特表 2022-516542 生物活性コーティングおよびインプラント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-28

(54)【発明の名称】生物活性コーティングおよびインプラント

(51)【国際特許分類】

   A61L 27/28 20060101AFI20220218BHJP

【ＦＩ】

A61L27/28

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021538400

(86)(22)【出願日】2019-12-24

(85)【翻訳文提出日】2021-08-02

(86)【国際出願番号】 CN2019127936

(87)【国際公開番号】W WO2020135423

(87)【国際公開日】2020-07-02

(31)【優先権主張番号】201811642573.9

(32)【優先日】2018-12-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521285045

【氏名又は名称】スーチョウ マイクロポート オーソレコン カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】特許業務法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シン，チェン

(72)【発明者】

【氏名】ルー，リンシャオ

(72)【発明者】

【氏名】チャン，シャオロン

(72)【発明者】

【氏名】リウ，シャン

(72)【発明者】

【氏名】ユウ，チェンユン

【テーマコード（参考）】

4C081

【Ｆターム（参考）】

4C081AB02

4C081BA17

4C081DA04

4C081DC02

4C081DC04

(57)【要約】

【課題】
【解決手段】表面層（１１０）を備え、表面層（１１０）は、不規則に接続されている複数の第１単一体を備え、複数の第１の貫通孔が複数の第１単一体の間および複数の第１単一体内部に形成されている生物活性コーティング（１００）を提供する。表面層（１１０）は、生物活性コーティング（１００）の最外側に配置され、表面層（１１０）は、不規則に接続されている複数の第１単一体を備え、複数の第１の貫通孔が、複数の第１単一体の間および複数の第１単一体内部に形成されている、すなわち、表面層（１１０）中の複数の第１単一体は、不規則に接続されており、したがって、表面層（１１０）中の複数の第１の貫通孔が不規則な状態になることができる結果、対応する骨組織の細胞が表面層（１１０）の中へ成長することを促進し、それにより、骨の内部成長作用と長期安定性を向上させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

生物活性コーティングであって、
表面層を備え、
前記表面層は、不規則に接続されている複数の第１単体を備え、
前記複数の第１単体の間および前記複数の第１単体の内部に複数の第１の気孔が形成されている生物活性コーティング。

【請求項2】

少なくとも１つの中間層をさらに備え、
前記表面層が前記生物活性コーティングの最外側に配置され、
前記表面層および前記少なくとも１つの中間層が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って配置され、
前記生物活性コーティングの気孔率が前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に低下する、請求項１に記載の生物活性コーティング。

【請求項3】

前記少なくとも１つの中間層が、規則正しく接続されている複数の第２単体を備え、
前記複数の第２単体の間および前記複数の第２単体の内部に複数の第２の気孔が形成されている、請求項２に記載の生物活性コーティング。

【請求項4】

前記少なくとも１つの中間層が、不規則に接続されている複数の第２単体を備え、
前記複数の第２単体の間および前記複数の第２単体の内部に複数の第２の気孔が形成されている、請求項２に記載の生物活性コーティング。

【請求項5】

前記表面層中の前記第１単体が、前記少なくとも１つの中間層中の前記第２単体に対して異なる構造を有する、請求項３または請求項４に記載の生物活性コーティング。

【請求項6】

前記第１単体が、Ｎ≧１０であるＮ-面体構造を有し、
前記第２単体が、Ｍ＜１０であるＭ-面体構造を有する、請求項５に記載の生物活性コーティング。

【請求項7】

前記第１単体の構造が、菱形十二面体、二十面体、および二十・十二面体からなる群から選択される構造であり、
前記第２単体の構造が、ダイヤモンド構造体、セル状構造、四面体、立方体、および八面体からなる群から選択される構造である、請求項５に記載の生物活性コーティング。

【請求項8】

前記第２単体が、互いに接続されている４つの第２コネクティングロッドから形成されているダイヤモンド構造を有し、
前記４つの第２コネクティングロッドは、それらの第１の端部で互いに接続されている一方、前記４つの第２コネクティングロッドの第２の端部は互いに離れており、
前記４つの第２コネクティングロッドの前記接続されている第１の端部が正四面体の中心に位置しており、前記４つの第２コネクティングロッドの第２の端部が、それぞれ、前記正四面体の４つの頂点に位置している、請求項５に記載の生物活性コーティング。

【請求項9】

前記少なくとも１つの中間層が、少なくとも２つの中間層を有し、
異なる種類の第２単体が提供される、請求項３または請求項４に記載の生物活性コーティング。

【請求項10】

前記中間層および前記表面層の気孔率が、各単一層内部で均一かつ一定で、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って異なる層の間で徐々に低下する、または、前記中間層および前記表面層の気孔率が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って各単一層内部で徐々に低下するとともに前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って異なる層の間で徐々に低下する、または、前記生物活性コーティングの気孔率が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って勾配を持って連続的に変化する、請求項３または請求項４に記載の生物活性コーティング。

【請求項11】

前記第１単体が、互いに接続されている複数の第１コネクティングロッドから構成されており、
前記第２単体が、互いに接続されている複数の第２コネクティングロッドから構成されており、
前記第１コネクティングロッドの直径は、前記第２コネクティングロッドの直径より小さく、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドが同一の直径を有し、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドが同一の直径を有し、および／または、
前記第１コネクティングロッドが、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドと比較して、より小さい密度で前記表面層中に配置されており、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドが均一の密度で配置されており、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドが均一の密度で配置されており、または、
前記表面層中の前記第１コネクティングロッドの直径が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなり、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドの直径が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなり、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドの直径が前記中間層中の前記第２コネクティングロッドの直径より小さい、および／または、
前記表面層中の前記第１コネクティングロッドは、密度が前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置されており、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドは、密度が前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置されており、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドは、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドと比較して、より小さい密度で配置されており、または
前記生物活性コーティングが有する前記第１コネクティングロッドおよび前記第２コネクティングロッドの直径が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなる、および／または、前記生物活性コーティングが有する前記第１コネクティングロッドおよび前記第２コネクティングロッドは、密度が前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置されている、請求項３または請求項４に記載の生物活性コーティング。

【請求項12】

コンピュータのソフトウェアで設計され３Ｄ印刷によって一体的に形成される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の生物活性コーティング。

【請求項13】

インプラントであって、
基体層と、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の生物活性コーティングと、
を備え、
前記生物活性コーティングが前記基体層の上に配置され、前記生物活性コーティングの前記表面層が前記インプラントの最外側に配置されている、インプラント。

【請求項14】

前記インプラントの全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成されている、請求項１３に記載のインプラント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、医療機器の技術分野、特に、生物活性コーティングおよびインプラントに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のインプラント用の生物活性コーティングは、通常、チタンビーズ焼結、プラズマ溶射、およびコランダムブラスト等の技法を用いて製造される。しかしながら、これらの技法では、生物活性コーティングの気孔率を制御可能に変更することが困難である。それに加えて、これらの技法では、気孔間の接続性を確保することができず、その結果、応力遮蔽が生じやすくなる。さらに、このような生物活性コーティングでは、層間のボンディングおよびコーティングと基体間のボンディングが接着剤により実施されることが多いので安定性に欠き、骨の内部成長ならびに生物活性コーティングおよびインプラントの機械特性に対して有害となる。従来の技法は、また、非常に複雑であること、製造サイクルが長いこと、および高コストであること等の欠点も有する。

【0003】

気孔サイズが勾配を持って変化している３Ｄ印刷された多孔質金属骨組織足場が開示されている。その足場は、高密度に配置された構成部品Ａ，Ｂ，およびＣから成る六面体構造となっている。構成部品Ａは、六面体構造の最外層としてマトリクス状に配置されている。構成部品Ｂは、六面体構造の中間層としてマトリクス状に配置されている。構成部品Ｃは、六面体構造の最内層としてマトリクス状に配置されている。構成部品Ａの気孔サイズは、構成部品Ｂの気孔サイズより大きく、同様にして、構成部品Ｂの気孔サイズは構成部品Ｃの気孔サイズより大きい。しかしながら、構成部品Ａ，Ｂ，およびＣのそれぞれが六面体構造を有し、さらに足場内で規則正しくかつ秩序だって配置されているので、その足場は、なお、単一の構造を有する。このような足場は、気孔がつながった不規則な多孔質網状構造を有する骨梁とは明らかに異なった構造を有する結果、長期的な安定性が低く、骨の内部成長作用が制限される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願の目的は、既存の生物活性コーティングおよびインプラントは長期的な安定性が低く、骨の内部成長作用が制限されているという問題を解決する生物活性コーティングおよびインプラントを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するため、本発明は、表面層を備える生物活性コーティングを提供する。前記表面層は、不規則に接続されている複数の第１単体を備え、前記複数の第１単体の間および前記複数の第１単体の内部に複数の第１の気孔が形成されている。

【0006】

任意選択として、生物活性コーティングは、少なくとも１つの中間層をさらに備える。前記表面層は、前記生物活性コーティングの最外側に配置されている。前記表面層および前記少なくとも１つの中間層は、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って配置されている。前記生物活性コーティングの気孔率は、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。

【0007】

生物活性コーティングの気孔率が、生物活性コーティングの外側から生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に小さくなるのは、前記中間層および前記表面層の気孔率が、各単一層内部で均一かつ一定で、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って異なる層の間で徐々に低下するケース、または、前記中間層および前記表面層の気孔率が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って各単一層内部で徐々に低下するとともに前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って異なる層の間で徐々に低下するケース、または、前記生物活性コーティングの気孔率が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って勾配を持って連続的に変化するケースでもよい。

【0008】

任意選択として、前記中間層が、規則正しく接続されている複数の第２単体を備え、前記複数の第２単体の間および前記複数の第２単体の内部に複数の第２の気孔が形成されている。

【0009】

任意選択として、前記１つの中間層が、不規則に接続されている複数の第２単体を備え、前記複数の第２単体の間および前記複数の第２単体の内部に複数の第２の気孔が形成されている。

【0010】

任意選択として、前記表面層中の前記第１単体が、前記少なくとも１つの中間層中の前記第２単体に対して異なる構造を有する。

【0011】

任意選択として、前記第１単体が、Ｎ≧１０であるＮ-面体構造を有し、前記第２単体が、Ｍ＜１０であるＭ-面体構造を有する。

【0012】

任意選択として、前記第１単体の構造が、菱形十二面体、二十面体、および二十・十二面体からなる群から選択される構造であり、前記第２単体の構造が、ダイヤモンド構造体、セル状構造、四面体、立方体、および八面体からなる群から選択される構造である。

【0013】

任意選択として、前記第２単体が、互いに接続されている４つの第２コネクティングロッドから形成されているダイヤモンド構造を有している。前記４つの第２コネクティングロッドは、それらの第１の端部で互いに接続されている一方、前記４つの第２コネクティングロッドの第２の端部は互いに離れている。前記４つの第２コネクティングロッドの前記接続されている第１の端部が正四面体の中心に位置しており、前記４つの第２コネクティングロッドの第２の端部が、それぞれ、前記正四面体の４つの頂点に位置している。

【0014】

任意選択として、前記少なくとも１つの中間層が、少なくとも２つの中間層を有し、異なる種類の第２単体が提供されている。

【0015】

任意選択として、前記第１単体が、互いに接続されている複数の第１コネクティングロッドから構成されている。前記第２単体が、互いに接続されている複数の第２コネクティングロッドから構成されている。前記第１コネクティングロッドの直径は、前記第２コネクティングロッドの直径より小さく、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドが同一の直径を有し、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドが同一の直径を有し、および／または、前記第１コネクティングロッドが、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドと比較して、より小さい密度で前記表面層中に配置されており、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドが均一の密度で配置されており、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドが均一の密度で配置されている。あるいは、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドの直径が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなり、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドの直径が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなり、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドの直径が前記中間層中の前記第２コネクティングロッドの直径より小さい、および／または、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドは、密度が前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置されており、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドは、密度が前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置されており、前記表面層中の前記第１コネクティングロッドは、前記中間層中の前記第２コネクティングロッドと比較して、より小さい密度で配置されている。あるいは、前記生物活性コーティングが有する前記第１コネクティングロッドおよび前記第２コネクティングロッドの直径が、前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなる、および／または、前記生物活性コーティングが有する前記第１コネクティングロッドおよび前記第２コネクティングロッドは、密度が前記生物活性コーティングの外側から前記生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置されている。

【0016】

本願明細書は、基体層と、上記に定義したとおりの生物活性コーティングとを備えるインプラントをも提供する。前記生物活性コーティングは、前記基体層の上に配置され、前記生物活性コーティングの前記表面層が前記インプラントの最外側に配置されている。

【0017】

本願により提供される生物活性コーティングおよびインプラントは、以下の利点を提供する。

【0018】

第１に、表面層が生物活性コーティングの最外側に配置され、不規則に接続された複数の第１単体と、複数の第１単体の間および複数の第１単体の内部に形成されている複数の第１の気孔とを含む。表面層中の第１単体の間の不規則な接続により、表面層中の複数の第１の気孔が不規則な配置になることが可能となって対応する骨組織の細胞の表面層の中への成長を促進されるので、骨の内部成長作用の向上および長期安定性が可能となる。

【0019】

第２に、生物活性コーティングは、少なくとも１つの中間層をさらに含み、表面層および少なくとも１つの中間層が生物活性コーティングの外側から生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って順番に配置され、生物活性コーティングの気孔率が生物活性コーティングの外側から生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。このようにして、生物活性コーティングの表面層が良好な骨の内部成長作用および長期安定性を有することができ、さらに生物活性コーティングの中間層が良好な機械特性を有することができるため、生物活性コーティングの全体的な安定性を提供することが可能となる。

【0020】

本願の実施形態において、中間層中の複数の第２単体の間の規則正しい接続に起因して、中間層中の複数の第２の気孔は、規則正しい配置となることが可能となって中間層および生物活性コーティングに対して良好な機械特性を提供する。

【0021】

本願の他の実施の形態において、不規則に接続された第１単体および第２単体のそれぞれと、不規則に接続された第１単体の第１の気孔と、不規則に接続された第２単体の第２の気孔とが、天然の３次元構造および生理的機能が天然の海綿骨に非常によく似た構造を形成するので、生物活性コーティングの微細構造および生体力学的特性をさらに向上させることが可能となる。

【0022】

本願のさらに他の実施の形態において、表面層中の第１単体は、中間層中の第２単体に対して異なる構造を有するので、表面層は、中間層に対して異なる気孔率および機械特性を有する。第１単体の第１コネクティングロッドおよび第２単体の第２コネクティングロッドの単に様々な直径および／または第１単体の第１コネクティングロッドおよび第２単体の第２コネクティングロッドに対する配置の単に様々な密度により様々な気孔率を有する生物活性コーティングと比較して、このような実施形態では、過度に小さい直径および非常に疎な配置に起因して第１コネクティングロッドまたは第２コネクティングロッドが容易に破損することを回避できる。これに加えて、このような実施形態では、過度に大きな直径およびコネクティングロッドの非常に稠密な配置から生じる困難な粉体除去という問題を回避することができる。

【0023】

他の実施形態において、表面層および中間層の気孔率は、生物活性コーティングの外側から生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って勾配を持って連続的に変化し、特性（例えば、気孔率、ロッド径、密度等）の不連続性から生じる層間の破砕を起こりにくくする。これにより、中間層に対する機械特性がさらに向上し、表面層の骨の内部成長作用が良好になる。さらに、表面層と中間層との間で良好な移行がもたらされるので、生物活性コーティングは、より優れた安定性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本願の実施形態１に係る生物活性コーティングの構造概略図である。

【図2】図１の生物活性コーティングの一部分の概略拡大図である。

【図3】本願の実施形態１に係る菱形十二面体の概略図である。

【図4】本願の実施形態１に係る生物活性コーティング中の気孔率の変化を概略的に示す。

【図5】本願の一実施形態に係る生物活性コーティング中の気孔率の変化を概略的に示す。

【図6】本願のさらに他の実施形態に係る生物活性コーティング中の気孔率の変化を概略的に示す。

【図7】本願の実施形態１に係るインプラントの構造概略図である。

【図8】本願の実施形態２に係る生物活性コーティングの構造概略図である。

【図9】図８の生物活性コーティングの一部分の概略拡大図である。

【図10】本願の実施形態２に係るインプラントの構造概略図である。

【図11】本願の実施形態３に係る生物活性コーティングの構造概略図である。

【図12】図１１の生物活性コーティングの一部分の概略拡大図である。

【図13】本願の実施形態３に係るダイヤモンド構造の概略図である。

【図14】本願の実施形態３に係るインプラントの構造概略図である。

【図15】本願の実施形態４に係る生物活性コーティングの構造概略図である。

【図16】図１５の生物活性コーティングの一部分の概略拡大図である。

【図17】本願の実施形態４に係るインプラントの構造概略図である。

【図18】本願の実施形態５に係る生物活性コーティングの構造概略図である。

【図19】図１８の生物活性コーティングの一部分の概略拡大図である。

【図20】本願の実施形態５に係るインプラントの構造概略図である。

【図21】本願の実施形態６に係る二十面体の構造概略図である。 図において、１００は生物活性コーティング、１１０は表面層、１２０は中間層、１４０は第１コネクティングロッド、１５０は第２コネクティングロッド、および２００は基体層である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本願は、不規則に接続された複数の単体（単一構造体）と、複数の第１単体の間および複数の第１単体の内部に形成されている複数の気孔とを含む表面層を備える生物活性コーティングを提供する。表面層中の第１単体の間の不規則な接続により、表面層中の複数の第１の気孔が不規則な配置となることが可能になって対応する骨組織の細胞の表面層の中への成長を促進するので、骨の内部成長作用の向上および長期安定性が可能となる。

【0026】

このように、本願は、基体層と、基体層上に設けられる生物活性コーティングとを備えるインプラントをも提供する。生物活性コーティングの表面層中の複数の気孔の不規則な配置により、インプラントの骨の内部成長作用および長期安定性の向上を可能とする。

【0027】

添付の図面および具体的な実施形態を参照して、本願で提案される生物活性コーティングおよびインプラントを以下に詳細に説明する。本願の特徴および利点は、以下の説明と添付の特許請求の範囲によってより明らかになるであろう。図面は非常に簡略化された形で提供されていて、必ずしも実寸どおりに描かれてなく、簡潔かつ明瞭に実施形態を説明することを容易にすることのみを意図していることに留意されたい。
実施形態１

【0028】

本実施形態は、生物活性コーティング１００を提供する。ここで、本願の実施の形態１に係る生物活性コーティング１００の構造概略図である図１、および図１の生物活性コーティング１００の部分Ａの概略拡大図である図２を参照する。生物活性コーティング１００は、表面層１１０と中間層１２０とを含む。表面層１１０は中間層１２０の上に配置されている。表面層１１０は、生物活性コーティング１００の最外層に配置されている。表面層１１０の気孔率は、中間層１２０の気孔率より高い。

【0029】

表面層１１０は、不規則に接続されている複数の第１単体を含む。複数の第１の気孔は、複数の第１単体の間および複数の第１単体の内部に形成されている。ここで、本願の実施形態１に係る菱形十二面体の概略図である図３を参照する。本実施形態では、第１単体は、互いに接続している複数の第１コネクティングロッド１４０から構成される菱形十二面体構造を有し、第１単体の内部に複数の第１の気孔が形成される。第１の気孔は、互いに接続されている隣接する第１単体によって画定することも可能である。

【0030】

表面層１１０中の複数の第１単体の間の不規則な接続により、表面層１１０中の複数の第１の気孔が不規則な配置となることが可能になって対応する骨組織の細胞の表面層１１０の中への成長を促進するので、骨の内部成長作用の向上および長期安定性が可能となる。

【0031】

第１の気孔は、１００μｍ～１,０００μｍの気孔サイズを有してもよく、表面層１１０は５０％～８０％の気孔率を有してもよい。これにより、生物活性コーティング１００は良好な骨の内部成長作用および長期安定性を有することが可能となるとともに、表面層１１０は、生物活性コーティング１００の良好な短期安定性を可能にする高粗度および高摩擦係数を有することが可能となる。

【0032】

中間層１２０は、規則正しく接続されている複数の第２単体を含む。複数の第２の気孔は、複数の第２単体の間および複数の第２単体の内部に形成されている。本実施形態では、第２単体は、互いに接続されている複数の相互接続されている第２コネクティングロッドから構成されている菱形十二面体構造を有し、その結果、第２単体の内部に複数の第２の気孔が形成されている。第２の気孔は、互いに接続されている隣接する第２単体によって画定することも可能である。

【0033】

中間層１２０中の複数の第２単体の間の規則正しい接続に起因して、中間層１２０中の複数の第２の気孔は、規則正しい配置となることが可能になって中間層１２０および生物活性コーティング１００に対して良好な機械特性を提供する。

【0034】

第２の気孔は、１００μｍ～１,０００μｍの気孔サイズを有してもよく、中間層１２０は、１０％～６０％の気孔率を有してもよい。

【0035】

本実施形態では、生物活性コーティング１００は、合計０．５ｍｍ～５．０ｍｍの厚さおよび高い気孔率を有してもよい。生物活性コーティング１００は、コンピュータのソフトウェアで設計されてもよく、また３Ｄプリンティングにより一体的に形成されてもよい。これにより、表面層１１０および中間層１２０の気孔率を制御可能に変化させることが可能となる結果、生物活性コーティング１００の第１の気孔の間、第２の気孔の間、および第１の気孔と第２の気孔の間の相互接続性が良好になる。

【0036】

ここで、本願の実施の形態１に係る生物活性コーティング１００中の気孔率の変化を示す概略図である図４を参照する。中間層１２０の気孔率は、表面層１１０の気孔率より低い。中間層１２０および表面層１１０のそれぞれは、均一な気孔率を有している。すなわち、気孔率の変化は、中間層１２０と表面層１１０の間でのみ生じる。表面層１１０のより高い気孔率により、組織細胞に対して十分な内部成長空間が提供されるとともに栄養素の輸送および代謝廃棄物の除去が促進され、骨の内部成長作用の向上が可能となる。中間層１２０のより低い気孔率により、機械特性の向上が可能となる。

【0037】

気孔率の変化は、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径の差異および／または密度の差異によって可能である。具体的には、第１コネクティングロッド１４０は、直径が第２コネクティングロッドより小さく、表面層１１０中の第１コネクティングロッド１４０は同一の直径を有し、中間層１２０中の第２コネクティングロッドは同一の直径を有する、および／または、第１コネクティングロッド１４０は、表面層１１０中で、中間層１２０中の第２コネクティングロッドと比較してより小さい密度で配置されており、表面層１１０中の第１コネクティングロッド１４０は、均一の密度で配置されており、中間層１２０中の第２コネクティングロッドは、均一の密度で配置されている。

【0038】

他の実施形態では、生物活性コーティング１００は、本実施形態とは異なる気孔率の変化を有してもよい。

【0039】

ここで、本願の一実施形態に係る生物活性コーティング１００の気孔率の変化の概略的説明図である図５を参照する。中間層１２０の気孔率は、表面層１１０の気孔率より低く、中間層１２０および表面層１１０の各単一層中において、気孔率は、外側から内側にかけて徐々に低下する。ここで、中間層１２０から離れた表面層１１０の側が生物活性コーティング１００の外側であり、表面層１１０から離れた中間層１２０の側が生物活性コーティング１００の内側である。表面層１１０のより高い気孔率により、組織細胞に対して十分な内部成長空間が提供されるとともに栄養素の輸送および代謝廃棄物の除去が促進され、骨の内部成長作用の向上が可能となる。中間層１２０のより低い気孔率により、より優れた機械特性が得られる。表面層１１０中の第１コネクティングロッド１４０の直径は、生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなり、中間層１２０中の第２コネクティングロッドの直径は、生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなり、表面層１１０中の第１コネクティングロッド１４０の直径は中間層１２０中の第２コネクティングロッドの直径より小さい、および／または、表面層１１０中の第１コネクティングロッド１４０の密度は、生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置されており、中間層１２０中の第２コネクティングロッドの密度は、生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置され、表面層１１０中の第１コネクティングロッド１４０は、中間層１２０中の第２コネクティングロッドと比較してより小さい密度で配置されている。

【0040】

本願の他の実施形態に係る生物活性コーティング１００の気孔率の変化の概略説明図である図６を参照すると、中間層１２０の気孔率は表面層１１０の気孔率より低く、生物活性コーティング１００全体の気孔率は、外側から内側に向かって徐々に低下する。生物活性コーティング１００の気孔率は、外側から内側に向かう方向に沿って勾配を持って連続的に変化することが好ましく、ここで、勾配を持って連続的に変化するとは気孔率が直線的に変化することを指す。勾配を持った変化と比較して、急な変化（例えば、気孔率が各単一層中でのみ徐々に低下する）を含むと、応力集中に起因して層間の境界面で破断を引き起こす傾向がある。勾配を持って連続的に変化させることで、層間で破断を引き起こす著しい応力集中を回避することが可能となる。これにより、中間層１２０の機械特性が向上され、表面層１１０の骨の内部成長作用が向上される。これに加えて、中間層１２０と表面層１１０との間の滑らかな移行に起因して、生物活性コーティング１００は高い安定性を保有することが可能となる。さらに、生物活性コーティング１００における第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径は、生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなり、および／または、生物活性コーティング１００における第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドは、密度が生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って徐々に大きくなるように配置される。

【0041】

一実施形態において、少なくとも１つの中間層１２０は、少なくとも２つの中間層を有する。表面層１１０および複数の中間層１２０は、生物活性コーティングの外側から生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って順番に配置されている。生物活性コーティング１００の中間層１２０と表面層１１０の気孔率は、各単一層内部で均一かつ一定であり、外側から内側に向かう方向に沿って異なる層の間で徐々に低下する。

【0042】

他の実施形態では、中間層１２０のそれぞれまたはより多くの中間層１２０の気孔率は、外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下し、および／または、表面層１１０の気孔率は、外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。

【0043】

さらに他の実施形態では、複数の中間層１２０のそれぞれの気孔率は、表面層１１０の気孔率より低く、生物活性コーティング１００の気孔率は、外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。

【0044】

上記の実施形態では、生物活性コーティング１００は、骨梁に類似した構造を有する。

【0045】

本実施形態はインプラントも提供する。本願の実施形態１に係るインプラントの構造概略図である図７を参照すると、インプラントは、基体層２００と実施形態１に係る生物活性コーティング１００とを含む。生物活性コーティングの中間層１２０は、基体層２００の上に配置され、表面層１１０は、インプラントの最外側に配置されている。基体層２００も、気孔率が中間層１２０よりも低い多孔質コーティング層であってもよい。

【0046】

基体層２００は、３Ｄ印刷によって一体的に形成されてもよい。あるいは、インプラント全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成される。
実施形態２

【0047】

本実施形態は生物活性コーティング１００を提供する。本実施形態の生物活性コーティング１００は、中間層１２０中の複数の第２単体が不規則に接続されている点で実施形態１の生物活性コーティング１００とは異なる。

【0048】

ここで、本願の実施形態２に係る生物活性コーティング１００の構造概略図である図８、および図８の生物活性コーティング１００の部分Ｂの概略拡大図である図９を参照する。生物活性コーティング１００は、表面層１１０と中間層１２０とを含む。表面層１１０は、中間層１２０の上で生物活性コーティング１００の最外側に配置されている。表面層１１０の気孔率は中間層１２０の気孔率よりも高い。中間層１２０は不規則に接続されている複数の第２単体を含む。

【0049】

生物活性コーティング１００中の複数の第１の気孔の間、複数の第２の気孔の間、および複数の第１の気孔と第２の気孔との間の接続性は、生物活性コーティング１００の血管新生に影響を及ぼす。換言すると、接続性が低いと、新しく形成された骨の間の相互接続性不良を引き起こしやすくなる結果、一体性や連続性が不十分となる。中間層１２０中の規則正しく接続されている複数の第２単体は、生物活性コーティング内部で良好な気孔率および接続性を確保することができるが、そのような生物活性コーティングの構造は、天然の海綿骨の構造とはまったく異なる。天然の海綿骨は、気孔が正規分布した気孔サイズを有し、様々なサイズの気孔が異なる生物活性機能（生物学的機能）を与える複雑な構造を有する。不規則に接続されている第１単体中の第１の気孔および不規則に接続されている第２単体中の第２の気孔により形成されている構造は、天然の３次元構造および生理的機能が天然の海綿骨に非常に似ており、そのため、生物活性コーティング１００の微細構造および生体力学的特性のさらなる向上を可能とする。

【0050】

気孔率の変化は、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径の変化および／または密度の変化を通して達成することができる。中間層１２０および表面層１１０の気孔率は、各単一層内部で均一かつ一定であり、異なる層の間で変化する。あるいは、中間層１２０および表面層１１０の気孔率は、各単一層内部で外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。あるいは、生物活性コーティング全体の気孔率は、外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。

【0051】

本実施形態は、インプラントをも提供する。本願の実施形態２に係るインプラントの構造概略図である図１０を参照すると、インプラントは、基体層２００と実施形態２に係る生物活性コーティング１００とを含む。生物活性コーティングの中間層１２０は、基体層２００の上に配置され、表面層１１０は、インプラントの最外側に配置されている。基体層２００も、気孔率が中間層１２０よりも低い多孔質コーティング層であってもよい。

【0052】

基体層２００は、３Ｄ印刷によって一体的に形成することが可能である。あるいは、インプラント全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成される。
実施形態３

【0053】

本実施形態は生物活性コーティング１００を提供する。本実施形態の生物活性コーティング１００は、第２単体がダイヤモンド構造を有する点で、実施形態１の生物活性コーティング１００とは異なる。

【0054】

ここで、本願の実施形態３に係る生物活性コーティング１００の構造概略図である図１１、および図１１の生物活性コーティング１００の部分Ｃの概略拡大図である図１２を参照する。生物活性コーティング１００は、表面層１１０と中間層１２０とを含む。表面層１１０は、中間層１２０の上に配置されている。表面層１１０は、生物活性コーティング１００の最外層に配置されている。表面層１１０の気孔率は、中間層１２０の気孔率より高い。中間層１２０は、規則正しく接続された複数の第２単体を含む。第２単体は、複数の第２コネクティングロッドから構成されているダイヤモンド構造を有する。

【0055】

本願の実施形態３に係るダイヤモンド構造の概略図である図１３を参照すると、ダイヤモンド構造は、互いに接続されている４つの第２コネクティングロッド１５０から構成されている。４つの第２コネクティングロッド１５０は、それらの第１の端部で互いに接続されていて、４つの第２コネクティングロッド１５０の第２の端部は互いに離れている。４つの第２コネクティングロッド１５０の接続されている第１の端部は、正四面体の中心に位置しており、４つの第２コネクティングロッド１５０の第２の端部は、それぞれ、正四面体の４つの頂点に位置している。

【0056】

本実施形態では、表面層１１０中の第１単体は菱形十二面体の構造を有し、中間層１２０中の第２単体はダイヤモンド構造を有する。表面層１１０と中間層１２０において単体の構造が異なる結果、表面層１１０と中間層１２０の気孔率および機械特性が異なる可能性がある。第１コネクティングロッドおよび第２コネクティングロッドの単に様々な直径および／または第１コネクティングロッドおよび第２コネクティングロッドに対する配置の単に様々な密度により様々な気孔率を有する生物活性コーティングと比較して、本実施形態の生物活性コーティング１００は、過度に小さな直径および非常に疎な配置に起因して第１コネクティングロッド１４０または第２コネクティングロッド１５０が容易に破損することを回避できる。これに加えて、本実施形態の生物活性コーティング１００は、また、コネクティングロッドの過度に大きな直径および非常に稠密な配置から生じる困難な粉体除去の問題を回避することができる。

【0057】

本実施形態では、気孔率の変化も、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径および／または密度の変化によって達成できることが好ましい。本実施形態では、表面層１１０と中間層１２０とで異なる単体を用いることによる気孔率への影響は、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッド１５０の直径および／または密度の変化による気孔率への影響と組み合わせてもよく、それによって、気孔率に対するこれら２つの調整手法の利点を組み合わせることができるので、生物活性コーティング１００の高い安定性とより優れた骨の内部成長作用を達成することが可能となる。

【0058】

中間層１２０および表面層１１０の気孔率は、各単一層内部で均一かつ一定であり、異なる層の間で異なる。あるいは、中間層１２０および表面層１１０の気孔率は、各単一層内部で外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。あるいは、生物活性コーティング全体の気孔率が、外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。

【0059】

本実施形態は、インプラントも提供する。本願の実施形態３に係るインプラントの構造概略図である図１４を参照すると、インプラントは、基体層２００と実施形態３に係る生物活性コーティング１００とを含む。生物活性コーティングの中間層１２０は、基体層２００の上に配置され、表面層１１０は、インプラントの最外側に配置されている。基体層２００も、気孔率が中間層１２０よりも低い多孔質コーティング層であってもよい。

【0060】

基体層２００は、３Ｄ印刷によって一体的に形成されてもよい。あるいは、インプラント全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成される。
実施形態４

【0061】

本実施形態は生物活性コーティング１００を提供する。本実施形態の生物活性コーティング１００は、中間層１２０中の第２単体が不規則に接続されており、各単体がダイヤモンド構造を有する点で、実施形態１の生物活性コーティング１００とは異なる。

【0062】

ここで、本願の実施形態４に係る生物活性コーティング１００の構造概略図である図１５、および図１５の生物活性コーティング１００の部分Ｄの概略拡大図である図１６を参照する。生物活性コーティング１００は、表面層１１０と中間層１２０とを含む。表面層１１０は中間層１２０の上で生物活性コーティング１００の最外側に配置されている。表面層１１０は中間層１２０の気孔率よりも高い気孔率を有している。中間層１２０は不規則に接続されている複数の第２単体を含む。第２単体は、複数の第２コネクティングロッドから構成されているダイヤモンド構造を有する。

【0063】

実施形態３と同様にして、ダイヤモンド構造は、互いに接続されている４つの第２コネクティングロッド１５０から構成されている。４つの第２コネクティングロッドは、それらの第１の端部で互いに接続され、第２コネクティングロッドの第２の端部は互いに離れている。４つの第２コネクティングロッドの接続されている第１の端部は、正四面体の中心に位置しており、４つの第２コネクティングロッド１５０の第２の端部は、それぞれ、正四面体の４つの頂点に位置している。

【0064】

本実施形態では、表面層１１０中の第１単体は菱形十二面体の構造を有し、中間層１２０中の第２単体はダイヤモンド構造を有する。表面層１１０と中間層１２０とにおいて単体の構造が異なる結果、表面層１１０および中間層１２０の気孔率および機械特性が異なる可能性がある。第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの単に様々な直径および／または第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドに対する配置の単に様々な密度により様々な気孔率を有する生物活性コーティング１００と比較して、本実施形態の生物活性コーティング１００は、過度に小さい直径および非常に疎な配置に起因して第１コネクティングロッド１４０または第２コネクティングロッド１５０が容易に破損することを回避できる。これに加えて、本実施形態の生物活性コーティング１００は、また、コネクティングロッドの過度に大きな直径および非常に稠密な配置から生じる困難な粉体除去の問題を回避することができる。

【0065】

本実施形態では、気孔率の変化が、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径および／または密度の変化によって達成できることが好ましい。本実施形態では、表面層１１０と中間層１２０とで異なる単体を用いることによる気孔率への影響は、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径および／または密度の変化による気孔率への影響と組み合わせてもよく、それによって、気孔率に対するこれら２つの調整手法の利点を組み合わせることができるので、生物活性コーティング１００の高い安定性とより優れた骨の内部成長作用を達成することが可能となる。

【0066】

これに加えて、天然の海綿骨は、気孔が正規分布した気孔サイズを有し、様々なサイズの気孔が異なる生物活性機能を与える複雑な構造を有する。したがって、不規則に接続されている第１単体中の第１の気孔および不規則に接続されている第２単体中の第２の気孔により形成されている構造は、天然の３次元構造および生理的機能が天然の海綿骨に非常に似ており、そのため、生物活性コーティング１００の微細構造および生体力学的特性のさらなる向上を可能とする。

【0067】

これに加えて、中間層１２０および表面層１１０の気孔率は、各単一層内部で均一かつ一定であり、異なる層の間で変化する。あるいは、中間層１２０および表面層１１０の気孔率は、各単一層内部で外側から内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。

【0068】

本実施形態は、インプラントも提供する。本願の実施形態４に係るインプラントの構造概略図である図１７を参照すると、インプラントは、基体層２００と実施形態４に係る生物活性コーティング１００とを含む。生物活性コーティングの中間層１２０は、基体層２００の上に配置され、表面層１１０は、インプラントの最外側に配置されている。基体層２００も、気孔率が中間層１２０よりも低い多孔質コーティング層であってもよい。

【0069】

基体層２００は、３Ｄ印刷によって一体的に形成されてもよい。あるいは、インプラント全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成される。
実施形態５

【0070】

本実施形態は生物活性コーティング１００を提供する。本実施形態の生物活性コーティング１００は、中間層１２０中の第２単体が不規則に接続されており、各単体がダイヤモンド構造を有し、生物活性コーティング１００全体の気孔率が外側から内側にかけて勾配を持って連続的に変化する点で、実施形態１の生物活性コーティング１００とは異なる。

【0071】

ここで、本願の実施形態５に係る生物活性コーティング１００の構造概略図である図１８、および図１８の生物活性コーティング１００の部分Ｅの概略拡大図である図１９を参照する。生物活性コーティング１００は、表面層１１０と中間層１２０とを含む。表面層１１０は中間層１２０の上で生物活性コーティング１００の最外側に配置されている。表面層１１０は中間層１２０の気孔率よりも高い気孔率を有している。中間層１２０は不規則に接続されている複数の第２単体を含む。第２単体は、複数の第２コネクティングロッドから構成されているダイヤモンド構造を有する。

【0072】

実施形態４と同様にして、ダイヤモンド構造は、互いに接続されている４つの第２コネクティングロッド１５０から構成されている。４つの第２コネクティングロッドは、それらの第１の端部で互いに接続され、第２コネクティングロッドの第２の端部は互いに離れている。４つの第２コネクティングロッドの接続されている第１の端部は、正四面体の中心に位置しており、４つの第２コネクティングロッド１５０の第２の端部は、それぞれ、正四面体の４つの頂点に位置している。

【0073】

本実施形態では、表面層１１０中の第１単体は菱形十二面体の構造を有し、中間層１２０中の第２単体はダイヤモンド構造を有する。表面層１１０と中間層１２０において単体の構造が異なる結果、表面層１１０と中間層１２０の気孔率および機械特性が異なる可能性がある。第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの単に様々な直径および／または第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドに対する配置の単に様々な密度により様々な気孔率を有する生物活性コーティング１００と比較して、本実施形態の生物活性コーティング１００は、過度に小さい直径および非常に疎な配置に起因して第１コネクティングロッド１４０または第２コネクティングロッド１５０が容易に破損することを回避できる。これに加えて、本実施形態の生物活性コーティング１００は、また、コネクティングロッドの過度に大きな直径および非常に稠密な配置から生じる困難な粉体除去の問題を回避することができる。

【0074】

本実施形態では、気孔率の変化も、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径および／または密度の変化によって達成できることが好ましい。本実施形態では、表面層１１０と中間層１２０とで異なる単体を用いることによる気孔率への影響は、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッドの直径および／または密度の変化による気孔率への影響と組み合わせてもよく、それによって、気孔率に対するこれら２つの調整手法の利点を組み合わせることができるので、生物活性コーティング１００の高い安定性とより優れた骨の内部成長作用を達成することが可能となる。

【0075】

これに加えて、天然の海綿骨は、気孔が正規分布した気孔サイズを有し、様々なサイズの気孔が異なる生物活性機能を与える複雑な構造を有する。したがって、不規則に接続されている第１単体中の第１の気孔および不規則に接続されている第２単体中の第２の気孔により形成されている構造は、天然の３次元構造および生理的機能が天然の海綿骨に非常に似ており、そのため、生物活性コーティング１００の微細構造および生体力学的特性のさらなる向上を可能とする。

【0076】

中間層１２０の気孔率は、表面層１１０の気孔率より低く、生物活性コーティング１００全体の気孔率は、外側から内側にかけて徐々に低下する。換言すると、中間層１２０および表面層１１０の気孔率は、外側から内側に向かう方向に沿って勾配を持って連続的に変化し、特性（例えば、気孔率、ロッド径、密度等）の不連続性から生じる層間の破砕を起こりにくくする。これにより、中間層１２０に対する機械特性がさらに向上し、表面層１１０の骨の内部成長作用が良好になる。さらに、表面層１１０と中間層１２０との間で良好な移行がもたらされるので、生物活性コーティングは、より優れた安定性を得ることができる。

【0077】

本実施形態は、インプラントも提供する。本願の実施形態５に係るインプラントの構造概略図である図２０を参照すると、インプラントは、基体層２００と実施形態５に係る生物活性コーティング１００とを含む。生物活性コーティングの中間層１２０は、基体層２００の上に配置され、表面層１１０は、インプラントの最外側に配置されている。基体層２００も、気孔率が中間層１２０よりも低い多孔質コーティング層であってもよい。

【0078】

基体層２００は、３Ｄ印刷によって一体的に形成されてもよい。あるいは、インプラント全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成される。

【0079】

実施形態３、４および５のそれぞれにおいて、中間層中の第２単体は、ダイヤモンド構造を有し、実施形態４および５では複数のダイヤモンド構造は不規則に接続されているが、実施形態３では複数のダイヤモンド構造は規則正しく接続されている。規則正しく接続されているダイヤモンド構造の場合、互いに接続されている４つの第２コネクティングロッドから形成されている。４つの第２コネクティングロッド１５０は、それらの第１の端部で互いに接続され、４つの第２コネクティングロッド１５０の第２の端部は互いに離れている。４つの第２コネクティングロッド１５０の接続されている第１の端部は、正四面体の中心に位置しており、４つの第２コネクティングロッド１５０の第２の端部は、それぞれ、正四面体の４つの頂点に位置している。不規則に接続されているダイヤモンド構造の場合、第２コネクティングロッド間の角度は変化し、第２コネクティングロッドの長さも変化する。すなわち、不規則に接続されているダイヤモンド構造は、実際には正四面体構造ではなく、変形した四面体構造である。

【0080】

正四面体は、４つの面を有し、各面は三角形である。そのような構造は非常に安定していて優れた機械特性を提供する。それとともに、四面体構造は、各頂点で接続される４つの第２コネクティングロッドのみを有するが、４つの第２コネクティングロッドは、空間で３次元構造を安定化させるために必要なロッドの最小限の数である。したがって、同じ空間で、そのような構造は、４つの第２コネクティングロッドの間の気孔が良好な安定性を達成することを可能にする一方で、大きくなることを可能にする。第２コネクティングロッドの直径の調整により気孔率を調整する場合、これにより、過度に小さい直径および非常に疎な配置に起因してロッドが容易に破損することを回避可能にしつつ中間層に対して良好な気孔率が提供される、または、これにより、コネクティングロッドの過度に大きな直径および非常に緻密な配置から生じる困難な粉体除去の問題の回避を可能にしながら中間層に対して良好な機械特性が提供される。したがって、中間層中の第２単体がダイヤモンド構造を有することが最も好ましい。しかしながら、他の実施形態においては、中間層中の第２単体は別の構造であってもよく、本願は上記の構造に限定されない。
実施形態６

【0081】

本実施形態は生物活性コーティング１００を提供する。生物活性コーティング１００は、表面層１１０と中間層１２０とを含む。表面層１１０は、中間層１２０の上で生物活性コーティング１００の最外層に配置されている。表面層１１０の気孔率は、中間層１２０の気孔率より高い。

【0082】

表面層１１０は、不規則に接続されている複数の第１単体を含む。複数の第１の気孔は、複数の第１単体の間および複数の第１単体の内部に形成されている。

【0083】

第１単体は、Ｎ-面体構造を有してもよい。ここでＮ≧１０である。例えば、第１単体は、菱形十二面体、二十面体、および二十・十二面体（フラーレン）からなる群から選択される構造であってもよい。二十面体構造は、本願の実施形態６に係る二十面体構造を概略的に示す図２１を参照することができる。

【0084】

中間層１２０は、規則正しく接続されている複数の第２単体を含む。複数の第２の気孔は複数の第２単体の間および複数の第２単体の内部に形成されている。

【0085】

第２単体は、Ｍ-面体構造を有してもよい。ここでＭ＜１０である。例えば、第２単体は、四面体、立方体、および八面体から成る群から選択される構造を有してもよい。

【0086】

第２単体は、また、ダイヤモンド構造またはセル状構造の構造を有してもよい。

【0087】

他の実施形態では、第２単体は、不規則に配置されていてもよい。

【0088】

本実施形態は、基体層２００と実施形態６に係る生物活性コーティング１００とを含むインプラントも提供する。生物活性コーティングの中間層１２０は、基体層２００の上に配置され、表面層１１０はインプラントの最外側に配置されている。基体層２００も、気孔率が中間層１２０よりも低い多孔質コーティング層であってもよい。

【0089】

基体層２００は、３Ｄ印刷によって一体的に形成されてもよい。あるいは、インプラント全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成される。
実施形態７

【0090】

本実施形態は、表面層１１０のみを含む生物活性コーティング１００を提供する。

【0091】

表面層１１０は、不規則に接続されている複数の第１単体を含む。複数の第１の気孔は、複数の第１単体の間および複数の第１単体の内部に形成されている。

【0092】

第１単体は、Ｋ-面体構造を有してもよい。ここでＫ≧４である。例えば、第１単体は、菱形十二面体、二十面体、二十・十二面体（フラーレン）、四面体、立方体、および八面体からなる群から選択される構造であってもよい。

【0093】

第１単体は、また、ダイヤモンド構造またはセル状構造の構造を有してもよい。

【0094】

本実施形態は、基体層２００と実施形態７に係る生物活性コーティング１００とを含むインプラントも提供する。基体層２００も、気孔率が表面層１１０よりも低い多孔質コーティング層であってもよい。

【0095】

基体層２００は、３Ｄ印刷によって一体的に形成されてもよい。あるいは、インプラント全体が３Ｄ印刷によって一体的に形成される。

【0096】

上記実施形態において、表面層１１０は、生物活性コーティング１００の最外側に配置され、不規則に接続されている複数の第１単体と、複数の第１単体の間および複数の第１単体の内部に形成されている複数の第１の気孔とを含む。すなわち、表面層１１０中の第１単体の間の不規則な接続により、表面層１１０中の複数の第１の気孔が不規則な配置になることが可能になり、対応する骨組織の細胞が表面層１１０の中へ成長することを促進するので、骨の内部成長作用の向上および長期安定性が可能となる。

【0097】

上記実施形態において、生物活性コーティング１００は、少なくとも１つの中間層１２０をさらに含み、表面層１１０および少なくとも１つの中間層１２０は、生物活性コーティングの外側から生物活性コーティングの内側に向かう方向に沿って順に配置されており、生物活性コーティング１００の気孔率は、生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って徐々に低下する。このようにして、生物活性コーティングの表面層１１０が良好な骨の内部成長作用および長期安定性を有することができ、生物活性コーティング１００の中間層１２０が良好な短期安定性を有することができることで、生物活性コーティング１００に対する全体的な安定性を提供することが可能となる。

【0098】

上記実施形態において、中間層１２０中の複数の第２単体の間の規則正しい接続に起因して、中間層１２０中の複数の第２の気孔は、規則正しい配置となることが可能になり、中間層１２０および生物活性コーティング１００に対して良好な機械特性を提供する。

【0099】

上記実施形態において、第１単体および第２単体の両方、したがって、それら（第１単体および第２単体）の中の第１の気孔および第２の気孔の両方が不規則に相互接続されている。これにより、天然の海綿骨の自然な３次元的特性および生理学的特性が厳密にエミュレートされ、生物活性コーティング１００の微細構造および生体力学的特性のさらなる向上を可能とする。

【0100】

上記実施形態において、第１単体および第２単体のそれぞれは不規則に接続されているので、不規則に接続されている第１単体の第１の気孔と不規則に接続されている第２単体の第２の気孔とが、自然な３次元的構造および生理学的機能が天然の海綿骨に非常に類似している構造を形成し、生物活性コーティング１００の微細構造および生体力学的特性のさらなる向上を可能とする。

【0101】

上記実施形態において、表面層１１０中の第１単体は、中間層１２０中の第２単体に対して異なる構造を有するので、表面層１１０は、中間層１２０に対して異なる気孔率および機械特性を有する。第１単体の第１コネクティングロッド１４０および第２単体の第２コネクティングロッド１５０の単に様々な直径および／または第１単体の第１コネクティングロッド１４０および第２単体の第２コネクティングロッド１５０に対する配置の単に様々な密度により様々な気孔率を有する生物活性コーティング１００と比較して、このような実施形態では、過度に小さい直径および非常に疎な配置から生じる第１コネクティングロッド１４０または第２コネクティングロッド１５０が容易に破損することを回避できる。これに加えて、このような実施形態では、また、第１コネクティングロッド１４０および第２コネクティングロッド１５０の過度に大きな直径および非常に稠密な配置から生じる困難な粉体除去の問題を回避することができる。

【0102】

上記実施形態において、表面層１１０および中間層１２０の気孔率は、生物活性コーティング１００の外側から生物活性コーティング１００の内側に向かう方向に沿って勾配を持って連続的に変化し、特性（例えば、気孔率、ロッド径、密度等）の不連続性から生じる層間の破砕を起こりにくくする。これにより、中間層１２０に対する機械特性がさらに向上し、表面層１１０の骨の内部成長作用が良好になる。さらに、表面層１１０と中間層１２０との間で良好な移行がもたらされるので、生物活性コーティングは、より優れた安定性を得ることができる。

【0103】

上記実施形態において、生物活性コーティングは、３Ｄ印刷により一体的に形成されてもよい。これにより、表面層１１０および中間層１２０の気孔率を制御可能に変化させることが可能となる結果、生物活性コーティング１００の第１の気孔の間、第２の気孔の間、および第１の気孔と第２の気孔の間の相互接続性が良好となる。

【0104】

上記の説明は、本願のいくつかの好ましい実施形態の説明に過ぎず、いかなる意味においても本願の範囲を限定することを意図するものではない。上記の開示に基づいて当業者によって行われたすべての変更および修正は、添付の特許請求の範囲の保護範囲内に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【国際調査報告】