セラミック製造
セラミック体の製造方法であって、セラミック(520/521)の初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体(530)を得る。機械加工未加工セラミック体を燃焼してより完成したセラミック体(540)を得ておよび/またはさらに処理して最終完成セラミック体(550)を得る。セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材(100)、または膝人工器官を有する人工回転装置のための部材体(101)であってもよい。ジルコニアセラミック体が有利に製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明はセラミック体の製造およびセラミック体そのものに関するものである。
【0002】
優先権請求の範囲の相互参照。この発明はアメリカ特許出願第60/452,704号(2003年3月7日出願)、および第60/463,922号(2003年4月18日出願)の優先権を主張するものである。アメリカに関しては、PCTおよび/またはアメリカ法第35条119(e)項、363および365を主張するものである。上記出願の完全な明細書はここで引用するものである。
【特許文献1】アメリカ特許出願第60/452,704号
【特許文献2】アメリカ特許出願第60/463,922号
【0003】
特定の分野においては、セラミック体は身体内植組織、特に負荷耐久関節内植組織を囲包するものである。主たるまたは修正形態において例えば内植組織は大腿骨膝部材であり、膝内植組織のためのセラミック後部安定化大腿骨部材であり、他の例としては、自然負荷転移を有した対応する脛骨部材に関する大腿骨部材を抑制する回転装置を有したセラミックを含む人工膝内植組織部材である。追加的なセラミック製造も提供できる。
【背景技術】
【0004】
より強くより普遍的なセラミック物品の探求は現在も進行している非常に重要な関心事である。しかし微妙で複雑な形状に適合する充分に強く完成されたセラミック体を提供するには難しい点も有る。この点に鑑みて、高度に望ましい多くのセラミック物品は利用できないままである。
【0005】
例えば、アルミナ大腿骨膝部材は日本から知られているが、最も基本的な大腿骨内植組織デザインに向けられたものであり、燃焼ブロックを機械加工して製造されるが故に、問題は非常に費用が掛かることである。
【0006】
進歩したセラミック大腿骨膝部材を提供しようとした試みは明らかに失敗した。大きな強度を必要とするより複雑なセラミック内植組織は当業界には不足している。そのような内植組織の一例としては、膝内植組織のための後部安定化大腿骨部材がある。実際当業者はそのようなものを製造できることについて懐疑的である。アメリカ特許第5,549,684号を参照されたい。
【特許文献3】アメリカ特許第5,549,684号
【0007】
そのような困難性は克服するのが望ましい。さらにそうするための効率がよくコストに合った方法を提供するのが望ましい。
【0008】
注目すべき内植組織提供として、アメリカ特許第5,766,257号は自然の負荷転移を有した人工的な関節を開示している。一実施例においては関節は膝である。セラミック物質が採用できることを開示してはいるが、関節は金属構造であるのが望ましい。
【特許文献4】アメリカ特許第5,766,257号
【0009】
例えばその大腿骨部材フレームは鋳物または鍛造コバルト・クロム合金であり、その脛骨部材フレームはチタン合金と超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)のCo−Cr合金回転装置とベアリングである。2002年のZimmer社、NexGen(登録アメリカ特許およびTm.Off.)システム回転ヒンジ膝デザイン理論を参照されたい。
【0010】
他のモジュール化をそのような膝内植組織に提供できる。アメリカ特許第6,629,999号を参照されたい。
【特許文献5】アメリカ特許第6,629,999号
【0011】
後部安定化大腿骨部材および他の上記した特許の膝内植組織を含む身体の内植組織中へのセラミックの採用は利点があるだろう。例えば、Co−Cr合金中に見られる微量のニッケルにアレルギーを呈する患者もいる。しかもセラミックは硬い関節面を与えるものである。
【0012】
しかし特に上記したような複雑な膝内植組織部材については、セラミック採用の基本思想のより実務的な応用が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
発明の一般的な要旨。この発明はセラミック体を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この発明の方法にあってはセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を製造する。機械加工未加工セラミック体は燃焼および/または更なる処理に掛けられてより完成されたセラミック体を提供する。
【0015】
またこの発明は機械加工未加工セラミックでありより完成されたセラミック体であって、上記した方法および/またはある種の特定なセラミックにより製造されるものである。ひとつの可能性として、セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材である。
【0016】
他の実施例の部材フレームを有した膝人工器官を含んだ人工回転装置のための部材体を形成する方法にあっては、回転装置が揺動可能な雄タイプ部材を有しており、膝人工器官が回転装置に加えて関節丘膝表面を備えた大腿骨部材を有しており、かつメニスカル(meniscal)関節表面を具えた脛骨部材を有している。
【0017】
該表面は大腿骨部材の関節丘関節表面と会合する。さらに回転装置容器も具えてあり、該容器は雌タイプ部材を有していて、大腿骨部材は回転装置の雄雌協働により脛骨部材と会合可能である。膝人工器官は解剖学的屈曲と伸張とに加えて回転中における関節丘とメニスカル関節表面相互の解剖学的滑り接触により一般に自然負荷転移能力を有している。
【0018】
該方法においては、セラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して膝人工器官のための機械加工未加工セラミック部材体を得る。上記したように、機械加工未加工部材体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けられて、膝人工器官のためのより完成セラミック部材体を得る。
【0019】
この発明はさらに機械加工未加工部材体に関するものであり、上記の方法により得られるおよび/またはある種の特殊なセラミックから形成されるより完成セラミック部材体に関するものである。
【発明の効果】
【0020】
この発明はセラミック体を提供するのに有用である。この発明により、セラミック製造技術が独特で高効率の方法により発展される。特に精密で複雑な形状に適合する強くて完成したセラミック体が得られる。例えば、従来当業界で知られていなかった大きな強度を具えたセラミック後部安定化大腿骨膝部材が得られるのである。
【0021】
複雑および簡単な他のセラミック身体内植組織または内植組織部材が得られる。これには他のタイプの大腿骨膝内植組織部材、単一・多片単房室関節整列装置、足首関節含関節丘部材、大腿骨ヘッドボール、上腕肩半球などが含まれる。
【0022】
これにより上記したような膝などの複雑な内植組織にセラミックを採用する基本思想のより実務的な応用が提供されるのである。特に膝を含む回転装置中の強くて完成した精密で複雑な形状に適合する部材が利用可能となる。大腿骨および/または脛骨部材のためのジルコニアセラミックからなる膝人工器官を含む人工回転装置のための部材体が有利に提供されるのである。ギアや流量制御部材などの他のタイプのセラミック体も利用可能になる。ジルコニアセラミック体も有利に提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下添付の図面によりさらに詳しくこの発明を説明する。
【0024】
この発明の実施においては一般に、セラミックの初期の未加工体を用意して、該未加工体を機械加工することによりセラミック体を形成する。該機械加工セラミック体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得る。
【0025】
ある実施例では、1以上の部分から膝関節内植組織の1以上の部材はセラミックから形成されている。好ましくは少なくとも関節丘関節表面を具えた少なくとも基本の大腿骨部材はセラミックから形成されている。一般にセラミック関節丘関節表面は超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)からなる対応する脛骨トレイライナー(tray liner)と関節連結している。大腿骨および脛骨部材の他の部分はセラミックから形成されているかセラミックを含んでいる。
【0026】
他の実施例では、種々の物品が製造され、それらはセラミックを含んでいる。
【0027】
セラミックは適宜なタイプでよい。「A」〜「Z」からのセラミックと言われるものは、アルミナからジルコニアおよびこれらの混合物である。代表的なセラミックはAl、Si、Sc、Y、La、ランタニド系列要素、Ac、アクチニド系列要素、Ti、Zr、Hf、V、Nbおよび/またはTaなどのホウ酸化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ酸塩などである。
【0028】
セラミックは強化できる。例えばアルミナは公知のように強化アルミナである。セラミックはジルコニアセラミックであるのが望ましい。セラミックは安定化でき、いかなる安定化剤でもいかなる適量で存在できる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に部分的に安定化ジルコニア(PSZ)であり、これは安定化ジルコニアセラミックである。例えば約3〜3.5重量%酸化マグネシウムであるかまたは4〜5重量%の酸化イットリウムである。またジルコニアセラミックはスパンまたは四辺形および/または立体相から選ばれる相で存在する。PSZセラミックからは、酸化マグネシウム安定化変換強化ジルコニア(Mg−TTZ)であって、これはほぼ3〜3.5重量%の酸化マグネシウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。または酸化イットリウム四辺形ジルコニア多結晶(Y−TZP)であり、ほぼ3モル%の酸化イットリウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。図1を参照。
【0029】
完成セラミックは他の物質を含有することもできる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に少量の(例えば約2重量%の)ハフニア(hafnia)セラミック物質を含んでおり、これはHfが自然界でZrと一緒に発見されかつZrから除くことが難しいという事情による。しかしこれはしばしば有害ではない。
【0030】
好ましくはセラミックはMg−TTZであり、含むのはそのよき硬さと単斜晶系相への熱および/または水誘発反転への優れた耐久性の理由の故である。例えばアルミナY−TZPおよびMg−TTZは次のように形成できる。燃焼後の強度:Y−TZP>Mg−TTZ>アルミナ。オートクレーブ後の強度:Mg−TTZ>アルミナ>Y−TZP。
【0031】
これらのセラミックに任意の強度数を付与すると次のようになる。燃焼後:Y−TZP(150);Mg−TTZ(125);アルミナ(100):オートクレーブ後:Mg−TTZ(125);アルミナ(95);Y−TZP(50)。
【0032】
Mg−TTZは熱湯のガラス器内(in vitro)活動によっては単斜晶系相には反転せず、水によっては劣化したり攻撃はされないのである。生体内使用でアルミナおよびY−TZP内移植大腿骨ヒップボールについては損耗に関して下記が観察されている。1〜4年での回収ではY−TZPはアルミナより良い。5〜8年回収ではY−TZPとアルミナはほぼ同じ。9〜10年回収ではアルミナがY−TZPより良い。
【0033】
したがって生体内では、例えば大腿骨ヒップボールとして内移植されてきたことが知られているMg−TTZはアルミナよりより良い短および/または長期間にわたる長持ちを呈し、かつY−TZPより長期間にわたる長持ちを呈することが観察される。
【0034】
セラミック体はまずミクロ粉体および/またはナノ粉体から形成するのが望ましい。例えばジルコニアセラミックは約0.5ミクロン(μm)〜10μm断面を有した単斜晶系ジルコニア粉体から形成され、またミクロ粉体としては約1ナノメーター(nm)〜500nm断面であり、ナノ粉体としてはミクロ粉体またはナノ粉体が約2〜5重量%の酸化マグネシウムを安定剤として含んでいる。ジルコニア粉体はミクロ粉体としては約1〜2μm断面を、ナノ粉体としては約15nm〜450nm断面を有するのが望ましく、かつ約3.1〜3.4重量%の酸化マグネシウムを含むのが望ましい。
【0035】
セラミックの初期未加工体は適宜な処理方法により準備される。初期未加工体の形成には加圧成形が望ましく、実質的には冷間等方圧加工技術(CIP)による。粉化されたセラミック材料は高圧プレスの空所内に供給され、初期の未加工体中に圧力下で形成される。必要または望ましければバインダーも使用される。ミクロ粉体またはより大きいサイズの場合には、一般にはバインダーはセラミック粉と一緒に使用される。ナノ粉体の初期未加工体のためにバインダーが必要でないこともある。
【0036】
セラミックの初期未加工体は適宜な密度を持つようにされる。一般に該密度はセラミックの理論的密度の少なくとも約20%である。該密度は理論的密度の少なくとも約30%が望ましく、より望ましくは少なくとも約50%である。小さい粉体を使用すればより高い理論的密度が得られ他ではだめであると考える向きもあるだろうが、材料による(しかしナノ粉体はより大きな粉体よりはよく焼結できる)。高理論的密度は高圧などにより得られる。
【0037】
初期未加工体はいかなる適宜な形状でも形成され得る。便利な形状としては筒状、四面体、三角錐プリズム、矩形または立体ブロック、正五角形プリズムなどがある。セラミックの初期未加工体は矩形または立方体ブロックであるのが望ましい。
【0038】
機械加工のためにある種の初期未加工体は生のままでプレスされるが、他のものはビスク(bisque:締焼状態の磁器)を得るには加熱を必要とし、これが初期未加工体の形態であると考えられる。ジルコニアナノ粉体などのセラミック粉体は生で加圧状態で機械加工される。Mg−TTZへの変換のためのミクロ粉体などのセラミック粉体はビスクにされる。
【0039】
ビスクを形成するのに必要とされる加熱は穏やかなものと考えられる。例えば、ジルコニアミクロ粉体は約100〜1000または1100℃またはそれ以上の温度で約1〜10時間でビスクにされる。
【0040】
この発明の実施に際しては、初期未加工体が機械加工される。該未加工は手動、レース、ドリル、切断など適宜な方法で行われるが、多軸精密切断またはツーリング機械、例えばコンピューター数値制御(CNC)マシンで行なうのが望ましい。
【0041】
一般に機械加工中の温度は周辺温度でよい。機械加工未加工セラミック体はいかなる形状でもよいが、完成セラミック体の形状に類似した前駆形状であるのが望ましい。この点この発明は、もし最少の変形で完成セラミックがそれから形成されるのなら、機械加工セラミック体が複雑な形状を帯びることが可能である、という顕著な利点を有している。
【0042】
特に修正大腿骨膝内植組織部材を含む膝のための大腿骨部材のような非対称で複雑な形状が容易に得られるのである。外科内植組織の分野における他の複雑な形状としては、膝関節内植組織脛骨部材、1個以上の片の単房室膝関節整列装置、足首関節内植組織部材、脊椎部材、一時的下顎関節内植組織などがある。
【0043】
勿論機械加工未加工体としては他のものも製造可能であり、そのような外科的内植組織としてはヒップ大腿骨ヘッド、肩上腕骨半球体などがある。また前駆体中に形成されるいかなるトラニオン受容孔も含むことが可能であり、機械加工未加工体は非中断ボールまたは平坦切頭ボール(非中断半球体)、つまりC−インフィニテイ(infinity)ポイントグループよりは対称性が少ない。ヒップ大腿骨およびトラニオン受容テーパー切頭フラストコニカル(frustoconical)孔を具えた肩上腕骨ヘッド、またはC−インフィニテイより非対称性の形状が含まれる。
【0044】
その他の例としては、大腿骨部材および/またはその回転装置および/または挿入可能なスパイク、脛骨部材トレイおよび/または挿入可能なスパイクなどが容易に得られる。
【0045】
完成セラミック体の前駆体としての機械加工未加工セラミック体は完成セラミック体よりも適宜大きくてもよい。一般的には機械加工未加工セラミック体の密度および完成セラミック体の密度に応じて、機械加工未加工セラミック体は1.5〜80%、多くの場合約10〜30%ほど対応する完成セラミック体より大きくてもよい。
【0046】
特にジルコニアセラミックとMg−TTZについては、ミクロ粉体から形成された機械加工未加工体に対するより完成セラミックのサイズ減少は完成セラミック体のサイズより約15〜25%(約16〜23%を含む)少ない。換言すると、機械加工未加工体の調整サイズに基づいた18%サイズ減少完成セラミックは完成セラミック体の調整サイズに対して約122%サイズ増加機械加工未加工体に等しいと考えられる。つまり関係(I)が得られるのである。
【0047】
【数1】
【0048】
例えば、機械加工未加工体から20%サイズ減少された完成セラミック体は完成セラミック体より1.25倍大きな(125%)機械加工未加工体から形成される。
【0049】
より完成されたセラミック体が得られるのが望ましい。これを達成するには、少なくとも1回の加熱ステップを必要とする。機械加工未加工体の燃焼によってより完成したセラミック体が得られる。この燃焼は適宜な温度、例えば約1000〜3000℃の範囲、で適宜な時間行われる。 セラミック体内の燃焼温度に至る温度傾斜が望ましく、約1.5〜20℃/分である。
【0050】
燃焼片の焼鈍は燃焼の直後に適宜な温度、例えば約700〜1800℃の範囲、で適宜な時間行なう。
【0051】
さらなるセラミック処理としては熱間等方圧加工法(HIP)があり、ある種のセラミックには望ましく適切である。そのような処理の実施については当業者公知である。勿論いかなるセラミックについても細部は異なる。
【0052】
例えば、Mg−TTZより完成したセラミック体は大きな機械加工未加工体をオーブン中において約1600〜1900℃の範囲(好ましくは1700〜1800℃)で約1〜4時間(約2〜3時間)燃焼することにより形成される。傾斜温度は燃焼温度に至り、室温から燃焼温度に適宜な速度(約1〜2℃/分)で増加する。
【0053】
そのような燃焼の後、加熱状態を保ったままで燃焼温度から徐々に冷却することにより焼鈍を行なうのが望ましい。つまり200〜500℃から例えば燃焼温度より350℃下までセラミック体の温度を徐々に低減する。ついで1〜3時間(例えば2時間)セラミック体を焼鈍温度に保つ。焼鈍温度からの約室温までの冷却は適宜な速度で行われ、例えばランピング速度と等しくてよいが逆になる。
【0054】
これによりより完成したMg−TTZセラミック体が得られ、該セラミック体は一般に理論的またはそれに近い密度を有している。かくして燃焼・焼鈍されたMg−TTZセラミック体が必要とされ、それ以上のHIPなどの加熱処理は不要となる。
【0055】
Y−TZPより完成したセラミック体は、ミクロ粉体から形成された部材についてはより大なる機械加工未加工体をオーブン中で約1300〜1500℃で、またはナノ粉体から形成された部材については約1100〜1300℃で、燃焼することにより得ることができる。
【0056】
ランピング、焼鈍および冷却工程は一般にMg−TTZセラミックについてのものと同様である。しかし熱処理温度までの冷却は約7〜10℃/分にすると有利である。最後にアルゴンまたは窒素、例えばアルゴン下でのHIP処理は約1000〜3000ポンド/(インチ)3(psi)圧力で(約70.36958〜211.10874kg/cm2)1000〜2000℃の温度で、約4〜24時間、最終冷却は室温、のサイクル時間である。完成セラミック体は無機および有機物質がなくて、理論的密度またはそれに近づく。
【0057】
適宜なキルン(kiln)詰め物を使うこともあり、部材の重要でない部分に配置される。例えば大腿骨膝関節内植組織部材は、右側を上にして配置されてその関節連結される関節丘表面に燃焼中接触するよりは、骨内植組織インターフェイスを形成する人工器官の部分に接触するキルン詰め物のキルン中に上下逆さに配置される。
【0058】
完成セラミック部分と部材は密な材料である。一般に、完成セラミックは理論的密度の少なくとも約90%であるか、または少なくとも約95、96、97、98、99%である。完成セラミックの密度は理論的密度またはそれに近いことが望ましい。
【0059】
より完成したセラミック膝体は必要に応じてさらに処理されることがあるが、一般にさして重要なものではなく、特にそうでなければ燃焼セラミックブロックを機械加工することから最終的な形状を得るのに必要なものに比べてたいしたものではない。研摩および/または若干の研削がより完成したセラミック体に施される一般的な機械的仕上げである。
【0060】
タンタル蒸着または水酸化リン灰石コーティングを骨インターフェイス表面に施して骨の内部成長を生じさせることができる。人間または動物主体に内移植するための種々の完成セラミック体は公知の方法で清浄・無菌化できる。
【0061】
そのような手順を図2、11においてまとめると次のようになる。
【0062】
ステップ1:単斜晶粉体10をゴムボール中空型18に加える。ステップ2:充填された型18をCIPプレス19中に配置する。ステップ3:プレス19を励動して初期未加工体、例えば未加工ブロック520を得る。ステップ4:必要なら未加工ブロック520をビスク化してビスク化未加工ブロック521を得る。ステップ5:未加工ブロック521(またはビスク化を行わない場合は520)を例えばCNC機により機械加工して機械加工未加工セラミック体530を得る。
【0063】
ステップ6:機械加工未加工セラミック体530を適宜なキルン39中のキルン詰め物38上に配置する。ステップ7:キルン39を加熱して前駆セラミック体530を燃焼してより完成したセラミック体540を得る。
【0064】
ステップ8:より完成したセラミック体540を、例えば人工器官としての内移植のためならば、例えば関節または支持表面を研磨によるかおよび/または超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)ブッシュ、ライナーまたは所望のものなどの挿入物の挿入のための準備によるかおよび/または無菌化によるかによりさらに人工器官として内移植するなどで処理して、最終的に完成したセラミック体550を得る。
【0065】
完成セラミックは強く強靭な材料である。完成セラミック体は円滑で関節連結しているセラミック表面を有した外科内植組織を包絡しているのが望ましい。
【0066】
完成セラミックは光伝導性である。この発明のある種のセラミック膝内植組織部材は、青い光を内植組織を通して骨ストックおよび内植組織リバースと接触するセメントへの照明の使用により、外科セメントのより迅速なセットを与えることができる。かくして治療・手術時間が低減でき、インターフェイスを内移植するより安定な骨が得られる。
【0067】
完成セラミック膝内植組織部材は金属からなる対応部分および部材と同じサイズにできる。必要なら若干大きいものとしてもよい。
【0068】
以上および特に図2〜8に鑑みて、機械加工未加工セラミック体530およびより完成したセラミック体540および最終完成セラミック体550は後部安定化膝に大腿骨部材100として実施できる。最終完成物品として後部安定化膝のための単片のセラミックである大腿骨部材100はフレーム101を有しており、該フレームは側壁102、上部103T、凹部104Rを具えた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106を有している。
【0069】
内側を向いた骨内部成長向上および/またはセメント粘着表面109(多孔粗面などのような)は基端側で奥方向を向いており、バンプ109Bを有している。ポリメチル・メタクリレートまたは他の外科セメントを有利に使用することもできる。隆起部109Rがフレーム101とフランジ104,105、106を画定・強化している。サギタル(saggital)面内で定常な曲率半径を有する一般に凸状の大腿骨関節丘表面110は下側中間関節丘111、下側側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有しているものと考えられる。
【0070】
表面側の前部フランジ106は滑車状の表面117が設けられており、その上には天然または人工皿状部、つまり膝キャップが載っている。一般に関節丘および滑車状表面110〜117は円滑であり例えばダイアモンド砂または塵を使って高度に研摩されている。内関節丘ノッチ118が形成されている。後部ストッパー135によりさらなる安全化が与えられており、該ストッパーは当業界周知のように脛骨トレイライナーから立ち上がる対応する部材(図示せず)に接触している。
【0071】
図9について、図9Aは最終完成セラミック体550を示しており、それは膝内植組織のためのモジュール大腿骨部材100Mとして実施されている。該セラミック体は側壁102、孔103THを具えた上部103T、末端関節丘フランジ(図示せず)、後部フランジ105および前部フランジ106を具えた単片セラミックフレーム101を有している。
【0072】
サギタル面内で定常曲率半径の凸状形状の大腿骨関節丘表面110は下部中間関節丘111、下部側方関節丘(図示せず)、後部中間関節丘113、後部側方関節丘(図示せず)を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘(図示せず)を有しているものと考えられる。
【0073】
前部フランジ106の表面側には滑車状表面が設けられており、その上には天然または人工の膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ118が存在している。
【0074】
金属またはセラミック(または他の適宜な材料)大腿骨ストック挿入ステム37によりさらなるモジュール安定化が得られる。該ステムはネジ39および/またはワッシャー37Wにより固定できる。これに代えて、またはこれに加えて、金属またはセラミック(または他の適宜な材料)後部安定化ストッパーロッド135を後部安定化ストッパーロッドを収容するフレーム101中の孔135H中に挿入できる。これによりロッド135がノッチ118を横断する。図3〜8参照。
【0075】
図9Bi、9Biiに最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は単片単房室膝スペーサー装置100Uとして実施されている。該装置はセラミックフレーム体101、関節表面110、前部前尖140A、後部前尖140Pを有している。アメリカ特許第6,206,927号参照。
【特許文献6】アメリカ特許第6,206,927号
【0076】
図9Ci、9Cii、9Ciiiに最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は二片単房室関節整列装置100UUとして実施されており、下部セラミックフレーム体101L、上部セラミックフレーム体101U、下部関節表面110L、中間滑動表面110S、上部関節表面110U、第1の下部ローブ141L、内移植されたときには前部に配置される第1の上部ローブ141U、第2の下部ローブ142L、内移植されたときには後部に配置される第2の上部ローブ142U、係合脚柱143P、係合ポスト収容溝143Tを有している。アメリカ特許出願第10/717,104号参照。
【特許文献7】アメリカ特許出願第10/717,104号
【0077】
図9Dに関節表面110TMを具えたセラミック一時的下顎骨関節内植組織100TM/550を示す。内植組織100TMはカップ状であって、切除した顎を載せるものである。
【0078】
図10に工業用部材として実施された最終完成セラミック体540/550を示す。例として図10Aにはセラミックジャーナル軸受100Jが、図10Bにはセラミック流量制御装置100Fが示されており、制御ケース100FH、配管100FP、弁100FV、制御ケースを具えている。図10Cに1組のギア100Gを示す。図10Dにプーリ100Pを示す。
【0079】
図11〜37にギングリモス(ginglymous)関節内植組織のための最終完成セラミック体550の他の実施例を示す。
【0080】
図11〜24に天然負荷転移を具えた回転膝関節のための部材1000を示す、該部材は大腿骨部材100と脛骨部材200とを有している。
【0081】
図25、26、27A、27Bに一時的大腿骨部材および/または図12〜20に示すような膝内植組織の大腿骨部材100のためのドリルジグを示す。
【0082】
図28〜37にモジュール膝関節内植組織を示す。該膝関節内植組織は関節または内植組織が第1の構造中に内移植されているモジュール方式であって、関節または内植組織は内移植されたままであり、第2の構造に変更できる。
【0083】
これらの図を考察すると以下のことが注目される。
【0084】
大腿骨部材100は大腿骨部材フレーム101を有しており、該フレームは単片セラミック構造である。フレーム101は側壁102、上部分103Uと下部分103Lおよび/またはネジ36を受けるべく形成された孔103Hを具えた前壁103、孔103THと支持フランジ103Fを具えた頂部103Tを有しており、該フランジは下に挿入可能な中間大腿骨スパイク37を収容しており、該スパイク37は箱状モジュール30の一部であり、該モジュールは側壁32、上部分34Uと下部分34Lと頂部33を具えた前壁34とを有している。該頂部は壁102、103、103U、103L、頂部103Tに近接会合し、および/または孔34Hを有しており、これを通ってネジ36は孔103Hに至り、またはCr−Co合金からなるスパイク37は金属ワッシャー37Wにより固定され、収容ネジ39のためにネジ山を切ったネジ収容孔38を有しており、該ネジは箱状モジュール回転装置350を固定している。
【0085】
フレーム101はまた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106、107Aをステム容器107Rに別個に添加できネジ107Sにより固定できる大腿骨ストック挿入ステム107、一体回転装置150のための壁孔108を有している。一緒に使われる大腿骨損失増加104A、105Aおよび別個に使われる104AS、105ASはセラミックまたはチタンまたはカーボンファイバーなどの材料から形成され、タンタル蒸着によりコーティングされる。
【0086】
多孔または粗面である内向き骨内部成長向上表面109は基端奥方向に向かい、該表面109は当業界周知のタンタル蒸着技術によるコーティングでセラミックフレーム101を有している。凸状形状でありサギタル面内で定常曲率半径である大腿骨関節丘表面110は下部中間関節丘111、下部側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有していると考えられる。
【0087】
前と同様に、前部フランジ106の表面側には滑車状表面117が設けられており、該表面上には天然または人工膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ118またはモジュール回転装置350および/またはモジュールスパイク30/37の挿入のための下部挿入可能モジュールケース301が形成されている。
【0088】
一般に関節表面である関節丘および滑車状表面110〜117は平滑で高度に研摩されている。関節丘裏打ち大腿骨スパイク127も設けられている。回転装置150、350も設けられている。
【0089】
実質的にはセラミックであるが好ましくはCo−Cr合金などの金属である回転装置150はUHMWPEボックス挿入物150Bにより包絡され、回転体孔152、モールス(Morse)テーパー収容カップからなるテーパーピン容器153、パンチピン孔154を具えた回転体151を有している。軸プラグ155Pにより固定された軸155は孔152を貫通してUHMWPEのラジアルブッシュ156を貫通している。該ブッシュは軸孔157、壁孔108にきっちりと嵌合する挿入肩部158、部材スペース肩部159を有している。
【0090】
回転装置150は高研磨テーパーピン160を有しており、該ピンは筒状軸161、人工器官1000の外科内移植中に詮索具により容器153からピン160を引き出す抜出し溝162、引出し制約パンチピン錠止溝163、カップ153中にピン160を固定するモールステーパーからなるテーパー錠止チップ164を有している。
【0091】
ピン160が固定されると、引出し制約および/または回転制約パンチピン165の孔154および溝163内への挿入・嵌合によりセットされる。モジュールテーパーピン160の代りとして好ましくはモールステーパー164に関連してネジ166があってもよい。
【0092】
回転装置350は完全にモジュールであって、モジュールケース301中に下側に挿入可能であり、該ケースは好ましくはその壁102に適応し、該壁は例えば約1.5〜2.0度テーパー2Xのブラウン・シャープ(Browne & Sharpe)テーパを有しているか、または追加の部材30としてスパイク37を具えたボックス状モジュールにより与えられる同様のケースを有しており、Co−Cr合金から形成され、かつ揺動可能な垂下雄タイプ部分を側壁32を具えたケース31中に有している。制約ブラウン・シャープテーパー32Xは約1.6〜2.1度であり、選択的な上壁33は上孔33THと前壁34を有している。
【0093】
側壁52中の孔52はヒンジピン(軸)55を収容する。軸承ブロック(回転体)51は孔52の方向に沿って延在する孔52A、平滑な壁を具えモールステーパーで傾斜しおよび/またはネジ56を具えたテーパーピンカップ53、パンチピン孔54を有している。テーパーピン61はカップ53中に挿入され、パンチピン65および/またはネジ66により固定される。回転装置350は、一体片である部材51、61を有することにより、単片垂下雄タイプ部分を有して形成されている。
【0094】
アメリカ合衆国食料・薬品省(FDA)プロトコルに応じると、セラミック大腿骨膝部材100は後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(1bs.)(約0.68038856メトリックトン)、少なくとも2000ポンド(約0.90718475メトリックトン)、少なくとも約2500ポンド(約1.1339809メトリックトン)の強度を有している。図4テスト矢印105T、実験例1参照。
【0095】
一時的または試行大腿骨部材100Tおよび/または大腿骨部材100のためのドリルジグ100DJはこの発明のセラミックから形成される。糊付け部材100S(「ヒンジ」)およびオーグメント(augment)一時的または試行部材100ATは部材100Tと一緒に使用される。
【0096】
脛骨部材200は脛骨部材フレーム201を有しており、該脛骨部材フレームは脛骨トレイ202、蟻継ぎ線型挿入レイル203、線型停止ランプまたは回転安全ストッパー204、中央ストッパー204C、特に複捕捉ロックメカニズム204Xの部分なら、骨締結ネジ206が挿入されるネジ孔205、ネジ付きの別個のステム207Qを与えることによりネジ付き収容カップ207C中に下方挿入可能なステム207、または上部ネジ付きヘッドを具えた別個のステム207Qを与えることにより部材フレーム201の内移植後でもネジ付き貫通孔207Hに下方に挿入可能な、末端テーパー207Tを有した、多数の(例えば3個の)末端リブ付き溝208および/または多数の(例えば2個)下側フランジ208F、および下方を向いた骨内部成長向上表面209を有している。
【0097】
脛骨関節表面210は関節丘表面110の凸形状に相補する凹面形状であって、上部中間関節表面211と中間ローブ213と側方ローブ214上の上部側方関節表面212を有している。
【0098】
各ローブの下側にはレール203に沿って滑動するための蟻継ぎ溝215、ローブスパニング部分216、ストッパー204,204Cと協働して錠止するためのノッチ217、ノッチ118と同様な内関節丘ノッチ218が有る。ランプ219はストッパー204上に容易に装備できるように形成されている。そのような要素200−219はUHMWPEなどの適宜材料からなる別個の脛骨トレイライナー220上に配置されている。
【0099】
回転装置容器250は筒状カップ251であって、該カップは頂部肩凹部252を有している。例えばUHMWPEからなる回転装置容器ライナー260は容器250とそのカップ251中に挿入されて、それ自身テーパーピン60、160を収容する。
【0100】
ライナー260はテーパーピン収容カップ261、凹部252に嵌合する肩部262、拡大中の吸収して消された体液の退出および内移植された関節1000の屈曲および結果としてのライナーカップ261中にきっちりと嵌合ししかしかも可動であるテーパーピン60、160の上下運動を可能とする多数(例えば2〜4個)の内側軸方向指向溝263、両者間の密な嵌合である容器250へのライナー260の挿入中に液体および/またはガスの逃げを可能とする外部軸方向指向流体逃げ形状(溝または孔)264を有している。肩部ベベル角A9a,A9bはそれぞれ例えば90度および118度である。
【0101】
脛骨ブロック増大は例えば完全増大200Fまたは部分増大200Pである。以下の表はZimmer社から入手できる増大を示すものである。
【0102】
【表1】
【0103】
当業者はRHK完全脛骨ブロック増大200AはRHK脛骨ベース板と一緒でのみ使用できることを評価するであろう。
【0104】
膝内植組織1000は天然負荷転移を有している。であるから注目される関節運動に加えて、膝は約90%以上または95%以上の関節丘を通る負荷を支持している。アメリカ特許第5,766,257号および第6,629,999号参照。
【0105】
図38にジルコニアセラミック、例えばMg−TTZセラミック、十字形保持大腿骨部材内植組織100CR/550を示す。アルミナなどの他のセラミックも好ましくはないが使用できる。図2−8のように、部材の骨インターフェイス側上のワッフルバンプ形状に注目。
【0106】
他のそれらを有する内植組織のように、これは部材の骨インターフェイス側上の粗面に加えて外科セメントにグリップを与える。よりよいセメント結合を与えるのに加えて、部材の骨インターフェイス側上の隆起部が内植組織を強化する助けとなる点に注目のこと。内植組織100CRは側部および中間下部および後部関節丘間に平滑な関節丘110を有しているが、ボックスまたは他の構造は有していない。平滑な皿状トラック関節表面117は関節丘間に存在し、特に側方および中間前部関節丘間に存在する。
【0107】
図39にセラミック、例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、単房室大腿骨膝部材内植組織100UK/550、を示す。図2−8において、ワッフルバンプ形状および隆起部を注目のこと。内植組織100UKはまた平滑な関節丘110を有している。
【0108】
図40にセラミック、例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、皿状大腿骨関節内植組織100PF/500を示す。それは平滑な関節表面110と平滑な皿状トラック関節表面117を有している。下部隆起部に注目のこと。下部表面上にも粗面を設けることができる。切除大腿骨ストック上のセメント中に載せる前部下部位置中の骨インターフェイス下部表面には脚柱が設けられている。
【0109】
図41に脊椎の隣接する対面脊椎骨間に設けられたセラミック、例えばジルコニアセラミック、脊椎骨キャップユニット100VC/550を示す。これは平滑球状部分関節表面110を有している。これらは頸部、胸部または腰部に内移植されるもので、デイスク不全があるときに骨溶解の代わりに例えば胸部中で脊椎骨本体をカバーする9番および10番脊椎骨間に内移植される。これは脊椎柔軟性にディスク不全選択を確保する。
【0110】
一実施例では、脊椎骨カップユニット部材は切除骨上のキャップの骨インターフェイス表面中のカップ装置を貫通して設けられる。他の実施例では、部材は脚柱の助けを借りて切除骨中に設けられる。外科セメントを使用できる。勿論適宜な金属などの他の材料を使ってこれらの脊椎骨キャップユニットを形成することもできる。
【0111】
図42にセラミック、例えばジルコニアセラミックやMg−TTZセラミック足首関節ユニットを示す。該ユニットは距骨キャップ内植組織100AJおよび脛骨トレイ内植組織200AJ(UHMWPEトレイライナー、図示せず)を有している。距骨キャップ100AJは関節表面110を有しており、該表面は半関節形成中の天然組織または全関節交換関節形成中のトレイライナーと関節連結しており、かつ一時的下顎骨関節100TMJ(図9D)、脊椎キャップユニット100VC(図41A)などとともに切除骨の切り株上に載置されるカップである。
【0112】
脛骨トレイ内植組織200AJは適宜な金属またはセラミックでさえもあり、骨髄間スパイクと関節表面を具えたライナーを収容保持するカップとを有している。
【0113】
この発明においてはその他種々の実施例がある。例えば、手および足指関節内植組織もセラミックで与えられ、指、親指、爪先特に足親指などがある。そのような内植組織は、例えば足親指の場合には、金属トレイおよび当業者公知である適宜な全金属構造の代りに関節表面を具えた取付け可能セラミックトレイを具えた骨髄間スパイクなどを有している。以下に実験例を示す。
【0114】
実験例1。バインダーと一緒の約3%酸化マグネシウムジルコニア単斜晶1〜2μmミクロ粉体上へのCIP実行によりMg−TTZ後部安定化大腿骨膝関節内植組織部材の完成体が始められ、ビスクにより直角3−1/2−インチx4−インチx4−インチブロックを得た。該ブロックのCNC機械加工により未加工機械加工体121.95%を得た。該セラミック体は標準サイズ関節丘を具えた後部安定化大腿骨膝部材の前駆体としての意図されたより完成したセラミックのサイズであった。
【0115】
該前駆体は燃焼Mg−TTZキルン詰物上のその関節丘とともにオーブン中に配置され、該オーブンは室温から1725〜1775℃の燃焼温度まで約1〜2℃/分の速度で昇温された。
【0116】
燃焼は2〜3時間行われた。爾後、温度は約1340℃の焼鈍温度まで約5℃/分の速度で低減された。焼鈍は約2時間行われた。焼鈍セラミックは約5℃/分の速度で室温まで冷却されて、強度のより完成した後部安定化内植組織を得た。図2〜8参照。
【0117】
該より完成したセラミック膝大腿骨部材はダイアモンド砂研摩でその反対側を粗面化する。その関節表面はダイアモンド塵で研摩する。セラミック膝内植組織は表面活性剤を有した液体浴中に浸漬し音波攪拌により清浄化される。安定化は放射および/または酸化エチレンにより行う。
【0118】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化膝大腿骨部材100(図2〜8)は、デモンストレーションモデルとして示される。デモンストレーションでは部材100が壁に向けて衝撃を与えるべく部屋を超えたかたい床の上に投げられた。観衆は他のセラミック膝内植組織の粉砕が床に落下しないだけでなくデモンストレーション部材100が無傷であったのを見て狼狽した。
【0119】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化部材100(図2〜8)は、個別にジグ中に配置してFDAが対応する金属部材のテストを要求する方向に対応するテスト矢印105T(図4)に沿って後部フランジ105に応力を印加することにより、テストされた。
【0120】
壁/頂部102/103について約1.7mmの厚さの第1のセラミック部材は、約1000ポンド(約0.4535924メトリックトン相当)の力が印加されたときに、破壊しなかった。そこで部材は650〜550ポンド(約0.2948531〜0.2494758メトリックトン)および650〜750ポンド(約0.2948531〜0.3401943メトリックトン)で15−Hz疲労応力に200,000回掛けられたが、破壊はなかった。
【0121】
部材は約2250ポンド(約1.0205829メトリックトン)の負荷で破壊され、そのボックス(壁102と頂部103)が折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。壁102について約1.7mmの厚さの第2の部材は約2300ポンド(約1.0432625メトリックトン)負荷で破壊されその壁102および頂部103ボックスが折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。これはCo−Crについての最小FDA値の約3倍である。
【0122】
約2〜3mm厚さの壁/頂部102/103が望ましい。
【0123】
3mm壁/頂部102/103厚さのMg−TTZ膝(図2〜8)についての確定要素分析が矢印105T(図4)に沿っての応力について行われた。88,000,000回の後推定強度は2800ポンド(ほぼ1.270059メトリックトン)であった。
【0124】
実験例2。V−TZP後部安定化大腿骨膝関節部材のための機械加工未加工体のためのブロックをバインダーなしで単斜晶ナノ粉体上に圧力を掛けて形成した。該ブロックをCNC機械化して機械加工未加工セラミック体を得て、燃焼、焼き入れし、1200℃、20,000psi(ほぼ1406.138kg/cm2)HIP処理して、理論的に密な後部安定化部材を得た。
【0125】
実験例3。上記の方法によりさらなるセラミック物品が形成される。
【0126】
エピローグ。この発明は以上の記載した事項に加えて種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0127】
この発明は義肢などの医療用人工器官製造分野において広く応用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0128】
【図1】ジルコニアセラミックの一般相を示すグラフである。
【図2】この発明による製造の構成を示す。
【図3】後部安定化大腿骨膝内植組織部材として具現されたこの発明の完成セラミック体の平面図である。
【図4】図3の部材の中央から側部にかけての側面図である。
【図5】図3の部材の前面図である。
【図6】図3の部材の後面図である。
【図7】線7S−7Sに沿って取った図3の部材の断面図である。
【図8】図3の部材の上方斜視図である。
【図9】この発明の他の完成セラミック体を示すものであり、Aは金属モジュール内大腿骨脚柱および金属固定ワッシャー、金属ネジファスナー、後部安定ストッパーのための金属またはセラミックぺグを具えたモジュールセラミック膝内植組織であり、Bは単片単房室膝関節スペーサーであって(i)は平面図であり(ii)は側面図であり、Cは二片単房室膝関節整列装置であって、(i)は断面側面図であり(ii)は前の図に対して垂直に取った断面図であり(iii)は滑動係合モードにある平面図であり、Dは一時的下顎関節内植組織である。
【図10】工業的な装置、部材または機器として具現された他の完成セラミック体であり、Aは工業的ベアリングの斜視図であり、Bは流量制御装置の平面図であり、Cはギア群の拡大図であり、Dはプーリ−群の拡大図である。
【図11】他のセラミック体、つまり回転装置を含んだ人工義肢膝関節内植組織のための完成ベース部材製造の構成を示す。
【図12】回転装置を具えた図11に示すベース大腿骨部材体などの大腿骨と脛骨部材との間に少なくとも1個のセラミック部材体を有した人工義肢膝関節の前部である。
【図13】図12の関節の展開図である。
【図14】図12、13の関節のための大腿骨部材の左側面図である。
【図15】図14の大腿骨部材の後面図である。
【図16】図13〜15の大腿骨部材の回転装置体の左側面図である。
【図17】図13の関節の回転装置大腿骨−脛骨テーパーピンの側面図である。
【図18】回転装置を具えかつセラミック体を有した他の人工義肢膝関節の大腿骨部材の展開斜視図である。
【図19】図18の大腿骨部材を有した義肢膝関節の展開側面図である。
【図20】大腿骨部材中に位置する骨損失を受容する数個の増加を組合せを有した図19の関節の前斜視図である。
【図21】一部が図20中にも見られる種々の大腿骨増加の斜視図である。
【図22】図19の関節中に見出される脛骨ベース板の側面図である。
【図23】図22の脛骨ベース板の平面斜視図である。
【図24】図22の脛骨ベース板と一緒に使用できる部分脛骨増加の斜視図である。
【図25】図18に示すような大腿骨部材への患者の適合に使用されるモジール回転装置を有したセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。
【図26】図18のような大腿骨部材への患者の適合に使用される嵌込み増加を有したセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。
【図27】図18のような大腿骨部材の内移植のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの側面図であって、Aは切除大腿中への基部方向に、Bは切除大腿中への後部方向へ。
【図28】この発明のモジュールセラミック人体膝関節の断面図である。
【図29】図28の関節の後断面図である。
【図30】図28、29と同様なこの発明のモジュールセラミック膝関節の展開後斜視図である。
【図31】モジュール方式を有したセラミック大腿骨膝部材の展開断面図であって、Aはモジュール内モジュール、Bはトップ−挿入ステム、Cはステムを有した一片回転装置である。
【図32】図31の部材の後断面図である。
【図33】図28、29のモジュール関節の揺動可能雄タイブ部材を具えた挿入可能な回転装置の断面図である。
【図34】図33の挿入可能回転装置の後断面図である。
【図35】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開側面図である。
【図36】図35のトレイの展開後面図である。
【図37】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開後面図である。
【図38】左人体膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織を示すものであって、Aは左前斜視平面図であり、Bは底面図である。
【図39】セラミック単房室大腿骨部材関節丘内植組織の後斜視図である。
【図40】左人体膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織を示すものであって、Aは平面後斜視図であり、Bは前斜視図である。
【図41】埋設されたディスクの交換のための脊椎体の近くで面した内移植のための脊髄間脊椎ユニットを示すものであって、Aはキャップまたはカップ搭載スタイルであり、Bはぺグまたは脚柱搭載スタイルである。
【図42】足首内植組織ユニットを示すものであって、Aは距骨キャップ平面(i)、底面(ii)、 側面(iii)、前面(iv)であり、Bは脛骨トレイ、側面(i)、前面(ii)である。
【符号の説明】
【0129】
10:単斜晶粉体
19:中空型
100:大腿骨部材
101:フレーム
200:脛骨部材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明はセラミック体の製造およびセラミック体そのものに関するものである。
【0002】
優先権請求の範囲の相互参照。この発明はアメリカ特許出願第60/452,704号(2003年3月7日出願)、および第60/463,922号(2003年4月18日出願)の優先権を主張するものである。アメリカに関しては、PCTおよび/またはアメリカ法第35条119(e)項、363および365を主張するものである。上記出願の完全な明細書はここで引用するものである。
【特許文献1】アメリカ特許出願第60/452,704号
【特許文献2】アメリカ特許出願第60/463,922号
【0003】
特定の分野においては、セラミック体は身体内植組織、特に負荷耐久関節内植組織を囲包するものである。主たるまたは修正形態において例えば内植組織は大腿骨膝部材であり、膝内植組織のためのセラミック後部安定化大腿骨部材であり、他の例としては、自然負荷転移を有した対応する脛骨部材に関する大腿骨部材を抑制する回転装置を有したセラミックを含む人工膝内植組織部材である。追加的なセラミック製造も提供できる。
【背景技術】
【0004】
より強くより普遍的なセラミック物品の探求は現在も進行している非常に重要な関心事である。しかし微妙で複雑な形状に適合する充分に強く完成されたセラミック体を提供するには難しい点も有る。この点に鑑みて、高度に望ましい多くのセラミック物品は利用できないままである。
【0005】
例えば、アルミナ大腿骨膝部材は日本から知られているが、最も基本的な大腿骨内植組織デザインに向けられたものであり、燃焼ブロックを機械加工して製造されるが故に、問題は非常に費用が掛かることである。
【0006】
進歩したセラミック大腿骨膝部材を提供しようとした試みは明らかに失敗した。大きな強度を必要とするより複雑なセラミック内植組織は当業界には不足している。そのような内植組織の一例としては、膝内植組織のための後部安定化大腿骨部材がある。実際当業者はそのようなものを製造できることについて懐疑的である。アメリカ特許第5,549,684号を参照されたい。
【特許文献3】アメリカ特許第5,549,684号
【0007】
そのような困難性は克服するのが望ましい。さらにそうするための効率がよくコストに合った方法を提供するのが望ましい。
【0008】
注目すべき内植組織提供として、アメリカ特許第5,766,257号は自然の負荷転移を有した人工的な関節を開示している。一実施例においては関節は膝である。セラミック物質が採用できることを開示してはいるが、関節は金属構造であるのが望ましい。
【特許文献4】アメリカ特許第5,766,257号
【0009】
例えばその大腿骨部材フレームは鋳物または鍛造コバルト・クロム合金であり、その脛骨部材フレームはチタン合金と超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)のCo−Cr合金回転装置とベアリングである。2002年のZimmer社、NexGen(登録アメリカ特許およびTm.Off.)システム回転ヒンジ膝デザイン理論を参照されたい。
【0010】
他のモジュール化をそのような膝内植組織に提供できる。アメリカ特許第6,629,999号を参照されたい。
【特許文献5】アメリカ特許第6,629,999号
【0011】
後部安定化大腿骨部材および他の上記した特許の膝内植組織を含む身体の内植組織中へのセラミックの採用は利点があるだろう。例えば、Co−Cr合金中に見られる微量のニッケルにアレルギーを呈する患者もいる。しかもセラミックは硬い関節面を与えるものである。
【0012】
しかし特に上記したような複雑な膝内植組織部材については、セラミック採用の基本思想のより実務的な応用が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
発明の一般的な要旨。この発明はセラミック体を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この発明の方法にあってはセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を製造する。機械加工未加工セラミック体は燃焼および/または更なる処理に掛けられてより完成されたセラミック体を提供する。
【0015】
またこの発明は機械加工未加工セラミックでありより完成されたセラミック体であって、上記した方法および/またはある種の特定なセラミックにより製造されるものである。ひとつの可能性として、セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材である。
【0016】
他の実施例の部材フレームを有した膝人工器官を含んだ人工回転装置のための部材体を形成する方法にあっては、回転装置が揺動可能な雄タイプ部材を有しており、膝人工器官が回転装置に加えて関節丘膝表面を備えた大腿骨部材を有しており、かつメニスカル(meniscal)関節表面を具えた脛骨部材を有している。
【0017】
該表面は大腿骨部材の関節丘関節表面と会合する。さらに回転装置容器も具えてあり、該容器は雌タイプ部材を有していて、大腿骨部材は回転装置の雄雌協働により脛骨部材と会合可能である。膝人工器官は解剖学的屈曲と伸張とに加えて回転中における関節丘とメニスカル関節表面相互の解剖学的滑り接触により一般に自然負荷転移能力を有している。
【0018】
該方法においては、セラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して膝人工器官のための機械加工未加工セラミック部材体を得る。上記したように、機械加工未加工部材体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けられて、膝人工器官のためのより完成セラミック部材体を得る。
【0019】
この発明はさらに機械加工未加工部材体に関するものであり、上記の方法により得られるおよび/またはある種の特殊なセラミックから形成されるより完成セラミック部材体に関するものである。
【発明の効果】
【0020】
この発明はセラミック体を提供するのに有用である。この発明により、セラミック製造技術が独特で高効率の方法により発展される。特に精密で複雑な形状に適合する強くて完成したセラミック体が得られる。例えば、従来当業界で知られていなかった大きな強度を具えたセラミック後部安定化大腿骨膝部材が得られるのである。
【0021】
複雑および簡単な他のセラミック身体内植組織または内植組織部材が得られる。これには他のタイプの大腿骨膝内植組織部材、単一・多片単房室関節整列装置、足首関節含関節丘部材、大腿骨ヘッドボール、上腕肩半球などが含まれる。
【0022】
これにより上記したような膝などの複雑な内植組織にセラミックを採用する基本思想のより実務的な応用が提供されるのである。特に膝を含む回転装置中の強くて完成した精密で複雑な形状に適合する部材が利用可能となる。大腿骨および/または脛骨部材のためのジルコニアセラミックからなる膝人工器官を含む人工回転装置のための部材体が有利に提供されるのである。ギアや流量制御部材などの他のタイプのセラミック体も利用可能になる。ジルコニアセラミック体も有利に提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下添付の図面によりさらに詳しくこの発明を説明する。
【0024】
この発明の実施においては一般に、セラミックの初期の未加工体を用意して、該未加工体を機械加工することによりセラミック体を形成する。該機械加工セラミック体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得る。
【0025】
ある実施例では、1以上の部分から膝関節内植組織の1以上の部材はセラミックから形成されている。好ましくは少なくとも関節丘関節表面を具えた少なくとも基本の大腿骨部材はセラミックから形成されている。一般にセラミック関節丘関節表面は超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)からなる対応する脛骨トレイライナー(tray liner)と関節連結している。大腿骨および脛骨部材の他の部分はセラミックから形成されているかセラミックを含んでいる。
【0026】
他の実施例では、種々の物品が製造され、それらはセラミックを含んでいる。
【0027】
セラミックは適宜なタイプでよい。「A」〜「Z」からのセラミックと言われるものは、アルミナからジルコニアおよびこれらの混合物である。代表的なセラミックはAl、Si、Sc、Y、La、ランタニド系列要素、Ac、アクチニド系列要素、Ti、Zr、Hf、V、Nbおよび/またはTaなどのホウ酸化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ酸塩などである。
【0028】
セラミックは強化できる。例えばアルミナは公知のように強化アルミナである。セラミックはジルコニアセラミックであるのが望ましい。セラミックは安定化でき、いかなる安定化剤でもいかなる適量で存在できる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に部分的に安定化ジルコニア(PSZ)であり、これは安定化ジルコニアセラミックである。例えば約3〜3.5重量%酸化マグネシウムであるかまたは4〜5重量%の酸化イットリウムである。またジルコニアセラミックはスパンまたは四辺形および/または立体相から選ばれる相で存在する。PSZセラミックからは、酸化マグネシウム安定化変換強化ジルコニア(Mg−TTZ)であって、これはほぼ3〜3.5重量%の酸化マグネシウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。または酸化イットリウム四辺形ジルコニア多結晶(Y−TZP)であり、ほぼ3モル%の酸化イットリウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。図1を参照。
【0029】
完成セラミックは他の物質を含有することもできる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に少量の(例えば約2重量%の)ハフニア(hafnia)セラミック物質を含んでおり、これはHfが自然界でZrと一緒に発見されかつZrから除くことが難しいという事情による。しかしこれはしばしば有害ではない。
【0030】
好ましくはセラミックはMg−TTZであり、含むのはそのよき硬さと単斜晶系相への熱および/または水誘発反転への優れた耐久性の理由の故である。例えばアルミナY−TZPおよびMg−TTZは次のように形成できる。燃焼後の強度:Y−TZP>Mg−TTZ>アルミナ。オートクレーブ後の強度:MgーTTZ>アルミナ>Y−TZP。
【0031】
これらのセラミックに任意の強度数を付与すると次のようになる。燃焼後:Y−TZP(150);Mg−TTZ(125);アルミナ(100):オートクレーブ後:Mg−TTZ(125);アルミナ(95);Y−TZP(50)。
【0032】
Mg−TTZは熱湯のガラス器内(in vitro)活動によっては単斜晶系相には反転せず、水によっては劣化したり攻撃はされないのである。生体内使用でアルミナおよびY−TZP内移植大腿骨ヒップボールについては損耗に関して下記が観察されている。1〜4年での回収ではY−TZPはアルミナより良い。5〜8年回収ではY−TZPとアルミナはほぼ同じ。9〜10年回収ではアルミナがY−TZPより良い。
【0033】
したがって生体内では、例えば大腿骨ヒップボールとして内移植されてきたことが知られているMg−TTZはアルミナよりより良い短および/または長期間にわたる長持ちを呈し、かつY−TZPより長期間にわたる長持ちを呈することが観察される。
【0034】
セラミック体はまずミクロ粉体および/またはナノ粉体から形成するのが望ましい。例えばジルコニアセラミックは約0.5ミクロン(μm)〜10μm断面を有した単斜晶系ジルコニア粉体から形成され、またミクロ粉体としては約1ナノメーター(nm)〜500nm断面であり、ナノ粉体としてはミクロ粉体またはナノ粉体が約2〜5重量%の酸化マグネシウムを安定剤として含んでいる。ジルコニア粉体はミクロ粉体としては約1〜2μm断面を、ナノ粉体としては約15nm〜450nm断面を有するのが望ましく、かつ約3.1〜3.4重量%の酸化マグネシウムを含むのが望ましい。
【0035】
セラミックの初期未加工体は適宜な処理方法により準備される。初期未加工体の形成には加圧成形が望ましく、実質的には冷間等方圧加工技術(CIP)による。粉化されたセラミック材料は高圧プレスの空所内に供給され、初期の未加工体中に圧力下で形成される。必要または望ましければバインダーも使用される。ミクロ粉体またはより大きいサイズの場合には、一般にはバインダーはセラミック粉と一緒に使用される。ナノ粉体の初期未加工体のためにバインダーが必要でないこともある。
【0036】
セラミックの初期未加工体は適宜な密度を持つようにされる。一般に該密度はセラミックの理論的密度の少なくとも約20%である。該密度は理論的密度の少なくとも約30%が望ましく、より望ましくは少なくとも約50%である。小さい粉体を使用すればより高い理論的密度が得られ他ではだめであると考える向きもあるだろうが、材料による(しかしナノ粉体はより大きな粉体よりはよく焼結できる)。高理論的密度は高圧などにより得られる。
【0037】
初期未加工体はいかなる適宜な形状でも形成され得る。便利な形状としては筒状、四面体、三角錐プリズム、矩形または立体ブロック、正五角形プリズムなどがある。セラミックの初期未加工体は矩形または立方体ブロックであるのが望ましい。
【0038】
機械加工のためにある種の初期未加工体は生のままでプレスされるが、他のものはビスク(bisque:締焼状態の磁器)を得るには加熱を必要とし、これが初期未加工体の形態であると考えられる。ジルコニアナノ粉体などのセラミック粉体は生で加圧状態で機械加工される。Mg−TTZへの変換のためのミクロ粉体などのセラミック粉体はビスクにされる。
【0039】
ビスクを形成するのに必要とされる加熱は穏やかなものと考えられる。例えば、ジルコニアミクロ粉体は約100〜1000または1100℃またはそれ以上の温度で約1〜10時間でビスクにされる。
【0040】
この発明の実施に際しては、初期未加工体が機械加工される。該未加工は手動、レース、ドリル、切断など適宜な方法で行われるが、多軸精密切断またはツーリング機械、例えばコンピューター数値制御(CNC)マシンで行なうのが望ましい。
【0041】
一般に機械加工中の温度は周辺温度でよい。機械加工未加工セラミック体はいかなる形状でもよいが、完成セラミック体の形状に類似した前駆形状であるのが望ましい。この点この発明は、もし最少の変形で完成セラミックがそれから形成されるのなら、機械加工セラミック体が複雑な形状を帯びることが可能である、という顕著な利点を有している。
【0042】
特に修正大腿骨膝内植組織部材を含む膝のための大腿骨部材のような非対称で複雑な形状が容易に得られるのである。外科内植組織の分野における他の複雑な形状としては、膝関節内植組織脛骨部材、1個以上の片の単房室膝関節整列装置、足首関節内植組織部材、脊椎部材、一時的下顎関節内植組織などがある。
【0043】
勿論機械加工未加工体としては他のものも製造可能であり、そのような外科的内植組織としてはヒップ大腿骨ヘッド、肩上腕骨半球体などがある。また前駆体中に形成されるいかなるトラニオン受容孔も含むことが可能であり、機械加工未加工体は非中断ボールまたは平坦切頭ボール(非中断半球体)、つまりC−インフィニテイ(infinity)ポイントグループよりは対称性が少ない。ヒップ大腿骨およびトラニオン受容テーパー切頭フラストコニカル(frustoconical)孔を具えた肩上腕骨ヘッド、またはC−インフィニテイより非対称性の形状が含まれる。
【0044】
その他の例としては、大腿骨部材および/またはその回転装置および/または挿入可能なスパイク、脛骨部材トレイおよび/または挿入可能なスパイクなどが容易に得られる。
【0045】
完成セラミック体の前駆体としての機械加工未加工セラミック体は完成セラミック体よりも適宜大きくてもよい。一般的には機械加工未加工セラミック体の密度および完成セラミック体の密度に応じて、機械加工未加工セラミック体は1.5〜80%、多くの場合約10〜30%ほど対応する完成セラミック体より大きくてもよい。
【0046】
特にジルコニアセラミックとMg−TTZについては、ミクロ粉体から形成された機械加工未加工体に対するより完成セラミックのサイズ減少は完成セラミック体のサイズより約15〜25%(約16〜23%を含む)少ない。換言すると、機械加工未加工体の調整サイズに基づいた18%サイズ減少完成セラミックは完成セラミック体の調整サイズに対して約122%サイズ増加機械加工未加工体に等しいと考えられる。つまり関係(I)が得られるのである。
【0047】
【数1】
【0048】
例えば、機械加工未加工体から20%サイズ減少された完成セラミック体は完成セラミック体より1.25倍大きな(125%)機械加工未加工体から形成される。
【0049】
より完成されたセラミック体が得られるのが望ましい。これを達成するには、少なくとも1回の加熱ステップを必要とする。機械加工未加工体の燃焼によってより完成したセラミック体が得られる。この燃焼は適宜な温度、例えば約1000〜3000℃の範囲、で適宜な時間行われる。 セラミック体内の燃焼温度に至る温度傾斜が望ましく、約1.5〜20℃/分である。
【0050】
燃焼片の焼鈍は燃焼の直後に適宜な温度、例えば約700〜1800℃の範囲、で適宜な時間行なう。
【0051】
さらなるセラミック処理としては熱間等方圧加工法(HIP)があり、ある種のセラミックには望ましく適切である。そのような処理の実施については当業者公知である。勿論いかなるセラミックについても細部は異なる。
【0052】
例えば、Mg−TTZより完成したセラミック体は大きな機械加工未加工体をオーブン中において約1600〜1900℃の範囲(好ましくは1700〜1800℃)で約1〜4時間(約2〜3時間)燃焼することにより形成される。傾斜温度は燃焼温度に至り、室温から燃焼温度に適宜な速度(約1〜2℃/分)で増加する。
【0053】
そのような燃焼の後、加熱状態を保ったままで燃焼温度から徐々に冷却することにより焼鈍を行なうのが望ましい。つまり200〜500℃から例えば燃焼温度より350℃下までセラミック体の温度を徐々に低減する。ついで1〜3時間(例えば2時間)セラミック体を焼鈍温度に保つ。焼鈍温度からの約室温までの冷却は適宜な速度で行われ、例えばランピング速度と等しくてよいが逆になる。
【0054】
これによりより完成したMg−TTZセラミック体が得られ、該セラミック体は一般に理論的またはそれに近い密度を有している。かくして燃焼・焼鈍されたMg−TTZセラミック体が必要とされ、それ以上のHIPなどの加熱処理は不要となる。
【0055】
Y−TZPより完成したセラミック体は、ミクロ粉体から形成された部材についてはより大なる機械加工未加工体をオーブン中で約1300〜1500℃で、またはナノ粉体から形成された部材については約1100〜1300℃で、燃焼することにより得ることができる。
【0056】
ランピング、焼鈍および冷却工程は一般にMg−TTZセラミックについてのものと同様である。しかし熱処理温度までの冷却は約7〜10℃/分にすると有利である。最後にアルゴンまたは窒素、例えばアルゴン下でのHIP処理は約1000〜3000ポンド/(インチ)3(psi)圧力で(約70.36958〜211.10874kg/cm2)1000〜2000℃の温度で、約4〜24時間、最終冷却は室温、のサイクル時間である。完成セラミック体は無機および有機物質がなくて、理論的密度またはそれに近づく。
【0057】
適宜なキルン(kiln)詰め物を使うこともあり、部材の重要でない部分に配置される。例えば大腿骨膝関節内植組織部材は、右側を上にして配置されてその関節連結される関節丘表面に燃焼中接触するよりは、骨内植組織インターフェイスを形成する人工器官の部分に接触するキルン詰め物のキルン中に上下逆さに配置される。
【0058】
完成セラミック部分と部材は密な材料である。一般に、完成セラミックは理論的密度の少なくとも約90%であるか、または少なくとも約95、96、97、98、99%である。完成セラミックの密度は理論的密度またはそれに近いことが望ましい。
【0059】
より完成したセラミック膝体は必要に応じてさらに処理されることがあるが、一般にさして重要なものではなく、特にそうでなければ燃焼セラミックブロックを機械加工することから最終的な形状を得るのに必要なものに比べてたいしたものではない。研摩および/または若干の研削がより完成したセラミック体に施される一般的な機械的仕上げである。
【0060】
タンタル蒸着または水酸化リン灰石コーティングが骨インターフェイス表面に行われて骨の内部成長を生じさせる。人間または動物主体への内植組織を意図された種々の完成セラミック体が周知の方法で清浄化されかつ消毒される。
【0061】
以上の作業を図2、20によりまとめる。
【0062】
ステップ1:単斜晶系粉体10をゴムボール中空型18に添加する。ステップ2:充填された型18をCIPプレス19内に配置する。ステップ3:プレス19を励動して例えば未加工ブロック520のような初期未加工体を得る。ステップ4:未加工ブロック520を必要ならビスクに掛けて、ビスク化未加工ブロック521を得る。ステップ5:未加工ブロック521(またはもしビスクが行われないならば520)を例えばCNC機により機械加工して、機械加工未加工セラミック体530を得る。
【0063】
ステップ6:機械加工未加工セラミック体530を適宜なキルン39中のキルン詰め物38上に配置する。ステップ7:キルン39を加熱して前駆セラミック体530を燃焼してより完成したセラミック体540を得る。
【0064】
ステップ8:より完成したセラミック体540を、例えば人工器官としての内移植のためならば、例えば関節または支持表面を研磨によるかおよび/または超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)ブッシュ、ライナーまたは所望のものなどの挿入物の挿入のための準備によるかおよび/または無菌化によるかによりさらに人工器官として内移植するなどで処理して、最終的に完成したセラミック体550を得る。
【0065】
完成セラミックは強く強靭な材料である。完成セラミック体は円滑で関節連結しているセラミック表面を有した外科内植組織を包絡しているのが望ましい。
【0066】
完成セラミックは光伝導性である。この発明のある種のセラミック膝内植組織部材は、青い光を内植組織を通して骨ストックおよび内植組織リバースと接触するセメントへの照明の使用により、外科セメントのより迅速なセットを与えることができる。かくして治療・手術時間が低減でき、インターフェイスを内移植するより安定な骨が得られる。
【0067】
完成セラミック膝内植組織部材は金属からなる対応部分および部材と同じサイズにできる。必要なら若干大きいものとしてもよい。
【0068】
以上および特に図2〜8に鑑みて、機械加工未加工セラミック体530およびより完成したセラミック体540および最終完成セラミック体550は後部安定化膝に大腿骨部材100として実施できる。最終完成物品として後部安定化膝のための単片のセラミックである大腿骨部材100はフレーム101を有しており、該フレームは側壁102、上部103T、凹部104Rを具えた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106を有している。
【0069】
内側を向いた骨内部成長向上および/またはセメント粘着表面109(多孔粗面などのような)は基端側で奥方向を向いており、バンプ109Bを有している。ポリメチル・メタクリレートまたは他の外科セメントを有利に使用することもできる。隆起部109Rがフレーム101とフランジ104,105、106を画定・強化している。サギタル(saggital)面内で定常な曲率半径を有する一般に凸状の大腿骨関節丘表面110は下側中間関節丘111、下側側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有しているものと考えられる。
【0070】
前部フランジ106の表面側に滑車状表面117が得られ、その上に天然または人工皿状すなわち膝キャップが一般に載る。一般に、関節丘および滑車状表面110〜117は平滑であり、例えばダイアモンド砂または塵により高度に研摩されている。関節丘内ノッチ118が形成される。追加の安定化が後部ストッパー135により得られる。該ストッパーは当業界周知のように脛骨トレイライナー(図示せず)から起立している対応する部材に接触している。
【0071】
図9〜15に関して、図9は最終完成セラミック体550を示しており、該セラミック体は膝内植組織のためのモジュール大腿骨部材100Mとして実現されており、側壁102を具えた単片セラミックフレーム101、孔103THを具えた頂部103T、末端関節丘フランジ(図示せず)、後部フランジ105および前部フランジ106を有している。
【0072】
一般に凸形状の大腿骨関節丘表面110はサギタル面内で定常な曲率半径であり、特に後部に下部中間関節丘111、下部側方関節丘(図示せず)、後部中間関節丘113、後部側方関節丘(図示せず)を有しており、かつ前部中間関節丘115および前部側方関節丘(図示せず)を有していると考えられる。
【0073】
前部フランジ106の表面側には滑車状表面が設けられ、その上には天然または人工膝キャップが載っている。関節丘内ノッチ118が設けられている。
【0074】
追加のモジュール安定化が金属またはセラミック(または他の適宜な材料)大腿骨ストック挿入ステム37により与えられる。該ステムはネジ39および/またはワッシャー37Wにより固定されている。これに代えてまたは加えて、金属またはセラミック(または他の適宜な材料)後部安定化ストッパーロッド135がフレーム101中の後部安定化ストッパーロッド収容孔135H中に挿入される。これによりロッド135はノッチ118を横断する。図3〜8参照。
【0075】
図10、11に最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は単片単房室膝スペーサー装置100Uとして実施されている。該装置はセラミックフレーム体101、関節表面110、前部尖頭140A、後部尖頭140Pを有している。アメリカ特許第6,206,927号参照。
【特許文献6】アメリカ特許第6,206,927号参照。
【0076】
図12〜14に最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は二片単房室関節整列装置100UUとして実施されており、該装置は下側セラミックフレーム体101L、上側セラミックフレーム体101U、下側関節表面110L、中間滑動表面110S、上側関節表面110U、第1の下側ローブ141L、内植組織されたときには前部に配置される第1の上側ローブ141U、第2の下側ローブ142L、内植組織されたときに前部に配置される第2の上側ローブ142U、係合脚柱143P、係合脚柱収容溝143Tを有している。アメリカ特許出願第10/717,104号参照。
【特許文献7】アメリカ特許出願第10/717,104号参照。
【0077】
図15に関節表面110TMを具えたセラミック一時的下顎骨関節内植組織100TM/550を示す。内植組織100TMは切除した顎の上に取り付けるカップ状である。
【0078】
図16〜19に工業部材として実施された最終完成セラミック体540/550を示す。例として図16にセラミックジャーナルベアリング100Jを、図17に制御ケース100FHと配管100FPと弁100FVと制御ケースとを具えたセラミック流量制御装置100Fを、図18にギア群100Gを、図19にプーリー100Pを示す。
【0079】
図20〜49にギングリモス(ginglymous)関節内植組織のための最終完成セラミック体550のさらなる実施例を示す。
【0080】
図20〜33に天然負荷転移を具えた回転膝関節1000のための部分または部材を示す。これは大腿骨部材100と脛骨部材200とを有している。
【0081】
図34〜37に一時的大腿骨部材および/または図21〜29のような膝内植組織の大腿骨部材100のためのドリルジグを示す。
【0082】
図38〜49にモジュール膝関節内植組織を示す。該内植組織は関節または内植組織が第1の構造中に内植組織されているタイプのモジュールを有しており、関節または内植組織は内移植されたままである。それは第2の構造に変換できる。
【0083】
これらに鑑みて、以下が注目される。
【0084】
大腿骨部材100は大腿骨部材フレーム101を有しており、該フレームは単片セラミック構造である。フレーム101は側壁102、上部分103Uと下部分103Lおよび/またはネジ36を受けるべく形成された孔103Hを具えた前壁103、孔103THと支持フランジ103Fを具えた頂部103Tを有しており、該フランジは下に挿入可能な中間大腿骨スパイク37を収容しており、該スパイク37は箱状モジュール30の一部であり、該モジュールは側壁32、上部分34Uと下部分34Lと頂部33を具えた前壁34とを有している。該頂部は壁102、103、103U、103L、頂部103Tに近接会合し、および/または孔34Hを有しており、これを通ってネジ36は孔103Hに至り、またはCr−Co合金からなるスパイク37は金属ワッシャー37Wにより固定され、収容ネジ39のためにネジ山を切ったネジ収容孔38を有しており、該ネジは箱状モジュール回転装置350を固定している。
【0085】
フレーム101はまた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106、107Aをステム容器107Rに別個に添加できネジ107Sにより固定できる大腿骨ストック挿入ステム107、一体回転装置150のための壁孔108を有している。一緒に使われる大腿骨損失増加104A、105Aおよび別個に使われる104AS、105ASはセラミックまたはチタンまたはカーボンファイバーなどの材料から形成され、タンタル蒸着によりコーティングされる。
【0086】
多孔または粗面である内向き骨内部成長向上表面109は基端奥方向に向かい、該表面109は当業界周知のタンタル蒸着技術によるコーティングでセラミックフレーム101を有している。凸状形状でありサギタル面内で定常曲率半径である大腿骨関節丘表面110は下部中間関節丘111、下部側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有していると考えられる。
【0087】
前と同様に、前部フランジ106の表面側には滑車状表面117が設けられており、該表面上には天然または人工膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ118またはモジュール回転装置350および/またはモジュールスパイク30/37の挿入のための下部挿入可能モジュールケース301が形成されている。
【0088】
一般に関節表面である関節丘および滑車状表面110〜117は平滑で高度に研摩されている。関節丘裏打ち大腿骨スパイク127も設けられている。回転装置150、350も設けられている。
【0089】
実質的にはセラミックであるが好ましくはCo−Cr合金などの金属である回転装置150はUHMWPEボックス挿入物150Bにより包絡され、回転体孔152、モールス(Morse)テーパー収容カップからなるテーパーピン容器153、パンチピン孔154を具えた回転体151を有している。軸プラグ155Pにより固定された軸155は孔152を貫通してUHMWPEのラジアルブッシュ156を貫通している。該ブッシュは軸孔157、壁孔108にきっちりと嵌合する挿入肩部158、部材スペース肩部159を有している。
【0090】
回転装置150は高研磨テーパーピン160を有しており、該ピンは筒状軸161、人工器官1000の外科内移植中に詮索具により容器153からピン160を引き出す抜出し溝162、引出し制約パンチピン錠止溝163、カップ153中にピン160を固定するモールステーパーからなるテーパー錠止チップ164を有している。
【0091】
ピン160が固定されると、引出し制約および/または回転制約パンチピン165の孔154および溝163内への挿入・嵌合によりセットされる。モジュールテーパーピン160の代りとして好ましくはモールステーパー164に関連してネジ166があってもよい。
【0092】
回転装置350は完全にモジュールであって、モジュールケース301中に下側に挿入可能であり、該ケースは好ましくはその壁102に適応し、該壁は例えば約1.5〜2.0度テーパー2Xのブラウン・シャープ(Browne & Sharpe)テーパを有しているか、または追加の部材30としてスパイク37を具えたボックス状モジュールにより与えられる同様のケースを有しており、Co−Cr合金から形成され、かつ揺動可能な垂下雄タイプ部分を側壁32を具えたケース31中に有している。制約ブラウン・シャープテーパー32Xは約1.6〜2.1度であり、選択的な上壁33は上孔33THと前壁34を有している。
【0093】
側壁52中の孔52はヒンジピン(軸)55を収容する。軸承ブロック(回転体)51は孔52の方向に沿って延在する孔52A、平滑な壁を具えモールステーパーで傾斜しおよび/またはネジ56を具えたテーパーピンカップ53、パンチピン孔54を有している。テーパーピン61はカップ53中に挿入され、パンチピン65および/またはネジ66により固定される。回転装置350は、一体片である部材51、61を有することにより、単片垂下雄タイプ部分を有して形成されている。
【0094】
アメリカ合衆国食料・薬品省(FDA)プロトコルに応じると、セラミック大腿骨膝部材100は後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(1bs.)(約0.68038856メトリックトン)、少なくとも2000ポンド(約0.90718475メトリックトン)、少なくとも約2500ポンド(約1.1339809メトリックトン)の強度を有している。図4テスト矢印105T、実験例1参照。
【0095】
一時的または試行大腿骨部材100Tおよび/または大腿骨部材100のためのドリルジグ100DJはこの発明のセラミックから形成される。糊付け部材100S(「ヒンジ」)およびオーグメント(augment)一時的または試行部材100ATは部材100Tと一緒に使用される。
【0096】
脛骨部材200は脛骨部材フレーム201を有しており、該脛骨部材フレームは脛骨トレイ202、蟻継ぎ線型挿入レイル203、線型停止ランプまたは回転安全ストッパー204、中央ストッパー204C、特に複捕捉ロックメカニズム204Xの部分なら、骨締結ネジ206が挿入されるネジ孔205、ネジ付きの別個のステム207Qを与えることによりネジ付き収容カップ207C中に下方挿入可能なステム207、または上部ネジ付きヘッドを具えた別個のステム207Qを与えることにより部材フレーム201の内移植後でもネジ付き貫通孔207Hに下方に挿入可能な、末端テーパー207Tを有した、多数の(例えば3個の)末端リブ付き溝208および/または多数の(例えば2個)下側フランジ208F、および下方を向いた骨内部成長向上表面209を有している。
【0097】
脛骨関節表面210は関節丘表面110の凸形状に相補する凹面形状であって、上部中間関節表面211と中間ローブ213と側方ローブ214上の上部側方関節表面212を有している。
【0098】
各ローブの下側にはレール203に沿って滑動するための蟻継ぎ溝215、ローブスパニング部分216、ストッパー204,204Cと協働して錠止するためのノッチ217、ノッチ118と同様な内関節丘ノッチ218が有る。ランプ219はストッパー204上に容易に装備できるように形成されている。そのような要素200−219はUHMWPEなどの適宜材料からなる別個の脛骨トレイライナー220上に配置されている。
【0099】
回転装置容器250は筒状カップ251であって、該カップは頂部肩凹部252を有している。例えばUHMWPEからなる回転装置容器ライナー260は容器250とそのカップ251中に挿入されて、それ自身テーパーピン60、160を収容する。
【0100】
ライナー260はテーパーピン収容カップ261、凹部252に嵌合する肩部262、拡大中の吸収して消された体液の退出および内移植された関節1000の屈曲および結果としてのライナーカップ261中にきっちりと嵌合ししかしかも可動であるテーパーピン60、160の上下運動を可能とする多数(例えば2〜4個)の内側軸方向指向溝263、両者間の密な嵌合である容器250へのライナー260の挿入中に液体および/またはガスの逃げを可能とする外部軸方向指向流体逃げ形状(溝または孔)264を有している。肩部ベベル角A9a,A9bはそれぞれ例えば90度および118度である。
【0101】
例えば完全オーグメント200Fまたは部分オーグメント200Pとして脛骨ブロックオーグメントが得られる。以下の表はZimmer社から入手できるオーグメントを示す。
【0102】
【表1】
【0103】
当業者が理解するように、RHK完全脛骨ブロックオーグメント200AはRHK脛骨ベース板と一緒でのみ使用できる。
【0104】
膝内植組織1000は天然負荷転移を有すると有利である。であるからして上記した関節運動に加えて、膝は実質的な量、例えば約90%以上または約95%以上の関節丘を通る負荷を支持している。アメリカ特許第5,766,257号および6,629,999号を参照。
【0105】
図50、51に例えばMg−TTZセラミック、十字形保持大腿骨部材内植組織100CR/550などのジルコニアセラミックを示す。好ましくはないがアルミナなどの他のセラミックも使用可能である。図2〜8におけるように、部材の骨インターフェイス側ワッフルバンプパターンに注目。
【0106】
それらを有する他の内植組織のように、部材の骨インターフェイス側上の粗面に加えて、これは外科セメントにグリップを与える。よりよいセメント結合を与えるのに加えて、部材の骨インターフェイス側上の隆起部は内植組織の強化の助けとなる。内植組織100CRは平滑な関節丘110を有しているが、側方および中間下部および後部関節丘の間にボックスその他の構造は有していない。平滑皿状トラック関節表面117は関節丘の間、特に側方と中間前部関節丘の間に存在する。
【0107】
図52に例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、単房室大腿骨膝部材内植組織100UK/550などのセラミックを示す。図2〜8,50,51におけるようなワッフルバンプパターンおよび隆起部に注目。内植組織100UKも平滑関節丘110を有している。
【0108】
図53、54に例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、皿状大腿骨関節内植組織100PF/550などのセラミックを示す。それは平滑関節表面110と平滑皿状トラック関節表面117を有している。下部隆起部に注目。粗面を下部表面上にも設けることができる。切除大腿骨骨ストック上のセメント中に取り付けるための前部下部位置内の骨インターフェイス下部表面上には脚柱が設けられている。
【0109】
図55〜58に脊髄の隣接対面脊椎間に取り付ける例えばジルコニアセラミック、脊椎カップユニット100VC/550などのセラミックを示す。これは平滑球状セクション関節表面110を有している。これらは頸部、胸部、腰部領域中に、ディスク不全があるときの骨融解の代わりに脊椎本体をカバーして9、10脊椎間に内移植されるものである。これは脊髄の柔軟性ディスク不全の選択を保つ。
【0110】
一実施例においては、脊椎キャップユニット部材はカップ装置によりキャップ過剰切除骨の骨インターフェイス表面中に取り付けられる。他の実施例においては、部材は脚柱の助けを借りて切除骨中に取り付けられる。外科セメントを使用できる。勿論適宜な金属などの他の材料も使ってこれらの脊椎キャップユニットを形成することが可能である。
【0111】
図59〜64に例えばジルコニアセラミック(Mg−TTZなど)などのセラミック足首関節ユニットを示す。該ユニットは距骨キャップ内植組織100AJおよび脛骨トレイ内植組織200AJ(UHMWPEトレイライナー、図示せず)を有している。距骨キャップ100AJは関節表面110を有しており、これは半関節形成中の天然組織または総関節交換関節形成中のトレイライナーと関節連結されており、かつ一時的下顎骨関節100TMJ(図15)、脊椎キャップユニット100VC(図55、56)などとともに切除骨のスタンプ上に取り付けるためのカップの形である。
【0112】
脛骨トレイ内植組織200AJは適宜な金属またはセラミックであり、かつ骨髄内スパイクと関節表面を具えたライナーを収容保持するカップとを有している。
【0113】
この発明にはその他種々の実施例が可能である。例えば手および足指関節内植組織がセラミックで提供でき、指、親指、爪先などがあり特に足の親指などである。そのような内植組織は、足の親指の場合、適宜な金属トレイと当業界周知の総金属構造に代えて関節表面を具えた取付け可能なセラミックトレイライナーを具えた骨髄内スパイクを有している。以下実験例によりさらにこの発明を説明する。
【0114】
実験例1。Mg−TTZ後部安定化大腿骨膝関節内植組織部材の完成体がバインダーを伴った約3%酸化マグネシウムジルコニア単斜晶1〜2μmミクロ粉体へのCIP作業により始められた。該内植組織部材をビスクして直角3〜1/2インチx4−インチx4−インチブロックを得た。ついで該ブロックをCNC機械加工して意図されたより完成したセラミックのサイズの121.95%の未加工機械加工体を得た。これは標準サイズの関節丘を具えた後部安定化大腿骨膝部材の前駆体である。
【0115】
該前駆体は燃焼Mg−TTZキルン詰物上のその関節丘とともにオーブン中に配置され、該オーブンは室温から1725〜1775℃の燃焼温度まで約1〜2℃/分の速度で昇温された。
【0116】
燃焼は2〜3時間行われた。爾後、温度は約1340℃の焼鈍温度まで約5℃/分の速度で低減された。焼鈍は約2時間行われた。焼鈍セラミックは約5℃/分の速度で室温まで冷却されて、強度のより完成した後部安定化内植組織を得た。図2〜8参照。
【0117】
該より完成したセラミック膝大腿骨部材はダイアモンド砂研摩でその反対側を粗面化する。その関節表面はダイアモンド塵で研摩する。セラミック膝内植組織は表面活性剤を有した液体浴中に浸漬し音波攪拌により清浄化される。安定化は放射および/または酸化エチレンにより行う。
【0118】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化膝大腿骨部材100(図2〜8)は、デモンストレーションモデルとして示される。デモンストレーションでは部材100が壁に向けて衝撃を与えるべく部屋を超えたかたい床の上に投げられた。観衆は他のセラミック膝内植組織の粉砕が床に落下しないだけでなくデモンストレーション部材100が無傷であったのを見て狼狽した。
【0119】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化部材100(図2〜8)は、個別にジグ中に配置してFDAが対応する金属部材のテストを要求する方向に対応するテスト矢印105T(図4)に沿って後部フランジ105に応力を印加することにより、テストされた。
【0120】
壁/頂部102/103について約1.7mmの厚さの第1のセラミック部材は、約1000ポンド(約0.4535924メトリックトン相当)の力が印加されたときに、破壊しなかった。そこで部材は650〜550ポンド(約0.2948531〜0.2494758メトリックトン)および650〜750ポンド(約0.2948531〜0.3401943メトリックトン)で15−Hz疲労応力に200,000回掛けられたが、破壊はなかった。
【0121】
部材は約2250ポンド(約1.0205829メトリックトン)の負荷で破壊され、そのボックス(壁102と頂部103)が折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。壁102について約1.7mmの厚さの第2の部材は約2300ポンド(約1.0432625メトリックトン)負荷で破壊されその壁102および頂部103ボックスが折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。これはCo−Crについての最小FDA値の約3倍である。
【0122】
約2〜3mm厚さの壁/頂部102/103が望ましい。
【0123】
3mm壁/頂部102/103厚さのMg−TTZ膝(図2〜8)についての確定要素分析が矢印105T(図4)に沿っての応力について行われた。88,000,000回の後推定強度は2800ポンド(ほぼ1.270059メトリックトン)であった。
【0124】
実験例2。Y−TZP後部安定化大腿骨膝関節部材のための機械加工未加工体ブロックをバインダーなしで単斜晶ナノ粉体に圧力を印加して形成した。ついで該ブロックをCNC機械加工して機械加工未加工セラミック体を得て、燃焼し、焼鈍した。さらに1200℃、20,000psi(ほぼ1406.138kg/cm2)HIP処理して、理論的に密な後部安定化部材を得た。
【0125】
実験例3。上記の方法によりさらなるセラミック製品を得た。例えば図9〜64参照。
【0126】
以上この発明を説明したが、請求項記載の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0127】
この発明は義肢などの医療用人工器官製造分野において広く応用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0128】
【図1】ジルコニアセラミックの一般相を示すグラフである。
【図2】この発明による製造の構成を示す。
【図3】後部安定化大腿骨膝内植組織部材として具現されたこの発明の完成セラミック体の平面図である。
【図4】図3の部材の中央から側部にかけての側面図である。
【図5】図3の部材の前面図である。
【図6】図3の部材の後面図である。
【図7】線7S−7Sに沿って取った図3の部材の断面図である。
【図8】図3の部材の後斜視図である。
【図9】金属モジュール間大腿骨脚注および金属固定ワッシャー、金属ネジファスナー、後部安定化ストッパーのための金属またはセラミックペグを具えたモジュールセラミック膝内植組織を示す。
【図10】単片単房室膝関節スペーサーの平面図である。
【図11】単片単房室膝関節スペーサーの側面図である。
【図12】二片単房室膝関節整列装置の側面断面図である。
【図13】二片単房室膝関節整列装置の図12に対して垂直に取った側面断面図である。
【図14】滑動係合状態にある二片単房室膝関節整列装置の平面図である。
【図15】一時的下顎骨関節内植組織キャップである。
【図16】工業用ベアリングの斜視図である。
【図17】流量制御装置の平面図である。
【図18】ギア群の拡大図である。
【図19】プーリー群の拡大図である。
【図20】回転装置を具えた人工義肢膝関節内植組織のための完成ベース部材のこの発明による製造計画を示す。
【図21】回転装置を具えたベース大腿骨部材体などの大腿骨、脛骨部材間に少なくともセラミック部材体を有した人工義肢膝関節の前部である。
【図22】図21の関節の拡大図である。
【図23】図21、22の関節のための大腿骨部材の左側面図である。
【図24】図23の大腿骨部材の後面図である。
【図25】図22〜24の大腿骨部材の回転装置の左側面図である。
【図26】図22に示すような関節の回転装置大腿骨・脛骨テーパーピンの側面図である。
【図27】回転装置とセラミック体を有したこの発明の他の人工義肢膝関節の大腿骨部材の拡大斜視図である。
【図28】図27の大腿骨部材を有した義肢膝関節の拡大側面図である。
【図29】組み立てられてかつ大腿骨部材の代りに骨損失を収容するオーグメントを有した図28の関節の斜視図である。
【図30】種々の大腿骨オーグメントの側面図である。
【図31】図28の関節内に見られる脛骨ベース板の側面図である。
【図32】図31の脛骨ベース板の斜視図である。
【図33】図31の脛骨ベース板と一緒に使用される部分的脛骨オーグメントの斜視図である。
【図34】図27などのような患者を大腿骨部材に装着させる適宜寸法のモジュール回転装置を具えたセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。
【図35】図27などのような患者を大腿骨部材に装着させる骨の欠如を補うスナップオーグメントを具えたセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。オーグメント一時的部材は大腿骨一時的部材にスナップしている。
【図36】図27のような大腿骨部材の内植組織のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの切除大腿骨中基端方向の側面図である。
【図37】図27のような大腿骨部材の内植組織のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの切除大腿骨中後方向の側面図である。
【図38】この発明のモジュールセラミック人間膝関節のサギタル断面図である。
【図39】図38の関節の後断面図である。
【図40】図38、39と同様な軸(テーパー)ピンのピンタイプ取付けを有したこの発明のモジュールセラミック膝関節の展開後断面図である。
【図41】モジュールーインーモジュールであるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。
【図42】トップ−挿入ステムであるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。
【図43】ステムを具えた単片回転装置であるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。
【図44】図41〜43の大腿骨部材フレームの後断面図である。
【図45】図38、39のモジュール関節の揺動可能垂下雄タイプ部分を具えた挿入可能回転装置のサギタル断面図である。
【図46】図45の挿入可能回転装置の後断面図である。
【図47】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の拡大側面図である。
【図48】図47のトレイの展開後面図である。
【図49】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開後面図である。
【図50】左人間膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織の左前斜視平面図である。
【図51】左人間膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織の底面図である。
【図52】セラミック単房室大腿骨部材関節丘内植組織の後斜視図である。
【図53】左人間膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織の上後斜視図である。
【図54】左人間膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織の前斜視図である。
【図55】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を断面で示したキャップまたはカップ取付けスタイルの側面展開図である。
【図56】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を矢印41Aに沿ってとったキャップまたはカップ取付けスタイルの上面図である。
【図57】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を断面であるペグまたは脚注取付けスタイルの側面展開図である。
【図58】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を矢印42Aに沿ってとった上面図であるペグまたは脚注取付けスタイルの上面図である。
【図59】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの上面図である。
【図60】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの底面図である。
【図61】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの側面図である。
【図62】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの前面図である。
【図63】足首内植組織ユニットを示し、脛骨トレイ、側面図である。
【図64】足首内植組織ユニットを示し、脛骨トレイ、前面図である。
【符号の説明】
【0129】
10:単斜晶粉体
19:中空型
100:大腿骨部材
101:フレーム
200:脛骨部材
【技術分野】
【0001】
この発明はセラミック体の製造およびセラミック体そのものに関するものである。
【0002】
優先権請求の範囲の相互参照。この発明はアメリカ特許出願第60/452,704号(2003年3月7日出願)、および第60/463,922号(2003年4月18日出願)の優先権を主張するものである。アメリカに関しては、PCTおよび/またはアメリカ法第35条119(e)項、363および365を主張するものである。上記出願の完全な明細書はここで引用するものである。
【特許文献1】アメリカ特許出願第60/452,704号
【特許文献2】アメリカ特許出願第60/463,922号
【0003】
特定の分野においては、セラミック体は身体内植組織、特に負荷耐久関節内植組織を囲包するものである。主たるまたは修正形態において例えば内植組織は大腿骨膝部材であり、膝内植組織のためのセラミック後部安定化大腿骨部材であり、他の例としては、自然負荷転移を有した対応する脛骨部材に関する大腿骨部材を抑制する回転装置を有したセラミックを含む人工膝内植組織部材である。追加的なセラミック製造も提供できる。
【背景技術】
【0004】
より強くより普遍的なセラミック物品の探求は現在も進行している非常に重要な関心事である。しかし微妙で複雑な形状に適合する充分に強く完成されたセラミック体を提供するには難しい点も有る。この点に鑑みて、高度に望ましい多くのセラミック物品は利用できないままである。
【0005】
例えば、アルミナ大腿骨膝部材は日本から知られているが、最も基本的な大腿骨内植組織デザインに向けられたものであり、燃焼ブロックを機械加工して製造されるが故に、問題は非常に費用が掛かることである。
【0006】
進歩したセラミック大腿骨膝部材を提供しようとした試みは明らかに失敗した。大きな強度を必要とするより複雑なセラミック内植組織は当業界には不足している。そのような内植組織の一例としては、膝内植組織のための後部安定化大腿骨部材がある。実際当業者はそのようなものを製造できることについて懐疑的である。アメリカ特許第5,549,684号を参照されたい。
【特許文献3】アメリカ特許第5,549,684号
【0007】
そのような困難性は克服するのが望ましい。さらにそうするための効率がよくコストに合った方法を提供するのが望ましい。
【0008】
注目すべき内植組織提供として、アメリカ特許第5,766,257号は自然の負荷転移を有した人工的な関節を開示している。一実施例においては関節は膝である。セラミック物質が採用できることを開示してはいるが、関節は金属構造であるのが望ましい。
【特許文献4】アメリカ特許第5,766,257号
【0009】
例えばその大腿骨部材フレームは鋳物または鍛造コバルト・クロム合金であり、その脛骨部材フレームはチタン合金と超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)のCo−Cr合金回転装置とベアリングである。2002年のZimmer社、NexGen(登録アメリカ特許およびTm.Off.)システム回転ヒンジ膝デザイン理論を参照されたい。
【0010】
他のモジュール化をそのような膝内植組織に提供できる。アメリカ特許第6,629,999号を参照されたい。
【特許文献5】アメリカ特許第6,629,999号
【0011】
後部安定化大腿骨部材および他の上記した特許の膝内植組織を含む身体の内植組織中へのセラミックの採用は利点があるだろう。例えば、Co−Cr合金中に見られる微量のニッケルにアレルギーを呈する患者もいる。しかもセラミックは硬い関節面を与えるものである。
【0012】
しかし特に上記したような複雑な膝内植組織部材については、セラミック採用の基本思想のより実務的な応用が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
発明の一般的な要旨。この発明はセラミック体を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この発明の方法にあってはセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を製造する。機械加工未加工セラミック体は燃焼および/または更なる処理に掛けられてより完成されたセラミック体を提供する。
【0015】
またこの発明は機械加工未加工セラミックでありより完成されたセラミック体であって、上記した方法および/またはある種の特定なセラミックにより製造されるものである。ひとつの可能性として、セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材である。
【0016】
他の実施例の部材フレームを有した膝人工器官を含んだ人工回転装置のための部材体を形成する方法にあっては、回転装置が揺動可能な雄タイプ部材を有しており、膝人工器官が回転装置に加えて関節丘膝表面を備えた大腿骨部材を有しており、かつメニスカル(meniscal)関節表面を具えた脛骨部材を有している。
【0017】
該表面は大腿骨部材の関節丘関節表面と会合する。さらに回転装置容器も具えてあり、該容器は雌タイプ部材を有していて、大腿骨部材は回転装置の雄雌協働により脛骨部材と会合可能である。膝人工器官は解剖学的屈曲と伸張とに加えて回転中における関節丘とメニスカル関節表面相互の解剖学的滑り接触により一般に自然負荷転移能力を有している。
【0018】
該方法においては、セラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して膝人工器官のための機械加工未加工セラミック部材体を得る。上記したように、機械加工未加工部材体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けられて、膝人工器官のためのより完成セラミック部材体を得る。
【0019】
この発明はさらに機械加工未加工部材体に関するものであり、上記の方法により得られるおよび/またはある種の特殊なセラミックから形成されるより完成セラミック部材体に関するものである。
【発明の効果】
【0020】
この発明はセラミック体を提供するのに有用である。この発明により、セラミック製造技術が独特で高効率の方法により発展される。特に精密で複雑な形状に適合する強くて完成したセラミック体が得られる。例えば、従来当業界で知られていなかった大きな強度を具えたセラミック後部安定化大腿骨膝部材が得られるのである。
【0021】
複雑および簡単な他のセラミック身体内植組織または内植組織部材が得られる。これには他のタイプの大腿骨膝内植組織部材、単一・多片単房室関節整列装置、足首関節含関節丘部材、大腿骨ヘッドボール、上腕肩半球などが含まれる。
【0022】
これにより上記したような膝などの複雑な内植組織にセラミックを採用する基本思想のより実務的な応用が提供されるのである。特に膝を含む回転装置中の強くて完成した精密で複雑な形状に適合する部材が利用可能となる。大腿骨および/または脛骨部材のためのジルコニアセラミックからなる膝人工器官を含む人工回転装置のための部材体が有利に提供されるのである。ギアや流量制御部材などの他のタイプのセラミック体も利用可能になる。ジルコニアセラミック体も有利に提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下添付の図面によりさらに詳しくこの発明を説明する。
【0024】
この発明の実施においては一般に、セラミックの初期の未加工体を用意して、該未加工体を機械加工することによりセラミック体を形成する。該機械加工セラミック体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得る。
【0025】
ある実施例では、1以上の部分から膝関節内植組織の1以上の部材はセラミックから形成されている。好ましくは少なくとも関節丘関節表面を具えた少なくとも基本の大腿骨部材はセラミックから形成されている。一般にセラミック関節丘関節表面は超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)からなる対応する脛骨トレイライナー(tray liner)と関節連結している。大腿骨および脛骨部材の他の部分はセラミックから形成されているかセラミックを含んでいる。
【0026】
他の実施例では、種々の物品が製造され、それらはセラミックを含んでいる。
【0027】
セラミックは適宜なタイプでよい。「A」〜「Z」からのセラミックと言われるものは、アルミナからジルコニアおよびこれらの混合物である。代表的なセラミックはAl、Si、Sc、Y、La、ランタニド系列要素、Ac、アクチニド系列要素、Ti、Zr、Hf、V、Nbおよび/またはTaなどのホウ酸化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ酸塩などである。
【0028】
セラミックは強化できる。例えばアルミナは公知のように強化アルミナである。セラミックはジルコニアセラミックであるのが望ましい。セラミックは安定化でき、いかなる安定化剤でもいかなる適量で存在できる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に部分的に安定化ジルコニア(PSZ)であり、これは安定化ジルコニアセラミックである。例えば約3〜3.5重量%酸化マグネシウムであるかまたは4〜5重量%の酸化イットリウムである。またジルコニアセラミックはスパンまたは四辺形および/または立体相から選ばれる相で存在する。PSZセラミックからは、酸化マグネシウム安定化変換強化ジルコニア(Mg−TTZ)であって、これはほぼ3〜3.5重量%の酸化マグネシウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。または酸化イットリウム四辺形ジルコニア多結晶(Y−TZP)であり、ほぼ3モル%の酸化イットリウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。図1を参照。
【0029】
完成セラミックは他の物質を含有することもできる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に少量の(例えば約2重量%の)ハフニア(hafnia)セラミック物質を含んでおり、これはHfが自然界でZrと一緒に発見されかつZrから除くことが難しいという事情による。しかしこれはしばしば有害ではない。
【0030】
好ましくはセラミックはMg−TTZであり、含むのはそのよき硬さと単斜晶系相への熱および/または水誘発反転への優れた耐久性の理由の故である。例えばアルミナY−TZPおよびMg−TTZは次のように形成できる。燃焼後の強度:Y−TZP>Mg−TTZ>アルミナ。オートクレーブ後の強度:Mg−TTZ>アルミナ>Y−TZP。
【0031】
これらのセラミックに任意の強度数を付与すると次のようになる。燃焼後:Y−TZP(150);Mg−TTZ(125);アルミナ(100):オートクレーブ後:Mg−TTZ(125);アルミナ(95);Y−TZP(50)。
【0032】
Mg−TTZは熱湯のガラス器内(in vitro)活動によっては単斜晶系相には反転せず、水によっては劣化したり攻撃はされないのである。生体内使用でアルミナおよびY−TZP内移植大腿骨ヒップボールについては損耗に関して下記が観察されている。1〜4年での回収ではY−TZPはアルミナより良い。5〜8年回収ではY−TZPとアルミナはほぼ同じ。9〜10年回収ではアルミナがY−TZPより良い。
【0033】
したがって生体内では、例えば大腿骨ヒップボールとして内移植されてきたことが知られているMg−TTZはアルミナよりより良い短および/または長期間にわたる長持ちを呈し、かつY−TZPより長期間にわたる長持ちを呈することが観察される。
【0034】
セラミック体はまずミクロ粉体および/またはナノ粉体から形成するのが望ましい。例えばジルコニアセラミックは約0.5ミクロン(μm)〜10μm断面を有した単斜晶系ジルコニア粉体から形成され、またミクロ粉体としては約1ナノメーター(nm)〜500nm断面であり、ナノ粉体としてはミクロ粉体またはナノ粉体が約2〜5重量%の酸化マグネシウムを安定剤として含んでいる。ジルコニア粉体はミクロ粉体としては約1〜2μm断面を、ナノ粉体としては約15nm〜450nm断面を有するのが望ましく、かつ約3.1〜3.4重量%の酸化マグネシウムを含むのが望ましい。
【0035】
セラミックの初期未加工体は適宜な処理方法により準備される。初期未加工体の形成には加圧成形が望ましく、実質的には冷間等方圧加工技術(CIP)による。粉化されたセラミック材料は高圧プレスの空所内に供給され、初期の未加工体中に圧力下で形成される。必要または望ましければバインダーも使用される。ミクロ粉体またはより大きいサイズの場合には、一般にはバインダーはセラミック粉と一緒に使用される。ナノ粉体の初期未加工体のためにバインダーが必要でないこともある。
【0036】
セラミックの初期未加工体は適宜な密度を持つようにされる。一般に該密度はセラミックの理論的密度の少なくとも約20%である。該密度は理論的密度の少なくとも約30%が望ましく、より望ましくは少なくとも約50%である。小さい粉体を使用すればより高い理論的密度が得られ他ではだめであると考える向きもあるだろうが、材料による(しかしナノ粉体はより大きな粉体よりはよく焼結できる)。高理論的密度は高圧などにより得られる。
【0037】
初期未加工体はいかなる適宜な形状でも形成され得る。便利な形状としては筒状、四面体、三角錐プリズム、矩形または立体ブロック、正五角形プリズムなどがある。セラミックの初期未加工体は矩形または立方体ブロックであるのが望ましい。
【0038】
機械加工のためにある種の初期未加工体は生のままでプレスされるが、他のものはビスク(bisque:締焼状態の磁器)を得るには加熱を必要とし、これが初期未加工体の形態であると考えられる。ジルコニアナノ粉体などのセラミック粉体は生で加圧状態で機械加工される。Mg−TTZへの変換のためのミクロ粉体などのセラミック粉体はビスクにされる。
【0039】
ビスクを形成するのに必要とされる加熱は穏やかなものと考えられる。例えば、ジルコニアミクロ粉体は約100〜1000または1100℃またはそれ以上の温度で約1〜10時間でビスクにされる。
【0040】
この発明の実施に際しては、初期未加工体が機械加工される。該未加工は手動、レース、ドリル、切断など適宜な方法で行われるが、多軸精密切断またはツーリング機械、例えばコンピューター数値制御(CNC)マシンで行なうのが望ましい。
【0041】
一般に機械加工中の温度は周辺温度でよい。機械加工未加工セラミック体はいかなる形状でもよいが、完成セラミック体の形状に類似した前駆形状であるのが望ましい。この点この発明は、もし最少の変形で完成セラミックがそれから形成されるのなら、機械加工セラミック体が複雑な形状を帯びることが可能である、という顕著な利点を有している。
【0042】
特に修正大腿骨膝内植組織部材を含む膝のための大腿骨部材のような非対称で複雑な形状が容易に得られるのである。外科内植組織の分野における他の複雑な形状としては、膝関節内植組織脛骨部材、1個以上の片の単房室膝関節整列装置、足首関節内植組織部材、脊椎部材、一時的下顎関節内植組織などがある。
【0043】
勿論機械加工未加工体としては他のものも製造可能であり、そのような外科的内植組織としてはヒップ大腿骨ヘッド、肩上腕骨半球体などがある。また前駆体中に形成されるいかなるトラニオン受容孔も含むことが可能であり、機械加工未加工体は非中断ボールまたは平坦切頭ボール(非中断半球体)、つまりC−インフィニテイ(infinity)ポイントグループよりは対称性が少ない。ヒップ大腿骨およびトラニオン受容テーパー切頭フラストコニカル(frustoconical)孔を具えた肩上腕骨ヘッド、またはC−インフィニテイより非対称性の形状が含まれる。
【0044】
その他の例としては、大腿骨部材および/またはその回転装置および/または挿入可能なスパイク、脛骨部材トレイおよび/または挿入可能なスパイクなどが容易に得られる。
【0045】
完成セラミック体の前駆体としての機械加工未加工セラミック体は完成セラミック体よりも適宜大きくてもよい。一般的には機械加工未加工セラミック体の密度および完成セラミック体の密度に応じて、機械加工未加工セラミック体は1.5〜80%、多くの場合約10〜30%ほど対応する完成セラミック体より大きくてもよい。
【0046】
特にジルコニアセラミックとMg−TTZについては、ミクロ粉体から形成された機械加工未加工体に対するより完成セラミックのサイズ減少は完成セラミック体のサイズより約15〜25%(約16〜23%を含む)少ない。換言すると、機械加工未加工体の調整サイズに基づいた18%サイズ減少完成セラミックは完成セラミック体の調整サイズに対して約122%サイズ増加機械加工未加工体に等しいと考えられる。つまり関係(I)が得られるのである。
【0047】
【数1】
【0048】
例えば、機械加工未加工体から20%サイズ減少された完成セラミック体は完成セラミック体より1.25倍大きな(125%)機械加工未加工体から形成される。
【0049】
より完成されたセラミック体が得られるのが望ましい。これを達成するには、少なくとも1回の加熱ステップを必要とする。機械加工未加工体の燃焼によってより完成したセラミック体が得られる。この燃焼は適宜な温度、例えば約1000〜3000℃の範囲、で適宜な時間行われる。 セラミック体内の燃焼温度に至る温度傾斜が望ましく、約1.5〜20℃/分である。
【0050】
燃焼片の焼鈍は燃焼の直後に適宜な温度、例えば約700〜1800℃の範囲、で適宜な時間行なう。
【0051】
さらなるセラミック処理としては熱間等方圧加工法(HIP)があり、ある種のセラミックには望ましく適切である。そのような処理の実施については当業者公知である。勿論いかなるセラミックについても細部は異なる。
【0052】
例えば、Mg−TTZより完成したセラミック体は大きな機械加工未加工体をオーブン中において約1600〜1900℃の範囲(好ましくは1700〜1800℃)で約1〜4時間(約2〜3時間)燃焼することにより形成される。傾斜温度は燃焼温度に至り、室温から燃焼温度に適宜な速度(約1〜2℃/分)で増加する。
【0053】
そのような燃焼の後、加熱状態を保ったままで燃焼温度から徐々に冷却することにより焼鈍を行なうのが望ましい。つまり200〜500℃から例えば燃焼温度より350℃下までセラミック体の温度を徐々に低減する。ついで1〜3時間(例えば2時間)セラミック体を焼鈍温度に保つ。焼鈍温度からの約室温までの冷却は適宜な速度で行われ、例えばランピング速度と等しくてよいが逆になる。
【0054】
これによりより完成したMg−TTZセラミック体が得られ、該セラミック体は一般に理論的またはそれに近い密度を有している。かくして燃焼・焼鈍されたMg−TTZセラミック体が必要とされ、それ以上のHIPなどの加熱処理は不要となる。
【0055】
Y−TZPより完成したセラミック体は、ミクロ粉体から形成された部材についてはより大なる機械加工未加工体をオーブン中で約1300〜1500℃で、またはナノ粉体から形成された部材については約1100〜1300℃で、燃焼することにより得ることができる。
【0056】
ランピング、焼鈍および冷却工程は一般にMg−TTZセラミックについてのものと同様である。しかし熱処理温度までの冷却は約7〜10℃/分にすると有利である。最後にアルゴンまたは窒素、例えばアルゴン下でのHIP処理は約1000〜3000ポンド/(インチ)3(psi)圧力で(約70.36958〜211.10874kg/cm2)1000〜2000℃の温度で、約4〜24時間、最終冷却は室温、のサイクル時間である。完成セラミック体は無機および有機物質がなくて、理論的密度またはそれに近づく。
【0057】
適宜なキルン(kiln)詰め物を使うこともあり、部材の重要でない部分に配置される。例えば大腿骨膝関節内植組織部材は、右側を上にして配置されてその関節連結される関節丘表面に燃焼中接触するよりは、骨内植組織インターフェイスを形成する人工器官の部分に接触するキルン詰め物のキルン中に上下逆さに配置される。
【0058】
完成セラミック部分と部材は密な材料である。一般に、完成セラミックは理論的密度の少なくとも約90%であるか、または少なくとも約95、96、97、98、99%である。完成セラミックの密度は理論的密度またはそれに近いことが望ましい。
【0059】
より完成したセラミック膝体は必要に応じてさらに処理されることがあるが、一般にさして重要なものではなく、特にそうでなければ燃焼セラミックブロックを機械加工することから最終的な形状を得るのに必要なものに比べてたいしたものではない。研摩および/または若干の研削がより完成したセラミック体に施される一般的な機械的仕上げである。
【0060】
タンタル蒸着または水酸化リン灰石コーティングを骨インターフェイス表面に施して骨の内部成長を生じさせることができる。人間または動物主体に内移植するための種々の完成セラミック体は公知の方法で清浄・無菌化できる。
【0061】
そのような手順を図2、11においてまとめると次のようになる。
【0062】
ステップ1:単斜晶粉体10をゴムボール中空型18に加える。ステップ2:充填された型18をCIPプレス19中に配置する。ステップ3:プレス19を励動して初期未加工体、例えば未加工ブロック520を得る。ステップ4:必要なら未加工ブロック520をビスク化してビスク化未加工ブロック521を得る。ステップ5:未加工ブロック521(またはビスク化を行わない場合は520)を例えばCNC機により機械加工して機械加工未加工セラミック体530を得る。
【0063】
ステップ6:機械加工未加工セラミック体530を適宜なキルン39中のキルン詰め物38上に配置する。ステップ7:キルン39を加熱して前駆セラミック体530を燃焼してより完成したセラミック体540を得る。
【0064】
ステップ8:より完成したセラミック体540を、例えば人工器官としての内移植のためならば、例えば関節または支持表面を研磨によるかおよび/または超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)ブッシュ、ライナーまたは所望のものなどの挿入物の挿入のための準備によるかおよび/または無菌化によるかによりさらに人工器官として内移植するなどで処理して、最終的に完成したセラミック体550を得る。
【0065】
完成セラミックは強く強靭な材料である。完成セラミック体は円滑で関節連結しているセラミック表面を有した外科内植組織を包絡しているのが望ましい。
【0066】
完成セラミックは光伝導性である。この発明のある種のセラミック膝内植組織部材は、青い光を内植組織を通して骨ストックおよび内植組織リバースと接触するセメントへの照明の使用により、外科セメントのより迅速なセットを与えることができる。かくして治療・手術時間が低減でき、インターフェイスを内移植するより安定な骨が得られる。
【0067】
完成セラミック膝内植組織部材は金属からなる対応部分および部材と同じサイズにできる。必要なら若干大きいものとしてもよい。
【0068】
以上および特に図2〜8に鑑みて、機械加工未加工セラミック体530およびより完成したセラミック体540および最終完成セラミック体550は後部安定化膝に大腿骨部材100として実施できる。最終完成物品として後部安定化膝のための単片のセラミックである大腿骨部材100はフレーム101を有しており、該フレームは側壁102、上部103T、凹部104Rを具えた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106を有している。
【0069】
内側を向いた骨内部成長向上および/またはセメント粘着表面109(多孔粗面などのような)は基端側で奥方向を向いており、バンプ109Bを有している。ポリメチル・メタクリレートまたは他の外科セメントを有利に使用することもできる。隆起部109Rがフレーム101とフランジ104,105、106を画定・強化している。サギタル(saggital)面内で定常な曲率半径を有する一般に凸状の大腿骨関節丘表面110は下側中間関節丘111、下側側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有しているものと考えられる。
【0070】
表面側の前部フランジ106は滑車状の表面117が設けられており、その上には天然または人工皿状部、つまり膝キャップが載っている。一般に関節丘および滑車状表面110〜117は円滑であり例えばダイアモンド砂または塵を使って高度に研摩されている。内関節丘ノッチ118が形成されている。後部ストッパー135によりさらなる安全化が与えられており、該ストッパーは当業界周知のように脛骨トレイライナーから立ち上がる対応する部材(図示せず)に接触している。
【0071】
図9について、図9Aは最終完成セラミック体550を示しており、それは膝内植組織のためのモジュール大腿骨部材100Mとして実施されている。該セラミック体は側壁102、孔103THを具えた上部103T、末端関節丘フランジ(図示せず)、後部フランジ105および前部フランジ106を具えた単片セラミックフレーム101を有している。
【0072】
サギタル面内で定常曲率半径の凸状形状の大腿骨関節丘表面110は下部中間関節丘111、下部側方関節丘(図示せず)、後部中間関節丘113、後部側方関節丘(図示せず)を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘(図示せず)を有しているものと考えられる。
【0073】
前部フランジ106の表面側には滑車状表面が設けられており、その上には天然または人工の膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ118が存在している。
【0074】
金属またはセラミック(または他の適宜な材料)大腿骨ストック挿入ステム37によりさらなるモジュール安定化が得られる。該ステムはネジ39および/またはワッシャー37Wにより固定できる。これに代えて、またはこれに加えて、金属またはセラミック(または他の適宜な材料)後部安定化ストッパーロッド135を後部安定化ストッパーロッドを収容するフレーム101中の孔135H中に挿入できる。これによりロッド135がノッチ118を横断する。図3〜8参照。
【0075】
図9Bi、9Biiに最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は単片単房室膝スペーサー装置100Uとして実施されている。該装置はセラミックフレーム体101、関節表面110、前部前尖140A、後部前尖140Pを有している。アメリカ特許第6,206,927号参照。
【特許文献6】アメリカ特許第6,206,927号
【0076】
図9Ci、9Cii、9Ciiiに最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は二片単房室関節整列装置100UUとして実施されており、下部セラミックフレーム体101L、上部セラミックフレーム体101U、下部関節表面110L、中間滑動表面110S、上部関節表面110U、第1の下部ローブ141L、内移植されたときには前部に配置される第1の上部ローブ141U、第2の下部ローブ142L、内移植されたときには後部に配置される第2の上部ローブ142U、係合脚柱143P、係合ポスト収容溝143Tを有している。アメリカ特許出願第10/717,104号参照。
【特許文献7】アメリカ特許出願第10/717,104号
【0077】
図9Dに関節表面110TMを具えたセラミック一時的下顎骨関節内植組織100TM/550を示す。内植組織100TMはカップ状であって、切除した顎を載せるものである。
【0078】
図10に工業用部材として実施された最終完成セラミック体540/550を示す。例として図10Aにはセラミックジャーナル軸受100Jが、図10Bにはセラミック流量制御装置100Fが示されており、制御ケース100FH、配管100FP、弁100FV、制御ケースを具えている。図10Cに1組のギア100Gを示す。図10Dにプーリ100Pを示す。
【0079】
図11〜37にギングリモス(ginglymous)関節内植組織のための最終完成セラミック体550の他の実施例を示す。
【0080】
図11〜24に天然負荷転移を具えた回転膝関節のための部材1000を示す、該部材は大腿骨部材100と脛骨部材200とを有している。
【0081】
図25、26、27A、27Bに一時的大腿骨部材および/または図12〜20に示すような膝内植組織の大腿骨部材100のためのドリルジグを示す。
【0082】
図28〜37にモジュール膝関節内植組織を示す。該膝関節内植組織は関節または内植組織が第1の構造中に内移植されているモジュール方式であって、関節または内植組織は内移植されたままであり、第2の構造に変更できる。
【0083】
これらの図を考察すると以下のことが注目される。
【0084】
大腿骨部材100は大腿骨部材フレーム101を有しており、該フレームは単片セラミック構造である。フレーム101は側壁102、上部分103Uと下部分103Lおよび/またはネジ36を受けるべく形成された孔103Hを具えた前壁103、孔103THと支持フランジ103Fを具えた頂部103Tを有しており、該フランジは下に挿入可能な中間大腿骨スパイク37を収容しており、該スパイク37は箱状モジュール30の一部であり、該モジュールは側壁32、上部分34Uと下部分34Lと頂部33を具えた前壁34とを有している。該頂部は壁102、103、103U、103L、頂部103Tに近接会合し、および/または孔34Hを有しており、これを通ってネジ36は孔103Hに至り、またはCr−Co合金からなるスパイク37は金属ワッシャー37Wにより固定され、収容ネジ39のためにネジ山を切ったネジ収容孔38を有しており、該ネジは箱状モジュール回転装置350を固定している。
【0085】
フレーム101はまた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106、107Aをステム容器107Rに別個に添加できネジ107Sにより固定できる大腿骨ストック挿入ステム107、一体回転装置150のための壁孔108を有している。一緒に使われる大腿骨損失増加104A、105Aおよび別個に使われる104AS、105ASはセラミックまたはチタンまたはカーボンファイバーなどの材料から形成され、タンタル蒸着によりコーティングされる。
【0086】
多孔または粗面である内向き骨内部成長向上表面109は基端奥方向に向かい、該表面109は当業界周知のタンタル蒸着技術によるコーティングでセラミックフレーム101を有している。凸状形状でありサギタル面内で定常曲率半径である大腿骨関節丘表面110は下部中間関節丘111、下部側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有していると考えられる。
【0087】
前と同様に、前部フランジ106の表面側には滑車状表面117が設けられており、該表面上には天然または人工膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ118またはモジュール回転装置350および/またはモジュールスパイク30/37の挿入のための下部挿入可能モジュールケース301が形成されている。
【0088】
一般に関節表面である関節丘および滑車状表面110〜117は平滑で高度に研摩されている。関節丘裏打ち大腿骨スパイク127も設けられている。回転装置150、350も設けられている。
【0089】
実質的にはセラミックであるが好ましくはCo−Cr合金などの金属である回転装置150はUHMWPEボックス挿入物150Bにより包絡され、回転体孔152、モールス(Morse)テーパー収容カップからなるテーパーピン容器153、パンチピン孔154を具えた回転体151を有している。軸プラグ155Pにより固定された軸155は孔152を貫通してUHMWPEのラジアルブッシュ156を貫通している。該ブッシュは軸孔157、壁孔108にきっちりと嵌合する挿入肩部158、部材スペース肩部159を有している。
【0090】
回転装置150は高研磨テーパーピン160を有しており、該ピンは筒状軸161、人工器官1000の外科内移植中に詮索具により容器153からピン160を引き出す抜出し溝162、引出し制約パンチピン錠止溝163、カップ153中にピン160を固定するモールステーパーからなるテーパー錠止チップ164を有している。
【0091】
ピン160が固定されると、引出し制約および/または回転制約パンチピン165の孔154および溝163内への挿入・嵌合によりセットされる。モジュールテーパーピン160の代りとして好ましくはモールステーパー164に関連してネジ166があってもよい。
【0092】
回転装置350は完全にモジュールであって、モジュールケース301中に下側に挿入可能であり、該ケースは好ましくはその壁102に適応し、該壁は例えば約1.5〜2.0度テーパー2Xのブラウン・シャープ(Browne & Sharpe)テーパを有しているか、または追加の部材30としてスパイク37を具えたボックス状モジュールにより与えられる同様のケースを有しており、Co−Cr合金から形成され、かつ揺動可能な垂下雄タイプ部分を側壁32を具えたケース31中に有している。制約ブラウン・シャープテーパー32Xは約1.6〜2.1度であり、選択的な上壁33は上孔33THと前壁34を有している。
【0093】
側壁52中の孔52はヒンジピン(軸)55を収容する。軸承ブロック(回転体)51は孔52の方向に沿って延在する孔52A、平滑な壁を具えモールステーパーで傾斜しおよび/またはネジ56を具えたテーパーピンカップ53、パンチピン孔54を有している。テーパーピン61はカップ53中に挿入され、パンチピン65および/またはネジ66により固定される。回転装置350は、一体片である部材51、61を有することにより、単片垂下雄タイプ部分を有して形成されている。
【0094】
アメリカ合衆国食料・薬品省(FDA)プロトコルに応じると、セラミック大腿骨膝部材100は後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(1bs.)(約0.68038856メトリックトン)、少なくとも2000ポンド(約0.90718475メトリックトン)、少なくとも約2500ポンド(約1.1339809メトリックトン)の強度を有している。図4テスト矢印105T、実験例1参照。
【0095】
一時的または試行大腿骨部材100Tおよび/または大腿骨部材100のためのドリルジグ100DJはこの発明のセラミックから形成される。糊付け部材100S(「ヒンジ」)およびオーグメント(augment)一時的または試行部材100ATは部材100Tと一緒に使用される。
【0096】
脛骨部材200は脛骨部材フレーム201を有しており、該脛骨部材フレームは脛骨トレイ202、蟻継ぎ線型挿入レイル203、線型停止ランプまたは回転安全ストッパー204、中央ストッパー204C、特に複捕捉ロックメカニズム204Xの部分なら、骨締結ネジ206が挿入されるネジ孔205、ネジ付きの別個のステム207Qを与えることによりネジ付き収容カップ207C中に下方挿入可能なステム207、または上部ネジ付きヘッドを具えた別個のステム207Qを与えることにより部材フレーム201の内移植後でもネジ付き貫通孔207Hに下方に挿入可能な、末端テーパー207Tを有した、多数の(例えば3個の)末端リブ付き溝208および/または多数の(例えば2個)下側フランジ208F、および下方を向いた骨内部成長向上表面209を有している。
【0097】
脛骨関節表面210は関節丘表面110の凸形状に相補する凹面形状であって、上部中間関節表面211と中間ローブ213と側方ローブ214上の上部側方関節表面212を有している。
【0098】
各ローブの下側にはレール203に沿って滑動するための蟻継ぎ溝215、ローブスパニング部分216、ストッパー204,204Cと協働して錠止するためのノッチ217、ノッチ118と同様な内関節丘ノッチ218が有る。ランプ219はストッパー204上に容易に装備できるように形成されている。そのような要素200−219はUHMWPEなどの適宜材料からなる別個の脛骨トレイライナー220上に配置されている。
【0099】
回転装置容器250は筒状カップ251であって、該カップは頂部肩凹部252を有している。例えばUHMWPEからなる回転装置容器ライナー260は容器250とそのカップ251中に挿入されて、それ自身テーパーピン60、160を収容する。
【0100】
ライナー260はテーパーピン収容カップ261、凹部252に嵌合する肩部262、拡大中の吸収して消された体液の退出および内移植された関節1000の屈曲および結果としてのライナーカップ261中にきっちりと嵌合ししかしかも可動であるテーパーピン60、160の上下運動を可能とする多数(例えば2〜4個)の内側軸方向指向溝263、両者間の密な嵌合である容器250へのライナー260の挿入中に液体および/またはガスの逃げを可能とする外部軸方向指向流体逃げ形状(溝または孔)264を有している。肩部ベベル角A9a,A9bはそれぞれ例えば90度および118度である。
【0101】
脛骨ブロック増大は例えば完全増大200Fまたは部分増大200Pである。以下の表はZimmer社から入手できる増大を示すものである。
【0102】
【表1】
【0103】
当業者はRHK完全脛骨ブロック増大200AはRHK脛骨ベース板と一緒でのみ使用できることを評価するであろう。
【0104】
膝内植組織1000は天然負荷転移を有している。であるから注目される関節運動に加えて、膝は約90%以上または95%以上の関節丘を通る負荷を支持している。アメリカ特許第5,766,257号および第6,629,999号参照。
【0105】
図38にジルコニアセラミック、例えばMg−TTZセラミック、十字形保持大腿骨部材内植組織100CR/550を示す。アルミナなどの他のセラミックも好ましくはないが使用できる。図2−8のように、部材の骨インターフェイス側上のワッフルバンプ形状に注目。
【0106】
他のそれらを有する内植組織のように、これは部材の骨インターフェイス側上の粗面に加えて外科セメントにグリップを与える。よりよいセメント結合を与えるのに加えて、部材の骨インターフェイス側上の隆起部が内植組織を強化する助けとなる点に注目のこと。内植組織100CRは側部および中間下部および後部関節丘間に平滑な関節丘110を有しているが、ボックスまたは他の構造は有していない。平滑な皿状トラック関節表面117は関節丘間に存在し、特に側方および中間前部関節丘間に存在する。
【0107】
図39にセラミック、例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、単房室大腿骨膝部材内植組織100UK/550、を示す。図2−8において、ワッフルバンプ形状および隆起部を注目のこと。内植組織100UKはまた平滑な関節丘110を有している。
【0108】
図40にセラミック、例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、皿状大腿骨関節内植組織100PF/500を示す。それは平滑な関節表面110と平滑な皿状トラック関節表面117を有している。下部隆起部に注目のこと。下部表面上にも粗面を設けることができる。切除大腿骨ストック上のセメント中に載せる前部下部位置中の骨インターフェイス下部表面には脚柱が設けられている。
【0109】
図41に脊椎の隣接する対面脊椎骨間に設けられたセラミック、例えばジルコニアセラミック、脊椎骨キャップユニット100VC/550を示す。これは平滑球状部分関節表面110を有している。これらは頸部、胸部または腰部に内移植されるもので、デイスク不全があるときに骨溶解の代わりに例えば胸部中で脊椎骨本体をカバーする9番および10番脊椎骨間に内移植される。これは脊椎柔軟性にディスク不全選択を確保する。
【0110】
一実施例では、脊椎骨カップユニット部材は切除骨上のキャップの骨インターフェイス表面中のカップ装置を貫通して設けられる。他の実施例では、部材は脚柱の助けを借りて切除骨中に設けられる。外科セメントを使用できる。勿論適宜な金属などの他の材料を使ってこれらの脊椎骨キャップユニットを形成することもできる。
【0111】
図42にセラミック、例えばジルコニアセラミックやMg−TTZセラミック足首関節ユニットを示す。該ユニットは距骨キャップ内植組織100AJおよび脛骨トレイ内植組織200AJ(UHMWPEトレイライナー、図示せず)を有している。距骨キャップ100AJは関節表面110を有しており、該表面は半関節形成中の天然組織または全関節交換関節形成中のトレイライナーと関節連結しており、かつ一時的下顎骨関節100TMJ(図9D)、脊椎キャップユニット100VC(図41A)などとともに切除骨の切り株上に載置されるカップである。
【0112】
脛骨トレイ内植組織200AJは適宜な金属またはセラミックでさえもあり、骨髄間スパイクと関節表面を具えたライナーを収容保持するカップとを有している。
【0113】
この発明においてはその他種々の実施例がある。例えば、手および足指関節内植組織もセラミックで与えられ、指、親指、爪先特に足親指などがある。そのような内植組織は、例えば足親指の場合には、金属トレイおよび当業者公知である適宜な全金属構造の代りに関節表面を具えた取付け可能セラミックトレイを具えた骨髄間スパイクなどを有している。以下に実験例を示す。
【0114】
実験例1。バインダーと一緒の約3%酸化マグネシウムジルコニア単斜晶1〜2μmミクロ粉体上へのCIP実行によりMg−TTZ後部安定化大腿骨膝関節内植組織部材の完成体が始められ、ビスクにより直角3−1/2−インチx4−インチx4−インチブロックを得た。該ブロックのCNC機械加工により未加工機械加工体121.95%を得た。該セラミック体は標準サイズ関節丘を具えた後部安定化大腿骨膝部材の前駆体としての意図されたより完成したセラミックのサイズであった。
【0115】
該前駆体は燃焼Mg−TTZキルン詰物上のその関節丘とともにオーブン中に配置され、該オーブンは室温から1725〜1775℃の燃焼温度まで約1〜2℃/分の速度で昇温された。
【0116】
燃焼は2〜3時間行われた。爾後、温度は約1340℃の焼鈍温度まで約5℃/分の速度で低減された。焼鈍は約2時間行われた。焼鈍セラミックは約5℃/分の速度で室温まで冷却されて、強度のより完成した後部安定化内植組織を得た。図2〜8参照。
【0117】
該より完成したセラミック膝大腿骨部材はダイアモンド砂研摩でその反対側を粗面化する。その関節表面はダイアモンド塵で研摩する。セラミック膝内植組織は表面活性剤を有した液体浴中に浸漬し音波攪拌により清浄化される。安定化は放射および/または酸化エチレンにより行う。
【0118】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化膝大腿骨部材100(図2〜8)は、デモンストレーションモデルとして示される。デモンストレーションでは部材100が壁に向けて衝撃を与えるべく部屋を超えたかたい床の上に投げられた。観衆は他のセラミック膝内植組織の粉砕が床に落下しないだけでなくデモンストレーション部材100が無傷であったのを見て狼狽した。
【0119】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化部材100(図2〜8)は、個別にジグ中に配置してFDAが対応する金属部材のテストを要求する方向に対応するテスト矢印105T(図4)に沿って後部フランジ105に応力を印加することにより、テストされた。
【0120】
壁/頂部102/103について約1.7mmの厚さの第1のセラミック部材は、約1000ポンド(約0.4535924メトリックトン相当)の力が印加されたときに、破壊しなかった。そこで部材は650〜550ポンド(約0.2948531〜0.2494758メトリックトン)および650〜750ポンド(約0.2948531〜0.3401943メトリックトン)で15−Hz疲労応力に200,000回掛けられたが、破壊はなかった。
【0121】
部材は約2250ポンド(約1.0205829メトリックトン)の負荷で破壊され、そのボックス(壁102と頂部103)が折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。壁102について約1.7mmの厚さの第2の部材は約2300ポンド(約1.0432625メトリックトン)負荷で破壊されその壁102および頂部103ボックスが折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。これはCo−Crについての最小FDA値の約3倍である。
【0122】
約2〜3mm厚さの壁/頂部102/103が望ましい。
【0123】
3mm壁/頂部102/103厚さのMg−TTZ膝(図2〜8)についての確定要素分析が矢印105T(図4)に沿っての応力について行われた。88,000,000回の後推定強度は2800ポンド(ほぼ1.270059メトリックトン)であった。
【0124】
実験例2。V−TZP後部安定化大腿骨膝関節部材のための機械加工未加工体のためのブロックをバインダーなしで単斜晶ナノ粉体上に圧力を掛けて形成した。該ブロックをCNC機械化して機械加工未加工セラミック体を得て、燃焼、焼き入れし、1200℃、20,000psi(ほぼ1406.138kg/cm2)HIP処理して、理論的に密な後部安定化部材を得た。
【0125】
実験例3。上記の方法によりさらなるセラミック物品が形成される。
【0126】
エピローグ。この発明は以上の記載した事項に加えて種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0127】
この発明は義肢などの医療用人工器官製造分野において広く応用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0128】
【図1】ジルコニアセラミックの一般相を示すグラフである。
【図2】この発明による製造の構成を示す。
【図3】後部安定化大腿骨膝内植組織部材として具現されたこの発明の完成セラミック体の平面図である。
【図4】図3の部材の中央から側部にかけての側面図である。
【図5】図3の部材の前面図である。
【図6】図3の部材の後面図である。
【図7】線7S−7Sに沿って取った図3の部材の断面図である。
【図8】図3の部材の上方斜視図である。
【図9】この発明の他の完成セラミック体を示すものであり、Aは金属モジュール内大腿骨脚柱および金属固定ワッシャー、金属ネジファスナー、後部安定ストッパーのための金属またはセラミックぺグを具えたモジュールセラミック膝内植組織であり、Bは単片単房室膝関節スペーサーであって(i)は平面図であり(ii)は側面図であり、Cは二片単房室膝関節整列装置であって、(i)は断面側面図であり(ii)は前の図に対して垂直に取った断面図であり(iii)は滑動係合モードにある平面図であり、Dは一時的下顎関節内植組織である。
【図10】工業的な装置、部材または機器として具現された他の完成セラミック体であり、Aは工業的ベアリングの斜視図であり、Bは流量制御装置の平面図であり、Cはギア群の拡大図であり、Dはプーリ−群の拡大図である。
【図11】他のセラミック体、つまり回転装置を含んだ人工義肢膝関節内植組織のための完成ベース部材製造の構成を示す。
【図12】回転装置を具えた図11に示すベース大腿骨部材体などの大腿骨と脛骨部材との間に少なくとも1個のセラミック部材体を有した人工義肢膝関節の前部である。
【図13】図12の関節の展開図である。
【図14】図12、13の関節のための大腿骨部材の左側面図である。
【図15】図14の大腿骨部材の後面図である。
【図16】図13〜15の大腿骨部材の回転装置体の左側面図である。
【図17】図13の関節の回転装置大腿骨−脛骨テーパーピンの側面図である。
【図18】回転装置を具えかつセラミック体を有した他の人工義肢膝関節の大腿骨部材の展開斜視図である。
【図19】図18の大腿骨部材を有した義肢膝関節の展開側面図である。
【図20】大腿骨部材中に位置する骨損失を受容する数個の増加を組合せを有した図19の関節の前斜視図である。
【図21】一部が図20中にも見られる種々の大腿骨増加の斜視図である。
【図22】図19の関節中に見出される脛骨ベース板の側面図である。
【図23】図22の脛骨ベース板の平面斜視図である。
【図24】図22の脛骨ベース板と一緒に使用できる部分脛骨増加の斜視図である。
【図25】図18に示すような大腿骨部材への患者の適合に使用されるモジール回転装置を有したセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。
【図26】図18のような大腿骨部材への患者の適合に使用される嵌込み増加を有したセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。
【図27】図18のような大腿骨部材の内移植のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの側面図であって、Aは切除大腿中への基部方向に、Bは切除大腿中への後部方向へ。
【図28】この発明のモジュールセラミック人体膝関節の断面図である。
【図29】図28の関節の後断面図である。
【図30】図28、29と同様なこの発明のモジュールセラミック膝関節の展開後斜視図である。
【図31】モジュール方式を有したセラミック大腿骨膝部材の展開断面図であって、Aはモジュール内モジュール、Bはトップ−挿入ステム、Cはステムを有した一片回転装置である。
【図32】図31の部材の後断面図である。
【図33】図28、29のモジュール関節の揺動可能雄タイブ部材を具えた挿入可能な回転装置の断面図である。
【図34】図33の挿入可能回転装置の後断面図である。
【図35】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開側面図である。
【図36】図35のトレイの展開後面図である。
【図37】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開後面図である。
【図38】左人体膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織を示すものであって、Aは左前斜視平面図であり、Bは底面図である。
【図39】セラミック単房室大腿骨部材関節丘内植組織の後斜視図である。
【図40】左人体膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織を示すものであって、Aは平面後斜視図であり、Bは前斜視図である。
【図41】埋設されたディスクの交換のための脊椎体の近くで面した内移植のための脊髄間脊椎ユニットを示すものであって、Aはキャップまたはカップ搭載スタイルであり、Bはぺグまたは脚柱搭載スタイルである。
【図42】足首内植組織ユニットを示すものであって、Aは距骨キャップ平面(i)、底面(ii)、 側面(iii)、前面(iv)であり、Bは脛骨トレイ、側面(i)、前面(ii)である。
【符号の説明】
【0129】
10:単斜晶粉体
19:中空型
100:大腿骨部材
101:フレーム
200:脛骨部材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明はセラミック体の製造およびセラミック体そのものに関するものである。
【0002】
優先権請求の範囲の相互参照。この発明はアメリカ特許出願第60/452,704号(2003年3月7日出願)、および第60/463,922号(2003年4月18日出願)の優先権を主張するものである。アメリカに関しては、PCTおよび/またはアメリカ法第35条119(e)項、363および365を主張するものである。上記出願の完全な明細書はここで引用するものである。
【特許文献1】アメリカ特許出願第60/452,704号
【特許文献2】アメリカ特許出願第60/463,922号
【0003】
特定の分野においては、セラミック体は身体内植組織、特に負荷耐久関節内植組織を囲包するものである。主たるまたは修正形態において例えば内植組織は大腿骨膝部材であり、膝内植組織のためのセラミック後部安定化大腿骨部材であり、他の例としては、自然負荷転移を有した対応する脛骨部材に関する大腿骨部材を抑制する回転装置を有したセラミックを含む人工膝内植組織部材である。追加的なセラミック製造も提供できる。
【背景技術】
【0004】
より強くより普遍的なセラミック物品の探求は現在も進行している非常に重要な関心事である。しかし微妙で複雑な形状に適合する充分に強く完成されたセラミック体を提供するには難しい点も有る。この点に鑑みて、高度に望ましい多くのセラミック物品は利用できないままである。
【0005】
例えば、アルミナ大腿骨膝部材は日本から知られているが、最も基本的な大腿骨内植組織デザインに向けられたものであり、燃焼ブロックを機械加工して製造されるが故に、問題は非常に費用が掛かることである。
【0006】
進歩したセラミック大腿骨膝部材を提供しようとした試みは明らかに失敗した。大きな強度を必要とするより複雑なセラミック内植組織は当業界には不足している。そのような内植組織の一例としては、膝内植組織のための後部安定化大腿骨部材がある。実際当業者はそのようなものを製造できることについて懐疑的である。アメリカ特許第5,549,684号を参照されたい。
【特許文献3】アメリカ特許第5,549,684号
【0007】
そのような困難性は克服するのが望ましい。さらにそうするための効率がよくコストに合った方法を提供するのが望ましい。
【0008】
注目すべき内植組織提供として、アメリカ特許第5,766,257号は自然の負荷転移を有した人工的な関節を開示している。一実施例においては関節は膝である。セラミック物質が採用できることを開示してはいるが、関節は金属構造であるのが望ましい。
【特許文献4】アメリカ特許第5,766,257号
【0009】
例えばその大腿骨部材フレームは鋳物または鍛造コバルト・クロム合金であり、その脛骨部材フレームはチタン合金と超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)のCo−Cr合金回転装置とベアリングである。2002年のZimmer社、NexGen(登録アメリカ特許およびTm.Off.)システム回転ヒンジ膝デザイン理論を参照されたい。
【0010】
他のモジュール化をそのような膝内植組織に提供できる。アメリカ特許第6,629,999号を参照されたい。
【特許文献5】アメリカ特許第6,629,999号
【0011】
後部安定化大腿骨部材および他の上記した特許の膝内植組織を含む身体の内植組織中へのセラミックの採用は利点があるだろう。例えば、Co−Cr合金中に見られる微量のニッケルにアレルギーを呈する患者もいる。しかもセラミックは硬い関節面を与えるものである。
【0012】
しかし特に上記したような複雑な膝内植組織部材については、セラミック採用の基本思想のより実務的な応用が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
発明の一般的な要旨。この発明はセラミック体を製造する方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この発明の方法にあってはセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を製造する。機械加工未加工セラミック体は燃焼および/または更なる処理に掛けられてより完成されたセラミック体を提供する。
【0015】
またこの発明は機械加工未加工セラミックでありより完成されたセラミック体であって、上記した方法および/またはある種の特定なセラミックにより製造されるものである。ひとつの可能性として、セラミック体は後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材である。
【0016】
他の実施例の部材フレームを有した膝人工器官を含んだ人工回転装置のための部材体を形成する方法にあっては、回転装置が揺動可能な雄タイプ部材を有しており、膝人工器官が回転装置に加えて関節丘膝表面を備えた大腿骨部材を有しており、かつメニスカル(meniscal)関節表面を具えた脛骨部材を有している。
【0017】
該表面は大腿骨部材の関節丘関節表面と会合する。さらに回転装置容器も具えてあり、該容器は雌タイプ部材を有していて、大腿骨部材は回転装置の雄雌協働により脛骨部材と会合可能である。膝人工器官は解剖学的屈曲と伸張とに加えて回転中における関節丘とメニスカル関節表面相互の解剖学的滑り接触により一般に自然負荷転移能力を有している。
【0018】
該方法においては、セラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して膝人工器官のための機械加工未加工セラミック部材体を得る。上記したように、機械加工未加工部材体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けられて、膝人工器官のためのより完成セラミック部材体を得る。
【0019】
この発明はさらに機械加工未加工部材体に関するものであり、上記の方法により得られるおよび/またはある種の特殊なセラミックから形成されるより完成セラミック部材体に関するものである。
【発明の効果】
【0020】
この発明はセラミック体を提供するのに有用である。この発明により、セラミック製造技術が独特で高効率の方法により発展される。特に精密で複雑な形状に適合する強くて完成したセラミック体が得られる。例えば、従来当業界で知られていなかった大きな強度を具えたセラミック後部安定化大腿骨膝部材が得られるのである。
【0021】
複雑および簡単な他のセラミック身体内植組織または内植組織部材が得られる。これには他のタイプの大腿骨膝内植組織部材、単一・多片単房室関節整列装置、足首関節含関節丘部材、大腿骨ヘッドボール、上腕肩半球などが含まれる。
【0022】
これにより上記したような膝などの複雑な内植組織にセラミックを採用する基本思想のより実務的な応用が提供されるのである。特に膝を含む回転装置中の強くて完成した精密で複雑な形状に適合する部材が利用可能となる。大腿骨および/または脛骨部材のためのジルコニアセラミックからなる膝人工器官を含む人工回転装置のための部材体が有利に提供されるのである。ギアや流量制御部材などの他のタイプのセラミック体も利用可能になる。ジルコニアセラミック体も有利に提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
以下添付の図面によりさらに詳しくこの発明を説明する。
【0024】
この発明の実施においては一般に、セラミックの初期の未加工体を用意して、該未加工体を機械加工することによりセラミック体を形成する。該機械加工セラミック体は燃焼および/またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得る。
【0025】
ある実施例では、1以上の部分から膝関節内植組織の1以上の部材はセラミックから形成されている。好ましくは少なくとも関節丘関節表面を具えた少なくとも基本の大腿骨部材はセラミックから形成されている。一般にセラミック関節丘関節表面は超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)からなる対応する脛骨トレイライナー(tray liner)と関節連結している。大腿骨および脛骨部材の他の部分はセラミックから形成されているかセラミックを含んでいる。
【0026】
他の実施例では、種々の物品が製造され、それらはセラミックを含んでいる。
【0027】
セラミックは適宜なタイプでよい。「A」〜「Z」からのセラミックと言われるものは、アルミナからジルコニアおよびこれらの混合物である。代表的なセラミックはAl、Si、Sc、Y、La、ランタニド系列要素、Ac、アクチニド系列要素、Ti、Zr、Hf、V、Nbおよび/またはTaなどのホウ酸化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ酸塩などである。
【0028】
セラミックは強化できる。例えばアルミナは公知のように強化アルミナである。セラミックはジルコニアセラミックであるのが望ましい。セラミックは安定化でき、いかなる安定化剤でもいかなる適量で存在できる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に部分的に安定化ジルコニア(PSZ)であり、これは安定化ジルコニアセラミックである。例えば約3〜3.5重量%酸化マグネシウムであるかまたは4〜5重量%の酸化イットリウムである。またジルコニアセラミックはスパンまたは四辺形および/または立体相から選ばれる相で存在する。PSZセラミックからは、酸化マグネシウム安定化変換強化ジルコニア(Mg−TTZ)であって、これはほぼ3〜3.5重量%の酸化マグネシウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。または酸化イットリウム四辺形ジルコニア多結晶(Y−TZP)であり、ほぼ3モル%の酸化イットリウムで安定化されたジルコニアセラミックであり、四辺形相で存在する。図1を参照。
【0029】
完成セラミックは他の物質を含有することもできる。例えば、ジルコニアセラミックは一般に少量の(例えば約2重量%の)ハフニア(hafnia)セラミック物質を含んでおり、これはHfが自然界でZrと一緒に発見されかつZrから除くことが難しいという事情による。しかしこれはしばしば有害ではない。
【0030】
好ましくはセラミックはMg−TTZであり、含むのはそのよき硬さと単斜晶系相への熱および/または水誘発反転への優れた耐久性の理由の故である。例えばアルミナY−TZPおよびMg−TTZは次のように形成できる。燃焼後の強度:Y−TZP>Mg−TTZ>アルミナ。オートクレーブ後の強度:MgーTTZ>アルミナ>Y−TZP。
【0031】
これらのセラミックに任意の強度数を付与すると次のようになる。燃焼後:Y−TZP(150);Mg−TTZ(125);アルミナ(100):オートクレーブ後:Mg−TTZ(125);アルミナ(95);Y−TZP(50)。
【0032】
Mg−TTZは熱湯のガラス器内(in vitro)活動によっては単斜晶系相には反転せず、水によっては劣化したり攻撃はされないのである。生体内使用でアルミナおよびY−TZP内移植大腿骨ヒップボールについては損耗に関して下記が観察されている。1〜4年での回収ではY−TZPはアルミナより良い。5〜8年回収ではY−TZPとアルミナはほぼ同じ。9〜10年回収ではアルミナがY−TZPより良い。
【0033】
したがって生体内では、例えば大腿骨ヒップボールとして内移植されてきたことが知られているMg−TTZはアルミナよりより良い短および/または長期間にわたる長持ちを呈し、かつY−TZPより長期間にわたる長持ちを呈することが観察される。
【0034】
セラミック体はまずミクロ粉体および/またはナノ粉体から形成するのが望ましい。例えばジルコニアセラミックは約0.5ミクロン(μm)〜10μm断面を有した単斜晶系ジルコニア粉体から形成され、またミクロ粉体としては約1ナノメーター(nm)〜500nm断面であり、ナノ粉体としてはミクロ粉体またはナノ粉体が約2〜5重量%の酸化マグネシウムを安定剤として含んでいる。ジルコニア粉体はミクロ粉体としては約1〜2μm断面を、ナノ粉体としては約15nm〜450nm断面を有するのが望ましく、かつ約3.1〜3.4重量%の酸化マグネシウムを含むのが望ましい。
【0035】
セラミックの初期未加工体は適宜な処理方法により準備される。初期未加工体の形成には加圧成形が望ましく、実質的には冷間等方圧加工技術(CIP)による。粉化されたセラミック材料は高圧プレスの空所内に供給され、初期の未加工体中に圧力下で形成される。必要または望ましければバインダーも使用される。ミクロ粉体またはより大きいサイズの場合には、一般にはバインダーはセラミック粉と一緒に使用される。ナノ粉体の初期未加工体のためにバインダーが必要でないこともある。
【0036】
セラミックの初期未加工体は適宜な密度を持つようにされる。一般に該密度はセラミックの理論的密度の少なくとも約20%である。該密度は理論的密度の少なくとも約30%が望ましく、より望ましくは少なくとも約50%である。小さい粉体を使用すればより高い理論的密度が得られ他ではだめであると考える向きもあるだろうが、材料による(しかしナノ粉体はより大きな粉体よりはよく焼結できる)。高理論的密度は高圧などにより得られる。
【0037】
初期未加工体はいかなる適宜な形状でも形成され得る。便利な形状としては筒状、四面体、三角錐プリズム、矩形または立体ブロック、正五角形プリズムなどがある。セラミックの初期未加工体は矩形または立方体ブロックであるのが望ましい。
【0038】
機械加工のためにある種の初期未加工体は生のままでプレスされるが、他のものはビスク(bisque:締焼状態の磁器)を得るには加熱を必要とし、これが初期未加工体の形態であると考えられる。ジルコニアナノ粉体などのセラミック粉体は生で加圧状態で機械加工される。Mg−TTZへの変換のためのミクロ粉体などのセラミック粉体はビスクにされる。
【0039】
ビスクを形成するのに必要とされる加熱は穏やかなものと考えられる。例えば、ジルコニアミクロ粉体は約100〜1000または1100℃またはそれ以上の温度で約1〜10時間でビスクにされる。
【0040】
この発明の実施に際しては、初期未加工体が機械加工される。該未加工は手動、レース、ドリル、切断など適宜な方法で行われるが、多軸精密切断またはツーリング機械、例えばコンピューター数値制御(CNC)マシンで行なうのが望ましい。
【0041】
一般に機械加工中の温度は周辺温度でよい。機械加工未加工セラミック体はいかなる形状でもよいが、完成セラミック体の形状に類似した前駆形状であるのが望ましい。この点この発明は、もし最少の変形で完成セラミックがそれから形成されるのなら、機械加工セラミック体が複雑な形状を帯びることが可能である、という顕著な利点を有している。
【0042】
特に修正大腿骨膝内植組織部材を含む膝のための大腿骨部材のような非対称で複雑な形状が容易に得られるのである。外科内植組織の分野における他の複雑な形状としては、膝関節内植組織脛骨部材、1個以上の片の単房室膝関節整列装置、足首関節内植組織部材、脊椎部材、一時的下顎関節内植組織などがある。
【0043】
勿論機械加工未加工体としては他のものも製造可能であり、そのような外科的内植組織としてはヒップ大腿骨ヘッド、肩上腕骨半球体などがある。また前駆体中に形成されるいかなるトラニオン受容孔も含むことが可能であり、機械加工未加工体は非中断ボールまたは平坦切頭ボール(非中断半球体)、つまりC−インフィニテイ(infinity)ポイントグループよりは対称性が少ない。ヒップ大腿骨およびトラニオン受容テーパー切頭フラストコニカル(frustoconical)孔を具えた肩上腕骨ヘッド、またはC−インフィニテイより非対称性の形状が含まれる。
【0044】
その他の例としては、大腿骨部材および/またはその回転装置および/または挿入可能なスパイク、脛骨部材トレイおよび/または挿入可能なスパイクなどが容易に得られる。
【0045】
完成セラミック体の前駆体としての機械加工未加工セラミック体は完成セラミック体よりも適宜大きくてもよい。一般的には機械加工未加工セラミック体の密度および完成セラミック体の密度に応じて、機械加工未加工セラミック体は1.5〜80%、多くの場合約10〜30%ほど対応する完成セラミック体より大きくてもよい。
【0046】
特にジルコニアセラミックとMg−TTZについては、ミクロ粉体から形成された機械加工未加工体に対するより完成セラミックのサイズ減少は完成セラミック体のサイズより約15〜25%(約16〜23%を含む)少ない。換言すると、機械加工未加工体の調整サイズに基づいた18%サイズ減少完成セラミックは完成セラミック体の調整サイズに対して約122%サイズ増加機械加工未加工体に等しいと考えられる。つまり関係(I)が得られるのである。
【0047】
【数1】
【0048】
例えば、機械加工未加工体から20%サイズ減少された完成セラミック体は完成セラミック体より1.25倍大きな(125%)機械加工未加工体から形成される。
【0049】
より完成されたセラミック体が得られるのが望ましい。これを達成するには、少なくとも1回の加熱ステップを必要とする。機械加工未加工体の燃焼によってより完成したセラミック体が得られる。この燃焼は適宜な温度、例えば約1000〜3000℃の範囲、で適宜な時間行われる。 セラミック体内の燃焼温度に至る温度傾斜が望ましく、約1.5〜20℃/分である。
【0050】
燃焼片の焼鈍は燃焼の直後に適宜な温度、例えば約700〜1800℃の範囲、で適宜な時間行なう。
【0051】
さらなるセラミック処理としては熱間等方圧加工法(HIP)があり、ある種のセラミックには望ましく適切である。そのような処理の実施については当業者公知である。勿論いかなるセラミックについても細部は異なる。
【0052】
例えば、Mg−TTZより完成したセラミック体は大きな機械加工未加工体をオーブン中において約1600〜1900℃の範囲(好ましくは1700〜1800℃)で約1〜4時間(約2〜3時間)燃焼することにより形成される。傾斜温度は燃焼温度に至り、室温から燃焼温度に適宜な速度(約1〜2℃/分)で増加する。
【0053】
そのような燃焼の後、加熱状態を保ったままで燃焼温度から徐々に冷却することにより焼鈍を行なうのが望ましい。つまり200〜500℃から例えば燃焼温度より350℃下までセラミック体の温度を徐々に低減する。ついで1〜3時間(例えば2時間)セラミック体を焼鈍温度に保つ。焼鈍温度からの約室温までの冷却は適宜な速度で行われ、例えばランピング速度と等しくてよいが逆になる。
【0054】
これによりより完成したMg−TTZセラミック体が得られ、該セラミック体は一般に理論的またはそれに近い密度を有している。かくして燃焼・焼鈍されたMg−TTZセラミック体が必要とされ、それ以上のHIPなどの加熱処理は不要となる。
【0055】
Y−TZPより完成したセラミック体は、ミクロ粉体から形成された部材についてはより大なる機械加工未加工体をオーブン中で約1300〜1500℃で、またはナノ粉体から形成された部材については約1100〜1300℃で、燃焼することにより得ることができる。
【0056】
ランピング、焼鈍および冷却工程は一般にMg−TTZセラミックについてのものと同様である。しかし熱処理温度までの冷却は約7〜10℃/分にすると有利である。最後にアルゴンまたは窒素、例えばアルゴン下でのHIP処理は約1000〜3000ポンド/(インチ)3(psi)圧力で(約70.36958〜211.10874kg/cm2)1000〜2000℃の温度で、約4〜24時間、最終冷却は室温、のサイクル時間である。完成セラミック体は無機および有機物質がなくて、理論的密度またはそれに近づく。
【0057】
適宜なキルン(kiln)詰め物を使うこともあり、部材の重要でない部分に配置される。例えば大腿骨膝関節内植組織部材は、右側を上にして配置されてその関節連結される関節丘表面に燃焼中接触するよりは、骨内植組織インターフェイスを形成する人工器官の部分に接触するキルン詰め物のキルン中に上下逆さに配置される。
【0058】
完成セラミック部分と部材は密な材料である。一般に、完成セラミックは理論的密度の少なくとも約90%であるか、または少なくとも約95、96、97、98、99%である。完成セラミックの密度は理論的密度またはそれに近いことが望ましい。
【0059】
より完成したセラミック膝体は必要に応じてさらに処理されることがあるが、一般にさして重要なものではなく、特にそうでなければ燃焼セラミックブロックを機械加工することから最終的な形状を得るのに必要なものに比べてたいしたものではない。研摩および/または若干の研削がより完成したセラミック体に施される一般的な機械的仕上げである。
【0060】
タンタル蒸着または水酸化リン灰石コーティングが骨インターフェイス表面に行われて骨の内部成長を生じさせる。人間または動物主体への内植組織を意図された種々の完成セラミック体が周知の方法で清浄化されかつ消毒される。
【0061】
以上の作業を図2、20によりまとめる。
【0062】
ステップ1:単斜晶系粉体10をゴムボール中空型18に添加する。ステップ2:充填された型18をCIPプレス19内に配置する。ステップ3:プレス19を励動して例えば未加工ブロック520のような初期未加工体を得る。ステップ4:未加工ブロック520を必要ならビスクに掛けて、ビスク化未加工ブロック521を得る。ステップ5:未加工ブロック521(またはもしビスクが行われないならば520)を例えばCNC機により機械加工して、機械加工未加工セラミック体530を得る。
【0063】
ステップ6:機械加工未加工セラミック体530を適宜なキルン39中のキルン詰め物38上に配置する。ステップ7:キルン39を加熱して前駆セラミック体530を燃焼してより完成したセラミック体540を得る。
【0064】
ステップ8:より完成したセラミック体540を、例えば人工器官としての内移植のためならば、例えば関節または支持表面を研磨によるかおよび/または超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)ブッシュ、ライナーまたは所望のものなどの挿入物の挿入のための準備によるかおよび/または無菌化によるかによりさらに人工器官として内移植するなどで処理して、最終的に完成したセラミック体550を得る。
【0065】
完成セラミックは強く強靭な材料である。完成セラミック体は円滑で関節連結しているセラミック表面を有した外科内植組織を包絡しているのが望ましい。
【0066】
完成セラミックは光伝導性である。この発明のある種のセラミック膝内植組織部材は、青い光を内植組織を通して骨ストックおよび内植組織リバースと接触するセメントへの照明の使用により、外科セメントのより迅速なセットを与えることができる。かくして治療・手術時間が低減でき、インターフェイスを内移植するより安定な骨が得られる。
【0067】
完成セラミック膝内植組織部材は金属からなる対応部分および部材と同じサイズにできる。必要なら若干大きいものとしてもよい。
【0068】
以上および特に図2〜8に鑑みて、機械加工未加工セラミック体530およびより完成したセラミック体540および最終完成セラミック体550は後部安定化膝に大腿骨部材100として実施できる。最終完成物品として後部安定化膝のための単片のセラミックである大腿骨部材100はフレーム101を有しており、該フレームは側壁102、上部103T、凹部104Rを具えた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106を有している。
【0069】
内側を向いた骨内部成長向上および/またはセメント粘着表面109(多孔粗面などのような)は基端側で奥方向を向いており、バンプ109Bを有している。ポリメチル・メタクリレートまたは他の外科セメントを有利に使用することもできる。隆起部109Rがフレーム101とフランジ104,105、106を画定・強化している。サギタル(saggital)面内で定常な曲率半径を有する一般に凸状の大腿骨関節丘表面110は下側中間関節丘111、下側側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有しているものと考えられる。
【0070】
前部フランジ106の表面側に滑車状表面117が得られ、その上に天然または人工皿状すなわち膝キャップが一般に載る。一般に、関節丘および滑車状表面110〜117は平滑であり、例えばダイアモンド砂または塵により高度に研摩されている。関節丘内ノッチ118が形成される。追加の安定化が後部ストッパー135により得られる。該ストッパーは当業界周知のように脛骨トレイライナー(図示せず)から起立している対応する部材に接触している。
【0071】
図9〜15に関して、図9は最終完成セラミック体550を示しており、該セラミック体は膝内植組織のためのモジュール大腿骨部材100Mとして実現されており、側壁102を具えた単片セラミックフレーム101、孔103THを具えた頂部103T、末端関節丘フランジ(図示せず)、後部フランジ105および前部フランジ106を有している。
【0072】
一般に凸形状の大腿骨関節丘表面110はサギタル面内で定常な曲率半径であり、特に後部に下部中間関節丘111、下部側方関節丘(図示せず)、後部中間関節丘113、後部側方関節丘(図示せず)を有しており、かつ前部中間関節丘115および前部側方関節丘(図示せず)を有していると考えられる。
【0073】
前部フランジ106の表面側には滑車状表面が設けられ、その上には天然または人工膝キャップが載っている。関節丘内ノッチ118が設けられている。
【0074】
追加のモジュール安定化が金属またはセラミック(または他の適宜な材料)大腿骨ストック挿入ステム37により与えられる。該ステムはネジ39および/またはワッシャー37Wにより固定されている。これに代えてまたは加えて、金属またはセラミック(または他の適宜な材料)後部安定化ストッパーロッド135がフレーム101中の後部安定化ストッパーロッド収容孔135H中に挿入される。これによりロッド135はノッチ118を横断する。図3〜8参照。
【0075】
図10、11に最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は単片単房室膝スペーサー装置100Uとして実施されている。該装置はセラミックフレーム体101、関節表面110、前部尖頭140A、後部尖頭140Pを有している。アメリカ特許第6,206,927号参照。
【特許文献6】アメリカ特許第6,206,927号参照。
【0076】
図12〜14に最終完成セラミック体550を示す。該セラミック体は二片単房室関節整列装置100UUとして実施されており、該装置は下側セラミックフレーム体101L、上側セラミックフレーム体101U、下側関節表面110L、中間滑動表面110S、上側関節表面110U、第1の下側ローブ141L、内植組織されたときには前部に配置される第1の上側ローブ141U、第2の下側ローブ142L、内植組織されたときに前部に配置される第2の上側ローブ142U、係合脚柱143P、係合脚柱収容溝143Tを有している。アメリカ特許出願第10/717,104号参照。
【特許文献7】アメリカ特許出願第10/717,104号参照。
【0077】
図15に関節表面110TMを具えたセラミック一時的下顎骨関節内植組織100TM/550を示す。内植組織100TMは切除した顎の上に取り付けるカップ状である。
【0078】
図16〜19に工業部材として実施された最終完成セラミック体540/550を示す。例として図16にセラミックジャーナルベアリング100Jを、図17に制御ケース100FHと配管100FPと弁100FVと制御ケースとを具えたセラミック流量制御装置100Fを、図18にギア群100Gを、図19にプーリー100Pを示す。
【0079】
図20〜49にギングリモス(ginglymous)関節内植組織のための最終完成セラミック体550のさらなる実施例を示す。
【0080】
図20〜33に天然負荷転移を具えた回転膝関節1000のための部分または部材を示す。これは大腿骨部材100と脛骨部材200とを有している。
【0081】
図34〜37に一時的大腿骨部材および/または図21〜29のような膝内植組織の大腿骨部材100のためのドリルジグを示す。
【0082】
図38〜49にモジュール膝関節内植組織を示す。該内植組織は関節または内植組織が第1の構造中に内植組織されているタイプのモジュールを有しており、関節または内植組織は内移植されたままである。それは第2の構造に変換できる。
【0083】
これらに鑑みて、以下が注目される。
【0084】
大腿骨部材100は大腿骨部材フレーム101を有しており、該フレームは単片セラミック構造である。フレーム101は側壁102、上部分103Uと下部分103Lおよび/またはネジ36を受けるべく形成された孔103Hを具えた前壁103、孔103THと支持フランジ103Fを具えた頂部103Tを有しており、該フランジは下に挿入可能な中間大腿骨スパイク37を収容しており、該スパイク37は箱状モジュール30の一部であり、該モジュールは側壁32、上部分34Uと下部分34Lと頂部33を具えた前壁34とを有している。該頂部は壁102、103、103U、103L、頂部103Tに近接会合し、および/または孔34Hを有しており、これを通ってネジ36は孔103Hに至り、またはCr−Co合金からなるスパイク37は金属ワッシャー37Wにより固定され、収容ネジ39のためにネジ山を切ったネジ収容孔38を有しており、該ネジは箱状モジュール回転装置350を固定している。
【0085】
フレーム101はまた末端関節丘フランジ104、後部フランジ105、前部フランジ106、107Aをステム容器107Rに別個に添加できネジ107Sにより固定できる大腿骨ストック挿入ステム107、一体回転装置150のための壁孔108を有している。一緒に使われる大腿骨損失増加104A、105Aおよび別個に使われる104AS、105ASはセラミックまたはチタンまたはカーボンファイバーなどの材料から形成され、タンタル蒸着によりコーティングされる。
【0086】
多孔または粗面である内向き骨内部成長向上表面109は基端奥方向に向かい、該表面109は当業界周知のタンタル蒸着技術によるコーティングでセラミックフレーム101を有している。凸状形状でありサギタル面内で定常曲率半径である大腿骨関節丘表面110は下部中間関節丘111、下部側方関節丘112、後部中間関節丘113、後部側方関節丘114を有しており、かつ前部中間関節丘115、前部側方関節丘116を有していると考えられる。
【0087】
前と同様に、前部フランジ106の表面側には滑車状表面117が設けられており、該表面上には天然または人工膝キャップが載っている。内関節丘ノッチ118またはモジュール回転装置350および/またはモジュールスパイク30/37の挿入のための下部挿入可能モジュールケース301が形成されている。
【0088】
一般に関節表面である関節丘および滑車状表面110〜117は平滑で高度に研摩されている。関節丘裏打ち大腿骨スパイク127も設けられている。回転装置150、350も設けられている。
【0089】
実質的にはセラミックであるが好ましくはCo−Cr合金などの金属である回転装置150はUHMWPEボックス挿入物150Bにより包絡され、回転体孔152、モールス(Morse)テーパー収容カップからなるテーパーピン容器153、パンチピン孔154を具えた回転体151を有している。軸プラグ155Pにより固定された軸155は孔152を貫通してUHMWPEのラジアルブッシュ156を貫通している。該ブッシュは軸孔157、壁孔108にきっちりと嵌合する挿入肩部158、部材スペース肩部159を有している。
【0090】
回転装置150は高研磨テーパーピン160を有しており、該ピンは筒状軸161、人工器官1000の外科内移植中に詮索具により容器153からピン160を引き出す抜出し溝162、引出し制約パンチピン錠止溝163、カップ153中にピン160を固定するモールステーパーからなるテーパー錠止チップ164を有している。
【0091】
ピン160が固定されると、引出し制約および/または回転制約パンチピン165の孔154および溝163内への挿入・嵌合によりセットされる。モジュールテーパーピン160の代りとして好ましくはモールステーパー164に関連してネジ166があってもよい。
【0092】
回転装置350は完全にモジュールであって、モジュールケース301中に下側に挿入可能であり、該ケースは好ましくはその壁102に適応し、該壁は例えば約1.5〜2.0度テーパー2Xのブラウン・シャープ(Browne & Sharpe)テーパを有しているか、または追加の部材30としてスパイク37を具えたボックス状モジュールにより与えられる同様のケースを有しており、Co−Cr合金から形成され、かつ揺動可能な垂下雄タイプ部分を側壁32を具えたケース31中に有している。制約ブラウン・シャープテーパー32Xは約1.6〜2.1度であり、選択的な上壁33は上孔33THと前壁34を有している。
【0093】
側壁52中の孔52はヒンジピン(軸)55を収容する。軸承ブロック(回転体)51は孔52の方向に沿って延在する孔52A、平滑な壁を具えモールステーパーで傾斜しおよび/またはネジ56を具えたテーパーピンカップ53、パンチピン孔54を有している。テーパーピン61はカップ53中に挿入され、パンチピン65および/またはネジ66により固定される。回転装置350は、一体片である部材51、61を有することにより、単片垂下雄タイプ部分を有して形成されている。
【0094】
アメリカ合衆国食料・薬品省(FDA)プロトコルに応じると、セラミック大腿骨膝部材100は後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(1bs.)(約0.68038856メトリックトン)、少なくとも2000ポンド(約0.90718475メトリックトン)、少なくとも約2500ポンド(約1.1339809メトリックトン)の強度を有している。図4テスト矢印105T、実験例1参照。
【0095】
一時的または試行大腿骨部材100Tおよび/または大腿骨部材100のためのドリルジグ100DJはこの発明のセラミックから形成される。糊付け部材100S(「ヒンジ」)およびオーグメント(augment)一時的または試行部材100ATは部材100Tと一緒に使用される。
【0096】
脛骨部材200は脛骨部材フレーム201を有しており、該脛骨部材フレームは脛骨トレイ202、蟻継ぎ線型挿入レイル203、線型停止ランプまたは回転安全ストッパー204、中央ストッパー204C、特に複捕捉ロックメカニズム204Xの部分なら、骨締結ネジ206が挿入されるネジ孔205、ネジ付きの別個のステム207Qを与えることによりネジ付き収容カップ207C中に下方挿入可能なステム207、または上部ネジ付きヘッドを具えた別個のステム207Qを与えることにより部材フレーム201の内移植後でもネジ付き貫通孔207Hに下方に挿入可能な、末端テーパー207Tを有した、多数の(例えば3個の)末端リブ付き溝208および/または多数の(例えば2個)下側フランジ208F、および下方を向いた骨内部成長向上表面209を有している。
【0097】
脛骨関節表面210は関節丘表面110の凸形状に相補する凹面形状であって、上部中間関節表面211と中間ローブ213と側方ローブ214上の上部側方関節表面212を有している。
【0098】
各ローブの下側にはレール203に沿って滑動するための蟻継ぎ溝215、ローブスパニング部分216、ストッパー204,204Cと協働して錠止するためのノッチ217、ノッチ118と同様な内関節丘ノッチ218が有る。ランプ219はストッパー204上に容易に装備できるように形成されている。そのような要素200−219はUHMWPEなどの適宜材料からなる別個の脛骨トレイライナー220上に配置されている。
【0099】
回転装置容器250は筒状カップ251であって、該カップは頂部肩凹部252を有している。例えばUHMWPEからなる回転装置容器ライナー260は容器250とそのカップ251中に挿入されて、それ自身テーパーピン60、160を収容する。
【0100】
ライナー260はテーパーピン収容カップ261、凹部252に嵌合する肩部262、拡大中の吸収して消された体液の退出および内移植された関節1000の屈曲および結果としてのライナーカップ261中にきっちりと嵌合ししかしかも可動であるテーパーピン60、160の上下運動を可能とする多数(例えば2〜4個)の内側軸方向指向溝263、両者間の密な嵌合である容器250へのライナー260の挿入中に液体および/またはガスの逃げを可能とする外部軸方向指向流体逃げ形状(溝または孔)264を有している。肩部ベベル角A9a,A9bはそれぞれ例えば90度および118度である。
【0101】
例えば完全オーグメント200Fまたは部分オーグメント200Pとして脛骨ブロックオーグメントが得られる。以下の表はZimmer社から入手できるオーグメントを示す。
【0102】
【表1】
【0103】
当業者が理解するように、RHK完全脛骨ブロックオーグメント200AはRHK脛骨ベース板と一緒でのみ使用できる。
【0104】
膝内植組織1000は天然負荷転移を有すると有利である。であるからして上記した関節運動に加えて、膝は実質的な量、例えば約90%以上または約95%以上の関節丘を通る負荷を支持している。アメリカ特許第5,766,257号および6,629,999号を参照。
【0105】
図50、51に例えばMg−TTZセラミック、十字形保持大腿骨部材内植組織100CR/550などのジルコニアセラミックを示す。好ましくはないがアルミナなどの他のセラミックも使用可能である。図2〜8におけるように、部材の骨インターフェイス側ワッフルバンプパターンに注目。
【0106】
それらを有する他の内植組織のように、部材の骨インターフェイス側上の粗面に加えて、これは外科セメントにグリップを与える。よりよいセメント結合を与えるのに加えて、部材の骨インターフェイス側上の隆起部は内植組織の強化の助けとなる。内植組織100CRは平滑な関節丘110を有しているが、側方および中間下部および後部関節丘の間にボックスその他の構造は有していない。平滑皿状トラック関節表面117は関節丘の間、特に側方と中間前部関節丘の間に存在する。
【0107】
図52に例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、単房室大腿骨膝部材内植組織100UK/550などのセラミックを示す。図2〜8,50,51におけるようなワッフルバンプパターンおよび隆起部に注目。内植組織100UKも平滑関節丘110を有している。
【0108】
図53、54に例えばジルコニアセラミック、Mg−TTZセラミック、皿状大腿骨関節内植組織100PF/550などのセラミックを示す。それは平滑関節表面110と平滑皿状トラック関節表面117を有している。下部隆起部に注目。粗面を下部表面上にも設けることができる。切除大腿骨骨ストック上のセメント中に取り付けるための前部下部位置内の骨インターフェイス下部表面上には脚柱が設けられている。
【0109】
図55〜58に脊髄の隣接対面脊椎間に取り付ける例えばジルコニアセラミック、脊椎カップユニット100VC/550などのセラミックを示す。これは平滑球状セクション関節表面110を有している。これらは頸部、胸部、腰部領域中に、ディスク不全があるときの骨融解の代わりに脊椎本体をカバーして9、10脊椎間に内移植されるものである。これは脊髄の柔軟性ディスク不全の選択を保つ。
【0110】
一実施例においては、脊椎キャップユニット部材はカップ装置によりキャップ過剰切除骨の骨インターフェイス表面中に取り付けられる。他の実施例においては、部材は脚柱の助けを借りて切除骨中に取り付けられる。外科セメントを使用できる。勿論適宜な金属などの他の材料も使ってこれらの脊椎キャップユニットを形成することが可能である。
【0111】
図59〜64に例えばジルコニアセラミック(Mg−TTZなど)などのセラミック足首関節ユニットを示す。該ユニットは距骨キャップ内植組織100AJおよび脛骨トレイ内植組織200AJ(UHMWPEトレイライナー、図示せず)を有している。距骨キャップ100AJは関節表面110を有しており、これは半関節形成中の天然組織または総関節交換関節形成中のトレイライナーと関節連結されており、かつ一時的下顎骨関節100TMJ(図15)、脊椎キャップユニット100VC(図55、56)などとともに切除骨のスタンプ上に取り付けるためのカップの形である。
【0112】
脛骨トレイ内植組織200AJは適宜な金属またはセラミックであり、かつ骨髄内スパイクと関節表面を具えたライナーを収容保持するカップとを有している。
【0113】
この発明にはその他種々の実施例が可能である。例えば手および足指関節内植組織がセラミックで提供でき、指、親指、爪先などがあり特に足の親指などである。そのような内植組織は、足の親指の場合、適宜な金属トレイと当業界周知の総金属構造に代えて関節表面を具えた取付け可能なセラミックトレイライナーを具えた骨髄内スパイクを有している。以下実験例によりさらにこの発明を説明する。
【0114】
実験例1。Mg−TTZ後部安定化大腿骨膝関節内植組織部材の完成体がバインダーを伴った約3%酸化マグネシウムジルコニア単斜晶1〜2μmミクロ粉体へのCIP作業により始められた。該内植組織部材をビスクして直角3〜1/2インチx4−インチx4−インチブロックを得た。ついで該ブロックをCNC機械加工して意図されたより完成したセラミックのサイズの121.95%の未加工機械加工体を得た。これは標準サイズの関節丘を具えた後部安定化大腿骨膝部材の前駆体である。
【0115】
該前駆体は燃焼Mg−TTZキルン詰物上のその関節丘とともにオーブン中に配置され、該オーブンは室温から1725〜1775℃の燃焼温度まで約1〜2℃/分の速度で昇温された。
【0116】
燃焼は2〜3時間行われた。爾後、温度は約1340℃の焼鈍温度まで約5℃/分の速度で低減された。焼鈍は約2時間行われた。焼鈍セラミックは約5℃/分の速度で室温まで冷却されて、強度のより完成した後部安定化内植組織を得た。図2〜8参照。
【0117】
該より完成したセラミック膝大腿骨部材はダイアモンド砂研摩でその反対側を粗面化する。その関節表面はダイアモンド塵で研摩する。セラミック膝内植組織は表面活性剤を有した液体浴中に浸漬し音波攪拌により清浄化される。安定化は放射および/または酸化エチレンにより行う。
【0118】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化膝大腿骨部材100(図2〜8)は、デモンストレーションモデルとして示される。デモンストレーションでは部材100が壁に向けて衝撃を与えるべく部屋を超えたかたい床の上に投げられた。観衆は他のセラミック膝内植組織の粉砕が床に落下しないだけでなくデモンストレーション部材100が無傷であったのを見て狼狽した。
【0119】
上記したように形成された燃焼完成セラミック後部安定化部材100(図2〜8)は、個別にジグ中に配置してFDAが対応する金属部材のテストを要求する方向に対応するテスト矢印105T(図4)に沿って後部フランジ105に応力を印加することにより、テストされた。
【0120】
壁/頂部102/103について約1.7mmの厚さの第1のセラミック部材は、約1000ポンド(約0.4535924メトリックトン相当)の力が印加されたときに、破壊しなかった。そこで部材は650〜550ポンド(約0.2948531〜0.2494758メトリックトン)および650〜750ポンド(約0.2948531〜0.3401943メトリックトン)で15−Hz疲労応力に200,000回掛けられたが、破壊はなかった。
【0121】
部材は約2250ポンド(約1.0205829メトリックトン)の負荷で破壊され、そのボックス(壁102と頂部103)が折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。壁102について約1.7mmの厚さの第2の部材は約2300ポンド(約1.0432625メトリックトン)負荷で破壊されその壁102および頂部103ボックスが折れたが、関節丘フランジ105はそうではなかった。これはCo−Crについての最小FDA値の約3倍である。
【0122】
約2〜3mm厚さの壁/頂部102/103が望ましい。
【0123】
3mm壁/頂部102/103厚さのMg−TTZ膝(図2〜8)についての確定要素分析が矢印105T(図4)に沿っての応力について行われた。88,000,000回の後推定強度は2800ポンド(ほぼ1.270059メトリックトン)であった。
【0124】
実験例2。Y−TZP後部安定化大腿骨膝関節部材のための機械加工未加工体ブロックをバインダーなしで単斜晶ナノ粉体に圧力を印加して形成した。ついで該ブロックをCNC機械加工して機械加工未加工セラミック体を得て、燃焼し、焼鈍した。さらに1200℃、20,000psi(ほぼ1406.138kg/cm2)HIP処理して、理論的に密な後部安定化部材を得た。
【0125】
実験例3。上記の方法によりさらなるセラミック製品を得た。例えば図9〜64参照。
【0126】
以上この発明を説明したが、請求項記載の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0127】
この発明は義肢などの医療用人工器官製造分野において広く応用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0128】
【図1】ジルコニアセラミックの一般相を示すグラフである。
【図2】この発明による製造の構成を示す。
【図3】後部安定化大腿骨膝内植組織部材として具現されたこの発明の完成セラミック体の平面図である。
【図4】図3の部材の中央から側部にかけての側面図である。
【図5】図3の部材の前面図である。
【図6】図3の部材の後面図である。
【図7】線7S−7Sに沿って取った図3の部材の断面図である。
【図8】図3の部材の後斜視図である。
【図9】金属モジュール間大腿骨脚注および金属固定ワッシャー、金属ネジファスナー、後部安定化ストッパーのための金属またはセラミックペグを具えたモジュールセラミック膝内植組織を示す。
【図10】単片単房室膝関節スペーサーの平面図である。
【図11】単片単房室膝関節スペーサーの側面図である。
【図12】二片単房室膝関節整列装置の側面断面図である。
【図13】二片単房室膝関節整列装置の図12に対して垂直に取った側面断面図である。
【図14】滑動係合状態にある二片単房室膝関節整列装置の平面図である。
【図15】一時的下顎骨関節内植組織キャップである。
【図16】工業用ベアリングの斜視図である。
【図17】流量制御装置の平面図である。
【図18】ギア群の拡大図である。
【図19】プーリー群の拡大図である。
【図20】回転装置を具えた人工義肢膝関節内植組織のための完成ベース部材のこの発明による製造計画を示す。
【図21】回転装置を具えたベース大腿骨部材体などの大腿骨、脛骨部材間に少なくともセラミック部材体を有した人工義肢膝関節の前部である。
【図22】図21の関節の拡大図である。
【図23】図21、22の関節のための大腿骨部材の左側面図である。
【図24】図23の大腿骨部材の後面図である。
【図25】図22〜24の大腿骨部材の回転装置の左側面図である。
【図26】図22に示すような関節の回転装置大腿骨・脛骨テーパーピンの側面図である。
【図27】回転装置とセラミック体を有したこの発明の他の人工義肢膝関節の大腿骨部材の拡大斜視図である。
【図28】図27の大腿骨部材を有した義肢膝関節の拡大側面図である。
【図29】組み立てられてかつ大腿骨部材の代りに骨損失を収容するオーグメントを有した図28の関節の斜視図である。
【図30】種々の大腿骨オーグメントの側面図である。
【図31】図28の関節内に見られる脛骨ベース板の側面図である。
【図32】図31の脛骨ベース板の斜視図である。
【図33】図31の脛骨ベース板と一緒に使用される部分的脛骨オーグメントの斜視図である。
【図34】図27などのような患者を大腿骨部材に装着させる適宜寸法のモジュール回転装置を具えたセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。
【図35】図27などのような患者を大腿骨部材に装着させる骨の欠如を補うスナップオーグメントを具えたセラミック一時的大腿骨部材の斜視図である。オーグメント一時的部材は大腿骨一時的部材にスナップしている。
【図36】図27のような大腿骨部材の内植組織のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの切除大腿骨中基端方向の側面図である。
【図37】図27のような大腿骨部材の内植組織のためのセラミック大腿骨一時的切断ガイドの切除大腿骨中後方向の側面図である。
【図38】この発明のモジュールセラミック人間膝関節のサギタル断面図である。
【図39】図38の関節の後断面図である。
【図40】図38、39と同様な軸(テーパー)ピンのピンタイプ取付けを有したこの発明のモジュールセラミック膝関節の展開後断面図である。
【図41】モジュールーインーモジュールであるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。
【図42】トップ−挿入ステムであるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。
【図43】ステムを具えた単片回転装置であるモジュールを具えたセラミック大腿骨膝部材の展開サギタル断面図である。
【図44】図41〜43の大腿骨部材フレームの後断面図である。
【図45】図38、39のモジュール関節の揺動可能垂下雄タイプ部分を具えた挿入可能回転装置のサギタル断面図である。
【図46】図45の挿入可能回転装置の後断面図である。
【図47】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の拡大側面図である。
【図48】図47のトレイの展開後面図である。
【図49】この発明のモジュールセラミック脛骨トレイの他の実施例の展開後面図である。
【図50】左人間膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織の左前斜視平面図である。
【図51】左人間膝内植組織のためのジルコニアセラミック十字形保持大腿骨部材内植組織の底面図である。
【図52】セラミック単房室大腿骨部材関節丘内植組織の後斜視図である。
【図53】左人間膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織の上後斜視図である。
【図54】左人間膝のためのセラミック皿状大腿骨関節内植組織の前斜視図である。
【図55】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を断面で示したキャップまたはカップ取付けスタイルの側面展開図である。
【図56】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を矢印41Aに沿ってとったキャップまたはカップ取付けスタイルの上面図である。
【図57】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を断面であるペグまたは脚注取付けスタイルの側面展開図である。
【図58】ディスクの交換のための隣接対面脊椎体の内植組織のための脊髄間脊椎ユニットを示す図であり、一部材を矢印42Aに沿ってとった上面図であるペグまたは脚注取付けスタイルの上面図である。
【図59】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの上面図である。
【図60】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの底面図である。
【図61】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの側面図である。
【図62】足首内植組織ユニットを示し、半内植組織である距骨キャップの前面図である。
【図63】足首内植組織ユニットを示し、脛骨トレイ、側面図である。
【図64】足首内植組織ユニットを示し、脛骨トレイ、前面図である。
【符号の説明】
【0129】
10:単斜晶粉体
19:中空型
100:大腿骨部材
101:フレーム
200:脛骨部材
【特許請求の範囲】
【請求項1】
セラミックの初期未加工体を用意し、該セラミック体を機械加工して機械加工セラミック体を得ることを特徴とするセラミック体の製造方法。
【請求項2】
機械加工セラミック体を燃焼および/またはさらなる処理をしてより完成したセラミック体を得ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項6】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項8】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
セラミック体が産業物品であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
義肢内植組織または内植組織部材をまたは産業物品を含み、それらは、初期未加工セラミック体を用意して機械加工を施して燃焼させることにより、セラミックから形成されることを特徴とする製造物品。
【請求項11】
燃焼後にさらに処理されることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項12】
義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項13】
義肢内植組織または内植組織部材が膝のための大腿骨または脛骨部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項14】
後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項15】
膝内植組織を含んだ回転装置のための大腿骨フレーム部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項16】
単片単房室膝スペーサー装置または多片単房室関節整列装置であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項17】
一時的下顎骨関節キャップ内植組織であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項18】
膝のための十字形保持大腿骨部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項19】
膝のための単房室大腿骨関節丘部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項20】
皿状大腿骨関節内植組織であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項21】
脊椎キャップであることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項22】
足首関節ユニットまたは部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項23】
セラミックがMg−PSZ、Mg−TTZ、Y−TZP、Al203または強化Al203であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項24】
セラミックがジルコニアを含んでいることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項25】
後部安定化膝大腿骨部材および回転膝大腿骨部材フレームからなる群から選ばれるセラミック膝交換内植組織。
【請求項26】
ジルコニアを含んでいることを特徴とする請求項25に記載の内植組織。
【請求項27】
後部安定化大腿骨部材であることを特徴とする請求項26に記載の内植組織。
【請求項28】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有したセラミック大腿骨膝部材。
【請求項29】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項30】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項29に記載の内植組織。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷間等方圧加工処理に掛けるべくセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して所定の完成セラミック体内植組織の形状に類似する前駆体形状である機械加工未加工セラミック体を得ることを特徴とするセラミック体内植組織の製造方法。
【請求項2】
機械加工未加工セラミック体を燃焼および/またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項6】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項8】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
セラミック体がMgPSZ物品であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
義肢内植組織または内植組織部材を含んでおり、該部材は、冷間等方圧加工処理に掛けるべくセラミックの初期未加工体を用意し、未加工体を機械加工して製造物品としての所定の完成セラミック体の形状と類似な前駆体形状である形状を有した機械加工未加工セラミック体を得て、機械加工未加工セラミック体を燃焼することにより、セラミックから形成されることを特徴とする製造物品。
【請求項11】
燃焼後さらに処理されることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項12】
義肢内植組織または内植組織部材が膝のための大腿骨または脛骨部材である
ことを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項13】
後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項14】
膝内植組織を含んだ回転装置のための大腿骨フレーム部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項15】
単片単房室膝スペーサー装置または多片単房室関節整列装置であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項16】
一時的下顎骨関節キャップ内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項17】
膝のための十字架保持大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項18】
膝のための単房室大腿骨関節丘部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項19】
皿状大腿骨関節内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項20】
脊椎骨キャップであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項21】
足首関節ユニットまたは部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項22】
セラミックがジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項23】
セラミックがMg−PSZまたはY−TZPであることを特徴とする請求項23に記載の物品。
【請求項24】
後部安定化膝大腿骨部材および回転膝大腿骨部材フレームからなる群から選ばれることを特徴とするセラミック膝交換内植組織。
【請求項25】
ジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項25に記載の内植組織。
【請求項26】
後部安定化大腿骨部材であることを特徴とする請求項26に記載の内植組織。
【請求項27】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有することを特徴とするセラミック大腿骨膝部材内植組織。
【請求項28】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項29】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項29に記載の内植組織。
【請求項30】
後部安定化膝のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項31】
側壁と関節丘を具えた左右の関節丘フランジをブリッジしてかつ関節丘間ノッチを構成する頂部とを有したフレームと、ノッチ内に後部安定化ストッパーとを有していることを特徴とする後部安定化膝のためのセラミック大腿骨部材。
【請求項32】
さらに内側を向いた骨内部成長向上および/またはセメント接着表面とを有しており、該表面が内移植されたときに基端および深い方向を向くバンプを具えていることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項33】
単片であることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項34】
単片であることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項35】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項36】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項37】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項34に記載の部材。
【請求項38】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項35に記載の部材。
【請求項39】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有していることを特徴とする請求項32〜39のいずれかひとつに記載の部材。
【請求項40】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項40に記載の部材。
【請求項41】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項41に記載の部材。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷間等方圧加工作業によりセラミックの初期未加工体を用意し、該セラミックの初期未加工体を埋設体に埋設することなしに、所定の完成セラミック義肢内植組織または義肢内植組織部材の形状に実質的に類似する前駆体としての形状を有するように機械加工して機械加工未加工セラミック体を得ることを特徴とするセラミック体義肢内植組織または義肢内植組織部材の製造方法。
【請求項2】
機械加工未加工セラミック体が燃焼されておよび/またはさらに処理されてより完成されたセラミック体を得ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項6】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項8】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
セラミック体がMg−PSZ製品であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
義肢内植組織または義肢内植組織部材を有しており、該部材は、セラミックの初期未加工体を埋設体に埋設することなしに冷間等方圧加工作業によりセラミックの初期未加工体を用意し、製造物品としての所定の完成セラミック体の形状に実質的に類似する前駆体形状である形状を機械加工未加工セラミック体が持つように初期未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を得て、機械加工未加工セラミック体を燃焼することによりセラミックから形成されることを特徴とする製造物品。
【請求項11】
燃焼後にさらに研磨によってのみ処理されることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項12】
義肢内植組織または義肢内植組織部材が交換膝関節のための大腿骨または脛骨部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項13】
後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項14】
膝内植組織を含む回転装置のための大腿骨フレーム部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項15】
単片単房室膝スペーサー装置または多片単房室関節整列装置であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項16】
一時的下顎骨関節キャップ内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項17】
膝のための十字形保持大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項18】
膝のための単房室大腿骨関節丘部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項19】
皿状大腿骨関節内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項20】
脊椎キャップであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項21】
足首関節ユニットまたは部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項22】
セラミックがジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項23】
セラミックがMg−PSZまたはY−TZPであることを特徴とする請求項23に記載の物品。
【請求項24】
後部安定化膝大腿骨部材および回転膝大腿骨部材フレームからなる群から選ばれることを特徴とするセラミック膝交換内植組織。
【請求項25】
ジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項25に記載の内植組織。
【請求項26】
後部安定化大腿骨部材であることを特徴とする請求項26に記載の内植組織。
【請求項27】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有していることを特徴とするセラミック大腿骨膝部材内植組織。
【請求項28】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項29】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項29に記載の内植組織。
【請求項30】
後部安定化膝のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項31】
側壁と関節丘を具えた左右の関節丘フランジをブリッジしている頂部とを具えて関節丘内ノッチを形成するフレームを有したセラミック体とノッチ内の後部安定化ストッパーを有していることを特徴とする後部安定化膝のためのセラミック大腿骨部材。
【請求項32】
さらに内側を向いた骨内部成長向上および/または内移植されたときに基端および奥方向に対面する突出バンプを有したセメント接着表面を有していることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項33】
単片であることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項34】
単片であることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項35】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項36】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項37】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項34に記載の部材。
【請求項38】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項35に記載の部材。
【請求項39】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有したことを特徴とする請求項32〜39のいずれかひとつに記載の部材。
【請求項40】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項40に記載の部材。
【請求項41】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項41に記載の内植組織。
【請求項1】
セラミックの初期未加工体を用意し、該セラミック体を機械加工して機械加工セラミック体を得ることを特徴とするセラミック体の製造方法。
【請求項2】
機械加工セラミック体を燃焼および/またはさらなる処理をしてより完成したセラミック体を得ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項6】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項8】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
セラミック体が産業物品であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
義肢内植組織または内植組織部材をまたは産業物品を含み、それらは、初期未加工セラミック体を用意して機械加工を施して燃焼させることにより、セラミックから形成されることを特徴とする製造物品。
【請求項11】
燃焼後にさらに処理されることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項12】
義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項13】
義肢内植組織または内植組織部材が膝のための大腿骨または脛骨部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項14】
後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項15】
膝内植組織を含んだ回転装置のための大腿骨フレーム部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項16】
単片単房室膝スペーサー装置または多片単房室関節整列装置であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項17】
一時的下顎骨関節キャップ内植組織であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項18】
膝のための十字形保持大腿骨部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項19】
膝のための単房室大腿骨関節丘部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項20】
皿状大腿骨関節内植組織であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項21】
脊椎キャップであることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項22】
足首関節ユニットまたは部材であることを特徴とする請求項12に記載の物品。
【請求項23】
セラミックがMg−PSZ、Mg−TTZ、Y−TZP、Al203または強化Al203であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項24】
セラミックがジルコニアを含んでいることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項25】
後部安定化膝大腿骨部材および回転膝大腿骨部材フレームからなる群から選ばれるセラミック膝交換内植組織。
【請求項26】
ジルコニアを含んでいることを特徴とする請求項25に記載の内植組織。
【請求項27】
後部安定化大腿骨部材であることを特徴とする請求項26に記載の内植組織。
【請求項28】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有したセラミック大腿骨膝部材。
【請求項29】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項30】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項29に記載の内植組織。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷間等方圧加工処理に掛けるべくセラミックの初期未加工体を用意し、該未加工体を機械加工して所定の完成セラミック体内植組織の形状に類似する前駆体形状である機械加工未加工セラミック体を得ることを特徴とするセラミック体内植組織の製造方法。
【請求項2】
機械加工未加工セラミック体を燃焼および/またはさらなる処理に掛けてより完成したセラミック体を得ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項6】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項8】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
セラミック体がMgPSZ物品であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
義肢内植組織または内植組織部材を含んでおり、該部材は、冷間等方圧加工処理に掛けるべくセラミックの初期未加工体を用意し、未加工体を機械加工して製造物品としての所定の完成セラミック体の形状と類似な前駆体形状である形状を有した機械加工未加工セラミック体を得て、機械加工未加工セラミック体を燃焼することにより、セラミックから形成されることを特徴とする製造物品。
【請求項11】
燃焼後さらに処理されることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項12】
義肢内植組織または内植組織部材が膝のための大腿骨または脛骨部材である
ことを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項13】
後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項14】
膝内植組織を含んだ回転装置のための大腿骨フレーム部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項15】
単片単房室膝スペーサー装置または多片単房室関節整列装置であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項16】
一時的下顎骨関節キャップ内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項17】
膝のための十字架保持大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項18】
膝のための単房室大腿骨関節丘部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項19】
皿状大腿骨関節内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項20】
脊椎骨キャップであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項21】
足首関節ユニットまたは部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項22】
セラミックがジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項23】
セラミックがMg−PSZまたはY−TZPであることを特徴とする請求項23に記載の物品。
【請求項24】
後部安定化膝大腿骨部材および回転膝大腿骨部材フレームからなる群から選ばれることを特徴とするセラミック膝交換内植組織。
【請求項25】
ジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項25に記載の内植組織。
【請求項26】
後部安定化大腿骨部材であることを特徴とする請求項26に記載の内植組織。
【請求項27】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有することを特徴とするセラミック大腿骨膝部材内植組織。
【請求項28】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項29】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項29に記載の内植組織。
【請求項30】
後部安定化膝のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項31】
側壁と関節丘を具えた左右の関節丘フランジをブリッジしてかつ関節丘間ノッチを構成する頂部とを有したフレームと、ノッチ内に後部安定化ストッパーとを有していることを特徴とする後部安定化膝のためのセラミック大腿骨部材。
【請求項32】
さらに内側を向いた骨内部成長向上および/またはセメント接着表面とを有しており、該表面が内移植されたときに基端および深い方向を向くバンプを具えていることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項33】
単片であることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項34】
単片であることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項35】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項36】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項37】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項34に記載の部材。
【請求項38】
Mg−PSZであることを特徴とする請求項35に記載の部材。
【請求項39】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有していることを特徴とする請求項32〜39のいずれかひとつに記載の部材。
【請求項40】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項40に記載の部材。
【請求項41】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項41に記載の部材。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷間等方圧加工作業によりセラミックの初期未加工体を用意し、該セラミックの初期未加工体を埋設体に埋設することなしに、所定の完成セラミック義肢内植組織または義肢内植組織部材の形状に実質的に類似する前駆体としての形状を有するように機械加工して機械加工未加工セラミック体を得ることを特徴とするセラミック体義肢内植組織または義肢内植組織部材の製造方法。
【請求項2】
機械加工未加工セラミック体が燃焼されておよび/またはさらに処理されてより完成されたセラミック体を得ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
セラミック体が複雑な義肢内植組織または内植組織部材であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項5】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項6】
セラミック体が後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項7】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項8】
セラミック体が回転膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項9】
セラミック体がMg−PSZ製品であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
【請求項10】
義肢内植組織または義肢内植組織部材を有しており、該部材は、セラミックの初期未加工体を埋設体に埋設することなしに冷間等方圧加工作業によりセラミックの初期未加工体を用意し、製造物品としての所定の完成セラミック体の形状に実質的に類似する前駆体形状である形状を機械加工未加工セラミック体が持つように初期未加工体を機械加工して機械加工未加工セラミック体を得て、機械加工未加工セラミック体を燃焼することによりセラミックから形成されることを特徴とする製造物品。
【請求項11】
燃焼後にさらに研磨によってのみ処理されることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項12】
義肢内植組織または義肢内植組織部材が交換膝関節のための大腿骨または脛骨部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項13】
後部安定化膝内植組織のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項14】
膝内植組織を含む回転装置のための大腿骨フレーム部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項15】
単片単房室膝スペーサー装置または多片単房室関節整列装置であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項16】
一時的下顎骨関節キャップ内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項17】
膝のための十字形保持大腿骨部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項18】
膝のための単房室大腿骨関節丘部材であることを特徴とする請求項13に記載の物品。
【請求項19】
皿状大腿骨関節内植組織であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項20】
脊椎キャップであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項21】
足首関節ユニットまたは部材であることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項22】
セラミックがジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項10に記載の物品。
【請求項23】
セラミックがMg−PSZまたはY−TZPであることを特徴とする請求項23に記載の物品。
【請求項24】
後部安定化膝大腿骨部材および回転膝大腿骨部材フレームからなる群から選ばれることを特徴とするセラミック膝交換内植組織。
【請求項25】
ジルコニアセラミックであることを特徴とする請求項25に記載の内植組織。
【請求項26】
後部安定化大腿骨部材であることを特徴とする請求項26に記載の内植組織。
【請求項27】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有していることを特徴とするセラミック大腿骨膝部材内植組織。
【請求項28】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項29】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項29に記載の内植組織。
【請求項30】
後部安定化膝のための大腿骨部材であることを特徴とする請求項28に記載の内植組織。
【請求項31】
側壁と関節丘を具えた左右の関節丘フランジをブリッジしている頂部とを具えて関節丘内ノッチを形成するフレームを有したセラミック体とノッチ内の後部安定化ストッパーを有していることを特徴とする後部安定化膝のためのセラミック大腿骨部材。
【請求項32】
さらに内側を向いた骨内部成長向上および/または内移植されたときに基端および奥方向に対面する突出バンプを有したセメント接着表面を有していることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項33】
単片であることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項34】
単片であることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項35】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項32に記載の部材。
【請求項36】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項33に記載の部材。
【請求項37】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項34に記載の部材。
【請求項38】
Mg−PSZからなることを特徴とする請求項35に記載の部材。
【請求項39】
後部関節丘に対して少なくとも約1500ポンド(約0.68メトリックトン)の強度を有したことを特徴とする請求項32〜39のいずれかひとつに記載の部材。
【請求項40】
強度が少なくとも約2000ポンド(約0.91メトリックトン)であることを特徴とする請求項40に記載の部材。
【請求項41】
強度が少なくとも約2500ポンド(約1.1メトリックトン)であることを特徴とする請求項41に記載の内植組織。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【公表番号】特表2006−523156(P2006−523156A)
【公表日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−509209(P2006−509209)
【出願日】平成16年3月5日(2004.3.5)
【国際出願番号】PCT/US2004/006908
【国際公開番号】WO2004/080340
【国際公開日】平成16年9月23日(2004.9.23)
【出願人】(505335706)
【出願人】(505335717)
【出願人】(505335681)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年3月5日(2004.3.5)
【国際出願番号】PCT/US2004/006908
【国際公開番号】WO2004/080340
【国際公開日】平成16年9月23日(2004.9.23)
【出願人】(505335706)
【出願人】(505335717)
【出願人】(505335681)
【Fターム(参考)】
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