JPH0669484B2 - 人工骨とその製造方法、並びに人工骨用セラミックス - Google Patents
人工骨とその製造方法、並びに人工骨用セラミックスInfo
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- JPH0669484B2 JPH0669484B2 JP2236477A JP23647790A JPH0669484B2 JP H0669484 B2 JPH0669484 B2 JP H0669484B2 JP 2236477 A JP2236477 A JP 2236477A JP 23647790 A JP23647790 A JP 23647790A JP H0669484 B2 JPH0669484 B2 JP H0669484B2
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- ceramic
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、人工骨とその製造方法、並びに人工骨用セラ
ミックスに関する。
ミックスに関する。
（従来の技術） 従来、人工骨としては、生体活性の非常に高い、つまり
周辺の骨との結合性の良いセラミックスガラスからなる
ものが開発されている。
周辺の骨との結合性の良いセラミックスガラスからなる
ものが開発されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この従来の人工骨は、体液環境下で応力
を受けると、機械的強度が著しく低下するという問題点
があった。
を受けると、機械的強度が著しく低下するという問題点
があった。
従って、その利点部所も、荷重の加わらない場所に限定
されており、また耐久年数も非常に短いものであった。
されており、また耐久年数も非常に短いものであった。
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、生体活性に優れ、しかも機械的強度の良好な人
工骨を提供することを課題とするものである。
もので、生体活性に優れ、しかも機械的強度の良好な人
工骨を提供することを課題とするものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、このような課題を解決するために人工骨とそ
の製造方法、並びに人工骨用セラミックスとしてなされ
たもので、人工骨としての特徴な、セラミックスからな
る人工骨本体１の表面にZrイオン及び／又はArイオンが
注入されてなることにある。
の製造方法、並びに人工骨用セラミックスとしてなされ
たもので、人工骨としての特徴な、セラミックスからな
る人工骨本体１の表面にZrイオン及び／又はArイオンが
注入されてなることにある。
また、人工骨の製造方法としての特徴は、セラミックス
からなる人工骨本体１の表面にZrイオン及び／又はArイ
オンを注入して製造することにある。
からなる人工骨本体１の表面にZrイオン及び／又はArイ
オンを注入して製造することにある。
さらに、人工骨用セラミックスとしての特徴は、Zrイオ
ン及び／又はArイオンが注入されてなることにある。
ン及び／又はArイオンが注入されてなることにある。
（作用） すなわち、イオン注入によってZrイオンやArイオンが人
工骨若しくは人工骨用セラミックスに導入されているた
め、これらのイオンは人工骨若しくはセラミックスの表
面に集中的に導入されることとなり、イオン濃度が高く
なるために、強度が著しく増大するのである。
工骨若しくは人工骨用セラミックスに導入されているた
め、これらのイオンは人工骨若しくはセラミックスの表
面に集中的に導入されることとなり、イオン濃度が高く
なるために、強度が著しく増大するのである。
（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１ 本実施例は、人工骨についての一実施例である。
本実施例の人工骨３は、たとえば第１図のように両端に
接合突起部2,2を有する略円柱状で且つ次の組成のセラ
ミックスからなる人工骨本体１に、Zrイオンを注入した
構成からなるものである。
接合突起部2,2を有する略円柱状で且つ次の組成のセラ
ミックスからなる人工骨本体１に、Zrイオンを注入した
構成からなるものである。
成分 重量％ CaO 45％ SiO2 34％ P2O5 16％ MgO ５％ CaF2 0.5％ そして、このような人工骨３は、第２図に示すように真
正の骨11,11間に接続して使用されるものである。この
場合、人工骨３の上記のような性体活性の高いセラミッ
クスからなるために骨11,11との接続が非常に良好であ
り、しかも上記のようなZrイオンの注入によって強度が
増大するのである。
正の骨11,11間に接続して使用されるものである。この
場合、人工骨３の上記のような性体活性の高いセラミッ
クスからなるために骨11,11との接続が非常に良好であ
り、しかも上記のようなZrイオンの注入によって強度が
増大するのである。
実施例２ 本実施例は、上記実施例１の人工骨を製造する製造方法
についての実施例である。
についての実施例である。
先ず、処理すべき材料として、上記実施例１のような略
円柱状の人工骨本体１を準備する。
円柱状の人工骨本体１を準備する。
次に、このような人工骨本体１にZrイオンを注入する。
このZrイオンの注入は、第３図に示すようなイオン注入
のための装置によって行う。
このZrイオンの注入は、第３図に示すようなイオン注入
のための装置によって行う。
すなわち、この装置について説明すると、蒸気を発生さ
せる蒸気発生装置４と、イオンを生成するイオン生成部
５と、生成したイオンビームを成形加速する電極群６
と、所望のZrイオンのみ選別して取り出す質量分離装置
７と、取り出したイオンを任意のエネルギーで加速する
ための加速電極群８と、注入すべき人工骨本体１を保持
したチャンバー９とで構成されたものである。尚、この
ような構成からなるイオン注入の装置は、真空排気装置
（図示せず）により高真空に保持されている。
せる蒸気発生装置４と、イオンを生成するイオン生成部
５と、生成したイオンビームを成形加速する電極群６
と、所望のZrイオンのみ選別して取り出す質量分離装置
７と、取り出したイオンを任意のエネルギーで加速する
ための加速電極群８と、注入すべき人工骨本体１を保持
したチャンバー９とで構成されたものである。尚、この
ような構成からなるイオン注入の装置は、真空排気装置
（図示せず）により高真空に保持されている。
そして、このような装置により、イオン注入を行う操作
について説明すると、先ず前記真空内において、蒸気発
生装置４としてのオーブンの中でZr又はそれらの化合物
を加熱して蒸気を発生させ、イオンを生成させる。次
に、生成したイオンビームを電極群６により成形し、質
量分離装置７に導く。そして、必要なZrイオンのみを分
離して取り出し、その後、その取り出されたイオンを加
速電極群８で加速してチャンバー９に導き、前記チャン
バー９内で保持された人工骨本体１に照射することによ
って、その人工骨本体１にイオン注入を行うのである。
について説明すると、先ず前記真空内において、蒸気発
生装置４としてのオーブンの中でZr又はそれらの化合物
を加熱して蒸気を発生させ、イオンを生成させる。次
に、生成したイオンビームを電極群６により成形し、質
量分離装置７に導く。そして、必要なZrイオンのみを分
離して取り出し、その後、その取り出されたイオンを加
速電極群８で加速してチャンバー９に導き、前記チャン
バー９内で保持された人工骨本体１に照射することによ
って、その人工骨本体１にイオン注入を行うのである。
試験例 次に、上記のようなZrイオンをセラミックスにイオン注
入した場合の破壊強度の試験例について説明する。
入した場合の破壊強度の試験例について説明する。
（１）試料 試料としては、上記実施例１のような（CaO−SiO2−P2O
5−MgO−CaF2）の組成からなり、且つ５×５×20mmの大
きさのガラスセラミックスを準備する。
5−MgO−CaF2）の組成からなり、且つ５×５×20mmの大
きさのガラスセラミックスを準備する。
（２）イオン注入の条件 イオン注入の条件は次のように設定した。
（Ａ）真空度 ５×10-7（Torr） （Ｂ）試料基板温度 室温 （Ｃ）注入エネルギー 200（KeV） （Ｄ）ビーム電流 0.1〜1.0（μA/cm2） （Ｅ）注入量 １×1015,1×1016（ions/cm2） （３）試験結果 注入量がそれぞれ１×1015,1×1016（ions/cm2）のガラ
スセラミックスの破壊強度を、イオン注入しないガラス
セラミックスの破壊強度と比較した。破壊強度は、それ
ぞれのガラスセラミックスを擬似体液中に浸漬して荷重
速度0.005mm/minで行った。
スセラミックスの破壊強度を、イオン注入しないガラス
セラミックスの破壊強度と比較した。破壊強度は、それ
ぞれのガラスセラミックスを擬似体液中に浸漬して荷重
速度0.005mm/minで行った。
試験結果は次表のとおりである。
この試験結果からも明らかなように、Zrイオンのイオン
注入によって、破壊強度が1.5倍以上となった。これ
は、Zrイオンの注入により、擬似体液中でセラミックス
が浸食されるのが防止され、それによって強度劣下が防
止されるためと認められる。
注入によって、破壊強度が1.5倍以上となった。これ
は、Zrイオンの注入により、擬似体液中でセラミックス
が浸食されるのが防止され、それによって強度劣下が防
止されるためと認められる。
他実施例 尚、上記実施例では、人工骨本体にZrイオンを注入して
なるが、成形された人工骨本体以外に成形前の人工骨用
セラミックスにZrイオンを注入することも可能である。
なるが、成形された人工骨本体以外に成形前の人工骨用
セラミックスにZrイオンを注入することも可能である。
また、セラミックスの性状としては、固形のものの他、
粉末状や繊維状のものであってもよい。
粉末状や繊維状のものであってもよい。
さらに、セラミックスの組成も上記実施例に限定される
ものではなく、たとえばヒドロキシアパタイト〔Ca10(P
O4)6(OH)2〕の粉末を焼結したようなものを用いること
も可能である。
ものではなく、たとえばヒドロキシアパタイト〔Ca10(P
O4)6(OH)2〕の粉末を焼結したようなものを用いること
も可能である。
いずれにしてもセラミックスの組成，種類は問うもので
はない。
はない。
さらに、人工骨本体の形状も上記実施例のような形状に
限定されるものではなく、使用される人体の部位に応じ
て任意に変更可能である。
限定されるものではなく、使用される人体の部位に応じ
て任意に変更可能である。
さらにイオンの注入方法や注入装置の種類も上記実施例
に限定されるものではない。
に限定されるものではない。
さらに注入されるイオンの種類も上記実施例のZrイオン
に限定されるものではなく、Arイオンであってもよい。
に限定されるものではなく、Arイオンであってもよい。
また、イオン注入の条件や注入されるイオンの数も問う
ものではなく、人工骨本体の大きさ，表面積等に応じて
任意に変更可能である。
ものではなく、人工骨本体の大きさ，表面積等に応じて
任意に変更可能である。
（発明の効果） 叙上のように本発明は、イオン注入によりZrイオン及び
／又はArを人工骨本体若しくは人工骨用セラミックスに
注入したものであるため、人工骨本体等の表面における
イオンの濃度が約40〜50％となり、注入されるイオンの
含有率が約０〜15％であった従来の人工骨に比べて強度
が約1.5〜３倍になるに至った。
／又はArを人工骨本体若しくは人工骨用セラミックスに
注入したものであるため、人工骨本体等の表面における
イオンの濃度が約40〜50％となり、注入されるイオンの
含有率が約０〜15％であった従来の人工骨に比べて強度
が約1.5〜３倍になるに至った。
この結果、耐久年数も従来に比べて著しく伸びることと
なった。
なった。
特に、Zrイオンを注入した場合には、体液中で人工骨を
構成するセラミックスが浸食されるのが防止され、それ
によってより優れた強度劣下防止効果が生ずることとな
る。
構成するセラミックスが浸食されるのが防止され、それ
によってより優れた強度劣下防止効果が生ずることとな
る。
第１図は一実施例としての人工骨を示し、（イ）は正面
図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図。 第２図は人工骨を他の骨部に接続した状態を示す概略正
面図。 第３図はZrイオンを人工骨に注入するためのイオン注入
装置の概略図。 １……人工骨本体、３……人工骨
図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図。 第２図は人工骨を他の骨部に接続した状態を示す概略正
面図。 第３図はZrイオンを人工骨に注入するためのイオン注入
装置の概略図。 １……人工骨本体、３……人工骨
Claims (3)
- 【請求項１】セラミックスからなる人工骨本体１の表面
にZrイオン及び／又はArイオンが注入されてなることを
特徴とする人工骨。 - 【請求項２】セラミックスからなる人工骨本体１の表面
にZrイオン及び／又はArイオンを注入して製造すること
を特徴とする人工骨の製造方法。 - 【請求項３】Zrイオン及び／又はArイオンが注入されて
なることを特徴とする人工骨用セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236477A JPH0669484B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 人工骨とその製造方法、並びに人工骨用セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2236477A JPH0669484B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 人工骨とその製造方法、並びに人工骨用セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04114657A JPH04114657A (ja) | 1992-04-15 |
| JPH0669484B2 true JPH0669484B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17001320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2236477A Expired - Fee Related JPH0669484B2 (ja) | 1990-09-05 | 1990-09-05 | 人工骨とその製造方法、並びに人工骨用セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669484B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5501685A (en) * | 1994-04-26 | 1996-03-26 | Spetzler; Robert F. | Method for securing a cranial piece in position |
| US5554194A (en) * | 1995-06-07 | 1996-09-10 | United States Surgical Corporation | Modular surgical implant |
| JP4608121B2 (ja) * | 2001-03-26 | 2011-01-05 | 敏且 侭田 | 棘突起スペーサー |
| JP2007167621A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-07-05 | Olympus Biomaterial Corp | 棘突起スペーサ |
| JP5739125B2 (ja) * | 2009-09-10 | 2015-06-24 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 人工骨部材 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256018U (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | ||
| JPH02114960A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Kobe Steel Ltd | 人工骨 |
-
1990
- 1990-09-05 JP JP2236477A patent/JPH0669484B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04114657A (ja) | 1992-04-15 |
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