[發明專利]具有包括ADLC的關節表面層的假關節

無效

• 申請號: 200580044930.6
• 申請日: 2005-12-27
• 公開（公告）號: CN101090743A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: B·萊希曼;T·金奇;R·弗里格;A·阿彭策勒
• 申請（專利權）人: 斯恩蒂斯有限公司
• 主分類號: A61L27/30
• 分類號: A61L27/30;A61F2/30;C23C14/02;C23C14/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣旭榮

技術領域

本發明涉及具有至少兩個構件的假關節，所述兩個構件各具有協 同工作的關節表面層，所述關節表面層的至少其中之一含有無定形金 剛石狀碳(ADLC)。

背景技術

矯形關節假體的關節部件的設計通常是基于球窩式關節。由于關 節部件之間的摩擦，所以產生磨損碎屑。曾試圖用特別硬涂層減少這 些磨損碎屑。然而，這些努力僅部分成功。

像這樣的硬涂層在下列技術中眾所周知，在所述技術中摩擦和磨 損碎屑必須減少，如汽車工業、發電站(渦輪機和發電機設計)或汽 車發動機中的閥控制。

從POPE等人申請的US?6398815B1中已知假關節具有由多晶金 剛石狀碳組成的超硬關節表面。

多晶金剛石的缺點是它在高溫下生產，在該高溫下各基底的機械 整體性不再能得到保證。另外，多晶金剛石的開始表面粗糙，需要最 后拋光加工步驟。

從KUMAR等人申請的美國專利US?6447295中已知涂有ADLC 的牙齒固定螺釘。KUMAR公開了涂布ADLC防止鈦植入體之間的冷 焊接。在基本上更有彈性的基底上涂布硬質層具有剝落的危險，即硬 質層破壞的危險。KUMAR的涂層不適宜用于關節表面。

在DESPRES?III等人申請的美國專利US?2005/0016635中還已 知，將ADLC用于膝關節內用假體；然而，ADLC表面明確地作為涂 層用來促進組織向內生長或向上生長到該表面上，并且不用于內用關 節假體的關節表面。

發明內容

在內用關節假體中的金屬在金屬上的關節產生磨損碎屑，尤其是 鉻、鈷和鉬的小的微粒，上述這些微料將從表面釋放出。因此，本發 明的目的是提供具有關節表面的假關節，所述關節表面可帶來減少這 種釋放的微粒數的結果。

本發明的另一個目的是提供具有加強的干操作性能的假關節。

本發明的另一些目的是提供一種假關節，所述假關節具有：

-較高的生物相容性；和

-較低的硬質層與基底脫層的危險。

具有按照本發明的ADLC表面層的假關節尤其是在干操作條件下 顯示極好的性能。摩擦系數也減小，這樣得到較小體積的磨損碎屑。

ADLC在150和250℃之間的溫度下進行處理。在這些溫度下， 常用的基底CoCrMo和CoCrMoC不改變它的材料結構，并保持處于 完好的狀態。由于ADLC及其粘合層真正是逐原子施加，亦即不改變 表面構形，所以不需要最后拋光。

在一特定實施例中，上述無定形金剛石狀碳是四面體無定形金剛 石狀碳。這種構造的優點是它是最硬的材料之一。

關節表面層可以通過涂布到金屬或陶瓷基底上的涂層形成，上述 金屬或陶瓷基底優選的是CoCrMo，CoCrMoC，Ti，TAN，TAV，氧 化鋁或氧化鋯。

表面層可以具有厚度是在0.5μm和800μm之間，優選的是在2μm 和25μm之間。

在另一個實施例中，在表面層和基底之間設置一粘合層。因為 ADLC硬度比基底大得多，所以在它們之間可能產生表面張力。現已 發現，表面張力可以通過把粘合層放在基底和表面層(ADLC)之間 來減小。粘合層可以是金屬或金屬合金，尤其是粘合層可以包括鈮、 硅、鉭或金或其它生物相容的金屬。

粘合層可以具有厚度是在3nm和40μm之間，優選的是在50nm 和9μm之間。

在另一實施例中，表面層可以是多層復合物。這種設計的優點是 通過由純金屬制成的幾個“更有彈性的”層減小表面張力。多層復合 物可以包括下列順序的單層：(基底)-Ti-TiN-Ti-TiN。

按照本發明的關節可以是內部關節假體的一部分或椎間植入體的 一部分，該內部關節假體優選的是用于髖關節、膝關節和肩關節的內 部關節假體，該椎間植入體優選的是椎間盤假體。

附圖說明

下面將作為例子和參照附圖說明本發明的幾個實施例，其中：

圖1示出按照本發明的假關節的關鍵功能構件的透視圖；

圖2示出按照本發明的另一種假關節的關鍵功能構件的透視圖；

圖3示出按照本發明所述的另一種假關節的關鍵功能構件的透視 圖；

圖4示出圖3的假關節的橫截面圖；

圖5示出按照本發明的假關節的實施例的部件分解圖；和