JPH07178127A - 人工骨 - Google Patents

人工骨

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JPH07178127A
JPH07178127A JP32524893A JP32524893A JPH07178127A JP H07178127 A JPH07178127 A JP H07178127A JP 32524893 A JP32524893 A JP 32524893A JP 32524893 A JP32524893 A JP 32524893A JP H07178127 A JPH07178127 A JP H07178127A
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JP
Japan
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bone
alloy
artificial
metal
head
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JP32524893A
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Saburo Wakita
三郎 脇田
Noribumi Kikuchi
則文 菊池
Shinichi Yamamoto
真一 山本
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • A61F2/00Filters 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
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    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 摺動部や骨頭の外表面の耐摩耗性が優れた人
工骨を提供する。 【構成】 金属、合金またはセラミックスからなる人工
骨の少なくとも摺動部の外表面に、1層以上のセラミッ
クス膜を形成したことを特徴とする。また、金属、合金
またはセラミックスからなる人工骨本体と、人工骨本体
の一端部に設けられ金属、合金またはセラミックスから
なる略半球状の摺動部と、摺動部に摺動可能に当接され
金属または合金からなる骨頭5とを備え、骨頭5の外表
面5aに1層以上のセラミックス膜12を形成したこと
を特徴とする。また、第1の骨本体の一端部に設けられ
凹面を有する受け部と、第2の骨本体の一端部に設けら
れ前記受け部に対して摺動可能なる摺動部とを備え、摺
動部の外表面に1層以上のセラミックス膜を形成したこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人工股関節、人工膝関
節等の人工骨に係り、特に、人工股関節や人工膝関節等
の摺動部の外表面の耐摩耗性が優れた人工骨に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、整形外科においては、人体中の欠
損または損傷した骨を補強し機能を回復させるものとし
て、金属製、合金製またはセラミックス製の人工骨が臨
床的に用いられている。図3はその様な人工骨の一種で
ある人工股関節を示す図であり、大腿骨2に埋め込まれ
たステム(人工骨本体)1と、ステム1の一端部に設け
られた支柱3と、支柱3の一端部に固定された略半球状
のボール4と、ボール4に摺動可能に当接された骨頭5
とから構成されている。前記ステム1及び支柱3は大腿
骨2と生体親和性の良いSUS316L等のステンレス
スチール、Ti−6wt%Al−4wt%V等のTi合
金、Co−Cr−Mo合金等から構成されている。ま
た、前記ボール4は耐摩耗性を向上させ摺動を滑らかに
するために表面が鏡面研磨されたもので、SUS316
L等のステンレススチール、Co−Cr−Mo合金、ア
ルミナ(Al23)や安定化ジルコニア(ZrO2−5
wt%CaO等)等のセラミックス、等から構成されて
いる。
【0003】また、前記骨頭5は、Co−Cr−Mo合
金等の合金、アルミナ(Al23)や安定化ジルコニア
(ZrO2−5wt%CaO等)等のセラミックス等か
ら構成された略半球状のもので、内面には厚みのある高
密度ポリエチレン(HDP)6が貼着されている。この
骨頭5は体内の骨盤と接触して摺動するので、この骨頭
5の外表面5aに対しては、表面粗さが0.2μm以
下、真円度が5μm以下という高精度が要求される。そ
れ故に、耐摩耗性、耐腐食性、低摩擦性を兼ね備えた材
料により構成することが重要となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】人工骨においては、生
体親和性がよいこと、長時間機能した場合においても信
頼性が高いことの2点が重要である。ここで、生体親和
性がよいとは、生体に対して害を与えず、生体細胞に異
変を起こさせないことであり、また、信頼性が高いと
は、10年、20年、あるいはそれ以上の期間使用して
も機械的強度が低下せず、表面が変質せず、発ガン性が
なく、血液を凝固または溶出させる危険性がないことで
ある。例えば、上述した人工股関節の場合、骨頭5は体
内の骨盤と接触して摺動するために、この骨頭5の外表
面5aにCo−Cr−Mo合金等の金属材料を用いる
と、長期間使用している間に僅かではあるが摩耗し、微
量の金属成分が生体中に溶解するおそれがある。したが
って、人工股関節や人工膝関節等の摺動部に対しては、
耐摩耗性に対する要求がますます厳しくなりつつある。
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、人工股関節や人工膝関節等の摺動部や骨頭の
外表面の耐摩耗性が優れた人工骨を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な人工骨を採用した。すなわち、請
求項1記載の人工骨は、金属、合金またはセラミックス
からなる人工骨の少なくとも摺動部の外表面に、1層以
上のセラミックス膜を形成したことを特徴としている。
【0007】また、請求項2記載の人工骨は、金属、合
金またはセラミックスからなる人工骨本体と、該人工骨
本体の一端部に設けられ金属、合金またはセラミックス
からなる略半球状の摺動部と、該摺動部に摺動可能に当
接され金属または合金からなる骨頭とを備え、当該骨頭
の外表面に、1層以上のセラミックス膜を形成したこと
を特徴としている。
【0008】また、請求項3記載の人工骨は、第1の骨
本体の一端部に設けられ凹面を有する受け部と、第2の
骨本体の一端部に設けられ前記受け部に対して摺動可能
なる摺動部とを備え、該摺動部の外表面に、1層以上の
セラミックス膜を形成したことを特徴としている。
【0009】
【作用】本発明の請求項1記載の人工骨では、金属、合
金またはセラミックスからなる人工骨の少なくとも摺動
部の外表面に1層以上のセラミックス膜を形成したこと
により、該摺動部の外表面の耐摩耗性が従来にまして向
上する。また、該摺動部の耐腐食性が向上し、該摺動部
を構成する元素、特に金属元素の体内への溶出を防止す
る。
【0010】また、請求項2記載の人工骨では、金属、
合金またはセラミックスからなる人工骨本体と、該人工
骨本体の一端部に設けられ金属、合金またはセラミック
スからなる略半球状の摺動部と、該摺動部に摺動可能に
当接され金属または合金からなる骨頭とを備え、当該骨
頭の外表面に1層以上のセラミックス膜を形成したこと
により、当該骨頭の外表面の耐摩耗性が従来にまして向
上する。また、当該骨頭の外表面の耐腐食性が向上し、
当該骨頭を構成する元素、特に金属元素の体内への溶出
を防止する。
【0011】また、請求項3記載の人工骨では、第1の
骨本体の一端部に設けられ凹面を有する受け部と、第2
の骨本体の一端部に設けられ前記受け部に対して摺動可
能なる摺動部とを備え、該摺動部の外表面に、1層以上
のセラミックス膜を形成したことにより、該摺動部の外
表面の耐摩耗性が従来にまして向上する。また、該摺動
部の外表面の耐腐食性が向上し、該摺動部を構成する元
素、特に金属元素の体内への溶出を防止する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の各実施例の人工骨について図
面に基づき説明する。 (実施例1)図1は実施例1の人工股関節の骨頭11を
示す部分断面図であり、従来の骨頭5の外表面5aに、
物理蒸着法(PVD)または化学蒸着法(CVD)によ
りセラミックス膜12が形成されている。このセラミッ
クス膜12は、外表面4aに形成された厚み5〜10μ
mの炭化チタン(TiC)膜13と、TiC膜13上に
形成された厚み5〜10μmの炭化窒化チタン(Ti
(C,N))膜14と、Ti(C,N)膜14上に形成
された厚み5〜10μmの窒化チタン(TiN)膜15
とから構成されている。TiC膜13、Ti(C,N)
膜14、TiN膜15各々の生体親和性を比較すると、
Nが増加する程優れたものとなる。したがって、生体組
織に近い側にTiN膜15を、金属材料等に近い側にT
iC膜13をそれぞれ配置する構成とする方がよい。
【0013】TiC膜13、Ti(C,N)膜14、T
iN膜15は、生体親和性が極めて優れているために、
生体に対して害を及ぼす虞がなく、また生体細胞に異変
を起こさせる危険性もない。また、機械的強度が優れて
いるために、10年、20年、あるいはそれ以上の期間
使用しても強度が低下せず、また表面が変質せず安定し
ている。例えば、TiCの表面のマイクロビッカース硬
度は3000であり、極めて硬い。したがって、骨頭1
1が体内の骨盤と接触して摺動する場合、この骨頭11
の外表面11aの耐摩耗性が従来にまして向上すること
により、大幅な寿命延長効果がみられ、長期間使用して
も摩耗粉等が発生する虞がなくなる。
【0014】また、当該骨頭11の外表面11aの耐腐
食性が向上することにより、当該骨頭11がCo−Cr
−Mo合金等の合金、アルミナ(Al23)や安定化ジ
ルコニア(ZrO2−5wt%CaO等)等のセラミッ
クス等から構成されている場合、Co,Cr,Mo,A
l,Zr,Ca等の金属元素の体内への溶出を防止す
る。また、従来の骨頭5の外表面5aにセラミックス膜
12を形成することにより、該外表面5a上に発生した
ピット、巣等の微細な欠陥を被覆し、該外表面5aの摩
擦抵抗が小さくなり、耐摩耗性及び耐腐食性が向上す
る。
【0015】以上説明した様に、上記実施例1の人工股
関節によれば、骨頭4の外表面4aに、TiC膜13、
Ti(C,N)膜14及びTiN膜15から構成される
セラミックス膜12が形成されているので、当該骨頭1
1の外表面11aの耐摩耗性を向上させることができ
る。また、当該骨頭11の外表面11aの耐腐食性を向
上させることができ、当該骨頭11を構成する元素、特
に金属元素の体内への溶出を防止することができる。ま
た、該外表面4aの摩擦抵抗を小さくすることができ、
耐摩耗性及び耐腐食性を向上させることができる。
【0016】(実施例2)図2は実施例2の人工膝関節
を示す側面図であり、図において、上記実施例1の骨頭
11と同一の構成要素には同一の符号を付してある。こ
の人工膝関節は、大腿骨(第1の骨本体)21の大腿骨
顆(一端部)22に設けられ板状の中央部に凹面が形成
された受け部23と、脛骨(第2の骨本体)24の脛骨
顆(一端部)25に設けられ前記受け部23に対して摺
動可能なる摺動部26とから構成されている。
【0017】受け部23は、大腿骨21と生体親和性の
良いSUS316L等のステンレススチール、Ti−6
wt%Al−4wt%V等のTi合金、Co−Cr−M
o合金等から構成されている。摺動部26は、脛骨24
と生体親和性の良いSUS316L等のステンレススチ
ール、Ti−6wt%Al−4wt%V等のTi合金、
Co−Cr−Mo合金等から構成される摺動部本体27
の外表面に、物理蒸着法(PVD)または化学蒸着法
(CVD)により、TiC膜13、Ti(C,N)膜1
4及びTiN膜15からなるセラミックス膜12が形成
されている。該セラミックス膜12の作用は上記実施例
1の人工股関節と同様である。
【0018】以上説明した様に、上記実施例2の人工膝
関節によれば、摺動部本体27の外表面に、TiC膜1
3、Ti(C,N)膜14及びTiN膜15からなる3
層のセラミックス膜12を形成したので、摺動部本体2
7の外表面の耐摩耗性を向上させることができる。ま
た、該摺動部本体27の外表面の耐腐食性を向上させる
ことができ、該摺動部本体27を構成する元素、特に金
属元素の体内への溶出を防止することができる。また、
該外表面の摩擦抵抗を小さくすることができ、耐摩耗性
及び耐腐食性を向上させることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の請求項1記
載の人工骨によれば、金属、合金またはセラミックスか
らなる人工骨の少なくとも摺動部の外表面に1層以上の
セラミックス膜を形成したので、前記摺動部の外表面の
耐摩耗性を従来にまして向上させることができ、また、
該摺動部の耐腐食性を向上させることができ、該摺動部
を構成する元素、特に金属元素の体内への溶出を防止す
ることができる。
【0020】また、請求項2記載の人工骨によれば、金
属、合金またはセラミックスからなる人工骨本体と、該
人工骨本体の一端部に設けられ金属、合金またはセラミ
ックスからなる略半球状の摺動部と、該摺動部に摺動可
能に当接され金属または合金からなる骨頭とを備え、当
該骨頭の外表面に1層以上のセラミックス膜を形成した
ので、当該骨頭の外表面の耐摩耗性を従来にまして向上
させることができ、また、当該骨頭の外表面の耐腐食性
を向上させることができ、当該骨頭を構成する元素、特
に金属元素の体内への溶出を防止することができる。
【0021】また、請求項3記載の人工骨によれば、第
1の骨本体の一端部に設けられ凹面を有する受け部と、
第2の骨本体の一端部に設けられ前記受け部に対して摺
動可能なる摺動部とを備え、該摺動部の外表面に1層以
上のセラミックス膜を形成したので、該摺動部の外表面
の耐摩耗性を従来にまして向上させることができ、ま
た、該摺動部の外表面の耐腐食性を向上させることがで
き、該摺動部を構成する元素、特に金属元素の体内への
溶出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の人工股関節の骨頭を示す部
分断面図である。
【図2】本発明の実施例2の人工膝関節を示す部分側面
図である。
【図3】従来の人工股関節を示す部分断面図である。
【符号の説明】
1 ステム(人工骨本体) 2 大腿骨 3 支柱 4 ボール 5 骨頭 5a 外表面 6 高密度ポリエチレン(HDP) 11 骨頭 12 セラミックス膜 13 炭化チタン(TiC)膜 14 炭化窒化チタン(Ti(C,N))膜 15 窒化チタン(TiN)膜 21 大腿骨(第1の骨本体) 22 大腿骨顆(一端部) 23 受け部 24 脛骨(第2の骨本体) 25 脛骨顆(一端部) 26 摺動部 27 摺動部本体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属、合金またはセラミックスからなる
    人工骨の少なくとも摺動部の外表面に、1層以上のセラ
    ミックス膜を形成したことを特徴とする人工骨。
  2. 【請求項2】 金属、合金またはセラミックスからなる
    人工骨本体と、該人工骨本体の一端部に設けられ金属、
    合金またはセラミックスからなる略半球状の摺動部と、
    該摺動部に摺動可能に当接され金属または合金からなる
    骨頭とを備え、当該骨頭の外表面に、1層以上のセラミ
    ックス膜を形成したことを特徴とする人工骨。
  3. 【請求項3】 第1の骨本体の一端部に設けられ凹面を
    有する受け部と、第2の骨本体の一端部に設けられ前記
    受け部に対して摺動可能なる摺動部とを備え、該摺動部
    の外表面に、1層以上のセラミックス膜を形成したこと
    を特徴とする人工骨。
JP32524893A 1993-12-22 1993-12-22 人工骨 Withdrawn JPH07178127A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004502514A (ja) * 2000-07-10 2004-01-29 エピオン コーポレイション Gcibによる人工股関節の改善
JP2008525131A (ja) * 2004-12-28 2008-07-17 シンセス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Adlcで構成された連接表層を有する人工関節

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004502514A (ja) * 2000-07-10 2004-01-29 エピオン コーポレイション Gcibによる人工股関節の改善
JP4796737B2 (ja) * 2000-07-10 2011-10-19 エクソジェネシス コーポレーション Gcibによる人工股関節の改善
JP2008525131A (ja) * 2004-12-28 2008-07-17 シンセス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Adlcで構成された連接表層を有する人工関節
US10182924B2 (en) 2004-12-28 2019-01-22 DePuy Synthes Products, Inc. Prosthetic joint with articulating surface layers comprising ADLC

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