JPH05344986A - 金属製多孔質表層を有する移植片及びその製法 - Google Patents

金属製多孔質表層を有する移植片及びその製法

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JPH05344986A
JPH05344986A JP5004608A JP460893A JPH05344986A JP H05344986 A JPH05344986 A JP H05344986A JP 5004608 A JP5004608 A JP 5004608A JP 460893 A JP460893 A JP 460893A JP H05344986 A JPH05344986 A JP H05344986A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高速且つ再現性のある製造に適する
移植片の提供を目的とする。 【構成】 本移植片はプラスチック本体及びこの本体に
しっかりと固定された金属製多孔質表層を含んで成る。
この移植片はまず多孔質金属構造及びその孔の一部に充
填している可溶性充填材料を有する多孔質モルドインサ
ートを製造することにより作られる。次にこのモルドイ
ンサートをモルドの中に入れ、次いでこのモルド及びこ
のインサートの露出している孔の中にプラスチックを注
入して、移植体を形成し且つこの本体をこのインサート
にしっかり固定させる。次にこの移植片を、この充填材
料を溶かすような溶媒と接触させ、充填されているこの
インサートの部分を露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は多孔質表層を有する移植
片（インプラント）に関する。より詳しくは本発明は、
成形により多孔質表層に移植体を結合せしめることによ
って作られた、多孔質表層を有する移植片に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工器官整形外科用移植片の作製に関し
て、非金属性材料の利用に注目が集まってきている。材
料、例えば熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂複合物、セラミ
ック他は、骨の曲げ剛性によりよく適合し、且つ金属イ
オンに対する患者の暴露をなくすことで利用されてきて
いる。これらの材料は通常経済的な成形加工、例えば射
出成形又は圧縮成形により好適に造形されている。その
他の材料により作製された移植体と同様に、骨の内方生
長（ｂｏｎｅ ｉｎｇｒｏｗｔｈ）又はセメント質指状
突起（ｃｅｍｅｎｔ ｉｎｔｅｒ ｄｉｇｉｔａｔｉｏ
ｎ）を調整するために移植片表層上に多孔質表層を施す
ことが所望される。典型的には、この多孔質表層はワイ
ヤーメッシュ又はじゅず状もしくは小波紋状の表層を含
んで成る。
【０００３】米国特許第４，９７８，３５５号、第４，
９５５，９１１号、第４，８１３，９６０号及び英国特
許出願ＧＢ２，２１６，４２５Ａ号は、熱したワイヤー
メッシュをプラスチック製移植体にプレスするとこによ
りプラスチック製移植片上に多孔質表層を施すことを教
示している。米国第４，９５５，９１１号及びＧＢ２，
２１６，４２５Ａ号はこのメッシュの外孔がプラスチッ
クによって充満されることを防ぐための、ワイヤーメッ
シュ内の氷久固体層を教示している。米国特許第４，７
７８，４６９号はプラスチック製移植片上に模様付き表
層を形成せしめることを教示しており、これは熱した模
様付きプレートをこの移植片表層にプレスし、次いでこ
のプレートを溶かしてプレートにくぼみを残すことによ
る。最後に、米国第４，４７９，２７１号はプラスチッ
ク製移植片をワイヤメッシュへと成形せしめることを教
示する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は高速且
つ再現性のある製造に適している移植片の提供にある。
【０００５】本発明の他の目的は、同時に最終形態へと
形成され且つ多孔質表層に結合させることのできる移植
片の提供にある。
【０００６】本発明の更なる目的は、多孔質表層と移植
体との間に強い定着性を有する移植片の提供にある。
【０００７】本発明の他の目的は製造価格が安い移植片
の提供にある。
【０００８】本発明の更なる他の目的は射出成形によっ
て簡単に製造できる移植片の提供にある。
【０００９】本発明の最後の目的は、安価であり、再現
性があり、且つ多孔質表層と移植体との間に強い定着性
を提供するような移植片を製造するための方法の提供に
ある。
【００１０】簡単に述べると、本発明はプラスチック製
本体、及びこの本体にしっかりと固定されている金属性
の多孔質表層を含んで成る移植片を提供する。この移植
片は、まず多孔質金属構造及びこの孔の一部に充填され
ている可溶性充填材料を有する多孔質成形モルドインサ
ートを製造することにより作られる。次にこのモルドイ
ンサートをモルドの中に入れ、そしてこのモルドの中に
プラスチックを注入して移植体を形成せしめる。次にこ
の移植片にこの充填材料を溶解せしめる溶媒を接触さ
せ、このインサートの充填されている部分を露出させ
る。好ましい態様において、この移植片は金属コアを含
むことができ、これは成形する前にモルドの中に入れて
おく。
【００１１】
【課題を解決するための具体的手段】図１に関して、典
型的な人工器官移植片を大腿骨股関節幹として示す。こ
の股関節幹１は本体２及び多孔質表層３を含む。移植片
を製造するため、多孔質パッド９をまず任意の種々の知
られている方法によって適当な材料から作る。好ましく
はこれはチタニウム及びその合金又はコバルトクロム合
金のような金属ファイバーを含む。これは焼結金属ビー
ズ、焼結セラミック又はその他の適当な多孔質材料より
作られていることもできる。次に図２のａ）に示す多孔
質モルドインサート４を、この多孔質パッド９の一部に
充填材料５を充填することによって作り、これは図２の
ｂ）においてより明確に示す。この充填材料５はアモル
ファスポリマー、例えばポリスルホンであることが好ま
しく、その理由はアモルファスポリマーの加工のし易さ
及び一定の溶媒の中でのその溶解性にある。適当なアモ
ルファスポリマーのその他の例にはポリエーテルスルホ
ン、ホリカーボネート、ポリエーテルイミド及びポリメ
チルメタクリレートが含まれる。いくつかの水溶性ポリ
マー、例えばポリエチレンオキシドも利用できる。この
多孔質材料の中に充填材料を導入する好ましい方法は、
この多孔質材料をこの充填材のガラス転移温度付近で熱
しながらこれら二種類の材料を互いにプレスし合うこと
による。この充填材は調節可能な状態においてこの多孔
質材料の中に進み入るであろう。これらのアモルファス
ポリマーは熱に非常に安定であり、且つガラス転移相を
示すため、これらは無秩序にこの多孔質材料の中に流入
するのではなく、所望する深さへと押し出されるであろ
う。例えば、もし厚さ０．０１６インチのポリスルホン
フィルムを多孔率５０％のパッドに完全にプレスした
ら、これは高い度合いの再現性を伴って約０．０３２イ
ンチの深さにまで侵入するであろう。この充填剤は、多
孔質材料をその最終形態へと成形せしめる前後でこの多
孔質材料に組込むことができる。本例においては、この
多孔質材料を所望の形態に切り、インサートを形成する
ために充填材を包埋し、次いで（所望するならば）その
最終形態へと折り曲げている。このインサートは穴１０
を含んでおり、これは例えばこの穴１０にかみ合うよう
にモルドから伸びているピンにより、このモルドの中に
このインサートが位置づけられ且つ固定されるのに役立
つ。
【００１２】この多孔質表層モルドインサートを次に、
図３に示す通り、モルドキャビティーに連絡したいくつ
かの未充填孔を有する適当な半モルド６に入れる。対応
の半モルドは示していない。本体材料も適当な熱及び圧
力のもとでこのモルドの中に導入して移植体を形成させ
且つこのインサートと組合わせる。射出成形、圧縮成形
及び注型を含む種々の成形技術が利用できる。しかしな
がら、射出成形を利用することが好ましい。安定な充填
材料は、このインサートの充填された孔にこの本体材料
が侵入することを防ぐが、この本体に対するインサート
のしっかりとした固定を樹立するよう、保護されていな
い孔にそれがしみ込むことが可能である。好ましくは、
この本体材料は半結晶ポリマー、例えばポリエーテルエ
ーテルケトンである。半結晶ポリマーは、その強さ、加
工のし易さ、及び一般の溶媒における不溶性に起因して
所望される。その他の適当な半結晶ポリマーにはポリア
リールエーテルケトン及びポリフェニリンスルフィドが
含まれる。好都合には、カーボンファイバー又はその他
の補強剤をこの本体材料の中に含ませることができる。
図４はモルドから取り出した成形移植片７を示す。最後
に、この充填材料をこの多孔質材料から除去する。上記
の好ましい態様において、塩化メチレン、メチルエチル
ケトン又はアセトンのような溶媒が、この半結晶ポリマ
ーに悪影響を及ぼすことなくこのアモルファスポリマー
充填剤を溶かすことができる。
【００１３】以上にて本発明の典型的且つ好ましい態様
を説明してきたが、変更が可能である。例えば、この材
料及び方法は身体のあらゆる部分に適する多孔質表層を
有する移植片を製造するために用いられうる。更に、本
体を成形する前にこのモルドの中にその他の構造体を含
ませることができる。このような構造体には固体及び複
合コア、固定ピン、及び中空インサートが含まれる。本
例において、金属製コア８を二つのインサートの間でこ
のモルドの中に入れている。このコア８はネック１１、
ステム１２及びボタン１３を有する。このネック１１と
ボタン１３はこのモルド６とかみ合ってシールを形成
し、従って注入された材料がその表層を覆うことを防
ぐ。更に多孔質パッドを上記の方法を利用して実質的に
完全に形成された移植片に結合させることができ、この
場合、インサートを部分的に充填させ、そしてこのイン
サートとこの移植片の間に流体材料を導入し、従ってこ
の流体材料の固形化に基づいて、この流体材料はインサ
ートが包埋され、且つ充填剤が除去されうるような本体
の表層が形成される。更には、この多孔質表層は好都合
には例に示す通りこの本体の実質的に全てを覆っていて
よく、又は特定の用途に適するようにこの本体の一部分
のみを覆っていることができることが理解されるであろ
う。最後に、この充填材料が一定の状態においてこの多
孔質材料の中に合体することができ、且つこの本体が形
成される加工環境にかけられる際にこの充填材料が安定
である限り、この本体及び充填材料に関してその他の材
料が利用されうる。この加工環境は温度、圧力、化学的
反応性及び機械的力のような条件によって決定される。
更に、この充填剤はこの本体に悪影響を及ぼすことなく
除去されるべきである。射出及び圧縮成形の場合、この
本体材料が成形される温度及び圧力にて、この温度及び
圧力が維持されている期間の間、この充填材料が安定で
あることが必要である。例えばエポキシ又は溶解材料に
よる注型の場合、この充填剤は適当な溶剤の利用によ
り、溶融により、又はその他の手段によって除去されう
る。これらのどの方法においても、この充填材料は機械
的手段により、同様に化学的又は熱的手段により除去さ
れうる。
【００１４】以上の改良等は本発明の範囲を逸脱するこ
となく好ましい態様となりうることが当業者に理解され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関する典型的な骨移植片の透視図。
【図２】ａ）典型的な多孔質パッドの透視図であり、そ
の孔は部分的に充填されてモルドインサートを形成して
いる。 ｂ）ａの円内の詳細図。
【図３】典型的な移植片及びモルドの分解透視図。
【図４】多孔質表層に充填材料が包埋されている多孔質
表層を有する本発明に関する典型的な骨移植片の透視
図。
【符号の説明】
１…股関節幹 ２…本体 ３…多孔質表層 ４…多孔質モルドインサート ５…充填材料 ６…半モルド ７…移植片 ８…金属コア ９…多孔質パッド １０…穴 １１…ネック １２…ステム １３…ボタン

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移植片であって：加工環境の中で形成さ
    れた本体；この本体の表層に結合している多孔質インサ
    ート；及びこの多孔質材料の中に包埋されている充填剤
    を含んで成り、 ここでこの充填材料は、この本体を形成せしめる加工環
    境に暴露されたときに、予め決定された期間にわたり安
    定であることを特徴とする移植片。
  2. 【請求項２】 充填材料が、この本体の機械的特性に悪
    影響を及ぼすことのない手段によってこの多孔質インサ
    ートから除去されうる、請求項１に記載の移植片。
  3. 【請求項３】 充填材料がこの本体よりも溶媒の中でよ
    り可溶性である、請求項２に記載の移植片。
  4. 【請求項４】 移植片であって：プラスチックを含む本
    体；この本体に結合している多孔質材料；及びこの多孔
    質材料の中に包埋されているプラスチック製充填材料を
    含んで成る移植片。
  5. 【請求項５】 本体が、射出成形可能な材料より形成さ
    れ、そしてこの本体を射出成形可能な温度及び圧力にて
    この充填剤が安定である、請求項４に記載の移植片。
  6. 【請求項６】 本体が半結晶ポリマーを含み、そして充
    填材料がアモルファスポリマーを含む、請求項４に記載
    の移植片。
  7. 【請求項７】 本体が、ポリアリールエーテルケトン、
    ポリエーテルエーテルケトン及びポリフェニリンスルフ
    ィドより成る群から選ばれるポリマーを含む、請求項５
    に記載の移植片。
  8. 【請求項８】 充填材料がポリスルホン、ポリエーテル
    スルホン、ポリカーボネート及びポリメチルメタクリレ
    ートより成る群から選ばれるポリマーを含む、請求項４
    に記載の移植片。
  9. 【請求項９】 多孔質材料が金属構造体を含んで成る、
    請求項４に記載の移植片。
  10. 【請求項１０】 金属構造体がチタン、チタン合金及び
    コバルトクロムスチールより成る群から選ばれる金属を
    含む、請求項９に記載の移植片。
  11. 【請求項１１】 金属構造がワイヤー及び焼結ビーズよ
    り成る群から選ばれる部品を含む、請求項９に記載の移
    植片。
  12. 【請求項１２】 本体及び多孔質表層を有する移植片を
    製造するための方法であって、以下の段階：モルドの中
    に多孔質インサートを置き（ここでこのインサートはそ
    の孔の一部が充填材料によって充填されている）、そし
    てこのモルドの中でこの移植片の本体を成形することを
    含んで成る方法。
  13. 【請求項１３】 移植片の本体を成形した後に、このイ
    ンサートからこの充填材料を除去する段階を更に含んで
    成る、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 溶融、溶解及び機械的追い出しより成
    る群から選ばれる手法において充填材料を除去する、請
    求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 本体及び多孔質表層を有する移植片を
    製造するための方法であって、以下の段階：多孔質材料
    のいくらかの孔の中にアモルファスポリマーを導入する
    ことによって多孔質インサートを形成し；モルドの中に
    この多孔質インサートを置き；このモルドの中に半結晶
    ポリマーを注入し；溶媒の中でこのアモルファスポリマ
    ーを溶かすことを含んで成る方法。
  16. 【請求項１６】 アモルファスポリマーがポリスルホ
    ン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート及びポリ
    メチルメタクリレートより成る群から選ばれる、請求項
    １５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 半結晶ポリマーが、ポリエーテルエー
    テルケトン、ポリアリールエーテルケトン及びポリフェ
    ニリンスルフィドより成る群から選ばれる、請求項１５
    に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 溶媒が塩化メチレン、メチルエチルケ
    トン及びアセトンより成る群から選ばれる、請求項１５
    に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 多孔質材料を熱し、その間に充填材料
    をこの多孔質材料にプレスする、請求項１５に記載の方
    法。
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