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IMPLANT TO BE EMBEDDED IN BODY AND ITS PRODUCTION METHOD

Patent code P110004173
File No. RX06P25
Posted date Jul 7, 2011
Application number P2008-076404
Publication number P2009-226071A
Patent number P5267973
Date of filing Mar 24, 2008
Date of publication of application Oct 8, 2009
Date of registration May 17, 2013
Inventor
  • (In Japanese)長谷川 正
  • (In Japanese)花 田 修 治
  • (In Japanese)鄭 澤 均
  • (In Japanese)松 本 洋 明
  • (In Japanese)正 橋 直 哉
  • (In Japanese)鐙 屋 匡
Applicant
  • (In Japanese)瑞穂医科工業株式会社
  • (In Japanese)国立大学法人東北大学
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title IMPLANT TO BE EMBEDDED IN BODY AND ITS PRODUCTION METHOD
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent contamination due to adhesion of bacteria, facilitate its production and reduce the cost by forming a portion of an implant required to have a predetermined strength and its another portion required to be compatible with a human bone, from a jointless same material.
SOLUTION: This implant to be embedded in body which has a predetermined shape and is used for being implanted in the body, is provided with a human bone joining portion 3 required to have compatibility with the human bone, and a strength portion 8 required to have the predetermined strength, wherein the human bone joining portion 3 has a low Young's modulus of a similar range to that of the human bone, while the strength portion 8 has a higher Young's modulus than the low Young's modulus of the human bone joining portion, and the human bone joining portion 3 and the strength portion 3 are integrally formed from the same predetermined material.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

人体の股関節損傷等の関節補修をはじめ、骨折時の接骨補修、弱化した骨の補強補修など、人体の骨損傷の補修には従来から人工骨を用いてこれらの損傷を補修するようになされている。

これら補修用の人工骨は、基本的に人体に対する生体適合性を有する素材により形成される(特許文献1参照)。

すなわち体内に埋設して使用されるこの種の人工骨は人骨と略等しい低ヤング率を有する材料であることが望ましいが、低ヤング率合金は強度が低いため、人骨と近似の強度を有する材料を用いる人工骨としての強度に不十分な点が生じることから必然的にインプラントの厚みや幅を大きくして強度を保つよう考慮しなければならないという問題点がある。それ故、対象となる人骨に適合させることが難しい。

一方、人工関節やラグスクリューの支持部は強度を要求されるが、上記の素材により支持部を一体に形成するとなると該支持部に所定の強度を与えるためにはその外径や肉厚を大きくしなければならず、益々大型化して体内に埋設するには不適な形態となってしまう。

特に人工関節用のインプラントにあっては、支持部の先端部には球部が固着され、支持部に対し旋回自在に関節球が前記球部に取り付けられ、前記関節球の前記支持部に対する旋回角の範囲は前記関節球の下縁部が前記支持部の外周面に接触することによって制限されるために、柱状の支持部の太さが大径になると関節球の支持部に対する旋回角の範囲の範囲が著しく制約され、人工関節としての機能が劣るものとなるという問題を生じる。

そこでインプラントの人骨に接する部位(例えば、ステム部)と支持部とをヤング率が異る別素材で各別に形成するようにすれば上記問題点は解消し得るが、このようにすると2部位を接続することが必要であり、そのため接続箇所に細菌類が侵入するおそれが生じ、人体への適用上大きな問題をもたらすことになって実用上好ましくない。加えて製造コストも嵩むことになるなどの新たな問題をもたらす。
【特許文献1】
特開2007-259955号公報

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は人体の骨部の補修用として体内に埋め込んで使用するインプラントおよびその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
所定形状を有し体内に埋設して用いられるインプラントであって、
人骨との親和性を有すべき人骨接合部位と、所定の強度を有すべき強度部位とを備え、
前記人骨接合部位は人骨と同程度の大きさの低ヤング率を有し、
前記強度部位は前記人骨接合部位の前記低ヤング率より高い高ヤング率を有し、
前記人骨接合部位と前記強度部位とは同一の所定材料により一体に形成されており、
前記強度部位は、無垢状に形成されて前記高い高ヤング率を有し、前記人骨接合部位の端部から外方へ延在する端部及びその近傍に位置し、
前記インプラントを構成する所定材料はTi-Nb-Sn合金からなっており、
前記Ti-Nb-Sn合金は、Tiをベースとし、Nbが20~40w%、Snが1~13w%を含有する合金であり、
前記所定材料を所定のインプラント形状に成形する一対の金型間に装入して冷間プレスし、冷間プレスの後に、前記強度部位を所定温度で加熱処理し、
前記所定温度は、240~320℃である
ことを特徴とする体内埋設用インプラント。

【請求項2】
 
前記インプラントは人工関節用のものであって、前記人骨接合部位は人骨に挿着されるステム部であり、前記強度部位は前記ステム部から延設された柱状の支持部である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。

【請求項3】
 
前記支持部の先端部には球部が固着され、前記支持部に対し旋回自在に関節球が前記球部に取り付けられ、前記関節球の前記支持部に対する旋回角の範囲は前記関節球の下縁部が前記支持部の外周面に接触することによって制限される
ことを特徴とする請求項2記載の体内埋設用インプラント。

【請求項4】
 
前記インプラントは折損人骨接続用のものであって、前記人骨接合部位が一方の人骨に挿着される髄内釘であり、前記強度部位が他方の人骨に螺着されるラグスクリューの支持部である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。

【請求項5】
 
前記インプラントは折損人骨接続用のものであって、前記人骨接合部位が一方の人骨の外側面に添わせてビス止めされるプレートであり、前記強度部位が他方の人骨に螺着されるラグスクリューの支持部である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。

【請求項6】
 
前記インプラントの前記支持部はラグスクリューを貫通して回転可能に挿通支持する筒状とされている
ことを特徴とする請求項3または4記載の体内埋設用インプラント。

【請求項7】
 
前記インプラントは人骨補強用のものであって、補強すべき人骨に添わせて固定するための複数のネジ挿通孔が穿設されたプレートからなり、前記人骨接合部位は前記ネジ挿通孔の周囲以外の部分であり、前記強度部位は前記ネジ挿通孔の周囲の部分である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。

【請求項8】
 
前記強度部位は、前記人骨接合部位の硬度より高い硬度を有する
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。

【請求項9】
 
所定形状を有し体内に埋設して使用するインプラントの製造方法において、
前記インプラントは、人骨との親和性を有すべき人骨接合部位と、所定の強度を有すべき強度部位とを有し、これら人骨接合部位と強度部位とは同一の所定材料により一体に形成されるものであり、
Ti-Nb-Sn合金からなる材料を用い、この材料を所定のインプラント形状に成形する一対の金型間に装入して冷間鍛造を行う冷間プレス工程と、
前記冷間プレス工程の後に、前記強度部位を所定温度で加熱処理する加熱処理工程と
を備え
前記所定温度は、240~320℃であり、
前記Ti-Nb-Sn合金は、Tiをベースとし、Nbが20~40w%、Snが1~13w%を含有する合金であり、
前記人骨接合部位は人骨と同程度の大きさの低ヤング率を有し、前記強度部位は前記人骨接合部位に較べ高いヤング率を有し、
前記強度部位は、無垢状に形成されて前記高い高ヤング率を有し、前記人骨接合部位の端部から外方へ延在する端部及びその近傍に位置する
ことを特徴とする人体埋設用インプラントの製造方法。

【請求項10】
 
前記加熱処理工程は、前記冷間プレス工程で冷間鍛造されたものを前記金型から取り出した後に、前記強度部位を加熱処理する
ことを特徴とする請求項9記載の人体埋設用インプラントの製造方法。

【請求項11】
 
前記加熱処理工程は、前記冷間プレス工程で冷間鍛造されたものを前記金型に置いた状態で、前記強度部位に相当する前記金型の部位を加熱処理する
ことを特徴とする請求項9記載の人体埋設用インプラントの製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008076404thum.jpg
State of application right Registered
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