(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）酸化アルミニウム／酸化クロム混晶から形成されるマトリックス材料  ６０〜９８体積％、
ｂ）前記マトリックス材料中へ挿入された二酸化ジルコニウム  ２〜４０体積％からなり、前記二酸化ジルコニウムが
ｃ）安定化酸化物として、セリウム、プラセオジム及びテルビウムの１種又はそれ以上の酸化物１０モル％超〜１５モル％を、二酸化ジルコニウム及び安定化酸化物の混合物を基準として含有し、ここで
ｄ）安定化酸化物の添加量が、二酸化ジルコニウムが主に正方晶変態で存在するように選択されており、かつ
ｅ）安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとのモル比が１,０００：１〜２０：１であり、
ｆ）全ての成分の割合の合計が焼結成形体の１００体積％になる、
カッティングテンプレート。
【請求項２】
ａ）酸化アルミニウムを基準として０．０１〜２．３２質量％の酸化クロム割合を有する酸化アルミニウム／酸化クロム混晶から形成されるマトリックス材料  少なくとも７０体積％、
ｂ）前記マトリックス材料中へ挿入された二酸化ジルコニウム  ２〜３０体積％からなり、前記二酸化ジルコニウムが
ｃ）酸化イットリウム０．２７〜２．８５モル％を、二酸化ジルコニウム及び酸化イットリウムの混合物を基準として含有し、ここで酸化イットリウムの添加量が、二酸化ジルコニウムが主に正方晶変態で存在するように選択されており、かつ
ｄ）安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとのモル比が１,０００：１〜２０：１であり、かつ
ｅ）全ての成分の割合の合計がカッティングテンプレートの１００体積％になる、
カッティングテンプレート。
【請求項３】
安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとのモル比が３７０：１〜３４：１である、請求項２記載のカッティングテンプレート。
【請求項４】
ａ１）マトリックス材料  ６０〜９８体積％からなり、ここで前記マトリックス材料が
ａ２）酸化アルミニウム／酸化クロム混晶  ６７．１〜９９．２体積％まで
ａ３）一般式ＳｒＡｌ12-xＣｒxＯ19、Ｌａ0.9Ａｌ11.76-xＣｒxＯ19、Ｍｅ1Ａｌ11-xＣｒxＯ17、Ｍｅ2Ａｌ12-xＣｒxＯ19、Ｍｅ2'Ａｌ12-xＣｒxＯ19及び／又はＭｅ3Ａｌ11-xＣｒxＯ18の１種による少なくとも１種の混晶から選択されている別の混晶  ０．８〜３２．９体積％までを含有し、ここでＭｅ1はアルカリ金属を表し、Ｍｅ2はアルカリ土類金属を表し、Ｍｅ2'はカドミウム、鉛又は水銀を表し、かつＭｅ3は希土類金属を表し、かつｘは０．０００７〜０．０４５の値に相当し、かつ
ｂ）前記マトリックス材料が、マトリックス材料中へ挿入された正方晶安定化二酸化ジルコニウム２〜４０体積％を含有し、かつ
ｃ）前記成分の割合の合計が、カッティングテンプレートの１００体積％になる、
カッティングテンプレート。
【請求項５】
酸化ジルコニウムのための安定化剤として、セリウム、プラセオジム及びテルビウムの１種又はそれ以上の酸化物２〜１５モル％及び／又は酸化イットリウム０．２〜３．５モル％が、二酸化ジルコニウム及び安定化酸化物の混合物を基準として使用され、ここで安定化酸化物の添加量が、二酸化ジルコニウムが主に正方晶変態で存在し、かつ立方晶変態の割合が、二酸化ジルコニウムを基準として０〜５体積％であるように選択されている、請求項４記載のカッティングテンプレート。
【請求項６】
安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとのモル比が１,０００：１〜２０：１である、請求項４又は５記載のカッティングテンプレート。
【請求項７】
二酸化ジルコニウムが、２μmを超えない粒度を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項８】
マトリックス材料が、マトリックス材料を基準として、さらになお２〜２５体積％の元素の周期表（ＰＳＥ）の第４及び第５副族の金属の１種又はそれ以上の炭化物、窒化物及び炭窒化物を含有する、請求項１から７までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項９】
ａ）酸化アルミニウム／酸化クロム混晶から形成されるマトリックス材料  ６０〜８５体積％並びにマトリックス材料を基準として、元素の周期表（ＰＳＥ）の１種又はそれ以上の第４及び第５副族の金属の炭化物、窒化物及び炭窒化物  ２〜２５体積％、
ｂ）マトリックス材料中へ挿入された二酸化ジルコニウム  １５体積％超〜４０体積％からなり、前記二酸化ジルコニウムが
ｃ）安定化酸化物として、セリウム、プラセオジム及びテルビウムの１種又はそれ以上の酸化物１０モル％超〜１５モル％及び／又は酸化イットリウム０．２〜３．５モル％を、二酸化ジルコニウム及び安定化酸化物の混合物を基準として含有し、ここで
ｄ）安定化酸化物の添加量が、二酸化ジルコニウムが主に正方晶変態で存在するように選択されており、かつ
ｅ）安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとのモル比が１００：１〜２０：１であり、
ｆ）全ての成分の割合の合計が焼結成形体の１００体積％になり、
ｇ）二酸化ジルコニウムが、２μmを超えない粒度を有する、
カッティングテンプレート。
【請求項１０】
安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウム対酸化クロムのモル比が、
二酸化ジルコニウム  ２〜５体積％  １,０００：１〜１００：１
二酸化ジルコニウム  ５超〜１５体積％  ２００：１〜４０：１
二酸化ジルコニウム  １５超〜３０体積％  １００：１〜２０：１
二酸化ジルコニウム  ３０超〜４０体積％  ４０：１〜２０：１
の範囲内である、請求項１から９までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１１】
二酸化ジルコニウム３０体積％以下が含まれている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１２】
少なくとも９５体積％の二酸化ジルコニウムが正方晶変態を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１３】
全部で０〜５体積％の二酸化ジルコニウムが立方晶変態及び／又は単斜晶変態で存在する、請求項１から１２までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１４】
酸化アルミニウム／酸化クロム混晶の平均粒度が０．６〜１．５μmである、請求項１から１３までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１５】
二酸化ジルコニウムの粒度が０．２〜１．５μmである、請求項１から１４までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１６】
焼結成形体を基準として不可避不純物０．５体積％以下が含まれている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１７】
ビッカースによる硬さ［Ｈｖ0.5］が１,８００より大きい、請求項１から１４までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項１８】
請求項１から１７までのいずれか１項記載のカッティングテンプレートの製造方法であって、
酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、酸化クロム、正方晶酸化ジルコニウムを安定化させる酸化物と、酸化ストロンチウム、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＣｄＯ、ＰｂＯ、ＨｇＯ、希土類酸化物及び／又はＬａ2Ｏ3から選択される少なくとも１種の酸化物とを含有する混合物を粉砕し、粉砕した混合物に一時結合剤を添加し、この混合物を噴霧乾燥し、この混合物から生素地をプレスし、かつこれを標準条件下で焼結することを特徴とする、
請求項１から１７までのいずれか１項記載のカッティングテンプレートの製造方法。
【請求項１９】
生素地を９０〜９５％の密度に常圧で予備焼結し、引き続きホットアイソスタチックの後緻密化にかける、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
請求項１から１７までのいずれか１項記載のカッティングテンプレートの製造方法であって、
酸化アルミニウム、酸化クロム、正方晶酸化ジルコニウム、任意に安定化酸化物と、酸化ストロンチウム、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＣｄＯ、ＰｂＯ、ＨｇＯ、希土類酸化物及び／又はＬａ2Ｏ3から選択される少なくとも１種の酸化物とを含有する混合物を、５０体積％よりも多い固体含量を有する水性懸濁液中で４〜４．５のｐＨ値を維持しながら粉砕し、引き続き尿素及びウレアーゼと混合し、型へ流し込み、引き続き凝結後に型から取り出し、かつ焼結もしくは予備焼結し、かつホットアイソスタチック後緻密化することを特徴とする、
請求項１から１７までのいずれか１項記載のカッティングテンプレートの製造方法。
【請求項２１】
医療技術において使用するための、請求項１から１７までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【請求項２２】
人工膝関節置換術の際に使用するための、請求項１から１７までのいずれか１項記載のカッティングテンプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の対象は、カッティングテンプレートもしくはソーブロック、好ましくは医療技術において使用するためのカッティングテンプレートもしくはソーブロックである。
【０００２】
人工膝関節置換術(Knie-TEP-Implantation)毎に、いわゆるカッティングテンプレート又はソーブロックが大腿骨上に固定される。このカッティングテンプレートを用いて、大腿骨表面を大腿骨コンポーネントの形状寸法に適合させるために、通常の場合に３回の切断が実施される。各切断用に、カッティングテンプレート中にはガイド（１個のテンプレート中に３もしくは４個のカッティングガイド）が存在する。このガイド中で、振動ソーブレードを用いて切断が実施される。ソーブレード並びにカッティングテンプレートは今日、原則として生体適合性の金属合金から製造されている。
【０００３】
ソーブロック中のガイドレールは、製造者に応じて、１．２〜１．５mmの幅を有する。ソーブレードの振動及びソーブレードとガイドレールとの間で生じる摩擦が原因となって、高度の金属摩耗がガイドレールの側に生じる。この摩耗は外科手術中に傷から除去されないかもしくは不十分にのみ除去されることができる。それゆえ、この摩耗は他方では感染の原因になりうるものであり、とりわけ患者のアレルギー反応をまねきうる。この理由から、この摩耗を原則として、しかしながら特に潜在的なアレルギー患者の場合のセラミック大腿骨コンポーネントの使用により移植反応が回避されるべきである場合に、減少させることが重要である。
【０００４】
今日の知識水準によれば、金属摩耗の大部分はカッティングテンプレート中のガイドレールの摩滅により生じる。人工膝関節置換術の枠内でカッティングテンプレートを約２０〜４０回使用した後に、ガイドレールは、約０．５〜１．５mmだけ広がったガイド間隙を有する。その結果として、カッティングテンプレートのガイド精度はかなり低下する。外科医の結論は適切であり、ソーブレードの正確なカッティングガイドがもはや不可能であり、大腿骨の切断面の整合及び平坦性はますます偏りを有する。このことは、切断面と大腿骨コンポーネントとの間のより大きな間隙をまねく。この間隙は外科手術中に、さもなければ普通よりも多い体積の骨セメントで充填されなければならず、このことはこのシステムの耐用年数に不利な影響を及ぼしうる。
【０００５】
本発明の基礎となる課題は、技術水準のカッティングテンプレート／ソーブロックの欠点を取り除くこと及び特に：
・金属摩耗を減少させること、その際に金属摩耗の減少は、これまでの金属による解決手段に比べて９０％まで努力されるべきである；
・カッティングテンプレートの耐用年数を延長し、ひいてはコストを節約すること；
・アレルギーリスク並びに感染のリスクを減少させること
にあった。
【０００６】
本発明による課題は意外なことに、独立請求項の特徴を有するセラミック製のカッティングテンプレート／ソーブロック（以下に、本発明によるカッティングテンプレート／本発明によるソーブロックについては、焼結成形体又は焼結体という概念も使用される）により解決された。好ましい態様は従属請求項に見出される。意外なことに、懸案の課題の解決が、極めて特別な組成を有する焼結成形体を必要とすることが確かめられた。安定化酸化物(stabilisierende Oxide)を含有する二酸化ジルコニウムをセラミックマトリックス中へ挿入すること(Einlagerung)により達成される変態高靭化(Umwandlungsverstaerkung)に加えて、本発明は第一実施態様によれば、マトリックスとして酸化アルミニウム／酸化クロムの混晶を規定する。さらに、本発明は、マトリックス中へ挿入された二酸化ジルコニウムと、酸化アルミニウムと共に混晶を形成する酸化クロムとが互いに特定のモル比にあることを規定する。この規定は、特に良好な破壊靭性を得るために必要でありうる二酸化ジルコニウムのより高い割合でも、必要な硬さ値が達成できることを可能にする。他方では、低い二酸化ジルコニウム割合でも、相対的に少ない酸化クロム含量が存在することができ、そのために材料のぜい化に抵抗する。
【０００７】
安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとが特定のモル比で存在すべきであるという記載は、必然的にその他の成分についての特定の比も与える、それというのも、焼結成形体を基準として、例えば二酸化ジルコニウムの割合が低下するにつれて、安定化酸化物の割合も低下するのに対して、他方では酸化アルミニウムの割合は上昇するからである。焼結成形体の酸化アルミニウムを基準として、酸化クロムは０．００４〜６．５７質量％の質量で存在するが、しかしながらその際に、酸化クロムと、安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムとが、示されたモル比であることは忘れてはならない。安定化酸化物の中では、酸化セリウムが極めて特に好ましいことが判明している。
【０００８】
さらに有利な一実施態様に相応して、焼結成形体中のマトリックス材料の割合が、少なくとも７０体積％−であり、かつ酸化アルミニウムを基準として０．０１〜２．３２質量％の酸化クロム割合を有する酸化アルミニウム／酸化クロム混晶から形成されており、その際に二酸化ジルコニウム２〜３０体積％がマトリックス中へ挿入されており、かつ前記二酸化ジルコニウムが、二酸化ジルコニウム及び酸化イットリウムの混合物を基準として、酸化イットリウム０．２７〜２．８５モル％を含有し、かつ２μmを超えない平均粒度の前記二酸化ジルコニウムが、主に正方晶変態で存在する。二酸化ジルコニウム及び酸化イットリウムの混合物を基準として、酸化イットリウム０．２７〜２．８５モル％の量は、二酸化ジルコニウムを基準として酸化イットリウム０．５〜５．４質量％に相当する。そのような焼結成形体の場合に、酸化イットリウムを含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとの間で、３７０：１〜３４：１のモル比が存在する。
【０００９】
本発明のさらに特に好ましい一実施態様によれば、マトリックス材料は、酸化アルミニウム／酸化クロム混晶と、式ＳｒＡｌ12-xＣｒxＯ19の別の混晶とからなり、ここでｘは０．０００７〜０．０４５の値を有する。その他の点では第一実施態様に相応するこの実施態様の場合にも、靭性を高める作用は混晶マトリックス中へ挿入された二酸化ジルコニウムに由来するのに対し、クロム添加は、二酸化ジルコニウム割合により引き起こされる硬さ値の低下に抵抗することができる。意外なことに、酸化ストロンチウムの存在で一般式ＳｒＡｌ12-xＣｒxＯ19に相当する集合組織(Gefuege)中に小板(Platelets)が形成されることが確かめられた。酸化ストロンチウムの添加により付加的に形成される式ＳｒＡｌ12-xＣｒxＯ19の混晶は、焼結成形体に、より高い温度でもさらに改善された靭性を付与するという付加的な効果を有する。高められた温度の影響下でのこれらの焼結成形体の耐摩耗性は故に同様に改善されている。この実施態様の場合にも酸化セリウムは特に適していることが明らかになった。小板は、マトリックスがＣｒ2Ｏ3を含有しない場合にも形成される。
【００１０】
さらなる一実施態様によれば、焼結成形体の耐摩耗性は、  −  マトリックス材料を基準として  −  元素の周期表（ＰＳＥ）の第４及び第５副族の金属の１種又はそれ以上の炭化物、窒化物又は炭窒化物２〜２５体積％をこのマトリックス材料中へ挿入することによりさらに改善されることができる。好ましくは、これらの硬質物質の割合は６〜１５体積％である。特に、窒化チタン、炭化チタン及び炭窒化チタンが適している。
【００１１】
本発明の特に好ましいさらなる一実施態様によれば、安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウム対酸化クロムのモル比は、本発明による焼結成形体中に存在している二酸化ジルコニウム割合に依存して、低い二酸化ジルコニウム割合の場合に少ない酸化クロム量も存在するように調節される。極めて特に、その際に、二酸化ジルコニウム：酸化クロムのモル比を、
二酸化ジルコニウム  ２〜５体積％  １,０００：１〜１００：１
二酸化ジルコニウム  ＞５〜１５体積％  ２００：１〜４０：１
二酸化ジルコニウム  ＞１５〜３０体積％  １００：１〜２０：１
二酸化ジルコニウム  ＞３０〜４０体積％  ４０：１〜２０：１
の範囲内であるように調節することが有利であると判明している。
【００１２】
二酸化ジルコニウムが主に正方晶変態で存在することを保証するために、本発明によれば、二酸化ジルコニウムの２μmを超えない粒度への調節が必要である。立方晶変態の二酸化ジルコニウムの５体積％の量まで許容される割合以外に、単斜晶変態のなお少量も許容されているが、しかしこれらの量は同様に最大５体積％の量を超えるべきではなく、かつ好ましくは２体積％未満、極めて特に好ましくはそれどころか１体積％未満であるので、好ましくは９０体積％超が正方晶変態で存在する。
【００１３】
焼結成形体は、特許請求の範囲において示された成分以外になお不可避に持ち込まれた不純物のみを含有し、これらの不純物は本発明のさらなる好ましい一実施態様によれば０．５体積％以下であるので、焼結成形体は、酸化アルミニウム−酸化クロム混晶のみ又は、酸化ストロンチウム及び酸化クロムが存在する場合に、この混晶と式ＳｒＡｌ12-xＣｒxＯ19の混晶と並びに安定化酸化物を含有し、かつ前記混晶のマトリックス中へ挿入された二酸化ジルコニウムとからなる。別の相、例えば酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムを一緒に使用する際に形成される粒界相、又は技術水準から知られたＹＮｂＯ4又はＹＴａＯ4のような物質を添加する際に生じ、かつ十分に高くない軟化点を有するような、別の結晶質相は、本発明による焼結成形体中に存在しない。また、同様に別の相の形成をもたらす技術水準から知られたＭｎ、Ｃｕ、Ｆｅの酸化物は、低下された軟化点を生じさせ、かつ僅かなエッジ強さの結果となる。これらの材料の使用は故に本発明の場合に排除されている。
【００１４】
好ましくは、二酸化ジルコニウムは３０体積％以下の量で存在する。好ましくは、二酸化ジルコニウムは１５体積％未満の量でも存在しない。二酸化ジルコニウム１５〜３０体積％が存在する場合には、安定化酸化物を含有する二酸化ジルコニウムと酸化クロムとのモル比は、極めて特に好ましくは４０：１〜２５：１である。
【００１５】
さらに極めて特に好ましい一実施態様によれば、正方晶変態で存在している二酸化ジルコニウムの割合は９５体積％よりも多く、その際に全部で５体積％までのみが立方晶変態及び／又は単斜晶変態で存在する。極めて特に好ましいのは、０．２〜１．５μmの範囲内の挿入された二酸化ジルコニウムの粒度を維持することである。それに対して、０．８〜１．５μmの範囲内の酸化アルミニウム／酸化クロム混晶の平均粒度が特に適していることが判明している。付加的に元素の周期表（ＰＳＥ）の第４及び第５副族の金属の炭化物、窒化物及び炭窒化物がさらに使用される場合には、これらは０．８〜３μmの粒度で使用される。式ＳｒＡｌ12-xＣｒxＯ19の混晶の粒子は、５：１〜１５：１の範囲内の長さ／厚さ比を有する。それらの最大長さはその際に１２μmであり、それらの最大厚さは１．５μmである。
【００１６】
意外なことに、酸化ストロンチウムだけでなく、特定の他の酸化物を用いても相応する小板が集合組織中に生成されることができることが確かめられた。小板形成の必要条件は、"その場で(in situ)"形成すべき小板の六方晶結晶構造の形成である。マトリックスとして物質系Ａｌ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3−ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3（ＣｅＯ2）が使用される場合には、多種多様な酸化物を用いて次の小板が"その場で"形成されることができる。アルカリ金属酸化物を合金化する場合には、相応するアルカリ金属−Ａｌ11-xＣｒxＯ17小板が形成され、アルカリ土類金属酸化物を合金化する場合には、相応するアルカリ土類金属Ａｌ12-xＣｒxＯ19小板が形成され、ＣｄＯ、ＰｂＯ、ＨｇＯを合金化する場合には、相応する（ＣｄＡｌ12-xＣｒxＯ19、ＰｂＡｌ12-xＣｒxＯ19又はＨｇＡｌ12-xＣｒxＯ19）小板が形成され、かつ希土類酸化物を合金化する場合には、相応する希土類Ａｌ11-xＣｒxＯ18小板が形成される。Ｌａ2Ｏ3は、さらに化合物Ｌａ0.9Ａｌ11.76-xＣｒxＯ19を形成することができる。しかし小板は、マトリックスがＣｒ2Ｏ3を含有しない場合にも形成される。そのときに酸化ストロンチウムが存在せずに形成する小板は、一般式：アルカリ金属Ａｌ11Ｏ17、アルカリ土類金属Ａｌ12Ｏ19、（ＣｄＡｌ12Ｏ19、ＰｂＡｌ12Ｏ19又はＨｇＡｌ12Ｏ19）もしくは希土類Ａｌ12Ｏ18に相当する。
【００１７】
本発明によれば、マトリックス材料は好ましい一態様において、酸化アルミニウム／酸化クロム混晶と、一般式Ｍｅ1Ａｌ11-xＣｒxＯ17、Ｍｅ2Ａｌ12-xＣｒxＯ19、Ｍｅ2'Ａｌ12-xＣｒxＯ19又はＭｅ3Ａｌ11-xＣｒxＯ18のうちの１種による別の混晶とを含有し、ここでＭｅ1はアルカリ金属を表し、Ｍｅ2はアルカリ土類金属を表し、Ｍｅ2'はカドミウム、鉛又は水銀を表し、かつＭｅ3は希土類金属を表す。同様にマトリックス材料に添加されることができるのは、混晶としてＬａ0.9Ａｌ11.76-xＣｒxＯ19である。ｘは、その際に０．０００７〜０．０４５の値を取ることができる。
【００１８】
本発明により規定される"その場で"の小板高靭化は、マトリックスがＣｒ2Ｏ3を含有しない場合にも起こる。これは、本発明によれば、硬さ値の低下を損なわない場合に特に規定される。Ｃｒ2Ｏ3を有さずに形成される小板は、そのときに一般式Ｍｅ1Ａｌ11Ｏ17、Ｍｅ2Ａｌ12Ｏ19、Ｍｅ2'Ａｌ12Ｏ19もしくはＭｅ3Ａｌ12Ｏ18に相当する。またこれらの焼結成形体を用いて、Ｃｒ2Ｏ3をマトリックス材料中に含有する焼結成形体を用いたのと同じ好ましい実施態様が提供されることができる。その限りでは、マトリックス材料中にＣｒ2Ｏ3を有する焼結成形体についてさらに上記でなされた説明は同様にして、マトリックス材料中にＣｒ2Ｏ3を有しない焼結成形体に当てはまる。
【００１９】
本発明による焼結成形体のビッカース硬さは、１,７５０［ＨＶ0.5］よりも大きく、しかし好ましくは１,８００［ＨＶ0.5］よりも多い。
【００２０】
本発明による焼結成形体のミクロ構造は、マイクロクラックを含まず、かつ１．０％以下の多孔度を有する。焼結成形体は、さらになおウィスカーを含有していてよいが、しかしながら炭化ケイ素からなるウィスカーを含有しない。
【００２１】
焼結成形体は、好ましくは粒成長阻害剤としてしばしば使用される物質、例えば酸化マグネシウムを含有しない。
【００２２】
特許請求の範囲及び明細書において使用される概念"混晶"は、単結晶の意味で理解されるべきではなく、むしろここでは酸化アルミニウムもしくはアルミン酸ストロンチウム中の酸化クロムの固溶体の意味である。本発明による焼結成形体もしくはカッティングテンプレートは多結晶質である。
【００２３】
焼結する際に、安定化剤酸化物はＺｒＯ2格子中に溶解し、かつその正方晶変態を安定化させる。焼結成形体を製造するため及び別の望ましくない相を含まない集合組織構造を達成するために、好ましくは高純度の原料、すなわち９９％を超える純度を有する酸化アルミニウム及び二酸化ジルコニウムが使用される。好ましくは、不純物の程度はいっそう本質的により少ない。特に、完成した焼結成形体を基準として、０．５体積％よりも多いＳｉＯ2割合は望ましくない。この規則を除き、二酸化ジルコニウム内部の２質量％までの少ない量での酸化ハフニウムの不可避の存在である。
【００２４】
本発明による焼結成形体の製造は、酸化アルミニウム／二酸化ジルコニウム／酸化クロム及び安定化酸化物の混合物の常圧焼結又はホットプレスにより行われ、もしくはこれらの成分の混合物が使用され、これに付加的にさらに酸化ストロンチウムが、もしくは酸化ストロンチウムの代わりにさらにアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、ＣｄＯ、ＰｂＯ、ＨｇＯ、希土類酸化物又はＬａ2Ｏ3及び／又は元素の周期表（ＰＳＥ）の第４及び第５副族の１種又はそれ以上の窒化物、炭化物及び炭窒化物が添加されている。例示的なバッチは第１表に示されている。酸化イットリウム及び酸化クロムの添加は、酸化クロムイットリウム（ＹＣｒＯ3）の形でも行われることができるのに対し、酸化ストロンチウムの添加は好ましくはストロンチウム塩の形で、特に炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3）として行われることができる。酸化ストロンチウムの代わりに使用可能なアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、酸化カドミウム、酸化鉛、酸化水銀、希土類酸化物又は酸化ランタンが、好ましくはそれらの塩の形で、特に炭酸塩として添加されることができる。しかしまた焼結中に分解し、かつ転位する三成分系化合物の添加も可能である。多様なセラミック混合物が混合粉砕により製造された。粉砕された混合物に一時結合剤が添加され、前記混合物は引き続き噴霧乾燥された。引き続き、噴霧乾燥された混合物から生素地がプレスされ、かつこれらの生素地は標準条件下に焼結され、例えば常圧焼結されるか、又は予備焼結され、かつアルゴン下でガス圧焼結プロセスにかけられた。
【００２５】
常圧焼結という概念はその際に、大気条件下並びに保護ガス下又は真空中での焼結を含む。好ましくは、成形された物体はまず最初に理論密度の９０〜９５％に常圧で予備焼結され、引き続きホットアイソスタチックプレス又はガス圧焼結により後緻密化される。理論密度は、それにより９９．５％よりも多い値までに上昇されることができる。
【００２６】
生素地を製造するための選択的な手法は、懸濁液から直接達成される。そのためには、５０体積％を上回る固体含量を有する混合物が水性懸濁液中で粉砕される。混合物のｐＨ値は、その際に４〜４．５に調節されるべきである。粉砕後に、尿素と、この懸濁液が型へ流し込まれる前に尿素を分解するのに適している量の酵素ウレアーゼとが添加される。酵素触媒された尿素分解により、懸濁液のｐＨ値は９へシフトし、その際に懸濁液は凝析する。こうして製造された生素地は型から取り出した後に乾燥され、かつ焼結される。この焼結プロセスは、常圧で行われることができるが、しかしまた予備焼結、その後引き続きホットアイソスタチック後緻密化も可能である。この方法（ＤＣＣ法）についてのさらなる詳細は、国際公開(WO)第94/02429号に及び国際公開(WO)第94/24064号に開示されており、これらは参照により明らかに関連付けられる。
【００２７】
前記の多成分系をベースとするセラミックを製造する際に、多数の因子が本質的に重要となりうる。特に粉末混合物を調製する際に、分散及び粉砕は、本発明によるセラミックの性質に特に影響しうる。その際に、粉砕方法及び粉砕装置ももちろん結果に作用しうる。使用される粉砕懸濁液の固体含量も付加的に分散に併せて寄与しうる。
【００２８】
次の例において、機械的性質への影響パラメーター及びそれらの作用がより詳細に示されている。個々の試験のためには、次の固体組合せが使用されている：
Ａｌ2Ｏ3  ７３．１１質量％
ＺｒＯ2  ２３．５７質量％
Ｌａ2Ｏ3  ２．４８質量％
ＹＣｒＯ3  ０．８４質量％。
【００２９】
試験Ｖ１〜Ｖ４のためには、６０質量％濃度のスリップが使用されている。試験Ｖ５において、固体含量は５５質量％に減少された。試験Ｖ１を実施するために、振動ミルが使用された。試験Ｖ２及びＶ３は、実験室用アトライタミルで実施されている；Ｖ２の場合に１h粉砕され、Ｖ３の場合の粉砕期間は２hであった。試験Ｖ４において、３０kgの量が連続アトライタミル中で処理されている。試験Ｖ５は、実験室用アトライタ中で２hの粉砕期間で実施されている。
【００３０】
次に、個々の試験についての強度試験の結果が示されている：
【表１】
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【００３１】
【表２】
0005762397.tif 000003
【００３２】
本発明による教示では、金属摩耗は、金属製のこれまでのカッティングテンプレートもしくはソーブロックに比べて９０％まで減少されている。使用中のカッティングテンプレートもしくは本発明によるソーブロックの耐用年数は明らかに延長されている、それというのも、カッティングテンプレートの少ない摩滅が生じるに過ぎないからである。このことはコストを減少させる。そのうえ、患者のアレルギーリスクもしくはアレルギー反応並びに感染のリスクは低下されている。
【００３３】
好ましくは、カッティングテンプレートは、医療技術において、特に骨を加工する(Bearbeitung)ための手術の際に、好ましくは人工膝関節置換術の際に使用される。
【００３４】
本発明によるセラミックカッティングテンプレートの利点もしくはこれから製造されているセラミックの利点は次のとおりである：
・カッティングテンプレートは、極度に少ない摩耗を有する。
・材料は、生体適合性である。
・本発明によるカッティングテンプレートにレーザーで書き込む場合に、これは目で極めて良く見え、かつ読み取ることができ、それゆえカッティングテンプレートを使用する際の誤った取り扱いを減少させることができる。
・カッティングテンプレートは、良好なトライボロジー特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるセラミック製カッティングテンプレート１を示す図。
【図２】本発明によるセラミック製カッティングテンプレート１を示す図。
【図３】本発明によるセラミック製カッティングテンプレート１を示す図。
【図４】本発明によるセラミック製カッティングテンプレート１を示す図。
【図５】金属製の常用のカッティングテンプレートの形及び外科出術中の使用を示す図。
【００３６】
図１〜４は、本発明によるセラミック製カッティングテンプレート１を多様な方向から見た図で示す。図５は、金属製の常用のカッティングテンプレートの形及び外科出術中の使用についての図を示す。
【００３７】
図１〜４には、ソーブロックとも呼ばれる本発明によるカッティングテンプレート１が示されている。この種のカッティングテンプレート１は、人工膝関節の埋込みの際の外科用ソーブレードのガイドに利用される。
【００３８】
カッティングテンプレートは、板状ソーブレードを通しかつ正確にフィットしてガイドするためのスリット状切抜き３が設けられている母体２からなり、その際にスリット状切抜き３は、互いに向かい合ったガイド面４を有する。これらのガイド面４上にソーブレード（図５参照）は切断過程の際に密接している。母体２中へ、大腿骨上でのカッティングテンプレート１のねじ止めに利用される貫通孔５が導入されている。
【００３９】
本発明の範囲内で、焼結成形体／焼結体という概念は、カッティングテンプレートもしくはソーブロックの形のもしくはカッティングテンプレートもしくはソーブロックとして使用するためのセラミックを呼ぶ。
【符号の説明】
【００４０】
１  カッティングプレート、  ２  母体、  ３  スリット状切抜き、  ４  ガイド面、  ５  貫通孔
【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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