋を超えたかたい床の上に投げられた。観衆は他のセラミック膝内植組織の粉砕が床に落下しないだけでなくデモンストレーション部材１００が無傷であったのを見て狼狽した。

上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化部材１００（図２〜８）は、個別にジグ中に配置してＦＤＡが対応する金属部材のテストを要求する方向に対応するテスト矢印１０５Ｔ（図４）に沿って後部フランジ１０５に応力を印加することにより、テストされた。

壁／頂部１０２／１０３について約１．７ｍｍの厚さの第１のセラミック部材は、約１０００ポンド（約０．４５３５９２４メトリックトン相当）の力が印加されたときに、破壊しなかった。そこで部材は６５０〜５５０ポンド（約０．２９４８５３１〜０．２４９４７５８メトリックトン）および６５０〜７５０ポンド（約０．２９４８５３１〜０．３４０１９４３メトリックトン）で１５−Ｈｚ疲労応力に２００，０００回掛けられたが、破壊はなかった。

部材は約２２５０ポンド（約１．０２０５８２９メトリックトン）の負荷で破壊され、そのボックス（壁１０２と頂部１０３）が折れたが、関節丘フランジ１０５はそうではなかった。壁１０２について約１．７ｍｍの厚さの第２の部材は約２３００ポンド（約１．０４３２６２５メトリックトン）負荷で破壊されその壁１０２および頂部１０３ボックスが折れたが、関節丘フランジ１０５はそうではなかった。これはＣｏ−Ｃｒについての最小ＦＤＡ値の約３倍である。

約２〜３ｍｍ厚さの壁／頂部１０２／１０３が望ましい。

３ｍｍ壁／頂部１０２／１０３厚さのＭｇ−ＴＴＺ膝（図２〜８）についての確定要素分析が矢印１０５Ｔ（図４）に沿っての応力について行われた。８８，０００，０００回の後推定強度は２８００ポンド（ほぼ１．２７００５９メトリックトン）であった。

実験例２。Ｙ−ＴＺＰ後部安定化大腿骨膝関節部材のための機械加工未加工体ブロックをバインダーなしで単斜晶ナノ粉体に圧力を印加して形成した。ついで該ブロックをＣＮＣ機械加工して機械加工未加工セラミック体を得て、燃焼し、焼鈍した。さらに１２００℃、２０，０００ｐｓｉ（ほぼ１４０６．１３８ｋｇ／ｃｍ²）ＨＩＰ処理して、理論的に密な後部安定化部材を得た。

実験例３。上記の方法によりさらなるセラミック製品を得た。例えば図９〜６４参照。

以上この発明を説明したが、請求項記載の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。

この発明は義肢などの医療用人工器官製造分野において広く応用されるものである。

ジルコニアセラミックの一般相を示すグラフである。 この発明による製造の構成を示す。 後部安定化大腿骨膝内植組織部材として具現されたこの発明の完成セラミック体の平面図である。 図３の部材の中央から側部にかけての側面図である。 図３の部材の前面図である。 図３の部材の後面図である。 線７Ｓ−７Ｓに沿って取った図３の部材の断面図である。 図３の部材の後斜視図である。 金属モジュール間大腿骨脚注および金属固定ワッシャー、金属ネジファスナー、後部安定化ストッパーのための金属またはセラミックペグを具えたモジュールセラミック膝内植組織を示す。 単片単房室膝関節スペーサーの平面図である。 単片単房室膝関節スペーサーの側面図である。 二片単房室膝関節整列装置の側面断面図である。 二片単房室膝関節整列装置の図１２に対して垂直に取った側面断面図である。 滑動係合状態にある二片単房室膝関節整列装置の平面図である。 一時的下顎骨関節内植組織キャップである。 工業用ベアリングの斜視図である。 流量制御装置の平面図である。 ギア群の拡大図である。 プーリー群の拡大図である。 回転装置を具えた人工義肢膝関節内植組織のための完成ベース部材のこの発明による製造計画を示す。 回転装置を具えたベース大腿骨部材体などの大腿骨、脛骨部材間に少なくともセラミック部材体を有した人工義肢膝関節の前部である。 図２１の関節の拡大図である。 図２１、２２の関節のための大腿骨部材の左側面図である。 図２３の大腿骨部材の後面図である。 図２２〜２４の大腿骨部材の回転装置の左側面図である。 図２２に示すような関節の回転装置大腿骨・脛骨テーパーピンの側面図である。 回転装置とセラミック体を有したこの発明の他の人工義肢膝関節の大腿骨部材の拡大斜視図である。 図２７の大腿骨部材を有した義肢膝関節の拡大側面図である。 組み立てられてかつ大腿骨部材の代りに骨損失を収容するオーグメントを有した図２８の関節の斜視図である。 種々の大腿骨オーグメントの側面図である。 図２８の関節内に見られる脛骨ベース板の側面図である。 図３１の脛骨ベース板の斜視図である。 図３１の脛骨ベース板と一緒に使用される部分的脛骨オーグメントの斜視図である。 図２７などのような患者を大腿骨部材に装着させる適宜寸法のモジュール回転装置を具えたセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。 図２７などのような患者を大腿骨部材に装着させる骨の欠如を補うスナップオーグメントを具えたセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。オーグメント一時的部材は大腿骨一時的部材にスナップしている。 図２７のような大腿骨部材の内植組織のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの切除大腿骨中基端方向の側面図である。 図２７のような大腿骨部材の内植組織のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの切除大腿骨中後方向の側面図である。 この発明のモジュールセラミック人間膝関節のサギタル断面図である。 図３８の関節の後断面図である。 図３８、３９と同様な軸（テーパー）ピンのピンタイプ取付けを有したこの発明のモジュールセラミック膝関節の展開後断面図である。 モジュールーインーモジュールであるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。 トップ−挿入ステムであるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。 ステムを具えた単片回転装置であるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。 図４１〜４３の大腿骨部材フレームの後断面図である。 図３８、３９のモジュール関節の揺動可能垂下雄タイプ部分を具えた挿入可能回転装置のサギタル断面図である。 図４５の挿入可能回転装置の後断面図である。 この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の拡大側面図である。 図４７のトレイの展開後面図である。 この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開後面図である。 左人間膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織の左前斜視平面図である。 左人間膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織の底面図である。 セラミック単房室大腿骨部材関節丘内植組織の後斜視図である。 左人間膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織の上後斜視図である。 左人間膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織の前斜視図である。 ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を断面で示したキャップまたはカップ取付けスタイルの側面展開図である。 ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を矢印４１Ａに沿ってとったキャップまたはカップ取付けスタイルの上面図である。 ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を断面であるペグまたは脚注取付けスタイルの側面展開図である。 ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を矢印４２Ａに沿ってとった上面図であるペグまたは脚注取付けスタイルの上面図である。 足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの上面図である。 足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの底面図である。 足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの側面図である。 足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの前面図である。 足首内植組織ユニットを示し、脛骨トレイ、側面図である。 足首内植組織ユニットを示し、脛骨トレイ、前面図である。

符号の説明

１０：単斜晶粉体
１９：中空型
１００：大腿骨部材
１０１：フレーム
２００：脛骨部材

Claims (30)

1. セラミックの初期未加工体を用意し、該セラミック体を機械加工して機械加工セラミック体を得ることを特徴とするセラミック体の製造方法。
2. 機械加工セラミック体を燃焼および／またはさらなる処理をしてより完成したセラミック体を得ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
8. セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
9. セラミック体が産業物品であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
10. 義肢内植組織または内植組織部材をまたは産業物品を含み、それらは、初期未加工セラミック体を用意して機械加工を施して燃焼させることにより、セラミックから形成されることを特徴とする製造物品。
11. 燃焼後にさらに処理されることを特徴とする請求項１０に記載の物品。
12. 義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項１０に記載の物品。
13. 義肢内植組織または内植組織部材が膝のための大腿骨または脛骨部材であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
14. 後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項１３に記載の物品。
15. 膝内植組織を含んだ回転装置のための大腿骨フレーム部材であることを特徴とする請求項１３に記載の物品。
16. 単片単房室膝スペーサー装置または多片単房室関節整列装置であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
17. 一時的下顎骨関節キャップ内植組織であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
18. 膝のための十字形保持大腿骨部材であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
19. 膝のための単房室大腿骨関節丘部材であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
20. 皿状大腿骨関節内植組織であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
21. 脊椎キャップであることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
22. 足首関節ユニットまたは部材であることを特徴とする請求項１２に記載の物品。
23. セラミックがＭｇ−ＰＳＺ、Ｍｇ−ＴＴＺ、Ｙ−ＴＺＰ、Ａｌ２０３または強化Ａｌ２０３であることを特徴とする請求項１０に記載の物品。
24. セラミックがジルコニアを含んでいることを特徴とする請求項１０に記載の物品。
25. 後部安定化膝大腿骨部材および回転膝大腿骨部材フレームからなる群から選ばれるセラミック膝交換内植組織。
26. ジルコニアを含んでいることを特徴とする請求項２５に記載の内植組織。
27. 後部安定化大腿骨部材であることを特徴とする請求項２６に記載の内植組織。
28. 後部関節丘に対して少なくとも約１５００ポンド（約０．６８メトリックトン）の強度を有したセラミック大腿骨膝部材。
29. 強度が少なくとも約２０００ポンド（約０．９１メトリックトン）であることを特徴とする請求項２８に記載の内植組織。
30. 強度が少なくとも約２５００ポンド（約１．１メトリックトン）であることを特徴とする請求項２９に記載の内植組織。

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