JPH0242791B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0242791B2 JPH0242791B2 JP61218043A JP21804386A JPH0242791B2 JP H0242791 B2 JPH0242791 B2 JP H0242791B2 JP 61218043 A JP61218043 A JP 61218043A JP 21804386 A JP21804386 A JP 21804386A JP H0242791 B2 JPH0242791 B2 JP H0242791B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- apatite
- glass
- zirconia
- weight
- added
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Dental Preparations (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は結晶質アパタイトの改良された製造方
法に関し、更に詳細に述べれば、医科、歯科用修
復用埋入材として、結晶質アパタイトに靭性を付
与した生体修復用埋入材に関する。 ［従来の技術］ 古くから金などが骨の埋入材等の医用埋入材や
歯科用材料として使用されており、また、歯科分
野では貴金属に代わりNi−Cr系合金も広く使用
されている。また、チタン系合金は軽量且つ強靭
で、更に、生成との親和性も他の合金に比べ良い
ことから人工骨に用いられている。 近年、無機材料であるセラミツクが生体内で安
定で、しかも親和性も良いために人工骨や人工歯
としても注目を集めている。特に、人骨の無機質
成分と組成が類似しているアパタイト化合物は合
成の可能な材料として公知の技術である。すなわ
ち、カルシウム塩水溶液とリン酸水溶液を約60℃
の温度でPH６〜10の条件下で反応せしめて微結晶
質のリン酸カルシウムとし、これに特定のカルシ
ウム化合物を加えてヒドロキシアパタイトにする
という方法である。これには水熱合成による湿式
と加熱焼結による乾式法がある。また、このほか
にガラスを結晶化する方法がある。 これら各種の方法のうち、気孔率が小さく、粒
径の小さい結晶からなる多結晶体を得るために
は、ガラスを結晶化する方法が適しているものと
考えられる。 ガラスを結晶化させる１つの方法はガラス融液
を鉄板上に流し出し、得られたガラスを一旦325
メツシユ（44μｍ）以下の粒度に粉砕し、ガラス
粉末を適当な形に加圧成形した後、1050℃まで昇
温してガラス中に微細結晶を生成させるものであ
る。 また、ガラス中に微細な結晶を均一に析出させ
るためには、適当な核形成剤を添加した組成のガ
ラスを加熱することも一般的に行われている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、アバタイトを主組成とするガラスの場
合には、適当な核形成剤が見出されていない。そ
こで、ガラスを一旦微粉化し、そのガラスを適当
な形に加圧・成形した後、加熱処理を行なうこと
によつて結晶化している。しかし、このような方
法で結晶化した結晶質アパタイトは結晶粒径が大
きく、靭性値が低い等の欠点をもつために望まし
くない。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はアパタイトを主成分とする原料粉末に
0.5〜2.0重量％の超微粉ジルコニアを添加し、
1400〜1500℃の温度で溶融し、所望の形状の鋳型
に流し込み、次に、徐冷することを特徴とする強
靭化結晶質アパタイトの製造方法を提供するにあ
る。 ［作用］ 本発明に使用する原料粉末は人骨と量論的組成
の成分を混合したアパタイトが望ましいが、該組
成だけではガラスになりにくいので、それらにシ
リカと少量のアルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属を加えたアパタイトを主成分とする混合物と
することが好ましい。 原料粉末を溶融してガラス質アパタイトを結晶
化させ且つ靭性を向上させるために超微粉ジルコ
ニアを添加する。 本発明における超微粉ジルコニアの粒径は0.1
〜0.5μｍが適当である。超微粉ジルコニアの粒径
が0.1μｍ未満であると、ジルコニアが本発明方法
で使用する1400〜1500℃の温度で容易に溶解し、
核形成効果を起こしにくいために好ましくなく、
また、粒径が0.5μｍを超えると、形成される結晶
寸法が大きくなり、それに伴つて結晶質アパタイ
トの靭性を増大する効果が低下するために好まし
くない。 また、超微粉ジルコニアの添加量は0.5〜2.0重
量％が適当である添加量が0.5重量％未満である
と、添加効果が顕われないために好ましくなく、
また、添加量が2.0重量％を超えると、ガラス化
の溶融温度を上昇させるとともに却つて強度を始
めとする諸性を低下させる結果となるために好ま
しくない。 次に、超微粉ジルコニアを調合した原料粉末を
1400〜1500℃で１〜２時間加熱・溶融し、この融
液を所望の形状の鋳型に流し入み徐冷すると、次
第にガラス中に微細な結晶が均一に析出を始め遂
に結晶質アパタイトが生成される。 本発明においては、原料粉末を溶融する際に使
用する1400〜1500℃の温度では容易に溶融しない
超微粉ジルコニアを原料粉末に添加することによ
り、融液に残存するジルコニアが核形成剤として
働き微細結晶が均一に生成した結晶質となる。こ
の結晶化過程において、徴粒子ジルコニアは結晶
構造が正方晶形から単斜晶形へ転移し、この際発
生する膨張力よつて結晶相にプレストレスを与
え、強度を増大し、更に、CaO、MgOで部分安
定化された少量の残存正方晶ジルコニアの応力誘
起相転移現象により破壊靭性値（KIC）が向上す
るものと思料される。 しかし、従来使用されている多孔質アパタイト
の場合には結晶転移により発生したプレストレス
を保持する拘束力が働きにくいため歪応力が十分
維持されず効果が発揮され難い。 ［実施例］ 以下に実施例を記載し、本発明を更に説明す
る。 実施例 CaO44.9重量％、SiO234.2重量％、P2O516.3重
量％、MgO4.1重量％、Na2O0.5重量％なる原料
粉末に平均粒径0.2μｍのZrO21.0重量％添加した
混合物を坩堝中で1450℃の温度で60分間にわたり
加熱・溶融後、黒鉛鋳型に流し込んで徐冷すると
結晶質の酸素アパタイト〔Ca10（PO4）6O〕とウオ
ラストナイトを生成した。 また、比較例としてZrO2を添加しない以外は
上述と同様の操作を行なつた。 次表にZrO2無添加物との物性比較を示す。
法に関し、更に詳細に述べれば、医科、歯科用修
復用埋入材として、結晶質アパタイトに靭性を付
与した生体修復用埋入材に関する。 ［従来の技術］ 古くから金などが骨の埋入材等の医用埋入材や
歯科用材料として使用されており、また、歯科分
野では貴金属に代わりNi−Cr系合金も広く使用
されている。また、チタン系合金は軽量且つ強靭
で、更に、生成との親和性も他の合金に比べ良い
ことから人工骨に用いられている。 近年、無機材料であるセラミツクが生体内で安
定で、しかも親和性も良いために人工骨や人工歯
としても注目を集めている。特に、人骨の無機質
成分と組成が類似しているアパタイト化合物は合
成の可能な材料として公知の技術である。すなわ
ち、カルシウム塩水溶液とリン酸水溶液を約60℃
の温度でPH６〜10の条件下で反応せしめて微結晶
質のリン酸カルシウムとし、これに特定のカルシ
ウム化合物を加えてヒドロキシアパタイトにする
という方法である。これには水熱合成による湿式
と加熱焼結による乾式法がある。また、このほか
にガラスを結晶化する方法がある。 これら各種の方法のうち、気孔率が小さく、粒
径の小さい結晶からなる多結晶体を得るために
は、ガラスを結晶化する方法が適しているものと
考えられる。 ガラスを結晶化させる１つの方法はガラス融液
を鉄板上に流し出し、得られたガラスを一旦325
メツシユ（44μｍ）以下の粒度に粉砕し、ガラス
粉末を適当な形に加圧成形した後、1050℃まで昇
温してガラス中に微細結晶を生成させるものであ
る。 また、ガラス中に微細な結晶を均一に析出させ
るためには、適当な核形成剤を添加した組成のガ
ラスを加熱することも一般的に行われている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、アバタイトを主組成とするガラスの場
合には、適当な核形成剤が見出されていない。そ
こで、ガラスを一旦微粉化し、そのガラスを適当
な形に加圧・成形した後、加熱処理を行なうこと
によつて結晶化している。しかし、このような方
法で結晶化した結晶質アパタイトは結晶粒径が大
きく、靭性値が低い等の欠点をもつために望まし
くない。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明はアパタイトを主成分とする原料粉末に
0.5〜2.0重量％の超微粉ジルコニアを添加し、
1400〜1500℃の温度で溶融し、所望の形状の鋳型
に流し込み、次に、徐冷することを特徴とする強
靭化結晶質アパタイトの製造方法を提供するにあ
る。 ［作用］ 本発明に使用する原料粉末は人骨と量論的組成
の成分を混合したアパタイトが望ましいが、該組
成だけではガラスになりにくいので、それらにシ
リカと少量のアルカリ金属あるいはアルカリ土類
金属を加えたアパタイトを主成分とする混合物と
することが好ましい。 原料粉末を溶融してガラス質アパタイトを結晶
化させ且つ靭性を向上させるために超微粉ジルコ
ニアを添加する。 本発明における超微粉ジルコニアの粒径は0.1
〜0.5μｍが適当である。超微粉ジルコニアの粒径
が0.1μｍ未満であると、ジルコニアが本発明方法
で使用する1400〜1500℃の温度で容易に溶解し、
核形成効果を起こしにくいために好ましくなく、
また、粒径が0.5μｍを超えると、形成される結晶
寸法が大きくなり、それに伴つて結晶質アパタイ
トの靭性を増大する効果が低下するために好まし
くない。 また、超微粉ジルコニアの添加量は0.5〜2.0重
量％が適当である添加量が0.5重量％未満である
と、添加効果が顕われないために好ましくなく、
また、添加量が2.0重量％を超えると、ガラス化
の溶融温度を上昇させるとともに却つて強度を始
めとする諸性を低下させる結果となるために好ま
しくない。 次に、超微粉ジルコニアを調合した原料粉末を
1400〜1500℃で１〜２時間加熱・溶融し、この融
液を所望の形状の鋳型に流し入み徐冷すると、次
第にガラス中に微細な結晶が均一に析出を始め遂
に結晶質アパタイトが生成される。 本発明においては、原料粉末を溶融する際に使
用する1400〜1500℃の温度では容易に溶融しない
超微粉ジルコニアを原料粉末に添加することによ
り、融液に残存するジルコニアが核形成剤として
働き微細結晶が均一に生成した結晶質となる。こ
の結晶化過程において、徴粒子ジルコニアは結晶
構造が正方晶形から単斜晶形へ転移し、この際発
生する膨張力よつて結晶相にプレストレスを与
え、強度を増大し、更に、CaO、MgOで部分安
定化された少量の残存正方晶ジルコニアの応力誘
起相転移現象により破壊靭性値（KIC）が向上す
るものと思料される。 しかし、従来使用されている多孔質アパタイト
の場合には結晶転移により発生したプレストレス
を保持する拘束力が働きにくいため歪応力が十分
維持されず効果が発揮され難い。 ［実施例］ 以下に実施例を記載し、本発明を更に説明す
る。 実施例 CaO44.9重量％、SiO234.2重量％、P2O516.3重
量％、MgO4.1重量％、Na2O0.5重量％なる原料
粉末に平均粒径0.2μｍのZrO21.0重量％添加した
混合物を坩堝中で1450℃の温度で60分間にわたり
加熱・溶融後、黒鉛鋳型に流し込んで徐冷すると
結晶質の酸素アパタイト〔Ca10（PO4）6O〕とウオ
ラストナイトを生成した。 また、比較例としてZrO2を添加しない以外は
上述と同様の操作を行なつた。 次表にZrO2無添加物との物性比較を示す。
【表】
［発明の効果］
本発明において、アパタイト質のガラスを結晶
化するための核形成剤として微粉ジルコニアが有
効であることを見出し、これを使用することによ
つて一工程での簡単な操作によりアパタイト質の
ガラスを結晶化することができる。 更に、本発明は微粉ジルコニアの添加によりジ
ルコニア結晶の正方晶から単斜晶への転移及びア
パタイト質ガラス中のCaO、MgOで部分安定化
された少量の正方晶ジルコニアの応力誘起転移現
象によつて結晶質アパタイトの強度及び靭性の向
上に顕著な効果を同時に発揮することができる。
化するための核形成剤として微粉ジルコニアが有
効であることを見出し、これを使用することによ
つて一工程での簡単な操作によりアパタイト質の
ガラスを結晶化することができる。 更に、本発明は微粉ジルコニアの添加によりジ
ルコニア結晶の正方晶から単斜晶への転移及びア
パタイト質ガラス中のCaO、MgOで部分安定化
された少量の正方晶ジルコニアの応力誘起転移現
象によつて結晶質アパタイトの強度及び靭性の向
上に顕著な効果を同時に発揮することができる。
Claims (1)
- １ アパタイトを主成分とする原料粉末に0.5〜
2.0重量％の超微粉ジルコニアを添加し、1400〜
1500℃の温度で溶融し、所望の形状の鋳型に流し
込み、次に、徐冷することを特徴とする強靭化結
晶質アパタイトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218043A JPS6374968A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 強靭化結晶質アパタイトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61218043A JPS6374968A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 強靭化結晶質アパタイトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6374968A JPS6374968A (ja) | 1988-04-05 |
| JPH0242791B2 true JPH0242791B2 (ja) | 1990-09-26 |
Family
ID=16713750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61218043A Granted JPS6374968A (ja) | 1986-09-18 | 1986-09-18 | 強靭化結晶質アパタイトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6374968A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4682095B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2011-05-11 | 日本炉機工業株式会社 | 遺骨灰焼成体の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131849A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-13 | Hoya Corp | アパタイト結晶を多量に含む高強度結晶化ガラスおよびその製造方法 |
-
1986
- 1986-09-18 JP JP61218043A patent/JPS6374968A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6374968A (ja) | 1988-04-05 |
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