JPH03261471A - 補綴部材及びその製造法 - Google Patents
補綴部材及びその製造法Info
- Publication number
- JPH03261471A JPH03261471A JP2257609A JP25760990A JPH03261471A JP H03261471 A JPH03261471 A JP H03261471A JP 2257609 A JP2257609 A JP 2257609A JP 25760990 A JP25760990 A JP 25760990A JP H03261471 A JPH03261471 A JP H03261471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- prosthetic
- prosthetic component
- composite material
- modulus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 37
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract description 6
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 abstract description 5
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 210000000501 femur body Anatomy 0.000 abstract 1
- 210000002391 femur head Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 6
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 238000011540 hip replacement Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 2
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 208000006670 Multiple fractures Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000002310 elbow joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000012632 extractable Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001256 stainless steel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000011541 total hip replacement Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS 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
- A61F2/00—Filters 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
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/32—Joints for the hip
- A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/04—Metals or alloys
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
- A61L27/44—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS 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
- A61F2/00—Filters 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
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2/30942—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS 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
- A61F2/00—Filters 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
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2/30965—Reinforcing the prosthesis by embedding particles or fibres during moulding or dipping
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS 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
- A61F2/00—Filters 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
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
- A61F2002/30004—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis
- A61F2002/30014—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis differing in elasticity, stiffness or compressibility
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS 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
- A61F2/00—Filters 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
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
- A61F2/30942—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques
- A61F2002/30955—Designing or manufacturing processes for designing or making customized prostheses, e.g. using templates, CT or NMR scans, finite-element analysis or CAD-CAM techniques using finite-element analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS 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
- A61F2/00—Filters 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
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/32—Joints for the hip
- A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
- A61F2/3609—Femoral heads or necks; Connections of endoprosthetic heads or necks to endoprosthetic femoral shafts
- A61F2002/3625—Necks
- A61F2002/3631—Necks with an integral complete or partial peripheral collar or bearing shoulder at its base
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS 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
- A61F2250/00—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2250/0014—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis
- A61F2250/0018—Special features of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof having different values of a given property or geometrical feature, e.g. mechanical property or material property, at different locations within the same prosthesis differing in elasticity, stiffness or compressibility
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は整形外科用の複合材料の人工骨材、該複合材料
の製造法、それらを組込んだ補綴部材（ｐｒｏｓｔｈｅ
ｔｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）すなわち人工骨材装置（即ち、
体内に配置して使用するのに適した造形品）及び特にい
わゆる内部補綴部材、即ち人体又は動物体内、主に骨内
に内在させる、解剖学的器官の人工代替部材（ｒｅｐｌ
ａｃｅｍ＋ｅｒｔ）に関する。
の製造法、それらを組込んだ補綴部材（ｐｒｏｓｔｈｅ
ｔｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）すなわち人工骨材装置（即ち、
体内に配置して使用するのに適した造形品）及び特にい
わゆる内部補綴部材、即ち人体又は動物体内、主に骨内
に内在させる、解剖学的器官の人工代替部材（ｒｅｐｌ
ａｃｅｍ＋ｅｒｔ）に関する。
多数の内部補綴部材が生物工学技術の当業者に公知であ
る。これらの補綴部材の例としては、特に、治療してい
る間、折れた骨を一直線に固定しておく為に使用される
いわゆる“装骨板（ｂｏｎｅｐｌａｔｅ）”；例えば、
頭骨（ｓｈｕｌｌ）や長骨において、骨の損傷をカバー
するか、又は、損傷又は破壊された骨と置換するか又は
それを補強する為に使用される板又は挿入物（ｉｎｓｅ
ｒｔｓ）及び代替関節、特に股関節や膝関節の構成部材
が挙げられるが、本発明はこれらの部材に限定されるも
のではない。
る。これらの補綴部材の例としては、特に、治療してい
る間、折れた骨を一直線に固定しておく為に使用される
いわゆる“装骨板（ｂｏｎｅｐｌａｔｅ）”；例えば、
頭骨（ｓｈｕｌｌ）や長骨において、骨の損傷をカバー
するか、又は、損傷又は破壊された骨と置換するか又は
それを補強する為に使用される板又は挿入物（ｉｎｓｅ
ｒｔｓ）及び代替関節、特に股関節や膝関節の構成部材
が挙げられるが、本発明はこれらの部材に限定されるも
のではない。
これらの部材はそれらの用途に適した形状及び立体的配
置（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）のものでなければな
らず、しかもそれらが使用される用途に適した特性を有
さねばならない。又、これらの部材は、その使用時、受
容体（すなわち患者）に対して許容され得ない損傷や過
度の不快感を与えることなしに、その意図した機能を発
揮するのに十分な時間、該部材が接触する生体組織に対
して許容され得るようなものであることが好ましい。又
、上記補綴部材は、適当である場合には、被手術者の生
存中、その体内から除去する必要がないような期間十分
に許容し得ることが更に好ましい。
置（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）のものでなければな
らず、しかもそれらが使用される用途に適した特性を有
さねばならない。又、これらの部材は、その使用時、受
容体（すなわち患者）に対して許容され得ない損傷や過
度の不快感を与えることなしに、その意図した機能を発
揮するのに十分な時間、該部材が接触する生体組織に対
して許容され得るようなものであることが好ましい。又
、上記補綴部材は、適当である場合には、被手術者の生
存中、その体内から除去する必要がないような期間十分
に許容し得ることが更に好ましい。
過去においては、動物の骨の象牙が整形外科用補綴部材
として使用されていた。しかしながら、全ての天然材料
について云い得る如く、適当で且つ予測可能な性質を有
するこれらの天然材料の供給を確保することは困難であ
る。更に、これらの天然材料は患者の組織中のものとは
異なる蛋白質を含み、この生物学的非適合性によって、
これらの天然材料と接触する生体組織に好ましくない変
化が生じる場合がある。例えば、炎症反応や拒絶反応が
生じることがあり得る。従って、外科医により種々の合
成工業材料が利用されてきており、又、利用されつつあ
るが、これらの材料について意図されている用途は、し
ばしば補綴部材からは離れたものであった。
として使用されていた。しかしながら、全ての天然材料
について云い得る如く、適当で且つ予測可能な性質を有
するこれらの天然材料の供給を確保することは困難であ
る。更に、これらの天然材料は患者の組織中のものとは
異なる蛋白質を含み、この生物学的非適合性によって、
これらの天然材料と接触する生体組織に好ましくない変
化が生じる場合がある。例えば、炎症反応や拒絶反応が
生じることがあり得る。従って、外科医により種々の合
成工業材料が利用されてきており、又、利用されつつあ
るが、これらの材料について意図されている用途は、し
ばしば補綴部材からは離れたものであった。
例えば、股関節全体を置換する場合においては。
多くの場合、大腿骨頭部（ｆｅｍｏｒａｌ ｈｅａｄ）
を金属合金例えばオーステナイト系ステンレススチール
又はＣｏ−Ｃｒ合金で置換している。この金属合金は、
典型的にはポリメチルメタクリレート製接骨用セメント
（ｂｏｎｅ ｃｅｍｅｎｔ）により大腿骨中に固定され
、且つ高分子量の高密度ポリエチレン製寛骨臼窩（ａｃ
ｅｔａｂｕｌａｒ ｃｕｐ）内に挿着される。
を金属合金例えばオーステナイト系ステンレススチール
又はＣｏ−Ｃｒ合金で置換している。この金属合金は、
典型的にはポリメチルメタクリレート製接骨用セメント
（ｂｏｎｅ ｃｅｍｅｎｔ）により大腿骨中に固定され
、且つ高分子量の高密度ポリエチレン製寛骨臼窩（ａｃ
ｅｔａｂｕｌａｒ ｃｕｐ）内に挿着される。
使用される合金は、主としてその耐腐食性、適当な破壊
靭性、クリープ強度及び疲れ強さを基準として選択され
ている。これらの合金は満足出来るものであると認めら
れているが、この様な用途において理想的なものではな
い。
靭性、クリープ強度及び疲れ強さを基準として選択され
ている。これらの合金は満足出来るものであると認めら
れているが、この様な用途において理想的なものではな
い。
最近では前記合金に匹敵する強度を有するなおいっそう
“生物学的に不活性″（“ｂｉｏｉｎｅｒｔ”）な補綴
部材の開発が注目されている。この様な生物学的に不活
性な補綴材料の例としては、チタン合金及びセラミック
ス、主にアルミナが挙げられる。しかしながら、セラミ
ックは脆い性質であり、補綴部材として使用した場合に
は別の問題を生じる。
“生物学的に不活性″（“ｂｉｏｉｎｅｒｔ”）な補綴
部材の開発が注目されている。この様な生物学的に不活
性な補綴材料の例としては、チタン合金及びセラミック
ス、主にアルミナが挙げられる。しかしながら、セラミ
ックは脆い性質であり、補綴部材として使用した場合に
は別の問題を生じる。
更にプラスチックや、例えば、炭素繊維入り熱可塑性樹
脂の如き長繊維−強化ポリマー材料からなる複合材料の
如き材料が補綴部材用に提案されている。
脂の如き長繊維−強化ポリマー材料からなる複合材料の
如き材料が補綴部材用に提案されている。
上記の材料はすべて欠点を有することが知られている。
例えば、繊維強化複合材料から構成される補綴部材は、
組織反応を起こす場合がある。かかる組織反応は繊維強
化複合材料のマトリックスの化学的性質に対する応答で
あり得るか、あるいはかかる組織反応は上記補綴部材の
繊維成分の微細粒子の存在に基づいて惹起し得る。これ
は恐らくは繊維が存在する場合には上記補綴部材の表面
で又は表面付近で繊維の摩滅及び／又は摩耗によって惹
起するであろう。人体例えば顔のある一定の表面近くに
挿着される補綴部材中に炭素繊維が繊維強化材として使
用される場合には、かかる補綴部材に固有の黒色が化粧
上の問題を招く場合があり、その上炭素繊維粒子が発癌
性であるかもしれないということが提案されている。金
属及びセラミックス製の補綴部材はあまりにも高いモジ
ュラス（＋ｍｏｄｕｌｕｓ；以下、弾性率という場合も
ある）を有する傾向があるので、該部材に隣接する骨が
該部材の長期にわたる使用期間中に退化する傾向があり
、該部材の脱着を惹起する。
組織反応を起こす場合がある。かかる組織反応は繊維強
化複合材料のマトリックスの化学的性質に対する応答で
あり得るか、あるいはかかる組織反応は上記補綴部材の
繊維成分の微細粒子の存在に基づいて惹起し得る。これ
は恐らくは繊維が存在する場合には上記補綴部材の表面
で又は表面付近で繊維の摩滅及び／又は摩耗によって惹
起するであろう。人体例えば顔のある一定の表面近くに
挿着される補綴部材中に炭素繊維が繊維強化材として使
用される場合には、かかる補綴部材に固有の黒色が化粧
上の問題を招く場合があり、その上炭素繊維粒子が発癌
性であるかもしれないということが提案されている。金
属及びセラミックス製の補綴部材はあまりにも高いモジ
ュラス（＋ｍｏｄｕｌｕｓ；以下、弾性率という場合も
ある）を有する傾向があるので、該部材に隣接する骨が
該部材の長期にわたる使用期間中に退化する傾向があり
、該部材の脱着を惹起する。
本発明者らは今般、特に股関節用の補綴部材であって、
該補綴部材と隣接する骨、特に人骨において１代替部位
に在る健全な骨における応力と同様の応力を生ずる股関
節用の補綴部材を創出した。
該補綴部材と隣接する骨、特に人骨において１代替部位
に在る健全な骨における応力と同様の応力を生ずる股関
節用の補綴部材を創出した。
かかる補綴部材は、複合材料からなる第一の構成部材（
ｆｉｒｓｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と、第二の構成部材
（ｓｅｃｏｎｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）との両方から構
成される。前記複合材料は、適合したモジュラス（ｍａ
ｔｃｈｅｄ履ｏｄｕｌｕｓ）を有し、硬化された樹脂と
以下に詳しく述へるような粒状無機固体とからなる。前
記の第二の構成部材は金属材料及び／又はセラミックス
材料から形成される。
ｆｉｒｓｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）と、第二の構成部材
（ｓｅｃｏｎｄ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）との両方から構
成される。前記複合材料は、適合したモジュラス（ｍａ
ｔｃｈｅｄ履ｏｄｕｌｕｓ）を有し、硬化された樹脂と
以下に詳しく述へるような粒状無機固体とからなる。前
記の第二の構成部材は金属材料及び／又はセラミックス
材料から形成される。
前記の複合材料製の構成部材を装着されてこれを包囲す
る骨の中の応力は、全体が金属又はセラミック製の補綴
部材に装着された類似の形状、寸法及び立体配置を有す
る構成部材を包囲している骨の中の応力よりも高い場合
が多い。
る骨の中の応力は、全体が金属又はセラミック製の補綴
部材に装着された類似の形状、寸法及び立体配置を有す
る構成部材を包囲している骨の中の応力よりも高い場合
が多い。
例えば、本発明の補綴部材が股関節代替部材である場合
には、該股関節代替部材を包囲する骨の上方部分、すな
わちその骨片の基部に近い部分（ｐｒｏｘｉｍａｌ ｐ
ａｒｔ）の中の応力はかなり高く、しかも無損傷の大腿
骨の応力にかなり近い。
には、該股関節代替部材を包囲する骨の上方部分、すな
わちその骨片の基部に近い部分（ｐｒｏｘｉｍａｌ ｐ
ａｒｔ）の中の応力はかなり高く、しかも無損傷の大腿
骨の応力にかなり近い。
本発明者らは本発明の補綴部材が股関節代替部材を成し
ている場合には複合材料製の構成部材から形成された軸
部（ｓｔｅｍ）を装着されてこれを包囲している骨の前
記の応力は、置換される骨皮質部（ｃｏｒｔｉｃａｌ
ｂｏｎｅ）の応力に数値が近く、しかも該補綴部材中の
応力が低減されることを実際に評価した。
ている場合には複合材料製の構成部材から形成された軸
部（ｓｔｅｍ）を装着されてこれを包囲している骨の前
記の応力は、置換される骨皮質部（ｃｏｒｔｉｃａｌ
ｂｏｎｅ）の応力に数値が近く、しかも該補綴部材中の
応力が低減されることを実際に評価した。
“適合したモジュラス（ｉｍｏｄｕｌｕｓ ｗｅａｔｃ
ｈｅｄ）”という用語は、本明細書では、本発明の補綴
部材と接触している骨皮質部のヤング率と同様の値のヤ
ング率例えば７〜３０ＧＰａ代表約には２０ＧＰａのヤ
ング率であることを意味する。骨皮質部のヤング率は特
に補綴部材の受容体すなわち被手術者の大きさ（ｓｉｚ
ｅ）、重量及び年齢並びに補綴部材を挿着すべき被手術
者の体内の部位に左右される。
ｈｅｄ）”という用語は、本明細書では、本発明の補綴
部材と接触している骨皮質部のヤング率と同様の値のヤ
ング率例えば７〜３０ＧＰａ代表約には２０ＧＰａのヤ
ング率であることを意味する。骨皮質部のヤング率は特
に補綴部材の受容体すなわち被手術者の大きさ（ｓｉｚ
ｅ）、重量及び年齢並びに補綴部材を挿着すべき被手術
者の体内の部位に左右される。
本発明の第１の要旨によれば、適合した弾性率を有する
複合材料であって約２よりも大きい、好ましくは３の安
全率〔以下、便宜上“ＦＯＳ″という〕を有する該複合
材料から構成される第一の構成部材と、第二の構成部材
との両方の部材から構成されることを特徴とする補綴部
材が提供される。
複合材料であって約２よりも大きい、好ましくは３の安
全率〔以下、便宜上“ＦＯＳ″という〕を有する該複合
材料から構成される第一の構成部材と、第二の構成部材
との両方の部材から構成されることを特徴とする補綴部
材が提供される。
本明細書の以下の記載においては股特に大腿骨代替部材
について詳しく説明するが、本発明は一般的に関節式接
合（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）補綴部材、特に軸部が長骨
例えば膝関節や肘関節中に挿着される補綴部材に適用で
きることが理解されるであろう。
について詳しく説明するが、本発明は一般的に関節式接
合（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）補綴部材、特に軸部が長骨
例えば膝関節や肘関節中に挿着される補綴部材に適用で
きることが理解されるであろう。
本発明の第１の要旨による補綴部材は、その形状、立体
的配置（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び化学的性質
が、生体内の意図される位置と性質に適当であるように
選択されることが理解されるであろう６本発明の第１の
要旨による補綴部材によって大腿骨代替部材が提供され
るのが好ましい。
的配置（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）及び化学的性質
が、生体内の意図される位置と性質に適当であるように
選択されることが理解されるであろう６本発明の第１の
要旨による補綴部材によって大腿骨代替部材が提供され
るのが好ましい。
本発明の第１の要旨による補綴部材が大腿骨補綴部材で
ある場合には、前記の第一の構成部材は大腿骨軸部（ｆ
ｅｍｏｒａｌ ｓｔｅｍ）を提供するものであるのが好
ましく、前記の第二の構成部材が少なくとも大腿骨頭部
（ｆｅｍｏｒａｌ ｈｅａｄ）を提供する。上記頭部は
、一体になった頸部（ｎｅｃｋ）と、それからの突起で
あって前記軸部中に挿着される突起を有して形成される
のが特に好ましい。
ある場合には、前記の第一の構成部材は大腿骨軸部（ｆ
ｅｍｏｒａｌ ｓｔｅｍ）を提供するものであるのが好
ましく、前記の第二の構成部材が少なくとも大腿骨頭部
（ｆｅｍｏｒａｌ ｈｅａｄ）を提供する。上記頭部は
、一体になった頸部（ｎｅｃｋ）と、それからの突起で
あって前記軸部中に挿着される突起を有して形成される
のが特に好ましい。
ＦＯ５は補綴部材の最大引張り使用応力で区分された３
点曲げ試験によって測定された疲れ限度として定義され
る０本発明の第１の要旨による補綴部材が大腿骨代替部
材であり、第一の構成部材がその軸部を提供する場合に
は、いわゆる“最大主応力”は、最大引張り使用応力と
して使用される。
点曲げ試験によって測定された疲れ限度として定義され
る０本発明の第１の要旨による補綴部材が大腿骨代替部
材であり、第一の構成部材がその軸部を提供する場合に
は、いわゆる“最大主応力”は、最大引張り使用応力と
して使用される。
本発明の第２の要旨によれば、大腿骨代替部材の形態の
補綴部材において、該補綴部材が適合したモジュラスを
有する複合材料から調製された第一の構成部材としての
軸部と、金属製の関節式接合（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）
表面を備える第二の構成部材との両方から少なくとも構
成された補綴部材であって且つ３ｋＮの加荷重を受けた
時の該補綴部材における人体正中線側側面（ｍｅｄｉａ
ｌ ５ｉｄｅ）及び外側側面（ｌａｔｅｒａｌ ５ｉｄ
ｅ）の応力が上記部位で生理学的材料において認められ
る概略の応力よりも小さいことを特徴とする大腿骨の形
態の補綴部材が提供される。
補綴部材において、該補綴部材が適合したモジュラスを
有する複合材料から調製された第一の構成部材としての
軸部と、金属製の関節式接合（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）
表面を備える第二の構成部材との両方から少なくとも構
成された補綴部材であって且つ３ｋＮの加荷重を受けた
時の該補綴部材における人体正中線側側面（ｍｅｄｉａ
ｌ ５ｉｄｅ）及び外側側面（ｌａｔｅｒａｌ ５ｉｄ
ｅ）の応力が上記部位で生理学的材料において認められ
る概略の応力よりも小さいことを特徴とする大腿骨の形
態の補綴部材が提供される。
上記の応力は約５０ＭＰａ以下の圧縮応力及び約２０８
Ｐａ以下の引張り応力であるような補綴部材であるのが
好ましい。
Ｐａ以下の引張り応力であるような補綴部材であるのが
好ましい。
本発明の第３の要旨によれば、補綴部材の製造法であっ
て、既知の形状と寸法を有する補綴部材中の目標とする
諸特性を評価する工程Ａ；上上記補綴部材中の応力と、
該補綴部材に隣接する骨中の応力とをＦＥムすなわち有
限要素分析及び光弾性応力分析を使用して計測する工程
Ｂ：工程Ａと工程Ｂで得られたデータに基づい軸部を再
設計して前記の骨中に生理学的水準の応力を作り出すよ
うな再設計された補綴部材を作る工程Ｃ；工程Ｂで得ら
れた応力分析データと疲れ破損の様式とに基づいて上記
の目標特性とその用途に適したＦＯ５とを有する複合材
料を選択する工程Ｄ；工程Ｃで再設計した補綴部材に適
した成形用金型中で重合硬化性組成物を硬化させること
により工程りで選択した複合材料を製造する工程Ｅ；工
程Ｅで製造した再設計補綴部材を全規模実験室用シミュ
レーション中で破損の時間及び機構を観察しながら試験
する工程Ｆ：工程Ｆで得られたデータに基づい軸部を更
に再設計し、また必要な場合には新たな複合材料の選択
を行うことによりＦＯ５と、補綴部材からそれに隣接す
る人骨への応力伝達とを改良するように再設計された補
綴部材を作る工程Ｇ；及び上記の諸工程を反復する工程
Ｈからなることを特徴とする補綴部材の製造法が提供さ
れる。
て、既知の形状と寸法を有する補綴部材中の目標とする
諸特性を評価する工程Ａ；上上記補綴部材中の応力と、
該補綴部材に隣接する骨中の応力とをＦＥムすなわち有
限要素分析及び光弾性応力分析を使用して計測する工程
Ｂ：工程Ａと工程Ｂで得られたデータに基づい軸部を再
設計して前記の骨中に生理学的水準の応力を作り出すよ
うな再設計された補綴部材を作る工程Ｃ；工程Ｂで得ら
れた応力分析データと疲れ破損の様式とに基づいて上記
の目標特性とその用途に適したＦＯ５とを有する複合材
料を選択する工程Ｄ；工程Ｃで再設計した補綴部材に適
した成形用金型中で重合硬化性組成物を硬化させること
により工程りで選択した複合材料を製造する工程Ｅ；工
程Ｅで製造した再設計補綴部材を全規模実験室用シミュ
レーション中で破損の時間及び機構を観察しながら試験
する工程Ｆ：工程Ｆで得られたデータに基づい軸部を更
に再設計し、また必要な場合には新たな複合材料の選択
を行うことによりＦＯ５と、補綴部材からそれに隣接す
る人骨への応力伝達とを改良するように再設計された補
綴部材を作る工程Ｇ；及び上記の諸工程を反復する工程
Ｈからなることを特徴とする補綴部材の製造法が提供さ
れる。
ＰＥＡという用語は、本明細署ではいわゆる“有限要素
分析”を意味する。
分析”を意味する。
代表的には、本発明の第３の要旨による補綴部材製造法
の工程Ａでは、前記の目標とする特性は生理学的水準（
ｌａｖｅｌｓ）の応力が前記の骨に生ずるように設定さ
れる。
の工程Ａでは、前記の目標とする特性は生理学的水準（
ｌａｖｅｌｓ）の応力が前記の骨に生ずるように設定さ
れる。
本発明の第３の要旨の製造法によって製造された補綴部
材が大腿骨代替部材である場合には、工程Ａで使用され
る既知の補綴部材の代表的例は、人体正中線に近い内側
に設けた大きな継輪（ｍｅｄｉａｎ ｃｏｌｌａｒ）を
備え且つ骨の基部に近い部分の寸法、人体正中線に近い
内側の寸法及び外側の寸法の三次元シメンジョンが広い
いわゆるシーツ１ン（Ｓｈｅｅｈａｎ）氏の金属製股関
節である。
材が大腿骨代替部材である場合には、工程Ａで使用され
る既知の補綴部材の代表的例は、人体正中線に近い内側
に設けた大きな継輪（ｍｅｄｉａｎ ｃｏｌｌａｒ）を
備え且つ骨の基部に近い部分の寸法、人体正中線に近い
内側の寸法及び外側の寸法の三次元シメンジョンが広い
いわゆるシーツ１ン（Ｓｈｅｅｈａｎ）氏の金属製股関
節である。
工程Ａと工程Ｂの応力は、当業者によって複合材料のヤ
ング率とある種の別の機械的性質又は弾性例えばポアソ
ン比とから計算されるであろう。
ング率とある種の別の機械的性質又は弾性例えばポアソ
ン比とから計算されるであろう。
上記応力は適当なソフトウェア・パッケージ代表的には
ｒｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍａｔａｒｉａｌ、ｓＪ ４．３
６１（１９８９）にＰｒｅｎｄｅｒｇａｓｔらによって
詳細に記載されているような市販のソフトウェアパッケ
ージ例えばＰＡＦＩＥＣを使用して計算され得る。
ｒｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍａｔａｒｉａｌ、ｓＪ ４．３
６１（１９８９）にＰｒｅｎｄｅｒｇａｓｔらによって
詳細に記載されているような市販のソフトウェアパッケ
ージ例えばＰＡＦＩＥＣを使用して計算され得る。
工程Ｅで使用される重合硬化性組成物の選択を行なうた
めの指針（ガイダンス）を以下に詳しく説明する。
めの指針（ガイダンス）を以下に詳しく説明する。
工程Ｃで必要とされる別のパラメーターは生物力学技術
分野の当業者にとっては公知である。
分野の当業者にとっては公知である。
本発明の第１の要旨の補綴部材が大腿骨代替部材を提供
する場合及び本発明の第２の要旨の補綴部材においては
、前記の第二の構成部材はソケットと接触している大腿
骨代替部材用の軸受面を提供する。前記の軸受面が複合
材料から製造された大腿骨頭部の被膜として存在し得る
故に、該大腿骨頭部は前記第二の構成部材、例えばセラ
ミック好ましくは金属から形成されるのが好ましい。大
腿骨頭部が金属製である場合には、大腿骨頭部は代表的
には頸部と継輪とそれから伸びる突起例えばスパイク（
ｓｐｉｋｅ）とを備えて形成される。第１図に関して、
下記に詳細に説明するように、該突起は複合材料製の鞘
（ｓｈｅａｔｈ）の中で芯（ｃｏｒｅ）を形成するのに
役立つように大腿骨軸部における基部に近い方の軸部末
端（ｐｒｏｘｉｍａｌ ｅｎｄ）の中に挿着される。し
かしながら、当業者には大腿骨頭部を大腿骨軸部に取付
ける別の方法が公知であろうし、あるいは容易に知見し
得る。
する場合及び本発明の第２の要旨の補綴部材においては
、前記の第二の構成部材はソケットと接触している大腿
骨代替部材用の軸受面を提供する。前記の軸受面が複合
材料から製造された大腿骨頭部の被膜として存在し得る
故に、該大腿骨頭部は前記第二の構成部材、例えばセラ
ミック好ましくは金属から形成されるのが好ましい。大
腿骨頭部が金属製である場合には、大腿骨頭部は代表的
には頸部と継輪とそれから伸びる突起例えばスパイク（
ｓｐｉｋｅ）とを備えて形成される。第１図に関して、
下記に詳細に説明するように、該突起は複合材料製の鞘
（ｓｈｅａｔｈ）の中で芯（ｃｏｒｅ）を形成するのに
役立つように大腿骨軸部における基部に近い方の軸部末
端（ｐｒｏｘｉｍａｌ ｅｎｄ）の中に挿着される。し
かしながら、当業者には大腿骨頭部を大腿骨軸部に取付
ける別の方法が公知であろうし、あるいは容易に知見し
得る。
本発明の第１の要旨の補綴部材（それが大腿骨代替部材
である場合）及び第２の要旨の補綴部材は、前記の軸部
における基部に近い方の軸部末端で補綴部材とそれに隣
接する骨との間で直接的圧縮接触を行ない且つそれによ
り大きい軸方向応力を生ずる継輪（ｃｏｌｌａｒ）を備
えているのが好ましい。
である場合）及び第２の要旨の補綴部材は、前記の軸部
における基部に近い方の軸部末端で補綴部材とそれに隣
接する骨との間で直接的圧縮接触を行ない且つそれによ
り大きい軸方向応力を生ずる継輪（ｃｏｌｌａｒ）を備
えているのが好ましい。
しかしながら１本発明においては前記補綴部材が継輪を
有さないという可能な態様もあり、これらの態様を除外
しない。
有さないという可能な態様もあり、これらの態様を除外
しない。
継輪を有する本発明の第２の要旨の補綴部材と接触して
いる大腿骨小転子突起（ｃａｌｃａｒ）領域内の圧縮応
力は、通常の生理学的方法で３ｋＮの荷重が股関節に加
えられる場合には、代表的には３０〜４０ＭＰａである
ことが本発明者らによって知見された。
いる大腿骨小転子突起（ｃａｌｃａｒ）領域内の圧縮応
力は、通常の生理学的方法で３ｋＮの荷重が股関節に加
えられる場合には、代表的には３０〜４０ＭＰａである
ことが本発明者らによって知見された。
”３ｋＮ”は体重７０ｋｇの人間が通常の歩行する間の
最大荷重に関するものとして当業者に一般的に受容され
ている。
最大荷重に関するものとして当業者に一般的に受容され
ている。
補綴部材の大きさ（ｓｉｚｅ）は、特に該補綴部材を挿
着すべき被手術者の大きさと年齢を考慮して選択される
。
着すべき被手術者の大きさと年齢を考慮して選択される
。
前記の第一の構成部材及び第二の構成部材の相対的な形
状と寸法（ｓｉｚｅ）は当業者によって実験及び／又は
計算により決定される。該第−の構成部材が本発明の補
綴部材の容量の主要大部分を占める場合がある。前記の
第二の構成部材の寸法／形状は第一の構成部材の応力伝
達特性を過度に下げるべきでないことが理解されるであ
ろう。
状と寸法（ｓｉｚｅ）は当業者によって実験及び／又は
計算により決定される。該第−の構成部材が本発明の補
綴部材の容量の主要大部分を占める場合がある。前記の
第二の構成部材の寸法／形状は第一の構成部材の応力伝
達特性を過度に下げるべきでないことが理解されるであ
ろう。
第一の構成部材が補綴部材例えば大腿骨膜（ｈｉｐ）代
替部材の軸部（ｓｔｅｍ）を提供する場合には、第一の
構成部材は例えば粒状無機充填剤含量の低い複合材料製
の鞘（ｓｈｅａｔｈ）を使用することによって。
替部材の軸部（ｓｔｅｍ）を提供する場合には、第一の
構成部材は例えば粒状無機充填剤含量の低い複合材料製
の鞘（ｓｈｅａｔｈ）を使用することによって。
塊状複合材料よりも低いモジュラスをもつ複合材料製の
鞘を有して骨に対する応力伝達を促進し得るという可能
な態様も本発明にはあるが、本発明ではこれらの態様を
除外しない、追加的に又は別法として、第一の構成部材
は、多孔性表面又はＨＡＰを用いてその場で多孔性表面
を生成する手段を具備して骨の同化（ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｉｏｎ）を促進し得る。
鞘を有して骨に対する応力伝達を促進し得るという可能
な態様も本発明にはあるが、本発明ではこれらの態様を
除外しない、追加的に又は別法として、第一の構成部材
は、多孔性表面又はＨＡＰを用いてその場で多孔性表面
を生成する手段を具備して骨の同化（ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｉｏｎ）を促進し得る。
第二の構成部材が金属製である場合には、それは代表的
には補綴部材に慣用されている金属、例えばステンレス
鋼、コバルト／クロム合金又は好ましくはチタン合金製
である。第二の構成部材は特にそのモジュラス、摩耗特
性及び体内での耐触性を考慮して選択される。
には補綴部材に慣用されている金属、例えばステンレス
鋼、コバルト／クロム合金又は好ましくはチタン合金製
である。第二の構成部材は特にそのモジュラス、摩耗特
性及び体内での耐触性を考慮して選択される。
第二の構成部材がセラミック製である場合には。
それは代表的には補綴部材に慣用されているセラミクッ
ク例えば不活性酸化物セラミック製であり得る。
ク例えば不活性酸化物セラミック製であり得る。
本発明の第１の要旨及び第２の要旨の補綴部材は、代表
的には、（１）適当な成形用金型に適当な形状と大きさ
の第二の構成部材を配置し； （ｉｔ）該成形用金型に
重合硬化性組成物を充填し；次いで（ｉｉｉ）該組成物
を硬化させて複合材の中に第二の構成部材の一部分を埋
込んだ複合部材を生成させることによって製造される。
的には、（１）適当な成形用金型に適当な形状と大きさ
の第二の構成部材を配置し； （ｉｔ）該成形用金型に
重合硬化性組成物を充填し；次いで（ｉｉｉ）該組成物
を硬化させて複合材の中に第二の構成部材の一部分を埋
込んだ複合部材を生成させることによって製造される。
重合硬化性組成物は、樹脂中の少なくとも１種の粒状無
機固体の均質混合物の形態であるか分散物又は懸濁物（
これらの用語は本明細書中では交互に使用される）の形
態である。この少なくとも１種の粒状無機固体は複合材
料製構成部材中で強化材として働らくことが理解される
であろう。
機固体の均質混合物の形態であるか分散物又は懸濁物（
これらの用語は本明細書中では交互に使用される）の形
態である。この少なくとも１種の粒状無機固体は複合材
料製構成部材中で強化材として働らくことが理解される
であろう。
本発明の補綴部材を構成する複合材料は、低い水抽出物
率（ｗａｔｅｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｂｌｅｓ）、好まし
くは０．１５％以下の水抽出物率；低い吸水率（ｗａｔ
ｅｒ ｕｐ−ｔａｋｅ）、好ましくは０．３％以下の吸
水率を有しており；且つ悪影響を伴うことなしに、オー
トクレーブ処理することが出来る６ “水抽出物率”及び“吸水率”は後記に定義する。
率（ｗａｔｅｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｂｌｅｓ）、好まし
くは０．１５％以下の水抽出物率；低い吸水率（ｗａｔ
ｅｒ ｕｐ−ｔａｋｅ）、好ましくは０．３％以下の吸
水率を有しており；且つ悪影響を伴うことなしに、オー
トクレーブ処理することが出来る６ “水抽出物率”及び“吸水率”は後記に定義する。
樹脂そのもの自体を硬化させると、（ａ）約３ ＧＰａ
の曲げ弾性率を有し；（ｂ）約１２０℃で約２０分間ス
チーム中でオートクレーブ処理しても実質的に変化しな
いでそのまま曲げ強さと曲げ弾性率を有し；且つ（ｃ）
７４℃で水で飽和させた時に実質的に変化しないでそ
のままである生成物を生成する。
の曲げ弾性率を有し；（ｂ）約１２０℃で約２０分間ス
チーム中でオートクレーブ処理しても実質的に変化しな
いでそのまま曲げ強さと曲げ弾性率を有し；且つ（ｃ）
７４℃で水で飽和させた時に実質的に変化しないでそ
のままである生成物を生成する。
樹脂は１分子当り平均で１個以上の付加重合性のオレフ
ィン性不飽和炭素−炭素二重結合を有している。多くの
場合、樹脂は複数の上記炭素−炭素二重結合を有するこ
とが好ましい。上記の樹脂は単独であっても又は混合物
であってもよく、（ａ）（ｉ）前記重合硬化性組成物に
要求される加工性特性、（ｉ）本発明の補綴部材の特性
を考慮して選択され、しかも（ｂ）該重合硬化性組成物
が硬化時に過度に収縮しないように選択される。
ィン性不飽和炭素−炭素二重結合を有している。多くの
場合、樹脂は複数の上記炭素−炭素二重結合を有するこ
とが好ましい。上記の樹脂は単独であっても又は混合物
であってもよく、（ａ）（ｉ）前記重合硬化性組成物に
要求される加工性特性、（ｉ）本発明の補綴部材の特性
を考慮して選択され、しかも（ｂ）該重合硬化性組成物
が硬化時に過度に収縮しないように選択される。
複数の付加重合性炭素−炭素二重結合を有する樹脂の例
としては、特に単量体類例えば次式：で表わされる単量
体、又はオリゴマー類が挙げられる。
としては、特に単量体類例えば次式：で表わされる単量
体、又はオリゴマー類が挙げられる。
Claims (12)
- １．適合したモジュラスを有する複合材料であって約２
よりも大きい安全率を有する該複合材料から構成される
第一の構成部材と、第二の構成部材との両方の部材から
構成されることを特徴とする補綴部材。 - ２．前記安全率が約３である請求項１記載の補綴部材。
- ３．大腿骨代替部材の形態である請求項１記載の補綴部
材。 - ４．大腿骨代替部材の形態の補綴部材において、該補綴
部材が適合したモジュラスを有する複合材料から調製さ
れた第一の構成部材としての軸部と、金属製の関節式接
合表面を備える第二の構成部材との両方から少なくとも
構成された補綴部材であって且つ３ｋＮの加荷重を受け
た時の該補綴部材における人体正中線側側面及び外側側
面の応力が約５０ＭＰａの以下の圧縮応力及び約２０Ｍ
Ｐａ以下の引張り応力であるような補綴部材であること
を特徴とする大腿骨代替部材の形態の補綴部材。 - ５．前記の第二の構成部材が大腿骨代替部材の頭部を形
成するものである請求項３又は４記載の補綴部材。 - ６．前記頭部が金属製である請求項５記載の補綴部材。
- ７．前記頭部が、頸部と該頸部からの突起とを備え、前
記の突起は、第一の構成部材としての複合材料製の軸部
における基部に近い方の軸部末端（ｐｒｏｘｉｍａｌ
ｅｎｄ）の中に挿着されてある請求項６記載の補綴部材
。 - ８．前記頸部が１個の継輪（カラー）を備え、この継輪
は補綴部材と、該補綴部材に隣接する骨との間で直接の
圧縮的接触を行うものである請求項７記載の補綴部材。 - ９．前記の複合材料製の第一の構成部材が補綴部材の容
量％の主要大部分を占めるものである請求項１又は４記
載の補綴部材。 - １０．前記の複合材料製の第一の構成部材が２０〜８０
容量％の粒状無機固体を含むものであり且つ該複合材製
の第１の構成部材中に含まれる硬化された樹脂が約３Ｇ
Ｐａのヤング率を有するものである請求項９記載の補綴
部材。 - １１．前記軸部がより少量の充填剤を含有する複合材料
製の外層を具備するものである請求項５記載の補綴部材
。 - １２．補綴部材の製造法であって、既知の形状と寸法を
有する補綴部材中の目標とする諸特性を評価する工程Ａ
；上記補綴部材中の応力と、該補綴部材に隣接する骨中
の応力とをＦＥＡすなわち有限要素分析及び光弾性応力
分析を使用して計測する工程Ｂ；工程Ａと工程Ｂで得ら
れたデータに基づいて補綴部材を再設計して、前記の骨
中に生理学的水準の応力を作り出すような再設計された
補綴部材を作る工程Ｃ；工程Ｂで得られた応力分析デー
タと疲れ破損の様式とに基づいて、上記の目標特性とそ
の用途に適したＦＯＳすなわち安全率とを有する複合材
料を選択する工程Ｄ；工程Ｃで再設軸部を形成するもの
であり、前記の第二の構成部材が少なくとも大腿骨代替
部材の頭部を形成するものである請求項１３記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8921878.8 | 1989-09-28 | ||
| GB898921878A GB8921878D0 (en) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Prosthetic devices |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261471A true JPH03261471A (ja) | 1991-11-21 |
Family
ID=10663735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2257609A Pending JPH03261471A (ja) | 1989-09-28 | 1990-09-28 | 補綴部材及びその製造法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0420435A3 (ja) |
| JP (1) | JPH03261471A (ja) |
| AU (1) | AU642158B2 (ja) |
| CA (1) | CA2026013A1 (ja) |
| GB (1) | GB8921878D0 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2041430C (en) * | 1990-10-30 | 2002-11-26 | Jack Eldon Parr | Orthopaedic implant device |
| US5387243A (en) * | 1992-11-23 | 1995-02-07 | Zimmer, Inc. | Method for converting a cementable implant to a press fit implant |
| JPH08275799A (ja) * | 1995-04-04 | 1996-10-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | リーシュマニアの検出用ポリヌクレオチド及びリーシュマニア原虫の検出方法 |
| DE50113196D1 (de) * | 2001-09-10 | 2007-12-13 | Zimmer Gmbh | Femurhalsprothese |
| FR2840039B1 (fr) | 2002-05-22 | 2004-11-12 | Bioprofile | Accouplement conique et prothese comprenant un tel accouplement |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3938198A (en) * | 1970-08-04 | 1976-02-17 | Cutter Laboratories, Inc. | Hip joint prosthesis |
| US3893196A (en) * | 1970-08-06 | 1975-07-08 | Robert F Hochman | Body implant material |
| US3806960A (en) * | 1973-02-01 | 1974-04-30 | Sulzer Ag | Acetabulum implant |
| FR2413078A1 (fr) * | 1978-01-03 | 1979-07-27 | Serole Michelle | Prothese de hanche a comportement physiologique et cupule autostable |
| NL8702626A (nl) * | 1987-11-03 | 1989-06-01 | Orthopaedic Tech Bv | Werkwijze voor het vormgeven van een geometrie van een endoprothese, een femurkopprothese, een acetabulumprothese, een werkwijze voor het in een botstuk brengen van een femurkopprothese en een instrument voor het plaatsen van een acetabulumprothese. |
-
1989
- 1989-09-28 GB GB898921878A patent/GB8921878D0/en active Pending
-
1990
- 1990-09-10 EP EP19900309884 patent/EP0420435A3/en not_active Withdrawn
- 1990-09-13 AU AU62468/90A patent/AU642158B2/en not_active Ceased
- 1990-09-24 CA CA 2026013 patent/CA2026013A1/en not_active Abandoned
- 1990-09-28 JP JP2257609A patent/JPH03261471A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU642158B2 (en) | 1993-10-14 |
| GB8921878D0 (en) | 1989-11-15 |
| CA2026013A1 (en) | 1991-03-29 |
| EP0420435A3 (en) | 1993-04-21 |
| EP0420435A2 (en) | 1991-04-03 |
| AU6246890A (en) | 1991-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ramaniraka et al. | The fixation of the cemented femoral component: effects of stem stiffness, cement thickness and roughness of the cement-bone surface | |
| Bonfield | Composites for bone replacement | |
| US20090177282A1 (en) | Implantable biomimetic prosthetic bone | |
| Yamako et al. | In-vitro biomechanical evaluation of stress shielding and initial stability of a low-modulus hip stem made of β type Ti-33.6 Nb-4Sn alloy | |
| JPH0552226B2 (ja) | ||
| EP0049720B1 (en) | Prosthesis comprising composite material | |
| GB1580691A (en) | Endoprosthesis for an artificial joint of the human body | |
| EP0339816B1 (en) | Composite materials for use in orthopaedics | |
| De Santis et al. | Composite materials for hip joint prostheses | |
| Bono | Revision total hip arthroplasty | |
| Hedia et al. | Improved stress shielding on a cementless tibia tray using functionally graded material | |
| JPH03261471A (ja) | 補綴部材及びその製造法 | |
| Thompson | The design of a novel hip resurfacing prosthesis | |
| KR20200019175A (ko) | 모듈식 및 비-모듈식 정형외과용 이식물에서의 스템 마모 억제 및 테이퍼-락 개선을 위한 중합체 슬리브 및 그의 제작 및 가공처리 | |
| Milne et al. | 3D printed carbon fibre composite knee and hip replacements | |
| Wani et al. | Studies on stress analysis of hip prosthesis implant | |
| RU2668132C9 (ru) | Головка эндопротеза тазобедренного сустава | |
| Ikeda et al. | Mechanical evaluation of a bio-active bone cement for total hip arthroplasty | |
| Huettner et al. | Carbon based materials in medical applications | |
| RU2668131C9 (ru) | Ножка эндопротеза тазобедренного сустава | |
| RU2668130C2 (ru) | Чашка эндопротеза тазобедренного сустава | |
| RU2684409C2 (ru) | Композиционный материал для замещения костной ткани и эндопротезы суставов, изготовленные из него | |
| Esper et al. | Carbon fiber reinforced triazin resin for endoprostheses | |
| Dharme | Fatigue Failure of Hip Implants: A Short Review of Biomechanical Testing. | |
| Naghavi | Modelling and in vitro evaluation of customised Ti6Al4V and PEEK hip implants for improving osseointegration and reducing stress shielding |