[发明专利]多孔植入体材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用作植入到活体内的植入体的材料，特别是，涉及一种由多孔金属构成的植入体材料。

本申请基于2010年11月10日提交的日本特愿2010-251430主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

作为植入到活体内后使用的植入体，有专利文献1～3所述的植入体。

专利文献1记载的植入体（椎间垫片）是在去除椎间盘后的椎体之间插入配置后使用的，为了使其容易地插入的同时难以拔出等，垫片主体的上表面和下表面形成了特殊的形状。

专利文献2记载的植入体（人工齿根）由实芯柱状的芯材和配置在芯材侧面的多孔层构成，该实芯柱状的芯材由钛或钛合金构成，该多孔层由多个球状颗粒和形成在该球状颗粒之间的多个连通孔构成，该多个球状颗粒由钛或钛合金构成且通过烧结来结合，该多个球状颗粒进一步具备由金钛合金构成的表面层，通过该表面层，相邻的球状颗粒相互结合。提出了尺寸小且与颚骨的结合强度高的人工齿根。

专利文献3记载的植入体由多孔材料构成，且由气孔率高的第一部位和气孔率低的第二部位构成。这种情况下，例如，在生坯状态钛发泡体形状的植入体的第一部位的空穴中，插入钛嵌入体形状的由完全的高密度物质制作的植入体的第二部位后烧结，由此第一部位收缩以固定第二部位。并且，对低气孔率的第二部位进行植入体的操作或固定，由于气孔率低，因此可以避免操作或固定中的颗粒的磨耗。

专利文献1：日本专利第4164315号公报

专利文献2：日本专利第4061581号公报

专利文献3：日本特表2009-504207号公报

然而，这种植入体在活体内被用作骨头的一部分，因此要求对骨头的优异结合性、和负载骨头的一部分所对应的强度，但追求与骨头的结合性时则容易变得强度不足，相反追求强度时则与骨头的结合变得不充分等，难以兼顾这些。

关于这点，专利文献2和专利文献3记载的植入体成为实芯的芯材与多孔层、或者气孔率高的第一部位与气孔率低的第二部位的复合结构，因此可以认为可应对与骨头的结合性、和必要的强度这两方的要求，但一般来说金属材料的强度比人骨高，因此用作植入体时，植入体会承受施加到骨头上的大部分的负荷，产生应力遮挡现象（植入有植入体的部分的周边部的骨头脆化的现象）。

因此，要求使这些植入体成为接近人骨的强度，但人的骨头是具有六方晶系的结晶结构的活体磷灰石和胶原纤维的组合结构，具有在C轴方向择优取向的强度特性。因此，如这些专利文献所述的那样，仅单纯地构成复合结构，难以制作接近人骨的植入体。

发明内容

本发明是鉴于这样的情形做出的，其目的在于提供一种具有接近人骨的强度特性、避免应力遮挡现象的发生而且可以确保与骨头的充分的结合性的多孔植入体材料。

本发明的多孔植入体材料的特征在于，由多孔金属体构成，该多孔金属体具有由连续的骨架形成的、多个气孔相连通的三维网眼状结构，气孔率为50%～92%，各气孔被形成为在沿表面的方向上长、在与表面正交的方向上短的扁平形状，并且沿所述表面的方向上的所述气孔的长度相对于与所述表面正交的方向上的长度被形成为1.2倍～5倍，在与沿所述表面的方向平行的方向上压缩时的强度相对于在与正交于所述表面的方向平行的方向上压缩时的强度为1.4倍～5倍。

该多孔植入体材料可以使骨头进入到连通的多个气孔内而与骨头结合成为一体。此外，由于其气孔被形成为沿表面的扁平形状，沿其表面的方向的压缩强度与其正交方向的压缩强度不同，成为具有与人骨同样的各向异性的强度特性，因此通过配合人骨的强度的方向性植入到体内，可以更有效地防止应力遮挡现象的发生。

这种情况下，气孔率小于50%时，骨头的进入速度慢，作为植入体与骨头的结合功能不足。气孔率超过92%时，压缩强度低，作为植入体支撑骨头的功能不足。

此外，沿表面的方向的气孔的长度和正交方向的长度之比小于1.2倍时，有时会强度不足，超过5倍时，气孔过于变得扁平，有可能会使骨头的进入速度变慢，结合变得不充分。

本发明的多孔植入体材料中，可以通过与所述气孔的扁平方向平行的接合界面来接合多个所述多孔金属体而构成。

通过接合多个多孔金属体，可以容易地制作各种块状的材料的同时，也可以接合气孔率不同的多孔金属体，维持整体的气孔率的同时可以局部地使气孔率变化等，其设计的自由度增大。此外，沿接合界面的方向的压缩强度大于与其正交的方向的压缩强度，使其接合界面与气孔的扁平方向平行，由此可以更有效地赋予强度的方向性。