(57)【要約】【課題】摩擦による摩損を低減することにより、整形外科用人工装具ジョイント部寿命を改善するインプラント関節表面摩耗低減装置の提供。【解決手段】該装置は高分子インプラント構成部および剛性インプラント構成部を含む。硬質摩耗層が高分子インプラントに付着される。硬質摩耗層は、ジョイント部の相対する関節表面の一方の役割を果たす。剛性インプラント構成部は、支持表面を有し、およびジョイント部の相対する関節表面のもう一方の役割を果たしてもよい。一実施態様では、剛性インプラント構成部と硬質摩耗層がセラミックである。別の実施態様では、非金属摩耗層が支持表面に付着される。非金属摩耗層がジョイント部の相対する関節表面のもう一方の役割を果たしてもよい。一実施態様では、高分子インプラント構成部が頸骨インプラントであり、剛性インプラント構成部が大腿骨インプラントであり、非金属摩耗層が高分子、例えばポリエチレン、自己強化ポリフェニレン、またはＰＥＥＫである。【選択図】図３
2008284348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持表面を有する剛性インプラント構成部；
取り付け表面を有する高分子インプラント構成部；および
硬質関節表面を有する硬質摩耗層、
を含んでなるインプラント関節表面摩耗低減装置であって、
ここで、硬質摩耗層が取り付け表面に付着され、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質関節表面が支持表面に対して連接するようにされる、インプラント関節表面摩耗低減装置。
【請求項２】
高分子インプラント構成部を構成する高分子材料の体積が、硬質摩耗層を構成する硬質摩耗材料の体積よりも多い、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
取り付け表面が第一の凹み部をさらに含み、硬質摩耗層が第一の凹み部に置かれる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
高分子インプラント構成部がポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
剛性インプラント構成部がセラミックを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
高分子インプラント構成部が頸骨インプラントであり、剛性インプラント構成部が大腿骨インプラントである、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
硬質摩耗層がセラミックを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
硬質関節表面が、硬質摩耗層に潤滑流体を保持する手段を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
剛性インプラント構成部が金属である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
支持表面に置いたセラミックコーティングをさらに含み、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質摩耗層がセラミックコーティングに対して連接するようにされる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
非金属関節表面を有する非金属摩耗層が支持表面に付着される、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
支持表面が第二の凹み部をさらに含み、非金属摩耗層が第二の凹み部に置かれる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
剛性インプラント構成部を構成する金属材料の体積が、非金属摩耗層を構成する非金属材料の体積よりも多い、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
非金属摩耗層がセラミックを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
非金属摩耗層が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、自己強化ポリフェニレン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、またはポリメチルメタクリレートから選択される高分子、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
非金属摩耗層の非金属関節表面に置いたセラミックコーティングをさらに含み、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質摩耗層がセラミックコーティングに対して連接するようにされる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
硬質摩耗層が金属を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１８】
剛性インプラント構成部がチタン合金を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１９】
剛性インプラント構成部がコバルト−クロム合金を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項２０】
剛性インプラント構成部がジルコニウム合金を含む、請求項９に記載の装置。
【請求項２１】
支持表面が、剛性インプラント構成部に潤滑流体を保持する手段を有する、請求項９に記載の装置。
【請求項２２】
第一の凹み部を伴う取り付け表面を有する頸骨インプラント；
硬質関節表面を有する硬質摩耗層；
第二の凹み部を伴う支持表面を有する金属大腿骨インプラント；および
非金属関節表面を有する非金属摩耗層、
を含んでなるインプラント関節表面摩耗低減装置であって、
ここで、硬質摩耗層は第一の凹み部内で取り付け表面に付着されており、
また、非金属摩耗層は第二の凹み部内で支持表面に付着されており、
それにより、大腿骨インプラントが頸骨インプラントに対して旋回するときに、硬質関節表面が非金属関節表面に対して連接するようにされる、インプラント関節表面摩耗低減装置。
【請求項２３】
硬質摩耗層がセラミックである、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
硬質摩耗層が金属である、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
非金属摩耗層がセラミックである、請求項２２に記載の装置。
【請求項２６】
非金属摩耗層が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、自己強化ポリフェニレン、ポリメチルメタクリレートまたはそれらの組み合わせから選択される高分子化合物である、請求項２２に記載の装置。
【請求項２７】
セラミックコーティングをさらに含む装置であって、ここでセラミックコーティングが非金属摩耗層の非金属関節表面に置かれ、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質摩耗層がセラミックコーティングに対して連接するようにされる、請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
支持表面を有するセラミック大腿骨インプラント；
第一の凹み部を伴う取り付け表面を有する頸骨インプラント；および
第一の凹み部内で取り付け表面に付着されたセラミック関節表面を有するセラミック摩耗層、
を含んでなるインプラント関節表面摩耗低減装置であって、
それにより、セラミック大腿骨インプラントが頸骨インプラントに対して旋回するときに、セラミック関節表面が支持表面に対して連接するようにされる、インプラント関節表面摩耗低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプラントデバイス、および、特に、高分子インプラント構成部、剛性インプラント構成部および硬質摩耗層を含んでなる、インプラント関節表面摩耗低減装置（system）に関係する。
【背景技術】
【０００２】
人工装具インプラントの長期性能は、そのインプラントが有する人体に見られる極限的な条件に対する耐性によって決まる。適当な材料選択が、早すぎるインプラントの故障を防ぐ上で最も重要である。化学的および生物学的な材料に課された問題に加えて、整形外科インプラントでの関節表面は、耐摩耗性の要求も追加される。人工装具インプラントはこれらの問題に合致するように設計されなければならない。
【０００３】
人工装具インプラント、例えば総合的なジョイント関節形成術で使用されるようなもの、は概して互いに接触しながらスライドし回転する多数の関節表面を有し、たいていの場合負荷がかかっている。したがって、関節表面は、第一に、生物学的な流体による攻撃からの劣化に耐えねばならず、第二に、この表面は、相対する関節表面との連続的な摩擦接触による摩耗に対して耐えねばならない。例えば、総合的な膝の関節形成術において、人工装具インプラントが、大腿骨−頸骨ジョイント部（通常「膝」という）に置き換わる。この膝は多数の骨と一組の靱帯の間の複合的なジョイント部である。二つの主要な骨は、大腿骨および頸骨である。膝はこれらの二つの骨の端部の間の接合部（junction）に存在する。したがって、膝の置換において、人工装具インプラントが、大腿骨および頸骨のそれぞれの一部を置き換える。この人工装具の合成材料が、具体的には、大腿骨の顆状（condylar）表面および頸骨の顆状表面に置き換わる。またこの人工装具ジョイント部は、大腿骨および頸骨の顆状表面の間にある、二つの半月板（すなわち内側半月および外側半月）にも置き換わる。半月板は繊維軟骨でできており、これが半月板に弾性特性を与える。半月板は、大腿骨と頸骨の顆状部の間のはめ合いを改善し、膝での衝撃を吸収し負荷を分散させ、および膝のまわりで潤滑流体を移動させる機能を果たす。人工装具インプラントは、半月板の機能を含めて本来の膝構成部の自然な運動を模擬しなければならない。
【０００４】
膝の運動学的な動きは単純ではない。膝の屈曲／伸長は、大腿骨ロールバックと呼ばれる回転とスライドの組み合わせを含んでいる。顆状部は、特別にこの非対称の動きをするようにされている。外側および内側の大腿骨顆状部の間の非対称な動きのせいで、膝が屈曲する間に、外側顆状部は内側顆状部よりも多くの距離を回転する。スライドおよび回転の動作は、負荷条件と関連しながら、あらゆる膝の人工装具に対してユニークで要求の厳しい問題を生む。
【０００５】
総合的な膝関節形成術を考えるとき、医療専門家および患者は同様の目標を有する。もちろん、第一の目標は、関節炎、病気、または傷害であろうとなかろうと、機能に障害のあるジョイント部を排除することである。別の目標は、最適なレベルの性能を得ることである。理想的には、人工装具インプラントは、自然のジョイント部とほぼ同等の運動学的な動きを提供しなければならない。同時に、総合的な関節形成術が一連の外科的処置であるので、人工装具は耐久性がなければならない。ジョイント部はその主人（ホスト）よりも長生きすることが好ましい。生分解に対する耐性に加えて、人工装具インプラントの性能は摩耗に対する耐性も試験される。粒子を摩耗させる生物学的な細胞反応は、骨吸収を引き起こすことが知られており、これはインプラントを緩ませ、その結果強制外科手術をもたらす。伝統的な金属またはポリエチレンの膝インプラントは、金属大腿骨構成部および高分子モノブロックまたは頸骨トレーから構成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、当該技術分野で必要とされるものは、インプラント関節表面摩耗低減装置である。インプラント関節表面摩耗低減装置は、インプラント関節表面間の摩耗を低減しなければならず、したがって人工装具インプラントの寿命を改善しなければならない。また、インプラント関節表面摩耗低減装置は、自然な運動学的な動きを可能にし、および摩擦が小さく、耐久性のある人工装具ジョイント部でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、インプラント関節表面摩耗低減装置を提供し、それは摩擦による摩損を低減することによって整形外科人工装具ジョイントの寿命を改善する。この装置は、剛性インプラント構成部および高分子インプラント構成部を含む。剛性インプラント構成部は支持表面（working surface）を有する。一実施態様では、支持表面がジョイント部の相対する関節表面の一つである。高分子インプラント構成部は取り付け表面を有し、取り付け表面に硬質摩耗層が付着される。硬質摩耗層がジョイント部の相対する関節表面のもう一方の役割を果たす。したがって、剛性インプラント構成部の動きは、硬質摩耗層の相対する関節表面と接触させながら、剛性インプラント構成部の支持表面を動かすことができる。一実施態様では、剛性インプラント構成部および硬質摩耗層が、セラミック材料を含む。別の実施態様では、剛性インプラント構成部は金属を含み、および非金属摩耗層が支持表面に付着される。この実施態様では、非金属摩耗層がジョイント部の相対する関節表面の一方の役割を果たす。
【０００８】
別の実施態様では、高分子インプラント構成部の取り付け表面が、第一の凹み部を有し、硬質摩耗層が第一の凹み部内に置かれる。一実施態様では、剛性インプラント構成部の支持表面が、第二の凹み部を有し、非金属摩耗層が第二の凹み部内に置かれる。
【０００９】
別の実施態様では、高分子インプラント構成部が頸骨インプラントであり、硬質摩耗層が金属またはセラミックであり、剛性インプラント構成部が大腿骨インプラントであり、非金属摩耗層が高分子化合物、例えばポリエチレン、ＰＥＥＫ、ＰＥＫＫ、ポリプロピレンまたはＰｒｉｍｏＳｐｉｒｅ（商標）自己強化ポリフェニレン（ＳＲＰ）である。
【００１０】
さらなる別の実施態様では、二つの関節表面間に入った流体を、相対する関節表面が保持する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
概して図１Ａ〜３を参照すると、インプラント関節表面摩耗低減装置１０は、剛性インプラント構成部２０および高分子インプラント構成部４０を有する。図１Ａは剛性インプラント構成部２０の一実施態様を図解する。剛性インプラント構成部２０は、支持表面２２を有する。インプラント関節表面摩耗低減装置１０の一実施態様では、剛性インプラント構成部２０はセラミックを含む。限定しない例示では、このセラミックは、酸化物セラミック、例えばアルミナまたはジルコニア；非酸化物セラミック、例えば窒化珪素または炭化珪素；または生体不活性な他のセラミック材料であってもよく、そしてさらには十分に硬質で耐摩耗性である。また、セラミックはモノリスであってもよく、あるいはそのかわりに、セラミックは母材中に保持された複数の個々の微視的または巨視的粒子であってもよい。別の実施態様では、剛性インプラント構成部２０は、支持表面２２にセラミックコーティング（図示されない）を伴って金属を含む。セラミックコーティングは、例えば、プラズマスプレー、フレームスプレー、ＨＶＯＦスプレー、コールドスプレー、または支持表面２２への結合を提供する他のスプレーコーティング技術によって、支持表面２２にスプレーされてもよい。
【００１２】
図１Ｂは、高分子インプラント構成部４０の実施態様を図解する。高分子インプラント構成部４０は、取り付け表面４２を有する。硬質摩耗層５０は取り付け表面４２に付着され、および硬質摩耗層５０は硬質関節表面５２を有する。当業者であれば理解するとおり、硬質摩耗層５０は、適当な接着剤、溶接または他の生体に不活性且つ耐性の手段で、生体で高分子インプラント構成部４０に付着されてもよい。限定しない例示では、この高分子インプラント構成部４０は、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ  ＰＥ）を含むポリエチレン；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）；ポリカーボネートウレタン（ＰＣＵ）；またはＰｒｉｍｏＳｐｉｒｅ（商標）自己強化ポリフェニレン（ＳＲＰ）（ジョージア州、Alpharetta、SOLVAY  Advanced  Polymers，  LLCから入手可能）；または他の生体に不活性且つ適合性のある高分子を含んでもよい。
【００１３】
高分子インプラント構成部４０の一実施態様では、図１Ｂで見られるように、高分子インプラント構成部４０が第一の凹み部４４を有してもよい。取り付け表面４２が、第一の凹み部４４内に存在してもよい。硬質摩耗層５０が第一の凹み部４４内に固定されてもよい。硬質摩耗層−対−高分子インプラント構成部のインターフェースでのせん断ストレスが、第一の凹み部４４によって、ある程度支えられる。したがって、第一の凹み部４４は、実質的に硬質摩耗層５０が高分子インプラント構成部４０から取り外されることを防ぐ。例示では、本発明のいくつかの実施態様では、高分子インプラント構成部４０と硬質摩耗層５０の間に密接で負荷を支えるインターフェースを創るために、射出成形またはそれに類するものによって高分子インプラント構成部４０が硬質摩耗層５０の廻りに形成されてもよい。
【００１４】
本発明の一実施態様では、高分子インプラント構成部４０に付着される硬質摩耗層５０はセラミックインサートである。図１Ｂで示されるように、セラミックインサートは高分子インプラント構成部４０の第一の凹み部４４内に付着されてもよい。限定しない例示では、このセラミックインサートは、酸化物セラミック、例えばアルミナまたはジルコニア；非酸化物セラミック、例えば窒化珪素または炭化珪素；または生体不活性な他のセラミック材料であってもよく、そしてさらには十分に硬質で耐摩耗性である。また、セラミックインサートはモノリスであってもよく、あるいはそのかわりに、セラミックインサートは母材中に保持された複数の個々の微視的または巨視的粒子であってもよい。
【００１５】
図１Ｃは、装置１０を図解しており、ここで剛性インプラント構成部２０が第一の骨６０に付着するようにされ、および高分子インプラント構成部４０が第二の骨７０に付着するようにされ、ここで第一および第二の骨６０、７０が合わさって、自然な関節ジョイント部を形成する。図１Ｃに示されるように、剛性インプラント構成部２０は、硬質摩耗層５０に対して回転およびスライドするようにされている。高分子インプラント構成部４０は、骨７０と硬質摩耗層５０の間の高分子インプラント構成部４０の軸偏向または変形を可能とする負荷がかかっている間に、いくらか弾性を示すことがある。装置１０が、例えばランニング、スローイング、リフティング、水泳、またはけん引（プリング）のような活動によって負荷を受けるとき、かかった圧力が装置１０を通して伝えられ、支持表面２２を硬質摩耗層５０に連接（articulate）させる。特に、負荷は第一の骨６０から剛性インプラント構成部２０へ、硬質摩耗層５０を通り、高分子インプラント構成部４０を通り、第二の骨７０に通ってもよい。骨６０、７０にかかる圧力は、支持表面２２または硬質摩耗層５０がほとんどまたは全く摩耗することなく、高分子インプラント構成部４０によって、部分的に吸収および分散されてもよい。
【００１６】
本発明の別の実施態様では、潤滑流体（図示されない）が支持表面２２と硬質関節表面５２の間に保持されてもよい。稼働および硬質関節表面２２、５２のそれぞれを個別にまたは組み合わせて、処理し、磨き、ディンプル加工してもよく、さもなければ稼働および硬質関節表面２２、５２の間に潤滑流体を保持する表面形状が備えられてもよい。
【００１７】
剛性インプラント構成部２０の別の実施態様が、図２で図解される。示されるとおり、非金属摩耗層３０が支持表面２２に付着される。さらに、非金属摩耗層３０は非金属関節表面３２を有する。当業者であれば理解するとおり、非金属摩耗層３０は、適当な接着剤、溶接または他の生体に不活性且つ耐性の手段で、剛性インプラント構成部２０に付着されてもよい。限定しない例示では、この剛性インプラント構成部２０は、チタン、チタン合金、コバルトクロム合金、ジルコニウム合金、ステンレス鋼、または他の生体適合性金属を含んでもよい。
【００１８】
図３で示されるように、非金属摩耗層３０は、剛性インプラント構成部２０に付着されており、硬質摩耗層５０に対して回転およびスライドするようにされている。図１Ｃで示される実施態様と同様に、高分子インプラント構成部４０は、骨７０と硬質摩耗層５０の間の高分子インプラント構成部４０の軸偏向または変形を可能とする負荷がかかっている間に、いくらか弾性を示すことがある。非金属摩耗層３０は、硬質摩耗層５０と剛性インプラント構成部２０の間に弾性または柔軟性を提供してもよい。したがって、骨６０、７０にかかる圧力は、高分子インプラント構成部４０と非金属摩耗層３０の弾性的な動きをする間に、部分的に吸収されてもよい。また、硬質摩耗層−対−非金属摩耗層インターフェースにおける非金属摩耗層３０の変形は、適用された負荷をより広い範囲にわたって分散してもよく、これによりインターフェースにおける圧力が低下する。
【００１９】
本発明の別の実施態様では、高分子インプラント構成部４０に付着した硬質摩耗層５０は金属インサートである。上述したセラミックインサートと同様に、金属インサートは高分子インプラント構成部４０の第一の凹み部４４内に付着されてもよい。金属インサートは非金属摩耗層３０に連接するようにされる。限定しない例示では、金属インサートは、チタン、チタン合金、コバルトクロム合金、ステンレス鋼、または十分な硬さと生体内環境での耐性を有する他の生体適合性金属を含んでもよい。金属インサートは、単一構成部として構成されてもよく、または高分子インプラント構成部４０の第一の凹み部４４内に配置した複数の金属片であってもよい。また、その耐久性をさらに向上させるために、硬質摩耗層５０は、技術的に既知の、ＴｉＮ、Ｃｒ２Ｎおよびダイヤモンド状コーティング（ＤＬＣ）のような、コーティングを備えていてもよい。
【００２０】
総合的なジョイント部の関節形成術の間に、装置１０は生体中に移植され、自然の関節ジョイント部を置き換える。特に、図１Ｃおよび３で示されるとおり、剛性インプラント構成部４０が第一の骨６０の一部に付着され、および高分子インプラント構成部２０が第二の骨７０の一部に付着される。第一および第二の骨６０、７０の間のあらゆる軟骨が除去される。このようにして、一度執刀医がインプラント関節表面摩耗低減装置１０を組みこむと、剛性インプラント構成部２０および高分子インプラント構成部４０が実質的にお互いに隣接するように置かれる。装置１０は、したがって、自然の関節ジョイント部の第一及び第二の骨の表面部分を、非金属関節表面３２および硬質関節表面５２で置き換える。
【００２１】
非金属関節表面３２および硬質関節表面５２は、自然の関節ジョイント部に似たスライドおよび回転運動を可能にする。装置１０が、例えばランニング、スローイング、リフティング、水泳、またはけん引（プリング）のような活動によって負荷を受けるとき、かかった圧力が装置１０を通して伝えられ、非金属摩耗層３０を硬質摩耗層５０に連接させる。特に、負荷は第一の骨６０から剛性インプラント構成部２０へ、非金属摩耗層３０を通り、硬質摩耗層５０を通り、高分子インプラント構成部４０を通り、第二の骨７０に通ってもよい。骨６０、７０にかかる圧力は、高分子インプラント構成部４０および非金属摩耗層３０による、それらの弾性によって、部分的に吸収および分散されてもよい。全体的に、装置１０が、その圧力をより広い範囲にわたって分散し、および硬質摩耗層−対−非金属摩耗層インターフェースにおける圧力が低下するように、作用してもよい。非金属摩耗層３０および硬質摩耗層５０は、お互いに対してスライドおよび回転し、そしてさらには実質的に摩耗が観察されない。さらに、本発明の別の実施態様では、潤滑流体（図示されない）が非金属関節表面３２と硬質関節表面５２の間に保持されてもよい。非金属および硬質関節表面３２、５２のそれぞれを個別にまたは組み合わせて、処理し、磨き、ディンプル加工してもよく、さもなければ非金属および硬質関節表面３２、５２の間に潤滑流体を保持する表面形状が備えられてもよい。
【００２２】
本発明の一実施態様では、剛性インプラント構成部２０が、非金属摩耗層３０の体積より実質的に大きい体積を占めるように描かれてもよい。したがって、剛性インプラント構成部２０は、負荷を受けているときに、実質的に偏向することはない。剛性インプラント構成部２０の剛性は、非金属摩耗層３０の均一、予見可能且つ一貫した負荷を可能とする。結果として、負荷がかかったときに、非金属関節表面３２が硬質摩耗層５０との実質的に均一の摩擦接触を受け、そしてしたがって、剛性インプラント構成部２０の剛性が、非金属関節表面３２のあらゆる特定の部分に沿った摩耗を制限する。
【００２３】
図２を参照して、一実施態様では、剛性インプラント構成部２０が第二の凹み部２４を有してもよい。第二の凹み部２４は支持表面２２が第二の凹み部２４内に置かれるように形成される。第二の凹み部２４は非金属摩耗層３０と協力して、非金属摩耗層３０がそこに挿入されるようにしてもよい。次に、第二の凹み部２４は、使用中の非金属摩耗層３０を構造的に支える。さらに、非金属摩耗層−対−剛性インプラント構成部インターフェースでのせん断ストレスは、第二の凹み部２４および少なくとも部分的に剛性インプラント構成部２０に分散されてもよい。また、第二の凹み部２４で非金属摩耗層３０をより完全に支えることによって、非金属摩耗層３０が外れることを避けることができる。当業者が観察し理解するとおり、非金属摩耗層３０が実質的に第二の凹み部２４を埋め、および剛性インプラント構成部２０に結合されるように、例えば射出成形または他の成形技術によって、非金属摩耗層３０が第二の凹み部２４内に形成されてもよい。
【００２４】
本発明の別の実施態様では、剛性インプラント構成部２０に付着された非金属摩耗層３０は、高分子インサートであってもよい。図２Ａで示されるとおり、高分子インサートは、剛性インプラント構成部２０の第二の凹み部２４内に付着されてもよい。限定しない例示では、高分子インサートの高分子化合物は、ポリエチレン（ＰＥ）、または、自然の関節ジョイント部で見られる圧力で一般に十分な弾性特性を示す他の多くの生体適合性高分子材料のいずれか一つを含んでもよい。例えば、高分子インサートは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）、またはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含んでもよい。さらに、高分子インサートは、単ポリマー、コポリマー、ＰｒｉｍｏＳｐｉｒｅ（商標）自己強化ポリフェニレン（ＳＲＰ）、またはポリマー配合物を含んでもよい。ポリマーの選択は、問題になっているジョイント部によって決まってもよい。例えば、腕のジョイント部は種々の動きのもとで種々の全体の負荷レベルを受け、したがって膝ジョイント部の場合よりも、非金属摩耗層３０の種々の材料の位置調整が必要である。非金属摩耗層３０は、またあるいは、別の非金属、合成材料を含んでもよく、その材料は健康な半月板に似た材料特性または特に圧縮ストレスまたはせん断ストレスを伴う負荷がかかるときにストレスを吸収または分散する材料特性、および硬質摩耗層５０との連続的な摩擦の接触による劣化に抵抗する材料特性を有する。
【００２５】
本発明の別の典型的な実施態様では、図２Ａで描かれるとおり、非金属摩耗層３０’が非金属関節表面３２にセラミックコーティング３０ｂを有し、これは非金属基材３０ａ、例えば高分子基材、に適用される。骨７０にかかる圧力は、高分子インプラント構成部４０、硬質摩耗層５０、セラミックコーティング３０ｂ、非金属基材３０ａ、および剛性インプラント構成部２０へ通る。セラミックコーティング３０ｂはしたがって硬質摩耗層５０に連接するようにされる。しかしながら、既に議論したとり、装置１０が負荷を吸収しおよび分散する。限定しない例示では、当業者に既知の方法によって、例えば、プラズマスプレー、フレームスプレー、ＨＶＯＦスプレー、コールドスプレー、または非金属基材３０ａに実質的な劣化をもたらさずに結合を提供する他のスプレーコーティング技術によって、セラミックコーティング３０ｂが非金属基材３０ａに形成されてもよい。また、セラミックコーティング３０ｂは、技術的に知られているイオンインプランテーション、イオンビーム補助付着、ＣＶＤ、またはＰＶＤによっても形成される。
【００２６】
別の典型的な実施態様では、図１Ｃおよび３で示されるように、装置１０は、総合的な膝関節形成術で使用される人工装具インプラントであり、それは変形性関節症、関節リウマチ、外傷性関節炎、または痛みを引き起こすあるいは膝の機能を制限する他の条件のために、膝ジョイント部を置き換えることが技術的に知られている。図１Ｃおよび３は、総合的な膝関節形成術で使用される人工装具を表すが、装置１０は単に膝を置き換えるだけに限定されない。四肢動物だけでなく、ヒトの他のジョイント部も、装置１０で置き換えられる。例えば、総合的な尻部の置換において、装置１０が悪化した大腿骨頭および臼蓋窩を置き換えてもよく、または装置１０が他のジョイント部、例えば四肢動物の指、または肩、または膝関節のジョイント部、を置き換えてもよい。
【００２７】
図１Ｃおよび３で示されるとおり、総合的な膝の置換において、剛性インプラント構成部２０は、大腿骨に付着されてもよく、したがって大腿骨インプラントと呼ばれてもよい。結果として、高分子インプラント構成部４０は頸骨に付着されてもよく、したがって頸骨インプラントと呼ばれてもよい。装置１０は、膝ジョイント部に置き換わり、および実質的に自然の膝の動きを模擬してもよい。より具体的には、図３で示されるように、非金属関節表面３２および硬質関節表面５２は、ウォーキング、ランニングおよびジャンプするときのような大腿骨ロールバックの際に、摩擦接触状態にある。図３は剛性インプラント構成部２０を表しており、これは内側顆状表面と外側顆状表面に分かれた非金属関節表面３２を有し、硬質関節表面５２も同様に分かれているが、装置１０はこの生理学的な構成に限定されない。例えば、非金属関節表面３２は、単一の表面として構成された硬質関節表面５２と摩擦接触する単一の表面であってもよい。総合的な膝の置換において、単なる例示では、大腿骨インプラントは、金属、例えばチタン、コバルトクロム合金、またはステンレス鋼を含む。また、例示では、頸骨インプラントは、ポリエチレンまたはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン、ポリプロピレン、またはＰｒｉｍｏＳｐｉｒｅ（商標）自己強化ポリフェニレン（ＳＲＰ）を含んでもよい。
【００２８】
総合的な膝の置換に関してさらに、本発明の一実施態様では、硬質摩耗層５０は、図１および３で示されるように、セラミックインサートである。したがって、図１Ｃでは、支持表面２２がセラミックインサートに連接し、および図３では、非金属摩耗層３０がセラミックインサートに連接する。装置１０は、高分子インプラント構成部４０、セラミックインサート、非金属摩耗層３０（図３に示される）および剛性インプラント構成部２０を介して長手方向の側面の負荷を吸収しおよび分散することによって、その負荷からの圧力を支えおよび伝える。頸骨に関する大腿骨の動きを引き起こす負荷もまた、硬質関節表面５２を非金属関節表面３２に連接させてもよい。要約すれば、セラミックインサートまたは非金属摩耗層３０のいずれでも、ほとんどあるいは全く摩耗が観察されない。
【００２９】
本発明が一以上の実施態様の記載によって説明され、そして実施態様が相当詳細に記載されてきたが、それらは添付の特許請求の範囲を限定または制限することを意図しない。追加的な利点および変更は当業者には容易に明らかとなる。したがって、本発明は示されおよび記載された特定の詳細、代表的実施態様および図解例に限定されない。これに応じて、一般的発明の概念の範囲を逸脱することなく、そのような詳細な説明からの拡張が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
明細書の一部に組みこまれ且つ明細書の一部を構成する添付図面は、発明の実施態様を説明し、そして上記の発明の一般的な説明と上記の詳細な説明を伴って、本発明を説明するのに役立つ。
【図１Ａ】剛性インプラント構成部の一実施態様の斜視図。
【図１Ｂ】高分子インプラント構成部およびその構成部に付着するように置かれる硬質摩耗層の一実施態様の分解斜視図。
【図１Ｃ】大腿骨に付着した図１Ａの剛性インプラント構成部、および、頸骨に付着した図１Ｂの高分子インプラント構成部を描いた本発明の一実施態様の組立斜視図。
【図２】剛性インプラント構成部およびその構成部に付着するように置かれる非金属摩耗層の一実施態様の分解図。
【図２Ａ】セラミックコーティングを含む非金属摩耗層の一実施態様である、図２の丸く囲んだ部分１Ａの部分斜視図。
【図３】大腿骨に付着した図２の剛性インプラント構成部、および、頸骨に付着した図１Ｂの高分子インプラント構成部を描いた本発明の一実施態様の組立斜視図。
【図１Ａ】
2008284348.tif 000003
【図１Ｂ】
2008284348.tif 000004
【図１Ｃ】
2008284348.tif 000005
【図２】
2008284348.tif 000006
【図２Ａ】
2008284348.tif 000007
【図３】
2008284348.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月12日(2008.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持表面を有する剛性インプラント構成部；
取り付け表面を有する高分子インプラント構成部；および
硬質関節表面を有する硬質摩耗層、
を含んでなるインプラント関節表面摩耗低減装置であって、
ここで、硬質摩耗層が取り付け表面に付着され、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質関節表面が支持表面に対して連接するようにされる、インプラント関節表面摩耗低減装置。
【請求項２】
高分子インプラント構成部を構成する高分子材料の体積が、硬質摩耗層を構成する硬質摩耗材料の体積よりも多い、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
取り付け表面が第一の凹み部をさらに含み、硬質摩耗層が第一の凹み部に置かれる、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
高分子インプラント構成部がポリエーテルエーテルケトンを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
剛性インプラント構成部がセラミックを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
高分子インプラント構成部が頸骨インプラントであり、剛性インプラント構成部が大腿骨インプラントである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
硬質摩耗層がセラミックを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
硬質関節表面が、硬質摩耗層に潤滑流体を保持する手段を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
剛性インプラント構成部が金属である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
支持表面に置いたセラミックコーティングをさらに含み、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質摩耗層がセラミックコーティングに対して連接するようにされる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
非金属関節表面を有する非金属摩耗層が支持表面に付着される、請求項９または１０に記載の装置。
【請求項１２】
支持表面が第二の凹み部をさらに含み、非金属摩耗層が第二の凹み部に置かれる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
剛性インプラント構成部を構成する金属材料の体積が、非金属摩耗層を構成する非金属材料の体積よりも多い、請求項１１または１２に記載の装置。
【請求項１４】
非金属摩耗層がセラミックを含む、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
非金属摩耗層が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、自己強化ポリフェニレン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、またはポリメチルメタクリレートから選択される高分子、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
非金属摩耗層の非金属関節表面に置いたセラミックコーティングをさらに含み、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質摩耗層がセラミックコーティングに対して連接するようにされる、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
硬質摩耗層が金属を含む、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
剛性インプラント構成部がチタン合金を含む、請求項９〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
剛性インプラント構成部がコバルト−クロム合金を含む、請求項９〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
剛性インプラント構成部がジルコニウム合金を含む、請求項９〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
支持表面が、剛性インプラント構成部に潤滑流体を保持する手段を有する、請求項９〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
第一の凹み部を伴う取り付け表面を有する頸骨インプラント；
硬質関節表面を有する硬質摩耗層；
第二の凹み部を伴う支持表面を有する金属大腿骨インプラント；および
非金属関節表面を有する非金属摩耗層、
を含んでなるインプラント関節表面摩耗低減装置であって、
ここで、硬質摩耗層は第一の凹み部内で取り付け表面に付着されており、
また、非金属摩耗層は第二の凹み部内で支持表面に付着されており、
それにより、大腿骨インプラントが頸骨インプラントに対して旋回するときに、硬質関節表面が非金属関節表面に対して連接するようにされる、インプラント関節表面摩耗低減装置。
【請求項２３】
硬質摩耗層がセラミックである、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
硬質摩耗層が金属である、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
非金属摩耗層がセラミックである、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
非金属摩耗層が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン、自己強化ポリフェニレン、ポリメチルメタクリレートまたはそれらの組み合わせから選択される高分子化合物である、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
セラミックコーティングをさらに含む装置であって、ここでセラミックコーティングが非金属摩耗層の非金属関節表面に置かれ、それにより、剛性インプラント構成部が高分子インプラント構成部に対して旋回するときに、硬質摩耗層がセラミックコーティングに対して連接するようにされる、請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
支持表面を有するセラミック大腿骨インプラント；
第一の凹み部を伴う取り付け表面を有する頸骨インプラント；および
第一の凹み部内で取り付け表面に付着されたセラミック関節表面を有するセラミック摩耗層、
を含んでなるインプラント関節表面摩耗低減装置であって、
それにより、セラミック大腿骨インプラントが頸骨インプラントに対して旋回するときに、セラミック関節表面が支持表面に対して連接するようにされる、インプラント関節表面摩耗低減装置。
【外国語明細書】
2008284348000001.pdf