JPH0898850A - 人工椎間板 - Google Patents
人工椎間板Info
- Publication number
- JPH0898850A JPH0898850A JP23650294A JP23650294A JPH0898850A JP H0898850 A JPH0898850 A JP H0898850A JP 23650294 A JP23650294 A JP 23650294A JP 23650294 A JP23650294 A JP 23650294A JP H0898850 A JPH0898850 A JP H0898850A
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- JP
- Japan
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- modulus
- young
- pva
- intermediate layer
- titanium
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 一対のチタンまたはチタン合金よりなるファ
イバーメッシュ2の間にPVAの中間層4を介在させて
なる人工椎間板1であって、該中間層4として、同一の
PVA材料から出発してその重合度を適度にコントロー
ルすることによってヤング率50〜130MPaの外層
部6の内側にヤング率10〜50MPaの内核部5を形
成してなる人工椎間板1。 【効果】 生体内で安全で、力学特性が天然椎間板に比
較的近く、かつファイバーメッシュ2内に骨増生が起こ
るので骨と強固に接合するものであって、衝撃吸収性と
耐久性が著しく改善されたものである。
イバーメッシュ2の間にPVAの中間層4を介在させて
なる人工椎間板1であって、該中間層4として、同一の
PVA材料から出発してその重合度を適度にコントロー
ルすることによってヤング率50〜130MPaの外層
部6の内側にヤング率10〜50MPaの内核部5を形
成してなる人工椎間板1。 【効果】 生体内で安全で、力学特性が天然椎間板に比
較的近く、かつファイバーメッシュ2内に骨増生が起こ
るので骨と強固に接合するものであって、衝撃吸収性と
耐久性が著しく改善されたものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、疾病や怪我のために機
能障害等の不具合を有する生体内の天然の椎間板を置換
する人工椎間板に関するものである。
能障害等の不具合を有する生体内の天然の椎間板を置換
する人工椎間板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】疾病や怪我のために機能障害等の不具合
を有する生体内の天然の椎間板を人工物で置換する場
合、健全な天然椎間板に近い力学的特性や上下の骨との
固定性が望まれる。
を有する生体内の天然の椎間板を人工物で置換する場
合、健全な天然椎間板に近い力学的特性や上下の骨との
固定性が望まれる。
【0003】従来より、上記のような人工椎間板として
は、特開平4ー303444号の発明にように一対のチ
タンまたはチタン合金よりなるファイバーメッシュの間
に一部上記ファイバーメッシュ内に保持されたポリビニ
ールアルコールの中間層を介在させてなる人工椎間板
や、特開平5ー277141号の発明のように2つのセ
ラミック円板の間に弾性高分子円板を挟み込み、且つ該
弾性高分子円板をそれぞれヤング率やポアソン比の異な
る内層と外層で構成した人工椎間板、特開平5ー317
407号の発明の如くガラスコーティングした一対のチ
タン板の間にシリコンゴムを挟み込んだ人工椎間板など
が知られている。
は、特開平4ー303444号の発明にように一対のチ
タンまたはチタン合金よりなるファイバーメッシュの間
に一部上記ファイバーメッシュ内に保持されたポリビニ
ールアルコールの中間層を介在させてなる人工椎間板
や、特開平5ー277141号の発明のように2つのセ
ラミック円板の間に弾性高分子円板を挟み込み、且つ該
弾性高分子円板をそれぞれヤング率やポアソン比の異な
る内層と外層で構成した人工椎間板、特開平5ー317
407号の発明の如くガラスコーティングした一対のチ
タン板の間にシリコンゴムを挟み込んだ人工椎間板など
が知られている。
【0004】
【従来技術の課題】しかしながら、上記従来技術には以
下のような問題があった。
下のような問題があった。
【0005】すなわち、一対のチタンまたはチタン合金
よりなるファイバーメッシュの間に一部上記ファイバー
メッシュ内に保持されたポリビニールアルコール(以
下、PVAと略称する)の中間層を介在させてなる前記
人工椎間板の場合、ファイバーメッシュにより上下の骨
に対し強固に固定し、且つ弾性率も健全な天然椎間板に
比較的近いものが得ることができるが、衝撃吸収性と耐
久性に若干劣る場合があることが判った。
よりなるファイバーメッシュの間に一部上記ファイバー
メッシュ内に保持されたポリビニールアルコール(以
下、PVAと略称する)の中間層を介在させてなる前記
人工椎間板の場合、ファイバーメッシュにより上下の骨
に対し強固に固定し、且つ弾性率も健全な天然椎間板に
比較的近いものが得ることができるが、衝撃吸収性と耐
久性に若干劣る場合があることが判った。
【0006】また、2つのセラミック円板の間に弾性高
分子円板を挟み込み、且つ該弾性高分子円板をそれぞれ
ヤング率やポアソン比の異なる内層と外層で構成した前
記人工椎間板の場合、第1にセラッミック円板と骨が完
全には結合できず、よって所定の位置から脱落し易いと
いう不具合があり、さらに弾性高分子円板の内層と外層
のヤング率がそれぞれ、0.1〜5MPa、7〜20M
Pa程度であるので健全な天然椎間板とは力学的特性が
掛け離れている。
分子円板を挟み込み、且つ該弾性高分子円板をそれぞれ
ヤング率やポアソン比の異なる内層と外層で構成した前
記人工椎間板の場合、第1にセラッミック円板と骨が完
全には結合できず、よって所定の位置から脱落し易いと
いう不具合があり、さらに弾性高分子円板の内層と外層
のヤング率がそれぞれ、0.1〜5MPa、7〜20M
Pa程度であるので健全な天然椎間板とは力学的特性が
掛け離れている。
【0007】さらに、ガラスコーティングした一対のチ
タン板の間にシリコンゴムを挟み込んだ人工椎間板の場
合、チタン板と骨との結合性に問題があるとともに、中
間のシリコンゴムの生体内安全性と耐久性に非常に劣る
という不具合があった。
タン板の間にシリコンゴムを挟み込んだ人工椎間板の場
合、チタン板と骨との結合性に問題があるとともに、中
間のシリコンゴムの生体内安全性と耐久性に非常に劣る
という不具合があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は一対のチタンまたはチタン合金よりなるフ
ァイバーメッシュの間にPVAの中間層を介在させてな
る人工椎間板であって、該中間層として、同一のPVA
材料から出発してその重合度を適度にコントロールする
ことによってヤング率50〜130MPaの外層部の内
側にヤング率10〜50MPaの内核部を形成してなる
人工椎間板を提供するものである。
め、本発明は一対のチタンまたはチタン合金よりなるフ
ァイバーメッシュの間にPVAの中間層を介在させてな
る人工椎間板であって、該中間層として、同一のPVA
材料から出発してその重合度を適度にコントロールする
ことによってヤング率50〜130MPaの外層部の内
側にヤング率10〜50MPaの内核部を形成してなる
人工椎間板を提供するものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図1は、本実施例の人工椎間板1を示し、この人工
椎間板1は一対のチタンまたはチタン合金よりなるファ
イバーメッシュ2の間に一部上記ファイバーメッシュ2
内にPVAが保持された含浸部分3を含むPVAの中間
層4を介在させてなる人工椎間板1であって、図2の断
面図及び図3に示すように上記中間層4は、同一のPV
A材料から出発してその重合度を適度にコントロールす
ることによってヤング率50〜130MPaの外層部6
の内側にヤング率10〜50MPaの内核部5を形成し
た構造となっている。
る。図1は、本実施例の人工椎間板1を示し、この人工
椎間板1は一対のチタンまたはチタン合金よりなるファ
イバーメッシュ2の間に一部上記ファイバーメッシュ2
内にPVAが保持された含浸部分3を含むPVAの中間
層4を介在させてなる人工椎間板1であって、図2の断
面図及び図3に示すように上記中間層4は、同一のPV
A材料から出発してその重合度を適度にコントロールす
ることによってヤング率50〜130MPaの外層部6
の内側にヤング率10〜50MPaの内核部5を形成し
た構造となっている。
【0010】このような人工椎間板1を作製する方法は
以下のとおりである。まず、重合度1500〜5000
の100°C 以上で溶解しPVA溶液を用意し、これを
冷下の温度で急冷してゲル化した後、DISMOと水を
エタノールで洗浄し、真空熱処理して上記中間層4の内
核部5を得る。
以下のとおりである。まず、重合度1500〜5000
の100°C 以上で溶解しPVA溶液を用意し、これを
冷下の温度で急冷してゲル化した後、DISMOと水を
エタノールで洗浄し、真空熱処理して上記中間層4の内
核部5を得る。
【0011】次に、チタンまたはチタン合金の線材を集
積圧縮して得られた一対のファイバーメッシュ2間の中
央にこれをおき、その状態で別途容易された重合度50
00〜18000のPVA溶液を上記内核部5の周囲と
一対のファイバーメッシュ2の相向き合う端部のみに含
浸させるようにして、これを冷下の温度で急冷してゲル
化した後、DISMOと水をエタノールで洗浄し、真空
熱処理することによって中間層4を付加する。
積圧縮して得られた一対のファイバーメッシュ2間の中
央にこれをおき、その状態で別途容易された重合度50
00〜18000のPVA溶液を上記内核部5の周囲と
一対のファイバーメッシュ2の相向き合う端部のみに含
浸させるようにして、これを冷下の温度で急冷してゲル
化した後、DISMOと水をエタノールで洗浄し、真空
熱処理することによって中間層4を付加する。
【0012】そして、余剰のPVAを切除したり、繊維
を伸ばしたり後、こえを水中に浸漬してゲルPVAゲル
を含水膨潤させ前記人工椎間板1を作製する。
を伸ばしたり後、こえを水中に浸漬してゲルPVAゲル
を含水膨潤させ前記人工椎間板1を作製する。
【0013】このように作製され且つ前述のように構成
される人工椎間板1は、一対のチタンまたはチタン合金
よりなるファイバーメッシュ2の間に一部上記ファイバ
ーメッシュ2内に保持されたPVAの中間層4を介在さ
せてた構造であるので、生体内で安全で、力学特性が天
然椎間板に比較的近く、かつファイバーメッシュ2内に
骨増生が起こるので骨と強固に接合するものであって、
このような構造において該中間層4として、同一のPV
A材料から出発してその重合度を適度にコントロールす
ることによって中心部分をなしヤング率10〜50MP
aの内核部5の外周にヤング率50〜130MPaの外
層部6を形成したことにより、衝撃が主にヤング率が小
さい内核部5に伝わるので衝撃吸収性に優れ、またヤン
グ率が大きい外層部6によってねじり剛性が顕著に大き
く、もって耐久性に優れたものである。
される人工椎間板1は、一対のチタンまたはチタン合金
よりなるファイバーメッシュ2の間に一部上記ファイバ
ーメッシュ2内に保持されたPVAの中間層4を介在さ
せてた構造であるので、生体内で安全で、力学特性が天
然椎間板に比較的近く、かつファイバーメッシュ2内に
骨増生が起こるので骨と強固に接合するものであって、
このような構造において該中間層4として、同一のPV
A材料から出発してその重合度を適度にコントロールす
ることによって中心部分をなしヤング率10〜50MP
aの内核部5の外周にヤング率50〜130MPaの外
層部6を形成したことにより、衝撃が主にヤング率が小
さい内核部5に伝わるので衝撃吸収性に優れ、またヤン
グ率が大きい外層部6によってねじり剛性が顕著に大き
く、もって耐久性に優れたものである。
【0014】なお、内核部5と外層部6のヤング率がそ
れぞれ10MPa、50MPa未満の場合、ねじり剛性
が劣り、他方内核部5と外層部6のヤング率がそれぞれ
50MPa、130MPaより大きい場合、衝撃吸収性
に劣る傾向がある。
れぞれ10MPa、50MPa未満の場合、ねじり剛性
が劣り、他方内核部5と外層部6のヤング率がそれぞれ
50MPa、130MPaより大きい場合、衝撃吸収性
に劣る傾向がある。
【0015】また、内核部5と外層部6の半径方向の厚
みの比としては1:1〜3:1であることが望ましい。
すなわち、この比が1:1より小さい場合、中間層4の
見かけヤング率が大きくなり衝撃吸収性に劣る傾向があ
り、他方3:1を越えると見かけヤング率が小さくな
り、ねじり剛性が劣る傾向がある。
みの比としては1:1〜3:1であることが望ましい。
すなわち、この比が1:1より小さい場合、中間層4の
見かけヤング率が大きくなり衝撃吸収性に劣る傾向があ
り、他方3:1を越えると見かけヤング率が小さくな
り、ねじり剛性が劣る傾向がある。
【0016】実施例1 DMSO:水=8:2の混合溶液に重合度1750のP
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、140℃で48時間真空熱処理し
た。このPVAを核として直径40mm、厚さ10mm
の2つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途
調整した重合度5000の130℃のPVA溶液中に浸
漬し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後D
MSOと水をエタノールで洗浄し、140℃で48時
間、真空熱処理した。
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、140℃で48時間真空熱処理し
た。このPVAを核として直径40mm、厚さ10mm
の2つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途
調整した重合度5000の130℃のPVA溶液中に浸
漬し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後D
MSOと水をエタノールで洗浄し、140℃で48時
間、真空熱処理した。
【0017】次に、余剰のPVAを切削して洗浄した
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により内核部5のヤング率が4
5MPa(含水率40%)、外層部6のヤング率が10
0MPa(含水率35%)の人工椎間板1を作製した。
なお、表1に各部分の寸法および力学的特性を示す。
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により内核部5のヤング率が4
5MPa(含水率40%)、外層部6のヤング率が10
0MPa(含水率35%)の人工椎間板1を作製した。
なお、表1に各部分の寸法および力学的特性を示す。
【0018】
【表1】
【0019】実施例2 DMSO:水=8:2の混合溶液に重合度5000のP
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、60℃で24時間真空熱処理し
た。このPVAを核として直径40mm、厚さ10mm
の2つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途
調整した重合度11000の130℃のPVA溶液中に
浸漬し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後
DMSOと水をエタノールで洗浄し、60℃で24時
間、真空熱処理した。
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、60℃で24時間真空熱処理し
た。このPVAを核として直径40mm、厚さ10mm
の2つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途
調整した重合度11000の130℃のPVA溶液中に
浸漬し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後
DMSOと水をエタノールで洗浄し、60℃で24時
間、真空熱処理した。
【0020】次に、余剰のPVAを切削して洗浄した
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により、内核部5のヤング率が
45MPa、外層部6のヤング率が130MPaの人工
椎間板1を作製した。前記表1に各部分の寸法および力
学的特性を示す。
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により、内核部5のヤング率が
45MPa、外層部6のヤング率が130MPaの人工
椎間板1を作製した。前記表1に各部分の寸法および力
学的特性を示す。
【0021】実施例3 DMSO:水=8:2の混合溶液に重合度5000のP
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、60℃で24時間真空熱処理し
た。このPVAを核として直径40mm、厚さ10mm
の2つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途
調整した重合度11000の130℃のPVA溶液中に
浸漬し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後
DMSOと水をエタノールで洗浄し、60℃で24時
間、真空熱処理した。
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、60℃で24時間真空熱処理し
た。このPVAを核として直径40mm、厚さ10mm
の2つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途
調整した重合度11000の130℃のPVA溶液中に
浸漬し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後
DMSOと水をエタノールで洗浄し、60℃で24時
間、真空熱処理した。
【0022】次に、余剰のPVAを切削して洗浄した
後、チタンワイヤーの織物でPVA部分を覆い、アーク
溶接にてチタンファイバーメッシュ2と接合した。その
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により、内核部5のヤング率が
45MPa、外層部6のヤング率が130MPaで、チ
タンワイヤーの織物でPVAの中間層4を覆った人工椎
間板1を作製した。前記表1に各部分の寸法および力学
的特性を示す。
後、チタンワイヤーの織物でPVA部分を覆い、アーク
溶接にてチタンファイバーメッシュ2と接合した。その
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により、内核部5のヤング率が
45MPa、外層部6のヤング率が130MPaで、チ
タンワイヤーの織物でPVAの中間層4を覆った人工椎
間板1を作製した。前記表1に各部分の寸法および力学
的特性を示す。
【0023】実施例4 DMSO:水=8:2の混合溶液に重合度1750のP
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、室温で24時間真空熱処理した。
このPVAを核として直径40mm、厚さ10mmの2
つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途調整
した重合度11000の130℃のPVA溶液中に浸漬
し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後DM
SOと水をエタノールで洗浄し、室温で24時間、真空
熱処理した。
VAを130°Cで溶解し、PVA溶液を作った。これ
をー20℃に急冷してゲル化し、その後DMSOと水を
エタノールで洗浄し、室温で24時間真空熱処理した。
このPVAを核として直径40mm、厚さ10mmの2
つのチタンファイバーメッシュ2の間におき、別途調整
した重合度11000の130℃のPVA溶液中に浸漬
し、そのまま−20℃に急冷してゲル化し、その後DM
SOと水をエタノールで洗浄し、室温で24時間、真空
熱処理した。
【0024】次に、余剰のPVAを切削して洗浄した
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により、内核部5のヤング率が
15MPa、外層部6のヤング率が100MPaの人工
椎間板1を作製した。前記表1に各部分の寸法および力
学的特性を示す。
後、水中に48時間以上浸漬してPVA部分をハイドル
ゲル化した。以上の工程により、内核部5のヤング率が
15MPa、外層部6のヤング率が100MPaの人工
椎間板1を作製した。前記表1に各部分の寸法および力
学的特性を示す。
【0025】
【発明の効果】叙上のように、本発明の人工椎間板は一
対のチタンまたはチタン合金よりなるファイバーメッシ
ュの間に一部上記ファイバーメッシュ内に保持されたP
VAの中間層を介在させてた構造であるので、生体内で
安全で、力学特性が天然椎間板に比較的近く、かつファ
イバーメッシュ内に骨増生が起こるので骨と強固に接合
するものであって、このような構造において該中間層と
して、同一のPVA材料から出発してその重合度を適度
にコントロールすることによってヤング率50〜130
MPaの外層部の内側にヤング率10〜50MPaの内
核部を形成したことにより衝撃吸収性と耐久性が著しく
改善されたものである。
対のチタンまたはチタン合金よりなるファイバーメッシ
ュの間に一部上記ファイバーメッシュ内に保持されたP
VAの中間層を介在させてた構造であるので、生体内で
安全で、力学特性が天然椎間板に比較的近く、かつファ
イバーメッシュ内に骨増生が起こるので骨と強固に接合
するものであって、このような構造において該中間層と
して、同一のPVA材料から出発してその重合度を適度
にコントロールすることによってヤング率50〜130
MPaの外層部の内側にヤング率10〜50MPaの内
核部を形成したことにより衝撃吸収性と耐久性が著しく
改善されたものである。
【図1】本発明実施例の人工椎間板の斜視図である。
【図2】図1の人工椎間板の垂直断面図である。
【図3】図1の人工椎間板の中間層のみを示す斜視図で
ある。
ある。
1 人工椎間板 2 ファイバーメッシュ 3 含浸部分 4 中間層 5 内核部 6 外層部
Claims (1)
- 【請求項1】 一対のチタンまたはチタン合金よりなる
ファイバーメッシュの間にポリビニールアルコールの中
間層を介在させてなる人工椎間板であって、該中間層は
ヤング率50〜130MPaの外層部の内側にヤング率
10〜50MPaの内核部の外周を形成してなる人工椎
間板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23650294A JPH0898850A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 人工椎間板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23650294A JPH0898850A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 人工椎間板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0898850A true JPH0898850A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=17001684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23650294A Pending JPH0898850A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | 人工椎間板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0898850A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2007508085A (ja) * | 2003-10-17 | 2007-04-05 | ヴィーダーマン モテッヒ ゲーエムベーハー | 可撓性インプラント |
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