JPH0622568B2 - 生体インプラント - Google Patents

生体インプラント

Info

Publication number
JPH0622568B2
JPH0622568B2 JP61299946A JP29994686A JPH0622568B2 JP H0622568 B2 JPH0622568 B2 JP H0622568B2 JP 61299946 A JP61299946 A JP 61299946A JP 29994686 A JP29994686 A JP 29994686A JP H0622568 B2 JPH0622568 B2 JP H0622568B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
calcium phosphate
weight
sialon
present
sintered body
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
Application number
JP61299946A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63153071A (ja
Inventor
和夫 近藤
信二 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP61299946A priority Critical patent/JPH0622568B2/ja
Publication of JPS63153071A publication Critical patent/JPS63153071A/ja
Publication of JPH0622568B2 publication Critical patent/JPH0622568B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dental Prosthetics (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は人体、家蓄等生体に於て用いられる生体インプ
ラントに関するものである。
(従来の技術) 人体、家蓄等に於て骨折その他の原因で骨に損傷を生じ
た場合或は歯に損傷を生じた場合等に於て接続或いは修
理補綴することが行なわれている。ここに用いられてい
る生体インプラントはチタンやコバルト・クロム・モリ
ブデン合金などの金属の管、棒などを芯材とし、その表
面に燐酸カルシウムを被覆したものが機械的強度も大で
生体への悪影響が少ないものとして用いられてきた。
(発明が解決すべき問題点) 前記従来の技術においては、金属を芯材とするので十分
な機械的強度を有するが、接合される骨等との間に重量
的なアンバランスを生じ生体に機能障害を起し易く、長
期間生体中に用いられていると接合部の骨を痛めるおそ
れがあつた。
特に金属として不銹鋼を用い、その表面に燐酸カルシウ
ムを被覆したものは長年月の間には骨との接触による不
銹鋼の腐食と生体為害性を生じる場合があつた。
(問題点を解決するための手段) 本発明は前記従来の技術の問題点を解決するために鋭意
検討の結果なされたもので、SiCウイスカー強化β−サ
イアロン基セラミツクを内層とし、その表面に燐酸カル
シウム被覆層を設けたものであり、金属に用いることな
く軽量でしかも、生体親和性に優れた生体インプラント
を提供するものである。
本発明の構成をより詳細に述べれば、SiCウイスカー5
〜40重量%、ZrO25〜25重量%、残部β−サイアロ
ン基セラミツクを主成分とし、そのβ−サイアロン基セ
ラミツクが、組成式Si6-ZAlZOZN8-Z(但し0<z≦1)
で表わされるβ−サイアロンと、1〜20重量%のZr,
Si,Al,O,Nと不可避不純物又はそれにY,Mg,Ca及
び希土類の1種以上を含むガラス相で主として構成され
ている炭化珪素ウイスカー強化複合材料を基材とし、そ
の表面にアルミナ基セラミツク層を介して燐酸カルシウ
ム被覆層を設けた生体インプラントである。
本発明に於けるβ−サイアロン基材について説明すれ
ば、前述のガラス相が1重量%より少ない場合はβ−サ
イアロンの焼結が十分達成できないため所望の密度を得
ることができず、又、20重量%より多い場合は、靭性
や強度の劣化を来たすため好ましくない。
又β−サイアロン焼結体は出発原料として用いるSi3N4
粉末の純度や配合組成の比率によつて、Si2N2O,Si2O
N2,ZrON,ZrO,ZrN,Y2O3・Si3N4,3Y2O3・5Al2O3,10
Y2O3・9SiO2・Si3N4,4Y2O3・SiO2・Si3N4,YSiO2N,Mg
2SiO4,MgSiN2等の化合物を微量生成し、焼結体中に存
在する場合があるが、特に特性に悪影響を及ぼさない範
囲で存在してもさしつかえない。
又上記のようなガラス生成化合物の添加は特に常圧焼結
法やガス圧焼結法を採用する際に有効である。
なお前記したようにβ−サイアロン組成のz値を0<z
≦1とする理由は、z>の1の場合に機械的強度や靭性
が低下し必要な機械的特性を満足することができなくな
る為である。一方SiCウイスカーは5〜40重量%添加
されるが、5重量%より少ない場合にはセラミツク材料
に靭性の向上が見られず、逆に40重量%を越える場合
はウイスカーの均一分散性の低下や、焼結性の低下をも
たらす為、上記範囲が好ましく、更に好ましくは10〜
30重量%、最も好ましくは15〜25重量%である。
なお本発明で使用するSiCウイスカーとしては、平均直
径0.2〜1μm、平均長さ5〜50μm、アスペクト
比5〜5000のもので、Al,Ca,Mg,Ni,Fe,Mn,C
o,Cr等のカチオン不純物や、SiO2含有量が1.0重量
%以下のくびれや枝分れ、及び面欠陥等が少ないひげ状
結晶を用いることが高靭性な緻密体を得る上で好まし
い。
又、ZrO2は2〜25重量%添加されるが、ZrO2はガラス
相に微量固溶してガラス相とSiCウイスカーの界面に於
て両者の濡れ性を改善し、より強固な結合を可能にする
ことによつてSiCウイスカーの持つ本来の特性を十分に
発揮できるように作用し、靭性の向上を達成する。従つ
てZrO2の添加量やサイアロンの焼結助剤として添加する
ガラス生成用化合物の種類(例えばY2O3やMgO等)や添
加量によつて焼結体中に最終的に存在するZrO2の結晶形
は異なり、単斜晶、正方晶、立方晶又はそれらの共存体
として焼結体中に存在することが出来る。しかし、ZrO2
量が5重量%以下ではその効果が十分でない為、SiCウ
イスカーによる靭性の改善効果が十分に見られず、又2
5重量%以上では強度も劣化する為好ましくない。
アルミナセラミツクはβ−サイアロン及び燐酸カルシウ
ムとの中間にあつて熱膨脹係数が両者の中間にあり両者
の熱膨脹の違いによる内部応力を緩和するもので、結晶
型は安定なα−アルミナが好ましい。
燐酸カルシウムについては特開昭55−56052号
「高強度リン酸カルシウム焼結体の製造方法」において
開示したCa/P原子比が1.4〜1.75のカルシウムの
リン酸塩を主体とする粉末に焼成後のリン酸カルシウム
成分に対し、0.5〜15重量%のCa/P原子比0.2〜
0.75を有するカルシウムリン酸系フリツトを添加混
合し、溶融する特に強度の強いもの、または上記燐酸カ
ルシウムに0.5〜15重量%のアルカリ金属、亜鉛お
よび/またはアルカリ土類金属の酸化物−燐酸系フリツ
トを含有せしめ焼結したもの(特開昭55−14075
6号「高強度リン酸カルシウム焼結体」)または特開昭
55−80771号「高強度燐酸カルシウム焼結体」に
おいて開示したカルシウムの燐酸塩を主体とする粉末お
よびカルシウム・リン酸系フリツトを焼結してなる焼結
体において強化剤としてY2O3を3〜23%含有すること
を特徴とするものが知られている。
しかし本発明で定義する燐酸カルシウムはこれにこだわ
ることなく、一般に呼称されているリン酸カルシウムを
多量に含むガラスや結晶体からアパタイトセラミツクと
称するものまで包含するものとする。
(実施例) 以下図面により説明すると図は生体インプラントの一例
で1は本発明の歯科・インプラントで、その下部に歯根
部11を有する。歯根部11は中心にβ−サイアロン基
セラミツク5と、その上のアルミナ基セラミツク層2と
燐酸カルシウム被覆層3とからなる。
燐酸カルシウムの被覆方法は試験例1又は2に於て述べ
るような方法で行ない、燐酸カルシウムを被覆した歯科
インプラントを作成することができる。
本発明のおける生体インプラントを製造する場合、燐酸
カルシウムの泥漿に20〜500μの炭素粉や有機物等
の燃焼消失する粉体を混入すれば、燐酸カルシウムの表
面は16〜400μの気孔を有し骨との親和性が一段と
良好となる。これを顎骨に植設する場合は生体の歯肉粘
膜Aを切開剥離し、インプラント形状に適合したねじ孔
を顎骨Bに穿設した後、そのねじ孔中にインプラントの
歯根部11を挿入することによつて植設する。このよう
にして植設されたインプラントの先端に歯冠Tを接着剤
4によつて接着する。このようにして植設したインプラ
ントは表面の燐酸カルシウムによつて顎骨と著しく親和
性が高く、除々に燐酸カルシウムが骨によつて置きかえ
られる。また表面は凹凸を有するために骨とセラミツク
は広面積で強固に接着され長期間の使用に耐えるので好
ましいが、緻密な表面を有していても目的は達せられ
る。
本実施例ではセラミツクの表面はねじ部であるが、本発
明はこれに拘ることなく、縦溝、横溝、コルゲーシヨン
等でもよく、またセラミツクの蒸着後、火炎溶射等でセ
ラミツク粉末、ガラス粉末等の粘度や火炎温度を適宜調
節して表面を多孔質層としても骨とセラミツク表面は緊
密に嵌着するものとなる。
本発明はこの実施例に限定されず、他の部分の骨の補綴
部材として、その形状も自由に設計したものを用い、優
れた強度と生体親和性を発揮することができる。
次に以下に記すように本発明によるものと比較例とのテ
ストピースを作り特性を評価した。
試験例1: α率90%で平均粒径0.6μmのSi3N4粉末に、平均
粒径1μmのα−Al2O3粉末とSiCウイスカー(ARCO
ケミカル社製SC−9)及び平均粒径0.3μmの単斜晶
ZrO2を第1表に示すような割合に配合し、エタノール中
で4時間均一に分散混合した後、乾燥し、造粒して素地
粉末を得た。
次にこの素地粉末を、黒鉛型中で表中に示すような焼結
温度で各60分間200kg/cm2の圧力でホツトプレス
し、緻密に焼結した焼結体(基体)を得た。
得られた焼結体(基体)は4×3×40mmの寸法に研摩
加工した後、JIS−R1601により抗折強度、インデ
ンテイシヨンマイクロフラクチヤー法による破壊靭性値
を測定した。焼結体組成は化学分析やカーボン定量を行
うことにより、殆んど配合組成のままであることを確認
した。又β−サイアロンのz値はX線回折によりβ−サ
イアロンの格子定数から求めた。
得られた結果は第1表に示すとおりである。
次に2.5mmφ×25mmLの基体の基部15mmにピツチ
1mmのねじを切り、化学蒸着により10μのα−Al2O3
の被覆層2を設けた後、燐酸カルシウムの泥漿中に浸漬
し、乾燥し、大気中で700℃に焼成して表面に燐酸カ
ルシウムを被覆した歯科インプラントを製作した。
燐酸カルシウムの泥漿は例えばCaCO320kgとP20514k
gとを混合し1300℃に2時間焼成して半融状態とし
燐酸カルシウムのガラスと結晶の混合物を生成し(Ca/P
の原子比は約1)、これをトロンメルにて5μ以下の粒
子が40%となる如く粉砕した後メチルセルローズ1%
を溶解した水に入れ撹拌して燐酸カルシウムの泥漿とし
たものを用いた。
この場合のコート品特性も第1表に示してある。
前記第1表によればSiCウイスカーとZrO2を本発明の範
囲内で含有させた0<z≦1のβ−サイアロン基複合焼
結体は靭性に優れており、その外部に燐酸カルシウム被
覆を設けたコート品の特性も生体親和性のみならず抗折
強度の優れたものであることが判つた。
試験例2: 平均粒径2μm以下のY2O3,MgO,CaO,Dy2O3をZr,S
i,Al,O,Nと不可避不純物以外のガラス生成化合物
として加える以外は試験例1と同様にして第2表に示す
ような割合に配合した素地粉末を得た後、1750℃、
200kg/cm2の条件で各60分間ホツトプレスして緻
密な焼結体(基体)を得た。得られた焼結体(基体)は
試験例1と同様にして機械的特性を評価し、その結果を
第2表に示した。
この結果からZr,Si,Al,O,Nと不可避不純物及び添
加したY,Mg,Ca及び希土類の1種以上で構成される主
としてガラス相を1〜20重量%含むβ−サイアロン基
複合焼結体は優れた強度と靭性を有した焼結体であるこ
とが判つた。
次に試験例1と同様にして歯科インプラントを製作しそ
のコート特性を第2表に示した。このコート品の特性は
生体親和性も抗折強度の優れたものであることが判つ
た。
(発明の効果) 以上の如く本発明は従来の金属−燐酸カルシウム系の生
体インプラントに比べて軽量で、装着時生体親和性が良
く、異常感も殆んどなく、時日の経過とともに接続され
る骨と真に一体化するとともに、金属と同様な強度を保
持する等各種の利点を有するものである。
【図面の簡単な説明】 図は本発明の実施例(歯科インプラント)を植設した場
合の縦断面図である。 A……歯肉粘膜、B……顎骨、T……歯冠、1……歯科
インプラント、2……セラミツク被覆層、3……燐酸カ
ルシウム被覆層、4……接着剤、5……β−サイアロン
基セラミツク、11……歯根部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】SiCウイスカー5〜40重量%、ZrO25〜
    25重量%、残部β−サイアロン基セラミツクを主成分
    として、そのβ−サイアロン基セラミツクが組成式Si
    6-ZAlZOZN8-Z(但し0<z≦1)で表わされるβ−サイ
    アロンと、1〜20重量%のZr,Si,Al,O,Nと不可
    避不純物又はそれにY,Mg,Ca及び希土類の1種以上を
    含むガラス相で主として構成されている炭化珪素ウイス
    カー強化複合材料の上にアルミナ基セラミツク層を介し
    て燐酸カルシウム被覆層を設けてなることを特徴とする
    生体インプラント
JP61299946A 1986-12-18 1986-12-18 生体インプラント Expired - Lifetime JPH0622568B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61299946A JPH0622568B2 (ja) 1986-12-18 1986-12-18 生体インプラント

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61299946A JPH0622568B2 (ja) 1986-12-18 1986-12-18 生体インプラント

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63153071A JPS63153071A (ja) 1988-06-25
JPH0622568B2 true JPH0622568B2 (ja) 1994-03-30

Family

ID=17878860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61299946A Expired - Lifetime JPH0622568B2 (ja) 1986-12-18 1986-12-18 生体インプラント

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0622568B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5032552A (en) * 1988-07-04 1991-07-16 Tdk Corporation Biomedical material

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63153071A (ja) 1988-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5125971A (en) Living hard tissue replacement, its preparation
US8703294B2 (en) Bioactive graded zirconia-based structures
US5062798A (en) SiC based artificial dental implant
US5711763A (en) Composite biological implant of a ceramic material in a metal substrate
US5356436A (en) Materials for living hard tissue replacements
EP0104640B1 (en) Sintered apatite bodies and composites thereof
JPS5911843A (ja) 義歯装着用歯科インプラント
GB2235686A (en) Process tar producing an inorganic biomaterial
Tancred et al. A quantitative study of the sintering and mechanical properties of hydroxyapatite/phosphate glass composites
EP1600176B1 (en) Material and method to prevent low temperature degradation of Zirconia in biomedical implants
JPS6221544B2 (ja)
JP3648968B2 (ja) 生体用ジルコニア系複合セラミック焼結体
Chai et al. Sol-gel derived hydroxylapatite coatings for biomedical applications
US5082808A (en) Ceramic material and method for making
Nakahira et al. Fracture behavior and biocompatibility evaluation of nylon-infiltrated porous hydroxyapatite
JPS5945384B2 (ja) 高強度生体用部材の製造法
Vlasov et al. Ceramics and medicine
JPS63153071A (ja) 生体インプラント
KR100294008B1 (ko) 생체이식용 세라믹 소결 복합체 제조방법
KR100492270B1 (ko) 생체 이식용 세라믹 복합체 및 그 제조방법
JPH0449972A (ja) 生体硬組織代替体および複合成形体の製造方法
JP2684055B2 (ja) 人工歯根
HASHIGUCHI et al. Mechanical and histological investigations on pressureless sintered SiC dental implants
JPS62142565A (ja) セラミツクインプラント材料
EP0278985A1 (en) Glass ceramics composition