JP2018531066A - 溶射セラミック層 - Google Patents

Abstract

本発明の対象は、溶射セラミック層およびその製造方法である。

Description

本発明は、溶射セラミック層およびその製造方法に関する。セラミック層は、好適には、医療技術製品、殊にプロテーゼおよびインプラントを機能化するのに役立つ。

医療技術部材、殊にプロテーゼおよびインプラントにおける被覆は、十分に知られている。プロテーゼおよびインプラントにおけるこのような被覆は、金属（例えばチタン）、およびセラミック、例えば酸化チタン、リン酸三カルシウム、またはバイオガラス群の材料から成ることが一般的である。ここで医療技術部材は、セメント合着されており、かつ骨構造への結合を保証するとされるさらなる骨セメントを含有しているか、またはセメント不含であり、そのため、この結合は骨成長（骨伝導性）によりもたらされる。しかしながら一般的には、金属の使用には問題がないわけではなく、これを使用することで、被覆が部材表面に接着し続けず、層が層間剥離を起こし得る。それに加えて、金属被覆の使用には、アレルギーおよび感染症のより高いリスクが伴う。それだけでなく、医療技術部材における公知の層において勾配構造（例えば多孔質から稠密までの移行部）を得るのが非常に難しいという問題、または特定の適用領域に適した層構造を比較的大きなコストなしでは作製できないという問題が常に生じる。

よって、本発明の課題は、先に挙げた問題を有さず、殊に層間剥離を防止するための層接着の改善および改善された生体適合性が達成されているべき被覆を提供することであった。さらに、この被覆は、セメント合着された部材、つまりセメントで固められた部材およびセメント不含の部材のどちらにも適しているべきであり、セメント不含の部材の場合は、骨成長（骨伝導性）が改善され、またはセメント合着された部材の場合は、使用されるセメントのセラミック層への化学的結合が改善されるものとする。

それに加えて、本発明は、特定の所望の層構造、さらには勾配層構造の調整さえ可能にすべきであり、これにより、様々な適用領域について、カスタマイズ式に層特性を調整することができ、かつ特定患者向けのプロテーゼまたはインプラントの製造も可能であろう。

本発明が基づく課題は、請求項１に従ってセラミック層を部材にもたらすことで解決され、ここでセラミック層は、溶射法により部材の表面に施与、即ち積層される。ここで被覆の吹き付けは、殊に部材表面を粗化および狙いを定めて構造化するのに役立つ。好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。

被覆は、部材において、好適には医療技術製品である部材において行われる。この部材は、プロテーゼまたはインプラントであることが特に好ましい。プロテーゼに関しては、体内プロテーゼが好ましく、ここでこれは、セメント合着されていても、またはセメント不含であってもよい。インプラントは、殊に関節面用インプラントであってよく、これは、人体における関節面を部分的に再生するのに役立つ。関節面とは、例えば肩、腰、膝、肘、手全体（殊に指）、および足の領域からの面であり得る。

また、本発明による部材を脊椎領域における椎間板全置換術のために使用することもできる。同様に、本発明による部材の使用は、外傷治療におけるまたは脊椎のための固定（補強）の領域においても可能である。

ここで部材は、金属部材またはセラミック部材であってよい。したがって、同じ種類の被覆（つまり、部材および被覆のセラミック原料が同じ種類であること）も可能である。その利点は、熱物性値が同じであるため、層の層間剥離による欠陥の確率をより低くできることである。

被覆を溶射法（例えば大気または真空でのプラズマに基づく方法）により作製し、ここで、殊にセメント不含のインプラントの被覆において、真空での堆積は、殊に勾配型および／または柱状の構造の場合、部分的に気相から行われ、圧力は、５０ｍｂａｒ未満である。

層原料はセラミック材料であり、セラミック層の原料は、純粋な酸化物セラミックまたは混合酸化物セラミックであることが好適であり、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、バイオガラス、リン酸カルシウム（例えばＴＣＰおよびヒドロキシアパタイト）、先に挙げた材料の混合物、それらの出発物質、ならびに先に挙げた材料の混合物（希土類、例えばＺｒＯ_２の物質群からの公知の安定化剤のような助剤をさらに含有するもの）から成る群より選択されることが特に好ましい。

吹き付けられたセラミック層の層構造は、均質に稠密であっても、または勾配（ある層構造から別の層構造への移行部）であってもよく、それゆえ例えば多孔質な構造から稠密な構造までの移行部を含み得る。多孔質構造は殊に、例えば相応して一般的なモルホロジーおよびトポグラフィーを有する層構造が柱状であるために高い開放気孔率を有する構造を含む。多孔質構造は、特に好ましくは、セメント不含のプロテーゼおよびインプラントにおいて望ましい。

さらに、セラミック層は、特定の表面粗さを、殊にプロテーゼおよびインプラントがセメント合着されている場合に有する。０．０３μｍよりかなり大きい粗さＲ_ａが特に好ましい。向上した表面により、骨または骨セメントにおける接合が改善され、結合の改善がもたらされる。

Claims (10)

1. 部材におけるセラミック層において、溶射法により前記部材の表面に施与されることを特徴とする、前記セラミック層。
2. 前記部材が、医療技術製品、特に好ましくはプロテーゼまたはインプラントであることを特徴とする、請求項１記載のセラミック層。
3. 前記部材が、セメント合着されたまたはセメント不含の体内プロテーゼであることを特徴とする、請求項２記載のセラミック層。
4. 前記部材が、金属部材またはセラミック部材であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のセラミック層。
5. 真空プラズマ噴射により、好ましくは５０ｍｂａｒ未満の圧力で作製されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のセラミック層。
6. 層原料が、セラミック材料、好適には純粋な酸化物セラミックまたは混合酸化物セラミック、特に好ましくはＡｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、バイオガラス、リン酸カルシウム（例えばＴＣＰおよびヒドロキシアパタイト）、先に挙げた材料の混合物、およびそれらの出発物質から成る群より選択されるセラミックであることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載のセラミック層。
7. 前記セラミック層の層構造が、均質に稠密であるか、多孔質であるか、または勾配（ある層構造から別の層構造への移行部）を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載のセラミック層。
8. 前記多孔質構造が柱状の層構造を含むことを特徴とする、請求項７記載のセラミック層。
9. 前記稠密構造が、特定の表面粗さ、好ましくは０．０３μｍよりかなり大きい粗さＲ_ａを有することを特徴とする、請求項７記載のセラミック層。
10. 請求項１から９までのいずれか１項記載のセラミック層の製造方法において、前記セラミック層を溶射法（例えば大気または真空でのプラズマに基づく方法）により作製することを特徴とする、前記製造方法。