JPS6234558A - 骨内インプラントの製法 - Google Patents

骨内インプラントの製法

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JPS6234558A
JPS6234558A JP17556885A JP17556885A JPS6234558A JP S6234558 A JPS6234558 A JP S6234558A JP 17556885 A JP17556885 A JP 17556885A JP 17556885 A JP17556885 A JP 17556885A JP S6234558 A JPS6234558 A JP S6234558A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明4L有害な金属イオンの溶出のない骨内インプラ
ントの製造方法に関するものである。
近年、人工臓器、人工血管、人工骨、人工歯根などの人
工材料を生体内に挿入、置換して失われた生体の一部や
機能を回復させる、いわゆるインプラントロジーが脚光
をあびている。インプラントの試みは古代まで遡ること
が出来ると言われている。特に最近士数年の間に骨や歯
根などおびただしいインプラントが行われ治療やJa能
回復に大きな成果をおさめてきた。しがし、いまだに生
体材料として、生体に親和性があり、安全でかつ耐久性
に冨むという必要十分な条件を満足する人工骨や人工歯
根はないのが現状である。
従来、主に人工骨や人工歯根に使われて来た金属系の材
料としてはコバルト−クロム系合金、ステンレス鋼、チ
タン、タンタルなどがある。
一方、近年セラミック材料としてはアルミナ、あるいは
炭素を主体とした材料が注口されている。金属材料は機
械的強度、特に衝撃強度的には優れているが、生体m織
への親和性に問題が多い。例えば金属イオンが溶出して
インプラント周辺の骨細胞の細胞毒として作用する。あ
るいは熱伝導が良すぎることに起因すると考えられる遺
骨作用への障害がある。金属材料の中でも特にチタン、
タンタルは耐蝕性が優れており、頭骸骨、骨折部の固定
プレートや顎骨内インプラントなどとして1940年頃
から使用されているが、必ずしも満足できるものではな
い。
一方、セラミックスは一般に骨との親和性が良く骨組織
が細孔に侵入し、強固な固定が得られ組織と反応せず、
耐久性に富む(腐食分解に強い)という長所のある反面
、衝撃に弱いという短所がある。
従来、金属とセラミックスの特徴を兼ね備えたインプラ
ントとして特開昭5244095、同52−82893
 、同53−28997および同53−75209号公
報に金属心材の表面にセラミックスを溶射コーティング
したものが提案されている。しかし、これらの方法はい
ずれもセラミックコーティング層の接着性を上げるため
に、自己結合性のボンディング材を使用していた。これ
らボンディング材には溶出した場合生体為害性のあるニ
ッケル、クロムなどが含まれているとしくう問題があっ
た。
本発明はセラミックスの上記のような長所を失うことな
く、衝撃強度があり割れにくく、しかも生体にとって為
置注のある金属イオンを溶出しない骨内インプラントを
提供するものである。
すなわち本発明は、骨内インプラントの製法において、
金属芯材の表面に水素化チタンを溶射して、最大表面ネ
Hさを15〜100 μmにt■面化た後、セラミック
スを溶射して金属芯材の表面にセラミックコーティング
を形成させることを特徴とする骨内インプラントの製造
方法を提供する。
本発明によれば生体にとって有害な金属を含むボンディ
ング材を使用せずに上記の特長を有する骨内インプラン
トを製造することが出来る。
以下図面により本発明について詳細に説明する。
第1図はイヌ下顎骨内インプラントの一例の模式図であ
る。図中1は下顎骨、2および3は天然歯、4は人工歯
根、5は4の人工歯根上に装着した人工歯(冠)である
。第2図は本発明に係る顎骨内インプラントの一例の一
部欠損図で、図中6は金属製インプラント(芯材)、7
は金属に達していない未貫通の気孔を含むセラミック層
である。本発明は第2図に示すごとく金属製インプラン
ト材外周にセラミックスコーティングを施すことにより
衝撃に対しては割れに<(、かつインプラントの骨組織
には、セラミックス同様に作用するようにしたものであ
る。
本発明で用いる金属製インプラント芯材としては、従来
から外科用に用いられて来たGo−Cr系合金、ステン
レス鋼、チタン、チタン合金、タンタル、ジルコニウム
などの生体組織に為害作用が極めて少なく、かつ適当な
機械的強度を有しているものはそのまま使用できる。こ
れらの金属材料の中でも、耐蝕性の点から、チタン、チ
タン合金、ジルコニウム、タンタルが望ましい、特に、
加工性、安全性の点からチタンが最も優れている。
またセラミックとしては、水酸アパタイト、燐酸カルシ
ウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ンなどの材料が単独あるいは混合物として使用できる。
セラミック層内の気孔を制御するために、若干の陶材を
上記溶射材料に混溶射するか、あるいは溶射被膜上に焼
き付は使用することもできる。その場合にはデンチン、
エナメル陶材が使用できる。これらの材料のなかでも生
体との親和性の点から、水酸アパタイトおよび酸化アル
ミニウムが通している。特に水酸アパタイトと酸化アル
ミニウムを混合して使用する系は生体との馴染みが最も
よい。
本発明の骨内インプラントを得る方法としては、金属材
料を切削加工、鋳造、鍛造、打ち抜き、放電加工、レー
ザー加工あるいは粉末冶金法などの方法で所定の形状に
加工する。得られた金属芯材の表面に水素化チタンを溶
射して表面を粗面化する。続いてセラミック材料を市販
の溶射装置、好ましくはプラズマ溶射装置を用いて溶射
する。
金属芯材の最大表面粗さとしては、15μmから100
 μmの間が望ましい。15μmより小さいと溶射した
セラミック被膜の密着力が不足する。
また100 μmより大きいと薄く均質なセラミック被
膜を形成することが困難になるので好ましくない。特に
最大表面粗さは、密着性および披膜の均質性の点から、
20〜60μmにするのが最も望ましい。
本発明においては水素化チタンの溶射の旧に予め金属芯
材に研削やサンドブラスト、グリッドプラストなどの機
械的な方法の他に酸、アルカリによる化学的なエツチン
グおよび電解による工、/チングなどの前処理をした表
面にチタンの溶射コーティングを施すことが好ましい。
チタンのコーティング材料としては、溶射時の熱で分解
することによりチタンを生成する水素化チタンが望まし
い。また溶射の方法としては、チタンの酸化を防ぐため
プラズマ溶射が最適である。
チタンのコーティングは従来の溶出し易い金属を含む自
己結合性ボンディング材と異なり、実質上生体内で溶出
しないためインプラント材ず4として使用した場合の為
置注がない特長がある。
セラミックの溶射に際して溶射不要の箇所は芯材の表面
をあらす際にマスキングをしておく。
該骨肉インブラン1−の使用部位によっては、例えば人
工関節の場合などセラミックス層表面にかなりの程度平
滑性が要求される場合もある。
その場合は陶材を塗布し、真空炉で焼成する操作を繰り
返して目的とする骨内インプラントを得る。
以下実施例により本発明の説明を行なう。
実施例 チタン材(JI3 2種)を用いて骨内インプラント芯
材を作成した。即ちチタンを放電加工で切り出し研磨し
骨内インプラント芯材を得た。
この金属製インプラント芯材をプラスト装置(英国メテ
コ社製ヘンチブラスト装置マンモス型)を用いてグリッ
ドプラスト(ブラスト材はメチコライNIF、圧力30
 psi)を行なった。プラスト後の最大表面粗さは1
0IImだった。
続いてプラズマ溶射装置(メテコ社製+6FI門−63
0型電源供給装置付き)により、アルゴン−水素プラズ
マジェットフレーム(アーク電流500アンペア)を発
生させ、先ず第1層とじて水素化チタン粉末(メテコ社
、粉末番号XP−1157)を溶射し、芯材の全面に厚
さ約50μmの被膜を形成した。得られた被膜の組成は
X線回折測定でチタンであることを(,11,Bした。
f9射後の最大表面粗さは40μmだった。第2層は8
0重量%の水酸アパタイト(粒径10〜100μm)お
よび20重量%の酸化アルミニウム(日本研磨材製、W
A11120)の混合粉末を平均約150 μm厚みに
なるように溶射した。溶射被膜の密着性は良好で、角度
160度程度の曲げ加工を行なっても被膜の剥離は生じ
なかった。本島を犬下顎骨内に埋入し、3ケ月を経過し
た時点でX線透視観察を行なった結果、該インプラント
周辺には緻密質の造骨作用認められた。       
      4゜比較例 実施例とすべて同様にチタン材を用いてインプラント芯
材を作成した。作成した試験片は実施例と同様な方法で
グリッドプラストした。ブラスト後の最大表面粗さは1
0μmで、実施例でチタンの第一層を施した表面粗さと
比べると4分の1であった。この試験片に実施例と同様
のプラズマ溶射を水酸アパタイトおよび酸化アルミニウ
ムの混合粉末が、平均約150I!m厚みになるように
2容射した。
溶射被膜の密着性は極めて不良で、ごく軽い衝撃で着1
離を生じインプラントとしての使用に耐えなかった。
以上述べた通り、本発明は金属の外周にセラミックのプ
ラズマ溶射層を形成させることにより、割れやすいセラ
ミック製インプラントの欠点を改良し、金属並の機械的
強度を有し、しがも骨組織との親和性がセラミックスと
同等である骨内インプラントを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は下顎骨内インプラント装着の一例の模式図であ
る。図中1は下顎骨、2および3は天然歯、4は本発明
による下顎骨内インプラント、5は4の下顎骨内インプ
ラント上に装着した人工歯(冠)を示す。 第2図(A)は顎骨的インプラントの一例の一部欠損の
正面図、(B)はその側面図である。 図中6は所定の表面粗さを有する金属芯材、7は水素化
チタンのプラズマ溶射層、8はセラミックスを主たる成
分とするプラズマ溶射層である。 第1 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 骨内インプラントの製法において、金属芯材の表面に水
    素化チタンを溶射して、最大表面粗さを15〜100μ
    mに粗面化した後、セラミックスを溶射して金属芯材の
    表面にセラミックコーティングを形成させることを特徴
    とする骨内インプラントの製法。
JP60175568A 1985-08-08 1985-08-08 骨内インプラントの製法 Expired - Fee Related JPH0829150B2 (ja)

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JP60175568A JPH0829150B2 (ja) 1985-08-08 1985-08-08 骨内インプラントの製法
US06/890,286 US4818559A (en) 1985-08-08 1986-07-29 Method for producing endosseous implants
DE8686306173T DE3679361D1 (de) 1985-08-08 1986-08-08 Verfahren zur herstellung endossaler implantate.
EP86306173A EP0212929B1 (en) 1985-08-08 1986-08-08 Method for producing endosseous implants

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