JPS58150504A - 高強度生体用部材とその製造方法 - Google Patents
高強度生体用部材とその製造方法Info
- Publication number
- JPS58150504A JPS58150504A JP57154444A JP15444482A JPS58150504A JP S58150504 A JPS58150504 A JP S58150504A JP 57154444 A JP57154444 A JP 57154444A JP 15444482 A JP15444482 A JP 15444482A JP S58150504 A JPS58150504 A JP S58150504A
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- JP
- Japan
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- calcium phosphate
- strength
- surface layer
- metal material
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- Pending
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- Dental Preparations (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は歯科用骨内インブラント或いは整形用骨内イン
ブラン）に用いる為書性がなく高強度の生体用部材に関
する。
ブラン）に用いる為書性がなく高強度の生体用部材に関
する。
従来このような生体用部材にはステンレス鋼等の耐食性
金属材料あるいはセラセックス材料が使用されていたが
、前者耐食性金属材料は長期間の使用によってクー＾、
：Ｉパルト等の有香な重金属が体内に蓄積されるので後
者−ラミックス材料が注目されるようになった。
金属材料あるいはセラセックス材料が使用されていたが
、前者耐食性金属材料は長期間の使用によってクー＾、
：Ｉパルト等の有香な重金属が体内に蓄積されるので後
者−ラミックス材料が注目されるようになった。
このセラ々ツクス＃料としては、幽初高アル曙す磁器あ
るいはサファイア等の高い機械的強度を有するアル建ナ
セツ建ツクスが使用されていたが、該アル電ナセラミッ
クスは高い機械的強度を有する反画、生体の部内、骨材
とのなじみが愚いため骨材と成分が近似する燐酸カルシ
ウム系ガラスが注目される↓うになった。
るいはサファイア等の高い機械的強度を有するアル建ナ
セツ建ツクスが使用されていたが、該アル電ナセラミッ
クスは高い機械的強度を有する反画、生体の部内、骨材
とのなじみが愚いため骨材と成分が近似する燐酸カルシ
ウム系ガラスが注目される↓うになった。
燐酸カルシウム系オツス材料については、特＠１８ｘｉ
−’ｙｉｏｉｔ号公＠において［カルシウムとリンの原
子比Ｃａ／）をｔ７以下とし、かつ、リン酸を１％Ｏｓ
として１０重量−以上含有する組成物を焙融することに
よってガラスとし、その熱旭鳳によって得られる曽晶化
度Ｉから１００−結晶化物までの種々の結晶化跋を有す
る燐酸カルシウム系結晶化ガラス材料。」が開示され、
まえ特開１８ｊ−一４＃／ｆｆ号企報において［アバタ
イ）＊細体による人工骨および人工ｍ機とそれらの製造
法」としてｒ Ｃａｎ （ＰＯｎｂＯＨＯｆｆＲｚ〜ｊ
ｏ−とＣａｉ（ＰＯｉ）ｍ＃ａｊ−１０％ ヨリｆｋ
り 、ｉＪ ’）に必要に応じてＭｇＯ＊ Ｎａｎｏ
ｓ Ｋ１０ ＊ ＣａＦｇ ＊ ＡｂＯｉ ｅ８１０ｍ
のうちから選ばれた７種もしくはコ種以上がαｔ−Ｕｊ
チ添加されて焼成されたアパタイト−緒体」が開示され
ているが、何れも強度が不足で骨や歯に大きな応力や衝
撃がかかると折損するおそれがあつ九。
−’ｙｉｏｉｔ号公＠において［カルシウムとリンの原
子比Ｃａ／）をｔ７以下とし、かつ、リン酸を１％Ｏｓ
として１０重量−以上含有する組成物を焙融することに
よってガラスとし、その熱旭鳳によって得られる曽晶化
度Ｉから１００−結晶化物までの種々の結晶化跋を有す
る燐酸カルシウム系結晶化ガラス材料。」が開示され、
まえ特開１８ｊ−一４＃／ｆｆ号企報において［アバタ
イ）＊細体による人工骨および人工ｍ機とそれらの製造
法」としてｒ Ｃａｎ （ＰＯｎｂＯＨＯｆｆＲｚ〜ｊ
ｏ−とＣａｉ（ＰＯｉ）ｍ＃ａｊ−１０％ ヨリｆｋ
り 、ｉＪ ’）に必要に応じてＭｇＯ＊ Ｎａｎｏ
ｓ Ｋ１０ ＊ ＣａＦｇ ＊ ＡｂＯｉ ｅ８１０ｍ
のうちから選ばれた７種もしくはコ種以上がαｔ−Ｕｊ
チ添加されて焼成されたアパタイト−緒体」が開示され
ているが、何れも強度が不足で骨や歯に大きな応力や衝
撃がかかると折損するおそれがあつ九。
本発明はこれを改良するためＫなされたもので、生体に
対してなじみがよく、セラ建ツタ特有Ｏ為書性のない燐
酸カルシウム系ガツメを表面層として、該燐酸カルシウ
ム系ガラスよりも機械的強度の高いステンレス鋼等の金
属材料からなる基体上に被着することＫよって生体とな
じみがよく、為書性がなく、かつ満足すぺ龜機棹的強度
を具えた＾強度生体用部材に関するものである。
対してなじみがよく、セラ建ツタ特有Ｏ為書性のない燐
酸カルシウム系ガツメを表面層として、該燐酸カルシウ
ム系ガラスよりも機械的強度の高いステンレス鋼等の金
属材料からなる基体上に被着することＫよって生体とな
じみがよく、為書性がなく、かつ満足すぺ龜機棹的強度
を具えた＾強度生体用部材に関するものである。
こζに述べる燐酸カルシウム系ガラス紘、燐酸カルシウ
ムＣａ畠（ＰＯａ）麿を初め、Ｃａ／ＰＯ原子比がａｔ
−／、’ＩＪ付近のカルシウム燐酸塩やアパタイトを主
成分とし、賛すれば少量の強化剤を含むガラス質あるも
紘＃菖化したガラスであって燐酸カルシ☆ム系ｉＩツス
としての基本的特性を具え九ものであれｄよく、金属材
料としては鱗酸カルシ゛ウムの纏廖彊係数／ ００ ＝
７１０ Ｘ ／ ０’／’ＣＫ近似した熱膨張性で機
械的強度が高く、かつ比重が小さく、しかも燐酸カルシ
ウムの被着層を形成する温［Ｋ対しても安定な材質から
―ばれるがステンレス鍋ヤチタン合金が最も好ましい。
ムＣａ畠（ＰＯａ）麿を初め、Ｃａ／ＰＯ原子比がａｔ
−／、’ＩＪ付近のカルシウム燐酸塩やアパタイトを主
成分とし、賛すれば少量の強化剤を含むガラス質あるも
紘＃菖化したガラスであって燐酸カルシ☆ム系ｉＩツス
としての基本的特性を具え九ものであれｄよく、金属材
料としては鱗酸カルシ゛ウムの纏廖彊係数／ ００ ＝
７１０ Ｘ ／ ０’／’ＣＫ近似した熱膨張性で機
械的強度が高く、かつ比重が小さく、しかも燐酸カルシ
ウムの被着層を形成する温［Ｋ対しても安定な材質から
―ばれるがステンレス鍋ヤチタン合金が最も好ましい。
次にその製法を述べれば、その１つは燐酸、炭酸カルシ
ウムおよび二水素燐酸カルシウムなど細麺によって燐酸
カルシウムを生成する材料を原料としてよく混合し、半
溶融となる温ｆＫ鉤成することによりセルベンとし、こ
れを粉砕して燐酸カルシウム粉ム末を得る。この中Ｋｔ
ｉ結晶質燐酸カルシウムおよび／ｌえはガラスが存在し
ている。これを周知のバインダーを加えた水に懸濁して
泥漿となし、前記高強度金属材料基体の所望の形状より
も僅かに小さく仕上げられ先高強度材料基体を浸し、乾
燥後燐酸カルシウムの溶融する温度に焼成することＫよ
り表面Ｋａ／−前後の燐酸カルシウムの被覆を設けるこ
とがで愈る。ｔた燐酸カルシウムセルベンに焼成中蒸発
ま九は焼失する有機物粉末を混入すれば多孔質となる。
ウムおよび二水素燐酸カルシウムなど細麺によって燐酸
カルシウムを生成する材料を原料としてよく混合し、半
溶融となる温ｆＫ鉤成することによりセルベンとし、こ
れを粉砕して燐酸カルシウム粉ム末を得る。この中Ｋｔ
ｉ結晶質燐酸カルシウムおよび／ｌえはガラスが存在し
ている。これを周知のバインダーを加えた水に懸濁して
泥漿となし、前記高強度金属材料基体の所望の形状より
も僅かに小さく仕上げられ先高強度材料基体を浸し、乾
燥後燐酸カルシウムの溶融する温度に焼成することＫよ
り表面Ｋａ／−前後の燐酸カルシウムの被覆を設けるこ
とがで愈る。ｔた燐酸カルシウムセルベンに焼成中蒸発
ま九は焼失する有機物粉末を混入すれば多孔質となる。
この表面層が多孔質である゛ことは基体との熱膨張係数
の差による内部応力を緩和し、またインブラント材料と
して生体とのなじみを改善する効果を有する。別の製法
の１つは上記燐酸カルシウム粉末をグツズマｔたは酸素
アセチレン炎等を用い溶射により上記蟲強に金属材料基
体の表面に被覆することがで自る。この場合被覆層を多
孔質にすることは、高強度金属材料基体と蛤射ノズルＯ
距離を調節することにより自由に調節することができる
。
の差による内部応力を緩和し、またインブラント材料と
して生体とのなじみを改善する効果を有する。別の製法
の１つは上記燐酸カルシウム粉末をグツズマｔたは酸素
アセチレン炎等を用い溶射により上記蟲強に金属材料基
体の表面に被覆することがで自る。この場合被覆層を多
孔質にすることは、高強度金属材料基体と蛤射ノズルＯ
距離を調節することにより自由に調節することができる
。
また、燐酸カルシウム粉末はセルベンとじて用いてもよ
いし、その原料着京を未焼成の状態て用いてもよ＜、を
九燐酸カルシクムの表面層はガラス質でも結晶質でもよ
く、鉤成後ガラス質を結晶化するための熱ｌ＆環を行な
ってもよい。
いし、その原料着京を未焼成の状態て用いてもよ＜、を
九燐酸カルシクムの表面層はガラス質でも結晶質でもよ
く、鉤成後ガラス質を結晶化するための熱ｌ＆環を行な
ってもよい。
以下実施例によりさらに具体的に説明する。
実施例ｌ
ＣａＣＯ５Ｊ Ｏ−とＰｓＯｓ／４’ｌｅを混合し１１
００℃に一時間焼成をして生動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た。この場合のＣａ／
Ｐの原子比は約ｌである。これをトロンメルにて！μ以
下の粒子が４１Ｌ０−となる如く看砕した。これをメチ
ルセルローズｌ悌を溶解した水に入れ攪拌して燐酸カル
シウムの泥漿とした０次にステンレススチールで製作し
九参ｘＪｘコｊ１１１の寸法の高強度金属材料基体を前
記燐酸カルシウムの泥１１に浸漬し乾燥し大気中で７０
０℃に焼成して表面に厚さａ／■の燐酸カルシウムを被
覆し九１４強度生体用部材を製作し、同じ燐酸カルシウ
ムの泥策を用いて一体に鋳込成形して大気中７００℃で
一成して得た参ｘＪｒｘＪｊ■の比較品について抗折力
を測定し九紬果、後者比較品はＩｈ／−にて折損したの
に対して前者の本発明品は４０−／−の荷重においても
燐酸カルシウムの被覆層に剥離、中表等の異状を生ぜず
満足すぺ自機械的強度を得ることに成功した。
００℃に一時間焼成をして生動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た。この場合のＣａ／
Ｐの原子比は約ｌである。これをトロンメルにて！μ以
下の粒子が４１Ｌ０−となる如く看砕した。これをメチ
ルセルローズｌ悌を溶解した水に入れ攪拌して燐酸カル
シウムの泥漿とした０次にステンレススチールで製作し
九参ｘＪｘコｊ１１１の寸法の高強度金属材料基体を前
記燐酸カルシウムの泥１１に浸漬し乾燥し大気中で７０
０℃に焼成して表面に厚さａ／■の燐酸カルシウムを被
覆し九１４強度生体用部材を製作し、同じ燐酸カルシウ
ムの泥策を用いて一体に鋳込成形して大気中７００℃で
一成して得た参ｘＪｒｘＪｊ■の比較品について抗折力
を測定し九紬果、後者比較品はＩｈ／−にて折損したの
に対して前者の本発明品は４０−／−の荷重においても
燐酸カルシウムの被覆層に剥離、中表等の異状を生ぜず
満足すぺ自機械的強度を得ることに成功した。
なお、上記本発明品の燐酸カルシウムの被覆層の機械的
強度（耐剥離、耐キ裂）４０ｂ／−はｔｓ＠高フル１？
磁器の杭折力参ｓ Ｗ４／−１４［Ｋ比しても高い数値
である。
強度（耐剥離、耐キ裂）４０ｂ／−はｔｓ＠高フル１？
磁器の杭折力参ｓ Ｗ４／−１４［Ｋ比しても高い数値
である。
実施例コ
実施例／に用い九燐酸カルシウム泥漿にその固形分（燐
酸カルシクム分）の／ｊ重量ＩＪ６に相幽する平均粒＊
１ｐの炭素粉末を添加、温合した後、その他の条件は実
施例Ｉと全く同様として、ステンレススチールからなる
高強直金属基材のｌＩ函に多孔質の表層を有する燐酸カ
ルシウム焼結体からなる厚さα／ｊｍｏ被覆層を形成し
た高強度生体部材を得た。
酸カルシクム分）の／ｊ重量ＩＪ６に相幽する平均粒＊
１ｐの炭素粉末を添加、温合した後、その他の条件は実
施例Ｉと全く同様として、ステンレススチールからなる
高強直金属基材のｌＩ函に多孔質の表層を有する燐酸カ
ルシウム焼結体からなる厚さα／ｊｍｏ被覆層を形成し
た高強度生体部材を得た。
この部材の燐酸カルシウムからなる表面層は実施例ＩＯ
緻密質と異な９、出発原料として添加し九嶽素粉末が焼
成時において酸化して酸化炭素となって焼失し、該炭素
のガス化、膨張によって生じ九Ｊ０〜！００μの大きな
気孔を表層に無数に含む多孔質で、その気孔率Ｆｉａｙ
参であつ九。この多孔質化は高強度材料基体と表面層と
の間の熱廖饅係数の違いによる内部応力を緩和して焼成
時における剥離、キ豐の発生を防ぐので基体の材質を撰
択する幅を拡げ、また一方表面層の増加と凹凸化により
血管や筋肉のまつわりをよくして接着力を向上する。な
お、表向層そのものの硬度は低下して実施例１と同様の
抗折力試験によって４０−／−の荷重によって表面のノ
ツチと接触する部分Ｋｌｌ化がみられ九が、このような
硬質ノツチによる線接触は生体においては起り得ないこ
とであり、高アルミす磁器の抗折力よりも高い値である
。
緻密質と異な９、出発原料として添加し九嶽素粉末が焼
成時において酸化して酸化炭素となって焼失し、該炭素
のガス化、膨張によって生じ九Ｊ０〜！００μの大きな
気孔を表層に無数に含む多孔質で、その気孔率Ｆｉａｙ
参であつ九。この多孔質化は高強度材料基体と表面層と
の間の熱廖饅係数の違いによる内部応力を緩和して焼成
時における剥離、キ豐の発生を防ぐので基体の材質を撰
択する幅を拡げ、また一方表面層の増加と凹凸化により
血管や筋肉のまつわりをよくして接着力を向上する。な
お、表向層そのものの硬度は低下して実施例１と同様の
抗折力試験によって４０−／−の荷重によって表面のノ
ツチと接触する部分Ｋｌｌ化がみられ九が、このような
硬質ノツチによる線接触は生体においては起り得ないこ
とであり、高アルミす磁器の抗折力よりも高い値である
。
実施例Ｊ
実施例１で用いた燐酸カルシウム粉末を同じく実施例１
で使用した高強度金属材料基体に酸素−アセチレン炎に
より火炎溶射を行ない、表面に厚さａＪ■の燐酸カルシ
ウム層を設けた為強度生体用部材は急熱急冷にも拘らず
表面層に剥離、中裂を生ぜず抗折力試験においても該実
施例／と略々間等の機械的強度を得た。
で使用した高強度金属材料基体に酸素−アセチレン炎に
より火炎溶射を行ない、表面に厚さａＪ■の燐酸カルシ
ウム層を設けた為強度生体用部材は急熱急冷にも拘らず
表面層に剥離、中裂を生ぜず抗折力試験においても該実
施例／と略々間等の機械的強度を得た。
まえ、火炎溶射を行なつ先後、再び４００℃の熱処理に
よって結晶化度をｆｊ−１で高めえ場合は表面層の機械
的強度を一段と高めるものである。
よって結晶化度をｆｊ−１で高めえ場合は表面層の機械
的強度を一段と高めるものである。
以上のとおり、本発明は高強度の金属材料からなる基体
の表面に生体となじみがよく、また為書性のない燐酸カ
ルシウムの焼結体の薄層を形成するものであるから、充
分の機械的強度と共に健康上の安全性を保持し、しかも
生体の血管、筋肉のまつわりを改善する等極めて優れ先
生体用部材とその製造方法を提供するものである。
の表面に生体となじみがよく、また為書性のない燐酸カ
ルシウムの焼結体の薄層を形成するものであるから、充
分の機械的強度と共に健康上の安全性を保持し、しかも
生体の血管、筋肉のまつわりを改善する等極めて優れ先
生体用部材とその製造方法を提供するものである。
なお、前記の各実施例は燐酸カルシウムの焼結体の出発
原料として炭酸カルシウムと燐酸を用い九が、前述のと
お）二水素燐酸カルシクム等焼成によって燐酸カルシウ
ムを生成する＃科を使用することができるが、いずれの
場合においても燐酸カルシウムの焼結体は次に述べる高
ｇＩｉ度金属材料基体との焼成時における熱膨張差の影
響を避ける九めａＪ−程度以下、％ｙｃｔｘｏｚ〜ａｉ
ｊ■Ｓ度が好ましい、また、高強度金属材料基体もステ
ンレススチールに限らず、他のチタン合金等信の金属で
もよく、さらＫａ基体の表面をナンドプラスト勢周知の
手段によって凹凸を設けることＫよって表面層との接着
強度を鳥めることができる。
原料として炭酸カルシウムと燐酸を用い九が、前述のと
お）二水素燐酸カルシクム等焼成によって燐酸カルシウ
ムを生成する＃科を使用することができるが、いずれの
場合においても燐酸カルシウムの焼結体は次に述べる高
ｇＩｉ度金属材料基体との焼成時における熱膨張差の影
響を避ける九めａＪ−程度以下、％ｙｃｔｘｏｚ〜ａｉ
ｊ■Ｓ度が好ましい、また、高強度金属材料基体もステ
ンレススチールに限らず、他のチタン合金等信の金属で
もよく、さらＫａ基体の表面をナンドプラスト勢周知の
手段によって凹凸を設けることＫよって表面層との接着
強度を鳥めることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 、１１１１力ルシクム鉤艙体により１１画層
と鋏表面層６ｃｓ？おわれる、誼鉤艙体よ〕も機械強震
が大、自い高強直金属材料基体とよ）なる高強度生体用
部材。 榊 前記燐酸カルシウム焼結体の表面層が多孔質層で弗
る特許請求ｏｓｓｓｚ項記載の高強度生体用部材。 −） 前記高強直金属材料基体が耐食性金属材料である
特許請求の＠ＩＩ第１第１九★九２項記載の高強直生体
用部材。 −） 燐酸カルシウムの表面層がガラスＯ状態で被着さ
れた後、紬晶化されたものである特許請求の＊ｍｗｔｉ
−第Ｊ項のいずれかに記載の高強直生体用部材。 に）憐酸カルシ☆ムー曽体よりも強直の大暑い高強度金
属材料基体ＯＩＩ画に、燐酸カルシクム壕九紘焼成によ
）燐酸カルシウムを生成する材料の着京を懸濁を九は溶
解し九泥秦を浸漬、華ｍｐ、＊ｍ付けのいずれかまたは
總会せによ〉被着し乾燥し―成することを特徴とし良、
表１１に１１１１酸★ルシウムＯ表面層を形威し良高強
度肱体用部材の調造方法。 偵） 曽記鱗酸カルシウム梶ＩＮＫ鉤成により鉤失すゐ
物質を懸濁することを特徴とする特許請求の範ｌｌｌ１
Ｉｊ項記６０表面に燐酸カルシウムや多孔質表面層を形
成し良高強度生体用部材Ｏ製造方法。 （７）燐酸カルシウム焼結体よ）も強度の大暑い高強度
金属材料基体の表面に燐酸カルシクム粉末をプツズ−ｔ
ｔえは火炎溶射をもって吹自付けることを特徴とした、
表面に燐酸カルシウムの表面層を形成した高ｍ度生体用
部＃Ｏ製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154444A JPS58150504A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 高強度生体用部材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57154444A JPS58150504A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 高強度生体用部材とその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52115720A Division JPS5945384B2 (ja) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | 高強度生体用部材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58150504A true JPS58150504A (ja) | 1983-09-07 |
Family
ID=15584336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57154444A Pending JPS58150504A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 高強度生体用部材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58150504A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03149060A (ja) * | 1989-11-06 | 1991-06-25 | Kobe Steel Ltd | 生体活性物質のコーティング法 |
-
1982
- 1982-09-03 JP JP57154444A patent/JPS58150504A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03149060A (ja) * | 1989-11-06 | 1991-06-25 | Kobe Steel Ltd | 生体活性物質のコーティング法 |
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