JPH01145064A

JPH01145064A - 無機生体材料の製造方法

Info

Publication number: JPH01145064A
Application number: JP62302817A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Uno; 智子宇野; Kiichi Nakajima; 中島　紀一
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-06-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、人工骨、人工歯根などのインブラント材料と
して使用される無機生体材料のｔＪ造方法に関するもの
である。本発明により得られる無機生体材料は、成形性
、機械的強度に優れているだけでなく、色調が生体骨に
近いという特長を有する。

［背景技術］骨と化学結合を作る（バイオアクティブ）セラミックス
としては、アパタイト焼結体やＮａ２０−に２０−Ｍｏ
Ｏ−８ｉ　０２−Ｐ２Ｏ５：系結晶化ガラスが知られて
いる。また、ｖａｏ−ｃａｏ−Ｐ２Ｏ５：−８　ｉ　０
２系ガラスを２００メツシユよりも細かい粒度に粉砕し
、そのガラス粉末を成形後、ガラス粉末の焼結部ｌ！Ｉ
域で熱処理し、次いでアパタイト結晶［Ｃａｔｏ　（Ｐ
　Ｏａ　）　ｅ　　（Ｏｏ、５　。

Ｆ）２〕及びウオラストナイト結晶［ＣａＳｉＯ３］の
生成温度域で熱処理して製造される結晶化ガラスも知ら
れている（特開昭５７−１９１２５２号公報）。この結
晶化ガラスでは、アパタイト結晶が生体親和性に寄与し
、ウオラストナイト結晶が機械的強度に寄与する。従っ
て、機械的強度を上げるためにはウオラストナイト結晶
の含為率を高めることが望ましい。そこで、ＳｉＯ２の
含有量を増やし、ウオラストナイト結晶の析出かを増し
た結晶化ガラスも知られている。

ところで、これらのセラミックスの曲げ強度は、アパタ
イト焼結体で１０００〜１４００Ｋｇ／ｃＩｉ、Ｎａ２
０−に２０−ＭＱＯ−ＣａＯ−ｓ　１ｏ２−Ｐ２Ｏ５：
系結晶化ガラスで１０００〜１５０ＯＮｙ／ａＪ、、　
ＭＱＯ−ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５：−３　ｉ　０２系結晶化ガ
ラスで１２００〜１４００Ｋｙ／ｃｄ程度である。さら
に、ウオラストナイトを多缶に析出させたＣａ０−Ｐ２
Ｏ３−５ｉ　０２系あるいはＣａ０−Ｐ２Ｏ５：−８　
ｉ　０２−ＭＱＯ，Ｙ２０３系結晶化ガラスは１７００
〜２３００Ｋｇ／ｃｉという高い曲げ強度を有している
。

さらに高強度化された材料として結晶化ガラス中にジル
コニア系、アルミナ系、ジルコニア−アルミナ系セラミ
ックス等を分散させたセラミックス複合結晶化ガラスが
本発明者により開発され、特許比＊＜特願昭６２−２７
１６７７号、同６２−２７１６７８号）されている。こ
のセラミックス複合結晶化ガラスは、アパタイト結晶と
、ウオラストナイト、ジオプサイド、フォルステライト
、オケルマナイト、アノルサイト等のアルカリ土類ケイ
酸塩結晶の１種または２種以上とを含有する結晶化ガラ
ス部分が生体親和性に寄与し、ジルコニア系、アルミナ
系、ジルコニア−アルミナ系セラミックスが機械的強度
に寄与しており、３０００υ／ｄ以上という非常に高い
曲げ強度を有しているため、生体材料として極めて有用
である。

［発明が解決しようとする問題点］上述の特許出願においては、セラミックス複合結晶化ガ
ラスを作製するにあたって、ホットプレス法を採用して
おり、この方法は得られる結晶化ガラスの内部に欠陥の
入る可能性が少ないという特長を有する。しかし、ホッ
トプレス法では焼結体が板状の塊としてのみ得られ、成
形の任意性に欠け、複雑形状をもつ成形材料としては塊
状物の切り出しが必要であり、又切り出し加工の傷が破
壊の原因となることが多いという欠点がある。−方、セ
ラミックス複合結晶化ガラスの混合粉末を所望の形状に
成形し、次いで、結晶の生成温度域で熱処理する常圧焼
成によって得られる焼結体は相対密１１８０〜９５％で
あり、これに起因して曲げ強度は２０００〜２５００Ｋ
ｇ／ｄにとどまっており、この値は、生体材料として用
いるには必ずしも充分に満足できるものではない。

そのため、所望形状のより緻密なセラミックス複合結晶
化ガラスを得るためには、高圧下での焼成が必要であり
、熱間等方加圧成形（ＨＩ　Ｐ）が好適である。しかし
、通常の熱間等方加圧成形焼成装置は、モリブデンやグ
ラフフィトヒータを用いてアルゴンやヘリウム等の非酸
化性ガスを圧力媒体とするため、得られた焼結体は微量
の炭素あるいは炭化物を含有し、また焼結体が黒色化す
る。

このような黒色化した材料を生体内に埋入すると還元部
分や炭化物を含有した部分の生体親和性が劣るようにな
る可能性がある。また、人工歯根を例にとれば、黒色の
人工歯根は天然歯の色調とかなり異なるため、審美性の
点で問題である。

従って、本発明の目的は優れた生体親和性を備え、形状
の任意性に優れ、高強度であるだけでなく、生体骨によ
り近い色調を有する無機生体材料のｔＩ造六方法提供す
ることにある。

［問題を解決するための手段］本発明は、上記目的を達成されるためになされたもので
あり、本発明の無機生体材料の製造方法は、重量百分率
でＣａＯ１２〜５６Ｐ２Ｏ５：　　　　　１〜２７ＳｉＯ２２２〜５０ＭＱＯＯ〜３４Ａｌ２Ｏ２０〜２５の範囲で上記成分を含有し、ｃａｏ、Ｐ２Ｏ５：、Ｓｉ
Ｏ２、Ｍａｏ及びＡｌ２Ｏ３の含有量合計が９０％以上
である組成を有するガラス粉末に、ジルコニア系セラミ
ックス、アルミナ系セラミックス及びジルコニア−アル
ミナ系セラミックスからなる群から選択される少なくと
も１種のセラミックス粉末を体積百分率で５〜９５％混
合し、この混合物を成形した後、成形体を６００〜１５
００℃で予備焼成し、さらに予備焼成物を酸素を含有す
る圧力媒体ガスを用い、前記予備焼成における圧力より
も高い圧力下に９００〜１５００℃で熱間等方加圧成形
することを特徴とする。

先ず、本発明の無機生体材料の製造方法において用いら
れるガラス粉末の組成に関し、その量的限定理由を以下
に述べる。

重量百分率でＣａＯが１２％未満では、アパタイト結晶
の析出量が極端に少なくなる。またＣａＯが５６％を超
えるとガラスの失透傾向が著しくなる。従って、ＣａＯ
の含有量は１２〜５６％に限定される。Ｐ２Ｏ５が１％
未満では、ガラスの失透傾向が著しく、２７％を超える
とウオラストナイト、ジオプサイド、フォルステライト
、オケルマナイト、７ノルサイト等のアルカリ土類ケイ
酸塩結晶の析出量が少なくなるので、Ｐ２Ｏ５の含量は
１〜２７％に限定される。ＳｉＯ２が２２％未満では、
アルカリ土類ケイ酸塩結晶の析出量が少なくなる。また
ＳｉＯ２が５０％を超えるとガラスが失透し易くなる。

従って、３ｉ０２の含量は２２〜５０％に限定される。

ＭＯＯは必須成分ではないが、含む場合は３４％より多
いとアパタイト結晶の析出量が少なくなるので、３４％
以下に限定される。同様に、Ａｌ２Ｏ３も必須成分では
ないが、含む場合は２５％より多いとアパタイト結晶の
生成量が少なくなるので、２５％以下に限定される。

上記した５成分の含有量は９０％以上であり、本発明に
おいて用いられるガラスは、これら５成分に加えて、人
体に有害ではないに２０、Ｌｉ２Ｏ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ
２，５ｒＯ１Ｎｂ２０ｓ、Ｂ２０ａ　、Ｆ２　、Ｙ２０
ａを１０％未満の範囲内で１種または２種以上含有する
ことができる。これらの任意成分の合計が１０％以上で
あると、アパタイト結晶及びアルカリ土類ケイ酸塩結晶
の生成量が低下してしまう場合があるので、好ましくは
１０％未満とするのがよい。ただし、Ｆ２は５％より多
いとガラスが失透しやすくなり、またＹ２Ｏ３が５％よ
り多いとアパタイト結晶及びアルカリ土類ケイ酸塩結晶
の生成■が低下してしまうので、Ｆ２　、Ｙ２０３はそ
れぞれ５％以下に限定される。

本発明の無機生体材料の製造方法においては、上に限定
した組成範囲の母ガラスを好ましくは２００メツシユよ
りも細かい粒度に粉砕した後、これをジルコニア系セラ
ミックス、アルミナ系セラミックス及びジルコニア−ア
ルミナ系セラミックスからなる群から選択される少なく
とも１種のセラミックス粉°末と任意の公知手段で均一
に混合する。母ガラスを２００メツシユよりも細かい粒
度に粉砕した方が好ましい理由は、母ガラスが２００メ
ツシユよりも細かい粒度であると、焼結体中に気孔が残
らず、機械的強度の大きな複合結晶化ガラスを得ること
ができるからである。つまり、気孔が少なく、結晶が均
一に析出し、ジルコニア系、アルミナ系、ジルコニア−
アルミナ系セラミックス粒子が均一に分布した複合結晶
化ガラスを得るためには、２００メツシユよりも細かい
粒度な有する母ガラス粉末を用いることが重要である。

また母ガラスと混合されるジルコニア系、アルミナ系、
ジルコニア−アルミナ系セラミックスも同様に２００メ
ツシユよりも細かい粒度を有するものが好ましい。その
理由は、ジルコニア系、アルミナ系、ジルコニア−アル
ミナ系セラミックス粉末が２００メツシユよりも細かい
粒度であると、焼結体中に気孔が残らず、機械的強度の
大きな複合結晶化ガラスを得られるからである。つまり
、気孔が少なく、結晶が均一に分布した複合結晶化ガラ
スを得るには、２００メツシユよりも細かい粒度を有す
るガラス粉末と２００メツシユよりも細かい粒度を有す
るジルコニア系、アルミナ系、ジルコニア−アルミナ系
セラミックス微粉末を用いることパ重要である。

これらの配合率は体積百分率でガラス粉末９５〜５％、
セラミックス粉末５〜９５％である。その理由はこの範
囲に設定すると生体活性を損わずに強い曲げ強度を有す
る無機生体材料が得られるからである。

上記の如くして得られたガラス粉末とジルコニア、アル
ミナ、ジルコニア−アルミナ系セラミックス粉末との混
合物を、例えば金型成形、鋳込成形、射出成形、ラバー
プレス成形等の公知の成形手段により所望の形状に成形
した後、成形体を６５０〜１５００℃で予備焼成し、さ
らに予備焼成物を、酸素を含有する圧力媒体ガスを用い
、９００〜１５００℃で熱間等方加圧成形することによ
り、高強度で生体骨に近い色調を有する焼結体を極めて
簡便に得ることができる。

予備焼成は上述の如く６５０〜１５００℃の温度で行な
われる。予備焼成温度を６５０〜１５００℃に限定した
理由は、６５０〜１５００℃で成形体を熱処理すると、
焼結体の相対密度は９０％以上に達し、開気孔は存在せ
ず（これは、走査望電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により確
認できる）、この相対密度９０％以上の開気孔のない予
備焼成物を熱間等方加圧成形すると、この加圧成形によ
り相対密度は９５％を超え、極めて緻密な成形体が得ら
れるのに対し、６５０℃未満であると、焼結が不十分で
相対密度９０％に達せず、また１５００℃を超えると、
結晶化ガラス部分が融解して気孔となったり、セラミッ
クスと反応してしまうからである。予備焼成の方法とし
ては、焼成・結晶化のための常圧焼成法及び減圧焼成法
のどちらの方法でもよいが減圧焼成法の方がより相対密
度の高い予備焼成物を得ることができる点ですぐれてい
る。なお、熱間等方加圧成形により高密度な焼結体を得
るためには、予備焼成物の相対密度はできるだけ高い方
が望ましい。

上記予備焼成の後、得られた予備焼成物を酸素を含有す
る圧力媒体ガスを用い、９００〜１５００℃で熱間等方
加圧成形する。本発明は、この酸素雰囲気下で熱間等方
加圧成形することを主要な特徴とするものであり、これ
により黒色化が防止され生体骨に近い色調を有する無機
生体材料が得られる。

圧力媒体ガスの酸素含有部は、０．２〜４０体積％特に
０．５〜２０体積％が好ましい。その理由は、０．２％
より少ないと焼結体の表面が若干黒色化し、４０％より
多いと操作上危険であるからである。

熱間等方加圧成形の温度を９００〜１５００℃に限定し
たのは、温度を９００〜１５００℃にすると、結晶を充
分に析出させて焼結体の強度を向上させることが可能と
なるのに対し、９００℃未満であると、強度向上に寄与
する結晶の析出量が少なく、また１５００℃を超えると
、結晶化ガラス部分が融解して気孔となったり、セラミ
ックスと反応するからである。

また、熱間等方加圧成形の圧力は３００Ｋｓ／ｃｓ１以
上とするのが好ましく、その理由は３０ＯＮｇ／ｄ以上
であると気孔が残存することが少ないからである。

［作用］本発明は、Ｃａｂ、Ｐ２Ｏ５：　、Ｓ　ｉｏ２．ＭａＯ
，Ａｌ２Ｏ３を主成分とするガラス粉末と、ジルコニア
系、アルミナ系、ジルコニア−アルミナ系セラミックス
粉末との所定比率の混合物を成形後、６５０〜１５００
℃で予備焼成し、次いで予備焼成物を９００〜１５００
℃で熱間等方加圧成形するものであり、このような２段
階熱処理を行なうことにより、９５％を超える相対密度
を有する無機生体材料が得られるが、これらの熱処理の
過程において、先ずガラス−セラミックス混合物が焼結
温度域で焼結されて焼結体が得られ、次いで該焼結体中
のガラスがアパタイト結晶及びアルカリ土類ケイ酸塩結
晶析出温度域で結晶化して、アパタイト結晶と、アルカ
リ土類ケイ酸塩結晶の１種または２種以上とを含有する
結晶化ガラスが生成する。（なお上述の焼結温度域はガ
ラス−セラミックス混合粉末の成形体を一定速度で加熱
し、その間の熱収縮を測定し、熱収縮の開始温度と終了
温度を求めることにより決定され、また、アパタイト結
晶及びアルカリ土類ケイ酸塩結晶の析出温度域はガラス
−セラミックス混合物の示差熱分析曲線における発熱ピ
ークの温度で熱処理したガラス−セラミックス混合粉末
のＸ線回折データを解析することにより、それぞれの発
熱ピークに対応する析出結晶を同定し、その発熱温度と
発熱終了温度を求めることにより決定される。）本発明
により得られるセラミックス複合結晶化ガラスからなる
無機生体材料は、機械的強度に優れているが、その理由
は、結晶化ガラスがウオラストナイト結晶等の機械的強
度の向上に寄与する結晶を含有しているだけでなく、結
晶化ガラス中にセラミックスが分散配合されているので
、主クラックが結晶化ガラス中に分散された高強度高靭
性なセラミックス粒子の周りを偏向して進んだ□す、セ
ラミックス粒子中にクラックが進行する際に大きな破壊
エネルギーを必要とするためである。

また本発明により得られる無機生体材料は生体親和性に
も優れているが、その理由は生体親和性に寄与するアパ
タイト等の結晶を含有するからである。

本発明においては、前記熱間等方加圧成形を酸素を含有
する圧力媒体ガスの雰囲気下で実施するものであり、こ
れにより得られる無機生体材料が生体骨に近い色調を有
するものになるが、その理由は、酸素雰囲気下に熱間等
方加圧成形を行なうと、非酸化性ガス雰囲気下の熱間等
方加圧成形において認められる、焼結体中の炭素や炭化
物の残留やジルコニア等の還元による黒色化を防止でき
るからである。

［実施例］以下実施例を挙げて本発明を更に説明する。

［実施例１］酸化物、炭酸塩、リン酸塩、水和物、フッ化物などを原
料に用いて、重量百分率で、ＣａＯ４７，８％、Ｐ２Ｏ
５：６．５％、５ｉＯ２４４゜０％、ＭＱＯｌ、５％、
Ｆ２０．２％となるようにガラスのバッチを調合し、こ
れを白金るつぼに入れて１５５０℃で２時ｍｍ融した。

次いで融液を水中に投入し、乾燥後、ボールミルに入れ
て２０μ■以下（６２５メツシュ以上）の粒度に粉砕し
た。このガラス粉末に、共沈法により得られた２、５モ
ル％のＹ２０３を含む部分安定化ジルコニアセラミック
ス粉末（平均粒径０．３μｍ）を添加し、さらにボール
ミルを用いて数時間湿式混合し、乾燥した。このセラミ
ックス混合ガラス粉末に、有機バインダーを混合し、射
出成形により、直径５鑓の円柱状に成形した。得られた
成形物の有機バインダーの脱脂を行なった後、成形体を
電気炉に入れ、相対密度９０％以上となるように、６５
０〜１５００℃で１時間保持し、炉内で室温まで冷却し
予備焼成物を得たくなお、本実施例では装置の都合上、
予備焼成後室部まで冷却したが、必ずしも冷却する必要
はなく、冷却しなくても得られたものの特性に変わりは
ない）。さらに、２０００Ｋｇ／ｃｊの圧力をかけなが
ら、室温から１２００℃まで一定の昇温速度３℃／ｓｉ
ｎで加熱し、１２００℃で２時間保持して、酸素を５体
積％含有する圧力媒体ガスの雰囲気下に熱間等方加圧成
形を行なった。

こうして製造されたセラミックス複合結晶化ガラスの断
面を走査電子顕微１（ＳＥＭ）で観察したところ、いず
れも気孔がほとんど無く緻密であ□す、アルキメデス法
による密度測定をすると相対密度９８％以上であった。

また、これらのセラミックス複合結晶化ガラスを粉砕し
、粉末Ｘ線回折により析出結晶相を同定したところ、ガ
ラスからはアパタイトとウオラストナイトが析出してい
た。

さらに、セラミックス複合結晶化ガラスの三点曲げ強度
試験を行なった。セラミックス複合結晶化ガラス中に含
まれるジルコニアの含有Ｉｌ（体積百分率）と三点曲げ
強度の関係を第１図に示す。図から明らかなように、結
晶化ガラス中にジルコニア系セラミックスを分散させた
セラミックス複合結晶化ガラスからなる本実施例の無機
生体材料の曲げ強度はジルコニア含有量が増すにつれて
高くなり（最高で１４５００ＰＣｇ／ａｉ）、これまで
の生体活性機能を有する無機生体材料に比べて飛抜けて
高い曲げ強度を有していた。また得られた無機生体材料
は生体骨と色調を目視により比較したところ、生体骨に
極めて近い色調を有していた。

［実施例２］酸化物、炭酸塩、リン酸塩、水和物、フッ化物などを原
料に用いて、重量百分率で、ＣａＯ４７，８％、Ｐ２０
Ｓ　６．５％、５ｉＯ２４４゜０％、ＭＣＪＯ１，５％
、Ｆ２０．２％となるようにガラスのバッチを調合し、
これを白金るつぼに入れて１５５０℃で２時間溶融した
。次いで融液を水中に投入し、乾燥後、ボールミルに入
れて２０μ−以下（６２５メツシｌＩＸ上）の粒度に粉
砕した。このガラス粉末に、アルミナセラミックス粉末
（平均粒径１μｍ）を添加し、さらにボールミルを用い
て数時間湿式混合し、乾燥した。

このセラミックス混合ガラス粉末に、有機バインダーを
混合し、射出成形により、直径５履の円柱状に成形した
。得られた成形物の有機バインダーの脱脂を行なった後
、成形体を電気炉に入れ、相対密度９０％以上となるよ
うに、６５０〜１５００℃で１時間保持し、炉内で室温
まで冷却し予備焼成物を得た。さらに、２０００Ｋｓ／
ｄの圧力をかけながら、室温から１３００℃まで一定の
昇温速度３℃／■ｉｎで加熱し、１３００℃で２時間保
持して、酸素を５体積％含有する圧力媒体ガスの雰囲気
下に熱間等方加圧成形を行なった。

こうして製造されたセラミツゲス複合結晶化ガラスをア
ルキメデス法により密度測定をすると相対密度９５〜９
８％であった。また、これらのセラミックス複合結晶化
ガラスを粉砕し、粉末Ｘ線回折により析出結晶相を同定
したところ、ガラスからはアパタイトとウオラストナイ
トが析出しており、アルミナとの反応相は認められなか
った。

さらに、セラミックス複合結晶化ガラスの三点曲げ強度
試験を行なった。セラミックス複合結晶化ガラス中に含
まれるジルコニアの含有量（体積自分率）と三点曲げ強
度の関係を第２図に示す。図から明らかなように、結晶
化ガラス中にアルミナ系セラミックスを分散させたセラ
ミックス複合結晶化ガラスからなる本実施例の無機生体
材料は３５００〜５００ＯＮｙ／ａｊという高い曲げ強
度を有し、また生体骨に極めて近い色調を有していた。

［実施例３］酸化物、炭酸塩、リン酸塩、水和物、フッ化物などを原
料に用いて、重層百分率で、ＣａＯ４７，８％、Ｐ２０
Ｓ　６．５％、５ｉＯ２４４゜０％、ＭＯＯ１，５％、
Ｆ２０．２％となるようにガラスのバッチを調合し、こ
れを白金るつぼに入れて１５５０℃で２時間溶融した。

次いで融液を水中に投入し、乾燥後、ボールミルに入れ
て２０μ−以下（６２５メツシュ以上）の粒度に粉砕し
た。このガラス粉末に、共沈法により得られた３モル％
のＹ２Ｏ３を含む部分安定化ジルコニアとα−アルミナ
とからなるジルコニア−アルミナセラミックス粉末（平
均粒径０．３μｍ）を添加しく体積比で、ガラス粉末；
ジルコニア−アルミナセラミックス粉末−２０：　８０
）、さらにボールミルを用いて数時間湿式混合し、乾燥
した。

得られた、部分安定化ジルコニアとα−アルミナとの重
量配合比が異なるセラミックス混合ガラス粉末に、有機
バインダーを混合し、射出成形により、直径５ｍの円柱
状に成形した。得られた成形物の有機バインダーの脱脂
を行なった後、成形体を電気炉に入れ、１２００℃で１
時間保持し、炉内で室温まで冷却し予備焼成物を得た。

さらに、２０００都／ｊの圧力をかけながら、室温から
１２５０℃まで一定の昇温速度３℃／ｍｉｎで加熱し、
１２５０℃で２時間保持して、酸素を５体積％含有する
圧力媒体ガスの雰囲気下に熱間等方加圧成形を行なった
。

こうして製造されたセラミックス複合結晶化ガラスの断
面を走査電子顕微＆ｌＩ（ＳＥＭ）で観察したところ、
いずれも気孔がほとんど無く緻密であり、アルキメデス
法により密度測定をすると相対密度９７％以上であった
。また、これらのセラミックス複合結晶化ガラスを粉砕
し、粉末Ｘ線回折により析出結晶相を同定したところ、
ガラスからはアパタイトとウオラストナイトが析出して
いた。

さらに、セラミックス複合結晶化ガラスの三点曲げ強度
試験を行なった。ジルコニア系セラミックス中に含まれ
るα−アルミナ含有量（重量自分率）と三点曲げ強度の
関係を第３図に示す。図から明らかなように、ジルコニ
ア系セラミックス中のα−アルミナ含有量を０〜９９重
量％に亘って変動させた本実施例の無機生体材料は最高
で１５３００　幻／ｃｄもの曲げ強度を有し、これまで
の生体活性ｖ１１１を有する無機生体材料に比べて飛抜
けて高い曲げ強度を有しており、また生体骨に極めて近
い色調を有していた。

［実施例４］酸化物、炭酸塩、リン酸塩、水和物、フッ化物などを原
料に用いて、表−１に示す組成に相当するガラスのバッ
チを調合し、これを白金るつぼに入れて１４５０〜１５
５０℃で２時ｒＷＪ溶融した。

次いで融液を水中に投入し、乾燥後、ボールミルに入れ
て２０μ譜以下（６２５メツシュ以上）の粒度に粉砕し
た。このガラス粉末に、共沈法により得られた２、５モ
ル％のＹ２Ｏ３を含む部分安定化ジルコニア粉末（平均
粒径０．３μｍ）を添加しく体積比で、ガラス粉末：ジ
ルコニア粉末−８０：　２０）、さらにボールミルを用
いて数時間湿式混合し、乾燥した。得られた、ガラス組
成が異なるセラミックス混合ガラス粉末に、有機バイン
ダーを混合し、射出成形により、直径５ｍの円柱状に成
形した。冑られた成形物の有機バインダーの脱脂を行な
った後、成形体を電気炉に入れ、表中に示した温度で１
時間保持し、炉内で室温まで冷却し予備焼成物を得た。

さらに、２０００　Ｋｇ／　ｃｔｉの圧力をかけながら
、室温から表中に示した温度まで一定の昇温速度３℃／
ｗｉｎで加熱し、所定温度で２時間保持し、酸素を５体
積％含有する圧力媒体ガスの雰囲気下に熱間専決加圧成
形を行なった。

こうして製造されたセラミックス複合結晶化ガラスの相
対密度をアルキメデス法により測定をすると９８％以上
であった。また、これらのセラミックス複合結晶化ガラ
スを粉砕し、粉末ｘ１！回折により析出結晶相を同定し
た。さらに、セラミックス複合結晶化ガラスの三点曲げ
強度試験を行なった。ガラス組成、ガラスからの析出結
晶相、予備焼成温度、熱同等方加圧成形温度及び三点曲
げ強度を表１に示す。同表から明らかなように、本実施
例の無機生体材料は３０００〜４５０ＯＮｙ／ｄという
高い曲げ強度を有し、また生体骨に極めて近い色調を有
していた。また本実施例により得られた無機生体材料は
、結晶化して生体親和性の向上に寄与するガラス粉末が
ジルコニア粉末よりも多い混合物（体積比でガス粉末：
ジルコニア粉末＝８０　：　２０）から得られたもので
あり、強度を損わずに生体親和性に特に優れていた。

（以下余白）［発明の効！ｉ！］本発明の方法により得られた無機生体材料は骨と化学的
に結合するのに必要なＣａＯとＰ２Ｏ５：を含有し、し
かも非常に高い曲げ強度を有し、なおかつ生体骨に近い
色調であるので、無機生体材料として極めて有用である
。又、熱間方法加圧成形法を用いていることから、複雑
な形状に容易に成形することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により得られたジルコニアセラミック
ス複合結晶化ガラスからなる無機生体材料におけるジル
コニア含有量（ｖｏ１％）と曲げ強度の関係を示すグラ
フ、第２図は本発明により得られたアルミナセラミック
ス複合結晶化ガラスからなる無機生体材料におけるアル
ミナ含有量（ｖｏ１％）と曲げ強度の関係を示すグラフ
、第３図は本発明により得られたジルコニア−アルミナ
セラミックス複合結晶化ガラスからなる無機生体材料に
おけるジルコニア−アルミナセラミックス中のアルミナ
含有［１（ｗｔ％）と曲げ強度の関係を示すグラフであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量百分率でＣａＯ：１２〜５６Ｐ＿２Ｏ＿５：１〜２７ＳｉＯ＿２：２２〜５０ＭｇＯ：０〜３４Ａｌ＿２Ｏ＿３：０〜２５の範囲で上記成分を含有し、ＣａＯ、Ｐ＿２Ｏ＿５、Ｓ
ｉＯ＿２、ＭｇＯ及びＡｌ＿２Ｏ＿３の含有量合計が９
０％以上である組成を有するガラス粉末に、ジルコニア
系セラミックス、アルミナ系セラミックス及びジルコニ
ア−アルミナ系セラミックスからなる群から選択される
少なくとも１種のセラミックス粉末を体積百分率で５〜
９５％混合し、この混合物を成形した後、成形体を６５
０〜１５００℃で予備焼成し、さらに予備焼成物を酸素
を含有する圧力媒体ガスを用い、前記予備焼成における
圧力よりも高い圧力下に９００〜１５００℃で熱間等方
加圧成形することを特徴とする無機生体材料の製造方法
。