JPH01203285A - セラミックス製インプラント及びその製造方法 - Google Patents
セラミックス製インプラント及びその製造方法Info
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- JPH01203285A JPH01203285A JP63027031A JP2703188A JPH01203285A JP H01203285 A JPH01203285 A JP H01203285A JP 63027031 A JP63027031 A JP 63027031A JP 2703188 A JP2703188 A JP 2703188A JP H01203285 A JPH01203285 A JP H01203285A
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- Japan
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- sintered body
- implant
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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。
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、ジルコニア焼結体の表面に、リン酸三カルシ
ウム（以下、α−ＴＣＰと略す）とジルコニアの混合物
からなる多孔質焼結体の被覆層を有するセラミックス製
インプラント及びその製造方法に関する。
ウム（以下、α−ＴＣＰと略す）とジルコニアの混合物
からなる多孔質焼結体の被覆層を有するセラミックス製
インプラント及びその製造方法に関する。
（従来の技術）
人工歯根などの硬組織用の生体インプラント材料として
は、従来からステンレス合金、チタン合金などの金属、
及び単結晶アルミナ、アルミナ焼結体、ジルコニア焼結
体、カーボンなどのセラミックスが主に使用されており
、これらは生体組織と直接に結合しないために生体不活
性なインプラント材料と言われている。一方、ヒドロキ
シアパタイト（以下、ＨＡＰと略す）焼結体、α型リン
酸三カルシウム（以下α−ＴＣＰと略す。）焼結体、β
型リン酸三カルシウム焼結体は、いわゆる生体活性なイ
ンプラント材料であり、生体組織と直接忙化学結合が起
こる材料として注目されている。また、近年では生体活
性な物質を生体不活性な材料の表面にプラズマ溶射によ
りて被着する試みがなされている。
は、従来からステンレス合金、チタン合金などの金属、
及び単結晶アルミナ、アルミナ焼結体、ジルコニア焼結
体、カーボンなどのセラミックスが主に使用されており
、これらは生体組織と直接に結合しないために生体不活
性なインプラント材料と言われている。一方、ヒドロキ
シアパタイト（以下、ＨＡＰと略す）焼結体、α型リン
酸三カルシウム（以下α−ＴＣＰと略す。）焼結体、β
型リン酸三カルシウム焼結体は、いわゆる生体活性なイ
ンプラント材料であり、生体組織と直接忙化学結合が起
こる材料として注目されている。また、近年では生体活
性な物質を生体不活性な材料の表面にプラズマ溶射によ
りて被着する試みがなされている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記の生体不活性なインプラント材料を
生体内に埋入して使用した場合には、生体組織と直接に
結合しないために、長期間経過すると緩みが発生してし
まう。一方、生体活性なインプラント材料は、前述のよ
うな緩みが発生しないが、機械的強度においては生体不
活物質を生体不活性な材料の表面にプラズマ溶射によっ
て被着したものは、プラズマ溶射表面層と芯材との接合
力が弱（て剥離しやすい。
生体内に埋入して使用した場合には、生体組織と直接に
結合しないために、長期間経過すると緩みが発生してし
まう。一方、生体活性なインプラント材料は、前述のよ
うな緩みが発生しないが、機械的強度においては生体不
活物質を生体不活性な材料の表面にプラズマ溶射によっ
て被着したものは、プラズマ溶射表面層と芯材との接合
力が弱（て剥離しやすい。
（問題点を解決するための手段）
本発明者等は上記の点に鑑み種々検討した結果、ジルコ
ニア焼結体の表面にα−ＴＣＰとジルコニアの混合物か
らなる多孔質焼結体の被覆層を有するセラミックス製イ
ンプラントは、機械的強度が高（て生体内で破損せず、
かつ芯材と強固に接合された生体活性な表面多孔層が生
体内で生体組織と結合し、長期間の使用にも耐え得る材
料となるとの知見を得て本発明に到達した。
ニア焼結体の表面にα−ＴＣＰとジルコニアの混合物か
らなる多孔質焼結体の被覆層を有するセラミックス製イ
ンプラントは、機械的強度が高（て生体内で破損せず、
かつ芯材と強固に接合された生体活性な表面多孔層が生
体内で生体組織と結合し、長期間の使用にも耐え得る材
料となるとの知見を得て本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は、ジルコニア焼結体の表面に
α−ＴＣＰとジルコニアの混合物からなる多孔質焼結体
の被覆層を有するセラミックス製インプラント及びその
製造方法に存し、更には、部分安定化ジルコニアよりな
る成形体の表面にヒドロキシアパタイトとジルコニアの
混合粉末を被着したのち焼成することを特徴とするセラ
ミックス製インプラントの製造方法に存する。
α−ＴＣＰとジルコニアの混合物からなる多孔質焼結体
の被覆層を有するセラミックス製インプラント及びその
製造方法に存し、更には、部分安定化ジルコニアよりな
る成形体の表面にヒドロキシアパタイトとジルコニアの
混合粉末を被着したのち焼成することを特徴とするセラ
ミックス製インプラントの製造方法に存する。
以下、本発明の詳細な説明するに、本発明で使用する部
分安定化ジルコニア粉末としては、ＣａＯｌＭｇＯ，Ｙ
２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｃｅ ０２などを安定化剤として
固溶したジルコニア粉末である。
分安定化ジルコニア粉末としては、ＣａＯｌＭｇＯ，Ｙ
２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｃｅ ０２などを安定化剤として
固溶したジルコニア粉末である。
部分安定化ジルコニア粉末よりなる成形体は、プレス成
形、押出成形、鋳込成形、射出成形およびテープ成形な
ど、さまざまな成形方法によって成形されるが、好まし
くは、複雑形状の成形体の製造が可能な鋳込成形法及び
射出成形法によるのが良い。
形、押出成形、鋳込成形、射出成形およびテープ成形な
ど、さまざまな成形方法によって成形されるが、好まし
くは、複雑形状の成形体の製造が可能な鋳込成形法及び
射出成形法によるのが良い。
ジルコニア焼結体の表面にα−ＴＣＰとジルコニアの焼
結体の被覆層を設ける手法は種々有り得ようが、最も好
適には、焼結前のジルコニア成形体の表面にジルコニア
粉末とＨＡＰを被着せしめ、全体を焼成すると、ＨＡＰ
はα−ＴＣＰに変化し、併せてジルコニアも焼結されろ
こととなる。この場合にジルコニア成形体に被着させる
。
結体の被覆層を設ける手法は種々有り得ようが、最も好
適には、焼結前のジルコニア成形体の表面にジルコニア
粉末とＨＡＰを被着せしめ、全体を焼成すると、ＨＡＰ
はα−ＴＣＰに変化し、併せてジルコニアも焼結されろ
こととなる。この場合にジルコニア成形体に被着させる
。
ＨＡＰ粉末は、Ｃａ＋ｏ−ｘ （ＨＰＯ４）Ｘ （ＰＯ
４）６−ｘ （ＯＨ）２−ｘ ・ｎＨ２Ｏ（ただし、０
くＸく／）の化学式で示されるものが使用される。
４）６−ｘ （ＯＨ）２−ｘ ・ｎＨ２Ｏ（ただし、０
くＸく／）の化学式で示されるものが使用される。
ＨＡＰと混合されるジルコニア粉末としては、安定化剤
の含有の有無に関係な（、ジルコニアを主成分とする粉
末ならば良い。
の含有の有無に関係な（、ジルコニアを主成分とする粉
末ならば良い。
ＨＡＰとジルコニアの混合割合は、ＨＡＰに対するジル
コニアの重量比率が０．０ ＆ −２０の範囲内で選択
される。より好ましくは、前記比率が０．７〜２．３に
なるように混合する。ＨＡＰに対するジルコニアの重量
比率がＯ，ＯＳより小さいと、得られたインプラントの
被覆層の気孔率が小さくなって生体活性が小さくなると
ともに、芯材となるジルコニア焼結体と被覆層の熱膨張
率の大きな差により、焼成後の冷却時に被覆層表面及び
ジルコニア焼結体と被覆層の界面に多数の亀裂が発生し
てしまう。一方、ＨＡＰに対するジルコニアの重量比率
が２０より大きいと、得られたインプラントの被覆層の
気孔率が小さ（なるとともにα−ＴＣＰの含有量が減る
ために、生体活性は小さ（なってしまう。
コニアの重量比率が０．０ ＆ −２０の範囲内で選択
される。より好ましくは、前記比率が０．７〜２．３に
なるように混合する。ＨＡＰに対するジルコニアの重量
比率がＯ，ＯＳより小さいと、得られたインプラントの
被覆層の気孔率が小さくなって生体活性が小さくなると
ともに、芯材となるジルコニア焼結体と被覆層の熱膨張
率の大きな差により、焼成後の冷却時に被覆層表面及び
ジルコニア焼結体と被覆層の界面に多数の亀裂が発生し
てしまう。一方、ＨＡＰに対するジルコニアの重量比率
が２０より大きいと、得られたインプラントの被覆層の
気孔率が小さ（なるとともにα−ＴＣＰの含有量が減る
ために、生体活性は小さ（なってしまう。
部分安定化ジルコニアよりなる成形体の表面にＨＡＰと
ジルコニアの混合粉末を被着する方法としては、混合粉
末を成形体の表面に均一に被着する方法が選ばれる。具
体的には、ＨＡＰとジルコニアの混合粉末を水に均一に
分散させてスラリーを作り、このスラリー中に部分安定
化ジルコニアよりなる成形体を浸漬することにより、ス
ラリー中の水分が成形体内に吸収されると同時に混合粉
末が均一に成形体表面に被着される方法が用いられる。
ジルコニアの混合粉末を被着する方法としては、混合粉
末を成形体の表面に均一に被着する方法が選ばれる。具
体的には、ＨＡＰとジルコニアの混合粉末を水に均一に
分散させてスラリーを作り、このスラリー中に部分安定
化ジルコニアよりなる成形体を浸漬することにより、ス
ラリー中の水分が成形体内に吸収されると同時に混合粉
末が均一に成形体表面に被着される方法が用いられる。
また、上記スラリーを成形体上に噴霧することによって
も、同様な被覆が可能である。
も、同様な被覆が可能である。
焼成は、／λ００℃〜／Ｓ５０℃の温度範囲で行う。温
度が低すぎると、ジルコニア焼結体の密度と強度が低（
なってしまう。一方、温度が高すぎると、α−ＴＣＰと
ジルコニアの混合物からなる多孔質焼結体の気孔率が低
下するとともに、生成したα−ＴＣＰが溶融してしまう
。
度が低すぎると、ジルコニア焼結体の密度と強度が低（
なってしまう。一方、温度が高すぎると、α−ＴＣＰと
ジルコニアの混合物からなる多孔質焼結体の気孔率が低
下するとともに、生成したα−ＴＣＰが溶融してしまう
。
また、温度が高すぎると、ジルコニア焼結体の密度と強
度が低下してしまう。すなわち、焼成を適正な温度範囲
内で行うことにより、インプラントの芯材となるジルコ
ニア焼結体の密度と強度を高（すると同時罠、インプラ
ントの被覆層となる多孔質焼結体の気孔率を太き（でき
る。
度が低下してしまう。すなわち、焼成を適正な温度範囲
内で行うことにより、インプラントの芯材となるジルコ
ニア焼結体の密度と強度を高（すると同時罠、インプラ
ントの被覆層となる多孔質焼結体の気孔率を太き（でき
る。
なお、この焼成によりＨＡＰかも生じるα−ＴＣＰとジ
ルコニアは、多孔性を保ちながら強固に結合し、また、
芯材となるジルコニア焼結体と多孔質焼結体との間でも
両者の強固な結合が得られるが、これらはいずれもＨＡ
Ｐ中の２＋ Ｃａ イオンのジルコニア粉末及び芯材ジルコニアへ
の移動、拡散によるものと推定される。
ルコニアは、多孔性を保ちながら強固に結合し、また、
芯材となるジルコニア焼結体と多孔質焼結体との間でも
両者の強固な結合が得られるが、これらはいずれもＨＡ
Ｐ中の２＋ Ｃａ イオンのジルコニア粉末及び芯材ジルコニアへ
の移動、拡散によるものと推定される。
次に本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発
明はその要旨を超えない限り、下記実施例によって限定
されるものではない。
明はその要旨を超えない限り、下記実施例によって限定
されるものではない。
実施例
内容積ｓｓｏｍｉのジルコニア袈ボールミルポットに蒸
留水２１１．６ｇと分散剤としてポリアクリル酸アンモ
ニウムの！＜７ｗｔ％水溶液０．１．．３Ｊを入れて混
合した後、イツトリア部分安定化シｋ ニア ＝ ７
／ ２ Ａ、 、２ ｇト／ ＯＨｌｌ ９６のジルコ
ニアボー・ルＩＩｏｏｇを加えた。これを振動ボールミ
ル及び回転ボールミルで湿式粉砕処理してジルコニアス
ラリーを得た。このスラリーの／３りｌに＠２ｗｔ％水
溶液の結合剤ａ、ｂｇｇと消泡剤０．０ ＆ ４９を添
加して３０分簡混合した後、ロータリーエバポレーター
中で２０Ｔｏｒｒで２０分間減圧脱泡した。このスラリ
ーを２Ｊ℃の室温下で／ ２１ｎｚ９１ Ｘ ／ ！ｒ
Ｏｍｍの円柱状に固形鋳込成形した。これを２３℃で
／昼夜乾燥した後に施盤を用いて’１． ！； ｍｘ
ｙｆ ｘ 、ｙ ｏ ｇＩＥの円柱状に機械加工してジ
ルコニア成形体を得た。
留水２１１．６ｇと分散剤としてポリアクリル酸アンモ
ニウムの！＜７ｗｔ％水溶液０．１．．３Ｊを入れて混
合した後、イツトリア部分安定化シｋ ニア ＝ ７
／ ２ Ａ、 、２ ｇト／ ＯＨｌｌ ９６のジルコ
ニアボー・ルＩＩｏｏｇを加えた。これを振動ボールミ
ル及び回転ボールミルで湿式粉砕処理してジルコニアス
ラリーを得た。このスラリーの／３りｌに＠２ｗｔ％水
溶液の結合剤ａ、ｂｇｇと消泡剤０．０ ＆ ４９を添
加して３０分簡混合した後、ロータリーエバポレーター
中で２０Ｔｏｒｒで２０分間減圧脱泡した。このスラリ
ーを２Ｊ℃の室温下で／ ２１ｎｚ９１ Ｘ ／ ！ｒ
Ｏｍｍの円柱状に固形鋳込成形した。これを２３℃で
／昼夜乾燥した後に施盤を用いて’１． ！； ｍｘ
ｙｆ ｘ 、ｙ ｏ ｇＩＥの円柱状に機械加工してジ
ルコニア成形体を得た。
“ 次に、内容積２ ！； Ｏｍｌのアルミナ製ボール
ミルポットに蒸留水３ ｇ、 Ａ９と分散剤としてポリ
アクリル酸アンモニウムのｌｌ０ｗｔ％水溶液ｏ、 ９
４ ｇを入れて混合した後、ヒドロキシアパタイト粉末
３６．０ｇとイツトリア部分安定化ジルコニア粉末２
’１． Ｏｇ及’ＣＪ ／ Ｏｍｔｎ９１５のジルコニ
アポールｔｉｏｏｇを加えた。これを振動ボールミル及
び回転ボールミルで湿式粉砕処理して、ヒドロキシアパ
タイトとジルコニアの混合スラリーを得た。このスラリ
ーのヲ３ｇに＃Ｊｗｔ％水溶液の結合剤／ 、？、、？
ｆｉと消泡剤０．０２ ｒ ｇ及び蒸留水２７３ｇを
添加して３０分間混合した後、ロータリーエバポレータ
ー中で２０Ｔｏｒｒで２０分間減圧脱泡した。
ミルポットに蒸留水３ ｇ、 Ａ９と分散剤としてポリ
アクリル酸アンモニウムのｌｌ０ｗｔ％水溶液ｏ、 ９
４ ｇを入れて混合した後、ヒドロキシアパタイト粉末
３６．０ｇとイツトリア部分安定化ジルコニア粉末２
’１． Ｏｇ及’ＣＪ ／ Ｏｍｔｎ９１５のジルコニ
アポールｔｉｏｏｇを加えた。これを振動ボールミル及
び回転ボールミルで湿式粉砕処理して、ヒドロキシアパ
タイトとジルコニアの混合スラリーを得た。このスラリ
ーのヲ３ｇに＃Ｊｗｔ％水溶液の結合剤／ 、？、、？
ｆｉと消泡剤０．０２ ｒ ｇ及び蒸留水２７３ｇを
添加して３０分間混合した後、ロータリーエバポレータ
ー中で２０Ｔｏｒｒで２０分間減圧脱泡した。
！；０ｒｎｌ−ｊｊラスビーカー中にヒドロキシアパタ
イトとジルコニアの混合スラリーを入れ、このスラリー
中に前記の機械加工したジルコニア成形体を長平方向の
半分の１５間だけ３０秒間浸漬して、ジルコニア成形体
表面にヒドロキシアパタイトとジルコニアの混合粉末な
被着した。
イトとジルコニアの混合スラリーを入れ、このスラリー
中に前記の機械加工したジルコニア成形体を長平方向の
半分の１５間だけ３０秒間浸漬して、ジルコニア成形体
表面にヒドロキシアパタイトとジルコニアの混合粉末な
被着した。
これを２！℃で／昼夜乾燥した後に９０℃で／昼夜乾燥
した。さらにこれを電気炉中でｒｏ。
した。さらにこれを電気炉中でｒｏ。
℃まで１０℃／ｈで昇温してｒｏｏ℃で１時間保持して
脱脂した後に、２００℃／ｈで昇温して／ ２！；０℃
で２を時間焼成した。
脱脂した後に、２００℃／ｈで昇温して／ ２！；０℃
で２を時間焼成した。
このようにして、ジルコニア焼結体の表面にα−ＴＣＰ
とジルコニアの混合物からなる多孔質焼結体の被覆層を
有するセラミックス製インプラントを得た。
とジルコニアの混合物からなる多孔質焼結体の被覆層を
有するセラミックス製インプラントを得た。
（発明の効果）
以上述べた方法によれば、機械的強度が筒（て生体内で
破損せず、かつ芯材と強固に接合された生体活性な表面
多孔層を有するセラミックス製インプラントを容易に得
ることができ、従って、人工歯根、人工関節、人工骨な
どの生体インプラント材料として好適に利用することが
できる。
破損せず、かつ芯材と強固に接合された生体活性な表面
多孔層を有するセラミックス製インプラントを容易に得
ることができ、従って、人工歯根、人工関節、人工骨な
どの生体インプラント材料として好適に利用することが
できる。
Claims (2)
- （１）ジルコニア焼結体の表面にα型リン酸三カルシウ
ムとジルコニアの混合物からなる多孔質焼結体の被覆層
を有するセラミックス製インプラント。 - （２）部分安定化ジルコニアよりなる成形体の表面にヒ
ドロキシアパタイトとジルコニアの混合粉末を被着した
のち焼成することを特徴とするセラミックス製インプラ
ントの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027031A JPH01203285A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | セラミックス製インプラント及びその製造方法 |
| EP89102069A EP0328041B1 (en) | 1988-02-08 | 1989-02-07 | Ceramic implant and process for its production |
| DE68917947T DE68917947T2 (de) | 1988-02-08 | 1989-02-07 | Keramisches Implantat und Verfahren zu dessen Herstellung. |
| US07/307,640 US4983182A (en) | 1988-02-08 | 1989-02-08 | Ceramic implant and process for its production |
| US07/596,954 US5185177A (en) | 1988-02-08 | 1990-10-15 | Producing a ceramic implant by coating a powder mixture of zirconia and either tricalcium phosphate or hydroxyapatite on a molded unsintered body of partially stabilized zirconia and then sintering the article |
| US07/903,327 US5192325A (en) | 1988-02-08 | 1992-06-24 | Ceramic implant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63027031A JPH01203285A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | セラミックス製インプラント及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203285A true JPH01203285A (ja) | 1989-08-16 |
Family
ID=12209702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63027031A Pending JPH01203285A (ja) | 1988-02-08 | 1988-02-08 | セラミックス製インプラント及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01203285A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995023775A1 (en) * | 1994-03-02 | 1995-09-08 | Kabushiki Kaisya Advance | TYPE α TRICALCIUM PHOSPHATE CERAMIC AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| KR100501674B1 (ko) * | 2002-12-12 | 2005-07-20 | 성윤모 | 공석출법을 이용한 수산화아파타이트 복합나노분말의제조방법 |
| US7611781B1 (en) | 1999-11-02 | 2009-11-03 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Hard tissue repairing material |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105764A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-11 | 株式会社 香蘭社 | 生体補綴用セラミツク |
-
1988
- 1988-02-08 JP JP63027031A patent/JPH01203285A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105764A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-11 | 株式会社 香蘭社 | 生体補綴用セラミツク |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995023775A1 (en) * | 1994-03-02 | 1995-09-08 | Kabushiki Kaisya Advance | TYPE α TRICALCIUM PHOSPHATE CERAMIC AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| US5679294A (en) * | 1994-03-02 | 1997-10-21 | Kabushiki Kaisya Advance | α-tricalcium phosphate ceramic and production method thereof |
| US7611781B1 (en) | 1999-11-02 | 2009-11-03 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Hard tissue repairing material |
| KR100501674B1 (ko) * | 2002-12-12 | 2005-07-20 | 성윤모 | 공석출법을 이용한 수산화아파타이트 복합나노분말의제조방법 |
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