KR20180050353A - 임플란트들 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임플란트들, 그 제조를 위한 방법들 및 그 용도에 관한 것이다.

Description

임플란트들

본 발명은 임플란트들, 그 제조를 위한 방법들, 및 그 용도에 관한 것이다.

관절(joint) 표면들의 부분적인 복원을 위한 임플란트들이 공지되어 있고, 예를 들어 골관절염(osteoarthritis)으로 인해, 연골에 대한 회복불가능한 손상이 사람 신체의 매우 다양한 관절들에서 존재하고 장애로 이어질 때 이식된다. 예를 들어, 마모, 질병 또는 상해로 인해 관절 표면들이 손상되거나 파괴된다면, 보존적인 비수술식 치료(conservative non-surgical treatment) 방법들이나 관절-보호 수술들로는 성공적인 치유를 약속하지 못해서, 일반적으로 부분적 보철물(prosthesis)의 이식이 필요해진다. 이러한 부분 인공삽입형(partial endoprosthetic) 임플란트들은, 전체 인공삽입물이 환자에 대해 너무 침습적이거나(invasive), 환자의 능동적 생활 방식으로 인해 선택불가능한 환자들을 위한 치료 개념으로 간주된다. 목표는 이에 의해 영향을 받은 관절의 통증을 제거하거나 감소시켜서, 일상 생활, 직장 및 여가 시간에 가동성 및 삶의 질을 증가시킬뿐만 아니라, 가능한 한 큰 정도로 이러한 관절의 최대 가동성을 복원시킨다.

전체 인공삽입물들과 대조적으로, 관절의 표면의 일부분만이 이러한 접근법으로 복원된다. 요구되는 수술들은 일반적으로 최소 침습적일 수 있다.

동시에, 전체 인공삽입물(endoprosthesis)을 위한 수술의 가능성이 보존된다. 이는 나중에 이루어질 수 있다. 이는, 예를 들어, 더 높은 사망률(morbidity)로 인해, 예를 들어, 노인 환자들이 전체 관절 교체를 거부한다면, 노인 환자들에게도 유익할 수 있다.

이러한 보철(prosthetic) 컴포넌트들은 티타늄 또는 코발트 크롬과 같은 금속성 재료들에 기반하여, 둔부들, 무릎들, 어깨들 및 작은 관절들에 대해 상업적으로 제공되며, 여기서 이러한 임플란트들은 이중적인 기능(two-fold function)을 수행한다.

이러한 임플란트들은 일반적으로, 관절 표면으로서 역할을 하는, 마찰을 받는 부분, 및 뼈 조직과 함께 성장하고 단단한 앵커링(anchoring)을 보장하는 골유착(osseointegrating) 부분을 포함한다.

금속성 해법들로 발생할 수 있는 단점들이 다음과 같이 공지되어 있다.

● 금속성 마모 및 인체에 대한 결과적인 부정적인 영향

● 의료 진단을 위한 이미징(imaging)의 아티팩트들(artifacts)

● 에이징(aging) 및 장기간 실행의 효과들(피로, 부식 및 독성이 있을 수 있는 금속 이온들의 방출)

외과 수술 중 감염의 위험이 증가하는 것은 또한, 빈도가 증가함에 따라 일반적인 문제로 판명되어 있다.

이러한 금속성 해법들 이외에, 더욱이, 사람의 연골(cartilage)과 뼈 조직에 기반하는 뼈연골(osteochondral) 임플란트로서 공지된 것이 존재하고, 그리고 최소 침습 수술로 손상된 영역들 내로 이식될 수 있다. 이러한 임플란트들의 잠재적인 단점들은 높은 마모, 낮은 강도, 에이징의 효과들 및 부적절한 장기간 실행이다.

본 발명의 목적은 공지된 해결책들의 단점들을 나타내지 않는 임플란트들을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명에 따른 임플란트들은 다음과 같은 성질들을 가질 수 있었다:

● 본 발명에 따른 임플란트는 이식 후에 관절의 뼈 조직과 함께 신뢰가능하게 성장하고 충분히 높은 앵커링 및 안정성을 보장할 수 있었다.

● 본 발명에 따른 임플란트는 이식 후의 잔존 관절 표면과 함께, 마찰 공학적 관점에서 콤팩트한 유닛을 제시하였고, 관절결합 파트너(articulation partner)와 안전하게 그리고 영구적으로 작동가능하게 연결될 수 있었다.

● 천연 연골 표면에 대한 관절결합 동안, 본 발명에 따른 임플란트는 신뢰가능하게, 영구적으로 그리고 낮은 마모로 기능할 수 있었다.

● 이상적으로, 본 발명에 따른 임플란트는 새로운, 천연 연골 조직의 형성을 유리하게 하고 촉진하도록 설계되었다.

● 사람의 신체에서의 상주시간 동안, 본 발명에 따른 임플란트는 건강에 대한 어떠한 역 효과들도 유발하지 않을 수 있었다. 특히, 이는,

건강에 해로운 어떠한 마멸 입자들도 발생시키지 않을 수 있었으며;

관절결합 파트너와의 상호 작용에서 관절결합 파트너, 특히 천연 연골 조직을 지속적으로 손상시키지 않을 수 있었으며;

생체 역학 조건들에 의해 손상되거나 파괴되지 않을 수 있었으며;

감염을 유발하는 박테리아(bacteria)에 유리한 조건들을 제공하지 않을 수 있었다.

본 발명의 기저에 있는 목적은 주요 청구항의 특징들을 갖는 임플란트들에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에서 발견될 수 있다.

본 발명은 세라믹 기반 임플란트들에 관한 것이다.

원칙적으로, 본 발명에 따른 임플란트는 적어도 2개의 상이한 기능 유닛들(이후, 층들로 또한 지칭됨)을 포함한다:

● 제1 유닛은 연골 아래에 위치된 뼈 조직과 생물학적으로 능동적인 연결을 형성하는, 골유착(osseointegrating) 세라믹 기반 유닛이다.

● 제2 유닛은 마찬가지로, 제1 유닛에 연결되는 세라믹 기반 유닛이며, 이 유닛들은 마찰을 받고, 관절결합 표면들로서 역할을 한다. 제2 유닛은 또한, 선택적인 제3 유닛을 위한 기판으로서 역할을 할 수 있다.

● 임플란트는 또한 추가적인 유닛들 및 층들, 그리고 특히 선택적인 제3 유닛을 포함할 수 있다. 이러한 선택적인 제3 유닛은 폴리머 기반 유닛일 수 있으며, 바람직하게는 PVA 또는 하이드로겔들에 기반으로 하며, 이 제3 유닛은 제2 유닛에 고정되게 연결되고, 천연 연골과의 관절결합에서 마찰 기능을 보장한다. 하이드로겔은, 3차원 네트워크(network)를 형성하기 위해, 물을 함유하지만, 불수용성(water-insoluble)인, 예컨대 공유 결합 또는 이온 결합에 의해 화학적으로 또는, 예컨대, 폴리머 체인들을 루핑함(looping)으로써 물리적으로 결합되는 분자들을 포함하는 폴리머이다.

골유착형 제1 유닛은 다공성 분획들 및 개방-공극형성된(open-pored), 상호 연결 구조를 갖는 세라믹 재료를 포함한다. 이러한 유닛은 그 자체가 공지된 방식으로, 예컨대 다음을 통해 제조될 수 있다:

● 성형 프로세스들(molding processes);

● 직접적인 냉각 포밍 프로세스들;

● 포밍 프로세스들;

● 유기 공극 인듀서들(inducers)에 기반으로 하는 공극-포밍(pore-forming) 프로세스들.

이러한 구조들은 생물학적 뼈형성(osteogenesis) 및 혈관 신생(vascularization) 프로세스들에 최적으로 부합되고, 최적의 골유도성(osseoconductive) 성질들을 보장해야 한다.

이러한 구조의 전형적인 특성들은 100㎛ 내지 1000㎛, 그리고 자세하게는 300㎛ 내지 700㎛의 크기의 단위의 공극 직경들이다.

개방 다공도들은 50% 내지 90%, 바람직하게는 60% 내지 80%의 크기의 단위이다. 탄성 계수는 5GPa 내지 50GPa의 크기의 단위여야 하며, 이상적으로는 뼈의 물질을 형성하기 위한 유리한 기계적 자극을 보장하기 위해, 사람의 뼈의 범위에 있어야 한다.

또한, 이들 구조들은 그 자체로 공지된 방식으로 임의의 종류의 골유도성 코팅들로 코팅될 수 있으며, 이에 의해 골유착(osseointegration) 효과가 추가적으로 향상된다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는 이러한 코팅들의 예들은 다음을 포함한다:

● 생체 유리들(bioglasses), 특히 조성물 45S5;

● 나노구조화되고 그리고 생물학적으로 작용하는 층들을 포함하는, 임의의 종류의 하이드록시아파타이트(hydroxylapatite) 코팅들;

● 인산염처리(phosphating) 층들, 특히, 공유 결합된 인산염처리 단층들;

● 특히 탄탈륨 또는 티타늄 기반 금속성 코팅들.

제2 유닛은 특히, 고경도 및 고강도를 특징으로 하는, 상대적으로 조밀한 세라믹 재료를 포함한다. 이러한 유닛은 제1 유닛에 고정되게 연결된다. 제1 유닛에 대한 연결은, 예를 들어, 그린 상태(green state)에서 미끄러짐(slip)을 적용하고, 그리고 후속적인 동시-소결(co-sintering)함으로써 발생할 수 있으며, 또는 제1 유닛을 제조하기 위한 방법에 따라 발생할 수 있으며, 이는 일체로 이루어질 수 있다.

제3 유닛이 존재하는 경우, 제3 유닛을 향하는 제2 유닛의 측면은 제3 유닛을 위한 최적 기판 표면을 나타내도록 구조화된다. 이러한 측면은 그 후, 고정된 폼-로킹식(form-locked) 또는 억지-끼워맞춤(force-fit) 연결뿐만 아니라, 제3 유닛의 생체역학 하중, 또는 바람직하게는 낮은 전단 로딩 하에서 유동함으로써 분산을 보장해야 한다. 특히, 교차결합(cross-linked) 폴리머에 대한 내부 균열 또는 다른 손상이 발생하는 것이 회피될 수 있다.

특별히, 예리한 에지들이 생성되지 않도록 구조화하는 동안 주의를 기울여야 한다.

제3 유닛이 존재하는 경우, 매우 일반적인 의미에서, 표면을 증가시켜, 그리고 이에 의해 제2 유닛과 연골 또는 (선택적인) 제3 유닛 사이의 양호한 연결을, 예를 들어 접착력들을 통해 또는 의료 목적들에 적합한 접착제들을 통해 보장하는 구조들이 제공된다. 예를 들어, 골프공-형(golf ball-like) 구조로서 나타날 수 있는 표면의 규정된 오목부들(depressions)은 이러한 목적에 대해 적합하거나, 수 ㎛ 내지 수 mm 범위의 언더컷(undercut) 또는 드롭 형상(drop-shaped) 오목부들이며, 이는 제3 유닛의 폴리머 재료들에 최적의 지지를 제공하고 축 방향 하중 또는 웨브-형(web-like) 구조들 하에서 자체-안정화 또는 자체-고정을 초래한다.

이는, 하중 하에서, 제2 유닛과 선택적인 제3 유닛 사이의 연결의 강도가 증가할 때 특히 유리하다. 본 발명에 따라, 이는 세라믹 제2 유닛 상의 적절하게 설계된 구조들에 의해 달성된다.

이상적으로, 제2 유닛을 등지고 제3 유닛을 향할 것인 제2 유닛의 구조는 그라인딩(grinding) 또는 폴리싱(polishing)에 의해 달성될 수 있는 수 ㎛ 범위의 매우 작은 마이크로-러프니스(micro-roughness), 또는 적어도 선택적인 제3 유닛의 잠재적인 마멸 동안 노출되는 구조의 이들의 구역들을 가진다.

제2 유닛의 세라믹 재료의 구조화는 사출 성형 프로세스들(세라믹 사출 성형, 저압 사출 성형) 또는 다른 성형 기술들에 의해, 또는 그린(green) 상태에서의 기계적 프로세싱에 의해 또는 소결된 상태에서의 초음파-보조식의 기계적 프로세싱, 또는 레이저 프로세싱에 의해, 또는 전기 방전 기계가공 또는 화학적 에칭(etching) 프로세스들에 의해 발생할 수 있다.

제1 유닛 및 제2 유닛의 세라믹 재료는 바람직하게는, 지르코니아-보강된 알루미나 또는 이트리아(yttria)-안정화된 지르코니아와 같은 알루미늄 산화물들 또는 지르코늄 산화물들의 종류뿐만 아니라, 그의 모든 변형들 또는 일반적 기술들 ZTA(zirconia-toughened alumina) 또는 ATZ(alumina-toughened zirconia)를 가지는 복합 재료들로부터의 산화물 세라믹이다.

본 발명에 따라, Si₃N₄에 기반한 재료들과 같은 비산화물 세라믹이 마찬가지로 사용될 수 있다.

열거된 모든 재료들은 그의 화학적 조성, 경도 및 강도로 인해 매우 양호한 마찰 공학적 성질들을 가지고, 이식 중 손상에 대한 큰 내성이 있고, 그리고 생체 역학적 요건들을 더 크게 충족시킨다.

더욱이, 추가적인 기능화(functionalization) 없이, 이 재료들은 큰 정도의 생불활성(bioinert)이 있고, 박테리아의 확산(proliferation)을 방지하는 경향이 있다.

이들 재료의 모든 추가적인 개량들, 예를 들어, 알루미네이트들의 분획들을 포함하는 지르코늄 산화물로 제조된 희토류-안정화된 분산질(dispersoid) 세라믹과 같은 극히 손상-내성이 있는 재료들이 또한 유리하다.

선택적인 제3 유닛에 대해, 3차원적으로 결합되는 폴리머들은, 특히 강성 및 전단 로딩능력(shear loadability)에 대해 그 기계적 성질들 이외에도, 또한 생체 역학적 하중들을 견디고, 천연 연골 재료와 유사한, 특히 적합한 폴리머들인 것으로 판명되어 있다.

더욱이, 폴리머들은 작용기들(functional groups)로 로딩될 수 있다는 이점을 가지며, 이는 물리적 성질들이 목표된 방식으로 설정되는 것을 허용한다.

특히, 하이드로겔들은 항균의 또는 연골 형성의(chondrogenetic) 효과를 유발할 수 있는 생물학적 활성 물질들의 담체들(carriers)로서 사용될 수 있다. 이러한 생물학적 활성 물질들은 내생적 연골 재료의 생체 내(in vivo) 형성에 유리하다.

이러한 연결에서, 합성 알기네이트들(alginates)은 또한 종종 인간 줄기 세포들과 조합하여 사용되어서, 내생적 연골 조직의 형성을 촉진한다. 이러한 접근법은 또한, 제3 유닛 내로 통합될 수도 있다.

이는, 연골의 형성이 기계적 압축 응력 하에서 그리고 연골 형성의 물질들로 적절한 로딩으로 촉진되도록, 폴리머들, 특히 하이드로겔들의 내부 구조가 구성될 때 매우 유리하다. 이러한 기구들은 기계적 자극들에 의존하는 천연 연골에서 또한 작용한다.

제2 유닛과 선택적인 제3 유닛 사이의 가능한 고정 연결은 폼-로킹식(form-locked) 또는 억지-끼워맞춤 결합(joining) 프로세스들에 의해 확립될 수 있지만; 그러나, 특히 언더컷 구조들의 경우에, 폴리머들을 용융시키거나 일반적으로 폴리머들을 액상으로 적용하는 것이 또한 고려가능하다.

폴리머 또는 하이드로겔 층에 대한 본 발명에 따라 제공되는 두께는 폴리머의 성질들에 크게 의존한다. 마이크로코팅들(microcoatings) 또는 나노코팅들(nanocoatings)은 제2 유닛, 또는 수 mm로까지 측정되는 두꺼운 층들에 적용되거나 결합될 수 있다.

더욱이, 관절결합 표면의 국소 해부의(topographical) 구성에 대해, 이 표면이 제조 프로세스에서 적합한 CAD-CAM 방법들을 통해 보장될 수 있는 해부학적(anatomical) 그리고 환자-특정 조건들에 적합하다면, 극도로 유리할 수 있다.

게다가, 생체역학적 그리고 외과 수술적인 관점에서의 임플란트의 완벽한 끼워맞춤은 매우 유리하며, 이는 적절한 그리고, 필요하다면, 맞춤형(customized) 도구들(instruments)을 사용하여 적절한 수술에 의해 보장될 수 있다.

본 발명에 따른 임플란트들은 바람직하게는, 어깨, 둔부, 무릎 및 발 부위들로부터의 관절 표면들과 같은 인체의 관절 표면들의 복원에 사용된다. 본 발명에 따른 임플란트들은 국소적인 연골 결함들을 위한 관절 표면들로서, 부분 관절 교체물들로서, 또한 전체 인공삽입물들로서 적합하다. 이 임플란트들은 특히, 상완골두(humeral head) 보철물로 또한 지칭되는, 반보철물(hemiprosthesis), 예를 들어 어깨 반보철물로서 공지되어 있는 천연 연골 표면들에 대한 관절결합들에 특히 적합하다. 이는, 천연 어깨 소켓(socket)(글레노이드(glenoid))이 보존되고 그리고 단지 상완골두만이 인공삽입물로 교체되는 어깨 관절의 부분적 교체물이다.

요약하면, 따라서, 본 발명은 다음에 관한 것이다 :

● 세라믹 기반 임플란트들.

● 적어도 2개의 상이한 기능성 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1 항목에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 세라믹 기반인 것을 특징으로 하는, 제1 항목 또는 제2 항목에 따른 임플란트들.

● 제2 층이 마찬가지로 세라믹 기반이고, 제1 층에 연결되는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 골유착 성질을 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제2 층이 천연 연골과의 관절결합시에 마찰 기능을 보장하는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 다공성 분획들을 갖는 세라믹 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 다공성 분획을 갖는 세라믹 재료를 포함하고, 개방-공극형성된 상호 연결 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 대략 100㎛ 내지 1000㎛, 바람직하게는 300㎛ 내지 700㎛의 크기의 공극 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 대략 50% 내지 90%, 바람직하게는 60% 내지 80%의 크기의 개방 다공도들을 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층의 탄성 계수들이 대략 5GPa 내지 50GPa의 크기의, 바람직하게는 사람의 뼈의 범위인 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 골유도성 코팅들로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 골유도성 코팅들로 코팅되며, 이 층이 생체 유리들, 하이드록실아파타이트 코팅들, 인산염처리 층들 및/또는 금속성 코팅들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층이 골유도성 코팅들로 코팅되며, 이 층은 생체 유리, 바람직하게는 조성물 45S5를 갖는 생체 유리로부터, 하이드록실아파타이트 코팅들로부터, 바람직하게는 나노구조화되고 생체모방식으로(biomimetically) 작용하는 하이드록실아파타이트 층들로부터, 인산염처리 층들, 특히 공유 결합된 인산염처리 단층들, 그리고/또는 금속성 코팅들, 특히 탄탈륨(tantalum) 또는 티타늄에 기반한 금속성 코팅들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제2 층이 상대적으로 조밀한 세라믹 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제2 층이 고경도 및 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제2 층이 표면을 증가시키는 구조들을 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제2 층이 표면을 증가시키는 구조들, 바람직하게는 표면의 규정된 오목부들(골프공-형 구조), 수 ㎛ 내지 수 mm의 범위의 언더컷 또는 드롭 형상 오목부들 또는 웨브-형(web-like) 구조들을 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제2 층이 수 ㎛ 범위의 매우 작은 마이크로-러프니스를 갖는 제2 층을 등지는 측면을 갖는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 제1 층 및 제2 층의 세라믹 재료가 알루미늄 산화물들 또는 지르코늄 산화물들의 종류로부터 산화물 세라믹 또는 Si₃N₄에 기반된 재료들과 같은 비산화물 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들.

● 어깨, 둔부, 무릎 및 발 부위의 관절 표면들과 같은 인체의 관절 표면의 복원을 위한, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트의 용도.

● 국소적인 연골 결함들을 위한 관절 표면들로서, 부분 관절 교체물들로서뿐만 아니라, 전체 인공삽입물들로서의, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들의 용도.

● 천연 연골 표면들에 대한 관절결합들에서의, 이전의 항목들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트들의 용도.

본 발명은 특히 다음의 실시예들을 특징으로 한다:

실시예 1: 세라믹 기반 임플란트.

실시예 2: 실시예 1에 있어서, 적어도 2개의 상이한 기능성 층들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 3: 실시예 1 또는 실시예 2에 있어서, 제1 층이 세라믹 기반인 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 4: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제2 층이 마찬가지로 세라믹 기반이고, 제1 층에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 5: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 골유착 성질을 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 6: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제2 층이 천연 연골과의 관절결합시에 마찰 기능을 보장하는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 7: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 다공성 분획들을 갖는 세라믹 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 8: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 다공성 분획을 갖는 세라믹 재료를 포함하고, 개방-공극형성된 상호 연결 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 9: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 대략 100㎛ 내지 1000㎛, 바람직하게는 300㎛ 내지 700㎛의 크기의 공극 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 10: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 대략 50% 내지 90%, 바람직하게는 60% 내지 80%의 크기의 개방 다공도들을 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 11: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층의 탄성 계수들이 대략 5GPa 내지 50GPa의 크기의, 바람직하게는 사람의 뼈의 범위인 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 12: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 골유도성 코팅들로 코팅되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 13: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 골유도성 코팅들로 코팅되며, 이 층이 생체 유리들, 하이드록실아파타이트 코팅들, 인산염처리 층들 및/또는 금속성 코팅들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 14: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층이 골유도성 코팅들로 코팅되며, 이 층은 생체 유리, 바람직하게는 조성물 45S5를 갖는 생체 유리로부터, 하이드록실아파타이트 코팅들로부터, 바람직하게는 나노구조화되고 생체모방식으로(biomimetically) 작용하는 하이드록실아파타이트 층들로부터, 인산염처리 층들, 특히 공유 결합된 인산염처리 단층들, 그리고/또는 금속성 코팅들, 특히 탄탈륨(tantalum) 또는 티타늄에 기반한 금속성 코팅들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 15: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제2 층이 상대적으로 조밀한 세라믹 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 16: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제2 층이 고경도 및 고강도를 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 17: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제2 층이 표면을 증가시키는 구조들을 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 18: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제2 층이 표면을 증가시키는 구조들, 바람직하게는 표면의 규정된 오목부들(골프공-형 구조), 수 ㎛ 내지 수 mm의 범위의 언더컷 또는 드롭 형상 오목부들 또는 웹-형 구조들을 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 19: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제2 층이 수 ㎛ 범위의 매우 작은 마이크로-러프니스를 갖는 제2 층을 등지는 측면을 갖는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

실시예 20: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 제1 층 및 제2 층의 세라믹 재료가 알루미늄 산화물들 또는 지르코늄 산화물들의 종류로부터 산화물 세라믹 또는 Si₃N₄에 기반된 재료들과 같은 비산화물 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트.

바람직한 실시예 21에서, 본 발명은 어깨, 둔부, 무릎 및 발 부위의 관절 표면들과 같은 인체의 관절 표면의 복원을 위한, 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 따른 임플란트의 용도에 관한 것이다.

실시예 22: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 국소적인 연골 결함들을 위한 관절 표면들로서, 부분 관절 교체물들로서, 또한 전체 인공삽입물들로서의, 임플란트의 용도.

실시예 23: 이전의 실시예들 중 하나 또는 그 초과에 있어서, 천연 연골 표면들에 대한 관절결합들에서의, 임플란트의 용도.

Claims (10)

1. 세라믹 기반 임플란트(ceramic-based implant)로서,
   적어도 2개의 상이한 기능 층들을 포함하며, 제1 층은 세라믹 기반이며, 그리고 제2 층은 마찬가지로 세라믹 기반이고, 상기 제1 층에 연결되는,
   세라믹 기반 임플란트.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 층은 대략 100㎛ 내지 1000㎛, 바람직하게는 300㎛ 내지 700㎛ 크기의 공극 직경을 갖는,
   세라믹 기반 임플란트.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 제1 층은 대략 50% 내지 90%, 바람직하게는 60% 내지 80%의 크기의 개방 다공도들을 갖는,
   세라믹 기반 임플란트.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 층이 골유도성 코팅들(osseoinductive coatings)로 코팅되며, 상기 제1 층이 생체 유리들(bioglasses), 하이드록실아파타이트(hydroxylapatite) 코팅들, 인산염처리(phosphating) 층들 및/또는 금속성 코팅들로부터 선택되는,
   세라믹 기반 임플란트.
5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 층이 골유도성 코팅들로 코팅되며, 상기 제1 층은 생체 유리, 바람직하게는 조성물 45S5를 갖는 생체 유리로부터, 하이드록실아파타이트 코팅들로부터, 바람직하게는 나노구조화되고 생체모방식으로(biomimetically) 작용하는 하이드록실아파타이트 층들로부터, 인산염처리 층들, 특히 공유 결합된 인산염처리 단층들, 그리고/또는 금속성 코팅들, 특히 탄탈륨(tantalum) 또는 티타늄(titanium)에 기반한 금속성 코팅들로부터 선택되는,
   세라믹 기반 임플란트.
6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 층이 표면을 증가시키는 구조들, 바람직하게는 표면의 규정된 오목부들(골프공(golf ball)-형 구조), 수 ㎛ 내지 수 mm의 범위의 언더컷(undercut) 또는 드롭 형상(drop-shaped) 오목부들 또는 웨브-형(web-like) 구조들을 갖는,
   세라믹 기반 임플란트.
7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2 층이 수 ㎛ 범위의 매우 낮은 마이크로-러프니스(micro-roughness)를 갖는, 상기 제2 층을 등지는 측면을 갖는,
   세라믹 기반 임플란트.
8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 층 및 상기 제2 층의 세라믹 재료가 알루미늄 산화물들 또는 지르코늄 산화물들의 종류로부터 산화물 세라믹 또는 Si₃N₄에 기반된 재료들과 같은 비산화물 세라믹을 포함하는,
   세라믹 기반 임플란트.
9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 따른 임플란트의 용도로서,
   어깨, 둔부, 무릎 및 발 부위의 관절(joint) 표면들과 같은 인체의 관절 표면의 복원을 위해 사용하는,
   임플란트의 용도.
10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 임플란트의 용도로서,
    국소적인 연골 결함들을 위한 관절 표면들로서, 부분 관절 교체물들로서, 또한 전체 인공삽입물들(endoprostheses)로서 사용하는,
    임플란트의 용도.