(57)【要約】  少なくとも１つのインプラント部品を含む、人体又は動物体に挿入するためのインプラントであって、少なくとも１つのインプラント部品が、インプラント材料から製造されると共に少なくとも部分的に人工関節表面の形態に設計される表面を有する基本部材を有し、かつ、前記関節表面の一部又は全体が、摩耗減少する硬質材料コーティングにより覆われるインプラントを、インプラントの有効寿命が延長され、インプラントの適合性が増すように改良するため、硬質材料コーティングとインプラント材料との間の張力を減少させる目的で、硬質材料コーティングと、インプラント材料から形成される少なくとも１つの関節表面との間に中間層が設けられることが提案される。  更に、人体又は動物体に挿入するためのインプラントを製造する、改良された方法が提案される。
2010500139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのインプラント部品（１０、２２）を含む、人体又は動物体に挿入するためのインプラント（２０）であって、
前記少なくとも１つのインプラント部品（１０、２２）が、インプラント材料から製造されると共に少なくとも部分的に人工関節表面（１２、２６）の形態に設計される表面を有する基本部材（４２）を有し、かつ、前記関節表面（１２、２６）の一部又は全体が、摩耗減少する硬質材料コーティング（４４）により覆われるインプラントにおいて、
前記硬質材料コーティング（４４）と前記インプラント材料との間の張力を減らすため、前記硬質材料コーティング（４４）と、前記インプラント材料から形成される少なくとも１つの前記関節表面（１２、２６）との間に中間層（４６）が設けられることを特徴とするインプラント。
【請求項２】
請求項１に記載のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティング（４４）が、腐食抑制コーティング（４４）の形態に設計されることを特徴とするインプラント。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティング（４４）が、金属イオンバリヤを形成するコーティング（４４）の形態に設計されることを特徴とするインプラント。
【請求項４】
請求項３に記載のインプラントにおいて、金属イオンバリヤを形成する前記コーティング（４４）が、前記インプラント部品（１０、２２）からのイオン損失を、金属イオンバリヤを形成するコーティングのないインプラント部品と比較して、少なくとも１０倍減少させるコーティング（４４）であることを特徴とするインプラント。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のインプラントにおいて、金属イオンバリヤを形成する前記コーティング（４４）が、コバルトイオン、クロムイオン、モリブデンイオン、及び／又は、ニッケルイオンに対してバリヤを形成するコーティング（４４）であることを特徴とするインプラント。
【請求項６】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティング（４４）が、少なくとも１つのセラミック層（５０、５２、５４）を含むことを特徴とするインプラント。
【請求項７】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティング（４４）が、多層式の層システム（４８）の形態に設計されることを特徴とするインプラント。
【請求項８】
請求項７に記載のインプラントにおいて、前記層システム（４８）が、前記インプラント部品（１０、２２）から離れる方を向く外側被膜層（５０）と、前記被膜層（５０）の下に配置される少なくとも１つの内層（５２、５４）とを有すること、及び、前記被膜層（５０）の硬度が、前記少なくとも１つの内層（５２、５４）の硬度よりも大きいことを特徴とするインプラント。
【請求項９】
請求項８に記載のインプラントにおいて、前記被膜層（５０）が、ジルコニウム（Ｚｒ）を含有することを特徴とするインプラント。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のインプラントにおいて、前記被膜層（５０）が、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）であることを特徴とするインプラント。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、幾つかの内層（５２、５４）が形成されることを特徴とするインプラント。
【請求項１２】
請求項の８〜１１のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記少なくとも１つの内層（５２、５４）が窒化物層であることを特徴とするインプラント。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記少なくとも１つの内層（５２、５４）が、少なくとも１つの窒化クロム（ＣｒＮ）層（５２）を含むことを特徴とするインプラント。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記少なくとも１つの内層（５２、５４）が、少なくとも１つのクロム炭窒化物（ＣｒＣＮ）層（５４）を含むことを特徴とするインプラント。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、少なくとも２つの異なる内層（５２、５４）が形成されることを特徴とするインプラント。
【請求項１６】
請求項１５に記載のインプラントにおいて、２つ以上の内層（５２、５４）が形成され、前記少なくとも２つの異なる内層（５２、５４）が、交互に重ね合わさるように設計されることを特徴とするインプラント。
【請求項１７】
請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、５つの内層（５２、５４）が形成されることを特徴とするインプラント。
【請求項１８】
請求項１３〜１７のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記被膜層（５０）が、窒化クロム（ＣｒＮ）から成る内層（５２）を直接覆うことを特徴とするインプラント。
【請求項１９】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記中間層（４６）が金属層（４６）であることを特徴とするインプラント。
【請求項２０】
請求項１９に記載のインプラントにおいて、前記中間層（４６）が、前記インプラント材料に含有される金属を含有しないことを特徴とするインプラント。
【請求項２１】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記中間層（４６）が、ジルコニウム合金、ニオブ合金、タンタル合金、純ニオブ、純タンタル、又は純ジルコニウムから成る層（４６）であることを特徴とするインプラント。
【請求項２２】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティング（４４）及び／又は前記中間層（４６）が、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって塗布される層（４４、４６）であることを特徴とするインプラント。
【請求項２３】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記中間層（４６）が、３０×１０−９ｍ〜２００×１０−９ｍの範囲の厚さ（５６）を有することを特徴とするインプラント。
【請求項２４】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティング（４４）が、５０×１０−６ｍ〜５００×１０−６ｍの範囲の厚さ（５８）を有することを特徴とするインプラント。
【請求項２５】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティング（４４）が、少なくとも１００Ｎの引っかき抵抗を有することを特徴とするインプラント。
【請求項２６】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記インプラント材料が、コバルトを含有する又はコバルト合金であることを特徴とするインプラント。
【請求項２７】
請求項２６に記載のインプラントにおいて、前記コバルト合金が、コバルト−クロム−モリブデン合金（ＣｏＣｒ２９Ｍｏ６）であることを特徴とするインプラント。
【請求項２８】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記インプラント（２０）が、人工股関節又は人工膝関節（２０）、椎体置換インプラント、又は人工椎間板プロテーゼであることを特徴とするインプラント。
【請求項２９】
先行する請求項のいずれか１項に記載のインプラントにおいて、前記少なくとも１つのインプラント部品（１０、２２）が、股関節プロテーゼの関節球又は関節窩、膝関節プロテーゼ（２０）の人工関節丘（１０）又は脛骨プレート（２２）、又は、関節表面を有する又は担持する椎間板プロテーゼの接触要素であることを特徴とするインプラント。
【請求項３０】
少なくとも１つのインプラント部品（１０、２２）を含む、人体又は動物体に挿入するためのインプラント（２０）を製造する方法であって、
前記インプラント部品（１０、２２）を形成するため、基本部材（４２）がインプラント材料から製造されると共に少なくとも部分的に人工関節表面（１２、２６）の形態に設計される表面を有し、かつ、摩耗減少する硬質材料コーティング（４４）が前記関節表面（１２、２６）の全体又は一部に塗布される方法において、
前記硬質材料コーティング（４４）と前記インプラント材料との間の機械的張力を減少させるため、前記硬質材料コーティング（４４）を塗布する前に、前記関節表面（１２、２６）の前記少なくとも一部に中間層（４６）が塗布されることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、前記硬質材料コーティング（４４）及び／又は前記中間層（４６）が、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって塗布されることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３０又は３１に記載の方法において、前記中間層（４６）が、３０×１０−９ｍ〜２００×１０−９ｍの範囲の厚さ（５６）で塗布されることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３０〜３２のいずれか１項に記載の方法において、金属層（４６）が中間層（４６）として塗布されることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項３０〜３３のいずれか１項に記載の方法において、前記インプラント材料に含有される金属を含有しない層（４６）が中間層（４６）として塗布されることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項３０〜３４のいずれか１項に記載の方法において、ジルコニウム合金、ジルコニウム含有セラミック、又は純ジルコニウムから成る層が中間層（４６）として塗布されることを特徴とする方法。
【請求項３６】
人工股関節又は人工膝関節（２０）、椎体置換インプラント、又は人工椎間板プロテーゼの形態のインプラント（２０）を製造するための、請求項３０〜３５のいずれか１項に記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次のようなインプラントに関する。即ち、少なくとも１つのインプラント部品を含む、人体又は動物体に挿入するためのインプラントであって、前記少なくとも１つのインプラント部品が、インプラント材料から製造されると共に少なくとも部分的に人工関節表面の形態に設計される表面を有する基本部材を有し、かつ、前記関節表面の一部又は全体が、摩耗減少する硬質材料コーティングにより覆われるインプラントに関する。
【０００２】
更に本発明は、次のような方法に関する。即ち、少なくとも１つのインプラント部品を含む、人体又は動物体に挿入するためのインプラントを製造する方法であって、前記インプラント部品を形成するため、基本部材がインプラント材料から製造されると共に少なくとも人工関節表面の形態に設計される表面を有し、かつ、摩耗減少する硬質材料コーティングが前記関節表面の全体又は一部に塗布される方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
冒頭に記載されている種類の様々なインプラント、及びそれらのインプラントを製造する方法が知られている。この種類のインプラントは、例えば股関節内プロテーゼ及び膝関節内プロテーゼの形態で使用される。更なる使用分野として、椎骨補綴学があり、この点に関して特に、椎間板補綴学がある。それらの最終用途にかかわらず、冒頭に記載されている種類のインプラントは、好ましくは、摩耗減少するように設計される関節表面を有する。この目的で、基本部材に、ただしこの基本部材はインプラント部品を形成するものであるが、つまり、少なくとも関節表面の一部又は全体を形成するその表面の部位にて、硬質材料コーティングを設けることが知られている。
【０００４】
ところが、既知のインプラントでは、普通、金属イオン、例えばコバルトイオン、クロムイオン、モリブデンイオン、及び／又はニッケルイオンが、インプラント材料から、つまり硬質材料コーティングをも通って、漏出し得るという問題がある。このことにより、例えば硬質材料コーティングが剥離するため、インプラント上で腐食が増し、摩滅も増す。記載した負の効果は、結果として、インプラントの有効寿命ならびにインプラントの適合性が減少することがあり、例えば、インプラント材料から金属イオンが大いに漏出することにより、アレルギー反応が引き起こされることがある、という欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】EP 1 679 088 A2
【特許文献２】DE 20 2005 005 405 U1
【特許文献３】DE 40 12 048 A1
【特許文献４】EP 0 248 117 A
【特許文献５】WO 2006/069465 A
【特許文献６】DE 100 04 832 A1 (US 2003/0010929 A1)
【特許文献７】DE 296 17 507 U1 (US 6,224,968 B1)
【特許文献８】DE 37 28 836 C2 (GB 2 195 664 A)
【特許文献９】DE 602 00 884 T2 (US 7,150,818 B2, US 7,156,851 B2, US 2004/0068323 A1, US 2005/0258047 A1)
【特許文献１０】DE 693 25 042 T2 (US 5,415,704 A, US 5,498,302 A)
【特許文献１１】DE 694 14 872 T2 (US 5,820,941 A)
【特許文献１２】DD 250 462 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、インプラントの有効寿命が延長され、前記インプラントの適合性が増すように、冒頭に記載されている種類の前記インプラント、ならびに前記インプラントを製造する方法を改良することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本発明によれば、冒頭に記載した種類のインプラントにおいて、前記硬質材料コーティングと前記インプラント材料との間の張力を減少させるため、前記硬質材料コーティングと、前記インプラント材料から形成される少なくとも１つの前記関節表面との間に中間層が設けられるようにすることで達成される。
【０００８】
本発明に従い提案される前記中間層は、特に、前記硬質材料コーティングと前記インプラント材料との間の機械的張力及び／又は電気機械的張力、及び／又は、前記硬質材料コーティングにおける内部張力を減少させる特性を有する。このことは、実際に、機械的張力及び／又は電気機械的張力なしに、前記硬質材料コーティングを前記インプラント材料に塗布できるという利点を有する。結果として、金属イオン（前記インプラント材料から逃散しがちである）が、前記中間層だけでなく前記硬質材料コーティングをも通って外へ出て行くことがより困難になる。これにより、一方で、前記インプラント材料の腐食が低減され、他方で、前記硬質材料コーティングの摩滅が減少する。前記中間層は、特に、前記硬質材料コーティングへの、前記インプラント材料への粘着性をも改良することができる。前記中間層が特に、欠陥の少ない層であるとき、この層は、前記硬質材料コーティングが最適に全面成長するための凝縮核を形成する。
【０００９】
前記硬質材料コーティングは、好ましくは、腐食抑制コーティングの形態に設計される。このような硬質材料コーティングの結果として、人体又は動物体への移植の後に前記インプラント材料が腐食することだけでなく、前記硬質材料コーティング自体が腐食することもかなり減少することになり、又は、全体として防止されることにさえなる。
【００１０】
金属イオンが前記インプラント材料から逃散して、前記人体又は動物体に入り込むことができないようにするために、前記硬質材料コーティングが、金属イオンバリヤを形成するコーティングの形態に設計されると好ましい。
【００１１】
金属イオンバリヤを形成する前記コーティングが、前記インプラント部品からイオン損失を、金属イオンバリヤを形成する任意のコーティングのないインプラント部品と比較して少なくとも１０倍だけ減少させるコーティングであり、好ましくは、前記イオン損失を少なくとも２０倍だけ減少させるコーティングであると有利である。金属イオンバリヤを形成するこのようなコーティングでは、前記インプラント材料からの金属イオンの漏出を、従来のインプラントと比較して少なくとも１０分の１まで減少させることができる。
【００１２】
金属イオンバリヤを形成する前記コーティングは、好ましくは、コバルトイオン、クロムイオン、モリブデンイオン、及び／又はニッケルイオン用のバリヤである。金属イオンバリヤを形成するこのようなコーティングは、従来のインプラント材料、例えば、コバルト、クロム、モリブデン、及び／又はニッケルを含有する鋼にとって著しく適している。
【００１３】
前記硬質材料コーティングが少なくとも１つのセラミック層を含む際、前記硬質材料コーティングの製造は特に単純となり、その耐久特性が特に高くなる。
【００１４】
前記硬質材料コーティングは、有利には、多層式の層システムの形態に設計される。結果として、前記硬質材料コーティングの特性を個々に最適化することができる。一方で、外側被膜層にとって必要な支持効果を改良することができ、他方で、この被膜層の任意の剥離を効果的に防止することができる。多層式の層システムは、ここで多層式の層システムは例えば「サンドイッチ構造体」の形態に構築することのできるものであるが、更に、前記層システム自体の疲労抵抗を改良する。更に、幾つかの異なる層の結果として、金属イオン用のバリヤを特別に形成することができる。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、前記層システムが、前記インプラント部品から離れる方を向く外側被膜層と、前記被膜層の下に配置される少なくとも１つの内層とを有し、前記被膜層の硬度が、前記少なくとも１つの内層の硬度よりも大きいことを実現することができる。例えば、前記外側被膜層は、前記外側被膜層の下に配置される前記少なくとも１つの内層よりもかなり硬質にすることができる。一方、この少なくとも１つの内層は、好ましくは、前記層システムの疲労抵抗を増すと共に前記外側被膜層の任意の剥離を防止するための、適正な靱性を有する。
【００１６】
前記被膜層がジルコニウム（Ｚｒ）を含有すると好ましい。というのも、ジルコニウムを含有する層又はセラミックは、特に大きな硬度、従って高い耐摩耗性を有するからである。
【００１７】
前記硬質材料コーティング上での摩滅の減少を更に改良するために、前記被膜層が窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）であると有利である。窒化ジルコニウムの硬度が大きいことは別にして、前記窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）層のぬれ角が変更されると、前記摺動表面の潤滑が改良され、従って、摩滅を更に減少することに寄与する。
【００１８】
幾つかの内層が形成されると好ましい。好ましくは「サンドイッチ構造体」の形態の幾つかの内層は、前記被膜層に対する支持効果を増し、その剥離を高い度合まで防止する。
【００１９】
前記硬質材料コーティングの硬度及び安定性を増すために、前記少なくとも１つの内層が窒化物層であると有利である。窒化物層として、特に、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、及びクロム炭窒化物（ＣｒＣＮ）から成る層が考えられる。
【００２０】
前記少なくとも１つの内層は、好ましくは、少なくとも１つの窒化クロム（ＣｒＮ）層を含む。この硬質層は、前記層システムの、前記外側被膜層に対する支持効果を増す。
【００２１】
更に、前記少なくとも１つの内層が、少なくとも１つのクロム炭窒化物（ＣｒＣＮ）層を含むと好ましい。炭素を含有する前記クロム炭窒化物（ＣｒＣＮ）層は、特に、付加的な層の、とりわけ前記外側被膜層の任意の剥離を防止する大きな靱性を有する。
【００２２】
前記層システムの異なる特性を規定されたやり方で決定できるようにするために、少なくとも２つの異なる内層が形成されると好ましい。当然ながら、３つ、４つ、又はそれ以上の異なる内層を設けることもできる。
【００２３】
極めて効果的な内層システムを形成できるようにするために、２つ以上の内層が形成され、前記少なくとも２つの異なる内層が、交互に重ね合わさるように設計されると有利である。例えば、大きな硬度及び大きな靱性の層が交互する結果として、例えば、異なる硬度及び靱性の内層から成る内層システムを形成することができる。
【００２４】
好ましくは、５つの内層が形成される。これらの内層は、特に、交互に重ね合わさるように、即ち例えばＡ−Ｂ−Ａ−Ｂ−Ａという層の順序で設計される、２つの異なる層を含むことができる。前記２つの層のうちの一方は、特に、窒化クロム（ＣｒＮ）層とすることができ、前記２つの異なる層のうちの他方は、クロム炭窒化物（ＣｒＣＮ）層とすることができ、前記層システムの前記外側層は、好ましくは、窒化クロム（ＣＲＮ）層により形成される。一方で、５つの内層は製造する事が容易であり、他方で、５つの層を用いて、前記外側被膜層の非常に良好な粘着性、ならびに、効果的な金属イオンバリヤを既に形成することができる。別法として、異なる層として、窒化チタン（ＴｉＮ）層及び炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）層を設けることもできる。
【００２５】
前記外側被膜層の、前記少なくとも１つの内層への特に良好な粘着性を確実にするために、前記被膜層が、窒化クロム（ＣｒＮ）から成る内層を直接覆うと有利である。特に、前記外側被膜層も窒化物層であると、前記硬質材料コーティングの優れた安定性を達成することができる。
【００２６】
前記中間層は、有利には金属層である。金属層は、金属インプラント材料に、特に容易に塗布することができる。更に、金属製の中間層は、金属インプラント材料に特に良好に粘着する。
【００２７】
前記中間層は、好ましくは、前記インプラント材料に含有される金属を含有しない。このような中間層は、前記インプラント材料から逃散する金属イオンに対して付加的なバリヤを形成する。
【００２８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記中間層が、ジルコニウム合金、ニオブ合金、タンタル合金、純ニオブ、純タンタル、又は純ジルコニウムから成る層であるのを実現することができる。純ジルコニウム層は、ただしこの純ジルコニウム層は有利には物理蒸着法（ＰＶＤ）によって塗布されるが、特に、欠陥が特別に少ないので、前記硬質材料コーティングが前記インプラント材料上に直接塗布されるべきであった場合に生じるであろう機械的張力がかなり減少する。純ジルコニウムから成る層は、更に、多かれ少なかれ欠陥がなく、即ちいわゆる「ピンホール」をも持たないという利点を有する。前記インプラント材料からの電荷は、及び特にイオンも、そのピンホールを通して前記硬質材料コーティングへ入り込むことができ、又はその硬質材料コーティングを通過することができる。
【００２９】
前記硬質材料コーティング及び／又は前記中間層の、特に良好な粘着性は、前記硬質材料コーティング及び／又は前記中間層が物理蒸着法（ＰＶＤ）によって塗布される層であるときに達成される。結果として、特に、幾つかの層を次々に特別に塗布することができる。
【００３０】
前記中間層は、有利には、３０×１０−９ｍ〜２００×１０−９ｍの範囲の厚さを有する。前記層の前記厚さは、好ましくは５０〜１００ｎｍである。金属ジルコニウムから成る層は、特に、優れた接着性を有し、更に、前記インプラント材料を密封し、これによって、前記インプラント材料からの金属イオンの任意の漏出を減少させることができる。
【００３１】
前記インプラントの有効寿命を増すために、前記硬質材料コーティングが、少なくとも１００Ｎの引っかき抵抗を有すると有利である。このようにして、前記硬質材料コーティング上の摩滅を最小にすることができる。
【００３２】
前記インプラント材料は、好ましくは、コバルトを含有するか、又はコバルト合金である。従って、本発明によるインプラントを製造するのに、従来のインプラント材料を使用することが可能である。
【００３３】
前記コバルト合金が、コバルト−クロム−モリブデン合金であると有利である。この点に関して、前記コバルト合金は、好ましくは、ＣｏＣｒ２９Ｍｏ６合金である。
【００３４】
本発明の好適な１実施形態によれば、前記インプラントが、人工股関節又は人工膝関節、椎体置換インプラント、又は人工椎間板プロテーゼであるのを実現することができる。
【００３５】
前記少なくとも１つのインプラント部品は、好ましくは、股関節プロテーゼの関節球又は関節窩、膝関節プロテーゼの人工関節丘又は脛骨プレート、又は、関節表面を有するか又は担持する椎間板プロテーゼの接触要素である。
【００３６】
冒頭で特定されている目的は、本発明によれば、更に、冒頭に記載されている種類の方法により、前記硬質材料コーティングと前記インプラント材料との間の機械的張力を減少させる目的で、前記硬質材料コーティングを塗布する前に、前記関節表面の前記少なくとも一部に中間層が塗布されるという点で、成就される。
【００３７】
上で既に言及されているように、前記インプラント材料からの金属イオンの漏出は、前記中間層によりかなり低減され、更に、前記硬質材料コーティングの、前記インプラント材料への粘着性も改良される。結果として、前記インプラントが腐食するリスクを減少させることができ、前記インプラントの有効寿命を増すことができる。更に、さもなくば普通は漏出しアレルギー反応を引き起こすはずである材料の理由で、アレルギーを有する人々用のインプラントの製造に適していないはずの材料から、アレルギーを有する人々用のインプラントを製造することもできる。所望される前記硬質材料コーティングの特性は、特に、欠陥の少ない中間層によってかなり改良することができる。
【００３８】
多かれ少なかれ任意の種類及び厚さの層を前記インプラント部品に塗布できるようにするために、前記硬質材料コーティング及び／又は前記中間層が、物理蒸着法（ＰＶＤ）によって塗布されると好ましい。
【００３９】
前記硬質材料コーティングと前記インプラント材料との間で最適な結合を達成するために、前記中間層が、３０×１０−９ｍ〜２００×１０−９ｍの範囲の厚さで塗布されると有利である。前記中間層は、好ましくは、５０〜１００ｎｍの範囲の厚さで塗布される。特に、例えば、純ジルコニウムから成る中間層等、前記中間層の欠陥が非常に少ないとき、前記インプラント材料を密封するには、特定の範囲の厚さの中間層で充分である。
【００４０】
中間層として、有利には、金属層が塗布される。純ジルコニウムから成る層は、特に、前記インプラント材料を密封して、前記硬質材料コーティングと前記インプラント材料との間で最適な結合を達成するのに著しく適している。
【００４１】
金属イオンに対してバリヤを形成する極力良好な層を形成するために、中間層として、前記インプラント材料に含有される金属を含有しない層が塗布されると好ましい。
【００４２】
中間層として、好ましくは、ジルコニウム合金、セラミック含有ジルコニウム、又は純ジルコニウムから成る層が塗布される。この種類の中間層は、前記インプラント材料を完全に密封するのに特に適している。
【００４３】
更に、冒頭で特定されている目的は、人工股関節又は人工膝関節、椎体置換インプラント、又は人工椎間板プロテーゼの形態のインプラントを製造する上述の方法のうちの１つの使用により成就される。
【００４４】
以下の、本発明の好適な実施形態の記載は、本発明を、図面と合わせて、より詳細に説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による関節丘が移植されている大腿骨の側面図。
【図２】図１の、矢印Ａの方向での大腿骨の図。
【図３】部分的に人工である膝関節の、正面からの図。
【図４】図１及び図３の４−４線に沿った側面図。
【図５】多層式の硬質材料コーティングシステムを備えた、図４と同様の図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明によるインプラントは、例えば、膝関節プロテーゼ、股関節プロテーゼ、又は椎間板プロテーゼの形態に設計することができる。もっとも、この列挙は最終のものではない。
【００４７】
膝関節プロテーゼの場合、大腿骨１８に結合することのできる膝関節プロテーゼの一部を、本発明によるインプラント部品の形態、例えば、例示によって図１及び図２に、人工関節丘の形態で示されているインプラント部品１０の形態に設計することが考えられる。インプラント部品１０は、関節表面１２を形成する関節結合表面を有する。インプラント部品１０の骨接触面１４は、ただしこの骨接触面は反対方向を向いているが、大腿骨１８の、用意された骨表面１６に当接する。
【００４８】
更に、膝関節プロテーゼの形態のインプラント２０を形成するために、本発明による更なるインプラント部品を設けることができ、このインプラント部品は、図３では参照符号２２で設けられており、脛骨部分の形態に設計されている。インプラント部品２２は、平坦な関節表面２６を備えた脛骨３０の、用意された平坦な骨表面２８に当接する脛骨プレート２４を含む。インプラント部品２２は、更に、この目的で用意された脛骨内の凹部３４内で固着されているシャフト３２を有する。
【００４９】
インプラント部品２０は、更に、インプラント部品２２上に、可動となるように装着されている半月部分３６を含むことができる。半月部分３６は大腿骨の関節丘３８に対応する２つの関節結合表面４０を有する。関節結合表面４０は、特に、インプラント部品１０の関節表面１２に対応するように設計することができる。
【００５０】
インプラント部品１０の関節表面１２、及びインプラント部品２２の関節表面２６には、硬質材料コーティングが、少なくとも部分的に、好ましくは完全に設けられる。図４及び図５における例示によって示すように、インプラント部品１０及び２２の基本部材４２には、硬質材料コーティング４４が設けられている。この基本部材は、好ましくは、例えばＣｏＣｒ２９Ｍｏ６等、例えばコバルト−クロム−モリブデン合金のインプラント鋼から製造される。
【００５１】
基本部材４２と硬質材料コーティング４４との間に、中間層４６が塗布される。この中間層４６は、硬質材料コーティング４４と、インプラント材料との間の機械的張力を減少させ、インプラント材料から基本部材４２が形成されている。
【００５２】
硬質材料コーティング４４は、単一層の形態に塗布することができるが、２つ以上の層から構築される層システム４８の形態にも塗布することができる。幾つかの層から成る層システム４８は、特に、好ましくは耐久力のある窒化ジルコニウム層（ＺｒＮ）の形態に設計される外側被膜層５０を含む。この外側被膜層は、好ましくは、１×１０−６ｍ〜１０×１０−６ｍの範囲の厚さを有する。
【００５３】
被膜層５０の下に、層システム４８の１つ以上の内層を設けることができる。内層はそれぞれ、好ましくは、強靭で硬質な層５２及び５４の形態に設計される。これらの層は特に、交互に重ね合わせることにより、層システム４８を形成することができる。硬質な内層５２の一例として、窒化クロム（ＣｒＮ）層が言及されている。強靭層５４として、クロム炭窒化物（ＣｒＣＮ）から成る層が特に適している。
【００５４】
硬質層と強靭層とが交互に設けられる際、硬質材料コーティング４４の特に良好な特性が達成される。これらの層は、外側被膜層に、必要な支持効果を与え、その剥離を高い度合まで防止する。更に、このような「サンドイッチ構造体」により、層システムの疲労抵抗が決定的かつ確実に影響を受ける。被膜層、例えば窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）被膜層は、その硬度が、硬質層５２の硬度に調整され、硬質材料コーティング４４の、摩耗減少する機能を基本的に引き受ける。その相当な硬度は別にして、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）被膜層の場合、驚いたことに、この層では、特に、変更されたぬれ角が、関節表面１２及び関節表面２６それぞれの潤滑を改良し、結果として、摩滅の減少に寄与するということが示された。
【００５５】
中間層４６は、ただしこの中間層は好ましくは純ジルコニウムから形成されるものであるが、実際、欠陥がない。即ち、特に金属イオンの形態でもある電荷を、基本部材４２から外部へ運搬するのを可能にするいわゆる「ピンホール」が形成されない。
【００５６】
硬質材料コーティング４４は、特に、層システム４８の形態に設計されるとき、安定性に対する積極的な効果を有するだけでなく、基本部材４２からの金属イオンの任意の損失を防止もする。インプラント部品１０及び２２それぞれからの金属イオンの任意の漏出は、一部の患者にアレルギー反応をもたらすことがあるので、少しも望ましくない。提案されているような層システム４８により、特に、コバルト、クロム、モリブデン、及び／又はニッケルの、基本部材４２のインプラント材料からの任意のイオン損失を、従来のインプラントと比較して少なくとも２０倍だけ減少させることが可能である。更に、好ましくは欠陥のない中間層４６により、イオン損失は減少する。インプラント材料に含有されていない金属から中間層４６が形成されると特に有利であり、インプラント材料から基本部材４２が製造される。
【００５７】
硬質材料コーティング４４、又はその個々の層は、好ましくは、物理蒸着法によって塗布され、従って、いわゆる「ＰＶＤ層」（物理蒸着法）を形成する。別法として、層は、冷ガス噴射コーティングによって塗布することもできよう。好ましくは、中間層は、５０×１０−９ｍ〜１００×１０−９ｍの範囲の厚さを有し、硬質材料コーティング４４は、１×１０−６ｍ〜１０×１０−６ｍの範囲の全体的な厚さ５８を有する。層システム４８の個々の層、特に硬質層５２及び強靭層５４の厚さは、２００×１０−９ｍ〜１０００×１０−９ｍの範囲にある。被膜層５０は、好ましくは、１×１０−６ｍ〜５×１０−６ｍの範囲の厚さを有する。
【００５８】
関節プロテーゼの場合、特に膝関節内プロテーゼの場合、特に、多層式の層システム４８に起因して、硬質材料層の、知られている良好な摩耗保護特性を、摩擦学の腐食性及び動的応力側面に適合させることが可能である。層の硬度勾配、及び個々の層における圧縮応力の段階的分配の結果として、個々の層は、バリヤ機能、及び同時に、高い粘着強度及び優れた疲労抵抗を有する。特に、強靭層５４内、例えばクロム炭窒化物（ＣｒＣＮ）層内で炭素を濃厚にすることにより、このように、硬質材料コーティング４４の引っかき抵抗が全体で１００Ｎを超えるように、剰余の圧縮応力の分配を増進できることが示された。知られている一般的なＰＶＤ層は、わずか５０Ｎ〜７０Ｎの範囲の引っかき抵抗を有する。
【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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【国際調査報告】
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