KR102606691B1 - Artificial Joints with Porous Layers and Molding Method thereof - Google Patents
Artificial Joints with Porous Layers and Molding Method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR102606691B1 KR102606691B1 KR1020160071299A KR20160071299A KR102606691B1 KR 102606691 B1 KR102606691 B1 KR 102606691B1 KR 1020160071299 A KR1020160071299 A KR 1020160071299A KR 20160071299 A KR20160071299 A KR 20160071299A KR 102606691 B1 KR102606691 B1 KR 102606691B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- porous layer
- bone
- layer
- forming
- bonding
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims abstract description 41
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 claims description 12
- 230000008468 bone growth Effects 0.000 claims description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- 239000000602 vitallium Substances 0.000 description 14
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical group [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000001097 osteosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
-
- 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
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/3092—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth having an open-celled or open-pored structure
-
- 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
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/30929—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth having at least two superposed coatings
-
- 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
- A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
- A61F2002/3093—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth for promoting ingrowth of bone tissue
-
- 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
- A61F2002/30971—Laminates, i.e. layered products
-
- 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
- A61F2002/30985—Designing or manufacturing processes using three dimensional printing [3DP]
Abstract
본 발명은 다공성층이 형성된 인공관절 및 그 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정형외과용 보철물에서 환자의 뼈와 직접적으로 접촉하는 부분인 골접합면과; 내부에 공극이 형성된 다공성층과; 상기 골접합면과 다공성층 사이에 삽입되어 이종금속의 접합을 유도하도록 상기 골접합면의 구성 성분과 동일한 구성 성분을 적어도 하나 이상 포함하는 연결층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다공성층이 형성된 인공관절에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial joint with a porous layer and a method of forming the same, and more specifically to an osteosynthesis surface, which is the part of an orthopedic prosthesis that directly contacts the patient's bone; a porous layer with voids formed therein; An artificial artificial layer with a porous layer, characterized in that it includes a connecting layer that is inserted between the osteointegration surface and the porous layer and includes at least one component identical to the component of the osteointegration surface to induce bonding of dissimilar metals. It's about joints.
Description
본 발명은 다공성층이 형성된 인공관절 및 그 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정형외과용 보철물에서 환자의 뼈와 직접적으로 접촉하는 부분인 골접합면과; 내부에 공극이 형성된 다공성층과; 상기 골접합면과 다공성층 사이에 삽입되어 이종금속의 접합을 유도하도록 상기 골접합면의 구성 성분과 동일한 구성 성분을 적어도 하나 이상 포함하는 연결층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다공성층이 형성된 인공관절에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial joint with a porous layer and a method of forming the same, and more specifically to an osteosynthesis surface, which is the part of an orthopedic prosthesis that directly contacts the patient's bone; a porous layer with voids formed therein; An artificial artificial layer with a porous layer, characterized in that it includes a connecting layer that is inserted between the osteointegration surface and the porous layer and includes at least one component identical to the component of the osteointegration surface to induce bonding of dissimilar metals. It's about joints.
본 발명의 목적은, 이종금속으로 이루어진 인공관절의 골접합면과 내부에 공극이 형성된 다공성층 간의 결합을, 골접합면의 구성 성분과 동일한 구성 성분을 적어도 하나 이상 포함한 연결층을 통해 유도하여, 이종금속 간의 결합을 용이하도록 하는 것이다.The purpose of the present invention is to induce bonding between the osteointegration surface of an artificial joint made of dissimilar metal and the porous layer with voids formed therein through a connection layer containing at least one component identical to that of the osteointegration surface, This is to facilitate bonding between dissimilar metals.
본 발명의 다른 목적은, 이종금속으로 이루어진 골접합면과 다공성층 사이에 연결층을 배치하고 열과 압력을 가함으로써, 다공성층이 형성된 인공관절을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an artificial joint in which a porous layer is formed by placing a connection layer between an osteosynthesis surface made of a different metal and a porous layer and applying heat and pressure.
본 발명의 또 다른 목적은, 다공성층이 형성된 인공관절을 제공함으로써, 이식된 인공관절과 환자의 뼈 사이의 자생적인 골 성장을 촉진시켜 인공관절이 환자의 뼈로부터 탈락되는 것을 방지하는 것이다. Another object of the present invention is to prevent the artificial joint from falling off from the patient's bone by providing an artificial joint with a porous layer, thereby promoting spontaneous bone growth between the implanted artificial joint and the patient's bone.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.In order to achieve the above-described object, the present invention is implemented by an embodiment having the following configuration.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 정형외과용 보철물에서 환자의 뼈와 직접적으로 접촉하는 부분인 골접합면과; 내부에 공극이 형성된 다공성층과; 상기 골접합면과 다공성층 사이에 결합되어 이종금속의 접합을 유도하도록 상기 골접합면의 구성 성분과 동일한 구성 성분을 적어도 하나 이상 포함하는 연결층을; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment of the present invention, the present invention includes an osteosynthesis surface, which is a part of an orthopedic prosthesis that is in direct contact with the patient's bone; a porous layer with voids formed therein; A connecting layer that is bonded between the bone bonding surface and the porous layer and includes at least one component identical to that of the bone bonding surface to induce bonding of dissimilar metals; It is characterized by including.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 정형외과용 보철물을 제공하는 모재제공단계와; 내부에 공극을 형성하여 골 성장을 촉진하는 구조의 다공성층을 만드는 다공성층형성단계와; 골접합면과 다공성층 사이에 위치하여 이종금속의 접합을 유도하는 연결층을 형성하는 연결층형성단계와; 상기 골접합면과 상기 다공성층 사이에 상기 연결층을 배치하고 열과 압력을 가하여 이종금속으로 이루어진 골접합면과 다공성층을 결합하는 히핑단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention includes the step of providing a base material for providing an orthopedic prosthesis; A porous layer forming step of creating a porous layer with a structure that promotes bone growth by forming pores inside; A connection layer forming step of forming a connection layer located between the bone bonding surface and the porous layer to induce bonding of dissimilar metals; A hipping step of placing the connecting layer between the bone bonding surface and the porous layer and applying heat and pressure to combine the bone bonding surface made of a different metal and the porous layer; It is characterized by including.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can achieve the following effects by combining the above-mentioned embodiment with the configuration, combination, and use relationship described below.
본 발명은, 이종금속으로 이루어진 인공관절의 골접합면과 내부에 공극이 형성된 다공성층 간의 결합을, 골접합면의 구성 성분과 동일한 구성 성분을 적어도 하나 이상 포함한 연결층을 통해 유도하여, 이종금속 간의 결합을 용이하도록 하는 효과를 도출한다.The present invention induces bonding between the osteointegration surface of an artificial joint made of a different metal and a porous layer with pores formed therein through a connecting layer containing at least one component identical to that of the osteointegration surface, It has the effect of facilitating the combination between the two.
본 발명은, 이종금속으로 이루어진 골접합면과 다공성층 사이에 연결층을 배치하고 열과 압력을 가함으로써, 다공성층이 형성된 인공관절을 제공하는 효과가 있다.The present invention has the effect of providing an artificial joint with a porous layer formed by arranging a connection layer between an osteosynthesis surface made of a different metal and a porous layer and applying heat and pressure.
본 발명은, 다공성층이 형성된 인공관절을 제공함으로써, 이식된 인공관절과 환자의 뼈 사이의 자생적인 골 성장을 촉진시켜 인공관절이 환자의 뼈로부터 탈락되는 것을 방지하는 효과를 가진다. The present invention provides an artificial joint with a porous layer, which has the effect of preventing the artificial joint from falling off from the patient's bone by promoting spontaneous bone growth between the implanted artificial joint and the patient's bone.
도 1은 본 발명인 모재에 관한 도면.
도 2는 다공성층이 형성된 인공관절에 관한 도면.
도 3은 연결층에 결합되는 리브에 관한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 다공성층이 형성된 인공관절 성형방법에 관한 도면.
도 5는 도 4의 모재제공단계에 관한 도면.
도 6은 도 4의 다공성층형성단계에 관한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예인 다공성층이 형성된 인공관절 성형방법에 관한 도면.
도 8은 참고도.1 is a drawing of the base material of the present invention.
Figure 2 is a diagram of an artificial joint in which a porous layer is formed.
Figure 3 is a view of a rib coupled to a connecting layer.
Figure 4 is a diagram of a method for forming an artificial joint with a porous layer, which is an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram relating to the base material provision step of Figure 4.
Figure 6 is a diagram relating to the porous layer forming step of Figure 4.
Figure 7 is a diagram of a method for forming an artificial joint with a porous layer, which is another embodiment of the present invention.
Figure 8 is a reference diagram.
이하에서는 본 발명에 따른 다공성층이 형성된 인공관절 및 그 성형방법의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.Hereinafter, preferred embodiments of an artificial joint with a porous layer and a method for forming the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, if a detailed description of a known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Unless otherwise specified, all terms in this specification have the same general meaning as understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, and if there is a conflict with the meaning of the terms used in this specification, this specification Follow the definitions used in the specification.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명인 다공성층이 형성된 인공관절(1)은 골접합면(101)을 가진 모재(10), 다공성층(30), 연결층(50)을 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the
상기 모재(10)는, 견관절, 슬관절, 족관절 치환 수술 등에 사용되는 정형외과용 보철물에 해당하며, 상기 골접합면(101)은 상기 모재(10)에서 환자의 뼈와 직접적으로 접촉하는 부분을 말한다. 상기 정형외과용 보철물은 다양한 재료를 가지고 구성될 수 있으나, 바람직하게는 코발트-크롬-몰리브덴합금(CoCrMo)으로 형성될 수 있다. 상기 정형외과용 보철물은 코발트-크롬-몰리브덴합금(CoCrMo) 등을 재료로 하여 원하는 형태로 주조된 뒤(Casting), 열처리(Heat Treatment)과정을 거치고, 기계가공(Machining/Grinding)을 하며, 블라스팅(Blasting), 연마(Polishing) 등의 공정을 거쳐 형성된다. 예를 들어 상기 정형외과용 보철물이 슬관절 치환수술에 사용되는 경골요소일 경우, 상기 경골요소는 경골의 근위부 말단에 이식이 되며, 이때 도 1에 도시된 바와 같이 경골요소의 베이스플레이트 하측면이 환자의 뼈에 접하는바, 이 부분이 골접합면(101)이 된다.The
상기 다공성층(30)은, 내부에 공극(31)을 형성하는 3차원적 구조를 가지며 상기 공극(31)의 형태와 관련하여 특별한 제한을 두지 않는다. 상기 다공성층(30)을 구성하는 재료에 관하여 이를 어느 특정 개념으로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 티타늄(Ti)이 될 수 있다. The
상기 다공성층(30)은 티타늄(Ti) 파우더 또는 티타늄(Ti)을 기본으로 한 합금 파우더 등을 사용하여 3D 프린팅 방법 등을 통해 형성될 수 있다. 3D 프린팅 방법과 관련하여 이를 어느 특정 방식으로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 고에너지원(레이저나 전자빔 등)으로 원소재를 녹여 부착시키는 DED(Directed Energy Deposition)방식 또는 가루형태의 모재 위에 고에너지빔(레이저나 전자빔 등)을 주사하며 조사해 선택적으로 결합시키는 PBF(Powder Bed Fusion)방식이 사용될 수 있다. 상기 다공성층(30)은 3D 프린팅 등을 거친 후 세척(Cleaning) 등의 후처리(Post-Process)공정을 통해 완성되게 된다.The
상기 연결층(50)은 상기 골접합면(101)과 다공성층(30) 사이에 위치하여 이종금속의 접합을 유도하는 구성으로, 바람직하게는 상기 골접합면(101)의 구성 성분과 동일한 구성 성분을 적어도 하나 이상 포함하도록 구성된다.The connecting
전술한 내용에 의하면 상기 골접합면(101)은 바람직하게는 코발트-크롬-몰리브덴합금(CoCrMo)으로 구성될 수 있고, 상기 다공성층(30)은 바람직하게는 티타늄(Ti)으로 구성될 수 있는바, 서로 다른 금속으로 구성된 골접합면(101)과 다공성층(30) 간에는 접합이 어렵게 된다. 따라서 상기 연결층(50)이 골접합면(101)의 구성성분 가운데 적어도 하나 이상의 동일한 성분을 갖도록 구성함으로써, 상기 골접합면(101) 하측에 연결층(50)을 대고, 상기 연결층(50) 밑에 다공성층(30)을 두어 후술한 히핑단계를 거치게 되면, 연결층(50)이 녹으면서 상기 골접합면(101)과 다공성층(30)의 결합을 유도하게 된다.According to the above-mentioned information, the
상기 연결층(50)을 특정한 재료로 한정하는 것은 아니지만, 코발트-크롬-몰리브덴합금(CoCrMo)의 골접합면(101)을 가진 모재(10)의 한 성분인, 바람직하게는 몰리브덴(Molybdenum) 성분의 Lamina Film 또는 Metal Foil이 될 수 있다. 상기 Lamina Film은 mono(0.01~0.3μm), poly(0.3~10μm)로 구성됨이 바람직할 수 있다. 또한 상기 연결층(50)이 후술할 히핑단계를 통해 상기 골접합면(101)과 다공성층(30)을 접합시키기 이전에 가고정이 가능하도록, 접착제 등을 사용하여 상기 골접합면(101)과 다공성층(30) 사이에 일시적인 접합이 가능하도록 구성될 수 있다.The connecting
이하에서는 전술한 다공성층이 형성된 인공관절(1)의 성형방법에 관하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the method of forming the
본 발명의 일 실시예인 다공성층이 형성된 인공관절(1)의 성형방법은 모재제공단계(S1), 다공성층형성단계(S2), 연결층형성단계(S3), 히핑단계(S4), 블라스팅단계(S5), 세척살균단계(S6)를 포함한다.The method of forming an artificial joint (1) with a porous layer, which is an embodiment of the present invention, includes a base material providing step (S1), a porous layer forming step (S2), a connecting layer forming step (S3), a hipping step (S4), and a blasting step. (S5), including a washing and sterilizing step (S6).
상기 모재제공단계(S1)는 다공성층이 형성되지 않은 정형외과용 보철물을 제공하는 단계로, 전술한 바에 의하면 상기 정형외과용 보철물은 바람직하게는 코발트-크롬-몰리브덴합금(CoCrMo)으로 형성될 수 있다. 이러한 상기 모재제공단계(S1)는 주조단계(S11), 열처리단계(S13), 기계가공단계(S15), 블라스팅단계(S17), 연마단계(S19)를 포함한다. The base material providing step (S1) is a step of providing an orthopedic prosthesis in which a porous layer is not formed. According to the above, the orthopedic prosthesis may preferably be formed of cobalt-chromium-molybdenum alloy (CoCrMo). there is. This base material provision step (S1) includes a casting step (S11), a heat treatment step (S13), a machining step (S15), a blasting step (S17), and a polishing step (S19).
상기 주조단계(S11)는 바람직하게는 코발트-크롬-몰리브덴합금(CoCrMo)을 사용해 원하는 형태의 정형외과용 보철물을 제작하는 과정을 말하고, 상기 열처리단계(S13)는 주조되어 나온 정형외과용 보철물을 가열, 냉각하여 굳히는 작업 등을 통해 주조되어 나온 정형외과용 보철물의 기계적 성질을 변화시키는 과정을 말한다. 상기 기계가공단계(S15)는 열처리단계를 거친 정형외과용 보철물을 기계 등을 사용하여 다듬는 과정이며, 상기 블라스팅단계(S17)는 기계가공을 마친 정형외과용 보철물의 표면에 부착된 불순물, 금속 산화물 등을 제거하는 과정을 말한다. 상기 연마단계(S19)는 블라스팅과정을 거친 정형외과용 보철물의 거친 표면을 연마재를 사용하여 매끄럽게 하는 과정을 말한다.The casting step (S11) refers to a process of manufacturing an orthopedic prosthesis of a desired shape, preferably using cobalt-chromium-molybdenum alloy (CoCrMo), and the heat treatment step (S13) refers to a process of manufacturing an orthopedic prosthesis of a desired shape. This refers to the process of changing the mechanical properties of a cast orthopedic prosthesis through heating, cooling, and hardening. The machining step (S15) is a process of polishing the orthopedic prosthesis that has undergone the heat treatment step using a machine, etc., and the blasting step (S17) is a process of removing impurities and metal oxides attached to the surface of the orthopedic prosthesis that has been machined. This refers to the process of removing the back. The polishing step (S19) refers to a process of smoothing the rough surface of an orthopedic prosthesis that has undergone a blasting process using an abrasive.
상기 다공성층형성단계(S2)는 내부에 공극(31)을 형성하여 자생적인 골 성장을 촉진하는 구조인 다공성층(30)를 만드는 단계로, 상기 다공성층(30)을 구성하는 재료에 관하여 이를 어느 특정 개념으로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 상기 다공성층(30)의 구성 재료는 티타늄(Ti)이 될 수 있다. 이러한 상기 다공성층형성단계(S2)는 파우더제공단계(S21), 3D프린팅단계(S23), 후처리단계(S25)를 포함한다.The porous layer forming step (S2) is a step of creating a
상기 파우더제공단계(S21)는 후술할 3D프린팅단계(S23)에서 사용될 파우더를 공급하는 단계로, 파우더의 종류에 대해 이를 특정 개념으로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 티타늄(Ti) 파우더 또는 티타늄(Ti)을 기본으로 한 합금 파우더가 사용될 수 있다.The powder providing step (S21) is a step of supplying powder to be used in the 3D printing step (S23) to be described later. The type of powder is not limited to a specific concept, but is preferably titanium (Ti) powder or titanium ( An alloy powder based on Ti) may be used.
상기 3D프린팅단계(S23)는 제공받은 파우더를 통해 바람직하게는 고에너지원(레이저나 전자빔 등)으로 원소재를 녹여 부착시키는 DED(Directed Energy Deposition)방식 또는 가루형태의 모재 위에 고에너지빔(레이저나 전자빔 등)을 주사하며 조사해 선택적으로 결합시키는 PBF(Powder Bed Fusion)방식을 사용해 다공성층(30)의 3차원 구조를 형성하는 과정을 말한다.The 3D printing step (S23) is performed using a DED (Directed Energy Deposition) method, which melts and attaches the raw material using a high-energy source (such as a laser or electron beam) using the provided powder, or a high-energy beam (laser) method on the base material in powder form. This refers to the process of forming the three-dimensional structure of the
상기 후처리단계(S25)는 상기 3D프린팅단계(S23)를 통해 만들어진 다공성층(30)을 세척(Cleaning)하는 등, 정형외과용 보철물에 결합 사용할 수 있도록 하는 모든 후처리(Post-Process)공정을 가리킨다.The post-processing step (S25) is all post-processing processes that enable it to be used in combination with an orthopedic prosthesis, such as cleaning the
상기 연결층형성단계(S3)는 상기 골접합면(101)과 다공성층(30) 사이에 위치하여 이종금속의 접합을 유도하는 연결층(50)을 형성하는 단계로, 상기 연결층(50)을 특정한 재료로 한정하는 것은 아니지만, 코발트-크롬-몰리브덴합금(CoCrMo)의 골접합면(101)을 가진 모재(10)의 한 성분인, 바람직하게는 몰리브덴(Molybdenum) 성분의 Lamina Film 또는 Metal Foil이 될 수 있다. 상기 Lamina Film은 mono(0.01~0.3μm), poly(0.3~10μm)로 구성됨이 바람직하다.The connection layer forming step (S3) is a step of forming a
상기 히핑단계(S4)는 골접합면(101)과 다공성층(30) 사이에 상기 연결층(50)을 배치하고 열과 압력을 가하여 상기 연결층(50)이 골접합면(101) 및/또는 다공성층(30)에 융합되어 이종금속으로 이루어진 골접합면(101)과 다공성층(30)을 결합하도록 하는 과정을 말한다. 바람직하게는 상기 히핑단계(S4)에서의 온도는 900~1260℃, 압력은 100~500MPa가 될 수 있다. The hipping step (S4) places the connecting
상기 블라스팅단계(S5)는 상기 히핑단계(S4) 이후에 다공성층이 형성된 인공관절(1)의 표면에 부착된 불순물, 금속 산화물 등을 제거하는 과정을 가리킨다. 상기 블라스팅단계(S7)에서는 Ice-blasting 또는 Deburring이 이용될 수 있다.The blasting step (S5) refers to a process of removing impurities, metal oxides, etc. attached to the surface of the artificial joint 1 on which the porous layer is formed after the hipping step (S4). Ice-blasting or deburring may be used in the blasting step (S7).
상기 세척살균단계(S6)는 상기 골접합면(101)에 상기 연결층(50)을 통해 다공성층(30)을 형성한 인공관절(1)의 표면을 세척하고, 이를 살균하는 과정을 말한다. 세척과 살균 방식과 관련하여 이를 특정 개념으로 한정하는 것은 아니며, 공지된 또는 공지될 다양한 개념이 포함될 수 있다.The washing and sterilizing step (S6) refers to a process of washing and sterilizing the surface of the artificial joint 1 on which the
본 발명의 다른 실시예인 다공성층이 형성된 인공관절(1)의 성형방법은 모재제공단계(S10), 다공성층형성단계(S20), 연결층형성단계(S30), 히핑단계(S40), 리브형성단계(S50), 가결합단계(S60), 블라스팅단계(S70), 세척살균단계(S80)를 포함한다. 전술한 내용과의 중복을 피하고자 이하에서는 추가적으로 구성된 리브형성단계(S50), 가결합단계(S60)에 관하여 설명하고자 한다.The method of forming an artificial joint (1) with a porous layer, which is another embodiment of the present invention, includes a base material providing step (S10), a porous layer forming step (S20), a connecting layer forming step (S30), a hipping step (S40), and a rib forming step. It includes a step (S50), a temporary bonding step (S60), a blasting step (S70), and a washing sterilization step (S80). In order to avoid duplication with the above-described content, the additional rib forming step (S50) and temporary bonding step (S60) will be described below.
상기 리브형성단계(S50)는, 다공성층(30)의 일측에 결합되어 골접합면(101)과 다공성층(30)의 완전 접합이 이루어지기 전에 다공성층(30)을 지지함으로써 상기 다공성층(30)의 뒤틀림 등을 방지하는 리브(70)를 형성하는 단계이다. The rib forming step (S50) is bonded to one side of the
상기 리브(70)는, 상기 다공성층(30)의 일측에 결합되는 구성으로 골접합면(101)과 다공성층(30)의 완전 접합이 이루어지기 전에 다공성층(30)을 지지하여 상기 다공성층(30)의 뒤틀림 등을 방지하는 구성이다. 상기 리브(70)와 다공성층(30)과의 결합 방식과 관련하여 다양한 방식이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 프레싱(Pressing) 또는 집게 등의 기계적인 후킹(Hooking) 등에 의해 결합될 수 있다. The
상기 리브(70)의 형상과 관련하여 상기 리브(70)는 상기 다공성층(30)이 골접합면(101)에 완전 결합되기 전 이를 지지하는 것인바, 상기 다공성층(30)의 일측면과 상보적인 형상의 평면형태를 가지는 것이 바람직하다. 상기 리브(70)는 전체적으로 솔리드(Solid)하게 구성될 필요는 없고 내측에 다수의 관통공(71)을 형성할 수 있다. 도 2를 참고하면, 도 2는 리브(70)의 일 실시예로, 본 실시예에 따라 리브(70)의 내측은 격자형태로 구성될 수 있다. 상기 연결층(50)은 후술할 히핑단계에서 골접합면(101)과 다공성층(30)에는 흡수되나, 상기 리브(70)에는 흡수되지 않는바, 후술할 히핑단계가 끝나면 상기 리브(70)는 다공성층(30)으로부터 제거될 수 있다. 즉, 상기 리브(70)는 히핑단계가 끝나기 전까지 다공성층(30)을 지지해줌으로써 상기 연결층(50)을 통해 골접합면(101)에 다공성층(30)이 올바르게 결합될 수 있도록 한다.In relation to the shape of the
상기 가결합단계(S60)는, 상기 모재제공단계(S10)를 통해 제공된 정형외과용 보철물에 다공성층(30)을 결합하기 위하여, 상기 다공성층형성단계(S20), 상기 연결층형성단계(S30), 상기 리브형성단계(S50)를 통해 제공되는 다공성층(30), 연결층(50), 리브(70)를 골접합면(101)과 가결합하는 과정을 가리킨다.The temporary bonding step (S60) is to bond the
상기 골접합면(101)과 다공성층(30) 사이에는 연결층(50)을 놓고, 상기 다공성층(50)은 리브(70)에 의해 지지되도록 위치시키고 이들이 정위치에서 벗어나지 않도록 가고정을 하게 된다. 이를 위해 상기 가결합단계(S60)에서는 접착제 또는 집게 등이 사용될 수 있다.A connecting
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The above detailed description is illustrative of the present invention. Additionally, the foregoing is intended to illustrate preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications can be made within the scope of the inventive concept disclosed in this specification, a scope equivalent to the written disclosure, and/or within the scope of technology or knowledge in the art. The written examples illustrate the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required for specific application fields and uses of the present invention are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention above is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. Additionally, the appended claims should be construed to include other embodiments as well.
10: 모재 30: 다공성층
50: 연결층 70: 리브
S1: 모재제공단계 S2: 다공성층형성단계
S3: 연결층형성단계 S4: 히핑단계
S5: 블라스팅단계 S6: 세척살균단계10: base material 30: porous layer
50: connecting layer 70: rib
S1: Base material provision step S2: Porous layer formation step
S3: Connection layer formation step S4: Heaping step
S5: Blasting step S6: Washing sterilization step
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160071299A KR102606691B1 (en) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Artificial Joints with Porous Layers and Molding Method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160071299A KR102606691B1 (en) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Artificial Joints with Porous Layers and Molding Method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170138880A KR20170138880A (en) | 2017-12-18 |
KR102606691B1 true KR102606691B1 (en) | 2023-11-28 |
Family
ID=60922984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160071299A KR102606691B1 (en) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | Artificial Joints with Porous Layers and Molding Method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102606691B1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102276963B1 (en) * | 2018-12-28 | 2021-07-14 | 세종대학교산학협력단 | Implants With Multi Porous Structure And Manufacturing Method Thereof |
KR102413390B1 (en) * | 2020-10-06 | 2022-06-30 | 주식회사 코렌텍 | Customized Talus Implant |
KR102633094B1 (en) * | 2021-06-15 | 2024-02-05 | 주식회사 코렌텍 | Deviation Tolerance Correction Method for Using Additive Manufacturing |
KR20230064204A (en) * | 2021-11-03 | 2023-05-10 | 주식회사 코렌텍 | Glenoid baseplate and Manufacturing Method thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009516544A (en) | 2005-11-18 | 2009-04-23 | セラマテック・インク | Porous load-bearing ceramic or metal implant |
US20100100191A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | Biomet Manufacturing Corp. | Tibial Tray Having a Reinforcing Member |
US20160067048A1 (en) | 2012-02-02 | 2016-03-10 | Biomet Manufacturing, Llc | Implant with patient-specific porous structure |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6149688A (en) * | 1995-06-07 | 2000-11-21 | Surgical Dynamics, Inc. | Artificial bone graft implant |
EP1695675A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-30 | WALDEMAR LINK GmbH & Co. KG | Joint prosthesis made of a titanium-molybdenum-alloy |
KR100782564B1 (en) * | 2006-04-26 | 2007-12-06 | 이부락 | Artificial knee joint and the manufacturing method thereof |
GB201001830D0 (en) * | 2010-02-04 | 2010-03-24 | Finsbury Dev Ltd | Prosthesis |
-
2016
- 2016-06-08 KR KR1020160071299A patent/KR102606691B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009516544A (en) | 2005-11-18 | 2009-04-23 | セラマテック・インク | Porous load-bearing ceramic or metal implant |
US20100100191A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | Biomet Manufacturing Corp. | Tibial Tray Having a Reinforcing Member |
US20160067048A1 (en) | 2012-02-02 | 2016-03-10 | Biomet Manufacturing, Llc | Implant with patient-specific porous structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170138880A (en) | 2017-12-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10959850B2 (en) | Implant having porous layer and molding method thereof | |
KR102606691B1 (en) | Artificial Joints with Porous Layers and Molding Method thereof | |
US10485676B2 (en) | Solid freeform fabrication of implant components | |
WO2013131493A1 (en) | Sacrum artificial prosthesis | |
JP2010540077A (en) | Cementless tibial tray | |
JP2013506486A (en) | Method for realizing a biocompatible prosthesis | |
JP2013514848A5 (en) | ||
EP2265215A1 (en) | Method and apparatus for use of porous implants | |
JP2013520268A5 (en) | ||
KR101603903B1 (en) | Method for modifying surface property of metal implant manufactured by 3D printing | |
CN111449806B (en) | Porous surface structure and substrate connection structure, preparation method and prosthesis | |
CN105213069A (en) | Bimetallic prosthetic component | |
CN105105871A (en) | Bimetal prosthesis part | |
CN111012551A (en) | Prosthesis based on porous surface structure and substrate connecting structure | |
CN110773854B (en) | Method for preparing connection structure of porous surface structure and substrate | |
CN101548915A (en) | Artificial knee joint | |
US20140131924A1 (en) | Methods of forming a polymeric component | |
CN111084676A (en) | Porous surface structure and substrate connecting structure and preparation device | |
CN104814811A (en) | Prosthesis part | |
Mierzejewska et al. | Selective laser sintering–binding mechanism and assistance in medical applications | |
CN204671321U (en) | Prosthetic component | |
CN205007074U (en) | Bimetal prosthetic components | |
CN205215450U (en) | Bimetal prosthetic components | |
Sahal et al. | 3DP materials and methods for orthopedic, dental and maxillofacial implants: a brief comparative report | |
JP4315789B2 (en) | Bone filling material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |