JP6312978B2 - Artificial joint components - Google Patents

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Description

本発明は、ボール状コンポーネントが摺動し、或いはボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる、人工関節用コンポーネントに関する。   The present invention relates to an artificial joint component to which a ball-shaped component slides or a liner on which a ball-shaped component slides is attached.

従来より、関節に異常が認められた患者に対して、関節の一部又は全部を人工関節に置換する人工関節置換術が行われている。そして、人工関節としての人工股関節或いは人工肩関節等は、ボール状コンポーネントと、ボール状コンポーネントが固定され或いは一体に設けられるステム状のコンポーネントと、シェル状の本体部分を有する人工関節用コンポーネントとを備えて構成されている。また、上記の人工関節用コンポーネントにおけるシェル状の本体部分には、ボール状コンポーネントが摺動し、或いはボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる、曲面状の窪み面が設けられる。   Conventionally, artificial joint replacement for replacing a part or all of a joint with an artificial joint is performed on a patient with an abnormality in the joint. An artificial hip joint or an artificial shoulder joint as an artificial joint includes a ball-shaped component, a stem-shaped component to which the ball-shaped component is fixed or integrally provided, and a component for an artificial joint having a shell-shaped main body portion. It is prepared for. Further, the shell-like main body portion in the above-described artificial joint component is provided with a curved concave surface on which a ball-shaped component slides or a liner on which the ball-shaped component slides is attached.

特許文献1においては、ボール状コンポーネントが摺動する二重ソケット構造の人工股関節ソケットが開示されている。この人工股関節ソケットは、チタンの深絞り薄板から成る外側ソケットと、硬化した高分子のポリエチレンから成る内側ソケットと、を有している。内側ソケットは、ボール状コンポーネントが摺動するライナーとして設けられている。外側ソケットは、ライナーである内側ソケットが取り付けられる。   In Patent Document 1, an artificial hip joint socket having a double socket structure in which a ball-shaped component slides is disclosed. The artificial hip joint socket has an outer socket made of a titanium deep-drawn thin plate and an inner socket made of hardened polymer polyethylene. The inner socket is provided as a liner on which the ball-shaped component slides. The inner socket, which is a liner, is attached to the outer socket.

また、この人工股関節ソケットには、チタンから成る旋削部品として設けられて、外側ソケットから外方に向かって突出するように外側ソケットに対して取り付けられるアンカーピンが更に備えられている。このアンカーピンは、外側ソケットとは別体の部品として設けられている。そして、このアンカーピンは、外側ソケットに対して、リベット接合によって固定されている。また、アンカーピンは、外側ソケットから突出する先端側の端部が、半球状の曲面形状に形成されている。更に、アンカーピンの外周には、骨内に錨着し易くするための切欠き溝が設けられている。   The artificial hip joint socket is further provided with an anchor pin that is provided as a turning part made of titanium and is attached to the outer socket so as to protrude outward from the outer socket. The anchor pin is provided as a separate part from the outer socket. The anchor pin is fixed to the outer socket by rivet bonding. Further, the end of the anchor pin protruding from the outer socket is formed in a hemispherical curved surface. Further, a notch groove is provided on the outer periphery of the anchor pin for facilitating attachment to the bone.

また、特許文献1においては、段落0009において、骨組織を良好に固着させるために、予め変形させた金属織製物「メッシュ」を外側ソケット上の例えばアンカーピンの範囲に設けることも可能である旨が記載されている。   In Patent Document 1, in paragraph 0009, it is also possible to provide a pre-deformed metal woven material “mesh” in the range of, for example, an anchor pin on the outer socket in order to firmly fix bone tissue. The effect is described.

特開平10−323360号公報JP-A-10-323360

前述したように、特許文献1に開示された人工股関節ソケットの外側ソケットと、骨に対して良好に固定させるためのアンカーピンとは、別体の部材として設けられている。このため、上記の外側ソケット及びアンカーピンで構成される人工関節用コンポーネントは、アンカーピンに対してその側方から作用する圧力である側方圧が繰り返し作用した際に、リベット接合によるアンカーピンと外側ソケットとの接合部において損傷が生じ易くなる虞がある。よって、この人工関節用コンポーネントは、破損のリスクが増大し易くなる虞がある。   As described above, the outer socket of the artificial hip joint socket disclosed in Patent Document 1 and the anchor pin for satisfactorily fixing to the bone are provided as separate members. For this reason, the artificial joint component composed of the outer socket and the anchor pin described above has an anchor pin and an outer portion formed by rivet bonding when a lateral pressure, which is a pressure acting from the side of the anchor pin, is repeatedly applied. There is a risk that damage is likely to occur at the joint with the socket. Therefore, this artificial joint component may easily increase the risk of breakage.

更に、特許文献1の人工股関節ソケットにおける人工関節用コンポーネント(外側ソケット及びアンカーピン)は、骨に錨着させるための切欠き溝がアンカーピンに設けられている。このため、この人工関節用コンポーネントは、アンカーピンに上記の側方圧が繰り返し作用した際に、応力集中によって、切欠き溝において損傷が生じ易く、破損のリスクが増大し易くなる虞がある。   Furthermore, in the artificial joint component (outer socket and anchor pin) in the artificial hip joint socket of Patent Document 1, a notch groove for attaching to a bone is provided in the anchor pin. For this reason, when the above-mentioned side pressure is repeatedly applied to the anchor pin, the artificial joint component is likely to be damaged in the notch groove due to the stress concentration, and the risk of breakage may be easily increased.

また、特許文献1では、上記の人工関節用コンポーネントのアンカーピンに対して金属織物製のメッシュをが取り付けられることが記載されている。しかし、アンカーピンに上記の側方圧が繰り返し作用すると、金属織物製のメッシュとアンカーピンとの接合部において、損傷が生じ易くなる虞がある。よって、この人工関節用コンポーネントは、破損のリスクが増大し易くなる虞がある。   Patent Document 1 describes that a metal fabric mesh can be attached to the anchor pin of the artificial joint component. However, when the above-described lateral pressure repeatedly acts on the anchor pin, there is a risk that damage is likely to occur at the joint between the metal fabric mesh and the anchor pin. Therefore, this artificial joint component may easily increase the risk of breakage.

また、特許文献1に開示された上記の人工関節用コンポーネントは、外側ソケットが、チタンの深絞り薄板によって形成されている。このため、人工股関節置換術が行われ、上記の人工関節用コンポーネントが、骨盤に対して寛骨臼にて固定される際に、外側ソケットの滑らかな表面と骨盤の寛骨臼との間の摩擦によっては、骨に対する固定力を得るための十分な固定性能を確保することが難しい。   Further, in the above-described artificial joint component disclosed in Patent Document 1, the outer socket is formed of a titanium deep-drawn thin plate. For this reason, hip replacement is performed, and when the artificial joint component is fixed to the pelvis with the acetabulum, the smooth surface of the outer socket and the acetabulum of the pelvis are Depending on the friction, it is difficult to ensure sufficient fixing performance to obtain a fixing force to the bone.

また、特許文献1に開示された上記の人工関節用コンポーネントは、骨に対する固定力を得るために、切欠き部が形成されたアンカーピンが設けられている。しかし、アンカーピンの先端側の端部は、半球状の曲面形状に形成されている。このため、上記の人工関節用コンポーネントが、骨盤に固定される際に、アンカーピンにおける切欠き部以外の部分によっては、骨に対する固定力を得るための十分な固定性能を確保することが難しい。とくに、人工股関節置換術が行われ、上記の人工関節用コンポーネントが骨盤に固定される初期状態において、十分な固定性能を確保することが難しい。   Further, the artificial joint component disclosed in Patent Document 1 is provided with an anchor pin in which a notch portion is formed in order to obtain a fixing force to the bone. However, the end of the anchor pin on the tip side is formed in a hemispherical curved shape. For this reason, when the above-mentioned artificial joint component is fixed to the pelvis, it is difficult to ensure sufficient fixing performance for obtaining a fixing force with respect to the bone depending on a portion other than the notch portion of the anchor pin. In particular, it is difficult to ensure sufficient fixation performance in an initial state in which hip replacement is performed and the above-described artificial joint component is fixed to the pelvis.

本発明は、上記実情に鑑みることにより、損傷が生じ難い構造を実現して破損のリスクを低減でき、且つ、骨に対する固定力を得るための固定性能を向上させることができる、人工関節用コンポーネントを提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, the present invention realizes a structure in which damage is unlikely to occur, can reduce the risk of breakage, and can improve the fixing performance for obtaining a fixing force to the bone. The purpose is to provide.

上記目的を達成するための発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、ボール状コンポーネントが摺動し、或いは前記ボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる、曲面状の窪み面が設けられたシェル状の本体部分を有する人工関節用コンポーネントに関する。そして、発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記本体部分における前記窪み面側である内側の部分であって前記ボール状コンポーネントが摺動し又は前記ライナーが取り付けられる部分を少なくとも有する内側構造部と、前記内側構造部の外側に設けられる外側構造部と、を備え、前記内側構造部は、緻密体として構成され、前記外側構造部は、前記内側構造部の緻密体よりも疎な構造体であるポーラス体として構成されたポーラス部を有し、前記内側構造部と前記外側構造部とは、一体成形されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an artificial joint component according to an aspect of the present invention is provided with a curved concave surface on which a ball-shaped component slides or a liner on which the ball-shaped component slides is attached. The present invention relates to an artificial joint component having a shell-like body portion. An artificial joint component according to an aspect of the present invention is an inner portion that is an inner portion of the main body portion that is the recessed surface side, and at least includes a portion on which the ball-shaped component slides or the liner is attached. A structure portion and an outer structure portion provided outside the inner structure portion, the inner structure portion is configured as a dense body, and the outer structure portion is sparser than the dense body of the inner structure portion. It has a porous part constituted as a porous body which is a structure, and the inner structure part and the outer structure part are integrally formed.

この構成によると、緻密体として構成された内側構造部と、ポーラス部を有する外側構造部とが、一体成形されている。このため、内側構造部と外側構造部との間に境界となる接合部が存在せず、応力集中が生じ難く、繰り返し生じるような応力が作用しても損傷が生じ難い構造を実現することができる。これにより、破損のリスクを低減することができる。そして、上記の構成によると、外側構造部にポーラス部が設けられるため、骨との間で大きな摩擦力を確保でき、骨に対する固定力を得るための固定性能を向上させ、十分な固定性能を確保することができる。更に、外側構造部にポーラス部が設けられていることで、長期的には、ポーラス部の気孔に骨が侵入するように成長することになる。これにより、骨との癒合を促進し易く、骨に対する長期の固定性能も向上させることができる。   According to this structure, the inner structure part comprised as a dense body and the outer structure part which has a porous part are integrally molded. For this reason, there is no junction between the inner structure part and the outer structure part, and stress concentration is difficult to occur, and it is possible to realize a structure in which damage is not easily caused even when repeated stress is applied. it can. Thereby, the risk of breakage can be reduced. And according to said structure, since a porous part is provided in an outer structure part, a big frictional force can be ensured between bones, the fixation performance for obtaining the fixation force to a bone is improved, and sufficient fixation performance is obtained. Can be secured. Furthermore, since the outer structure portion is provided with the porous portion, in the long term, the bone grows so as to enter the pores of the porous portion. Thereby, it is easy to promote the fusion with the bone, and the long-term fixing performance to the bone can be improved.

従って、上記の構成によると、損傷が生じ難い構造を実現して破損のリスクを低減でき、且つ、骨に対する固定力を得るための固定性能を向上させることができる、人工関節用コンポーネントを提供することができる。   Therefore, according to said structure, the component for artificial joints which can implement | achieve the structure which does not produce damage easily, can reduce the risk of breakage, and can improve the fixation performance for obtaining the fixation force with respect to a bone is provided. be able to.

発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記内側構造部と前記外側構造部とは、生体親和性を有する金属粉末が順次積層されて一旦溶融されることで一体化された状態で形成されていることが好ましいArtificial joints for components according to an aspect of the present invention, the previous SL said outer structural portion and the inner structural portion, in a state in which metal powder having biocompatibility is integrated by being melted once are sequentially stacked Preferably it is formed.

この構成によると、内側構造部及び外側構造部は、金属粉末が順次積層されて一旦溶融されることで一体化された状態で形成される。即ち、内側構造部及び外側構造部は、金属粉末積層造形法によって、一体成形される。このため、金属に対して複雑な切削加工等を施してポーラス部を有する人工関節用コンポーネントを形成する必要が無い。また、医療用器具の材料として多く流通しているチタン合金等の難切削材であっても、複雑な形状の切削加工が不要なため、容易に、人工関節用コンポーネントを形成することができる。よって、緻密体として構成された内側構造部と、ポーラス部を有する外側構造部とを備えた人工関節用コンポーネントを容易に一体成形することができる。   According to this configuration, the inner structure portion and the outer structure portion are formed in an integrated state by sequentially laminating and once melting the metal powder. That is, the inner structure portion and the outer structure portion are integrally formed by a metal powder additive manufacturing method. For this reason, it is not necessary to perform a complicated cutting process etc. with respect to a metal and to form the component for artificial joints which has a porous part. Further, even a difficult-to-cut material such as a titanium alloy that is widely distributed as a material for medical instruments can be easily formed as a component for an artificial joint because it does not require cutting with a complicated shape. Therefore, the component for artificial joints provided with the inner structure part comprised as a dense body and the outer structure part which has a porous part can be easily integrally formed.

発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記ポーラス部が、前記外側構造部における前記本体部分に含まれる部分の外周面の全体に亘って設けられていることが好ましいArtificial joints for components according to an aspect of the present invention, prior Symbol porous portion is preferably provided over the entire outer peripheral surface of the portion included in the body portion in the outer structural portion.

この構成によると、ポーラス部が本体部分における外側構造部の外周面全体に設けられるため、骨との間で更に大きな摩擦力を確保でき、骨に対する固定性能を更に向上させることができる。また、長期的な骨との癒合が促進される領域が増大するため、骨に対する長期の固定性能も更に向上させることができる。   According to this configuration, since the porous portion is provided on the entire outer peripheral surface of the outer structure portion in the main body portion, it is possible to secure a larger frictional force with the bone and further improve the fixing performance with respect to the bone. Moreover, since the area | region where long-term union with a bone is accelerated | stimulated increases, the long-term fixation performance with respect to a bone can further be improved.

発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記外側構造部における前記本体部分に含まれる部分は、前記内側構造部に隣接する内側の部分から外周面側の部分にかけて前記ポーラス部の気孔率が大きくなるように変化するよう構成されていることが好ましいArtificial joints for components according to an aspect of the present invention, the portion included in the body portion in the front Kisotogawa structure section, the pores of the porous portion from the inner portion adjacent to the inner structural portion to portion of the outer peripheral surface It is preferable to be configured to change so as to increase the rate.

この構成によると、本体部分における外側構造部のポーラス部の気孔率が、内側構造部に隣接する内側の部分から外周面側の部分にかけて大きくなるように変化する。よって、外側構造部において、気孔率が大きくなるようにポーラス部の組織構造が傾斜的に変化することになる。このため、緻密体として構成された内側構造部からポーラス部を有する外側構造部の外周面側にかけて、組織構造が急激に変化することを抑制し、応力集中を更に生じ難い構造を実現でき、より損傷が生じ難い構造を実現することができる。   According to this configuration, the porosity of the porous portion of the outer structure portion in the main body portion changes so as to increase from the inner portion adjacent to the inner structure portion to the outer peripheral surface side portion. Therefore, in the outer structure portion, the tissue structure of the porous portion changes in an inclined manner so that the porosity is increased. For this reason, it is possible to realize a structure that suppresses abrupt changes in the tissue structure from the inner structure portion configured as a dense body to the outer peripheral surface side of the outer structure portion having the porous portion, and is less likely to cause stress concentration. A structure in which damage is difficult to occur can be realized.

発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記外側構造部は、前記本体部分から外側に向かって突出するとともに当該本体部分に一体に形成された突出部を有し、前記突出部は、前記本体部分から突出する先端側が尖った形状に形成され、或いは尖った稜線部分を有する形状に形成されていることが好ましいArtificial joints for components according to an aspect of the present invention, the front Kisotogawa structure, has a projecting portion formed integrally on the body portion with projecting outwardly from said body portion, the projecting portion , the distal-side protruding from the body portion is formed in a pointed shape, or it is preferably formed into a shape having a pointed ridge portion.

この構成によると、外側構造部において、先端側が尖った形状或いは稜線部分が尖った形状の突出部が設けられる。このため、突出部における尖った部分が骨に食い込むように固定されることになる。これにより、骨に対する固定性能を更に向上させることができる。とくに、人工関節置換術が行われ、人工関節用コンポーネントが骨に固定される初期状態において、更に固定性能を向上させることができる。また、突出部は、本体部分に一体に形成されるため、本体部分と突出部との間に境界となる接合部が存在しない。このため、本体部分と突出部との間の領域において、応力集中が生じ難く、突出部に対してその側方から作用するような側方圧が繰り返し作用しても損傷が生じ難い構造を実現することができる。   According to this configuration, the outer structure portion is provided with a protruding portion having a shape with a sharp tip or a sharp ridgeline portion. For this reason, it fixes so that the sharp part in a protrusion part may bite into a bone. Thereby, the fixation performance with respect to a bone can further be improved. In particular, in the initial state where the artificial joint replacement is performed and the artificial joint component is fixed to the bone, the fixation performance can be further improved. In addition, since the protrusion is formed integrally with the main body portion, there is no joint between the main body portion and the protrusion. For this reason, in the region between the main body part and the protruding part, stress concentration hardly occurs, and a structure that does not easily cause damage even if side pressure acting on the protruding part from the side acts repeatedly is realized. can do.

発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記突出部は、前記ポーラス部を含むことが好ましいArtificial joints for components according to an aspect of the present invention, prior Symbol protrusion preferably includes the porous portion.

この構成によると、突出部にポーラス部が含まれるため、骨に食い込んだ突出部とその骨との間において、長期的な骨との癒合が促進される。このため、骨に対する初期の固定性能に加え、骨に対する長期の固定性能も更に向上させることができる。   According to this configuration, since the protruding portion includes the porous portion, long-term union with the bone is promoted between the protruding portion that has bite into the bone and the bone. For this reason, in addition to the initial fixing performance to the bone, the long-term fixing performance to the bone can be further improved.

発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記突出部は、前記本体部分の外側に向かって突出する先端側に緻密体として構成された部分が設けられ、前記本体部分から突出する根本側に前記ポーラス部が設けられていることが好ましいArtificial joints for components according to an aspect of the present invention, the front Symbol protrusion configured portion is provided as a dense body distally projecting outwardly of said body portion, radically projecting from the body portion It is preferable that the porous portion is provided on the side.

この構成によると、突出部の先端側に緻密体が設けられるため、突出部の先端側の剛性を大きくすることができる。これにより、突出部の先端側が骨に対して食い込みやすくなり、骨に対する初期の固定性能の更なる向上を図ることができる。そして、突出部の根本側にポーラス部が設けられるため、突出部の根本側においては、長期的な骨との癒合が促進される。このため、突出部において、骨に対する初期の固定性能と長期の固定性能とを効率よく両立させることができる。   According to this configuration, since the dense body is provided on the distal end side of the protruding portion, the rigidity on the distal end side of the protruding portion can be increased. Thereby, the front end side of the projecting portion can easily bite into the bone, and the initial fixing performance with respect to the bone can be further improved. And since a porous part is provided in the root side of a protrusion part, long-term union with a bone is promoted in the root side of a protrusion part. For this reason, in the protrusion part, the initial fixation performance with respect to the bone and the long-term fixation performance can be efficiently balanced.

発明のある局面に係る人工関節用コンポーネントは、前記突出部は、前記本体部分から突出する根本側から前記本体部分の外側に向かって突出する先端側にかけて前記ポーラス部の気孔率が変化するように構成されていることが好ましいArtificial joints for components according to an aspect of the present invention, the front Symbol protrusion porosity of the porous portion is changed from the base side projecting from the body portion toward the distal end side projecting toward the outside of the body portion It is preferable that it is comprised.

この構成によると、突出部のポーラス部の気孔率が、根本側から先端側にかけて変化する。このため、突出部において、ポーラス部の組織構造が急激に変化することを抑制し、応力集中を更に生じ難い構造を実現できる。これにより、突出部における損傷が更に生じ難い構造を実現することができる。   According to this configuration, the porosity of the porous portion of the protruding portion changes from the root side to the tip side. For this reason, in the protrusion part, it can suppress that the organization structure of a porous part changes rapidly, and can implement | achieve the structure which is hard to produce stress concentration further. As a result, it is possible to realize a structure in which damage to the protrusion is less likely to occur.

本発明によると、損傷が生じ難い構造を実現して破損のリスクを低減でき、且つ、骨に対する固定力を得るための固定性能を向上させることができる、人工関節用コンポーネントを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the component for artificial joints which can implement | achieve the structure which does not produce damage easily, can reduce the risk of breakage, and can improve the fixation performance for obtaining the fixation force with respect to a bone can be provided. .

本発明の一実施の形態に係る人工関節用コンポーネントを含む人工股関節を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the artificial hip joint containing the component for artificial joints concerning one embodiment of this invention. 図1に示す人工関節用コンポーネントの断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the cross section of the component for artificial joints shown in FIG. 図2に示す人工関節用コンポーネントの平面図である。It is a top view of the component for artificial joints shown in FIG. 図2に示す人工関節用コンポーネントの断面の一部を拡大して模式的に示す拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a part of a cross section of the artificial joint component shown in FIG. 2 in an enlarged manner. 図2に示す人工関節用コンポーネントを製造するための製造システムを模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the manufacturing system for manufacturing the component for artificial joints shown in FIG. 図4に示す製造システムによる処理を説明するための図であって、1つのレイヤー画像の一部における各部のレーザー光線の照射量の設定値を示す模式図である。It is a figure for demonstrating the process by the manufacturing system shown in FIG. 4, Comprising: It is a schematic diagram which shows the setting value of the irradiation amount of the laser beam of each part in a part of one layer image. 図2に示す人工関節用コンポーネントの製造工程について説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the manufacturing process of the component for artificial joints shown in FIG. 図2に示す人工関節用コンポーネントの製造工程を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically the manufacturing process of the component for artificial joints shown in FIG. 変形例に係る人工関節用コンポーネントの断面を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the cross section of the component for artificial joints which concerns on a modification. 変形例に係る人工関節用コンポーネントの断面の一部を拡大して模式的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view expanding and showing typically a part of section of the component for artificial joints concerning a modification. 変形例に係る人工関節用コンポーネントの断面の一部を拡大して模式的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view expanding and showing typically a part of section of the component for artificial joints concerning a modification. 変形例に係る人工関節用コンポーネントの断面の一部を拡大して模式的に示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view expanding and showing typically a part of section of the component for artificial joints concerning a modification. 変形例に係る人工関節用コンポーネントを含む人工肩関節を示す図である。It is a figure which shows the artificial shoulder joint containing the component for artificial joints which concerns on a modification.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明は、ボール状コンポーネントが摺動し、或いはボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる、人工関節用コンポーネントとして広く適用することができる。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention can be widely applied as an artificial joint component to which a ball-shaped component slides or a liner on which the ball-shaped component slides is attached.

[人工関節]
図1は、本発明の一実施の形態に係る人工関節用コンポーネント1を含む人工股関節10を示す断面図である。図1では、人工股関節10が患者に設置された状態を、骨盤101の一部及び大腿骨102の一部とともに示している。図1に示すように、人工股関節10は、骨盤101の寛骨臼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。
[Artificial joint]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an artificial hip joint 10 including an artificial joint component 1 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a state where the artificial hip joint 10 is installed in a patient is shown together with a part of the pelvis 101 and a part of the femur 102. As shown in FIG. 1, the artificial hip joint 10 is provided as an artificial joint for allowing relative displacement of the femur 102 with respect to the acetabulum 101 a of the pelvis 101.

人工股関節10は、人工関節用コンポーネント1、ライナー2、ステム3、骨頭ボール4、を備えて構成されている。尚、本実施形態では、人工関節の例示として、人工股関節を例にとって説明する。   The artificial hip joint 10 includes an artificial joint component 1, a liner 2, a stem 3, and a bone head ball 4. In the present embodiment, an artificial hip joint will be described as an example of an artificial joint.

人工関節用コンポーネント1は、骨盤101の寛骨臼101aに設置されて、骨盤101に対して固定される。そして、人工関節用コンポーネント1は、ライナー2が取り付けられて固定される、曲面状の窪み面11が設けられたシェル状の本体部分12を備えて構成されている。本実施形態では、本体部分12は、半球殻状の部分として設けられている。   The artificial joint component 1 is installed on the acetabulum 101 a of the pelvis 101 and fixed to the pelvis 101. The artificial joint component 1 includes a shell-like main body portion 12 provided with a curved depression surface 11 to which the liner 2 is attached and fixed. In the present embodiment, the main body portion 12 is provided as a hemispherical shell portion.

人工関節用コンポーネント1の材料としては、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン、チタン合金、コバルトクロム合金、及びステンレス鋼等の金属材料を例示することができる。人工関節用コンポーネント1の材料は、上記例示した金属材料のうちの1種類のみであってもよいし、複数種類であってもよいし、上記例示した以外の、生体親和性を有する1種類又は複数種類の金属材料であってもよい。   Examples of the material for the artificial joint component 1 include metal materials such as titanium, titanium alloy, cobalt chromium alloy, and stainless steel that have been approved as medical devices for living implants. The material for the artificial joint component 1 may be only one type of the above-exemplified metal materials, or may be a plurality of types, or one type having biocompatibility other than those exemplified above or A plurality of types of metal materials may be used.

ライナー2は、半球殻状のコンポーネントとして設けられ、例えば、ポリエチレン等の高分子材料により形成されている。そして、ライナー2は、その内側に、骨頭ボール4が摺動する半球曲面状に窪んだ摺動面2aが設けられている。上記により、人工関節用コンポーネント1及びライナー2は、骨盤101に保持され、且つ、骨頭ボール4と協働して球面継手を形成しており、骨盤101に対する大腿骨102の運動を許容するように構成されている。   The liner 2 is provided as a hemispherical component, and is formed of a polymer material such as polyethylene, for example. The liner 2 is provided with a sliding surface 2a recessed in a hemispherical curved surface on which the head ball 4 slides. As described above, the artificial joint component 1 and the liner 2 are held by the pelvis 101 and form a spherical joint in cooperation with the head ball 4 so as to allow movement of the femur 102 with respect to the pelvis 101. It is configured.

ステム3は、骨頭ボール4を支持し、且つ、患者の大腿骨102に固定される部分として設けられている。ステム3は、細長い棒状或いは板状に形成されている。そして、ステム3の中途部分に屈曲した形状の部分が設けられている。ステム3は、ステム本体3a及びネック部3bを備えて構成されている。ステム本体3aは、大腿骨102の髄腔部102aに挿入されており、大腿骨102に固定されている。   The stem 3 is provided as a portion that supports the head ball 4 and is fixed to the femur 102 of the patient. The stem 3 is formed in an elongated rod shape or plate shape. A bent portion is provided in the middle portion of the stem 3. The stem 3 includes a stem body 3a and a neck portion 3b. The stem body 3 a is inserted into the medullary cavity 102 a of the femur 102 and is fixed to the femur 102.

ステム3の材料としては、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン、チタン合金、コバルトクロム合金、及びステンレス鋼等の金属材料を例示することができる。ステム3の材料は、上記例示した金属材料のうちの1種類のみであってもよいし、複数種類であってもよいし、上記例示した以外の、生体親和性を有する1種類又は複数種類の金属材料であってもよい。   Examples of the material of the stem 3 include metal materials such as titanium, titanium alloy, cobalt chromium alloy, and stainless steel that have been approved as medical devices for living implants. The material of the stem 3 may be only one type of the above-exemplified metal materials, may be a plurality of types, or one or a plurality of types having biocompatibility other than those exemplified above. It may be a metal material.

骨頭ボール4は、ボール状コンポーネントとして設けられ、略球状に形成されている。骨頭ボール4には、嵌合用孔4aが形成されている。嵌合用孔4aは、骨頭ボール4における略球状の曲面部分と反対側の端部で開口するとともに、骨頭ボール4の内部に向かって延びている。この嵌合用孔4aにステム3のネック部3bの先端側が挿入されて嵌合することで、骨頭ボール4がステム3に支持されて固定される。   The head ball 4 is provided as a ball-shaped component and is formed in a substantially spherical shape. The bone head ball 4 is formed with a fitting hole 4a. The fitting hole 4 a opens at the end opposite to the substantially spherical curved surface portion of the bone head ball 4 and extends toward the inside of the bone head ball 4. By inserting and fitting the distal end side of the neck portion 3b of the stem 3 into the fitting hole 4a, the bone head ball 4 is supported and fixed to the stem 3.

骨頭ボール4の材料としては、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たコバルトクロム合金、ステンレス鋼等の金属材料、ポリエチレン等の高分子材料、及びアルミナ、ジルコニア等のセラミックス材料を例示することができる。   Examples of the material for the bone head ball 4 include cobalt-chromium alloys, metal materials such as stainless steel, polymer materials such as polyethylene, and ceramic materials such as alumina and zirconia that have been approved as medical equipment for living implants. can do.

尚、本実施形態では、骨頭ボール4がステム3に連結される構成を例にとって人工股関節10を説明しているが、この通りでなくてもよい。例えば、骨頭ボール4がステム3に一体に成形されていてもよい。   In the present embodiment, the artificial hip joint 10 has been described by taking as an example a configuration in which the head ball 4 is connected to the stem 3, but this need not be the case. For example, the bone head ball 4 may be formed integrally with the stem 3.

[人工関節用コンポーネントの詳細]
次に、本実施形態の人工関節用コンポーネント1について、更に詳しく説明する。図2は、人工関節用コンポーネント1の断面を模式的に示す断面図である。図3は、人工関節用コンポーネント1の平面図であって、図2のA線矢視方向から見た人工関節用コンポーネント1を示す図である。
[Details of artificial joint components]
Next, the artificial joint component 1 of the present embodiment will be described in more detail. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the artificial joint component 1. FIG. 3 is a plan view of the artificial joint component 1 and shows the artificial joint component 1 viewed from the direction of arrow A in FIG.

図1及び図2に示す人工関節用コンポーネント1は、内側シェル構造部13、外側シェル構造部14、突出部15、を備えて構成されている。そして、窪み面11が設けられたシェル状の本体部分12は、内側シェル構造部13と外側シェル構造部14とによって構成されている。   The artificial joint component 1 shown in FIGS. 1 and 2 includes an inner shell structure portion 13, an outer shell structure portion 14, and a protruding portion 15. The shell-shaped main body portion 12 provided with the recessed surface 11 is constituted by an inner shell structure portion 13 and an outer shell structure portion 14.

内側シェル構造部13は、本体部分12における窪み面11側であってライナー2が取り付けられる部分を有する本実施形態における内側構造部を構成している。尚、以下の説明では、内側シェル構造部13について、内側構造部13とも称する。内側シェル構造部13は、緻密体によって構成された構造体である緻密部17として設けられている。本実施形態において、緻密体とは、内部に実質的に気孔が設けられていない部分をいい、例えば、気孔率が数%未満(ゼロ%を含む)である部分をいう。上記のように、内側シェル構造部13は、緻密体で構成された緻密部17として設けられており、緻密体よりも疎な構造体であるポーラス体は設けられていない。   The inner shell structure portion 13 constitutes the inner structure portion in the present embodiment having a portion to which the liner 2 is attached on the recessed surface 11 side of the main body portion 12. In the following description, the inner shell structure portion 13 is also referred to as the inner structure portion 13. The inner shell structure portion 13 is provided as a dense portion 17 that is a structure constituted by a dense body. In the present embodiment, the dense body refers to a portion in which pores are not substantially provided, for example, a portion having a porosity of less than several percent (including zero percent). As described above, the inner shell structure portion 13 is provided as the dense portion 17 formed of a dense body, and a porous body that is a sparser structure than the dense body is not provided.

外側シェル構造部14及び突出部15は、内側構造部13の外側に設けられる外側構造部16を構成している。即ち、外側構造部16は、外側シェル構造部14及び突出部15を備えて構成されている。そして、外側構造部16は、内側構造部13の緻密体よりも疎な構造体であるポーラス体として構成されたポーラス部18を有している。   The outer shell structure portion 14 and the protruding portion 15 constitute an outer structure portion 16 provided outside the inner structure portion 13. That is, the outer structure portion 16 includes the outer shell structure portion 14 and the protruding portion 15. The outer structure portion 16 includes a porous portion 18 configured as a porous body that is a structure that is sparser than the dense body of the inner structure portion 13.

内側構造部13及び外側構造部16は、一体成形されている。そして、本実施形態では、内側構造部13及び外側構造部16は、生体親和性を有する金属粉末が順次積層されて一旦溶融されることで一体化された状態で形成されている。即ち、内側構造部13及び外側構造部16は、選択的レーザ溶融法(Selective laser melting)などの金属粉末積層造形法によって、一体成形される。   The inner structure portion 13 and the outer structure portion 16 are integrally formed. In the present embodiment, the inner structure portion 13 and the outer structure portion 16 are formed in an integrated state by sequentially laminating and once melting metal powder having biocompatibility. That is, the inner structure portion 13 and the outer structure portion 16 are integrally formed by a metal powder additive manufacturing method such as a selective laser melting method.

上記により、内側構造部13及び外側構造部16は、それらの間に境界となる接合部が存在せず、一体に設けられている。即ち、人工関節用コンポーネント1は、単一の部品として構成されており、人工関節用コンポーネント1の全体が一体に形成されている。そして、前述のように、人工関節用コンポーネント1は、緻密体と、ポーラス体とを有しており、人工関節用コンポーネント1の材料としての金属粉末の溶融量を異ならせることにより、人工関節用コンポーネント1に、緻密体と、ポーラス体とが形成されている。   As described above, the inner structure portion 13 and the outer structure portion 16 are integrally provided without a joint portion serving as a boundary therebetween. That is, the artificial joint component 1 is configured as a single part, and the entire artificial joint component 1 is integrally formed. As described above, the artificial joint component 1 has a dense body and a porous body, and by varying the amount of melting of the metal powder as the material of the artificial joint component 1, the artificial joint component 1 The component 1 is formed with a dense body and a porous body.

また、ポーラス部18は、外側構造部16における本体部分12に含まれる部分である外側シェル構造部14の外周面14aの全体に亘って設けられている。ポーラス部18は、金属粉末積層造形法によって人工関節用コンポーネント1の材料である金属粉末の溶融量を所定量以下にすることで形成されており、多数の気孔を有している。本実施形態では、気孔率は、単位体積Aにおける気孔(空間)の体積Bを、単位体積Aで除した値に100を乗じた値として定義される。即ち、気孔率=(B/A)×100として表すことができる。   The porous portion 18 is provided over the entire outer peripheral surface 14 a of the outer shell structure portion 14 that is a portion included in the main body portion 12 in the outer structure portion 16. The porous portion 18 is formed by setting the melting amount of the metal powder, which is the material of the artificial joint component 1, to a predetermined amount or less by the metal powder additive manufacturing method, and has a large number of pores. In this embodiment, the porosity is defined as a value obtained by multiplying the value obtained by dividing the volume B of the pore (space) in the unit volume A by the unit volume A by 100. That is, it can be expressed as porosity = (B / A) × 100.

図4は、人工関節用コンポーネント1の断面の一部を拡大して模式的に示す拡大断面図である。図4においてハッチングの濃淡によって模式的に示すように、外側構造部16における本体部分12に含まれる部分である外側シェル構造部14は、内側構造部13に隣接する内側の部分から外周面14a側の部分にかけてポーラス部18の気孔率が大きくなるように変化するよう構成されている。即ち、外側シェル構造部14は、外周面14aに向かうに従い密度が小さくなるように構成されている。尚、外側シェル構造部14における気孔率は、外周面14aに向かうに従い連続的に大きくなるように設定されていてもよいし、段階的に大きくなるように設定されていてもよい。   FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an enlarged part of the cross section of the artificial joint component 1. As schematically shown by hatching in FIG. 4, the outer shell structure portion 14, which is a portion included in the main body portion 12 in the outer structure portion 16, is located on the outer peripheral surface 14 a side from the inner portion adjacent to the inner structure portion 13. The porosity of the porous portion 18 changes so as to increase over this portion. That is, the outer shell structure portion 14 is configured such that the density decreases as it goes toward the outer peripheral surface 14a. In addition, the porosity in the outer shell structure portion 14 may be set to increase continuously toward the outer peripheral surface 14a, or may be set to increase stepwise.

突出部15は、本体部分12の外側シェル構造部14から外側に向かって突出するとともに本体部分12に一体に形成されている。本実施形態では、突出部15は、複数設けられ、外側シェル構造部14の縁部分に沿って配置されている。尚、本実施形態では、突出部15が4つ設けられた形態を例示しており、4つの突出部15が外側シェル構造部14の縁部分の周方向に沿って等間隔で設けられている。即ち、4つの突出部15は、外側シェル構造部14の縁部分の円周に沿って、その中心位置を中心とする円周方向の角度において等角度間隔(即ち、90°間隔)で配置されている。   The protruding portion 15 protrudes outward from the outer shell structure portion 14 of the main body portion 12 and is integrally formed with the main body portion 12. In the present embodiment, a plurality of projecting portions 15 are provided and are arranged along the edge portion of the outer shell structure portion 14. In addition, in this embodiment, the form with which the four protrusion parts 15 were provided is illustrated, and the four protrusion parts 15 are provided at equal intervals along the circumferential direction of the edge part of the outer shell structure part 14. FIG. . That is, the four protrusions 15 are arranged along the circumference of the edge portion of the outer shell structure portion 14 at equal angular intervals (that is, 90 ° intervals) at an angle in the circumferential direction centering on the center position. ing.

また、各突出部15は、外側シェル構造部14から突出する先端側が尖った形状に形成されている。本実施形態では、各突出部15は、三角柱状に先端側が尖った形状に形成されるとともに、フィン状に尖った稜線部分を有する形状に形成されている。人工関節用コンポーネント1が寛骨臼101aに嵌め込まれるようにして設置される際には、骨盤101に対して、上記のフィン状に尖った稜線部分が食い込むことになる。尚、各突出部15の表面は、稜線部分を除く全体に亘って、溝形状或いは凹み形状の部分が設けられていない平坦な面として形成されている。   In addition, each protrusion 15 is formed in a shape with a sharp tip that protrudes from the outer shell structure 14. In the present embodiment, each projecting portion 15 is formed in a triangular prism shape having a pointed tip side and a shape having a ridge portion sharpened in a fin shape. When the artificial joint component 1 is installed so as to be fitted into the acetabulum 101 a, the fin-shaped sharp ridge line bites into the pelvis 101. In addition, the surface of each protrusion part 15 is formed as a flat surface in which the groove | channel-shaped or recessed part is not provided over the whole except a ridgeline part.

また、各突出部15は、ポーラス部18を含んで構成されている。突出部15におけるポーラス部18は、突出部15の外側(内側シェル構造部13側と反対側)に設けられており、外側シェル構造部14におけるポーラス部18と連続して設けられている。また、図4においてハッチングの濃淡によって模式的に示すように、各突出部15は、本体部分12から突出する根本側から本体部分12の外側に向かって突出する先端側にかけてポーラス部18の気孔率が大きくなるように変化するよう構成されている。即ち、各突出部15は、本体部分12からの距離が大きくなるに従い密度が小さくなるように構成されている。尚、各突出部15には、本体部分12から突出する根本側に、内側シェル構造部13の緻密部17に連続する緻密部17が設けられている。   Each protrusion 15 includes a porous portion 18. The porous portion 18 in the protruding portion 15 is provided outside the protruding portion 15 (on the side opposite to the inner shell structure portion 13 side), and is provided continuously with the porous portion 18 in the outer shell structure portion 14. In addition, as schematically shown by hatching in FIG. 4, each projecting portion 15 has a porosity of the porous portion 18 from the base side projecting from the main body portion 12 to the tip side projecting outward from the main body portion 12. Is configured to change so as to increase. That is, each protrusion 15 is configured such that the density decreases as the distance from the main body portion 12 increases. Each protruding portion 15 is provided with a dense portion 17 that is continuous with the dense portion 17 of the inner shell structure portion 13 on the base side protruding from the main body portion 12.

また、人工関節用コンポーネント1は、前述のように、金属粉末積層造形法によって形成されているが、内側シェル構造部13の内周面である窪み面11には、表面仕上げ処理が施されている。即ち、緻密部17が露出した窪み面11には、機械加工としての表面仕上げ処理が施されている。上記の機械加工としては、旋削加工、研削加工、及び研磨加工の少なくとも1つを例示することができる。例えば、このような機械加工が行われることにより、緻密部17の表面としての窪み面11に、鏡面加工処理が施されてもよい。   Further, as described above, the artificial joint component 1 is formed by the metal powder additive manufacturing method, but the hollow surface 11 which is the inner peripheral surface of the inner shell structure portion 13 is subjected to a surface finishing process. Yes. That is, the recessed surface 11 where the dense portion 17 is exposed is subjected to a surface finishing process as machining. Examples of the machining include at least one of a turning process, a grinding process, and a polishing process. For example, the mirror surface processing may be performed on the hollow surface 11 as the surface of the dense portion 17 by performing such machining.

[人工関節用コンポーネントの製造システム]
図5は、人工関節用コンポーネント1を製造するための製造システム20の模式図である。図5に示すように、製造システム20は、CAD(Computer Aided Design)装置21と、データ変換装置22と、製造装置23と、を備えて構成されている。
[Manufacturing system for artificial joint components]
FIG. 5 is a schematic view of a manufacturing system 20 for manufacturing the artificial joint component 1. As shown in FIG. 5, the manufacturing system 20 includes a CAD (Computer Aided Design) device 21, a data conversion device 22, and a manufacturing device 23.

CAD装置21は、例えば、画面上で画像を3次元的に表示することが可能な3D−CAD装置である。本実施形態では、CAD装置21は、コンピュータと、当該コンピュータにインストールされたソフトウェアと、を含んでいる。人工関節用コンポーネント1の設計者は、CAD装置21を操作することにより、人工関節用コンポーネント1を作成するためのCADデータ(画像データ)を作成する。CAD装置21で作成されたCADデータは、データ変換装置22へ出力される。   The CAD device 21 is, for example, a 3D-CAD device that can display an image three-dimensionally on a screen. In the present embodiment, the CAD device 21 includes a computer and software installed in the computer. The designer of the artificial joint component 1 creates CAD data (image data) for creating the artificial joint component 1 by operating the CAD device 21. The CAD data created by the CAD device 21 is output to the data conversion device 22.

データ変換装置22は、CADデータを、製造装置23を動作させるためのデータに変換する装置として設けられている。本実施形態では、データ変換装置22は、コンピュータと、当該コンピュータにインストールされたソフトウェアとを含んでいる。データ変換装置22は、例えば、CADデータによって特定される人工関節用コンポーネント1の3次元画像を、所定の方向に沿って所定の間隔毎にスライスして得られる複数のレイヤー画像(2次元画像)に分割し、当該複数のレイヤー画像のデータを保持する。上記の所定の方向は、例えば、図2において両端矢印Bで示すように、半球殻状の本体部分12における内側シェル構造部13側の端面12aに対して垂直な方向として設定される。また、上記所定の間隔は、製造装置23において、積層される金属粉末一層分の厚みに相当し、例えば、30μm程度である。上記複数のレイヤー画像のデータは、製造装置23へ与えられる。   The data conversion device 22 is provided as a device that converts CAD data into data for operating the manufacturing device 23. In the present embodiment, the data conversion device 22 includes a computer and software installed on the computer. The data conversion device 22 is, for example, a plurality of layer images (two-dimensional images) obtained by slicing a three-dimensional image of the artificial joint component 1 specified by CAD data at predetermined intervals along a predetermined direction. And the data of the plurality of layer images is held. For example, as shown by a double-ended arrow B in FIG. 2, the predetermined direction is set as a direction perpendicular to the end surface 12 a on the inner shell structure portion 13 side in the hemispherical shell-shaped main body portion 12. Further, the predetermined interval corresponds to the thickness of one layer of metal powder to be laminated in the manufacturing apparatus 23, and is, for example, about 30 μm. The data of the plurality of layer images is given to the manufacturing apparatus 23.

製造装置23は、金属粉末を一旦溶融させた後に凝固させて固体として一体化させるための装置である。本実施形態では、製造装置23は、選択的レーザー溶融法(Selective Laser Melting)としての金属粉末積層造形法によって、人工関節用コンポーネント1を形成する。本実施形態では、製造装置23は、レーザー光源24と、制御部25と、可動台26と、粉末供給部27と、を備えて構成されている。   The manufacturing apparatus 23 is an apparatus for melting and once solidifying the metal powder and solidifying the powder as a solid. In the present embodiment, the manufacturing apparatus 23 forms the artificial joint component 1 by a metal powder additive manufacturing method as a selective laser melting method. In the present embodiment, the manufacturing apparatus 23 includes a laser light source 24, a control unit 25, a movable base 26, and a powder supply unit 27.

レーザー光源24は、金属粉末に熱エネルギーを与えるために設けられている。本実施形態では、レーザー光源24は、Yb(イッテルビウム)ファイバーレーザー光源である。尚、レーザー光源24からのレーザー光線は、レーザー光源24自体が図示しない駆動装置を用いて変位させられることにより、金属粉末の所望の位置に照射されてもよいし、レーザー光源24は固定された状態で、ガルバノメーターミラーを用いて所望の位置に照射されてもよい。レーザー光源24は、制御部25によって制御される。   The laser light source 24 is provided to give thermal energy to the metal powder. In the present embodiment, the laser light source 24 is a Yb (ytterbium) fiber laser light source. The laser beam from the laser light source 24 may be irradiated to a desired position of the metal powder by the laser light source 24 itself being displaced using a driving device (not shown), or the laser light source 24 is fixed. Then, a desired position may be irradiated using a galvanometer mirror. The laser light source 24 is controlled by the control unit 25.

制御部25は、CPU、RAM及びROM等を含んでおり、データ変換装置22からデータを与えられる。制御部25は、レーザー光源24、可動台26及び粉末供給部27を制御する。より具体的には、制御部25は、データ変換装置22から与えられた画像データを基に、金属粉末の所定箇所へのレーザー光線の照射量を決定し、決定した照射量に基づいて、金属粉末の所定箇所へレーザー光線を照射する。尚、レーザー光線の照射量は、データ変換装置22で設定されてもよい。   The control unit 25 includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and receives data from the data conversion device 22. The control unit 25 controls the laser light source 24, the movable table 26 and the powder supply unit 27. More specifically, the control unit 25 determines the irradiation amount of the laser beam to a predetermined portion of the metal powder based on the image data given from the data converter 22, and based on the determined irradiation amount, the metal powder A laser beam is irradiated to a predetermined portion of Note that the irradiation amount of the laser beam may be set by the data converter 22.

図6は、金属粉末の所定箇所へのレーザー光線の照射量を設定する制御部25による処理を説明するための図であって、1つのレイヤー画像の一部における各部のレーザー光線の照射量の設定値を示す模式図である。図6は、人工関節用コンポーネント1の本体部分12のある断面を示すレイヤー画像の一部を示している。より具体的には、図6は、本体部分12における図2のC−C線矢視位置の断面のレイヤー画像のうち、端面12aに平行な本体部分12のリング状の断面の周方向における一部を示している。   FIG. 6 is a diagram for explaining processing by the control unit 25 for setting the irradiation amount of the laser beam to the predetermined portion of the metal powder, and the setting value of the irradiation amount of the laser beam at each part in a part of one layer image. It is a schematic diagram which shows. FIG. 6 shows a part of a layer image showing a cross section of the main body portion 12 of the artificial joint component 1. More specifically, FIG. 6 shows one in the circumferential direction of the ring-shaped cross section of the main body portion 12 parallel to the end face 12a among the layer images of the cross section taken along the line CC in FIG. Shows the part.

図6に示すように、レイヤー画像は、複数の画素によって構成されている。各画素は、例えば、レーザー光線で一度に照射することのできる最小単位面積に相当する大きさに設定されている。尚、図6では、画素の大きさと人工関節用コンポーネント1の大きさとの関係については、模式的に示されている。前述したように、人工関節用コンポーネント1は、金属粉末の溶融量を場所によって異ならせることで形成される。このため、レイヤー画像のデータにおいては、画素毎に、レーザー光線の照射量が設定されている。   As shown in FIG. 6, the layer image is composed of a plurality of pixels. Each pixel is set to a size corresponding to the minimum unit area that can be irradiated with a laser beam at one time, for example. In FIG. 6, the relationship between the size of the pixel and the size of the artificial joint component 1 is schematically shown. As described above, the artificial joint component 1 is formed by varying the melting amount of the metal powder depending on the location. For this reason, in the layer image data, the laser beam irradiation amount is set for each pixel.

本実施形態では、内側シェル構造部13及び各突出部15の根本側の部分に亘って設けられる緻密部17は、緻密体によって形成されており、実質的に気孔が形成されていない。したがって、緻密部17を形成するためには、金属粉末を、気孔が形成されない程度に十分に溶融する必要がある。このため、図6に示すレイヤー画像では、緻密部17に相当する領域31へのレーザー光線の照射量(単位時間当たりの照射エネルギー)が、レイヤー画像中で最も大きい値に設定されている。なお、図6に示すレイヤー画像中においては、レーザー光線が照射される画素に斜線のハッチングを付しており、斜線のハッチングの間隔が短いほど、レーザー光線の照射量の設定値が大きいことを示している。   In the present embodiment, the dense part 17 provided over the inner shell structure part 13 and the part on the base side of each protruding part 15 is formed of a dense body, and substantially no pores are formed. Therefore, in order to form the dense portion 17, it is necessary to melt the metal powder sufficiently to the extent that no pores are formed. For this reason, in the layer image shown in FIG. 6, the irradiation amount (irradiation energy per unit time) of the region 31 corresponding to the dense portion 17 is set to the largest value in the layer image. In the layer image shown in FIG. 6, hatched hatching is given to pixels irradiated with the laser beam, and the setting value of the laser beam irradiation amount is larger as the hatched hatching interval is shorter. Yes.

また、ポーラス部18は、緻密部17に隣接する部分から本体部分12の外側にかけて気孔率が大きくなるように設定される。このため、図6では、ポーラス部18が、気孔率が異なる3つの領域(32、33、34)の部分によって構成される形態が例示されている。緻密部17である領域31の部分に隣接するポーラス部18における領域32の部分は、ポーラス部18において最も気孔率が小さい部分として構成されている。このため、領域32の部分を形成する際の金属粉末の溶融量は、領域31の部分を形成する際の金属粉末の溶融量に次いで大きく設定される。よって、図6に示すレイヤー画像では、領域32へのレーザー光線の照射量の設定値は、領域31に次いで大きく設定される。   The porous portion 18 is set so that the porosity increases from the portion adjacent to the dense portion 17 to the outside of the main body portion 12. For this reason, in FIG. 6, the form by which the porous part 18 is comprised by the part of three area | regions (32, 33, 34) from which a porosity differs is illustrated. A portion of the region 32 in the porous portion 18 adjacent to the portion of the region 31 that is the dense portion 17 is configured as a portion having the smallest porosity in the porous portion 18. For this reason, the melting amount of the metal powder when forming the portion of the region 32 is set larger next to the melting amount of the metal powder when forming the portion of the region 31. Therefore, in the layer image shown in FIG. 6, the setting value of the laser beam irradiation amount to the region 32 is set to be the second largest after the region 31.

そして、ポーラス部18における領域32の部分に隣接する領域33の部分は、ポーラス部18において領域32の部分よりも気孔率が大きい部分として構成されている。このため、領域33の部分を形成する際の金属粉末の溶融量は、領域32の部分を形成する際の金属粉末の溶融量よりも小さく設定される。よって、図6に示すレイヤー画像では、領域33へのレーザー光線の照射量の設定値は、領域32よりも小さく設定される。   A portion of the region 33 adjacent to the portion of the region 32 in the porous portion 18 is configured as a portion having a larger porosity than the portion of the region 32 in the porous portion 18. For this reason, the melting amount of the metal powder when forming the portion of the region 33 is set smaller than the melting amount of the metal powder when forming the portion of the region 32. Therefore, in the layer image shown in FIG. 6, the setting value of the laser beam irradiation amount to the region 33 is set smaller than that of the region 32.

更に、ポーラス部18における領域33の部分に隣接する領域34の部分は、本体部分12における最も外側の部分であって、ポーラス部18において最も気孔率が大きい部分として構成されている。このため、この領域34の部分を形成する際の金属粉末の溶融量は、ポーラス部18において最も小さく設定される。よって、図6に示すレイヤー画像では、領域34へのレーザー光線の照射量の設定値は、最も小さく設定される。   Further, the portion of the region 34 adjacent to the portion of the region 33 in the porous portion 18 is the outermost portion of the main body portion 12 and is configured as the portion having the highest porosity in the porous portion 18. For this reason, the melting amount of the metal powder when forming the region 34 is set to be the smallest in the porous portion 18. Therefore, in the layer image shown in FIG. 6, the setting value of the irradiation amount of the laser beam to the region 34 is set to the smallest.

図6に示すレイヤー画像において、ハッチングが付されていない画素は、レーザー光線が照射されない領域を示している。図6では、1つのレイヤーについて説明したが、各レイヤー画像においても、上記と同様に、画素毎にレーザー光線の照射量が適宜設定されている。   In the layer image shown in FIG. 6, pixels that are not hatched indicate regions that are not irradiated with a laser beam. Although one layer has been described with reference to FIG. 6, in each layer image, the amount of laser beam irradiation is appropriately set for each pixel, as described above.

上記においては、ポーラス部18が、気孔率が異なる3つの領域(32、33、34)の部分によって構成される形態を例示したが、この通りでなくてもよい。ポーラス部18が、気孔率が異なる2つ以下の領域の部分或いは4つ以上の領域の部分によって構成される形態が実施されてもよい。また、ポーラス部18において、気孔率が異なる領域の部分の大きさ及び配置が種々変更される形態が実施されてもよい。   In the above description, the porous portion 18 is configured by three regions (32, 33, 34) having different porosities. However, this need not be the case. A form in which the porous portion 18 is configured by two or less region portions or four or more region portions having different porosities may be implemented. Moreover, in the porous part 18, the form in which the magnitude | size and arrangement | positioning of the part of the area | region where porosity differ from each other may be implemented variously.

レーザー光線が照射される金属粉末は、可動台26に載置される(図5を参照)。可動台26は、金属粉末を保持するために設けられている。可動台26は、例えば、略水平な上面を有しており、当該上面に金属粉末が載置される。また、可動台26は、図示しない駆動機構を有しており、上面と直交する上下方向に沿って変位することが可能である。可動台26には、粉末供給部27から金属粉末が供給される。   The metal powder irradiated with the laser beam is placed on the movable table 26 (see FIG. 5). The movable table 26 is provided to hold the metal powder. The movable base 26 has, for example, a substantially horizontal upper surface, and metal powder is placed on the upper surface. The movable base 26 has a drive mechanism (not shown) and can be displaced along the vertical direction perpendicular to the upper surface. Metal powder is supplied from the powder supply unit 27 to the movable table 26.

粉末供給部27は、金属粉末を収容する収容部と、金属粉末を可動台26上に供給する供給部と、を有している。粉末供給部27は、前述した所定の間隔に相当する厚み(本実施形態において、30μm)の金属粉末層を可動台26上に形成する。   The powder supply unit 27 includes a storage unit that stores the metal powder and a supply unit that supplies the metal powder onto the movable base 26. The powder supply unit 27 forms a metal powder layer having a thickness (in this embodiment, 30 μm) corresponding to the above-described predetermined interval on the movable table 26.

[人工関節用コンポーネントの製造工程]
次に、人工関節用コンポーネント1を製造する工程について、図7等を参照しながら説明する。図7は、人工関節用コンポーネント1の製造工程について説明するためのフローチャートである。人工関節用コンポーネント1を製造する際には、まず、設計者が、CAD装置21を用いて、人工関節用コンポーネント1のCADデータを作成する(ステップS1)。
[Manufacturing process for artificial joint components]
Next, the process of manufacturing the artificial joint component 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart for explaining a manufacturing process of the artificial joint component 1. When manufacturing the artificial joint component 1, first, the designer creates CAD data of the artificial joint component 1 by using the CAD device 21 (step S1).

人工関節用コンポーネント1のCADデータは、例えば、設計者がCAD装置21を操作することに応じて、データ変換装置22へ出力される(ステップS2)。データ変換装置22は、CADデータによって特定される人工関節用コンポーネント1の画像を、所定の厚み毎に複数のレイヤーに分割し、各レイヤーの画像データを、製造装置23の制御部25へ出力する(ステップS3)。制御部25は、各レイヤーの画像データを読み込み、各レイヤーの各画素に、レーザー光線の照射量を設定する(ステップS4)。   The CAD data of the artificial joint component 1 is output to the data conversion device 22 in response to, for example, the designer operating the CAD device 21 (step S2). The data conversion device 22 divides the image of the artificial joint component 1 specified by the CAD data into a plurality of layers for each predetermined thickness, and outputs the image data of each layer to the control unit 25 of the manufacturing device 23. (Step S3). The control unit 25 reads the image data of each layer and sets the laser beam irradiation amount to each pixel of each layer (step S4).

次に、制御部25は、粉末供給部27を駆動させる。これにより、粉末供給部27は、図8(a)に示すように、可動台26の上面に、前述した所定厚み(本実施形態において、30μm)の金属粉末層41を形成する(ステップS5)。即ち、金属粉末が準備される。次いで、制御部25は、レーザー光源24を駆動させる。これにより、レーザー光源24は、制御部25で設定されたレーザー光線の照射量に従って、金属粉末層41の所定箇所に、レーザー光線を所定量照射する(ステップS6)。これにより、図8(b)に示すように、金属粉末層41の一部が一旦溶融され、その溶融した一部が凝固して一体化される。   Next, the control unit 25 drives the powder supply unit 27. Thereby, as shown in FIG. 8A, the powder supply unit 27 forms the metal powder layer 41 having the predetermined thickness (30 μm in the present embodiment) described above on the upper surface of the movable base 26 (step S5). . That is, a metal powder is prepared. Next, the control unit 25 drives the laser light source 24. Accordingly, the laser light source 24 irradiates a predetermined portion of the metal powder layer 41 with a predetermined amount of laser light according to the irradiation amount of the laser light set by the control unit 25 (step S6). As a result, as shown in FIG. 8B, a part of the metal powder layer 41 is once melted, and the melted part is solidified and integrated.

次に、制御部25は、全てのレイヤーに対応して上記のように金属粉末を一旦溶融させて一体化する作業が行われたか否かを判定する(ステップS7)。この作業が完了していない場合(ステップS7でNo)、制御部25は、可動台26を駆動させ、金属粉末層41の厚みと同じ値だけ、可動台26を下方に変位させる(ステップS8)。   Next, the control unit 25 determines whether or not the work of once melting and integrating the metal powder is performed for all layers as described above (step S7). When this operation is not completed (No in step S7), the control unit 25 drives the movable table 26 and displaces the movable table 26 downward by the same value as the thickness of the metal powder layer 41 (step S8). .

制御部25は、再び、粉末供給部27を駆動させる。これにより、粉末供給部27は、再び金属粉末層を形成する(ステップS5)。次いで、制御部25は、レーザー光源24を駆動させる。これにより、レーザー光源24は、制御部25で設定されたレーザー光線の照射量に従って、金属粉末層の所定箇所に、レーザー光線を所定量照射する(ステップS6)。これにより、金属粉末層の一部が一旦溶融され、その溶融した一部が凝固して一体化される。このように、金属粉末の溶融量を場所によって異ならせることで、人工関節用コンポーネント1を形成する。   The control unit 25 drives the powder supply unit 27 again. Thereby, the powder supply part 27 forms a metal powder layer again (step S5). Next, the control unit 25 drives the laser light source 24. Thereby, the laser light source 24 irradiates a predetermined amount of the laser beam to a predetermined portion of the metal powder layer according to the irradiation amount of the laser beam set by the control unit 25 (step S6). Thereby, a part of the metal powder layer is once melted, and the melted part is solidified and integrated. In this way, the artificial joint component 1 is formed by varying the melting amount of the metal powder depending on the location.

製造装置23では、金属粉末を一旦溶融させて一体化する作業が全てのレイヤーに対応して行われるまで、ステップS5〜ステップS8が繰り返される。これにより、図8(c)に示すように、金属粉末層n、n+1、n+2、…、(nは正の整数)が積層され、人工関節用コンポーネント1が形成されていくこととなる。そして、人工関節用コンポーネント1のうち、図6のレイヤー画像における領域31に対応する緻密部17が形成される。また、人工関節用コンポーネント1のうち、図6のレイヤー画像における領域(32、33、34)に対応するポーラス部18が形成される。尚、図8(c)では、領域(31〜34)の符号についても、模式的に示している。   In the manufacturing apparatus 23, step S5 to step S8 are repeated until the operation of once melting and integrating the metal powder is performed for all layers. As a result, as shown in FIG. 8C, the metal powder layers n, n + 1, n + 2,... (N is a positive integer) are laminated, and the artificial joint component 1 is formed. In the artificial joint component 1, the dense portion 17 corresponding to the region 31 in the layer image of FIG. 6 is formed. Moreover, the porous part 18 corresponding to the area | region (32, 33, 34) in the layer image of FIG. 6 among the components 1 for artificial joints is formed. In addition, in FIG.8 (c), the code | symbol of area | region (31-34) is also shown typically.

金属粉末を一旦溶融させて一体化する作業が全てのレイヤーについて行われたと制御部25で判定された場合(ステップS7でYes)、その作業が完了し、後処理が行われる(ステップS9)。本実施形態では、後処理は、可動台26上に形成された人工関節用コンポーネント1を可動台26から取り外し、人工関節用コンポーネント1に付着している不要な金属粉末を人工関節用コンポーネント1から除去する処理を含む。この除去処理は、例えば、2−プロパノール及び純水等を用いて人工関節用コンポーネント1を超音波洗浄する処理を含む。また、本実施形態では、後処理工程は、上記の除去処理の後に行われる機械加工工程を含む。この機械加工工程では、人工関節用コンポーネント1の緻密部17のうち外部に露出している部分が、研削又は研磨される。即ち、本体部分12の端面12a、及び窪み面11が、研削又は研磨される。これらの後処理工程を経ることにより、人工関節用コンポーネント1が完成する。   When it is determined by the control unit 25 that the work of once melting and integrating the metal powder has been performed for all layers (Yes in step S7), the work is completed and post-processing is performed (step S9). In the present embodiment, the post-processing is performed by removing the artificial joint component 1 formed on the movable table 26 from the movable table 26 and removing unnecessary metal powder adhering to the artificial joint component 1 from the artificial joint component 1. Includes removal process. This removal process includes, for example, a process of ultrasonically cleaning the artificial joint component 1 using 2-propanol, pure water, or the like. Moreover, in this embodiment, a post-processing process includes the machining process performed after said removal process. In this machining process, a portion of the dense portion 17 of the artificial joint component 1 exposed to the outside is ground or polished. That is, the end surface 12a of the main body portion 12 and the recessed surface 11 are ground or polished. The artificial joint component 1 is completed through these post-processing steps.

[効果]
以上説明したように、人工関節用コンポーネント1は、緻密体として構成された内側構造部13と、ポーラス部18を有する外側構造部16とが、一体成形されている。このため、内側構造部13と外側構造部16との間に境界となる接合部が存在せず、応力集中が生じ難く、繰り返し生じるような応力が作用しても損傷が生じ難い構造を実現することができる。これにより、破損のリスクを低減することができる。そして、人工関節用コンポーネント1によると、外側構造部16にポーラス部18が設けられるため、骨との間で大きな摩擦力を確保でき、骨に対する固定力を得るための固定性能を向上させ、十分な固定性能を確保することができる。更に、外側構造部16にポーラス部18が設けられていることで、長期的には、ポーラス部18の気孔に骨が侵入するように成長することになる。これにより、骨との癒合を促進し易く、骨に対する長期の固定性能も向上させることができる。
[effect]
As described above, in the artificial joint component 1, the inner structure portion 13 configured as a dense body and the outer structure portion 16 having the porous portion 18 are integrally formed. For this reason, there is no junction between the inner structure portion 13 and the outer structure portion 16, and stress concentration hardly occurs, and a structure that does not easily cause damage even when repeated stress is applied is realized. be able to. Thereby, the risk of breakage can be reduced. And according to the component 1 for artificial joints, since the outer structure part 16 is provided with the porous part 18, a large frictional force can be secured between the bones, and the fixing performance for obtaining the fixing force with respect to the bone can be improved. Secure fixing performance. Furthermore, since the porous portion 18 is provided in the outer structure portion 16, the bone grows so that bone enters the pores of the porous portion 18 in the long term. Thereby, it is easy to promote the fusion with the bone, and the long-term fixing performance to the bone can be improved.

従って、本実施形態によると、損傷が生じ難い構造を実現して破損のリスクを低減でき、且つ、骨に対する固定力を得るための固定性能を向上させることができる、人工関節用コンポーネント1を提供することができる。   Therefore, according to the present embodiment, there is provided the artificial joint component 1 that can realize a structure in which damage is unlikely to occur, reduce the risk of breakage, and can improve the fixing performance for obtaining the fixing force to the bone. can do.

また、人工関節用コンポーネント1によると、内側構造部13及び外側構造部16は、金属粉末が順次積層されて一旦溶融されることで一体化された状態で形成される。即ち、内側構造部13及び外側構造部16は、金属粉末積層造形法によって、一体成形される。このため、金属に対して複雑な切削加工等を施してポーラス部を有する人工関節用コンポーネントを形成する必要が無い。また、医療用器具の材料として多く流通しているチタン合金等の難切削材であっても、複雑な形状の切削加工が不要なため、容易に、人工関節用コンポーネント1を形成することができる。よって、緻密体として構成された内側構造部13と、ポーラス部18を有する外側構造部16とを備えた人工関節用コンポーネント1を容易に一体成形することができる。   Moreover, according to the component 1 for artificial joints, the inner structure part 13 and the outer structure part 16 are formed in an integrated state by sequentially laminating and once melting metal powders. That is, the inner structure portion 13 and the outer structure portion 16 are integrally formed by a metal powder additive manufacturing method. For this reason, it is not necessary to perform a complicated cutting process etc. with respect to a metal and to form the component for artificial joints which has a porous part. Further, even a difficult-to-cut material such as a titanium alloy that is widely distributed as a material for medical instruments does not require a complicated shape, so the artificial joint component 1 can be easily formed. . Therefore, the artificial joint component 1 including the inner structure portion 13 configured as a dense body and the outer structure portion 16 having the porous portion 18 can be easily formed integrally.

また、人工関節用コンポーネント1によると、ポーラス部18が本体部分12における外側構造部16の外周面14a全体に設けられるため、骨との間で更に大きな摩擦力を確保でき、骨に対する固定性能を更に向上させることができる。また、長期的な骨との癒合が促進される領域が増大するため、骨に対する長期の固定性能も更に向上させることができる。   Further, according to the artificial joint component 1, since the porous portion 18 is provided on the entire outer peripheral surface 14a of the outer structure portion 16 in the main body portion 12, a larger frictional force can be secured between the bone and the bone can be fixed. Further improvement can be achieved. Moreover, since the area | region where long-term union with a bone is accelerated | stimulated increases, the long-term fixation performance with respect to a bone can further be improved.

また、人工関節用コンポーネント1によると、本体部分12における外側構造部16のポーラス部18の気孔率が、内側構造部13に隣接する内側の部分から外周面14a側の部分にかけて大きくなるように変化する。よって、外側構造部16において、気孔率が大きくなるようにポーラス部18の組織構造が傾斜的に変化することになる。このため、緻密体として構成された内側構造部13からポーラス部18を有する外側構造部16の外周面14a側にかけて、組織構造が急激に変化することを抑制し、応力集中を更に生じ難い構造を実現でき、より損傷が生じ難い構造を実現することができる。   Further, according to the artificial joint component 1, the porosity of the porous portion 18 of the outer structure portion 16 in the main body portion 12 changes so as to increase from the inner portion adjacent to the inner structure portion 13 to the outer peripheral surface 14a side portion. To do. Therefore, in the outer structure portion 16, the tissue structure of the porous portion 18 changes in an inclined manner so that the porosity is increased. For this reason, a structure in which the tissue structure is suppressed from abruptly changing from the inner structure portion 13 configured as a dense body to the outer peripheral surface 14a side of the outer structure portion 16 having the porous portion 18 and stress concentration is less likely to occur. A structure that can be realized and is less susceptible to damage can be realized.

また、人工関節用コンポーネント1によると、外側構造部16において、先端側が尖るとともに稜線部分が尖った形状の突出部15が設けられる。このため、突出部15における尖った部分が骨に食い込むように固定されることになる。これにより、骨に対する固定性能を更に向上させることができる。とくに、人工関節置換術が行われ、人工関節用コンポーネント1が骨に固定される初期状態において、更に固定性能を向上させることができる。また、突出部15は、本体部分12に一体に形成されるため、本体部分12と突出部15との間に境界となる接合部が存在しない。このため、本体部分12と突出部15との間の領域において、応力集中が生じ難く、突出部15に対してその側方から作用するような側方圧が繰り返し作用しても損傷が生じ難い構造を実現することができる。   Further, according to the artificial joint component 1, the outer structure portion 16 is provided with the protruding portion 15 having a shape in which the tip side is sharp and the ridge line portion is sharp. For this reason, the sharp part in the protrusion part 15 will be fixed so that it may bite into a bone. Thereby, the fixation performance with respect to a bone can further be improved. In particular, in the initial state in which the artificial joint replacement is performed and the artificial joint component 1 is fixed to the bone, the fixing performance can be further improved. Further, since the protruding portion 15 is formed integrally with the main body portion 12, there is no joint portion serving as a boundary between the main body portion 12 and the protruding portion 15. For this reason, stress concentration is unlikely to occur in the region between the main body portion 12 and the protruding portion 15, and damage is unlikely to occur even if a lateral pressure acting on the protruding portion 15 from the side acts repeatedly. A structure can be realized.

また、人工関節用コンポーネント1によると、突出部15にポーラス部18が含まれるため、骨に食い込んだ突出部15とその骨との間において、長期的な骨との癒合が促進される。このため、骨に対する初期の固定性能に加え、骨に対する長期の固定性能も更に向上させることができる。   In addition, according to the artificial joint component 1, since the porous portion 18 is included in the protruding portion 15, long-term fusion with the bone is promoted between the protruding portion 15 biting into the bone and the bone. For this reason, in addition to the initial fixing performance to the bone, the long-term fixing performance to the bone can be further improved.

また、人工関節用コンポーネント1によると、突出部15のポーラス部18の気孔率が、根本側から先端側にかけて変化する。このため、突出部15において、ポーラス部18の組織構造が急激に変化することを抑制し、応力集中を更に生じ難い構造を実現できる。これにより、突出部15における損傷が更に生じ難い構造を実現することができる。   Moreover, according to the component 1 for artificial joints, the porosity of the porous portion 18 of the protruding portion 15 changes from the root side to the tip side. For this reason, in the protrusion part 15, it can suppress that the structure | tissue structure of the porous part 18 changes rapidly, and can implement | achieve the structure which is hard to produce stress concentration further. As a result, it is possible to realize a structure in which damage to the protrusion 15 is less likely to occur.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible as long as they are described in the claims. For example, the following modifications may be made.

[変形例]
(1)前述の実施形態では、人工関節用コンポーネントの本体部分に設けられた窪み面に対して、ボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。人工関節用コンポーネントの本体部分の窪み面に対して、ライナーが取り付けられず、ボール状コンポーネントが直接に摺動する形態が実施されてもよい。
[Modification]
(1) In the above-described embodiment, the example in which the liner on which the ball-shaped component slides is attached to the recessed surface provided in the main body portion of the artificial joint component has been described. Also good. A configuration in which the liner is not attached to the hollow surface of the body portion of the prosthetic joint component and the ball-like component slides directly may be implemented.

(2)前述の実施形態では、金属粉末積層造形法によって人工関節用コンポーネントが一体成形される形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、生体親和性を有する金属粉末が焼結されることによって、人工関節用コンポーネントが一体成形されてもよい。 (2) In the above-described embodiment, an example in which the artificial joint component is integrally formed by the metal powder additive manufacturing method has been described as an example, but this need not be the case. For example, the artificial joint component may be integrally formed by sintering a metal powder having biocompatibility.

(2)前述の実施形態では、本体部分において内側構造部の外側のシェル状の部分として設けられる外側シェル構造部と、外側シェル構造部から突出する突出部とが、内側構造部の外側に設けられる外側構造部を構成する形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。本体部分の全体が内側構造部を構成し、本体部分から突出する突出部が外側構造部を構成する形態が実施されてもよい。この場合、内側構造部である本体部分は、緻密体として構成され、外側構造部である突出部がポーラス部を備えて構成されることになる。 (2) In the above-described embodiment, the outer shell structure portion provided as a shell-like portion outside the inner structure portion in the main body portion and the protruding portion protruding from the outer shell structure portion are provided outside the inner structure portion. In the above description, the configuration of the outer structure portion is described as an example, but this need not be the case. An embodiment in which the entire main body portion constitutes the inner structure portion and the protruding portion protruding from the main body portion constitutes the outer structure portion may be implemented. In this case, the main body portion that is the inner structure portion is configured as a dense body, and the projecting portion that is the outer structure portion includes the porous portion.

(3)前述の実施形態では、フィン状に尖った稜線部分を有する形状に形成された突出部を例にとって説明したが、突出部の形態は、この通りでなくてもよい。突出部の形状、数、配置については、種々変更されてもよい。図9は、変形例に係る人工関節用コンポーネン51の断面を模式的に示す断面図である。人工関節用コンポーネント51は、人工関節用コンポーネント1と同様に、人工股関節において用いられる。そして、人工関節用コンポーネント51は、、内側シェル構造部13、外側シェル構造部14、突出部52、を備えて構成され、金属粉末積層造形法によって一体成形されている。但し、人工関節用コンポーネント51は、突出部52の構成において、人工関節用コンポーネント1と異なっている。以下、人工関節用コンポーネント51について、前述の実施形態と異なる点について主に説明し、前述の実施形態と同様の構成の説明については、図面において同一の符号を付すことで又は同一の符号を引用して説明することで、省略する。 (3) In the above-described embodiment, the protruding portion formed in a shape having a fin-shaped ridge line portion has been described as an example, but the shape of the protruding portion may not be this. Various changes may be made to the shape, number, and arrangement of the protrusions. FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the artificial joint component 51 according to the modification. Similar to the artificial joint component 1, the artificial joint component 51 is used in an artificial hip joint. The artificial joint component 51 includes an inner shell structure portion 13, an outer shell structure portion 14, and a protruding portion 52, and is integrally formed by a metal powder additive manufacturing method. However, the artificial joint component 51 is different from the artificial joint component 1 in the configuration of the protruding portion 52. Hereinafter, the difference between the artificial joint component 51 and the above-described embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration as the above-described embodiment will be given by attaching the same reference numerals in the drawings or refer to the same reference numerals. Will be omitted.

図9に示すように、突出部52は、本体部分12の外側シェル構造部14から外側に向かって突出するとともに本体部分12に一体に形成されている。尚、人工関節用コンポーネント51では、外側シェル構造部14及び突出部52は、内側構造部13の外側に設けられる外側構造部53を構成している。そして、外側構造部53は、内側構造部13の緻密体(緻密部17)よりも疎な構造体であるポーラス体として構成されたポーラス部18を有している。   As shown in FIG. 9, the protruding portion 52 protrudes outward from the outer shell structure portion 14 of the main body portion 12 and is integrally formed with the main body portion 12. In the artificial joint component 51, the outer shell structure portion 14 and the protruding portion 52 constitute an outer structure portion 53 provided outside the inner structure portion 13. And the outer side structure part 53 has the porous part 18 comprised as a porous body which is a sparse structure rather than the dense body (dense part 17) of the inner side structure part 13. As shown in FIG.

人工関節用コンポーネント51では、突出部52は、複数設けられ、外側シェル構造部14の外周面14aに沿って配置されている。尚、外周面14aから外側に向かって突出する突出部52の配置形態は、種々変更して実施することができる。また、各突出部52は、外側シェル構造部14から突出する先端側が尖った略円錐状の形状に形成されている。そして、各突出部52は、先端側が、半球殻状の本体部分12における内側シェル構造部13側の端面12aに対して垂直な方向に沿って延びるように設けられている。人工関節用コンポーネント51が寛骨臼101aに嵌め込まれるようにして設置される際には、骨盤101に対して、上記の円錐状に尖った先端側が食い込むことになる。尚、各突出部52の表面は、先端の尖った部分を除く全体に亘って、溝形状或いは凹み形状の部分が設けられていない滑らかな曲面として形成されている。なお、各突出部52は、先端側が、内側シェル構造部13側の端面12aに対して垂直な方向に沿っていなくても良い。   In the artificial joint component 51, a plurality of protrusions 52 are provided and arranged along the outer peripheral surface 14 a of the outer shell structure portion 14. In addition, the arrangement | positioning form of the protrusion part 52 which protrudes toward the outer side from the outer peripheral surface 14a can be implemented by changing variously. In addition, each protrusion 52 is formed in a substantially conical shape with a sharp tip protruding from the outer shell structure portion 14. And each protrusion part 52 is provided so that the front end side may extend along the direction perpendicular | vertical with respect to the end surface 12a by the side of the inner shell structure part 13 in the hemispherical shell-shaped main-body part 12. FIG. When the artificial joint component 51 is installed so as to be fitted into the acetabulum 101a, the above-mentioned conical pointed end side bites into the pelvis 101. In addition, the surface of each protrusion part 52 is formed as a smooth curved surface not provided with a groove-shaped or recessed-shaped portion over the entire portion excluding the pointed portion. In addition, each protrusion part 52 does not need to be along the direction perpendicular | vertical to the end surface 12a by the side of the inner shell structure part 13 at the front end side.

また、各突出部52は、ポーラス部18を含んで構成されている。突出部52におけるポーラス部18は、突出部52の全体に亘って設けられており、外側シェル構造部14におけるポーラス部18と連続して設けられている。尚、各突出部52は、例えば、本体部分12から突出する根本側から本体部分12の外側に向かって突出する先端側にかけてポーラス部18の気孔率が変化するよう構成されていてもよい。この場合、各突出部52におけるポーラス部18の気孔率が、根本側から先端側にかけて、大きくなるように変化していてもよく、小さくなるように変化していてもよい。また、各突出部52におけるポーラス部18の気孔率が一定であってもよい。   Each protrusion 52 is configured to include the porous portion 18. The porous portion 18 in the protruding portion 52 is provided over the entire protruding portion 52, and is provided continuously with the porous portion 18 in the outer shell structure portion 14. In addition, each protrusion part 52 may be comprised so that the porosity of the porous part 18 may change from the base side which protrudes from the main-body part 12 to the front end side which protrudes toward the outer side of the main-body part 12, for example. In this case, the porosity of the porous portion 18 in each projecting portion 52 may change so as to increase or decrease so as to decrease from the root side to the tip side. Moreover, the porosity of the porous part 18 in each protrusion part 52 may be constant.

人工関節用コンポーネント51によると、外側構造部53において、先端側が尖った形状の突出部52が設けられる。このため、突出部52における尖った部分が骨に食い込むように固定されることになる。これにより、骨に対する固定性能を更に向上させることができる。とくに、人工関節置換術が行われ、人工関節用コンポーネント51が骨に固定される初期状態において、更に固定性能を向上させることができる。また、突出部52は、本体部分12に一体に形成されるため、本体部分12と突出部52との間に境界となる接合部が存在しない。このため、本体部分12と突出部52との間の領域において、応力集中が生じ難く、突出部52に対してその側方から作用するような側方圧が繰り返し作用しても損傷が生じ難い構造を実現することができる。   According to the artificial joint component 51, the outer structure portion 53 is provided with the protruding portion 52 having a pointed tip side. For this reason, the sharp part in the protrusion part 52 will be fixed so that it may bite into a bone. Thereby, the fixation performance with respect to a bone can further be improved. In particular, in the initial state where the artificial joint replacement is performed and the artificial joint component 51 is fixed to the bone, the fixing performance can be further improved. Further, since the protruding portion 52 is formed integrally with the main body portion 12, there is no joining portion serving as a boundary between the main body portion 12 and the protruding portion 52. For this reason, stress concentration is unlikely to occur in the region between the main body portion 12 and the protruding portion 52, and damage is unlikely to occur even when side pressure acting on the protruding portion 52 from the side acts repeatedly. A structure can be realized.

(4)図10乃至図12は、図9の変形例に係る人工関節用コンポーネント51の突出部52の更なる変形例を示す図である。尚、図10乃至図12は、変形例に係る人工関節用コンポーネントにおける突出部の断面の一部を拡大して模式的に示す拡大断面図である。図10乃至図12に示す変形例に係る突出部(54、55、56)は、いずれも、外側シェル構造部14から突出する先端側が尖った略円錐状の形状に形成されている。尚、以下の説明においては、突出部(54、55、56)について、前述の実施形態或いは図9に示す変形例と異なる点について主に説明し、前述の実施形態或いは図9に示す変形例と同様の構成の説明については、図面において同一の符号を付すことで又は同一の符号を引用して説明することで、省略する。 (4) FIGS. 10 to 12 are diagrams showing further modifications of the protruding portion 52 of the artificial joint component 51 according to the modification of FIG. 10 to 12 are enlarged cross-sectional views schematically showing an enlarged part of the cross section of the protruding portion in the artificial joint component according to the modification. Each of the projecting portions (54, 55, 56) according to the modification shown in FIGS. 10 to 12 is formed in a substantially conical shape with a pointed distal end projecting from the outer shell structure portion 14. In the following description, the protrusions (54, 55, 56) will mainly be described in terms of differences from the above-described embodiment or the modification shown in FIG. 9, and the above-described embodiment or the modification shown in FIG. The description of the same configuration as in FIG. 5 will be omitted by giving the same reference numerals in the drawings or by quoting the same reference numerals.

図10に示す突出部54は、本体部分12の外側に向かって突出する先端側に緻密体として構成された部分である緻密部17が設けられ、本体部分12から突出する根本側にポーラス体としてのポーラス部18が設けられている。尚、突出部54では、外部に露出するように設けられた先端側の緻密部17が、本体部分12の内側シェル構造部13における緻密部17にまで亘って連続するように設けられている。また、突出部54では、根本側に設けられたポーラス部18は、外部に露出するように設けられている。   The protruding portion 54 shown in FIG. 10 is provided with a dense portion 17 that is a portion configured as a dense body on the distal end side that protrudes toward the outside of the main body portion 12, and as a porous body on the base side that protrudes from the main body portion 12. The porous portion 18 is provided. It should be noted that the protruding portion 54 is provided so that the dense portion 17 on the tip side provided so as to be exposed to the outside extends continuously to the dense portion 17 in the inner shell structure portion 13 of the main body portion 12. Moreover, in the protrusion part 54, the porous part 18 provided in the root side is provided so that it may be exposed outside.

上記の変形例に係る構成によると、突出部54の先端側に緻密体(緻密部17)が設けられるため、突出部54の先端側の剛性を大きくすることができる。これにより、突出部54の先端側が骨に対して食い込みやすくなり、骨に対する初期の固定性能の更なる向上を図ることができる。そして、突出部54の根本側にポーラス18部が設けられるため、突出部54の根本側においては、長期的な骨との癒合が促進される。このため、突出部54において、骨に対する初期の固定性能と長期の固定性能とを効率よく両立させることができる。   According to the configuration according to the above modification, since the dense body (the dense portion 17) is provided on the distal end side of the protruding portion 54, the rigidity on the distal end side of the protruding portion 54 can be increased. Thereby, the front end side of the protrusion part 54 becomes easy to bite into a bone, and the further improvement of the initial fixation performance with respect to a bone can be aimed at. And since the porous 18 part is provided in the root side of the protrusion part 54, long-term union with the bone is promoted on the root side of the protrusion part 54. For this reason, in the protrusion part 54, the initial fixation performance with respect to a bone | frame and long-term fixation performance can be made to make compatible efficiently.

図11に示す突出部55は、外部に露出する表層の部分の全体に亘って、ポーラス体としてのポーラス部18が設けられている。そして、突出部55における内部は、緻密体としての緻密部17によって構成されている。突出部55におけるポーラス部18は、外側シェル構造部14の外周面14aのポーラス部18と連続するように設けられている。また、突出部55における緻密部17は、内側シェル構造部13における緻密部17にまで亘って連続するように設けられている。この構成によると、突出部55の表面の全体に亘ってポーラス18部が設けられるため、長期的な骨との癒合を更に促進させることができる。また、突出部55の内部の大部分が緻密部17によって構成されるため、突出部55の剛性を全体として増大させ、骨に対して更に食い込み易い構造を実現して、初期の固定性能を更に向上させることもできる。   The protruding portion 55 shown in FIG. 11 is provided with a porous portion 18 as a porous body over the entire surface layer portion exposed to the outside. And the inside in the protrusion part 55 is comprised by the dense part 17 as a dense body. The porous portion 18 in the protruding portion 55 is provided so as to be continuous with the porous portion 18 on the outer peripheral surface 14 a of the outer shell structure portion 14. Further, the dense portion 17 in the protruding portion 55 is provided so as to continue to the dense portion 17 in the inner shell structure portion 13. According to this configuration, since the porous 18 portion is provided over the entire surface of the protruding portion 55, long-term fusion with the bone can be further promoted. In addition, since most of the inside of the protruding portion 55 is constituted by the dense portion 17, the rigidity of the protruding portion 55 is increased as a whole, a structure that is more easily bite into the bone is realized, and the initial fixing performance is further improved. It can also be improved.

図12に示す突出部56は、外部に露出する表層の部分において、部分的に設けられたポーラス体としてのポーラス部18が複数、離散した状態で配置されている。即ち、突出部56の表面には、複数のポーラス部18が分散して設けられている。そして、突出部56は、表面に分散して設けられた複数のポーラス部18以外の部分が、緻密体としての緻密部17によって構成されている。また、突出部56における緻密部17は、内側シェル構造部13における緻密部17にまで亘って連続するように設けられている。この構成によると、突出部56の表面に分散してポーラス部18が設けられるため、長期的な骨との癒合を促進させることができる。また、突出部56の大部分が緻密部17によって構成されるため、突出部56の剛性を増大させ、骨に対して更に食い込み易い構造を実現して、初期の固定性能を更に向上させることもできる。   In the protruding portion 56 shown in FIG. 12, a plurality of porous portions 18 as porous bodies provided partially are arranged in a discrete state on the surface layer portion exposed to the outside. That is, a plurality of porous portions 18 are provided on the surface of the protruding portion 56 in a dispersed manner. And the protrusion part 56 is comprised by the dense part 17 as a dense body in parts other than the several porous part 18 distributed and provided in the surface. Further, the dense portion 17 in the protruding portion 56 is provided so as to continue to the dense portion 17 in the inner shell structure portion 13. According to this configuration, since the porous portion 18 is provided dispersed on the surface of the protruding portion 56, long-term fusion with bone can be promoted. In addition, since most of the protruding portion 56 is constituted by the dense portion 17, the rigidity of the protruding portion 56 is increased, and a structure that is more easily bite into the bone can be realized to further improve the initial fixing performance. it can.

(5)前述の実施形態では、人工股関節に対して適用される人工関節用コンポーネントを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。本発明は、ボール状コンポーネントが摺動し、或いはボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる、人工関節用コンポーネントに対して、広く適用することができる。例えば、人工肩関節に対して適用される人工関節用コンポーネントが実施されてもよい。 (5) In the above-described embodiment, the artificial joint component applied to the artificial hip joint has been described as an example. However, this need not be the case. The present invention can be widely applied to an artificial joint component to which a ball-shaped component slides or a liner on which a ball-shaped component slides is attached. For example, an artificial joint component applied to an artificial shoulder joint may be implemented.

図13は、変形例に係る人工関節用コンポーネント61を含む人工肩関節60を示す図である。人工肩関節60は、人工関節用コンポーネント61、ステム62、骨頭63を備えて構成されている。尚、図13では、ステム62及び骨頭63については、外形が図示され、人工関節用コンポーネント61については、断面が図示されている。人工関節用コンポーネント61は、図示が省略された患者の肩甲骨に対して固定される。そして、人工関節用コンポーネント61は、骨頭63が摺動する、曲面状の窪み面64が設けられたシェル状の本体部分65を備えて構成されている。   FIG. 13 is a diagram showing an artificial shoulder joint 60 including an artificial joint component 61 according to a modification. The artificial shoulder joint 60 includes an artificial joint component 61, a stem 62, and a bone head 63. In FIG. 13, the outer shape of the stem 62 and the bone head 63 is shown, and the cross section of the artificial joint component 61 is shown. The artificial joint component 61 is fixed to a patient's scapula (not shown). The component for artificial joint 61 includes a shell-like main body portion 65 provided with a curved concave surface 64 on which the bone head 63 slides.

人工関節用コンポーネント61の材料としては、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン、チタン合金、コバルトクロム合金、及びステンレス鋼等の金属材料を例示することができる。人工関節用コンポーネント61の材料は、上記例示した金属材料のうちの1種類のみであってもよいし、複数種類であってもよいし、上記例示した以外の、生体親和性を有する1種類又は複数種類の金属材料であってもよい。   Examples of the material of the artificial joint component 61 include metal materials such as titanium, titanium alloy, cobalt chrome alloy, and stainless steel that have been approved as medical devices for living implants. The material of the artificial joint component 61 may be only one type of the metal materials exemplified above, or may be a plurality of types, or one type having biocompatibility other than those exemplified above or A plurality of types of metal materials may be used.

ステム62は、骨頭63を支持し、且つ、図示が省略された患者の上腕骨に固定される部分として設けられている。ステム62は、細長い棒状或いは板状に形成されている。ステム62の材料としては、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たチタン、チタン合金、コバルトクロム合金、及びステンレス鋼等の金属材料を例示することができる。   The stem 62 is provided as a portion that supports the bone head 63 and is fixed to the humerus of a patient (not shown). The stem 62 is formed in an elongated rod shape or plate shape. Examples of the material of the stem 62 include metal materials such as titanium, titanium alloy, cobalt chrome alloy, and stainless steel that have been approved as medical devices for living implants.

骨頭63は、半楕円球状に形成されたボール状コンポーネントとして設けられ、半楕円球体の一部を構成するような形状に形成されている。骨頭63は、例えば、ステム62に対して嵌合により固定される。尚、骨頭63は、ステム62と一体に成形されていてもよい。骨頭63の材料としては、生体埋植用に医療機器としての認可承認を得たコバルトクロム合金、ステンレス鋼等の金属材料、ポリエチレン等の高分子材料、及びアルミナ、ジルコニア等のセラミックス材料を例示することができる。   The head 63 is provided as a ball-shaped component formed in a semi-elliptical sphere, and is formed in a shape that constitutes a part of the semi-elliptical sphere. The bone head 63 is fixed to the stem 62 by fitting, for example. The bone head 63 may be formed integrally with the stem 62. Examples of the material of the bone head 63 include cobalt chromium alloy, metal material such as stainless steel, polymer material such as polyethylene, and ceramic material such as alumina and zirconia that have been approved as medical equipment for living implants. be able to.

ここで、人工関節用コンポーネント61について更に詳しく説明する。人工関節用コンポーネント61は、内側シェル構造部66、外側シェル構造部67、突出部68、を備えて構成されている。そして、窪み面64が設けられたシェル状の本体部分65は、内側シェル構造部66と外側シェル構造部67とによって構成されている。   Here, the artificial joint component 61 will be described in more detail. The artificial joint component 61 includes an inner shell structure portion 66, an outer shell structure portion 67, and a protruding portion 68. The shell-like main body portion 65 provided with the recessed surface 64 is constituted by an inner shell structure portion 66 and an outer shell structure portion 67.

内側シェル構造部66は、本体部分65における窪み面64側であって骨頭63が摺動する部分を有する本実施形態における内側構造部を構成している。尚、以下の説明では、内側シェル構造部66について、内側構造部66とも称する。内側シェル構造部66は、緻密体によって構成された構造体である緻密部70として設けられている。そして、内側シェル構造部66には、緻密体よりも疎な構造体であるポーラス体は設けられていない。   The inner shell structure portion 66 constitutes an inner structure portion in the present embodiment having a portion on the recessed surface 64 side of the main body portion 65 and a portion on which the bone head 63 slides. In the following description, the inner shell structure portion 66 is also referred to as an inner structure portion 66. The inner shell structure portion 66 is provided as a dense portion 70 that is a structure constituted by a dense body. The inner shell structure portion 66 is not provided with a porous body that is a sparser structure than the dense body.

外側シェル構造部67及び突出部68は、内側構造部66の外側に設けられる外側構造部69を構成している。即ち、外側構造部69は、外側シェル構造部67及び突出部68を備えて構成されている。そして、外側構造部69は、内側構造部64の緻密体よりも疎な構造体であるポーラス体として構成されたポーラス部71を有している。   The outer shell structure portion 67 and the protruding portion 68 constitute an outer structure portion 69 provided outside the inner structure portion 66. That is, the outer structure portion 69 includes an outer shell structure portion 67 and a protruding portion 68. The outer structure portion 69 includes a porous portion 71 configured as a porous body that is a sparser structure than the dense structure of the inner structure portion 64.

内側構造部66及び外側構造部69は、一体成形されている。そして、人工関節用コンポーネント61では、内側構造部66及び外側構造部69は、生体親和性を有する金属粉末が順次積層されて一旦溶融されることで一体化された状態で形成されている。即ち、内側構造部66及び外側構造部69は、選択的レーザ溶融法などの金属粉末積層造形法によって、一体成形される。尚、金属粉末積層造形法による人工関節用コンポーネント61の製造システム及び製造工程は、前述の実施形態と同様に構成される。   The inner structure portion 66 and the outer structure portion 69 are integrally formed. In the artificial joint component 61, the inner structure portion 66 and the outer structure portion 69 are formed in an integrated state by sequentially laminating and once melting metal powder having biocompatibility. That is, the inner structure portion 66 and the outer structure portion 69 are integrally formed by a metal powder additive manufacturing method such as a selective laser melting method. In addition, the manufacturing system and manufacturing process of the artificial joint component 61 by the metal powder additive manufacturing method are configured in the same manner as in the above-described embodiment.

上記により、内側構造部66及び外側構造部69は、それらの間に境界となる接合部が存在せず、一体に設けられている。即ち、人工関節用コンポーネント61は、単一の部品として構成されており、人工関節用コンポーネント61の全体が一体に形成されている。そして、前述のように、人工関節用コンポーネント61は、緻密体と、ポーラス体とを有しており、人工関節用コンポーネント61の材料としての金属粉末の溶融量を異ならせることにより、人工関節用コンポーネント61に、緻密体と、ポーラス体とが形成されている。   As described above, the inner structure portion 66 and the outer structure portion 69 are provided integrally without a joint portion serving as a boundary between them. That is, the artificial joint component 61 is configured as a single part, and the entire artificial joint component 61 is integrally formed. As described above, the artificial joint component 61 has a dense body and a porous body, and by varying the amount of melting of the metal powder as the material of the artificial joint component 61, the artificial joint component 61 The component 61 is formed with a dense body and a porous body.

また、ポーラス部71は、外側構造部69における本体部分65に含まれる部分である外側シェル構造部67の外周面67aの全体に亘って設けられている。ポーラス部71は、前述の実施形態におけるポーラス部18と同様に、金属粉末積層造形法によって人工関節用コンポーネント61の材料である金属粉末の溶融量を所定量以下にすることで形成されており、多数の気孔を有している。尚、外側構造部69における本体部分65に含まれる部分である外側シェル構造部67は、内側構造部66に隣接する内側の部分から外周面67a側の部分にかけてポーラス部71の気孔率が変化するよう構成されていてもよい。また、外側シェル構造部67は、ポーラス部71の気孔率が一定となるように構成されていてもよい。   The porous portion 71 is provided over the entire outer peripheral surface 67 a of the outer shell structure portion 67 which is a portion included in the main body portion 65 in the outer structure portion 69. The porous portion 71 is formed by setting the melting amount of the metal powder, which is the material of the artificial joint component 61, to a predetermined amount or less by the metal powder additive manufacturing method, similarly to the porous portion 18 in the above-described embodiment, It has many pores. The porosity of the porous portion 71 of the outer shell structure portion 67 which is a portion included in the main body portion 65 in the outer structure portion 69 changes from the inner portion adjacent to the inner structure portion 66 to the portion on the outer peripheral surface 67a side. It may be configured as follows. Further, the outer shell structure portion 67 may be configured so that the porosity of the porous portion 71 is constant.

突出部68は、本体部分65の外側シェル構造部67から外側に向かって突出するとともに本体部分65に一体に形成されている。本実施形態では、突出部68は、複数設けられ、外側シェル構造部67の外周面67aに沿って配置されている。尚、外周面67aから外側に向かって突出する突出部68の配置形態は、種々変更して実施することができる。   The protruding portion 68 protrudes outward from the outer shell structure portion 67 of the main body portion 65 and is integrally formed with the main body portion 65. In the present embodiment, a plurality of protrusions 68 are provided and are arranged along the outer peripheral surface 67 a of the outer shell structure portion 67. In addition, the arrangement | positioning form of the protrusion part 68 which protrudes toward the outer side from the outer peripheral surface 67a can be implemented in various changes.

また、各突出部68は、例えば、外側シェル構造部67から突出する先端側が尖った略円錐状の形状に形成されている。そして、各突出部68は、人工関節用コンポーネント61が肩甲骨に嵌め込まれる際における嵌め込み方向と平行な方向に沿って延びるように設けられている。これにより、人工関節用コンポーネント61が肩甲骨に嵌め込まれて設置される際に、肩甲骨に対して、上記の円錐状に尖った先端側が食い込むことになる。尚、各突出部68の表面は、先端の尖った部分を除く全体に亘って、溝形状或いは凹み形状の部分が設けられていない滑らかな曲面として形成されている。   Moreover, each protrusion 68 is formed in a substantially conical shape with a sharpened tip side protruding from the outer shell structure 67, for example. Each protrusion 68 is provided so as to extend along a direction parallel to the fitting direction when the artificial joint component 61 is fitted into the scapula. Thereby, when the artificial joint component 61 is fitted and installed in the scapula, the above-mentioned conical pointed end side bites into the scapula. It should be noted that the surface of each protrusion 68 is formed as a smooth curved surface not provided with a groove-shaped or recessed-shaped portion over the entire portion excluding the pointed portion.

また、各突出部68は、ポーラス部71を含んで構成されている。突出部68におけるポーラス部71は、突出部68の全体に亘って設けられており、外側シェル構造部67におけるポーラス部71と連続して設けられている。尚、各突出部68は、例えば、、本体部分65から突出する根本側から本体部分65の外側に向かって突出する先端側にかけてポーラス部71の気孔率が変化するよう構成されていてもよい。この場合、各突出部68におけるポーラス部71の気孔率が、根本側から先端側にかけて、大きくなるように変化していてもよく、小さくなるように変化していてもよい。また、各突出部68におけるポーラス部71の気孔率が一定であってもよい。   Each protrusion 68 includes a porous portion 71. The porous portion 71 in the protruding portion 68 is provided over the entire protruding portion 68, and is provided continuously with the porous portion 71 in the outer shell structure portion 67. In addition, each protrusion part 68 may be comprised so that the porosity of the porous part 71 may change from the base side which protrudes from the main-body part 65 to the front end side which protrudes toward the outer side of the main-body part 65, for example. In this case, the porosity of the porous portion 71 in each projecting portion 68 may change so as to increase from the root side to the tip side, or may change so as to decrease. Moreover, the porosity of the porous part 71 in each protrusion part 68 may be constant.

上記の変形例によると、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。即ち、上記の変形例によると、損傷が生じ難い構造を実現して破損のリスクを低減でき、且つ、骨に対する固定力を得るための固定性能を向上させることができる、人工関節用コンポーネント61を提供することができる。   According to the above modification, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. That is, according to the above-described modification, the artificial joint component 61 that realizes a structure in which damage is difficult to occur, reduces the risk of breakage, and can improve the fixing performance for obtaining a fixing force to the bone. Can be provided.

本発明は、ボール状コンポーネントが摺動し、或いはボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる、人工関節用コンポーネントとして、広く適用することができる。   The present invention can be widely applied as an artificial joint component to which a ball-shaped component slides or a liner on which a ball-shaped component slides is attached.

1 人工関節用コンポーネント
2 ライナー
4 骨頭ボール(ボール状コンポーネント)
11 窪み面
12 本体部分
13 内側シェル構造部(内側構造部)
16 外側構造部
17 緻密部
18 ポーラス部
1 Artificial joint component 2 Liner 4 Bone head ball (ball-shaped component)
11 hollow surface 12 body portion 13 inner shell structure (inner structure)
16 Outer structure part 17 Dense part 18 Porous part

Claims (4)

ボール状コンポーネントが摺動し、或いは前記ボール状コンポーネントが摺動するライナーが取り付けられる、曲面状の窪み面が設けられたシェル状の本体部分を有する人工関節用コンポーネントであって、
前記本体部分における前記窪み面側である内側の部分であって前記ボール状コンポーネントが摺動し又は前記ライナーが取り付けられる部分を少なくとも有する内側構造部と、前記内側構造部の外側に設けられる外側構造部と、を備え、
前記内側構造部は、緻密体として構成され、前記外側構造部は、前記内側構造部の緻密体よりも疎な構造体であるポーラス体として構成されたポーラス部を有し、
前記内側構造部と前記外側構造部とは、一体成形された金属材料で構成されており、
前記外側構造部は、前記本体部分から外側に向かって突出するとともに当該本体部分に一体に形成された突出部を有し、
前記突出部は、前記本体部分から突出する先端側が尖った形状に形成され、或いは尖った稜線部分を有する形状に形成されており、
前記突出部は、前記本体部分の外側に向かって突出する先端側に緻密体として構成された部分が設けられ、前記本体部分から突出する根本側に前記ポーラス部が設けられ、
前記突出部の先端側の緻密体と前記突出部の根本側の前記ポーラス部とは、一体成形された金属材料で構成されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
A component for an artificial joint having a shell-like main body portion provided with a curved concave surface to which a ball-shaped component slides or a liner on which the ball-shaped component slides is attached,
An inner structure part having at least a part to which the ball-shaped component slides or to which the liner is attached, and an outer structure provided on the outer side of the inner structure part. And comprising
The inner structure portion is configured as a dense body, and the outer structure portion has a porous portion configured as a porous body that is a sparse structure than the dense body of the inner structure portion,
The inner structure part and the outer structure part are made of an integrally molded metal material,
The outer structure portion has a protruding portion that protrudes outward from the main body portion and is integrally formed with the main body portion,
The projecting portion is formed in a shape with a pointed tip side protruding from the main body portion, or a shape having a pointed ridge line portion,
The protruding portion is provided with a portion configured as a dense body on the tip side protruding toward the outside of the main body portion, and the porous portion is provided on the base side protruding from the main body portion,
The prosthetic joint component, wherein the dense body on the tip side of the projecting portion and the porous portion on the base side of the projecting portion are made of an integrally formed metal material.
請求項1に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記ポーラス部が、前記外側構造部における前記本体部分に含まれる部分の外周面の全体に亘って設けられていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
The component for an artificial joint according to claim 1 ,
The artificial joint component, wherein the porous portion is provided over the entire outer peripheral surface of a portion included in the main body portion of the outer structure portion.
請求項1又は請求項に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記外側構造部における前記本体部分に含まれる部分は、前記内側構造部に隣接する内側の部分から外周面側の部分にかけて前記ポーラス部の気孔率が大きくなるように変化するよう構成されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
The artificial joint component according to claim 1 or 2 ,
The portion included in the main body portion in the outer structure portion is configured to change so that the porosity of the porous portion increases from an inner portion adjacent to the inner structure portion to a portion on the outer peripheral surface side. A component for artificial joints.
請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の人工関節用コンポーネントであって、
前記突出部は、前記本体部分から突出する根本側から前記本体部分の外側に向かって突出する先端側にかけて前記ポーラス部の気孔率が変化するように構成されていることを特徴とする、人工関節用コンポーネント。
The artificial joint component according to any one of claims 1 to 3 ,
The prosthetic joint is characterized in that the porosity of the porous portion changes from a base side protruding from the main body portion to a distal end side protruding toward the outside of the main body portion. Components.
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