專利名稱：Ti和Nb粘結(jié)的TiC在人工關(guān)節(jié)中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及用于制造超硬(即，聚晶金剛石和聚晶立方氮化硼)部件和其它硬部件的方法、材料和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
公開了用于制造超硬部件和其它硬部件的多種方法、材料和裝置。附圖簡述

圖IA描繪了在燒結(jié)金剛石原料和基底以產(chǎn)生PDC之前與金屬合金基底相鄰的一定量的金剛石原料。圖IB描繪了燒結(jié)roc，其中示出了金剛石臺、基底、和在金剛石臺與基底之間的過渡區(qū)。圖IBB描繪了燒結(jié)roc，其中存在從基底金屬穿過金剛石臺的連續(xù)梯度過渡。圖IC描繪了在使用CVD或PVD工藝于基底上形成一定量金剛石之前的基底。圖ID描繪了通過CVD或PVD工藝形成的金剛石復(fù)合件(compact)。圖IE描繪了可以用于在燒結(jié)之前加載金剛石原料的裝置。圖IF描繪了用于在燒結(jié)之前從金剛石原料中去除粘結(jié)劑材料的爐周期(furnacecycle)。圖IG和圖IGA描繪了可以用來在燒結(jié)之前減小金剛石原料中的自由空間的預(yù)壓組件。圖2描繪了能夠用來提供高溫和高壓燒結(jié)環(huán)境或用于熱等靜壓的六面頂壓機的石占座(anvil)。圖3A-1至圖3A-11描繪了控制大量粉末原料例如金剛石。圖4A-圖411描繪了一些示例性超硬結(jié)構(gòu)。圖5-

圖12描繪了用于制造聯(lián)接金剛石表面化的脊柱植入物部件的超硬材料的制備。圖13A-圖13G描繪了一些基底和超硬材料的構(gòu)型。圖14-圖36描繪了在燒結(jié)之前的超硬材料制備和在燒結(jié)之后的去除。圖37a-圖37c描繪了弧形超硬表面的燒結(jié)。圖38-圖50描繪了機加工和修整超硬聯(lián)接金剛石表面化的脊柱植入物部件。詳細描述現(xiàn)在將參照其中將論述實施方案的各種要素的附圖。設(shè)計人工關(guān)節(jié)和其它支承表面的技術(shù)人員將理解，希望將各種實施方案和它們的原理應(yīng)用到超硬部件和硬部件(包括在所有類型的人工關(guān)節(jié)中使用的那些部件)，以及人工關(guān)節(jié)，任何地方的硬、耐久或生物相容性產(chǎn)品的燒結(jié)和熱等靜壓，并且用于除本文所例示的那些裝置以外的裝置。本文公開的制造系統(tǒng)、裝置、工藝和材料的各種實施方案涉及超硬表面和硬表面和部件。更具體而言，一些涉及金剛石和燒結(jié)聚晶金剛石表面(PCD)。一些實施方案制造或利用聚晶金剛石復(fù)合件(PDC)以提供極強的、低摩擦的、耐磨損的、生物相容性的部分或表面。經(jīng)歷磨損且需要強度和耐久性的任意表面或裝置將受益于這里所做出的進展。下表提供了燒結(jié)P⑶與一些其它材料的比較。表I-燒結(jié)P⑶與一些其它材料的比較
權(quán)利要求
1.一種用于人工關(guān)節(jié)的部件，包括 燒結(jié)的碳化物基底，該基底包含 碳化鈦； 燒結(jié)金屬，該燒結(jié)金屬選自鈦、鈮和鉭； 在所述基底上形成的聯(lián)接表面；以及 用于將所述基底附接到骨的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的部件，其中所述燒結(jié)金屬的重量是所述基底重量的約10%至約25%。
3.如權(quán)利要求I所述的部件，其中所述燒結(jié)金屬的重量是所述基底重量的約20%。
4.如權(quán)利要求3所述的部件，其中所述部件是用于人工髖關(guān)節(jié)的直徑大致為40mm的球體，所述球體具有燒結(jié)金剛石聯(lián)接表面。
5.如權(quán)利要求I所述的部件，其中所述燒結(jié)金屬的重量是所述基底重量的約23%。
6.如權(quán)利要求5所述的部件，其中所述部件是用于人工髖關(guān)節(jié)的直徑大致為30mm的球體，所述球體具有燒結(jié)金剛石聯(lián)接表面。
7.如權(quán)利要求I所述的部件，其中所述燒結(jié)金屬的重量為所述基底重量的約12%。
8.如權(quán)利要求7所述的部件，其中所述部件具有位于其單側(cè)上的燒結(jié)聚晶金剛石層。
9.如權(quán)利要求7所述的部件，其中所述部件形成人工脊柱關(guān)節(jié)的一部分，其具有燒結(jié)金剛石聯(lián)接表面。
10.如權(quán)利要求I所述的部件，其中所述燒結(jié)金屬的重量是所述基底重量的約25%，并且其中所述燒結(jié)碳化鈦形成所述聯(lián)接表面。
11.一種用于人工關(guān)節(jié)的部件，包括 燒結(jié)碳化物基底，該基底包含 碳化鈦，該碳化鈦的重量占所述基底的約70%至約90% ； 鈦燒結(jié)金屬，該鈦燒結(jié)金屬的重量占所述基底的約10%至約30% ； 在所述基底上形成的聯(lián)接表面；以及 用于將所述基底附接到骨的骨附接表面。
12.如權(quán)利要求11所述的部件,其中所述基底包含約20重量％的鈦和約80重量％的碳化鈦，并且其中所述部件是大致為40mm的用于髖關(guān)節(jié)的球體，并且該球體具有燒結(jié)聚晶金剛石聯(lián)接表面。
13.如權(quán)利要求11所述的部件，其中所述基底包含約23重量％的鈦和約77重量％的碳化鈦，并且其中所述部件是大致為30mm的用于髖關(guān)節(jié)的球體，并且所述球體具有燒結(jié)聚晶金剛石聯(lián)接表面。
14.如權(quán)利要求11所述的部件，其中所述基底包含約12.5重量％的鈦和約87. 5重量％的碳化鈦，并且其中所述部件具有基本位于其單側(cè)上的燒結(jié)聚晶金剛石聯(lián)接表面。
15.如權(quán)利要求14所述的部件，其中所述部件是人工脊柱關(guān)節(jié)的一部分。
16.如權(quán)利要求11所述的部件，其中所述骨附接表面包括等離子體噴涂鈦或球形鈦金屬珠多孔表面。
全文摘要
提供了一種鈦燒結(jié)碳化鈦的改進組合物。所述組合物提供了改良程度的強度和韌性以及對醫(yī)療成像的改進兼容性。所述組合物提供了與燒結(jié)聚晶金剛石的良好兼容性，從而實現(xiàn)了就燒結(jié)工藝期間的總體可壓縮性和熱膨脹而言的良好機械配合以使基底與金剛石層之間的應(yīng)力或開裂最小化。
文檔編號A61F2/44GK102892386SQ201180023788
公開日2013年1月23日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者B·J·波普, R·H·狄克遜, J·K·泰勒, C·F·加德納, T·梅德福, D·C·布萊克本, V·卡瓦雅爾, D·P·哈丁 申請人:迪美康公司