JPH0523355A - 強力チタン製歯科用インプラント並びにその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 生体為害性がなく、生体親和性に優れた、純
チタンを基材としてなる歯科用インプラントであって、
その強度的欠陥を十分に補える様に加工したものを提供
する。 【構成】 純チタンの強度不足を冷間圧延加工による加
工硬化によって補った歯科用インプラント並びに純チタ
ン基材に予め冷間圧延加工を施した後、焼鈍を経づに所
望の形状、寸法に加工する同上インプラント製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は歯科医療分野において
用いられる金属製歯科用インプラント及びその製造法に
係り、特に純チタンを基材をして用いる際に、咬合圧力
等に十分に耐え得る強力チタン製歯科用インプラントに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】歯科医療用としてのインプラントは既に
多種多様のものが出回っている。一般に歯科用インプラ
ントとして求められる条件としては、生体為害性が無
く、生体親和性があり、機械的強度や機械加工性が優
れ、かつ安価であることが望ましい。

【０００３】一方、医科、歯科を問わず生体内に埋入す
るインプラントは、使用される部位によりその形状に大
きな制限がある。顎骨の厚さ、骨の太さ等人工的なイン
プラント移植を受ける部位の状態は患者個々により異な
っている。従って、人工的なインプラントは、その基材
の持つ機械的強度が大きく、かつ機械加工性が良好なほ
ど移植できる適応性が増加する。斯かる理由から従来公
知のセラミックスを基材とするものから、次第に金属を
基材とするものが開発されてきた。また、その金属の中
でも前述のように生体為害性、生体親和性などを考慮し
てチタンまたはチタン基合金を用いる方法が開発されて
きたが、純チタンそのものは機械的強度の観点から必ず
しも斯界の要求を満足し得ず、従ってこの点を改善する
方法もいくつか提案されている。

【０００４】一例として、特開昭６２−１２２６６９号
公報において、生体用インプラント材として純チタンに
ＣＶＤ法により、膜厚１０μｍに窒化チタン被膜を形成
させた実施例が開示されている。更に、同公報には純チ
タン以外の所謂チタン基合金に窒化チタン、酸化チタ
ン、炭化チタン、炭窒化チタン等のコート層を基材表面
に０．１〜３０μｍの膜厚で、ＣＶＤ法、プラズマＣＶ
Ｄ法、レーザーＣＶＤ法およびイオン注入法等を用いて
形成する方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記公報によればチタ
ンまたはチタン基合金製インプラント部材の表層に、各
種コート層を形成することにより、耐磨耗性や耐腐蝕性
の向上を図るという、所期の目的は達し得たとされてい
る。

【０００６】しかし乍ら、機械的強度の点、特に歯科用
インプラントの場合は咬合圧力に対する強度が特に求め
られる点から、解決すべき課題が残されていた。

【０００７】ところで、生体用インプラント材として、
チタンまたはチタン基合金が優れた特性を有することは
前述した通りであるが、機械的強度の面から考察すると
純チタンは十分とはいえず、その点を補うものとして、
主として６Ａｌ−４Ｖ−残Ｔｉに代表されるチタン基合
金を用いることが一般的となっている。ところが、該合
金中に含まれるＶやＡｌは、生体内に溶出した場合に好
ましくない影響をもたらす惧れがあるという説もある。

【０００８】生体親和性や生体為害性を考慮した場合、
純チタンが最も好ましいことは自明であるが、機械的強
度という点においてはなお一歩及ばないという欠点も残
していた。

【０００９】歯科用インプラントに限っていえば、顎骨
内に埋入する部分には複数の孔を設けたり、例えば特開
昭６３−１１９７４９号のように数種の貫通した多重毛
管を穿孔したブレード部分は、単なる中実体に比較して
強度的に劣る点を如何に補填するかという点も大きな課
題であった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発者等は、純チタンの
持つ生体為害性がなく、生体親和性に優れた特性を全く
損なうことなく、かつ機械的強度をも十分に備えた強力
純チタン製インプラントを提供すべく種々考究の結果、
本発明に達し、茲に提案するものである。

【００１１】即ち、本発明は、純チタンを基材とし、冷
間圧延による加工硬化を受けた強力チタン製歯科用イン
プラント並びに純チタン基材に予め冷間圧延加工を施す
ことにより加工硬化せしめた後、焼鈍を経づに所望の形
状、寸法に加工することを特徴とする強力チタン製歯科
用インプラントの製造法を併せてここに提供するもので
ある。

【００１２】本発明において使用される純チタン材は通
常市販のものを適宜選択して使用し得るが、純度９９％
以上の純チタン２種相当品（ＪＩＳ−Ｈ４６００）が価
格面や入手の容易さで好ましい。

【００１３】本発明における基材の強化は、冷間圧延が
採られるが、これは通常用いられる鍛造法に比較し、コ
スト的にも有利である上に、純チタンの持つ靱性などの
特性を損なうことなく行えるので物性的にも有利であ
る。

【００１４】冷間圧延による加工率については特に限定
しないが、通常は約４０％程度が基材の強度を目標値の
５０〜７０％向上を満す上で好ましく、加工率を極端に
高くすると、基材に割れを生じる惧れや、コストの上昇
につながるので好ましくない。

【００１５】因みに成人が食物を噛み砕く為に一本の歯
牙にかかる荷重は、約７５Ｋｇと言われている。歯科用
インプラントがその荷重に耐えて、かつ十分な安全度を
保証する範囲は、その荷重に対して３倍程度の座屈荷重
に耐えることを要すると言われている。かかる事実に基
づき、前記の冷間圧延加工により、未加工の純チタンの
持つ強度を高めるための加工率の目標値５０〜７０％が
定められる。

【００１６】また、冷間圧延の場合は、通常圧延加工後
焼鈍処理を施して素材の加工ストレスを除去することが
一般的に行われているが、本発明においては斯かる処理
は行わず、いわゆるリロールした基材をそのままの状態
で歯科用インプラントに加工する。そのことが、目的と
する強度を保ち得る要因であり、本発明の特色の一つと
なる。

【００１７】

【作用】本発明によれば、基材となる純チタンを冷間圧
延加工することにより、その強度を５０〜７０％程度高
め、その基材を歯科用インプラントに加工して施術に用
いるため、従来公知の純チタン製歯科用インプラントに
比較し、約１／２程度の厚みで同じ咬合圧力に十分に耐
え得るので、顎骨の薄い日本人を対象とした施術にも好
適に対応できると共に、施術の際の切開も狭い範囲です
み、その適応範囲が広くなる。

【００１８】さらに、従来かかる純チタン製インプラン
トを作製する場合、その強度的欠陥を補う為に、インプ
ラントの表層に窒化チタンや酸化チタン等のコート層を
設けることにより、その硬度を上げる方法なども採られ
てきたが、本発明によれば、かかる手段を労することな
く、効率的で安価に所期の目的を達成し得る。

【００１９】

【実施例】純チタン２種（ＪＩＳ−Ｈ４６００−ＴＰ３
５）相当の厚み２．０ｍｍのチタンストリップを冷間圧
延加工機を用いて板厚１．３ｍｍになるまでにリロール
した。この際の加工率は約４０％、引張強さに換算した
加工硬化による強度アップは約７０％であった。

【００２０】この加工硬化させた純チタン板を用いて管
孔径が２．０ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍの貫通孔を設け
たもの及び同じく１．０ｍｍ、０．６ｍｍ、０．５ｍｍ
の貫通孔を設けた、多重毛管構造を有する歯科用インプ
ラントを夫々作製した。

【００２１】この２種類のインプラントについて、イン
ストローン型万能試験機による座屈試験を行った結果、
前者の平均荷重が２２０．７Ｋｇ、後者は２３４．３Ｋ
ｇで、咬合圧に対し強度的に十分耐え得るものであるこ
とが証明された。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した所から明らかなように、本
発明によれば純チタン基材に冷間圧延を施した後、焼鈍
なしでそのまま所望の形状、寸法に加工すると言う単純
な加工工程によって、純チタン素材に加工硬化による強
度向上（望ましくは５０〜７０％アップ）を図れるの
で、製造工程も簡単でコスト安（従来の装置をそのまま
採用出来る上に焼鈍工程も省略可）となる上に、強度増
大による薄肉化が可能となるので、インプラント領域の
低減化につながり、患者にとっても歯科医師にとっても
朗報をもたらすこと必錠となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 純チタンを基材とし、冷間圧延による加
   工硬化を受けた強力チタン製歯科用インプラント。
2. 【請求項２】 純チタン基材に予め冷間圧延加工を施す
   ことにより加工硬化せしめた後、焼鈍を経づに所望の形
   状、寸法に加工することを特徴とする強力チタン製歯科
   用インプラントの製造法。
3. 【請求項３】 冷間圧延の加工率が約４０％である請求
   項２記載の歯科用インプラント。