JP6133133B2 - 膜製造装置 - Google Patents
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Description
図1は、人工股関節1の構成を説明するための図であって、患者に設置された状態の人工股関節1を、骨盤101の一部及び大腿骨102の一部とともに示す模式図である。図1に示すように、人工股関節1は、骨盤101の臼蓋101aに対する大腿骨102の相対変位を許容するための人工関節として設けられている。なお、図1で示す人工股関節1の各構成要素(シェル2、ライナー3、及び骨頭ボール5等)の形状については、模式的に示しており、詳細な部分については省略して示している。
図2は、本実施形態に係る膜製造装置10で高分子層が製膜されたライナー3の詳細を示す図である。ライナー3は、カップ部15と、筒部16とを有し、これらが一体に形成されている。カップ部は15、窪みを有する略半球状に形成されたカップ状の部分として設けられている。カップ部15における窪んだ部分側に形成される開口部には、筒部16が立設されている。筒部16は、カップ部15の開口部における内周縁部から該カップ部15の外方に向かって延びる円筒状に形成されている。
図3は、本実施形態に係る膜製造装置10の概略の外形を示す斜視図であり、図4は、膜製造装置10の膜製造装置本体20の内部構造を示す概略の縦断面図であって、製膜の対象となるワーク8としての母材8がセットされた状態の図である。本実施形態に係る膜製造装置10は、ワーク8の表面に接触した状態の所定の溶液23に紫外線が照射されるように構成されている。これにより、光グラフト重合反応が生じ、ワーク8の表面に高分子層9が形成される。
図7は、本実施形態に係る膜製造装置10を用いてワーク8の表面に高分子層9を生成する際の工程を示すフローチャートである。図7等を用いて、ワーク8の表面に高分子層9を生成する際の工程について説明する。
以上のように、本実施形態に係る膜製造装置10では、ワーク8に対して紫外線を照射して高分子層9を形成する際、ワーク8が収容された状態のワーク収容部40が、支持機構25によって支持される。そして、ワーク8の表面における一方側の部分である内周面3b、及び他方側の外周面3a、の双方に、モノマーを含む溶液23が接触した状態で、該溶液23に対して紫外線が照射される。これにより、ワーク8における外周面3a及び内周面3bにおいて、同時に高分子層9が形成される。
(1)上記実施形態では、膜製造の対象となるワーク8として、人工股関節1のライナー3を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、膜製造装置を、図1に示す大腿骨の骨頭ボール5(人工関節コンポーネント)に対して用いることもできる。本変形例に係る膜製造装置11では、骨頭ボール5のワーク8aの外周面5aに、高分子層9が形成される。
以上のように、本変形例に係る膜製造装置11でも、上記実施形態の場合と同様、ワーク8aの表面における光照射が必要な部分において、同時に高分子層を形成できる。具体的には、本変形例に係る膜製造装置11では、ワーク8aの外周面5aの一方側の部分の少なくとも一部である第1表面5dと、他方側の部分である第2表面5eと、の双方に対して、一度に高分子層を生成できる。これにより、従来のようにワークのセットを2回行う必要がないため、支持機構25に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短くでき、且つ、高分子層が破損してしまうリスクを低減できる。
以上のように、本実施形態に係る膜製造装置12でも、上記実施形態の場合と同様、ワーク8bの表面における光照射が必要な部分において、同時に高分子層を形成できる。具体的には、本変形例に係る膜製造装置12では、ワーク8bの一方側の面18a及び他方側の面18bの双方に対して、一度に高分子層を生成できる。これにより、従来のようにワークのセットを2回行う必要がないため、支持機構25に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短くでき、且つ、高分子層が破損してしまうリスクを低減できる。
5 骨頭ボール(人工関節コンポーネント)
8 母材、ワーク
9 高分子層
10,11,12 膜製造装置
18 サーフェイス部(人工関節コンポーネント)
23 溶液
25 支持機構
30 紫外線照射部
40,60,80 ワーク収容部
41,61,81 第1カバー
46,66,86 第2カバー
Claims (11)
- 人工関節コンポーネントの母材であるワークの表面に、摺動面を構成する高分子層を光グラフト重合によって形成するための膜製造装置であって、
それぞれが紫外線透過性を有し、前記ワークの表面における一方側の部分の少なくとも一部である第1表面と隙間をあけて該第1表面に沿うように配置される第1面部、を有する第1カバー、及び、前記ワークの表面における前記第1表面と反対側の少なくとも一部である第2表面と隙間をあけて該第2表面に沿うように配置される第2面部、を有する第2カバー、を有し、前記ワークを収容した状態で該ワークの表面との間に注入されるモノマーを含む溶液を保持可能なワーク収容部と、
前記第1カバーを介して前記第1表面側に紫外線を照射可能、且つ、前記第2カバーを介して前記第2表面側に紫外線を照射可能な紫外線照射部と、
前記ワークの表面と前記ワーク収容部との間に注入された前記溶液に、前記紫外線照射部からの紫外線が照射されるように、前記ワーク収容部を支持する支持機構と、
を備えていることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項1に記載の膜製造装置において、
前記紫外線照射部は、
前記ワーク収容部に収容されて該ワーク収容部が前記支持機構に支持された状態の前記ワーク、の前記第1表面に対向するように配置され、前記第1カバーを介して前記第1表面側に紫外線を照射する第1照射部と、
前記ワークの前記第2表面に対向するように配置され、前記第2カバーを介して前記第2表面側に紫外線を照射する第2照射部と、
を有していることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項2に記載の膜製造装置において、
前記支持機構は、筒状に形成され、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークの前記第1表面が筒軸方向の一方側に向かい、且つ前記ワークの前記第2表面が前記筒軸方向の他方側に向かうように、前記ワーク収容部を収容可能な筒状本体部を有し、
前記第1照射部は、前記筒状本体部における前記筒軸方向の前記一方側に配置され、前記第2照射部は、前記筒状本体部における前記筒軸方向の前記他方側に配置されていることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項3に記載の膜製造装置において、
前記筒状本体部の内側に設けられ、前記紫外線照射部からの紫外線を前記筒状本体部の内側へ反射する紫外線反射部を更に備えていることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項4に記載の膜製造装置において、
前記紫外線反射部は、前記筒状本体部の内周面に沿った筒状に形成されていることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の膜製造装置において、
前記紫外線反射部は、
前記筒状本体部内における、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークよりも前記第1照射部側、に設けられた第1反射部と、
前記筒状本体部内における、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークよりも前記第2照射部側、に設けられた第2反射部と、
を有することを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項3から請求項6のうちいずれか1項に記載の膜製造装置において、
前記支持機構は、前記筒状本体部から内方に突出し、前記ワーク収容部における外周側の部分を支持する支持部を更に有することを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載の膜製造装置において、
前記第1面部及び前記第2面部と前記ワークとの間で前記隙間が形成された状態で前記ワークを保持するワーク保持部を更に備えていることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項8に記載の膜製造装置において、
前記ワーク保持部は、前記第1カバー及び前記第2カバーとは別体の部材として設けられていることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項8又は請求項9に記載の膜製造装置において、
前記ワーク保持部は、紫外線透過性を有する材料で構成されていることを特徴とする、膜製造装置。 - 請求項8から請求項10のうちいずれか1項に記載の膜製造装置において、
前記ワーク保持部には、前記溶液を注入するための注入孔が形成されていることを特徴とする、膜製造装置。
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