JPH1033562A - 人工歯根 - Google Patents

人工歯根

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JPH1033562A
JPH1033562A JP8196784A JP19678496A JPH1033562A JP H1033562 A JPH1033562 A JP H1033562A JP 8196784 A JP8196784 A JP 8196784A JP 19678496 A JP19678496 A JP 19678496A JP H1033562 A JPH1033562 A JP H1033562A
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JP
Japan
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artificial
tooth root
artificial tooth
crown
crown fixing
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JP8196784A
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Kenichi Shimodaira
賢一 下平
Junichi Hayashi
純一 林
Mitsuo Ito
充雄 伊藤
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Matsumoto Dental University
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INJIETSUKUSU KK
Matsumoto Dental University
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が容易であり、生体親和性が良く、かつ強
度が高い人工歯根を提供する。 【解決手段】人工歯根１は、骨組織に埋入される埋入部
３と、歯冠が固定される歯冠固定部２とで構成されてい
る。埋入部３および歯冠固定部２は、それぞれ、Ｔｉを
基本成分とし、Ｍ（但し、Ｍは、Ｃａ、ＰおよびＳｉの
うちの少なくとも１種）を０．０１〜３wt％含む金属材
料で構成されている。そして、この金属材料の外表面に
は、被覆層６が形成されている。これら埋入部３および
歯冠固定部２を構成する金属材料は、それぞれ、金属粉
末射出成形法により製造される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工歯根に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】生体歯の歯根に代わる人工歯根が知られ
ている。人工歯根は、骨組織に埋入される埋入部と、歯
冠が固定される歯冠固定部とで構成されている。
【０００３】このような人工歯根の構成材料としては、
従来、ステンレス鋼、Ｔｉ等の金属材料、ジルコニ
ア、アルミナ、サファイア系等のセラミックスが用いら
れていた。
【０００４】しかしながら、セラミックス製の人工歯根
は、靱性が低く、破損を生じ易いという欠点がある。さ
らに、セラミックス製の人工歯根は、極めて高価であ
る。
【０００５】このため、このような欠点の少ない金属製
の人工歯根が注目されている。金属製の人工歯根は、通
常、鋳造法と機械加工により製造される。
【０００６】金属製の人工歯根のうち、ステンレス鋼製
の人工歯根は、生体適合性が劣り、特に、金属アレルギ
ーの発症や、Ｎｉ、Ｃｒの溶出による発ガンのおそれ等
の生体への悪影響がある。
【０００７】これに対し、Ｔｉ製の人工歯根は、軽量で
強度が高く、耐食性および生体適合性に優れている。
【０００８】しかしながら、Ｔｉ製の人工歯根の場合に
は、人工歯根への製造・加工は、鋳造品に対し特殊な工
具による切削加工や、レーザー加工を施したり、超塑性
成型加工により行ったりするので、製造が容易ではない
という問題がある。特に、複雑で微細な形状への加工に
は、複雑な製造工程と高度な技術とを要し、製造コスト
も増大する。
【０００９】さらに、Ｔｉは、生体親和性があまり良く
ない。このため、Ｔｉ製の人工歯根では、それが患者の
骨組織に埋入された後、骨組織によって固定されるまで
に長時間を要し、場合によっては、骨組織に埋入された
人工歯根が脱落してしまうことがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、製造
が容易であり、生体親和性が良く、かつ強度が高い人工
歯根を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１２）の本発明により達成される。
【００１２】（１） 骨組織に埋入される埋入部と、歯
冠が固定される歯冠固定部とを有し、金属粉末射出成形
法により製造された人工歯根であって、少なくとも前記
埋入部の少なくとも表面付近が、Ｔｉを基本成分とし、
Ｍ（但し、Ｍは、Ｃａ、ＰおよびＳｉのうちの少なくと
も１種）を０．０１〜３wt％含む金属材料で構成されて
いることを特徴とする人工歯根。
【００１３】（２） 少なくとも前記埋入部の少なくと
も表面付近には、Ｃａが０．０１〜１wt％含まれる上記
（１）に記載の人工歯根。
【００１４】（３） 少なくとも前記埋入部の少なくと
も表面付近には、Ｐが０．０１〜０．５wt％含まれる上
記（１）または（２）に記載の人工歯根。
【００１５】（４） 少なくとも前記埋入部の少なくと
も表面付近には、Ｓｉが０．０１〜０．５wt％含まれる
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の人工歯根。
【００１６】（５） 前記埋入部の空孔率は、５〜１５
vol％である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載
の人工歯根。
【００１７】（６） 前記歯冠固定部の空孔率は、３ v
ol％以下である上記（１）ないし（５）のいずれかに記
載の人工歯根。
【００１８】（７） 少なくとも前記埋入部は、その外
表面を被覆する被覆層を有する上記（１）ないし（６）
のいずれかに記載の人工歯根。
【００１９】（８） 前記被覆層中のＭ（但し、Ｍは、
Ｃａ、ＰおよびＳｉのうちの少なくとも１種）の含有量
が、前記埋入部の表面付近におけるＭ（但し、Ｍは、Ｃ
ａ、ＰおよびＳｉのうちの少なくとも１種）の含有量よ
り多い上記（７）に記載の人工歯根。
【００２０】（９） 前記埋入部と、前記歯冠固定部と
が別部材で構成され、それらが嵌合されて使用される上
記（１）ないし（８）のいずれかに記載の人工歯根。
【００２１】（10） 前記埋入部の空孔率が、前記歯冠
固定部の空孔率より高い上記（９）に記載の人工歯根。
【００２２】（11） 前記埋入部のＭ（但し、Ｍは、Ｃ
ａ、ＰおよびＳｉのうちの少なくとも１種）の含有量
が、前記歯冠固定部のＭ（但し、Ｍは、Ｃａ、Ｐおよび
Ｓｉのうちの少なくとも１種）の含有量より多い上記
（９）または（10）に記載の人工歯根。
【００２３】（12） 前記埋入部と、前記歯冠固定部と
が一体化している上記（１）ないし（８）のいずれかに
記載の人工歯根。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の人工歯根を添付図
面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２５】図１および図２は、本発明の人工歯根をシ
リンダー式（ねじ込み式）の人工歯根に適用した場合の
構成例を示す断面図である。
【００２６】これらの図に示すように、人工歯根１は、
骨組織に埋入される埋入部（fixture ）３と、歯冠、す
なわち人工の歯冠（クラウンやブリッジ）４が固定され
る歯冠固定部（abutment screw）２とで構成されてい
る。
【００２７】歯冠固定部２は、歯冠４が固定される円柱
状の頭部２１と、この頭部２１の先端側（図１および図
２中下側）に設けられた螺子（雄螺子）２２とを有して
いる。歯冠固定部２の頭部２１には、歯冠４が、例え
ば、接着剤により接着されている。
【００２８】埋入部３は、その全体形状が有底の円筒状
であり、その内側（内部）には、歯冠固定部２の螺子２
２と螺合する螺子（雌螺子）３１が設けられている。
【００２９】なお、歯冠固定部２および埋入部３は、そ
れらが嵌合されたとき、歯冠固定部２の頭部２１の外側
面２３と、埋入部３の外側面３２とが、連続面を形成す
るようになっている。
【００３０】患者に人工歯根１を装着する場合には、図
１に示すように、骨５の所定位置に孔を穿設し、その孔
に埋入部３を挿入する。すなわち、骨組織に埋入部３を
埋入する。この状態で、所定期間経過すると、骨組織が
埋入部３の周囲を取り巻き、すなわち、骨組織が埋入部
３の周囲に癒合し、その骨組織により埋入部３が固定さ
れる。
【００３１】この後、歯冠固定部２の螺子２２を埋入部
３の螺子３１に螺合して、埋入部３に歯冠固定部２を固
定する。
【００３２】以上のような人工歯根１、すなわち、歯冠
固定部２および埋入部３は、それぞれ、Ｔｉを基本成分
とし、Ｍ（但し、Ｍは、Ｃａ、ＰおよびＳｉのうちの少
なくとも１種）を０．０１〜３wt％含む金属材料で構成
されている。
【００３３】Ｔｉは、軽量でかつ高強度、高硬度であ
り、変形や破損が生じ難く、耐久性、耐食性に優れ、ま
た、金属成分の溶出も極めて少なく、金属アレルギーの
発症等も抑制されるなど、生体適合性に優れている。
【００３４】人工歯根１を構成する金属材料（以下単に
「金属材料」と言う）中には、Ｍ、すなわち、Ｃａ、Ｐ
およびＳｉのうちの少なくとも１種が、例えばＴｉとの
化合物を形成する形で存在している。前記元素が金属材
料中に含まれていることで、人工歯根１の骨組織や歯肉
組織に対する親和性、すなわち生体親和性（生体適合
性）が向上する。
【００３５】具体的には、埋入部３を構成する金属材料
中にＭが含まれていると、金属材料の表面のＭに骨組織
が着き、そこを出発点として骨組織が成長し、部分的に
金属材料と骨組織中のＣａ、Ｐ等とが化学的に結合した
状態が得られる。そして、骨組織が埋入部３の周囲に癒
合、成長し、その骨組織により埋入部３が固定される。
また、歯冠固定部２を構成する金属材料中にＭが含まれ
ていると、歯冠固定部２の歯肉組織に対する親和性が優
れる。
【００３６】金属材料中のＭの含有量は、０．０１〜３
wt％程度、好ましくは０．０３〜２wt％程度、より好ま
しくは０．０５〜０．５wt％程度とされる。
【００３７】金属材料中のＭの含有量が、０．０１％未
満では、金属材料の生体親和性の向上効果が少なく、ま
た、３wt％を超えると、金属材料の強度や硬度が低下す
る。
【００３８】ここで、金属材料中には、Ｃａが含まれて
いるのが好ましく、ＣａおよびＰ（またはＳｉ）が含ま
れているのがより好ましく、Ｃａ、ＰおよびＳｉのすべ
てが含まれているのがさらに好ましい。
【００３９】Ｃａは、その含有量が微量であっても、金
属材料の生体親和性を向上する効果が高い。
【００４０】そして、Ｃａの他にＰまたはＳｉが含まれ
ていると、金属材料の生体親和性がより一層向上し、Ｃ
ａの他にＰおよびＳｉが含まれていると、金属材料の生
体親和性がさらに向上する。
【００４１】金属材料中のＣａの含有量は、０．０１〜
１wt％程度が好ましく、０．０２〜０．５wt％程度がよ
り好ましく、０．０３〜０．１wt％程度がさらに好まし
い。
【００４２】Ｃａの含有量が０．０１wt％未満では、
Ｐ、Ｓｉの含有量が少ない場合に、金属材料の生体親和
性が低下し、また、１wt％を超えると、金属材料の強度
や硬度が低下する。
【００４３】金属材料中のＰの含有量は、０．０１〜
０．５wt％程度が好ましく、０．０２〜０．３wt％程度
がより好ましく、０．０３〜０．１wt％程度がさらに好
ましい。
【００４４】Ｐの含有量が０．０１wt％未満では、Ｃ
ａ、Ｓｉの含有量が少ない場合に、金属材料の生体親和
性が低下し、また、０．５wt％を超えると、金属材料の
強度や硬度が低下する。
【００４５】金属材料中のＳｉの含有量は、０．０１〜
０．５wt％程度が好ましく、０．０２〜０．３wt％程度
がより好ましく、０．０３〜０．１wt％程度がさらに好
ましい。
【００４６】Ｓｉの含有量が０．０１wt％未満では、Ｃ
ａ、Ｐの含有量が少ない場合に、金属材料の生体親和性
が低下し、また、０．５wt％を超えると、金属材料の強
度や硬度が低下する。
【００４７】また、埋入部３の金属材料中のＭの含有量
は、歯冠固定部２の金属材料中のＭの含有量より多いの
が好ましい。これにより、埋入部３の金属材料の生体親
和性がより一層向上する。
【００４８】また、金属材料中には、例えば、Ｆｅ、Ｃ
ｒ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｖ、Ｍｏ等の他の元素が
不可避的にまたは積極的に、金属アレルギー等の弊害が
生じない範囲で含有していてもよい。これらの元素の添
加は、金属材料の強度の増大に寄与する。これらの元素
は、Ｔｉとの合金、金属間化合物または金属酸化物を形
成する形で存在しているのが好ましい。
【００４９】埋入部３の空孔率は、歯冠固定部２の空孔
率より高いのが好ましい。
【００５０】埋入部３の表面付近に空孔が形成されてい
ると、骨組織が成長し易いとともに、成長した骨組織が
その孔に入り、孔の内壁に癒合し、これにより埋入部３
がより強固に固定される。換言すれば、空孔の存在によ
り、表面積を増大させ、骨組織の結合力を増大させるこ
とができる。
【００５１】従って、埋入部３の空孔率を比較的高くす
ると、埋入部３に骨組織が付き易くなり、埋入部３の弛
みや脱落を抑制することができ、より確実に、骨組織に
より埋入部３が固定される。
【００５２】また、埋入部３の外表面の表面粗さをある
程度大きくすることによっても前記と同様の効果を得る
ことができる。すなわち、埋入部３の外表面の表面粗さ
Ｒａは、１０〜１００μm 程度とするのが好ましく、１
５〜５０μm 程度とするのがより好ましい。
【００５３】この表面粗さＲａが大きすぎると、埋入部
３の強度が低下し、また、小さすぎると、前記効果の向
上が得られない。
【００５４】一方、歯冠固定部２の空孔率を比較的低く
すると、すなわち歯冠固定部２を緻密にすると、歯冠固
定部２の強度や硬度が向上し、これにより人工歯根１の
信頼性が向上する。また、歯冠固定部２への唾液や細菌
の侵入を抑制することができる。
【００５５】埋入部３の空孔率は、５〜１５ vol％程度
であるのが好ましく、７〜１３ vol％程度であるのがよ
り好ましい。
【００５６】埋入部３の空孔率が５ vol％未満では、平
均空孔径によっては、前述した空孔と骨組織とによる埋
入部３の弛みや脱落の防止効果が低下し、また、１５ v
ol％を超えると、埋入部３の強度や硬度が低下する。
【００５７】また、歯冠固定部２の空孔率は、３ vol％
以下であるのが好ましく、２ vol％以下であるのがより
好ましい。
【００５８】歯冠固定部２の空孔率３ vol％を超える
と、歯冠固定部２の強度や硬度が低下する。
【００５９】埋入部３の空孔の平均径（直径）は、５〜
１００μm 程度であるのが好ましく、１０〜５０μm 程
度であるのがより好ましい。
【００６０】埋入部３の空孔の平均径が５μm 未満で
は、空孔率が低い場合に、骨組織がその孔に入りにく
く、このため、前述した空孔と骨組織とによる埋入部３
の弛みや脱落の防止効果が低下し、また、１００μm を
超えると、空孔率が高い場合に、埋入部３の強度や硬度
が低下する。
【００６１】また、歯冠固定部２の空孔の平均径（直
径）は、０．５〜５０μm 程度であるのが好ましく、５
〜２０μm 程度であるのがより好ましい。
【００６２】なお、本発明では、人工歯根１を後述する
金属粉末射出成形法により製造するので、このような空
孔を容易に形成することができ、上記空孔に関する諸条
件は、結合材の種類、添加量や焼成条件（焼成温度、焼
成時間、焼成雰囲気の真空度やガス組成等）等の製造条
件の設定により適宜調整することができる。
【００６３】また、本発明の人工歯根１は、図３に示す
ように、歯冠固定部２および埋入部３が、それぞれ、そ
の外表面を被覆する被覆層６を有するものでもよい。
【００６４】この被覆層６には、Ｍが含まれているのが
好ましい。被覆層６は、例えば、ＭまたはＭの酸化物の
ようなＭの化合物で構成することができる。
【００６５】この場合、歯冠固定部２の被覆層６中のＭ
の含有量は、歯冠固定部２の表面付近におけるＭの含有
量より多いのが好ましい。
【００６６】また、埋入部３の被覆層６中のＭの含有量
は、埋入部３の表面付近におけるＭの含有量より多いの
が好ましい。。
【００６７】このようなＭリッチな被覆層６を設けるこ
とにより、人工歯根１の生体親和性が向上する。具体的
には、埋入部３に被覆層６が形成されていると、比較的
短い時間で、かつ確実に、骨組織が埋入部３の周囲に癒
合、成長し、その骨組織により埋入部３が固定される。
そして、歯冠固定部２に被覆層６が形成されていると、
歯冠固定部２の歯肉組織に対する親和性が優れる。ま
た、被覆層６および金属材料のそれぞれにＭが含まれて
いるので、被覆層６と、金属材料との密着性も良い。
【００６８】被覆層６の厚さは、２００μm 以下とする
のが好ましく、１０〜１００μm 程度とするのがより好
ましく、５０〜８０μm 程度とするのがさらに好まし
い。
【００６９】被覆層６の厚さが２００μm を超えると、
被覆層自身の強度が低下する。
【００７０】なお、この被覆層６以外の構成について
は、被覆層６が形成されていない前述した人工歯根１と
同様であるので、説明を省略する。
【００７１】以上に述べたような人工歯根１は、金属粉
末射出成形法（ＭＩＭ：Metal Injection Molding ）に
より製造されたものである。以下、この金属粉末射出成
形法について説明する。
【００７２】［１］ Ｔｉ（またはＴｉ合金）よりなる
金属粉末と、ＭまたはＭの化合物の粉末と、結合材（有
機バインダー）とを用意し、これらを混練機により混練
し、混練物（コンパウンド）を得る。
【００７３】金属粉末の平均粒径は、特に限定されない
が、通常、５〜６０μm 程度が好ましく、１０〜４０μ
m 程度がより好ましい。
【００７４】また、ＭまたはＭの化合物の粉末の平均粒
径は、特に限定されないが、通常、１〜２０μm 程度が
好ましく、５〜１５μm 程度がより好ましい。
【００７５】金属粉末と、ＭまたはＭの化合物の粉末と
の配合比は、最終的な組成において、金属材料中のＭの
含有量が、０．０１〜３wt％程度、好ましくは０．０３
〜２wt％程度、より好ましくは０．０５〜０．５wt％程
度となるようにする。
【００７６】一方、結合材としては、例えば、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体
などのポリオレフィン、ポリメチルメタクリレート、ポ
リブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリスチ
レン等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリエーテル、または、これらの共
重合体等の各種熱可塑性樹脂や、各種ワックス、パラフ
ィン等のうちの１種または２種以上を混合して用いるこ
とができる。
【００７７】このような結合材の添加量は、４〜１８wt
％程度が好ましく、４〜１０wt％程度がより好ましい。
４wt％未満では、成形時における流動性が乏しくなり、
射出成形が不能または困難となるか、あるいは成形物の
組成が不均一となり、１８wt％を超えると、射出成形に
より得られた成形体を焼成した際の収縮率が増大し、寸
法精度が低下し、また、空孔率が上記範囲を超え易くな
る。
【００７８】なお、混練に際しては、前記金属粉末、Ｍ
またはＭの酸化物の粉末および結合材の他に、例えば、
可塑剤、潤滑剤、酸化防止剤、脱脂促進剤、界面活性剤
等の各種添加物を必要に応じ添加することができる。
【００７９】混練条件の一例としては、混練温度が常温
〜１５０℃程度、混練時間が６０〜１８０分程度とする
ことができる。
【００８０】［２］ 前記［１］の工程で得られた混練
物または該混練物より造粒されたペレット等を用いて、
射出成形機により射出成形し、人工歯根１の形状の成形
体、すなわち、歯冠固定部２の形状の成形体および埋入
部３の形状の成形体を製造する。なお、成形体の寸法
は、後の焼成による収縮を考慮した寸法とされる。
【００８１】このとき、成形条件としては、例えば、材
料温度が好ましくは１３０〜１７０℃、より好ましくは
１５０〜１６０℃程度、射出圧力が、３００〜６００kg
f/cm2 程度、より好ましくは３００〜４００kgf/cm2 程
度、金型温度が好ましくは５〜５０℃、より好ましくは
１０〜２０℃程度とされる。
【００８２】［３］ 前記［２］の工程で得られた成形
体に脱バインダー処理を施す。この脱バインダー処理と
しては、非酸化性雰囲気、例えば真空または減圧状態
（例えば１×１０-1〜１×１０-6 Torr ）下で、熱処理
を行うことによりなされる。
【００８３】この場合、熱処理条件としては、好ましく
は温度５０〜６５０℃程度で８〜７２時間程度、より好
ましくは温度６０〜５５０℃程度で１２〜１８時間程度
とされる。
【００８４】なお、この脱バインダー処理（脱脂処理）
は、バインダー中の特定成分を所定の溶媒（液体、気
体）を用いて溶出させることにより行ってもよい。
【００８５】また、本工程［３］は、省略されてもよ
い。
【００８６】［４］ 次に、得られた成形体を焼成し
て、金属焼結体を製造する。焼成は、１回または２回以
上行うことができる。
【００８７】焼成条件としては、好ましくは温度４００
〜１４００℃程度で１０〜２６時間程度、より好ましく
は温度５００〜１３５０℃程度で１５〜１８時間程度と
される。
【００８８】この場合、焼成雰囲気は、非酸化性雰囲
気、すなわち真空または減圧状態（例えば１×１０-2〜
１×１０-6 Torr ）下、アルゴンガス等の不活性ガス、
その他還元性雰囲気であればよい。
【００８９】［５］ 金属焼結体の外表面に被覆層６を
形成する場合には、例えば、溶射、メッキ、イオンプレ
ーティング、スパッタリング、蒸着、ＣＶＤ等により、
被覆層を形成する。
【００９０】以上のような各工程を経て、金属焼結体よ
りなる人工歯根１、すなわち、歯冠固定部２および埋入
部３が得られる。
【００９１】以上のような金属粉末射出成形法によれ
ば、従来の鋳造法による鋳造欠陥や湯流れの問題がな
く、容易かつ歩留り良く製造することができる。
【００９２】そして、複雑で微細な形状のものでも容易
に、寸法精度良く製造することができる。
【００９３】また、金属粉末射出成形法によれば、Ｍの
含有量を精度良く調整することができ、人工歯根１を構
成する金属材料の組成を所望に設定することができる。
【００９４】また、結合材の種類、添加量、脱バインダ
ー処理の条件、焼成条件等の調整により、人工歯根１を
構成する金属材料の空孔率や孔径等の空孔に関する条件
を所望に設定することができるという利点もある。
【００９５】次に、本発明の人工歯根の他の構成を説明
する。なお、前述した人工歯根１との共通点については
説明を省略し、主な相違点を説明する。
【００９６】図４は、本発明の人工歯根をシリンダー式
の人工歯根に適用した場合の他の構成例を示す断面図で
ある。
【００９７】同図に示すように、人工歯根１ａは、骨組
織に埋入される埋入部３ａと、図示しない歯冠が固定さ
れる歯冠固定部２ａとで構成されている。そして、人工
歯根１ａでは、これら埋入部３ａおよび歯冠固定部２ａ
が一体化している。
【００９８】歯冠固定部２ａは、全体形状が円柱状であ
り、この先端側（図３中下側）に、埋入部３ａが成形さ
れている。
【００９９】埋入部３ａは、その先端側（図４中下側）
に向って径が漸減する先端部３１ａと、この先端部３１
ａの基端側（図４中上側）に設けられた螺子（雄螺子）
３２ａとで構成されている。
【０１００】人工歯根１ａを構成する金属材料の組成や
空孔等に関する条件は、前述した人工歯根１と同様であ
るので説明を省略する。
【０１０１】患者に人工歯根１ａを装着する場合には、
骨の所定位置に螺子（螺子孔）を加工し、その螺子に人
工歯根１ａの埋入部３ａを螺入する。すなわち、骨組織
に埋入部３ａを埋入する。この状態で、所定期間経過す
ると、骨組織が埋入部３ａの周囲に癒合し、その骨組織
により埋入部３ａ、すなわち人工歯根１ａが固定され
る。
【０１０２】以上に述べたような人工歯根１ａは、金属
粉末射出成形法により製造されたものである。この金属
粉末射出成形法は、前述したので説明を省略する。
【０１０３】人工歯根１ａも前述した人工歯根１と同様
に、生体親和性が優れ、強度や硬度が高く、かつ製造が
容易である。
【０１０４】
【実施例】次に、本発明の人工歯根の具体的実施例につ
いて説明する。
【０１０５】（実施例１）金属粉末射出成形法により、
以下のようにして、図１に示す形状の人工歯根を製造し
た。
【０１０６】まず、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平
均粒径１２μm のＣａＯ粉末：０．１４wt％と、バイン
ダーおよびその他の添加剤として、エチレングリシジル
メタクリレート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt
％、ジブチルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．
８wt％およびスチレン：３．０wt％とを混合し、該混合
物を混練機により、１３０℃で６０分間空気中で混練し
て混練物（コンパウンド）を得た。
【０１０７】次に、この混練物を用い、射出成形機によ
り射出成形して、図１に示す形状の歯冠固定部２の成形
体を製造した。このときの成形条件は、材料温度が１５
０℃、射出圧力が、４００kgf/cm2 、金型温度が２０℃
であった。
【０１０８】次に、得られた成形体に脱バインダー処理
として、１×１０-2Torrの減圧下で、６０℃から４５０
℃まで、１７時間昇温し、その後４５０℃で１時間保持
し、ひき続き常温まで冷却した。
【０１０９】次に、脱バインダー処理がなされた成形体
を真空（５×１０-6Torr）中で、６００℃から１３００
℃まで１５時間昇温し、１３００℃、３時間焼成して、
Ｔｉを主とする金属焼結体よりなる歯冠固定部２を得
た。
【０１１０】次に、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平
均粒径１２μm のＣａＯ粉末：０．１４wt％と、バイン
ダーおよびその他の添加剤として、エチレングリシジル
メタクリレート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt
％、ジブチルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．
８wt％およびスチレン：３．０wt％とを混合し、該混合
物を混練機により、１３０℃で６０分間空気中で混練し
て混練物（コンパウンド）を得た。
【０１１１】次に、この混練物を用い、射出成形機によ
り射出成形して、図１に示す形状の埋入部３の成形体を
製造した。このときの成形条件は、材料温度が１５０
℃、射出圧力が、４００kgf/cm2 、金型温度が２０℃で
あった。
【０１１２】次に、得られた成形体に脱バインダー処理
として、１×１０-2Torrの減圧下で、６０℃から４５０
℃まで、１７時間昇温し、その後４５０℃で１時間保持
し、ひき続き常温まで冷却した。
【０１１３】次に、脱バインダー処理がなされた成形体
を真空（５×１０-6Torr）中で、６００℃から１１００
℃まで１５時間昇温し、１１００℃、３時間焼成して、
Ｔｉを主とする金属焼結体よりなる埋入部３を得た。
【０１１４】このようにして、図１に示す形状の人工歯
根を得た。この人工歯根における各部の条件は、次の通
りである。
【０１１５】歯冠固定部２の長さ：１４．０mm 歯冠固定部２の頭部２１の直径：４．０mm 埋入部３の長さ：１４．０mm 埋入部３の外径（直径）：４．０mm （実施例２）歯冠固定部２用の混練物の原料を、平均粒
径２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径１０μm のＣａ3
（ＰＯ4 ）2 粉末：０．２１wt％と、バインダーおよび
その他の添加剤として、エチレングリシジルメタクリレ
ート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt％、ジブチ
ルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．８wt％およ
びスチレン：３．０wt％とし、埋入部３用の混練物の原
料を、平均粒径２０μmのＴｉ粉末と、平均粒径１０μm
のＣａ3 （ＰＯ4 ）2 粉末：０．２１wt％と、バイン
ダーおよびその他の添加剤として、エチレングリシジル
メタクリレート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt
％、ジブチルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．
８wt％およびスチレン：３．０wt％とした以外は実施例
１と同様の人工歯根を製造した。
【０１１６】（実施例３）歯冠固定部２用の混練物の原
料を、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μm
のＣａＳｉＯ3 粉末：０．２３wt％と、バインダーおよ
びその他の添加剤として、エチレングリシジルメタクリ
レート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt％、ジブ
チルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．８wt％お
よびスチレン：３．０wt％とし、埋入部３用の混練物の
原料を、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μ
m のＣａＳｉＯ3 粉末：０．２３wt％と、バインダーお
よびその他の添加剤として、エチレングリシジルメタク
リレート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt％、ジ
ブチルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．８wt％
およびスチレン：３．０wt％とした以外は実施例１と同
様の人工歯根を製造した。
【０１１７】（実施例４）歯冠固定部２用の混練物の原
料を、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μm
のＣａＳｉＯ3 粉末：０．２３wt％と、平均粒径１０μ
m のＰ2 Ｏ3 粉末：０．０９wt％と、バインダーおよび
その他の添加剤として、エチレングリシジルメタクリレ
ート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt％、ジブチ
ルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．８wt％およ
びスチレン：３．０wt％とし、埋入部３用の混練物の原
料を、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μm
のＣａＳｉＯ3 粉末：０．２３wt％と、平均粒径１０μ
m のＰ2 Ｏ3 粉末：０．０９wt％と、バインダーおよび
その他の添加剤として、エチレングリシジルメタクリレ
ート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt％、ジブチ
ルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．８wt％およ
びスチレン：３．０wt％とした以外は実施例１と同様の
人工歯根を製造した。
【０１１８】（実施例５）Ｔｉ粉末に代え、平均粒径が
２０μm のＴｉ−６wt％Ａｌ−４wt％Ｖ合金粉末を用い
た以外は実施例４と同様の人工歯根を製造した。
【０１１９】（実施例６）歯冠固定部２用の混練物の原
料を、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μm
のＣａＳｉＯ3 粉末：０．１２wt％と、平均粒径１０μ
m のＰ2 Ｏ3 粉末：０．０５wt％と、バインダーおよび
その他の添加剤として、エチレングリシジルメタクリレ
ート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt％、ジブチ
ルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．８wt％およ
びスチレン：３．０wt％とし、埋入部３用の混練物の原
料を、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μm
のＣａＳｉＯ3 粉末：０．３０wt％と、平均粒径１０μ
m のＰ2 Ｏ3 粉末：０．１５wt％と、バインダーおよび
その他の添加剤として、エチレングリシジルメタクリレ
ート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt％、ジブチ
ルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．８wt％およ
びスチレン：３．０wt％とした以外は実施例４と同様の
人工歯根を製造した。
【０１２０】（実施例７）歯冠固定部２および埋入部３
の外表面に、それぞれ、ＣａＯを原料とし、溶射によ
り、厚さ６０μm の被覆層を形成した以外は実施例１と
同様の人工歯根を製造した。
【０１２１】（実施例８）歯冠固定部２および埋入部３
の外表面に、それぞれ、Ｃａ3 （ＰＯ4 ）2 を原料と
し、溶射により、厚さ６０μm の被覆層を形成した以外
は実施例２と同様の人工歯根を製造した。
【０１２２】（実施例９）歯冠固定部２および埋入部３
の外表面に、それぞれ、ＣａＳｉＯ3 を原料とし、溶射
により、厚さ６０μm の被覆層を形成した以外は実施例
３と同様の人工歯根を製造した。
【０１２３】（実施例１０）歯冠固定部２および埋入部
３の外表面に、それぞれ、ＣａＳｉＯ3 とＰ2 Ｏ3とを
原料とし、溶射により、厚さ６０μm の被覆層を形成し
た以外は実施例４と同様の人工歯根を製造した。
【０１２４】（実施例１１）歯冠固定部２および埋入部
３の外表面に、それぞれ、ＣａＳｉＯ3 とＰ2 Ｏ3とを
原料とし、溶射により、厚さ６０μm の被覆層を形成し
た以外は実施例５と同様の人工歯根を製造した。
【０１２５】（実施例１２）歯冠固定部２および埋入部
３の外表面に、それぞれ、ＣａＳｉＯ3 とＰ2 Ｏ3とを
原料とし、溶射により、厚さ６０μm の被覆層を形成し
た以外は実施例６と同様の人工歯根を製造した。
【０１２６】（実施例１３）金属粉末射出成形法によ
り、以下のようにして、図４に示す形状の人工歯根を製
造した。
【０１２７】まず、平均粒径２０μm のＴｉ粉末と、平
均粒径１２μm のＣａＯ粉末：０．１４wt％と、バイン
ダーおよびその他の添加剤として、エチレングリシジル
メタクリレート−ビニルアセテート共重合体：２．６wt
％、ジブチルフタレート：１．６wt％、ワックス：２．
８wt％およびスチレン：３．０wt％とを混合し、該混合
物を混練機により、１３０℃で６０分間空気中で混練し
て混練物（コンパウンド）を得た。
【０１２８】次に、この混練物を用い、射出成形機によ
り射出成形して、図４に示す形状の人工歯根１ａの成形
体を製造した。このときの成形条件は、材料温度が１５
０℃、射出圧力が、４００kgf/cm2 、金型温度が２０℃
であった。
【０１２９】次に、得られた成形体に脱バインダー処理
として、１×１０-2Torrの減圧下で、６０℃から４５０
℃まで、１７時間昇温し、その後４５０℃で１時間保持
し、ひき続き常温まで冷却した。
【０１３０】次に、脱バインダー処理がなされた成形体
を真空（５×１０-6Torr）中で、６００℃から１２００
℃まで１５時間昇温し、１２００℃、３時間焼成して、
Ｔｉを主とする金属焼結体よりなる人工歯根を得た。
【０１３１】この人工歯根における各部の条件は、次の
通りである。
【０１３２】人工歯根１ａの長さ：１６．０mm 人工歯根１ａの頭部２１の直径：４．０mm （実施例１４）混練物の原料を、平均粒径２０μm のＴ
ｉ粉末と、平均粒径１０μm のＣａ3（ＰＯ4 ）2 粉
末：０．２１wt％と、バインダーおよびその他の添加剤
として、エチレングリシジルメタクリレート−ビニルア
セテート共重合体：２．６wt％、ジブチルフタレート：
１．６wt％、ワックス：２．８wt％およびスチレン：
３．０wt％とした以外は実施例１３と同様の人工歯根を
製造した。
【０１３３】（実施例１５）混練物の原料を、平均粒径
２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μm のＣａＳｉＯ3
粉末：０．２３wt％と、バインダーおよびその他の添加
剤として、エチレングリシジルメタクリレート−ビニル
アセテート共重合体：２．６wt％、ジブチルフタレー
ト：１．６wt％、ワックス：２．８wt％およびスチレ
ン：３．０wt％とした以外は実施例１３と同様の人工歯
根を製造した。
【０１３４】（実施例１６）混練物の原料を、平均粒径
２０μm のＴｉ粉末と、平均粒径８μm のＣａＳｉＯ3
粉末：０．２３wt％と、平均粒径１０μm のＰ2 Ｏ3 粉
末：０．０９wt％と、バインダーおよびその他の添加剤
として、エチレングリシジルメタクリレート−ビニルア
セテート共重合体：２．６wt％、ジブチルフタレート：
１．６wt％、ワックス：２．８wt％およびスチレン：
３．０wt％とした以外は実施例１３と同様の人工歯根を
製造した。
【０１３５】（実施例１７）Ｔｉ粉末に代え、平均粒径
が２０μm のＴｉ−６wt％Ａｌ−４wt％Ｖ合金粉末を用
いた以外は実施例１６と同様の人工歯根を製造した。
【０１３６】（実施例１８）人工歯根の外表面に、Ｃａ
Ｏを原料とし、溶射により、厚さ６０μm の被覆層を形
成した以外は実施例１３と同様の人工歯根を製造した。
【０１３７】（実施例１９）人工歯根の外表面に、Ｃａ
3 （ＰＯ4 ）2 を原料とし、溶射により、厚さ６０μm
の被覆層を形成した以外は実施例１４と同様の人工歯根
を製造した。
【０１３８】（実施例２０）人工歯根の外表面に、Ｃａ
ＳｉＯ3 を原料とし、溶射により、厚さ６０μm の被覆
層を形成した以外は実施例１５と同様の人工歯根を製造
した。
【０１３９】（実施例２１）人工歯根の外表面に、Ｃａ
ＳｉＯ3 とＰ2 Ｏ3 とを原料とし、溶射により、厚さ６
０μm の被覆層を形成した以外は実施例１６と同様の人
工歯根を製造した。
【０１４０】（実施例２２）人工歯根の外表面に、Ｃａ
ＳｉＯ3 とＰ2 Ｏ3 とを原料とし、溶射により、厚さ６
０μm の被覆層を形成した以外は実施例１７と同様の人
工歯根を製造した。
【０１４１】（比較例１）製造方法を鋳造法に代え、図
１に示す形状の人工歯根を製造した。
【０１４２】（比較例２）混練物の原料を、平均粒径２
０μm のＴｉ粉末と、バインダーおよびその他の添加剤
として、エチレングリシジルメタクリレート−ビニルア
セテート共重合体：２．６wt％、ジブチルフタレート：
１．６wt％、ワックス：２．８wt％およびスチレン：
３．０wt％とした以外は実施例１と同様の人工歯根を製
造した。
【０１４３】（比較例３）混練物の原料を、平均粒径２
０μm のＴｉ粉末と、平均粒径１２μm のＣａＯ粉末：
１４wt％と、バインダーおよびその他の添加剤として、
エチレングリシジルメタクリレート−ビニルアセテート
共重合体：２．６wt％、ジブチルフタレート：１．６wt
％、ワックス：２．８wt％およびスチレン：３．０wt％
とした以外は実施例１と同様の人工歯根を製造した。
【０１４４】＜金属材料の組成＞実施例１〜２２および
比較例１〜３の人工歯根について、分析装置として、日
本電子社製のＴ−３００を用い、金属材料の組成（Ｔ
ｉ、Ｃａ、Ｐ、Ｓｉの含有量）を分析した。その結果を
下記表１、２に示す。
【０１４５】
【表１】
【０１４６】
【表２】
【０１４７】＜空孔に関する条件＞実施例１〜２２およ
び比較例１〜３の人工歯根について、表面および切断面
の電子顕微鏡写真を撮影した。
【０１４８】そして、各電子顕微鏡写真を参考にして、
平均空孔径を求め、さらに密度比から空孔率を求めた。
その結果を下記表３に示す。
【０１４９】
【表３】
【０１５０】＜実験＞実施例１〜２２および比較例１〜
３の人工歯根に対し、下記１〜４の各項目について評価
した（各々サンプル数ｎ＝１０）。その結果を下記表
４、５に示す。
【０１５１】１．機械的強度（抗折力） ［測定方法］JIS Z 2203に準拠し、焼結後の抗折力試験
片にて抗折力を測定した。
【０１５２】２．硬度 ［測定方法］JIS Z 2244に準拠し、ビッカース硬度Ｈｖ
を測定した（荷重５ｇ）。
【０１５３】３．生態親和性 ［評価方法］各実施例および比較例と同一の条件で、試
験片を製造した（寸法、肉厚：１mm、縦：２mm、横：２
mm）。そして、骨芽細胞様細胞を３５mmのシャーレ中に
約２×１０4 個を播き、各試験片を細胞を播いた上に乗
せ、１０mMのB-glycelophosphateを添加し、２１日間培
養した。培養後にAlzarin Red で染色し、画像解析装置
を用いて細胞の増加の程度を比較した。
【０１５４】赤色に染色された細胞が骨芽細胞である。
この量が多いほど生体親和性に優れていることを示す。
細胞が占める面積がシャーレの面積の３／５以上を◎、
１／５以上、３／５未満を○、１／５未満を×とした。
【０１５５】４．密着性 ［評価方法］実施例７〜１２、１８〜２２と同一条件
で、被覆層を有する試験片を製造した。そして各試験片
を９０°折り曲げ、その状態を観察した。
【０１５６】図５に示すように、正常なものを○、被覆
層６が剥離したものと、被覆層６にクラックが生じたも
のとをそれぞれ×とした。
【０１５７】
【表４】
【０１５８】
【表５】
【０１５９】＜実験結果の考察＞表４、５に示すよう
に、実施例１〜２２の人工歯根は、いずれも、機械的強
度（抗折力）および硬度が高く、また、生体親和性が優
れている。特に、被覆層を有する実施例７〜１２、１８
〜２２の人工歯根では、生体親和性が特に優れており、
また、被覆層の密着性も良い。
【０１６０】これに対し、比較例１および２の人工歯根
は、金属材料中にＭ（Ｍは、Ｃａ、ＰおよびＳｉのうち
の少なくとも１種）が含まれていないため、生体親和性
が悪い。
【０１６１】また、比較例３の人工歯根は、金属材料中
のＣａの含有量が多いため、機械的強度および硬度が低
い。
【０１６２】以上、本発明の人工歯根を図示の構成に基
づき説明したが、本発明は、これらに限定されるもので
はない。
【０１６３】例えば、人工歯根の形状については、図示
のものに限らず、歯冠固定部の頭部の形状が角柱状のも
のであってもよい。
【０１６４】また、本発明では、少なくとも埋入部の少
なくとも表面付近が、Ｔｉを基本成分とし、Ｍ（但し、
Ｍは、Ｃａ、ＰおよびＳｉのうちの少なくとも１種）を
０．０１〜３wt％含む金属材料で構成されていればよ
い。
【０１６５】また、本発明では、金属材料中のＭに所定
の濃度勾配が、例えば、表面から内部に向って、あるい
は、軸方向に沿って形成されていてもよい。
【０１６６】また、本発明では、前記被覆層は、歯冠固
定部および埋入部のうちのいずれか一方のみに形成され
ていてもよい。
【０１６７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の人工歯根に
よれば、生体親和性に優れ、軽量でかつ十分な機械的強
度、硬度を有する人工歯根が提供される。
【０１６８】特に、被覆層を有する場合には、生体親和
性がより向上する。
【０１６９】そして、本発明の人工歯根は、金属粉末射
出成形法により製造されたものであるので、複雑かつ微
細な形状のものでも、容易に、歩留り良く製造すること
ができる。このため生産性が良く、量産に有利である。
【０１７０】さらに、金属粉末射出成形法により製造さ
れるため、人工歯根を構成する金属材料の組成や空孔
率、空孔径等の条件を容易に、精度良く設定することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の人工歯根をシリンダー式の人工歯根に
適用した場合の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の人工歯根をシリンダー式の人工歯根に
適用した場合の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の人工歯根をシリンダー式の人工歯根に
適用した場合の他の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明の人工歯根をシリンダー式の人工歯根に
適用した場合の他の構成例を示す断面図である。
【図５】被覆層の密着性の評価基準を示す図である。
【符号の説明】
１、１ａ 人工歯根 ２、２ａ 歯冠固定部 ２１ 頭部 ２２ 螺子 ２３ 外側面 ３、３ａ 埋入部 ３１ 螺子 ３２ 外側面 ４ 歯冠 ５ 骨 ６ 被覆層 ３１ａ 螺子 ３２ａ 先端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 充雄 長野県塩尻市大門泉町９−12

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 骨組織に埋入される埋入部と、歯冠が固
    定される歯冠固定部とを有し、金属粉末射出成形法によ
    り製造された人工歯根であって、 少なくとも前記埋入部の少なくとも表面付近が、Ｔｉを
    基本成分とし、Ｍ（但し、Ｍは、Ｃａ、ＰおよびＳｉの
    うちの少なくとも１種）を０．０１〜３wt％含む金属材
    料で構成されていることを特徴とする人工歯根。
  2. 【請求項２】 少なくとも前記埋入部の少なくとも表面
    付近には、Ｃａが０．０１〜１wt％含まれる請求項１に
    記載の人工歯根。
  3. 【請求項３】 少なくとも前記埋入部の少なくとも表面
    付近には、Ｐが０．０１〜０．５wt％含まれる請求項１
    または２に記載の人工歯根。
  4. 【請求項４】 少なくとも前記埋入部の少なくとも表面
    付近には、Ｓｉが０．０１〜０．５wt％含まれる請求項
    １ないし３のいずれかに記載の人工歯根。
  5. 【請求項５】 前記埋入部の空孔率は、５〜１５ vol％
    である請求項１ないし４のいずれかに記載の人工歯根。
  6. 【請求項６】 前記歯冠固定部の空孔率は、３ vol％以
    下である請求項１ないし５のいずれかに記載の人工歯
    根。
  7. 【請求項７】 少なくとも前記埋入部は、その外表面を
    被覆する被覆層を有する請求項１ないし６のいずれかに
    記載の人工歯根。
  8. 【請求項８】 前記被覆層中のＭ（但し、Ｍは、Ｃａ、
    ＰおよびＳｉのうちの少なくとも１種）の含有量が、前
    記埋入部の表面付近におけるＭ（但し、Ｍは、Ｃａ、Ｐ
    およびＳｉのうちの少なくとも１種）の含有量より多い
    請求項７に記載の人工歯根。
  9. 【請求項９】 前記埋入部と、前記歯冠固定部とが別部
    材で構成され、それらが嵌合されて使用される請求項１
    ないし８のいずれかに記載の人工歯根。
  10. 【請求項１０】 前記埋入部の空孔率が、前記歯冠固定
    部の空孔率より高い請求項９に記載の人工歯根。
  11. 【請求項１１】 前記埋入部のＭ（但し、Ｍは、Ｃａ、
    ＰおよびＳｉのうちの少なくとも１種）の含有量が、前
    記歯冠固定部のＭ（但し、Ｍは、Ｃａ、ＰおよびＳｉの
    うちの少なくとも１種）の含有量より多い請求項９また
    は１０に記載の人工歯根。
  12. 【請求項１２】 前記埋入部と、前記歯冠固定部とが一
    体化している請求項１ないし８のいずれかに記載の人工
    歯根。
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