JPH10102288A - リン酸カルシウム化合物のコーティング方法 - Google Patents
リン酸カルシウム化合物のコーティング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】金属製の被コーティング物に、微細で均一なリ
ン酸カルシウム化合物の粒子により構成された、付着強
度の高いコーティング層を容易に形成することができる
リン酸カルシウム化合物のコーティング方法を提供す
る。 【解決手段】カルシウムイオン、リン酸イオン、錯形成
剤、さらに任意にｐＨ調節剤を含む水溶液中において、
金属製の被コーティング物を電極とし、前記被コーティ
ング物にリン酸カルシウム化合物塩を電析させる工程を
含むリン酸カルシウム化合物のコーティング方法。
ン酸カルシウム化合物の粒子により構成された、付着強
度の高いコーティング層を容易に形成することができる
リン酸カルシウム化合物のコーティング方法を提供す
る。 【解決手段】カルシウムイオン、リン酸イオン、錯形成
剤、さらに任意にｐＨ調節剤を含む水溶液中において、
金属製の被コーティング物を電極とし、前記被コーティ
ング物にリン酸カルシウム化合物塩を電析させる工程を
含むリン酸カルシウム化合物のコーティング方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工関節、人工
骨、人工歯根等の医療用インプラント金属材料等にリン
酸カルシウム化合物をコーティングする方法に関する。
骨、人工歯根等の医療用インプラント金属材料等にリン
酸カルシウム化合物をコーティングする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、病気や事故等で欠損を生じた生体
硬組織の代替用のインプラント材としては、チタンやチ
タン合金、コバルト・クロム合金、ステンレススチール
等が用いられている。しかしながら、これらの金属材料
は生体組織と直接結合しないため、初期固定強度が低
く、また長期的にも緩みが生じるという問題点がある。
硬組織の代替用のインプラント材としては、チタンやチ
タン合金、コバルト・クロム合金、ステンレススチール
等が用いられている。しかしながら、これらの金属材料
は生体組織と直接結合しないため、初期固定強度が低
く、また長期的にも緩みが生じるという問題点がある。
【０００３】インプラント材の初期固定強度を良好とす
る方法としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）等を含む骨セメントを患部に注入し凝固させる方法
が開発されている。しかしこの方法では、凝固の際に発
生する反応熱が周囲組織へ影響を及ぼすという問題点が
ある。
る方法としては、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）等を含む骨セメントを患部に注入し凝固させる方法
が開発されている。しかしこの方法では、凝固の際に発
生する反応熱が周囲組織へ影響を及ぼすという問題点が
ある。
【０００４】これらの問題点を解決するために、金属等
のインプラント材の表面に水酸アパタイト等のリン酸カ
ルシウム化合物をコーティングしたものを用いる方法が
提案されている。この方法では、生体活性なコーティン
グ層を介して、インプラント材と骨等の硬組織とを直接
結合させることにより、初期固定強度、長期安定性等を
向上させることができる。
のインプラント材の表面に水酸アパタイト等のリン酸カ
ルシウム化合物をコーティングしたものを用いる方法が
提案されている。この方法では、生体活性なコーティン
グ層を介して、インプラント材と骨等の硬組織とを直接
結合させることにより、初期固定強度、長期安定性等を
向上させることができる。
【０００５】このようなコーティング層の形成方法とし
ては、従来プラズマスプレー法、スパッタリング法、デ
ィップ法、ゾル・ゲル法等が用いられている。中でもプ
ラズマスプレー法は比較的実用性の高い技術であるが、
溶解性の副生成物や非晶質成分が生成して、生体移植後
にコーティング層が溶解したり、また基材とコーティン
グ層との間の空隙で剥離が生じたりするという問題点が
ある。また、プラズマスプレー法以外のコーティング層
の形成方法においても、コーティングの付着強度不足や
不均一性等の問題点があり、十分に実用的とはいえな
い。
ては、従来プラズマスプレー法、スパッタリング法、デ
ィップ法、ゾル・ゲル法等が用いられている。中でもプ
ラズマスプレー法は比較的実用性の高い技術であるが、
溶解性の副生成物や非晶質成分が生成して、生体移植後
にコーティング層が溶解したり、また基材とコーティン
グ層との間の空隙で剥離が生じたりするという問題点が
ある。また、プラズマスプレー法以外のコーティング層
の形成方法においても、コーティングの付着強度不足や
不均一性等の問題点があり、十分に実用的とはいえな
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金属
製の被コーティング物に、微細で均一なリン酸カルシウ
ム化合物の粒子により構成された、付着強度の高いコー
ティング層を容易に形成することができるリン酸カルシ
ウム化合物のコーティング方法を提供することにある。
製の被コーティング物に、微細で均一なリン酸カルシウ
ム化合物の粒子により構成された、付着強度の高いコー
ティング層を容易に形成することができるリン酸カルシ
ウム化合物のコーティング方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、カルシ
ウムイオン、リン酸イオン及び錯形成剤を含む水溶液中
において、金属製の被コーティング物を電極とし、前記
被コーティング物にリン酸カルシウム化合物塩を電析さ
せる工程を含むリン酸カルシウム化合物のコーティング
方法が提供される。
ウムイオン、リン酸イオン及び錯形成剤を含む水溶液中
において、金属製の被コーティング物を電極とし、前記
被コーティング物にリン酸カルシウム化合物塩を電析さ
せる工程を含むリン酸カルシウム化合物のコーティング
方法が提供される。
【０００８】また、本発明によれば、前記リン酸カルシ
ウム化合物が水酸アパタイトであり、前記電析に際して
前記水溶液のｐＨを４．０以上に調節する前記コーティ
ング方法が提供される。
ウム化合物が水酸アパタイトであり、前記電析に際して
前記水溶液のｐＨを４．０以上に調節する前記コーティ
ング方法が提供される。
【０００９】さらに、本発明によれば、前記リン酸カル
シウム化合物塩が水酸アパタイト以外のものであり、前
記電析終了後、前記リン酸カルシウム化合物塩が電析し
た前記被コーティング物を、ｐＨを４．０以上の水溶液
に浸漬する工程をさらに含み、それにより前記リン酸カ
ルシウム化合物塩を水酸アパタイトに変化させる前記コ
ーティング方法が提供される。
シウム化合物塩が水酸アパタイト以外のものであり、前
記電析終了後、前記リン酸カルシウム化合物塩が電析し
た前記被コーティング物を、ｐＨを４．０以上の水溶液
に浸漬する工程をさらに含み、それにより前記リン酸カ
ルシウム化合物塩を水酸アパタイトに変化させる前記コ
ーティング方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のコーティング方法では、
カルシウムイオン、リン酸イオン及び錯形成剤を含む水
溶液中において、金属製の被コーティング物を電極と
し、前記被コーティング物にリン酸カルシウム化合物塩
を電析させる。
カルシウムイオン、リン酸イオン及び錯形成剤を含む水
溶液中において、金属製の被コーティング物を電極と
し、前記被コーティング物にリン酸カルシウム化合物塩
を電析させる。
【００１１】前記被コーティング物としては、金属製で
あれば、本発明の効果を損なわない限り特に限定されな
いが、耐食性に優れ生体内で毒性を示さない、チタン、
チタン合金、ステンレス、コバルト・クローム合金等の
金属を用いることができる。
あれば、本発明の効果を損なわない限り特に限定されな
いが、耐食性に優れ生体内で毒性を示さない、チタン、
チタン合金、ステンレス、コバルト・クローム合金等の
金属を用いることができる。
【００１２】前記被コーティング物の形状としては、板
状、球状、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状、その他歯
や骨を模した不定形状のものを含めたあらゆる形状のも
のが使用可能である。
状、球状、円柱状、角柱状、円錐状、角錐状、その他歯
や骨を模した不定形状のものを含めたあらゆる形状のも
のが使用可能である。
【００１３】前記カルシウムイオン、リン酸イオン及び
錯形成剤を含む水溶液は、水にカルシウムイオンを含む
化合物、リン酸イオンを含む化合物、及び錯形成剤を溶
解することによって調製することができる。
錯形成剤を含む水溶液は、水にカルシウムイオンを含む
化合物、リン酸イオンを含む化合物、及び錯形成剤を溶
解することによって調製することができる。
【００１４】前記カルシウムイオンを含む化合物として
は、例えばCa(OH)2、Ca(NO3)2、CaCl2、Ca(CH3COO)2、
クエン酸カルシウム、又は乳酸カルシウム等を挙げるこ
とができる。また前記リン酸イオンを含む化合物として
は、例えばH3PO4、Na3PO4、(NH4)3PO4、K3PO4、又はこ
れら塩類中の陽イオンの一部を水素置換した塩（例えば
(NH4)2HPO4）等を挙げることができる。これらカルシウ
ムイオンを含む化合物とリン酸イオンを含む化合物との
両方を用いる代わりに、水酸アパタイト、リン酸３カル
シウム、リン酸４カルシウム、リン酸水素カルシウム等
のリン酸イオンとカルシウムイオンとを共に含む化合物
を用いることもできる。
は、例えばCa(OH)2、Ca(NO3)2、CaCl2、Ca(CH3COO)2、
クエン酸カルシウム、又は乳酸カルシウム等を挙げるこ
とができる。また前記リン酸イオンを含む化合物として
は、例えばH3PO4、Na3PO4、(NH4)3PO4、K3PO4、又はこ
れら塩類中の陽イオンの一部を水素置換した塩（例えば
(NH4)2HPO4）等を挙げることができる。これらカルシウ
ムイオンを含む化合物とリン酸イオンを含む化合物との
両方を用いる代わりに、水酸アパタイト、リン酸３カル
シウム、リン酸４カルシウム、リン酸水素カルシウム等
のリン酸イオンとカルシウムイオンとを共に含む化合物
を用いることもできる。
【００１５】前記水溶液中における前記カルシウムイオ
ン及び前記リン酸イオンの濃度は、［Ｃａ2+］＝０．０
１〜２．０モル／リットル、及び［ＰＯ4 3-］＝０．０
０５〜２．０モル／リットルが好ましい。また、前記水
溶液中における前記カルシウムイオンと前記リン酸イオ
ンとの量比は、モル比でＣａ／Ｐの値が１．０〜３．０
であることが好ましい。これらイオン濃度を適宜調節す
ることにより、形成されるコーティング層の厚さを制御
することができる。
ン及び前記リン酸イオンの濃度は、［Ｃａ2+］＝０．０
１〜２．０モル／リットル、及び［ＰＯ4 3-］＝０．０
０５〜２．０モル／リットルが好ましい。また、前記水
溶液中における前記カルシウムイオンと前記リン酸イオ
ンとの量比は、モル比でＣａ／Ｐの値が１．０〜３．０
であることが好ましい。これらイオン濃度を適宜調節す
ることにより、形成されるコーティング層の厚さを制御
することができる。
【００１６】また、前記錯形成剤としては、クエン酸、
エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、乳酸、ニトリロ
トリ酢酸（ＮＴＡ）等が挙げられる。前記水溶液中にお
ける前記錯形成剤の濃度は、０．０１〜１．０モル／リ
ットルが好ましい。
エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、乳酸、ニトリロ
トリ酢酸（ＮＴＡ）等が挙げられる。前記水溶液中にお
ける前記錯形成剤の濃度は、０．０１〜１．０モル／リ
ットルが好ましい。
【００１７】本発明のコーティング方法では、前記金属
製の被コーティング物を電極とし、前記被コーティング
物にリン酸カルシウム化合物塩を電析させる。この際対
向電極としては、本発明の効果を損なわない限り特に限
定されず、被コーティング物と同様な金属を用いること
ができる他、導電性のプラスチック等を用いることがで
きる。また、水溶液中での電極間の距離は、１〜５０ｍ
ｍ程度が好ましい。
製の被コーティング物を電極とし、前記被コーティング
物にリン酸カルシウム化合物塩を電析させる。この際対
向電極としては、本発明の効果を損なわない限り特に限
定されず、被コーティング物と同様な金属を用いること
ができる他、導電性のプラスチック等を用いることがで
きる。また、水溶液中での電極間の距離は、１〜５０ｍ
ｍ程度が好ましい。
【００１８】前記電析を行う際の電圧は、１〜１００Ｖ
／ｃｍ2であることが好ましい。電圧を適宜調節するこ
とによって、形成されるコーティング層の成層速度と構
造とを制御することができる。
／ｃｍ2であることが好ましい。電圧を適宜調節するこ
とによって、形成されるコーティング層の成層速度と構
造とを制御することができる。
【００１９】前記電析を行う時間は、３〜１２０分であ
ることが好ましい。電析時間を適宜調節することによっ
て、形成されるコーティング層の厚さを制御することが
できる。
ることが好ましい。電析時間を適宜調節することによっ
て、形成されるコーティング層の厚さを制御することが
できる。
【００２０】また、前記電析を行う際、前記水溶液の温
度を１５〜１００℃の範囲内の一定温度に保つことが好
ましい。水溶液を高い温度に保つと、電析時間を短縮す
ることができる。また水溶液の温度を高く保つと大きい
粒子径のコーティング層が、また低く保つと小さい粒子
径のコーティング層が得られる。
度を１５〜１００℃の範囲内の一定温度に保つことが好
ましい。水溶液を高い温度に保つと、電析時間を短縮す
ることができる。また水溶液の温度を高く保つと大きい
粒子径のコーティング層が、また低く保つと小さい粒子
径のコーティング層が得られる。
【００２１】前記電析に際して、前記水溶液のｐＨを
４．０以上、好ましくはｐＨ４．０〜１２．０に調節す
ることにより、コーティング層として水酸アパタイトを
電析させることができる。
４．０以上、好ましくはｐＨ４．０〜１２．０に調節す
ることにより、コーティング層として水酸アパタイトを
電析させることができる。
【００２２】前記水溶液のｐＨを４．０以上に調節する
方法としては、前記水溶液に、ｐＨ調節剤を添加する方
法を挙げることができる。前記ｐＨ調節剤は、必ずしも
電析開始前に全て溶解させておく必要はなく、電析を開
始した後、徐々に添加してもよい。即ち、前記カルシウ
ムイオン、リン酸イオン、及び錯形成剤を溶解した時点
で水溶液のｐＨが４．０以上であれば、電析を開始する
前から前記ｐＨ調節剤を添加する必要はなく、電析中に
ｐＨが４．０未満になることを防ぐように、通電を開始
してから徐々に添加し、水酸アパタイトを電析させるこ
とができる。
方法としては、前記水溶液に、ｐＨ調節剤を添加する方
法を挙げることができる。前記ｐＨ調節剤は、必ずしも
電析開始前に全て溶解させておく必要はなく、電析を開
始した後、徐々に添加してもよい。即ち、前記カルシウ
ムイオン、リン酸イオン、及び錯形成剤を溶解した時点
で水溶液のｐＨが４．０以上であれば、電析を開始する
前から前記ｐＨ調節剤を添加する必要はなく、電析中に
ｐＨが４．０未満になることを防ぐように、通電を開始
してから徐々に添加し、水酸アパタイトを電析させるこ
とができる。
【００２３】前記ｐＨ調節剤としては、アンモニア、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることができ
るが、不要な金属イオンの混入を防ぐという観点から、
アンモニアを用いることが特に好ましい。また、電析中
に徐々に前記ｐＨ調節剤を添加する場合、前記ｐＨ調節
剤は、水に溶解してアルカリ溶液の形態とすることが好
ましい。前記アルカリ溶液の濃度は、例えばアンモニア
を用いる場合０．０３〜０．５モル／リットル、水酸化
ナトリウムを用いる場合は０．０１〜０．１モル／リッ
トルであることが好ましい。
酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることができ
るが、不要な金属イオンの混入を防ぐという観点から、
アンモニアを用いることが特に好ましい。また、電析中
に徐々に前記ｐＨ調節剤を添加する場合、前記ｐＨ調節
剤は、水に溶解してアルカリ溶液の形態とすることが好
ましい。前記アルカリ溶液の濃度は、例えばアンモニア
を用いる場合０．０３〜０．５モル／リットル、水酸化
ナトリウムを用いる場合は０．０１〜０．１モル／リッ
トルであることが好ましい。
【００２４】本発明のコーティング方法により得られる
コーティング層のリン酸カルシウム化合物としては、リ
ン酸水素カルシウム二水塩(CaHPO4・2H2O)、モネタイト
(CaHPO4)、リン酸３カルシウム(Ca3(PO4)2)、及び前述
の水酸アパタイト等が挙げられる。
コーティング層のリン酸カルシウム化合物としては、リ
ン酸水素カルシウム二水塩(CaHPO4・2H2O)、モネタイト
(CaHPO4)、リン酸３カルシウム(Ca3(PO4)2)、及び前述
の水酸アパタイト等が挙げられる。
【００２５】前記電析により水酸アパタイト以外のリン
酸カルシウム化合物塩の層を得た場合、前記電析終了
後、前記リン酸カルシウム化合物塩が電析した前記被コ
ーティング物を、ｐＨを４．０以上、好ましくは４．０
〜１２．０の水溶液に浸漬する工程をさらに行なうこと
により、前記電析により得られた水酸アパタイト以外の
リン酸カルシウム化合物塩の層を、より安定な水酸アパ
タイトに変化させることができる。この工程は、特に限
定されないが、電析の際に使用した前記水溶液に前記被
コーティング物を浸漬したままアルカリを加える等して
ｐＨを所望の値に調節する方法、あるいは前記電析終了
後、アルカリを溶解する等してｐＨを所望の値に調節し
た他の水溶液に前記被コーティング物を移しかえて浸漬
する方法等により行なうことができる。前記浸漬時間と
しては、１０〜５０時間が好ましい。また、前記アルカ
リとしては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等を用いることができるが、不要な金属イオンの
混入を防ぐ観点から、アンモニアが特に好ましい。
酸カルシウム化合物塩の層を得た場合、前記電析終了
後、前記リン酸カルシウム化合物塩が電析した前記被コ
ーティング物を、ｐＨを４．０以上、好ましくは４．０
〜１２．０の水溶液に浸漬する工程をさらに行なうこと
により、前記電析により得られた水酸アパタイト以外の
リン酸カルシウム化合物塩の層を、より安定な水酸アパ
タイトに変化させることができる。この工程は、特に限
定されないが、電析の際に使用した前記水溶液に前記被
コーティング物を浸漬したままアルカリを加える等して
ｐＨを所望の値に調節する方法、あるいは前記電析終了
後、アルカリを溶解する等してｐＨを所望の値に調節し
た他の水溶液に前記被コーティング物を移しかえて浸漬
する方法等により行なうことができる。前記浸漬時間と
しては、１０〜５０時間が好ましい。また、前記アルカ
リとしては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等を用いることができるが、不要な金属イオンの
混入を防ぐ観点から、アンモニアが特に好ましい。
【００２６】本発明の方法により得られたリン酸カルシ
ウム化合物のコーティング層は、さらに熱処理を施すこ
とによって、付着強度を高めることができる。前記熱処
理は、前記被コーティング物に影響を与えない程度の比
較的低い温度、例えばチタンの場合７５０℃程度におい
てもコーティング層の付着強度を向上させることができ
る。このような比較的低い温度においてコーティング層
の付着強度を向上させることができるのは、コーティン
グ浴としての前記水溶液が電気泳動作用を伴って、電極
の被コーティング物に、従来に比べ微細な粒子でコーテ
ィング層を形成しているためと考えられる。
ウム化合物のコーティング層は、さらに熱処理を施すこ
とによって、付着強度を高めることができる。前記熱処
理は、前記被コーティング物に影響を与えない程度の比
較的低い温度、例えばチタンの場合７５０℃程度におい
てもコーティング層の付着強度を向上させることができ
る。このような比較的低い温度においてコーティング層
の付着強度を向上させることができるのは、コーティン
グ浴としての前記水溶液が電気泳動作用を伴って、電極
の被コーティング物に、従来に比べ微細な粒子でコーテ
ィング層を形成しているためと考えられる。
【００２７】
【発明の効果】本発明のコーティング方法は、電析によ
ってリン酸カルシウム化合物のコーティング層を形成す
るので、複雑な形状を有する金属材料の表面でも、微細
で均一な粒子で構成されたリン酸カルシウム化合物をコ
ーティングすることができ、インプラント材料の生体適
合性を高める方法等として有用である。
ってリン酸カルシウム化合物のコーティング層を形成す
るので、複雑な形状を有する金属材料の表面でも、微細
で均一な粒子で構成されたリン酸カルシウム化合物をコ
ーティングすることができ、インプラント材料の生体適
合性を高める方法等として有用である。
【００２８】
【実施例】以下実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下
の実施例において、試薬は全てＢＤＨ社製のものを用い
た。
本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下
の実施例において、試薬は全てＢＤＨ社製のものを用い
た。
【００２９】
【実施例１】０．１モルの水酸化カルシウムと０．０６
モルのオルトリン酸と０．２モルのクエン酸とを１リッ
トルの蒸留水に溶解した。この水溶液を３つの水浴中の
容器に入れ、それぞれ２０℃、６０℃、及び９０℃の各
温度に制御した。それぞれの容器に２枚の純チタン板
（５０×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿入し、直流
２０ボルトで３０分間電析を行った。その結果、陰極板
表面にそれぞれ厚さ５μｍ、１０μｍ及び２０μｍの多
孔質のリン酸水素カルシウム二水塩(CaHPO4・2H2O)のコ
ーティング層が得られた。
モルのオルトリン酸と０．２モルのクエン酸とを１リッ
トルの蒸留水に溶解した。この水溶液を３つの水浴中の
容器に入れ、それぞれ２０℃、６０℃、及び９０℃の各
温度に制御した。それぞれの容器に２枚の純チタン板
（５０×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿入し、直流
２０ボルトで３０分間電析を行った。その結果、陰極板
表面にそれぞれ厚さ５μｍ、１０μｍ及び２０μｍの多
孔質のリン酸水素カルシウム二水塩(CaHPO4・2H2O)のコ
ーティング層が得られた。
【００３０】
【実施例２】０．１モルの硝酸カルシウムと０．０６モ
ルのリン酸アンモニウムと０．１モルのＥＤＴＡとを１
リットルの蒸留水に溶解した。この水溶液を水浴中の容
器に入れ、９５℃に制御した。容器に純白金板（陽極、
５０×２０×０．１ｍｍ）及びステンレス鋼ＳＵＳ３１
６Ｌ（陰極、５０×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿
入し、直流１０ボルトで３０分間電析を行った。その結
果、陰極板表面に厚さ１０μｍのモネタイト(CaHPO4)の
コーティング層が得られた。
ルのリン酸アンモニウムと０．１モルのＥＤＴＡとを１
リットルの蒸留水に溶解した。この水溶液を水浴中の容
器に入れ、９５℃に制御した。容器に純白金板（陽極、
５０×２０×０．１ｍｍ）及びステンレス鋼ＳＵＳ３１
６Ｌ（陰極、５０×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿
入し、直流１０ボルトで３０分間電析を行った。その結
果、陰極板表面に厚さ１０μｍのモネタイト(CaHPO4)の
コーティング層が得られた。
【００３１】
【実施例３】０．２モルの水酸化カルシウムと０．１２
モルのオルトリン酸と０．５モルの乳酸とを１リットル
の蒸留水に溶解した。この水溶液を３つの水浴中の容器
に入れ、それぞれ２０℃、６０℃、及び９０℃の各温度
に制御した。それぞれの容器に、チタンにアルミニウム
６重量％及びバナジウム４重量％を含有させた合金（以
下、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金と略す）の板（５０×２０
×１ｍｍ）２枚を１０ｍｍ間隔で挿入し、直流１０ボル
トで２０分間電析を行った。その結果、陰極板表面にそ
れぞれ厚さ１０μｍ、１５μｍ及び３０μｍの緻密なモ
ネタイトのコーティング層が得られた。
モルのオルトリン酸と０．５モルの乳酸とを１リットル
の蒸留水に溶解した。この水溶液を３つの水浴中の容器
に入れ、それぞれ２０℃、６０℃、及び９０℃の各温度
に制御した。それぞれの容器に、チタンにアルミニウム
６重量％及びバナジウム４重量％を含有させた合金（以
下、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金と略す）の板（５０×２０
×１ｍｍ）２枚を１０ｍｍ間隔で挿入し、直流１０ボル
トで２０分間電析を行った。その結果、陰極板表面にそ
れぞれ厚さ１０μｍ、１５μｍ及び３０μｍの緻密なモ
ネタイトのコーティング層が得られた。
【００３２】
【実施例４】０．１モルの水酸化カルシウムと０．０６
モルのオルトリン酸と０．３モルの乳酸とを１リットル
の蒸留水に溶解した。この水溶液を水浴中の容器に入れ
２０℃に制御した。次に、容器に２枚の純チタン板（５
０×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿入し、直流５ボ
ルトで１０分間電析を行った。その結果、陰極板表面に
厚さ３０μｍの緻密なリン酸水素カルシウム二水塩のコ
ーティング層が得られた。
モルのオルトリン酸と０．３モルの乳酸とを１リットル
の蒸留水に溶解した。この水溶液を水浴中の容器に入れ
２０℃に制御した。次に、容器に２枚の純チタン板（５
０×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿入し、直流５ボ
ルトで１０分間電析を行った。その結果、陰極板表面に
厚さ３０μｍの緻密なリン酸水素カルシウム二水塩のコ
ーティング層が得られた。
【００３３】電析終了後、水溶液中にアンモニアをさら
に添加してｐＨを５．０とし、その中に前記陰極を２４
時間浸漬したところ、前記リン酸水素カルシウム二水塩
のコーティングは均一な水酸アパタイトコーティングに
変化した。
に添加してｐＨを５．０とし、その中に前記陰極を２４
時間浸漬したところ、前記リン酸水素カルシウム二水塩
のコーティングは均一な水酸アパタイトコーティングに
変化した。
【００３４】
【実施例５】実施例３で作成したコーティング物（３０
μｍにコーティングしたもの）を７５０℃で６０分間熱
処理し、熱処理前後の付着強度を、ＪＩＳ Ｈ８６６６
「セラミック溶射試験方法」に準拠して測定することに
より比較した。その結果、被コーティング物である合金
板を劣化させることなく、付着強度が１３ＭＰａから２
２ＭＰａに向上した。
μｍにコーティングしたもの）を７５０℃で６０分間熱
処理し、熱処理前後の付着強度を、ＪＩＳ Ｈ８６６６
「セラミック溶射試験方法」に準拠して測定することに
より比較した。その結果、被コーティング物である合金
板を劣化させることなく、付着強度が１３ＭＰａから２
２ＭＰａに向上した。
【００３５】
【比較例１】実施例３と同様のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金
板上に、メテコ社のプラズマ溶射ガン（ＭＥＴＣＯ ９
ＭＢ）を用いてモネタイトを３０μｍの厚さになるよう
に溶射した。溶射条件は、Ａｒ：Ｈ2＝１００：３の混
合ガスを用い、５００Ａ、４０Ｖ、スプレー距離５０ｍ
ｍで行った。この場合の被膜付着強度を、実施例５と同
様の方法で測定したところ、５ＭＰａであった。
板上に、メテコ社のプラズマ溶射ガン（ＭＥＴＣＯ ９
ＭＢ）を用いてモネタイトを３０μｍの厚さになるよう
に溶射した。溶射条件は、Ａｒ：Ｈ2＝１００：３の混
合ガスを用い、５００Ａ、４０Ｖ、スプレー距離５０ｍ
ｍで行った。この場合の被膜付着強度を、実施例５と同
様の方法で測定したところ、５ＭＰａであった。
【００３６】
【実施例６】０．１モルの水酸化カルシウムと０．０６
モルのオルトリン酸と０．２モルの乳酸とを１リットル
の蒸留水に溶解した。この水溶液を３つの水浴中の容器
に入れ、それぞれ２０℃、６０℃、及び９０℃の各温度
に制御した。それぞれの容器に２枚の純チタン板（５０
×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿入し、０．１モル
／リットルのアンモニア水溶液を、ｐＨ４．５になるま
で滴下した。次に、ｐＨ４．５を維持するよう、ｐＨを
モニターしながら低速モーターを用いて徐々に前記アン
モニア水溶液を滴下しながら、直流５ボルトで１０分間
電析を行った。その結果、陰極板表面にそれぞれ厚さ５
μｍ、２０μｍ及び３０μｍの緻密な水酸アパタイトの
コーティング層が得られた。なお、全反応を通して、ｐ
Ｈは４．５±０．２に維持されていた。
モルのオルトリン酸と０．２モルの乳酸とを１リットル
の蒸留水に溶解した。この水溶液を３つの水浴中の容器
に入れ、それぞれ２０℃、６０℃、及び９０℃の各温度
に制御した。それぞれの容器に２枚の純チタン板（５０
×２０×１ｍｍ）を１０ｍｍ間隔で挿入し、０．１モル
／リットルのアンモニア水溶液を、ｐＨ４．５になるま
で滴下した。次に、ｐＨ４．５を維持するよう、ｐＨを
モニターしながら低速モーターを用いて徐々に前記アン
モニア水溶液を滴下しながら、直流５ボルトで１０分間
電析を行った。その結果、陰極板表面にそれぞれ厚さ５
μｍ、２０μｍ及び３０μｍの緻密な水酸アパタイトの
コーティング層が得られた。なお、全反応を通して、ｐ
Ｈは４．５±０．２に維持されていた。
【００３７】
【実施例７】０．１モルの硝酸カルシウムと０．０６モ
ルのリン酸アンモニウムと０．２モルのクエン酸とを１
リットルの蒸留水に溶解した。この水溶液を２つの水浴
中の容器に入れ、それぞれ６０℃及び９０℃の各温度に
制御した。それぞれの容器にＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金板
（５０×２０×１ｍｍ）２枚をを１０ｍｍ間隔で挿入
し、０．０５モル／リットルの水酸化ナトリウムをｐＨ
５．０になるまで滴下した。次に、ｐＨ５．０を維持す
るよう、ｐＨをモニターしながら低速モーターを用いて
徐々に前記水酸化ナトリウムを滴下しながら、直流１０
ボルトで２０分間電析を行った。その結果、陰極板表面
にそれぞれ厚さ１０μｍ及び２５μｍの水酸アパタイト
のコーティング層が得られた。なお、全反応を通して、
ｐＨは５．０±０．２に維持された。
ルのリン酸アンモニウムと０．２モルのクエン酸とを１
リットルの蒸留水に溶解した。この水溶液を２つの水浴
中の容器に入れ、それぞれ６０℃及び９０℃の各温度に
制御した。それぞれの容器にＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金板
（５０×２０×１ｍｍ）２枚をを１０ｍｍ間隔で挿入
し、０．０５モル／リットルの水酸化ナトリウムをｐＨ
５．０になるまで滴下した。次に、ｐＨ５．０を維持す
るよう、ｐＨをモニターしながら低速モーターを用いて
徐々に前記水酸化ナトリウムを滴下しながら、直流１０
ボルトで２０分間電析を行った。その結果、陰極板表面
にそれぞれ厚さ１０μｍ及び２５μｍの水酸アパタイト
のコーティング層が得られた。なお、全反応を通して、
ｐＨは５．０±０．２に維持された。
【００３８】
【実施例８】実施例７で作成したコーティング物（２５
μｍにコーティングしたもの）を７５０℃で６０分間熱
処理し、熱処理前後の付着強度を、実施例５と同様の方
法で測定することにより比較した。その結果、被コーテ
ィング物である合金板を劣化させることなく、付着強度
が１５ＭＰａから２５ＭＰａに向上した。
μｍにコーティングしたもの）を７５０℃で６０分間熱
処理し、熱処理前後の付着強度を、実施例５と同様の方
法で測定することにより比較した。その結果、被コーテ
ィング物である合金板を劣化させることなく、付着強度
が１５ＭＰａから２５ＭＰａに向上した。
【００３９】
【比較例２】実施例７と同様のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金
板上に、メテコ社のプラズマ溶射ガン（ＭＥＴＣＯ ９
ＭＢ）を用いて水酸アパタイトを２５μｍの厚さになる
ように溶射した。溶射条件は、Ａｒ：Ｈ2＝１００：３
の混合ガスを用い、５００Ａ、４０Ｖ、スプレー距離５
０ｍｍで行った。この場合の被膜付着強度を、実施例５
と同様の方法で測定したところ、６ＭＰａであった。
板上に、メテコ社のプラズマ溶射ガン（ＭＥＴＣＯ ９
ＭＢ）を用いて水酸アパタイトを２５μｍの厚さになる
ように溶射した。溶射条件は、Ａｒ：Ｈ2＝１００：３
の混合ガスを用い、５００Ａ、４０Ｖ、スプレー距離５
０ｍｍで行った。この場合の被膜付着強度を、実施例５
と同様の方法で測定したところ、６ＭＰａであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セリーナ・ミシェール・ベスト イギリス国ベッドフォードシャー・エムケ ー43・０ティーエス，リッジモンド，ハ イ・ストリート・17，ジ・オールド・マン ス (72)発明者 浅岡 伸之 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社総合研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 カルシウムイオン、リン酸イオン及び錯
形成剤を含む水溶液中において、金属製の被コーティン
グ物を電極とし、前記被コーティング物にリン酸カルシ
ウム化合物塩を電析させる工程を含むリン酸カルシウム
化合物のコーティング方法。 - 【請求項２】 前記リン酸カルシウム化合物が水酸アパ
タイトであり、前記電析に際して前記水溶液のｐＨを
４．０以上に調節する請求項１記載のコーティング方
法。 - 【請求項３】 前記リン酸カルシウム化合物塩が水酸ア
パタイト以外のものであり、前記電析終了後、前記リン
酸カルシウム化合物塩が電析した前記被コーティング物
を、ｐＨ４．０以上の水溶液に浸漬する工程をさらに含
み、それにより前記リン酸カルシウム化合物塩を水酸ア
パタイトに変化させる請求項１記載のコーティング方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252012A JPH10102288A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | リン酸カルシウム化合物のコーティング方法 |
| AU43096/97A AU4309697A (en) | 1996-09-24 | 1997-09-16 | Method for coating a calcium phosphate compound onto a metallic material |
| PCT/GB1997/002527 WO1998013539A1 (en) | 1996-09-24 | 1997-09-16 | Method for coating a calcium phosphate compound onto a metallic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8252012A JPH10102288A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | リン酸カルシウム化合物のコーティング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10102288A true JPH10102288A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17231350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8252012A Pending JPH10102288A (ja) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | リン酸カルシウム化合物のコーティング方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10102288A (ja) |
| AU (1) | AU4309697A (ja) |
| WO (1) | WO1998013539A1 (ja) |
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| US10422041B2 (en) | 2009-12-18 | 2019-09-24 | Latitude 18, Inc | Inorganic phosphate corrosion resistant coatings |
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| CN108508077B (zh) * | 2018-05-29 | 2020-04-03 | 四川维思达医疗器械有限公司 | 一种确定磷酸钙电化学涂层中电极工作条件的方法 |
| CN108982565A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-12-11 | 四川维思达医疗器械有限公司 | 一种确定磷酸钙涂层形貌的电解液浓度条件的方法 |
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| DE19504386C2 (de) * | 1995-02-10 | 1997-08-28 | Univ Dresden Tech | Verfahren zur Herstellung einer gradierten Beschichtung aus Calciumphosphatphasen und Metalloxidphasen auf metallischen Implantaten |
-
1996
- 1996-09-24 JP JP8252012A patent/JPH10102288A/ja active Pending
-
1997
- 1997-09-16 AU AU43096/97A patent/AU4309697A/en not_active Abandoned
- 1997-09-16 WO PCT/GB1997/002527 patent/WO1998013539A1/en not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998013539A1 (en) | 1998-04-02 |
| AU4309697A (en) | 1998-04-17 |
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