JPH03295562A - 生体用形状記憶合金 - Google Patents
生体用形状記憶合金Info
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- JPH03295562A JPH03295562A JP2098980A JP9898090A JPH03295562A JP H03295562 A JPH03295562 A JP H03295562A JP 2098980 A JP2098980 A JP 2098980A JP 9898090 A JP9898090 A JP 9898090A JP H03295562 A JPH03295562 A JP H03295562A
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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、医療機器等に使用する形状記憶合金に関する
。
。
（従来の技術）
近年、形状記憶合金の特性を医療分野に応用するため種
々の試みが行われている。中でもＴ１Ｎｉ系合金につい
ては、耐食性が優れていること、生体との馴染が良いこ
と等から、医療等に広く用いられている。例えば、歯科
分野では、Ｔ１Ｎｉ系合金を歯列矯正用材料や、歯科鋳
造による補綴物に応用したり、また人工歯根としてイン
ブラント材に応用することも行われている。
々の試みが行われている。中でもＴ１Ｎｉ系合金につい
ては、耐食性が優れていること、生体との馴染が良いこ
と等から、医療等に広く用いられている。例えば、歯科
分野では、Ｔ１Ｎｉ系合金を歯列矯正用材料や、歯科鋳
造による補綴物に応用したり、また人工歯根としてイン
ブラント材に応用することも行われている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、医療等に用いる従来のＴ１Ｎｉ系形状記
憶合金は、主成分のＮｉが細胞に対し毒性を有するとい
う報告もあり生体に対して信頼性が低い。また一部の人
には金属アレルギーを起こさせる場合もある。このため
、現在、前述したようなインブラント材への応用は、生
体に使用した場合の信頼性が比較的高い歯科分野に多く
、医療分野に広く応用されていない。
憶合金は、主成分のＮｉが細胞に対し毒性を有するとい
う報告もあり生体に対して信頼性が低い。また一部の人
には金属アレルギーを起こさせる場合もある。このため
、現在、前述したようなインブラント材への応用は、生
体に使用した場合の信頼性が比較的高い歯科分野に多く
、医療分野に広く応用されていない。
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、Ｎｉ等の金属の生体に対する害の発生を防止し
、医療分野等に広（応用することを可能とした生体用形
状記憶合金を提供することを目的とする。
もので、Ｎｉ等の金属の生体に対する害の発生を防止し
、医療分野等に広（応用することを可能とした生体用形
状記憶合金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）
そのために、本発明の生体用形状記憶合金は、Ｎｉが４
３〜５７ｗｔ％、残部がＴｉと不可避不純物を含有する
合金の表面にチタン酸化膜を形成したことを特徴とする
。
３〜５７ｗｔ％、残部がＴｉと不可避不純物を含有する
合金の表面にチタン酸化膜を形成したことを特徴とする
。
前記合金の成分がＮｉ：４３〜５７ｗｔ％、Ｔｉ：３５
〜４５ｗｔ％、およびＣｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｂ、Ａ
ｒ１、Ｓｉ、■、Ｎｂ、Ｃｕのうち少なくとも１種また
は２種以上の総量：１〜１０ｗｔ％からなることを特徴
とする。
〜４５ｗｔ％、およびＣｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｂ、Ａ
ｒ１、Ｓｉ、■、Ｎｂ、Ｃｕのうち少なくとも１種また
は２種以上の総量：１〜１０ｗｔ％からなることを特徴
とする。
チタン酸化膜を形成する合金は、形状記憶特性または超
弾性を発揮させる作動温度（変態温度）を生体用として
使用可能な温度範囲に設定する。
弾性を発揮させる作動温度（変態温度）を生体用として
使用可能な温度範囲に設定する。
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｂ、Ａｆｆ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ
、Ｃｕのうち少なくとも１種を１ｗｔ％以上含ませるの
は、Ｃｕを除いた残りの元素は変態温度を低下させる働
きがあり、この働きを応用して作動温度を望ましい温度
に調節するためであり、また、１０ｗｔ％以下とするの
は、この値以上含むと合金が難加工になるためである。
、Ｃｕのうち少なくとも１種を１ｗｔ％以上含ませるの
は、Ｃｕを除いた残りの元素は変態温度を低下させる働
きがあり、この働きを応用して作動温度を望ましい温度
に調節するためであり、また、１０ｗｔ％以下とするの
は、この値以上含むと合金が難加工になるためである。
合金の加工は、圧延したものを板状にしたり線引加工し
て線状にしたりして目的とする形状にすることができる
。
て線状にしたりして目的とする形状にすることができる
。
目的とする形状に加工された合金は、チタン酸化膜の形
成の前処理に硝酸等を用いて表面汚染層を酸洗除去する
。
成の前処理に硝酸等を用いて表面汚染層を酸洗除去する
。
チタン酸化膜の形成は、乾式あるいは湿式法で合金の表
面を強制酸化させて行う。例えば、酸洗処理後の合金を
硝酸に浸漬して行うと設備も比較的簡単なもので済むた
め望ましい。また乾式法では、一定の酸素分圧下、３０
０〜６００℃の間で加熱処理する。この方法では形状配
憶処理と同時に被膜処理できる特徴がある。
面を強制酸化させて行う。例えば、酸洗処理後の合金を
硝酸に浸漬して行うと設備も比較的簡単なもので済むた
め望ましい。また乾式法では、一定の酸素分圧下、３０
０〜６００℃の間で加熱処理する。この方法では形状配
憶処理と同時に被膜処理できる特徴がある。
（作用）
本発明の生体用形状配憶合金によると、実際に生体に接
触する合金の表面に、生体に対して安定なチタン酸化膜
を形成したため、合金中に含まれるＮｉ等の金属の溶出
を防止するとともにＮｉ等の金属と生体との接触を妨げ
る。
触する合金の表面に、生体に対して安定なチタン酸化膜
を形成したため、合金中に含まれるＮｉ等の金属の溶出
を防止するとともにＮｉ等の金属と生体との接触を妨げ
る。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
本実施例は、生体用形状記憶合金をインブラント材とし
て整形外科分野に応用する。
て整形外科分野に応用する。
第１図は、大腿骨の転子部が骨折した場合にその骨折部
を補強結合させるため髄内ビン１を骨髄内に挿入した大
腿骨２を示す。
を補強結合させるため髄内ビン１を骨髄内に挿入した大
腿骨２を示す。
次に、この髄内ビン１の製造方法を説明する。
まず、モンドＮｉとスポンジＴｉの所定量を混合し、真
空溶解または高周波溶解する。鍛造、圧延後、線引加工
を行い、ワイヤーを形成する。このワイヤーを所定の長
さに切断した後、適当な濃度に調整したフッ化水素酸と
硝酸の混酸により酸洗処理を行い、さらに硝酸に３０秒
間浸漬して表面にチタン酸化膜を形成する。その後、こ
のワイヤーを所定に設定された形状に記憶させる。この
形状は、大腿骨２の髄腔径よりも約ＩＯ％大きな張りを
もつ寸法で、しかも９０”角度を変えて観察しても同じ
ような弓形をもつ３次元的な形状にする。また、髄内ビ
ン１のＭｓ点は、１６℃に設定されている。
空溶解または高周波溶解する。鍛造、圧延後、線引加工
を行い、ワイヤーを形成する。このワイヤーを所定の長
さに切断した後、適当な濃度に調整したフッ化水素酸と
硝酸の混酸により酸洗処理を行い、さらに硝酸に３０秒
間浸漬して表面にチタン酸化膜を形成する。その後、こ
のワイヤーを所定に設定された形状に記憶させる。この
形状は、大腿骨２の髄腔径よりも約ＩＯ％大きな張りを
もつ寸法で、しかも９０”角度を変えて観察しても同じ
ような弓形をもつ３次元的な形状にする。また、髄内ビ
ン１のＭｓ点は、１６℃に設定されている。
前述したよう方法で製造された髄内ビン１は、氷水中で
冷却することにより比較的容易に形状を変化させること
ができる。このため、冷却した状態で変形した髄内ビン
１を、第２図（Ａ ）、（Ｂ）に示すように、大腿骨２
の骨髄内に挿入すると、体温により髄内ビン１は温めら
れ作動温度に達し、第１図（Ａ）、（Ｂ）に示すように
、元の形状に戻ろうとする。ここに第１図（Ａ）と第２
図（Ａ）が対応し、第１図（Ｂ）と第２図（Ｂ）が対応
する。しかし、静的ピン１は、大腿骨２の腔径よりも約
１０％大きな張りをもっているため、元の形状に戻るこ
とができず、曲部１ａおよび曲部１ｂにより大腿骨２の
骨壁を内部から圧迫し骨折した大腿骨２を安定させる。
冷却することにより比較的容易に形状を変化させること
ができる。このため、冷却した状態で変形した髄内ビン
１を、第２図（Ａ ）、（Ｂ）に示すように、大腿骨２
の骨髄内に挿入すると、体温により髄内ビン１は温めら
れ作動温度に達し、第１図（Ａ）、（Ｂ）に示すように
、元の形状に戻ろうとする。ここに第１図（Ａ）と第２
図（Ａ）が対応し、第１図（Ｂ）と第２図（Ｂ）が対応
する。しかし、静的ピン１は、大腿骨２の腔径よりも約
１０％大きな張りをもっているため、元の形状に戻るこ
とができず、曲部１ａおよび曲部１ｂにより大腿骨２の
骨壁を内部から圧迫し骨折した大腿骨２を安定させる。
髄内ビン１の表面には、生体に対して安定なチタン酸化
膜が形成されている。このため、骨髄内では、髄内ビン
１に含まれるＮｉ等の金属と骨髄内の細胞とが直接接触
することはなく、またＮｉ等の金属の溶出も抑えられて
いる。
膜が形成されている。このため、骨髄内では、髄内ビン
１に含まれるＮｉ等の金属と骨髄内の細胞とが直接接触
することはなく、またＮｉ等の金属の溶出も抑えられて
いる。
第３図は、生体用形状記憶合金を人工関節ステムに応用
した例を示す。この関節ステム３は、形状配憶合金を円
柱状に加工し、ワイヤー放電加工機によりその外周面に
１２０°間隔で長さ方向へ切り込みを入れ爪部３ａを形
成し、次いで長さ方向にズラした円柱を６０°、回転さ
せて再び同様な切り込みを入れる操作を繰り返し、長さ
方向に５列の爪部３ａを施したものである。チタン酸化
膜は加工後に形成した。爪部３ａを径外側に起こした状
態を記憶させ、第３図に示すように、爪部３ａを寝かし
た状態で生体内に挿入して使用する。
した例を示す。この関節ステム３は、形状配憶合金を円
柱状に加工し、ワイヤー放電加工機によりその外周面に
１２０°間隔で長さ方向へ切り込みを入れ爪部３ａを形
成し、次いで長さ方向にズラした円柱を６０°、回転さ
せて再び同様な切り込みを入れる操作を繰り返し、長さ
方向に５列の爪部３ａを施したものである。チタン酸化
膜は加工後に形成した。爪部３ａを径外側に起こした状
態を記憶させ、第３図に示すように、爪部３ａを寝かし
た状態で生体内に挿入して使用する。
体温により関節ステムｌが温められると、爪部３ａは径
外側に起きるため、関節ステム３が外れないようにスト
ッパの役割を果たす。
外側に起きるため、関節ステム３が外れないようにスト
ッパの役割を果たす。
また、第４図は、生体用形状記憶合金を骨結合用ステー
プルに応用した例を示す。ステープル４は、第４図のよ
うに背部４ａと腕部４ｂとのなす角θを７５°になるよ
うに形状配憶しである。そして、骨折部を結合する場合
には、腕部４ｂを背部４ａに対して垂直にして腕部４ｂ
を骨折部に差込む。体温によりステープル４の温度が上
昇すると、形状記憶効果により、腕部４ｂは骨折部を圧
迫し結合を安定させる。
プルに応用した例を示す。ステープル４は、第４図のよ
うに背部４ａと腕部４ｂとのなす角θを７５°になるよ
うに形状配憶しである。そして、骨折部を結合する場合
には、腕部４ｂを背部４ａに対して垂直にして腕部４ｂ
を骨折部に差込む。体温によりステープル４の温度が上
昇すると、形状記憶効果により、腕部４ｂは骨折部を圧
迫し結合を安定させる。
その他、整形外科の分野では前述したものに限らず、髄
内釘やボーンブレー十等にも使用できる。
内釘やボーンブレー十等にも使用できる。
また形状記憶合金の超弾性を応用した骨折部締結用ワイ
ヤー等にも使用することができる。
ヤー等にも使用することができる。
他の実施例としては、整形外科の分野に限らず、その他
の医療、例えば、耳鼻咽喉科分野に使用する耳小骨連鎖
形成のためのブローテーゼ等に応用してもよい。また、
歯科分野での歯根等に使用できることはもちろんである
。
の医療、例えば、耳鼻咽喉科分野に使用する耳小骨連鎖
形成のためのブローテーゼ等に応用してもよい。また、
歯科分野での歯根等に使用できることはもちろんである
。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の生体用形状記憶合金によ
れば、合金の表面に安定なチタン酸化膜を形成したため
、Ｎｉ等の金属の生体に対する悪影響を防止し、医療等
に安心して形状配憶合金の特性を応用できるという効果
がある。
れば、合金の表面に安定なチタン酸化膜を形成したため
、Ｎｉ等の金属の生体に対する悪影響を防止し、医療等
に安心して形状配憶合金の特性を応用できるという効果
がある。
第１図および第２図は骨髄内に挿入された生体用記憶合
金を表わす図、第３図は生体用記憶合金を適用した人工
関節ステムを表わす図、第４図は生体用形状記憶合金を
適用した骨結合用ステーブルを表わす図である。 １・・・髄内ピン （生体用形状記憶合金） （Ａ） ＣＢ） 第１図
金を表わす図、第３図は生体用記憶合金を適用した人工
関節ステムを表わす図、第４図は生体用形状記憶合金を
適用した骨結合用ステーブルを表わす図である。 １・・・髄内ピン （生体用形状記憶合金） （Ａ） ＣＢ） 第１図
Claims (2)
- （１）Ｎｉが４３〜５７ｗｔ％、残部がＴｉと不可避不
純物を含有する合金の表面にチタン酸化膜を形成したこ
とを特徴とする生体用形状記憶合金。 - （２）前記合金の成分がＮｉ：４３〜５７ｗｔ％、Ｔｉ
：３５〜４５ｗｔ％、およびＣｏ、Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ、
Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｕのうち少なくとも１種
または２種以上の総量：１〜１０ｗｔ％からなることを
特徴とする請求項１に記載の生体用形状記憶合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2098980A JP3013384B2 (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 生体用形状記憶合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2098980A JP3013384B2 (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 生体用形状記憶合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03295562A true JPH03295562A (ja) | 1991-12-26 |
| JP3013384B2 JP3013384B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=14234163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2098980A Expired - Fee Related JP3013384B2 (ja) | 1990-04-13 | 1990-04-13 | 生体用形状記憶合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3013384B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998036699A3 (de) * | 1997-02-25 | 1998-11-19 | Manfred Hinze | Knochennagel für die markraumnagelung langer röhrenknochen |
| EP0882431A1 (en) * | 1997-06-05 | 1998-12-09 | Claudio Di Bartolomei | Device for the elastic intramedullary synthesis of bone fractures |
| WO2000040784A3 (en) * | 1999-01-08 | 2000-12-07 | Scimed Life Systems Inc | Methods for coating metallic articles |
| WO2001013969A1 (en) * | 1999-08-23 | 2001-03-01 | Shinhan Machinery Co., Ltd. | Apparatus and method for manufacturing an artificial porous titanium nickel medulla by using a hot rotational synthesis method |
| JP2002065709A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-03-05 | Tokyo Bio Ceramics Kenkyusho:Kk | 歯もしくは骨の固定具 |
| US6638372B1 (en) * | 1990-12-18 | 2003-10-28 | Advanced Cardiovascular Systems, Inc. | Superelastic guiding member |
| US7244319B2 (en) | 1990-12-18 | 2007-07-17 | Abbott Cardiovascular Systems Inc. | Superelastic guiding member |
| CN100462473C (zh) * | 2007-04-11 | 2009-02-18 | 北京航空航天大学 | 表面溅射有Ti-Ta-C-O复合膜的医用TiNi形状记忆合金及其制备方法 |
| CN109468519A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-15 | 湖北第二师范学院 | 屈服强度大于800MPa的钛硅铕形状记忆合金及其生产方法、应用和材料 |
| CN109602957A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-12 | 云南大学 | 一种生物医用多孔钛铌铜骨科植入材料及其制备方法和应用 |
| CN114875294A (zh) * | 2022-06-07 | 2022-08-09 | 上海工程技术大学 | 一种钛镍基合金材料及其制备方法与应用 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101615158B1 (ko) | 2014-11-14 | 2016-04-25 | 경상대학교산학협력단 | Ti, Ni 및 Si로 구성된 형상기억합금 |
| CN116077722B (zh) * | 2022-12-22 | 2024-12-31 | 洛兮基因科技(杭州)有限公司 | 一种用于隆鼻的假体材料及其制备方法 |
-
1990
- 1990-04-13 JP JP2098980A patent/JP3013384B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO1998036699A3 (de) * | 1997-02-25 | 1998-11-19 | Manfred Hinze | Knochennagel für die markraumnagelung langer röhrenknochen |
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| CN100462473C (zh) * | 2007-04-11 | 2009-02-18 | 北京航空航天大学 | 表面溅射有Ti-Ta-C-O复合膜的医用TiNi形状记忆合金及其制备方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3013384B2 (ja) | 2000-02-28 |
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