JPS6050743B2 - アパタイト焼結体及びその製造方法 - Google Patents
アパタイト焼結体及びその製造方法Info
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- JPS6050743B2 JPS6050743B2 JP51064184A JP6418476A JPS6050743B2 JP S6050743 B2 JPS6050743 B2 JP S6050743B2 JP 51064184 A JP51064184 A JP 51064184A JP 6418476 A JP6418476 A JP 6418476A JP S6050743 B2 JPS6050743 B2 JP S6050743B2
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- sintered body
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
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- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/12—Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/447—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on phosphates, e.g. hydroxyapatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00005—The prosthesis being constructed from a particular material
- A61F2310/00179—Ceramics or ceramic-like structures
- A61F2310/00293—Ceramics or ceramic-like structures containing a phosphorus-containing compound, e.g. apatite
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S623/00—Prosthesis, i.e. artificial body members, parts thereof, or aids and accessories therefor
- Y10S623/92—Method or apparatus for preparing or treating prosthetic
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、人工骨、人工歯等のインプラント材料として
のアパタイト焼結体及びその製造方法に関し、更に詳し
くは機械的強度の増大を図つたアパタイト焼結体及び焼
結性の改善されたアパタイト焼結体の製造方法に関する
。
のアパタイト焼結体及びその製造方法に関し、更に詳し
くは機械的強度の増大を図つたアパタイト焼結体及び焼
結性の改善されたアパタイト焼結体の製造方法に関する
。
近年、生体インプラント材料として高分子材料、金属材
料に代つてセラミックス材料が注目されている。
料に代つてセラミックス材料が注目されている。
その理由は、セラミックス材料が合成樹脂や金属などに
比較して生体内で安定であり、無毒であり、無剌激性で
あることによる。しかし、インプラント材料として上記
Ξつの性質だけでは不充分であり、生体組織との親和性
という問題点が残されている。従来のＡｌ２Ｏ３を主体
としたインプラント材料は、その気孔径をコントロール
することによつて、細胞や組織との’゛なじみ’’を補
つているが、生体組織との化学的結合性に極めて乏しい
。
比較して生体内で安定であり、無毒であり、無剌激性で
あることによる。しかし、インプラント材料として上記
Ξつの性質だけでは不充分であり、生体組織との親和性
という問題点が残されている。従来のＡｌ２Ｏ３を主体
としたインプラント材料は、その気孔径をコントロール
することによつて、細胞や組織との’゛なじみ’’を補
つているが、生体組織との化学的結合性に極めて乏しい
。
従つて、従来のインプラント材料はインプラント時にナ
ット締め等により物理的付着を強化する必要があり、と
きには、付着不充分の為、あるいは生体による拒絶反応
の為、埋入インプラント材料が生体内で遊離するという
欠点がある。最近、上記Ｎ。
ット締め等により物理的付着を強化する必要があり、と
きには、付着不充分の為、あるいは生体による拒絶反応
の為、埋入インプラント材料が生体内で遊離するという
欠点がある。最近、上記Ｎ。
Ｏ。系インプラント材料の欠点を補うインプラント材料
として、骨や歯のミネラルの主体をなすアパタイトＣａ
Ｏ（ＰＯ。）３ＯＨが注目さノれ始めた。このアパタイ
ト焼結体は、その成分および結晶構造上、生体親和性が
生骨に近いインプラント材料であり、細胞や組織との’
’なじみ’’を補う為の気孔径のコントロールを考慮す
る必要度が少ない７ことも明らかにされている。
として、骨や歯のミネラルの主体をなすアパタイトＣａ
Ｏ（ＰＯ。）３ＯＨが注目さノれ始めた。このアパタイ
ト焼結体は、その成分および結晶構造上、生体親和性が
生骨に近いインプラント材料であり、細胞や組織との’
’なじみ’’を補う為の気孔径のコントロールを考慮す
る必要度が少ない７ことも明らかにされている。
しかし、このアパタイト焼結体は焼結性が悪く、機械的
強度が弱いという問題点がある。
強度が弱いという問題点がある。
本発明の目的は、上記問題点を改善する為、新たに（Ｃ
ａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を添加することによつて焼結
性の改善及び機械的強度の増大を図ることである。即ち
、（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２添加の効果は、この（
Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２が焼結時の結晶粒成長を抑
え、あるいはアパタイトのＣａ欠損部を補つて、アパタ
イト焼結体の機械的強度の増大に寄与している点にある
。以下、本発明の概要を二つの製法実施例について述べ
る。
ａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を添加することによつて焼結
性の改善及び機械的強度の増大を図ることである。即ち
、（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２添加の効果は、この（
Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２が焼結時の結晶粒成長を抑
え、あるいはアパタイトのＣａ欠損部を補つて、アパタ
イト焼結体の機械的強度の増大に寄与している点にある
。以下、本発明の概要を二つの製法実施例について述べ
る。
一つは、合成された非晶質アパタイト粉末にＭｇ３（Ｐ
Ｏ４）２等のＭｇイヒ合物を添加して仮焼することによ
り、（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．０１〜３重量
％含んだＣａ５（ＰＯ４）３０Ｈを生成する方法であり
、もう一つは、アパタイト合成時Ｍｇ（０Ｈ）２を添加
して得られた粉末を仮焼することにより、（Ｃａ，Ｍｇ
）３（ＰＯ４）２を０．０１〜３重量％含んだＣａ５（
ＰＯ４）３０Ｈを生成する方法である。前者の場合はＣ
ａ化合物０．０３〜７．０モル％とＭｇ化合物０．０３
〜７．０モル％と非晶質アパタイトＣａｌＯ−ＸＨＸ（
ＰＯ４）６（０Ｈ）２−ェＹＨ２Ｏ（但しＯ≦Ｘ≦１，
ｙ≦ｘ）の９９．９４〜８６．０モル％よりなる混合粉
末を出発原料とするものてあり、この粉末をＮ等の不活
性ガス中、又は空気中で４００〜１０００゜Ｃて約０．
１〜２ｈｒ仮焼する。
Ｏ４）２等のＭｇイヒ合物を添加して仮焼することによ
り、（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．０１〜３重量
％含んだＣａ５（ＰＯ４）３０Ｈを生成する方法であり
、もう一つは、アパタイト合成時Ｍｇ（０Ｈ）２を添加
して得られた粉末を仮焼することにより、（Ｃａ，Ｍｇ
）３（ＰＯ４）２を０．０１〜３重量％含んだＣａ５（
ＰＯ４）３０Ｈを生成する方法である。前者の場合はＣ
ａ化合物０．０３〜７．０モル％とＭｇ化合物０．０３
〜７．０モル％と非晶質アパタイトＣａｌＯ−ＸＨＸ（
ＰＯ４）６（０Ｈ）２−ェＹＨ２Ｏ（但しＯ≦Ｘ≦１，
ｙ≦ｘ）の９９．９４〜８６．０モル％よりなる混合粉
末を出発原料とするものてあり、この粉末をＮ等の不活
性ガス中、又は空気中で４００〜１０００゜Ｃて約０．
１〜２ｈｒ仮焼する。
出発原料としてのＣａ化合物にはＣａ（０Ｈ）２，Ｃａ
Ｃ０３，Ｃａ０等があり、Ｍｇ化合物としては（Ｃａ，
Ｍｇ）３（ＰＯ４）２，Ｍｇ３，（ＰＯ４）２，ＭｇＨ
Ｐ０４，Ｍｇ（Ｈ２ＰＯ４）２，ＭｇＳ０４，ＭｇＣ０
３，Ｍｇ（０Ｈ）２，Ｍｇ０等がある。また、非晶質ア
パタイトとしては例えばｘ＝１，ｙ＝０のときにはＣａ
３（ＰＯ４）２があり、ｘ＝０，ｙ＝０のときにはＣａ
，（ＰＯ４）３０Ｈがある。な？８お、出発原料の混合
は粉末混合、又は懸濁液混合が考えられるが、焼結後の
特性としては懸濁液混合が望ましい。次に、仮焼した粉
末を金型ブレス，ラバープレス，ホットブレス，高温高
圧ガスブレス等で圧縮形成後、不活性ガス中、又は空気
中で４００〜１７００℃で約０．１〜１０ｈｒ焼結する
。
Ｃ０３，Ｃａ０等があり、Ｍｇ化合物としては（Ｃａ，
Ｍｇ）３（ＰＯ４）２，Ｍｇ３，（ＰＯ４）２，ＭｇＨ
Ｐ０４，Ｍｇ（Ｈ２ＰＯ４）２，ＭｇＳ０４，ＭｇＣ０
３，Ｍｇ（０Ｈ）２，Ｍｇ０等がある。また、非晶質ア
パタイトとしては例えばｘ＝１，ｙ＝０のときにはＣａ
３（ＰＯ４）２があり、ｘ＝０，ｙ＝０のときにはＣａ
，（ＰＯ４）３０Ｈがある。な？８お、出発原料の混合
は粉末混合、又は懸濁液混合が考えられるが、焼結後の
特性としては懸濁液混合が望ましい。次に、仮焼した粉
末を金型ブレス，ラバープレス，ホットブレス，高温高
圧ガスブレス等で圧縮形成後、不活性ガス中、又は空気
中で４００〜１７００℃で約０．１〜１０ｈｒ焼結する
。
後者の場合は、Ｍｇ（０Ｈ）２を０．００４〜１．鍾量
％含んだＣａ（０Ｈ）２の混合懸濁液に充分攪拌しなが
ノら所定量のＨ３ＰＯ４を滴下することによつて合成し
て得られた粉末を出発原料とするものであり、仮焼、形
成、焼結条件は前者の方法に準する。
％含んだＣａ（０Ｈ）２の混合懸濁液に充分攪拌しなが
ノら所定量のＨ３ＰＯ４を滴下することによつて合成し
て得られた粉末を出発原料とするものであり、仮焼、形
成、焼結条件は前者の方法に準する。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。実
施例１ ２００メッシュ通過のＣａ３（ＰＯ４）２とＣａ（０Ｈ
）２をモル比３で懸濁液混合後、添加物としての（Ｃａ
，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．５重量％加えて常温で約
１ｈｒ攪拌混合した。
施例１ ２００メッシュ通過のＣａ３（ＰＯ４）２とＣａ（０Ｈ
）２をモル比３で懸濁液混合後、添加物としての（Ｃａ
，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．５重量％加えて常温で約
１ｈｒ攪拌混合した。
混合終了後、水洗乾燥した粉末を９００′Ｃの空気中で
約１ｈｒ仮焼した。仮焼終了後、水洗乾燥して生成され
た（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．５重量％含むＣ
ａ５（ＰＯ４）３０Ｈ粉末を４００ｋ９１ＣＴ１の圧力
下て圧縮成形後、この圧粉体を１３００℃の空気中で約
１ｈｒ焼結した。この焼結体をＸ線回折の結果、回折レ
ベルで純粋なアパタイト焼結体であることが確認された
。第１表は仮焼後の（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２の含
有量を種々変化させた粉末による焼結体の粒径、相対密
度及ひ圧縮強度を示す。実施例２４Ｍｇ （０Ｈ）２を０．踵量％含んだＣａ（０Ｈ）２の攪拌混
合懸濁にＣａ（０Ｈ）２／Ｈ３ＰＯ４がモル比１．６７
になるようにＨ３ＰＯ４を滴下して常温で約４ｈｒ熟成
した。
約１ｈｒ仮焼した。仮焼終了後、水洗乾燥して生成され
た（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．５重量％含むＣ
ａ５（ＰＯ４）３０Ｈ粉末を４００ｋ９１ＣＴ１の圧力
下て圧縮成形後、この圧粉体を１３００℃の空気中で約
１ｈｒ焼結した。この焼結体をＸ線回折の結果、回折レ
ベルで純粋なアパタイト焼結体であることが確認された
。第１表は仮焼後の（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２の含
有量を種々変化させた粉末による焼結体の粒径、相対密
度及ひ圧縮強度を示す。実施例２４Ｍｇ （０Ｈ）２を０．踵量％含んだＣａ（０Ｈ）２の攪拌混
合懸濁にＣａ（０Ｈ）２／Ｈ３ＰＯ４がモル比１．６７
になるようにＨ３ＰＯ４を滴下して常温で約４ｈｒ熟成
した。
熟成終了後、杉洗乾燥した粉末を９００℃の空気中で約
１ｈｒ仮焼して（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．５
重量％含むＣａ５（ＰＯ４）３０什扮末を得た。以下の
プロセスは実施例１に準する。第２表は仮焼後の（Ｃａ
，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２の含有量を種々変化させた粉末
による焼結体の粒径、相対密度及び圧縮強度を示す。実
施例３ 実施例２と同様なプロセスで生成した（Ｃａ，Ｍｇ）３
（ＰＯ４）２を０．５重量％含むＣａ５（ＰＯ４）３０
Ｈ粉末をホットブレス用高純度アルミナ型に入れ、圧力
２００ｋ９１ｃｄ１温度１２００゜Ｃ１時間１紛の条件
下て１０＊＊×２０φ７ＴＬＩ７ｎの大きさにホットブ
レスした。
１ｈｒ仮焼して（Ｃａ，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２を０．５
重量％含むＣａ５（ＰＯ４）３０什扮末を得た。以下の
プロセスは実施例１に準する。第２表は仮焼後の（Ｃａ
，Ｍｇ）３（ＰＯ４）２の含有量を種々変化させた粉末
による焼結体の粒径、相対密度及び圧縮強度を示す。実
施例３ 実施例２と同様なプロセスで生成した（Ｃａ，Ｍｇ）３
（ＰＯ４）２を０．５重量％含むＣａ５（ＰＯ４）３０
Ｈ粉末をホットブレス用高純度アルミナ型に入れ、圧力
２００ｋ９１ｃｄ１温度１２００゜Ｃ１時間１紛の条件
下て１０＊＊×２０φ７ＴＬＩ７ｎの大きさにホットブ
レスした。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ （Ｃａ，Ｍｇ）＿３（ＰＯ＿４）＿２を０．０１〜
３重量％含んだアパタイトＣａ＿５（ＰＯ＿４）＿３Ｏ
Ｈ粉末を成形、焼結して得られるアパタイト焼結体。 ２ Ｃａ化合物の０．０３〜７．０モル％とＭｇ化合物
の０．０３〜７．０モル％と非晶質アパタイトＣａ＿１
＿０＿−＿ｘＨ＿ｘ（ＰＯ＿４）＿６（ＯＨ）＿２＿−
＿ｘｙＨ＿２Ｏ（但し、０≦ｘ≦１、ｙ≦ｘ）の９９．
９４〜８６．０モル％よりなる混合粉末の仮焼により、
（Ｃａ，Ｍｇ）＿３（ＰＯ＿４）＿２を０．０１〜３重
量％含んだアパタイトＣａ＿５（ＰＯ＿４）＿３ＯＨ粉
末を生成し、該粉末を、ホットプレス、高温高圧ガスプ
レス等で圧縮成形後、不活性ガス中又は空気中で焼結し
て得られるアパタイト焼結体の製造方法。 ３ Ｍｇ（ＯＨ）＿２を０．００４〜１．２重量％含ん
だＣａ（ＯＨ）＿２の混合懸濁液に所定量のＨ＿３ＰＯ
＿４を滴下して合成した粉末の仮焼により、（Ｃａ，Ｍ
ｇ）＿３（ＰＯ＿４）＿２を０．０１〜３重量％含んだ
アパタイトＣａ＿５（ＰＯ＿４）＿３ＯＨ粉末を生成し
、該粉末を、ホットプレス、高温高圧ガスプレス等で圧
縮成形後、不活性ガス中又は空気中で焼結して得られる
アパタイト焼結体の製造法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51064184A JPS6050743B2 (ja) | 1976-06-02 | 1976-06-02 | アパタイト焼結体及びその製造方法 |
| GB23080/77A GB1548066A (en) | 1976-06-02 | 1977-06-01 | Sintered apatite body |
| DE19772724972 DE2724972A1 (de) | 1976-06-02 | 1977-06-02 | Gesinterter apatitkoerper und verfahren zu dessen herstellung |
| US05/802,856 US4113500A (en) | 1976-06-02 | 1977-06-02 | Sintered apatite body |
| US05/887,913 US4149894A (en) | 1976-06-02 | 1978-03-17 | Process for producing an apatite powder having improved sinterability |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51064184A JPS6050743B2 (ja) | 1976-06-02 | 1976-06-02 | アパタイト焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52147606A JPS52147606A (en) | 1977-12-08 |
| JPS6050743B2 true JPS6050743B2 (ja) | 1985-11-09 |
Family
ID=13250708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51064184A Expired JPS6050743B2 (ja) | 1976-06-02 | 1976-06-02 | アパタイト焼結体及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4113500A (ja) |
| JP (1) | JPS6050743B2 (ja) |
| DE (1) | DE2724972A1 (ja) |
| GB (1) | GB1548066A (ja) |
Families Citing this family (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4308064A (en) * | 1978-10-19 | 1981-12-29 | Ngk Spark Plugs Co., Ltd. | Phosphate of calcium ceramics |
| DE2905878A1 (de) * | 1979-02-16 | 1980-08-28 | Merck Patent Gmbh | Implantationsmaterialien und verfahren zu ihrer herstellung |
| FR2460657A1 (fr) * | 1979-07-12 | 1981-01-30 | Anvar | Implant biodegradable utilisable comme piece de prothese osseuse |
| US4337316A (en) * | 1980-09-19 | 1982-06-29 | Ferro Corporation | Sanitary ware and process of production |
| US4673355A (en) * | 1982-10-25 | 1987-06-16 | Farris Edward T | Solid calcium phosphate materials |
| CA1247960A (en) | 1983-03-24 | 1989-01-03 | Hideki Aoki | Transcutaneously implantable element |
| JPS59232960A (ja) * | 1983-06-13 | 1984-12-27 | 科学技術庁無機材質研究所長 | 水酸アパタイト焼結体の製造法 |
| JPS6069007A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Kyocera Corp | 人工歯冠及びその製造法 |
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| JPS61235752A (ja) * | 1985-04-11 | 1986-10-21 | Asahi Optical Co Ltd | 細胞分離材、分離器および分離方法 |
| CA1256358A (en) * | 1985-05-16 | 1989-06-27 | Tadashi Nishino | Method of detecting carbon dioxide gas, element for detecting the gas and process for producing the same |
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| US4737411A (en) * | 1986-11-25 | 1988-04-12 | University Of Dayton | Controlled pore size ceramics particularly for orthopaedic and dental applications |
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| JP2608721B2 (ja) * | 1987-05-12 | 1997-05-14 | 旭光学工業株式会社 | リン酸カルシウム系材料の製造方法 |
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| DE3888079T2 (de) * | 1987-10-22 | 1994-07-14 | Asahi Optical Co Ltd | Poröses keramisches Material. |
| JP2657403B2 (ja) * | 1988-09-13 | 1997-09-24 | 旭光学工業株式会社 | 細胞の観察・培養器具 |
| DE3903695A1 (de) * | 1989-02-08 | 1990-08-09 | Merck Patent Gmbh | Resorbierbare knochenkeramik auf basis von tricalciumphosphat |
| JPH0832551B2 (ja) * | 1989-06-24 | 1996-03-29 | 旭光学工業株式会社 | 多孔質リン酸カルシウム系化合物粒子及びその製造方法 |
| US5534031A (en) * | 1992-01-28 | 1996-07-09 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Prosthesis for spanning a space formed upon removal of an intervertebral disk |
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