JPH0819559A - ポリマー複合材インプラント及びその製造方法 - Google Patents
ポリマー複合材インプラント及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、ポリマー材料の複合材から形成さ
れた寛骨臼盃状窩インプラント、及びその寛骨臼盃状窩
インプラントの製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 本インプラントの関節表面は100%超高分子量
ポリ・エチレン(UHMWPE)であり、そしてその盃状窩の骨
結合表面は有意な量のポリ・メチル・メタクリレート(P
MMA)を含む。この盃状窩は少なくとも2 つの領域から成
り、領域(1) は関節表面を形成し、そして領域(2) は領
域(1) からその骨結合表面に延びている。好ましくは、
領域(1) はUHMWPEから成り、そしてその関節表面から所
定の厚さで延び、領域(2) は成形前にブレンドされたUH
MWPEとPMMAとの混合物から成り、そして領域(3) は領域
(2) に隣接し且つPMMAから成る。
れた寛骨臼盃状窩インプラント、及びその寛骨臼盃状窩
インプラントの製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 本インプラントの関節表面は100%超高分子量
ポリ・エチレン(UHMWPE)であり、そしてその盃状窩の骨
結合表面は有意な量のポリ・メチル・メタクリレート(P
MMA)を含む。この盃状窩は少なくとも2 つの領域から成
り、領域(1) は関節表面を形成し、そして領域(2) は領
域(1) からその骨結合表面に延びている。好ましくは、
領域(1) はUHMWPEから成り、そしてその関節表面から所
定の厚さで延び、領域(2) は成形前にブレンドされたUH
MWPEとPMMAとの混合物から成り、そして領域(3) は領域
(2) に隣接し且つPMMAから成る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマー材料から作ら
れたインプラントに関し、そしてそのポリマーの1形態
から作られた関節形成表面、及び複合材材料から形成さ
れた実質的な部分を有するインプラントに特定の関連を
もつ。
れたインプラントに関し、そしてそのポリマーの1形態
から作られた関節形成表面、及び複合材材料から形成さ
れた実質的な部分を有するインプラントに特定の関連を
もつ。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】全股関
節部置換外科手術において使用されるような補てつ寛骨
臼(prostheticacetabular) は、長年にわたり様々な材
料から作られてきた。盃状窩(cups)は、全金属から、全
ポリマーから、又はその外側のシェルが金属から形成さ
れた材料とその関節表面を形成するライナーがポリマー
から形成された材料との組み合わせから、作られてき
た。ポリマーの選択は、製造者から製造者まで変わる
が、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)は、広く使用され
ている。寛骨臼にねじ込まれるべく作られた補てつ盃状
窩は、その寛骨臼にプレス・フィットされ、又は特定の
患者についてその外科医の好みに依存してその寛骨臼に
セメント結合されることができる。幾つかの利点及び欠
点がそれぞれのスタイルの盃状窩並びにその特定の固定
方法に関連する。全UHMWPE盃状窩への1 つの欠点は、骨
セメントがUHMWPEによく接着しないのでセメント固定が
困難であるということである。さらに、全UHMWPE盃状窩
は、UHMWPEのガラス転移温度が患者の体温よりも低いた
めにその体内に移植されたときにクリープ(creep) 問題
を示す。
節部置換外科手術において使用されるような補てつ寛骨
臼(prostheticacetabular) は、長年にわたり様々な材
料から作られてきた。盃状窩(cups)は、全金属から、全
ポリマーから、又はその外側のシェルが金属から形成さ
れた材料とその関節表面を形成するライナーがポリマー
から形成された材料との組み合わせから、作られてき
た。ポリマーの選択は、製造者から製造者まで変わる
が、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)は、広く使用され
ている。寛骨臼にねじ込まれるべく作られた補てつ盃状
窩は、その寛骨臼にプレス・フィットされ、又は特定の
患者についてその外科医の好みに依存してその寛骨臼に
セメント結合されることができる。幾つかの利点及び欠
点がそれぞれのスタイルの盃状窩並びにその特定の固定
方法に関連する。全UHMWPE盃状窩への1 つの欠点は、骨
セメントがUHMWPEによく接着しないのでセメント固定が
困難であるということである。さらに、全UHMWPE盃状窩
は、UHMWPEのガラス転移温度が患者の体温よりも低いた
めにその体内に移植されたときにクリープ(creep) 問題
を示す。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリマー材料
の複合材から形成された寛骨臼盃状窩インプラントであ
って、そのインプラントの関節表面が100%超高分子量ポ
リ・エチレン(UHMWPE)であり、そしてその盃状窩の骨結
合表面が本質的にポリ・メチル・メタクリレート(PMMA)
であるようなもの、及びその寛骨臼盃状窩インプラント
の製造方法を、提供する。この盃状窩は、少なくとも2
つの領域から成るであろう。領域(1) は、その関節形成
表面を形成し、そして領域(2) は、その領域(1) からそ
の骨結合表面に延びている。領域(2) は、好ましくは、
成形前にブレンドされたUHMWPEとPMMA乾燥物との混合物
から成る。第三領域は、本質的にPMMAから成るであろ
う。従って、本発明の目的は、新規のポリマー複合材イ
ンプラントを提供することである。本発明の他の目的
は、PMMAとUHMWPEとの混合物から形成された盃状窩の実
質的な部分の有する補てつ寛骨臼盃状窩を提供すること
である。本発明の他の目的は、関節形成表面を形成する
UHMWPEの層並びにPMMAとUHMWPEとの混合物から形成され
た本体を有する寛骨臼盃状窩を提供することである。本
発明の他の目的は、複合材ポリマー・インプラントを形
成する新規の方法を提供することである。本発明の他の
目的は、添付図面に係る以下の記載を読む間に明瞭にな
るであろう。
の複合材から形成された寛骨臼盃状窩インプラントであ
って、そのインプラントの関節表面が100%超高分子量ポ
リ・エチレン(UHMWPE)であり、そしてその盃状窩の骨結
合表面が本質的にポリ・メチル・メタクリレート(PMMA)
であるようなもの、及びその寛骨臼盃状窩インプラント
の製造方法を、提供する。この盃状窩は、少なくとも2
つの領域から成るであろう。領域(1) は、その関節形成
表面を形成し、そして領域(2) は、その領域(1) からそ
の骨結合表面に延びている。領域(2) は、好ましくは、
成形前にブレンドされたUHMWPEとPMMA乾燥物との混合物
から成る。第三領域は、本質的にPMMAから成るであろ
う。従って、本発明の目的は、新規のポリマー複合材イ
ンプラントを提供することである。本発明の他の目的
は、PMMAとUHMWPEとの混合物から形成された盃状窩の実
質的な部分の有する補てつ寛骨臼盃状窩を提供すること
である。本発明の他の目的は、関節形成表面を形成する
UHMWPEの層並びにPMMAとUHMWPEとの混合物から形成され
た本体を有する寛骨臼盃状窩を提供することである。本
発明の他の目的は、複合材ポリマー・インプラントを形
成する新規の方法を提供することである。本発明の他の
目的は、添付図面に係る以下の記載を読む間に明瞭にな
るであろう。
【0004】本明細書中に記載する好ましい態様は、網
羅的であること又は本発明を開示されたままの形態に限
定することを意図されていない。あるいは、それらは、
当業者がそれらの技術を利用することができるように本
発明を最良に説明するために選ばれ且つ記載されてい
る。断面図1 中に例示するように本発明に係る寛骨臼盃
状窩(10)は、3 つの層又は領域を含む。領域(1) 又は層
(12)は、股関節部幹インプラント( 図示せず) の大腿骨
頭部に適合するための関節形成表面を形成する超高分子
量ポリエチレン(UHMWPE)から形成される。UHMWPEは、整
形外科産業においてよく知られている。盃状窩(10)の領
域(2) 又は層(14)は、UHMWPEとPMMAとのポリマー・ブレ
ンドから形成されている。PMMAホモポリマー又はPMMAコ
ポリマーのいずれかを使用することができる。このポリ
マー・ブレンドは、負荷条件下で高い完全性を提供する
内部-浸透性ポリマー・ネットワークを形成する。領域
(3) 又は層(16)は、100% PMMA、PMMAホモポリマー又はP
MMAコポリマーのいずれかから成る。PMMAから形成され
たスペーサーは、図1 中に説明するように層(16)に超音
波により溶融されることにより固定され、移植されたと
きその盃状窩のまわりに均一なセメント・マントルを提
供することにおいてその外科医を支援することができ
る。
羅的であること又は本発明を開示されたままの形態に限
定することを意図されていない。あるいは、それらは、
当業者がそれらの技術を利用することができるように本
発明を最良に説明するために選ばれ且つ記載されてい
る。断面図1 中に例示するように本発明に係る寛骨臼盃
状窩(10)は、3 つの層又は領域を含む。領域(1) 又は層
(12)は、股関節部幹インプラント( 図示せず) の大腿骨
頭部に適合するための関節形成表面を形成する超高分子
量ポリエチレン(UHMWPE)から形成される。UHMWPEは、整
形外科産業においてよく知られている。盃状窩(10)の領
域(2) 又は層(14)は、UHMWPEとPMMAとのポリマー・ブレ
ンドから形成されている。PMMAホモポリマー又はPMMAコ
ポリマーのいずれかを使用することができる。このポリ
マー・ブレンドは、負荷条件下で高い完全性を提供する
内部-浸透性ポリマー・ネットワークを形成する。領域
(3) 又は層(16)は、100% PMMA、PMMAホモポリマー又はP
MMAコポリマーのいずれかから成る。PMMAから形成され
たスペーサーは、図1 中に説明するように層(16)に超音
波により溶融されることにより固定され、移植されたと
きその盃状窩のまわりに均一なセメント・マントルを提
供することにおいてその外科医を支援することができ
る。
【0005】図1 のインプラントを形成するために、PM
MA粒子の層又は形成されたPMMAフィルムが圧縮型の雌部
分のに置かれる。次に乾燥ブレンドされたPMMAとUHMWPE
粒子の層をそのPMMA層の上にその型の内に置く。好まし
くは、このブレンドは、20重量% 〜30重量% のPMMAを含
む。それらの粒子がその型の内に置かれた後、圧力を適
用することにより次の隣接層をそれらの層に付加するこ
とに先立ってそれらの層を前- 併合することが必要であ
ることができる。最後に、UHMWPE粒子の層をブレンドさ
れたPMMA & UHMWPE 粒子の層の上に置く。その型を閉
じ、そして圧力及び温度下で圧縮成形する。成形の間
に、そのPMMAが溶融し、そして全UHMWPE盃状窩と比べた
とき盃状窩における増加された剛性を許容するUHMWPE中
に内部- 浸透熱可塑性ネットワークを形成する。さら
に、本発明に係る盃状窩は、PMMAのガラス転移温度がUH
MWPEのガラス転移温度及びその患者の体温よりも高いた
めに、全UHMPE 盃状窩に比べたとき、減少された圧縮ク
リープを提供する。最後に、PMMAから領域(3) 又は層(1
6)を形成することにより、その盃状窩は、その寛骨臼内
に置かれたPMMA骨セメントに容易に結合し、その場にそ
の盃状窩をセメント固定するであろう。
MA粒子の層又は形成されたPMMAフィルムが圧縮型の雌部
分のに置かれる。次に乾燥ブレンドされたPMMAとUHMWPE
粒子の層をそのPMMA層の上にその型の内に置く。好まし
くは、このブレンドは、20重量% 〜30重量% のPMMAを含
む。それらの粒子がその型の内に置かれた後、圧力を適
用することにより次の隣接層をそれらの層に付加するこ
とに先立ってそれらの層を前- 併合することが必要であ
ることができる。最後に、UHMWPE粒子の層をブレンドさ
れたPMMA & UHMWPE 粒子の層の上に置く。その型を閉
じ、そして圧力及び温度下で圧縮成形する。成形の間
に、そのPMMAが溶融し、そして全UHMWPE盃状窩と比べた
とき盃状窩における増加された剛性を許容するUHMWPE中
に内部- 浸透熱可塑性ネットワークを形成する。さら
に、本発明に係る盃状窩は、PMMAのガラス転移温度がUH
MWPEのガラス転移温度及びその患者の体温よりも高いた
めに、全UHMPE 盃状窩に比べたとき、減少された圧縮ク
リープを提供する。最後に、PMMAから領域(3) 又は層(1
6)を形成することにより、その盃状窩は、その寛骨臼内
に置かれたPMMA骨セメントに容易に結合し、その場にそ
の盃状窩をセメント固定するであろう。
【0006】本発明の他の態様を図2 中に例示する。図
2 の盃状窩(10') は、UHMWPEの層(12') 及びブレンドさ
れたUHMWPEとPMMAの層(14') を含む。盃状窩(10') の作
り方は、先に記載したものと同様である。但し、領域
(3) としてPMMAの層を適用する段階を取り除いてある。
使用において、外科医が患者の寛骨臼を準備し、そして
その内にPMMA骨セメントを適用した後、このインプラン
ト(10') をその骨セメント内に座らせる。その寛骨臼内
に置かれた新たな骨セメントは、層(14') 中の骨セメン
トと相互作用し、その場にそのインプラントを結合す
る。
2 の盃状窩(10') は、UHMWPEの層(12') 及びブレンドさ
れたUHMWPEとPMMAの層(14') を含む。盃状窩(10') の作
り方は、先に記載したものと同様である。但し、領域
(3) としてPMMAの層を適用する段階を取り除いてある。
使用において、外科医が患者の寛骨臼を準備し、そして
その内にPMMA骨セメントを適用した後、このインプラン
ト(10') をその骨セメント内に座らせる。その寛骨臼内
に置かれた新たな骨セメントは、層(14') 中の骨セメン
トと相互作用し、その場にそのインプラントを結合す
る。
【0007】本発明を、寛骨臼成分に関するように記載
してきたけれども、本方法が様々なインプラント、例え
ば、脛骨皿(tibial tray) への適用をもつことができる
であろうことを理解すべきである。異なるインプラント
成分によるその使用方法の修正は、本発明の範囲内にあ
ると考えられるであろう。上記領域のための特定の厚さ
を討議してこなかったけれども、それぞれの領域又は層
の厚さは、製造者の指示に依存してそのインプラントの
剛性を変化させるように制御されるであろうことをも理
解すべきである。さらに、本発明は、開示されたままの
形態に限定されないが、前記請求の範囲内で修正される
ことができることを理解すべきである。
してきたけれども、本方法が様々なインプラント、例え
ば、脛骨皿(tibial tray) への適用をもつことができる
であろうことを理解すべきである。異なるインプラント
成分によるその使用方法の修正は、本発明の範囲内にあ
ると考えられるであろう。上記領域のための特定の厚さ
を討議してこなかったけれども、それぞれの領域又は層
の厚さは、製造者の指示に依存してそのインプラントの
剛性を変化させるように制御されるであろうことをも理
解すべきである。さらに、本発明は、開示されたままの
形態に限定されないが、前記請求の範囲内で修正される
ことができることを理解すべきである。
【図1】図1 は、本発明を説明する補てつ寛骨臼盃状窩
の断面図である。
の断面図である。
【図2】図2 は、本発明の他の態様である。
10…寛骨臼盃状窩 12…領域(1) 又は UHMWPE 層 14…領域(2) 又はブレンドされたUHMWPE & PMMA 層 16…領域(3) 又はPMMA層 10' …第二態様の盃状窩 12' …第二態様のUHMWPE層 14' …第二態様のブレンドされたUHMWPE & PMMA 層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23/04 LCK 33/12 LJD (72)発明者 リチャート エス.キング アメリカ合衆国,インディアナ 46580, ウォーソー,インウッド ドライブ 2837
Claims (8)
- 【請求項1】 非金属性整形外科インプラントであっ
て:第二成分と摺接するように改良された第一層、及び
第二外層、を含んで成り、 その第一層がポリエチレンのファミリーからのポリマー
材料から形成されており、そしてその第二層がポリエチ
レンとポリ・メチル・メタクリレートとのブレンドから
形成されている、ようなインプラント。 - 【請求項2】 第一層が超高分子量ポリエチレンから形
成される、請求項1に記載の非金属性インプラント。 - 【請求項3】 第二外層に成形された第三層であって、
ポリ・メチル・メタクリレートから成るものを、さらに
含む、請求項1に記載の非金属性インプラント。 - 【請求項4】 そのインプラントに超音波により溶融さ
れたポリ・メチル・メタクリレートから形成されたスペ
ーシング部材を含む、請求項1に記載の非金属性インプ
ラント。 - 【請求項5】 実質的に超高分子量のポリエチレンの第
一層並びにブレンドされたポリ・メチル・メタクリレー
トとポリエチレンの第二層、から成る、ポリマー複合材
インプラント。 - 【請求項6】 ポリマー複合材インプラントの製造方法
であって、以下の段階: a)圧縮型内にポリ・メチル・メタクリレートの第一層を
入れ; b)そのポリ・メチル・メタクリレートの層の上に、ブレ
ンドされたポリ・メチル・メタクリレートとポリエチレ
ンの第二層を置き; c)そのブレンドされたポリ・メチル・メタクリレートの
層の上にポリエチレンンの第三層を置き; そして d)その第二層中のポリ・メチル・メタクリレートを溶融
せしめ、そしてその超高分子量のポリ・エチレン(UHMWP
E)を溶融せしめるのに十分な温度及び熱を使用して、第
一、第二、及び第三層を圧縮成形する、を含んで成る方
法。 - 【請求項7】 段階a)及びb)がその型内で第一層と第二
層とを前- 併合する段階を含む、請求項6に記載の方
法。 - 【請求項8】 ポリマー複合材インプラントの製造方法
であって、以下の段階: a)圧縮型内にブレンドされたポリ・メチル・メタクリレ
ートとポリエチレンの第一層を入れ; b)そのブレンドされたポリ・メチル・メタクリレートの
層の上に、ポリエチレンの第二層を置き; そして c)その第一層中のポリ・メチル・メタクリレートをその
ポリエチレンのまわりに流さしめるのに十分な温度及び
熱を使用して第一及び第二層を圧縮成形する、を含んで
成る方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US22587394A | 1994-04-11 | 1994-04-11 | |
US225873 | 1994-04-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0819559A true JPH0819559A (ja) | 1996-01-23 |
JP3751656B2 JP3751656B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=22846606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08556695A Expired - Fee Related JP3751656B2 (ja) | 1994-04-11 | 1995-04-11 | ポリマー複合材インプラント及びその製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5645594A (ja) |
EP (1) | EP0681845B1 (ja) |
JP (1) | JP3751656B2 (ja) |
CN (1) | CN1114225A (ja) |
DE (1) | DE69512304T2 (ja) |
ES (1) | ES2138699T3 (ja) |
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GB9417288D0 (en) * | 1994-08-25 | 1994-10-19 | Howmedica | Prosthetic bearing element and process for making such an element |
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DE19612648C2 (de) * | 1996-03-29 | 2001-12-06 | Dietmar A Kumm | Halterungssysteme für Hüftpfannen-Endoprothesen |
DE19613200C2 (de) * | 1996-04-02 | 2001-12-20 | Dietmar A Kumm | Periprothetische Halterungsysteme für Femurkopf-Endoprothesen |
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EP1059153A3 (de) | 1999-06-09 | 2003-02-26 | MERCK PATENT GmbH | Fertigungsform für Knochenersatzimplantate |
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EP1242008B1 (en) * | 1999-12-17 | 2006-03-08 | Cartificial A/S | A prosthetic device |
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