JPH05317407A - 人工椎間板 - Google Patents
人工椎間板Info
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- JPH05317407A JPH05317407A JP4160377A JP16037792A JPH05317407A JP H05317407 A JPH05317407 A JP H05317407A JP 4160377 A JP4160377 A JP 4160377A JP 16037792 A JP16037792 A JP 16037792A JP H05317407 A JPH05317407 A JP H05317407A
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- JP
- Japan
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- substrate
- artificial intervertebral
- elastic member
- substrates
- intervertebral disc
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/44—Joints for the spine, e.g. vertebrae, spinal discs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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- A61F2/30—Joints
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- Prostheses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 生体内で長期に亙り安定で、且つ、可動性が
良好であるために人体の運動に追従可能な人工椎間板を
提供する。 【構成】 一対の略板状の基板1a、1bが、医療高分
子からなる略板状の弾性部材2の上面及び下面にそれぞ
れ接着されてなる。該基板1a、1bはチタン又はチタ
ン合金からなり、該基板1a、1bの外側表面に生体活
性を有するガラス層又は結晶化ガラス層3a、3bが融
着されてなる。
良好であるために人体の運動に追従可能な人工椎間板を
提供する。 【構成】 一対の略板状の基板1a、1bが、医療高分
子からなる略板状の弾性部材2の上面及び下面にそれぞ
れ接着されてなる。該基板1a、1bはチタン又はチタ
ン合金からなり、該基板1a、1bの外側表面に生体活
性を有するガラス層又は結晶化ガラス層3a、3bが融
着されてなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、椎間板ヘルニア等によ
る椎間板の変形や損傷を外科的に治療する際に使用され
る人工椎間板に関するものである。
る椎間板の変形や損傷を外科的に治療する際に使用され
る人工椎間板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】椎間板ヘルニアや外傷による椎間板の変
形や損傷が起こると、神経の圧迫により腰痛や肢体の痺
れが発生する。軽度の症状の場合は患部の固定のみで治
癒するが、重度の場合は外科手術により椎間板を摘出し
なければならない。この場合、上下の椎体の間に自家骨
や、また最近ではアパタイト結晶を含有する生体活性結
晶化ガラスからなる椎間スペーサーを移植して固定する
ことが行われている。しかしながらこのような方法で
は、本来可動性がある椎体が完全に固定されてしまい、
機能障害が起こったり、或は治療部位に無理な荷重がか
かって再度損傷するというおそれがある。
形や損傷が起こると、神経の圧迫により腰痛や肢体の痺
れが発生する。軽度の症状の場合は患部の固定のみで治
癒するが、重度の場合は外科手術により椎間板を摘出し
なければならない。この場合、上下の椎体の間に自家骨
や、また最近ではアパタイト結晶を含有する生体活性結
晶化ガラスからなる椎間スペーサーを移植して固定する
ことが行われている。しかしながらこのような方法で
は、本来可動性がある椎体が完全に固定されてしまい、
機能障害が起こったり、或は治療部位に無理な荷重がか
かって再度損傷するというおそれがある。
【0003】このような事情から、椎体に可動性をもた
せることが可能な人工椎間板が種々提案されている。例
えば特公平3−63898号には、外側表面にアパタイ
ト層が形成されたチタンからなる一対の基板が結合部材
を介して医療高分子からなる弾性部材の上面及び下面に
結合されてなる人工椎間板が開示されている。また特開
平3−275055号には、生体活性を有するガラス又
は結晶化ガラスからなる一対の基板が医療高分子からな
る弾性部材の上面及び下面に接着されてなる人工椎間板
が開示されている。
せることが可能な人工椎間板が種々提案されている。例
えば特公平3−63898号には、外側表面にアパタイ
ト層が形成されたチタンからなる一対の基板が結合部材
を介して医療高分子からなる弾性部材の上面及び下面に
結合されてなる人工椎間板が開示されている。また特開
平3−275055号には、生体活性を有するガラス又
は結晶化ガラスからなる一対の基板が医療高分子からな
る弾性部材の上面及び下面に接着されてなる人工椎間板
が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記特公
平3−63898号の人工椎間板は、アパタイト層が基
板から剥がれ易く、骨との間に緩みが生じてしまう。ま
た基板と弾性部材とが結合部材によって結合しているた
めに応力が部分的に集中し易く、長期に亙って荷重がか
かると弾性部材が損傷するなど長期安定性に問題があ
る。
平3−63898号の人工椎間板は、アパタイト層が基
板から剥がれ易く、骨との間に緩みが生じてしまう。ま
た基板と弾性部材とが結合部材によって結合しているた
めに応力が部分的に集中し易く、長期に亙って荷重がか
かると弾性部材が損傷するなど長期安定性に問題があ
る。
【0005】一方特開平3−275055号に記載の人
工椎間板は、基板が機械的強度の低い材料であるガラス
又は結晶化ガラスからなっているため、日常の動作時に
体重の2〜5倍の荷重が椎体にかかると、基板の肉厚が
薄い場合には破壊が生じてしまう。それゆえ充分な強度
を得るために基板の肉厚を厚くする必要があるが、基板
を厚くすると、その分弾性部材を薄くする必要があり、
椎体の可動性が損なわれるという不都合が生じる。
工椎間板は、基板が機械的強度の低い材料であるガラス
又は結晶化ガラスからなっているため、日常の動作時に
体重の2〜5倍の荷重が椎体にかかると、基板の肉厚が
薄い場合には破壊が生じてしまう。それゆえ充分な強度
を得るために基板の肉厚を厚くする必要があるが、基板
を厚くすると、その分弾性部材を薄くする必要があり、
椎体の可動性が損なわれるという不都合が生じる。
【0006】本発明の目的は、生体内で長期に亙り安定
で、且つ、可動性が良好であるために人体の運動に追従
可能な人工椎間板を提供することである。
で、且つ、可動性が良好であるために人体の運動に追従
可能な人工椎間板を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の人工椎間板は、
図1に示すように、一対の略板状の基板1a、1bが、
医療高分子からなる略板状の弾性部材2の上面及び下面
にそれぞれ接着されてなる人工椎間板であって、該基板
1a、1bがチタン又はチタン合金からなるとともに、
該基板1a、1bの外側表面に生体活性を有するガラス
層又は結晶化ガラス層3a、3bが融着されてなること
を特徴とする。
図1に示すように、一対の略板状の基板1a、1bが、
医療高分子からなる略板状の弾性部材2の上面及び下面
にそれぞれ接着されてなる人工椎間板であって、該基板
1a、1bがチタン又はチタン合金からなるとともに、
該基板1a、1bの外側表面に生体活性を有するガラス
層又は結晶化ガラス層3a、3bが融着されてなること
を特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の人工椎間板は、基板が弾性部材に接着
されているため、椎体に荷重がかかった時に応力が一点
に集中することがない。なお基板と弾性部材とを接着す
るには熱圧着する方法や、生体適合性のある接着剤(例
えばシリコーン系カップリング剤、チタン系カップリン
グ剤、アルミニウム系カップリング剤等)を使用する方
法等がある。また人工椎間板の厚さは使用箇所や患者の
体格によっても異なるが、10〜20mmが適当であ
る。
されているため、椎体に荷重がかかった時に応力が一点
に集中することがない。なお基板と弾性部材とを接着す
るには熱圧着する方法や、生体適合性のある接着剤(例
えばシリコーン系カップリング剤、チタン系カップリン
グ剤、アルミニウム系カップリング剤等)を使用する方
法等がある。また人工椎間板の厚さは使用箇所や患者の
体格によっても異なるが、10〜20mmが適当であ
る。
【0009】本発明の人工椎間板において、基板には高
い機械的強度を有するチタン又はチタン合金を使用す
る。チタン合金としては、Ti−6Al−4VやTi−
5Mo−5Zr−3Al等を使用することが好ましい。
なお基板は、弾性部材に十分な厚さをもたせ、良好な可
動性が得られるように厚さが4mm以下であることが望
ましい。
い機械的強度を有するチタン又はチタン合金を使用す
る。チタン合金としては、Ti−6Al−4VやTi−
5Mo−5Zr−3Al等を使用することが好ましい。
なお基板は、弾性部材に十分な厚さをもたせ、良好な可
動性が得られるように厚さが4mm以下であることが望
ましい。
【0010】また基板の外側表面には骨と結合すること
ができるように生体活性を有するガラス層又は結晶化ガ
ラス層が形成されている。このガラス層又は結晶化ガラ
ス層は基板と融着しているため、プラズマ溶射等の方法
で形成されるアパタイト層に比べ、基板との結合力が強
い。なお使用するガラス又は結晶化ガラスは、生体活性
を有し、骨と化学的に結合するものであれば特に制限は
なく、例えばアパタイトを含有するCaO−P2 O5 −
MgO−SiO2 系結晶化ガラス等を用いることができ
る。
ができるように生体活性を有するガラス層又は結晶化ガ
ラス層が形成されている。このガラス層又は結晶化ガラ
ス層は基板と融着しているため、プラズマ溶射等の方法
で形成されるアパタイト層に比べ、基板との結合力が強
い。なお使用するガラス又は結晶化ガラスは、生体活性
を有し、骨と化学的に結合するものであれば特に制限は
なく、例えばアパタイトを含有するCaO−P2 O5 −
MgO−SiO2 系結晶化ガラス等を用いることができ
る。
【0011】弾性部材には生体内で長期安定な医療高分
子、例えばシリコーンゴムやポリウレタンゴムを使用す
ることができる。なお高分子の弾性は、使用箇所や使用
状況に合わせて適宜調整すればよい。また弾性部材の厚
さは5〜18mm程度であることが望ましい。
子、例えばシリコーンゴムやポリウレタンゴムを使用す
ることができる。なお高分子の弾性は、使用箇所や使用
状況に合わせて適宜調整すればよい。また弾性部材の厚
さは5〜18mm程度であることが望ましい。
【0012】なお本発明の人工椎間板において、基板や
弾性部材は略板状であればよく、例えば基板の場合、骨
との接着性を高めるために基板の外側となる面に凹凸を
形成したり、弾性部材との接着性を高めるために内側と
なる面にチタンやチタン合金からなるビーズ等を接着し
たものを用いることができる。また弾性部材は、外周面
を凹状にへこませて、屈曲し易くしてもよい。
弾性部材は略板状であればよく、例えば基板の場合、骨
との接着性を高めるために基板の外側となる面に凹凸を
形成したり、弾性部材との接着性を高めるために内側と
なる面にチタンやチタン合金からなるビーズ等を接着し
たものを用いることができる。また弾性部材は、外周面
を凹状にへこませて、屈曲し易くしてもよい。
【0013】また基板や弾性部材の形状は円形に限られ
るものではなく、楕円形や実際の脊椎を模して円の片側
が押し潰されたような形状であってもよい。
るものではなく、楕円形や実際の脊椎を模して円の片側
が押し潰されたような形状であってもよい。
【0014】次に本発明の人工椎間板を製造する方法を
説明する。
説明する。
【0015】まず略板状に成形された医療高分子からな
る弾性部材を用意する。
る弾性部材を用意する。
【0016】また、略板状に成形された一対のチタン又
はチタン合金からなる基板を用意する。次に各基板の一
方の表面に、生体活性を有するガラス粉末と有機バイン
ダーを含む溶液を混練して得たスラリーを塗布し、乾燥
させた後、これを熱処理してガラスを軟化融着させてガ
ラス層を形成し、或はさらにこれを結晶化させて結晶化
ガラス層を形成する。
はチタン合金からなる基板を用意する。次に各基板の一
方の表面に、生体活性を有するガラス粉末と有機バイン
ダーを含む溶液を混練して得たスラリーを塗布し、乾燥
させた後、これを熱処理してガラスを軟化融着させてガ
ラス層を形成し、或はさらにこれを結晶化させて結晶化
ガラス層を形成する。
【0017】次いでこのようにして作製した一対の基板
を、ガラス層又は結晶化ガラス層が形成された面を外側
にして、上記弾性部材の上面及び下面に熱圧着、或は接
着剤を用いて接着することにより、本発明の人工椎間板
を得ることができる。
を、ガラス層又は結晶化ガラス層が形成された面を外側
にして、上記弾性部材の上面及び下面に熱圧着、或は接
着剤を用いて接着することにより、本発明の人工椎間板
を得ることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の人工椎間板を実施例に基づい
て説明する。
て説明する。
【0019】表1は本発明の実施例(試料No.1〜
3)及び比較例(試料No.4〜6)を示している。
3)及び比較例(試料No.4〜6)を示している。
【0020】
【表1】
【0021】試料No.1〜3は次のようにして作製し
た。
た。
【0022】まず基板として45φ×1mmの大きさの
チタン又はチタン合金をそれぞれ2枚づつ用意した。ま
た重量%でCaO 36.0%、P2 O5 9.2%、M
gO11.2%、SiO2 43.6%の組成を有するガ
ラス粉末を、ターピネオールにポリイソブチルアクリレ
ートを5重量%混合した溶液に分散させてスラリーとし
た。次いでこれを各基板の片側の表面に塗布し、乾燥
後、真空中で熱処理した。なお試料No.1に用いる基
板については800℃で1時間熱処理することによって
ガラス粉末を軟化融着させてガラス層を形成し、また試
料No.2及び3に用いる基板については950℃で1
時間熱処理することによってガラス粉末を軟化融着させ
るとともに結晶化させて結晶化ガラス層を形成した。
チタン又はチタン合金をそれぞれ2枚づつ用意した。ま
た重量%でCaO 36.0%、P2 O5 9.2%、M
gO11.2%、SiO2 43.6%の組成を有するガ
ラス粉末を、ターピネオールにポリイソブチルアクリレ
ートを5重量%混合した溶液に分散させてスラリーとし
た。次いでこれを各基板の片側の表面に塗布し、乾燥
後、真空中で熱処理した。なお試料No.1に用いる基
板については800℃で1時間熱処理することによって
ガラス粉末を軟化融着させてガラス層を形成し、また試
料No.2及び3に用いる基板については950℃で1
時間熱処理することによってガラス粉末を軟化融着させ
るとともに結晶化させて結晶化ガラス層を形成した。
【0023】さらに弾性部材として45φ×10mmの
大きさのシリコーンゴム(Q74720、ダウコーニン
グ社製)を用意し、この上面及び下面に、基板をガラス
層又は結晶化ガラス層が形成された面を外側にして接着
し、試料を得た。なお接着には接着剤(プライマーA、
信越化学工業株式会社製)を用いた。
大きさのシリコーンゴム(Q74720、ダウコーニン
グ社製)を用意し、この上面及び下面に、基板をガラス
層又は結晶化ガラス層が形成された面を外側にして接着
し、試料を得た。なお接着には接着剤(プライマーA、
信越化学工業株式会社製)を用いた。
【0024】試料No.4は、次のようにして作製し
た。まず試料No.2と同様のチタン合金からなる基板
を2枚用意し、各基板の片側の表面にプラズマ溶射によ
りアパタイト層を形成した。次いで試料No.1〜3で
使用したのと同様のシリコーンゴム製の弾性部材の上面
及び下面に、接着剤を用いてアパタイト層が外側になる
ように基板を接着した。
た。まず試料No.2と同様のチタン合金からなる基板
を2枚用意し、各基板の片側の表面にプラズマ溶射によ
りアパタイト層を形成した。次いで試料No.1〜3で
使用したのと同様のシリコーンゴム製の弾性部材の上面
及び下面に、接着剤を用いてアパタイト層が外側になる
ように基板を接着した。
【0025】試料No.5及び6は次のようにして作製
した。
した。
【0026】まずSiO2 34.2%、P2 O5 16.
3%、CaO 44.9%、MgO4.6%、CaF2
0.75%の組成を有し、45φ×1mm及び45φ×
5mmの大きさのアパタイトやウオラストナイトを含有
する結晶化ガラス(A−W結晶化ガラス)からなる基板
をそれぞれ2枚づつ用意した。次いで試料No.1〜3
で使用したのと同様のシリコーンゴム製の弾性部材の上
面及び下面に、接着剤を用いて基板を接着し、試料を得
た。なお試料No.6に使用した弾性部材は、試料の厚
さが他と同じ(12mm)になるように45φ×2mm
の大きさのものを用いた。
3%、CaO 44.9%、MgO4.6%、CaF2
0.75%の組成を有し、45φ×1mm及び45φ×
5mmの大きさのアパタイトやウオラストナイトを含有
する結晶化ガラス(A−W結晶化ガラス)からなる基板
をそれぞれ2枚づつ用意した。次いで試料No.1〜3
で使用したのと同様のシリコーンゴム製の弾性部材の上
面及び下面に、接着剤を用いて基板を接着し、試料を得
た。なお試料No.6に使用した弾性部材は、試料の厚
さが他と同じ(12mm)になるように45φ×2mm
の大きさのものを用いた。
【0027】このようにして得られた各試料について可
動性の確認や生体内での安定性の評価を行うために、試
料を直径40mmの円柱の上に置き、その上に鋼球を置
いて万能試験機で圧縮試験(クロスヘッドスピード0.
5mm/min、最大荷重200kg)を行い、変形や
破壊の有無を調べた。
動性の確認や生体内での安定性の評価を行うために、試
料を直径40mmの円柱の上に置き、その上に鋼球を置
いて万能試験機で圧縮試験(クロスヘッドスピード0.
5mm/min、最大荷重200kg)を行い、変形や
破壊の有無を調べた。
【0028】表1から明らかなように、試料No.1〜
3の各試料は可動性が良好であり、また基板の破壊も生
じなかった。これに対して試料No.4は可動性が良好
であったものの、アパタイト層が剥離した。また試料N
o.5は可動性が良好であったものの、基板が結晶化ガ
ラス製であるために6.5kgの荷重で破壊が生じた。
一方基板の厚みを大きくした試料No.6は可動性が悪
く、しかも132kgの荷重で破壊が生じた。
3の各試料は可動性が良好であり、また基板の破壊も生
じなかった。これに対して試料No.4は可動性が良好
であったものの、アパタイト層が剥離した。また試料N
o.5は可動性が良好であったものの、基板が結晶化ガ
ラス製であるために6.5kgの荷重で破壊が生じた。
一方基板の厚みを大きくした試料No.6は可動性が悪
く、しかも132kgの荷重で破壊が生じた。
【0029】これらの事実は本発明の人工椎間板が、可
動性や生体内安定性に優れていることを示している。
動性や生体内安定性に優れていることを示している。
【0030】
【発明の効果】本発明の人工椎間板は、生体活性を有す
るガラス層又は結晶化ガラス層が形成されているために
骨との接着性がよい。
るガラス層又は結晶化ガラス層が形成されているために
骨との接着性がよい。
【0031】またガラス層や結晶化ガラス層が基板と強
固に結合しており、基板から剥離し難い。しかも基板と
弾性部材とが接着剤等によって接着しているために、荷
重がかかっても応力が一点に集中することがなく、弾性
部材が損傷することがない。それゆえ生体内で長期に亙
り安定である。
固に結合しており、基板から剥離し難い。しかも基板と
弾性部材とが接着剤等によって接着しているために、荷
重がかかっても応力が一点に集中することがなく、弾性
部材が損傷することがない。それゆえ生体内で長期に亙
り安定である。
【0032】さらに基板に高強度材料であるチタン又は
チタン合金を用いているため、基板を薄くすることがで
きる。このため可動性がよく、人体の運動に追従可能で
あり、人工椎間板として好適である。
チタン合金を用いているため、基板を薄くすることがで
きる。このため可動性がよく、人体の運動に追従可能で
あり、人工椎間板として好適である。
【図1】本発明の人工椎間板の一例を示す斜視図であ
る。
る。
1a、1b 基板 2 弾性部材 3a、3b ガラス層又は結晶化ガラス層
Claims (1)
- 【請求項1】 一対の略板状の基板が、医療高分子から
なる略板状の弾性部材の上面及び下面にそれぞれ接着さ
れてなる人工椎間板であって、該基板がチタン又はチタ
ン合金からなるとともに、該基板の外側表面に生体活性
を有するガラス層又は結晶化ガラス層が融着されてなる
ことを特徴とする人工椎間板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4160377A JPH05317407A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 人工椎間板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4160377A JPH05317407A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 人工椎間板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05317407A true JPH05317407A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=15713654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4160377A Pending JPH05317407A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 人工椎間板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05317407A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7303565B2 (en) | 2002-01-14 | 2007-12-04 | Dynamic Spine, Inc. | Apparatus and method for performing spinal surgery |
US7867276B2 (en) | 2002-03-15 | 2011-01-11 | Paradigm Spine, Llc | Dynamic intervertebral implant |
JP2011092736A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Depuy Products Inc | 異なる質感を有する表面を備えた人工関節及びその人工関節の作製方法 |
WO2024203520A1 (ja) * | 2023-03-24 | 2024-10-03 | 国立大学法人 東京医科歯科大学 | Peekとチタンの複合体からなる脊椎ケージ及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP4160377A patent/JPH05317407A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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