(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
整形外科インプラントであって、金属製軸受面を具備する金属製本体及び前記金属製軸受面に起電力を与える手段を含み、
ここで、前記起電力を与える前記手段が、前記本体に結合した金属製部分を具備するものであって、前記本体がカソード物質で構成され、かつ前記金属製部分が前記本体に対してアノード物質で構成され、それにより前記本体と前記金属製部分との間に電位が生起しており、
ここで、前記本体が股臼コップを区画形成し、前記金属製部分が前記本体により支えられる輪状の環を具備し、
さらにここで、前記本体及び前記金属製部分がガルバニ電極対を区画形成する、前記インプラント。
【請求項２】
前記本体が、コバルト−クロム−モリブデン合金で構成され、前記金属製部分がアルミニウムで構成されて成る、請求項１に記載の整形外科インプラント。
【請求項３】
前記起電力を与える前記手段が、前記起電力を与える手段がない場合の前記軸受面の磨耗特性に対して、改良された磨耗特性の前記軸受面をもたらすものである、請求項１に記載の整形外科インプラント。
【請求項４】
整形外科インプラントアッセンブリであって、
第１金属製軸受面を有する第１金属製本体を含む第１整形外科インプラントであって、さらに前記第１軸受面に起電力を与える手段を含む、前記第１整形外科インプラント、及び
前記第１軸受面と噛み合せ係合するように設計されている第２金属製軸受面を有する第２の金属製本体を含む第２整形外科インプラントを含んで成り、
ここで、前記起電力を与える前記手段が前記第１本体に結合した金属製部分を具備し、前記第１本体はカソード物質で構成され、前記金属製部分は前記第１本体に対してアノードの物質で構成されて成り、それによって前記第１本体と前記金属製部分との間に電位が生起しており、
ここで、前記第１本体が股臼コップを区画形成し、前記金属製部分が前記本体により支えられる輪状の環を具備し、
さらにここで、前記第１本体と前記金属製部分がガルバニ電極対を区画形成する、前記インプラントアッセンブリ。
【請求項５】
前記第１本体が、コバルト−クロム−モリブデン合金から構成され、前記金属部分がアルミニウムで構成されて成る、請求項４に記載の整形外科インプラントアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は整形外科インプラントに関し、より詳細には、金属製軸受面を有する整形外科インプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
患者の関節を置換するのに用いられる整形外科のインプラントは、典型的には、対向するインプラントの軸受面と係合し、協同して働く軸受面を含む。例えば、整形外科の腰置換外科手術においては、大腿骨インプラントのヘッドの形態の軸受面は、骨盤に結合している股臼コップの軸受面に対して可動に配置されている。
【０００３】
対向している軸受面の間の摩擦を減少させ、摩耗特性を改良するために、対向している軸受面の１方は、非−金属製軸受面、例えば超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）の形態であってもよい。さらに整形外科の腰置換外科手術に関して、股臼コップは結合した軸受面を形成するＵＨＭＷＰＥライナーを含むことができ、大腿骨インプラントの軸受面はコバルト−クロム−モリブデン合金、チタニウムまたはステンレススチールから形成することができる。１方の整形外科インプラントの金属製軸受面及び対向している整形外科インプラントの重合体軸受面を用いることは実際に満足させるものであることが分かっている。
【０００４】
体の関節で、対向して、協同して働く金属製軸受面を有する一対の整形外科インプラントを用いることも公知である。例えば、コバルト−クロム−モリブデン合金から形成された軸受面を有する股臼コップと噛み合って係合している、コバルト−クロム−モリブデン合金から形成された軸受面を有する大腿骨インプラントを用いることが可能である。このようなインプラントを患者に移植した後に、インプラントの間に生じる摩擦力は、金属製物質の摩擦係数、軸受面の間に存在する通常の接触力及び潤滑剤としての軸受面の間の体液の作用の関数である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この技術分野において必要なものは、患者の関節で用いることができ、改良された摩耗特性を有する、対向して、協同して働く金属製軸受面を含む整形外科インプラントアッセンブリである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、与えられた起電力を持つ金属製軸受面を有する整形外科インプラントを提供し、それは改良された摩耗特性の軸受面を生じる。
本発明はその１つの型では、金属製軸受面を有する金属製本体を含む整形外科インプラントを含む。整形外科インプラントは金属製軸受面に起電力を与える（ａｐｐｌｙ）装置を含む。起電力は軸受面とのガルバニ電極対（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｃｏｕｐｌｅ）または該軸受面と電気的に接続された直流電源から生じ得る。
【０００７】
本発明の利点は改良された摩耗特性を有する金属製軸受面を有する整形外科インプラントをもたらすことである。
他の利点は、インプラントの全体的な外形が比較的に変化しないままであり得ることである。
さらに他の利点は、金属製軸受面に与えられる起電力を電池、または１つのカソード物質及び１つのアノード物質を用いることにより生じさせることができることである。
【０００８】
本発明の上述の及び他の特徴及び利点並びにそれらを達成する方法は、添付図面を参照して取り入れられる次の発明の態様の記載を参照することにより、さらに明らかになり、そして発明はさらによく理解されるだろう。
図面において、相当する参照文字はいくつかの図面を通じて相当する部分を示す。本明細書に提示された例は本発明の、１つの型における、好ましい態様の例を説明するが、このような例は、本発明の範囲をいかなる風にも限定すると解すべきではない。
【０００９】
図面、より詳細には図１及び図２を参照して、整形外科のインプラント中で軸受面として用いるための物質を試験するために用い得る、試験固定具１０の態様を示す。金属製円盤の形態の金属製本体１２を試験固定具１０内に置き、その摩耗特性を測定するために試験する。金属製本体はカソード物質、例えばコバルト−クロム−モリブデン合金から形成する。本体１２を容器１４に配置し、部品ホルダー１６によって支える。
【００１０】
容器１４は、通常は、電気絶縁性物質の層１５をその内側全体に含む。しかしながら、本発明では容器１４の内側から、その絶縁性物質の少なくとも一部分を取り除き、そしてそれにより本体１２を容器１４に電気的に接続することが必要であることが分かった。図１に示された試験固定具１０の態様では、絶縁性物質１５の大部分を容器１４の内側表面から取り除いてある。代りに、すべての絶縁性物質１５を容器１４の内側表面から取り除くことができる。
【００１１】
上記のように、部品ホルダー１６は本体１２を支え、図２の矢印１８で示すように、本体１２を選択された回転速度で回転させる。部品ホルダー１６は好ましくは導電性物質、例えばステンレススチールで構成する。
容器１４は、本体１２と部品ホルダー１６をその内に含有する。容器１４はアノード物質、例えばアルミニウムで構成する。容器１４はその内に本体１２と容器１４とを電気的に相互に接続する電解質液体２０も包含する。電解質液体２０は好ましくは、哺乳動物の体液、例えばウシの血清の形態にある。
【００１２】
試験ピン２２は、本体１２に、予め定められた軸上の荷重を及ぼす。ピン２２を本体１２の軸受面１２Ａに対して予め定められた傾きで配置する。図１及び図２に示した特定の態様では、ピン２２を軸受面１２Ａに対して約３０°の傾きで配置している。ピン２２を電線２６を介して制御装置（Ｃ）２４と電気的に接続する。
【００１３】
稼動の際には、本体１２を容器１４内に含有されているウシの血清２０の内に入れる。本体１２と容器１４は、本体１２と容器１４の間の電位の状態の起電力を区画形成するガルバニ電極対を区画形成する。より詳細には起電力を軸受面１２Ａに与えると、そのような起電力の与えられていない軸受面１２Ａの摩耗特性に対して、軸受面１２Ａの改良された摩耗特性を生じる。
【００１４】
試験固定具１０の上記操作を、絶縁性物質１５によって内側表面が完全に被われた容器１４を用いても行なった。このように設計されたので、容器１４は本体１２に対して電気的に接続されておらず、上記に記載された改良された摩耗特性は認められなかった。
図３には、整形外科インプラントアッセンブリ３０の態様が示されている。整形外科インプラントアッセンブリ３０は、第１整形外科インプラント３２及び第２整形外科インプラント３４を含む。第２整形外科インプラント３４は、大腿骨ヘッド３８を含む大腿骨インプラントの形態の金属製本体３６を含む。大腿骨ヘッド３８は、第１整形外科インプラント３２と噛み合って係合している金属製軸受面４０を区画形成する。
【００１５】
第１整形外科インプラント３２は、患者の骨盤の骨に移植できる股臼コップの形態の第１金属製本体４２を含む。本体４２は、大腿骨ヘッド３８の軸受面４０と噛み合って係合している形の、金属製軸受面４４を含む。本体４２は、カソード物質、例えばコバルト−クロム−モリブデン、チタン、ステンレススチールまたはそれらの合金から形成する。
【００１６】
輪状の環（ａｎｎｕｌａｒ  ｒｉｎｇ）４６の形態の金属製部分は本体４２に結合し、それにより支えられる。輪状の環４６は、本体４２を構成するカソード物質に対してアノードの物質で構成する。輪状の環４６を構成することができるアノード物質の例はアルミニウムである。輪状の環４６を形成できるアノード物質の他の例は、マグネシウム、亜鉛、亜鉛メッキ鋼及びそれらの合金を包含する。輪状の環４６及び本体４２はその間にガルバニ電極対を区画形成する。整形外科インプラント３２が、電解質液体、例えば患者への移植による体液と接触すると、本体４２と輪状の環４６の間の起電力により生起された電位を横切ってイオンが流れるのを可能にする。実験室の試験では、起電力が、このような起電力のない軸受面４４の摩耗特性に対して、改良された摩耗特性の軸受面４４を生じさせることが分かった。
【００１７】
図４では、本発明の他の態様の整形外科インプラント５０を示す。インプラント５０は、金属製軸受面５４を有する金属製本体５２を含む。本体５２はカソード物質、例えばコバルト−クロム−モリブデン合金で構成される。本体５２は、導線５８を介して電源装置（ＰＳ）５６と電気的に接続している。電源装置５８は好ましくは、第１端子６０及び第２端子６２を有する直流電池の形態である。第１端子６０は、図のように直接導線５８と接続している。第２端子６２は、導電性で生物学的に不活性な物質、例えばプラチナまたは金製の薄い円盤または箔６４に接続している。円盤６４及び本体５２は、電解質液体が電源装置５６と本体５２の間の回路を完成させるように、それぞれ電解質液体と連絡して配置される。
【００１８】
電源装置５６は、軸受面５４の摩耗特性を改良するのに十分な電位を確立するのに必要な出力を供給する大きさである。本体５２及び電源装置５６の各々を患者の内に移植し、電解質として作用する体液と液体接触で配置する。電池の電位は、軸受面５４の摩耗特性を改良する起電力を生じる。
本発明を好ましい設計を有するものとして記載してきたが、本発明をこの開示の精神と範囲の内でさらに変更することができる。したがって、この出願はその一般原理を用いる、いかなる本発明の変更、使用または適応をも保護しようとするものである。さらに、この出願は、本発明が属する技術分野において添付の特許請求の範囲に入る、本開示からそれた公知または慣用の実施をも保護しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】整形外科インプラントで用いられる軸受面のための物質を試験するために用いられる試験固定具の例である。
【図２】図１に示された試験固定具の平面図である。
【図３】股臼コップ内のガルバニ電極対を用いる、本発明の整形外科インプラントアッセンブリの態様の組立分解部分側面図である。
【図４】股臼コップと接続する電池を用いる本発明の整形外科インプラントの他の態様の側面図である。
【符号の説明】
１０…固定具
３２，３４，５０…インプラント
３０…インプラントアッセンブリ
４２，５２…金属製本体
４０，４４，５４…金属製軸受面
【図１】
0004083853.tif 000002
【図２】
0004083853.tif 000003
【図３】
0004083853.tif 000004
【図４】
0004083853.tif 000005