JPH04226649A - ネック強度の増加した複合大腿部移植片 - Google Patents

ネック強度の増加した複合大腿部移植片

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JPH04226649A
JPH04226649A JP3219717A JP21971791A JPH04226649A JP H04226649 A JPH04226649 A JP H04226649A JP 3219717 A JP3219717 A JP 3219717A JP 21971791 A JP21971791 A JP 21971791A JP H04226649 A JPH04226649 A JP H04226649A
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carbon fibers
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JP3219717A
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Richard A Salzstein
リチャード・エイ・ザルツスタイン
Guy R Toombes
ガイ・アール・トームベス
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BHC LAB Inc
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は股関節補綴において用い
る大腿部移植片（ｉｍｐｌａｎｔ）に関する。特に、本
発明はポリマーマトリックス中の連続炭素繊維の複合ラ
ミナート製の移植片に関する。
【０００２】
【従来の技術および課題】大腿部移植片は、その名称が
示すように、股関節補綴器具において、大腿骨の端部と
交換される。大腿部移植片は、基本的に、大腿骨の近位
部位に形成される腔中に位置する縦長の幹またはシャフ
トと、該シャフトから伸長し、骨盤の股関節の寛骨臼（
窩）と協同するボールにて終わるネックとを有する。 移植片を挿入するために、大腿骨頭を除去し、切断部の
真下の骨中に腔を形成させる。ついで、該移植片のシャ
フトを、例えば、プレスフィット（ｐｒｅｓｓ−ｆｉｔ
）または骨セメントを用いて該腔中に固定する。
【０００３】ポリマーマトリックス中に埋め込まれた炭
素繊維製の移植片を、初期に設計された金属移植片の代
わりに用いた。炭素繊維移植片は、天然骨の剛性により
密接に近似している剛性（すなわち、弾力性）を示すよ
うに設計することができ、該移植片は天然骨より小さい
弾力性を示す移植片よりも不利な作用を有しない。
【０００４】連続炭素繊維の移植片を製造する１つの方
法は、各層中にて炭素繊維を平行態様にて配置した連続
炭素繊維の層を積み重ねることを包含した。該繊維が所
望の方向に配列するように個々の層を積み重ねることに
より、最終移植片の炭素繊維の配向を変えることができ
る。最終生成物は、該繊維を埋め込んだポリマーマトリ
ックスに流れ性を付与するために、該マトリックスを溶
融させることによって製造した。冷却して、該マトリッ
クスを、炭素繊維の種々の層が所望のように配列した複
合ブロックに硬化させた。
【０００５】強度増加が最適結果をもたらすと考えられ
る方向にて、繊維をこれら複合ブロック中に配列させた
。例えば、大部分の繊維をシャフト（すなわち、縦軸）
方向にて配向させることにより、補強がシャフトに沿っ
て得られた。また、ネック軸に沿って、すなわち、縦軸
と角度θで形成される線に沿って繊維を配向させること
により、さらには縦軸に対して角度−θで繊維を供給す
ることにより、補強がネックにおいても得られた。 しかしながら、今まで、シャフト部位をネック部位より
もより強固に補強すべきであると信じられてきた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
生体適合性のあるポリマーマトリックス中の炭素繊維層
製の、縦方向に対して鋭角θでシャフトから伸長するネ
ックを有する縦長のシャフトからなり、各層が単方向性
の炭素繊維を含有し、該層は炭素繊維が縦方向および±
θ方向に配向し、該層の少なくとも５０％が±θ方向に
て均衡を保持するように配置されている、股関節補綴用
の改良された大腿部移植片を提供する。本発明の大腿部
移植片はヒトおよび他の哺乳動物において有用である。
【０００７】本発明によれば、複合器具のシャフト部分
は大腿骨により堅固に支持されているため、該器具はそ
のシャフト部において主たる補強を要しないことがわか
った。事実、幹の弾力性は、骨への応力伝達を可能とし
、骨吸収を妨げるために重要である。他方、該器具のネ
ックは、上部に、大腿骨に対してある角度で突き出てい
る。該ネックは骨によって囲まれていないため、骨支持
体から利益を得ておらず、ネックにおける弾力性は幹に
おけるように重要ではない。したがって、本発明は、許
容されるレベルでシャフトの強度を維持しながら、ネッ
ク部位の強度を最大限とし、シャフト部位に十分の弾力
性を付与することによって、炭素繊維複合構成を利用可
能とする考えを利用している。
【０００８】図１は本発明の好ましい具体例の配向を示
す概略図である。図２は本発明の好ましい具体例の製造
における一段階の分解透視図である。図３は本発明の好
ましい具体例の使用を示す概略図である。
【０００９】本発明によれば、種々の型の炭素繊維が有
用である。かかる繊維は、米国特許第４５１２０３８号
に開示されているように、炭素繊維複合股関節補綴の製
造においてよく知られており、常用されている。ポリマ
ーマトリックスに埋め込まれた炭素繊維層を含有する複
合材料および異なる配向角度の炭素繊維を含有する複合
材料のブロックからなる補綴器具の製造は、米国特許第
４８９２５５２号およびプロク・２３ｒｄ・ナト・シン
プ・エクスヒブ・アドヴ・マト・プロセス・エング（Ｐ
ｒｏｃ．２３ｒｄ　　Ｎａｔ．Ｓｙｍｐ．Ｅｘｈｉｂ．
Ａｄｖ．Ｍａｔ．Ｐｒｏｃｅｓｓ　　Ｅｎｇ．），２５
０頁（１９７８）に開示されているようによく知られて
いる。例えば、炭素繊維トウは、ポリマーマトリックス
溶液を介して延伸する。ついで、被覆繊維をドラム上に
巻きつけてトウの単一層を形成させる。乾燥後、ドラム
上の物質をドラムの長さに沿って切断し、物質の密着層
をシートに解きほぐす。ついで、繊維が矩形体において
所望の角度で配向するように、矩形片を該シートから切
断する。矩形体のスタックが所望の繊維配向を有するよ
うに製造し、それをついで加圧下にて加熱し、複合材料
の単一ブロックを形成させる。
【００１０】本発明に従って複合層を配置する場合、完
成したスタックは均衡および対称を示すことが好ましい
。「均衡」とは、０°方向に対して＋θに配向した繊維
を有する層毎に、−θ方向に配向した繊維を有する層が
あることを意味する。「対称」とは、層のスタックが、
相互に鏡像関係にある半体が２つあることを意味する。 すなわち、該ブロックの第１の半体のスタッキング配列
は第２の半体の裏返しである。好ましくは、各ブロック
は約８０〜１６０層を含有する。
【００１１】図１によれば、本発明の好ましい具体例は
、移植片１が０°方向に配置したシャフト３を有するよ
うに複合材料ブロックを機械加工する。ネック５はシャ
フト３から縦方向に対して角度θで突出している。好ま
しくは、角度θは約２５〜５５°である。したがって、
少なくとも５０％、好ましくは５０〜６０％の数の層が
ネック部位を補強するように均衡をとっている。すなわ
ち、少なくとも５０％の層の半分は、ネック軸に沿って
配向した炭素繊維を含有し、少なくとも５０％の層の半
分は、ネック軸に沿って配向した層と均衡を保持するよ
うに配向した繊維を有する。２０〜３０％の層が、大腿
骨の移植片の縦軸、または０°方向に配向した繊維を有
することが好ましい。
【００１２】図２によれば、ポリマーマトリックスに埋
め込まれた炭素繊維の層群Ａ、ＢおよびＣが均衡のとれ
た配列にて積み重ねられている。Ａ層は、θが２５〜５
５°である±θ方向にて均衡がとれている。Ｂ層は、０
°方向に配向した繊維を有する。Ｃ層は、βが１３〜２
３°、好ましくは１５〜２１°である±β方向にて均衡
がとれている。最終生成物の外形は最先層にて明らかで
ある。ついで、該スタックを型中に置き、加圧下にて加
熱し、個々の繊維層を含有するポリマーマトリックスの
複合ブロックを形成させる。ついで、該複合ブロックを
周知操作に従って機械加工し、前記米国特許第４５１２
０３８号に開示されるような所望の大腿部移植片を形成
させる。
【００１３】該移植片中のポリマーマトリックスの量は
、炭素繊維の間に密着性を付与するのに十分な量であり
、器具における層の数に依存して変化する。好ましくは
、ポリマー含量は、残部を組成する炭素繊維との移植片
の、４０〜６０容量％、さらに好ましくは４２〜４８容
量％と変化する。該ポリマーマトリックスに有用な材料
は、前記米国特許第４８９２５５２号に開示されている
ような生体適合性のあるエンジニアリングサーモプラス
チックである。好ましくは、該ポリマーマトリックスは
医薬グレードのポリスルホン樹脂である。
【００１４】該複合ブロックを製造するのに用いる個々
の層の大きさは、使用する繊維の大きさおよび繊維をど
の程度材料で被覆するかに依存して変化する。好ましく
は、該層は０．１〜０．５ｍｍ厚であり、さらに好まし
くは、０．１５〜０．３５ｍｍである。十分な層を用い
て、大腿部移植片用に十分な寸法長を有する複合ブロッ
クを形成させる。好ましくは、該ブロックは１５〜２５
ｍｍ厚である。
【００１５】図３は、本発明の好ましい具体例の使用を
記載している。移植片１のシャフト３を大腿骨９の腔７
中に固定する。移植片１のネック５を、骨盤の寛骨臼（
図示せず）と協同するように設計されたボール１１に固
定する。該ボールは、公知方法に従って、例えば、チタ
ン−アルミニウム−バナジウムまたはコバルト−クロム
−モリブデンからなる公知の外科手術用合金から製造す
る。ボール１１のスロット１３および移植片のネック５
を、当該分野においてよく知られているように、テーパ
ー（すなわち、モールステーパー（Ｍｏｒｓｅ　ｔａｐ
ｅｒ））を付して合致するように機械加工する。手術の
間に、外科医が大きさおよびネックへのプレスフィット
についてボールを適確に選択する。大腿部移植片を付着
する手術操作は周知である。
【００１６】本発明の大腿部移植片は、さらに、ポリマ
ーマトリックスのカプセル化層を有することが好ましい
。これは、例えば、複合体の回りに配置するための２枚
の純ポリマーシートを真空熱形成することにより実施す
る。真空熱形成は、当業者にとって容易に適用しうる周
知技法である。典型的には、これはシートを成型するに
十分な温度に該ポリマーの２枚のシートを加熱すること
により実施する。ついで、真空にして、該シートを複合
体コアの前面または後面のいずれかとフィルム厚を加え
た寸法の腔中に吸引する。冷却し、該シートを整え、予
備成形体を造る。ついで、実質的にカプセル化層の半分
である各予備成形体からなる一対の予備成形体を複合体
の両面に配置し、型間を加圧し、該複合体をカプセル化
する。有利には、該型がカプセル化層の各側面に表面浮
出しを付与し、大腿骨中に移植片を固定させることを促
進することである。所望により、硫酸バリウムのような
生理学的に許容される放射線不透過性材料を、シートの
約５〜１０重量％にてカプセル化シート中に含有させて
もよい。これにより、Ｘ−線写真による使用の間、該器
具の位置付けをより容易に決定することができる。
【００１７】次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明する。
【実施例】実施例１直径が約７μｍである、約１２００
０本の繊維からなる炭素繊維トウ（ＡＳ４の商品名で、
ハーキュリーズ・インコーポレーテッド（Ｈｅｒｃｕｌ
ｅｓ　Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）より入手可能）を、
塩化メチレン中、ポリスルホン樹脂（アモコ・パーフォ
ーマンス・プロダクツ（Ａｍｏｃｏ　Ｐｅｒｆｏｒｍａ
ｎｃｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から入手可能なＵＤＥＬ　
　ＭＧ１１）の溶液中に沈めたローラーにて延伸し、該
繊維を樹脂で被覆する。該樹脂含浸トウを回転ポリテト
ラフルオロエチレン被覆ドラム（直径１０．０〜１２．
５”および３’長）上に巻きとり、そこにおける隣接す
る０．５”幅のトウストランドを相互に約０．２５”重
ね合わせた連続的シリンダー状シートを形成させる。溶
媒を蒸発させて、該ドラム上の乾燥体をドラム軸に沿っ
て切断し、シートをドラムから取り外し、約０．２５ｍ
ｍ厚の平坦な矩形シートを形成する。該シートから矩形
クーポンを切り取り、矩形長について、０°、＋１８°
、−１８°、＋４０°および−４０°で配向した繊維を
有するクーポンを得る。
【００１８】矩形長が大腿部移植片のシャフト軸、すな
わち、０°方向を示すようにクーポンのスタックを形成
させる。ブロックの底部から出発し、第１のクーポンは
０°軸に関して−１８°に配向した繊維を含有し、それ
に＋１８°配向の繊維含有の層が追随する。第３および
第４の層は、各々、＋４０°および−４０°に配向した
繊維を含有する。第５の層は０°方向に配向した繊維を
含有する。第６の層は＋４０°に、第７の層は−４０°
に、および第８の層は０°に配向している。前記積層配
列を、以下のようなコード付けに従って示す：［−１８
°、＋１８°、＋４０°、−４０°、０°、＋４０°、
−４０°、０°］ｎｓ。「ｓ」は、ブロックがその中央
面に対して対称であり、配列を「ｎ」回繰り返して該ブ
ロックの半分を形成し、ついで該配列を同数の「ｎ」に
ついて裏返すことを意味する。該スタックのクーポンの
総数は、移植片の所望の大きさに依存して、８０〜１６
０個と変化する。
【００１９】クーポンのスタックを１０”×１０”型に
置き、約１００ｐｓｉおよび２９３℃で圧縮成形し、複
合材料のブロックを形成させる。該複合体の縦方向モジ
ュラスは約８ｍｓｉである。コア大腿部移植片を周知技
法を用いて該ブロックから図１の形状に近い形状に機械
加工する。該器具のネックを支持する場合、薄層の５０
％は±４０°層である。ついで、該コアを、予備成形体
の対を適合させる真空熱形成により、およびそれらをコ
アに１９５〜２００℃にて約１１分間圧縮成形すること
により、該繊維を浸漬させるのに用いるのと同一のポリ
スルホン樹脂にてカプセル化する。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、許容されるレベルでシ
ャフトの強度を維持しながら、ネック部位の強度を最大
限とし、シャフト部位に十分の弾力性を付与する改良さ
れた大腿部移植片を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】　　本発明の好ましい具体例の配向を示す概略
図である。
【図２】　　本発明の好ましい具体例の製造における一
段階の分解透視図である。
【図３】　　本発明の好ましい具体例の使用を示す概略
図である。
【符号の説明】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　生体適合性ポリマーマトリックス中の
    炭素繊維層製の、縦方向に対して鋭角θでシャフトから
    伸長するネックを有する縦シャフトからなり、各層が一
    方向性の炭素繊維を含有し、該層が炭素繊維が縦方向お
    よび±θ方向に配向するように配列されている股関節補
    綴用大腿部移植片において、少なくとも５０％の層が±
    θ方向にて均衡をとっている股関節補綴用大腿部移植片
    。
  2. 【請求項２】　　層を対称に配列する請求項１記載の移
    植片。
  3. 【請求項３】　　５０〜６０％の層が±θ方向に配向す
    る請求項１記載の移植片。
  4. 【請求項４】　　２０〜３０％の層が縦方向に配向する
    請求項１記載の移植片。
  5. 【請求項５】　　θが２５〜５５°である請求項１記載
    の移植片。
  6. 【請求項６】　　さらに、縦方向に対して±１３〜２３
    °に配向した炭素繊維の層からなる請求項５記載の移植
    片。
  7. 【請求項７】　　縦方向に配向した炭素繊維を有する層
    の数が、±１３〜２３°方向に配向した炭素繊維を有す
    る層の数と等しい請求項６記載の移植片。
  8. 【請求項８】　　股関節交換手術における大腿部移植片
    使用方法において、大腿部移植片が請求項１記載の大腿
    部移植片である股関節交換手術移植方法。
  9. 【請求項９】　　一方向性の炭素繊維の個々の層を形成
    させ、該炭素繊維が縦方向におよびそれに対して角度±
    θに配向した該層を積み重ね、加圧下、該積層を加熱し
    てマトリックスを融解させ、冷却して複合ブロックを形
    成させ、該ブロックを移植片の形状に機械加工する工程
    からなる大腿部移植片の製造方法において、少なくとも
    ５０％の層が±θ方向にて均衡を保持している層を積み
    重ねることからなることを特徴とする大腿部移植片製造
    方法。
JP3219717A 1990-08-30 1991-08-30 ネック強度の増加した複合大腿部移植片 Pending JPH04226649A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012505723A (ja) * 2008-10-15 2012-03-08 スミス アンド ネフュー インコーポレーテッド 複合材料創内固定器
JP2012532664A (ja) * 2009-07-10 2012-12-20 ミルックス・ホールディング・エスエイ 股関節装置および方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993013733A1 (en) * 1992-01-14 1993-07-22 E.I. Du Pont De Nemours And Company Composite orthopedic implant with modulus variations
US5314492A (en) * 1992-05-11 1994-05-24 Johnson & Johnson Orthopaedics, Inc. Composite prosthesis
US5522904A (en) * 1993-10-13 1996-06-04 Hercules Incorporated Composite femoral implant having increased neck strength
GB9402088D0 (en) * 1994-02-03 1994-03-30 Atomic Energy Authority Uk Fibre reinforced composite artefact
US5609638A (en) * 1994-11-29 1997-03-11 Zimmer, Inc. Reinforced polyethylene for articular surfaces
US5591164A (en) * 1994-12-22 1997-01-07 Zimmer, Inc. External fixation apparatus and system
US5676664A (en) * 1995-11-27 1997-10-14 Zimmer, Inc. Orthopaedic distractor and/or fixator
US5725526A (en) * 1995-11-27 1998-03-10 Zimmer, Inc. Transport carriage for an external fixator
US6299649B1 (en) * 1996-06-22 2001-10-09 Fu-Kuo Chang Unbalanced prosthetic device for providing side-dependent twisting-rotational axial-loading coupling
US5797908A (en) * 1997-02-04 1998-08-25 Bristol-Myers Squibb Company External fixator assembly and clamp therefor
US6228123B1 (en) 1998-08-19 2001-05-08 Depuy Orthopaedics, Inc. Variable modulus prosthetic hip stem
EP1892071B2 (en) * 2003-03-06 2018-06-27 Vestas Wind Systems A/S Method of preparing a pre-form
CA2593789A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 National Research Council Of Canada Implantable biomimetic prosthetic bone
JP5684789B2 (ja) * 2010-03-17 2015-03-18 株式会社ビー・アイ・テック 複合材人工股関節用ステムの構造と製造方法
JP2020511169A (ja) 2017-03-24 2020-04-16 メイヨ フオンデーシヨン フオー メデイカル エジユケーシヨン アンド リサーチ 上腕骨骨格のモデル化法とコンポーネント設計の最適化

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA963746A (en) * 1970-08-06 1975-03-04 Robert F. Hochman Body implant material
AT349620B (de) * 1976-05-13 1979-04-10 Sigri Elektrographit Gmbh Gelenkprothese
DE2753568C2 (de) * 1977-12-01 1985-12-12 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffkörpern
US4411027A (en) * 1979-04-27 1983-10-25 University Of Medicine And Dentistry Of New Jersey Bio-absorbable composite tissue scaffold
US4512038A (en) * 1979-04-27 1985-04-23 University Of Medicine And Dentistry Of New Jersey Bio-absorbable composite tissue scaffold
FR2460658A1 (fr) * 1979-07-10 1981-01-30 Europ Propulsion Prothese d'articulation
FR2515955B1 (fr) * 1981-11-11 1987-11-20 South African Inventions Implant chirurgical
EP0432141A3 (en) * 1984-03-30 1991-08-21 Osteonics Biomaterials, Inc. A femoral stem for permanent implantation into the natural femur
GB8415265D0 (en) * 1984-06-15 1984-07-18 Ici Plc Device
DE3524020A1 (de) * 1985-03-30 1986-10-02 M A N Technologie GmbH, 8000 München Verfahren zur behandlung von knochenersatz-implantaten
US4750905A (en) * 1985-07-10 1988-06-14 Harrington Arthritis Research Center Beam construction and method
US4738681A (en) * 1985-07-10 1988-04-19 Harrington Arthritis Research Center Femoral-joint prosthetic device
US4902297A (en) * 1986-03-03 1990-02-20 Zimmer, Inc. Composite implant prosthesis
US4778469A (en) * 1986-11-04 1988-10-18 Pfizer Hospital Products Group Inc. Method of forming tissue ingrowth surface on surgical implants
US5064439A (en) * 1987-01-20 1991-11-12 Richards Medical Company Orthopedic device of biocompatible polymer with oriented fiber reinforcement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012505723A (ja) * 2008-10-15 2012-03-08 スミス アンド ネフュー インコーポレーテッド 複合材料創内固定器
JP2012532664A (ja) * 2009-07-10 2012-12-20 ミルックス・ホールディング・エスエイ 股関節装置および方法

Also Published As

Publication number Publication date
DK0473503T5 (da) 1999-08-23
DE69129482T2 (de) 1998-11-05
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EP0473503B1 (en) 1998-05-27
US5163962A (en) 1992-11-17
EP0473503A1 (en) 1992-03-04
DK0473503T3 (da) 1999-03-22
ES2116280T3 (es) 1998-07-16
CA2050251A1 (en) 1992-03-01

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