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JP5267973B2 - Implant for in-vivo implantation and method for producing the same - Google Patents
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JP5267973B2 - Implant for in-vivo implantation and method for producing the same - Google Patents

Implant for in-vivo implantation and method for producing the same Download PDF

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JP5267973B2 JP2008076404A JP2008076404A JP5267973B2 JP 5267973 B2 JP5267973 B2 JP 5267973B2 JP 2008076404 A JP2008076404 A JP 2008076404A JP 2008076404 A JP2008076404 A JP 2008076404A JP 5267973 B2 JP5267973 B2 JP 5267973B2
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Description

本発明は人体の骨部の補修用として体内に埋め込んで使用するインプラントおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to an implant that is used by being implanted in a body for repairing a bone part of a human body and a method for manufacturing the same.

人体の股関節損傷等の関節補修をはじめ、骨折時の接骨補修、弱化した骨の補強補修など、人体の骨損傷の補修には従来から人工骨を用いてこれらの損傷を補修するようになされている。   In order to repair human body bone damage, such as joint repairs such as hip joint damage of the human body, repair of bones at the time of fracture, and reinforcement repair of weakened bones, these damages have been conventionally repaired using artificial bones. Yes.

これら補修用の人工骨は、基本的に人体に対する生体適合性を有する素材により形成される(特許文献1参照)。   These artificial bones for repair are basically formed of a material having biocompatibility with the human body (see Patent Document 1).

すなわち体内に埋設して使用されるこの種の人工骨は人骨と略等しい低ヤング率を有する材料であることが望ましいが、低ヤング率合金は強度が低いため、人骨と近似の強度を有する材料を用いる人工骨としての強度に不十分な点が生じることから必然的にインプラントの厚みや幅を大きくして強度を保つよう考慮しなければならないという問題点がある。それ故、対象となる人骨に適合させることが難しい。   That is, it is desirable that this type of artificial bone used by being embedded in the body is a material having a low Young's modulus substantially equal to that of a human bone, but since a low Young's modulus alloy has a low strength, a material having a strength similar to that of a human bone. Insufficient points arise in the strength as an artificial bone using, so there is a problem that the thickness and width of the implant must be increased to keep the strength. Therefore, it is difficult to adapt to the target human bone.

一方、人工関節やラグスクリューの支持部は強度を要求されるが、上記の素材により支持部を一体に形成するとなると該支持部に所定の強度を与えるためにはその外径や肉厚を大きくしなければならず、益々大型化して体内に埋設するには不適な形態となってしまう。   On the other hand, the strength of the support part for artificial joints and lag screws is required. However, if the support part is integrally formed of the above materials, the outer diameter and the wall thickness are increased in order to give the support part a predetermined strength. However, it becomes larger and becomes unsuitable for embedding in the body.

特に人工関節用のインプラントにあっては、支持部の先端部には球部が固着され、支持部に対し旋回自在に関節球が前記球部に取り付けられ、前記関節球の前記支持部に対する旋回角の範囲は前記関節球の下縁部が前記支持部の外周面に接触することによって制限されるために、柱状の支持部の太さが大径になると関節球の支持部に対する旋回角の範囲の範囲が著しく制約され、人工関節としての機能が劣るものとなるという問題を生じる。   In particular, in an implant for an artificial joint, a ball portion is fixed to the tip of the support portion, and a joint ball is attached to the ball portion so as to be rotatable with respect to the support portion. The range of the angle is limited by the lower edge of the joint ball coming into contact with the outer peripheral surface of the support part. Therefore, when the thickness of the columnar support part becomes large, the turning angle relative to the support part of the joint ball becomes large. The range of the range is remarkably restricted, causing a problem that the function as an artificial joint is inferior.

そこでインプラントの人骨に接する部位(例えば、ステム部)と支持部とをヤング率が異る別素材で各別に形成するようにすれば上記問題点は解消し得るが、このようにすると2部位を接続することが必要であり、そのため接続箇所に細菌類が侵入するおそれが生じ、人体への適用上大きな問題をもたらすことになって実用上好ましくない。加えて製造コストも嵩むことになるなどの新たな問題をもたらす。
特開2007−259955号公報
Therefore, if the part (for example, the stem part) of the implant that contacts the human bone and the support part are separately formed of different materials with different Young's moduli, the above problems can be solved. It is necessary to connect, so that bacteria may invade the connection part, which causes a serious problem in application to the human body, which is not preferable in practice. In addition, it introduces new problems such as an increase in manufacturing cost.
JP 2007-259955 A

本発明は、インプラントの所定の強度を要する部位と人骨になじむべき部位とを継ぎ目なしの同一材料により形成することを可能とし、細菌類の付着による汚染を防ぎかつ製造の容易化を図り、コストの低減を果しめることを課題とするものである。   The present invention makes it possible to form a part that requires a predetermined strength of an implant and a part that is compatible with a human bone from the same material without seams, prevent contamination due to adhesion of bacteria, facilitate manufacturing, and reduce costs. It is an object to achieve the reduction of the above.

上記課題を解決するために、本願発明に係る体内埋設用インプラントは、所定形状を有し体内に埋設して用いられるインプラントであって、人骨との親和性を有すべき人骨接合部位と、所定の強度を有すべき強度部位とを備え、前記人骨接合部位は人骨と同程度の大きさの低ヤング率を有し、前記強度部位は前記人骨接合部位の前記低ヤング率より高い高ヤング率を有し、前記人骨接合部位と前記強度部位とは同一の所定材料により一体に形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an implant for internal implantation according to the present invention is an implant that has a predetermined shape and is embedded in the body, and has a human bone joint site that should have affinity for human bone, The human bone joint portion has a low Young's modulus of the same size as a human bone, and the strength portion is higher than the low Young's modulus of the human bone joint portion. The human bone joint portion and the strength portion are integrally formed of the same predetermined material.

ここで、「人骨との親和性を有す」とは、人骨が外力を受けた場合に違和感なく人骨と一体的に変形等を行うことができることをいい、「人骨と同程度の大きさの低ヤング率」とは、人骨が外力を受けた場合に人骨と一体的に変形等を行うことができる程に人骨のヤング率に近い値のヤング率であることをいう。また、一般的に、部材においてヤング率と硬度との間には、ヤング率が高いほど硬度が高いという相関関係があり、また、部材において硬度と強度の間には、硬度が高いほど強度が高いという相関関係がある。従って、前記強度部位は、前記人骨接合部位に比べて、より高いヤング率、硬度及び強度を有することになる。ここで、硬度とはHVの単位で測定されたものであり、強度とは外力によって変形しにくく強靱であることをいい、硬度よりも広い概念である。   Here, “having affinity with human bones” means that when human bones are subjected to external force, they can be deformed integrally with human bones without any sense of incongruity, and “having the same size as human bones” “Low Young's modulus” means that the Young's modulus is a value that is close to the Young's modulus of the human bone so that it can be deformed integrally with the human bone when the human bone receives an external force. In general, the Young's modulus and hardness of a member have a correlation that the higher the Young's modulus, the higher the hardness. In addition, between the hardness and strength of a member, the higher the hardness, the higher the strength. There is a high correlation. Therefore, the strength part has higher Young's modulus, hardness, and strength than the human bone joint part. Here, the hardness is measured in units of HV, and the strength means that it is hard to be deformed by an external force and is tough, and is a concept wider than the hardness.

また、前記インプラントは人工関節用のものであって、前記人骨接合部位は人骨に挿着されるステム部であり、前記強度部位は前記ステム部から延設された柱状の支持部であることを特徴とする。   Further, the implant is for an artificial joint, the human bone joint part is a stem part inserted into a human bone, and the strength part is a columnar support part extended from the stem part. Features.

また、前記支持部の先端部には球部が固着され、前記支持部に対し旋回自在に関節球が前記球部に取り付けられ、前記関節球の前記支持部に対する旋回角の範囲は前記関節球の下縁部が前記支持部の外周面に接触することによって制限される
ことを特徴とする。
In addition, a ball part is fixed to a tip part of the support part, and a joint ball is attached to the ball part so as to be rotatable with respect to the support part. A range of a swivel angle of the joint ball with respect to the support part is The lower edge portion is limited by contacting the outer peripheral surface of the support portion.

また、前記インプラントは折損人骨接続用のものであって、前記人骨接合部位が一方の人骨に挿着される髄内釘であり、前記強度部位が他方の人骨に螺着されるラグスクリューの支持部であることを特徴とする。   Further, the implant is for connecting a fractured human bone, wherein the human bone joint site is an intramedullary nail inserted into one human bone, and the strength site is supported by a lag screw screwed into the other human bone It is a part.

また、前記インプラントは折損人骨接続用のものであって、前記人骨接合部位が一方の人骨の外側面に添わせてビス止めされるプレートであり、前記強度部位が他方の人骨に螺着されるラグスクリューの支持部であることを特徴とする。   Further, the implant is for connecting a fractured human bone, the human bone joint portion is a plate that is screwed along the outer surface of one human bone, and the strength portion is screwed to the other human bone. It is a support part of a lag screw, It is characterized by the above-mentioned.

また、前記インプラントの前記支持部はラグスクリューを貫通して回転可能に挿通支持する筒状とされていることを特徴とする。   Moreover, the said support part of the said implant is made into the cylinder shape penetrated and supported rotatably through a lag screw.

また、前記インプラントは人骨補強用のものであって、補強すべき人骨に添わせて固定するための複数のネジ挿通孔が穿設されたプレートからなり、前記人骨接合部位は前記ネジ挿通孔の周囲以外の部分であり、前記強度部位は前記ネジ挿通孔の周囲の部分であることを特徴とする。   The implant is for human bone reinforcement, and includes a plate having a plurality of screw insertion holes for fixing along the human bone to be reinforced, and the human bone joint site is formed by the screw insertion hole. It is a portion other than the periphery, and the strength portion is a portion around the screw insertion hole.

また、前記インプラントを構成する所定材料はTi−Nb−Sn合金からなっている
ことを特徴とする。
Further, the predetermined material constituting the implant is made of a Ti—Nb—Sn alloy.

また、前記Ti−Nb−Sn合金は、Tiをベースとし、Nbが20〜40w%、Snが1〜13w%を含有する合金であることを特徴とする。   The Ti—Nb—Sn alloy is characterized by being an alloy containing Ti as a base and containing 20 to 40 w% Nb and 1 to 13 w% Sn.

また、前記強度部位は、前記人骨接合部位の硬度より高い硬度を有することを特徴とする。   The strength portion has a hardness higher than that of the human bone joint portion.

本願発明に係るインプラントの製造方法は、所定形状を有し体内に埋設して使用するインプラントの製造方法において、前記インプラントは、人骨との親和性を有すべき人骨接合部位と、所定の強度を有すべき強度部位とを有し、これら人骨接合部位と強度部位とは同一の所定材料により一体に形成されるものであり、Ti−Nb−Sn合金からなる材料を用い、この材料を所定のインプラント形状に成形する一対の金型間に装入して冷間鍛造を行う冷間プレス工程と、前記冷間プレス工程の後に、前記強度部位を所定温度で加熱処理する加熱処理工程とを備えることを特徴とする。   The method for manufacturing an implant according to the present invention is a method for manufacturing an implant having a predetermined shape and embedded in a body, wherein the implant has a human bone joint site that should have affinity with a human bone, and a predetermined strength. The human bone joint portion and the strength portion are integrally formed of the same predetermined material, and a material made of a Ti—Nb—Sn alloy is used. A cold pressing process in which cold forging is performed by inserting between a pair of molds formed into an implant shape, and a heat treatment process in which the strength portion is heat-treated at a predetermined temperature after the cold pressing process. It is characterized by that.

また、前記所定温度は、240〜320℃であることを特徴とする。   Further, the predetermined temperature is 240 to 320 ° C.

また、前記人骨接合部位は人骨と同程度の大きさの低ヤング率を有し、前記強度部位は前記人骨接合部位に較べ高ヤング率を有することを特徴とする。   Further, the human bone joint portion has a low Young's modulus that is about the same size as a human bone, and the strength portion has a higher Young's modulus than the human bone joint portion.

また、前記加熱処理工程は、前記冷間プレス工程で冷間鍛造されたものを前記金型から取り出した後に、前記強度部位を加熱処理することを特徴とする。   Further, the heat treatment step is characterized by heat-treating the strength portion after taking out from the mold what has been cold forged in the cold press step.

また、前記加熱処理工程は、前記冷間プレス工程で冷間鍛造されたものを前記金型に置いた状態で、前記強度部位に相当する前記金型の部位を加熱処理することを特徴とする。   Further, the heat treatment step is characterized in that a part of the mold corresponding to the strength part is heat-treated in a state where the cold forged product in the cold pressing step is placed on the mold. .

本発明によれば、人体に対し適合性を有する素材により人骨に接して固定する部位(低ヤング率の人骨接合部位)と、強度が要求される部位(高ヤング率の強度部位)とを一体に形成することができるので、これら異る特性を有する2つの部位を接続して構成する必要がなく、その結果細菌類の侵入により汚染されるおそれが全くない極めて安全性の高いインプラントとすることができる。   According to the present invention, a part to be fixed in contact with a human bone by a material that is compatible with the human body (low bone modulus human bone joint part) and a part that requires strength (high Young's modulus strength part) are integrated. Therefore, it is not necessary to connect and configure these two parts having different characteristics, and as a result, an extremely safe implant that has no possibility of being contaminated by the invasion of bacteria. Can do.

また素材としてTi−Nb−Sn合金を用いれば、元来ヤング率が小さい材料であるから冷間での曲げ加工や成形加工が容易にできながら高い強度が要求される強度部位については、冷間鍛造後に加熱処理することにより部分的に高ヤング率化を達成することができ、同一材料により人骨に対し親和する構成を有するインプラントを容易に得ることができる。   In addition, if a Ti—Nb—Sn alloy is used as a raw material, it is originally a material with a low Young's modulus. By performing heat treatment after forging, it is possible to partially achieve a high Young's modulus, and it is possible to easily obtain an implant having a configuration that is compatible with human bones by the same material.

[実施形態I]人工関節用インプラント(図1〜図4)
図1は本発明によるインプラントの一例として人工関節用インプラント1Aを示すものであり、人工関節用インプラント1Aは、大腿骨2(図2参照)に挿着される棒状のステム部3とステム部3の先端に延設された支持部8とを有し、ステム部3と支持部8とは、同一材料により一体的に形成されている。ステム部3と支持部8とは角度θ(30°〜50°)をもって屈曲されている。なお、円柱状の支持部8を楕円柱状の支持部8とすることも可能である。
[Embodiment I] Implant for artificial joint (FIGS. 1 to 4)
FIG. 1 shows an artificial joint implant 1A as an example of an implant according to the present invention. The artificial joint implant 1A includes a rod-like stem portion 3 and a stem portion 3 which are inserted into a femur 2 (see FIG. 2). The stem portion 3 and the support portion 8 are integrally formed of the same material. The stem portion 3 and the support portion 8 are bent at an angle θ (30 ° to 50 °). The columnar support portion 8 may be an elliptical columnar support portion 8.

支持部8の先端部には、球部6が固着されている。球部6には、関節球5が球部6に対し(従ってステム部3に対し)旋回自在に取り付けられる。図2に示すように、関節球5は骨盤4に埋設される。これによって、関節球5に対しテム部3が旋回可能になり、骨盤4に対し大腿骨2が旋回自在になる。球部6は関節球5に対し十分な耐摩耗性を有する必要があるために、ステム部3及び支持部8とは別部材で作成され、後発的に支持部8に固着される。   The ball portion 6 is fixed to the distal end portion of the support portion 8. A joint ball 5 is attached to the ball portion 6 so as to be pivotable with respect to the ball portion 6 (and thus with respect to the stem portion 3). As shown in FIG. 2, the joint ball 5 is embedded in the pelvis 4. As a result, the tem portion 3 can turn with respect to the joint ball 5, and the femur 2 can turn with respect to the pelvis 4. Since the ball portion 6 needs to have sufficient wear resistance with respect to the joint ball 5, the ball portion 6 is formed as a separate member from the stem portion 3 and the support portion 8 and is fixed to the support portion 8 later.

本実施例では、ステム部3及び支持部8とが同一材料で一体的に形成されていながら、ステム部3を人骨と同程度の大きさの低ヤング率にし、支持部8を高ヤング率にすることに意義がある。一般的に、部材においてヤング率と硬度との間には、ヤング率が高いほど硬度が高いという相関関係があり、また、硬度が高いほど強度が高いという相関関係があるので、支持部8はステム部3に比べて、より高いヤング率、硬度及び強度を有することになる。   In this embodiment, the stem portion 3 and the support portion 8 are integrally formed of the same material, but the stem portion 3 has a low Young's modulus as large as a human bone, and the support portion 8 has a high Young's modulus. It is meaningful to do. In general, the Young's modulus and the hardness of the member have a correlation that the higher the Young's modulus, the higher the hardness, and the higher the hardness, the higher the strength. Compared with the stem part 3, it has higher Young's modulus, hardness, and strength.

上記インプラント1Aの構成材料は、Ti(チタン)−Nb(ニオブ)−Sn(錫)の合金が用いられる。Ti−Nb−Sn合金は、Tiをベースとし、Nbが20〜40w%、Snが1〜13w%を含有する合金である。この合金は常温(例えば、20〜30℃)で冷間鍛造が可能であるので後述する工程によるプレス加工によって前記の形状に形成することができる。このような組成のTi−Nb−Sn合金を選択することによって、人骨が有するヤング率に近似した低ヤング率を有するものを冷間鍛造で製造することが容易になる。   As the constituent material of the implant 1A, an alloy of Ti (titanium) -Nb (niobium) -Sn (tin) is used. The Ti—Nb—Sn alloy is an alloy based on Ti, containing 20 to 40% by weight of Nb and 1 to 13% by weight of Sn. Since this alloy can be cold forged at room temperature (for example, 20 to 30 ° C.), it can be formed into the above-described shape by press working according to a process described later. By selecting a Ti—Nb—Sn alloy having such a composition, it becomes easy to manufacture a material having a low Young's modulus similar to that of a human bone by cold forging.

上記Ti−Nb−Sn合金は、その材質の性状が人骨が有するヤング率に近似した低ヤング率を有するので、前記人骨に接して固定する人骨接合部位であるステム部3は上記合金の性質をそのまま援用して構成され、高い強度を要する強度部位である支持部8は冷間鍛造後に加熱処理して前記ステム部3より高い高ヤング率とされて強化される。ここで、冷間鍛造後に、強度部位として機能すべき特定部位を所定温度範囲で加熱処理することによってその特定部位の高ヤング率化を図ることが可能になるという知見は、本発明者が初めて明らかにするものである。   Since the Ti-Nb-Sn alloy has a low Young's modulus that is similar to the Young's modulus of the human bone, the stem part 3 that is a human bone joint site fixed in contact with the human bone has the properties of the alloy. The support portion 8 which is configured as it is and requires high strength is heat-treated after cold forging to have a higher Young's modulus than the stem portion 3 and is reinforced. Here, for the first time, the inventor has found that it is possible to increase the Young's modulus of a specific part by heat-treating the specific part that should function as a strength part in a predetermined temperature range after cold forging. It is to clarify.

この加熱処理手段としては、冷間鍛造によるプレス加工により所定形状に成形したのち支持部8の範囲を所定の温度(240〜320℃)で加熱するようにする。これによって、加熱処理部分のみを高強度にすることができる。   As the heat treatment means, after forming into a predetermined shape by press working by cold forging, the range of the support portion 8 is heated at a predetermined temperature (240 to 320 ° C.). As a result, only the heat-treated portion can be increased in strength.

その理由は次の通りである。Ti−Nb−Sn合金においては、加熱前には、極めて微細な変形組織が発達しているが、上記の冷間鍛造によるプレス加工後の加処理により生成したマルテンサイトは逆変態を起こして元の結晶層に戻る。一方、この逆変態温度が150℃前後と比較的に低いためにプレス加工により導入されたひずみ(転移組織)がほとんど回復することなく、しかも微細な析出が始まるために、加熱処理部分が高強度化するのである。加熱処理温度が240℃より低い場合は、図3を参照すれば解るように、支持部8に要請される十分な硬度が得られない。また、加熱処理温度が320℃より高い場合は、実験的に立証されているように、Ti−Nb−Sn合金の内部に組成変化を生じて軟化し支持部8に要請される十分な硬度が得られない。   The reason is as follows. In the Ti—Nb—Sn alloy, an extremely fine deformation structure is developed before heating, but the martensite generated by the press treatment after the cold forging described above undergoes reverse transformation to cause an original transformation. Return to the crystal layer. On the other hand, since the reverse transformation temperature is relatively low at around 150 ° C., the strain (transition structure) introduced by the press working hardly recovers and fine precipitation starts, so that the heat-treated portion has high strength. It becomes. When the heat treatment temperature is lower than 240 ° C., as understood with reference to FIG. 3, sufficient hardness required for the support portion 8 cannot be obtained. In addition, when the heat treatment temperature is higher than 320 ° C., as proved experimentally, the composition change occurs in the Ti—Nb—Sn alloy and softens, so that sufficient hardness required for the support portion 8 is obtained. I can't get it.

なお、効率的に加熱処理する手段として、冷間鍛造(プレス加工)によりプレス加工成形した後に、金型を開けることなく支持部8の成形範囲の金型のみを加熱して加熱処理部分を高強度化するするようにしてもよい。   As a means for efficiently performing the heat treatment, after press forming by cold forging (pressing), only the die in the forming range of the support portion 8 is heated without opening the die to increase the heat treatment portion. You may make it strengthen.

図3に、Ti−Nb−Sn合金からなる材料9の加熱処理温度とヤング率Ed(GPa)及び硬度(HV)との関係を示す。図3において、Ti−Nb−Sn合金からなる長さ50mmの棒状の材料9の一端9aに例えば300℃の熱源を接触させ、材料9の他端9bの温度を常温22℃にした。材料9における温度分布は、材料9の加熱端である一端9aからの距離dに対し一端9aから他端9bまで300℃から22℃へ単調に温度が減少していると考えることができ、概略的には材料9の温度は距離dに対し線形的に減少していると考えることができる。図3は、このような状況において、距離dの各々の値に対し、材料9のヤング率Ed(GPa)と硬度(HV)とを測定した結果を示すものである。点線Aはヤング率Ed(GPa)を、実線Bは硬度(HV)を示す。図3に示されるように、Ti−Nb−Sn合金からなる材料9は、ヤング率Ed(GPa)と硬度(HV)とは、加熱処理温度を常温から300℃近辺まで高くすると、互いに相関し単調的に増加する特性を有することが認められる。   In FIG. 3, the relationship between the heat processing temperature of the material 9 which consists of a Ti-Nb-Sn alloy, Young's modulus Ed (GPa), and hardness (HV) is shown. In FIG. 3, for example, a heat source of 300 ° C. was brought into contact with one end 9 a of a rod-shaped material 9 made of a Ti—Nb—Sn alloy having a length of 50 mm, and the temperature of the other end 9 b of the material 9 was set to room temperature 22 ° C. The temperature distribution in the material 9 can be considered that the temperature monotonically decreases from 300 ° C. to 22 ° C. from the one end 9a to the other end 9b with respect to the distance d from the one end 9a that is the heating end of the material 9. Specifically, it can be considered that the temperature of the material 9 decreases linearly with respect to the distance d. FIG. 3 shows the results of measuring the Young's modulus Ed (GPa) and the hardness (HV) of the material 9 with respect to each value of the distance d in such a situation. A dotted line A represents Young's modulus Ed (GPa), and a solid line B represents hardness (HV). As shown in FIG. 3, in the material 9 made of a Ti—Nb—Sn alloy, the Young's modulus Ed (GPa) and hardness (HV) correlate with each other when the heat treatment temperature is increased from room temperature to around 300 ° C. It is observed that it has a monotonically increasing property.

図3において、距離dが約25mmから50mmでは、加熱温度は約220℃から常温(約22℃)であり、この場合、材料9の硬度(HV)は200(HV)でほぼ一定である。支持部8に要請される硬度あるいは強度としては、200(HV)より高い程より好ましい。これに対し、距離dが約20mmのとき、加熱温度は約240℃であり、この場合、材料9の硬度(HV)は235(HV)であり、加熱することにより、硬度が高くなっていることが認められる。235(HV)という硬度(HV)の大きさは、人体の荷重等を考慮したときに、支持部8に要請される十分な硬度である。このように、図3を参照することにより、要請される硬度を得るには、加熱処理温度を約240℃以上に選ぶことができる。   In FIG. 3, when the distance d is about 25 mm to 50 mm, the heating temperature is about 220 ° C. to room temperature (about 22 ° C.). In this case, the hardness (HV) of the material 9 is almost constant at 200 (HV). The hardness or strength required for the support portion 8 is more preferably higher than 200 (HV). On the other hand, when the distance d is about 20 mm, the heating temperature is about 240 ° C. In this case, the hardness (HV) of the material 9 is 235 (HV), and the hardness is increased by heating. It is recognized that The magnitude of the hardness (HV) of 235 (HV) is a sufficient hardness required for the support portion 8 in consideration of the load of the human body. Thus, referring to FIG. 3, the heat treatment temperature can be selected to be about 240 ° C. or higher in order to obtain the required hardness.

また、図3において、他端9b(距離dが50mm)では、加熱温度は常温(約22℃)であり、この場合、材料9のヤング率Ed(GPa)は約40(GPa)であり、人骨のヤング率Edと同程度のヤング率を有することが認められる。   In FIG. 3, at the other end 9b (distance d is 50 mm), the heating temperature is room temperature (about 22 ° C.). In this case, the Young's modulus Ed (GPa) of the material 9 is about 40 (GPa). It is recognized that it has a Young's modulus comparable to the Young's modulus Ed of the human bone.

このように、冷間鍛造後の加熱処理温度を適正に選択して高ヤング率の強度部位である支持部8のみを加熱処理することにより、ステム部3と支持部8とを一体に形成することが可能となる。   Thus, the stem part 3 and the support part 8 are integrally formed by appropriately selecting the heat treatment temperature after the cold forging and heat-treating only the support part 8 which is a high Young's modulus strength part. It becomes possible.

具体的には、加熱処理温度を240〜320℃の範囲にすることにより、ステム部3の硬度を高くすることができ、この結果、従来の支持部8の太さが10mm要していたものを7mmに細くしても十分な強度であることが確認された。   Specifically, by setting the heat treatment temperature in the range of 240 to 320 ° C., the hardness of the stem portion 3 can be increased, and as a result, the thickness of the conventional support portion 8 requires 10 mm. It was confirmed that the strength was sufficient even when the thickness was reduced to 7 mm.

インプラント1Aにおいて支持部8の太さを細くできることは、次のような効果を奏することができる。関節球5は支持部8に対し旋回自在に球部6に取り付けられている。関節球5の旋回角度範囲は、関節球5の下端が柱状の支持部8の外周面に当たることによって制限されるので、支持部8の太さが小さくなるほど関節球5の旋回角度範囲が大きくなるのである。   The ability to reduce the thickness of the support portion 8 in the implant 1A can have the following effects. The joint ball 5 is attached to the ball portion 6 so as to be rotatable with respect to the support portion 8. Since the turning angle range of the joint ball 5 is limited by the lower end of the joint ball 5 coming into contact with the outer peripheral surface of the columnar support portion 8, the turning angle range of the joint ball 5 increases as the thickness of the support portion 8 decreases. It is.

本実施例では、支持部8の太さが10mmから7mmに細くすることができた結果、支持部8に対する関節球5の旋回角を約120度から約134度とすることができ、約14度と大幅に旋回角の増大を図ることができた。   In this embodiment, the thickness of the support portion 8 can be reduced from 10 mm to 7 mm. As a result, the turning angle of the joint ball 5 with respect to the support portion 8 can be set to about 120 degrees to about 134 degrees, and about 14 degrees. The swivel angle was greatly increased.

前記プレス加工については、図4(A)〜(E)に例示するように、Ti−Nb−Sn合金からなる丸棒素材10を所定形状の直棒状素材11に加工する予備成形工程12を経てその直棒状素材11を上下の金型13,14間に装入し、図4(C)〜(E)のプレス・曲げ加工15を経て所定のインプラント形状に冷間鍛造して製造することができる。   About the said press work, as illustrated to FIG. 4 (A)-(E), it passes through the preforming process 12 which processes the round bar raw material 10 which consists of a Ti-Nb-Sn alloy into the straight-bar-shaped raw material 11 of a predetermined shape. The straight rod-shaped material 11 is inserted between the upper and lower molds 13 and 14 and manufactured by cold forging into a predetermined implant shape through the press / bending process 15 shown in FIGS. it can.

図4(C)〜(E)では各々分割された種々の金型13,14を用い、図4(C)では曲げ成形し、図4(D)では微細成形し、図4(E)では図4(C)または図4(D)に示す直棒状素材11を90度倒した方向から厚さを整える成形をしている。なお、図4(D)に示す過程を省略し、図4(C)から図4(E)へ移ることも可能である。   4 (C) to 4 (E), various molds 13 and 14 are used, which are bent in FIG. 4 (C), finely formed in FIG. 4 (D), and in FIG. 4 (E). The straight rod-shaped material 11 shown in FIG. 4 (C) or FIG. 4 (D) is molded to adjust its thickness from the direction where it is tilted 90 degrees. Note that the process illustrated in FIG. 4D may be omitted and the process may proceed from FIG. 4C to FIG.

そしてインプラント1Aの屈曲角θが例えば30°〜50°と大きい場合、冷間鍛造による成形加工のみでは対応が難しいときは曲げ加工用の金型間に装入して曲げる工程を付加してもよい。   When the bending angle θ of the implant 1A is as large as 30 ° to 50 °, for example, when it is difficult to cope with only by forming by cold forging, a process of inserting and bending between bending molds may be added. Good.

前記丸棒状素材10は、Ti−Nb−Sn合金を水冷銅鋳型を用いた高周波誘導溶解炉または真空アーク再溶解炉により熔解し、熱間鍛造により円柱状に形成したものが用いられる。   As the round bar-shaped material 10, a Ti—Nb—Sn alloy is melted in a high frequency induction melting furnace or a vacuum arc remelting furnace using a water-cooled copper mold, and formed into a cylindrical shape by hot forging.

以上により、本実施形態によれば、ステム部3を人骨と同程度の大きさの低ヤング率にして、人骨との親和性を有するようにでき、人骨が外力を受けた場合に違和感なく人骨と一体的に変形等を行うことができ、また、支持部8を高ヤング率にして必要な強度を確保しながら支持部8の太さを小さくすることができ、支持部8に対する関節球5の旋回角の増大を図ることができた。   As described above, according to the present embodiment, the stem portion 3 can be made to have a low Young's modulus of the same size as a human bone so as to have an affinity with the human bone, and when the human bone receives an external force, the human bone can be comfortably sensed. Further, the thickness of the support portion 8 can be reduced while securing the necessary strength by making the support portion 8 have a high Young's modulus, and the joint ball 5 with respect to the support portion 8 can be reduced. The swivel angle can be increased.

具体的には、従来支持部8の太さが10mm要していたものを、上記実施形態によれば7mmに細くすることが可能となり、その結果インプラント1Aの旋回角を従来の場合における約120度から約134度とすることができ、約14度と大幅に旋回角の増大を図ることができた。   Specifically, according to the above embodiment, it is possible to reduce the thickness of the support portion 8 that is 10 mm from the conventional support portion 8 to 7 mm. As a result, the turning angle of the implant 1A is about 120 in the conventional case. The turning angle can be increased to about 134 degrees, and the turning angle can be greatly increased to about 14 degrees.

またステム部3と支持部8とのヤング率の異る部位を一体に形成するので、継ぎ目等が発生することがなく、その結果細菌類の侵入もないので極めて衛生的なインプラントとすることができる。   Further, since the portions having different Young's moduli of the stem portion 3 and the support portion 8 are integrally formed, there is no seam or the like, and as a result, there is no invasion of bacteria. it can.

[実施形態II]折損人骨接続用インプラント(図5〜図8)
図5は骨折した人骨を接続補修するための折損人骨接続用インプラント1Bとした場合の一例を示す。図6に使用例を示すように、折損した一方の人骨16aに挿着される髄内釘17(人骨接合部位)と、他方の人骨16bに螺挿するラグスクリュー18を挿通支持する支持部19(強度部位)とで構成されている。前記ラグスクリュー18は先端に雄ネジ20を有し、後端には工具により回転させるための工具係合部21が形成されている。22はラグスクリュー18の緩み止め用の止めネジである。
[Embodiment II] Implant for fractured human bone connection (FIGS. 5 to 8)
FIG. 5 shows an example in which a fractured human bone connecting implant 1B for repairing a fractured human bone is shown. As shown in FIG. 6, a support portion 19 for inserting and supporting an intramedullary nail 17 (human bone joint portion) to be inserted into one broken human bone 16 a and a lag screw 18 to be screwed into the other human bone 16 b. (Strength part). The lag screw 18 has a male screw 20 at the front end, and a tool engaging portion 21 for rotating with a tool at the rear end. Reference numeral 22 denotes a set screw for preventing the lag screw 18 from loosening.

上記インプラント1Bの人骨接合部位である髄内釘17は人骨16aに挿着してネジ23,23…により止め付けられるもので、丸棒状に形成されている。なお、本実施形態において、「髄内釘」という用語は図5に示す符号17で示す棒状部位をさし、ラグスクリュー18を挿通支持する支持部19は髄内釘17の上部の部位をさしている。   The intramedullary nail 17 which is a human bone joint portion of the implant 1B is inserted into the human bone 16a and is fastened by screws 23, 23... And is formed in a round bar shape. In the present embodiment, the term “intramedullary nail” refers to a rod-shaped portion indicated by reference numeral 17 shown in FIG. 5, and the support portion 19 for inserting and supporting the lag screw 18 refers to a portion above the intramedullary nail 17. Yes.

このインプラント1Bにおいても前述の実施形態(人工関節用インプラント1A)と同様の製法により髄内釘17は人骨16aと同等の低ヤング率の人骨接合部位とされ、支持部19はこれより高ヤング率の強度部位とされている。   Also in this implant 1B, the intramedullary nail 17 is made into a human bone joint portion having a low Young's modulus equivalent to that of the human bone 16a by the same manufacturing method as the above-described embodiment (implant 1A for artificial joints), and the support portion 19 has a higher Young's modulus. It is considered as the strength part.

図7,図8は、図5,図6における折損人骨接続用インプラント1Bのプレート27を骨折した一方の人骨16aの外側面に添わせてネジ止めする構成とした場合の実施形態を示すもので、この場合のプレート27は細幅のプレート状に形成され、人骨16aに止めネジ24,24...で固定するための所要数のネジ挿通孔25,25...が穿設されている。   7 and 8 show an embodiment in which the plate 27 of the fractured human bone connecting implant 1B in FIGS. 5 and 6 is screwed along the outer surface of one of the human bones 16a that has been fractured. In this case, the plate 27 is formed in a narrow plate shape, and a required number of screw insertion holes 25, 25... For fixing the human bone 16a with set screws 24, 24. .

図7,図8において、プレート27が人骨接合部位であり、ラグスクリュー18を挿通支持する支持部19が強度部位である。他の構成に関しては、図5,図6と概ね同様であるからこれと対応する符号を付すに留める。   7 and 8, the plate 27 is a human bone joint site, and the support portion 19 that inserts and supports the lag screw 18 is a strength site. Other configurations are substantially the same as those in FIGS. 5 and 6, and therefore only the corresponding reference numerals are attached.

本実施形態によれば、髄内釘17(人骨接合部位)を人骨と同程度の大きさの低ヤング率にして、人骨との親和性を有するようにでき、人骨が外力を受けた場合に違和感なく人骨と一体的に変形等を行うことができ、また、支持部19(強度部位)を高ヤング率にして必要な強度を確保することができる。これによって、支持部19の太さを大きくすることを抑制しても、ラグスクリュー18を挿通支持することが可能になる。   According to this embodiment, the intramedullary nail 17 (human bone joint site) can be made to have a low Young's modulus of the same size as the human bone so as to have affinity with the human bone, and when the human bone receives external force Deformation or the like can be performed integrally with the human bone without a sense of incongruity, and the necessary strength can be ensured by making the support portion 19 (strength portion) have a high Young's modulus. Accordingly, the lag screw 18 can be inserted and supported even when the increase in the thickness of the support portion 19 is suppressed.

また、プレート27(人骨接合部位)を人骨と同程度の大きさの低ヤング率にして、人骨との親和性を有するようにでき、人骨が外力を受けた場合に違和感なく人骨と一体的に変形等を行うことができ、また、支持部19(強度部位)を高ヤング率にして必要な強度を確保することができる。これによって、支持部19の太さを大きくすることを抑制しても、ラグスクリュー18を挿通支持することが可能になる。   Further, the plate 27 (human bone joint site) can be made to have a low Young's modulus of the same size as a human bone so as to have an affinity with the human bone, and when the human bone receives an external force, it is integrated with the human bone without a sense of incongruity. Deformation and the like can be performed, and the supporting portion 19 (strength portion) can be made to have a high Young's modulus to ensure the necessary strength. Accordingly, the lag screw 18 can be inserted and supported even when the increase in the thickness of the support portion 19 is suppressed.

[実施形態III]人骨補強用インプラント(図9)
図9は弱化した人骨を補強するための人骨補強用インプラント1Cとした場合の一例を示すもので、弱化した人骨26の側面に添わせて固定するに適する細長プレート状に形成され、人骨接合部位であるプレート37とされている。
[Embodiment III] Implant for reinforcing human bone (FIG. 9)
FIG. 9 shows an example of a human bone reinforcing implant 1C for reinforcing a weakened human bone, which is formed in an elongated plate shape suitable for fixing along the side surface of the weakened human bone 26, and is a human bone joint site. It is set as the plate 37 which is.

このプレート37には人骨26に固定するためのネジ28(丸皿ネジ)を挿通する所要数のネジ挿通孔29,29…が穿設されている。このネジ挿通孔29は、図9(B)に図9(A)のY−Y拡大断面を示すように丸皿ネジ用として座ぐりが施されている。   The plate 37 is provided with a required number of screw insertion holes 29, 29... For inserting screws 28 (round countersunk screws) for fixing to the human bone 26. The screw insertion hole 29 is countersunk for a round countersunk screw as shown in the YY enlarged cross section of FIG. 9A in FIG. 9B.

前記プレート37は極力薄いことと幅狭であることが要求されるが、ネジ挿通孔29,29…の周辺は強度を要するので、図9(B)に符号30で示すようにネジ挿通孔29の周囲部分を加熱処理して硬化させ、高ヤング率を有する強度部位とされ、それ以外の部分が人骨と略等しい低ヤング率の人骨接合部位(ステム部)とされている。   The plate 37 is required to be as thin and narrow as possible. However, since the periphery of the screw insertion holes 29, 29... Requires strength, the screw insertion hole 29 is indicated by reference numeral 30 in FIG. The surrounding portion is heated and cured to be a strength portion having a high Young's modulus, and the other portion is a human bone joint portion (stem portion) having a low Young's modulus substantially equal to a human bone.

したがって上記インプラント1Cにより人骨26を補強するには、その弱化した人骨26の側面にプレート37を添わせ、ネジ挿通孔29,29…にネジ28を通して人骨26に螺挿して固定することにより人骨26を補強することができる。   Therefore, in order to reinforce the human bone 26 with the implant 1C, the plate 37 is attached to the side surface of the weakened human bone 26, and the human bone 26 is fixed by being screwed into the human bone 26 through the screw insertion holes 29, 29. Can be reinforced.

この場合、プレート37は人骨26と略同等の低ヤング率とされているので人骨26に無理な負荷を与えることがない。   In this case, since the plate 37 has a low Young's modulus substantially equal to that of the human bone 26, an excessive load is not applied to the human bone 26.

前記図7,図8および図9に示すインプラント1B,1Cのプレート27,37は、人骨の外側面に当接して固定されるため骨の表面に存在する骨膜を過度に圧迫しないよう極力幅を狭くすることが望まれるが、プレート状のステムの場合、人骨に固定するためのネジを通すネジ挿通孔25,29を穿設するスペースが少くなり、ネジ挿通孔とプレート27,37の側端縁との距離が狭小となって強度が不十分とならざるを得ない。   The plates 27 and 37 of the implants 1B and 1C shown in FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 are fixed in contact with the outer surface of the human bone, so that the width is minimized as much as possible so as not to excessively press the periosteum existing on the bone surface. In the case of a plate-like stem, the space for drilling the screw insertion holes 25 and 29 through which screws for fixing to a human bone are reduced, and the screw insertion holes and the side edges of the plates 27 and 37 are desired. The distance from the edge becomes narrow and the strength is inevitably insufficient.

この点前記のようにネジ挿通孔25,29の周辺部を硬化させて強度部位とし、他部は人骨と同等のヤング等を有するプレート27,37とすることにより人骨に対する親和性を失なうことなく必要な強度を保有させることができる。   In this regard, as described above, the peripheral portions of the screw insertion holes 25 and 29 are hardened to form strength portions, and the other portions are made to have plates 27 and 37 having Young's or the like equivalent to human bones, thereby losing the affinity for human bones. The required strength can be retained without any problems.

上記プレート状のプレート37ステム部を有する人骨補強用インプラント1Cとするとき、図10に例示するようにネジ挿通孔29,29...の間の側縁に凹部31,31...を形成すべく挟って、ネジ挿通孔29と側縁との距離Lが各部で略一定になるようにすることによりプレート37全域に均等に力が作用するよう分散させるようにすることが好ましい。   When the human bone reinforcing implant 1C having the plate-like plate 37 stem portion is formed, the concave portions 31, 31... Are formed in the side edges between the screw insertion holes 29, 29. It is preferable that the distance L between the screw insertion hole 29 and the side edge is substantially constant in each part so as to disperse the plate 37 so that a force is applied evenly.

本実施形態によれば、プレート37(人骨接合部位)を人骨と同程度の大きさの低ヤング率にして、人骨との親和性を有するようにでき、人骨が外力を受けた場合に違和感なく人骨と一体的に変形等を行うことができ、また、ネジ挿通孔29の周囲部分(強度部位)を高ヤング率にして必要な強度を確保することができる。これによって、プレート37の厚さを薄くしてもネジ挿通孔29の周囲部分の強度を確保することができ、プレート37の薄化を図ることができる。   According to this embodiment, the plate 37 (human bone joint site) can be made to have a low Young's modulus of the same size as a human bone so as to have an affinity with the human bone, and when the human bone receives external force, there is no sense of incongruity. Deformation and the like can be performed integrally with the human bone, and the peripheral portion (strength portion) of the screw insertion hole 29 can be made high Young's modulus to ensure necessary strength. Thereby, even if the thickness of the plate 37 is reduced, the strength of the peripheral portion of the screw insertion hole 29 can be secured, and the plate 37 can be thinned.

本発明による体内埋設用インプラントの一実施形態を示す側面図。The side view which shows one Embodiment of the implant for internal implantation by this invention. 同、使用状態の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of a use condition similarly. 加熱による使用材料のヤング率の変化を示すブラフ。A bluff showing the change in Young's modulus of the material used by heating. (A)〜(E)は図1のインプラントの製造過程の例示説明図。(A)-(E) are illustration explanatory drawings of the manufacture process of the implant of FIG. 本発明による体内埋設用インプラントの他の実施形態を示す一部を断面とした分解斜視図。The disassembled perspective view which made one part the cross section which shows other embodiment of the implant for internal implantation by this invention. 同、使用状態を示す断面図。Sectional drawing which shows a use condition same as the above. 本発明による体内埋設用インプラントのさらに他の実施形態を示す斜視図。The perspective view which shows other embodiment of the implant for internal implantation by this invention. 同、使用状態の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of a use condition same as the above. 本発明による体内埋設用インプラントのさらに他の実施形態を示し、(A)は使用状態の斜視図、(B)は(A)のY−Y拡大断面図。The further another embodiment of the implant for internal implantation by this invention is shown, (A) is a perspective view of a use condition, (B) is a YY expanded sectional view of (A). 図9のインプラントの変形例を示す斜視図。The perspective view which shows the modification of the implant of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1A 人工関節用インプラント
1B 折損人骨接合用インプラント
1C 人骨補強用インプラント
2,16a,16b 人骨
4 骨盤
5 関節球
6 球部
3 ステム部(人骨接合部位)
17 髄内釘(人骨接合部位)
27,37 プレート(人骨接合部位)
8,19,30 支持部(強度部位)
10 インプラントの材料
11 直棒状素材
13,14 金型
18 ラグスクリュー
25,29 ネジ挿通孔
1A Artificial Joint Implant 1B Fracture Human Bone Joint Implant 1C Human Bone Reinforcement Implant 2, 16a, 16b Human Bone 4 Pelvis 5 Joint Ball 6 Ball Part 3 Stem Part (Human Bone Joint Site)
17 Intramedullary nail (human bone joint site)
27,37 plate (human bone joint site)
8, 19, 30 Supporting part (strength part)
10 Implant Material 11 Straight Bar Material 13, 14 Mold 18 Lag Screw 25, 29 Screw Insertion Hole

Claims (11)

所定形状を有し体内に埋設して用いられるインプラントであって、
人骨との親和性を有すべき人骨接合部位と、所定の強度を有すべき強度部位とを備え、
前記人骨接合部位は人骨と同程度の大きさの低ヤング率を有し、
前記強度部位は前記人骨接合部位の前記低ヤング率より高い高ヤング率を有し、
前記人骨接合部位と前記強度部位とは同一の所定材料により一体に形成されており、
前記強度部位は、無垢状に形成されて前記高い高ヤング率を有し、前記人骨接合部位の端部から外方へ延在する端部及びその近傍に位置し、
前記インプラントを構成する所定材料はTi−Nb−Sn合金からなっており、
前記Ti−Nb−Sn合金は、Tiをベースとし、Nbが20〜40w%、Snが1〜13w%を含有する合金であり、
前記所定材料を所定のインプラント形状に成形する一対の金型間に装入して冷間プレスし、冷間プレスの後に、前記強度部位を所定温度で加熱処理し、
前記所定温度は、240〜320℃である
ことを特徴とする体内埋設用インプラント。
An implant having a predetermined shape and embedded in the body,
A human bone joint site that should have affinity with human bones, and a strength site that should have a predetermined strength,
The human bone joint site has a low Young's modulus of the same size as a human bone,
The strength site has a high Young's modulus higher than the low Young's modulus of the human bone joint site,
The human bone joint portion and the strength portion are integrally formed of the same predetermined material ,
The strength part is formed in a solid state and has the high high Young's modulus, and is located at and near an end part extending outward from an end part of the human bone joint part,
The predetermined material constituting the implant is made of a Ti—Nb—Sn alloy,
The Ti—Nb—Sn alloy is an alloy containing Ti as a base, 20 to 40 w% Nb and 1 to 13 w% Sn.
The predetermined material is inserted between a pair of molds that are molded into a predetermined implant shape and cold pressed, and after the cold pressing, the strength portion is heated at a predetermined temperature,
The implant according to claim 1, wherein the predetermined temperature is 240 to 320C .
前記インプラントは人工関節用のものであって、前記人骨接合部位は人骨に挿着されるステム部であり、前記強度部位は前記ステム部から延設された柱状の支持部である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。
The implant is for an artificial joint, the human bone joint portion is a stem portion inserted into a human bone, and the strength portion is a columnar support portion extended from the stem portion. The implant for internal implantation according to claim 1.
前記支持部の先端部には球部が固着され、前記支持部に対し旋回自在に関節球が前記球部に取り付けられ、前記関節球の前記支持部に対する旋回角の範囲は前記関節球の下縁部が前記支持部の外周面に接触することによって制限される
ことを特徴とする請求項2記載の体内埋設用インプラント。
A ball part is fixed to a tip part of the support part, and a joint ball is attached to the ball part so as to be rotatable with respect to the support part, and a range of a turning angle of the joint ball with respect to the support part is below the joint ball. The implant for in-vivo implantation according to claim 2, wherein the edge portion is restricted by contacting an outer peripheral surface of the support portion.
前記インプラントは折損人骨接続用のものであって、前記人骨接合部位が一方の人骨に挿着される髄内釘であり、前記強度部位が他方の人骨に螺着されるラグスクリューの支持部である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。
The implant is for connecting a fractured human bone, wherein the human bone joint part is an intramedullary nail inserted into one human bone, and the strength part is a lag screw support part screwed into the other human bone The implant for in-vivo implantation according to claim 1, wherein the implant is in-vivo.
前記インプラントは折損人骨接続用のものであって、前記人骨接合部位が一方の人骨の外側面に添わせてビス止めされるプレートであり、前記強度部位が他方の人骨に螺着されるラグスクリューの支持部である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。
The implant is for connecting a fractured human bone, the human bone joint portion is a plate that is screwed along the outer surface of one human bone, and the strength portion is a lag screw that is screwed to the other human bone The implant for in-vivo implantation according to claim 1, wherein the implant is an in-vivo implant.
前記インプラントの前記支持部はラグスクリューを貫通して回転可能に挿通支持する筒状とされている
ことを特徴とする請求項3または4記載の体内埋設用インプラント。
5. The implant for in-vivo implantation according to claim 3, wherein the support portion of the implant has a cylindrical shape that penetrates and supports the lag screw so as to be rotatably inserted.
前記インプラントは人骨補強用のものであって、補強すべき人骨に添わせて固定するための複数のネジ挿通孔が穿設されたプレートからなり、前記人骨接合部位は前記ネジ挿通孔の周囲以外の部分であり、前記強度部位は前記ネジ挿通孔の周囲の部分である
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。
The implant is for reinforcing a human bone, and is composed of a plate having a plurality of screw insertion holes for fixing along the human bone to be reinforced, and the human bone joint site is other than the periphery of the screw insertion hole The implant according to claim 1, wherein the strength portion is a portion around the screw insertion hole.
前記強度部位は、前記人骨接合部位の硬度より高い硬度を有する
ことを特徴とする請求項1記載の体内埋設用インプラント。
The implant according to claim 1, wherein the strength portion has a hardness higher than that of the human bone joint portion.
所定形状を有し体内に埋設して使用するインプラントの製造方法において、
前記インプラントは、人骨との親和性を有すべき人骨接合部位と、所定の強度を有すべき強度部位とを有し、これら人骨接合部位と強度部位とは同一の所定材料により一体に形成されるものであり、
Ti−Nb−Sn合金からなる材料を用い、この材料を所定のインプラント形状に成形する一対の金型間に装入して冷間鍛造を行う冷間プレス工程と、
前記冷間プレス工程の後に、前記強度部位を所定温度で加熱処理する加熱処理工程と
を備え
前記所定温度は、240〜320℃であり、
前記Ti−Nb−Sn合金は、Tiをベースとし、Nbが20〜40w%、Snが1〜13w%を含有する合金であり、
前記人骨接合部位は人骨と同程度の大きさの低ヤング率を有し、前記強度部位は前記人骨接合部位に較べ高いヤング率を有し、
前記強度部位は、無垢状に形成されて前記高い高ヤング率を有し、前記人骨接合部位の端部から外方へ延在する端部及びその近傍に位置する
ことを特徴とする人体埋設用インプラントの製造方法。
In the manufacturing method of an implant that has a predetermined shape and is used by being embedded in the body,
The implant has a human osteosynthesis site that should have an affinity with a human bone and a strength site that should have a predetermined strength, and the human osteosynthesis site and the strength site are integrally formed of the same predetermined material. And
A cold pressing step in which cold forging is performed by using a material made of a Ti-Nb-Sn alloy, and inserting the material into a predetermined implant shape between a pair of molds;
A heat treatment step of heat-treating the strength portion at a predetermined temperature after the cold pressing step ;
The predetermined temperature is 240 to 320 ° C.
The Ti—Nb—Sn alloy is an alloy containing Ti as a base, 20 to 40 w% Nb and 1 to 13 w% Sn.
The human bone joint site has a low Young's modulus that is about the same size as a human bone, and the strength portion has a higher Young's modulus than the human bone joint site,
The strength portion is formed in a solid state, has the high high Young's modulus, and is located at and near an end portion extending outward from an end portion of the human bone joint portion. Manufacturing method for implanting human body.
前記加熱処理工程は、前記冷間プレス工程で冷間鍛造されたものを前記金型から取り出した後に、前記強度部位を加熱処理する
ことを特徴とする請求項9記載の人体埋設用インプラントの製造方法。
The said heat processing process heat-processes the said intensity | strength site | part after taking out what was cold-forged by the said cold press process from the said metal mold | die, The manufacture of the implant for human body embeddings of Claim 9 characterized by the above-mentioned. Method.
前記加熱処理工程は、前記冷間プレス工程で冷間鍛造されたものを前記金型に置いた状態で、前記強度部位に相当する前記金型の部位を加熱処理する
ことを特徴とする請求項9記載の人体埋設用インプラントの製造方法。
The heat treatment step, in a state where those are cold forged in the cold pressing step placed in the mold, according to claim, characterized in that the heat treatment portion of the mold corresponding to the intensity site 9. A method for producing an implant for human body according to 9 .
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