JPS6244262A - ハイドロキシアパタイト複合材料 - Google Patents
ハイドロキシアパタイト複合材料Info
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Landscapes
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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】
（産業上の利用分野）
この発明は、金属材料と、ハイドロキシアパタイトを主
成分とする生体活性材料とからなる複合材料に関するも
のであり、特に人工歯１人工骨、人工関節などに好適な
ものである。
成分とする生体活性材料とからなる複合材料に関するも
のであり、特に人工歯１人工骨、人工関節などに好適な
ものである。
（従来の技術）
人工歯材料として、金属冠の外周に、酸化ジルコニウム
または酸化ジルコニウムおよび酸化アルミニウム混合物
を主成分とするセラミック溶射層、および陶材焼付層を
形成した複合材料が知られている（特公昭５５−４６７
３１号公報、特公昭５６−１４２９５号公報参照）。こ
れらの陶材としては、焼成温度８００−１１００℃で焼
付可能なもので、５ｉｏｔ、 Ａｔ＊○１、Ｃａｂ、に
、０１Ｎａ−０、Ｚ ｒ Ｏ，、Ｔ ｉ Ｏ，、ＢａＯ
１Ｂ、Ｏ，、Ｓ ｎ Ｏｘ等を成分とする混合物または
その溶融塩である。また金属芯体を、１００〜３００℃
における熱膨張係数が上記金属芯体のそれと実質的に等
しい生体活性ガラスの溶融液に浸漬したのち引き上げ、
これを放冷して上記ガラスのガラス転移温度に保持し、
しかるのち徐冷する歯科用インブラントの製造法が知ら
れている（特開昭５８−１１８７４６号公報参照）。
または酸化ジルコニウムおよび酸化アルミニウム混合物
を主成分とするセラミック溶射層、および陶材焼付層を
形成した複合材料が知られている（特公昭５５−４６７
３１号公報、特公昭５６−１４２９５号公報参照）。こ
れらの陶材としては、焼成温度８００−１１００℃で焼
付可能なもので、５ｉｏｔ、 Ａｔ＊○１、Ｃａｂ、に
、０１Ｎａ−０、Ｚ ｒ Ｏ，、Ｔ ｉ Ｏ，、ＢａＯ
１Ｂ、Ｏ，、Ｓ ｎ Ｏｘ等を成分とする混合物または
その溶融塩である。また金属芯体を、１００〜３００℃
における熱膨張係数が上記金属芯体のそれと実質的に等
しい生体活性ガラスの溶融液に浸漬したのち引き上げ、
これを放冷して上記ガラスのガラス転移温度に保持し、
しかるのち徐冷する歯科用インブラントの製造法が知ら
れている（特開昭５８−１１８７４６号公報参照）。
この歯科用インブラントにおける生体活性ガラスは、Ｓ
ｉｎ、３５〜６０モル％、Ｂ、０．５〜１５モル％、Ｎ
ａ、０１０〜３０モル％、ＣａＯ３〜４０モル％を主成
分とし、これにＴ ｉ Ｏ，、Ｐ、 Ｏ，、Ｋ、０１Ｌ
ｉｄ、、ＭｇＯ，ＡＩ、Ｏ，＋ＺｒＯ，＋Ｎｂ、○ｌ＋
Ｌ ａｔ Ｏ５＋ Ｔ ａ、 Ｏ，＋ Ｙ、Ｏ，、Ｆ
、を任意に適当量を配合したものである。
ｉｎ、３５〜６０モル％、Ｂ、０．５〜１５モル％、Ｎ
ａ、０１０〜３０モル％、ＣａＯ３〜４０モル％を主成
分とし、これにＴ ｉ Ｏ，、Ｐ、 Ｏ，、Ｋ、０１Ｌ
ｉｄ、、ＭｇＯ，ＡＩ、Ｏ，＋ＺｒＯ，＋Ｎｂ、○ｌ＋
Ｌ ａｔ Ｏ５＋ Ｔ ａ、 Ｏ，＋ Ｙ、Ｏ，、Ｆ
、を任意に適当量を配合したものである。
上記公知の陶材および生体活性ガラスは、いずれもＳｉ
ｎ、を多量に含み、骨の無機成分とは本質的に異なる材
料であるため、顎骨との化学結合性能が十分でないとい
う問題があった。
ｎ、を多量に含み、骨の無機成分とは本質的に異なる材
料であるため、顎骨との化学結合性能が十分でないとい
う問題があった。
歯や骨の無機成分は、ハイドロキシアパタイトＣａｌ＠
（ＰＯ，）、（ＯＮ）１ （略称ＨＡ Ｐ ）なる化学
物質で形成されていることはよく知られており、最近合
成１−Ｉ Ａ Ｐが骨と直接結合する最も親和性の高い
材料であることが判った。
（ＰＯ，）、（ＯＮ）１ （略称ＨＡ Ｐ ）なる化学
物質で形成されていることはよく知られており、最近合
成１−Ｉ Ａ Ｐが骨と直接結合する最も親和性の高い
材料であることが判った。
（発明が解決しようとする問題点）
上記合成ＨＡＰの融点は１４００〜１５００℃の範囲で
非常に高く、これを金属材料に直接融着させるには、加
圧下で融点付近まで加熱しなければならず。
非常に高く、これを金属材料に直接融着させるには、加
圧下で融点付近まで加熱しなければならず。
そのためにはＨＡＰよりも高い融点の金属材料が必要と
なり、現状では実現できない、従って合成）Ｉ Ａ Ｐ
自体の焼結温度を低下させる必要がある。
なり、現状では実現できない、従って合成）Ｉ Ａ Ｐ
自体の焼結温度を低下させる必要がある。
一方、ＨＡＰを金属材料に溶着させるために上記公知の
プラズマ溶射法を使用することができるが。
プラズマ溶射法を使用することができるが。
プラズマ溶射は非常に高温となるため、適切に取扱わな
いとＨＡＰの変質、分解が起こり易い。またプラズマジ
ェット装置は高価であり、その使用に相当な熟練を要し
、かつ多量の材料を必要とする。さらにＨＡＰの焼成品
は曲げ強度が小さいという問題があった。
いとＨＡＰの変質、分解が起こり易い。またプラズマジ
ェット装置は高価であり、その使用に相当な熟練を要し
、かつ多量の材料を必要とする。さらにＨＡＰの焼成品
は曲げ強度が小さいという問題があった。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、ＨＡ Ｐに小屋のリチウムを含有させてＨ
Ａ Ｐの融点を下げることにより、従来の陶材と同様に
通常の焼成法によって金属材に溶着させるようにし、し
かも［（Ａ Ｐの曲げ強度などの物性を向上させたもの
である。
Ａ Ｐの融点を下げることにより、従来の陶材と同様に
通常の焼成法によって金属材に溶着させるようにし、し
かも［（Ａ Ｐの曲げ強度などの物性を向上させたもの
である。
すなわちこの発明は、金属表面に、リチウム００１重量
％以上を含有したハイドロキシアパタイトが溶着された
ことを特徴とするハイドロキシアパタイト複合材料であ
る。
％以上を含有したハイドロキシアパタイトが溶着された
ことを特徴とするハイドロキシアパタイト複合材料であ
る。
リチウム含有のＨＡ Ｐを生成するには、種々の方法が
ある。第１の方法は、溶液法にて合成した微粉状のＨＡ
Ｐにリン酸リチウム（Ｌ ｉ、 Ｐ Ｑ）または炭酸リ
チウム（Ｌ ｉ、 Ｇ Ｏ，）などの熱分解性リチウム
化合物を添加した混合物を粉状またはペースト状で金属
表面に付着させたのち８００−１１００’Ｃにて焼結さ
せる方法である。第２の方法はＣａイオンとＰＯ，イオ
ンとの反応によって合成された第３リン酸カルシウムＣ
ａ、（Ｐ Ｏ，）＝ （略称ＴＣＰ）にＬ ｌｔ ＣＯ
ｌ、 Ｃａ ＣＯｘを添加混合したのち８ｏｏ〜１１０
０°Ｃにて焼結させて第３リン酸カルシウムをＨＡ ）
）に変化させる方法である。第３の方法は、Ｃａイオン
とリン酸イオンとにリチウムイオンを添加することによ
ってリチウム含有のハイドロキシアパタイトを合成する
方法で、この方法では均一な反応生成物が得られる。
ある。第１の方法は、溶液法にて合成した微粉状のＨＡ
Ｐにリン酸リチウム（Ｌ ｉ、 Ｐ Ｑ）または炭酸リ
チウム（Ｌ ｉ、 Ｇ Ｏ，）などの熱分解性リチウム
化合物を添加した混合物を粉状またはペースト状で金属
表面に付着させたのち８００−１１００’Ｃにて焼結さ
せる方法である。第２の方法はＣａイオンとＰＯ，イオ
ンとの反応によって合成された第３リン酸カルシウムＣ
ａ、（Ｐ Ｏ，）＝ （略称ＴＣＰ）にＬ ｌｔ ＣＯ
ｌ、 Ｃａ ＣＯｘを添加混合したのち８ｏｏ〜１１０
０°Ｃにて焼結させて第３リン酸カルシウムをＨＡ ）
）に変化させる方法である。第３の方法は、Ｃａイオン
とリン酸イオンとにリチウムイオンを添加することによ
ってリチウム含有のハイドロキシアパタイトを合成する
方法で、この方法では均一な反応生成物が得られる。
ＨＡ Ｐに含有されるリチウム成分の量は０．１重量％
以上、好ましくは０．１−１．０重量％である。リチウ
ム含有量が０．１重量％未満であると曲げ強度が小さく
、また嵩密度を上昇させろための温度が高くなる。リチ
ウム含有量が１．０重量％を越えても性能がさらに向上
するものではない。
以上、好ましくは０．１−１．０重量％である。リチウ
ム含有量が０．１重量％未満であると曲げ強度が小さく
、また嵩密度を上昇させろための温度が高くなる。リチ
ウム含有量が１．０重量％を越えても性能がさらに向上
するものではない。
この発明に使用される金属材料としては、Ｎ１−Ｃｒ合
金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ。
金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ合金、Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍ。
−Ａ１合金、Ｃｒ−Ｃｏ−Ｍｏ合金、Ｔｉ−Ａｌ−Ｖ合
金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｕ−ＰｔニーＰｄ合金などの合
金が使用できるが、ＨＡ Ｐの接着性ならびに価格の点
からみて、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｉを含んだ合金が好ま
しい。
金、Ｔｉ−Ｎｉ合金、Ａｕ−ＰｔニーＰｄ合金などの合
金が使用できるが、ＨＡ Ｐの接着性ならびに価格の点
からみて、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｉを含んだ合金が好ま
しい。
上記金属表面に、リチウム含有ＨＡＰの粉末またはペー
ストを付着させて加熱焼結することによって、接着強度
１８０〜４００ｋｇ／ａ（が得られるが、金属表面に、
リン酸カルシウム系ガラスまたは長石系ガラスを溶着さ
せ、さらにこの表面にリチウム含有ＨＡ Ｐを焼結させ
たいわゆる段溶着法であってもよい。
ストを付着させて加熱焼結することによって、接着強度
１８０〜４００ｋｇ／ａ（が得られるが、金属表面に、
リン酸カルシウム系ガラスまたは長石系ガラスを溶着さ
せ、さらにこの表面にリチウム含有ＨＡ Ｐを焼結させ
たいわゆる段溶着法であってもよい。
（作用）
ハイドロキシアパタイトに少量のリチウムを含金させる
ことによって、焼結温度を低下させることができ、嵩密
度が大きいもの、すなわち曲げ強度が大きいものが得ら
れる。
ことによって、焼結温度を低下させることができ、嵩密
度が大きいもの、すなわち曲げ強度が大きいものが得ら
れる。
実施例Ｉ
ＨＡ Ｐ ニ、ＩＪ ン酸リチウム（Ｌｉ、 Ｐ Ｏ，
） ＋７）任意の量を混合し、焼結温度（”Ｃ）と嵩密
度（ｇ ／ ｃｎ？ ）との関係を第１図のグラフに示
した。第１図でわかるようにリチウム含有量が０．１重
量％を越えると、９００℃で嵩密度が急に一ヒ昇し、１
０００″Ｃでは嵩密度は３ ｇ ／ ｃｆｌ？以上とな
る。また９５０’Ｃ。
） ＋７）任意の量を混合し、焼結温度（”Ｃ）と嵩密
度（ｇ ／ ｃｎ？ ）との関係を第１図のグラフに示
した。第１図でわかるようにリチウム含有量が０．１重
量％を越えると、９００℃で嵩密度が急に一ヒ昇し、１
０００″Ｃでは嵩密度は３ ｇ ／ ｃｆｌ？以上とな
る。また９５０’Ｃ。
１０分間焼結したのちの曲げ強度（ｋｇ／ｃＩｊ）は、
第２図のグラフに示すように、リチウム含有量０．１重
量％で急に上昇し、０．２！１１量％を越えると曲げ強
度は平均３００〜４００ｋｇ／Ｃｉになる。なおヌープ
硬度と曲げ強度は相関関係を有し、リチウム含有量０．
２〜０．８重量％において曲げ強度が３００〜５００ｋ
ｇ／Ｃｉではヌープ硬度は４２０〜５５０ｋｇ／ｍ２で
はヌープ硬度は４２０〜５５０ｋｇ ／ ｍ ２になる
ことが判った。
第２図のグラフに示すように、リチウム含有量０．１重
量％で急に上昇し、０．２！１１量％を越えると曲げ強
度は平均３００〜４００ｋｇ／Ｃｉになる。なおヌープ
硬度と曲げ強度は相関関係を有し、リチウム含有量０．
２〜０．８重量％において曲げ強度が３００〜５００ｋ
ｇ／Ｃｉではヌープ硬度は４２０〜５５０ｋｇ／ｍ２で
はヌープ硬度は４２０〜５５０ｋｇ ／ ｍ ２になる
ことが判った。
上記リチウム含有のＩ Ａ Ｉ）のペーストを金属材料
（Ｃｏ −Ｃｒ −Ｍ ｏ合金）の表面に塗布し、１０
００℃。
（Ｃｏ −Ｃｒ −Ｍ ｏ合金）の表面に塗布し、１０
００℃。
３０分間焼結したのち、引抜き試験による接着強度は１
５０〜２５０ｋｇ／ｃＪであった。
５０〜２５０ｋｇ／ｃＪであった。
実施例２
第３リン酸カルシウム（ＴＣＰ）に化学計算量のＣａＣ
０，と炭酸リチウムの任７番量を混合して８００℃で焼
成し、”ｒｃｐがＩ（Ａ Ｐ ニ変化する量を試験し、
その結果を第３図のグラフに示した。
０，と炭酸リチウムの任７番量を混合して８００℃で焼
成し、”ｒｃｐがＩ（Ａ Ｐ ニ変化する量を試験し、
その結果を第３図のグラフに示した。
第３図に示すように、リチウム含有量が１重量％未満で
はｌ−（Ａ Ｐの生成率が小さい。第４図はリチウム含
有量が１重量％の場合のＨＡ Ｐの生成率と焼結温度、
時間との関係を示すグラフであり、焼結温度が８００℃
であれば３０分間、焼結温度が９００℃であれば５分間
でＨＡ Ｐに変化していることがわかる。この実施例２
においては、実施例１に比べて多量のリチウム成分を必
要とするが、リチウムの大部分は触媒作用をするものと
みられる。なおこの実施例２において焼結されたリチウ
ム含有の１−Ｉ Ａ Ｐは、その嵩密度１曲げ強度、金
属材料との接着強度などの物性は、」１記実施例１と同
様にして大差がなかった。
はｌ−（Ａ Ｐの生成率が小さい。第４図はリチウム含
有量が１重量％の場合のＨＡ Ｐの生成率と焼結温度、
時間との関係を示すグラフであり、焼結温度が８００℃
であれば３０分間、焼結温度が９００℃であれば５分間
でＨＡ Ｐに変化していることがわかる。この実施例２
においては、実施例１に比べて多量のリチウム成分を必
要とするが、リチウムの大部分は触媒作用をするものと
みられる。なおこの実施例２において焼結されたリチウ
ム含有の１−Ｉ Ａ Ｐは、その嵩密度１曲げ強度、金
属材料との接着強度などの物性は、」１記実施例１と同
様にして大差がなかった。
実施例３
異なる金属材料、 （Ａ）Ｄａｎ Ｃｅｒａａａｌｌ
ｏｙ、（１３）Ｎ ｅｇｉｕｍ、（Ｃ）Ｗａｃｈｒｏｍ
の表面に、ＣａＯとＲ○、との割合が２５／７５．３０
／７０．３５／６５であるリン酸系ガラスを溶着し、こ
のリン酸系ガラスの表面に実施例１におけるリチウム含
有量０．２重量％のハイドロキシアパタイトを９５０℃
、１０分間加熱焼結して２段溶着をした。上記各金属材
料とリン酸系ガラスの引抜きによる接着強度を下記表に
示した。
ｏｙ、（１３）Ｎ ｅｇｉｕｍ、（Ｃ）Ｗａｃｈｒｏｍ
の表面に、ＣａＯとＲ○、との割合が２５／７５．３０
／７０．３５／６５であるリン酸系ガラスを溶着し、こ
のリン酸系ガラスの表面に実施例１におけるリチウム含
有量０．２重量％のハイドロキシアパタイトを９５０℃
、１０分間加熱焼結して２段溶着をした。上記各金属材
料とリン酸系ガラスの引抜きによる接着強度を下記表に
示した。
上記表に示すように接着強度は１００ｋｇ／ｃＪ以上を
示し、従来の陶材溶着の場合に比べて劣ることはなく、
むしろ優れている。なおリン酸系ガラスはＨＡＰとは化
学的に接合していた。
示し、従来の陶材溶着の場合に比べて劣ることはなく、
むしろ優れている。なおリン酸系ガラスはＨＡＰとは化
学的に接合していた。
（発明の効果）
ハイドロキシアパタイトに少量のリチウム成分を含有さ
せることによってハイドロキシアパタイトの焼結温度、
時間を小さくすることができる。
せることによってハイドロキシアパタイトの焼結温度、
時間を小さくすることができる。
また焼結されたハイドロキシアパタイトの嵩密度および
曲げ強度が大きくなり１人工歯として十分に使用するこ
とができる。
曲げ強度が大きくなり１人工歯として十分に使用するこ
とができる。
第１図はＩ−Ｉ Ａ Ｐ中のリチウム含有量による焼結
温度と嵩密度との関係を示すグラフ、第２図はＨＡ Ｐ
中のリチウム含有量と曲げ強度との関係を示すグラフ、
第３図は実施例２におけるＴ ＣＰ ＋ｌＩのリチウム
含有量によるＨ Ａ Ｐの生成率と時間との関係を示す
グラフ、第４図は実施例２における焼結温度によるＨＡ
Ｐの生成率と時間との関係を示すグラフである。
温度と嵩密度との関係を示すグラフ、第２図はＨＡ Ｐ
中のリチウム含有量と曲げ強度との関係を示すグラフ、
第３図は実施例２におけるＴ ＣＰ ＋ｌＩのリチウム
含有量によるＨ Ａ Ｐの生成率と時間との関係を示す
グラフ、第４図は実施例２における焼結温度によるＨＡ
Ｐの生成率と時間との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔１〕金属表面に、リチウム０．１重量％以上を含有し
たハイドロキシアパタイトが溶着されたことを特徴とす
るハイドロキシアパタイト複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60185556A JPS6244262A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | ハイドロキシアパタイト複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60185556A JPS6244262A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | ハイドロキシアパタイト複合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244262A true JPS6244262A (ja) | 1987-02-26 |
| JPH025088B2 JPH025088B2 (ja) | 1990-01-31 |
Family
ID=16172871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60185556A Granted JPS6244262A (ja) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | ハイドロキシアパタイト複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6244262A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6359965A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-15 | 京セラ株式会社 | 人工関節部材 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178802A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Kyushu Refract Co Ltd | リン酸カルシウム系ステイン |
-
1985
- 1985-08-22 JP JP60185556A patent/JPS6244262A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60178802A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-12 | Kyushu Refract Co Ltd | リン酸カルシウム系ステイン |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6359965A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-15 | 京セラ株式会社 | 人工関節部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH025088B2 (ja) | 1990-01-31 |
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