JP2015213530A - インプラント及びその製造方法 - Google Patents
インプラント及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015213530A JP2015213530A JP2014096116A JP2014096116A JP2015213530A JP 2015213530 A JP2015213530 A JP 2015213530A JP 2014096116 A JP2014096116 A JP 2014096116A JP 2014096116 A JP2014096116 A JP 2014096116A JP 2015213530 A JP2015213530 A JP 2015213530A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- implant
- lattice
- triangular
- polygonal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007943 implant Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 abstract description 38
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 208
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 64
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 41
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 17
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000883 Ti6Al4V Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Co] Chemical class [Cr].[Co] WAIPAZQMEIHHTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001257 Nb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000283977 Oryctolagus Species 0.000 description 1
- 229910001362 Ta alloys Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000002310 elbow joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 210000001145 finger joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000008407 joint function Effects 0.000 description 1
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 1
- 201000008482 osteoarthritis Diseases 0.000 description 1
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 206010039073 rheumatoid arthritis Diseases 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- -1 titanium Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
Abstract
【解決手段】多孔質部2を有するインプラント1であって、前記多孔質部2が、連通孔3を有し、多角格子からなる層4が2層以上積層されてなり、かつ第1層が三角格子からなる層であり、前記多孔質部2において、第n層における格子点5の少なくとも一部が、第(n+1)層における格子点5と接しないように、第n層と第(n+1)層とが積層され(nは1以上の整数)、前記三角格子層を構成する三角形の一辺の長さが0.2〜3mmであり、かつ内角6が30〜120度であり、前記三角格子層の開口率が10〜80%であり、かつ厚みが0.1〜1mmであるものである。
【選択図】図15
Description
開口率(%)=100×A/B
但し、
A:貫通孔11の面積
B:多角形単位8の骨格13の面積
である。
(a)3次元CADにて、インプラント1を設計する工程
(b)造形室29内に設けられた造形テーブル30上にベースプレート31を設置する工程
(c)造形室29内を減圧する工程
(d)ベースプレート31を予熱する工程
(e)ベースプレート31上にチタン合金粉末28からなる粉末層を形成する工程
(f)電子ビーム32の照射により該粉末層の表面温度を420〜680℃に予熱する工程
(g)3次元CADデータに基づいた走査経路に沿って電子ビーム32を照射して該粉末層を溶融固化させる工程
(h)造形テーブル30を下降させて新たにチタン合金粉末28からなる粉末層を形成する工程
(i)前記(f)〜(h)を繰り返す工程
3次元CADにて、三角格子層が2層積層されてなる多孔質部2が基材42の表面に配置されてなるインプラント1(人工股関節シェルカップ)を設計した。三角格子層を形成する三角形の一辺は約1.74mmとし、内角6は約60度とし、厚み7は約0.5mmとした。三角格子層における柱状部9の形状は四角柱状とした。三角格子層の開口率は、25%とした。外側の第1三角格子層17の格子点19と内側の第2三角格子層16の格子点20とが接しないようにこれらの三角格子層を積層させた。また、第1三角格子層17の貫通孔22と第2三角格子層16の貫通孔23とが連通するようにこれらの三角格子層を積層させた。さらに、第1三角格子層17の格子点19に六角柱状(高さ約0.25mm、底面の一辺の長さ0.5mm)の突起24を配置した。図15に設計したインプラント1の図を示す。
積層造形法を用いて作製したインプラント1の骨形成能を確認するため、日本白色家兎を用いて骨内埋植試験を実施した。当該試験には、三角格子層が2層積層されてなる多孔質部2を有するインプラント1を用いた。当該インプラント1における、各三角格子層の三角形単位の辺の長さは約1.74mm、内角6は約60度、厚み7は約0.5mmであった。各三角格子層の開口率は25%であった。前記多孔質部2において、外側の第1三角格子層17の格子点19と内側の第2三角格子層16の格子点20とが接しないように、かつ第1三角格子層17の貫通孔22と第2三角格子層16の貫通孔23とが連通するようにこれらの三角格子層が積層されていた。また、第1三角格子層17の格子点19に六角柱状(高さ約0.25mm、底面の一辺の長さ0.5mm)の突起24が配置されていた。試験検体について、硬組織研磨標本(病理標本)を作成し、その観察を実施した。図17に、実体顕微鏡を用いて撮影した病理標本写真を示す。骨組織の破損や試験片43の破損などは認められず、試験片43周囲に新生骨44が確認されたことから、埋植した試験片43に対し骨伝導が起きたと考えられる。
2 多孔質部
3 連通孔
4、25 多角格子層
5、19、20 格子点
6 内角
7 厚み
8 多角形単位
9 柱状部
10 連結部
11、22、23 貫通孔
12、13、18、21 骨格
14 辺
15 一辺の長さ
16、17 三角格子層
24 突起
26 重複
27 積層造形装置
28 チタン合金粉末
29 造形室
30 造形テーブル
31 ベースプレート
32 電子ビーム
33 ホッパー
34 レーキ
35 フィラメント
36 グリットカップ
37 アノード
38 非点収差コイル
39 集点コイル
40 偏向コイル
41 熱電対
42 基材
43 試験片
44 新生骨
45 骨
Claims (4)
- 多孔質部を有するインプラントであって、
前記多孔質部が、連通孔を有し、多角格子からなる層が2層以上積層されてなり、かつ第1層が三角格子からなる層であり、
前記多孔質部において、第n層における格子点の少なくとも一部が、第(n+1)層における格子点と接しないように、第n層と第(n+1)層とが積層され(nは1以上の整数)、
前記三角格子からなる層を構成する三角形の一辺の長さが0.2〜3mmであり、かつ内角が30〜120度であり、
前記三角格子からなる層の開口率が10〜80%であり、かつ厚みが0.1〜1mmであることを特徴とするインプラント。 - 最外層における格子点の少なくとも一部に、高さ0.1〜1mmの突起が配置されてなる請求項1に記載のインプラント。
- さらに基材を有し、該基材表面に多孔質部が配置されてなる請求項1又は2に記載のインプラント。
- 積層造形法により前記インプラントを一体成形する請求項1〜3のいずれかに記載のインプラントの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014096116A JP6464470B2 (ja) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | インプラント及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014096116A JP6464470B2 (ja) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | インプラント及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015213530A true JP2015213530A (ja) | 2015-12-03 |
JP6464470B2 JP6464470B2 (ja) | 2019-02-06 |
Family
ID=54751059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014096116A Active JP6464470B2 (ja) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | インプラント及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6464470B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109044544A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-21 | 乌鲁木齐大为创新信息科技有限公司 | 牙种植体 |
JP2020526292A (ja) * | 2017-07-07 | 2020-08-31 | ケー2エム, インコーポレイテッド | 外科用インプラント及び積層造形方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH067388A (ja) * | 1992-04-17 | 1994-01-18 | Kyocera Corp | 人工補綴部材とその製造方法 |
JP2004298544A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Olympus Corp | 生体組織補填材とその製造方法 |
JP2007262568A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-10-11 | Howmedica Osteonics Corp | レーザー製造多孔性表面 |
JP2010527725A (ja) * | 2007-05-29 | 2010-08-19 | リマ−エレティオー・ソシエタ・ペル・アチオニ | 補綴エレメント及びこれに係る製造方法 |
JP2013524981A (ja) * | 2010-04-29 | 2013-06-20 | フィンズブリー・(デヴェロップメント)・リミテッド | プロテーゼ |
WO2013124576A1 (fr) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | Galactic | Cupule pour implant orthopedique, implant orthopedique comprenant une telle cupule et procede pour realiser une telle cupule |
JP2015536724A (ja) * | 2012-11-09 | 2015-12-24 | カール ライビンガー メディツィンテヒニーク ゲーエムベーハー ウント コーカーゲーKarl Leibinger Medizintechnik Gmbh & Co. Kg | ハイブリッド材料または複合材料として組み合わせられるように構成された、吸収性且つ生分解性の少なくとも2種類の異なる材料から製造される骨インプラント |
-
2014
- 2014-05-07 JP JP2014096116A patent/JP6464470B2/ja active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH067388A (ja) * | 1992-04-17 | 1994-01-18 | Kyocera Corp | 人工補綴部材とその製造方法 |
JP2004298544A (ja) * | 2003-04-01 | 2004-10-28 | Olympus Corp | 生体組織補填材とその製造方法 |
JP2007262568A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-10-11 | Howmedica Osteonics Corp | レーザー製造多孔性表面 |
JP2010527725A (ja) * | 2007-05-29 | 2010-08-19 | リマ−エレティオー・ソシエタ・ペル・アチオニ | 補綴エレメント及びこれに係る製造方法 |
JP2013524981A (ja) * | 2010-04-29 | 2013-06-20 | フィンズブリー・(デヴェロップメント)・リミテッド | プロテーゼ |
WO2013124576A1 (fr) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | Galactic | Cupule pour implant orthopedique, implant orthopedique comprenant une telle cupule et procede pour realiser une telle cupule |
JP2015536724A (ja) * | 2012-11-09 | 2015-12-24 | カール ライビンガー メディツィンテヒニーク ゲーエムベーハー ウント コーカーゲーKarl Leibinger Medizintechnik Gmbh & Co. Kg | ハイブリッド材料または複合材料として組み合わせられるように構成された、吸収性且つ生分解性の少なくとも2種類の異なる材料から製造される骨インプラント |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020526292A (ja) * | 2017-07-07 | 2020-08-31 | ケー2エム, インコーポレイテッド | 外科用インプラント及び積層造形方法 |
JP7025523B2 (ja) | 2017-07-07 | 2022-02-24 | ケー2エム, インコーポレイテッド | 外科用インプラント及び積層造形方法 |
US11701146B2 (en) | 2017-07-07 | 2023-07-18 | K2M, Inc. | Surgical implant and methods of additive manufacturing |
CN109044544A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-12-21 | 乌鲁木齐大为创新信息科技有限公司 | 牙种植体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6464470B2 (ja) | 2019-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sing et al. | 3D printing of metals in rapid prototyping of biomaterials: Techniques in additive manufacturing | |
Ni et al. | Three-dimensional printing of metals for biomedical applications | |
Revilla‐León et al. | A review of the applications of additive manufacturing technologies used to fabricate metals in implant dentistry | |
Guddati et al. | Recent advancements in additive manufacturing technologies for porous material applications | |
Majumdar et al. | Additive manufacturing of titanium alloys for orthopedic applications: a materials science viewpoint | |
JP7480057B2 (ja) | 骨内殖のための三次元多孔質構造体及び製造方法 | |
Warnke et al. | Rapid prototyping: porous titanium alloy scaffolds produced by selective laser melting for bone tissue engineering | |
Buj-Corral et al. | Development of am technologies for metals in the sector of medical implants | |
US20100174377A1 (en) | Reticulated particle porous coating for medical implant use | |
JP2011052289A (ja) | チタン合金製インプラントの製造方法 | |
CN103074511B (zh) | 一种医用多孔植入合金材料及其制备方法 | |
JP5052506B2 (ja) | 人工骨の製造方法 | |
US20100256773A1 (en) | Surgical implant composed of a porous core and a dense surface layer | |
JP2007262568A (ja) | レーザー製造多孔性表面 | |
JP2009511145A (ja) | 義歯の製造方法 | |
WO2009022911A2 (en) | Prosthesis comprising an anti-micromotion bone-interfacing surface and method for the manufacture thereof | |
da Costa Valente et al. | Analysis of the mechanical and physicochemical properties of Ti‐6Al‐4 V discs obtained by selective laser melting and subtractive manufacturing method | |
Dobrzański et al. | Porous selective laser melted Ti and Ti6Al4V materials for medical applications | |
JP6464470B2 (ja) | インプラント及びその製造方法 | |
Lee et al. | Ti scaffolds with tailored porosities and mechanical properties using porous polymer templates | |
RU2579708C2 (ru) | Способ получения композиционного материала из титана или его сплава | |
KR102115229B1 (ko) | 단일 공정 적층성형 곡면 다공성 부품 제조방법 | |
Wang et al. | Biocompatibility and mechanical properties evaluation of Ti-6Al-4V lattice structures with varying porosities | |
Wauthle et al. | Industrialization of selective laser melting for the production of porous titanium and tantalum implants | |
Cosmin | Manufacturing of implants by selective laser melting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180226 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180306 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20180501 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180705 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20181211 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6464470 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |