JPS6221747B2 - - Google Patents

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JPS6221747B2
JPS6221747B2 JP58049554A JP4955483A JPS6221747B2 JP S6221747 B2 JPS6221747 B2 JP S6221747B2 JP 58049554 A JP58049554 A JP 58049554A JP 4955483 A JP4955483 A JP 4955483A JP S6221747 B2 JPS6221747 B2 JP S6221747B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tricalcium phosphate
phase
aluminum fluoride
powder
phase transition
Prior art date
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Expired
Application number
JP58049554A
Other languages
English (en)
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JPS59174567A (ja
Inventor
Motozo Kawamura
Riichi Kurokawa
Takashi Etsuno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP58049554A priority Critical patent/JPS59174567A/ja
Publication of JPS59174567A publication Critical patent/JPS59174567A/ja
Publication of JPS6221747B2 publication Critical patent/JPS6221747B2/ja
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、人工骨、人工歯根などの生体材料と
して有用な高強度β―リン酸三カルシウム焼結体
の製法に関するものである。 β―リン酸三カルシウム焼結体は、生体親和性
が良好なことから、整形外科や口腔外科の治療に
際し、骨の欠損部の補填に使用される人工骨、人
工歯根の材料として注目されている。 このものは、通常、リン酸三カルシウムの粉末
を成形したのち、焼成することによつて製造され
ているが、他のリン酸カルシウム系材料例えば水
酸アパタイトに比較して機械的強度が低いという
欠点を有している。 その原因の1つとして、リン酸三カルシウムに
は低温安定型のβ―リン酸三カルシウムと、高温
安定型のα―リン酸三カルシウムが存在し、1180
℃でβ相からα相へ相転移する際に体積膨張を生
じ、焼結体組織が弱化することを挙げることがで
きる。このような相転移に伴う弱化を避けるため
に、相転移温度の1180℃以下で加熱処理する方法
が提案されているが、リン酸三カルシウムは、
1200℃よりも低い温度では焼結が不十分となり満
足すべき強度を得ることができない。したがつ
て、これまで十分高い強度をもつβ―リン酸三カ
ルシウムを得ることが、この分野における重要な
課題となつていた。 本発明者らは、高強度のβ―リン酸三カルシウ
ムを得るために、種々研究を重ねた結果、フツ化
アルミニウムが、リン酸三カルシウムのβ相から
α相への転移を抑制する作用を有していること、
したがつて、これを少量添加したβ―リン酸三カ
ルシウムは1180℃以上に加熱しても体積膨張を生
じるおそれがないことを見出し、この知見に基づ
いて本発明をなすに至つた。 すなわち、本発明は、β―リン酸三カルシウム
1モルに対し、フツ化アルミニウムを0.02〜0.10
モルの範囲の量で添加し、成形したのち1200〜
1400℃の範囲の温度で焼結することを特徴とする
β―リン酸三カルシウム焼結体の製法を提供する
ものである。 本発明で用いたβ―リン酸三カルシウムは、公
知の方法に従い、例えばリン酸水素カルシウム
(CaHPO4・2H2O)を850℃で仮焼してβ―
2CaO・P2O5を生成し、次いでこれに等モルの炭
酸カルシウム(CaCO3)を混合し、1050℃で加熱
することによつて製造されたものを用いることが
できる。 本発明方法においては、このようにして得たβ
―リン酸三カルシウムの粉末に、フツ化アルミニ
ウム(AlF3)をβ―リン酸三カルシウム1モル当
り0.02〜0.10モル、好ましくは0.06〜0.08モルの
範囲の割合で添加したものを原料として用いるこ
とが必要である。 このフツ化アルミニウムの添加量が、これより
も少ないと、β相からα相への相転移を十分に抑
制することができない。またフツ化アルミニウム
の添加量が0.10モルを超えると、β―リン酸三カ
ルシウムと反応して生じるフツ素アパタイトの量
が多くなり、リン酸三カルシウムがもつ望ましい
性質例えば曲げ強度がそこなわれることになる。 フツ化アルミニウムを添加するとリン酸三カル
シウムのβ相からα相への相転移が抑制されるの
は、次の理由によるものと思われる。 すなわち、熱分析及び熱天秤による測定結果か
ら、フツ化アルミニウムの分解ピーク温度は、
1200℃前後にあることが分るが、この分解で生じ
たフツ素はリン酸三カルシウムと迅速に反応して
フツ素アパタイトを生成する。 一方、フツ素から分離した、活性状態にあるア
ルミニウム原子は、β―リン酸三カルシウムの結
晶格子中に拡散し容易に固溶するが、この固溶が
結晶の自由エネルギーを低下させ、その結果、相
転移温度を引き上げることになる。 本発明方法に従い、β―リン酸三カルシウム焼
結体を製造するには、β―リン酸三カルシウムと
フツ化アルミニウムの粉末混合物を適当な成形手
段例えばプレス成形で、所定の形状に成形し、例
えば電気炉を用いて1200〜1400℃の温度で焼結す
る。この際の焼結時間は、30分ないし2時間程度
である。このようにして得られた焼結体は、β相
からα相への相転移による体積膨張がなく、密度
低下を生じていないため、優れた機械的強度を有
している。したがつて、このものは人工骨、人工
歯根の材料として好適に使用することができる。 次に参考例、実施例により本発明をさらに詳細
に説明する。 参考例 リン酸水素カルシウム(CaHPO4・2H2O)を
850℃で5時間仮焼し、得られた焼成物(2CaO・
P2O5)に等モルの炭酸カルシウム(CaCO3)を加
え、ボールミル中で湿式混合する。次にこの混合
物を乾燥して粉末混合物とし、これを1050℃にお
いて24時間加熱処理し、その処理物をボールミル
で48時間湿式粉末し、乾燥することによりβ―リ
ン酸三カルシウムの粉末を調製する。 このようにして得たβ―リン酸三カルシウムの
粉末に異なつた割合でフツ化アルミニウム粉末を
加え、ボールミルを用いて均一になるまで湿式混
合した。 このようにして得た粉末混合物について、それ
ぞれ1200℃、1250℃、1300℃及び1350℃で1時間
焼結したときの相転移率を計算し、その結果をグ
ラフとして第1図に示す。この際の相転移率は、
β―リン酸三カルシウムとα―リン酸三カルシウ
ムの合計量に対するα―リン酸三カルシウムの割
合(%)を示したものである。 グラフ中、曲線Aは焼結温度1200℃、曲線Bは
焼結温度1250℃、曲線Cは焼結温度1300℃、曲線
Dは焼結温度1350℃の場合をそれぞれ示す。 次にフツ化アルミニウムの添加量をβ―リン酸
三カルシウム1モル当り0.06モルとし、異なつた
焼結温度で1時間焼結して得た焼結体の曲げ強度
を次表に示す。
【表】 リン酸三カルシウム焼結体で2000Kgf/cm2を超
える曲げ強度は、従来の水準をはるかに超える
が、これはβ―リン酸三カルシウム結晶の相転移
をフツ化アルミニウムを僅か0.06〜0.08モル添加
することによつて抑制し1300、1350℃の高温度で
β―リン酸三カルシウムの焼結を可能にしたため
である。 実施例 1 参考例で得たβ―リン酸三カルシウム1モルに
対しフツ化アルミニウム0.04モルを均一に混合し
た粉末を調製し、50mmφ、厚み6mmの円板をプレ
ス成形した。これを電気炉で1250℃で1時間保持
したのち炉内放冷して焼結体について曲げ強度及
び生成結晶相を測定し次の結果を得た。 曲げ強度:1140Kgf/cm2 β→α相転移率(%):33% 実施例 2 参考例で得たβ―リン酸三カルシウム1モルに
対してフツ化アルミニウム0.06モルを混合した粉
末を調製し実施例1と同様に円板をプレス成形し
て1300℃で1時間保持する条件で焼結した。この
焼結体の性質は次のようであつた。 曲げ強度:2060Kgf/cm2 β→α相転移率(%):26% 実施例 3 β―リン酸三カルシウム1モルに対しフツ化ア
ルミニウム0.08モルを添加した粉末を調製し実施
例1,2と同様の円板をプレス成形して1350℃で
1時間保持の条件で焼結した。得られた焼結体の
性質は次のようであつた。 曲げ強度:1530Kgf/cm2 β→α相転移率(%):19%
【図面の簡単な説明】
第1図はβ―リン酸三カルシウムに対するフツ
化アルミニウムの添加率(モル比)とβ―リン酸
三カルシウムの相転移率の関係を表わすグラフで
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 β―リン酸三カルシウム1モルに対し、フツ
    化アルミニウムを0.02〜0.10モルの範囲の量で添
    加し、成形したのち1200〜1400℃の範囲の温度で
    焼結することを特徴とするβ―リン酸三カルシウ
    ム焼結体の製法。
JP58049554A 1983-03-24 1983-03-24 β−リン酸三カルシウム焼結体の製法 Granted JPS59174567A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58049554A JPS59174567A (ja) 1983-03-24 1983-03-24 β−リン酸三カルシウム焼結体の製法

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59174567A JPS59174567A (ja) 1984-10-03
JPS6221747B2 true JPS6221747B2 (ja) 1987-05-14

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ID=12834413

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JP58049554A Granted JPS59174567A (ja) 1983-03-24 1983-03-24 β−リン酸三カルシウム焼結体の製法

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2143733A1 (en) * 1994-03-02 1995-09-03 Yoshikazu Umezu Alpha-tricalcium phosphate ceramic and production method thereof
CN1183058C (zh) * 1995-09-01 2005-01-05 米列姆·贝尔罗吉克公司 特别适于维持骨细胞活性的人造稳定的磷酸钙相组合物

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59174567A (ja) 1984-10-03

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