JP2020175198A - 熱接着を用いて多孔質表面を備えたインプラントを形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多孔質材料をインサートに熱接着し、かつインサートをインプラント本体に熱接着することを含む、インプラントを形成する方法を提供する。【解決手段】整形外科インプラントを形成する方法であって、多孔質材料をインサートの表面に熱接着して、接着済みインサートを形成すること、インプラント本体の材料中に形成された開口に、前記接着済みインサートの裸部を配置すること、および前記接着済みインサートを前記インプラント本体に接着するために、前記裸部を前記材料に熱接着することを含む、整形外科インプラントを形成する方法。【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
これは、参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年４月１８日に出願された、「熱接着を用いて多孔質表面を備えたインプラントを形成する方法」と題された米国特許仮出願第６２／８３５６００号明細書に基づく、非仮出願である。

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、多孔質表面を備えたインプラントを形成する方法、および特に、熱接着を用いてインプラントを形成する方法に関する。
２．関連技術の説明
整形外科インプラントは、細胞の浸潤および増殖を可能にする１つ以上の多孔質材料を取り入れることが多い。このような多孔質材料は、インプラントの非多孔質材料と結合され得る。多孔質材料は一般に、その非多孔質の対応部分よりも低い強度を有していて造形し難い場合があり、このことが製造コストを増大させる。

この技術分野で必要とされているのは、周知の方法よりも安価に整形外科インプラントを形成する方法である。

発明の概要
ここに開示する例示的な実施形態は、多孔質材料をインサートに熱接着し、かつインサートをインプラント本体に熱接着することを含む、インプラントを形成する方法を提供するものである。

本発明に基づき提供されるいくつかの実施形態では、整形外科インプラントを形成する方法に、多孔質材料をインサートの表面に熱接着して、接着済みインサートを形成すること；インプラント本体の材料中に形成された開口に、接着済みインサートの裸部を配置すること；および接着済みインサートをインプラント本体に接着するために、裸部を材料に熱接着することが含まれる。

本発明により提供されるいくつかの例示的な実施形態では、整形外科インプラントに、内部に開口が形成された表面を有するインプラント本体；開口内に配置され、インプラント本体に熱接着される裸部と、裸部に結合された接着部とを有する接着済みインサート；および接着部に結合された多孔質内殖材料が含まれる。

本発明により提供されるいくつかの実施形態では、整形外科インプラントを形成する方法には、少なくとも１つの複雑外面を含む形状を有する多孔質内殖材料を、インプラント本体の少なくとも１つの接着面に接触させて配置すること；および整形外科インプラントを形成するために、多孔質内殖材料を少なくとも１つの接着面に熱接着することが含まれる。

ここに開示する例示的な実施形態により実現され得る１つの考えられる利点は、接着済みインサートの形成およびインプラント本体への接着済みインサートの熱接着を迅速かつ容易に行うことができ、これにより整形外科インプラントの製造コストが下がる、という点にある。

ここに開示する例示的な実施形態により実現され得る別に考えられる利点は、複数の整形外科インプラントを、炉等の加熱容器内で同時に形成することができ、これにより製造コストがさらに下がる、という点にある。

ここに開示する例示的な実施形態により実現され得るさらに別に考えられる利点は、接着済みインサートまたは他の方法を用いてインプラント本体に多孔質内殖材料を熱接着することで、複雑な外形を有する多孔質内殖材料を備えた整形外科インプラントの製作の難しさおよび費用を低下させることができる、という点にある。

本発明の上記および他の特徴および利点、およびこれらを達成する方法は、添付図面と共に本発明の実施形態の以下の説明を参照することでより一層明らかになり、本発明をより良く理解することになる。
本発明により提供される、インプラント本体に熱接着された接着済みインサートを含む整形外科インプラントの１つの例示的な実施形態を示す平面図である。 図１に示した整形外科インプラントの、２−２線に沿った横断面図である。 本発明により提供される、比較的大きな開口を有するインプラント本体に熱接着された接着済みインサートを含む整形外科インプラントの、別の例示的な実施形態を示す横断面図である。 本発明により提供される、整形外科インプラントを形成する方法の１つの例示的な実施形態を示すフローチャートである。 本発明により提供される、一対の接着済みインサートを製作するための接着済みインサートアセンブリの１つの例示的な実施形態を示す横断面図である。 本発明により提供される、先細にされた表面を含む接着済みインサートの１つの例示的な実施形態を示す横断面図である。 本発明により提供される、ショルダを有する接着済みインサートを含む整形外科インプラントの、１つの例示的な実施形態を部分的に分解して示す横断面図である。 複雑外面を有する多孔質内殖材料を備えた接着済みインサートを含む整形外科インプラントの、１つの例示的な実施形態を示す横断面図である。 複雑外面を有する多孔質内殖材料を備えた接着済みインサートを含む整形外科インプラントの、別の例示的な実施形態を示す横断面図である。 複雑外面を有する多孔質内殖材料を備えた接着済みインサートを含む整形外科インプラントの、さらに別の例示的な実施形態を示す横断面図である。 本発明により提供される、複雑面を有する多孔質内殖材料を備えた整形外科インプラントを形成する方法の、別の例示的な実施形態を示すフローチャートである。 本発明により提供される、インプラント本体およびインプラント本体に接着された嵌合パーツを含む整形外科インプラントの、１つの例示的な実施形態を示す分解図である。 開口を画定する複数の壁を備えた、図１２に示したインプラント本体の斜視図である。 図１２および図１３に示したインプラント本体の拡大斜視図である。 本発明により提供される、嵌合パーツをインプラント本体に接着する前の、インプラント本体および嵌合パーツを含む整形外科インプラントの別の例示的な実施形態を示す斜視図である。 図１５に示したインプラント本体の斜視図である。 図１５および図１６Ａに示したインプラント本体の別の斜視図である。 本発明により提供される、嵌合パーツをインプラント本体に接着する前の、インプラント本体および嵌合パーツを含む整形外科インプラントの別の例示的な実施形態を示す横断面図である。 図１７に示した整形外科インプラントの別の横断面図である。 嵌合パーツをインプラント本体に接着した後の、図１７および図１８に示した整形外科インプラントを示す横断面図である。 本発明により提供される、インプラント本体およびインプラント本体に接着された嵌合パーツを含む整形外科インプラントを形成する方法の、１つの例示的な実施形態を示すフローチャートである。

一致する参照符号は、いくつかの図面にわたり一致する部品を表すものである。ここに挙げた例示は、本発明の実施形態を示すものであり、このような例示はいずれにせよ、本発明の範囲を限定するものとは解釈されない。

発明の詳細な説明
各図、特に図１を参照すると、本開示に基づき形成された整形外科インプラント１００の１つの例示的な実施形態が示されている。インプラント１００は、脛骨用インプラント、大腿骨用インプラント、寛骨臼用インプラント、関節窩用インプラント、歯科用インプラント、または他のあらゆる形式の医療用または家畜用インプラントの形態を取り得る。整形外科インプラント１００には、「インプラント本体」と呼ぶこともある基体１０１が含まれ、基体１０１には複数のインサート１１０が接着されている。インサート１１０はそれぞれ例えば、少なくとも部分的に多孔質内殖材料１１２により被覆されておりかつ骨または他の組織に形成された開口内に挿入するために寸法設定されかつ造形された露出面１１１を備えたペグであってよい。いくつかの実施形態では、インサート１１０は基礎を成す基体無しで、１つ以上の多孔質内殖材料から成っている。インサート１１０は例えば、チタン、ステンレス鋼、またはコバルトクロム等の金属、またはポリエーテルエーテルケトン等のポリマを含んでいてよい。多孔質内殖材料１１２は例えば、組織が内殖材料中に内殖することを促進するように選択された孔幾何学形状を有する、多孔質の金属またはポリマ材料であってよい。利用され得る典型的な多孔質内殖材料には、インディアナ州コロンビアシティのＳＩＴＥＳ ＭＥＤＩＣＡＬ（登録商標）社により商品名ＯＳＴＥＯＳＹＮＣ（登録商標）で販売される材料が含まれる。インサート１１０はそれぞれ、基体１０１の底面に接着され得、インプラントの固定を促進するために、基体１０１の底面も少なくとも部分的に、多孔質内殖材料により被覆されていてよい。

さらに図２を参照すると、インプラント１００およびいくつかの接着済みインサート１１０の横断面が示されている。インサート１１０はそれぞれ、基体１０１の材料中に形成された各開口１０２内に配置された裸部１１３と、多孔質内殖材料１１２に接着された接着部１１４とを有していてよい。ここで用いたように、部分１１３は多孔質内殖材料１１２を含んでいないという意味で「裸」であるが、例えば材料の腐食を阻止する表面コーティングはまだ有していてよい。インサート１１０の裸部１１３は、インサート１１０の長手方向軸線ＬＡから垂直に離反するように延在しかつインサート１１０の最も広幅の部分を画定するフランジ１１５を有していてよい。長手方向軸線ＬＡは、インサート１１０の接着部１１４を通って延在しており、接着部１１４は、多孔質内殖材料１１２に接着された面１１１を有している。いくつかの実施形態では、フランジ１１５も、少なくとも部分的に多孔質内殖材料により被覆されておりかつ／または熱接着の前に機械的な固着部を形成するために、開口１０２の対応ねじ山に螺合するねじ山１１６を有している。

図２に見られるように、材料中に形成された開口１０２は、開口幅ＯＷを規定していてよく、開口幅ＯＷは、フランジ１１５の幅ＦＷよりも小さくなっており、フランジ１１５を一旦開口１０２内に配置すれば、開口１０２からフランジ１１５が容易に外れることが防止されるようになっている。開口１０２は、開口１０２の閉じた底部を画定する底面１０５から垂直に延在する複数の壁１０４によって規定されていてもよい、すなわち、いくつかの実施形態では、開口１０２は完全に基体／インプラント本体１０１により形成されているわけではない。図３に示す整形外科インプラント３００の例示的な実施形態から認められるように、インプラント本体３０１にも開口３０２が設けられていてよく、開口３０２は、フランジ１１５の幅ＦＷに比べて同じか、または図示よりもやや大きな開口幅ＯＷ２を規定している。フランジ１１５が開口１０２，３０２内に配置された場合、多孔質内殖材料は、開口１０２，３０２の壁１０３，３０３に接触してよくかつ／または内部に開口１０２，３０２が形成された材料の表面に接触してよく、これにより、多孔質内殖材料１１２が開口１０２を実質的に被覆することになる。

図１〜図３に示したインプラント１００，３００を形成するために、インプラントを形成する方法４００の１つの例示的な実施形態を提供し、図４に示す。方法４００には、上述した多孔質内殖材料１１２等の多孔質材料をインサートの表面１１１に熱接着して、接着済みインサート１１０を形成すること４０１が含まれる。ここで使用したように、「熱接着」は、室温より高い温度を利用して、２つの要素を、いずれの要素の材料の大幅な液化も伴わずに互いに接着する接着プロセスを指す。典型的な熱接着技術は、比較的低い温度と高い圧力とを利用する拡散接合、および比較的高い温度と低い圧力とを利用する焼結を含むが、これに限定されるものではない。利用され得る別の熱接着技術には、各要素を互いに接合するために溶融させられるポリエーテルエーテルケトン等の第３の材料による、接合される各要素のうちの一方または両方の被覆が含まれる。互いに接着される各要素の材料に応じて、多くの異なる形式の別の熱接着技術が周知であり、簡潔にするために、これ以上の説明は省く。

接着済みインサート１１０は、フランジ１１５等の裸部１１３を有していてよく、裸部１１３は、インプラント１００の基体／インプラント本体１０１，３０１の材料等の材料中に形成された開口１０２，３０２内に配置されている４０２。上述したように、裸部１１３は多孔質材料１１２に接着されていない。接着済みインサート１１０を材料に接着するために、裸部１１３は材料に熱接着され４０３、その結果、接着済みインサート１１０を備えて形成されたインプラント１００，３００が生ぜしめられてよい。択一的に、接着済みインサート１１０の裸部１１３は、多孔質材料に被覆され、かつ接着済みインサート１１０を材料に接着するために材料に熱接着されてもよい。

上述した方法４００によるインプラント１００，３００の形成は、結果としていくつかの作用を生ぜしめることができる。周知の技術では、ポスト等のインサートは一般に、鋳造中のインプラントに形成されるか、または択一的には、ポストを機械加工することにより直接に、加工インプラント、鍛造インプラントまたは鋳造インプラントに形成される。ポストが形成されると直ちに多孔質内殖材料がポストに接着され、このことは、接着中のポストおよびインプラントに対する材料の圧締を必要とする。この過程は、ポストの寸法が比較的小さいこと、およびパーツの損傷または拒絶反応を生ぜしめること無しに多孔質材料をポストに適当に圧締して保持することが困難であることにより難しく、時間がかかる。

これに対してここで説明する方法４００は、インプラント１００，３００の材料に熱接着された、接着済みインサート１１０を製作する。接着済みインサート１１０は、多孔質内殖材料が圧締された、いくつかの未接着のインサートを、拡散接合用の炉内に配置することにより、比較的多量のバッチで形成され得る。未接着のインサートと多孔質内殖材料１１２とを十分な時間および温度で「調理」して熱接着を達成した後に、形成された接着済みインサート１１０を炉から取り出すことができる。このとき接着済みインサート１１０は、熱接着により基体／インプラント本体１０１，３０１に接着される準備ができたことになる。よって、多数の既製の接着済みインサート１１０を現場に保管して、必要なときに、例えば多数のペグを備えたインプラント１００，３００を形成することができる。接着済みインサート１１０と、インプラント１００，３００の材料との間の熱接着は少なくとも、多くの医療用インプラントの機能強度要件を上回るのに十分な強さである、ということが判っている。さらにいくつかの実施形態では、裸のポストを基体／インプラント本体１０１，３０１に接着してから、例えばプラズマ溶射または他の方法により、多孔質材料を裸のポストに被着して、多孔質コンポーネントによる二次加工が容易でないインプラントコンポーネント上で、多孔質材料をポストに供給することができる。よって本開示に基づき形成されるインプラントは、多種多様な医療用インプラントの強度または耐久性要件を損なうこと無しに、周知の技術を使用するよりも大幅に速く製造され得る。

方法４００は、複数の異なる設計のインプラントの速やかな形成をも可能にする。多くのインプラントは、ペグの数およびペグの位置が異なっているということは周知である。ここに開示した方法４００を利用することで、少なくとも開口１０２，３０２を形成するために基体／インプラント本体１０１，３０１の材料中に所望の開口パターンを形成し４０４、形成された開口１０２，３０２内に接着済みインサート１１０の裸部１１３を配置し４０２、接着済みインサート１１０を材料に接着してインプラントを形成するために裸部１１３を材料に熱接着する４０３ことにより、ペグの数およびペグの位置が異なる複数の異なる形式のインプラントを、既製の接着済みインサート１１０を用いて形成することができる。一般に完成インプラントの形状を有してはいるものの、開口を有してはいないインプラントブランクは、現場に保管され得る。この場合、インプラントブランクの所望の位置に１つ以上の開口を形成し４０４、その後、接着済みインサート１１０の裸部１１３を開口１０２，３０２内に配置して熱接着する４０３ことにより、インプラントを形成することができる。よって本開示に基づき提供される方法４００は、既製の接着済みインサートおよびインプラントブランクを用いた多数の異なる形式のインプラントの形成に容易に適合可能である、ということを理解されたい。

図５を参照すると、いくつかの実施形態では、接着済みインサート１１０は、接着済みインサートアセンブリ５００から形成される。接着済みインサートアセンブリ５００は、裸部を代表する１対のフランジ端部５０１Ａ，５０１Ｂ、およびフランジ端部５０１Ａ，５０１Ｂ間の表面５０３に接着された多孔質内殖材料５０２を有していてよい。多孔質内殖材料５０２は、接着済みインサートアセンブリ５００の表面５０３に熱接着されている。熱接着後に、接着済みインサートアセンブリ５００は分割線Ｌにおいて分離され、それぞれが各１つのフランジ端部５０１Ａ，５０１Ｂを有する２つの個別の接着済みインサートを形成することができる。よって本開示に基づき提供される接着済みインサート１１０は、本開示に基づく１つのインプラントの製作に必要とされる時間の長さをさらに短縮するために迅速に製造され得る、ということを理解されたい。

図６を参照すると、いくつかの実施形態では、接着済みインサート６１０の裸部６１１が全体的または部分的に先細になっていて、裸部６１１の幅Ｗに沿って可変の厚さＴを有している。このような形状は、例えば平らでない表面に対するインサート６１０の熱接着を補助することができ、これを従来周知の方法を用いて行うことは比較的困難である。よって本開示は、異なる形状を有する複数のインプラントを周知の方法よりも難しくなく、かつコストをかけずに形成する方法をも提供する。

図７を参照すると、インプラントの形成に使用され得る別の接着済みインサート７１０の例示的な実施形態が示されている。看取され得るように、接着済みインサート７１０は、上述した接着済みインサート１１０のようにフランジ端部を有してはいないが、代わりに多孔質内殖材料７１３に接着されたインサート７１０の部分７１２と、インプラント本体７２０の材料７２２の開口７２１内に配置されるインサート７１０の裸部７１４との間に、ショルダ７１１を有している。図示のインプラント本体７２０は例示的なものであるに過ぎず、接着済みインサート７１０は、総膝インプラント大腿骨コンポーネント、総膝インプラント脛骨コンポーネント、部分膝インプラントコンポーネント、関節窩インプラント等を含むがこれらに限定はされない多様な異なる整形外科インプラントおよび／または整形外科インプラントのコンポーネントを形成するために使用され得る、ということを理解されたい。ショルダ７１１は、例えば多孔質内殖材料７１３が接着された部分７１２と裸部７１４との間の境界面に形成されてよく、ショルダ７１１でもって、幅は接着された多孔質内殖材料７１３に基づき、裸部７１４に対して増大されている。インサート７１０の裸部７１４は、インプラント本体７２０の材料７２２に熱接着され、多孔質内殖材料７１３は、上述した接着済みインサートと同様に、熱接着後には開口７２１を被覆してよい。いくつかの実施形態では、インサート７１０の裸部７１４は、開口７２１の対応ねじ山７２３に螺合して、インプラント本体７２０に裸部７１４を熱接着する前に機械的な固着部を形成する、ねじ山７１５を有していてよい。

図８〜図１０を参照すると、いくつかの例示的な実施形態では、インプラント本体８２０，９２０，１０２０に結合された１つ以上の複雑外面８１１，９１１，１０１１を備えた複雑コンポーネント８１０，９１０，１０１０を含む整形外科インプラント８００，９００、１０００を提供する。ここで用いたように、「複雑外面」は、反対側のインプラント本体８２０，９２０，１０２０の対応面に対して垂直または平行でない外面であり、コンポーネント８１０，９１０，１０１０を複雑にしている。図８に示す実施形態では、例えば複雑外面８１１は、それぞれ反対側に位置する、インプラント本体８２０の底面であってよい表面８２１に対して平行および／または垂直でない、先細になった表面である。複雑で、それぞれ反対側に位置する表面８２１に対して平行または垂直でない複雑外面８１１に基づき、通常は圧締を含む従来の方法を用いてインプラント本体８２０に複雑コンポーネント８１０を接着することは、極めて困難である。なぜならば、複雑コンポーネント８１０とインプラント本体８２０とを共に加圧して係合させる圧締用の表面積がほとんどないからである。いくつかの実施形態では、複雑コンポーネント８１０，９１０，１０１０は固体材料、すなわち１０％未満の多孔率を有する材料を有している。しかしながら、複雑コンポーネント８１０，９１０，１０１０はそのうえ、または択一的に、コンポーネント８１０，９１０，１０１０を形成しかつ／または図示のように別個の多孔質層８１３，９１３，１０１３としてコンポーネントに被着された多孔質内殖材料を有していてもよい、ということを理解されたい。

整形外科インプラント８００を形成する周知の方法の問題に対処するために、複雑コンポーネント８１０は、２つの接着面８２２，８２３として示すインプラント本体８２０の少なくとも１つの接着面に接触して配置され、複雑コンポーネント８１０をインプラント本体８２０に接着するために、接着面８２２，８２３に熱接着されてよい。図示のように、接着面８２２，８２３は、インプラント本体８２０から延在するポスト８２４として示す延在部の一部であってよい。複雑コンポーネント８１０は、例えば複雑外面８１１を貫通して延在し、ポスト８２４の幅ＰＷとほぼ同じ、そうでなければやや小さな開口幅ＯＷ３を規定する、機械加工された開口８１２を備えて形成され得る。複雑コンポーネント８１０は、インプラント本体８２０に被せ嵌められてよく、これによりポスト８２４は開口８１２内に位置することになり、いくつかの実施形態では、機械加工された開口８１２は、内部に形成されたねじ山８１４を有していてよく、ねじ山８１４は、ポスト８２４の対応ねじ山８２５に螺合して、機械的な固着部を形成する。一旦複雑コンポーネント８１０が配置されると、プレス嵌めまたは他の機械的な固着部の形成を伴ってまたは伴わずにポスト８２４が開口８１２内に配置されることになり、複雑コンポーネント８１０とインプラント本体８２０とは共に熱接着され、複雑コンポーネント８１０はインプラント本体８２０に固く接着され得る。この点で、複雑コンポーネント８１０とインプラント本体８２０とは両方共、機械加工等の従来の二次加工法を用いて別個に形成されてから、熱接着を用いて互いに接着され得る。

インプラント本体８２０は、接着面８２２，８２３を備えたポスト８２４を含むものとして図示して説明する一方で、いくつかの実施形態では、複雑コンポーネント８１０がポスト等の延在部を含んでおり、インプラント本体８２０は、熱接着前に延在部が配置される開口を含んでいる、ということを理解されたい。択一的に、複雑コンポーネント８１０および／またはインプラント本体８２０は、熱接着前に互いに嵌合する複数の開口および／または延在部を含んでいてよい。さらに、図８に示す整形外科インプラント８００が、肩関節インプラントの実施形態で示されている一方で、総膝インプラント、部分膝インプラント、脛骨インプラント等を含むがこれらに限定はされない別の形式の整形外科インプラントが本発明に基づき同様に製作されてもよい。よって本発明に基づき、少なくとも１つの複雑外面を有する多孔質内殖材料を含む、多様な異なる整形外科インプラントが製作され得る、ということを理解されたい。

特に図９を参照すると、本発明に基づき提供される整形外科インプラント９００の別の例示的な実施形態が示されており、整形外科インプラント９００は、先細になっているというよりはむしろ湾曲した複雑外面９１１を備えた複雑コンポーネント９１０を有している。同様に湾曲した複雑外面１０１１を備えた複雑コンポーネント１０１０を含む整形外科インプラント１０００が図１０に示されているが、複雑コンポーネント１０１０は、複雑コンポーネント９１０に比べると、反転している。上述した複雑コンポーネント８１０と同様に、複雑コンポーネント９１０，１０１０も、上述した多孔質層９１３，１０１３として複雑コンポーネント９１０，１０１０に接着され得る固体材料および／または多孔質内殖材料を有していてよい。整形外科インプラント９００，１０００は両方共、上述した整形外科インプラント８００と同様に、各インプラント本体９２０，１０２０のポスト９２４，１０２４として示す延在部を、複雑コンポーネント９１０，１０１０に形成された、すなわち機械加工されたねじ山を備えたまたは備えない開口９１２，１０１２内に配置し、これにより複雑コンポーネント９１０，１０１０を、延在部９２４，１０２４の一部であってよい、インプラント本体９２０，１０２０の１つ以上の接着面９２２，９２３，１０２２，１０２３に接触させ、かつ複雑コンポーネント９１０，１０１０を接着面９２２，９２３，１０２２，１０２３に熱接着することにより、製作され得る。

図９および図１０から認められるように、複雑外面９１１，１０１１の湾曲に基づき、圧締を含む周知の製造法を用いて整形外科インプラント９００，１０００を形成することは、極めて困難であると考えられる。これに対して、本発明に基づく整形外科インプラント９００，１０００の形成は比較的容易であり、したがって経済的であり、移植用に許容可能な強度値を有する整形外科インプラント９００，１０００を確実に形成することができる。よって多数の異なる形式の整形外科インプラントが、本発明に基づき経済的に製作され得る、ということを理解されたい。

図１１を参照すると、本発明に基づき提供される、上述した整形外科インプラント８００，９００，１０００等のいずれをも形成する方法１１００の、１つの例示的な実施形態が示されている。方法１１００には、少なくとも１つの複雑外面８１１，９１１，１０１１を有する多孔質内殖材料８１０，９１０，１０１０を、インプラント本体８２０，９２０，１０２０の少なくとも１つの接着面８２２，８２３，９２２，９２３，１０２２，１０２３に接触させて配置すること１１０１が含まれる。接着面８２２，８２３，９２２，９２３，１０２２，１０２３は、ポスト８２４，９２４，１０２４等の延在部の一部であってよく、多孔質内殖材料８１０，９１０，１０１０に形成された各開口８１２，９１２，１０１２内に配置されてよい１１０１。多孔質内殖材料８１０，９１０，１０１０をインプラント本体８２０，９２０，１０２０に接着するために、多孔質内殖材料８１０，９１０，１０１０を接着面８２２，８２３，９２２，９２３，１０２２，１０２３に熱接着して１１０２、整形外科インプラント８００，９００，１０００を形成する。上述したように、複雑外面８１１，９１１，１０１１は、先細になった表面および／または湾曲した表面であってよい。

上述した整形外科インプラントが多孔質内殖材料を有しているのに対し、本発明により提供される例示的な複数の実施形態は、必ずしも多孔質内殖材料を有さずに提供されてよい。特に図１２〜図１４を参照すると、インプラント本体１２１０と、インプラント本体１２１０に接着された嵌合パーツ１２２０とを含む、整形外科インプラント１２００の１つの例示的な実施形態が示されている。インプラント本体１２１０および嵌合パーツ１２２０が肩関節インプラントの形状で示されている一方で、整形外科インプラントは、総膝インプラントまたは部分膝インプラント等の、他の形式のインプラントとしても形成され得る、ということを理解されたい。

インプラント本体１２１０は、内部に形成された開口１２１２を備える表面１２１１を有している。インプラント本体１２１０は、鋳造および／または機械加工等の、これらに限定はされないがあらゆる適当な製造法により形成され得る。開口１２１２は表面１２１１に、例えば機械加工により形成され得る。開口１２１２は、開口１２１２の底部を画定する底面１２１４から延在していてよい、複数の壁１２１３Ａ，１２１３Ｂにより画定されている。換言すると、開口１２１２はインプラント本体１２１０を貫通して延在する、底が開いた開口ではなく、閉じた底を有している。図１３および図１４に示すように、壁１２１３Ａ，１２１３Ｂは、開口１２１２が形成された表面１２１１に対して平行であってよい底面１２１４から垂直に延在していてよく、つまり壁１２１３Ａ，１２１３Ｂは、インプラント本体１２１０の表面１２１１と開口１２１２の底面１２１４の両方に対して垂直に延在している。開口１２１２は、壁１２１３Ａ，１２１３Ｂにより形成されたＤ字形の外周を有するものとして示されており、いくつかの平らな壁１２１３Ａと、いくつかの湾曲した壁１２１３Ｂとを備えている。しかしながら、さらにここで説明するように、開口１２１２は、嵌合パーツ１２２０をインプラント本体１２１０に熱接着するために適したいずれの形状に形成されてもよい、ということを理解されたい。

嵌合パーツ１２２０は、開口１２１２内に配置され、インプラント本体１２１０に熱接着されて整形外科インプラント１２００を形成する、接着部１２２１を有している。嵌合パーツ１２２０は、鋳造および／または機械加工等の、これらに限定はされないがあらゆる適当な方法により形成され得る。図１２から認められるように、接着部１２２１は、開口１２１２と同様の形状を有している。接着部１２２１の周壁１２２２は、接着部１２２１が開口１２１２内に配置されると、開口１２１２を画定する壁１２１３Ａ，１２１３Ｂに近接しかつ／または接触してよい。いくつかの実施形態では、接着部１２２１は、接着部１２２１が開口１２１２内に配置されたときに、開口１２１２を画定する壁１２１３Ａ，１２１３Ｂに周壁１２２２全体が接触することになるように形成されかつ寸法設定されている。嵌合パーツ１２２０をインプラント本体１２１０に接着するために、周壁１２２２の材料を壁１２１３Ａ，１２１３Ｂの材料に熱接着して、整形外科インプラント１２００を形成する。熱接着には、例えば拡散接合および／または焼結が含まれてよい。

いくつかの実施形態では、嵌合パーツ１２２０は、接着部１２２１から延在するポスト１２２３を含む、ポストアセンブリを有している。ポスト１２２３は、例えば接着部１２２１から垂直に延在していてよく、円筒形を有していてよい。嵌合パーツ１２２０は、多孔質内殖材料を全く有していなくてよい、すなわち、嵌合パーツ１２２０には多孔質内殖材料が全く接着されていなくてよいか、または択一的には、多孔質内殖材料１２２４が接着された、ポスト１２２３等の１つ以上の部分（破線で図示）を有していてもよい。多孔質内殖材料１２２４が含まれている場合には、多孔質内殖材料１２２４も嵌合パーツ１２２０に熱接着され得る。

ある場合には、整形外科インプラントを形成するパーツ間に追加的な接着力が所望されることがある。図１５、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照すると、本発明に基づき提供される整形外科インプラント１５００の、別の例示的な実施形態が示されている。整形外科インプラント１５００は、インプラント本体１５１０と、インプラント本体１５１０に熱接着された接着部１５２１を有する嵌合パーツ１５２０とを含んでいる。図示の嵌合パーツ１５２０は、上述した嵌合パーツ１２２０と同じであり、例えばポスト１５２３を有するポストアセンブリを有していてよい。

特に図１６Ａおよび図１６Ｂを参照すると、インプラント本体１５１０自体が拡大されて詳細に示されている。上述したインプラント本体と同様に、インプラント本体１５１０は、内部に形成された開口１５１２を備える表面１５１１を有している。嵌合パーツ１５２０の接着部１５２１は開口１５１２内に配置され、インプラント本体１５１０に熱接着される。一定の開口幅を画定する開口を備えて図示すると共に説明した、上述したインプラント本体とは異なり、開口１５１２は、底面１５１４から非垂直に延在していてよい複数の壁１５１３Ａ，１５１３Ｂにより画定されており、したがって開口１５１２は、底面１５１４からの距離に基づき変化し得る、可変の開口幅ＯＷ４を画定している。壁１５１３Ａは底面１５１４に続いていてよく、壁１５１３Ｂは壁１５１３Ａに続いておりかつ開口１５１２が形成された表面１５１１を画定していてよい。

開口幅ＯＷ４は、底面１５１４からの、実質的にゼロである第１の距離における第１の値であってよい、すなわち開口幅ＯＷ４の第１の値は、底面１５１４において規定される。第１の距離における開口幅ＯＷ４は、底面１５１４からの、第１の距離よりも大きな第２の距離における開口幅ＯＷ４よりも小さくてよい。このことは特に、壁１５１３Ａが底面１５１４から離れるにつれて開口幅ＯＷ４が増大するように延在する図１６Ａにおいて看取され得る。開口幅ＯＷ４は、壁１５１３Ａ，１５１３Ｂが接する、底面１５１４からの第２の距離において最大値に増大してよい。次いで開口幅ＯＷ４は、第２の距離よりも大きくかつ底面１５１４からの距離が大きくなるにつれて開口幅ＯＷ４が減少するように延在する壁１５１３Ｂに相当する、底面１５１４からの第３の距離において減少してよい。壁１５１３Ａ，１５１３Ｂの接点、すなわち、底面１５１４からの第２の距離と第３の距離との間の位置にはアンダカット１５１５が形成され得、アンダカット１５１５は、底面１５１４からの距離が増大するにつれ増大する開口幅ＯＷ４と、減少する開口幅ＯＷ４との間の移行領域を表す。

インプラント本体１５１０にアンダカット１５１５を形成することは、嵌合パーツ１５２０とインプラント本体１５１０との熱接着中に形成される、機械的な固着部を可能にする。拡散接合中、例えば比較的高い温度および圧力に基づき、接着部１５２１の材料が大幅に液化すること無しに、嵌合パーツ１５２０の接着部１５２１から、材料がインプラント本体１５１０の壁１５１３Ａ，１５１３Ｂ内へ変形しようとする。材料が壁１５１３Ａ，１５１３Ｂ内へ変形すると、材料は形成済みのアンダカット１５１５を満たそうとする。アンダカット１５１５を過ぎて底面１５１４からさらに離れた所、すなわち表面１５１１により近づいた所では開口幅ＯＷ４が減少することに基づき、接着部１５２１からアンダカット１５１５内へ変形する材料は、接着部１５２１と壁１５１３Ｂとの間に締り嵌めを形成することになり、開口１５１２からの嵌合パーツ１５２０の引出しを、より困難にする。よって、インプラント本体１５１０にアンダカット１５１５を形成することにより、整形外科インプラント１５００を、インプラント本体１５１０と嵌合パーツ１５２０との間の熱接着と機械的な固着の両方でもって形成し、インプラント本体１５１０と嵌合パーツ１５２０との間の接着を強化することが可能である。

図１７〜図１９を参照すると、本発明に基づき提供される整形外科インプラント１７００の、別の例示的な実施形態が示されている。整形外科インプラント１７００は、内部に形成された、幅が可変の開口１７１２を有する表面１７１１を備えたインプラント本体１７１０と、開口１７１２内に配置されかつインプラント本体１７１０に熱接着された接着部１７２１を有する嵌合パーツ１７２０とを含んでいる。嵌合パーツ１７２０は、上述した嵌合パーツ１２２０，１５２０と同じであり、ポスト１７２３を有するポストアセンブリを有していてよい。

開口１７１２は、開口１７１２の底部を画定する底面１７１４から延在する複数の壁１７１３により画定されてよい。特に図１８に示すように、壁１７１３は、開口１７１２が、底面１７１４からの距離が増大するにつれ減少する開口幅ＯＷ５を規定するように、底面１７１４から延在していてよい。換言すると、開口幅ＯＷ５は、底面１７１４からの第１の距離において、底面１７１４からの、第１の距離よりも大きな第２の距離における開口幅ＯＷ５よりも大きくなっていてよい。開口幅ＯＷ５は、底面１７１４からの距離が増大するにつれて一定の率で、すなわち一定の角度で減少してよいか、または可変の率で減少してよい。

特に図１８を参照すると、嵌合パーツ１７２０の接着部１７２１は、開口１７１２内に配置されると、少なくとも１つの壁１７１３に接触し得る、ということが示されている。図示のように、接着部１７２１と壁１７１３との間の接触部は、開口幅ＯＷ５が最小であってよいインプラント本体１７１０の表面１７１１に隣接していてよい。接着部１７２１は、一貫して一定の幅を規定していてよく、開口１７１２内に配置されると、壁１７１３からの可変の離間距離ＳＤを規定することができる。可変の離間距離ＳＤは例えば、終止点を含む０．００５インチ〜０．０２０インチといった、０．０００１インチ〜０．１２５インチの範囲内で変化し得る。可変の離間距離ＳＤが、可変の開口幅ＯＷ５および接着部１７２１の一定の幅に基づくものとして図示されて説明されているのに対し、いくつかの実施形態では接着部１７２１が、接着部１７２１と壁１７１３との間の可変の離間距離を調整または供与する、可変の幅を有している。

開口１７１２を画定する壁１７１３と接着部１７２１との間に可変の離間距離ＳＤを設けることにより、熱接着中にインプラント本体１７１０と嵌合パーツ１７２０との間に、締り嵌めが形成され得る。特に嵌合パーツ１７２０がインプラント本体１７１０に熱接着された後の整形外科インプラント１７００を示す図１９を参照すると、材料が、接着部１７２１から接着部１７２１と壁１７１３との間の隙間内へ変形して、接着部１７２１と壁１７１３との間の隙間を埋めている。底面１７１４からの距離が増大するにつれて、すなわち表面１７１１に向かって減少する、開口１７１２の開口幅ＯＷ５に基づき、接着部１７２１の変形した材料と、壁１７１３との間には締り嵌めが形成されており、このことは、開口１７１２からの嵌合パーツ１７２０の引出しを、より一層困難にする。離間距離ＳＤを例えば０．１２５インチ以下に保つことにより、接着部１７２１の材料が壁１７１３に接触するように十分に変形して締り嵌めを形成することが保証される。よって整形外科インプラント１７００は、インプラント本体１７１０に熱接着もされ、機械的に固着もされた嵌合パーツ１７２０を有しており、嵌合パーツ１７２０とインプラント本体１７１０との間の接着強度が高まっている。

図２０を参照すると、本発明に基づき提供される整形外科インプラント１５００，１７００を形成する方法２０００の、１つの例示的な実施形態が示されている。方法２０００には、嵌合パーツ１５２０，１７２０の接着部１５２１，１７２１を、インプラント本体１５１０，１７１０に形成された、可変の開口幅ＯＷ４，ＯＷ５を規定する開口１５１２，１７１２内に配置すること２００１が含まれる。嵌合パーツ１５２０，１７２０をインプラント本体１５１０、１７１０に接着して整形外科インプラント１５００，１７００を形成するために、接着部１５２１，１７２１をインプラント本体１５１０，１７１０に熱接着する２００２。いくつかの実施形態では、熱接着２００２には拡散接合が含まれる。いくつかの実施形態では、インプラント本体１５１０は、上述したように内部に形成されたアンダカット１５１５を有しており、接着部１５２１の材料が熱接着２００２中にアンダカット１５１５内へ流れ込んで、接着部１５２１と、開口１５１２を画定する壁１５１３Ａ，１５１３Ｂとの間に締り嵌めを形成する。

本発明を少なくとも１つの実施形態に関して説明してきたが、一方で本発明は、本開示の思想および範囲内でさらに変更されてもよい。したがって本出願は、その全般的な原理を用いた本発明のあらゆる変化形、使用または適合をカバーすることを意図したものである。さらに本出願は、本発明が属しかつ添付の請求項の範囲内の技術分野における周知または慣例の実地に含まれるような、本開示からの逸脱をもカバーすることを意図したものである。

Claims (20)

1. 整形外科インプラントを形成する方法であって、
   多孔質材料をインサートの表面に熱接着して、接着済みインサートを形成すること；
   インプラント本体の材料中に形成された開口に、前記接着済みインサートの裸部を配置すること；および
   前記接着済みインサートを前記インプラント本体に接着するために、前記裸部を前記材料に熱接着すること
   を含む、整形外科インプラントを形成する方法。
2. 前記裸部の熱接着には、前記材料に対する前記裸部の拡散接合が含まれる、請求項１記載の方法。
3. 前記裸部の熱接着には、前記材料に対する前記裸部の焼結が含まれる、請求項１記載の方法。
4. 前記裸部は、前記開口の開口幅以上のフランジ幅を規定するフランジを有している、請求項１記載の方法。
5. 前記裸部は、前記開口の開口幅未満のフランジ幅を規定するフランジを有している、請求項１記載の方法。
6. 前記開口は、底面から延在する複数の壁により画定されている、請求項１記載の方法。
7. 前記壁は、前記底面から垂直に延在している、請求項５記載の方法。
8. 前記裸部が前記開口内に配置されると、前記接着済みインサートの前記多孔質材料は、前記開口を被覆することになる、請求項１記載の方法。
9. さらに、前記開口を含む開口パターンを前記インプラント本体に形成することを含む、請求項１記載の方法。
10. 整形外科インプラントであって、
    内部に開口が形成された表面を有するインプラント本体；
    前記開口内に配置され、前記インプラント本体に熱接着される裸部と、該裸部に結合された接着部とを有する接着済みインサート；および
    前記接着部に結合された多孔質内殖材料
    を含む、整形外科インプラント。
11. 前記多孔質内殖材料は、前記開口を被覆している、請求項１０記載の整形外科インプラント。
12. 前記裸部は、少なくとも１つのフランジを有しており、前記開口は、開口幅を規定しており、前記フランジは、前記開口幅以上のフランジ幅を規定している、請求項１０記載の整形外科インプラント。
13. 前記裸部は、前記開口の開口幅未満のフランジ幅を規定するフランジを有している、請求項１０記載の整形外科インプラント。
14. 前記開口は、底面から延在する複数の壁により画定されている、請求項１０記載の整形外科インプラント。
15. 前記壁は、前記底面から垂直に延在している、請求項１４記載の整形外科インプラント。
16. 前記多孔質内殖材料は、前記開口を被覆している、請求項１０記載の整形外科インプラント。
17. 前記インプラント本体は、複数の開口を有しており、当該整形外科インプラントは、各１つの前記開口内に配置された各１つの裸部をそれぞれ有する複数の接着済みインサートを有している、請求項１０記載の整形外科インプラント。
18. 整形外科インプラントを形成する方法であって、
    少なくとも１つの複雑外面を含む形状を有する複雑コンポーネントを、インプラント本体の少なくとも１つの接着面に接触させて配置すること；
    および
    整形外科インプラントを形成するために、前記複雑コンポーネントを前記少なくとも１つの接着面に熱接着すること
    を含む、整形外科インプラントを形成する方法。
19. 前記少なくとも１つの複雑外面は、先細になった表面または湾曲した表面のうちの少なくとも一方である、請求項１８記載の方法。
20. 前記複雑コンポーネントには、固体材料または多孔質内殖材料のうちの少なくとも一方が含まれる、請求項１８記載の方法。