JPH034849A - 人工股関節用のシヤフト並びにその製法 - Google Patents

人工股関節用のシヤフト並びにその製法

Info

Publication number
JPH034849A
JPH034849A JP2125620A JP12562090A JPH034849A JP H034849 A JPH034849 A JP H034849A JP 2125620 A JP2125620 A JP 2125620A JP 12562090 A JP12562090 A JP 12562090A JP H034849 A JPH034849 A JP H034849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
fibers
core
split
pods
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
Application number
JP2125620A
Other languages
English (en)
Inventor
Ulrich Wenner
ウルリツヒ・ヴエンナー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MT Aerospace AG
Original Assignee
MT Aerospace AG
MAN Technologie AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE3919192A external-priority patent/DE3919192A1/de
Priority claimed from DE3924990A external-priority patent/DE3924990C3/de
Application filed by MT Aerospace AG, MAN Technologie AG filed Critical MT Aerospace AG
Publication of JPH034849A publication Critical patent/JPH034849A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • 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
    • A61F2/32—Joints for the hip
    • A61F2/36—Femoral heads ; Femoral endoprostheses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36—Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • 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
    • 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
    • A61F2002/30957—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 a positive or a negative model, e.g. moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0854—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns in the form of a non-woven mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/753—Medical equipment; Accessories therefor
    • B29L2031/7532—Artificial members, protheses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S623/00—Prosthesis, i.e. artificial body members, parts thereof, or aids and accessories therefor
    • Y10S623/901—Method of manufacturing prosthetic device

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、少なくとも部分的にシャフト縦方向に延在す
る繊維で補強されたプラスチックから成る人工股関節用
のシャフト並びにその製法に関する。
［従来の技術］ 繊維をシャフトの縦方向に延在させた前記形式のシャフ
トは西独国特許第２７　５３　５６８号明細書に基づい
て公知になっているが、但しこの場合は表面に位置する
繊維だけがシャフトの一端から他端にまで達しているに
すぎない。その結果、シャフトの上端にかかる力は繊維
の一部分によってしかシャフトの湾曲域に導入されず、
殊にこのシャフト端部の内寄りの繊維の一部は湾曲域に
は達していないからである。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、冒頭で述べた形式のシャフトを改良し
て、負荷力をシャフト内で最適に導きうるようにするこ
とである。
［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決する本発明の構成手段は、シャフトがコ
アと周壁とから成り、該周壁が縦方向゛に配向された複
数本の繊維から成っている点にある。
［作用１ 本発明の前記構成では、幾何学的に不規則なコアは内部
圧排体（押しのけ体）を形成し、該圧排体の周りに、シ
ャフトの剛性のための責任を担っている繊維が一方のシ
ャフト端部から他方のシャフト端部にまで一貫して敷設
されているので、繊維は互いに平行にシャフトの縦方向
に導かれている。これによって、力を受けるシャフト上
端で終っているすべての繊維はシャフトの他端域への力
の導入に関与し、これによって繊維の補強特性の最適の
活用が保証されている。
力は周壁内で、すなわちシャフト表面に沿って、あるい
は植込み状態にある周囲の骨材料の周辺で確実に伝達さ
れる。従って力は繊維を介して直接に骨癒着域へ、或い
は場合によっては中間に介在する接着剤へ導入される。
負荷に基づいて分離するような中間構成部材は全く存在
しない。
繊維は少なくとも一方のシャフト端部で全横断面を塞ぐ
ことになり、その他の範囲ではコアを取囲む。この場合
重要なことは、周壁の横断面積がシャフト端部において
もコア域においても常に同じであることであり、換言す
れば横断面で見れば周壁はシャフトの全長にわたって等
しい本数の繊維を含んでいる訳である。
［発明の製法］ 本発明は、請求項１に記載の人口股関節用のシャフトの
製法にも係り、その特徴とするところは、シャフトを構
成する少なくとも２つの分割莢を、シャフト軸線の方向
に配向されてマトリックスで含浸された複数本の繊維に
よって夫夫別々に製作し、更に、前記分割莢を組合せた
際に生じる中空室の形状に相当する外側輪郭を有するコ
アを製作し、該コアの周囲に前記分割莢を配設し、かつ
シャフトのすべての部分構成要素を互いに接合する点に
ある。
［製法の作用］ 西独国特許第２７　５３　５６８号明細書に開示された
公知の方法では１つのリングが繊維で巻成され、該リン
グの輪郭は、製作すべきシャフトの輪郭部分に部分的に
相応している。これらの部分はリングの硬化後に該リン
グから切取られて互いに接着されてシャフトを形成する
。
この公知の方法では、幾何学的に不規則なシャフトを少
なくとも表面では連続した縦方向繊維で製作することは
可能であるが、この方法は、はぼ円形横断面をもったシ
ャフトの製作には著しい困難を伴い、その他の繊維につ
いては全く不可能である。
これに対して本発明の方法では、シャフト全長にわたる
２つ又はそれ以上の分割莢を製作することによって、シ
ャフトの一端に現われるすべての繊維を連続的に他端に
まで一貫して引き通すことが可能である。
２つの分割莢の場合、つまり半割莢の場合シャフトは次
のように縦断面される。すなわち該ンヤフトの切断面は
、シャフト湾曲部の位置する平面に対して垂直に延びる
ようにする。このようにすれば、繊維によって巻成可能
な湾曲部つまりシャフト湾曲部を有する２つの構成要素
が生じる。従って分割莢の縦方向はシャフトの縦方向に
相当する。縦方向に配向された繊維はシャフトの両端域
では集束するのに対して、中央域では扇状に拡散しつつ
莢状構造を形成する。分割莢同士が接合されると中空体
が生じ、該中空体の囲壁は、該囲壁に平行に延びる等方
向繊維によって形成されている。従って１本のシャフト
の上端部から拡がった中央域への最適な力導入が可能に
なる。半径方向力に対しては、前記囲壁によって囲まれ
た中空室を隙間なく埋めるコアが作用する。
本発明の方法によって製作されたシャフトはコンパクト
であり、該シャフトの外側輪郭は最適の賦形に正確に適
合することができる。特にシャフトの円錐状の両端域は
形状正しく連続的な繊維で製作することができる。
［有利な方法］ 本発明の有利な方法で分割莢とコアはプレプレグ（ｐｒ
ｅｐｒｅｇ　）　　部分構成要素として、すなわち前硬
化されずに製作され、かつ合体接合後に始めて熱作用下
で熱硬化される。これによって得られる利点は、繊維補
強マトリックス構造が接合部位でも均質に続き、従って
シャフトにおいて決して接着部位又は構造段差部位が生
じないことである。剛性のための責任を負う分割莢は互
いに協働して１つの均質体を形成する。
硬化操作の場合、部分構成要素は加圧ダイに型入れされ
硬化中、加圧下に保たれるのが有利である。加圧ダイの
パーティング面は分割莢（特に半割莢）の切断面に対し
て垂直に向いているのが有利である。加圧下に保つ場合
に適用される圧力は僅かな圧力である。該圧力は、部分
構成要素間の良好な面整合接触を保証するだけでよい。
従ってマトリックス材料が搾り出さるようなことはない
。
すでに明らかなように、製造技術上の理由から、またシ
ャフトの形状のゆえに特に分割莢を巻成するのに、より
有利と考えられる場合には２つの半割莢からではなく３
つ又はそれ以上の分割莢からシャフトを構成できるのは
勿論である。一般には２つの半割莢で充分であり、特に
種々異なったシャフトサイズのために夫々別個の巻成装
置を設けねばならない場合、この２分割方式の方法が有
利である。
１つの分割莢を成形するためには、分割莢輪郭に応じて
凸面状表面又は凹面状表面を有するネガティブ型が使用
され、前記表面に沿って、マトリックスの含浸された繊
維が長さに応じて縦方向に巻付けられ、又は糸張力を以
て張設されるのが有利である。分割莢の縦方向（この方
向は製作済みシャフトの縦方向に相当）でネガティブ型
は夫々凸面状であるので、巻成法が可能になる。前記縦
方向に対して横方向ではネガティブ型は凸面状又は凹面
状であることができる。この湾曲面部位を克服するため
に、繊維の滑落を防止する支持部材が使用される。ネガ
ティブ型の両端部には夫々補助ピンが設けられており、
繊維は該補助ピンをめぐって復路のために変向ガイドさ
れる。このように繊維を振子運動式に往復させ補助ピン
をめぐって変向ガイドすることによって機械的な巻成法
が可能になるシャフト端部はおおむね完全に集束した等
方向の繊維から成り、すなわち、シャフト両端が等しい
横断面を有している場合には特に、真中に空隙のない緊
密に集束した繊維から成っている。両端部の中間の中央
域の繊維は扇状に拡散して単層又は複数層を成して並列
的に位置しつつシェル形状を形成することになる。この
ようにして全繊維は一方のシャフト端部から他方のシャ
フト端部へ延在し、しかもその中間範囲ではシェルの円
筒状域の円周上に均質に分配される。該シェル円筒状域
はシャフトの屈曲部位にほぼ位置し、該屈曲部位を介し
て繊維から周辺骨壁への力導入が行われる。この部位で
諸種の応力を考慮に入れる必要がある場合には、前記シ
ェル域の繊維分配をそれ相応に不均質に選ぶことが可能
である。本発明の方法によれば全繊維が小横断面から大
横断面に至るまで円錐体を一貫して延在するような、円
錐形のシャフトを形成することも可能である。大きい方
の横断面域では空隙が残存することになるが、該空隙は
後にコアで塞がれる。
シャフト両端の横断面が異なっている場合には細い方の
シャフト端部の横断面を考慮して繊維本数が決定される
。その場合他方の（つまり太い方の）シャフト端部には
成る程度の空隙が生じるが、該空隙は前述のようにコア
で埋められる。細い方のシャフト端部は原則として、大
腿骨内へ導入されるシャフト下端部である。この場合、
シャフト上端部の横断面に基づいて、該上端部をコンパ
クトに繊維で填塞するように繊維本数を算定するのが有
利である。この場合下端部には機械的にシンニングが施
されねばならないことになる。
材料としては、義肢のために公知になっている材料を使
用することが可能であり、しかも剛性°を最適化するた
めに公知の生体適合性のマトリックス材料とカーボン繊
維を併用するのが有利である。
分割莢のためにはエンドレス（長尺）繊維が使用され、
該繊維は製作済みシャフトではシャフトの外側輪郭に平
行に縦方向に位置し、これによって最適の圧縮応力を保
証する。コアとしての充填体は何らかの公知の繊維複合
技術に基づいて製作することができる。該充填体は半径
方向圧力を除けば特別の負荷に耐える必要がないので、
コアはプレス法で短繊維から製作されるのが有利である
。コアのためには特に、分割莢と同じ材料を使用するの
が有利である。
充填体は医療装置並びに例えば薬剤のような医療補剤を
収容するために使用され、これによって人工骨植込み後
の監視可能性と治癒促進が得られる。
本発明の有利な構成ではコアは前置て製作されず、むし
ろ液状乃至は粘稠液状の形で、あるいは発泡可能なコン
パウンドとして、前以て製作した分割莢の合体によって
形成されるシャフト中空室内へ注入される。
シャフトの輪郭が幾何学的に不規則であるため、周壁を
成す合体された分割莢もやはり幾何学的に不規則な中空
室を形成する。
該中空室内へ液状又はフオーム状の材料を入れることに
よって、該中空室を完全に埋めることが可能であり、こ
れは製作技術的に見てきわめて単純な手段で行うことが
できる。従って本方法は、前以て製作されるコアの入念
な輪郭形成作業が省かれかつコアと分割莢との間の隙間
のない接合が可能になるので、製作技術的に最適化され
る。
繊維本数がシャフトのすべての横断面にわたって一定で
あることによって、原則として少なくとも一方のシャフ
ト端部には、内部中空室に連通ずる通路が生じる。該通
路は、分割莢を合体したのちにコア用材料を注入するた
めに使用される。勿論また他の適当な部位にコア用材料
を注入するための単数又は複数のボートを形成すること
も可能である。
コア用材料には、半径方向力に対する強度を維持するた
めの短繊維、医療技術目的のための造影剤などを添加混
合することも可能である。
周壁のための分割莢は合体した状態で加圧ダイの内部に
保たれるのが有利である。この場合ダイ周壁に分割莢を
僅かに押圧し、ひいては繊維の最適の配向を得るために
コア用材料を軽度の過圧をかけて注入するのが有利であ
る。硬化工程時の収縮動作に抗するためには、コア用材
料は、それ相応に高い過圧をかけて導入される。また多
くの適用例において中空室にはフィルムでコーティング
を施しておくのが有利である。
［実施例１ 次に図面に基づき本発明の実施例を詳説する第１図に縦
断面図で示した人口股関節のシャフト１０は、関節頭（
図示せず）を収容するためのほぼ円筒形の上端部１１．
下端部１２及び横断面の拡張された屈曲中央区域１３を
有している。前記下端部１２は完全に、縦方向に配向さ
れた複数本の繊維１４によって構成されており、これら
の繊維は屈曲中央区域１３を経て上端部１１に達してい
る。屈曲中央区域１３の横断面が拡張されかつ上端部１
１め横断面が下端部１２よりも大であることに基づいて
、屈曲中央区域１３では繊維１４は外皮１５を形成して
いるのに対して上端部１１では細い通路１６を開放して
いる。繊維１４間の空隙には、半径方向力を吸収するこ
とのできるコア１７が隙間なく充填されている。
屈曲中央区域を横断面図で示した第２図から判るように
、繊維１４から形成された外皮１５はコア１７を内包し
ている。
シャツ）１０の上端部１１と下端部１２及び外皮１５を
形成する繊維１４はコア１７を完全に周壁状に取囲んで
おり、該コアは圧排（押しのけ）機能を有しているにす
ぎない。シャフト１０の機械的特性は実質的に、縦方向
に配向された繊維１４によって特定され、該繊維の本数
はシャフト１０の全横断面にわたって一定である。その
結果、外皮１５の断面積もシャフトの上下端部１１．１
２の断面積もすべて等しくなる。これに基づいて、シャ
フト１０の上端部１１からシャフト１０及び周辺骨材料
へ最適の力の導入が得られる。
第１図に示したシャフトを製作するために、縦方向の繊
維１４を有する構成部分１１．１２１３の部分構成要素
が先ず製作され、この場合部分構成要素は、縦断面によ
って分割された莢状構造であり、該莢状構造を以下単に
莢と呼ぶ。最も単純な例ではシャフトは２つの半割莢か
ら成り、両半割莢の接合面はシャフトの縦断面に相当し
、該シャフトの切断面は曲げ面に対して垂直に、すなわ
ち第１図の図平面に対して垂直に延びている。
第３図には第１図の■−■線に沿って断面した半割莢２
０が示されており、該半割莢の縦断面は第１図の左半部
に相当する。この第１の半割莢２０の内部側面図が第４
図に示されているシャフト１０の凸面状湾曲部を含む第
１の半割莢２０を巻付は成形するために第５図に示した
型３０が使用され、賦型の巻付は面３１はシャフト１０
の曲率３２を有している。型３０は巻付は面３１上にふ
くらはぎ状の隆起部３３を形成しており、該隆起部は、
外皮１５の肉厚分を差引いた、屈曲中央区域１３の一方
の半部の外側輪郭に相当する。型への巻付は工程は繊維
１４の往復案内によって行われ、その場合繊維は型３０
の両端面において夫々１本の変向ビン３４．３５をめぐ
って変向ガイドされる。マトリックス（母材）含浸装置
（図示せず）を通された繊維１４は、例えば第５図によ
れば右側端面で固定されて巻付は面３１にかぶさるよう
に張設される。第１の繊維１４をガイドするために、該
繊維の側方への滑落を防止する複数の補助ビン３６が設
けられている。
繊維１４は型３０の左側端面に到達すると変向ビン３４
をめぐって変向ガイドされ、かつ破線で示したように右
側端面の方へ導かれる。その場合繊維は始端域では第１
の繊維区分の傍に位置し、またふくらはぎ成域３７では
第１の繊維区分上に重なり合って位置する。巻付は操作
を機械的に行う場合には型３０が、繊維１４の往復案内
時に振子運動を行う。ふくらはぎ成域３７において上下
に重なり合う繊維１４が滑落しないようにするために圧
迫型３８が使用され、該圧迫型は細隙を維持して隆起部
３３に当接される。
図面では、図面を見易く簡略にするために、図面で見て
後面側の圧迫型３８だけが示されているにすぎない。図
面で見て前面側を巻付は成形する場合には、相応の圧迫
型が前面に当接される。繊維１４が上部子午線に達した
ら巻付は成形操作は後方下側から継続され、従って繊維
はふくらはぎ成域３７では圧迫型３８を介して互いに上
下に重なり合うことができる。順序及び巻付は方向は第
４図に矢印１及び２で示されている。
同様に第２の半割莢２１は型４０を用いて巻付は成形さ
れ、賦型の凸面状に湾曲した巻付は面４１はここではふ
くらはぎ状部を有せず、むしろ凹み部４４を有している
。この場合も変向ビン４２によって繊維１４は縦方向で
往復案内され、この場合は繊維は縁からではなく真中か
ら、すなわち最深部位から巻付けられるので、この場合
も一方の繊維は圧迫型４３を介して、先に装着された繊
維区分上に載ることができる。第２の半割莢の一半部が
巻成されたのち、他半部の巻成が下から始められる。
繊維１４をそれ相応の糸張力で型３０上に、又は型４０
内に張設し、こうして成形体の機械的安定性のために巻
付は成形法の利点を担うことが重要である。
本発明の方法によればシャフトＩＯのいかなる横断面に
おいても繊維は等しい。繊維太さ、所望の繊維比率及び
シャフトの最も細い横断面に関して所要繊維数が算定さ
れる。従って第１と第２の半割莢２０．２１を互いに当
接させた場合、一方のシャフト端部（例えば第１図のシ
ャフト１０の下端部１２）は等しく配向された繊維１４
で完全に充塞されているのに対して、他方の幾分太いシ
ャフト端部（上端部１１）は中心にそれ相応の中空室を
形成することになる。屈曲中央区域１３では繊維は外皮
１５全体にわたって均質に分配されている。シャフト全
周にわたって不均等に配分される力の導入を考慮して、
当該域により多数本の繊維を通すことも可能である。例
えば第１図によれば中央区域１３の右側をより剛性に構
成する必要がある場合には、第１と第２の半割莢２０，
２１の分割線１８を中心位置からずらして第１（左側）
の半割莢２０よりも第２（右側）の半割莢２１の方へ、
より多数本の繊維が入り込むようにする。
以上のことから判るように本発明の方法は、該シャフト
の最適な使用にとって必要なシャフトの機械的安定性並
びに輪郭を正確に選ぶことのできるという大きなフレキ
シビリティを提供するものである。シャフトの正確な賦
形は巻付は成形用の型３０．４０をそれ相応に構成する
ことによって簡単に達成される。その場合、同等の安定
性をもった円錐形の上下シャフト端部１１又は１２を形
成することも可能である。
コア１７は圧縮された充填体であり、該充填体の外側輪
郭は、第１と第２の半割莢２０，２１を合わせた際に形
成される中空室の形状を正確に有している。前記充填体
は慣用の方式を適用して製作されかつ何らかの適当な材
料から成ることができ、あるいは又、繊維補強複合材か
ら製作されてもよい。繊維補強複合材から成る充填体の
場合には短繊維が使用されかつコア１７は公知のプレス
法で製作されるのが有利である。万一の応力又はその他
のトラブルを避けるためにコア１７には、両半割莢２０
，２１と同−材料又は類似タイプの材料が使用される。
半割莢２０．２１用として例えばカーボンファイバを使
用する場合には、コア１７のためにもカーボンファイバ
を使用することができ、しかし又、ピッチファイバが使
用されてもよい。マトリックスのためには生体適用材料
が使用されねばならない。このような材料は公知文献に
基づいて公知である。
コアも中空に構成されて、造影剤や薬剤などを充填して
使用することもできる。
個々の部分構成要素１７，２０．２１は、前記の方法で
製作したのち未硬化状態で型から取出され、シャフト１
０を形成するために合体されて加圧型４５内に嵌込まれ
る。
加圧ダイ４５は、型キャビティを有する２つの割型から
成り、型キャビティは、僅かにアンダーサイズのシャフ
トＩＯに相応している。加圧ダイ４５のパーティング面
は、半割莢を製作するための仮想の分割線１８に対して
垂直に延びている。第１図では加圧ダイ４５の一方の割
型だけが示されている。それ相応に合体された部分構成
要素１７，２０．２１を加圧ダイ４５内へ嵌込んだのち
両割型はパーティング面が互いに当接するまで押し合わ
され、その際、なお未硬化状態にあるシャフト１０は適
当な圧力をかけて保たれる。こうしてシャフト１０つま
り部分構成要素１７．２０．２１は適正の温度で硬化さ
れる。適当な賦形と、加圧ダイ４５によってかけられた
圧力とによって、部分構成要素１７．２０．２１の表面
は、移行部位を残すことなく程度の差こそあれ互いに溶
着するように接触される。
第７図に示したｌ実施例では、半割莢を製造したあと両
半割莢は未硬化の状態で、組合せ可能な加圧ダイ４５内
へ嵌込まれる。図面では一方の割型だけが示されている
。他方の割型との接触面はＸＹ平面内にあるのに対して
、半割莢２０と２１との接触面つまりパーティング面１
８はＸＹ平面に対して垂直に延びている。加圧ダイ４５
の両割型内において第１と第２の半割莢２０．２１は合
せ纏められ、その際、その賦形に基づいて中空室２５を
形成する。該中空室はシャフト上端部の通路１６を介し
て外部からアクセス可能である。該通路１６を通してコ
ア１．７用の材料２６が貯蔵タンク２９から供給管路２
８を介して前記中空室２５内へ装入される。材料２６は
発泡可能なコンパウンド、添加剤を含んだ又は含まない
液相樹脂であってもよいコア１７用の材料２６を導入す
る際に重要なことは、材料２６が中空室２５をできるだ
け完全に埋めることである。適用される充填法は材料２
６の粘性及びそめ他の特性に基づいて決まる。例えば発
泡可能なコンパウンドをチューブから直接中空室２５内
へ圧入することも可能である。しかし原則としては供給
管路２８として圧力導管が使用され、該圧力導管を介し
て材料は大気圧よりも高い正圧で導入される。その場合
中空室２５を充分に真空排気することが肝要である。注
入部位としては、通路１６の代りにシャフト中央域又は
その他の区域に任意に設けたポートを使用することも可
能である。
必要に応じて材料２６には短繊維２７並びに造影剤など
を添加することも可能である。
適当な材料２６を中空室２５に充填したのちシャフトに
は加圧ダイ４５内で硬化処理が施され、その際半割莢２
０．２１のマトリックスは接合部位３０でシームレスの
継手に組込まれる。同様に両半割莢２０．２１のマトリ
ックスと材料２６との間でも親密な接合が生じる。中空
室２５内の過圧は、万が−の収縮に対抗することができ
る。両半割莢２０．２１の内壁にライニングを施すこと
によって、内部過圧が両半割莢の繊維組織構造を局所的
に害なうのを防止することか可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は股関節の人工シャフトの縦断面図、第２図は第
１図の■−■線に沿った人工シャフトの横断面図、第３
図は第１図及び第４図の■−ｍ線に沿った人工シャフト
の横断面図、第４図は第３図に示した人工シャフト内部
の側面図、第５図及び第６図は人工シャフトの部分構成
要素を製作するための型の斜視図、第７図は人工シャフ
トの製作装置の実施例を示す概略図である。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. １．少なくとも部分的にシャフト縦方向に延在する繊維
    で補強されたプラスチックから成る人工股関節用のシャ
    フトにおいて、シャフト（１０）がコア（１７）と周壁
    （２０，２１）とから成り、該周壁が縦方向に配向され
    た複数本の繊維（１４）から成ることを特徴とする、人
    工股関節用のシャフト。
  2. ２．周壁（２０，２１）の横断面がシャフト（１０）の
    全長にわたってほぼ一定である、請求項１記載のシャフ
    ト。
  3. ３．請求項１記載の繊維で補強されたプラスチックから
    成る人工股関節用のシャフトの製法であって、シャフト
    の少なくとも２つの部分構成要素をそれ相応の輪郭を有
    するようにエンドレス繊維によって製作して互いに接合
    して１つのシャフトを形成する形式のものにおいて、シ
    ャフト（１０）を構成する少なくとも２つの分割莢（２
    ０，２１）を、シャフト軸線（１８）の方向に配向され
    てマトリックスで含浸された複数本の繊維（１４）によ
    って夫々別々に製作し、更に、前記分割莢（２０，２１
    ）を組合せた際に生じる中空室（２５）の形状に相当す
    る外側輪郭を有するコア（１７）を製作し、該コアの周
    囲に前記分割莢（２０，２１）を配設し、かつシャフト
    （１０）のすべての部分構成要素（１７，２０，２１）
    を互いに接合することを特徴とする、人工股関節用のシ
    ャフトの製法。
  4. ４．分割莢（２０，２１）とコア（１７）を、前以て製
    作し未硬化状態で互いに合体接合させてシャフト（１０
    ）を形成し、加圧ダイを用いて加圧して纏め、最後に熱
    作用下で硬化させる、請求項３記載の製法。
  5. ５．分割莢（２０，２１）を製作するために型（３０，
    ４０）を使用し、繊維（１４）をマトリックス含浸装置
    を通して導き、前記型に装着された補助ピン（３４〜３
    ６，４２）並びに圧迫型（３８，４３）を使用して前記
    繊維（１４）を振子運動させつつ機械的に前記型（３０
    ，４０）上に敷設し、しかも両シャフト端部（１１，１
    ２）を形成する分割莢域をほぼ等方向の繊維（１４）で
    填充し、この填充によって規定された本数の繊維で以て
    シャフト（１０）のシェル状中央区域（１３）を形成し
    、次いで対応形状の繊維を僅かな加圧力で型壁に圧着す
    る、請求項４記載の製法。
  6. ６．一方の分割莢（２０，２１）に通る繊維本数をシャ
    フト（１０）の下端部（１２）の横断面によって決定す
    る、請求項５記載の製法。
  7. ７．シャフト周壁を形成するための分割莢（２０，２１
    ）を組合わせたのち、該周壁によって形成された中空室
    （２５）内へ、コア（１７）用の材料（２６）を充填す
    る、請求項３記載の製法。
  8. ８．前以て製作された分割莢（２０，２１）を未硬化状
    態で組合わせ、発泡可能な液状又は粘稠液状のコンパウ
    ンド（２６）を中空室（２５）内へ導入し、かつ前記分
    割莢との親密な結合を生ぜしめるために硬化させる、請
    求項３記載の製法。
  9. ９．コア（１７）のための材料（２６）が短繊維（２７
    ）を含有している、請求項７又は８記載の製法。
  10. １０．コア（１７）用の材料（２６）を、周壁（２０，
    ２１）の中空室（２５）内へ過圧注入する、請求項７か
    ら９までのいずれか１項記載の製法。
  11. １１．シャフト（１０）のすべての部分構成要素（１７
    ，２０，２１，２６）を同じ繊維材料及びマトリックス
    材料とから製作する、請求項３から１０までのいずれか
    １項記載の製法。
JP2125620A 1989-05-17 1990-05-17 人工股関節用のシヤフト並びにその製法 Pending JPH034849A (ja)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3915983 1989-05-17
DE3915983.3 1989-05-17
DE3919192A DE3919192A1 (de) 1989-05-17 1989-06-13 Schaft einer hueftgelenkprothese und verfahren zu dessen herstellung
DE3919192.3 1989-06-13
DE3924990.5 1989-07-28
DE3924990A DE3924990C3 (de) 1989-06-13 1989-07-28 Verfahren zur Herstellung eines Hüftgelenk-Prothesenschaftes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH034849A true JPH034849A (ja) 1991-01-10

Family

ID=27199574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2125620A Pending JPH034849A (ja) 1989-05-17 1990-05-17 人工股関節用のシヤフト並びにその製法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5141521A (ja)
EP (1) EP0398064B1 (ja)
JP (1) JPH034849A (ja)
DE (1) DE59004542D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07501475A (ja) * 1992-03-23 1995-02-16 ハウメディカ・インコーポレーテッド 整形外科学的複合インプラント

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5198173A (en) * 1990-12-13 1993-03-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing advanced composite structures
US5236457A (en) * 1992-02-27 1993-08-17 Zimmer, Inc. Method of making an implant having a metallic porous surface
SE9603540D0 (sv) * 1996-09-27 1996-09-27 Ingvar Eriksson Ortopedisk anordning
US6361731B1 (en) 1998-07-15 2002-03-26 Biomet, Inc. Method of forming a temporary implant
US6155812A (en) * 1998-07-15 2000-12-05 Biomet, Inc Cement mold for a temporary implant
US6228123B1 (en) 1998-08-19 2001-05-08 Depuy Orthopaedics, Inc. Variable modulus prosthetic hip stem
DE10021697A1 (de) * 2000-05-04 2001-12-06 Plus Endoprothetik Ag Rotkreuz Endoprothesenschaft und Verfahren zu seiner Herstellung
US6875212B2 (en) 2000-06-23 2005-04-05 Vertelink Corporation Curable media for implantable medical device
US6964667B2 (en) 2000-06-23 2005-11-15 Sdgi Holdings, Inc. Formed in place fixation system with thermal acceleration
US6821277B2 (en) 2000-06-23 2004-11-23 University Of Southern California Patent And Copyright Administration Percutaneous vertebral fusion system
FR2815243A1 (fr) * 2000-10-12 2002-04-19 Carbotech Procede de fabrication d'elements prothetiques, notamment dentaires et distributeurs de materiau composite fibre
FR2815333A1 (fr) * 2001-10-10 2002-04-19 Carbotech Distributeur de materiau composite fibre et procede de fabrication d'elements prothetiques utilisant ledit distributeur
US6875092B2 (en) 2002-03-29 2005-04-05 Depuy Products, Inc. Method for the manufacture of a femoral prosthesis
WO2006074550A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 National Research Council Of Canada Implantable biomimetic prosthetic bone
US8663328B2 (en) 2006-12-21 2014-03-04 Warsaw Orthopedic, Inc. Methods for positioning a load-bearing component of an orthopedic implant device by inserting a malleable device that hardens in vivo
US7771476B2 (en) 2006-12-21 2010-08-10 Warsaw Orthopedic Inc. Curable orthopedic implant devices configured to harden after placement in vivo by application of a cure-initiating energy before insertion
US8758407B2 (en) 2006-12-21 2014-06-24 Warsaw Orthopedic, Inc. Methods for positioning a load-bearing orthopedic implant device in vivo
US8480718B2 (en) 2006-12-21 2013-07-09 Warsaw Orthopedic, Inc. Curable orthopedic implant devices configured to be hardened after placement in vivo
US8206143B2 (en) 2007-12-13 2012-06-26 Biomet Manufacturing Corp. Modular articulating cement spacer
IT1398443B1 (it) * 2010-02-26 2013-02-22 Lima Lto S P A Ora Limacorporate Spa Elemento protesico integrato
US9034048B2 (en) * 2011-01-26 2015-05-19 John A. Choren Orthopaedic implants and methods of forming implant structures
JP6504993B2 (ja) * 2014-11-28 2019-04-24 三菱電機株式会社 曲面状サンドイッチ構造体の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2473723A (en) * 1945-11-05 1949-06-21 Alex A Nelson Method of making prosthesis
US3893196A (en) * 1970-08-06 1975-07-08 Robert F Hochman Body implant material
DE2512152A1 (de) * 1975-03-20 1976-10-07 Graf Hagenburg Gmbh Verfahren zur herstellung von koerpern aus glasfaserverstaerktem kunststoff mit schaumstoffkern
DE2753568C2 (de) * 1977-12-01 1985-12-12 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffkörpern
FR2460658A1 (fr) * 1979-07-10 1981-01-30 Europ Propulsion Prothese d'articulation
GB2085351B (en) * 1980-09-26 1985-02-20 Blatchford Chas A And Sons Ltd A method of making an artificial limb component
DE3243861C2 (de) * 1982-03-30 1985-10-24 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verbundwerkstoff für Implantate
US4750905A (en) * 1985-07-10 1988-06-14 Harrington Arthritis Research Center Beam construction and method
US4978360A (en) * 1986-03-03 1990-12-18 Zimmer, Inc. Method of manufacturing a composite implant prosthesis
GB2216425B (en) * 1988-03-22 1991-10-16 Bristol Myers Co A bone implant
DE9015708U1 (de) * 1990-11-16 1991-03-28 Sauer, Peter, 8636 Weitramsdorf Montagegerät für das Zusammenstanzen zweier symetrischer Teile

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07501475A (ja) * 1992-03-23 1995-02-16 ハウメディカ・インコーポレーテッド 整形外科学的複合インプラント

Also Published As

Publication number Publication date
DE59004542D1 (de) 1994-03-24
EP0398064B1 (de) 1994-02-09
EP0398064A3 (de) 1991-11-27
US5141521A (en) 1992-08-25
EP0398064A2 (de) 1990-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH034849A (ja) 人工股関節用のシヤフト並びにその製法
US4397048A (en) Reinforced plastics artificial limb component and method for making same
US4750905A (en) Beam construction and method
RU2496638C2 (ru) Способ изготовления детали с полым корпусом из композитного материала
US3713753A (en) Fiber reinforced plastic laminate construction of an airfoil wing type member
CA2419326C (en) Method of making an orthopaedic implant having a porous metal surface
JP2508562B2 (ja) 繊維強化熱可塑性樹脂成形品の製法
US6591708B2 (en) Gear made of fiber reinforced resin and method for manufacturing same
US5397358A (en) Bone implant
WO1998012994A1 (en) Orthopedic device
JPH05507222A (ja) 金属／複合物混成整形外科インプラント
JP2007045393A (ja) 機械部品および該部品の製造方法
JP3307651B2 (ja) 複合材料のリングを具えた外部固定装置
EP2030763A1 (en) Evacuation process for use in a method for producing a composite structure
US6939257B2 (en) Method for manufacturing shaft of stick, and shaft
DE69117977T2 (de) Verfahren zum herstellen von fortschrittlichen verbundkonstruktionen und hergestellte produkte
JPS5820786B2 (ja) 可撓性且つ可捻性の要素の製造法
US5080850A (en) Method and apparatus for forming fiber reinforced articles
JP4347472B2 (ja) 圧縮成形製品を製造するための装置及び方法
KR20170007883A (ko) 중공 타입 복합재의 성형용 몰드 및 중공 타입 복합재의 성형 방법
US5714105A (en) Method of making an endoprosthesis of compact thermoplastic composite material
US20040089976A1 (en) Method and apparatus for constructing an integrally stiffened composite drive shaft
US5013512A (en) Method of manufacturing an elongated structural member
US5310516A (en) Method of making a composite racket
JPH04259530A (ja) 中空ｆｒｐ成形体の製造方法