JPH0236266B2 - - Google Patents

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JPH0236266B2
JPH0236266B2 JP61086933A JP8693386A JPH0236266B2 JP H0236266 B2 JPH0236266 B2 JP H0236266B2 JP 61086933 A JP61086933 A JP 61086933A JP 8693386 A JP8693386 A JP 8693386A JP H0236266 B2 JPH0236266 B2 JP H0236266B2
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JP
Japan
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implant
polishing
weight
polished
titanium
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JP61086933A
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JPS6264366A (ja
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Basueru Imojiin
Uorushu Kinbarii
Renzu Eritsuku
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RICHAAZU MEDEIKARU CO
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RICHAAZU MEDEIKARU CO
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Publication of JPH0236266B2 publication Critical patent/JPH0236266B2/ja
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F11/00Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
    • A61F11/20Ear surgery
    • A61F11/202Surgical middle-ear ventilation or drainage, e.g. permanent; Implants therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F3/00Brightening metals by chemical means
    • C23F3/04Heavy metals
    • C23F3/06Heavy metals with acidic solutions

Description

【発明の詳細な説明】
発明の背景 本発明はチタン又はチタン合金から作られた医
療用のインプラント(implant)を化学的に研磨
して平滑にマツト仕上げされた表面を作る方法に
関する。 化学的に純粋なチタン及びTi−6Al−4V合金
は生体に非常に馴染みやすい材料であつて、充填
具、挿入管等のインプラントを含む様々な医療用
として使われている。この様な金属から作つたイ
ンプラントを人体に挿し込むと、インプラントを
取り囲むホスト組織(host tissue)がインプラ
ントに直接固着して組織そのものがインプラント
に固着する。これに対し、その他のインプラント
物質の場合繊維組織がインプラントを包み込む傾
向にあるのとは対照的である。この様にチタン及
びチタン合金は、前者の直接付着して固定するこ
とが後者の包み込んで固定する方式よりも望まし
いインプラントに対し特に有効である。 チタンから作つたインプラントの表面が粗いと
組織そのものがインプラントと組織の界面に物理
的に付着してしまう。それでも永久的なインプラ
ントの場合は、このように固定されることが一層
安定な機構をもたらすことができるという点で望
ましいかも知れないが、半永久的(長期間である
が仮のもの)インプラントの場合永久的に固定さ
れることは望ましくない。インプラントを取り除
こうとするとき、インプラントを周囲の組織から
切り取らねばならず、周囲の組織に傷をつけるこ
とになるからである。一時的又は半永久的に挿し
込むことを目的とするインプラントの実例とし
て、例えば鼓膜の通気管、薬剤注入用の経皮器具
等の通気管やその他同じ様な器具が挙げられる。
本発明は従来の研磨技術では研磨することが困難
な複雑な形状やサイズが小さなインプラント、又
周囲組織を通る通路となり得るよう設計されたイ
ンプラントに特に適しており、それは組織が内に
延びると通路を塞ぎ通気及び/又は流体物の排出
効果を損なうことになるからである。 インプラントの面が粗く又は鋭いエツジがある
と、周囲の生体組織と炎症反応を起こすという不
都合が生ずるかもしれない。表面を滑らかにする
ことは、関節のあるインプラントや血液に直接接
触するインプラント等の場合にも必要とされる。
この為、この様なインプラントの場合製造完了後
何等かの方法で研磨することが必要とされる。 従来、金属のインプラントは、ハンドポリツシ
ング、ガラスビーデイング(glass beading)、ベ
ンパーブラステイング、電解研磨等の様々な技術
を用いて仕上げられている。これらの仕上げによ
つて間に合う用途もあるが、小さなインプラント
や形状が複雑で及び/又は内部に通路を形成した
インプラントの場合、全ての表面やクレビスを効
果的にポリツシユすることは難しい。物理的な研
磨や電解研磨の場合ピカピカして鏡面となつた製
品に仕上げられる。この種の表面の場合、インプ
ラントを挿入するときに使用する照明によつてま
ぶしく、医師がインプラントの正確な位置を見誤
ることにもなりかねず望ましくない。この様に輝
きを抑えると共に、多面形状のインプラント等の
器具の外部表面や内側の通路をより効果的に研磨
する技術が望まれている。 発明の要約 本発明はチタン又はTi−6Al−4V等のチタン
合金から形成された外科インプラントを化学的に
研磨し(chemically polishing)、滑らかなマツ
ト仕上げ(matte finish)のインプラントを作る
方法に関する。本発明は成形されたインプラント
を乳酸又はグリセリン、フツ化水素酸、及び硝酸
を含む研磨溶液と接触させ、溶液とインプラント
を洗浄して研磨溶液を取り除き研磨作用を停止さ
せるものである。 望ましい研磨溶液の組成は、乳酸約60〜約79重
量%、フツ化水素酸約10.5〜約20重量%、及び硝
酸約10.5〜約20重量%である。いくつかのインプ
ラントをバツチ研磨工程で研磨するには、浸漬及
び洗浄工程を連続的に行ない、研磨工程が終わる
毎に研磨されたインプラントの仕上がり程度が満
足すべきものであるかどうかを検査し、仮令一つ
のインプラントたりとも過剰に研磨されたり金属
を取り過ぎたりすることを防ぐのが望ましい。 本発明を実施することによつて、チタン又はチ
タン合金から形成された外科インプラントの研磨
仕上がりは、表面の粗いインプラントの場合に通
常起こる組織の固着(fixation)を最小限に抑
え、内側通路が塞がれるのを防ぎ、外科的な挿入
処置の際に邪魔になる光の反射を実質的に防ぐこ
とができるものである。 望ましい実施例の詳細な説明 本発明の方法はいかなるチタン又はチタン合金
から作られ医療用として使用される外科インプラ
ントに対しても用いることができる。例えば耳小
骨置換の補綴や中耳通気管等の複雑で小さな形状
の排水管又は通気管等のインプラントの場合、本
発明の化学研磨方法を用いることによつて、従来
用いられていた物理的な研磨方法よりも一層効果
的に研磨できると共に、艶消したマツト仕上げに
することによつてインプラントの挿し込み処置を
施すときに光が反射してまぶしいという不都合を
解消することができる。 本発明の化学研磨によつてインプラント等の器
具の表面にイオンが付着し、水素脆性を生ずる懸
念があるかもしれないが、これについては、イン
プラント等の器具をその寸法や予想される荷重に
応じて所定の温度にまで加熱することにより残留
する水素イオンを完全に取り除くことができる。
この為、本発明の化学研磨方法は、全てまでとは
いかなくとも、マツト仕上げと効果的な研磨をす
ることが望ましいとされる複雑な形状をしたイン
プラント等の器具の大部分に適するものと考えら
れる。 本発明の方法を、中耳通気管を化学的に研磨す
る場合を例として掲げ次に説明する。中耳通気管
は鼓膜切開術に於て挿入手段として使用され、鼓
膜に切開又はスリツトを形成し、中耳腔の中で負
圧になつて生ずる流動物(fluid)が溜まるのを
(中耳炎として知られている状態を云う)緩和す
るものである。通気管は外科処置後流動物を排出
させ中耳腔を乾燥させて中耳と外耳部との圧力が
等しくなるまでの充分なだけの時間、鼓膜を切り
開いた状態に保つものである。中耳腔において中
耳の流体物がある状態又は圧力のバランスを崩し
ている状態を緩和するために管は所定の期間適当
な位置に維持されねばならない。しかし乍ら中耳
炎の状態がもはやなくなり、中耳管を挿入してお
く目的がもはやなくなると今度は管を取り除かね
ばならない。多くの場合、中耳通気管は鼓膜の組
織が新しく形成され、腐肉とともに自然に押し出
されることになる。本発明の化学研磨処理によつ
て研磨した耳通気管は永久的に固着されることに
ならず、自然に押し出される作用を妨げることに
もならない。 次に示す実施例は特定のサイブからなる中耳通
気管を研磨することに関するものであるが、本発
明の方法はこれに限定されるものでなくいかなる
種類のチタン又はチタン合金から形成したインプ
ラントに用いることができることは理解されるべ
きである。 次の実施例に於て、本発明に基づいて研磨され
た中耳通気管はルータボビン(Reuter bobbin)、
即ち第1図に示すボビン10であつてリチヤーズ
メリカル カンパニーのカタログNo.14−5219とし
て販売され製造されているものである。第2図は
従来のベーパーブラスチング技術を用いて研磨さ
れたボビン10を示す。第3図は本発明に基づい
て研磨された滑らかでマツト仕上げされたボビン
20を示している。 第1図のボビン10はチタン合金Ti−6Al−
4Vの材料に機械加工を行ないフランジ12と管
腔14を形成する。各フランジ12には孔16を
形成する。研磨前の管腔14の内径は約0.0389イ
ンチ(1.0mm)、各フランジ12の外径は0.1099イ
ンチ(2.8mm)、各フランジの厚さは約0.0105イン
チ(0.27mm)、そしてフランジ孔16の各々は内
径約0.0167インチ(0.42mm)である。 次の実施例に於て使用した研磨溶液はフツ化水
素酸が1、硝酸が1そして乳酸が3の割合であ
る。フツ化水素酸はガラスに対して腐食作用があ
るため、研磨溶液の槽にポリエチレンを用い約
425mlの容積に形成した。耳通気管を収容するバ
スケツトは304型ステンレス鋼のメツシユ(50メ
ツシユ、直径0.010インチ)とワイヤから作り、
全体寸法を約1.5インチ×1.5インチ×0.75インチ
深さ(3.8cm×3.8cm×1.9cm)とした。研磨は、ボ
ビン10を30個入れたワイヤバスケツトを研磨溶
液の中に沈めボビンを撹拌し、ワイヤバスケツト
を研磨溶液のポリエチレン容器の底部に亘つてゆ
つくりと移動させることによつて行なつた。 ボビンは個々にその切削溝の深さやその他欠点
が異なる為、1回の浸漬によつてボビンの全てを
均一に研磨することはできなかつた。この為、均
一に研磨されたボビンを得るためには1回で長い
時間浸漬するよりも研磨工程を繰り返し行なう方
が望ましいことが判つた。 前述した中耳通気管の場合、研磨前に先ずイン
プラントのバツチをアセトンの中で静浄化し熱を
加えて乾燥することによつて良好な研磨結果が得
られることが判つた。最初の研磨工程は、インプ
ラントを5秒間弱く撹拌しながら浸漬し、次に清
浄水の中で撹拌しながら洗浄し、再びアセトンで
清浄化して乾燥させた。この予備的な研磨工程
は、研磨溶液中の時間を制限することによつて過
剰に研磨されるのを防ぐ役割を果たす。第2の研
磨工程では、ポリツシングコンパウンドの中で10
秒間浸漬して撹拌行ない、次に洗浄と乾燥をした
後、仕上がり状態の検査を行ない所望どおり研磨
されたボビンをとり除くようにするのが望まし
い。前述した如く、切削溝の深さはボビンによつ
て異なる為、切削溝の深さが比較的浅いボビンに
ついてはこの工程に於て完全に研磨されることに
なるであろう。研磨完了したボビンはバツチから
取り除き、残つている全てのボビンの研磨が完了
するまで10秒間の研磨とそれに続く清浄化処理と
検査を繰り返し行なう。 前述のボビンにあつては、化学研磨の最長処理
時間は、研磨されたボビンが製造仕様寸法に入る
ようにするため65秒を越えないようにし、最終の
水洗浄時間は、過剰研磨となることを防止しポリ
ツシングコンパウンドに完全に取り除かれるよう
にするため10分とするのが望ましい。 30個のボビンを1つのバツチにして本発明を実
施した結果を次の第1表に示している。第1表か
ら明らかな如く、取り除いた金属は極く僅かな量
であつて、ボビンの寸法差の平均は0.0017インチ
(0.043mm)以下である。寸法の標準偏差は0.0001
インチ(0.003mm)以下であつた。このように研
磨後のボビンの寸法は製造仕様の範囲内に維持す
ることが出来た。
【表】 第1表に示された結果は、30個のボビンを、5
秒、10秒、10秒、20秒及び20秒間の浸漬を繰り返
すことによつて得たものである。尚、最初の10秒
の浸漬から最後の20秒の浸漬までの種々の段階に
於ける検査によつて、満足出来る程度に研磨され
たボビンは適宜その段階で取り除いた。ボビンか
ら取り除かれた金属は研磨溶液の中に存在するか
ら、後の浸漬では先の浸漬の場合と同じ量の金属
を取り除く場合よりも幾分多く時間を必要とする
ことは理解されよう。 本発明の化学研磨方法は、極め僅かな時間で極
く僅かな時間で極く僅かな労力でインプラント等
の器具を滑らかにマツト仕上げすることの出来る
研磨技術を明らかにするものであつて、チタン又
はチタン合金から作つた小さな部品に特に適して
いる。上記の説明はボビン又は耳通気管について
行なつたが、本発明は係るインプラントに限定さ
れるものでなく、滑らかで艶消しされた仕上げ面
が望ましいとされる多くの種類の医療器具に用い
ることが出来る。 前述した本発明の開示及び記載は、例示的にし
たものであつて、本発明の精神から逸脱すること
なく、大きさ、形状、材質、その他記憶された構
造の詳細について種々の変更を為すことが出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は機械加工したルータボビンであつて本
発明の処理を施す前の状態を示す図、第2図は従
来のベーパーブラスチング技術を用いて研磨した
ルータボビンを示す図、第3図は本発明の方法に
基づいて研磨したルータボビンを示す図である。 10……ボビン、12……フランジ、14……
管腔、16……フランジ孔、20……ボビン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 生体に馴染みがよいチタン又はチタン合金か
    ら形成した外科インプラントをポリツシングする
    方法であつて、インプラントを乳酸、フツ化水素
    酸及び硝酸をコンパウンドとして含む研磨溶液と
    接触させる工程、インプラントとコンパウンドを
    互いに相対的に移動させる工程と、インプラント
    を洗浄してほぼ全ての研磨コンパウンドを取り除
    く工程とから構成されることを特徴とするチタン
    又はチタン合金の外科インプラントを化学的に研
    磨する方法。 2 接触させる工程ではインプラントを研磨溶液
    の中で浸漬し、研磨溶液の組成は乳酸約60〜79重
    量%、フツ化水素酸約10.5〜20重量%、硝酸約
    10.5〜20重量%である特許請求の範囲第1項に記
    載の方法。 3 移動させる工程には浸漬したインプラントを
    溶液中で撹拌する工程が含まれる特許請求の範囲
    第1項に記載の方法。 4 接触させる工程と移動させる工程の処理時間
    は、インプラント材料が過度に取り除かれること
    なくインプラント上の表面の凹凸が効果的に除去
    される充分な時間である特許請求の範囲第1項に
    記載の方法。 5 洗浄する工程の後に、研磨されたインプラン
    トの仕上がり状況を検査し、さらに研磨すること
    が必要であれば接触する工程及び洗浄する工程を
    繰り返し行なう特許請求の範囲第3項に記載の方
    法。 6 生体に馴染みがよいチタン又はチタン合金か
    ら形成された外科インプラントであつて、成形し
    たインプラントを乳酸、フツ化水素酸及び硝酸を
    含む研磨溶液と接触させ、インプラントと溶液を
    相対的に移動させ、インプラントを洗浄してほぼ
    全ての研磨溶液を取り除くことにより研磨され、
    平滑にマツト仕上げされた表面を備えていること
    を特徴とする研磨された外科インプラント。 7 研磨溶液の組成は乳酸約60〜約79重量%、フ
    ツ化水素酸約10.5〜20重量%、硝酸約10.5〜約20
    重量%である特許請求の範囲第6項に記載のイン
    プラント。 8 浸漬されたインプラントは溶液の中で撹拌し
    ながら研磨される特許請求の範囲第7項に記載の
    インプラント。 9 成形されたインプラントは切削溝のある耳用
    の管であつて、接触させる工程、移動させる工
    程、洗浄する工程を繰り返し行ない、溝の深さを
    徐々に減らしていつて平滑にマツト仕上げされた
    耳用の管が作られる特許請求の範囲第8項に記載
    のインプラント。
JP61086933A 1985-04-15 1986-04-15 チタン又はチタン合金の外科インプラントを化学的に研磨する方法及び研磨された外科インプラント Granted JPS6264366A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/723,098 US4704126A (en) 1985-04-15 1985-04-15 Chemical polishing process for titanium and titanium alloy surgical implants
US723098 1985-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6264366A JPS6264366A (ja) 1987-03-23
JPH0236266B2 true JPH0236266B2 (ja) 1990-08-16

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ID=24904830

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JP61086933A Granted JPS6264366A (ja) 1985-04-15 1986-04-15 チタン又はチタン合金の外科インプラントを化学的に研磨する方法及び研磨された外科インプラント

Country Status (5)

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US (1) US4704126A (ja)
EP (1) EP0202031B1 (ja)
JP (1) JPS6264366A (ja)
CA (1) CA1252697A (ja)
DE (1) DE3683395D1 (ja)

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