JP5584898B2 - 疲労強度に優れた低弾性率の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法 - Google Patents
疲労強度に優れた低弾性率の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5584898B2 JP5584898B2 JP2010132886A JP2010132886A JP5584898B2 JP 5584898 B2 JP5584898 B2 JP 5584898B2 JP 2010132886 A JP2010132886 A JP 2010132886A JP 2010132886 A JP2010132886 A JP 2010132886A JP 5584898 B2 JP5584898 B2 JP 5584898B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod
- titanium alloy
- spinal fixation
- fatigue strength
- elastic modulus
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
- C22F1/183—High-melting or refractory metals or alloys based thereon of titanium or alloys based thereon
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
- A61B17/58—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor for osteosynthesis, e.g. bone plates, screws, setting implements or the like
- A61B17/68—Internal fixation devices, including fasteners and spinal fixators, even if a part thereof projects from the skin
- A61B17/70—Spinal positioners or stabilisers ; Bone stabilisers comprising fluid filler in an implant
- A61B17/7001—Screws or hooks combined with longitudinal elements which do not contact vertebrae
- A61B17/7002—Longitudinal elements, e.g. rods
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/02—Inorganic materials
- A61L31/022—Metals or alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49826—Assembling or joining
- Y10T29/49947—Assembling or joining by applying separate fastener
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Surgery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Neurology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
用意したチタン合金に対して、断面減少率90%以上のスウェージング加工を施した後、加熱温度を400℃以上700℃以下とし、加熱時間を0.5時間以上168時間以内とする時効処理を施すことで、疲労強度が750MPaよりも高く、かつ、弾性率が110GPaよりも低い脊椎固定用ロッドを製造することを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の発明において、疲労強度が850MPa以上である脊椎固定用ロッドを製造することを特徴としている。
また、請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の発明において、時効処理の加熱時間を72時間以上とすることを特徴としている。
また、請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の発明において、チタン合金に対して、前記スウェージング加工を施す前に、溶体化処理を施すことを特徴としている。
供試材として、表1に示す組成(重量%)の熱間鍛造丸棒を用意した。この供試材は、Nb:29重量%、Ta:13重量%、Zr:4.6重量%、残余がTiとなるように製造したものであり、製造後の組成の分析結果を表1に示している。また、この供試材は、溶体化処理を施していないものである。
比較例2では、供試材として、実施例1、2と同様に、表2に示す組成の熱間鍛造丸棒を用意し、この供試材に790℃(1063 K)の真空中で1時間(3.6 ks)保持後水冷の溶体化処理を施した。
実際に脊椎固定用ロッドとして用いられているTi-6Al-4V ELI合金製ロッド(Ti64-rodと記す)を用意した。
(実施例および比較例の評価)
実施例1、2および比較例1〜4で得た各ロッドについて、光学顕微鏡および電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)により各試料の微細組織を観察した。X線回折(XRD)により各試料の構成相を同定した。
Claims (5)
- Nb:25〜35質量%、Ta:Nb+0.8Taで36〜45質量%、Zr:3〜6質量%、残余がTiと不可避的不純物とからなるチタン合金を用意し、
前記チタン合金に対して、断面減少率90%以上のスウェージング加工を施した後、加熱温度を400℃以上700℃以下とし、加熱時間を0.5時間以上168時間以内とする時効処理を施すことで、疲労強度が750MPaよりも高く、かつ、弾性率が110GPaよりも低い脊椎固定用ロッドを製造することを特徴とする脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法。 - 前記時効処理は、加熱時間を5時間超とすることを特徴とする請求項1に記載の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法。
- 前記疲労強度が850MPa以上である脊椎固定用ロッドを製造することを特徴とする請求項1または2に記載の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法。
- 前記時効処理は、加熱時間を72時間以上とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法。
- 前記チタン合金に対して、前記スウェージング加工を施す前に、溶体化処理を施すことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010132886A JP5584898B2 (ja) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | 疲労強度に優れた低弾性率の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法 |
US12/965,424 US8425567B2 (en) | 2010-06-10 | 2010-12-10 | Spinal fixation rod made of titanium alloy |
US13/850,913 US9034017B2 (en) | 2010-06-10 | 2013-03-26 | Spinal fixation rod made of titanium alloy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010132886A JP5584898B2 (ja) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | 疲労強度に優れた低弾性率の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011256443A JP2011256443A (ja) | 2011-12-22 |
JP5584898B2 true JP5584898B2 (ja) | 2014-09-10 |
Family
ID=45096836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010132886A Expired - Fee Related JP5584898B2 (ja) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | 疲労強度に優れた低弾性率の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8425567B2 (ja) |
JP (1) | JP5584898B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011106339A1 (en) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | K2M, Inc. | Polyaxial bone screw assembly |
WO2013016523A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Synthes Usa, Llc | Orthopedic implants |
US10327818B2 (en) | 2012-06-18 | 2019-06-25 | Bruce Francis Hodgson | Method and apparatus for the treatment of scoliosis |
JP2015519170A (ja) * | 2012-06-18 | 2015-07-09 | ホジソン, ブルース フランシスHODGSON, Bruce Francis | 脊柱側弯症の治療のための方法及び装置 |
CA3093878A1 (en) | 2018-04-13 | 2019-10-17 | Taniobis Gmbh | Metal powders for 3d-printing |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1177947C (zh) * | 1999-06-11 | 2004-12-01 | 株式会社丰田中央研究所 | 钛合金及其制备方法 |
JP3401555B2 (ja) * | 1999-08-17 | 2003-04-28 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | チタン系アモルファス合金 |
JP4304897B2 (ja) * | 2000-12-20 | 2009-07-29 | 株式会社豊田中央研究所 | 高弾性変形能を有するチタン合金およびその製造方法 |
US20040241037A1 (en) * | 2002-06-27 | 2004-12-02 | Wu Ming H. | Beta titanium compositions and methods of manufacture thereof |
US20040261912A1 (en) * | 2003-06-27 | 2004-12-30 | Wu Ming H. | Method for manufacturing superelastic beta titanium articles and the articles derived therefrom |
US7722805B2 (en) * | 2003-12-25 | 2010-05-25 | Institute Of Metal Research Chinese Academy Of Sciences | Titanium alloy with extra-low modulus and superelasticity and its producing method and processing thereof |
-
2010
- 2010-06-10 JP JP2010132886A patent/JP5584898B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-10 US US12/965,424 patent/US8425567B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-03-26 US US13/850,913 patent/US9034017B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011256443A (ja) | 2011-12-22 |
US20110307014A1 (en) | 2011-12-15 |
US20130213535A1 (en) | 2013-08-22 |
US8425567B2 (en) | 2013-04-23 |
US9034017B2 (en) | 2015-05-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5419098B2 (ja) | ナノ結晶含有チタン合金およびその製造方法 | |
JP5917558B2 (ja) | キャスティングによるナノ双晶形成チタン材料の作製方法 | |
CN1298874C (zh) | 一种超弹性低模量钛合金及制备和加工方法 | |
CN112251639B (zh) | 一种高强度抗菌钛合金棒材、丝材及其制备方法 | |
JP5584898B2 (ja) | 疲労強度に優れた低弾性率の脊椎固定用チタン合金製ロッドの製造方法 | |
WO2005064026A1 (fr) | Alliages ti a faible module et super-elasticite, procede de production correspondant | |
Fu et al. | Effect of annealing temperature on microstructure and superelastic properties of a Ti-18Zr-4.5 Nb-3Sn-2Mo alloy | |
JP2013518181A (ja) | 高強度チタンの生産 | |
JP2009138218A (ja) | チタン合金部材及びチタン合金部材の製造方法 | |
JP2005530929A (ja) | βチタン化合物とその製造法 | |
Pilz et al. | Influence of isothermal omega precipitation aging on deformation mechanisms and mechanical properties of a β-type Ti-Nb alloy | |
US11186904B2 (en) | Method for manufacturing Ti alloys with enhanced strength-ductility balance | |
WO2014034574A1 (ja) | ジルコニウム合金、骨固定具、及びジルコニウム合金の製造方法 | |
JP6621196B2 (ja) | β型強化チタン合金、β型強化チタン合金の製造方法 | |
Sudhakar et al. | Beta-titanium biomedical alloy: effect of thermal processing on mechanical properties | |
JP6673121B2 (ja) | α+β型チタン合金棒およびその製造方法 | |
Zhao et al. | Microstructure and mechanical properties of biomedical Ti-27Nb-8Zr alloy with low elastic modulus | |
Preisler et al. | High Temperature Mechanical Properties and Microstructure of Ti-Nb-Zr-Ta-O Biomedical Alloy | |
EP3684958A1 (en) | Method for producing straightened beta-titanium alloy elongated product forms | |
CN112251634B (zh) | 一种抗菌等轴纳米晶Ti-Cu板材及其制备方法 | |
Cremasco et al. | Effect of heat treatments on mechanical properties and fatigue resistance of Ti-35Nb alloy used as biomaterial | |
JP2017002373A (ja) | チタン合金鍛造材 | |
CN112251633A (zh) | 一种高强度抗菌钛合金板材及其制备方法 | |
CN112226646B (zh) | 一种抗菌等轴纳米晶Ti-Cu棒、丝材及其制备方法 | |
Matsuki et al. | Effects of aging on phase constitution, lattice parameter and mechanical properties of Ti-4 mol% Au near-eutectoid alloy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130425 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20130426 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130621 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130821 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140326 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140528 |
|
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: 20140617 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140630 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5584898 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |