JP2014008185A - 人工関節用ステム、人工関節用ステムの部品、及び人工関節用ステムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステム4は、ステム本体部6と、ポーラス体21を有しステム本体部6に結合されたポーラス部7と、を備える。ステム本体部6は、大腿骨102の髄腔部102bに挿入するための挿入部11を有する。ポーラス部7は、生体親和性を有する金属粉末を積層して形成された、筒状の単一部分であり、挿入部11の近位部を取り囲むように配置されている。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る人工関節用コンポーネントを含む人工股関節1を示す一部断面図である。図1では、人工股関節1が患者に設置された状態を、骨盤101の一部及び大腿骨102の一部とともに示している。図1に示すように、人工股関節1は、骨盤101の臼蓋101aに対する大腿骨102の相対変位を許容するための人工関節として設けられている。尚、以下では、特に説明なき限り、人工股関節1が、骨盤101及び大腿骨102に設置されている状態を基準に説明する。
図2は、ステム4の側面図である。図3は、ステム4のポーラス部の断面図であって、ステム4を側方から見た状態を示している。図1、図2、及び図3に示すように、ステム4は、人工関節用ステムとして設けられている。ステム4の材料としては、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン、チタン合金(例えば、Ti−6Al−4V、Ti−6Al−2Nb−1Ta)、コバルト合金(例えばコバルトクロム合金)、及びステンレス鋼等の、生体親和性を有する金属材料を例示することができる。ステム4の材料は、上記例示した金属材料のうちの1種類のみであってもよいし、複数種類であってもよいし、上記例示した以外の、生体親和性を有する1又は複数種類の金属材料であってもよい。
図6は、ステムの製造工程を説明するためのフローチャートである。ステム4は、図6に示すフローに従って製造される。具体的には、まず、図7に示すステム本体部6を形成する(ステップS1)。また、ステム本体部6の形成と並行して、ポーラス部7を積層造形法によって形成するための、金属の粉末材料を用意する(ステップS2)。この粉末材料の材質は、前述したとおりである。積層造形に用いられる材料の粉末は、アトマイズ法(水アトマイズ法又はガスアトマイズ法)、回転電極法、ボールミル法等によって、調製可能である。上記方法によって調製された粉末は、必要に応じて篩い分け等が行われることが好ましい。これにより、平均粒径が20〜150μm程度の金属粉末を得ることができる。尚、金属粉末の平均粒径は、30〜60μm程度であることが、好ましい。
(1)前述の実施形態では、ポーラス部7とステム本体部6とを、スラリーを用いて結合する形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、ポーラス部7とステム本体部6とを、スラリーを用いることなく結合してもよい。より具体的には、ポーラス部7と、ステム本体部6とを、拡散接合によって結合してもよい。拡散接合(固層拡散接合)は、ポーラス部7とステム本体部6とを密着させて加圧することにより、ポーラス部7とステム本体部6の互いの対向面間に生じる原子の拡散を利用して、両者を接合する接合をいう。
6 ステム本体部
7 ポーラス部
11 挿入部
11a 挿入部の近位部
21 ポーラス体
102 大腿骨(骨)
102b 髄腔部
Claims (14)
- ステム本体部と、
ポーラス体を有し、前記ステム本体部に結合されたポーラス部と、を備え、
前記ステム本体部は、生体の骨の髄腔部に挿入するための挿入部を有し、
前記ポーラス部は、生体親和性を有する金属粉末を積層して形成された、筒状の単一部分であり、前記挿入部の近位部を取り囲むように配置されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項1に記載の人工関節用ステムであって、
前記ポーラス体の近位部の厚みは、前記ポーラス体の遠位部の厚みよりも大きく設定されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項1又は請求項2の何れか1項に記載の人工関節用ステムであって、
前記ポーラス体は、前記ポーラス体の近位部側から前記ポーラス体の遠位部側に向かうに従い、前記ポーラス体の気孔率が小さくなるように構成されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の人工関節用ステムであって、
前記ポーラス部の遠位端部は、緻密体であることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の人工関節用ステムであって、
前記ポーラス部は、前記金属粉末が順次積層されて一旦溶融されることで一体化された状態で形成されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の人工関節用ステムであって、
前記ステム本体部と、前記ポーラス部とは、互いに別部材を用いて形成されており、且つ、互いに一体的に結合されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項6に記載の人工関節用ステムであって、
前記ステム本体部とポーラス部とは、スラリーを用いた結合、又は、拡散接合を用いた結合によって、互いに結合されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項7に記載の人工関節用ステムであって、
前記ステム本体部とポーラス部とは、前記スラリーを用いた結合によって、互いに結合されており、
前記ポーラス部は、前記挿入部の前記近位部と対向する対向面を有しており、
前記対向面には、複数の孔部が形成されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項8に記載の人工関節用ステムであって、
各前記孔部の直径が600μm以下であること、前記対向面における複数の前記孔部の合計の面積率が30%以下であること、隣り合う前記孔部間の距離が0.5〜7.0mmであること、の少なくとも1つの条件が満たされていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の人工関節用ステムであって、
前記挿入部の近位部には、前記ステム本体部に対する前記ポーラス部の位置を規定するための、位置決め用段部が形成されていることを特徴とする、人工関節用ステム。 - 生体の骨の髄腔部に挿入されるステム本体部に結合される部品としての、人工関節用ステムの部品であって、
ポーラス体を有し、前記ステム本体部に結合されるポーラス部を備え、
前記ポーラス部は、生体親和性を有する金属粉末を積層して形成された、筒状の単一部品であることを特徴とする、人工関節用ステムの部品。 - 生体の骨の髄腔部に挿入するための挿入部を有するステム本体部と、ポーラス体を有し前記ステム本体部に結合されたポーラス部と、を有する人工関節用ステムの製造方法であって、
前記ステム本体部を形成する、ステム本体部形成ステップと、
前記ポーラス部を形成する、ポーラス部形成ステップと、
前記ステム本体部を前記ポーラス部に結合する、結合ステップと、を有し、
前記ポーラス部形成ステップでは、生体親和性を有する金属粉末を積層することによって、筒状の単一部品を形成することで、前記ポーラス部を形成し、
前記結合ステップでは、前記ポーラス部を、前記挿入部の近位部に嵌合した状態で、前記ポーラス部を、前記ステム本体部に結合することを特徴とする、人工関節用ステムの製造方法。 - 請求項12に記載の人工関節用ステムの製造方法であって、
前記結合ステップでは、前記ポーラス部は、前記挿入部の前記近位部を締め付けるように前記挿入部と結合されることを特徴とする、人工関節用ステムの製造方法。 - 請求項12又は請求項13に記載の人工関節用ステムの製造方法であって、
前記結合ステップでは、前記ポーラス部と前記挿入部との間にスラリーを介在させて当該スラリーを加熱すること、又は、前記ポーラス部と前記挿入部とを拡散接合すること、によって、前記ポーラス部と前記挿入部とを結合することを特徴とする、人工関節用ステムの製造方法。
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