JPH0246840A - 補綴部材の製造法 - Google Patents

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】 本発明は、人体又は動物体に挿着される補綴部材（ｐｒ
ｏｓｔｈｅｔｌｃ　ｄｅｖｉｃｅ　）すなわち人工器官
、特に複合材料から製造した補綴部材又は人工器官、及
びその製造法に関する。

本発明者らは、本発明者らの特許出願による出願中の英
国特許出願オ８ｇ０９８６３．７号明細書において、該
明細書中に定義したある種の付加重合性組成−を硬化（
キュア）させることによって製造した複合材料からなる
ことを特徴とする補綴部材を記載した。前記の硬化に、
適当な形状と大きさ（５ｉｚｅ　）　　とを有する型（
ｍｏｕｌｄ　）の中で公知の方法で行なわれる。個人個
人の間の個人差があるので、補綴部材の作製には種々な
要求が生じ、その中でも特に、（Ａ）体内に補綴部材を
入れて挿着することになっている特定の個人に合う型（
ｍｏｕｌｄ）を製造する必要性があり、あるいはＣＢ）
体内に補綴部材を入れて挿着させることになってｈる特
定の個人の必要条件に合うように、予め製造しておいた
製造品を適合させる再調整を行う必要性があることは理
解されるであろう。

前記の必要性（Ａ）については、例えば歯冠（ｄｅｎｔ
ａｌ　ｃｒｏｗｎ　）　　は、特定の個人の治療中の特
定の歯の残存部（ｔｏｏｔｈ　ｒｅｓｉｄｕｅ　）に合
わせて特異的に作られる。

一般に、歯冠はセラミック、又は強化重合体又は金属例
えば金から作られる。従来の歯冠の製造法においては、
偽）歯冠を装着すべき歯の残存部の周囲に軟質ゴムを流
し込んで歯の残存部の型を作り；伽）この型に、例えば
焼石膏を流し込んで歯の残存部の硬化模型を作り：次い
で（ｃ）この焼石膏模型母型（ｔ・ｍｐｌａｔｅ　）　
　として用いて、適当な材料の歯冠を仕上げる。この方
法はかなりの時間と労力と費用とを伴なう厄介な方法と
なる傾向がある。

完成した歯冠を再吟味し、しかも所望の形状と寸法を精
確に有する歯冠を作るためには、面倒な工程を繰り返さ
ねばならないことが度々である。

前述の必要性ＣＢ）につｂては、特定の数の既製の代替
部材（ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　）例えば股関節代替部
材に多く起ることであり、該股関節代替部材は患者の要
求条件にできるだけ精密に合うように適合するように選
択されねばならない。一般に、かかる適合（ｍａｔｃｈ
ｉｎｇ　）　　は患者の人体の骨を彫刻し、予め製造し
ておいた既製の補綴部材を収納、挿着させることによっ
て行なわれる。別法として、米国特許第４　、５０６　
、３９６号明細書に記載のように該部材を入れて挿着す
べき受容帯域（ｒｅｃｉｐｉｅｎｔ　ｚｏｎｅ　）に適
合するように試作品の補綴部材の輪郭を削り直しするこ
とができる。

また、例えば関節に大きな力（ｓｔｒ・Ｉ）を加える患
者、例えば太り過ぎ又は非常に活動的な患者においては
、慣用の移植材料を該移植材料に隣り合った骨と結合さ
せる接合剤（ｃｅｍ＠ｎｔ　）、例えばアクリル系接合
剤が破損するので、慣用の移植材料は破損する傾向があ
る。かかる接合剤破損の問題を克服しようとする試みの
中で、接合剤不要の生体の移植材料（ｃｉｍｐｌａｎｔ
　）　　が開発されている。代表的には、かかる接合剤
不要の移植材料は、骨が成長、侵入できる細孔をもつ多
孔質の金属被膜を有する。しかしながら、受容帯域への
該移植材料の精確な適合（ｃｏｒｒ＠ｃｔ　ｆｌｔ　）
　Ｆｉ重要なことである。

精確な適合、例えば股関節代替部材の精確な適合を行な
うために、多数の、代表的には、３つの位置決め装具（
ｌｏｃａｔｌｎｇ　ｄ・マｉｃｅ　）いわゆる”較正ビ
ン（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｐｌｎ　）″を大腿骨中
に挿着し、次すで該大関骨をコンピューター援用断層撮
影法（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　−ａｉｄｅｄ　ｔｏｍｏｇｒ
ａｐｈｙ　）　　で走査する（　５ｃａｎ　）　　こと
によって映像を作ることが提案されている。このように
して得られた幾つかの映像（ｉｍａｇｅ　）を組合わせ
１つの豆体模塵（モデル）を作り、該模型から、前記較
正ビンに関連させて、生体移植材料の最適な形状、寸法
及び位置並びにその移植材料の空洞穴（ｃａｖｉｔ）’
　）　　の最適な形状、寸法及び位置を決定できる。こ
のデータから、ロボットが大腿骨中の正確な位置に精密
な大きさの空洞穴（ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ　ｇｆｚａｄ
　ｃａｖ４ｔｙ　）　ｆ＋あける。

最近、生体移植材料や人体骨の模型は、コンピューター
断層撮影（ＣＴ）　　映像データやある種の数値制御研
削盤（グラインダーともいう）に指令を発するシステム
を用いて製造されてｂる（　Ｒｈｏｄｅａら、　ｒ　Ｉ
ｆＥＩＪ　ＣＧ＆Ａ　Ｊ　１９８７年２月号、第１３頁
）。

本発明者らは今般、重合硬化性組成物から補綴部材を製
造する方法であって、コンピューター生成グラフィック
ス（ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｅｄ　ｇｒａｐ
ｈｉｃｓ）を使用し、該補綴部材を入れて挿着するべき
帯域の映像を作成する補綴部材を製造する方法を開発し
た。前記の帯域は便宜上以下では”受容帯域（ｒｅｃｉ
ｐｉｅｎｔ　ｚｏｎｅ　）　’　　という。上記本発明
方法は、かかる補綴部材の製造に伴なう時間と労力の量
を実質的に低減し、しかも該補綴部材をその中に、ある
ＩＡはその上に入れて挿着又は定着するべき受答帯域に
対して該補綴部材の良好な適合を行う。

かかる特注（ｃｕｓｔｏｍ　）　　の補綴物は、修復を
必要とする患者、先天性の退行性膜疾患をもつ患者、新
生物障害（ｎｅｏｐｌａｓｔｌｃ　ｄｉｓｏｒｄｅｒ　
）又は外傷障′＆に基づく手足の修復、救出を必要とす
る患者、あるｂは若くてしかも非常に活動的な患者に特
に有用である。

陰極線管（ＣＲＴともいう）上に表示したコンピュータ
ー作成グラフィックスにおいては、映像はコンピュータ
ーでコード化した対象物の画像（ｐｉｃｔｕｒｅ　）で
ある。当業者は該映像を用いて作業して所望の製作物を
設計できる。当業者がスクリーン画面上に表示されたよ
うな製作物に満足する場合には、コンピューターを使用
してプログラムコマンド＋（ｐｒｏｇｒａｍｍｅ　ｃｏ
ｍｍａｎｄｓ　）　　を作成し、該製作物の製造に適す
るグロダラム信号を送信することができる。

本発明の第１の要旨によれば、補綴部材の製造法であっ
て、該製造法は下記の諸工程：すなわち、該補綴部材を
入れて挿着するべき受容帯域の映像を作成する工程Ａと
、該映像から該補綴部材を設計する工程Ｂと、工程Ｂで
設計した上記補綴部材の形状と寸法とを納訳して、電磁
線源を制御するのに適当なコマンドすなわち指令に置換
する工程Ｃと、工程Ｃから得られる前記コマンドを前記
電磁線源に伝え、該電磁線源から発射されるビームが前
記の補綴部材の形状と寸法とを定める（ｄｅｆｉｎｅ）
ように該電磁線源を制御する工程りと、工程りから得ら
れる前記ビームを液状の付加重合性組成物に照射し、し
かも該液状付加重合性組成物から前記の補綴部材の形状
と寸法とを有する固体を製造するように照射を行う工程
Ｅ、とからなることを特徴とする補綴部材の製造法が提
供される。

本発明においては、工程Ｅにおける前記の電磁線の照射
を前記の付加重合性組成物の溜り（ｍａ　ｓ　ｓ　）内
の１点で又は１つの領域の所で行なうという可能な態様
があり、また前記の硬化を上記のような１点又は１つの
領域から外れた外側で行なうという可能な態様もあり、
これらの態様を除外しないが、該硬化は該付加重合性組
成物の溜りの表面で一層ごと（１ａｙｅｒ　ｂｙ　１ａ
ｙｅｒ　）　　に行なうのが好ましい。

本発明の好ましい実施態様によれば、補綴部材の製造法
であって前記に定義した方法の工程Ｅにおいて前記補綴
部材の一つの横断面の輪郭と同じ形を表わす一枚の固体
化したラメラすなわち薄膜が重合性組成物から生成する
ように、適当な電磁線を前記付加重合性組成物に照射し
、且つ相継ぐ隣り合って作られる多数の固体化ラメラが
生成されるにつれて、これらラメラが集合して該補綴部
材の形状と寸法とを定めながら該補綴部材を形成するよ
うに該う〆うｔ−凝集的に一体化させろ補綴部材の製造
法が提供される。

本発明の方法によって製造される補綴部材は実質的に２
次元的、例えば長骨もしくは頭蓋板（ｃｒａｎｉａｌ　
ｐｌａｔｅ　）における挿入体としての例えば人工骨板
であってもよく、あるｂは゛好ましくけ実質的に３次元
的な寸法をもつものであってもよい。

３次元的な補綴部材の代表的な例としては、特に関節、
例えば大腿骨頭の代替部材；複雑骨折の補修部材；及び
整形外科における骨の再構築物、例えば下顎骨を挙げる
ことができる。

本発明の方法は、特に股関節に関して以下に説明するが
、人間の人体前器官（ｈｕｍａｎ　ａｎａｔｏｍｙ　）
の別の部分の代替部材も本発明の方法によって製造でき
ることが理解されるであろう。例えば、本発明の方法は
特に、胃、肘、指関節及び更に複雑な集成体（ａｒｒａ
ｎｇｅｍｅｎｔｓ　）、例えば蝶番（ｈｉｎｇｅ）作用
と滑り及び回転作用とを兼備していると思われる膝関節
の製造に適合できる。

映像を作成すべき前述の受容帯域は、特に人体内の補綴
部材の位置と機能に照らして選択されることが理解され
るであろう。例えば、本発明の方法で歯冠を製造する場
合には、治療外の残余の歯の表面、並びに隣りの歯や向
き合った歯に関連した前記の残余の歯の配置や向きは、
補綴部材の寸法、形状及び輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ　）の
少なくとも一部分を定める（　ｄｅｆｉｎｅ　）　　で
あろう；そしてその場合には、本発明の方法の工程Ｃｔ
−使用して、当業者は、該補綴部材が受容位置に、例え
ば機械的に且つ美容的にも、受容できるように、該補綴
部材を設計し得る。

本発明の方法で大腿骨頭股関節代替部材を製造する場合
には、残った大腿骨の内腔（ｌｕｍｅｎ　）の表面が該
部材すなわち骨の一部分の大きさ、形状及び輪郭を定め
るであろう。その場合に当業者は、本発明の方法の工程
Ｃ′ｔ−使用して、得られる形が受容性を高め、そして
それゆえに該部材の有効寿命を長くする傾向になるよう
に該部材を設計できる。

人体内の受容体帯域の映像を作成する方法は、当業者に
は公知である。例えば、歯の残部が冠を入れるのに適し
ていると判断される条件にある場合には、少なくとも、
冠を入れるべき歯の残部の表面のその該当部分について
写真が撮られる。米国特訂第４，６６１，９６７号明細
書には顎の写真を撮るための歯の放射線透過写真装置が
記載されてｈる。

かかる写真は、例えばＲｏｋｏｖらのｒ　Ｎ１ｎｔｈ　
ＡｎｎｕａｌＣｏｎｆｅｒ＠ｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅ
ｎｇｌｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｍｅｄｌｃｌｎｅａｎｄ
　Ｉｌｉｏｌｏｇｙ　５ｏｃｉｅｔｙ　Ｊオ０７３３頁
により詳しく記載されているように、レーザー光で撮る
ことが好まし込場合が多い。しかしながら、本発明は前
述の受容体表面の輪郭を別の方法で測定する可能な態様
を除外しない。前述の輪郭の詳細は、適当なデータベー
ス（ｄａｔａ　ｂａｓｅ　）　、例えばコンピューター
、に供給し、保存できる。

Ｒｅｋｏｖのｒ　Ｎ１ｎｔｈ　Ａｎｎｕｌ　Ｃｏｎｆｅ
ｒｅｎｃ＠ｏｆ　ｔｈｅＥｎｇｉｎｅｓｒｓ　Ｊオ０７
３３　　頁には、有床義歯（ｄｅｎｔａｌｐｒｏｉｔｈ
ｅｍｉａ　）の種々の自動製造システムが記載されてい
る。上記の各システムは歯の修復材を設計するのにＣＡ
Ｄ技術を使用する。該ＣＡＤ技術は、本発明の方法に有
効であるが、また上記の設計した歯の修復材に関するか
かるデータを固体、例えば可削性セラミックのフライス
削り（ｍｉｌｌｉｎｇ　）　用のＣＡＭコマンドに変換
する。

補綴部材が、人体又は動物の体に内在させる解剖学的器
官の諸部分の人工代替部材、すなわちｂわゆろ内部補綴
部材例えば太す骨頭代替部材である場合には、本発明の
方法の工程Ａでは一般にＸ線写真が使用されることが理
解されるであろう。

代表的なＸ線写真装置又は放射線写真装置及び人体の写
真を撮るのにそれを使用する方法は、周知である。しか
しながら、本発明は、人体の走査システム（ｂｏｄｙ　
ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍｓ　）のような医療用
映像装置に適用されるような映像技術、いわゆる１機械
視覚（ｍａｃｈｉｎｅ　−ｖｉｓｉｏｎ　）″　な適用
し得るという可能な態様を除外しない。例えば、コンピ
ューター断層撮影（ＣＴ）　　スキャナーが、Ｘ１１！
ｉ！をデジタルコンピューターコードに変換し、硬組織
（ｈａｒｄ　ｔｉｓｓｕｅ　）例えば骨や歯を詳細に描
く高解像度ビデオ画像を作るのに使用し得る。あるいＶ
ｉまた、陽電子放射断層撮影法（ＰＥ’ｒともいう）又
は単一光子放出コンピューター断層撮影法（ＳＰＥＣＴ
ともいう）が、受容体帯域の立体画像を作るのに使用し
得る。

上記のような写真データをコンピューターデータに変換
する方法は公知である。

ある種の工学製品（ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｐｒｏｄ
ｕｅｄｓ　）　　の設計及び製造に上記のようなコンピ
ューターデータを使用する方法は、例えば英国特許第１
，２４３，０４３号明細書や米国特許オＡ、５７５，３
３０　　号明細書に記載されているように公知である。

定」的コンピューター断層撮影法は、個々の大腿骨の横
断面的な解剖学的構造を再現するのに当業者に使用され
ている。自動輪郭検出演算法及び相互偽簗は上記データ
を髄管の立体模型に交換するのに使用されている（　Ｎ
＠ｂｓｏｎら、ｒＢｉｏ＠ｎｇｉｎｅａｒｔｎｇＰｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ
　ＩＩＣｏｎｆ＠ｒｅｎｃｅ　１９８５　Ｊ米国ニュー
ヨーク州Ｉ　）ＪＪＥ発行、第２００〜２０１頁）。

本発明の方法で使用する重合性組成物は流動性である、
すなわちペースト状又は液状であり（粉末状や粉砕状で
はない）、該方法を操作する温度及び圧力の下では該組
成物は流動する。本発明は該重合性組成物の粘度が、本
発明の方法で使用する装置にボンダで送込むことが必要
であり得るような粘度であると論う可能な態様を除外し
な−か、この場合は好ましくなり０ 本発明の方法に使用する重合性組成物はある種の特性を
有すべきであることが理解されるであろう。例えば、（
Ａ）前記の重合性組成物は、適当な電磁線の照射によっ
て商業的に有効な製造時間内で補綴部材を生成するのに
十分な速さで硬化すべきであり：（Ｂ）前記の重合性組
成物は、溶媒に適度に溶解すべきであり、しかも硬化生
成物は、未硬化の硬化性組成物の残余がないように該生
成物を洗浄できるように、上記と同一溶媒に適度に不溶
性であるべきであり；ま九（Ｃ）前記の重合性組成物は
、未硬化状態及び硬化状態の両方におりて、できるだけ
毒性がなくしかも放射性がなりものであるべきである。

更にまた、本発明の好適な実施態様による方法に前記重
合性組成物を使用する場合には、（Ｄ）該重合性組成物
は流動性であらねばならず、しか屯その粘度は前述のラ
メラの硬化表面を横切って流動できるような粘度である
べきであり；（Ｅ）該重合性組成物は連続するラメラが
互かに付着するように付着性であるべきであり；また（
Ｆ）該重合性組成物は固体ラメラの多数の薄い層が生成
するように照射された電磁線を吸収すべきである。

前記の付加重合体組成物は、付加重合性のオレフィン性
不飽和炭素一炭素二重結合を少なくとも２個有する成分
（以下、便宜上”成分Ａ″という）を含有する。成分Ａ
ｄ、単独か又は混合−であってもよく、特に（１）前記
重合性組成物が有する所望の諸加工特性及び（Ｉｔ）該
重合性組成物から製造されろ補綴部材が有する所望の諸
要件例えば曲げ弾性基及び美観、を考慮して選択される
であろう。

前記の付加重合性組成物は、少なくとも１種の、粒状の
無機固体を追加的に含有することが好ましいことが度々
である。しかしながら、本発明は、本発明の方法により
製造されるある種の補綴部材例えばコンタクトレンズが
前記の少なくとも１種の粒状無機固体を含有しなｈとい
う可能な態様を除外しない。

成分Ａの具体例としては、特に積率量体、例えばトリエ
チレングリコールジメタクリレート、オキシエチル化ビ
スフェノールＡのジメタクリレートすなわち 又は好ましくけオリゴマー類が挙げられる。オリゴマー
類の具体例としては、特にビニルウレタン類、例えば英
国％詐第１，３５２，０６３号、同第１，４６５，０９
７号又Ｆｉ同オｌ、４９８，４２１号各明細書に記載さ
れているようなビニルウレタン類；不飽和芳香族化合物
／アルデヒドオリゴマー類、例えば本出願人の出願によ
る欧州特許出願公開オ０，１１２，６５０　Ａ号明細書
及び同第０，１６２，６５１　Ａ号明細書に記載のもの
が挙げられる。前記の各明細書の記載は参照として本明
細書に組み入れられる。

前記の好ましめオリゴマー類に加えて、成分Ａ中には単
量体が存在することが好ましい。その理由は、該単量体
が前記の重合性組成物の粘度を低下させろ傾向があり、
このゆえに本発明の好ましい実施態様の方法において該
重合性組成物の流動性を助長するからである。

前記の粒状無機固体は、それが存在する場合には、補綴
部材に所望の機械的性質を付与するのに十分な程堅い（
５ｔｌｆｆ　）ものであるべきである。

例えば、補綴部材が歯冠である。場合には、粒状無機固
体は該歯冠に耐磨耗性と剛性とを付与すべきであり、し
かも非汚染性であり、且つ非浸出性であるべきである、
すなわち水分のある環境におｈて長期間、例えば１０年
以上、安定であるべきである。

粒状無機固体は、それが存在する場合には、工程Ｅにお
いて前記重合性組成物の重合を過度に阻害すべきもので
はなく１例えば、該粒状無機固体を含有する重合性組成
物は、後記のような適当な電磁線に対して十分に透過性
であるべきである。

例えば、粒状無機固体と成分Ａの屈折率が調和するのが
好ましい。

重合性組成物に使用し得る適当な粒状無機固体の具体例
としては、特にマイカ、メルク、アルミナ、ヒドロキシ
アパタイト又は好ましくはガラス例えば硼硅酸ガラス、
更に好ましくけ放射線不透過性ガラス、例えばレイノル
ズ（Ｒａｙｍｏｒｂ　）　Ｔ３０００　（ＲＴＭともか
う：商品名）が挙げられる。

前記粒状無機固体の少なくとも一部が放射線透過性であ
ることが好ましいことが多い。

本発明は、粒状無機固体の一部、すなわち１０係迄が、
例えば、板状粉又はフィブリル（ｆｉｂｒｌｌ）の形態
であってもよ込。

粒状無機固体は適当なカップリング剤で処理して、硬化
した付加重合性組成物に対するその結合性を向上させる
ことが好まし１０例えば、粒状無機固体がシリカ又はガ
ラスである場合には、該粒状無機固体は適当なシランカ
ッブリング剤、例えばｒ−メタクリル−オキシプロピル
−トリメトキシシランで処理し得る。

付加重合性組成物がその中に粒状無機固体の分散物を含
有する場合には、該組成物は該組成物中の粒状無機固体
の分散を安定化させる分散安定剤を含有するのが好まし
ｂことが多い。

前記重合性組成物は、好ましくは１０〜８０容量係、更
に好ましくは４０〜７５答量係、特に好ましくは６５〜
７０容量係の粒状無機固体を含有することが好まし一〇
粒状無機固体の含有量が約８０容ｉ％を超えると、該粒
状無機固体を重合性組成物中に均一に分布させることが
できないことが多すこと、及び／又は重合性組成物があ
まりにも粘稠であり本方法の工程Ｅにおいて容易に流動
しないこと、が認められる。粒状無機固体の含有量が約
１０各ｔ％未満では、上記組成物ｆ：重合させることに
よって製造した部材がある種の用途にお＾てはあまりに
も柔かくなり過ぎるという傾向がある。

美観に関しては、例えば補綴部材が歯冠である場合には
、粒状のセラミック材料をその中に、特に該歯冠の露出
表面に又は隣りに存在させることが好ましｂことが多い
。

本発明の方法に使用される重合性組成物は触媒を含有し
、該触１ｓは照射された電磁線を吸収し、該重合性組成
物の硬化を開始させる（該触媒は以下、便宜上”光硬化
触媒”という）。本出願人の英国特許オＩ　、　４０８
　、２６５号明細書又は同第１，４９４．９０３号明細
書、あるｈは本出願人の欧州特許オ０，０５９，６４９
号明細薔又は同第０　、０９０　、４９３号明細書に記
載されているような光硬化触媒を使用するのが好ましい
。

前記の各明細書の記載が本明細書に３いて参照される。

光硬化触媒は、可視光線例えば４００　ｎｍ　　より大
きい波長の可視光線を照射された際に、効率的なフリー
ラジカル源を供給することが好ましいことが多い。適当
な電磁線源としては、特にレーザー炭素アーク、水銀ア
ーク及び石英沃素ラングが挙げられる。

光硬化触媒が感応しやすい波長の電磁線を放射する放射
源を使用する必要があることが理解されるであろう。例
えば、青色域に感応性をもつ本出願人の前記光硬化触媒
の１つを使用する場合には、アルゴンイオンレーザ−を
使用することが好ましい場合が多い。

本発明は、多数の例えば２個の電磁線ビームを重合性組
成物（該重合性組成物は個々のビームに対して透過性で
ある）を向けて特定された座標（ｅｏｏｒｄｌｎａｔｅ
ｓ　）で交差させてもよく、この場合個々のビームは同
一波長であっても異なる波長であってもよい、という可
能な態様を除外しない。

上記の個々のビームは同一個所に連続的に又は同時に交
差させて使用してもよく、ビームの交差個所のみが大量
の流動性媒体の中で部材を生成させる硬化工程を開始さ
せるのに十分なエネルギーレベル迄刺激される。多数の
ビームを用いた場合には、光硬化触媒が２成分からなり
、その第１成分が第１の波長の電磁線によって活性化さ
れ、その第２の成分が第２の波長の電磁線によって活性
化されることが好ましいことが多い。適当な異なる電磁
線の２つのビームは、前記の重合性組成物中に向けるこ
とができる。上記の２つのビームが合体するか又は−点
に向かって集中する場合には、重合性組成物の一点又は
帯域でのみ重合の開始が起こる。上記のような２成分系
とその使用装置とは、米国％許オＡ、０４１，４７６号
明細書に十分に詳しく記載されている。

例えば、前記の光反応開始剤系がアミンとケトンからな
る場合には、該アミンは保護されたアミンの形で使用さ
れ得る。第１の波長の電磁線は遊離アミンを放出させ、
第２の波長の電磁線はケトンを該ケトンが該遊離アミン
と反応する励起状態に励起させる。上記の２つのビーム
が合体する場合にのみ重合が開始する。

本発明の好適な態様は、以下に更に詳しく述べろように
、コンピューターの命令から直接に３次元的な物品例え
ば歯冠を製造するのに、立体リトグラフィー（ａｔｅｒ
ｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ　）すなわちリトグラフィ
ック技術の応用、と組合せてコンピューター作成グラフ
ィックスの原理を使用する。

“重体１７　トゲラフイー″は硬化性物質例えば光硬化
性物質の薄層を他の物質の表面上の物質に連続的に０印
刷する”ことによって固体物体を製作する方法及び装置
である。硬化性流体の表面又は層にあたる電磁線のプロ
グラムされた可動スポットビームは、該流体の表面で目
的物（ｏｂｊｅｃｔ　）の固体横断面を形成させるのに
使用される。次いで該固体横断面は、プログラムされた
方法で一つのラメラの厚みで作用表面（−ｗｏｒｋｉｎ
ｇ　５ｕｒｆａｃｅ　）の上に移動されるすなわち該作
用表面から引き出されるか、あるいは、該作用の下に移
動されるすなわち該作用表面の中に下げられる。例えば
、該固体横断面は一つのラメラの厚みで流体表面の下に
下げられ、次いで次の固体横断面が生成し、目的物を形
成るすぐ前のラメラに付着する。別法として、該流体は
透明な支持体、代表的には液体、の表面上に支持された
薄い層として存在させてもよく、ビームは上記支持体を
透過して該液体に当たる。

このラメラ製造工程は、前記部材が形成される迄続けら
れる。

ある種の３次元的な工学的製品の製造にコンピューター
援用設計及びコンピューター援用製造（ＣＡＤ　−ＣＡ
Ｍともｈう）を使用することは公知であり、それに付加
重合性組成物を使用することは例えば米国特許第４，２
８８，８６１号明細書及び米国特許第４　、５７５　、
３３０号明細書に記載されており、その記載は本明細書
において参照される。

本発明の方法で製造された補綴部材は、広範な用途にお
じで生体内に使用し得、該部材の物理的特性、その大き
さ、化学的性質等は意図する用途を考慮して選択される
であろう。

本発明の方法で製造された補綴部材又はその−部分は、
その意図する使用を更に向上させ得、例えば有効寿命を
伸ばすために適当な表面を具備し得る。例えば、上記の
補綴部材又は一部分は、（ａ）その耐磨耗性を向上ζせ
るための座面、（ｂｅａｒｉｎｇｓｕｒｆａｅ・）例え
ばチタンからなる座面、又は缶）生細胞の成長を助長す
るための組織適合性の表面を具備し得る。

本発明の方法は、相互に作用する多数の部品例えば全股
関節代替部材、すなわち球と受口の両方、からなる補綴
部材の製造に特に利用できる。

本発明の方法で歯冠を製造する場合には、慣用の方法に
より、例えば歯科用接合剤、例えばポリカルボン酸樹脂
で、及び／又は機械的相互作用で、歯冠を歯の残部に取
り付けることができる。本発明の方法の工程人で作成し
たデータの精度と適合度（ｆｉｄｅｌｉｔｙ　）　　と
け、歯と歯冠との間の機械的結合の強さを増大する傾向
にある輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒｓ）を有する歯冠を生起し
得る。

本発明の方法は、本来の場所で例えば病院又は歯科医院
で実施できる。しかしながら、代表的には、本発明の方
法の少なくともある種の工程は、中央！８１ｉ造実験で
あってそこに受容体帯域又は部材の輪郭や大きさに関す
る詳細を例えば磁気テープで又ｉｊ電気通信によって容
易に伝達できる中央製造実験室で実施できる。例えば、
最初の工程すなわち工程Ａｔ−第１の場所で実施し、別
の工程すなわち工程Ｂと工程Ｃを第２の場所で実施し、
次すで工程りと工程Ｅｔ−前記の第１の場所で実施して
もよく；別法として工程Ｂ、Ｃ，Ｄ及びＥ’ｉｆ第２の
場所で実施し、得られた生成品を前記の第１の場所に送
ってもよい。

例えば、Ｘ線透過写真データ、特に股関節、膝及び骨折
個所のＸ線透過写真データは個々の病院で作成できる。

かかるデータは、中央製造現場（ｃｅｎｔｒａｌ　ｍａ
ｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　５ｉｔｅ　）　　に伝送でき
、例えば電気送信でき、該中央製造現場では該データを
本発明の方法の別の諸工程會笑施するのに適した形態で
入力データを提供するために加工できる。別法として、
かかるデータを第１の場所で作成し、補綴部材を設計す
る第２の場所に伝送し得る。設計された補綴部材を表わ
すデータは該補綴部材管製造する第１の場所に伝送し得
る。

本発明を、実施例として本発明の方法の２つの実施態様
を表わす次の図面を参照して詳細に説明する。

第１図においては、容器に流動性の重合性組成物が連続
的に供給され、第２図においては、本発明の方法によっ
て製造された補綴部材が重合性組成物のプール（ｐｏｏ
ｌ　）から連続的に取り出される。

第１図にンいて、容器１１は光重合性組成物の溜り１２
で満たされ、作動表面１３が該組成物の液面に形成され
る。前記表面１３上にプログラム制御可能な電磁線源１
６から（例えば適当なレーザーから）光線１７のスボツ
）　（５ｐｏｔ　）が生成される。該スポット１７１１
ｔ、当業者に公知の方法で、例えば鏡の移動によって前
記表面１３を横切って移動できろ。前記表面１３上のス
ポット１７の位置はコンピューター１８によって制御さ
れろ。容器１１中の可動性の操作架台１９は、選択的に
上下動でき、その位置はコンピューター１８で制御でき
る。この系を操作すると、前記操作架台１９が前記の溜
り１２の中を降下するにつれて、一体化される複数のう
〆う２０１．２０ｂ、２０ｃが段階的に重なって付加し
て形成され且つ一体化することによって、３次元的な寸
法をもっ歯冠２゜が生成する。

重合性組成物の溜り１２の表面１３は容器１１において
一定の水準に維持され且つ該液体を硬化させ、それを固
体物質に変えるのに十分な強さをもつ光線１７のスポッ
トが、プログラム制御された仕方で作動表面１３を横切
って動かされる。液、体１２が硬化し、固体物質が生成
するＫつれて、最初に作動表面１３の真下にあった昇降
操作架台１９が適当な作動機によりプログラムされた方
法で該表面から下方に沈むように移動される。このよう
にして、最初に生成した固体物質が作動表面１３の下に
なり、別の液体１２が該表面１３上に流れ込む。この別
の液体の一部がプログラムされた光のスポット１７によ
り、順次、固体物質に転化され、生成した新しい固体物
質はその下の固体物質に接着的に結合する。この方法は
、３次元的な歯冠２０が生成される迄続けられる。昇降
式の操作架台１９が引き上げられ、そこから歯冠が取り
出これる。次すで、該歯冠を、溶媒中で例えばアセトン
中で、所望ならば超音波で、洗浄し、残存する未硬化の
重合性組成物を溶解する。

第２図については、そこでけ第１図の数字と同じ数字は
、第１図に示された同一の構成要素を示す。

容器１１の底に透明窓２３が取付けられている。

重合性組成物１２を、これよりも比重の重い液体２２の
上に薄り層として供給される。液体２２は重合性組成物
１２と非混和性であり、しかも重合性組成物１２により
非湿潤性であり、電磁線源１６から照射される電磁線に
対し透過性である。

単純な形状の部材、例えば２次元的な部材を製造する場
合には、コンピューターを必要としなくともよく、また
更に簡単な専用プログラミングシステムを使用できる。

あるいけ、該コンビエーター制御システムは、例えば補
綴部材の製造に多数の立体リトグラフィックユニットを
使用し、。該補綴部材の設計に別のコンピューターを使
用する場合には、別の更に複雑なコンピューターで作成
した命令を単に遂行するだけであり得る。

本発明は、複数の容器を使用してもよく、各々の容器が
立体リトグラフィックシステムによって自動的に選択し
得る種々の重合性組成物を収容すると−う可能な態様を
除外しない。

例えば外被−芯構造体を製造し得、該構造体においては
外被は本発明の方法で製造した芯上に、適当な物質の被
膜１例えば前記に記載したような＃磨耗性又は生細胞に
よる侵入を受けやすい適当な被膜を有する。

電磁線源は、所望の物体の細部を形成させるのに十分小
さく、しかも商業的に有効であるのに十分な速さで重合
性組成物を硬化させるのに十分強い電磁線のスポットを
生ずる。電磁線源は不規則に回転ばせられ、且つ移動す
るためにプログラムし得るように配置され、その結果焦
点を合わせたスポットが前記液体の表面を横切って移動
する。

このようにして、該スポットが移動するので、該スポッ
トａ液体を固体に硬化させ、そしてチャート記録計又は
はンを使用して紙にパターンを描くゾロツタ−（ｐｌｏ
ｔｔｅｒ　）とほぼ同じ方法で表面に固体ノ々ターンを
“描く” 第１図の系においては、装置は表面１３を一定の水準に
保ち、且つ補綴部材を取り出してしまった後に重合性組
成物を補給するために提供書れ得、そのため焦点スポッ
ト１７が固定された焦点平面上にはっきりと焦点が合っ
たままであり、このようにして作用表面に沿って薄込層
を形成ζせろ際に分解（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　）　　
ｆ向上させる。焦点が作用表面１３に高強度の領域を与
え、且つ急速に低強度迄広がり、それによって硬化工程
の深さを制御し、製造する補綴部材用の最も薄い適当な
横断面のラメラを与えるように焦点を含わせるのが望ま
しいことが理解されるであろう。これは焦点距離の短か
ｂレンズを使用することによって及び電磁線源１６を作
用表面１２に実用上できるだけ近く持ってくることによ
って行なわれるのが好ましｂｏその際に液状媒体に入る
焦点の円錐形（０６ｎ・）内に最大の広がり（ｄｉマｅ
ｒｇｅｎｅｅ　）　が生じ、分解能が実質的に高まる。

電磁線源の制御ＶＣは適当なデジタルプロツメ−を使用
できる。プロッターのベンキャリジにＦｉａ筒を取り付
け、該ゾロツタ−を慣用のグラフィックコマンドヲ用い
るコンピューターで駆動させる。

鋭部のシャッターはコンピューターコマンドで制御する
。

電磁線源の別の物理的形態又はその均等物が使用し得え
る。例えは、走査は光学スキャナー又は好ましくは適当
なレーザー光ｙｉ、ｔ−用いて行なうむとができる。

当業者に補綴部材を設計し、それをコンピューターのＣ
ＲＴスクリーン上で３次元的に視ることができるであろ
う。該設計に満足する場合には、当業者にコンピュータ
ーに該補綴部材の製作を命令シ、該コンピューターは立
体リトグラフィー要素に適切な命令を発するであろうｄ
当業者は適当な言語のコマンドを用いろコンピューター
にプログラムを供給し、硬化性材料用の適白な露光時間
と速度とを指定する。上記システムを操作するためには
、補綴部材の映像を作成し、そして立体リトグラフ金駆
動し該部材を製作するためのプログラムを書く。

昇降操作架台は適当な手段で、例えば機械的に又は液圧
的Ｋ　（ｈｙｄｒａｕｌｉｃａｌｌｙ　）上昇又は下降
させることができ、しかも該昇降操作架台は多数の自由
度を有することができる。

本発明は、工程Ｂで設計した補綴部材の形状と寸法とを
ロボット用のコマンドに移し換えることができ、該ロボ
ットが受容体帯域の形状及び／又は寸法を該受容体帯域
の表面と補綴部材との間の適合性を更に向上させるよう
に、例えば彫ることによって、修正できるという可能な
態様を除外しない。

本発明を以下の実施例により例証する。該実施例は本発
明のある一定の実施態様のみを具体例として示すもので
ある。

実施例１〜２ 本実施例は本発明の好ましい方法の工程Ｅにおける固体
ラメラの製造を例証する。

本出願人の欧州特許出願公開第１１２．６５０　Ａ　号
公報の実施例１４に記載のようにして製造したメタクリ
レート末端オリゴマーの光硬化性組成物（以下、便宜上
「ｗＢ３１」とｂう）、トリエチレングリコールジメタ
クリレート、　カンファーキノン及びＮ、Ｎ−ジメチル
アミノエチル　メタクリレートを（重量比９１：９：０
．７５：０．７５で）、液層の厚みが１．２ｆｉになる
ように２板のガラス板の間にはさんだ。該液層に４８８
　ｎｍ　のアルゴンイ得られた結果を第１表に示す。第
１表から、アルがンイオンレーザーの照射によって光硬
化性組成物から固体ラメラを生成し得ることが理解でき
る。

オ　　１　　表 記載のようにしてガラス板にはばみ、レーザーを照射し
た。

得られた結果を第２表に示す。第２表から、光硬化性組
成物から固体ラメラを製造できることが理解さねる。

オ　　２　　表 本実施例は、本発明の好ましｂ方法の工程ＥＴ／Ｃ２い
て粒状無機充填材を含有する付加重合性組成物からの固
体ラメラの製造を例証する。

ＷＢ３１からなる前記光硬化性組成物、　　トリエチレ
ングリコールジメタクリレート、　カンファーキノン及
びＮ、Ｎ−’；ジメチルアミノエチルメタクリレートの
重量比’Ｉ　Ｉ　：　９　：　０．７５　：　０．７５
を重量比８５　：　ｌ　５　：　０．７５　：　０．７
５に代えた以外Ｆｉ実施例１〜２の方法を反復した。重
量比１：１の光硬化性組成物と、硼硅酸ガラスの粒子（
平均粒径２０ミクロン）の混合物上実施例１〜２に本実
施例は、粒状無機充填材を更に高濃度で含有する付加重
合性組成物からの固体ラメラの製造を例証する。

光硬化性組成物と硼硅酸ガラスの混合物におけろ光硬化
性組成物：硼硅酸がラスの比を重量比で５０　：　５０
に代えて３０ニア０とした以外は実施ｆ１１３〜４の方
法を反復し走。出力１７．２　ｍＷｃｍ−２のアルコ０
ンイオンレーザーを使用した。

第３表に示した結果はアルゴンレーザー光を照射した後
の上面及び底面がＩ　（ｍ２　で厚み１．５　ｆｉのブ
ラック（ｐｌａｑｕｅ　）　　から得られたビッカース
硬度の値を示す。

オ　　３　　表 のグラツク（すなわち製造法において一般的に使用され
るブラックよりも薄い）が本発明の方法により製造でき
ることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の方法の実施態様を表わす図
面であり、図中１１は容器、１２Ｆｉ重合性組成物、１
３は作用表面、１６は電磁線源、１７は電磁線照射スポ
ット、１８ｔｉコンピユーター制御系、１９は操作架台
、２０＆、２０ｂ及び２０ｃはラメラ、２２は重合性組
成物よりも重い液体、２３は透明窓全表わす。 ＆：　４回の測定値の平均 比較で汀、本出願人の同時継続中の欧州特訂出願オ　　
　　号明細書に記載の圧縮成型した骨（すなわち約２０
　ＧＰａ　）からなる要素と同様のモジュラスを有する
粒状物充填要素の表面硬度は４２．７ｖＨの平均表面硬
度を有する。すなわち、成縮成型した骨と同様の機械的
性質を有する厚さ１．５１１図面の浄書（内容に変更な
し） ７：７ｇ、２ 三ｆ続ン市正書（自発） 平成１年７月２６［１ １′Ｉ、ｉＴ庁艮官　　殿 １、事（′１の表示　　　平成１片持ｙ１願第１５９７
９０号２、発明の名称　補綴部材の製造法 ３、補正を１Ｊる名 事件どの関係　　　特許出願人 住　所　　イＶリスｌコ、ロンドン、ニス、グブリュ、
１．ビー。 ３・ジ］イ・エフ、ミルバンク、インペリアル・ケミ）
Ｊル・ハウス（番地その他表示なし）名称 インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ご−ｒル
シー ４、代理人 〒１０５住　所　　東京都港区西新橋１丁目１番１５号
５、　ｈｎｉＥノ対１ （１）明 （２）図 細

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．　補綴部材の製造法であって、該製造法は下記の諸
   工程：すなわち、該補綴部材を入れて挿着するべき受容
   帯域の映像を作成する工程Ａと、該映像から該補綴部材
   を設計する工程Ｂと、工程Ｂで設計した上記補綴部材の
   形状と寸法とを翻訳して、電磁線源を制御するのに適当
   なコマンドすなわち指令に転換する工程Ｃと、工程Ｃか
   ら得られる前記コマンドを前記電磁線源に伝え、該電磁
   線源から発射されるビームが前記の補綴部材の形状と寸
   法とを定めるように該電磁線源を制御する工程Ｄと、工
   程Ｄから得られる前記ビームを液状の付加重合性組成物
   に照射し、しかも該液状付加重合性組成物から、前記の
   補綴部材の形状と寸法とを有する固体を製造するように
   該照射を行う工程Ｅ、とからなることを特徴とする補綴
   部材の製造法。
2. ２．　前記方法の工程Ｅにおいて、前記補綴量材の一つ
   の横断面の輪郭と同じ形を表わす一枚の固体化したラメ
   ラすなわち薄膜が重合性組成物から生成するように、適
   当な電磁線を前記付加重合性組成物に照射し、且つ相継
   ぐ隣り合って作られる多数の固体化ラメラが生成しされ
   るにつれて、これらラメラが集合して該補綴部材の形状
   と寸法とを定めながら該補綴部材を形成するように該ラ
   メラを凝集的に一体化させる請求項１記載の方法。
3. ３．　前記補綴部材が実質的に３次元的の寸法をもつ請
   求項２記載の方法。
4. ４．　前記の実質的に３次元的である補綴部材が関節、
   複雑骨折の補修部材又は骨の整復部材である請求項３記
   載の方法。
5. ５．　前記関節が大腿骨頭の代替部材である請求項４記
   載の方法。
6. ６．　前記の重合性組成物が付加重合性の炭素一炭素二
   重結合を少なくとも２個有する成分を含有するものであ
   る請求項２記載の方法。
7. ７．　前記の重合性組成物が、少なくとも１種の粒状の
   無機固体を含有するものである請求項２記載の方法。
8. ８．　前記の重合性組成物と前記無機固体の各々の屈折
   率を互いに調和させる請求項７記載の方法。
9. ９．　前記の重合性組成物がオリゴマーを含有するもの
   である請求項６記載の方法。
10. １０．　前記オリゴマーが不飽和芳香族化合物／アルデ
    ヒド・オリゴマーである請求項９記載の方法。
11. １１．　前記の重合性組成物が追加成分として単量体も
    含有する請求項９記載の方法。
12. １２．　前記の重合性組成物が１０〜８０容量％の粒状
    無機固体を含有するものである請求項７記載の方法。
13. １３．　前記の工程Ｄで使用する電磁線が可視光線であ
    る請求項１記載の方法。
14. １４．　立体リトグラフィーと組合わせてコンピュータ
    ー生成グラフィックスを使用する請求項２記載の方法。
15. １５．　前記補綴部材上に適当な表面を生成させる追加
    工程を含む請求項１記載の方法。
16. １６．　前記補綴部材が多数の、相互に関連して作動す
    る部品からなるものである請求項４記載の方法。