"非鉄材料、特にコバルト-クロム-モリブデン合金からなる少なくとも1つの摺動面に、窒化物の積層コーティングが形成された整形外科用人工関節インプラントのための基材において、前記積層コーティングは、各々複数のニオブ窒化物ナノ層及びクロム窒化物ナノ層を含むとともに、クロム窒化物のミクロ層で保護されていることを特徴とする基材。前記ニオブ窒化物ナノ層及び前記クロム窒化物ナノ層は、交互に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の基材。前記各ナノ層及びミクロ層による積層構造又は積層順序は、1~20回繰り返されてなることを特徴とする請求項1又は2に記載の基材。前記クロム窒化物ナノ層のうちの最外層表面と、前記クロム窒化物のミクロ層により形成された保護層表面との間の距離が2~10μmとなるように構成されており、前記各ナノ層の厚さが1~10nmとなるように構成されており、前記ナノ層の合計厚さは、2~10μmの範囲であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の基材。本発明の主な目的は以下の通りである。関節中で生じる摩耗粉及び金属イオンの量を最少にし、炎症及び骨溶解をもたらす過敏症反応のリスクを軽減させる。金属が長期間体液に接触することによる腐食作用により形成される金属塊から溶出する金属イオンの泳動を防止し、過敏症のリスクを軽減させる。より高い生体適合性を有する摩耗粉を提供する。ニオブイオンは、コバルト、クロム及びニッケルとは異なり、ネガティブな生体応答を誘発しない。インプラントの耐用寿命を延ばす。なぜなら殆どの場合、整形外科インプラントの修復不能な欠陥は、関節での増加したトルクがインプラントの耐用トルクの限度を超えた時に起こるからである。コーティングの摩耗速度が低いため、トルクが低く保持され、より長い耐用寿命が得られる。より大きな低摩擦関節の製造を可能にする。硬く、ボイドの無いコーティングにより得られる好ましい流体潤滑領域は、インプラント機能、特に動作範囲の増加に対して市場で要求される最も大きな関節の摩擦を低減する。上記の目的は、特許請求の範囲に記載の基材によって達成される。この基材の特徴は、各々複数のニオブ窒化物ナノ層及びクロム窒化物ナノ層を含むとともに、クロム窒化物のミクロ層で保護されたコーティングにある。参照のためのインプラントは、次の特徴を有する。a基材基材用材料は、例えばISO5832458326583212等の規格に準拠し、整形外科で用いられている種々のCoCrMo合金からなっている。基材用材料は、鋳込み又は鍛造により成形することができ、かつ熱間等方圧加圧法HIPや溶体化処理等の熱処理を受けるために、高濃度の炭素035及び0014の各々の濃度を含んでいる。bインプラント改良された表面を有する典型的な股用インプラントは、大腿骨及び寛骨臼の部位を含み、その幾何学的特徴は、次の通りである。1直径方向の間隙:150~250μm寛骨臼シェルの平均直径と大腿骨骨頭の平均直径との差2真球度:10μm未満3表面粗さ指標Ra:0025μm未満cプロトタイプインプラントのプロトタイプは、上記ポイントbに列挙した幾何学的特徴を満たすようにコートされた接触面を有している。dコーティング用材料及び処理実施例で用いたコーティング材料、特に摺動面大腿骨骨頭及び寛骨臼シェルの各々の摺動面については、Hauzer社製装置FlexicoatRTC850型を用い、蒸着AEPVDにより、1nmの層を3000回交互に積層してなるスーパーラテックスSL及びCrNからなる1つの3μm層を形成することにより得た。試験項目は次の通りである。1キャビテーション試験及び走査型電子顕微鏡試験。2ISO142421規格の人工股関節シミュレータによる人工股関節の総摩耗量。3クロム及びコバルトのイオン濃度。好ましい態様これらの試験方法の詳細は、実施例の最後に記載の参照文献に記載されている。本発明について、特定の実施例及び図1~3のみを参照して説明するが、これは、本発明の範囲を、説明したもの、及び提示したものに限定する意図ではないことに留意されたい。当業者であれば、これらの教示事項を、広い範囲に適用可能であることが理解しうると思う。実施例1ウシ血清中におけるピン及びディスクを用いたピンオンディスク型摩耗試験それぞれISO583212規格のCoCrMo合金低濃度炭素状態で鍛造したものからなり、直径が6mmで、長さが15mmで、半球状末端を有するピン又は針、並びに直径が30mmで、厚さが3mmのディスクを、ISO4287規格による0025の表面粗さ係数となるように表面研磨した。a針及びディスクの一部は、コーティングしないままとした。これを対照と呼ぶ。b針及びディスクの別の一部は、蒸着法AEPVD法により形成した各々厚さ2nmの多数のNbNナノ層及びCrNナノ層からなる、厚さ296μmのスーパーラテックスSLでコートした。これをスーパーラテックスと呼ぶ。これらについて、表面粗さ係数が0025μm未満になるまで、最終的な表面研磨を行った。c針及びディスクのさらに別の一部は、各々厚さ2nmの多数のNbNナノ層及びCrNナノ層を交互に積層してなり、基材に接する厚さ21μmのスーパーラテックスでコートし、その上に厚さ25μmのCrN層を形成した。全ての層は、AEPVD法により蒸着させた。これをスーパーラテックスSLCrNと呼ぶ。これらについて、表面粗さ係数が0025μm未満になるまで、最終的な表面研磨を行った。25のウシ血清及び75の脱イオン水からなる溶液に浸漬した回転式摩擦試験機により、15Nの荷重、1572GPaのヘルツ圧、及び6000mの測定長の条件で、サンプルを処理した。試験後、表面形状測定装置でサンプルを分析し、摩耗量を決定した。m3Nmで表される摩耗量を算出した。結果を下記の表に示す。スーパーラテックスSLベースの構造は、ノンコートサンプルに比較して高い耐摩耗性を有しているが、SLCrNは、さらに若干高い耐摩耗性を有しており、その比較的厚いコーティング構造により、より確実であると判定される。現状では、耐摩耗性の低下を伴わずに、3μmより厚いスーパーラテックス層を形成することはできない。一方、3μm未満のコーティング厚では、20年を超えるインプラント寿命を保証することはできない。そのため、本願において、CrN層を伴わないスーパーラテックスの使用は適していない。実施例2:インプラントのプロトタイプ:表面置換型人工股関節:SLCrNをコートした大腿骨骨頭及び寛骨臼シェル低炭素含有量のCoCrMo合金からなる鍛造基材:LCFこの実施例は、1ISO583212規格のCoCrMo合金からなる基材により形成された大腿骨骨頭、及び2同じ金属基材により形成された寛骨臼シェルからなる表面置換型人工股関節用器具に関するものである。大腿骨骨頭及び寛骨臼シェルの一部は、そのまま参照として用い、その他は、全厚53μmのSLCrN[各々厚さ2nmの多数のニオブ窒化物ナノ層及びクロム窒化物ナノ層を交互に積層してなる厚さ26μmのSL、並びに厚さ27μmのCrNからなっている。全ての層は、蒸着法AEPVD法により形成した。]でコートした。これらについて、表面粗さ係数が0025μm未満になるまで、最終的な表面研磨を行った。プロトタイプについて、層間接着性を評価するために、音響試験、すなわち超音波試験を行い超音波試験に関する参照文献を参考にされたい、擬似体液中での摩耗量及びイオン溶出量を測定するために、股関節摩耗のシミュレーションを行った。サンプル:ノンコートサンプル対照:B及びGの対SLCrNをコートしたサンプル:L及びMの対スーパーラテックスCrNをコートした大腿骨骨頭:V02523CrN厚さ4μm;AEPVD法のみをコートした大腿骨骨頭:V02580試験結果:試験方法詳細については参照文献を参考にされたい:aキャビテーション試験及び走査型電子顕微鏡試験接着性試験bISO142421規格の人工股関節シミュレータによる100万回サイクル後の人工股関節の総摩耗量摩耗量c100万回サイクル後のクロム及びコバルトのイオン金属イオンの濃度纏め:驚くべきことに、SLCrNダブルコーティングサンプルは、ノンコートインプラントに対して、コバルトイオンの溶出量が二桁小さく、クロムイオンの溶出量が一桁小さく、重量基準での摩耗量が30低く、非常に優れていた。SLCrNダブルコーティングサンプルはまた、AEPVD法により形成したCrNコーティングサンプルに比較して、超音波エネルギーへの2時間の暴露後において、基材からの剥離が生じにくいことが分かった。さらに驚くべきことに、本発明のコーティングを用いると、摩耗粉が減少し、かつ摩耗粉からのCoイオン及びCrイオンの溶出も非常に減少することが分かった。このことは、この摩耗粉が体液中でイオン化されにくいことを示唆している。実施例3:インプラントのプロトタイプ:表面置換型人工股関節:スーパーラテックスCrNをコートした大腿骨骨頭及び寛骨臼シェル高炭素含有量のCoCrMo合金からなる鋳造基材:HCCISO58324規格のCoCrMo合金に、実施例2と同じダブルコーティングを蒸着法により形成した。パラメータ及び試験方法は実施例2と同じである。サンプル:コートサンプルSLCrNNの対骨頭高炭素含有量の溶解鋳造物の骨頭6034714試験結果:実施例2の低炭素含有量の鍛造基材にコートした場合と、高炭素含有量の鍛造基材にコートした場合の比較纏め:高炭素鋳造HCCにより得られた基材に設けたSLCrNコーティングと、低炭素鍛造LCFにより得られた基材に設けたSLCrNコーティングとの間に、大きな違いはなく、両コーティングのサンプルともノンコート材料より優れていた。ただし、すべての測定パラメータ摩耗量、イオン溶出量及び接着性においてLCF基材の方が若干優れた結果を示した。参照文献1GザクスラーGSaxler等,先天性多発性関節拘縮症AMC:arthrogryposismultiplexcongenitaに対する人工膝関節単顆置換術の中期成績MediumtermresultsoftheAMCunicompartmentalkneearthroplasty,ザニーTheKnee112004,pp3493552ACCISテクノロジーの米国特許6120545号及びヴァンストラーテンメディカル社のプロダクトポートフォリオVanStratenMedicalProductportofolio3JフィッシャーJFisher等,表面設計した大腿骨骨頭を用いたメタル-オン-メタル型人工股関節の磨耗抑制に関するインビトロ研究Aninvitrostudyofthereductioninwearofmetalonmetalhipprosthesesusingsurfaceengineeredfemoralheads,エンジニアリングインメディスン誌JEngineeringinMedicine,第216巻,PartH4JフィッシャーJFisher等,新しいベアリング表面:将来展望NewBearingSurfaces:Whatdoesthefuturehold,セミナーインアースロプラスティ誌Seminarinarthroplasty第14巻第2号4月,2003,pp1311395SウィリアムズSWilliams等,磨耗のインビトロ分析;メタル-オン-メタル型全置換人工股関節用表面設計コーティングの摩耗粉及び生物活性inVitroanalysisofthewearweardebrisandbiologicalactivityofsurfaceengineeredcoatingsforuseinmetalonmetaltotalhipreplacements,エンジニアリングインメディスン誌JEngineeringinMedicine,第217巻,PartH6JフィッシャーJFisher等,表面設計メタル-オン-メタル型人工股関節の磨耗Wearofsurfaceengineeredmetalonmetalhipprostheses,マテリアルズサイエンス誌:マテリアルズインメディスンJofMaterialsSciencematerialsinMedicine152004pp2252357SウィリアムズSWilliams等,改良型全置換人工股関節のメタル-オン-メタル及びCRN表面の磨耗への遊脚相における荷重の影響TheInfluenceofSwingPhaseloadingonwearofMetalonMetalandCRNsurfacemodifiedtotalhipreplacements,ISTA2003,第1巻,pp1431498JLティッパー等JLTipper等メタル-オン-メタル型関節の科学Thescienceofmetalonmetalarticulation,カレントオーソペディックスCurrentOrthopaedics2005,19,pp2802879SウィリアムズSWilliams等,全置換人工股関節形成用表面設計メタル-オン-メタル型ベアリングの異なる条件下での磨耗の比較ComparativewearunderdifferentconditionsofsurfaceengineeredMetalonMetalbearingsfortotalhiparthroplasty,アースロプラスティ誌JofArthroplasty,第19巻,第8号,Suppl3,200410AカマリAKamali等チタン窒化物コーティング接触面に対する超高分子量ポリエチレンの磨耗Wearofultrahighmolecularweightpolyethyleneagainsttitaniumnitridecoatedcounterfaces,エンジニアリングトライボロジー誌JEngineeringTribology,第219巻,PartJ11GHイサクGHIsaac等,メタル-オン-メタル型ベアリングの表面:材質,設計,最適化及び代替物MetalonMetalbearingssurfacesmaterialsdesignoptimizationandalternatives,エンジニアリングインメディスン誌JEngineeringinMedecine,第220巻2005年5月26日12JフィッシャーJFisher新しい代替ベアリングのトライボロジーTribologyofnewalternativebearings,AAOS,march2226,2006Chicago13フィンスバリーFinsburyアデプト社人工股関節技術広報AdeptHipsystemTechnicalbulletin,wwwfinsburvorg14MKハーマンMKHarman等,チタン窒化物コーティングを有する回収済み股用インプラントの磨耗分析WearanalysisofaretrievedhipimplantwithTitaniumnitridecoating,アースロプラスティ誌JofArthroplasty,第12巻,第8号,199715MTレイモンディMTRaimondi等チタン窒化物コーティングを有する人工大腿骨骨頭のインビボでの磨耗性TheinvivowearperformanceofprostheticfemoralheadswithTitaniumnitridecoating,バイオマテリアルズBiomaterials212000,pp90791316CヒュービンCHubin等,微粒子トラップ付きの人工股関節部品Hipprosthesisjointcomponentwithparticulatetrap,取り下げたと見なされるフランス国特許FR275152617PハットPHatto等整形外科用人工関節anorthopaedicjointprosthesis,EP1404257,欧州特許出願18HGウィレルトHGWillert等,人工股関節使用患者におけるメタル-オン-メタル型ベアリング及び過敏症MetalonMetalBearingsandHypersensitivityinpatientswithArtificialHipJoints,JBJSAmerican,2005,87,pp283619YSパークYSPark等第2世代メタル-オン-メタル型股関節置換後の早い骨溶解EarlyOsteolysisFollowingSecondGenerationMetalonMetalHipreplacement,JBJSAmerican,2005,87,pp1515152120IミロシェブIMilosev等Sikometメタル-オン-メタル型全置換人工股関節の残存率及び回収分析SurvivorshipandretrievalanalysisofSikometMetalonMetalTotalHipReplacements,JBJSAmerican,2006,88,pp1173118221PコロベシスPKorovessis等最新のメタル-オン-メタル型全置換人工股関節形成後のメタローシスSurvivorshipandretrievalanalysisofSikometMetalonMetalTotalHipReplacements,JBJSAmerican,2006,88,pp1183119122JJジェーコブスJJJacobs等メタル-オン-メタル型ベアリングに関するルースニング及び骨溶解:金属過敏症の局所的効果LooseningandosteolysisassociatedwithMetalonMetalBearings,JBJSAmerican,2006,88,pp1171117223PハットPHatto等人工整形外科用関節AnOrthopaedicJointProsthesis,欧州特許EP140425724CヒュービンCHubin等,微粒子トラップ付きの人工股関節部品Hipprosthesisjointcomponentwithparticulatetrap,欧州特許EP082192225ハウザーの蒸着薄膜技術Hauzersthinfilmdepositiontechnologies,wwwhauzernl26ヴァンストラーテン社のプロダクトポートフォリオVanStratenProductportofolio,wwwvanstratennet27BデーリーBDaley等,組織培養中のヒト細胞の染色体ダメージを引き起こす股及び膝用の置換物からの摩耗粉WeardebrisfromhipandkneereplacementscauseschromosomaldamageinhumancellsinTissuecultures;JBJSUK,2004,86B,pp59860628SYシピツィンSYShipitsyn等熱処理炉用キャスト装置の寿命改善Improvementinthelifeofcastequipmentforheattreatmentfurnaces,メタルサイエンスアンドヒートトリートメント誌JofMetalScienceandHeattreatment,第23巻,第12号,12月,198129YヤヒサYYahisa等,硬質ディスクのオーバーコート用合金窒化物MlM2Nの微細構造及び機械的性質microstructureandmechanichalpropertiesofmetalalloynitrideNovercoatsforrigiddisks,IEEEトランスアクションズオンマグネティクス誌IEEEtransactionsonmagnetics,第26巻,第5号,9月,199030ニュークロームブライト/ユーラムEECEngineElectronicControlプロジェクトBRPR960329NewchromeBriteEuramEECprojectBRPR960329;コーディネーターハウザーコーティングセントラム社coordinatorHauzerCoatingcentrumwwwcordiseuropaeu31PedホブセピアンPedHovsepian等,組合せ陰極アークアンバランスマグネトロン法で蒸着したクロム窒化物/ニオブ窒化物超格子コーティングchromiumnitrideniobiumnitridesuperlatticecoatingsdepositedbycombinedcathodicarcunbalancedmagnetrontechnique,サーフェイスアンドコーティングテクノロジー誌SurfaceandCoatingsTechnology,1161191999,pp72773432DCキャメロンDCCameron等,CrNNbN超格子の構造多様性structuralvariationsinCrNNbNsuperlattices,サーフェイスアンドコーティングテクノロジー誌SurfaceandCoatingsTechnology,第142~144巻,7月,2001,pp56757233MLトムリンスンMLTomlinsonステンレス鋼の腐食に対するコーティング組成物の影響Theinfluenceofcoatingcompositiononthecorrosionperformanceofstainlesssteel,UMISTマンチェスターセミナーUMISTManchesterseminars,1998年10月28日34JNタンJNTan等,アンバランスマグネトロンスパッタリング法によるNbCrN薄膜の蒸着及びキャラクタリゼーションDepositionandcharacterizationofNbCrNthinfilmsbyunbalancedmagnetronsputtering,サーフェイスアンドコーティングテクノロジー誌SurfaceandCoatingsTechnology,第167巻,第2~3号,2003年4月22日,pp15416035PEホブセピアンPEHovsepian等マルチプレーヤー/超格子ハードコーティングのラージスケールでの製造における最近の進歩Recentprogressinlargescalemanufacturingofmultiplayersuperlatticehardcoatings;サーフェイスアンドコーティングテクノロジー誌SurfaceandCoatingsTechnology,1331342000,pp16617536RトルシーヤスRTorrecillas,InstitutoNacionaldelCarbonConsejoSuperiordeInvestigacionesCientificas,,BIOKERPF5EECproject"