具有接近人骨的強度特性，避免應(yīng)力遮擋現(xiàn)象的發(fā)生并且確保與骨頭的充分的結(jié)合性。具有由連續(xù)的骨架（2）形成的、多個氣孔（3）相連通的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的氣孔率不同的多孔金屬體（4、5）通過在一個方向上平行的接合界面（F）接合，并且這些多孔金屬體（4、5）中，至少形成在氣孔率高的多孔金屬體（5）的氣孔（3B）被形成為在沿接合界面的方向上長、在與接合界面正交的方向上短的扁平形狀，并且沿接合界面的方向的氣孔（3B）的長度（Y）相對于與接合界面正交的方向的長度（X）被形成為1.2倍～5倍，這些多孔金屬體的接合體整體的氣孔率為50％～92%，在與沿接合界面的方向平行的方向上壓縮時的強度相對于在與正交于接合界面的方向平行的方向上壓縮時的強度為1.4倍～5倍。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種作為埋入活體內(nèi)的植入體來使用的材料，特別涉及一種由多孔金屬構(gòu)成的植入體材料。本申請基于2010年11月10日申請的特愿2010-251432要求優(yōu)先權(quán)，并且在此援引其內(nèi)容。
技術(shù)介紹
作為埋入活體內(nèi)使用的植入體,具有專利文獻I 3中記載的植入體。專利文獻I記載的植入體(椎間墊片)被插入并配置在去除了椎間板后的椎體之間來使用，為了使其易于插入并且難以拔出等，填充塊主體的上表面和下表面形成為特殊的形狀。專利文獻2記載的植入體(人工齒根)包括由鈦或鈦合金構(gòu)成的實心柱狀的芯材、以及由配置在芯材側(cè)面并由鈦或鈦合金構(gòu)成且通過燒結(jié)結(jié)合的多個球狀顆粒和形成在該球狀顆粒之間的多個連通孔構(gòu)成的多孔層，該多個球狀顆粒進一步具備由金鈦合金構(gòu)成的表面層，通過該表面層，相鄰的球狀顆粒相互結(jié)合。作為尺寸小且與顎骨的結(jié)合強度高的人工齒根來提出。專利文獻3記載的植入體由多孔材料形成，包括氣孔率高的第一部位和氣孔率低的第二部位。在此情況下，例如在生坯狀態(tài)鈦發(fā)泡體形狀的植入體的第一部位的孔中，插入由鈦嵌體形狀的完整的由高密度物質(zhì)制作的植入體的第二部位并進行燒結(jié)，從而使第一部位收縮而固定第二部位。而且，針對低氣孔率的第二部位進行植入體操作或固定，由于氣孔率低，因此能夠避免操作或固定中的顆粒的磨耗。 專利文獻1:日本專利第4164315號公報專利文獻2:日本專利第4061581號公報專利文獻3:日本特表2009-504207號公報然而，由于這種植入體在活體內(nèi)被用作骨頭的一部分，因此要求對骨頭的優(yōu)異的結(jié)合性以及與負載骨頭的一部分所對應(yīng)的強度，但是當追求與骨頭的結(jié)合性時易于變得強度不足，相反當追求強度時與骨頭的結(jié)合變得不充分等，兩者難以兼顧。關(guān)于這點，由于專利文獻2和專利文獻3記載的植入體為實心的芯材與多孔層、或者氣孔率高的第一部位與氣孔率低的第二部位的復合結(jié)構(gòu)，因此可以認為能夠滿足與骨頭的結(jié)合性以及必要的強度這兩方的要求，但是由于金屬材料的強度一般比人骨高，因此當作為植入體使用時，植入體承受幾乎所有對骨頭施加的負荷，產(chǎn)生應(yīng)力遮擋現(xiàn)象(埋入植入體的部分的周邊部的骨頭變得脆弱的現(xiàn)象)。因此，要求使這些植入體的強度接近人骨強度，但是人的骨頭是具有六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)的活體磷灰石與膠原纖維的組合結(jié)構(gòu)，具有在C軸方向擇優(yōu)取向的強度特性。因此，僅以如這些專利文獻記載所示的單純的復合結(jié)構(gòu)，難以作為接近人骨的植入體。
技術(shù)實現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有接近人骨的強度特性，能夠避免應(yīng)力遮擋現(xiàn)象的發(fā)生并且能夠確保與骨頭的充分的結(jié)合性的多孔植入體材料。本專利技術(shù)的多孔植入體材料的特征在于，具有由連續(xù)的骨架形成的、多個氣孔相連通的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的氣孔率不同的多孔金屬體通過在一個方向上平行的接合界面接合，并且在這些多孔金屬體中，至少形成在氣孔率高的多孔金屬體的氣孔被形成為在沿所述接合界面的方向上長、在與所述接合界面正交的方向上短的扁平形狀，并且沿所述接合界面的方向的所述氣孔的長度相對于與所述接合界面正交的方向的長度被形成為1.2倍 5倍，這些多孔金屬體的接合體整體的氣孔率為50% 92%，在與沿所述接合界面的方向平行的方向上壓縮時的強度相對于在與正交于所述接合界面的方向平行的方向上壓縮時的強度為1.4倍 5倍。該多孔植入體材料使得骨頭能夠進入連通的多個氣孔內(nèi)并與骨頭一體結(jié)合，特別是通過氣孔率高的多孔金屬體，能夠使骨頭易于進入。另外，由于氣孔率低的多孔金屬體被接合，因此接合界面方向的壓縮強度大，另外，在氣孔率高的多孔金屬體中，由于其氣孔被形成為沿接合界面的扁平形狀，因此沿其扁平方向的壓縮強度也變大。因此，作為接合體整體，由于沿其接合界面的方向的壓縮強度與其正交方向的壓縮強度不同，具有與人骨具有同樣的各向異性的強度特性，因此通過配合人骨的強度的方向性埋入體內(nèi)，能夠更有效地防止應(yīng)力遮擋現(xiàn)象的發(fā)生。在此情況下，當沿接合界面的方向的氣孔長度與正交方向的長度之比小于1.2倍時會造成強度不足，當超過5倍時，氣孔會變得過于扁平，骨頭的進入速度變慢且結(jié)合變得不充分。另外，當整體的氣孔率小于50%時骨頭的進入速度變慢，作為植入體與骨頭的結(jié)合功能不足。當氣孔率超過92%時，壓縮強度變低，作為植入體支撐骨頭的功能不足。另外，通過接合多 個多孔金屬體，從而能夠容易地制作各種塊狀的物質(zhì)。此外，將如此構(gòu)成的材料作為植入體使用時，還可以根據(jù)需要增加通過與平行于所述一個方向的方向不同的方向的接合界面接合的多孔金屬體。在本專利技術(shù)的多孔植入體材料中，將沿所述接合界面的一個方向作為軸心方向時，所述氣孔率低的多孔金屬體在與該軸心方向正交的方向的剖面中的面積占有率可為0.5% 50%O該多孔植入體通過將軸心方向與骨頭的軸向配合埋入，從而能夠配合骨頭的強度特性而使用。在此情況下，當氣孔率低的多孔金屬體的面積占有率小于0.5%時作為植入體材料易于變得強度不足，當超過50%時，骨頭進入速度變慢，具有直到植入體固定需要花費時間的傾向。在本專利技術(shù)的多孔植入體材料中，所述多孔金屬體可為對含有金屬粉末與發(fā)泡劑的發(fā)泡性漿料進行成型后發(fā)泡和燒結(jié)而成的發(fā)泡金屬。發(fā)泡金屬能夠易于形成由連續(xù)的骨架與氣孔構(gòu)成的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)，并且能夠通過發(fā)泡劑的發(fā)泡在寬范圍內(nèi)調(diào)整氣孔率，能夠配合所使用的部位適當?shù)厥褂?。另外，由于發(fā)泡金屬能夠使表面的開口率與整體的氣孔率獨立操作，因此能夠通過提高表面的金屬密度(降低開口率)來提高沿接合界面的方向的強度，且與氣孔的扁平形狀帶來的強度特性一起能夠易于賦予各向異性。本專利技術(shù)的多孔植入體材料的制造方法的特征在于，包括以下步驟:形成接合體，該接合體通過在一個方向上平行的接合界面將具有由連續(xù)的骨架形成的、多個氣孔相連通的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)的氣孔率不同的多個多孔金屬體接合而成；以及通過在與接合界面正交的方向壓縮該接合體，從而至少使氣孔率高的多孔金屬體的氣孔成為扁平形狀。根據(jù)本專利技術(shù)的多孔植入體材料，其接合了氣孔率低的多孔金屬體，并且在氣孔率高的多孔金屬體形成有扁平的氣孔，從而具有接近人骨的各向異性，因此通過與骨頭的方向配合使用，從而能夠有效地避免應(yīng)力遮擋現(xiàn)象的發(fā)生，且通過連通的氣孔能夠使骨頭易于進入，能夠確保與骨頭的充分的結(jié)合性。附圖說明圖1是示意地表示本專利技術(shù)所涉及的多孔植入體材料的一實施方式的立體圖。圖2是表示圖1的多孔植入體材料中的多孔金屬體的剖面的示意圖。圖3是表示用于制造多孔金屬體的成型裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。圖4是示意地表示多孔植入體材料的其他實施方式的俯視圖。圖5是表示實施例的多孔植入體材料的氣孔的孔徑分布的圖表。圖6是表不本專利技術(shù)的又一實施方式的俯視圖。圖7是表不本專利技術(shù)的又一實施方式的俯視圖。·圖8是表不本專利技術(shù)的又一實施方式的立體圖。圖9是表示用于制造多孔金屬體的其他成型裝置的主要部分的概要結(jié)構(gòu)圖。具體實施例方式下面，參照附圖對本專利技術(shù)所涉及的多孔植入體材料的實施方式進行說明。本實施方式的多孔植入體材料I通過在一個方向上平行的接合界面F層壓多枚板狀的多孔金屬體4、5而構(gòu)成，該板狀的多孔金屬體4、5包括發(fā)泡金屬，該發(fā)泡金屬具有由連續(xù)的骨架2形成的、多個氣孔3相連通的三維網(wǎng)眼狀結(jié)構(gòu)。在圖示例中，各多孔金屬體4、5的氣孔率高的多孔金屬體與氣孔率低的多孔金屬體被交替層壓。另外，構(gòu)成各多孔金屬體4、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：太期雄三，大森信一，加藤公明，
申請(專利權(quán))人：三菱綜合材料株式會社，
類型：
國別省市：
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