(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレンである高分子物質で形成される人工関節部材の摺動面がホスホリルコリン基を有する高分子からなることを特徴とする高分子材料製人工関節部材。
【請求項２】
前記ホスホリルコリン基が（メタ）アクリロイルオキシアルキル基を介して前記高分子物質に結合されたものである請求項１に記載の高分子材料製人工関節部材。
【請求項３】
前記高分子物質に、ホスホリルコリン基を有する重合性単量体がグラフト結合されている請求項２に記載の高分子材料製人工関節部材。
【請求項４】
前記高分子物質に、ホスホリルコリン含有化合物の単独重合体または共重合体がコーティングされている請求項１に記載の高分子材料製人工関節部材。
【請求項５】
前記ホスホリルコリン含有化合物が（メタ）アクリロイルオキシアルキルホスホリルコリンである請求項４に記載の高分子材料製人工関節部材。
【請求項６】
前記高分子物質が架橋処理されたものである請求項１〜５のいずれかに記載の高分子材料製人工関節部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の高分子材料製人工関節部材を用いて得られる人工関節。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子材料製人工関節部材に関し、特に、摺動部位の潤滑状態を長期間に渡って良好に維持することのできる高分子材料製人工関節部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
人体における実際の生体内関節部の構造を考えると、人工関節摺動部に良好な潤滑状態を与えるには、その構造が、関節部材摺動面に繊毛の如く微細なひげ状の物質が配列されて、該繊毛状物質に潤滑液である体液が保持され得る構造のものが好ましいと考えられる。しかし、この様な状態を人工的に再現することは難しく、更に前記状態を長期間に渡って維持することは至難のことであって未だ実現されていない。
【０００３】
現状では、骨頭や臼蓋等の人工関節部材として樹脂等の軟質材料と金属等の硬質材料が組み合わせて用いられ、例えばステンレス、コバルトクロム合金、チタン合金等の金属材料を用いた骨頭部材と、超高分子量ポリエチレン等の樹脂を用いた臼蓋を組み合わせた人工関節が、わが国だけでも年間数万件の手術に用いられている。この様に人工関節に置換することで、患者は苦痛や寝たきりの状態から開放され、健康な人と同様の生活を営むまでに生活の質を向上させることができる。
【０００４】
しかしながら前記人工関節は、日常生活の動作により、その摺動部位で頻繁に前記金属部材と樹脂部材の摩擦が生じるため、特に人工関節の樹脂側で摩耗が進行する。この様な摩耗により生じた超高分子量ポリエチレン等の摩耗粉は、骨の溶解を誘発し易く、骨の一部が溶解すると人工関節部材と骨の固着力が弱まる、いわゆるルーズニングが生じ、人工関節としての機能が十分に発揮され難くなる。前記超高分子量ポリエチレンの通常の摩耗量は年間０．１〜０．２ｍｍ程度で、置換手術後しばらくは問題も生じないが、５年程度経過すると前記ルーズニングが著しくなるので新しい人工関節部材に取り替える必要が生じてくる。
【０００５】
最近では、この様な樹脂の摩耗を抑える手段として、超高分子量ポリエチレンにガンマ線や電子線（エレクトロンビーム）を照射することにより分子を架橋状態にした、いわゆる（クロスリンク）ポリエチレンが提案され、摩耗量が照射前の超高分子量ポリエチレンと比較して１／５〜１／１０にまで低減できた旨報告されている（例えば非特許文献１）。しかしながら臨床的応用の経過年数が少なく、その有用性は未だ立証されていない。
【０００６】
また、摩耗し易い前記超高分子量ポリエチレン等の樹脂を用いず、骨頭および臼蓋に硬質部材同士を組み合わせて使用することも提案されており、例えば、コバルトクロム骨頭とコバルトクロム合金カップ（臼蓋）の組み合わせ（例えば非特許文献２）や、アルミナ骨頭とアルミナカップ（臼蓋）の組み合わせ（例えば非特許文献３）等が臨床的に人工股関節に使用されている。しかしながら、前記コバルトクロム骨頭とコバルトクロム合金カップ（臼蓋）の組み合わせは、コバルトクロム合金同士の摩擦で生じる摩耗粉が、元来、細胞毒性を有するので、長期の使用については安全性が危惧されている。
【０００７】
また、前記アルミナ骨頭とアルミナカップ（臼蓋）の組み合わせは、アルミナ材料が脆性材料であるため、手術中や術後の使用中に破損が生じることがあり、実用に際しては更なる改善が必要である。
【０００８】
更にこれらの硬質部材は、弾性の乏しい剛体であって前記超高分子量ポリエチレンの様なクッション機能を有さないので、外力に対する緩衝作用がなく骨に直接負荷がかかるので好ましくない。
【０００９】
【非特許文献１】
「Biomaterials」，1999年，Vol.20，p.1659〜1688
【非特許文献２】
「Clinicalorthopaedics and Related Research」，1996年，No.333，p.96〜107
【非特許文献３】
「The Journal of Arthroplasty」，1999年，Vol.14，No.7，p.781〜787
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、繰り返し行われる日常の動作に対しても、摺動部位の摩擦を抑えて摩耗粉の発生を抑制することができ、かつ衝撃吸収機能を備えて長期間に渡り使用できる高分子材料製人工関節部材を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る高分子材料製人工関節部材とは、高分子物質で形成される人工関節部材の摺動面がホスホリルコリン基を有する高分子からなるところに特徴を有しており、その好ましい実施形態として以下のものが例示される。
【００１２】
▲１▼前記ホスホリルコリン基が（メタ）アクリロイルオキシアルキル基を介して高分子物質に結合されたもので、その中でも、前記高分子物質にホスホリルコリン基を有する重合性単量体がグラフト結合されているものは、化学的に安定しているので望ましい。
【００１３】
▲２▼前記高分子物質にホスホリルコリン含有化合物の単独重合体または共重合体がコーティングされているもので、該ホスホリルコリン含有化合物としては、（メタ）アクリロイルオキシアルキルホスホリルコリンを用いたものが好ましい形態として推奨される。
【００１４】
前記高分子物質としては、分子量１００万以上の超高分子量ポリエチレンが好ましく使用される。また、前記高分子物質として架橋処理されたものを用いれば、優れた耐摩耗性を確保できるので望ましい。
【００１５】
更に本発明は、この様な高分子材料製人工関節部材を用いて得られる人工関節も含むものである。
【００１６】
尚、前記「高分子物質」とは人工関節部材のベース部分を示し、前記「高分子材料」とは、「高分子物質」および「ホスホリルコリン基を有する高分子からなる人工関節部材の摺動面」を併せた人工関節部材全体を指すものとする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、前述した様な状況の下で、金属等の硬質材料よりも優れた衝撃吸収機能を有する高分子材料を人工関節部材として用いた場合に、摺動部位の摩擦が極力抑制され、かつ摩擦により生じる摩耗粉が免疫機能を発揮する細胞に対して不活性となるよう、人工関節部材に用いる高分子物質の表面修飾について様々な角度から検討を行った。その結果、生体組織を構成する細胞と同様の化学構造を有する化合物を高分子物質の表面に形成すればよいことを見出し、本発明に想到した。本発明にかかる高分子材料製人工関節部材について以下に詳述する。
【００１８】
図１に示す様に、生体関節部等の骨材表面を構成する生体膜は、リン脂質分子の集合体で、その表面は微視的にホスホリルコリン基で覆われている（石原：外科６１巻１３２頁（１９９９））。そこで人工関節部材についても、関節の骨頭および／または臼蓋を構成する高分子材料の摺動面が、ホスホリルコリン基を有する高分子で構成されるようにすれば、前記潤滑液との親和性を確保することができるので、潤滑液を保持して良好な潤滑状態を維持でき、結果として摩擦を著しく低減できることがわかった。更に、前記ホスホリルコリン基を有する化合物は、生体組織を構成する細胞と同様の化学構造を有しているので、たとえ摩擦により摩耗粉が発生したとしても、人体に悪影響を与えることがなく良好な生体適合性を示す。
【００１９】
本発明は、この様に高分子物質で形成される人工関節部材の摺動面をホスホリルコリン基を有する高分子で構成することによって、上記効果を得たもので、ホスホリルコリン基を有する高分子の具体的化学構造まで規定するものではないが、ホスホリルコリン基が（メタ）アクリロイルオキシアルキル基を介して高分子物質に化学結合したものは、化学的に安定であり、かつ後述する重合法によって形成し易いので望ましい。
【００２０】
この様に、ホスホリルコリン基が（メタ）アクリロイルオキシアルキル基を介して高分子物質に化学的に結合された構造を得る方法として、モノマーを高分子物質に直接重合してグラフト化する方法、ホスホリルコリン基を有する反応性ポリマーを予め合成し、これを高分子物質と反応させる方法、架橋能を持つホスホリルコリン基を有するポリマーを予め合成し、高分子物質に被覆した後、架橋反応により高分子物質表面に固定化する方法等が挙げられるが、その中でも特に、グラフト重合で高分子物質にホスホリルコリン基を有する重合性単量体を結合させる方法が、高分子物質の有する強度等の性能を劣化させることなく高分子物質表面のみを修飾することができ、かつ結合部分が化学的に安定し、更に、多量のホスホリルコリン基を人工関節部材の摺動面に形成して潤滑液を十分に保持することができるので好ましい。
【００２１】
前記ホスホリルコリン基を有する重合性単量体としては、例えば、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、２−アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、４−メタクリロイルオキシブチルホスホリルコリン、６−メタクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、ω−メタクリロイルオキシエチレンホスホリルコリン、４−スチリルオキシブチルホスホリルコリン等を用いることができる。その中でも特に、下記化学式１に示す２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン（以下、単に「ＭＰＣ」ということがある）は、ホスホリルコリン基と重合性のメタクリル酸ユニットからなり、ラジカル重合で容易に高分子量の重合体を得ることができるので好ましい（Ishiharaら：Polymer Journal誌 ２２巻 ３５５頁（１９９０））。
【００２２】
一例として前記ＭＰＣを用いてグラフト重合を行うと、２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを含む重合体（以下、単に「ＭＰＣポリマー」ということがある）を高分子物質に結合させて、多量のホスホリルコリン基を人工関節部材の摺動面に形成させることができる。そしてＭＰＣポリマーの形成された表面は、前記図１に示した様な生体膜と類似の形態になることから、潤滑液を十分に保持して摩擦を抑制することができ、かつ生体成分や細胞との反応性も小さいので望ましい。
【００２３】
尚、本発明では、前記グラフト重合の際に他のビニル化合物等を共存させ、ホスホリルコリン含有化合物との共重合体となっていても差し支えない。
【００２４】
【化１】
0004156945.tif 000002
【００２５】
本発明では、高分子物質で形成される人工関節部材の摺動面がホスホリルコリン基を有する高分子からなる場合のその他の態様として、前記高分子物質にホスホリルコリン含有化合物の単独重合体または共重合体がコーティングされたものが挙げられる。
【００２６】
この場合も、ホスホリルコリン含有化合物には、高分子を形成させるのに容易な重合性化合物である（メタ）アクリロイルオキシアルキルホスホリルコリンを用いるのがよく、例えば２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、２−アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、４−メタクリロイルオキシブチルホスホリルコリン、６−メタクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、ω−メタクリロイルオキシエチレンホスホリルコリン、４−スチリルオキシブチルホスホリルコリン等が挙げられるが、その中でも重合性の良好な２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを用いることが最も好ましい。
【００２７】
この様なホスホリルコリン含有化合物の単独重合体または、ビニル化合物、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルまたはスチレン誘導体等との共重合体、具体的にはメタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、スチレン等との共重合体を、例えばエタノール、プロパノール、テトラヒドロフラン等の溶媒に溶解させたものを高分子物質表面に塗布、浸漬等の方法でコーティングして得ることができる。
【００２８】
高分子物質で形成される人工関節部材の摺動面がホスホリルコリン基を有する高分子からなるものの更に他の態様として、超高分子量ポリエチレン等の高分子物質に前記ホスホリルコリン含有化合物を予め練り込んでから成形するブレンド法等を採用してもよい。
【００２９】
本発明に係る人工関節部材のベースとなる高分子物質としては、超高分子量ポリエチレンを用いるのが望ましい。前記超高分子量ポリエチレンは、その分子量が高いほど摺動摩耗が生じ難くなるので分子量１００万以上のものを用いるのが好ましく、より好ましくは分子量３００万以上である。
【００３０】
また上記高分子物質として、架橋処理を施したものを用いれば、優れた耐摩耗性を確保できるので望ましい。該架橋処理の具体的な方法としては、公知の方法を採用すればよく、例えばＸ線照射やガンマ線照射、電子線照射等の方法の他、マイクロ波による架橋や超音波による架橋等が挙げられる。
【００３１】
また本発明は、前記グラフト重合させるにあたって詳細な条件まで規定するものではなく、例えば、後述する実施例に示す如く波長３００〜４００ｎｍの紫外光を照射して行う他、過酸化ベンゾイル、過酸化水素等の水素を引き抜く作用を有する化合物を用い、炭素原子にラジカルを生じさせ、これを利用してモノマーを重合する方法や、芳香族ニトロ化合物やメルカプト化合物を高分子物質に吸着させた後、該化合物が溶出しない溶媒中にてラジカル発生剤を用いてモノマーを重合し、生成するポリマーラジカルを吸着させた芳香族ニトロ化合物やメルカプト化合物により捕捉することで、高分子物質表面にポリマー鎖をグラフト化する方法等により行うことができる。
【００３２】
本発明にかかる高分子材料製人工関節部材を人工関節に適用するにあたっては、骨頭および臼蓋の双方を本発明の人工関節部材とすることの他、骨頭および臼蓋の一方を本発明の人工関節部材とし、他方を、例えばステンレス、コバルトクロム合金等の金属、アルミナやジルコニア等のセラミックスなどからなる部材としてもよい。また、骨頭および／または臼蓋の人工関節部材の摺動部位のみを本発明の人工関節部材とし、その他の部分が他の高分子材料や上記金属、セラミックス等で構成されている複合形態のものであってもよい。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３４】
＜実施例Ｉ：濡れ性について＞
人工関節部材の潤滑性の尺度として、まず、液体に対する濡れ性を評価した。
【００３５】
分子量３００〜５００万の超高分子量ポリエチレン角材（断面：２０ｍｍ×２０ｍｍ，長さ：５０ｍｍ）の表面（一面のみ）に、次の方法でホスホリルコリン基を有する高分子層を形成した。
【００３６】
まず、前記超高分子量ポリエチレン角材を、ベンゾフェノン含有（１．０ｇ／ｄＬ）のアセトン溶液に３０秒間浸漬した後、直ちに引き上げて室温で溶媒を除去した。
【００３７】
ＭＰＣ（２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン）を０．５ｍｏｌ／Ｌ含む水溶液を十分に脱気した後、ベンゾフェノンを十分に吸着させた角材を該水溶液に浸漬し、次いで液温６０℃で波長が３００〜４００ｎｍの紫外光を角材に３０分間照射し、その後、試料を純水で十分に洗浄してＭＰＣポリマーを表面に形成させた試験片を得た。
【００３８】
尚、得られた試験片のＭＰＣポリマー形成表面をＸ線光電子スペクトル装置で調べ、３９９ｅＶの窒素原子のシグナルと１３３ｅＶのリン原子のシグナルが検出されたことにより、ＭＰＣ中のホスホリルコリン基が高分子材料の表面に存在することを確認した。
【００３９】
この様にしてＭＰＣポリマーが形成された超高分子量ポリエチレン角材およびＭＰＣポリマーを形成しなかった未処理の超高分子量ポリエチレン角材を試験片として用い、濡れ性を評価した。濡れ性は、前記角材表面に表１に示す液体を１滴（約３０ｍｍ3）滴下して表面上の液滴の接触角度を測定した。その結果を表１に併記する。
【００４０】
【表１】
0004156945.tif 000003
【００４１】
表１に示す結果より、ＭＰＣポリマーを形成した超高分子量ポリエチレン角材では、いずれの液体を滴下した場合にも、ＭＰＣポリマーを形成していない未処理のものと比較して接触角度が著しく小さく、濡れ性が良好であることが分かる。
【００４２】
＜実施例II：摩擦係数について＞
次に、人工関節部材の潤滑性を摩擦係数で評価した。
【００４３】
実施例Ｉと同様にして得た試験片に、潤滑液として純水を介して表２に示す金属製の直径５ｍｍの丸棒の端面を押え付け、面圧１Ｎ／ｃｍ2になる大きさの荷重を角材と金属丸棒の接触面に垂直に加え、次に速度１００ｍｍ／ｍｉｎで丸棒のみ角材表面上を滑らせた場合の摩擦係数を求めた。その結果を表２に併記する。
【００４４】
【表２】
0004156945.tif 000004
【００４５】
表２より、ＭＰＣポリマーを形成した場合には、摩擦係数が小さく潤滑性が著しく改善されていることがわかる。これは、数分子層程度のＭＰＣポリマーが表面に形成されることで親水性が増加し、最高９０％程度の自由水含有率の高い層が表面に形成されているためと考えられる。
【００４６】
＜実施例III：回転揺動摩耗試験（１）＞
人工関節のモデルとして、臼蓋に超高分子量ポリエチレン製カップを用い、骨頭にステンレス製球体を用いて回転揺動摩耗試験を実施した。
【００４７】
図２は回転揺動摩擦試験に用いた装置を示すものであり、主軸Ｘ−Ｘに沿って自由に回転する主軸Ｂに、直径１２．１０ｍｍの半球状の凹部２を有する超高分子量ポリエチレン製カップ（分子量３００〜５００万）１を取り付け、一方、ステンレス（ＳＵＳ３１６）製の直径１２．００ｍｍの鋼球体３を治具に取り付け、空気圧により力Ｆで鋼球体３をカップ１の内壁凹部面２に押し付けた状態で、鋼球体３の支持軸が主軸Ｘ−Ｘに対して任意の角度θに傾いた状態で回転させるようにした。尚、鋼球体３は、図示していないが回転数を調整することのできるモーターで駆動させる。主軸Ｂには、摩擦トルクを測定するためのアームが取り付けられ、鋼球体３の回転に伴う摩擦力で主軸Ｂが回転しようとするときの摩擦トルクを測定できるようにした。鋼球体３の表面粗さはＲａ０．０２μｍで一定とし、超高分子量ポリエチレン製カップ１には、凹面に前述の様な方法でＭＰＣポリマーの形成されたものと、ＭＰＣポリマーの形成されていない未処理のものを用いた。この様な装置を用いて以下の実験▲１▼〜▲３▼を行なった。
【００４８】
＜実験▲１▼＞
まず表３に示す様に押え付け荷重を変えて、摩擦トルクおよび摩擦トルクの変動（一回転中での変動）を、ＭＰＣポリマーの形成有無別に調べた。その結果を表３に併記する。
【００４９】
【表３】
0004156945.tif 000005
【００５０】
表３より、荷重の増加とともに摩擦トルクが大きくなる傾向は、ＭＰＣポリマー形成の有無に関係なく見られるが、ＭＰＣポリマーを形成した場合の方が、摩擦トルクの絶対値は極めて小さく、かつ摩擦トルクの変動もほとんどないことから、ＭＰＣポリマー形成により摩擦軽減効果が発揮されていることがわかる。
【００５１】
＜実験▲２▼＞
潤滑液としての純水を供給せずに稼動させ、試験途中で骨頭３とカップ（臼蓋）１の間に潤滑液として純水を供給した後の摩擦トルクの変動をＭＰＣポリマーの形成有無別に調べた。尚、押え付け荷重は９８Ｎで一定とした。その結果を図３に示す。
【００５２】
図３より、ＭＰＣポリマーの形成されていない超高分子量ポリエチレンままの場合、回転数（摺動距離）の増加に伴い摩擦トルクが増大し、途中で純水を供給すると摩擦トルクは一時的に減少するが、再び摩擦トルクが急激に増大している。これに対し、ＭＰＣポリマーの形成された超高分子量ポリエチレン製カップでは、摺動開始から摩擦トルクは増加していくが、途中で純水を供給すると急激に摩擦トルクは減少し、その後は低トルクを維持していることがわかる。これは、形成されたＭＰＣポリマーに純水が保持されて良好な潤滑状態を長時間確保することができ、摩擦が小さくなるためと考えられる。
【００５３】
＜実験▲３▼＞
次に、回転数を増加させて摺動距離を長くした場合の摩擦トルクの変動を、ＭＰＣポリマーの形成有無別に調べた。
【００５４】
実験では、骨頭３とカップ（臼蓋）１の間に潤滑液として純水を５．６ｍＬ／ｍｉｎの割合で供給しつつ摺動させた。尚、押え付け荷重は９８Ｎで一定とした。実験結果を、ＭＰＣポリマーの形成有無別に示した摺動回転数と摩擦トルクの関係として図４に示す。
【００５５】
この図４より、ＭＰＣポリマーが形成された超高分子量ポリエチレン製カップでは、摺動回数に関係なく低トルクを維持していることがわかる。これに対し、ＭＰＣポリマーを形成していない未処理の超高分子量ポリエチレン製カップでは、摺動開始から回転数とともに摩擦トルクが増加し、しばらく高摩擦トルクを維持した後、一旦減少する傾向が見られた。尚、この様にＭＰＣポリマー形成なしの場合に摩擦トルクが減少したのは、摺動面になじみができて、摩耗現象におけるいわゆる定常摩耗域に達したためと考えられる。しかしながら実際の使用では、この様な領域に達するまでに摩耗粉が多量に発生し、前記ルーズニングが生じるため好ましくない。この図４にて、ＭＰＣポリマーを形成した場合の１００万回摺動回転後の摩擦トルクは、ＭＰＣポリマー形成なしの場合の４分の１程度と長時間使用後においても摩擦が著しく抑えられていることが分かる。
【００５６】
＜実施例IＶ：回転揺動摩耗試験（２）＞
人工関節部材を形成する高分子物質の架橋処理が、該部材の耐摩耗性向上に有効であることを確認する実験を行った。
【００５７】
人工関節のモデルとして、臼蓋には、架橋処理した超高分子量ポリエチレン製カップまたは該処理を施していない超高分子量ポリエチレン製カップに、前述の方法でＭＰＣポリマーを形成したものを用い、骨頭には市販のコバルトクロム合金（直径２２ｍｍ）を用いて、回転揺動摩耗試験を実施した。尚、前記架橋処理は、強度が５Ｍｒａｄのγ線を３２０分間超高分子量ポリエチレン製カップに照射して行った。
【００５８】
前記摩耗試験はＭＴＣ社製の摩耗試験装置を用いて行った。図５は該装置の概略側面図を示すものである。本実験では、図５の下部主軸XI−XIに対して４５°の傾斜で取り付けた面板上に、超高分子量ポリエチレン製カップ１１を固定し、上部主軸XII−XII上に取り付けた骨頭１２を該カップ１１の凹部に押し当て、下部主軸XIII−XIIIを回転させて該カップ１１の摩耗量を測定した。押え付け荷重は２７４４Ｎ（２８０ｋｇｆ）とし、回転周期は１Ｈｚとし、また１周期の荷重変動はＰｏｕｌの歩行カーブにあわせた。
【００５９】
本実験では、生体内を模擬した状態での上記カップ１１の耐摩耗性を評価するため、上記カップ１１および骨頭１２を３７℃の一定温度に制御した牛血清（２５質量％）中に浸漬させて前記摩耗試験を行った。尚、上記牛血清は、回転サイクル５０万回ごとに入れ替えた。
【００６０】
この様にして、架橋処理した超高分子量ポリエチレン製カップ１１または架橋処理していない超高分子量ポリエチレン製カップ１１のそれぞれについて摩耗試験を行い、回転サイクル５０万回ごとに各カップ１１の質量を測定し、摩耗試験前のカップの質量との差から、カップ１１の摩耗量を求めた。その結果を回転サイクル数とカップの摩耗量の関係として図６に示す。
【００６１】
この図６から、架橋処理した超高分子量ポリエチレン製カップを用いれば、回転サイクル数が３００万回と摺動距離が非常に長くても、該カップの摩耗量は極微量であることがわかる。即ち、架橋処理した高分子材料を人工関節部材のベースに使用すれば、ＭＰＣポリマーの形成による優れた耐摩耗性を更に高めることができ有効なのである。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、長期間に渡って良好な潤滑状態が維持され、その結果、摩耗が極めて小さく、かつ衝撃吸収機能も備えた人工関節部材を提供できるようになった。そしてこの様な人工関節部材を用いた人工関節を使用することによって、患者は長期間に渡り健康人と相変わらぬ日常生活を営むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】生体膜を概略的に示した斜視断面図である。
【図２】実施例Ｉで用いた回転揺動摩擦試験装置の概略側面図である。
【図３】純水滴下時の摩擦トルクの変化をＭＰＣポリマー形成有無別に示したグラフである。
【図４】摺動回転数と摩擦トルクの関係をＭＰＣポリマー形成有無別に示したグラフである。
【図５】実施例IVで用いた回転揺動摩擦試験装置の概略側面図である。
【図６】回転サイクル数と超高分子量ポリエチレン製カップの摩耗量との関係を架橋処理の有無別に示したグラフである。
【符号の説明】
１，１１  超高分子量ポリエチレン製カップ（臼蓋）
２  超高分子量ポリエチレン製カップの凹部
３  骨頭（鋼球体）
４  治具
１２  骨頭（コバルトクロム合金製球体）
１５  固定ピン
【図１】
0004156945.tif 000006
【図２】
0004156945.tif 000007
【図３】
0004156945.tif 000008
【図４】
0004156945.tif 000009
【図５】
0004156945.tif 000010
【図６】
0004156945.tif 000011