(57)【要約】【課題】装置に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短縮化でき、且つ形成された高分子層の損傷のリスクが少ない膜製造装置を提供する。【解決手段】それぞれが紫外線透過性を有し、ワーク８の表面における一方側の部分の少なくとも一部である第１表面と隙間をあけて第１表面に沿うように配置される第１面部、を有する第１カバー４１、及び、ワーク８の表面における第１表面と反対側の少なくとも一部である第２表面と隙間をあけて第２表面に沿うように配置される第２面部、を有する第２カバー４６、を有し、内部に収容されたワーク８との間に注入されるモノマーを含む溶液を保持可能なワーク収容部４０と、第１カバー４１及び第２カバー４６を介して第１表面側及び第２表面側に紫外線を照射可能な紫外線照射部３０と、ワーク収容部４０を支持する支持機構２５と、を備えた膜製造装置を構成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工関節コンポーネントの母材であるワークの表面に、摺動面を構成する高分子層を光グラフト重合によって形成するための膜製造装置であって、
それぞれが紫外線透過性を有し、前記ワークの表面における一方側の部分の少なくとも一部である第１表面と隙間をあけて該第１表面に沿うように配置される第１面部、を有する第１カバー、及び、前記ワークの表面における前記第１表面と反対側の少なくとも一部である第２表面と隙間をあけて該第２表面に沿うように配置される第２面部、を有する第２カバー、を有し、前記ワークを収容した状態で該ワークの表面との間に注入されるモノマーを含む溶液を保持可能なワーク収容部と、
前記第１カバーを介して前記第１表面側に紫外線を照射可能、且つ、前記第２カバーを介して前記第２表面側に紫外線を照射可能な紫外線照射部と、
前記ワークの表面と前記ワーク収容部との間に注入された前記溶液に、前記紫外線照射部からの紫外線が照射されるように、前記ワーク収容部を支持する支持機構と、
を備えていることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の膜製造装置において、
前記紫外線照射部は、
前記ワーク収容部に収容されて該ワーク収容部が前記支持機構に支持された状態の前記ワーク、の前記第１表面に対向するように配置され、前記第１カバーを介して前記第１表面側に紫外線を照射する第１照射部と、
前記ワークの前記第２表面に対向するように配置され、前記第２カバーを介して前記第２表面側に紫外線を照射する第２照射部と、
を有していることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の膜製造装置において、
前記支持機構は、筒状に形成され、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークの前記第１表面が筒軸方向の一方側に向かい、且つ前記ワークの前記第２表面が前記筒軸方向の他方側に向かうように、前記ワーク収容部を収容可能な筒状本体部を有し、
前記第１照射部は、前記筒状本体部における前記筒軸方向の前記一方側に配置され、前記第２照射部は、前記筒状本体部における前記筒軸方向の前記他方側に配置されていることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の膜製造装置において、
前記筒状本体部の内側に設けられ、前記紫外線照射部からの紫外線を前記筒状本体部の内側へ反射する紫外線反射部を更に備えていることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の膜製造装置において、
前記紫外線反射部は、前記筒状本体部の内周面に沿った筒状に形成されていることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の膜製造装置において、
前記紫外線反射部は、
前記筒状本体部内における、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークよりも前記第１照射部側、に設けられた第１反射部と、
前記筒状本体部内における、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークよりも前記第２照射部側、に設けられた第２反射部と、
を有することを特徴とする、膜製造装置。
【請求項７】
請求項３から請求項６のうちいずれか１項に記載の膜製造装置において、
前記支持機構は、前記筒状本体部から内方に突出し、前記ワーク収容部における外周側の部分を支持する支持部を更に有することを特徴とする、膜製造装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の膜製造装置において、
前記第１面部及び前記第２面部と前記ワークとの間で前記隙間が形成された状態で前記ワークを保持するワーク保持部を更に備えていることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項９】
請求項８に記載の膜製造装置において、
前記ワーク保持部は、前記第１カバー及び前記第２カバーとは別体の部材として設けられていることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の膜製造装置において、
前記ワーク保持部は、紫外線透過性を有する材料で構成されていることを特徴とする、膜製造装置。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のうちいずれか１項に記載の膜製造装置において、
前記ワーク保持部には、前記溶液を注入するための注入孔が形成されていることを特徴とする、膜製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他の部材に対して摺動する摺動面が光グラフト重合によって生成される人工関節コンポーネントの製造に用いられる膜製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工関節の耐摩耗性を向上させるために、人工関節コンポーネントの摺動面を、コーティング層で形成することが知られている。このようなコーティング層を形成するための装置として、例えば特許文献１には、人工関節コンポーネントの主となる母材の表面に、高分子層を光グラフト重合によって形成する製膜装置（膜製造装置）が開示されている。この膜製造装置は、レンズ（カバー）を備えている。このカバーは、少なくとも一部が光グラフト重合の対象となる曲面を持った部材（ワーク）の該曲面に沿って対向するように形成されている。この膜製造装置では、ワークにおける上記曲面と上記レンズとの間に、モノマーを含む溶液を保持させ、該溶液に対して光が照射される。これにより、上記曲面の表面に、光グラフト重合による高分子層が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９７５４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示される膜製造装置によって、ワークの両面に光グラフト重合を行う場合、以下の問題が生じる。具体的には、ワークの一方側の面が光照射されるようにワーク及びカバーを装置にセットして光照射を行った後、カバー及びワークを取り外し、ワークの他方側の面が光照射されるようにワーク及びカバーを装置にセットして再度光照射を行う必要がある。すなわち、ワーク及びカバーを装置に２回セットする必要があるため、装置に対してワークをセットする時間及び紫外線の照射時間が長くなってしまう。
【０００５】
また、一方側の面に光照射を行った後、他方側の面に光照射を行う場合、一方側の面（重合化されて高分子層が形成された部分）を把持するとその部分が損傷するおそれがある。また、他方側の面を把持すると、その面に塗布された重合開始剤がはがれるおそれがある。さらに、一方側の面に光照射を行った後、他方面の面に重合開始剤を塗布する際、重合開始剤もしくはその溶剤が、既に重合化された部分を損傷するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、表面における一方側の部分と反対側の部分とに光照射が必要なワークに対して、光照射が必要な部分に対する光照射が可能であり、装置に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短縮化でき、且つ形成された高分子層の損傷のリスクが少ない膜製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するための本発明のある局面に係る膜製造装置は、人工関節コンポーネントの母材であるワークの表面に、摺動面を構成する高分子層を光グラフト重合によって形成するための膜製造装置であって、それぞれが紫外線透過性を有し、前記ワークの表面における一方側の部分の少なくとも一部である第１表面と隙間をあけて該第１表面に沿うように配置される第１面部、を有する第１カバー、及び、前記ワークの表面における前記第１表面と反対側の少なくとも一部である第２表面と隙間をあけて該第２表面に沿うように配置される第２面部、を有する第２カバー、を有し、前記ワークを収容した状態で該ワークの表面との間に注入されるモノマーを含む溶液を保持可能なワーク収容部と、前記第１カバーを介して前記第１表面側に紫外線を照射可能、且つ、前記第２カバーを介して前記第２表面側に紫外線を照射可能な紫外線照射部と、前記ワークの表面と前記ワーク収容部との間に注入された前記溶液に、前記紫外線照射部からの紫外線が照射されるように、前記ワーク収容部を支持する支持機構と、を備えている。
【０００８】
この構成では、ワークに対して紫外線を照射して高分子層を形成する際、ワークが収容された状態のワーク収容部が、支持機構によって支持される。そして、ワークの表面における一方側の部分の少なくとも一部である第１表面、及び他方側の少なくとも一部である第２表面、の双方に、モノマーを含む溶液が接触した状態で、該溶液に対して紫外線が照射される。これにより、ワークにおける第１表面及び第２表面において、同時に高分子層が形成される。
【０００９】
すなわち、この構成では、ワークの第１表面及び第２表面の両方に高分子層を形成するために、支持機構に対するワークのセットを１回だけ行えばよい。これにより、従来のようにワークのセットを２回行う必要がないため、支持機構に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短くできる。
【００１０】
また、この構成によれば、従来のようにワークを装置に対して２回セットする必要がなくなる。詳しくは、ワークの一方側の部分に１回目の光照射を行って高分子層を形成した後、他方側の部分に２回目の光照射を行うために、一方側の部分に高分子層が形成された状態のワークを、装置に対してセットする必要がなくなる。これにより、１回目の光照射で形成された高分子層が、２回目の光照射を行う際の準備作業中に破損してしまうような事態を回避できる。
【００１１】
従って、この構成によると、表面における一方側の部分と反対側の部分とに光照射が必要なワークに対して、光照射が必要な部分に対する光照射が可能であり、装置に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短縮化でき、且つ形成された高分子層の損傷のリスクが少ない膜製造装置を提供できる。
【００１２】
（２）好ましくは、前記紫外線照射部は、前記ワーク収容部に収容されて該ワーク収容部が前記支持機構に支持された状態の前記ワーク、の前記第１表面に対向するように配置され、前記第１カバーを介して前記第１表面側に紫外線を照射する第１照射部と、前記ワークの前記第２表面に対向するように配置され、前記第２カバーを介して前記第２表面側に紫外線を照射する第２照射部と、を有している。
【００１３】
この構成では、ワークの第１表面側に配置された第１照射部からの紫外線が第１表面に照射され、ワークの第２表面側に配置された第２照射部からの紫外線が第２表面に照射される。これにより、ワークの第１表面及び第２表面のそれぞれに、確実に紫外線を照射することができる。
【００１４】
（３）更に好ましくは、前記支持機構は、筒状に形成され、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークの前記第１表面が筒軸方向の一方側に向かい、且つ前記ワークの前記第２表面が前記筒軸方向の他方側に向かうように、前記ワーク収容部を収容可能な筒状本体部を有し、前記第１照射部は、前記筒状本体部における前記筒軸方向の前記一方側に配置され、前記第２照射部は、前記筒状本体部における前記筒軸方向の前記他方側に配置されている。
【００１５】
この構成では、ワークを収容した状態のワーク収容部が、第１表面が第１照射部側に向かい且つ第２表面が第２照射部側に向かうように、支持機構によって支持される。これにより、ワークを収容した状態のワーク収容部が、ワークの第１表面及び第２表面に紫外線が確実に照射されるように、支持機構によって適切に支持される。
【００１６】
（４）更に好ましくは、前記膜製造装置は、前記筒状本体部の内側に設けられ、前記紫外線照射部からの紫外線を前記筒状本体部の内側へ反射する紫外線反射部を更に備えている。
【００１７】
この構成では、ワークに対して、紫外線照射部によって照射された紫外線が直接、照射されるだけでなく、紫外線反射部によって反射された紫外線も照射される。これにより、ワークに対してより多くの紫外線を照射できる。
【００１８】
また、この構成では、紫外線照射部によって直接、紫外線を照射しにくいワークの部分に、紫外線反射部によって反射された紫外線を当てることができる。例えば一例として、球状に形成されたワークの、筒状本体部内に収容された状態における筒軸方向水平面に膨出した部分、に対して、紫外線反射部によって効率的に紫外線を当てることができる。
【００１９】
（５）更に好ましくは、前記紫外線反射部は、前記筒状本体部の内周面に沿った筒状に形成されている。
【００２０】
この構成では、紫外線照射部から紫外線反射部に入射した紫外線を、筒状本体部の中央部分に向かって効率的に反射できる。従って、紫外線反射部によって反射された紫外線を効率的にワークに集光することができる。
【００２１】
（６）好ましくは、前記紫外線反射部は、前記筒状本体部内における、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークよりも前記第１照射部側、に設けられた第１反射部と、前記筒状本体部内における、前記ワーク収容部に収容された状態の前記ワークよりも前記第２照射部側、に設けられた第２反射部と、を有する。
【００２２】
この構成では、第１照射部からの紫外線を、ワークよりも第１照射部側に配置された第１反射部によって反射して、ワークに対して効率的に当てることができる。更に、第２照射部からの紫外線を、ワークよりも第２照射部側に配置された第２反射部によって反射して、ワークに対して効率的に当てることができる。
【００２３】
（７）好ましくは、前記支持機構は、前記筒状本体部から内方に突出し、前記ワーク収容部における外周側の部分を支持する支持部を更に有する。
【００２４】
この構成では、ワークが収容された状態のワーク収容部における外周側の部分を支持部に置くことで、ワーク収容部を筒状本体部内にセットできる。従って、ワーク収容部を、容易に支持機構内にセットできる。
【００２５】
（８）好ましくは、前記膜製造装置は、前記第１面部及び前記第２面部と前記ワークとの間で前記隙間が形成された状態で前記ワークを保持するワーク保持部を更に備えている。
【００２６】
この構成により、モノマーを含む溶液が注入される前記第１面部及び前記第２面部と前記ワークとの間の隙間、を形成できるとともに、該隙間ができた状態でワークをワーク収容部内で保持できる。
【００２７】
（９）更に好ましくは、前記ワーク保持部は、前記第１カバー及び前記第２カバーとは別体の部材として設けられている。
【００２８】
この構成によると、高分子層の形成後、ワーク保持部でワークを保持したままの状態でワークから第１カバー及び第２カバーを取り外すことができる。これにより、例えば、作業者がワーク保持部を把持してワークをハンドリングしたり、高分子層が他の何かと接触しないようにワーク保持部を作業台等に置いたりすることができる。すなわち、この構成によると、ワークを取り扱う際に、高分子層が損傷してしまうリスクを低減できる。
【００２９】
（１０）好ましくは、前記ワーク保持部は、紫外線透過性を有する材料で構成されている。
【００３０】
この構成によると、紫外線が、ワーク保持部を介してワークに照射されるため、ワークに照射される紫外線の減衰を抑えることができる。
【００３１】
（１１）好ましくは、前記ワーク保持部には、前記溶液を注入するための注入孔が形成されている。
【００３２】
この構成によると、注入孔を介してワーク収容部とワークとの間の隙間に溶液を注入できるため、溶液を前記隙間に容易に供給できる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によると、表面における一方側の部分と反対側の部分とに光照射が必要なワークに対して、装置に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短縮化でき、且つ形成された高分子層の損傷のリスクを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本実施形態に係る膜製造装置が用いられるライナー、を有する人工股関節の構成を説明するための図であって、患者に人工股関節が取り付けられた状態における該人工股関節付近の断面図である。
【図２】図１に示すライナーの詳細形状を説明するための図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のIIB-IIB線における断面図である。
【図３】本実施形態に係る膜製造装置の概略の外形を示す斜視図である。
【図４】図３に示す膜製造装置の内部構造を示す概略の縦断面図であって、膜製造の対象となるワークがセットされた状態の図である。
【図５】図３に示す膜製造装置の紫外線照射部のうちの一方の照射部の平面図である。
【図６】図４における一部を拡大して示す図であって、支持機構の内部の拡大図である。
【図７】図３に示す膜製造装置を用いてワークの表面に高分子層を生成する際の工程を示すフローチャートである。
【図８】変形例に係る膜製造装置の内部構造を示す概略の縦断面図であって、膜製造の対象となるワークがセットされた状態の図である。
【図９】変形例に係る膜製造装置の内部構造を示す概略の縦断面図であって、膜製造の対象となるワークがセットされた状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明は、人工関節コンポーネントの製造に用いられる膜製造装置に広く適用できる。なお、以下では、まず、本実施形態に係る膜製造装置１０での膜製造に好適な部材について説明し、次に、膜製造装置１０について説明する。
【００３６】
［人工股関節の全体構成］
図１は、人工股関節１の構成を説明するための図であって、患者に設置された状態の人工股関節１を、骨盤１０１の一部及び大腿骨１０２の一部とともに示す模式図である。図１に示すように、人工股関節１は、骨盤１０１の臼蓋１０１ａに対する大腿骨１０２の相対変位を許容するための人工関節として設けられている。なお、図１で示す人工股関節１の各構成要素（シェル２、ライナー３、及び骨頭ボール５等）の形状については、模式的に示しており、詳細な部分については省略して示している。
【００３７】
人工股関節１は、骨盤１００の臼蓋１０１ａに設置されたシェル２と、シェル２に収容されるライナー３と、大腿骨１０２に設置されたステム４と、ステム４に固定されてライナー３に収容される骨頭ボール５と、を備えている。
【００３８】
シェル２は、カップ状に形成された窪みを有する部材であり、骨盤１０１の臼蓋１０１ａに固定されている。シェル２の内周面２ａは、略球面状に形成されている。シェル２には、ライナー３が収容されている。
【００３９】
ライナー３は、カップ状に形成された、窪みを有する人工関節コンポーネントであり、本実施形態に係る膜製造装置１０での膜製造に好適な部材の一例である。ライナー３は、ライナー３の表面における一方側の部分である第１表面としての内周面３ｂ、及び、ライナー３の表面における前記内周面３ｂと反対側の部分である第２表面としての外周面３ａが、ともに略球面状に形成されている。ライナー３は、その外周面３ａがシェル２の内周面２ａに対して摺動可能なように、シェル２に収容されている。また、ライナー３には、その内周面３ｂに対して骨頭ボール５の外周面５ａが摺動可能なように、骨頭ボール５が収容されている。すなわち、ライナー３の表面における一方側の部分である外周面３ａ、及び反対側の部分である内周面３ｂ、の両方とも、他の部材に対して摺動する摺動面を構成している。ライナー３の詳細な構成については、後述する。
【００４０】
骨頭ボール５は、半球よりもやや大きな形状に形成されている。具体的には、骨頭ボール５は、球状に形成された部材の一部が平坦な面によって切除されたような形状であって、その切除された部分の外周縁が、前記球状に形成された部材の直径よりも小径となるような形状に形成されている。これにより、骨頭ボール５の表面には、半球面よりも広範囲に亘る球面（外周面５ａ）と、平坦な面で構成される平坦面５ｂとが含まれる。骨頭ボール５は、平坦面５ｂ側の部分にステム４が固定される一方、外周面５ａ側の部分がライナー３に収容される。
【００４１】
また、骨頭ボール５の材料としては、コバルトクロム合金、ステンレス鋼等の金属材料、超高分子量ポリエチレン（以下ＵＨＭＷＰＥという）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の高分子材料、及びアルミナ、ジルコニア等のセラミックス材料を例示することができる。
【００４２】
ステム４は、骨頭ボール５を支持し、且つ、患者の大腿骨１０２に固定される部分として設けられている。ステム４の材料としては、チタン、チタン合金、コバルトクロム合金、及びステンレス鋼等の金属材料を例示することができる。ステム４は、細長い棒状（ステム状）に形成されており、当該ステム４の途中部が屈曲した形状を有している。ステム４は、ステム本体６と、ネック部７と、を備えて構成されている。
【００４３】
ステム本体６は、大腿骨１０２の髄腔部１０２ａに形成された孔部に挿入されており、大腿骨１０２に固定されている。ステム本体６から、ネック部７が延びている。ネック部７は、ステム４の長手方向に対して傾斜する方向に延びている。ネック部７には、骨頭ボール５が固定されている。
【００４４】
上記の構成により、骨頭ボール５がライナー３の内周面３ｂに対して摺動し、且つ、ライナー３の外周面３ａがシェル２の内周面２ａに対して摺動する。これにより、大腿骨１０２が、臼蓋１０１ａに対して変位する。
【００４５】
［ライナーの詳細構成］
図２は、本実施形態に係る膜製造装置１０で高分子層が製膜されたライナー３の詳細を示す図である。ライナー３は、カップ部１５と、筒部１６とを有し、これらが一体に形成されている。カップ部は１５、窪みを有する略半球状に形成されたカップ状の部分として設けられている。カップ部１５における窪んだ部分側に形成される開口部には、筒部１６が立設されている。筒部１６は、カップ部１５の開口部における内周縁部から該カップ部１５の外方に向かって延びる円筒状に形成されている。
【００４６】
ライナー３は、詳しくは後述するワーク保持部５０によって保持可能なように構成されている。上記筒部１６は、ワーク保持部５０によって保持される被保持部１７として設けられている。
【００４７】
また、ライナー３は、母材８と、高分子層９と、を有している。ライナー３は、膜製造装置１０によって母材８の表面に膜（高分子層９）を生成することにより形成される。すなわち、母材８は、ライナー３と概ね同じ形状に形成されている。母材８の材料としては、合成樹脂、金属材料、及びセラミック材料の少なくとも１つを例示することができる。合成樹脂として、ＰＥＥＫ及びＵＨＭＷＰＥを例示することができる。ＵＨＭＷＰＥは、高分子材料のうちでも耐摩耗性、耐変形性等の機械的特性に優れており、母材８として適している。ＵＨＭＷＰＥは、分子量が大きいほど、耐摩耗性が高くなる。よって、少なくとも分子量１００万ｇ／モル、好ましくは、分子量３００万ｇ／モル以上のＵＨＭＷＰＥを用いることが好ましい。また、母材８として、ＵＨＭＷＰＥを架橋処理したクロスリンクポリエチレンを用いてもよい。
【００４８】
高分子層９は、母材８と一体に形成され、ライナー３の表面における所定部分を除く部分を構成する薄膜として設けられている。具体的には、高分子層９は、図２（Ａ）に示すように、母材８の表面のうち筒部１６の外周面１６ａを除く部分に形成されている。高分子層９は、ライナー３の摺動面（外周面３ａ及び内周面３ｂ）を構成している。高分子層９の厚みは、数ｎｍ〜数百ｎｍ程度である。なお、図２（Ｂ）では、高分子層９の厚みを、実際の厚みと比べて誇張して示している。高分子層９は、ホスホリルコリン基を有するモノマー溶液を、母材８の表面に接触させた状態で、当該溶液に、紫外線を照射することにより形成される。
【００４９】
[膜製造装置の構成]
図３は、本実施形態に係る膜製造装置１０の概略の外形を示す斜視図であり、図４は、膜製造装置１０の膜製造装置本体２０の内部構造を示す概略の縦断面図であって、製膜の対象となるワーク８としての母材８がセットされた状態の図である。本実施形態に係る膜製造装置１０は、ワーク８の表面に接触した状態の所定の溶液２３に紫外線が照射されるように構成されている。これにより、光グラフト重合反応が生じ、ワーク８の表面に高分子層９が形成される。
【００５０】
図３に示すように、膜製造装置１０は、膜製造装置本体２０と、電源装置２１と、を備えている。膜製造装置本体２０は、電源装置２１から電力を供給されるように構成されている。電源装置２１は、筐体２１ａと、筐体２１ａに収容された電源回路（図示せず）と、電源回路に接続された調整用部材２１ｂと、を有している。調整用部材２１ｂが作業者によって操作されることにより、後述する紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子３６の輝度が変更される。この電源装置２１の電源回路と、膜製造装置本体２０の紫外線ＬＥＤ素子３６とは、ケーブル２２等を介して、電気的に接続されている。
【００５１】
膜製造装置本体２０は、全体として、上下に延びる柱状に形成されており、本実施形態では、円柱状に形成されている。尚、以下では、膜製造装置本体２０が母材８に紫外線を照射する際における、各部材の配置を基準に説明する。また、以下では、説明の便宜上、各図面において、上と記載された矢印が指示する方向を上側又は上方、下と記載された矢印が指示する方向を下側又は下方、と称する。
【００５２】
膜製造装置本体２０は、支持機構２５と、紫外線照射部３０と、ワーク収容部４０と、ヒータ５３と、紫外線反射部５５と、を備えている。
【００５３】
支持機構２５は、内部にワーク収容部４０を収容して該ワーク収容部４０を支持するように構成されている。支持機構２５は、図４に示すように、筒状本体部２６と、内側フランジ部２７とを有している。筒状本体部２６は、上下方向に延びる略筒状に形成されている。筒状本体部２６の内側における上下方向の中央部分には、該筒状本体部２６の内周面から内方へ延びるリング状の内側フランジ部２７が形成されている。内側フランジ部２７は、ワーク収容部４０を支持する支持部として設けられている。筒状本体部２６における筒軸方向の開口部は、いずれも、アクリル板２８で覆われている。このアクリル板２８はワーク収容部４０の温度を効率良く保つためのものである。なお、このアクリル板２８を省略することもできる。
【００５４】
紫外線照射部３０は、支持機構２５内に収容されたワーク収容部４０内のワーク８に対して紫外線を照射するためのものである。紫外線照射部３０は、２つの照射部を有している。具体的には、紫外線照射部３０は、支持機構２５の上方に配置され、上側のアクリル板２８を介して支持機構２５内に紫外線を照射する第１照射部３１と、支持機構２５の下方に配置され、下側のアクリル板２８を介して支持機構２５内に紫外線を照射する第２照射部３２と、を有している。第１照射部３１は、詳しくは後述するが、ワーク収容部４０に収容されて該ワーク収容部４０が支持機構に支持された状態のワーク８、の内周面３ｂ（第１表面）に対向するように配置されている。一方、第２照射部３２は、詳しくは後述するが、上述のような状態のワーク８の外周面３ａ（第２表面）に対向するように配置されている。
【００５５】
図５は、第１照射部３１の平面図である。なお、第１照射部３１及び第２照射部３２は、同じ形状であり、支持機構２５に対する配置のみが異なる。従って、以下では、第１照射部３１の構造のみについて説明し、第２照射部３２の構造の説明は省略する。
【００５６】
第１照射部３１は、図４及び図５に示すように、ＬＥＤホルダ３３と、ＬＥＤホルダ３３に取り付けられる複数（本実施形態では、６つ）の紫外線ＬＥＤ素子３６とを有している。
【００５７】
ＬＥＤホルダ３３は、上下方向に延びる略円柱状に形成された本体部３３ａと、本体部３３ａの下面における外周縁部から下方へ延びる筒状部３３ｂとを有し、これらが一体に形成されている。ＬＥＤホルダ３３は、合成樹脂、アルミニウム合金等を用いて形成されている。筒状部３３ｂにおける下側の部分には、円環状に形成された段差部３３ｃが形成されている。該段差部３３ｃと、筒状本体部２６の上端部との間で、アクリル板２８が挟んで保持されている。また、ＬＥＤホルダ３３の外周面には、複数のフィン３７が形成されている。複数のフィン３７は、それぞれ上下方向に延びるように形成され、周方向において互いに等間隔となるように配列されている。これらのフィン３７によって、紫外線ＬＥＤ素子３６の熱を、外部に効率よく放出することができる。
【００５８】
本体部３３ａの下側の部分は、紫外線ＬＥＤ素子３６が実装される基板３５が取り付けられる台座部３４として設けられている。台座部３４の下面には、複数（本実施形態では、６つ）の基板３５が取り付けられている。図５に示すように、６つの基板３５のうちの１つは、台座部３４の中央部分に取り付けられている。また、６つの基板３５のうちの残りの５つは、台座部３４における径方向外側の部分に、周方向に等間隔となるように取り付けられている。各基板３５には、ケーブル２２と電気的に接続された、図示しないケーブルが接続されている。これにより、電源装置２１からの電力は、ケーブル２２、及び基板３５等を介して、各紫外線ＬＥＤ素子３６に供給される。
【００５９】
また、本実施形態では、各基板３５は、台座部３４に対して着脱可能に構成されており、これにより、ワーク８に対する各紫外線ＬＥＤ素子３６の位置を変更可能である。台座部３４への各基板３５の取り付け方法は、特に限定されず、たとえば、図示しないねじ部材を用いて取り付けられる。
【００６０】
各紫外線ＬＥＤ素子３６は、対応する基板３５の中心上に実装されている。各紫外線ＬＥＤ素子３６は、電源装置２１から供給される電力を受けることで、紫外線を放射する。各紫外線ＬＥＤ素子３６が放射する光の波長は、例えば、３００ｎｍ〜４００ｎｍ程度であり、好ましくは、３１５ｎｍ〜４００ｎｍである。上記の波長が３１５ｎｍ以上であれば、光グラフト重合に必要ないとされるＵＶ−Ｂ領域の紫外線が、各紫外線ＬＥＤ素子から放射されることを抑制できる。これにより、ＵＶ−Ｂ領域の紫外線を受けることに起因する設備の劣化等を回避できる。
【００６１】
図６は、図４における一部を拡大して示す図であって、支持機構２５の内部の拡大図である。ワーク収容部４０は、２つのカバー４１，４６と、ワーク保持部５０とを有している。これらは、紫外線透過性を有する材料（例えば、アクリル樹脂）によって、互いに別部材として構成されている。ワーク収容部４０は、内部にワーク８を収容可能なように構成されている。
【００６２】
２つのカバー部材は、第１カバー４１及び第２カバー４６を有している。
【００６３】
第１カバー４１は、略円板状のプレート状の部材における中央部分が膨出するような形状に形成されている。具体的には、第１カバー４１は、リング状に形成された第１カバー側円環部４２と、該第１カバー側円環部４２における内周縁部から下方へ膨出する第１カバー側膨出部４３とを有し、これらが一体に形成されている。第１カバー４１は、その厚みが全体に亘って概ね均一となるように形成されている。
【００６４】
第１カバー側膨出部４３は、円筒状に形成された筒部４４と、略半球面状に形成された半球面部４５とを有し、これらが一体に形成されている。筒部４４は、第１カバー側円環部４２の内周縁部から下方へ延びるように形成されている。半球面部４５は、筒部４４の先端部から下方へ膨出する略半球面状の部分として設けられている。第１カバー側膨出部４３の外周面４３ａ（第１面部）は、ワーク８がワーク収容部４０に収容され、該外周面４３ａがワーク８の内周面３ｂと僅かな隙間Ｇ１をあけた状態において、この隙間Ｇ１が概ね均一となるような曲率に設定されている。
【００６５】
第２カバー４６は、略円板状のプレート状の部材における中央部分が膨出するような形状に形成されている。具体的には、第２カバー４６は、リング状に形成された第２カバー側円環部４７と、該第２カバー側円環部４７における内周縁部から膨出する第２カバー側膨出部４８とを有し、これらが一体に形成されている。第２カバー４６は、厚みが第１カバー４１と概ね同じとなるように、且つ全体に亘って概ね均一となるように形成されている。
【００６６】
第２カバー側円環部４７は、その外径及び内径が、それぞれ、第１カバー側円環部４２の外径及び内径のそれぞれよりも大きくなるように形成されている。第２カバー側円環部４７の外周縁部は、筒状本体部２６の内側フランジ部２７の上面に支持されるような大きさに形成されている。具体的には、第２カバー側円環部４７の外径は、筒状本体部２６の内径よりもやや小さくなるように形成されている。
【００６７】
また、第２カバー側円環部４７の上側の面（第２カバー側膨出部４８と反対側の面）における径方向内側の部分には、外側の部分よりも凹む凹部４７ａが形成されている。この凹部４７ａの外周縁は、平面視で円形状となるように形成されている。この凹部４７ａは、図６に示すように、詳しくは後述するワーク保持部５０が嵌合するように形成されている。
【００６８】
第２カバー側膨出部４８は、半球面状に形成されている。第２カバー側膨出部４８の内周面４８ａ（第２面部）は、ワーク８がワーク収容部４０に収容され、該内周面４８ａがワーク８の外周面３ａと僅かな隙間Ｇ２をあけた状態において、この隙間Ｇ２が概ね均一となるような曲率に設定されている。
【００６９】
ワーク保持部５０は、所定の壁厚を有する扁平な円筒状に形成された部材として設けられている。ワーク保持部５０は、内周面５０ａにワーク８の筒部１６の外周面１６ａが嵌合して保持されるように形成されている。具体的には、ワーク保持部５０の内径は、筒部１６の外径よりも僅かに小さくなるように形成されている。これにより、ワーク保持部５０に筒部１６が圧入されるため、ワーク保持部５０によってワーク８を保持することが可能になる。
【００７０】
ワーク保持部５０は、図６に示すように、ワーク８がワーク収容部４０内にセットされた状態において、第１カバー４１と第２カバー４６とで挟まれるように保持される。これにより、隙間Ｇ１及び隙間Ｇ２に注入された溶液２３が、ワーク収容部４０の外部へ漏出することなく、これらの隙間Ｇ１，Ｇ２内で保持される。
【００７１】
また、ワーク保持部５０には、該ワーク保持部５０の軸方向に貫通する２つの貫通孔５１，５１が形成されている。一方の貫通孔５１は、隙間Ｇ２に溶液２３を注入するための注入孔５１ａとして機能する。このとき、他方の貫通孔５１は、上記隙間Ｇ２の空気抜け孔５１ｂとして機能する。
【００７２】
ヒータ５３は、ワーク８に接触している溶液２３を加熱することにより、光グラフト重合を促進するためのものである。すなわち、ヒータ５３は、上記溶液２３を加熱するための加熱機構を構成している。ヒータ５３は、例えばリボンヒータによって構成され、支持機構２５の外周面に巻きつけられている。ヒータ５３によって発生した熱は、支持機構２５等を介して溶液２３に伝わり、該溶液２３を加熱する。これにより、溶液２３を、光グラフト重合反応に適した温度にすることができる。
【００７３】
紫外線反射部５５は、筒状本体部２６の内周面に沿った略円筒状に形成され、紫外線照射部３０で照射された紫外線を筒状本体部２６の内側へ反射する。本実施形態では、紫外線反射部５５は、２つの反射鏡５６，５７を有している。具体的には、紫外線反射部５５は、筒状本体部２６の筒軸方向における第１照射部３１側（図４の上側）に配置される第１反射部としての第１反射鏡５６と、筒軸方向における第２照射部３２側（図４の下側）に配置される第２反射部としての第２反射鏡５７と、を有している。各反射鏡５６，５７は、例えば、円筒状に形成された金属板の内周面を鏡面加工することにより形成される。
【００７４】
［高分子層の生成工程］
図７は、本実施形態に係る膜製造装置１０を用いてワーク８の表面に高分子層９を生成する際の工程を示すフローチャートである。図７等を用いて、ワーク８の表面に高分子層９を生成する際の工程について説明する。
【００７５】
ワーク８に高分子層９を形成する際には、まず、ワーク８と、膜製造装置１０とが準備される（ステップＳ１）。次に、ステップＳ２で、ワーク８の筒部１６がワーク保持部５０の内周面５０ａに圧入されることにより、ワーク８にワーク保持部５０が装着される。
【００７６】
次に、ステップＳ３で、支持機構２５の内側フランジ部２７にセットされた状態の第２カバー４６に対して、ワーク８が装着されたワーク保持部５０がセットされる。具体的には、ワーク８のカップ部１５が第２カバー側膨出部４８内に収容されるように、ワーク保持部５０の下側の部分（ワーク８のカップ部１５側の部分）が第２カバー４６の凹部４７ａに嵌合される。これにより、ワーク８と第２カバー４６との間に隙間Ｇ２が形成された状態で、ワーク８が第２カバー４６に対してセットされる。
【００７７】
次に、ステップＳ４で、溶液２３が供給される。具体的には、ワーク保持部５０の一方の貫通孔５１を介して隙間Ｇ２内に溶液が供給される一方、ワーク８の窪んだ部分（内周面３ｂ側の部分）に所定量の溶液２３が供給される。これにより、隙間Ｇ２が溶液２３で満たされた状態となる。
【００７８】
次に、ステップＳ５で、第１カバー４１が装着される。具体的には、第１カバー側膨出部４３がワーク８のカップ部１５内に収容されるように、ワーク保持部５０に第１カバー側円環部４２が載置される。これにより、ワーク８がワーク収容部４０内に収容され、ワーク８を収容した状態のワーク収容部４０が支持機構２５に支持された状態となる。また、上述のように第１カバー４１が装着されると、ワーク８の内周面３ｂ側に供給された溶液２３が、表面張力によって隙間Ｇ１に行き渡った状態となる。
【００７９】
そして、ステップＳ６で、支持機構２５に対して２つの照射部３１，３２が装着された後、ステップＳ７で、これら２つの照射部３１，３２によって紫外線が照射される。このとき、第１照射部３１から照射された紫外線は、直接、ワーク８の表面（主にワーク８の内周面３ｂ）に到達するだけでなく、紫外線反射部５５（主に第１反射鏡５６）によって反射されて、ワーク８の表面に到達する。一方、第２照射部３２から照射された紫外線は、直接、ワーク８の表面（主にワーク８の外周面３ａ）に到達するだけでなく、紫外線反射部５５（主に第２反射鏡５７）によって反射されて、ワーク８の表面に到達する。これにより、溶液２３に含まれるモノマーに、グラフト重合反応が生じる。その結果、ワーク８の表面に高分子層９が形成される。
【００８０】
なお、上述のように光照射が行われる前に、ヒータ５３の電源がオンにされる。これにより、ヒータ５３で発生した熱が支持機構２５等を介して溶液２３に伝わるため、ワーク８の表面部分におけるグラフト重合反応を促進することができる。
【００８１】
上述のように高分子層９が形成されたワーク８は、支持機構２５から取り出される（ステップＳ８）。具体的には、第１カバー４１がワーク８から外された後、ワーク８が嵌合した状態のワーク保持部５０が作業者によって保持されて、筒状本体部２６内から取り出される。
【００８２】
［効果］
以上のように、本実施形態に係る膜製造装置１０では、ワーク８に対して紫外線を照射して高分子層９を形成する際、ワーク８が収容された状態のワーク収容部４０が、支持機構２５によって支持される。そして、ワーク８の表面における一方側の部分である内周面３ｂ、及び他方側の外周面３ａ、の双方に、モノマーを含む溶液２３が接触した状態で、該溶液２３に対して紫外線が照射される。これにより、ワーク８における外周面３ａ及び内周面３ｂにおいて、同時に高分子層９が形成される。
【００８３】
すなわち、膜製造装置１０では、ワーク８の外周面３ａ及び内周面３ｂの両方に高分子層９を形成するために、支持機構２５に対するワーク８のセットを１回だけ行えばよい。これにより、従来のようにワークのセットを２回行う必要がないため、支持機構２５に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短くできる。
【００８４】
また、膜製造装置１０では、従来のようにワークを装置に対して２回セットする必要がなくなる。詳しくは、ワークの一方側の部分に１回目の光照射を行って高分子層を形成した後、他方側の部分に２回目の光照射を行うために、一方側の部分に高分子層が形成された状態のワークを、装置に対してセットする必要がなくなる。これにより、１回目の光照射で形成された高分子層が、２回目の光照射を行う際の準備作業中に破損してしまうような事態を回避できる。
【００８５】
従って、膜製造装置１０では、外周面３ａ及び内周面３ｂに光照射が必要なワーク８に対して、光照射が必要な部分（外周面３ａ及び内周面３ｂ）に対する光照射が可能であり、支持機構２５に対するワーク８のセット時間及び紫外線の照射時間を短縮化でき、且つ形成された高分子層９の損傷のリスクが少ない膜製造装置１０を提供できる。
【００８６】
また、膜製造装置１０では、ワーク８の内周面３ｂ側に配置された第１照射部３１からの紫外線が内周面３ｂに照射され、ワーク８の外周面３ａ側に配置された第２照射部３２からの紫外線が外周面３ａに照射される。これにより、ワーク８の外周面３ａ及び内周面３ｂのそれぞれに、確実に紫外線を照射することができる。
【００８７】
また、膜製造装置１０では、ワーク８を収容した状態のワーク収容部４０が、内周面３ｂが第１照射部３１側に向かい且つ外周面３ａが第２照射部３２側に向かうように、支持機構２５によって支持される。これにより、ワーク８を収容した状態のワーク収容部４０が、ワーク８の外周面３ａ及び内周面３ｂに紫外線が確実に照射されるように、支持機構２５によって適切に支持される。
【００８８】
また、膜製造装置１０では、ワーク８に対して、紫外線照射部３０によって照射された紫外線が直接、照射されるだけでなく、紫外線反射部５５によって反射された紫外線も照射される。これにより、ワーク８に対してより多くの紫外線を照射できる。
【００８９】
また、膜製造装置１０では、紫外線照射部３０によって直接、紫外線を照射しにくいワークの部分、具体的には、ワーク８のカップ部１５の外周面における筒部１６寄りの部分、に対して、紫外線反射部５５によって効率的に紫外線を当てることができる。
【００９０】
また、膜製造装置１０では、紫外線反射部５５が筒状本体部２６の内周面に沿った筒状に形成されているため、紫外線照射部３０から紫外線反射部５５に入射した紫外線を、筒状本体部２６の中央部分に向かって効率的に反射できる。従って、紫外線反射部５５によって反射された紫外線を効率的にワーク８に集光することができる。
【００９１】
また、膜製造装置１０では、第１照射部３１からの紫外線を、ワーク８よりも第１照射部３１側に配置された第１反射鏡５６によって反射して、ワーク８に対して効率的に当てることができる。更に、第２照射部３２からの紫外線を、ワーク８よりも第２照射部３２側に配置された第２反射鏡５７によって反射して、ワーク８に対して効率的に当てることができる。
【００９２】
また、膜製造装置１０では、第１反射鏡５６及び第２反射鏡５７を有する紫外線反射部５５を、円筒状に形成された金属板の内周面を鏡面加工することにより形成している。これにより、紫外線反射部５５を容易に形成することができる。
【００９３】
また、膜製造装置１０では、ワーク８が収容された状態のワーク収容部４０における外周側の部分を内側フランジ部２７に置くことで、ワーク収容部４０を筒状本体部２６内にセットできる。従って、ワーク収容部４０を、容易に支持機構２５内にセットできる。
【００９４】
また、膜製造装置１０では、モノマーを含む溶液２３が注入されるワーク８の外周面３ａ及び内周面３ｂとワーク８との間の隙間Ｇ１，Ｇ２、を形成できるとともに、該隙間Ｇ１，Ｇ２ができた状態でワーク８をワーク収容部４０内で保持できる。
【００９５】
また、膜製造装置１０では、高分子層９の形成後、ワーク保持部５０でワーク８を保持したままの状態でワーク８から第１カバー４１及び第２カバー４６を取り外すことができる。これにより、例えば、作業者がワーク保持部５０を把持してワーク８をハンドリングしたり、高分子層９が他の何かと接触しないようにワーク保持部５０を作業台等に置いたりすることができる。すなわち、この構成によると、ワーク８を取り扱う際に、高分子層９が損傷してしまうリスクを低減できる。
【００９６】
また、膜製造装置１０では、紫外線が、紫外線透過性を有するワーク保持部５０を介してワーク８に照射されるため、ワーク８に照射される紫外線の減衰を抑えることができる。
【００９７】
また、膜製造装置１０では、注入孔５１ａを介してワーク収容部４０とワーク８との間の隙間Ｇ２に溶液２３を注入できるため、溶液２３を前記隙間Ｇ１に容易に供給できる。
【００９８】
また、膜製造装置１０では、ワーク保持部５０に２つの貫通孔５１，５１を形成している。これにより、溶液２３の注入孔５１ａとして機能する一方の貫通孔５１から溶液２３が注入される際、隙間Ｇ２の空気抜け孔５１ｂとして機能する他方の貫通孔５１から隙間Ｇ２の空気が排出される。従って、溶液２３をスムーズに隙間Ｇ２に供給できる。
【００９９】
また、膜製造装置１０では、溶液２３に光照射が行われる前に、ヒータ５３の電源がオンにされる。これにより、溶液２３の温度を上昇できるため、ワーク８の表面部分におけるグラフト重合反応を促進することができる。
【０１００】
また、膜製造装置１０では、筒状本体部２６における筒軸方向両側の開口部が、それぞれ、アクリル板２８によって覆われている。これにより、ヒータ５３で発生して溶液２３に伝えられた熱が、上記開口部を介して放出されるのを抑制できるため、ワーク８の表面部分におけるグラフト重合反応を更に促進することができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。例えば、次のように変更して実施してもよい。
【０１０２】
［変形例］
（１）上記実施形態では、膜製造の対象となるワーク８として、人工股関節１のライナー３を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、膜製造装置を、図１に示す大腿骨の骨頭ボール５（人工関節コンポーネント）に対して用いることもできる。本変形例に係る膜製造装置１１では、骨頭ボール５のワーク８ａの外周面５ａに、高分子層９が形成される。
【０１０３】
図８は、変形例に係る膜製造装置１１の内部構造を示す概略の縦断面図であって、膜製造の対象となる骨頭ボール５のワーク８ａがセットされた状態の図である。本変形例に係る膜製造装置１１では、上記実施形態に係る膜製造装置１０と比べて、ワーク収容部の形状が大きく異なる。以下では、上記実施形態と異なる点について主に説明し、上記実施形態と同様の構成の説明については、図面において同一の符号を付すことで又は同一の符号を引用して説明することで、省略する。
【０１０４】
本変形例に係る膜製造装置１１の製膜対象となる骨頭ボール５のワーク８ａは、骨頭ボール５と概ね同じ形状に形成されている。
【０１０５】
具体的には、骨頭ボール５のワーク８ａは、球状に形成された部材の一部が平坦な面によって切除されたような形状であって、その切除された部分の外周縁が、前記球状に形成された部材の直径よりも小径となるような形状に形成されている。これにより、ワーク８ａの表面には、半球面よりも広範囲に亘る球面（外周面５ａ）と、平坦な面で構成される平坦面５ｂとが含まれる。また、ワーク８ａの平坦面５ｂ側の部分の中央部には、ステム４（図１参照）が挿入される穴部５ｃが形成されている。
【０１０６】
骨頭ボール５は、図８に示すように、外周面５ａ側の部分が下方（第２照射部３２側）に向かい、且つ平坦面５ｂ側の部分が上方（第１照射部３１側）に向かうように、支持機構２５内に収容される。この状態において、ワーク８ａの外周面５ａ（球面）は、一方側の部分の少なくとも一部である第１表面５ｄと、他方側の部分である第２表面５ｅと、を有している。第１表面５ｄは、外周面５ａにおける上方側へ向かっている部分（外周面５ａのうち、ワーク８ａの中心点を通る水平面Ｐよりも上側の部分）である。また、第２表面５ｅは、外周面５ａにおける下方側へ向かっている部分（外周面５ａのうち水平面Ｐよりも下側の部分）である。
【０１０７】
本変形例のワーク収容部６０は、２つのカバー（第１カバー６１及び第２カバー６６）と、ワーク保持部７０とを有している。これらは、上記実施形態の場合と同様、紫外線透過性を有する材料（例えば、アクリル樹脂）によって、互いに別部材として構成され、内部にワーク８ａを収容可能なように構成されている。
【０１０８】
第１カバー６１は、平坦部６２と外壁部６３とを有し、これらが一体に形成されている。第１カバー６１の内部には、ワーク８ａにおける平坦面５ｂ側の部分が収容される。
【０１０９】
平坦部６２は、略円板状に形成されている。平坦部６２の中央部分には、該平坦部６２を上下方向に貫通する貫通孔６２ａが形成されている。平坦部６２は、ワーク８ａの平坦面５ｂに対して密着するように配置される。
【０１１０】
外壁部６３は、平坦部６２から下方へ向かってやや広がりながら延びる略円筒状に形成されている。外壁部６３の内周面６３ａ（第１面部）は、ワーク８ａがワーク収容部６０に収容され、該内周面６３ａが第１表面５ｄと僅かな隙間Ｇ３をあけた状態において、この隙間Ｇ３が概ね均一となるような曲率に設定されている。
【０１１１】
第２カバー６６は、全周に庇を有する帽子状に形成されている。第２カバー６６は、庇部６７と半球面部６８とを有し、これらが一体に形成されている。第２カバー６６は、庇部６７の外周縁部が内側フランジ部２７に支持されることにより、支持機構２５内で支持される。第２カバー６６の半球面部６８には、ワーク８ａにおける外周面５ａ側の部分が収容される。
【０１１２】
庇部６７は、外周側から内周側へ向かって窄まりながら下方へ延びるように形成されている。半球面部６８は、庇部６７の内周縁部から下方へ膨出する略半球面状に形成されている。半球面部６８の内周面６８ａ（第２面部）は、ワーク８ａがワーク収容部６０に収容され、該内周面６８ａがワーク８ａの第２表面５ｅと僅かな隙間Ｇ４をあけた状態において、この隙間Ｇ４が概ね均一となるような曲率に設定されている。
【０１１３】
ワーク保持部７０は、略棒状に形成されている。ワーク保持部７０の先端側の部分７１は、第１カバー６１の貫通孔６２ａを通じてワーク８ａの穴部５ｃに圧入されている。これにより、ワーク保持部７０によってワーク８ａを保持することが可能になる。また、ワーク保持部７０の基端側の部分７２は、例えば、上側のアクリル板２８に固定される。これにより、ワーク８ａは、支持機構２５に取り付けられた第１照射部３１によって支持される。
【０１１４】
本変形例に係るワーク収容部６０では、内側フランジ部２７に支持された第２カバー６６に対して第１カバー６１がセットされる。一方、ワーク８ａは、各カバー６１，６６との間に隙間Ｇ３，Ｇ４が形成された状態で、ワーク保持部７０等を介して支持機構２５に対して保持される。
【０１１５】
そして、本変形例に係る膜製造装置１１では、上記隙間Ｇ３，Ｇ４に溶液２３が注入された状態で、紫外線照射部３０から紫外線が照射されることにより、ワーク８ａの外周面５ａ（第１表面５ｄ及び第２表面５ｅ）に高分子層が形成される。
【０１１６】
［効果］
以上のように、本変形例に係る膜製造装置１１でも、上記実施形態の場合と同様、ワーク８ａの表面における光照射が必要な部分において、同時に高分子層を形成できる。具体的には、本変形例に係る膜製造装置１１では、ワーク８ａの外周面５ａの一方側の部分の少なくとも一部である第１表面５ｄと、他方側の部分である第２表面５ｅと、の双方に対して、一度に高分子層を生成できる。これにより、従来のようにワークのセットを２回行う必要がないため、支持機構２５に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短くでき、且つ、高分子層が破損してしまうリスクを低減できる。
【０１１７】
（２）また、膜製造装置を、膝関節用の部材に対して用いることもできる。図９は、変形例に係る膜製造装置１２の内部構造を示す概略の縦断面図であって、膜製造の対象となるサーフェイス部１８のワーク８ｂがセットされた状態の図である。このサーフェイス部１８は、脛骨側コンポーネント（図示省略）及び大腿骨側コンポーネント（図示省略）とともに、人工膝関節を構成する人工関節コンポーネントである。サーフェイス部１８は、脛骨の近位端に固定された脛骨側コンポーネントと、大腿骨の遠位端に固定された大腿骨側コンポーネントとの間に設けられ、双方に対して摺動するように構成されている。
【０１１８】
サーフェイス部１８は、表裏面を有する略矩形の板状に形成されている。サーフェイス部１８は、一方側の面１８ａ（第１表面）が大腿骨側コンポーネントと摺動し、他方側の面１８ｂ（第２表面）が脛骨側コンポーネントと摺動するように構成されている。一方側の面１８ａ及び他方側の面１８ｂには、上記実施形態の場合と同様、光グラフト重合により高分子層が形成される。
【０１１９】
本変形例のワーク収容部８０は、２つのカバー（第１カバー８１及び第２カバー８６）と、ワーク保持部９０とを有している。これらは、上記実施形態の場合と同様、紫外線透過性を有する材料（例えば、アクリル樹脂）によって、互いに別部材として構成され、内部にワーク８ｂを収容可能なように構成されている。
【０１２０】
第１カバー８１は、略矩形の板状に形成されている。第１カバー８１は、図９に示すように、第２カバー８６に収容されたワーク保持部９０の上に載置されている。図９の状態において、第１カバー８１の平面視における中央部分は、サーフェイス部１８のワーク８ｂの一方側の面１８ａと隙間Ｇ５をあけて該面１８ａに沿う第１面部８１ａとして設けられている。
【０１２１】
第２カバー８６は、円環部８７と有底筒部８８とを有し、これらが一体に形成されている。第２カバー８６は、円環部８７の外周縁部が内側フランジ部２７に支持されることにより、支持機構２５内で支持される。第２カバー８６内には、ワーク保持部９０及びワーク８ｂが収容される。
【０１２２】
円環部８７は、平面視が環状に形成された板状の部分であって、外縁部が円形に形成される一方、内縁部が略矩形状に形成されている。内縁部は、サーフェイス部１８のワーク８ｂの外縁部よりも大きくなるような大きさに形成される。有底筒部８８は、円環部８７の内縁部から下方へ延びるように形成されている。有底筒部８８の底部８８ａ（第２面部）とワーク８ｂの他方側の面１８ｂとの間には、隙間Ｇ６が形成される。
【０１２３】
ワーク保持部９０は、図９に示すように、略筒状に形成されている。ワーク保持部９０は、筒部９１と延出部９２とを有し、これらが一体に形成されている。
【０１２４】
筒部９１は、ワーク８ｂの外周面が内周面に当接するようにワーク８ｂが挿入される筒状に形成されている。延出部９２は、筒部９１における筒軸方向一方側の内周縁部（図９の下側の内周縁部）から内方へ延出するフランジ状に形成されている。
【０１２５】
ワーク収容部８０では、ワーク保持部９０が、内側フランジ部２７に支持された第２カバー８６の段差部８９に保持されることにより、第２カバー８６内に収容されている。また、ワーク８ｂは、ワーク保持部９０の延出部９２によって、ワーク８ｂの外周側の部分に形成された段差状の部分１８ｃが保持されることにより、第２カバー８６内に収容されている。ワーク保持部９０の上側の開口部は、第１カバー８１によって覆われている。
【０１２６】
ワーク収容部８０では、ワーク８ｂの一方側の面１８ａと第１カバー８１の第１面部８１ａとの間に隙間Ｇ５が形成される。一方、ワーク８ｂの他方側の面１８ｂと第２カバー８６の底部８８ａとの間に隙間Ｇ６が形成される。
【０１２７】
そして、本実施形態に係る膜製造装置１２では、上記隙間Ｇ５，Ｇ６に溶液２３が注入された状態で、紫外線照射部３０から紫外線が照射されることにより、ワーク８ｂにおける一方側の面１８ａ及び他方側の面１８ｂの双方に高分子層が形成される。
【０１２８】
［効果］
以上のように、本実施形態に係る膜製造装置１２でも、上記実施形態の場合と同様、ワーク８ｂの表面における光照射が必要な部分において、同時に高分子層を形成できる。具体的には、本変形例に係る膜製造装置１２では、ワーク８ｂの一方側の面１８ａ及び他方側の面１８ｂの双方に対して、一度に高分子層を生成できる。これにより、従来のようにワークのセットを２回行う必要がないため、支持機構２５に対するワークのセット時間及び紫外線の照射時間を短くでき、且つ、高分子層が破損してしまうリスクを低減できる。
【０１２９】
（３）また、上記実施形態及び各変形例では、２つの照射部３１，３２を用いて、ワークにおいて高分子層を生成したい部分に紫外線を照射しているが、これに限らず、１つの照射部で紫外線を照射してもよい。この場合、ワークにおいて高分子層を生成したい部分に紫外線が照射されるように、例えばワークの周囲に紫外線反射部を適宜配置することができる。
【０１３０】
（４）また、上記実施形態及び各変形例では、紫外線反射部として、円筒状に形成された金属板の内周面を鏡面加工することにより形成したが、これに限らず、紫外線を反射できるものであればどのようなものであってもよい。例えば、支持機構２５の筒状本体部２６の内周面に、紫外線を反射するコーティング膜などを形成してもよい。また、これらに限らず、膜製造装置を、紫外線反射部を省略して構成してもよい。
【０１３１】
（５）また、上記実施形態及び各変形例では、ワーク保持部を、第１カバー及び第２カバーとは別体の部材で構成したが、これに限らず、例えば、第１カバー又は第２カバーと一体に構成されていてもよい。
【０１３２】
（６）また、上記実施形態及び各変形例では、紫外線照射部３０において、紫外線ＬＥＤ素子３６を用いて紫外線を照射しているが、これに限らず、例えば、高圧水銀ランプを用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、他の部材に対して摺動する摺動面が光グラフト重合によって生成される人工関節コンポーネントの製造に用いられる膜製造装置として、広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１３４】
３                      ライナー（人工関節コンポーネント）
５                      骨頭ボール（人工関節コンポーネント）
８                      母材、ワーク
９                      高分子層
１０，１１，１２        膜製造装置
１８                    サーフェイス部（人工関節コンポーネント）
２３                    溶液
２５                    支持機構
３０                    紫外線照射部
４０，６０，８０        ワーク収容部
４１，６１，８１        第１カバー
４６，６６，８６        第２カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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