JPS6234559A - 骨内インプラントの製造方法 - Google Patents
骨内インプラントの製造方法Info
- Publication number
- JPS6234559A JPS6234559A JP17557085A JP17557085A JPS6234559A JP S6234559 A JPS6234559 A JP S6234559A JP 17557085 A JP17557085 A JP 17557085A JP 17557085 A JP17557085 A JP 17557085A JP S6234559 A JPS6234559 A JP S6234559A
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- core material
- ceramic
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- Pending
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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。
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。
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。特に最近十数部の間に骨や歯
根などおびただしいインプラントが行われ治療や機能回
復に大きな成果をおさめてきた。しかし、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
富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。
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。特に最近十数部の間に骨や歯
根などおびただしいインプラントが行われ治療や機能回
復に大きな成果をおさめてきた。しかし、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
富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。
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目されている。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、生体組織
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、頭形骨、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。
炭素を主体とした材料が注目されている。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、生体組織
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、頭形骨、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Ｍｉ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。
が細孔に侵入し、強固な固定が得られＭｉ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５２−１４０９５、同５２−８２８９
３ 、同５３−２８９９７および同５３−７５２０９号
公報に金属心ｔオ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。
ントとして特開昭５２−１４０９５、同５２−８２８９
３ 、同５３−２８９９７および同５３−７５２０９号
公報に金属心ｔオ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いう問題があ
った。
るニッケル、クロムなどが含まれているという問題があ
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。
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造法において
、金属芯材の最大表面ネ■さを１５〜１００μｍに粗面
化だ後、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。
、金属芯材の最大表面ネ■さを１５〜１００μｍに粗面
化だ後、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。
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り＜、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。
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り＜、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Ｃｏ−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、タンクルが望ましい。特に、
加工性、安全性の点からチタンが最も優れている。
から外科用に用いられて来たＣｏ−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、タンクルが望ましい。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、３８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
ルミニウムが適している。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。
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
ルミニウムが適している。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処理を施し表面を
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〆８射する。
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処理を施し表面を
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〆８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。
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、密着性および被膜の均質性の点から、
２０〜６０μｍにするのが最も望ましい。
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、密着性および被膜の均質性の点から、
２０〜６０μｍにするのが最も望ましい。
金属芯（オに上記の表面粗さを付与する方法には、研削
やサンドブラスト、グリッドブラストなどのａ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・ノチングによるものがある。これらの方
法の中ではブラストによるものと化学的なエツチングに
よるものが溶射材料の食い込み易い表面の得られる点で
望ましい。特にブラストと酸による工・ノチングを併用
した系は、最も良好な被膜密着性を得ることができる。
やサンドブラスト、グリッドブラストなどのａ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・ノチングによるものがある。これらの方
法の中ではブラストによるものと化学的なエツチングに
よるものが溶射材料の食い込み易い表面の得られる点で
望ましい。特にブラストと酸による工・ノチングを併用
した系は、最も良好な被膜密着性を得ることができる。
エツチングに使用する酸は、硫酸、塩酸、弗酸などをそ
れぞれ単独または混合して使用することができる。
れぞれ単独または混合して使用することができる。
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。
をあらす際にマスキングをしておく。
該骨内インプラント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。
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。
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（ＪＩＳ 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。
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ブラスト装置（英国メテ
コ社製ベンチブラスト’Ａ Ｃマンモス型）を用いてグ
リッドブラスト（ブラスト材はメチコライトＶＦ、圧力
３０ ｐｓｔ）を行なった。ブラスト後の最大表面粗さ
は１０μｍだった。
コ社製ベンチブラスト’Ａ Ｃマンモス型）を用いてグ
リッドブラスト（ブラスト材はメチコライトＶＦ、圧力
３０ ｐｓｔ）を行なった。ブラスト後の最大表面粗さ
は１０μｍだった。
ブラスト後の芯材を５０℃の３０％硫酸水溶液に７２時
間浸漬してエツチングを行なった。エツチング後の最大
表面粗さは５０μｍとなった。
間浸漬してエツチングを行なった。エツチング後の最大
表面粗さは５０μｍとなった。
続いてプラズマ溶射装置（メテコ社製、 ６ ＭＭ−６
３０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、８０重量％の水酸アパタイト（粒径１０〜１
００μｍ）および２０重量％の酸化アルミニウム（日本
研磨材製、ＷＡ １１１２０）の磨合扮末を平均約１５
０ μｍｒ￥−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遺骨作用圧められ
た。
３０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、８０重量％の水酸アパタイト（粒径１０〜１
００μｍ）および２０重量％の酸化アルミニウム（日本
研磨材製、ＷＡ １１１２０）の磨合扮末を平均約１５
０ μｍｒ￥−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遺骨作用圧められ
た。
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
グリッドブラストのみ行ないエツチング処理は施さなか
った。溶射面の最大表面粗さは１０μｍで、実施例の５
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１５０μｍ厚みになるように溶射した。
材を作成した。作成した試験片は実施例と同様な方法で
グリッドブラストのみ行ないエツチング処理は施さなか
った。溶射面の最大表面粗さは１０μｍで、実施例の５
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１５０μｍ厚みになるように溶射した。
溶射被膜の密着性は極めて不良で、ごく軽い衝撃で剥離
を生じインプラントとしての使用に耐えなかった。
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、しか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。
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、しか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。
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）は顎骨内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。
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）は顎骨内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。
Claims (2)
- （１）骨内インプラントの製造方法において、金属芯材
の最大表面粗さを１５〜１００μｍ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
トの製造方法。 - （２）金属芯材の粗面化が酸によるエッチングにより行
われる特許請求の範囲第（１）項記載の製造方法
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17557085A JPS6234559A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 骨内インプラントの製造方法 |
| 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17557085A JPS6234559A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 骨内インプラントの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6234559A true JPS6234559A (ja) | 1987-02-14 |
Family
ID=15998389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17557085A Pending JPS6234559A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | 骨内インプラントの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6234559A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5128146A (en) * | 1987-12-21 | 1992-07-07 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Apatite coated article and process for producing the same |
| US6153266A (en) * | 1997-12-08 | 2000-11-28 | Japan As Represented By Director General Agency Of Industrial Science And Technology | Method for producing calcium phosphate coating film |
| JP2004337616A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Implant Innovations Inc | チタン合金製インプラント用の表面処理プロセス |
| US7780975B2 (en) | 2002-08-27 | 2010-08-24 | Contamination Control Services | Biomaterial having apatite forming ability |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4990314A (ja) * | 1972-12-28 | 1974-08-29 |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP17557085A patent/JPS6234559A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4990314A (ja) * | 1972-12-28 | 1974-08-29 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5128146A (en) * | 1987-12-21 | 1992-07-07 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Apatite coated article and process for producing the same |
| US6153266A (en) * | 1997-12-08 | 2000-11-28 | Japan As Represented By Director General Agency Of Industrial Science And Technology | Method for producing calcium phosphate coating film |
| US7780975B2 (en) | 2002-08-27 | 2010-08-24 | Contamination Control Services | Biomaterial having apatite forming ability |
| JP2004337616A (ja) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Implant Innovations Inc | チタン合金製インプラント用の表面処理プロセス |
| US11015253B2 (en) | 2003-05-16 | 2021-05-25 | Biomet 3I, Llc | Surface treatment process for implants made of titanium alloy |
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