[发明专利]形成有多孔涂层的体内插入用移植物

说明书

技术领域

本发明涉及一种诸如人工膝关节、人工髋关节之类被施术插入生体的移植物，尤其是一种形成了多孔涂层的体内插入用移植物，其提高形成于移植物表面的多孔涂层的空隙率而增加空隙内的骨融合，还能增强移植物与涂层及涂层内粒子之间的粘结力，多孔涂层内空隙的形状形成为半径100～300μm的上下弯曲形状，增强了与朝向空隙内生长的骨的结合力而得以增强骨融合，增加多孔涂层内空隙与空隙互相连接的比率而使得朝空隙内生长的骨互相连接而增强与骨的结合力。

背景技术

体内插入用移植物通过外科手术插入人体内，通常可举下列移植物为例，为了进行人工膝关节施术而插入大腿骨部位及胫骨部位的大腿骨结合构件、胫骨结合构件，或者为了进行人工髋关节施术而插入髋关节部位及大腿骨部位的髋臼杯、股骨柄（femoral stem）等。

在体内插入用移植物中以人工髋关节为例，如图1所示地包括固定在骨盆（4）的髋臼上的髋臼杯（3）、插入并固定在大腿骨（2）的股骨柄（1），股骨柄（1）或髋臼杯（3）之类的移植物是由对人体无害的钛合金等制作的。在股骨柄（1）的端部固定着由陶瓷或金属材料形成的股骨头（5），髋臼杯（3）内则夹入了能够收容上述股骨头（5）并允许其旋转的相应半球体（6），上述相应半球体（6）由陶瓷材料或高分子聚乙烯制成。如此构成的人工髋关节可以随着大腿骨（2）及股骨柄（1）的运动而使得股骨头（5）针对相应半球体（6）进行旋转运动。而且，在体内插入用移植物中以人工膝关节为例，如图1所示，在大腿骨（8）的胫骨侧末端固定大腿骨结合构件（7）而在胫骨（10）的大腿骨侧末端固定胫骨结合构件（9），使得大腿骨结合构件（7）可以针对胫骨结合构件（9）进行旋转运动。

上述股骨柄（1）或髋臼杯（3）或大腿骨结合构件（7）或胫骨结合构件（9）之类移植物的材料主要使用钛或钛合金或钴铬合金等材料，其中，钛或钛合金不仅容易加工，而且生物适应性、机械强度及耐腐蚀性良好而具有适合作为生体材料的性质，因此得到了广泛应用。然而，仅由钛或钛合金或铬钴合金构成的移植物在移植到人体时与骨之间的初始结合时间太长而提高了施术时的失败率。

作为解决上述问题的一个方法，提出了在仅由钛或钛合金或铬钴合金构成的移植物的表面形成多孔性涂层的方案，但目前为止形成于移植物表面的多孔性涂层不仅难以提高涂层内空隙形成比率，亦即难以提高空隙率（骨通常朝空隙内进行内生长并结合，因此空隙率高时会增强骨融合力），而且由于人为地提高空隙率而相对地减弱了与作为基质的移植物的粘结强度，也相对地减弱了涂层内粒子之间的粘结力，因此使得进行移植物施术时形成于表面的涂层受到摩擦影响而容易剥离，剥离的涂层则降低骨内生长而减少了应力分散效果，最后使得移植物无法坚固地固定在骨上。

形成于涂层内的空隙相互之间连接，亦即形成通路而使得朝向空隙内部进行内生长的骨互相连接而有助于增强骨融合力，但实际上难以形成能够形成该空隙相互之间连接关系的涂层。

而且在形成于涂层内的空隙形状方面，其形成为空隙内的弯曲形状时有助于增强骨融合力，但是在形成涂层时精密控制空隙形状而形成弯曲形状的涂层也在实际上非常困难。

发明内容

【解决的技术课题】

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种形成了多孔涂层的体内插入用移植物，其提高形成于体内插入用移植物的表面的多孔涂层的空隙率而增加空隙内的骨融合，还能增强移植物与涂层及涂层内粒子之间的粘结力。

本发明的另一个目的是提供一种形成了多孔涂层的体内插入用移植物，其多孔涂层内空隙的形状形成为半径100～300μm的上下弯曲形状，增强了与朝向空隙内生长的骨的结合力而得以增强骨融合。

本发明的再一个目的是提供一种形成了多孔涂层的体内插入用移植物。其增加多孔涂层内空隙与空隙互相连接的比率而使得朝空隙内生长的骨互相连接而增强与骨的结合力。

【解决课题的技术方案】

能够实现上述本发明目的的形成了多孔涂层的体内插入用移植物包括下列构成要素。

本发明一实施例的形成了多孔涂层的体内插入用移植物在移植物外部表面形成多孔涂层，上述多孔涂层是在移植物金属表面利用金属快速造型技术以金属粉末形成涂层，在形成过程中利用工具路径及激光工艺条件形成为涂敷厚度200～1000μm、涂层内空隙尺寸150～800μm，空隙率40～70体积%，不仅多孔涂层的空隙率高，还能增强移植物与涂层及涂层内金属粉末之间的粘结力。