JPH06277243A - 組織保護用体内人工器官 - Google Patents
組織保護用体内人工器官Info
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- A61F2/30771—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
- A61F2002/30878—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
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- A61F2002/4243—Joints for wrists or ankles; for hands, e.g. fingers; for feet, e.g. toes for hands, e.g. fingers for interphalangeal joints, i.e. IP joints
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- A61F2210/00—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2210/0009—Particular material properties of prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof using materials or accessories for preventing galvanic or electrolytic corrosion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄くて、濃密で高い耐摩耗性コーティング膜
で被覆された耐力支持面を有する成形用金属移植具。 【構成】 体内人工器官が宿主の身体組織と滑動的に協
動する被覆した支持面を有し、その体内人工器官が
（ａ）ジルコニウム又はジルコニウム合金で形成され、
その本体は２つの構成要素関節の１つの構成要素を形成
しかつ第２の関節構成要素の身体組織と協動し及び滑る
ようにされた少なくとも１部で支持面を有する、（ｂ）
身体組織に対し協動し及び滑るようにした前記支持面の
少なくとも１部に直接コーティングされ約１〜約２５ミ
クロンの厚みを有し、濃藍色酸化ジルコニウム、黒色酸
化ジルコニウムと窒化ジルコニムからなる群から選択さ
れた薄いコーティング膜とからなり、そのコーティング
膜が、被覆した支持面と身体組織との界面で金属イオン
放出、摩擦及び摩耗を最少限度にする、半関節形成後の
宿主への移植用体内人工器官。
で被覆された耐力支持面を有する成形用金属移植具。 【構成】 体内人工器官が宿主の身体組織と滑動的に協
動する被覆した支持面を有し、その体内人工器官が
（ａ）ジルコニウム又はジルコニウム合金で形成され、
その本体は２つの構成要素関節の１つの構成要素を形成
しかつ第２の関節構成要素の身体組織と協動し及び滑る
ようにされた少なくとも１部で支持面を有する、（ｂ）
身体組織に対し協動し及び滑るようにした前記支持面の
少なくとも１部に直接コーティングされ約１〜約２５ミ
クロンの厚みを有し、濃藍色酸化ジルコニウム、黒色酸
化ジルコニウムと窒化ジルコニムからなる群から選択さ
れた薄いコーティング膜とからなり、そのコーティング
膜が、被覆した支持面と身体組織との界面で金属イオン
放出、摩擦及び摩耗を最少限度にする、半関節形成後の
宿主への移植用体内人工器官。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、濃藍色の酸化ジルコ
ニウム、黒色の酸化ジルコニウム又は窒化ジルコニウム
の薄くて、濃密で高い耐摩耗性コーティング膜で被覆さ
れた耐力支持面を有する成形用金属移植具に関する。こ
れらのコーティング膜は、身体組織表面のような軟かい
表面に対して支える人工器具の部分に特に有用である。
ニウム、黒色の酸化ジルコニウム又は窒化ジルコニウム
の薄くて、濃密で高い耐摩耗性コーティング膜で被覆さ
れた耐力支持面を有する成形用金属移植具に関する。こ
れらのコーティング膜は、身体組織表面のような軟かい
表面に対して支える人工器具の部分に特に有用である。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】酸化
ジルコニウムコーティング膜が作られる好ましい酸化方
法中で、表面の酸素含量と硬度が増加すると、金属基体
の強度を増し、移植具の耐疲労性を改善する。セラミッ
クである酸化物又は窒化物表面は、体内に潜在的に有害
な金属イオンを放出せず、かつ生体内での電気化学的腐
食をしない。その上、セラミック面は、血液（ヘモ）適
合性が強化される。
ジルコニウムコーティング膜が作られる好ましい酸化方
法中で、表面の酸素含量と硬度が増加すると、金属基体
の強度を増し、移植具の耐疲労性を改善する。セラミッ
クである酸化物又は窒化物表面は、体内に潜在的に有害
な金属イオンを放出せず、かつ生体内での電気化学的腐
食をしない。その上、セラミック面は、血液（ヘモ）適
合性が強化される。
【０００３】整形用移植具材は、高強度、耐腐食性、低
摩擦・摩耗性で組織適合性を合せ有する必要がある。移
植具の寿命は、被移植者が比較的若いと、生存中は移植
具が機能しなければならないので、第１に重要なことで
ある。所要の機械的強度と生体適合性を有するため、あ
る種の合金が人工具の組立に理想的な候補となる。３１
６Ｌステンレススチール、クロム−コバルト−モリブテ
ン合金及びより最近ではチタン合金が、耐力人工器官の
組立に適する素材であることが証明された。
摩擦・摩耗性で組織適合性を合せ有する必要がある。移
植具の寿命は、被移植者が比較的若いと、生存中は移植
具が機能しなければならないので、第１に重要なことで
ある。所要の機械的強度と生体適合性を有するため、あ
る種の合金が人工具の組立に理想的な候補となる。３１
６Ｌステンレススチール、クロム−コバルト−モリブテ
ン合金及びより最近ではチタン合金が、耐力人工器官の
組立に適する素材であることが証明された。
【０００４】股関節移植具のような耐力移植具の寿命に
影響する因子の１つには、関節面の摩耗速度と金属イオ
ン放出による長期の影響がある。このような移植具は、
原大腿骨のくびれ部位上に付着される表面置換の形、又
は大腿骨の基部骨幹内に固定されるステム部分に付着さ
れた大腿頭部を有する股関節人工具の型である。トータ
ルの股置換用の代表的な股関節人工具には、ステム、大
腿頭部及び大腿頭部がつながれる寛骨臼カップである。
半関節形成術（hemiarthroplasty）の場合に、自然の寛
骨臼は、人工大腿骨頭部が大腿頭部を形成するのに用い
る金属又はセラミックより軟かい元の身体の軟骨とうま
くかみ合うように保持される。全股関節部置換では、関
節する表面の何れか又は両者の摩耗が、大腿骨頭部とそ
れがかみ合うカップとの間の摩耗微粒子及び“プレー”
の値を増加させることになる。摩耗くづは、逆の組織反
応に寄与し、骨吸収をまねき、究極的には関節の置換が
必要となる。一般に、股半関節形成においては、自然の
大腿骨の上（基部）部分が、表面置換又は通常の人工寛
臼カップで置換されない自然の股関節の関節陥中の軟骨
材と滑動的に協動する大腿骨頭部を与える人工器具で置
換される。この軟かい軟骨組織は、硬い単極性の大腿骨
頭部人工具の作用で誘因される滑り摩耗に付される。
影響する因子の１つには、関節面の摩耗速度と金属イオ
ン放出による長期の影響がある。このような移植具は、
原大腿骨のくびれ部位上に付着される表面置換の形、又
は大腿骨の基部骨幹内に固定されるステム部分に付着さ
れた大腿頭部を有する股関節人工具の型である。トータ
ルの股置換用の代表的な股関節人工具には、ステム、大
腿頭部及び大腿頭部がつながれる寛骨臼カップである。
半関節形成術（hemiarthroplasty）の場合に、自然の寛
骨臼は、人工大腿骨頭部が大腿頭部を形成するのに用い
る金属又はセラミックより軟かい元の身体の軟骨とうま
くかみ合うように保持される。全股関節部置換では、関
節する表面の何れか又は両者の摩耗が、大腿骨頭部とそ
れがかみ合うカップとの間の摩耗微粒子及び“プレー”
の値を増加させることになる。摩耗くづは、逆の組織反
応に寄与し、骨吸収をまねき、究極的には関節の置換が
必要となる。一般に、股半関節形成においては、自然の
大腿骨の上（基部）部分が、表面置換又は通常の人工寛
臼カップで置換されない自然の股関節の関節陥中の軟骨
材と滑動的に協動する大腿骨頭部を与える人工器具で置
換される。この軟かい軟骨組織は、硬い単極性の大腿骨
頭部人工具の作用で誘因される滑り摩耗に付される。
【０００５】半関節形成後の寛骨臼軟骨と大腿骨頭部表
面の摩耗速度は、多数の因子、すなわち大腿骨頭部を構
成する材料の相対硬度と表面仕上、頭部材のイオン化及
び電気化学的腐食に対する感受性、頭部の材料と軟骨と
の間の摩擦係数、接合表面に負荷される荷重と応力によ
るものである。半関節形成術での股関節移植具の組立に
現在使用されている通常の材料には、ステンレススチー
ル又はコバルトあるいはチタン合金の大腿骨頭部と研磨
したアルミの大腿骨頭部がある。半関節形成術用の股関
節移植片の摩耗速度に影響する他の因子の中には、患者
の体重と活動程度が最も大きい。
面の摩耗速度は、多数の因子、すなわち大腿骨頭部を構
成する材料の相対硬度と表面仕上、頭部材のイオン化及
び電気化学的腐食に対する感受性、頭部の材料と軟骨と
の間の摩擦係数、接合表面に負荷される荷重と応力によ
るものである。半関節形成術での股関節移植具の組立に
現在使用されている通常の材料には、ステンレススチー
ル又はコバルトあるいはチタン合金の大腿骨頭部と研磨
したアルミの大腿骨頭部がある。半関節形成術用の股関
節移植片の摩耗速度に影響する他の因子の中には、患者
の体重と活動程度が最も大きい。
【０００６】金属の単極性大腿骨頭部の場合に、寛骨臼
軟骨に対する大腿頭部の滑り作用が、その表面で不動態
酸化膜を徐々に侵食し、金属イオンの放出し、組織に不
利な反応をきたす金属を身体組織に露出させることにな
る。他方、セラミックの単極性大腿頭部は、均等の金属
より高いモジュラスを有して望ましくなく、かつ骨又は
金属ほど耐衝撃性と衝撃吸収性がない。セラミックは、
低い摩耗性を与え、かつ通常金属より生体適合性ではあ
るが、衝撃吸収性と耐衝撃性での欠点がある。
軟骨に対する大腿頭部の滑り作用が、その表面で不動態
酸化膜を徐々に侵食し、金属イオンの放出し、組織に不
利な反応をきたす金属を身体組織に露出させることにな
る。他方、セラミックの単極性大腿頭部は、均等の金属
より高いモジュラスを有して望ましくなく、かつ骨又は
金属ほど耐衝撃性と衝撃吸収性がない。セラミックは、
低い摩耗性を与え、かつ通常金属より生体適合性ではあ
るが、衝撃吸収性と耐衝撃性での欠点がある。
【０００７】鈴木らの米国特許第４，１４５，７６４号
では、金属人工器具が機械的強度で優れているが、体内
でイオン化により腐食される傾向があると認識してい
る。鈴木らは、またセラミックと骨組織との親和性を認
めているが、しかしセラミックの人工器具は耐衝撃性が
悪いとしている。そのため、鈴木らは結合剤をプラズマ
スプレーし、さらに骨片の孔への内部成長をさせるポー
ラスなセラミックコーティング膜で被覆した金属人工器
具を提案している。この組合せは、金属の機械的強度と
セラミックスの生体適合性の両方を備えるであろう。金
属基体へのセラミックスコーティング膜の適用は、非均
一で結合の弱いコーティング膜になることがしばしばあ
り、セラミックスと下層の金属基体間の熱膨張の差と硬
度の違いにより亀裂を発生する傾向がある。その上、こ
のようなコーティング膜は、比較的厚く（５０〜３００
ミクロン）、比較的ポーラスであり、かつ金属とセラミ
ックコーティング膜との結合は弱いことがあるため、セ
ラミックコーティング膜の摩滅又は剥離の危険が常にあ
る。
では、金属人工器具が機械的強度で優れているが、体内
でイオン化により腐食される傾向があると認識してい
る。鈴木らは、またセラミックと骨組織との親和性を認
めているが、しかしセラミックの人工器具は耐衝撃性が
悪いとしている。そのため、鈴木らは結合剤をプラズマ
スプレーし、さらに骨片の孔への内部成長をさせるポー
ラスなセラミックコーティング膜で被覆した金属人工器
具を提案している。この組合せは、金属の機械的強度と
セラミックスの生体適合性の両方を備えるであろう。金
属基体へのセラミックスコーティング膜の適用は、非均
一で結合の弱いコーティング膜になることがしばしばあ
り、セラミックスと下層の金属基体間の熱膨張の差と硬
度の違いにより亀裂を発生する傾向がある。その上、こ
のようなコーティング膜は、比較的厚く（５０〜３００
ミクロン）、比較的ポーラスであり、かつ金属とセラミ
ックコーティング膜との結合は弱いことがあるため、セ
ラミックコーティング膜の摩滅又は剥離の危険が常にあ
る。
【０００８】ボクロスの米国特許第３，６７７，７９５
号は、金属人工器具に炭化物コーティング膜を付すこと
に関する。この炭化物コーティング膜を形成するには、
人工器具を反応室で少なくとも約１３５０℃の温度に加
熱し、プロパンやブタンのような炭化水素ガスを導入す
る必要がある。この方法で、身体組織に優れた適合性を
有し、非血栓形成性である人工具が作れるといわれる。
ボクロスは整形移植具の負荷表面の摩擦、加熱、変形と
摩耗、又は高温処理による下層の金属の機械特性に誘因
される変化の点については触れていない。炭素性コーテ
ィング膜は、酸化物セラミックコーティング膜（特にＺ
ｒＯ2とＡｌ2Ｏ 3)よりイオン性がより少なく、従って濡
れがすくなく、摩擦が多い。
号は、金属人工器具に炭化物コーティング膜を付すこと
に関する。この炭化物コーティング膜を形成するには、
人工器具を反応室で少なくとも約１３５０℃の温度に加
熱し、プロパンやブタンのような炭化水素ガスを導入す
る必要がある。この方法で、身体組織に優れた適合性を
有し、非血栓形成性である人工具が作れるといわれる。
ボクロスは整形移植具の負荷表面の摩擦、加熱、変形と
摩耗、又は高温処理による下層の金属の機械特性に誘因
される変化の点については触れていない。炭素性コーテ
ィング膜は、酸化物セラミックコーティング膜（特にＺ
ｒＯ2とＡｌ2Ｏ 3)よりイオン性がより少なく、従って濡
れがすくなく、摩擦が多い。
【０００９】スタイネマンの米国特許第３，６４３，６
５８号では、移植具の腐食と摩滅を防止するためチタン
の酸化物、窒化物、炭化物又はカルボナイトライドで被
覆したチタン移植具を開示している。このコーティング
膜は、チタン移植具の擦過性摩滅を保護するといわれ
る。コーティング膜の厚みは約０．０８〜０．１５ミク
ロンである。酸化チタンは、チタン及びチタン合金上に
周囲条件下で自然に形成される。酸化チタンコーティン
グ膜は、十分に付着されず、濃密でも付着性ではなく、
かつ保護コーティング膜として、身体中でのイオン放出
に効果的ではない。この酸化フィルムは、肉眼で透明な
点で薄く（０．５〜７nm）コバルト合金及び主にクロム
を含むステンレス鋼での保護不動態酸化層に類似であ
る。周囲条件下で形成された元の不動態酸化層又は硝酸
不動態化で形成された不動態酸化層（通常金属整形移植
具に用いられる）は、周囲の材料が軟かい高分子材又は
身体組織であっても移動と接触により容易に摩滅され
る。このような条件下で、金属イオンが身体環境に放出
される。
５８号では、移植具の腐食と摩滅を防止するためチタン
の酸化物、窒化物、炭化物又はカルボナイトライドで被
覆したチタン移植具を開示している。このコーティング
膜は、チタン移植具の擦過性摩滅を保護するといわれ
る。コーティング膜の厚みは約０．０８〜０．１５ミク
ロンである。酸化チタンは、チタン及びチタン合金上に
周囲条件下で自然に形成される。酸化チタンコーティン
グ膜は、十分に付着されず、濃密でも付着性ではなく、
かつ保護コーティング膜として、身体中でのイオン放出
に効果的ではない。この酸化フィルムは、肉眼で透明な
点で薄く（０．５〜７nm）コバルト合金及び主にクロム
を含むステンレス鋼での保護不動態酸化層に類似であ
る。周囲条件下で形成された元の不動態酸化層又は硝酸
不動態化で形成された不動態酸化層（通常金属整形移植
具に用いられる）は、周囲の材料が軟かい高分子材又は
身体組織であっても移動と接触により容易に摩滅され
る。このような条件下で、金属イオンが身体環境に放出
される。
【００１０】チタンとチタン合金については、非晶質の
チタンモノオキシド（ＴｉＯ）が少量のＴｉ3Ｏ5と共に
室温で形成される。この酸化物は塩水環境下で分散し
て、中間酸化物３Ｔｉ2Ｏ3・４ＴｉＯ2の形で再不動態
化（repassivarion)する。高酸化物、ＴｉＯ2(アナター
ゼ）とＴｉ2Ｏの形成は、高い酸化温度で起る。しか
し、擦過条件（隣近の骨、ポリエチレンに対する負荷、
及び特に骨盤における骨ねじの場合におけるような金属
に対する負荷などでの）下で、普通の不動態の酸化チタ
ン及び高温（３５０℃）表面を皮膜化した酸化チタン膜
の全ての形態も、酸化物の割れ及びそれに続く金属基体
の摩擦に対し殆んど保護とならない。高い電流密度での
酸化皮膜形成による比較的厚いコーティング膜も、ルー
ズな粉末状フィルムの接着性が悪いことから、殆んど耐
摩擦の保護とならない。一般に酸化チタンフィルムは、
強度と付着性が悪いため摩擦条件に対し効果的ではな
い。
チタンモノオキシド（ＴｉＯ）が少量のＴｉ3Ｏ5と共に
室温で形成される。この酸化物は塩水環境下で分散し
て、中間酸化物３Ｔｉ2Ｏ3・４ＴｉＯ2の形で再不動態
化（repassivarion)する。高酸化物、ＴｉＯ2(アナター
ゼ）とＴｉ2Ｏの形成は、高い酸化温度で起る。しか
し、擦過条件（隣近の骨、ポリエチレンに対する負荷、
及び特に骨盤における骨ねじの場合におけるような金属
に対する負荷などでの）下で、普通の不動態の酸化チタ
ン及び高温（３５０℃）表面を皮膜化した酸化チタン膜
の全ての形態も、酸化物の割れ及びそれに続く金属基体
の摩擦に対し殆んど保護とならない。高い電流密度での
酸化皮膜形成による比較的厚いコーティング膜も、ルー
ズな粉末状フィルムの接着性が悪いことから、殆んど耐
摩擦の保護とならない。一般に酸化チタンフィルムは、
強度と付着性が悪いため摩擦条件に対し効果的ではな
い。
【００１１】全体的に不活性で、耐摩滅性のモノリシッ
クセラミックは、擦過性と金属イオン放出を減少させる
理想的なものであろう。例えば、二酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2)とアルミナ（Ａｌ2Ｏ3)は、高度に不活性
で、低摩擦、生体適合性の移植具材であることが分って
いる。これらのセラミックは、全股関節置換におけるモ
ノリシックのアルミナ又は二酸化ジルコニウム製の股関
節頭部として最近使用されている。この２つの材料は、
硬く、濃密で、生体適合性で、滑性でかつ十分に強いも
のである。
クセラミックは、擦過性と金属イオン放出を減少させる
理想的なものであろう。例えば、二酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ2)とアルミナ（Ａｌ2Ｏ3)は、高度に不活性
で、低摩擦、生体適合性の移植具材であることが分って
いる。これらのセラミックは、全股関節置換におけるモ
ノリシックのアルミナ又は二酸化ジルコニウム製の股関
節頭部として最近使用されている。この２つの材料は、
硬く、濃密で、生体適合性で、滑性でかつ十分に強いも
のである。
【００１２】超高分子ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）に
対して関節を形式にしている高度にイオン性で湿潤性の
セラミック支持面を研磨すると、ＵＨＭＷＰＥカップに
対する摩擦運動が有意に減少するのみならずＵＨＭＷＰ
Ｅの摩耗速度も大いに減少する。同様に、モノリシック
セラミック股関節頭部が、セラミック面が寛骨臼の元の
軟骨に対し滑らかに動くように半関節形成術後に移植さ
れる。しかし、固形セラミックは、高モジュラスで低緩
衝性であり、従って、セラミック移植具は骨の周囲のシ
ールドに応力を加え、骨の脱石灰化と吸収をきたし、同
時これらの骨に比較的高い衝撃力を伝える。関節形成中
金属イオンや微細な破砕粒子が生成しないことが有利で
ある。従って、これらのセラミックは、コバルト、ステ
ンレス鋼よりある種の利点がある。チタン合金支持表面
はしかし欠点がある。
対して関節を形式にしている高度にイオン性で湿潤性の
セラミック支持面を研磨すると、ＵＨＭＷＰＥカップに
対する摩擦運動が有意に減少するのみならずＵＨＭＷＰ
Ｅの摩耗速度も大いに減少する。同様に、モノリシック
セラミック股関節頭部が、セラミック面が寛骨臼の元の
軟骨に対し滑らかに動くように半関節形成術後に移植さ
れる。しかし、固形セラミックは、高モジュラスで低緩
衝性であり、従って、セラミック移植具は骨の周囲のシ
ールドに応力を加え、骨の脱石灰化と吸収をきたし、同
時これらの骨に比較的高い衝撃力を伝える。関節形成中
金属イオンや微細な破砕粒子が生成しないことが有利で
ある。従って、これらのセラミックは、コバルト、ステ
ンレス鋼よりある種の利点がある。チタン合金支持表面
はしかし欠点がある。
【００１３】ここに、宿主の生存中移植できる低摩擦、
高い耐摩耗性と耐腐食性の支持面を有する半関節形成術
用の整形移植具の必要があることが理解されよう。その
上、支持面が、寛骨臼の元の軟骨の摩耗と損傷の原因に
なったり、骨吸収と脱石灰化をもたらす骨の過剰なスト
レスシールド（stress shield;応力遮蔽）の原因になら
ない必要がある。かくして、半関節形成移植具は、モノ
リシックセラミックより、骨により近い弾性率を有し、
同時に、金属移植具の場合に見出される低摩擦性を有
し、金属イオンに感受性でないことが望まれる。
高い耐摩耗性と耐腐食性の支持面を有する半関節形成術
用の整形移植具の必要があることが理解されよう。その
上、支持面が、寛骨臼の元の軟骨の摩耗と損傷の原因に
なったり、骨吸収と脱石灰化をもたらす骨の過剰なスト
レスシールド（stress shield;応力遮蔽）の原因になら
ない必要がある。かくして、半関節形成移植具は、モノ
リシックセラミックより、骨により近い弾性率を有し、
同時に、金属移植具の場合に見出される低摩擦性を有
し、金属イオンに感受性でないことが望まれる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明は、窒化ジルコ
ニウム又は濃藍色もしくは黒色酸化ジルコニウムで被覆
したジルコニウム又はジルコニウム含有合金の半関節形
成移植具（hemiarthroplasty implants)を提供するもの
である。酸化又は窒化ジルコニウムコーティング膜は、
この発明の人工器具に、関節の表面が軟骨のような自然
の身体組織の配偶関節面にうまくかみ合い、滑り、移行
し又は回転する関節人工器具のかみ合い面に使用するの
に理想的に適する、薄くて、濃密で低摩擦性、耐摩耗性
で、生体適合性を提供する。従って、酸化又は窒化ジル
コニウムコーティング膜は、大腿骨面置換（femoral su
rface replacement)又は半関節形成（“単極性”）股関
節移植具の大腿骨頭部、膝移植具の大腿骨又は脛骨構成
要素、片（上腕又は関節窩）移植具、指移植具などに使
用するのに有用である。生体の軟骨と協動(co-operate)
する大腿骨頭部の場合に、ジルコニウム又はジルコニウ
ム合金頭部は窒化ジルコニウム又は濃藍もしくは黒色の
酸化物で被覆することができ、これによって軟骨と協動
するための低摩擦表面となり、ステンレス、コバルト合
金又はチタン合金頭部や固形セラミック頭部より緩衝性
が良好で、金属頭部を使用するときに生ずるような金属
イオンの放出が減少する。大腿骨頭部の下層材は金属
（ジルコニウム又はその合金）であり、頭部は、セラミ
ックスより低モジュラスで、従って骨の周囲のストレス
シールドが少ない傾向となる。その上、ジルコニウムと
その合金は、関節置換に現在使用されているステンレス
鋼、コバルト合金又はチタン合金より弾性率が小さい。
ニウム又は濃藍色もしくは黒色酸化ジルコニウムで被覆
したジルコニウム又はジルコニウム含有合金の半関節形
成移植具（hemiarthroplasty implants)を提供するもの
である。酸化又は窒化ジルコニウムコーティング膜は、
この発明の人工器具に、関節の表面が軟骨のような自然
の身体組織の配偶関節面にうまくかみ合い、滑り、移行
し又は回転する関節人工器具のかみ合い面に使用するの
に理想的に適する、薄くて、濃密で低摩擦性、耐摩耗性
で、生体適合性を提供する。従って、酸化又は窒化ジル
コニウムコーティング膜は、大腿骨面置換（femoral su
rface replacement)又は半関節形成（“単極性”）股関
節移植具の大腿骨頭部、膝移植具の大腿骨又は脛骨構成
要素、片（上腕又は関節窩）移植具、指移植具などに使
用するのに有用である。生体の軟骨と協動(co-operate)
する大腿骨頭部の場合に、ジルコニウム又はジルコニウ
ム合金頭部は窒化ジルコニウム又は濃藍もしくは黒色の
酸化物で被覆することができ、これによって軟骨と協動
するための低摩擦表面となり、ステンレス、コバルト合
金又はチタン合金頭部や固形セラミック頭部より緩衝性
が良好で、金属頭部を使用するときに生ずるような金属
イオンの放出が減少する。大腿骨頭部の下層材は金属
（ジルコニウム又はその合金）であり、頭部は、セラミ
ックスより低モジュラスで、従って骨の周囲のストレス
シールドが少ない傾向となる。その上、ジルコニウムと
その合金は、関節置換に現在使用されているステンレス
鋼、コバルト合金又はチタン合金より弾性率が小さい。
【００１５】かくして、この発明によれば、体内人工器
官が宿主の身体組織と滑動的に協動する被覆した支持面
を有し、その体内人工器官が（ａ）ジルコニウム又はジ
ルコニウム合金で形成され、その本体は２つの構成要素
関節の１つの構成要素を形成しかつ第２の関節構成要素
の身体組織と協動し及び滑るようにされた少なくとも１
部で支持面を有する、（ｂ）身体組織に対し協動し及び
滑るようにした前記支持面の少なくとも１部に直接コー
ティングされ約１〜約２５ミクロンの厚みを有し、濃藍
色酸化ジルコニウム、黒色酸化ジルコニウムと窒化ジル
コニムからなる群から選択された薄いコーティング膜と
からなり、そのコーティング膜が、被覆した支持面と身
体組織との界面で金属イオン放出、摩擦及び摩耗を最少
限度にする、半関節形成後の宿主への移植用体内人工器
官を提供する。
官が宿主の身体組織と滑動的に協動する被覆した支持面
を有し、その体内人工器官が（ａ）ジルコニウム又はジ
ルコニウム合金で形成され、その本体は２つの構成要素
関節の１つの構成要素を形成しかつ第２の関節構成要素
の身体組織と協動し及び滑るようにされた少なくとも１
部で支持面を有する、（ｂ）身体組織に対し協動し及び
滑るようにした前記支持面の少なくとも１部に直接コー
ティングされ約１〜約２５ミクロンの厚みを有し、濃藍
色酸化ジルコニウム、黒色酸化ジルコニウムと窒化ジル
コニムからなる群から選択された薄いコーティング膜と
からなり、そのコーティング膜が、被覆した支持面と身
体組織との界面で金属イオン放出、摩擦及び摩耗を最少
限度にする、半関節形成後の宿主への移植用体内人工器
官を提供する。
【００１６】窒化又は酸化ジルコニウム被覆の関節面が
軟骨とかみ合うが回転するのに使用すると、コーティン
グ膜の低摩擦特性により先行技術の人工器具により、摩
擦、金属イオン放出、摩耗及び応力負荷が減少する。
軟骨とかみ合うが回転するのに使用すると、コーティン
グ膜の低摩擦特性により先行技術の人工器具により、摩
擦、金属イオン放出、摩耗及び応力負荷が減少する。
【００１７】この発明の酸化又は窒化ジルコニウムコー
ティング膜は、ジルコニウム含有の合金ベースの人工器
具と体液との間での生体適合性で、不活性なセラミック
障壁を与えるのにも有用である。酸化又は窒化ジルコニ
ウム面は、イオン化し、電気化学的摩耗腐食をしないの
で、人工器具の寿命と生体適合性が強化される。
ティング膜は、ジルコニウム含有の合金ベースの人工器
具と体液との間での生体適合性で、不活性なセラミック
障壁を与えるのにも有用である。酸化又は窒化ジルコニ
ウム面は、イオン化し、電気化学的摩耗腐食をしないの
で、人工器具の寿命と生体適合性が強化される。
【００１８】さらに、金属ジルコニウム（基体中）から
の硬くて密な酸化ジルコニウムコーティング膜の天然の
その場での形成が、酸化コーティング膜の下にある金属
基体への酸素拡散をされる。ジルコニウム及びジルコニ
ウム合金中の合金成分の酸素は、硬いＺｒＯ2セラミッ
ク表面層の直下にある金属基体の強度と硬度を増大し、
次いで疲労強度を増大させる。疲労負荷に対する耐性
は、股ステム、大腿及び脛側膝コンポーネントのような
多くの整形用移植においては最高である。表面酸化物の
下のこの硬い、強い酸素リッチの金属は、プラズマスプ
レー又は化学もしくは物理的蒸着法の常用上面コーティ
ング法とは異なり、ＺｒＯ2表面層の付着を最適にする
中間層を形成する。従って、酸化ジルコニウムコーティ
ング膜の形成は、摩耗、摩擦及び腐食の各耐性を改良す
るのにならず、強度の観点からは、移植デバイスのセラ
ミックコーティング膜付着強度と機械的無欠性を改良す
る。
の硬くて密な酸化ジルコニウムコーティング膜の天然の
その場での形成が、酸化コーティング膜の下にある金属
基体への酸素拡散をされる。ジルコニウム及びジルコニ
ウム合金中の合金成分の酸素は、硬いＺｒＯ2セラミッ
ク表面層の直下にある金属基体の強度と硬度を増大し、
次いで疲労強度を増大させる。疲労負荷に対する耐性
は、股ステム、大腿及び脛側膝コンポーネントのような
多くの整形用移植においては最高である。表面酸化物の
下のこの硬い、強い酸素リッチの金属は、プラズマスプ
レー又は化学もしくは物理的蒸着法の常用上面コーティ
ング法とは異なり、ＺｒＯ2表面層の付着を最適にする
中間層を形成する。従って、酸化ジルコニウムコーティ
ング膜の形成は、摩耗、摩擦及び腐食の各耐性を改良す
るのにならず、強度の観点からは、移植デバイスのセラ
ミックコーティング膜付着強度と機械的無欠性を改良す
る。
【００１９】支持面は、骨盤の軟骨組織と協動し滑るよ
うにした股関節体内人工器官の大腿頭部でコーティング
膜が大腿頭部の全外面を覆うもの；患者の関節窩の元の
身体組織と協動するようにした上腕移植具で、コーティ
ング膜が上腕頭の全外面を覆うもの；上腕骨の元の組織
と協動するよう適用した関節窩内人工器官の支持面で、
関節窩頭の全外面をコーティングしたもの；脛骨の元の
組織と協動するようにした膝関節体内人工器官の大腿骨
構成要素の少なくとも１の関節丘の支持面で、関節丘の
全外面をコーティングしたもの；関節丘の元の組織と協
動するようにした膝関節体内人工器官の脛骨構成要素の
支持面で、脛骨構成要素の全外面をコーティングしたも
のから選択できる。コーティング膜厚みは約１〜約１０
ミクロンである。
うにした股関節体内人工器官の大腿頭部でコーティング
膜が大腿頭部の全外面を覆うもの；患者の関節窩の元の
身体組織と協動するようにした上腕移植具で、コーティ
ング膜が上腕頭の全外面を覆うもの；上腕骨の元の組織
と協動するよう適用した関節窩内人工器官の支持面で、
関節窩頭の全外面をコーティングしたもの；脛骨の元の
組織と協動するようにした膝関節体内人工器官の大腿骨
構成要素の少なくとも１の関節丘の支持面で、関節丘の
全外面をコーティングしたもの；関節丘の元の組織と協
動するようにした膝関節体内人工器官の脛骨構成要素の
支持面で、脛骨構成要素の全外面をコーティングしたも
のから選択できる。コーティング膜厚みは約１〜約１０
ミクロンである。
【００２０】この発明によれば、体内人工器官が宿主の
身体組織と滑動的に協動する被覆した支持面を有し、
（ａ）ジルコニウム又はジルコニウム合金で形成され、
その本体は２つの構成要素関節の１つの構成要素を形成
しかつ第２の関節構成要素の身体組織と協動し及び滑る
ようにされた少なくとも１部で支持面を有する、（ｂ）
身体組織に対し協動し及び滑るようにした前記支持面の
少なくとも１部に直接コーティングされ約１〜約１０ミ
クロンの厚みを有し、濃藍色酸化ジルコニウム、黒色酸
化ジルコニウムと窒化ジルコニムからなる群から選択さ
れた薄いコーティング膜とからなり、そのコーティング
膜が、被覆した支持面と身体組織との界面で金属イオン
放出、摩擦及び摩耗を最少限度にする、半関節形成後の
宿主への移植用体内人工器官を提供する。
身体組織と滑動的に協動する被覆した支持面を有し、
（ａ）ジルコニウム又はジルコニウム合金で形成され、
その本体は２つの構成要素関節の１つの構成要素を形成
しかつ第２の関節構成要素の身体組織と協動し及び滑る
ようにされた少なくとも１部で支持面を有する、（ｂ）
身体組織に対し協動し及び滑るようにした前記支持面の
少なくとも１部に直接コーティングされ約１〜約１０ミ
クロンの厚みを有し、濃藍色酸化ジルコニウム、黒色酸
化ジルコニウムと窒化ジルコニムからなる群から選択さ
れた薄いコーティング膜とからなり、そのコーティング
膜が、被覆した支持面と身体組織との界面で金属イオン
放出、摩擦及び摩耗を最少限度にする、半関節形成後の
宿主への移植用体内人工器官を提供する。
【００２１】図１は股関節構造の軟骨と協動する大腿頭
部（股関節ステムとスリーブを有する）を示す股関節体
内人工器官の略図である。図２は典型的な股関節の体内
人工器官の他の実施例である。図３は典型的な股関節の
体内人工器官のもう１つの実施例である。図４は関節窩
構成要素に対向して協動する上腕骨頭部を有する全肩代
替部分を示している。図５は大腿頭部と脛骨の構成要素
の両方を有する全膝関節移植具を示している。
部（股関節ステムとスリーブを有する）を示す股関節体
内人工器官の略図である。図２は典型的な股関節の体内
人工器官の他の実施例である。図３は典型的な股関節の
体内人工器官のもう１つの実施例である。図４は関節窩
構成要素に対向して協動する上腕骨頭部を有する全肩代
替部分を示している。図５は大腿頭部と脛骨の構成要素
の両方を有する全膝関節移植具を示している。
【００２２】この発明は、半関節形成人工器官装置の関
節表面上に、小さい摩擦で良好な耐摩耗性のコーティン
グ膜を提供する。その関節表面の図示例が、図１に略図
として示されている。
節表面上に、小さい摩擦で良好な耐摩耗性のコーティン
グ膜を提供する。その関節表面の図示例が、図１に略図
として示されている。
【００２３】一般的には、この発明は、濃藍色または黒
色の酸化ジルコニウムおよび窒化ジルコニウムをコート
したジルコニウムまたはその合金の人工器官を提供す
る。ここで、前記人工器官は、１つの構成要素と置換さ
れ、かつ他は体筋組織構成要素と協動する２つの構成要
素中に挿入されるものである。この２つ構成要素の関節
には股関節、膝関節、指、肱、肩、脊椎等を含んでい
る。１つの関節の構成要素の外科的除去は、”半関節形
成”と定義され、また修理された関節がただ１つである
ので、人工の構成要素は、しばしば”単極”(unipolar)
の人工器官又は”体内人工器官”(endoprosthesis)と定
義される。
色の酸化ジルコニウムおよび窒化ジルコニウムをコート
したジルコニウムまたはその合金の人工器官を提供す
る。ここで、前記人工器官は、１つの構成要素と置換さ
れ、かつ他は体筋組織構成要素と協動する２つの構成要
素中に挿入されるものである。この２つ構成要素の関節
には股関節、膝関節、指、肱、肩、脊椎等を含んでい
る。１つの関節の構成要素の外科的除去は、”半関節形
成”と定義され、また修理された関節がただ１つである
ので、人工の構成要素は、しばしば”単極”(unipolar)
の人工器官又は”体内人工器官”(endoprosthesis)と定
義される。
【００２４】この発明によれば、ジルコニウムまたはジ
ルコニウム合金単極医療用移植具は、例えば、大腿頭部
が元の軟骨と協動して滑っている、図１〜３の股関節移
植具であり、その支持表面（この場合は大腿頭部表面）
は濃藍色または黒色の酸化ジルコニウム又は窒化ジルコ
ニウムの層でコートされ、関節または周辺の筋組織の滑
液中に金属イオンを放出しない平滑で摩擦の少ない表面
を作ることができる。図１は、容器の大腿骨１２に、半
関節形成の後移植された、モジュール式股関節１０を略
図的に表している。股関節１０はネック１４を有し、そ
の周りに隣接して任意にスリーブ１６があり、モジュー
ル式単極大腿頭部２０のまわりに、股関節１０が回転可
能なように連結することを補助している。ネック１４
は、大腿頭部２０の窩２２中に交替で合せられたスリー
ブ１６に、キッチリと合せられている。大腿頭部２０
は、股骨盤構造体２６中にある股臼ソケット２４中の股
臼軟骨層１８と協動し、また、大腿頭部２０が股臼ソケ
ット２４中で回転するので、軟骨表面を滑るように動く
ことができる。
ルコニウム合金単極医療用移植具は、例えば、大腿頭部
が元の軟骨と協動して滑っている、図１〜３の股関節移
植具であり、その支持表面（この場合は大腿頭部表面）
は濃藍色または黒色の酸化ジルコニウム又は窒化ジルコ
ニウムの層でコートされ、関節または周辺の筋組織の滑
液中に金属イオンを放出しない平滑で摩擦の少ない表面
を作ることができる。図１は、容器の大腿骨１２に、半
関節形成の後移植された、モジュール式股関節１０を略
図的に表している。股関節１０はネック１４を有し、そ
の周りに隣接して任意にスリーブ１６があり、モジュー
ル式単極大腿頭部２０のまわりに、股関節１０が回転可
能なように連結することを補助している。ネック１４
は、大腿頭部２０の窩２２中に交替で合せられたスリー
ブ１６に、キッチリと合せられている。大腿頭部２０
は、股骨盤構造体２６中にある股臼ソケット２４中の股
臼軟骨層１８と協動し、また、大腿頭部２０が股臼ソケ
ット２４中で回転するので、軟骨表面を滑るように動く
ことができる。
【００２５】上記は単極股移植についてであるが、この
発明は、もっと広範に全タイプの体内人工器官を包括す
る（即ち、人工器官関節移植具が、体の骨や軟骨のよう
な、元の体の筋組織の対向する表面において、滑り、回
転または接合によって協動するような移植等）。
発明は、もっと広範に全タイプの体内人工器官を包括す
る（即ち、人工器官関節移植具が、体の骨や軟骨のよう
な、元の体の筋組織の対向する表面において、滑り、回
転または接合によって協動するような移植等）。
【００２６】この発明のコーティング膜を使用した他の
体内人工器官の例は、肩部関節を含んでいて、全肩部関
節移植具が図４に示されている。体内人工器官肩部関節
が利用されると、元の関節窩または元の上腕骨の何れか
が保持されている。図４では、上腕骨構成要素３０が上
腕骨３２中に移植されているのを示している。上腕骨頭
部３４は、肩甲骨３８付けられた関節窩の移植具３６中
の空隙部と協動している。関節窩構成要素３６の肩甲骨
３８への取付けは、ピン３９およびガイドピン４０の手
段で行なわれる。体内人工器官の上腕骨構成要素が使用
されるときは、上腕骨頭部３４が元の関節窩筋組織と協
動する。それで、この発明は、元の関節窩筋組織と協動
する上腕骨頭部３４の少なくとも部分が、濃藍色または
黒色の酸化ジルコニウムまたは窒化ジルコニウムでコー
トされている上腕骨構成要素からなる。他方、もし元の
上腕骨が保持され、関節窩のみが半関節形成によって除
去されているときは、関節窩体内人工器官が移植され
る。この発明は、上腕骨頭部の元の筋組織と協動する関
節窩の少なくとも表面上に、濃藍色または黒色の酸化ジ
ルコニウムまたは窒化ジルコニウムのコーティング膜を
提供する。勿論、酸化物または窒化物が人工器官の表面
に容易に形成されるよう、肩部体内人工器官はジルコニ
ウムまたはその合金から作成されることは当然である。
体内人工器官の例は、肩部関節を含んでいて、全肩部関
節移植具が図４に示されている。体内人工器官肩部関節
が利用されると、元の関節窩または元の上腕骨の何れか
が保持されている。図４では、上腕骨構成要素３０が上
腕骨３２中に移植されているのを示している。上腕骨頭
部３４は、肩甲骨３８付けられた関節窩の移植具３６中
の空隙部と協動している。関節窩構成要素３６の肩甲骨
３８への取付けは、ピン３９およびガイドピン４０の手
段で行なわれる。体内人工器官の上腕骨構成要素が使用
されるときは、上腕骨頭部３４が元の関節窩筋組織と協
動する。それで、この発明は、元の関節窩筋組織と協動
する上腕骨頭部３４の少なくとも部分が、濃藍色または
黒色の酸化ジルコニウムまたは窒化ジルコニウムでコー
トされている上腕骨構成要素からなる。他方、もし元の
上腕骨が保持され、関節窩のみが半関節形成によって除
去されているときは、関節窩体内人工器官が移植され
る。この発明は、上腕骨頭部の元の筋組織と協動する関
節窩の少なくとも表面上に、濃藍色または黒色の酸化ジ
ルコニウムまたは窒化ジルコニウムのコーティング膜を
提供する。勿論、酸化物または窒化物が人工器官の表面
に容易に形成されるよう、肩部体内人工器官はジルコニ
ウムまたはその合金から作成されることは当然である。
【００２７】更に、この発明のコートされた人工器官の
例として、図５には全膝関節置換体の２構成要素が示さ
れている。この例では、元の膝の大腿部分のみが置換さ
れているので、体内人工器官は大腿部構成要素４２から
成らねばならない。大腿部構成要素４２は、脛骨の元の
筋組織と協動するため、２つの顆状部分４４が付いてい
る基体４３を含む。さらに、大腿部構成要素４２には、
その位置で大腿部構成要素４２を保持するため、元の大
腿骨中にドリルで空けられた穴に挿入するためのピン４
５が付いている。この発明によれば、脛骨の元の筋組織
と協動する顆４４の少なくとも表面は、黒色または濃藍
色の酸化ジルコニウムまたは窒化ジルコニウムでコート
されねばならない。他方、膝関節の脛骨部分のみが置換
されるときは、図５の４６で示されるように、脛骨構成
要素が、体内人工器官として移植されることができる。
脛骨構成要素４６は、大腿骨の顆状の部分の元の筋組織
と協動するよう意図された２つ細長い窪み(slot)４９が
付いた基体４８を含む。さらに、基体４８には、体のこ
の位置で脛骨の体内人工器官を取付けるため、脛骨中に
挿入するための、少なくとも１つのピン５０が備えられ
ている。この発明によれば、その表面が顆の元の筋組織
と協動するため、細長い窪み(slot)４９を含む少なくと
も上表面は、濃藍色または黒色の酸化ジルコニウムまた
は窒化ジルコニウムでコートされている。
例として、図５には全膝関節置換体の２構成要素が示さ
れている。この例では、元の膝の大腿部分のみが置換さ
れているので、体内人工器官は大腿部構成要素４２から
成らねばならない。大腿部構成要素４２は、脛骨の元の
筋組織と協動するため、２つの顆状部分４４が付いてい
る基体４３を含む。さらに、大腿部構成要素４２には、
その位置で大腿部構成要素４２を保持するため、元の大
腿骨中にドリルで空けられた穴に挿入するためのピン４
５が付いている。この発明によれば、脛骨の元の筋組織
と協動する顆４４の少なくとも表面は、黒色または濃藍
色の酸化ジルコニウムまたは窒化ジルコニウムでコート
されねばならない。他方、膝関節の脛骨部分のみが置換
されるときは、図５の４６で示されるように、脛骨構成
要素が、体内人工器官として移植されることができる。
脛骨構成要素４６は、大腿骨の顆状の部分の元の筋組織
と協動するよう意図された２つ細長い窪み(slot)４９が
付いた基体４８を含む。さらに、基体４８には、体のこ
の位置で脛骨の体内人工器官を取付けるため、脛骨中に
挿入するための、少なくとも１つのピン５０が備えられ
ている。この発明によれば、その表面が顆の元の筋組織
と協動するため、細長い窪み(slot)４９を含む少なくと
も上表面は、濃藍色または黒色の酸化ジルコニウムまた
は窒化ジルコニウムでコートされている。
【００２８】軟骨や骨のような元の筋組織と協動した移
植具に適用されると、この発明のコート膜は、金属や大
きなセラミック移植具が使用されたときに得られるもの
に比較して、元の筋組織の摩擦や耐摩耗性を減少させる
ことや、また金属移植具が使用されたときに見られる周
りの筋組織中への金属イオンの放散を消去することを含
む数々の利点がある。金属移植具の表面は、不動態酸化
表面皮膜の定常的かつ繰返し除去、再生によって腐食す
る傾向がある。径時により、接触または支持表面は、徐
々に小孔(micropit)ができたり、粗面化され得る。この
粗面化された表面は、滑るように意図されている元の筋
組織を擦り、それにより、筋組織損傷を増加させたり、
最悪時には連続的に起こる筋組織炎症の原因となる。金
属支持体表面の不動態層は、接合中の体の機械的および
化学的の両活動によって徐々に除去され、下の金属が露
出して、電位反転医療効果によって周りの筋組織中に金
属イオンを放出する。この発明のコートされた体内人工
器官は、上記の反転効果を、径時によって表面粗化が増
加しない硬質の低摩擦表面を提供することによって、ま
た、金属移植具の通常の薄い不動体形成コート膜ではす
り減ったときにおこる金属イオン放出を、体の筋組織の
正常な滑り活動をすることによって避けている。
植具に適用されると、この発明のコート膜は、金属や大
きなセラミック移植具が使用されたときに得られるもの
に比較して、元の筋組織の摩擦や耐摩耗性を減少させる
ことや、また金属移植具が使用されたときに見られる周
りの筋組織中への金属イオンの放散を消去することを含
む数々の利点がある。金属移植具の表面は、不動態酸化
表面皮膜の定常的かつ繰返し除去、再生によって腐食す
る傾向がある。径時により、接触または支持表面は、徐
々に小孔(micropit)ができたり、粗面化され得る。この
粗面化された表面は、滑るように意図されている元の筋
組織を擦り、それにより、筋組織損傷を増加させたり、
最悪時には連続的に起こる筋組織炎症の原因となる。金
属支持体表面の不動態層は、接合中の体の機械的および
化学的の両活動によって徐々に除去され、下の金属が露
出して、電位反転医療効果によって周りの筋組織中に金
属イオンを放出する。この発明のコートされた体内人工
器官は、上記の反転効果を、径時によって表面粗化が増
加しない硬質の低摩擦表面を提供することによって、ま
た、金属移植具の通常の薄い不動体形成コート膜ではす
り減ったときにおこる金属イオン放出を、体の筋組織の
正常な滑り活動をすることによって避けている。
【００２９】さらに、この発明のコートされた体内人工
器官は、この種の大きなセラミック材料の通常の移植具
に比べ、大きな利点がある。この発明のコートされた金
属移植具は、協動したり、滑るとき元の筋組織を保護す
るため、大きなセラミック移植具（およびある種の現行
金属移植具）より非常に小さな弾性率を有し、それゆ
え、優れた衝撃吸収性を有する。この低弾性率が内部応
力を減少させ、かつ、表面置換の場合の骨滲出物を減少
させる傾向がある。さらに、この金属基体のコートされ
た発明の体内人工器官は、大きなセラミック類およびあ
る種の現在使用されている移植用金属類に比べて、優れ
た衝撃抵抗性を有する。
器官は、この種の大きなセラミック材料の通常の移植具
に比べ、大きな利点がある。この発明のコートされた金
属移植具は、協動したり、滑るとき元の筋組織を保護す
るため、大きなセラミック移植具（およびある種の現行
金属移植具）より非常に小さな弾性率を有し、それゆ
え、優れた衝撃吸収性を有する。この低弾性率が内部応
力を減少させ、かつ、表面置換の場合の骨滲出物を減少
させる傾向がある。さらに、この金属基体のコートされ
た発明の体内人工器官は、大きなセラミック類およびあ
る種の現在使用されている移植用金属類に比べて、優れ
た衝撃抵抗性を有する。
【００３０】金属合金人工器官基体の好ましい表面上
に、連続的かつ有用な酸化または窒化ジルコニウムコー
ティング膜を形成するために、金属合金には、ジルコニ
ウムが約８０から１００重量％、好ましくは９５から１
００重量％含有されねばならない。酸素、ニオビウムお
よびチタニウムが、しばしばハフニウムの存在下で作ら
れる合金には、一般的合金元素として含まれる。イット
リウムもまた、合金の酸化反応で、強靱なイットリア安
定化ジルコニウム酸化物を形成するため、ジルコニウム
と合金化される。このようなジルコニウム含有した合金
は、冶金学の技術分野で知られた通常方法によって、一
般的に処方される。適当な多くの合金が市販されてい
る。これら市販合金には上記以外に、ジルカダイン(ZIR
CADYNE）７０５、ジルカダイン(ZIRCADYNE）７０２およ
びジルカロイ(ZIRCALLOY）が含まれる。
に、連続的かつ有用な酸化または窒化ジルコニウムコー
ティング膜を形成するために、金属合金には、ジルコニ
ウムが約８０から１００重量％、好ましくは９５から１
００重量％含有されねばならない。酸素、ニオビウムお
よびチタニウムが、しばしばハフニウムの存在下で作ら
れる合金には、一般的合金元素として含まれる。イット
リウムもまた、合金の酸化反応で、強靱なイットリア安
定化ジルコニウム酸化物を形成するため、ジルコニウム
と合金化される。このようなジルコニウム含有した合金
は、冶金学の技術分野で知られた通常方法によって、一
般的に処方される。適当な多くの合金が市販されてい
る。これら市販合金には上記以外に、ジルカダイン(ZIR
CADYNE）７０５、ジルカダイン(ZIRCADYNE）７０２およ
びジルカロイ(ZIRCALLOY）が含まれる。
【００３１】人工器官基体を得るのに望ましい形状、大
きさにするため、ベースのジルコニウム含有金属合金
は、通常方法で練造または鍛造された金属塊から、鋳型
化または機械切断される。その後、この基体は、その表
面に酸化ジルコニウムの強固に接着し、拡散接合したコ
ーティング膜の自然（所謂）形成をさせる製造条件に経
させられる。この製造条件には、例えば、空気、蒸気ま
たは水中での高温酸化反応、または塩浴や流動床中での
酸化反応が含まれる。この方法によって理想的には、人
工器官基体の表面に数ミクロン（１０-6ｍ）以下の典型
的な厚みの、薄く、硬く、濃密な、濃藍色または黒色
で、低摩擦で耐摩耗性の酸化ジルコニウム膜またはコー
ティング膜が提供される。このコーティング中に、酸化
反応による拡散された酸素が、下にある基体の硬度およ
び強度を増加させる。
きさにするため、ベースのジルコニウム含有金属合金
は、通常方法で練造または鍛造された金属塊から、鋳型
化または機械切断される。その後、この基体は、その表
面に酸化ジルコニウムの強固に接着し、拡散接合したコ
ーティング膜の自然（所謂）形成をさせる製造条件に経
させられる。この製造条件には、例えば、空気、蒸気ま
たは水中での高温酸化反応、または塩浴や流動床中での
酸化反応が含まれる。この方法によって理想的には、人
工器官基体の表面に数ミクロン（１０-6ｍ）以下の典型
的な厚みの、薄く、硬く、濃密な、濃藍色または黒色
で、低摩擦で耐摩耗性の酸化ジルコニウム膜またはコー
ティング膜が提供される。このコーティング中に、酸化
反応による拡散された酸素が、下にある基体の硬度およ
び強度を増加させる。
【００３２】例えば、スタイネマン(Steinemann)の米国
特許3,643,658号に記載の公知技術のチタン酸化物とは
異なり、ＺｒＯ2表面層は硬く、濃密で、よく接着し、
またこの発明の濃藍色または黒色の酸化ジルコニウムコ
ーティング膜を形成するため供される酸素は、下のジル
コニウム金属の疲労強度を向上し、それによって人工器
官の潜在寿命を延命する有益な合金化成分である。これ
に対し、チタン合金中の酸素は、金属の疲労強度を著し
く減少させる低強度のα相を安定化させる傾向がある。
特許3,643,658号に記載の公知技術のチタン酸化物とは
異なり、ＺｒＯ2表面層は硬く、濃密で、よく接着し、
またこの発明の濃藍色または黒色の酸化ジルコニウムコ
ーティング膜を形成するため供される酸素は、下のジル
コニウム金属の疲労強度を向上し、それによって人工器
官の潜在寿命を延命する有益な合金化成分である。これ
に対し、チタン合金中の酸素は、金属の疲労強度を著し
く減少させる低強度のα相を安定化させる傾向がある。
【００３３】空気、蒸気および水による酸化反応は、期
限切れの米国特許2,987,352号中に記載されていて、そ
の内容はここに引用例に入れる。空気酸化反応は、基本
的には単斜晶形である微結晶の酸化ジルコニウムの強接
着性の黒色または濃藍色層を提供する。もし、この酸化
反応を続けて過剰にされると、コーティング膜は白化
し、金属基体から分離することがある。酸化段階は、空
気、蒸気または水のいずれでも成し得る。便利には、金
属人工器官基体は、酸素含有した雰囲気（空気のよう
な）を有する炉に設置され、典型的には３７０〜６００
℃で約６時間加熱される。しかし、温度および時間の他
の組合せも可能である。もし、さらに高温が適用される
ときは、白い酸化物の生成を防止するため、酸化時間は
減少しなければならない。
限切れの米国特許2,987,352号中に記載されていて、そ
の内容はここに引用例に入れる。空気酸化反応は、基本
的には単斜晶形である微結晶の酸化ジルコニウムの強接
着性の黒色または濃藍色層を提供する。もし、この酸化
反応を続けて過剰にされると、コーティング膜は白化
し、金属基体から分離することがある。酸化段階は、空
気、蒸気または水のいずれでも成し得る。便利には、金
属人工器官基体は、酸素含有した雰囲気（空気のよう
な）を有する炉に設置され、典型的には３７０〜６００
℃で約６時間加熱される。しかし、温度および時間の他
の組合せも可能である。もし、さらに高温が適用される
ときは、白い酸化物の生成を防止するため、酸化時間は
減少しなければならない。
【００３４】約１から約２５ミクロン（１０-6ｍ）の範
囲の厚さの濃藍色または黒色の酸化または窒化ジルコニ
ウムが利用できるが、コーティング膜中に好ましい残留
圧縮応力を残すため、約１から１０ミクロンの厚さが好
ましく、約１から約５ミクロンの厚さが最も好ましい。
５３７℃で３時間の炉中の空気酸化によって、ジルカダ
イン７０５の酸化コーティング膜で、３〜４ミクロン厚
さのものが生成される。酸化時間を長くしたり、酸化温
度を高くすると厚さは増加するが、しかしコーティング
の完全性は損われる。例えば、７０４℃の１時間では、
酸化コーティング膜は約１４ミクロンの厚さであるが、
５３７℃の２１時間では、約９ミクロンの酸化コーティ
ング膜厚さのものが生成される。勿論、表面には薄い酸
化物が必要なので、典型的には人工器官の厚さを通して
１０ミクロン以下の、非常に少ない寸度変化が発生して
いるのみである。一般的には、コーティング膜は薄くな
るほど（１〜４ミクロン）、接着強度は良好である。
囲の厚さの濃藍色または黒色の酸化または窒化ジルコニ
ウムが利用できるが、コーティング膜中に好ましい残留
圧縮応力を残すため、約１から１０ミクロンの厚さが好
ましく、約１から約５ミクロンの厚さが最も好ましい。
５３７℃で３時間の炉中の空気酸化によって、ジルカダ
イン７０５の酸化コーティング膜で、３〜４ミクロン厚
さのものが生成される。酸化時間を長くしたり、酸化温
度を高くすると厚さは増加するが、しかしコーティング
の完全性は損われる。例えば、７０４℃の１時間では、
酸化コーティング膜は約１４ミクロンの厚さであるが、
５３７℃の２１時間では、約９ミクロンの酸化コーティ
ング膜厚さのものが生成される。勿論、表面には薄い酸
化物が必要なので、典型的には人工器官の厚さを通して
１０ミクロン以下の、非常に少ない寸度変化が発生して
いるのみである。一般的には、コーティング膜は薄くな
るほど（１〜４ミクロン）、接着強度は良好である。
【００３５】この発明の人工器官上の濃藍色または黒色
の酸化ジルコニウムの厚さについては、この発明の好ま
しいコーティング膜とスタイネマンの米国特許3,643,65
8号記載のチタンコーティング膜とでは、さらに明確な
相違を示している。酸化チタン膜は、高温（３５０℃）
酸化反応または高密度電流の陽極酸化反応であろうと
も、薄い、粉体または低接着物である。結果として、擦
過される条件では、体の筋組織中に金属イオンが放出さ
れた結果、この膜は生体内に露出している金属と体液と
の表面に、非常に容易に移動することができる。反対
に、好ましい厚さの、微結晶で、さらに強く接着してい
る濃藍色または黒色の酸化または窒化ジルコニウムは、
容易に割れたり、合金基体から分離しない。ＺｒＯ2表
面下のジルコニウム合金基体への酸素の拡散によって、
酸化ジルコニウムには容易に、しかも強く接着できる自
然な界面層が生成する。結果として、この好ましい酸化
ジルコニウムコーティング膜は、体液による腐食に優れ
た抵抗および破砕への抵抗を与える。
の酸化ジルコニウムの厚さについては、この発明の好ま
しいコーティング膜とスタイネマンの米国特許3,643,65
8号記載のチタンコーティング膜とでは、さらに明確な
相違を示している。酸化チタン膜は、高温（３５０℃）
酸化反応または高密度電流の陽極酸化反応であろうと
も、薄い、粉体または低接着物である。結果として、擦
過される条件では、体の筋組織中に金属イオンが放出さ
れた結果、この膜は生体内に露出している金属と体液と
の表面に、非常に容易に移動することができる。反対
に、好ましい厚さの、微結晶で、さらに強く接着してい
る濃藍色または黒色の酸化または窒化ジルコニウムは、
容易に割れたり、合金基体から分離しない。ＺｒＯ2表
面下のジルコニウム合金基体への酸素の拡散によって、
酸化ジルコニウムには容易に、しかも強く接着できる自
然な界面層が生成する。結果として、この好ましい酸化
ジルコニウムコーティング膜は、体液による腐食に優れ
た抵抗および破砕への抵抗を与える。
【００３６】金属合金の体内人工器官に酸化ジルコニウ
ムコーティング膜を適用するのに使用される塩浴の１つ
は、ヘイガース(Haygarth)の米国特許4,671,824号に記
載の方法であり、その内容はここに引用例に入れる。こ
の塩浴の方法では、同様な、やや摩耗抵抗のよい濃藍色
または黒色の酸化ジルコニウムコーティング膜が与えら
れる。この方法では、溶融塩浴中のジルコニウムを酸化
できる酸化化合物の存在が必要である。溶融塩には、塩
化物、硝酸塩およびシアン化物等が含まれる。酸化化合
物である炭酸ナトリウムが、少量、約５重量％まで存在
しうる。炭酸ナトリウムの添加は塩の融点を下げる。空
気酸化では、酸化速度は溶融塩浴の温度に比例し、'824
特許では５５０〜８００℃の範囲を推奨している。しか
しながら、浴の酸素量を下げると、同じ時間および温度
での炉中の空気酸化よりも、薄いコーティング膜を形成
する。７００℃で４時間の塩浴処理では、約７ミクロン
の酸化物コーティング厚さが生成する。
ムコーティング膜を適用するのに使用される塩浴の１つ
は、ヘイガース(Haygarth)の米国特許4,671,824号に記
載の方法であり、その内容はここに引用例に入れる。こ
の塩浴の方法では、同様な、やや摩耗抵抗のよい濃藍色
または黒色の酸化ジルコニウムコーティング膜が与えら
れる。この方法では、溶融塩浴中のジルコニウムを酸化
できる酸化化合物の存在が必要である。溶融塩には、塩
化物、硝酸塩およびシアン化物等が含まれる。酸化化合
物である炭酸ナトリウムが、少量、約５重量％まで存在
しうる。炭酸ナトリウムの添加は塩の融点を下げる。空
気酸化では、酸化速度は溶融塩浴の温度に比例し、'824
特許では５５０〜８００℃の範囲を推奨している。しか
しながら、浴の酸素量を下げると、同じ時間および温度
での炉中の空気酸化よりも、薄いコーティング膜を形成
する。７００℃で４時間の塩浴処理では、約７ミクロン
の酸化物コーティング厚さが生成する。
【００３７】炉中の空気酸化でも塩浴酸化のいずれが使
用されても、酸化ジルコニウムコーティング膜は、硬度
では全く類似している。例えば、練造されたジルカダイ
ン７０５（Ａｒ，２〜３重量％Ｎｂ）人工器官基体の表
面が酸化されると、表面の硬度は元の金属表面の２００
ヌープ硬度を越え、遥かな増加を示している。塩浴また
は空気酸化反応後の、濃藍色の酸化ジルコニウム表面の
表面硬度は約１７００〜２０００ヌープ硬度である。
用されても、酸化ジルコニウムコーティング膜は、硬度
では全く類似している。例えば、練造されたジルカダイ
ン７０５（Ａｒ，２〜３重量％Ｎｂ）人工器官基体の表
面が酸化されると、表面の硬度は元の金属表面の２００
ヌープ硬度を越え、遥かな増加を示している。塩浴また
は空気酸化反応後の、濃藍色の酸化ジルコニウム表面の
表面硬度は約１７００〜２０００ヌープ硬度である。
【００３８】酸化ジルコニウムコーティング膜は、それ
が適用されている人工器官基体を保護し、さらにその機
械的強度性質を増加させるばかりでなく、その低摩擦の
表面によって、手術時の接触の際のその表面を保護し、
結果として、人工器官の性能と寿命を向上させる。
が適用されている人工器官基体を保護し、さらにその機
械的強度性質を増加させるばかりでなく、その低摩擦の
表面によって、手術時の接触の際のその表面を保護し、
結果として、人工器官の性能と寿命を向上させる。
【００３９】酸化ジルコニウムコーティング膜はジルコ
ニウム合金人工器官基体に強く接着しているので、それ
は体液とジルコニウム合金の間の障壁となり、それによ
って、イオン化し、会合している金属イオンの放出過程
によって、合金が腐食するのを防ぐ。さらに、不活性
で、非導電なＺｒＯ2表面層は、他の移植具または移植
具の構成要素との（図１に示した首や肱のような）、電
気化学的反応を避ける。
ニウム合金人工器官基体に強く接着しているので、それ
は体液とジルコニウム合金の間の障壁となり、それによ
って、イオン化し、会合している金属イオンの放出過程
によって、合金が腐食するのを防ぐ。さらに、不活性
で、非導電なＺｒＯ2表面層は、他の移植具または移植
具の構成要素との（図１に示した首や肱のような）、電
気化学的反応を避ける。
【００４０】酸化反応中の金属表面への酸素の拡散は、
金属の強度を増加させる。結果として、酸化ジルコニウ
ムでコートされた人工器官は、非常に良好な使用寿命を
有することが期待できる。
金属の強度を増加させる。結果として、酸化ジルコニウ
ムでコートされた人工器官は、非常に良好な使用寿命を
有することが期待できる。
【００４１】金属基体に酸素拡散をし、それによって、
ジルコニウム金属を強化させるばかりか、強い接着酸化
物コーティング膜の形成をさせるので、前記の酸化反応
は、この発明の酸化物コーティング膜を製造する好まし
い方法である。酸化物コーティング膜を人工器官の上に
堆積させるような他の技術も、また使用されうるが、し
かし、生成したコーティング膜は前記の方法で作成した
もの程、効果的ではない可能性がある。それゆえ、化学
的あるいは物理的蒸気堆積方法、特に、金属表面への接
着を改善するイオン補助堆積法を使用した方法が適用さ
れ得る。
ジルコニウム金属を強化させるばかりか、強い接着酸化
物コーティング膜の形成をさせるので、前記の酸化反応
は、この発明の酸化物コーティング膜を製造する好まし
い方法である。酸化物コーティング膜を人工器官の上に
堆積させるような他の技術も、また使用されうるが、し
かし、生成したコーティング膜は前記の方法で作成した
もの程、効果的ではない可能性がある。それゆえ、化学
的あるいは物理的蒸気堆積方法、特に、金属表面への接
着を改善するイオン補助堆積法を使用した方法が適用さ
れ得る。
【００４２】上記議論は、主として濃藍色または黒色の
酸化ジルコニウムに関するものであるが、窒化ジルコニ
ウムコーティング膜も、また対向表面の耐摩耗性を減少
し、体液による下の基体の腐食を防止するのに有効であ
る。空気は酸素の約４倍の窒素を含有しているにも拘ら
ず、上述のように空気中でジルコニウムやジルコニウム
合金を加熱すると、酸化コーティング膜が窒化コーティ
ング膜より選択的に形成される。これは、熱力学的平衡
が、この条件では窒化反応より酸化反応の方が有利に働
くからである。それゆえ、窒化コーティング膜を形成さ
せるためには、平衡を窒化反応に有利に働くよう強制し
なければならない。気相環境条件（空気酸化に似た）が
適用される時は、空気または酸素の代りに、酸素を除去
したり、窒素またはアンモニア雰囲気を使用すること
で、これは容易に達成される。
酸化ジルコニウムに関するものであるが、窒化ジルコニ
ウムコーティング膜も、また対向表面の耐摩耗性を減少
し、体液による下の基体の腐食を防止するのに有効であ
る。空気は酸素の約４倍の窒素を含有しているにも拘ら
ず、上述のように空気中でジルコニウムやジルコニウム
合金を加熱すると、酸化コーティング膜が窒化コーティ
ング膜より選択的に形成される。これは、熱力学的平衡
が、この条件では窒化反応より酸化反応の方が有利に働
くからである。それゆえ、窒化コーティング膜を形成さ
せるためには、平衡を窒化反応に有利に働くよう強制し
なければならない。気相環境条件（空気酸化に似た）が
適用される時は、空気または酸素の代りに、酸素を除去
したり、窒素またはアンモニア雰囲気を使用すること
で、これは容易に達成される。
【００４３】約５ミクロンの窒化ジルコニウムコーティ
ング膜を形成するために、ジルコニウムまたはジルコニ
ウム合金人工器官は、窒素雰囲気中で約８００℃で約１
時間加熱されねばならない。かくして、酸素の除去（ま
たは、酸素分圧の減少）と温度の増加以外では、窒化ジ
ルコニウムコーティング膜の生成条件は濃藍色または黒
色の酸化ジルコニウムコーティング膜を形成するのに必
要な条件から大きくは異ならない。必要な変更は当業者
には容易かつ明らかである。
ング膜を形成するために、ジルコニウムまたはジルコニ
ウム合金人工器官は、窒素雰囲気中で約８００℃で約１
時間加熱されねばならない。かくして、酸素の除去（ま
たは、酸素分圧の減少）と温度の増加以外では、窒化ジ
ルコニウムコーティング膜の生成条件は濃藍色または黒
色の酸化ジルコニウムコーティング膜を形成するのに必
要な条件から大きくは異ならない。必要な変更は当業者
には容易かつ明らかである。
【００４４】塩浴法が窒化コーティング膜の生成に使用
されるときは、酸素供与塩が、例えばシアン塩のような
窒素供与塩に変更されねばならない。このような代替に
よって、酸化コーティング膜を得るのに必要な条件に似
た条件で、窒化コーティング膜を得ることができる。必
要なこのような変更は、当業者には容易になされ得るも
のである。
されるときは、酸素供与塩が、例えばシアン塩のような
窒素供与塩に変更されねばならない。このような代替に
よって、酸化コーティング膜を得るのに必要な条件に似
た条件で、窒化コーティング膜を得ることができる。必
要なこのような変更は、当業者には容易になされ得るも
のである。
【００４５】これに従って、窒化ジルコニウムは、イオ
ン補助堆積法を使用するものを含んで、通常の物理的ま
たは化学的蒸気堆積法によって、ジルコニウムまたはジ
ルコニウム合金表面上に堆積され得る。この物理的また
は化学的蒸気堆積法は、酸素欠乏環境下で行なわれるの
が好ましい。このような環境を作成する技術は公知であ
り、例えば、大部分の酸素はチャンバーの排出で除去さ
れ、残余の酸素は酸素吸収剤で除去され得る。
ン補助堆積法を使用するものを含んで、通常の物理的ま
たは化学的蒸気堆積法によって、ジルコニウムまたはジ
ルコニウム合金表面上に堆積され得る。この物理的また
は化学的蒸気堆積法は、酸素欠乏環境下で行なわれるの
が好ましい。このような環境を作成する技術は公知であ
り、例えば、大部分の酸素はチャンバーの排出で除去さ
れ、残余の酸素は酸素吸収剤で除去され得る。
【００４６】この発明は好ましい実施態様に応じて記載
されているが、この開示を読むことによって、当業者
は、なし得る変更および改良を認識できうるが、それら
は、上記の記載および特許請求におけるこの発明の範囲
および精神とは別物ではない。
されているが、この開示を読むことによって、当業者
は、なし得る変更および改良を認識できうるが、それら
は、上記の記載および特許請求におけるこの発明の範囲
および精神とは別物ではない。
【図１】図１は股関節構造の軟骨と協動する大腿頭部
（股関節ステムとスリーブを有する）を示す股関節体内
人工器官の略図である。
（股関節ステムとスリーブを有する）を示す股関節体内
人工器官の略図である。
【図２】図２は典型的な股関節の体内人工器官の他の実
施例である。
施例である。
【図３】図３は典型的な股関節の体内人工器官のもう１
つの実施例である。
つの実施例である。
【図４】図４は関節窩構成要素に対向して協動する上腕
骨頭部を有する全肩代替部分を示している。
骨頭部を有する全肩代替部分を示している。
【図５】図５は大腿頭部と脛骨の構成要素の両方を有す
る全膝関節移植具を示している。
る全膝関節移植具を示している。
１０ モジュール式股関節 １２ 大腿骨 １４ ネック １６ スリーブ １８ 股臼軟骨層 ２０ モジュール式単極大腿頭部 ２２ 窩 ２４ 股臼ソケット ２６ 股骨盤構造体 ３０ 上腕骨構成要素 ３２ 上腕骨 ３６ 移植具 ３８ 肩甲骨 ３９ ピン ４０ ガイドピン ４２ 大腿部構成要素 ４３ 基体 ４４ 顆状部分 ４５ ピン ４６ 脛骨構成要素 ４８ 基体 ４９ 細長い窪み ５０ ピン
Claims (17)
- 【請求項１】 体内人工器官が宿主の身体組織と滑動的
に協動する被覆した支持面を有し、その体内人工器官が （ａ）ジルコニウム又はジルコニウム合金で形成され、
その本体は２つの構成要素関節の１つの構成要素を形成
しかつ第２の関節構成要素の身体組織と協動し及び滑る
ようにされた少なくとも１部で支持面を有する、 （ｂ）身体組織に対し協動し及び滑るようにした前記支
持面の少なくとも１部に直接コーティングされ約１〜約
２５ミクロンの厚みを有し、濃藍色酸化ジルコニウム、
黒色酸化ジルコニウムと窒化ジルコニムからなる群から
選択された薄いコーティング膜とからなり、 そのコーティング膜が、被覆した支持面と身体組織との
界面で金属イオン放出、摩擦及び摩耗を最少限度にす
る、 半関節形成後の宿主への移植用体内人工器官。 - 【請求項２】 支持面が、骨盤の軟骨組織と協動し滑動
するようにした股関節体内人工器官の大腿頭部である請
求項１の体内人工器官。 - 【請求項３】 コーティング膜が人腿頭部の全外面を被
覆している請求項２の体内人工器官。 - 【請求項４】 コーティング膜が、約１〜約１０ミクロ
ンの厚みである請求項３の体内人工器官。 - 【請求項５】 支持面が、宿主の関節窩の元の身体組織
と協動するようにした上腕骨移植具の頭部である請求項
１の体内人工器官。 - 【請求項６】 コーティング膜が上腕骨頭部の全外面を
被覆している請求項５の体内人工器官。 - 【請求項７】 コーティング膜が、約１〜約１０ミクロ
ンの厚みである請求項６の体内人工器官。 - 【請求項８】 支持面が、上腕骨の元の組織と協動する
ようにした関節窩体内人工器官の支持面である請求項１
の体内人工器官。 - 【請求項９】 コーティング膜が、関節窩頭部の全外面
を被覆している請求項８の体内人工器官。 - 【請求項１０】 コーティング膜が、約１〜約１０ミク
ロンの厚みである請求項９の体内人工器官。 - 【請求項１１】 支持面が、脛骨の元の組織と協動する
ようにした膝関節体内人工器官の大腿骨構成要素の少な
くとも１つの関節丘の支持面である請求項１の体内人工
器官。 - 【請求項１２】 コーティング膜が、関節丘の全外面を
被覆している請求項１１の体内人工器官。 - 【請求項１３】 コーティング膜が、約１〜約１０ミク
ロンの厚みである請求項１２の体内人工器官。 - 【請求項１４】 支持面が、関節丘の元の組織と協動す
るようにした膝関節体内人工器官の脛骨構成要素の支持
面である請求項１の体内人工器官。 - 【請求項１５】 コーティング膜が、脛骨構成要素の全
外面を被覆している請求項１４の体内人工器官。 - 【請求項１６】 コーティング膜が、約１〜約１０ミク
ロンの厚みである請求項１５の体内人工器官。 - 【請求項１７】 体内人工器官が宿主の身体組織と滑動
的に協動する被覆した支持面を有し、 （ａ）ジルコニウム又はジルコニウム合金で形成され、
その本体は２つの構成要素関節の１つの構成要素を形成
しかつ第２の関節構成要素の身体組織と協動し及び滑る
ようにされた少なくとも１部で支持面を有する、 （ｂ）身体組織に対し協動し及び滑るようにした前記支
持面の少なくとも１部に直接コーティングされ約１〜約
１０ミクロンの厚みを有し、濃藍色酸化ジルコニウム、
黒色酸化ジルコニウムと窒化ジルコニムからなる群から
選択された薄いコーティング膜とからなり、 そのコーティング膜が、被覆した支持面と身体組織との
界面で金属イオン放出、摩擦及び摩耗を最少限度にす
る、 半関節形成後の宿主への移植用体内人工器官。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US005621 | 1993-01-19 | ||
| US08/005,621 US5370694A (en) | 1989-07-25 | 1993-01-19 | Zirconium oxide and nitride coated endoprostheses for tissue protection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277243A true JPH06277243A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=21716824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6003973A Pending JPH06277243A (ja) | 1993-01-19 | 1994-01-19 | 組織保護用体内人工器官 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5370694A (ja) |
| EP (1) | EP0608997A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06277243A (ja) |
| AU (1) | AU663667B2 (ja) |
| CA (1) | CA2113666A1 (ja) |
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| JP2007513736A (ja) * | 2003-12-16 | 2007-05-31 | スミス アンド ネフュー インコーポレーテッド | 骨インプラントに用いるための多孔構造上の酸化ジルコニウム |
| JP2010500139A (ja) * | 2006-08-16 | 2010-01-07 | アエスキュラップ アーゲー | インプラント及びインプラントの製造方法 |
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| US6793681B1 (en) | 1994-08-12 | 2004-09-21 | Diamicron, Inc. | Prosthetic hip joint having a polycrystalline diamond articulation surface and a plurality of substrate layers |
| US7396505B2 (en) | 1994-08-12 | 2008-07-08 | Diamicron, Inc. | Use of CoCrMo to augment biocompatibility in polycrystalline diamond compacts |
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