JP2015522334A - 圧電性複合体とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<実施例>
<実施例1:DEPを用いた1−3複合体の準備>
<方法>
<モデル>
<材料とインプラント表面形状変数>
<表2 脊椎固定ケージで用いられる場合の複合体の制御可能な変数の範囲>
<議論>
<表3 BaTiO3−PEEK脊髄固定ケージで最大電力を生成する変数>
<結論>
<参考文献>
本明細書には、実施の形態が開示され、特定の用語が使用されているが、これらは一一般的かつ説明的な意味でのみ用いられ、限定する目的で用いられない。実施の形態の変更や変形は、上記の教示に照らして可能である。ゆえに、実施の形態は、具体的に記載した以外の方法で実施してもよいことが理解される。
Claims (82)
- a) 熱硬化性、熱可塑性、もしくは熱硬化性/熱可塑性又は共重合性の重合可能な母材を用意し、
b) 複数の圧電性粒子を前記重合可能な母材に分散させて分散系を形成し、
c) 前記分散系を成形し、
d) 前記分散系内の前記圧電性粒子内に誘電分極を誘起し、前記誘電分極の誘起により、前記圧電性粒子の少なくとも40%がチェーンを形成し、
e) 前記分散系を硬化して脊髄インプラント形成する、
脊髄インプラントの製造方法。 - 前記成形は、射出成型、押し出し成形、圧縮成形、ブロー成形又は熱成形を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記圧電性粒子は、ぺロブスカイト結晶構造を呈する、
請求項1に記載の方法。 - 前記圧電性粒子は、チタン酸バリウム粒子、ヒドロキシアパタイト粒子、アパタイト粒子、硫化リチウム一水和物粒子、ニオブ酸ナトリウムカリウム粒子、水晶粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子(lead zirconium titanate:PZT)、酒石酸及びポリ(二フッ化ビニリデン)ファイバ粒子からなる群から選択される、
請求項1に記載の方法。 - 誘電分極の誘起は、前記成形された分散系にある方向の電場を加えることを含む、
請求項1に記載の方法。 - 誘電分極の誘起は、前記成形された分散系に静水圧を与えること、又は、前記成形された分散系の温度を変化させることを含む、
請求項1に記載の方法。 - e)での硬化に先立って、前記成形された分散系にある方向の電場を加えることを更に有する、
請求項6に記載の方法。 - 電場を与えることは、約1kHzから約10kHzの周波数及び約1ボルト/mmから約1kV/mmの電場強度の電場を与えることを含む、
請求項5に記載の方法。 - 電場を与えることは、約1Hzから約100Hzの周波数及び約1ボルト/mmから約1kV/mmの電場強度の電場を与えることを含む、
請求項7に記載の方法。 - d)での誘起は、前記電場を与える前に生じる、
請求項7に記載の方法。 - d)での誘起は、前記場を与えた後に生じる、
請求項7に記載の方法。 - d)での誘起と前記電場を与えることとは、同時に生じる、
請求項7に記載の方法。 - 前記電場は、周期的な静水圧と同じ周波数で与えられる、
請求項12に記載の方法。 - 前記硬化は、前記分散系の冷却、紫外線硬化、熱加速硬化または圧縮硬化を含む、
請求項1に記載の方法。 - チェーンはランダムな配向性を有する、
請求項1に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約10%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項5に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約50%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項16に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約10%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項7に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約50%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項18に記載の方法。 - 請求項1の方法で用意される脊髄インプラント。
- ポリマー母材と複数の圧電性粒子とで構成され、
前記圧電性粒子の少なくとも40%がチェーンを形成し、複合体は1−3複合体である、脊髄インプラント。 - チェーンの少なくとも約10%が互いに±10°以内で配向している、
請求項21に記載の脊髄インプラント。 - チェーンの少なくとも約50%が互いに±10°以内で配向している、
請求項22に記載の脊髄インプラント。 - 前記圧電性粒子は、ペロブスカイト結晶構造を呈する、
請求項21に記載の脊髄インプラント。 - 前記圧電性粒子は、チタン酸バリウム粒子、ヒドロキシアパタイト粒子、アパタイト粒子、硫化リチウム一水和物粒子、ニオブ酸ナトリウムカリウム粒子、水晶粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子(lead zirconium titanate:PZT)、酒石酸及びポリ二フッ化ビニリデンファイバ粒子からなる群から選択される、
請求項21に記載の脊髄インプラント。 - 前記インプラントは、圧縮時に約1から約250マイクロアンペア/cm2の電流密度を生成する、
請求項21に記載の脊髄インプラント。 - a) 重合可能な母材を用意し、
b) 複数の圧電性粒子を前記重合可能な母材に分散させて分散系を形成し、
c) 前記分散系を成形し、
d) 前記分散系内の前記圧電性粒子内に誘電分極を誘起し、前記誘電分極の誘起により、前記圧電性粒子の少なくとも40%がチェーンを形成し、
e) 前記分散系を硬化する、
圧電性複合体の製造方法。 - 前記重合可能母材は、
i. 熱硬化性のポリマー、共重合性ポリマー、及び/又は、モノマーと、
ii. 熱可塑性のポリマー、共重合性ポリマー、及び/又は、モノマーと、又は、
iii. 熱硬化性/熱可塑性のポリマー又は共重合性ポリマーの混合体と、を含む、
請求項27に記載の方法。 - 前記圧電性粒子は、ペロブスカイト結晶構造を呈する、
請求項27に記載の方法。 - 前記圧電性粒子は、チタン酸バリウム粒子、ヒドロキシアパタイト粒子、アパタイト粒子、硫化リチウム一水和物粒子、ニオブ酸ナトリウムカリウム粒子、水晶粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子(lead zirconium titanate:PZT)、酒石酸及びポリ二フッ化ビニリデンファイバ粒子からなる群から選択される、
請求項27に記載の方法。 - 前記成形は、射出成型、押し出し成形、圧縮成形、ブロー成形又は熱成形を含む、
請求項27に記載の方法。 - 誘電分極の誘起は、前記成形された分散系にある方向の電場を加えることを含む、
請求項27に記載の方法。 - 誘電分極の誘起は、前記成形された分散系に静水圧を与えること、又は、前記成形された分散系の温度を変化させることを含む、
請求項27に記載の方法。 - e)での硬化に先立って、前記成形された分散系にある方向の電場を加えることを更に有する、
請求項33に記載の方法。 - 電場を与えることは、約1kHzから約10kHzの周波数及び約1ボルト/mmから約1kV/mmの電場強度の電場を与えることを含む、
請求項32に記載の方法。 - 電場を与えることは、約1Hzから約100GHzの周波数及び約1ボルト/mmから約1kV/mmの電場強度の電場を与えることを含む、
請求項34に記載の方法。 - d)での誘起は、前記電場を与える前に生じる、
請求項34に記載の方法。 - d)での誘起は、前記場を与えた後に生じる、
請求項34に記載の方法。 - d)での誘起と前記電場を与えることとは、同時に生じる、
請求項34に記載の方法。 - 前記電場は、周期的な静水圧と同じ周波数で与えられる、
請求項39に記載の方法。 - 前記硬化は、前記分散系の冷却、紫外線硬化、熱加速硬化または圧縮硬化を含む、
請求項27に記載の方法。 - チェーンはランダムな配向性を有する、請求項27に記載の方法。
- チェーンの少なくとも約10%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項32に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約50%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項43に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約10%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項34に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約50%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項45に記載の方法。 - a) 熱硬化性、熱可塑性、もしくは熱硬化性/熱可塑性又は共重合性の重合可能な母材を用意し、
b) 複数の圧電性粒子を前記重合可能な母材に分散させて分散系を形成し、
c) 前記分散系を成形し、
d) 前記分散系内の前記圧電性粒子内に誘電分極を誘起し、前記誘電分極の誘起により、前記圧電性粒子の少なくとも40%がチェーンを形成し、
e) 前記分散系を硬化する、
組織刺激性圧電性複合体の製造方法。 - 前記成形は、射出成型、押し出し成形、圧縮成形、ブロー成形又は熱成形を含む、
請求項47に記載の方法。 - 前記圧電性粒子は、ペロブスカイト結晶構造を呈する、
請求項47に記載の方法。 - 前記圧電性粒子は、チタン酸バリウム粒子、ヒドロキシアパタイト粒子、アパタイト粒子、硫化リチウム一水和物粒子、ニオブ酸ナトリウムカリウム粒子、水晶粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子(lead zirconium titanate:PZT)、酒石酸及びポリ二フッ化ビニリデンファイバ粒子からなる群から選択される、
請求項47に記載の方法。 - 誘電分極の誘起は、前記成形された分散系にある方向の電場を加えることを含む、
請求項47に記載の方法。 - 誘電分極の誘起は、前記成形された分散系に静水圧を与えること、又は、前記成形された分散系の温度を変化させることを含む、
請求項47に記載の方法。 - e)での硬化に先立って、前記成形された分散系にある方向の電場を加えることを更に有する、
請求項52に記載の方法。 - 電場を与えることは、約1kHzから約10kHzの周波数及び約1ボルト/mmから約1kV/mmの電場強度の電場を与えることを含む、
請求項51に記載の方法。 - 電場を与えることは、約1Hzから約100Hzの周波数及び約1ボルト/mmから約1kV/mmの電場強度の電場を与えることを含む、
請求項53に記載の方法。 - d)での誘起は、前記電場を与える前に生じる、
請求項53に記載の方法。 - d)での誘起は、前記場を与えた後に生じる、
請求項53に記載の方法。 - d)での誘起と前記電場を与えることとは、同時に生じる、
請求項53に記載の方法。 - 前記電場は、周期的な静水圧と同じ周波数で与えられる、
請求項58に記載の方法。 - 前記硬化は、前記分散系の冷却、紫外線硬化、熱加速硬化または圧縮硬化を含む、
請求項47に記載の方法。 - チェーンはランダムな配向性を有する、
請求項47に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約10%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項51に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約50%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項62に記載の方法。 - チェーンの少なくとも約10%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、請求項53に記載の方法。
- チェーンの少なくとも約50%が与えられた前記電場の方向の約±10°以内で配向している、
請求項64に記載の方法。 - 請求項27の方法で用意される圧電性複合体。
- 請求項47の方法で用意される組織刺激性圧電性複合体。
- ポリマー母材と複数の圧電性粒子とで構成され、
前記圧電性粒子の少なくとも40%がチェーンを形成し、前記複合体は少なくとも5mm以上の寸法を有する、
圧電性複合体。 - チェーンはランダムな配向性を有する、
請求項68に記載の圧電性複合体。 - チェーンの少なくとも約10%が互いに±10°以内で配向している、
請求項68に記載の圧電性複合体。 - チェーンの少なくとも約50%互いに±10°以内で配向している、
請求項70に記載の圧電性複合体。 - 前記複合体は、1−3複合体である、
請求項68に記載の圧電性複合体。 - 前記ポリマーは、熱硬化性、熱可塑性、もしくは熱硬化性/熱可塑性にポリマー又は共重合性ポリマー混合体である、
請求項68に記載の圧電性複合体。 - 前記圧電性粒子は、ペロブスカイト結晶構造を呈する、
請求項68に記載の圧電性複合体。 - 前記圧電性粒子は、チタン酸バリウム粒子、ヒドロキシアパタイト粒子、アパタイト粒子、硫化リチウム一水和物粒子、ニオブ酸ナトリウムカリウム粒子、水晶粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子(lead zirconium titanate:PZT)、酒石酸及びポリ二フッ化ビニリデンファイバ粒子からなる群から選択される、
請求項68に記載の圧電性複合体。 - 前記複合体は、圧縮時に約1から約250マイクロアンペア/cm2の電流密度を生成する、請求項68に記載の圧電性複合体。
- ポリマー母材と複数の圧電性粒子とで構成され、
前記圧電性粒子の少なくとも40%がチェーンを形成し、複合体は1−3複合体である、組織刺激性圧電性複合体。 - チェーンの少なくとも約10%が互いに±10°以内で配向している、
請求項77に記載の組織刺激性圧電性複合体。 - チェーンの少なくとも約50%互いに±10°以内で配向している、
請求項78に記載の組織刺激性圧電性複合体。 - 前記圧電性粒子は、ペロブスカイト結晶構造を呈する、
請求項77に記載の組織刺激性圧電性複合体。 - 前記圧電性粒子は、チタン酸バリウム粒子、ヒドロキシアパタイト粒子、アパタイト粒子、硫化リチウム一水和物粒子、ニオブ酸ナトリウムカリウム粒子、水晶粒子、チタン酸ジルコン酸鉛粒子(lead zirconium titanate:PZT)、酒石酸及びポリ二フッ化ビニリデンファイバ粒子からなる群から選択される、
請求項77に記載の組織刺激性圧電性複合体。 - 前記複合体は、圧縮時に約1から約250マイクロアンペア/cm2の電流密度を生成する、
請求項77に記載の組織刺激性圧電性複合体。
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