JPH0230653A - リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 - Google Patents
リン酸カルシウム系セラミックス焼結体Info
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- JPH0230653A JPH0230653A JP63181097A JP18109788A JPH0230653A JP H0230653 A JPH0230653 A JP H0230653A JP 63181097 A JP63181097 A JP 63181097A JP 18109788 A JP18109788 A JP 18109788A JP H0230653 A JPH0230653 A JP H0230653A
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- calcium phosphate
- ceramic sintered
- fluoroapatite
- phosphate ceramic
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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】
「利用分野」
本発明は、耐酸性に優れたリン酸カルシウム系セラミッ
クス焼結体及びその製造方法に関する。
クス焼結体及びその製造方法に関する。
「従来技術及びその問題点」
ハイドロキシアパタイトＣａ、ｏＣＰ ０４）！（ＯＨ
）ｚ焼結体は、優れた生体親和性を有することから、従
来、人工歯根、人工骨などの生体材料として臨床の場で
用いられていた。しかし、ハイドロキシアパタイトは耐
酸性に欠けており、酸性条件下では、容易に溶解浸食さ
れるという欠点を有していた。このことは、生体内にハ
イドロキシアパタイトセラミックスから成る材料が移植
された場合、表面から侵食され、その結果、材料の機械
的強度が著しく低下する恐れのあることを示唆する。ま
た、他の分野で使用された場合でも、湿潤雰囲気では、
セラミックスの一部が溶解し、材料の特性の劣化の原因
となる可能性がある。
）ｚ焼結体は、優れた生体親和性を有することから、従
来、人工歯根、人工骨などの生体材料として臨床の場で
用いられていた。しかし、ハイドロキシアパタイトは耐
酸性に欠けており、酸性条件下では、容易に溶解浸食さ
れるという欠点を有していた。このことは、生体内にハ
イドロキシアパタイトセラミックスから成る材料が移植
された場合、表面から侵食され、その結果、材料の機械
的強度が著しく低下する恐れのあることを示唆する。ま
た、他の分野で使用された場合でも、湿潤雰囲気では、
セラミックスの一部が溶解し、材料の特性の劣化の原因
となる可能性がある。
一方、フッ素アパタイトがハイドロキシアパタイトに比
べて、溶解性が低いことは既に公知であり、例えば、ハ
イドロキシアパタイトを主成分とするヒトの歯の表面に
フッ素化合物を含む溶液を塗布し、表面をフッ素アパタ
イトに変化させることによって耐酸性を高め、つ蝕を防
止する試みが古くから行われ、その効果が確認されてい
る。
べて、溶解性が低いことは既に公知であり、例えば、ハ
イドロキシアパタイトを主成分とするヒトの歯の表面に
フッ素化合物を含む溶液を塗布し、表面をフッ素アパタ
イトに変化させることによって耐酸性を高め、つ蝕を防
止する試みが古くから行われ、その効果が確認されてい
る。
しかし、従来、人工の歯や骨などのバイオセラミックス
として使用しうるフッ素アパタイト焼結体は、知られて
いない。
として使用しうるフッ素アパタイト焼結体は、知られて
いない。
「発明の目的」
本発明は、耐酸性及び機械的強度に優れたリン酸カルシ
ウム系セラミックス焼結体及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
ウム系セラミックス焼結体及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
「発明の構成」
本発明によるリン酸カルシウム系セラミックス焼結体は
、主成分が一般式（Ｉ） Ｃａ＋ｏ（Ｐ ０４）１．（ＯＨ）ｘ−ｚＸＦ ｔｘ（
１）〔式中Ｘは０．１〜１．０の数を示す〕で表わされ
るフッ素アパタイトであることを特徴とする。
、主成分が一般式（Ｉ） Ｃａ＋ｏ（Ｐ ０４）１．（ＯＨ）ｘ−ｚＸＦ ｔｘ（
１）〔式中Ｘは０．１〜１．０の数を示す〕で表わされ
るフッ素アパタイトであることを特徴とする。
本発明による焼結体は、上記の一般式（Ｉ）で表わされ
るフッ素アパタイトの他に、リン酸三カルシウムを０．
１〜５０重量％含んでいてもよい。
るフッ素アパタイトの他に、リン酸三カルシウムを０．
１〜５０重量％含んでいてもよい。
しかし、リン酸三カルシウムの量が５０重量％を超える
と溶解性が高くなり、好ましくない。
と溶解性が高くなり、好ましくない。
また、本発明によるリン酸カルシウム系セラミックス焼
結体は、上記の一般式（Ｉ）で表わされるフッ素アパタ
イトを主成分として含む粉末を８００〜１１００℃で焼
結することによって製造される。
結体は、上記の一般式（Ｉ）で表わされるフッ素アパタ
イトを主成分として含む粉末を８００〜１１００℃で焼
結することによって製造される。
一般式（Ｉ）で表わされるフッ素アパタイトは、特願昭
６３−９３１９１号明細書に提案したように、フッ素源
としてフッ化水素アンモニウムを用いて製造するのが好
ましい。すなわち、■フッ化水素アンモニウムを添加し
たリン酸水溶液を水酸化カルシウムスラリーに滴下する
方法、■フッ化水素アンモニウムを添加した水酸化カル
シウムスラリーにリン酸水溶液を滴下する方法、又は■
水酸化カルシウムスラリーにリン酸水溶液を滴下してハ
イドロキシアパタイトを生成させた後、フッ化水素アン
モニウム水溶液を滴下し、乾燥後、熱処理する方法によ
って製造するのが好ましい、このような湿式法の他に、
リン化合物とカルシウム化合物とフッ素化合物を所定の
割合で混合し、高温下に反応させる乾式合成法でフッ素
アパタイトを製造することもできる。いずれの方法で製
造したフッ素アパタイトを用いてもよいが、焼結時に妨
害となる不純物を含まないものを用いるべきである。
６３−９３１９１号明細書に提案したように、フッ素源
としてフッ化水素アンモニウムを用いて製造するのが好
ましい。すなわち、■フッ化水素アンモニウムを添加し
たリン酸水溶液を水酸化カルシウムスラリーに滴下する
方法、■フッ化水素アンモニウムを添加した水酸化カル
シウムスラリーにリン酸水溶液を滴下する方法、又は■
水酸化カルシウムスラリーにリン酸水溶液を滴下してハ
イドロキシアパタイトを生成させた後、フッ化水素アン
モニウム水溶液を滴下し、乾燥後、熱処理する方法によ
って製造するのが好ましい、このような湿式法の他に、
リン化合物とカルシウム化合物とフッ素化合物を所定の
割合で混合し、高温下に反応させる乾式合成法でフッ素
アパタイトを製造することもできる。いずれの方法で製
造したフッ素アパタイトを用いてもよいが、焼結時に妨
害となる不純物を含まないものを用いるべきである。
なお、フッ素アパタイトの合成の際に、カルシウム／リ
ンの比をＣａ／Ｐ＜１，６６６とすることにより、リン
酸三カルシウム（Ｃａ ３ （Ｐ Ｏ４） ｔ ）を含
む化合物を得ることができる。さらに、フッ素の含有率
を変化させることにより、ハイドロキシアパタイトの水
酸基が任意の割合でフッ素に置換されたものを得ること
ができるが、本発明においては、一般式（１）中のＸが
０．１〜１．０のものを用いる。Ｘが０．１未満である
と、耐酸性の向上が見られないためである。
ンの比をＣａ／Ｐ＜１，６６６とすることにより、リン
酸三カルシウム（Ｃａ ３ （Ｐ Ｏ４） ｔ ）を含
む化合物を得ることができる。さらに、フッ素の含有率
を変化させることにより、ハイドロキシアパタイトの水
酸基が任意の割合でフッ素に置換されたものを得ること
ができるが、本発明においては、一般式（１）中のＸが
０．１〜１．０のものを用いる。Ｘが０．１未満である
と、耐酸性の向上が見られないためである。
上記のような湿式法で得られたフッ素アパタイトを主成
分として含む液体は、噴霧乾燥機、バンド乾燥機、真空
凍結乾燥機などを用いて公知の乾燥方法によって粉末化
し、セラミックス原料粉末とすることができる。
分として含む液体は、噴霧乾燥機、バンド乾燥機、真空
凍結乾燥機などを用いて公知の乾燥方法によって粉末化
し、セラミックス原料粉末とすることができる。
本発明方法に用いるセラミックス原料粉末は、１００人
〜１０００人の微細な粒子であるか、又はそれらが互い
に結合した二次粒子であり、その二次粒子の平均粒径が
０．５〜２０μｍであることが望ましい、これは、−次
粒子が１０００人を超えたものであると、焼結活性が劣
るためである。
〜１０００人の微細な粒子であるか、又はそれらが互い
に結合した二次粒子であり、その二次粒子の平均粒径が
０．５〜２０μｍであることが望ましい、これは、−次
粒子が１０００人を超えたものであると、焼結活性が劣
るためである。
得られたセラミックス原料粉末を、必要に応じて仮焼、
粉砕し、公知のセラミックス成形法で成形加工し、８０
０〜１１００℃の温度で焼結することにより焼結体を得
ることができる。
粉砕し、公知のセラミックス成形法で成形加工し、８０
０〜１１００℃の温度で焼結することにより焼結体を得
ることができる。
乾式成形法としては、例えば静水圧プレスなどを用いる
圧縮成形が用いられ、湿式成形法としては、鋳込成形、
押出成形、射出成形、シート成形などが用いられる。一
般に、これらの方法によって得られる成形体は、焼成に
よって緻密な焼結体となるが、生体材料、センサーなど
、多孔質構造が望まれる場合には、成形時に発泡工程を
組み入れたり、成形体中に焼成によって分解し揮散焼失
するような物質を所定の割合で混合するなど、公知の多
孔体の製造方法により成形する。
圧縮成形が用いられ、湿式成形法としては、鋳込成形、
押出成形、射出成形、シート成形などが用いられる。一
般に、これらの方法によって得られる成形体は、焼成に
よって緻密な焼結体となるが、生体材料、センサーなど
、多孔質構造が望まれる場合には、成形時に発泡工程を
組み入れたり、成形体中に焼成によって分解し揮散焼失
するような物質を所定の割合で混合するなど、公知の多
孔体の製造方法により成形する。
これらの成形体は、必要に応じて二次加工などの仕上げ
加工後、焼成する。焼成は、空気中で行ってもよいが、
アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気中で行ってもよ
い。また、焼成を真空、常圧、高圧（２００ＭＰａ）な
どで行うこともできる。
加工後、焼成する。焼成は、空気中で行ってもよいが、
アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気中で行ってもよ
い。また、焼成を真空、常圧、高圧（２００ＭＰａ）な
どで行うこともできる。
フッ素アパタイト中のフッ素は、加熱によって揮発しや
すく、殊に水蒸気が存在すると、下記の反応式によりフ
ッ素の揮発率が高くなると考えられる。
すく、殊に水蒸気が存在すると、下記の反応式によりフ
ッ素の揮発率が高くなると考えられる。
Ｃａ＋ａ（Ｐ Ｏａ＞ｈＦｚ ＋ ２ Ｈ！０→Ｃａ＋
ｏ（Ｐ Ｏｓ＞ｈ（ＯＨ）ｚ＋ ２ ＨＦさらに、この
反応によって生じたハイドロキシアパタイトが次式によ
り分解することも考えられる。
ｏ（Ｐ Ｏｓ＞ｈ（ＯＨ）ｚ＋ ２ ＨＦさらに、この
反応によって生じたハイドロキシアパタイトが次式によ
り分解することも考えられる。
Ｃａ１ｏ（Ｐ ０ｎ）ｉ（ＯＨ）ｚ −３Ｃａ５（Ｐ
０ａ）ｔ ＋ＣａＯ＋）ＩｚＯしたがって、本発明に
おけるフッ素アパタイトを主成分とする焼結体を得るに
は、水蒸気を含まない不活性ガス雰囲気中、乾燥空気中
又は真空中で焼成を行うのが好ましいが、水蒸気を含む
空気中で焼成しても、酸化カルシウム及び／又はフッ化
カルシウムは、表面に生じるだけであるので、これらの
生成による影響は全くないか、あるいは少ない。
０ａ）ｔ ＋ＣａＯ＋）ＩｚＯしたがって、本発明に
おけるフッ素アパタイトを主成分とする焼結体を得るに
は、水蒸気を含まない不活性ガス雰囲気中、乾燥空気中
又は真空中で焼成を行うのが好ましいが、水蒸気を含む
空気中で焼成しても、酸化カルシウム及び／又はフッ化
カルシウムは、表面に生じるだけであるので、これらの
生成による影響は全くないか、あるいは少ない。
焼成温度は、８００〜１１００℃の範囲であるのが好ま
しい、８００℃未満では、充分な焼結が起こらず、また
、１．１００℃を超えると、酸化カルシウム量が多くな
りすぎ、強度が低下する傾向がある。
しい、８００℃未満では、充分な焼結が起こらず、また
、１．１００℃を超えると、酸化カルシウム量が多くな
りすぎ、強度が低下する傾向がある。
本発明の方法により緻密質焼結体を製造する場合には、
相対密度９５％以上の緻密な焼結体が得られる。
相対密度９５％以上の緻密な焼結体が得られる。
従来、ハイドロキシアパタイトの場合には、相対密度９
５％以上の緻密な焼結体を得るためには通常、少なくと
も１０００℃以上で焼成しなければならないことが常識
であった。しかし、本発明の方法によれば、１０００°
Ｃ以下でも、ハイドロキシアパタイトと同様な結晶構造
及び物理化学的性質を有するフッ素アパタイトの焼結体
が得られることが判明した。
５％以上の緻密な焼結体を得るためには通常、少なくと
も１０００℃以上で焼成しなければならないことが常識
であった。しかし、本発明の方法によれば、１０００°
Ｃ以下でも、ハイドロキシアパタイトと同様な結晶構造
及び物理化学的性質を有するフッ素アパタイトの焼結体
が得られることが判明した。
本発明の焼結体を構成する一次粒子の大きさは、０．１
〜３０μｍの範囲であるのが好ましい。０．１μｍ未満
の粒径のものは、合成が困難であり、また、３０μｍを
超えるものは、粒成長に伴う焼結体強度の低下が問題と
なる。
〜３０μｍの範囲であるのが好ましい。０．１μｍ未満
の粒径のものは、合成が困難であり、また、３０μｍを
超えるものは、粒成長に伴う焼結体強度の低下が問題と
なる。
また、力学的強度が要求される場合、多孔体より緻密体
であることが望ましいが、その際の気孔率は５％以下で
あることが望ましい、気孔率が５％を超えると、強度の
低下が著しくなるからである。
であることが望ましいが、その際の気孔率は５％以下で
あることが望ましい、気孔率が５％を超えると、強度の
低下が著しくなるからである。
しかし、バイオセラミックスやセンサーなどに本発明の
焼結体を用いる場合には、目的に応じて気孔径、気孔率
を有する多孔体であることが望ましい。バイオセラミッ
クスの場合には、少なくとも表面又は全体の気孔率が２
０〜８０％で、気孔径が１μｍ〜２０００μｍであるこ
とが望まれる。
焼結体を用いる場合には、目的に応じて気孔径、気孔率
を有する多孔体であることが望ましい。バイオセラミッ
クスの場合には、少なくとも表面又は全体の気孔率が２
０〜８０％で、気孔径が１μｍ〜２０００μｍであるこ
とが望まれる。
気孔径は１０μｍ〜５００μｍであることが一層好まし
い。また、ガスセンサーなどの場合には、１０人〜１ｏ
ｏｏｏ人の細孔を有するものが好ましい。
い。また、ガスセンサーなどの場合には、１０人〜１ｏ
ｏｏｏ人の細孔を有するものが好ましい。
「発明の実施例」
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する
が、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない
。
が、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない
。
実施例１
０．５Ｍ濃度の水酸化カルシウムスラリー１０１に撹拌
しながら２８．５ ｇのフッ化水素アンモニウムを溶解
した０、３Ｍ濃度のリン酸水溶液１ＯＮをローラーポン
プを用いて毎分５ｄの速度で滴下した０滴下終了後２４
時間経過した時点で撹拌を停止し、静止状態で４８時間
熟成した。生成物をスプレードライヤーで下記の条件で
乾燥し、造粒した。
しながら２８．５ ｇのフッ化水素アンモニウムを溶解
した０、３Ｍ濃度のリン酸水溶液１ＯＮをローラーポン
プを用いて毎分５ｄの速度で滴下した０滴下終了後２４
時間経過した時点で撹拌を停止し、静止状態で４８時間
熟成した。生成物をスプレードライヤーで下記の条件で
乾燥し、造粒した。
乾燥条件
入口温度 ２００°Ｃ
°出口温度 ８０“Ｃ
乾燥速度 １．６ｆ／ｈ
噴霧方式 ディスクタイプアトマイザ−回転数
３０００Ｏｒｐｍ 造粒した粉末を７００°Ｃで仮焼し、金型でプレス成形
した後、２０００ｋｇ／ｃ１ｉの圧力で静水圧プレスで
圧縮し、グリーン成形体を得た。この成形体を箱型電気
炉を用い、空気中で８６０°Ｃで４時間焼成したところ
、相対密度９９％の緻密な焼結体が得られた。
３０００Ｏｒｐｍ 造粒した粉末を７００°Ｃで仮焼し、金型でプレス成形
した後、２０００ｋｇ／ｃ１ｉの圧力で静水圧プレスで
圧縮し、グリーン成形体を得た。この成形体を箱型電気
炉を用い、空気中で８６０°Ｃで４時間焼成したところ
、相対密度９９％の緻密な焼結体が得られた。
得られた焼結体を粉砕せずに、表面をＸ線回折により分
析したところａ軸長９．３６５人、Ｃ軸長６、８８３オ
ングストロームであり、ＡＳＴＭカードのデータと一部
していることから、フッ素アパタイトであることを確認
できた。また、酸化カルシウムのピークも検出された。
析したところａ軸長９．３６５人、Ｃ軸長６、８８３オ
ングストロームであり、ＡＳＴＭカードのデータと一部
していることから、フッ素アパタイトであることを確認
できた。また、酸化カルシウムのピークも検出された。
この結果を第１図に示す、さらに、焼結体表面の赤外線
反射スペクトルを測定した結果を第２図に示す。ハイド
ロキシアパタイトに見られる６３０Ｃ１ｍ−’付近の水
酸基による吸収が見られないことがらハイドロキシアパ
タイトの水酸基がフッ素に置換されたフッ素アパタイト
であることが確認された。また、焼結体の表面を走査電
子顕微鏡で観察したところ、−次粒子の大きさは、約０
．３μｍであった。なお、焼結体を粉砕し、粉末をＸ線
回折により分析したところ、酸化カルシウムは検出され
なかった。
反射スペクトルを測定した結果を第２図に示す。ハイド
ロキシアパタイトに見られる６３０Ｃ１ｍ−’付近の水
酸基による吸収が見られないことがらハイドロキシアパ
タイトの水酸基がフッ素に置換されたフッ素アパタイト
であることが確認された。また、焼結体の表面を走査電
子顕微鏡で観察したところ、−次粒子の大きさは、約０
．３μｍであった。なお、焼結体を粉砕し、粉末をＸ線
回折により分析したところ、酸化カルシウムは検出され
なかった。
実施例２
実施例１においてフッ化水素アンモニウムの量を１４．
２５ ｇとして同様な方法で合成を行い、乾燥、仮焼、
成形後、成形体を空気中で１１００°Ｃで４時間焼成し
たところ、相対密度９９．９％の緻密な焼結体を得た。
２５ ｇとして同様な方法で合成を行い、乾燥、仮焼、
成形後、成形体を空気中で１１００°Ｃで４時間焼成し
たところ、相対密度９９．９％の緻密な焼結体を得た。
焼結体表面のＸ線回折結果を第３図に示す。表面には、
アパタイトの分解によって微量の酸化カルシウムが生じ
ている。一方、焼結体を粉砕し、粉末Ｘ線回折分析を行
ったところ、酸化カルシウムのピークは検出されなかっ
た。したがって、分解は、表面の一部のみで起こったに
すぎないと考えられる。Ｘ線回折データより格子定数を
求めたところ、ａ軸長は９．３８８人、Ｃ軸長は６．８
７４人であった。ａ軸長がハイドロキシアパタイトとフ
ッ素アパタイトの中間の値であること、及び元素分析に
より求めたフッ素の含有量が１．８５％であったことか
ら、上記の焼結体は、ハイドロキシアパタイトの水酸基
の約１／２がフッ素で置換された水酸−フッ素アパタイ
トであることが分かった。
アパタイトの分解によって微量の酸化カルシウムが生じ
ている。一方、焼結体を粉砕し、粉末Ｘ線回折分析を行
ったところ、酸化カルシウムのピークは検出されなかっ
た。したがって、分解は、表面の一部のみで起こったに
すぎないと考えられる。Ｘ線回折データより格子定数を
求めたところ、ａ軸長は９．３８８人、Ｃ軸長は６．８
７４人であった。ａ軸長がハイドロキシアパタイトとフ
ッ素アパタイトの中間の値であること、及び元素分析に
より求めたフッ素の含有量が１．８５％であったことか
ら、上記の焼結体は、ハイドロキシアパタイトの水酸基
の約１／２がフッ素で置換された水酸−フッ素アパタイ
トであることが分かった。
実施例１及び実施例２における格子定数データを第４図
に示す。
に示す。
実施例３
実施例１で製造した成形体を真空炉内で真空度４Ｘ１０
−’トル、昇温速度２００°Ｃ／時間、焼成温度９００
℃、９５０°Ｃ及び１０００℃の条件でそれぞれ焼成し
、直径的５ｎｍ、長さ２２Ｉ！１ＴＩｌの焼結体を得た
。
−’トル、昇温速度２００°Ｃ／時間、焼成温度９００
℃、９５０°Ｃ及び１０００℃の条件でそれぞれ焼成し
、直径的５ｎｍ、長さ２２Ｉ！１ＴＩｌの焼結体を得た
。
各焼結体について、相対密度及び曲げ強度を測定し、結
果を下記の第１表に示す。
果を下記の第１表に示す。
また、１０００°Ｃで真空焼成した上記のフッ素アパタ
イト（ＦＡｐと記す）と１０２０°Ｃで大気焼成したハ
イドロキシアパタイト（ＨＡｐと記す）をそれぞれ２０
０ｄの蒸留水及びｐ）１５の酢酸緩衝液中に１０日間浸
漬した後、溶出したカルシウム濃度及びリン濃度を測定
して溶解性を調べ、結果を第２表に示す。
イト（ＦＡｐと記す）と１０２０°Ｃで大気焼成したハ
イドロキシアパタイト（ＨＡｐと記す）をそれぞれ２０
０ｄの蒸留水及びｐ）１５の酢酸緩衝液中に１０日間浸
漬した後、溶出したカルシウム濃度及びリン濃度を測定
して溶解性を調べ、結果を第２表に示す。
第１表
第２表
以上の実施例の結果から、ハイドロキシアパタイトの場
合、相対密度９９％以上の緻密な焼結体を得るためには
、常圧焼結の場合、ｌ０５０℃以上、高圧焼結の場合で
も、１０００°Ｃ以上の温度が必要であったが、本発明
によれば相対密度９９％以上の高密度焼結体が大気中、
真空中にかかわらず、１０００ ”Ｃ以下の温度で得ら
れることが分かった。
合、相対密度９９％以上の緻密な焼結体を得るためには
、常圧焼結の場合、ｌ０５０℃以上、高圧焼結の場合で
も、１０００°Ｃ以上の温度が必要であったが、本発明
によれば相対密度９９％以上の高密度焼結体が大気中、
真空中にかかわらず、１０００ ”Ｃ以下の温度で得ら
れることが分かった。
また、ハイドロキシアパタイトは酢酸緩衝液中で高い溶
解性を示したが、フッ素アパタイトは、酢酸緩衝液中で
も蒸留水中と同様に低い溶解性を示す。すなわち、本発
明の焼結体は、高い耐酸性を有する。さらに、真空焼成
されたフッ素アパタイト焼結体をＸ線回折により分析し
たところ、表面においても酸化カルシウムは存在しない
ことが確認された。
解性を示したが、フッ素アパタイトは、酢酸緩衝液中で
も蒸留水中と同様に低い溶解性を示す。すなわち、本発
明の焼結体は、高い耐酸性を有する。さらに、真空焼成
されたフッ素アパタイト焼結体をＸ線回折により分析し
たところ、表面においても酸化カルシウムは存在しない
ことが確認された。
実施例４
実施例１に示した方法により得たフッ素アパタイト粉末
１００ｇを３％過酸化水素水に分散し、粘度４０ｃｐ（
センチポアズ）のスラリーを調製した。本スラリーをガ
ラス容器に移し、１２０°Ｃに設定された恒温槽で４８
時間かけて発泡、乾燥を行い、乾燥発泡体を得た。乾燥
発泡体を１２００°Ｃで４時間焼成した。昇温速度は８
００”Ｃまで、毎時２００℃、８００°Ｃから１２００
°Ｃまでは毎時１００℃とした。焼結体を蒸留水を注水
しながらダイヤモンドカッターで切断し、１ＯＸ２０Ｘ
３０＋ｍｓの直方体ブロックを得た。ブロックの気孔率
は約４０％、気孔は直径１００μｍ〜２０００／／ｍの
マクロポアと二次粒子間隙から成る２μｍ前後のミクロ
ボアから成っていた。全ての気孔は互いに連続しており
、バイオセラミックスとして理想的な構造を有していた
。
１００ｇを３％過酸化水素水に分散し、粘度４０ｃｐ（
センチポアズ）のスラリーを調製した。本スラリーをガ
ラス容器に移し、１２０°Ｃに設定された恒温槽で４８
時間かけて発泡、乾燥を行い、乾燥発泡体を得た。乾燥
発泡体を１２００°Ｃで４時間焼成した。昇温速度は８
００”Ｃまで、毎時２００℃、８００°Ｃから１２００
°Ｃまでは毎時１００℃とした。焼結体を蒸留水を注水
しながらダイヤモンドカッターで切断し、１ＯＸ２０Ｘ
３０＋ｍｓの直方体ブロックを得た。ブロックの気孔率
は約４０％、気孔は直径１００μｍ〜２０００／／ｍの
マクロポアと二次粒子間隙から成る２μｍ前後のミクロ
ボアから成っていた。全ての気孔は互いに連続しており
、バイオセラミックスとして理想的な構造を有していた
。
実施例５
０．５Ｍ濃度の水酸化カルシウムスラリー１０１！に撹
拌しながら２８．５ ｇのフッ化水素アンモニウムを溶
解させた。０．３Ｍ濃度のリン酸水溶液１゜２をローラ
ーポンプを用いた毎分５ｄの速度で滴下した。滴下終了
後、０．３Ｍ濃度のリン酸水溶液０、４５１を加え、２
４時間撹拌後、４８時間静置熟成を行った。生成゛スラ
リーを実施例１と同様な条件で乾燥、造粒、成形後、１
０５０ ’Ｃで４時間焼成を行い、相対密度９６％の緻
密体を得た。
拌しながら２８．５ ｇのフッ化水素アンモニウムを溶
解させた。０．３Ｍ濃度のリン酸水溶液１゜２をローラ
ーポンプを用いた毎分５ｄの速度で滴下した。滴下終了
後、０．３Ｍ濃度のリン酸水溶液０、４５１を加え、２
４時間撹拌後、４８時間静置熟成を行った。生成゛スラ
リーを実施例１と同様な条件で乾燥、造粒、成形後、１
０５０ ’Ｃで４時間焼成を行い、相対密度９６％の緻
密体を得た。
焼結体を粉末Ｘ線法により分析したところ、フッ素アパ
タイトとβ−三リン酸カルシウムから成ることが確認で
きた。なお、これらの成分のメインピーク比は約７：３
であった。また、化学分析によりカルシウムとリンの比
であるＣａ／Ｐを求めたところ、その値は約１．５９で
あった。
タイトとβ−三リン酸カルシウムから成ることが確認で
きた。なお、これらの成分のメインピーク比は約７：３
であった。また、化学分析によりカルシウムとリンの比
であるＣａ／Ｐを求めたところ、その値は約１．５９で
あった。
「発明の効果」
本発明によるリン酸カルシウム系セラミックス焼結体は
、耐酸性及び機械的強度において優れ、人工歯根、人工
骨などの生体材料としてばかりでなく、ＩＣパッケージ
基板などの電子材料の基板や耐熱部品としても有用であ
る。
、耐酸性及び機械的強度において優れ、人工歯根、人工
骨などの生体材料としてばかりでなく、ＩＣパッケージ
基板などの電子材料の基板や耐熱部品としても有用であ
る。
また、第二成分としてリン酸三カルシウムを含む本発明
のセラミックス焼結体は、これをインブランド材料とし
て用いたとき、このリン酸三カルシウムが溶解吸収され
、新しく生じた新生骨と速やかに置換するので、骨と緊
密な結合を形成し、他の非吸収性部分（フッ素アパタイ
ト部分）がインブラント部位の形状を維持し、そこに加
えられる荷重を維持する機能を有する理想的な生体セラ
ミックスである。
のセラミックス焼結体は、これをインブランド材料とし
て用いたとき、このリン酸三カルシウムが溶解吸収され
、新しく生じた新生骨と速やかに置換するので、骨と緊
密な結合を形成し、他の非吸収性部分（フッ素アパタイ
ト部分）がインブラント部位の形状を維持し、そこに加
えられる荷重を維持する機能を有する理想的な生体セラ
ミックスである。
第１図は実施例１で得られた焼結体の表面のＸ線回折図
、第２図は実施例１で得られた焼結体の表面の赤外線反
射スペクトル、第３図は実施例２で得られた焼結体の表
面のＸ４ｓ回折図、第４図はフッ素化度とアパタイト結
晶の格子定数の関係を示すグラフである。
、第２図は実施例１で得られた焼結体の表面の赤外線反
射スペクトル、第３図は実施例２で得られた焼結体の表
面のＸ４ｓ回折図、第４図はフッ素化度とアパタイト結
晶の格子定数の関係を示すグラフである。
Claims (7)
- １．主成分が一般式： Ｃａ＿１＿０（ＰＯ＿４）＿６（ＯＨ）＿２＿−＿２＿
ｘＦ＿２＿ｘ〔式中ｘは０．１〜１．０の数を示す〕で
表わされるフッ素アパタイトであることを特徴とするリ
ン酸カルシウム系セラミックス焼結体。 - ２．第二成分としてリン酸三カルシウムを０．１〜５０
重量％含有する請求項１記載のリン酸カルシウム系セラ
ミックス焼結体。 - ３．セラミックスを構成する一次粒子の大きさが０．１
μｍ〜３０μｍであり、気孔率が５％以下である請求項
１又は２記載のリン酸カルシウム系セラミックス焼結体
。 - ４．気孔率が２０〜８０％で、気孔径が１μｍ〜２００
０μｍである請求項１又は２記載の多孔質リン酸カルシ
ウム系セラミックス焼結体。 - ５．一般式： Ｃａ＿１＿０（ＰＯ＿４）＿６（ＯＨ）＿２＿−＿２＿
ｘＦ＿２＿ｘ〔式中ｘは０．１〜１．０の数を示す〕で
表わされるフッ素アパタイトを主成分として含む粉末を
８００〜１１００℃で焼結することを特徴とするリン酸
カルシウム系セラミックス焼結体の製造方法。 - ６．焼結を真空中、乾燥空気中又は不活性ガス雰囲気中
で行う請求項５記載のリン酸カルシウム系セラミックス
焼結体の製造方法。 - ７．フッ素アパタイトが水酸化カルシウム、リン酸及び
フッ化水素アンモニウムの反応によって得られたもので
ある請求項５記載のリン酸カルシウム系セラミックス焼
結体の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63181097A JP2696345B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 |
| DE3912379A DE3912379A1 (de) | 1988-04-15 | 1989-04-14 | Gesinterte kalziumphosphat-keramik und verfahren zu deren herstellung |
| SE8901357A SE8901357L (sv) | 1988-04-15 | 1989-04-14 | Sintrade keramiska material av kalciumfosfattyp och foer framstaellning daerav |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63181097A JP2696345B2 (ja) | 1988-07-20 | 1988-07-20 | リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0230653A true JPH0230653A (ja) | 1990-02-01 |
| JP2696345B2 JP2696345B2 (ja) | 1998-01-14 |
Family
ID=16094782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63181097A Expired - Lifetime JP2696345B2 (ja) | 1988-04-15 | 1988-07-20 | リン酸カルシウム系セラミックス焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2696345B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022168490A (ja) * | 2021-04-26 | 2022-11-08 | 京セラ株式会社 | 基地局装置、無線通信システム、及び通信制御方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106904962B (zh) * | 2017-02-28 | 2020-05-22 | 华南理工大学 | 一种生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备方法 |
-
1988
- 1988-07-20 JP JP63181097A patent/JP2696345B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022168490A (ja) * | 2021-04-26 | 2022-11-08 | 京セラ株式会社 | 基地局装置、無線通信システム、及び通信制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2696345B2 (ja) | 1998-01-14 |
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