特許 6054378 外科用インプラント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6054378

(24)【登録日】2016年12月9日

(45)【発行日】2016年12月27日

(54)【発明の名称】外科用インプラント

(51)【国際特許分類】

   A61L 31/00 20060101AFI20161219BHJP

   A61F 2/44 20060101ALI20161219BHJP

   A61L 27/00 20060101ALI20161219BHJP

【ＦＩ】

   A61L31/00 Z

   A61F2/44

   A61L27/00 F

【請求項の数】16

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-513740(P2014-513740)

(86)(22)【出願日】2012年6月1日

(65)【公表番号】特表2014-523279(P2014-523279A)

(43)【公表日】2014年9月11日

(86)【国際出願番号】US2012040437

(87)【国際公開番号】WO2012167063

(87)【国際公開日】20121206

【審査請求日】2015年5月12日

(31)【優先権主張番号】61/492,985

(32)【優先日】2011年6月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513164565

【氏名又は名称】シンセス・ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｙｎｔｈｅｓ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100088605

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 公延

(74)【代理人】

【識別番号】100130384

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 孝文

(72)【発明者】

【氏名】ボワザール・シリル

(72)【発明者】

【氏名】ゲデット・フィリップ

(72)【発明者】

【氏名】ボウデュバン・ニコラス

【審査官】 近藤 政克

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５３１３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 表面処理技術ハンドブック，株式会社エヌ・ティー・エス，２０００年 １月 ７日，初版第１刷，ｐ．５１７−５２０

【文献】 セラミックスと金属の接合 〜基礎から新しい技術まで〜，セラミックス材料学，２０００年 ２月 ２日，ＵＲＬ，http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/rci/nano/down/suganuma-joining.pdf

【文献】 Applied Surface Science，２００８年，254(13)，p.4103-4110

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｌ ３１／００

Ａ６１Ｆ ２／４４

Ａ６１Ｌ ２７／００

ＷＰＩ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外科用インプラントであって、
基材であって、外面及び該基材の外面の上に配設される複数の層を有している、基材、
を含み、
該基材はポリマー材料を含み、
該複数の層は、
（ｉ）活性化基材表面層と、
（ｉｉ）バルブ金属層と、
（ｉｉｉ）多孔質バルブ金属酸化物層と、
を含み、
前記バルブ金属層が前記活性化基材表面層と前記多孔質バルブ金属酸化物層との間に配設されており、
前記複数の層が、バッファ層を更に含み、前記バッファ層が、前記活性化基材表面層と前記バルブ金属層との間に配設されている、外科用インプラント。

【請求項2】

前記基材の前記ポリマー材料が、熱可塑性ポリマー材料である、請求項１に記載の外科用インプラント。

【請求項3】

前記ポリマー材料が、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）材料である、請求項１に記載の外科用インプラント。

【請求項4】

前記多孔質バルブ金属酸化物層が、非晶質リン酸カルシウム組成物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の外科用インプラント。

【請求項5】

前記バッファ層が、第１の材料及び第２の材料の複数の交互層を含み、
前記第１の材料が、金属材料を含み、前記第２の材料が、前記金属材料の窒化物及び／又は炭化物を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の外科用インプラント。

【請求項6】

前記バッファ層が、第１の材料、第２の材料及び第３の材料の複数の交互層を含み、
前記第１の材料が、Ｔａ_２Ｏ_５であり、前記第２の材料がＡｌＮであり、かつ前記第３の材料がＡｕである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の外科用インプラント。

【請求項7】

前記基材が、強化ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の外科用インプラント。

【請求項8】

前記複数の層が、前記活性化基材表面層と前記バルブ金属層との間に配設されたポリシラン層を更に含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の外科用インプラント。

【請求項9】

前記複数の層が、導電性の非酸化性金属から形成される導電性層を更に含み、
前記導電性の非酸化性金属が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の外科用インプラント。

【請求項10】

請求項１に記載の複数の層を含むポリマー外科用インプラントのためのコーティングであって、外側コーティング層が、約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲のサイズの孔及び約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２の範囲の孔密度を有し、該外側コーティング層がＴｉ、Ｏ、Ｃａ、及びＰの元素又はイオンを更に含む、コーティング。

【請求項11】

前記ポリマー外科用インプラントが、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントである、請求項１０に記載のコーティング。

【請求項12】

請求項１〜９のいずれか一項に記載のポリマー外科用インプラントを作製する方法であって、
Ａ）１つ又は２つ以上のプロセスにより前記基材の外面を処理することにより、活性化基材表面層を作製する工程であって、前記１つ又は２つ以上のプロセスが、
（ｉ）プラズマ活性化、
（ｉｉ）電子ビーム照射、
（ｉｉｉ）紫外光、及び
（ｉｖ）低エネルギーＡｒ＋イオンビーム照射、
を含む、工程と、
Ｂ）前記活性化基材表面層の上にバッファ層を塗布する工程と、
Ｃ）前記バッファ層の上に複数の層を塗布する工程であって、少なくとも１つの層は約１ｎｍ〜約２０μｍの厚みで塗布されたバルブ金属層を含む、工程と、
Ｄ）前記バルブ金属層の表面を陽極酸化プロセスにより変換することにより約２μｍ〜約１０μｍの厚みを有する多孔質バルブ金属酸化物層を形成する工程と、
を含む、方法。

【請求項13】

前記陽極酸化プロセスが、多孔質バルブ金属酸化物の層へのＣａ及びＰイオンを含有するアルカリ浴内で行われるスパーク陽極酸化プロセスであり、前記多孔質バルブ金属酸化物層は非晶質リン酸カルシウムを含有する、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記バッファ層を塗布することが、第１の材料層及び第２の材料層の複数の交互層を塗布することを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

前記活性化基材表面層と前記バッファ層との間に接着層を塗布することを更に含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記陽極酸化プロセスに先行して前記バルブ金属層の下に導電性層を形成するために導電性の非酸化性金属を塗布することを更に含む、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数層コーティングを用いることで、結果的に軽部及び硬部組織との適合性の改善かもたらされるポリマー材料に基づいた外科用インプラントに関する。

【背景技術】

【0002】

ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）などのポリマー材料で作られる骨アンカーは、Ｘ線、コンピュータを使う断層撮影法（「ＣＴ」）又は磁気共鳴イメージング（「ＭＲＩ」）のような標準撮像技術に十分に適合するので関心が持たれている。特に、ＣＴ又はＭＲＩを用いる場合には診断を妨害するようなアーチファクトは発生しない。Ｘ線の場合、ＰＥＥＫアンカーは可視ではない。しかしながら、ＰＥＥＫはオッセオインテグレーションが不完全であることが知られていて、従ってこの欠点を克服する必要がある。

【0003】

ＰＡＥＫ族内のポリマー類などの、ポリマー類の表面は、骨のような軽部又は硬部組織には適合していないことが多い。これらの材料で作られたインプラントは不完全に融合してかつ最終的に機能不全になり得る。ポリマー組織境界面の移動又は緩みのリスクは、ポリマーを基材としたデバイスにおいて重要な考慮事項となり得る、また、従ってポリマー表面は、オッセオインテグレーションを改善するために修正されることが多い。この修正を達成する１つの方法は、例えば真空プラズマ溶射（「ＶＰＳ」）を用いてチタン酸化物粉末の厚いコーティングを溶射することである。これはチタン酸化物の生物活性がＰＡＥＫ又はＰＥＥＫなどのポリマー類のそれよりも遥かに高いためである。しかしながら、これらの技術（ＶＰＳなど）は、チタン酸化物表面と組織との間の良好なアンカリングを確保し得ない、また高いプロセス温度がポリマーの性状の劣化に寄与し得る。加えて、複雑な幾何形状の上の厚いＶＰＳコーティングの塗布は、溶射のシャドーイング効果及びインプラント表面が有するであろういかなる微細な構造をも活用し得る比較的に大きな厚み（例えば、２００μｍ）に起因して、大変困難なものとなり得る。更に、プラズマ溶射コーティングの所謂「スプラッシュ」構造は、孔が微細でかつ細長くかつ総合多孔率が限られているので、好適な孔構造体を呈することができない。

【0004】

加えて、物理蒸着（「ＰＶＤ」）によって作られるチタン層は、濃厚でかつ、例えばおよそ１マイクロメートル以下と薄くなり得る、よって、ある状況において、チタンＰＶＤの薄い層はインプラント用には申し分のないものとは言えない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の実施形態は、１つ又は２つ以上の挑戦的課題を克服する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様では、本発明は、外面及び基材の外面の上に配設された複数の層を有する基材であって、前記基材がポリマー材料を含み、及び前記複数の層が、（ｉ）活性化基材表面層と、（ｉｉ）バルブ金属層と、（ｉｉｉ）多孔質バルブ金属酸化物層と、を含み、前記バルブ金属層が前記活性板層と前記多孔質バルブ金属酸化物層との間に配設された、基材、を含む、外科用インプラントを提供する。

【0007】

１つの実施形態では、基材は熱可塑性ポリマー材料を含む。１つの実施形態では、外科用インプラントの基材の、ポリマー材料はポリエチレンである。１つの実施形態では、外科用インプラントの基材は強化ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）を含む。更なる実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）はポリエーテルケトン（ＰＥＫ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ），ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）及びポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）からなる群から独立して選択される。

【0008】

１つの実施形態では、バルブ金属層は、チタン、タングステン、アルミニウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、及びジルコニウムからなる群から独立して選択される金属から形成される。別の実施形態では、多孔質バルブ金属酸化物層は非晶質リン酸カルシウム組成物を含む。

【0009】

いくつかの実施形態では、複数の層はバッファ層を更に含み、このバッファ層は活性化基材表面層とバルブ金属層との間に配設される。

【0010】

１つの実施形態では、バッファ層は第１の材料と第２の材料の複数の交互層を含む。

【0011】

いくつかの実施形態では、バッファ層は第１の材料と第２の材料の複数の交互層を含む。更なる実施形態では、第１の材料は金属材料を含み、第２の材料は金属材料の窒化物又は炭化物を含む。１つの実施形態では、第１の材料はＴｉ及び／又はＣｒを含み、第２の材料はＴｉＮ及び／又はＣｒＮ及び／又はＴｉＣ及び／又はＣｒＣを含む。

【0012】

バッファ層の１つの実施形態では、第１の材料及び第２の材料の複数の交互層のそれぞれの交互層は１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態では、バッファ層は１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の厚みを有する。

【0013】

いくつかの実施形態では、バッファ層は結晶質又は非晶質材料を含む。更なる実施形態では、結晶質又は非晶質材料は、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、ＲｕＯ_２、又はＭｏＯ_２、ＭｏＯ_３、ＶＯ、ＶＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＣｒＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｒＯ_３及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

【0014】

いくつかの実施形態、バッファ層は第１の材料、第２の材料及び第３の材料の複数の交互層を含む。更なる実施形態では、第１の材料は第１の金属材料酸化物を含み、第２の材料は第２の金属材料の窒化物又は炭化物を含み、第２の金属材料は第１の金属材料と同一又はそれと異なるものにできる、及び第３の材料は第３の金属材料を含み、このような第３の金属材料は第１の金属材料及び／又は第２の金属材料と同一又はそれとは異なるものにできる。具体的な実施形態では、第１の材料はＴａ_２Ｏ_５、第２の材料はＡｌＮ及び第３の材料はＡｕであり、結果的にバッファ層はＴａ_２Ｏ_５／ＡｌＮ／Ａｕの複数の交互層を含む。

【0015】

本発明による外科用インプラントのいくつかの実施形態では、多孔質バルブ金属酸化物層は銀塩層でコーティングを施される。本発明による外科用インプラントの１つの実施形態では、基材は、Ｚｒ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、Ｂａ、ＢａＳＯ_４、Ｔａ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｕ、Ｎｂ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ、及びＢｉ_２Ｏ_３からなる群から独立して選択される放射線不透過性材料を含む。

【0016】

本発明による外科用インプラントのいくつかの実施形態では、複数の層は活性化基材表面層とバルブ金属層との間に配設されたポリシラン層を更に含む。

【0017】

本発明による外科用インプラントの他の実施形態では、複数の層は導電性の非酸化性金属から形成される導電層を更に含む。１つの実施形態では、導電性の非酸化性金属はＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。別の実施形態では、導電性層は１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の厚みを有する。

【0018】

いくつかの例示的な実施形態では、本発明による外科用インプラントは、スクリュー、ピン、ロッド、プレート、釘、骨アンカー、ケーブルタイ、角錐又はスパイク又はキール付きプレート、解剖学的３Ｄプレート、複合骨置換構造体、及び足場からなる群から独立して選択された形状を有する。

【0019】

１つの実施形態では、多孔質バルブ金属酸化物層は約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲のサイズ、及び約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２の範囲の孔密度を備えた孔を有する。

【0020】

別の態様では、本発明はポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントなどの、ポリマー外科用インプラントのために外側コーティング層を提供し、外側コーティング層は複数の層を含む。いくつかの例示的実施形態では、外側コーティング層は約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲のサイズを備えた孔を有する。他の実施形態では、外側コーティング層は約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２の範囲の孔密度を備えた孔を有する。いくつかの実施形態では、外側コーティング層はＴｉ、Ｏ、Ｃａ、及びＰの元素又はイオンを更に含む。

【0021】

なお別の態様では、本発明は本明細書に記載した例示的な実施形態のいずれかに従って、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントなどの、ポリマー外科用インプラントを作製する方法を提供する。１つの例示的な実施形態では、本方法は（Ａ）（ｉ）プラズマ活性化、（ｉｉ）電子ビーム照射、（ｉｉｉ）紫外光、及び（ｉｖ）低エネルギーＡｒ＋イオンビーム照射から構成される１つ又は２つ以上プロセスにより基材の外面を処理することによって、活性化基材表面層を作製することと、（Ｂ）活性化基材表面層の上に複数の層を塗布することであって、少なくとも１つの層が約１ｎｍ〜約２０μｍの厚みで塗布されたバルブ金属層を含む、複数の層を塗布することと、（Ｃ）バルブ金属層の表面を陽極酸化プロセスにより変換することにより約２μｍ〜約１０μｍの厚みを有する多孔質バルブ金属酸化物層を形成することと、を含む。１つの実施形態では、陽極酸化プロセスは多孔質バルブ金属酸化物の層へのＣａ及びＰイオンを含有するアルカリ性浴内で行われるスパーク陽極酸化プロセスに対応し、多孔質バルブ金属酸化物層は非晶質リン酸カルシウムを含有する。別の実施形態では、陽極酸化プロセスは酸性媒質内で行われるカラー陽極酸化プロセスに対応する。このようなカラー陽極酸化プロセスであれば、色付きの表面を生成可能であろう。

【0022】

いくつかの実施形態では、ポリマー材料、特にポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）材料の外科用インプラントを作製する本方法は、バルブ金属層の塗布前に活性化基材表面層の上にバッファ層を塗布する工程を更に含む。更なる実施形態では、バッファ層を塗布する工程は、第１の材料層及び第２の材料層の複数の交互層を塗布することを含む。１つの実施形態では、複数の層は活性化基材表面層を実質的に被覆するように塗布される。

【0023】

ポリマー外科用インプラントを作製する方法の１つの例示的な実施形態では、ポリマーは、ＰＡＥＫ、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）及びポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）からなる群から独立して選択されるＰＡＥＫポリマーである。

【0024】

ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントなどの、ポリマー外科用インプラントを作製する方法のいくつかの実施形態では、バルブ金属層が、カソードアーク蒸着、マグネトロンスパッタリング物理蒸着、パルスレーザ蒸着、電子ビーム物理蒸着、パイパワーインパルスマグネトロンスパッタリング、フィルタ処理真空アーク蒸着、金属プラズマ浸漬イオン注入及び蒸着、金属蒸気真空アーク注入及びプラズマ支援化学蒸着からなる群から独立して選択されるプロセスにより塗布される。ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントなどの、ポリマー外科用インプラントを作製する方法の他の実施形態では、バルブ金属層がＴｉ化合物を含有する溶液中のディップコーティング又はスピンコーティングにより塗布される。

【図面の簡単な説明】

【0025】

前述の「課題を解決するための手段」とともに、本発明の外科用インプラントの実施形態の以下の詳述は、例示的な実施形態の添付図面と共に読まれるとよりよく理解されるであろう。ただし、本発明は、図示された精密な配置及び手段に限定されるものでないことは理解されるべきである。

【0026】

図面は以下の通りである。

【図1】本発明に従った外科用インプラントの例示的な実施形態を通した概略断面の透視図。

【図2】本発明に従った外科用インプラントの別の例示的な実施形態を通した概略断面。

【図3A】本発明の例示的な実施形態に従った活性化基材表面層とバルブ金属層との間に配設されたバッファ層を含む外科用インプラントの断面図。

【図3B】バッファ層を強調して図３Ａに示した、活性化基材表面層とバルブ金属層との間に配設されバッファ層を含む外科用インプラントの断面図。

【図3C】第１の材料及び第２の材料の複数の交互層を含む図３Ａ又は図３Ｂのバッファ層の断面図。

【図3D】基材の外面上に配設された複数の層の一部分として導電性層１５を示す、本発明に従った外科用インプラントの別の例示的な実施形態の断面図。

【図4】オッセオインテグレーション表面処理を施したＰＥＥＫのようなポリマーで作られた例示的な骨アンカーを示す。

【図5】本発明の例示的な実施形態に従った外面２０及び内面２１が活性化された人間の脊柱から椎間板を摘出後に使用するための外科用インプラントの透視図を示す。

【図6A】本明細書に記載した実施形態に従った頭蓋冠の再建のための外科用インプラント３０を示す。

【図6B】本明細書に記載した実施形態に従った頭蓋冠の再建のための人間の頭蓋骨と相対的な外科用インプラント３０を示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

本開示の様々な実施形態に関して詳細に言及を行い、それらの実施例が添付図１〜６に示される。可能な限り、同一又は同様の部品に対しては図面全体を通じて同一の参照符号を用いるようにする。

【0028】

１つの態様では、本発明は外面及び基材の外面上に配設された複数の層を有する基材を含む外科用インプラントを提供する。この基材は、ポリマー材料を含み、複数の層は（ｉ）活性化基材表面層、（ｉｉ）バルブ金属層、及び（ｉｉｉ）多孔質バルブ金属酸化物層を含み、バルブ金属層は活性化基材層と多孔質バルブ金属酸化物層との間に配設される。

【0029】

典型的には、本発明に従った外科用インプラント用の例示的な基材は、ポリマー材料を含む。このポリマー材料は熱可塑性ポリマー材料、例えば、ポリエチレンであってもよい。別の例では、ポリマー材料はポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）材料であってもよい。１つの実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）は、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）及びそれらの組み合わせを含む。１つの実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。別の実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）はポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）である。

【0030】

いくつかの実施形態では、基材は強化ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）を含む。１つの実施形態では、強化材は短いガラス繊維、長いガラス繊維、炭素繊維又はそれらの組み合わせを含む。

【0031】

いくつかの実施形態では、基材はＺｒ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、Ｂａ、ＢａＳＯ_４、Ｔａ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｕ、Ｎｂ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ、及びＢｉ_２Ｏ_３からなる群から独立して選択される放射線不透過性材料を含む。１つの実施形態では、放射線不透過性材料はＢａＳＯ_４である。本発明における使用に好適な例示的な放射線不透過性材料は、米国特許出願公開第２００７／０１９１７０８号に見出すことができ、その開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。

【0032】

１つの実施形態では、基材はポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）材料又はポリエチレンなどの、熱可塑性材料を含み、それぞれは約１ｍｍ〜約５ｃｍの範囲の厚みを有する。別の実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（「ＰＡＥＫ」）材料又はポリエチレンなどの熱可塑性材料を含む基材は、約１ｍｍ〜約５ｃｍの範囲の厚みを有する。別の実施形態では、ＰＡＥＫ材料又はポリエチレンなどの熱可塑性材料は、約０．１ｃｍ〜１ｃｍ、約０．２ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．３ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．４ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．６ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．７ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．８ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．９ｃｍ〜約１ｃｍ、約０．１ｃｍ〜約２ｍ、約０．２ｃｍ〜約２ｃｍ、約０．３ｃｍ〜約２ｃｍ、約０．４ｃｍ〜約２ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約２ｃｍ、約０．６ｃｍ〜約２ｃｍ、約０．７ｍ〜約２ｃｍ、約０．８ｃｍ〜約２ｃｍ、約０．９ｃｍ〜約２ｃｍ、約０．１ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．２ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．３ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．４ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．６ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．７ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．８ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．９ｃｍ〜約３ｃｍ、約０．１ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．２ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．３ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．４ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．６ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．７ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．８ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．９ｃｍ〜約４ｃｍ、約０．１ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．２ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．３ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．４ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．６ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．７ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．８ｃｍ〜約５ｃｍ、及び約０．９ｃｍ〜約５ｃｍの範囲の厚みを有する。

【0033】

１つの実施形態では、活性化基材表面層は約１原子層と約１μｍとの間の表面厚みを有する。１つの実施形態では、活性化基材表面層は約０．１μｍ〜約１μｍ、約０．２μｍ〜約２μｍ、約０．３μｍ〜約３μｍ、約０．４〜約４μｍ、約０．５〜約５μｍ、約０．６μｍ〜約６μｍ、約０．７μｍ〜約７μｍ、約０．８μｍ〜約８μｍ、約０．９μｍ〜約９μｍ、約０．１μｍ〜約０．２μｍ、約０．１μｍ〜約０．３μｍ、約０．１μｍ〜約０．４μｍ、約０．１〜約０．５μｍ、約０．１μｍ〜約０．６μｍ、約０．１μｍ〜約０．７μｍ、約０．１μｍ〜約０．８μｍ、約０．１μｍ〜約０．９μｍ、約０．２μｍ〜約０．３μｍ、約０．２μｍ〜約０．４μｍ、約０．２μｍ〜約０．５μｍ、約０．２μｍ〜約０．６μｍ、約０．２μｍ〜約０．７μｍ、約０．２μｍ〜約０．８μｍ、約０．２μｍ〜約０．９μｍ、約０．３μｍ〜約０．４μｍ、約０．３μｍ〜約０．５μｍ、約０．３〜約０．６μｍ、約０．３μｍ〜約０．７μｍ、約０．３μｍ〜約０．８μｍ、約０．３〜約０．９μｍ、約０．４μｍ〜約０．５μｍ、約０．４μｍ〜約０．６μｍ、約０．４μｍ〜約０．７μｍ、約０．４μｍ〜約０．８μｍ、約０．４μｍ〜約０．９μｍ、約０．５μｍ〜約０．６μｍ、約０．５μｍ〜約０．７μｍ、約０．５μｍ〜約０．８μｍ、約０．５μｍ〜約０．９μｍ、約０．７μｍ〜約０．８μｍ、及び約０．７μｍ〜約０．９μｍからなる群から独立して選択される範囲の表面厚みを有する。

【0034】

いくつかの実施形態では、バルブ金属層はチタン、タングステン、アルミニウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル及びジルコニウムからなる群から独立して選択される。

【0035】

いくつかの実施形態では、バルブ金属層は約１ｎｍ〜約２０μｍの厚みを有する。１つの実施形態では、バルブ金属層は、約１０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約２０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約３０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約４０００ｎｍ〜約２００００ｍ、約５０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約６０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約７０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約８０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約９０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１００００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１１０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１２０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１３０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１４０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１５０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１６０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１７０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１８０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１９０００ｎｍ〜約２００００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約２０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約３０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約４０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約５０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約６０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約７０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約８０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約９０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１００００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１１０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１２０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１３０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１４０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１５０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１６０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１７０００ｎｍ、約１０００ｎｍ〜約１８０００ｎｍ、及び約１０００ｎｍ〜約１９０００ｎｍからなる群から独立して選択される範囲の厚みを有する。

【0036】

いくつかの実施形態では、多孔質バルブ金属酸化物層は約２μｍ〜約１０μｍの厚みを有する。１つの実施形態では、多孔質バルブ金属酸化物層は、２０００ｎｍ〜３０００ｎｍ、３０００ｎｍ〜４０００ｎｍ、４０００ｎｍ〜５０００ｎｍ、５０００ｎｍ〜６０００ｍ、６０００ｎｍ〜７０００ｎｍ、７０００ｎｍ〜８０００ｎｍ、８０００ｎｍ〜９０００ｎｍ、９０００ｎｍ〜１００００ｎｍからなる群から独立して選択される範囲にある厚みを有する。

【0037】

１つの実施形態では、多孔質バルブ金属酸化物層は約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲のサイズを備えた孔を有する。別の実施形態では、約０．１μｍ〜約０．２μｍ、約０．１μｍ〜約０．３μｍ、約０．１μｍ〜約０．４μｍ、約０．１μｍ〜約０．５μｍ、約０．１μｍ〜約０．６μｍ、約０．１μｍ〜約０．７μｍ、約０．１μｍ〜約０．８μｍ、約０．１μｍ〜約０．９μｍ、約０．２μｍ〜約１．２μｍ、約０．２μｍ〜約１．３μｍ、約０．２μｍ〜約１．４μｍ、約０．２μｍ〜約１．５μｍ、約０．２μｍ〜約１．６μｍ、約０．２μｍ〜約１．７μｍ、約０．２μｍ〜約１．８μｍ、約０．２μｍ〜約１．９μｍ、約０．３μｍ〜約２．２μｍ、約０．３μｍ〜約２．３μｍ、約０．３μｍ〜約２．４μｍ、約０．３μｍ〜約２．５μｍ、約０．３μｍ〜約２．６μｍ、約０．３μｍ〜約２．７μｍ、約０．３μｍ〜約２．８μｍ、約０．３μｍ〜約２．９μｍ、約０．４μｍ〜約３．２μｍ、約０．４μｍ〜約３．３μｍ、約０．４μｍ〜約３．４μｍ、約０．４μｍ〜約３．５μｍ、約０．４μｍ〜約３．６μｍ、約０．４μｍ〜約３．７μｍ、約０．４μｍ〜約３．８μｍ、約０．４μｍ〜約３．９μｍ、約０．５μｍ〜約４．２μｍ、約０．５μｍ〜約４．３μｍ、約０．５μｍ〜約４．４μｍ、約０．５μｍ〜約４．５μｍ、約０．５μｍ〜約４．６μｍ、約０．５μｍ〜約４．７μｍ、約０．５μｍ〜約４．８μｍ、約０．５μｍ〜約４．９μｍ、約０．６μｍ〜約５．２μｍ、約０．６μｍ〜約５．３μｍ、約０．６μｍ〜約５．４μｍ、約０．６μｍ〜約５．５μｍ、約０．６μｍ〜約５．６μｍ、約０．６μｍ〜約５．７μｍ、約０．６μｍ〜約５．８μｍ、約０．６μｍ〜約５．９μｍ、約０．７μｍ〜約６．２μｍ、約０．７μｍ〜約６．３μｍ、約０．７μｍ〜約６．４μｍ、約０．７μｍ〜約６．５μｍ、約０．７μｍ〜約６．６μｍ、約０．７μｍ〜約６．７μｍ、約０．７μｍ〜約６．８μｍ、約０．７μｍ〜約６．９μｍ、約０．８μｍ〜約７．２μｍ、約０．８μｍ〜約７．３μｍ、約０．８μｍ〜約７．４μｍ、約０．８μｍ〜約７．５μｍ、約０．８μｍ〜約７．６μｍ、約０．８μｍ〜約７．７μｍ、約０．８μｍ〜約７．８μｍ、約０．８μｍ〜約７．９μｍ、約０．９μｍ〜約８．２μｍ、約０．９μｍ〜約８．３μｍ、約０．９μｍ〜約８．４μｍ、約０．９μｍ〜約８．５μｍ、約０．９μｍ〜約８．６μｍ、約０．９μｍ〜約８．７μｍ、約０．９μｍ〜約８．８μｍ、約０．９μｍ〜約８．９μｍ、約１μｍ〜約９．２μｍ、約１μｍ〜約９．３μｍ、約１μｍ〜約９．４μｍ、約１μｍ〜約９．５μｍ、約１μｍ〜約９．６μｍ、約１μｍ〜約９．７μｍ、約１μｍ〜約９．８μｍ、約１μｍ〜約９．９μｍ、約２μｍ〜約９．２μｍ、約２μｍ〜約９．３ｍ、約２μｍ〜約９．４μｍ、約２μｍ〜約９．５μｍ、約２μｍ〜約９．６μｍ、約２μｍ〜約９．７μｍ、約２μｍ〜約９．８μｍ、約２μｍ〜約９．９μｍ、約３μｍ〜約９．３μｍ、約３μｍ〜約９．３μｍ、約３μｍ〜約９．４μｍ、約３μｍ〜約９．５μｍ、約３μｍ〜約９．６μｍ、約３μｍ〜約９．７μｍ、約３μｍ〜約９．８μｍ、約３μｍ〜約９．９μｍ、約４μｍ〜約９．２μｍ、約４μｍ〜約９．３μｍ、約４μｍ〜約９．４μｍ、約４μｍ〜約９．５μｍ、約４μｍ〜約９．６μｍ、約４μｍ〜約９．７μｍ、約４μｍ〜約９．８μｍ、約４μｍ〜約９．９μｍ、約５μｍ〜約９．２μｍ、約５μｍ〜約９．３μｍ、約５μｍ〜約９．４μｍ、約５μｍ〜約９．５μｍ、約５μｍ〜約９．６μｍ、約５μｍ〜約９．７μｍ、約５μｍ〜約９．８μｍ、約５μｍ〜約９．９μｍ、約６μｍ〜約９．２μｍ、約６μｍ〜約９．３μｍ、約６μｍ〜約９．４μｍ、約６μｍ〜約９．５μｍ、約６μｍ〜約９．６μｍ、約６μｍ〜約９．７μｍ、約６μｍ〜約９．８μｍ、約６μｍ〜約９．９μｍ、約７μｍ〜約９．２μｍ、約７μｍ〜約９．３μｍ、約７μｍ〜約９．４μｍ、約７μｍ〜約９．５μｍ、約７μｍ〜約９．６μｍ、約７μｍ〜約９．７μｍ、約７μｍ〜約９．８μｍ、約７μｍ〜約９．９μｍ、約８μｍ〜約９．２μｍ、約８μｍ〜約９．３μｍ、約８μｍ〜約９．４μｍ、約８μｍ〜約９．５μｍ、約８μｍ〜約９．６μｍ、約８μｍ〜約９．７μｍ、約８μｍ〜約９．８μｍ、約８μｍ〜約９．９μｍ、約９μｍ〜約９．２μｍ、約９μｍ〜約９．３μｍ、約９μｍ〜約９．４μｍ、約９μｍ〜約９．５μｍ、約９μｍ〜約９．６μｍ、約９μｍ〜約９．７μｍ、約９μｍ〜約９．８μｍ、及び約９μｍ〜約９．９μｍ。

【0038】

別の実施形態では、多孔性バルブ金属酸化物層は約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２の範囲の孔密度を有する。別の実施形態では、多孔質バルブ金属酸化物層は、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約１００，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約１５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約１００，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約１５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約１５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、２００，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約３５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約４００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、及び約４５０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２からなる群から独立して選択される範囲にある孔密度を有する。

【0039】

いくつかの実施形態では、複数の層はバッファ層を更に含む。１つの実施形態では、バッファ層は活性化基材表面層とバルブ金属層との間に配設される。

【0040】

いくつかの実施形態では、バッファ層は１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の厚みを有する。更なる実施形態では、バッファ層は１００ｎｍ〜２００ｎｍ、１００ｎｍ〜３００ｎｍ、１００ｎｍ〜４００ｎｍ、１００ｎｍ〜５００ｎｍ、１００ｎｍ〜６００ｎｍ、１００ｎｍ〜７００ｎｍ、１００ｎｍ〜８００ｎｍ、１００ｎｍ〜９００ｎｍ、２００ｎｍ〜３００ｎｍ、２００ｎｍ〜４００ｎｍ、２００ｎｍ〜５００ｎｍ、２００ｎｍ〜６００ｎｍ、２００ｎｍ〜７００ｎｍ、２００ｎｍ〜８００ｎｍ、２００ｎｍ〜９００ｎｍ、２００ｎｍ〜１００ｎｍ、３００ｎｍ〜４００ｎｍ、３００ｎｍ〜５００ｎｍ、３００ｎｍ〜６００ｎｍ、３００ｎｍ〜７００ｎｍ、３００ｎｍ〜８００ｎｍ、３００ｎｍ〜９００ｎｍ、３００ｎｍ〜１００ｎｍ、４００ｎｍ〜５００ｎｍ、４００ｎｍ〜６００ｎｍ、４００ｎｍ〜７００ｎｍ、４００ｎｍ〜８００ｎｍ、４００ｎｍ〜９００ｎｍ、４００ｎｍ〜１００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、５００ｎｍ〜７００ｎｍ、５００ｎｍ〜８００ｎｍ、５００ｎｍ〜９００ｎｍ、５００ｎｍ〜１００ｎｍ、６００ｎｍ〜７００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍ、６００ｎｍ〜９００ｎｍ、６００ｎｍ〜１００ｎｍ、７００ｎｍ〜８００ｎｍ、７００ｎｍ〜９００ｎｍ、７００ｎｍ〜１００ｎｍ、８００ｎｍ〜９００ｎｍ、８００ｎｍ〜１００ｎｍ、及び９００ｎｍ〜１０００ｎｍからなる群から独立して選択される範囲の厚みを有する。

【0041】

１つの実施形態では、バッファ層は第１の材料及び第２の材料の複数の交互層を含む。１つの実施形態では、第１の材料は金属材料を含み、第２の材料は金属材料の窒化物又は炭化物を含む。具体的な実施形態では、第１の材料はＴｉ及び／又はＣｒを含む。別の実施形態では、第２の材料はＴｉＮ及び／又はＣｒＮ及び／又はＴｉＣ及び／又はＣｒＣを含む。

【0042】

１つの実施形態では、第１の材料の複数の交互層の各交互層は１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の厚みを有する。別の実施形態では、第１の材料の複数の交互層の各交互層は、１０ｎｍ〜２０ｎｍ、１０ｎｍ〜３０ｎｍ、１０ｎｍ〜４０ｎｍ、１０ｎｍ〜５０ｎｍ、１０ｎｍ〜６０ｎｍ、１０ｎｍ〜７０ｎｍ、１０ｎｍ〜８０ｎｍ、１０ｎｍ〜９０ｎｍ、２０ｎｍ〜３０ｎｍ、２０ｎｍ〜４０ｎｍ、２０ｎｍ〜５０ｎｍ、２０ｎｍ〜６０ｎｍ、２０ｎｍ〜７０ｎｍ、２０ｎｍ〜８０ｎｍ、２０ｎｍ〜９０ｎｍ、２０ｎｍ〜１００ｎｍ、３０ｎｍ〜４０ｎｍ、３０ｎｍ〜５０ｎｍ、３０ｎｍ〜６０ｎｍ、３０ｎｍ〜７０ｎｍ、３０ｎｍ〜８０ｎｍ、３０ｎｍ〜９０ｎｍ、３０ｎｍ〜１００ｎｍ、４０ｎｍ〜５０ｎｍ、４０ｍ〜６０ｎｍ、４０ｎｍ〜７０ｎｍ、４０ｎｍ〜８０ｎｍ、４０ｎｍ〜９０ｎｍ、４０ｎｍ〜１００ｎｍ、５０ｎｍ〜６０ｎｍ、５０ｎｍ〜７０ｎｍ、５０ｎｍ〜８０ｎｍ、５０ｎｍ〜９０ｎｍ、５０ｎｍ〜１００ｎｍ、６０ｎｍ〜７０ｎｍ、６０ｎｍ〜８０ｎｍ、６０ｎｍ〜９０ｎｍ、６０ｎｍ〜１００ｎｍ、７０ｎｍ〜８０ｎｍ、７０ｎｍ〜９０ｎｍ、７０ｎｍ〜１００ｎｍ、８０ｎｍ〜９０ｎｍ、８０ｎｍ〜１００ｎｍ、及び９０ｎｍ〜１００ｎｍからなる群から独立して選択される範囲の厚みを有する。

【0043】

１つの実施形態では、第２の材料の複数の交互層の各交互層は１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の厚みを有する。別の実施形態では、第２の材料の複数の交互層の各交互層は、１０ｎｍ〜２０ｎｍ、１０ｎｍ〜３０ｎｍ、１０ｎｍ〜４０ｎｍ、１０ｎｍ〜５０ｎｍ、１０ｎｍ〜６０ｎｍ、１０ｎｍ〜７０ｎｍ、１０ｎｍ〜８０ｎｍ、１０ｎｍ〜９０ｎｍ、２０ｎｍ〜３０ｎｍ、２０ｎｍ〜４０ｎｍ、２０ｎｍ〜５０ｎｍ、２０ｎｍ〜６０ｎｍ、２０ｎｍ〜７０ｎｍ、２０ｎｍ〜８０ｎｍ、２０ｎｍ〜９０ｎｍ、２０ｎｍ〜１００ｎｍ、３０ｎｍ〜４０ｎｍ、３０ｎｍ〜５０ｎｍ、３０ｎｍ〜６０ｎｍ、３０ｎｍ〜７０ｎｍ、３０ｎｍ〜８０ｎｍ、３０ｎｍ〜９０ｎｍ、３０ｎｍ〜１００ｎｍ、４０ｎｍ〜５０ｎｍ、４０ｎｍ〜６０ｎｍ、４０ｎｍ〜７０ｎｍ、４０ｎｍ〜８０ｎｍ、４０ｎｍ〜９０ｎｍ、４０ｎｍ〜１００ｎｍ、５０ｎｍ〜６０ｎｍ、５０ｎｍ〜７０ｎｍ、５０ｎｍ〜８０ｎｍ、５０ｎｍ〜９０ｎｍ、５０ｎｍ〜１００ｎｍ、６０ｎｍ〜７０ｎｍ、６０ｎｍ〜８０ｎｍ、６０ｎｍ〜９０ｎｍ、６０ｎｍ〜１００ｎｍ、７０ｎｍ〜８０ｎｍ、７０ｎｍ〜９０ｎｍ、７０ｎｍ〜１００ｎｍ、８０ｎｍ〜９０ｎｍ、８０ｎｍ〜１００ｎｍ、及び９０ｎｍ〜１００ｎｍからなる群から選択される範囲の厚みを有する。

【0044】

１つの実施形態では、第１の材料及び第２の材料の複数の交互層の各交互層は、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の厚みを有する。別の実施形態では、第１の材料及び第２の材料の複数の交互層の各交互層は、１０ｎｍ〜２０ｎｍ、１０ｎｍ〜３０ｎｍ、１０ｎｍ〜４０ｎｍ、１０ｎｍ〜５０ｎｍ、１０ｎｍ〜６０ｎｍ、１０ｎｍ〜７０ｎｍ、１０ｎｍ〜８０ｎｍ、１０ｎｍ〜９０ｎｍ、２０ｎｍ〜３０ｎｍ、２０ｎｍ〜４０ｎｍ、２０ｎｍ〜５０ｎｍ、２０ｎｍ〜６０ｎｍ、２０ｎｍ〜７０ｎｍ、２０ｎｍ〜８０ｎｍ、２０ｎｍ〜９０ｎｍ、２０ｎｍ〜１００ｎｍ、３０ｎｍ〜４０ｎｍ、３０ｎｍ〜５０ｎｍ、３０ｎｍ〜６０ｎｍ、３０ｎｍ〜７０ｎｍ、３０ｎｍ〜８０ｎｍ、３０ｎｍ〜９０ｎｍ、３０ｎｍ〜１００ｎｍ、４０ｎｍ〜５０ｎｍ、４０ｎｍ〜６０ｎｍ、４０ｎｍ〜７０ｎｍ、４０ｎｍ〜８０ｎｍ、４０ｎｍ〜９０ｎｍ、４０ｎｍ〜１００ｎｍ、５０ｎｍ〜６０ｎｍ、５０ｎｍ〜７０ｎｍ、５０ｎｍ〜８０ｎｍ、５０ｎｍ〜９０ｎｍ、５０ｎｍ〜１００ｎｍ、６０ｎｍ〜７０ｎｍ、６０ｎｍ〜８０ｎｍ、６０ｎｍ〜９０ｎｍ、６０ｎｍ〜１００ｎｍ、７０ｎｍ〜８０ｎｍ、７０ｎｍ〜９０ｎｍ、７０ｎｍ〜１００ｎｍ、８０ｎｍ〜９０ｎｍ、８０ｎｍ〜１００ｎｍ、及び９０ｎｍ〜１００ｎｍからなる群から独立して選択される範囲の厚みを有する。

【0045】

別の実施形態では、バッファ層は結晶質又は非晶質材料を含む。このような実施形態では、結晶質又は非晶質材料は、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、ＲｕＯ_２、又はＭｏＯ_２、ＭｏＯ_３、ＶＯ、ＶＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＣｒＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｒＯ_３及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。

【0046】

なお別の実施形態では、バッファ層は第１の材料、第２の材料及び第３の材料の複数の交互層を含む。１つの実施形態では、バッファ層は３つの交互層の１から１０グループまでを含む。更なる実施形態では、第１の材料は第１の金属材料の酸化物を含み、第２の材料は第２の金属材料の窒化物を含み、第２の金属材料は第１の金属材料と同一又はそれとは異なるものにすることができる、及び第３の材料は第３の金属材料を含み、このような第３の金属材料は、第１の金属材料及び／又は第２の金属材料と同一又はそれとは異なるものにすることができる。具体的な実施形態では、第１の材料はＴａ_２Ｏ_５であり、第２の材料はＡｌＮであり及び第３の材料はＡｕであり、結果的にはバッファ層はＴａ_２Ｏ_５／ＡｌＮ／Ａｕの複数の交互層を含むことになる。

【0047】

いくつかの実施形態では、本発明によれば、基材の上に配設された複数の層は活性化基材表面層とバルブ金属層との間に配設された接着層を更に含む。１つのこのような実施形態では、接着層はメタクリル酸オキシプロピルトリメトキシシラン（methyacryloxypropyl trimethoxylsilane）から誘導されるポリシラン層である。

【0048】

本発明による外科用インプラントの他の実施形態では、複数の層は導電性の非酸化性金属から形成される導電性層を更に含む。１つの実施形態では、導電性の非酸化性金属はＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される。１つの実施形態では、導電性層はバッファ層とバルブ金属層との間に位置づけされる。別の実施形態では、導電性層は、１００ｎｍ〜１０００ｎｍ、１００ｎｍ〜５００ｎｍ、及び２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲の厚みを有する。

【0049】

いくつかの実施形態では、外科用インプラントは多孔質バルブ金属酸化物層の上に位置する銀塩のコーティングを含む。１つのこのような実施形態では、銀塩はＡｇＮＯ_３である。

【0050】

本発明による外科用インプラントのいくつかの例示的な実施形態では、外科用インプラントは外面及び基材の外面の上に配設された複数の層を有する基材を含み、基材はポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）材料又はポリエチレンなどの熱可塑性材料を含む。１つの実施形態では、複数の層は基材の外面全体を実質的に被覆する。実施形態の目的のために、「実質的に被覆する」とは、基材の外面の少なくとも９５％が複数の層によって被覆されることを意味する。

【0051】

埋め込み可能な医療用装置は、欠損した生物学的構造体を置換する、損傷した生物学的構造体を支持する、又は既存の生物学的構造体を向上させることを含む、多様な医療用途／臨床用途に製造される。人体／人体組織に接触するインプラント及び／又はインプラントの表面はそれらの構成が異なる。インプラントのいくつかは、所望のインプラント機能性に応じてチタン、シリコーン若しくはアパタイトなどの生物医学材料から作製されてよい。場合によって、インプラントは、例えば、人工ペースメーカー及び蝸牛のインプラントなどのエレクトロニクスを内蔵し、かつ／又は埋め込み可能なピル又は薬剤溶出ステントの形態で皮下薬剤送達装置など、生物活性である。

【0052】

外科用インプラントは、とりわけ、整形外科、神経外科、心臓病学、及び心臓胸部の手術の分野において、医療／臨床用途のために存在する。外科用インプラントの非制限実施例としては、例えば、人工心臓弁及び管状血管プロテーゼなどの心臓血管インプラント；例えば、水頭症シャント及びコンポーントなどの神経外科用インプラント；頭蓋内動脈瘤クリップ；例えば、部分的及び完全股関節プロテーゼ及び完全膝関節プロテーゼなどの骨及び関節置換；例えば、金属骨スクリュー、金属骨プレート、髄質ピン、金属骨格ピン及びワイヤー、及び完全椎間脊椎円板プロテーゼなどの骨接合術及び脊髄装置、口腔及び顎顔面外科インプラント；並びにユニバーサル脊椎方式、ハリントン方式、及び従来方式などの脊髄及び骨盤方式が挙げられる。

【0053】

結果的に、外科用インプラントは、構成、構造的複雑性及び医療／臨床用途がさまざまに異なる広範囲の製品を含む。そういうわけで、本発明の例示的な実施形態に従った使用のためのインプラントは、使用状況に応じてサイズ、形状、及び他の物理的及び化学的特性が異なるものにできる。

【0054】

結果的に、１つの実施形態では、本発明による外科用インプラントは、スクリュー、ピン、ロッド、プレート、釘、骨アンカー、ケーブルタイ、角錐又はスパイク又はキール付きのプレート、解剖学的３Ｄプレート、複合骨置換構造体、及び骨格からなる群から独立して選択された形状を有する。

【0055】

当業者は、所望の結果、例えば、臓器修復、臓器置換、若しくは臓器増強を得るために、好適なインプラントの特性、例えば、規模、形状、化学組成物、その他を選択できることを認識するであろう。

【0056】

別の態様では、本発明はポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の、複数の層を含む外科用インプラントのためにコーティングを提供する。別の例示的な実施形態では、コーティングは約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲のサイズを備えた孔を有する外側コーティング層を有する。別の実施形態では、外側コーティング層は、約０．１μｍ〜約１μｍ、約０．２μｍ〜約２μｍ、約０．３μｍ〜約３μｍ、約０．４〜約４μｍ、約０．５〜約５μｍ、約０．６μｍ〜約６μｍ、約０．７μｍ〜約７μｍ、約０．８μｍ〜約８μｍ、約０．９μｍ〜約９μｍ、約０．１μｍ〜約０．２μｍ、約０．１μｍ〜約０．３μｍ、約０．１μｍ〜約０．４μｍ、約０．１〜約０．５μｍ、約０．１μｍ〜約０．６μｍ、約０．１μｍ〜約０．７μｍ、約０．１μｍ〜約０．８μｍ、約０．１μｍ〜約０．９μｍ、約０．２μｍ〜約０．３μｍ、約０．２μｍ〜約０．４μｍ、約０．２μｍ〜約０．５μｍ、約０．２μｍ〜約０．６μｍ、約０．２μｍ〜約０．７μｍ、約０．２μｍ〜約０．８μｍ、約０．２μｍ〜約０．９μｍ、約０．２μｍ〜約１０μｍ、約０．３μｍ〜約０．４μｍ、約０．３μｍ〜約０．５μｍ、約０．３〜約０．６μｍ、約０．３μｍ〜約０．７μｍ、約０．３μｍ〜約０．８μｍ、約０．３〜約０．９μｍ、約０．３μｍ〜約１０μｍ、約０．４μｍ〜約０．５μｍ、約０．４μｍ〜約０．６μｍ、約０．４μｍ〜約０．７μｍ、約０．４μｍ〜約０．８μｍ、約０．４μｍ〜約０．９μｍ、約０．４μｍ〜約１０μｍ、約０．５μｍ〜約０．６μｍ、約０．５μｍ〜約０．７μｍ、約０．５μｍ〜約０．８μｍ、約０．５μｍ〜約０．９μｍ、約０．５μｍ〜約１０μｍ、約０．７μｍ〜約０．８μｍ、約０．７μｍ〜約０．９μｍ、及び約０．７μｍ〜約１０μｍの範囲からなる群から独立して選択されるサイズを備えた孔を有する。

【0057】

他の実施形態では、外側コーティング層は約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２の範囲の孔密度を備えた孔を有する。別の実施形態では、外側コーティング層は、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約１００，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約１５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約１００，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約１５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約５０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約１５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約１５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約２５０，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３００，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約２５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約３５０，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４００，０００孔／ｍｍ^２、約３５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約３５０，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、約４００，０００孔／ｍｍ^２〜約４５０，０００孔／ｍｍ^２、及び約４５０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２からなる群から独立して選択される孔密度を備えた孔を有する。

【0058】

いくつかの実施形態では、外側コーティング層はＴｉ、Ｏ、Ｃａ、及びＰの元素又はイオンを更に含む。

【0059】

別の態様では、本発明はポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の、上述の外科用インプラントの様々な実施形態を作製する方法を提供する。

【0060】

１つの例示的な実施形態では、本方法は（Ａ）（ｉ）プラズマ活性化、（ｉｉ）電子ビーム照射、（ｉｉｉ）紫外光、及び（ｉｖ）低エネルギーＡｒ＋イオンビーム照射を含む１つ又は２つ以上のプロセスにより基材の外面を処理することによって活性化基材表面層を生成する工程と、（Ｂ）活性化基材表面層の上に複数の層を塗布する工程であって、少なくとも１つの層が約１ｎｍ〜約２０μｍの厚みで塗布されたバルブ金属層を含む、塗布する工程と、（Ｃ）陽極酸化プロセスによりバルブ金属層の表面を変換することにより約２μｍ〜約１０μｍの厚みを有する多孔質バルブ金属酸化物層を形成する工程と、を含む。

【0061】

ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の外科用インプラントを作製する方法のいくつかの実施形態では、バルブ金属層が、カソードアーク蒸着、マグネトロンスパッタリング物理蒸着、パルスレーザ蒸着、電子ビーム物理蒸着、ハイパワーインパルスマグネトロンスパッタリング、フィルタ処理真空アーク蒸着、金属プラズマ浸漬イオン注入及び蒸着、金属蒸気真空アーク注入及びプラズマ支援化学蒸着からなる群から独立して選択されるプロセスにより塗布される。ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の外科用インプラントを作製する方法の他の実施形態では、バルブ金属層がＴｉ化合物を含有する溶液内でディップ（浸漬）コーティング又はスピンコーティングにより塗布される。

【0062】

１つの実施形態では、陽極酸化プロセスは多孔質バルブ金属酸化物の１つの層へＣａ及びＰイオンを含有するアルカリ浴内で行われるスパーク陽極酸化プロセスに対応し、多孔質バルブ金属酸化物層は非晶質リン酸カルシウムを含有する。別の実施形態では、陽極酸化プロセスは酸性媒質内で行われるカラー陽極酸化プロセスに対応する。このようなカラー陽極酸化プロセスであれば、色付き表面を生み出すことができるであろう。

【0063】

１つの実施形態では、複数の層が活性化基材表面層を実質的に被覆するように塗布される。

【0064】

いくつかの実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の外科用インプラントを作製する方法は、バルブ金属層の塗布前に活性化基材表面層の上にバッファ層を塗布する工程を更に含む。更なる実施形態では、バッファ層を塗布する工程は、第１の材料層及び第２の材料層の複数の交互層を塗布することを含む。

【0065】

いくつかの実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の外科用インプラントを作製する方法は、活性化基材表面層とバッファ層との間の接着層を塗布する工程を更に含む。

【0066】

いくつかの他の実施形態では、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントを作製する方法は、導電性の非酸化性金属を塗布することにより陽極酸化プロセスに先行してバルブ金属層の下に導電性層を形成する工程を更に含む。

【0067】

ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の外科用インプラントを作製する方法の別の実施形態では、本方法は多孔質バルブ金属酸化物層の上へ銀塩のコーティングを塗布することの追加の工程を更に含む。ＡｇＮＯ_３は、本方法において用いるための例示的な銀塩である。

【0068】

ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）又はポリエチレンなどの熱可塑性材料の外科用インプラントを作製する方法の１つの例示的な実施形態では、ＰＡＥＫはポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）及びポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）からなる群から独立して選択される。

【0069】

添付の図面の図１〜図６に図示された上述した様々な実施形態の実施例に関して説明を行う。可能な限り、同一の参照符号は同一の又は類似の部品を言及するために図面全体を通じて用いられる。

【0070】

図１を参照して、本発明による外科用インプラントの例示的な実施形態を通した概略の断面の実例を示している。図示された例示的な外科用インプラントは基材１を含み、その基材は基材外面１４、及び基材外面１４の上に配設された複数の層を有する。１つの実施形態では、複数の層は活性化基材表面層２を含み、その活性化基材表面層２は基材外面１４の少なくとも一部分の上に配設されている。１つの実施形態では、複数の層は活性化基材表面層２の少なくとも一部分の上に配設されたバルブ金属層３を含む。別の実施形態では、複数の層は多孔質バルブ金属酸化物層４を含み、バルブ金属層３は活性化基材表面層２と多孔質バルブ金属酸化物層４との間に配設されている。

【0071】

図２は、本発明による外科用インプラントの別の例示的な実施形態を通した概略断面を示す。図示された実施形態では、外科用インプラントは基材１を含み、その基材は外面及び基材外側面の上に配設された複数の層を有する。１つの実施形態では、複数の層はシリコン及び／又はカーボン含有層５を含む。別の実施形態では、シリコン及び／又は含有層５が活性化基材表面層２とバルブ金属層３との間に配設されている。更なる実施形態では、複数の層はバルブ金属層３の上に配設された多孔質バルブ金属酸化物層４を含む。

【0072】

図３Ａ及び３Ｂは、それぞれ本発明による外科用インプラントの別の例示的な実施形態を通した略断面を示す。図示された実施形態では、外科用インプラントは基材１を含み、その基材は外面及び基材の外面の上に配設された複数の層を有し、複数の層はバッファ層６を含む。１つの実施形態では、バッファ層は活性化基材表面層２の表面の少なくとも一部分の上に配設されている。別の実施形態では、バッファ層６は活性化基材表面層２とバルブ金属層３との間に配設されている。

【0073】

図３Ｃは、図３Ｂに示されたバッファ層６の例示的な実施形態のより詳細な実例である。図示される通り、バッファ層６の例示的な実施形態は第１の材料７及び第２の材料８の複数の交互層を含む。１つの実施形態では、第１の材料７及び第２の材料８は同一にも又は異なるものにもできる。１つの実施形態では、第１の材料７は金属材料を含む。別の実施形態では、第２の材料８は金属材料の窒化物を含む。１つの実施形態では、第１の材料７は金属材料を含み及び第２の材料８は金属材料の窒化物を含む。１つの実施形態では、第１の材料７はＴｉを含む。１つの実施形態では、第１の材料７はＣｒを含む。なお別の実施形態では、第１の材料７はＴｉ及びＣｒを含む。別の実施形態では、第２の材料はＴｉＮを含む。別の実施形態では、第２の材料はＣｒＮを含む。別の実施形態では、第２の材料はＴｉＣを含む。別の実施形態では、第２の材料はＣｒＣを含む。なお別の実施形態では、第２の材料はＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣ及びＣｒＣの１つ又は組み合わせを含む。

【0074】

いくつかの実施形態では、バッファ層６は第１の金属材料の酸化物を含む第１の材料、第１の金属材料と同一又はそれとは異なるものである、第２の金属材料の窒化物を含む第２の材料、及び、例えば、Ｔａ_２Ｏ_５／ＡｌＮ／Ａｕの第３の金属材料の複数の交互層を含む。

【0075】

図３Ｄは、本発明による外科用インプラントの別の例示的な実施形態を通しての概略断面を示す。図示された実施形態では、外科用インプラントは基材１を含み、その基材は外面及び基材の外面の上に配設された複数の層を有し、複数の層は導電性層１５を含む。１つの実施形態では、導電性層１５はバッファ層６とバルブ金属層３との間に配設される。別の実施形態では、導電性層は導電性の非酸化性金属を含む。１つの具体的な実施形態では、導電性層はＡｕ、Ｐｔ、及びＰｄからなる群から独立して選択される導電性の非酸化性金属を含む。いくつかの実施形態では、導電性層は１０００ｎｍ以下である厚みを有する。別の実施形態では、導電性層は１００ｎｍ以下である厚みを有する。

【0076】

図４はオッセオインテグレーション表面処理を施したＰＥＥＫのようなポリマーで作られた例示的な骨アンカーを示す。図示された骨アンカーは、表面処理されたアンカー本体１０、アンカー挿入ヘッド９、縫合糸用開口１２及びスクリューリセス１１を有する。

【0077】

図５は外面２０及び内面２１が活性化された人間の脊柱から椎間板の摘出後に使用するための概略の外科用インプラントを示す。

【0078】

図６は本明細書に記載した実施形態に従った頭蓋冠の再建ための外科用インプラント３０を示す。

【0079】

図６は本明細書に記載した実施形態に従った頭蓋冠の再建のための人間の頭蓋骨３５に相対的な外科用インプラント３０を示す。

【0080】

本明細書の広義の発明概念から逸脱しないで上に示されかつ記載された例示的な実施形態に対して変更を行うことができることが当業者により認識されるであろう。従って、本発明は図示されかつ記載された例示的な実施形態に限定されないが、請求項により定義されるように本発明の精神及び範囲内の修正を網羅するように意図されることが理解される。例えば、例示的な実施形態の具体的な特徴は請求項に係る発明の一部であってもよいしそうでなくてもよい、また開示された実施形態の特徴は組み合わされてもよい。本明細書に特段の明記がない限り、用語「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は１つの要素に限定されるものでなく、「少なくとも１つの」を意味するものとして読まれるべきである。

【0081】

本発明の図面及び記載の少なくともいくつかは本発明の明確な理解のために適切である要素に焦点を合わせるように簡略化されてきたことは理解されるべきであるが、一方明確にするために、当業者が認める他の要素を取り除くことはまた本発明の一部分を構成してもよい。しかしながら、このような要素が当該技術分野において周知であるため、及びそれらが本発明のよりよい理解を必ずしも容易にするわけでないため、このような要素の記載は本明細書に提供されない。

【0082】

更に、本明細書に明記されている工程の特定の順序に依拠しないことの範囲内において、工程の特定の順序は請求項に対する制限と解釈されるべきでない。本発明の方法を対象とした請求項は、書かれた順序における工程の実行に限定されるべきでない、また当業者は工程が変わり得るものであってかつ本発明の精神及び範囲内に依然留まり得ることを容易に認識できる。

【0083】

〔実施の態様〕
（１） 外科用インプラントであって、
基材であって、外面及び該基材の外面の上に配設される複数の層を有し、該基材はポリマー材料を含み、かつ
該複数の層は、
（ｉ）活性化基材表面層と、
（ｉｉ）バルブ金属層と、
（ｉｉｉ）多孔質バルブ金属酸化物層と、
を含み、
前記バルブ金属層が前記活性化基材層と前記多孔質バルブ金属酸化物層との間に配設されている、基材を含む、外科用インプラント。
（２） 前記基材の前記ポリマー材料が、サーモポリマー材料（thermopolymeric material）である、実施態様１に記載の外科用インプラント。
（３） 前記ポリマー材料が、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）材料である、実施態様１に記載の外科用インプラント。
（４） 前記バルブ金属層が、チタン、タングステン、アルミニウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル及びジルコニウムからなる群から独立して選択される金属から形成される、実施態様１〜３のいずれかに記載の外科用インプラント。
（５） 前記多孔質バルブ金属酸化物層が、非晶質リン酸カルシウム組成物を含む、実施態様１〜４のいずれかに記載の外科用インプラント。

【0084】

（６） 前記複数の層が、バッファ層を更に含み、前記バッファ層が、前記活性化基材表面層と前記バルブ金属層との間に配設される、実施態様１〜５のいずれかに記載の外科用インプラント。
（７） 前記バッファ層が、第１の材料及び第２の材料の複数の交互層を含む、実施態様６に記載の外科用インプラント。
（８） 前記第１の材料が、金属材料を含み、前記第２の材料が、前記金属材料の窒化物及び／又は炭化物を含む、実施態様７に記載の外科用インプラント。
（９） 前記第１の材料が、Ｔｉ及びＣｒを含み、前記第２の材料が、ＴｉＮ、ＣｒＮ、ＴｉＣ、ＣｒＣ及びそれらの混合物からなる群から独立して選択される組み合わせを含む、実施態様７又は８のいずれかに記載の外科用インプラント。
（１０） 各交互層が、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲の厚みを有する、実施態様７〜９のいずれかに記載の外科用インプラント。

【0085】

（１１） 前記バッファ層が、結晶質又は非晶質材料を含む、実施態様６に記載の外科用インプラント。
（１２） 前記結晶質又は非晶質材料が、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、ＲｕＯ_２、又はＭｏＯ_２、ＭｏＯ_３、ＶＯ、ＶＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、ＣｒＯ_２Ｏ_３、ＣｒＯ_３、及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される、実施態様１１に記載の外科用インプラント。
（１３） 前記バッファ層が、第１の材料、第２の材料及び第３の材料の複数の交互層を含む、実施態様６に記載の外科用インプラント。
（１４） 前記第１の材料が、Ｔａ_２Ｏ_５であり、前記第２の材料がＡｌＮでありかつ前記第３の材料がＡｕである、実施態様１３に記載の外科用インプラント。
（１５） 前記バッファ層が、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の厚みを有する、実施態様６〜１４のいずれかに記載の外科用インプラント。

【0086】

（１６） 前記基材が、強化ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）を含む、実施態様１〜１５のいずれかに記載の外科用インプラント。
（１７） 前記ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）は、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ），ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）及びポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）からなる群から独立して選択される、実施態様３〜１６のいずれかに記載の外科用インプラント。
（１８） 前記複数の層が、前記基材の外面を実質的に被覆する、実施態様１〜１７のいずれかに記載の外科用インプラント。
（１９） 前記多孔質バルブ金属酸化物層が銀塩層で被覆される、実施態様１〜１８のいずれかに記載の外科用インプラント。
（２０） 前記基材が、Ｚｒ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、Ｂａ、ＢａＳＯ_４、Ｔａ、Ｔａ_２Ｏ_５、Ａｕ、Ｎｂ、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ、Ｂｉ_２Ｏ_３、及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される放射線不透過性材料を含む、実施態様１〜１９のいずれかに記載の外科用インプラント。

【0087】

（２１） 前記複数の層が、前記活性化基材表面層と前記バルブ金属層との間に配設されたポリシラン層を更に含む、実施態様１〜２０のいずれかに記載の外科用インプラント。
（２２） 前記複数の層が、導電性の非酸化性金属から形成される導電性層を更に含む、実施態様１〜２１のいずれかに記載の外科用インプラント。
（２３） 前記導電性の非酸化性金属が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びそれらの組み合わせからなる群から独立して選択される、実施態様２２に記載の外科用インプラント。
（２４） 前記導電性層が、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の厚みを有する、実施態様２２及び２３のいずれかに記載の外科用インプラント。
（２５） スクリュー、ピン、ロッド、プレート、釘、骨アンカー、ケーブルタイ、角錐又はスパイク又はキール付きプレート、解剖学的３Ｄプレート、複合骨置換構造体、及び足場からなる群から独立して選択される形状を有する、実施態様１〜２４のいずれかに記載の外科用インプラント。

【0088】

（２６） 前記多孔質バルブ金属酸化物層が、約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲のサイズ、及び約１０，０００孔／ｍｍ２〜約５００，０００孔／ｍｍ２の範囲の孔密度を備えた孔を有する、実施態様１〜２５のいずれかに記載の外科用インプラント。
（２７） 複数の層を含むポリマー外科用インプラント用コーティングであって、外側コーティング層が約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲のサイズ及び約１０，０００孔／ｍｍ^２〜約５００，０００孔／ｍｍ^２の範囲の孔密度を備えた孔を有し、該外側コーティング層がＴｉ、Ｏ、Ｃａ、及びＰの元素又はイオンを更に含む、コーティング。
（２８） 前記ポリマー外科用インプラントが、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントである、実施態様２７に記載のコーティング。
（２９） 実施態様１〜２８のいずれかに記載のポリマー外科用インプラントを作製する方法であって、
Ａ）１つ又は２つ以上のプロセスにより前記基材の外面を処理することにより、活性化基材表面層を作製する工程であって、前記１つ又は２つ以上のプロセスが、
（ｉ）プラズマ活性化、
（ｉｉ）電子ビーム照射、
（ｉｉｉ）紫外光、及び
（ｉｖ）低エネルギーＡｒ＋イオンビーム照射、
を含む、工程と、
Ｂ）前記活性化基材表面層の上に複数の層を塗布する工程であって、少なくとも１つの層は約１ｎｍ〜約２０μｍの厚みで塗布されたバルブ金属層を含む、工程と、
Ｃ）前記バルブ金属層の表面を陽極酸化プロセスにより変換することにより約２μｍ〜約１０μｍの厚みを有する多孔質バルブ金属酸化物層を形成する工程と、
を含む方法。
（３０） 前記陽極酸化プロセスが、多孔質バルブ金属酸化物の層へのＣａ及びＰイオンを含有するアルカリ浴内で行われるスパーク陽極酸化プロセスであり、前記多孔質バルブ金属酸化物層は非晶質リン酸カルシウムを含有する、実施態様２９に記載の方法。

【0089】

（３１） 前記陽極酸化プロセスが、酸性媒質内で行われるカラー陽極酸化プロセスである、実施態様２９及び３０のいずれかに記載の方法。
（３２） 前記バルブ金属層の塗布に先行して前記活性化基材表面層の上にバッファ層を塗布する工程を、更に含む、実施態様２９〜３１のいずれかに記載の方法。
（３３） 前記バッファ層を塗布することが、第１の材料層及び第２の材料層の複数の交互層を塗布することを含む、実施態様３２に記載の方法。
（３４） 前記複数の層が、前記活性化基材表面層を実質的に被覆するように塗布される、実施態様２９〜３３のいずれかに記載の方法。
（３５） 前記活性化基材表面層と前記バッファ層との間に接着層を塗布することを更に含む、実施態様２９〜３４のいずれかに記載の方法。

【0090】

（３６） 前記陽極酸化プロセスに先行して前記バルブ金属層の下に導電性層を形成するために導電性の非酸化性金属を塗布することを更に含む、実施態様２９〜３５のいずれかに記載の方法。
（３７） 前記ポリマー外科用インプラントが、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）外科用インプラントであり、前記ＰＡＥＫが、ＰＡＥＫ、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）及びポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）からなる群から独立して選択される、実施態様２９〜３６のいずれかに記載の方法。
（３８） 前記多孔質バルブ金属酸化物層の上に銀塩のコーティングを塗布する追加工程を更に含む、実施態様２９〜３７のいずれかに記載の方法。
（３９） 前記バルブ金属層が、カソードアーク蒸着、マグネトロンスパッタリング物理蒸着、パルスレーザ蒸着、電子ビーム物理蒸着、ハイパワーインパルスマグネトロンスパッタリング、フィルタ処理真空アーク蒸着、金属プラズマ浸漬イオン注入及び蒸着、金属蒸気真空アーク注入（metal vapor vacuum arc implantation）及びプラズマ支援化学蒸着からなる群から独立して選択されるプロセスにより塗布される、実施態様２９〜３８のいずれかに記載の方法。
（４０） 前記バルブ金属層が、Ｔｉ化合物を含有する溶液内でディップコーティング又はスピンコーティングにより塗布される、実施態様２９〜３８のいずれかに記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】