JPH08126696A - 生体用インプラント部材 - Google Patents
生体用インプラント部材Info
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- JPH08126696A JPH08126696A JP6266516A JP26651694A JPH08126696A JP H08126696 A JPH08126696 A JP H08126696A JP 6266516 A JP6266516 A JP 6266516A JP 26651694 A JP26651694 A JP 26651694A JP H08126696 A JPH08126696 A JP H08126696A
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- Japan
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- titanium
- layer
- thickness
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 チタンまたはチタン合金からなる基材３の表
面にチタン、アルミニウムおよび酸素を含むイオンミキ
シング層４を介してAl2 O 3 の表面膜５を被覆したこと
を特徴とする生体用インプラント部材１である。 【効果】 表面膜の強度、硬度、表面平滑性に非常に優
れ、また基材３との密着度が大きいので表面膜が剥離し
難い。よって、生物学的適合性に優れるAl2 O 3膜が十
分な密着強度を持ってコーティングされているため、超
高分子ポリエチレンとの摺動による摩耗量を大幅に減ら
せることができる。
面にチタン、アルミニウムおよび酸素を含むイオンミキ
シング層４を介してAl2 O 3 の表面膜５を被覆したこと
を特徴とする生体用インプラント部材１である。 【効果】 表面膜の強度、硬度、表面平滑性に非常に優
れ、また基材３との密着度が大きいので表面膜が剥離し
難い。よって、生物学的適合性に優れるAl2 O 3膜が十
分な密着強度を持ってコーティングされているため、超
高分子ポリエチレンとの摺動による摩耗量を大幅に減ら
せることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体の股関節、肩関
節、膝関節などに用いられる生体インプラント部材に関
する。
節、膝関節などに用いられる生体インプラント部材に関
する。
【０００２】
【従来の技術】病気や事故によって失われた骨や関節の
機能を修復する生体用インプラントの材質として従来よ
り金属、高分子、セラミック等が用いられている。これ
らには生体適合性、静的強度、耐摩耗性などが要求され
ているが、最近では航空機用エンジンなどに使用され、
比強度、耐蝕性、生体適合性に優れるチタンあるいはＴ
ｉー６Ａｌー４Ｖ合金などのチタン合金が用いられよう
になってきた。
機能を修復する生体用インプラントの材質として従来よ
り金属、高分子、セラミック等が用いられている。これ
らには生体適合性、静的強度、耐摩耗性などが要求され
ているが、最近では航空機用エンジンなどに使用され、
比強度、耐蝕性、生体適合性に優れるチタンあるいはＴ
ｉー６Ａｌー４Ｖ合金などのチタン合金が用いられよう
になってきた。
【０００３】このチタン系金属は、近年、航空機用部材
のみならず、海洋開発用機器、自動車、化学工業プラン
ト、医療用具等々の機械構造用部材としての用途を拡大
しつつあり、例えば特開平２ー１８５９６４号公報には
チタンもしくはチタン合金からなる基材の表面に酸化チ
タン系層を介してＴｉーＡｌ系金属間化合物層を形成す
ることにより、耐酸化性の優れた軽量構造材料の発明が
記載され、自転車、航空宇宙産業の分野での使用拡大と
なっている。
のみならず、海洋開発用機器、自動車、化学工業プラン
ト、医療用具等々の機械構造用部材としての用途を拡大
しつつあり、例えば特開平２ー１８５９６４号公報には
チタンもしくはチタン合金からなる基材の表面に酸化チ
タン系層を介してＴｉーＡｌ系金属間化合物層を形成す
ることにより、耐酸化性の優れた軽量構造材料の発明が
記載され、自転車、航空宇宙産業の分野での使用拡大と
なっている。
【０００４】このようなチタン系金属を医療用に用いる
場合、上述のように比強度、耐蝕性、生体適合性に優れ
る一方、耐摩耗性に難があり、これを改善するため、そ
れ自体の耐摩耗性を向上せしめたり、あるいは靱性には
著しく劣る一方、耐蝕性、耐摩耗性に優れるアルミナと
組み合わせる工夫が数多く試みられてきた。
場合、上述のように比強度、耐蝕性、生体適合性に優れ
る一方、耐摩耗性に難があり、これを改善するため、そ
れ自体の耐摩耗性を向上せしめたり、あるいは靱性には
著しく劣る一方、耐蝕性、耐摩耗性に優れるアルミナと
組み合わせる工夫が数多く試みられてきた。
【０００５】このような提案として、例えば、 米国特許第４，６９３，７６０号ではＮ，Ｃイオンな
どをイオン注入することにより耐摩耗性が大幅に改善し
たものが記載されている。
どをイオン注入することにより耐摩耗性が大幅に改善し
たものが記載されている。
【０００６】特開平５ー３１７３４６号公報ではＴｉ
Ｎ、Ｚｒ、ＴｉＢ2 、Al2 O 3 、ダイヤモンドの硬質セ
ラミック材料を５〜１５ｍｍの厚さで金属合金の表面に
コーティングしたインプラント部材が記載されている。
Ｎ、Ｚｒ、ＴｉＢ2 、Al2 O 3 、ダイヤモンドの硬質セ
ラミック材料を５〜１５ｍｍの厚さで金属合金の表面に
コーティングしたインプラント部材が記載されている。
【０００７】特開昭６２ー１２２６６９号公報では、
チタン、チタン合金の表面に、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂ，
Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌの窒化物、炭化物、
ホウ化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、酸化物を
０．１〜３０μm コーティングした生体インプラント部
材が記載されている。
チタン、チタン合金の表面に、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｂ，
Ｓｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｍｏ，Ａｌの窒化物、炭化物、
ホウ化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、酸化物を
０．１〜３０μm コーティングした生体インプラント部
材が記載されている。
【０００８】特開平５ー１６８６９１号公報では、金
属製の人工骨頭の表面に酸化チタンを３％含むやや軟質
のアルミナ層を溶射し、その上からホワイトアルミナを
溶射した人工関節が記載されている。
属製の人工骨頭の表面に酸化チタンを３％含むやや軟質
のアルミナ層を溶射し、その上からホワイトアルミナを
溶射した人工関節が記載されている。
【０００９】特開平４ー２９５３５４号公報では、摺
動部を有する人工関節の摺動表面に爆発溶射によりセラ
ミックコーティング層が形成され、そのコーティング層
を鏡面仕上げすることにより摺動性と耐摩耗性が改善さ
れることが記載されている。
動部を有する人工関節の摺動表面に爆発溶射によりセラ
ミックコーティング層が形成され、そのコーティング層
を鏡面仕上げすることにより摺動性と耐摩耗性が改善さ
れることが記載されている。
【００１０】
【従来技術の課題】しかしながら、上記従来技術には以
下のような問題があった。すなわち、のイオン注入処
理による前記従来の表面改質方法は処理の制御性が優
れ、低温処理である長所があるが、効果を出すためには
多量のイオンを注入せねばならないことから面倒で、コ
スト高となる。また、注入原子の偏析により特性劣化が
あり、さらに残留歪みにより処理膜が剥離することが報
告されている。
下のような問題があった。すなわち、のイオン注入処
理による前記従来の表面改質方法は処理の制御性が優
れ、低温処理である長所があるが、効果を出すためには
多量のイオンを注入せねばならないことから面倒で、コ
スト高となる。また、注入原子の偏析により特性劣化が
あり、さらに残留歪みにより処理膜が剥離することが報
告されている。
【００１１】また、のように通常のＰＶＤ法によるコ
ーティング方法で５〜１５μm 厚の膜を形成するために
は通常の２〜４μm の厚さに比べ、非常にコスト高にな
り、また膜のクラッキングや剥離が発生し易い。
ーティング方法で５〜１５μm 厚の膜を形成するために
は通常の２〜４μm の厚さに比べ、非常にコスト高にな
り、また膜のクラッキングや剥離が発生し易い。
【００１２】また、のように熱ＣＶＤ、プラズマＣＶ
Ｄ、レーザーＣＶＤ、イオンプレーティングによって表
面膜を形成する場合も膜のクラッキングや剥離が発生し
易い。
Ｄ、レーザーＣＶＤ、イオンプレーティングによって表
面膜を形成する場合も膜のクラッキングや剥離が発生し
易い。
【００１３】また、の金属表面上に形成されるアルミ
ナセラミック層は１００〜３００μm の厚膜となるた
め、金属と膜の界面における密着強度が非常に小さいた
め剥離し易い。
ナセラミック層は１００〜３００μm の厚膜となるた
め、金属と膜の界面における密着強度が非常に小さいた
め剥離し易い。
【００１４】さらに、のようにコーティング層を鏡面
仕上げした場合、コスト高となるうえに爆発溶射により
コーティング層が形成されているので、鏡面仕上げをせ
ざるを得ないという問題があった。
仕上げした場合、コスト高となるうえに爆発溶射により
コーティング層が形成されているので、鏡面仕上げをせ
ざるを得ないという問題があった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するため、本発明はチタンまたはチタン合金からなる
基材の表面部分に例えば、酸素イオンビームミキシング
作用によってチタン、アルミニウム及び酸素を含むイオ
ンミキシング層となした後、Al2 O 3 の表面膜を被覆し
たことを特徴とする生体用インプラント部材を提供する
ものである。
決するため、本発明はチタンまたはチタン合金からなる
基材の表面部分に例えば、酸素イオンビームミキシング
作用によってチタン、アルミニウム及び酸素を含むイオ
ンミキシング層となした後、Al2 O 3 の表面膜を被覆し
たことを特徴とする生体用インプラント部材を提供する
ものである。
【００１６】
【作用】生体インプラントとしての金属材料はコバルト
・クロム・モリブデン合金がよく用いられているが、人
体の生物学的組織内に長期間置いた後に腐食による金属
イオンの溶出が報告されている。このため、基材として
チタン又はチタン合金等のチタン系金属を用いれば、耐
蝕性の面から優れコバルト・クロム・モリブデン合金に
比較してずっと生体適合性は優れることになるが、耐摩
耗性が劣る。従ってチタン系金属の基材の表面にAl2 O
3 の表面膜をコーティングする。
・クロム・モリブデン合金がよく用いられているが、人
体の生物学的組織内に長期間置いた後に腐食による金属
イオンの溶出が報告されている。このため、基材として
チタン又はチタン合金等のチタン系金属を用いれば、耐
蝕性の面から優れコバルト・クロム・モリブデン合金に
比較してずっと生体適合性は優れることになるが、耐摩
耗性が劣る。従ってチタン系金属の基材の表面にAl2 O
3 の表面膜をコーティングする。
【００１７】この場合、Al2 O 3 を直接チタン系金属の
基材に被覆すると密着力が弱く、表面膜が剥離し易い。
また基材の硬度が比較的大きく、その影響で表面膜の硬
度も不十分となる可能性がある。
基材に被覆すると密着力が弱く、表面膜が剥離し易い。
また基材の硬度が比較的大きく、その影響で表面膜の硬
度も不十分となる可能性がある。
【００１８】そこで本発明では、基材の表面部分に酸素
イオンビームミキシング作用によって基材成分とアルミ
ニウムと酸素とを含むイオンミキシング層を形成した
後、Al2 O 3 の表面膜を被覆した。
イオンビームミキシング作用によって基材成分とアルミ
ニウムと酸素とを含むイオンミキシング層を形成した
後、Al2 O 3 の表面膜を被覆した。
【００１９】このイオンミキシング層は、Al2 O 3 の表
面膜を形成する際、前処理時に形成されるもので、酸素
イオンの注入と同時に、注入イオンとの衝突によって蒸
着くしたアルミニウム及び基材成分の基材内部への押し
込みが発生する。さらに、押し込まれた運動粒子は衝突
によりミキシングされる。従って、イオンミキシング層
はAl2 O 3 の表面膜の間にあって、アルミニウムと基材
成分が混在した中間層である。なお、イオン注入処理に
よる改質表面は注入量が１０17〜１０18イオン／ｃｍ2
を必要とするが、イオンミキシング層は１０15〜１０16
イオン／ｃｍ2程度で形成することができる。
面膜を形成する際、前処理時に形成されるもので、酸素
イオンの注入と同時に、注入イオンとの衝突によって蒸
着くしたアルミニウム及び基材成分の基材内部への押し
込みが発生する。さらに、押し込まれた運動粒子は衝突
によりミキシングされる。従って、イオンミキシング層
はAl2 O 3 の表面膜の間にあって、アルミニウムと基材
成分が混在した中間層である。なお、イオン注入処理に
よる改質表面は注入量が１０17〜１０18イオン／ｃｍ2
を必要とするが、イオンミキシング層は１０15〜１０16
イオン／ｃｍ2程度で形成することができる。
【００２０】このように構成される生体用インプラント
部材の作用として、余剰な酸素イオンが基材内にミキシ
ングされることにより、核発生密度が大きくなってAl2
O 3の表面膜内の結晶構造が良好であり、よって表面膜
の強度、硬度、表面平滑性に非常に優れる。
部材の作用として、余剰な酸素イオンが基材内にミキシ
ングされることにより、核発生密度が大きくなってAl2
O 3の表面膜内の結晶構造が良好であり、よって表面膜
の強度、硬度、表面平滑性に非常に優れる。
【００２１】また、上記ミキシングにより基材と表面膜
との連続性が実現するので両者の密着強度が大きく、表
面膜が剥離し難い。
との連続性が実現するので両者の密着強度が大きく、表
面膜が剥離し難い。
【００２２】さらに、表面膜により余剰な金属イオンが
発生しないので、金属イオンの溶出による生体への悪影
響の心配もない。
発生しないので、金属イオンの溶出による生体への悪影
響の心配もない。
【００２３】なお、上記表面層の好ましい膜厚は０．１
〜５μm である。膜厚を５μm より大きくした場合、残
留応力の増大によりクラッキングと剥離が起こる恐れが
あるとともに、表面凹凸が大きくなり、コーティング後
に鏡面仕上げする必要が生じるかもしれない。他方、膜
厚が０．１μm より小さい場合、耐久性が低くなる恐れ
がある。より好ましい膜厚は０．７〜２μm で、表面粗
さ、成膜コスト等に鑑みて任意に厚さを選択すれば良
い。
〜５μm である。膜厚を５μm より大きくした場合、残
留応力の増大によりクラッキングと剥離が起こる恐れが
あるとともに、表面凹凸が大きくなり、コーティング後
に鏡面仕上げする必要が生じるかもしれない。他方、膜
厚が０．１μm より小さい場合、耐久性が低くなる恐れ
がある。より好ましい膜厚は０．７〜２μm で、表面粗
さ、成膜コスト等に鑑みて任意に厚さを選択すれば良
い。
【００２４】また、前記イオンミキシング層の好ましい
層厚は１〜１００ｎｍである。層厚が１ｎｍより小さい
と、前記クッション作用が不足気味となると予想され、
他方１００ｎｍより大きいと層内破壊を起こしやすくな
る恐れがある。
層厚は１〜１００ｎｍである。層厚が１ｎｍより小さい
と、前記クッション作用が不足気味となると予想され、
他方１００ｎｍより大きいと層内破壊を起こしやすくな
る恐れがある。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図１および図２は人工股関節Ａを構成する本発明の
生体用インプラント部材としての人工骨頭１を示したも
のであり、人工股関節Ａにおいてステム２の先端に骨頭
１が嵌合されている。骨頭１はチタン合金基材３の表面
にチタン、アルミニウムおよび酸素を含むイオンミキシ
ング層４を介して、最表面にAl2 O 3 の表面膜５がコー
ティングされている。
る。図１および図２は人工股関節Ａを構成する本発明の
生体用インプラント部材としての人工骨頭１を示したも
のであり、人工股関節Ａにおいてステム２の先端に骨頭
１が嵌合されている。骨頭１はチタン合金基材３の表面
にチタン、アルミニウムおよび酸素を含むイオンミキシ
ング層４を介して、最表面にAl2 O 3 の表面膜５がコー
ティングされている。
【００２６】以下、上記骨頭１におけるイオンミキシン
グ層４と表面膜５の形成方法について説明する。チタン
合金基材３はＴｉー６Ａｌー４Ｖ合金で、球面加工機械
により表面粗さＲａ＝５０ｎｍに鏡面仕上げされてい
る。これを図３に示すようなＩＢＡＤ装置（イオンビー
ムアシステッドデポジション装置）の自公転するサンプ
ルホルダー６にセットした。このＩＢＡＤ装置は、電子
ビーム真空蒸発源７からのＡｌの真空蒸着量を膜厚モニ
ターでモニターしなら、ＥＣＲイオン源８から酸素イオ
ンビームを基材３の表面に照射させ薄膜を形成するもの
である。
グ層４と表面膜５の形成方法について説明する。チタン
合金基材３はＴｉー６Ａｌー４Ｖ合金で、球面加工機械
により表面粗さＲａ＝５０ｎｍに鏡面仕上げされてい
る。これを図３に示すようなＩＢＡＤ装置（イオンビー
ムアシステッドデポジション装置）の自公転するサンプ
ルホルダー６にセットした。このＩＢＡＤ装置は、電子
ビーム真空蒸発源７からのＡｌの真空蒸着量を膜厚モニ
ターでモニターしなら、ＥＣＲイオン源８から酸素イオ
ンビームを基材３の表面に照射させ薄膜を形成するもの
である。
【００２７】チタン合金基材３をＩＢＡＤ装置のサンプ
ルホルダー６にセットしてから、装置内を２×１０-6Ｔ
ｏｒｒに真空引きを行い、２ＫｅＶのアルミナイオンで
表面クリーニングを行った。続いて酸素イオンビームエ
ネルギー：２０ＫｅＶ、輸送比Ａｌ／Ｏ＝０．５の条件
でイオン照射を行い、さらに酸素イオンビームエネルギ
ー５ＫｅＶ、輸送比Ａｌ／Ｏ＝２の条件でAl2 O 3 の表
面層を厚みで１μm 形成した。
ルホルダー６にセットしてから、装置内を２×１０-6Ｔ
ｏｒｒに真空引きを行い、２ＫｅＶのアルミナイオンで
表面クリーニングを行った。続いて酸素イオンビームエ
ネルギー：２０ＫｅＶ、輸送比Ａｌ／Ｏ＝０．５の条件
でイオン照射を行い、さらに酸素イオンビームエネルギ
ー５ＫｅＶ、輸送比Ａｌ／Ｏ＝２の条件でAl2 O 3 の表
面層を厚みで１μm 形成した。
【００２８】以上のコーティング作業の後、Ｘ線回折測
定により骨頭１の表面にα−Al2 O3 が形成されている
ことが確認された。また、ＸＰＳによる深さ方向の組成
分析を行った。その結果、チタン、アルミニウムおよび
酸素を含むイオンミキシング層４は５０ｎｍ、α−Al2
O 3 の表面膜は１．０μm であった。
定により骨頭１の表面にα−Al2 O3 が形成されている
ことが確認された。また、ＸＰＳによる深さ方向の組成
分析を行った。その結果、チタン、アルミニウムおよび
酸素を含むイオンミキシング層４は５０ｎｍ、α−Al2
O 3 の表面膜は１．０μm であった。
【００２９】さらに、硬度測定と表面粗さの測定を行っ
たところ、マイクロビッカーズ硬度は１２００、表面粗
さは５０ｎｍで変化していなかった。
たところ、マイクロビッカーズ硬度は１２００、表面粗
さは５０ｎｍで変化していなかった。
【００３０】（実験例１）４０×１０×６ｍｍのチタン
合金製試験片（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）の４０×１０ｍｍ
の面に、上記ＩＢＡＤ装置を用い、同様な方法でイオン
ミキシング層とAl2 O 3 の表面層を形成した。また、比
較例として上記チタン合金製試験片であってコーティン
グ処理を一切施していないもの、およびコバルト／クロ
ム合金を用意し、ＰＩＮ ＯＮ ＦＬＡＴ摩擦による摩
耗試験を行い、表面状態を肉眼で観察した。その結果を
表１に示す。
合金製試験片（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）の４０×１０ｍｍ
の面に、上記ＩＢＡＤ装置を用い、同様な方法でイオン
ミキシング層とAl2 O 3 の表面層を形成した。また、比
較例として上記チタン合金製試験片であってコーティン
グ処理を一切施していないもの、およびコバルト／クロ
ム合金を用意し、ＰＩＮ ＯＮ ＦＬＡＴ摩擦による摩
耗試験を行い、表面状態を肉眼で観察した。その結果を
表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１から明らかなように、イオンミキシン
グ層とAl2 O 3 の表面膜を形成した本発明試験片はチタ
ン合金、およびコバルト／クロム合金試験片と比べて、
よりぐれた摩耗特性を示した。
グ層とAl2 O 3 の表面膜を形成した本発明試験片はチタ
ン合金、およびコバルト／クロム合金試験片と比べて、
よりぐれた摩耗特性を示した。
【００３３】（実験例２）１０×１５×１．５ｍｍのチ
タン合金製試験片（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）の１０×１５
ｍｍの面に、実験例１と同様の方法でイオンミキシング
層とAl2 O 3 の表面層を形成した。また、比較例として
通常のＰＶＤ法により１μm の厚みのＴｉＮをコーティ
ングした試験片を作製した。
タン合金製試験片（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）の１０×１５
ｍｍの面に、実験例１と同様の方法でイオンミキシング
層とAl2 O 3 の表面層を形成した。また、比較例として
通常のＰＶＤ法により１μm の厚みのＴｉＮをコーティ
ングした試験片を作製した。
【００３４】これら試験片の１０×１５の面に対してダ
イヤモンド針により引っ掻き試験を行った。その結果を
表２に示す。
イヤモンド針により引っ掻き試験を行った。その結果を
表２に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】表２から明らかなように、ＴｉＮコートの
試験片に対して本発明試験片の結果が有意に高かった。
試験片に対して本発明試験片の結果が有意に高かった。
【００３７】（実験例３）前記実施例の方法において、
Ａｌ／Ｏ比がイオン照射時間を調整することによってイ
オンミキシング層４の厚みを表３のように設定し、本発
明の生体用インプラント部材としての人工骨頭１を作製
した。なお、Al2 O 3 の表面膜５の厚みを１μm とし
た。
Ａｌ／Ｏ比がイオン照射時間を調整することによってイ
オンミキシング層４の厚みを表３のように設定し、本発
明の生体用インプラント部材としての人工骨頭１を作製
した。なお、Al2 O 3 の表面膜５の厚みを１μm とし
た。
【００３８】
【表３】
【００３９】これらの人工骨頭１について、マイクロビ
ッカーズ硬度を測定した。その結果を表３に示す。
ッカーズ硬度を測定した。その結果を表３に示す。
【００４０】表３から明らかなように、マイクロビッカ
ーズ硬度はイオンミキシング層４の厚みが１０ｎｍを越
える時に特に大きかった。
ーズ硬度はイオンミキシング層４の厚みが１０ｎｍを越
える時に特に大きかった。
【００４１】（実験例４）前記実験例１と同様にして、
Al2 O 3 の膜厚およびイオンミキシング層の厚みを表４
のように変えて、種々の試験片を作製した。
Al2 O 3 の膜厚およびイオンミキシング層の厚みを表４
のように変えて、種々の試験片を作製した。
【００４２】
【表４】
【００４３】このような試験片について、ヌープ硬度を
測定するとともに、空気中にて２５℃と３００℃の温度
間を１分サイクルでAl2 O 3 膜が剥離するまでのサイク
ル数を測定した。これらの結果を表４に示す。
測定するとともに、空気中にて２５℃と３００℃の温度
間を１分サイクルでAl2 O 3 膜が剥離するまでのサイク
ル数を測定した。これらの結果を表４に示す。
【００４４】表４から明らかなように、各試料ともに熱
衝撃性、ヌープ硬度ともに高い値を示したが、特にイオ
ンミキシング層の厚みが２０〜７０ｎｍの時に優れた結
果であった。
衝撃性、ヌープ硬度ともに高い値を示したが、特にイオ
ンミキシング層の厚みが２０〜７０ｎｍの時に優れた結
果であった。
【００４５】
【発明の効果】叙上のように、本発明の生体用インプラ
ント部材は、酸素イオンが基材内にミキシングされてい
ることにより、核発生密度が大きくなってAl2 O 3 の表
面膜内の結晶構造が良好であり、よって表面膜の強度、
硬度、表面平滑性に非常に優れる。
ント部材は、酸素イオンが基材内にミキシングされてい
ることにより、核発生密度が大きくなってAl2 O 3 の表
面膜内の結晶構造が良好であり、よって表面膜の強度、
硬度、表面平滑性に非常に優れる。
【００４６】また、上記ミキシングにより基材と表面膜
との連続性が実現するので両者の密着強度が大きく、表
面膜が剥離し難い。
との連続性が実現するので両者の密着強度が大きく、表
面膜が剥離し難い。
【００４７】さらに、表面膜により余剰な金属イオンが
発生しないので、金属イオンの溶出による生体への悪影
響の心配もない。
発生しないので、金属イオンの溶出による生体への悪影
響の心配もない。
【００４８】そして、生物学的適合性に優れるAl2 O 3
膜が十分な密着強度を持ってコーティングされているた
め、高密度ポリエチレンとの振動による摩耗量を大幅に
減らせることができる。
膜が十分な密着強度を持ってコーティングされているた
め、高密度ポリエチレンとの振動による摩耗量を大幅に
減らせることができる。
【図１】本発明実施例の生体用インプラント部材として
の人工骨頭を搭載した人工股関節の側面図である。
の人工骨頭を搭載した人工股関節の側面図である。
【図２】図１中に示される人工骨頭の中央断面図であ
る。
る。
【図３】本発明実施例においてコーティング作業に用い
られる装置の概略図である。
られる装置の概略図である。
Ａ 人工股関節 １ （人工）骨頭 ２ ステム ３ 基材 ４ イオンミキシング層 ５ 表面膜 ６ サンプルホルダー ７ 電子ビーム真空蒸発源 ８ ＥＣＲ蒸発源
Claims (1)
- 【請求項１】 チタンまたはチタン合金よりなる基材表
面に、チタン、アルミニウム及び酸素を含むイオンミキ
シング層を介してAl2 O 3 の表面膜をコーティングして
なる生体用インプラント部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26651694A JP3176233B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 生体用インプラント部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26651694A JP3176233B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 生体用インプラント部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126696A true JPH08126696A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3176233B2 JP3176233B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=17431991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26651694A Expired - Fee Related JP3176233B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 生体用インプラント部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3176233B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1066721A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-10 | Showa Gomme Kk | ガスクラスターイオンビームによる医療用物品の表面 処理方法 |
| JP2017064311A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社アルバック | 生体材料の製造方法、人工血管用材料の製造方法、及び生体材料 |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP26651694A patent/JP3176233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1066721A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-03-10 | Showa Gomme Kk | ガスクラスターイオンビームによる医療用物品の表面 処理方法 |
| JP2017064311A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 株式会社アルバック | 生体材料の製造方法、人工血管用材料の製造方法、及び生体材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3176233B2 (ja) | 2001-06-11 |
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