JPH02153886A - リン酸カルシウム被覆セラミックス及びその製造方法 - Google Patents
リン酸カルシウム被覆セラミックス及びその製造方法Info
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- JPH02153886A JPH02153886A JP63261590A JP26159088A JPH02153886A JP H02153886 A JPH02153886 A JP H02153886A JP 63261590 A JP63261590 A JP 63261590A JP 26159088 A JP26159088 A JP 26159088A JP H02153886 A JPH02153886 A JP H02153886A
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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、生体親和性を有するセラミックス。
特に人工骨２人工歯根等の医用セラミックス及びその製
造方法に関する。
造方法に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］アルミ
ナ焼結体、ジルコニア焼結体などのセラミックスは１機
械的強度特性に優れているうえに、生体に対して毒性が
ないので１人工歯根や人工骨などの生体用セラミックス
として利用がすすみつつある。しかし、これらの材料は
生体組織に対して不活性であるために、新生骨との結合
能がなく、維持安定性を欠いている。
ナ焼結体、ジルコニア焼結体などのセラミックスは１機
械的強度特性に優れているうえに、生体に対して毒性が
ないので１人工歯根や人工骨などの生体用セラミックス
として利用がすすみつつある。しかし、これらの材料は
生体組織に対して不活性であるために、新生骨との結合
能がなく、維持安定性を欠いている。
一方、水酸アパタイトやリン酸三カルシウムなどのリン
酸カルシウム化合物は、骨、歯などの生体無機質の主成
分であるので、生体に対する無毒性、骨との結合性、新
生骨への置換性など優れた生体適合性を有する。しかし
、リン酸カルシウム化合物からは高強度焼結体は得られ
ておらず、実用に耐えられない。このためアルミナ焼結
体、ジルコニア焼結体などの高強度セラミックスを基材
とし、その表面にリン酸カルシウムをコーティングした
複合材が求められている。
酸カルシウム化合物は、骨、歯などの生体無機質の主成
分であるので、生体に対する無毒性、骨との結合性、新
生骨への置換性など優れた生体適合性を有する。しかし
、リン酸カルシウム化合物からは高強度焼結体は得られ
ておらず、実用に耐えられない。このためアルミナ焼結
体、ジルコニア焼結体などの高強度セラミックスを基材
とし、その表面にリン酸カルシウムをコーティングした
複合材が求められている。
高強度セラミックス基材にリン酸カルシウムをコーティ
ングする方法としては、溶射法及びスパッタリング法が
ある。溶射法はコーテイング材粉末を高温の火炎中に入
れ高速で基材に吹付ける方法である。しかし、β−リン
酸三カルシウムを溶射すると高温型のα相への転移を起
こし、水酸アパタイトを溶射すると分解して別の結晶相
を生じ、所望のリン酸カルシウム化合物をコーティング
することができない。スパッタリング法は、高真空下で
行なう必要があるので生産性が低くコスト高を招く。
ングする方法としては、溶射法及びスパッタリング法が
ある。溶射法はコーテイング材粉末を高温の火炎中に入
れ高速で基材に吹付ける方法である。しかし、β−リン
酸三カルシウムを溶射すると高温型のα相への転移を起
こし、水酸アパタイトを溶射すると分解して別の結晶相
を生じ、所望のリン酸カルシウム化合物をコーティング
することができない。スパッタリング法は、高真空下で
行なう必要があるので生産性が低くコスト高を招く。
また、特開昭５３−１１８４１１号公報には次のような
陶材及びその製法が開示されている。
陶材及びその製法が開示されている。
ｒＡｆ Ｏ、ＳｉＯ、ＭｇＯ，ＴｉＯ２゜Ｆ ｅ
Ｏ、Ｋ Ｏ、Ｎ ａ ２０ 、Ｃａ Ｏ、Ｂ ２０３
、ＺｎＯ及びＺ「０２からなる群より選ばれる少くとも
１種を含んで構成されたセラミックスの表面にアパタイ
トをコーティングしてなる陶材。
Ｏ、Ｋ Ｏ、Ｎ ａ ２０ 、Ｃａ Ｏ、Ｂ ２０３
、ＺｎＯ及びＺ「０２からなる群より選ばれる少くとも
１種を含んで構成されたセラミックスの表面にアパタイ
トをコーティングしてなる陶材。
Ａｊｉ Ｏ、ＳｉＯ、ＭｇＯ，ＴｉＯ２゜Ｆｅ Ｏ
、Ｋ Ｏ，Ｎａ Ｏ，ＣａＯ，Ｂ２０３、ＺｎＯ及
びＺ ｒ ０２からなる群より選ばれる少くとも１種を
含んで構成されたセラミックスの表面にアパタイトの粉
末を付与し２次いでこれを焼成することを特徴とするア
パタイトコーティング陶材の製法。」 しかし、この陶材のアパタイトは指でこすると容易に前
記セラミックスの表面からはがれてしまつＯ 本発明はこれら従来の技術の問題点を解決したリン酸カ
ルシウム被覆セラミックス及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
、Ｋ Ｏ，Ｎａ Ｏ，ＣａＯ，Ｂ２０３、ＺｎＯ及
びＺ ｒ ０２からなる群より選ばれる少くとも１種を
含んで構成されたセラミックスの表面にアパタイトの粉
末を付与し２次いでこれを焼成することを特徴とするア
パタイトコーティング陶材の製法。」 しかし、この陶材のアパタイトは指でこすると容易に前
記セラミックスの表面からはがれてしまつＯ 本発明はこれら従来の技術の問題点を解決したリン酸カ
ルシウム被覆セラミックス及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明によれば１次のリン酸カルシウム被覆セラミック
ス及びその製造方法により上記目的を達成できる。
ス及びその製造方法により上記目的を達成できる。
高強度セラミックス基体と、リン酸カルシウム系化合物
から成る焼成被覆層との界面に、リン酸マグネシウムか
ら成る焼成接合層を有することを特徴とするリン酸カル
シウム被覆セラミックス。
から成る焼成被覆層との界面に、リン酸マグネシウムか
ら成る焼成接合層を有することを特徴とするリン酸カル
シウム被覆セラミックス。
セラミックス焼結基体の表面に、リン酸マグネシウムス
ラリー接合層を設け、該スラリー接合層の表面にリン酸
カルシウム系化合物スラリー被覆層を設け、 １０００
〜１３５０℃で焼成することを特徴とするリン酸カルシ
ウム被覆セラミックス製造方法。
ラリー接合層を設け、該スラリー接合層の表面にリン酸
カルシウム系化合物スラリー被覆層を設け、 １０００
〜１３５０℃で焼成することを特徴とするリン酸カルシ
ウム被覆セラミックス製造方法。
好ましくは、焼成接合層は、８重量％以下（より好まし
くは１〜８重量％）の酸化チタン及び残部リン酸マグネ
シウムから成る。
くは１〜８重量％）の酸化チタン及び残部リン酸マグネ
シウムから成る。
［好適な実施態様及び作用］
本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックスにおける前
記焼成接合層は、前記基体と前記焼成被覆層との界面に
存在し、前記基体と前記焼成被覆層とを強力に接合する
。例えば金属針で引っかいても剥離しない程度の接合力
を有する。
記焼成接合層は、前記基体と前記焼成被覆層との界面に
存在し、前記基体と前記焼成被覆層とを強力に接合する
。例えば金属針で引っかいても剥離しない程度の接合力
を有する。
前記焼成接合層の厚さは、前記焼成被覆層を前記基体に
強力に接合できる範囲とし、 １０−以上（好ましくは
５０〜２００μｍ）にできる。例えば前記焼成被覆層の
厚さが１００〜３００−の場合、前記焼成接合層の厚さ
を５０〜２００μｍにできる。
強力に接合できる範囲とし、 １０−以上（好ましくは
５０〜２００μｍ）にできる。例えば前記焼成被覆層の
厚さが１００〜３００−の場合、前記焼成接合層の厚さ
を５０〜２００μｍにできる。
前記焼成接合層は、リン酸マグネシウムの他に酸化チタ
ン、酸化ジルコニウム等も含有でき、リン酸マグネシウ
ムを９０重量％以上含有していれば良い。前記焼成接合
層が１〜８重量％の酸化チタンを含有する場合、前記焼
成接合層は前記基体と前記焼成被覆層とをより強力に接
合することができる。酸化チタンが１重量％未満の場合
には前記焼成接合層の接合力に十分な変化がみられない
ことが多く、酸化チタンが１０重蛍％を越える場合には
リン酸マグネシウムの接着効果が低下し前記焼成接合層
の接合力は低下する。
ン、酸化ジルコニウム等も含有でき、リン酸マグネシウ
ムを９０重量％以上含有していれば良い。前記焼成接合
層が１〜８重量％の酸化チタンを含有する場合、前記焼
成接合層は前記基体と前記焼成被覆層とをより強力に接
合することができる。酸化チタンが１重量％未満の場合
には前記焼成接合層の接合力に十分な変化がみられない
ことが多く、酸化チタンが１０重蛍％を越える場合には
リン酸マグネシウムの接着効果が低下し前記焼成接合層
の接合力は低下する。
前記焼成被覆層の厚さは１本発明のセラミックスの用途
に応じて適宜窓めることができる。
に応じて適宜窓めることができる。
前記焼成被覆層のリン酸カルシウム系化合物としては、
生体に対し毒性がなく、骨との結合性及び新生骨への置
換性等が優れたものを用いることができ２例えばアパタ
イト（特に水酸アパタイト）、β−リン酸三カルシウム
又はこれらの混合物の焼結体を挙げることができる。な
お、水酸アバタイトは一般式Ｃａ （ＰＯ４）、（
ＯＨ） ２１Ｏ で表わされる。
生体に対し毒性がなく、骨との結合性及び新生骨への置
換性等が優れたものを用いることができ２例えばアパタ
イト（特に水酸アパタイト）、β−リン酸三カルシウム
又はこれらの混合物の焼結体を挙げることができる。な
お、水酸アバタイトは一般式Ｃａ （ＰＯ４）、（
ＯＨ） ２１Ｏ で表わされる。
高強度セラミックス基体としては、十分な機械的強度１
例えば人工歯根１人工骨等に用いることのできる程度の
強度を有するもの９例えば２部分安定化ジルコニア、ア
ルミナ、炭化珪素、窒化珪素又はこれらの複合材を挙げ
ることができる。
例えば人工歯根１人工骨等に用いることのできる程度の
強度を有するもの９例えば２部分安定化ジルコニア、ア
ルミナ、炭化珪素、窒化珪素又はこれらの複合材を挙げ
ることができる。
本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックス製造方法に
おいて用いられるセラミックス焼結基体の強度は、焼成
後に十分な機械的強度が得られる程の強度で足りる。
おいて用いられるセラミックス焼結基体の強度は、焼成
後に十分な機械的強度が得られる程の強度で足りる。
該基体の表面にリン酸マグネシウムスラリー接合層を設
ける手段としては１例えばスプレー法。
ける手段としては１例えばスプレー法。
ディッピング法等の公知の方法を挙げることができる。
該スラリー接合層のリン酸マグネシウムの粒径は９例え
ば１〜３０μｍにできる。該スラリー接合層にはカルボ
キシメチルセルロース等のバインダを含有させることが
できる。焼成後の接合力をより強力にするため、スラリ
ー接合層には１〜８重量％の酸化チタン粉末を含有させ
ることができる。酸化チタン粉末の径は０．１−１０μ
ｍ（好ましくは５μｍ以下）にできる。該スラリー接合
層は、好ましくは無機固形分換算で３０〜７０ｖｔ％で
設ける。
ば１〜３０μｍにできる。該スラリー接合層にはカルボ
キシメチルセルロース等のバインダを含有させることが
できる。焼成後の接合力をより強力にするため、スラリ
ー接合層には１〜８重量％の酸化チタン粉末を含有させ
ることができる。酸化チタン粉末の径は０．１−１０μ
ｍ（好ましくは５μｍ以下）にできる。該スラリー接合
層は、好ましくは無機固形分換算で３０〜７０ｖｔ％で
設ける。
該リン酸マグネシウムスラリー接合層の表面にリン酸カ
ルシウム系化合物スラリー被覆層を設ける手段としては
２例えばスプレー法、ディッピング法等の公知の方法を
挙げることができる。該スラリー被覆層のリン酸カルシ
ウム系化合物の粒径は１例えば０．１−１００μｍこで
きる。該スラリー被覆層にはバインダを含有させること
ができる。該スラリー被覆層の厚さは、焼成後に所望の
厚みになる厚さで設ける。
ルシウム系化合物スラリー被覆層を設ける手段としては
２例えばスプレー法、ディッピング法等の公知の方法を
挙げることができる。該スラリー被覆層のリン酸カルシ
ウム系化合物の粒径は１例えば０．１−１００μｍこで
きる。該スラリー被覆層にはバインダを含有させること
ができる。該スラリー被覆層の厚さは、焼成後に所望の
厚みになる厚さで設ける。
本発明の製造方法における焼成は、 １０００〜１３５
０℃で行なう。焼成温度が１０００℃未満の場合にはリ
ン酸マグネシウムの接着効果が十分でなく、被覆層が剥
離しやすい。１３５０℃を越える場合には被覆層のリン
酸カルシウム系化合物（例えばＨＡＰ）が分解を起こし
てしまう。
０℃で行なう。焼成温度が１０００℃未満の場合にはリ
ン酸マグネシウムの接着効果が十分でなく、被覆層が剥
離しやすい。１３５０℃を越える場合には被覆層のリン
酸カルシウム系化合物（例えばＨＡＰ）が分解を起こし
てしまう。
［実施例］
実施例１
第１リン酸マグネシウム粉末（林純薬工業製。
８００℃仮焼粉末）と水を重量比７．０：３０でボール
ミルにて１０ｈｒ混合し、少量のカルボキシメチルセル
ロースを添加して適度の粘性を示す水性スラリーを調整
した。この水性スラリーを高純度アルミナ焼結基体（Ａ
Ｉ２２０３９８％以上、対理論値相対密度９９％）の表
面にスプレー法により平均２００μｌの厚さで吹付けて
スラリー接合層を設けた。乾燥後該スラリー接合層の表
面に、平均粒径１〜１〇−のβ−リン酸三カルシウムの
水性スラリーをスプレー法により平均２００μｍの厚さ
で吹付けてスラリー被覆層を設け、 １１００℃×１時
間で焼成し本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックス
を得た。
ミルにて１０ｈｒ混合し、少量のカルボキシメチルセル
ロースを添加して適度の粘性を示す水性スラリーを調整
した。この水性スラリーを高純度アルミナ焼結基体（Ａ
Ｉ２２０３９８％以上、対理論値相対密度９９％）の表
面にスプレー法により平均２００μｌの厚さで吹付けて
スラリー接合層を設けた。乾燥後該スラリー接合層の表
面に、平均粒径１〜１〇−のβ−リン酸三カルシウムの
水性スラリーをスプレー法により平均２００μｍの厚さ
で吹付けてスラリー被覆層を設け、 １１００℃×１時
間で焼成し本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックス
を得た。
この被覆セラミックス表面の被覆層は、Ｘ線回折で調べ
た結果、β−リン酸三カルシウムであることが確認され
た。焼成後の焼成接合層及び焼成被覆層の平均厚さは、
夫々 １００μｍ及び１８０μｌであった。
た結果、β−リン酸三カルシウムであることが確認され
た。焼成後の焼成接合層及び焼成被覆層の平均厚さは、
夫々 １００μｍ及び１８０μｌであった。
実施例２
前記実施例１において、β−リン酸三カルシウムのかわ
りに水酸アパタイトを用い、 １３００℃で焼成した以
外は前記実施例１と同様の製造方法により本発明のリン
酸カルシウム被覆セラミックスを得た。
りに水酸アパタイトを用い、 １３００℃で焼成した以
外は前記実施例１と同様の製造方法により本発明のリン
酸カルシウム被覆セラミックスを得た。
該被覆セラミックス表面の被覆層は、Ｘ線回折で調べた
結果、水酸アパタイトであることが確認された。
結果、水酸アパタイトであることが確認された。
実施例３
前記実施例１において、高純度アルミナ焼結基体のかわ
りにイツトリア部分安定化ジルコニアの焼結基体（７２
０３３モル、相対密度９９％、抗折力１００ｋｇｆ／
ｍｍ ２）を用いた以外は前記実施例１と同様の製造方
法により本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックスを
得た。
りにイツトリア部分安定化ジルコニアの焼結基体（７２
０３３モル、相対密度９９％、抗折力１００ｋｇｆ／
ｍｍ ２）を用いた以外は前記実施例１と同様の製造方
法により本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックスを
得た。
該被覆セラミックス表面の被覆層は、Ｘ線回折で調べた
結果、β−リン酸三カルシウムであることが確認された
。
結果、β−リン酸三カルシウムであることが確認された
。
実施例４
前記実施例１において、β−リン酸三カルシウムのかわ
りに水酸アパタイトを用い、高純度アルミナ焼結基体の
かわりに実施例３と同じイツトリア部分安定化ジルコニ
アを用い、 ｔａｏｏ℃で焼成した以外は前記実施例１
と同様の製造方法により本発明のリン酸カルシウム被覆
セラミックスを得た。
りに水酸アパタイトを用い、高純度アルミナ焼結基体の
かわりに実施例３と同じイツトリア部分安定化ジルコニ
アを用い、 ｔａｏｏ℃で焼成した以外は前記実施例１
と同様の製造方法により本発明のリン酸カルシウム被覆
セラミックスを得た。
該被覆セラミックス表面の被覆層は、Ｘ線回折で調べた
結果、水酸アパタイトであることが確認された。
結果、水酸アパタイトであることが確認された。
実施例５
セラミックス焼結基体として炭化珪素又は窒化珪素の焼
結体を用いて本発明の製造方法により製造した場合も１
本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックスを製造でき
た。
結体を用いて本発明の製造方法により製造した場合も１
本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックスを製造でき
た。
実施例６
リン酸カルシウム系化合物スラリー被覆層としてβ−リ
ン酸三カルシウムと水酸アパタイトの混合物又は複合物
を用いて本発明の製造方法により製造した場合も、それ
らが相転移したり別の結晶相を生じることなく本発明の
リン酸カルシウム被覆セラミックスを製造できた。
ン酸三カルシウムと水酸アパタイトの混合物又は複合物
を用いて本発明の製造方法により製造した場合も、それ
らが相転移したり別の結晶相を生じることなく本発明の
リン酸カルシウム被覆セラミックスを製造できた。
実施例１〜６で得られた本発明のリン酸カルシウム被覆
セラミックスの焼成被覆層を金属針で引っかいても焼成
被覆層は剥離しなかった。
セラミックスの焼成被覆層を金属針で引っかいても焼成
被覆層は剥離しなかった。
［発明の効果］
本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックスは、リン酸
マグネシウムから成る焼成接合層により、リン酸カルシ
ウム系化合物から成る焼成被覆層が高強度セラミックス
基体に強力に接合されており２例えば人工骨２人工歯根
等の生体親和性を必要とする医用セラミックスとして良
好に使用できる。
マグネシウムから成る焼成接合層により、リン酸カルシ
ウム系化合物から成る焼成被覆層が高強度セラミックス
基体に強力に接合されており２例えば人工骨２人工歯根
等の生体親和性を必要とする医用セラミックスとして良
好に使用できる。
本発明のリン酸カルシウム被覆セラミックス製造方法は
、所望のリン酸カルシウム系化合物から成る焼成被覆層
を有するものを高生産性・低コストで製造できる。
、所望のリン酸カルシウム系化合物から成る焼成被覆層
を有するものを高生産性・低コストで製造できる。
出願人 工業技術院長 飯塚十三
（外１名）
Claims (2)
- （１）高強度セラミックス基体と、リン酸カルシウム系
化合物から成る焼成被覆層との界面に、リン酸マグネシ
ウムから成る焼成接合層を有することを特徴とするリン
酸カルシウム被覆セラミックス。 - （２）セラミックス焼結基体の表面に、リン酸マグネシ
ウムスラリー接合層を設け、該スラリー接合層の表面に
リン酸カルシウム系化合物スラリー被覆層を設け、１０
００〜１３５０℃で焼成することを特徴とするリン酸カ
ルシウム被覆セラミックス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261590A JP2623315B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | リン酸カルシウム被覆セラミックス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261590A JP2623315B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | リン酸カルシウム被覆セラミックス及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02153886A true JPH02153886A (ja) | 1990-06-13 |
| JP2623315B2 JP2623315B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=17364033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261590A Expired - Lifetime JP2623315B2 (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | リン酸カルシウム被覆セラミックス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2623315B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04144984A (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | アパタイトコーテイング複合材料及びその製造法 |
| US6350462B1 (en) | 1990-12-26 | 2002-02-26 | Olympus Optical Co., Ltd. | Hollow porous ceramic carrier for embedding in patient for sustained medicament release and method of preparation thereof |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP63261590A patent/JP2623315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04144984A (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | アパタイトコーテイング複合材料及びその製造法 |
| US6350462B1 (en) | 1990-12-26 | 2002-02-26 | Olympus Optical Co., Ltd. | Hollow porous ceramic carrier for embedding in patient for sustained medicament release and method of preparation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2623315B2 (ja) | 1997-06-25 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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