JPH01268560A - リン酸カルシウムセラミックスインプラントの製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、インブラントに関する。

生体親和性に優れたハイドロキシアパタイトを使用して
形成されるインブラントは、その用途により様々な複雑
な形状に成形加工しなければならないが、−軸ブレスや
ラバープレス法などの従来の方法だと、成形性、寸法精
度及び表面滑沢性など品質を向上させるためには、仕上
げ加工や表面研摩などの後加工を必要とする。

そのため、リン酸カルシウムセラミックスのように強度
の比較的小さいセラミックスの場合、後加工により表面
に無数のマクロクラックやマイクロクラックができ、強
度の低下を招く。さらに、生体内での溶解による強度低
下もより一層大きくなり、実用上大きな問題となってい
る。

他方、複雑な形状を有する加工品を大量生産できる最も
効率的な方法であるという長所を有する射出成形法をセ
ラミックス材料に通用する試みが近年なされているが、
製造コストが高くつく他、混練する有機材料の選択、脱
脂条件の決定など、技術的にむずかしい点を多く含んで
いる点で、実用に達しているとは言えない。さらに、セ
ラミック原料粉末自体の比表面積が大きい材料は、より
多くの有機材料を必要とするため、ますます技術的に困
難となっていた。ましてハイドロキシアパタイトは、セ
ラミック材料の中では比表面積が格段に大きく、種々の
物質の吸着能にすぐれ、液クロ用吸着カラムとして広く
用いられているほどで、射出成形用材料としては、はと
んど成形不能と言われている原料の一つであった。

我々は鋭意努力の結果、リン酸カルシウム粉末を熱可塑
性有機材料に混練した後、射出成形を行ない、さらに脱
脂及び焼結を行なった緊密なセラミック成形体が、−次
加工のみで十分な成形性、均質性、寸法精度、表面滑沢
性などを有し、又、材料表面にマクロクラックやマイク
ロクラックをつくらないことから強度が向上し、又、生
体内での強度低下ら少ないことを知見し、本発明に到達
したものである。

材料及び製法 本発明に於けるＣａ／Ｐモル比が１５〜２．０であるリ
ン酸カルシウム化合物は、例えばハイドロキシアパタイ
ト、リン酸三カルノウム、リン酸四カルシウム等が具体
的に例示され、その製法は、例えば湿式法等で合成した
スラリーを噴霧乾燥し、０．１〜１５０μの粒径をら一
〕球状微粒子とした乙のを３００〜１３００℃で焼成し
た方法が提示される。

噴霧乾燥粉以外にボールミルやサンプルミル、ジェット
ミル、アトマイザ−などの種々の粉砕法による破砕粉や
造粒粉、あるいは熱分解法、アルコキシド法、乾式法な
どの別な合成法に５ノーる造粒粉を用いてらよい。又、
牛骨や魚骨など天然の骨や歯を高温で焼結した焼成粉を
用いろことらできる。

また、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｓｒなどこ）陽
イオンや、Ｃｌ２−、Ｆ−、Ｉ−、ＣＯ３’−などの陰
イオンをθ〜ｌＯ％程度含むものを用いてしよい。

次に、このリン酸カルシウム化合物粉末に、結合剤、解
こう剤、潤滑剤、可塑剤、湿潤剤、消泡剤、カップリン
グ剤、界面活性剤、保護コロイド剤などの目的で種々の
有機材料を適宜混練する。結合剤としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（
１号ＶＡ）、エチレン−アクリレート共重合体（ＥＥＡ
）、アクリル系樹脂、ボリスチレノ、ＳＭＲ樹脂、セル
ロース系樹脂、ポリエステルなどが例示される。

潤滑剤としては、パラフィンワックス、マイクロクリス
タリンワックスなどのワックス類、高級脂肪酸、脂肪酸
アシド、脂肪酸エステルなとが例示される。又、可塑剤
としてはジブチルフタレート、ブチルベンノンフタレー
トなどが例示される。

これら有機材料をリン酸カルシウム粉末に対して５〜５
０重量％添加し、加圧ニーグーを用いて１００〜２５０
℃でよく融解、混練する。これを破砕し、粒状にしたら
のを射出成形機に投入し、予め所定の形状に加工したイ
ンブラント体成形金型中に射出成形する。次に、取り出
した成形体を常圧又は加圧脱脂炉に入れ、２〜７日間で
３５０〜６００℃でゆっくり何機材料を脱気除去する。

最後に、このａ機分を除いた成形体を真空、常圧又は加
圧焼結炉で１〜３日間で８００〜１３００°Ｃでゆっく
り焼結し、緻密なセラミック成形体を得る。又は、熱間
等方圧縮（１−ＩＩＰ）を用いて、１５０〜８００℃、
１０〜１５，０００ｔ／ｃｍ”で焼結させろこともでき
る。

インブラントは、医学及び歯学の分野で、生体内に埋入
し長期にわたって留置し臨床治療に用いる器具又は装置
を指す。代表的なセラミックインブラントとしては経皮
端子（ＰｅｒｃｔａｎｅｏｕｓＤｅｖｉｃｅ）、人工血
管（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ＶａｓｃｕｌａｒＰｒｏｓ
ｔｈｅｓｉｓ）、ブラッドアクセスデバイス（Ｂ１００
Ｆｌ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｄｅｖｉｃｅ）、人工歯根（Ａｒ
ｔｉｒｉｃｉａｌｔｏｏｔｈ　ｒｏｏｔ）、人工気管（
Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｔｒａｃｈｅａ）、人１−骨（
Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｂｏｎｅ　Ｐｒｏｓｔｈｅｓｉ
ｓ）、センサ−（Ｓ　（！　ｎ　ｓ　ｏ　ｒ　）などが
ある。

実験１ 湿式法で合成した後、ジェットミルで粉砕したハイドロ
キンアパタイトに第１表の割合で打機材料を加えた。

第　　１　　表 これを、東洋精機製混練機ラボブラストミルで十分に混
練した後、山域精機製射出成形機ＭＤ−２０型で円筒状
成形体が得られる金型に射出成形した。これを鴻製作所
製脱脂炉Ｓ　Ｉ−Ｉ　Ｋ　Ｓ　−２型で５５０℃で約５
日間有機分の除去を行なった。

シリコニット高熱工業製焼成炉Ｂ　Ｍ　−１５３０型で
１２５０℃で焼成し、外径７　、６ｍｒａ、内径３．５
ｔａｍ、長さ１ＯＩＩＩ１１の円筒形緻密焼結体を得た
。

インストロン材料試験機１１２ａ型で圧管テストを行な
い、圧縮引張強度を求めた結果を第１図に示す。比較と
して、東洋油圧製−軸プレス機で、約１　ｔ／ｃＩ１１
″の圧力で圧縮成形した円柱体を旋盤及びボール盤を用
いて二次加工し、上記と同様の円筒体を得た後、同様に
して焼結体としたものを用いた。

この結果、本性による成形体は、−軸ブレスによる圧縮
成形後、二次加工により円筒形とした乙のに比べて１．
５〜２倍近い強度があった。

又、圧縮成形のみで二次加工を行なっていない円柱形の
ものと比べても同等以上の強度を持っていることが明ら
かとなった。

実験２ 湿式法で合成した後、噴霧乾燥した粉末に第２表の割合
で有゛機材料を混練した。

第２表 これを曲げ試験試料成形用金型で成形後、実　・験１と
同様にして焼結した。これらを成人背部皮下に埋入し、
１ケ月後及び３ケ月後に取り出した。これらの試料の３
点曲げ強度を高車オートグラフＡ　０２００ＯＡで測定
した結果を第２図に示す。対照として、−軸プレス機で
圧縮成形の後、焼結した円板形焼結体をアイソメットダ
イヤモンドカッター１１−１８０で切断したものを用い
た。

本性で製造した試験片は、対照に比べて約９％強度が大
きかった。又、埋入ｌケガ後の強度低下は対照に比べて
小さく、本性が約８％、対照が約１３％であった。この
ことがら、本性が二次加工を必要とする従来の方法に比
べて強度が大きく、生体内での強度低下も少ないことが
わかった。

以上のことから、本性はリン酸カルシウムセラミックス
を用いた長期生体内埋入用インブラント体の成形法とし
て優れていることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に於ける圧縮引張強度を示すグ
ラフ、第２図は本発明の実施例に於ける曲げ強度を示す
グラフである。 特許出願人　株式会社アドバンス 第２図 １ネ斌 メ里人＃８　関（激ｏｎぺＳ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リン酸カルシウム化合物粉末と有機材料を混練し
   、射出成形を行なったのち、脱脂及び焼結を行なうこと
   を特徴とするリン酸カルシウムセラミックスインプラン
   トの製造方法。