JPS6365870A - インプラント - Google Patents

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】 本発明はインプラントの改良に関する乙のである。本発
明は人体各部の骨に一般に応用され得る。近年、人工臓
器、人工血管、人工関節、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
能を回復させるインプラントが脚光を浴びているが、特
に骨や歯根等のインプラントも治療や機能回復に大きな
効果をおさめてきたか、しかし、いまだ生体材料として
積極的に治療修復するような生体活性があり、安全かつ
耐久性１こ富むをいう必要十分な条件を満足する人工骨
、人工関節、人工歯根はない。

従来主に骨や歯に使われてきた人工材料は金属材料とし
てはＣｏ−Ｃｒ系合金、ステンレス綱、チタン、タンタ
ルなどがあり、セラミックス（材料としてはＴｉ０ｚ、
　Ａ（ＬＯ３，Ｃａ０−ＡＱｔＯ３，ＡＱ２０３−Ｓ１
０２系ガラス、５ｉＯｔ−ＮａｚＯ−ＣａＯ−Ｐ２０５
系ガラス（生体ガラス）炭素などがあるが、リン酸力ル
ンウム系材料を主体とした生体セラミックスが注目され
ている。

金属材料は機械的強度、特に衝撃強度には優れているが
、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
の細胞毒性として作用する。又、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。セラ
ミックスからなるインプラントは一般に骨との親和性が
良く組織と反応せず耐久性に富むが、骨組織との固着に
問題がある。又、これらの人工材料は骨や歯の硬組織の
組成とは全く異変のものであり、毒性こそないものの生
体内では死んだ材料にすぎない。

そこで骨や歯の組成と近似した材料としてリン酸カルシ
ウム材料の中でらリン酸三カルシウム及び／又はリン酸
四カルンウムは、骨や歯の無機成分に近似したヒドロキ
シアパタイト前駆体であり、組織内で溶解吸収され生体
代謝に取り入れて硬組織誘導を新生骨で置換されるため
、特に生体親和性、生体活性に優れている。

本発明は上記のような欠点を考慮して改良したもので、
セラミックスの長所を失うことなく、更に強固な固定が
得られるインプラントを存するしのである。

本発明のインプラントは芯材が密なセラミックスで製造
され、組織と接触する全表面上に、■）リン酸三カルシ
ウム粉末及び／又はリン酸四カルンウム粉末、２）セラ
ミックス粉末及びリン酸三カルシウム粉末及び／又はリ
ン酸四カルノウム粉末の混合粉末又は、３）セラミック
ス粉末次いでリン酸三カルシウム粉末及び／又はリン酸
四カルシウム粉末で、溶射被覆したしのである。セラミ
ックス粉末の溶射層は若干の気孔を有し生体との親和性
が良く、新生骨細胞が層表面の気孔に進入し強固な固定
が得られる。リン酸三カルシウム粉末及び／又はリン酸
四カルソウム粉末の溶射層はインプラントの最外層で生
体組織と接しており、体内で吸収されながら新生骨で置
き換えられ、これらは又セラミックス溶射層と同じよう
に気孔を存しており骨Ｍｉ織の進入がある。

セラミックス粉末及びリン酸三カルシウム粉末及び／又
はリン酸四カルシウム粉末は溶射て被膜を形成しており
、溶射被膜は優れた機減強度及び接着強度を有する。該
インプラントはセラミックス及びリン酸三カルシウム及
び／又はリン酸四カルシウムが生体組織と非常に優れた
親和性を持つだけでなく溶射層表面が凹凸状をなしてお
り骨組織が凹凸部に増殖してアンカー効果を示すため、
従来から人工歯根、人工骨、人工関節に用いられている
ボーンセメントを必要としない。

次に図面に従って本発明を説明する。

第１図及び第２図は本発明に係るインプラントの例に示
すしので、第１図は歯科用インプラント、第２図は人工
関節であり、その形状に於いては従来の金属性のものと
変わりはなく、芯材１にセラミックス焼結体を使用する
点で相違する。セラミックス焼結体は従来の加工技術に
より圧縮、曲げ、引張及び衝撃など賎械的性質の優れた
しのができ、インプラントに要求される各種外力に対し
ても充分に抗し得るものである。

セラミックス製芯材１は、その外周に第１図に於いては
セラミックス粉末の溶射層２及びリン酸三カルシウム粉
末及び／又はリン酸四カルシウム粉末の溶射層３を、第
２図に於いてはリン酸三カルシウム粉末及び／又はリン
酸四カルンウム粉末の溶射層４を備えており、溶射層の
気孔に骨細胞が進入して強固な固定が得られる。

本発明で用いるセラミックスとしては、従来より金属の
耐食、耐摩耗、表面処理に使用されている金属酸化物が
そのままあるいは混合物として使用できる。例えば金属
酸化物としては、Ａ（ｈｏｚ、　Ｔｒｏｔ、　２ｎＯｔ
、　５ｉｆｔ、　５ｎＯｔ、　Ｐ、Ｏｓ、　Ｃａｂ。

Ｂ、０．などが挙げられる。又、本発明におけるリン酸
三カルシウムは、カルシウム源としては、ＣａＣＯ３，
Ｃａｂ、　Ｃａ（Ｏｆｆ）＝、　　リン酸源としてＰ−
Ｏｓ。

＋１．ＰＯ，、Ｎ１．ｌＩ＊ＰＱ、、　（Ｎ）１．）、
ｌｌＰＯ４及びカルシウムとリン酸の両者を含ｑするＣ
ａＨＰＯｉ、　Ｃａ（ＨｔＰＯＪ＊等を使用し、常法に
より調整されＣａｚ（ＰＯ４）ｔで表わされろ。又、本
発明でのリン酸三カルシウムはα型、β型もしくはα、
β混合物でもさしつかえないが、特に生体内活性及び溶
射等の条件で次の製造方法が好ましい、その製造方法は
、特に限定されるものではないが乾熱法等で合成のα型
リン酸三カルシウムを粉砕した。好ましくは７０μｍ以
下の粉体を出発原料とし、これを通常ｐ１１７〜８の水
で５．　ｆｌ！’Ｊさせ１〜ＩＯ気圧程度の・加圧下、
圧縮成型し、８００〜１３００℃で１〜ＩＯ時間焼成処
理し、好ましくは粒径１００μｍ程度以下に調整してな
る粉末等が好適に使用され得ろ。

リン酸三カルシウム溶射層の気孔を制御するために」二
記セラミックス粉末等をリン酸三カルシウム粉末と混合
することらできる。又、本発明に於けるリン酸四カルン
ウムは、カルシウム源としてＣａＣ０，、Ｃａｂ、　Ｃ
ａ（Ｏｆｌ）！、　　リン酸源としてＰｆＯ，、Ｈｊｆ
’Ｏ，、ＮＨ，Ｈ２ＰＯ，、（Ｎ１１．）ｔＨＰｏ、、
及びカルシウムとリン酸の両者を含有するＣａＨＰＯ，
、Ｃａ（ｎｆＰｏ、）、等を使用し、常法により調整さ
れＣａ。

（ＰＯ，）、Ｏで表わされる。又、本発明でのリン酸四
カルンウムの製造方法は、■リン酸水素カルンウム（Ｃ
ａｌｌＰＯ，）、あるいはγ−ビロリン酸カルシウム（
ｃａｔｐｆｏｔ）等と炭酸カルシウム（ＣａＣＯｌ）を
混合した後、１０００〜１５００℃で焼成し、以下の化
学式で示されるが、空気中で急冷するか窒素ガス雰囲気
で焼成するのが好ましい。

■２ＣａＣＯｆｆ　＋　２Ｃａ１１ＰＯａ→Ｃａ４（Ｐ
Ｏ４）２０−１−１１ｔＯ＋　２ＣＯ２■　７　Ｃａｔ
ＰｔＯｔ＋　２ＣａＣＯｔ→Ｃａ４（ＰＯ４）ｔｏ＋　
２ＣＯｐその製造方法は、特に限定されるしのではない
が乾熱法等で合成のリン酸四カルンウムを粉砕した。好
ましくは粒径１００μｍ程度以下にＦ１整してなる粉末
等が好適に使用され得る。

リン酸四カルシウム溶射層の気孔を制御するために、上
記セラミックス粉末等をリン酸四カルシウム粉末と混合
することもできる。

本発明のインプラントの適応個所は、特に呪定しないが
虜囚、骨内、骨膜下、粘膜内などに使用されることは言
うまでもない。該インプラントに於いてセラミックス製
芯材の形状は特に限定されるものではなく、ピン型、ス
クリコー型、ブレード型、アンカー型、プレート型、メ
ツンユ型など含まれる。

本発明のインプラントを得る方法としては、セラミック
ス材料を従来技術により焼結して芯材を作成する。例え
ば静水圧圧縮あるいは泥臭鋳入により成型した後、１０
００〜２０００℃の温度で約５分間焼結を行う。芯材表
面の凹凸が必要な場合は、焼結前、焼結途中あるいは焼
結後のいずれかの時点に於いて切削、グリッドブラスト
などの機械加工により粗面下を行う。又、複雑な形状の
芯材作成についてら上記のような機械加工などにより形
状を整えることができる。作成した芯材の外周に、■）
リン酸三カルシウム粉末及び／又はリン酸四カルソウム
粉末、２）セラミックス粉末及びリン酸三カルシウム粉
末及び／又はリン酸四カルシウム粉末、３）セラミック
ス粉末次いでリン酸三カルシウム粉末及び／又はリン酸
四カルシウム粉末をそれぞれ市販の溶射装置、好ましく
はプラズマ溶射装置を用いて溶射する。溶射不要の個所
はグリッドプラストする旧にマスキングしておく。溶射
されたセラミックス及びリン酸三カルシウム及び／又は
リン酸四カルシウムの被膜はそのまま使用されるが、部
位によっては表面を研摩して使用することらある。又、
空気中あるいは真空中、不活性ガス中に於いて、８００
〜１７００℃の温度で焼成を行い使用することらある。

以下に実施例により本発明の詳細な説明するが限定され
ろものではない。

実施例１ 酸化アルミニウムを用いてインプラント芯（オを作成し
た。プラズマ溶射装置を用いてセラミクス製インプラン
ト芯材にリン酸三カルシウム粉末を溶射し、平均２００
／１ｍのリン酸三カルシウム粉を得た。本島を家兎の脛
骨中に埋太し２力月経過した時点でＸ線透視観察を行−
コた結果、インブラットの周辺に緻京質の造管作用が認
められた。

実施例２ 実施例１とすべて同様にし、第２層にリン酸三カルノウ
ム５０重量％にアルミナ（メテコ粉末番号１０５）５０
重量％の混合粉末を溶射してインプラントを得た。氷晶
をヤギの下顎骨に埋没し２力月経過しＸ線透視観察を行
った結果、インプラント周辺に遺骨作用が認められた。

又、肉眼観察によっても歯周組織に異常が全く起こって
いなかった。

実施例３ 高純度アルミナをインプラント芯材として用いた他は、
実施例Ｉと同様な手順で人工関節の人工骨頭囲を作成し
た。氷晶をイヌの股関節に埋没し３力月が経過した時点
で全く異常は認められなかった。

実施例４ Ｃｏ　−Ｃｒ　−Ｎ　ｉ系合金（ノビリアム社製Ｎｏｂ
ｉｌｉｕｍ）を用いて高周波溶解し、遠心鋳造を行って
得た鋳造体を研摩し、インプラント芯材（１ｇ）を得た
。

この金属芯材をブラスト装置（英国製メデュ社製ヘレチ
ブラスト装置マンモス型）を用いてグリソトブラスト（
ブラスト材はメチコライトｖＦ。

圧力３０ｐｓｉ）を行った。続いて、プラズマ溶射装置
（メテコ社製６ＭＲ−６３０型電供給装置つき）により
、アルゴン、水素、プラズマジェットフレーム（ＡＲＣ
電流５ＱＯＡｍｐ）を発生させ、まず第１層として自己
結合性ボンデング剤であるニッケルーアルミニウム合金
粉末（メテコ粉末番号４５０）を溶解し、芯材の全面に
厚さ約８０μｍの被膜を形成した。第２層にはリン酸四
カルシウム粉末（−１−記製造方法で合成した粒径１０
０μｍ以下の白色粉末）を平均的２００μｍ厚になるよ
うに溶射した。

真空電気炉中１２００　’Ｃで１０分間焼成を行いイン
プラントを得た氷晶を家兎の脛骨中に埋入して２力月経
過した時点でＸ線通視観察を行、った結果、インプラン
トの周辺に緻密質の遺骨作用が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、歯科用インプラントとして本発明を用いた場
合の実施例を示す断面図。 第２図は人工股関節として本発明を用いた場合の実施例
を示す斜視図である。 ■　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・芯部２
　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・セラミッ
クス層３．４　・・・・−・・・・・・リン酸三カルノ
ウム支び／又はリン酸四カルシウムの浩射層 特許出願人　株式会社アドバンス開発研究所第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス製インプラント芯材の外周にリン酸
   三カルシウム粉末及び／又はリン酸四カルシウム粉末の
   溶射層を有することを特徴とするインプラント。
2. （２）セラミックス製インプラント芯材の外周にセラミ
   ックス粉末及びリン酸三カルシウム粉末及び／又はリン
   酸四カルシウム粉末の混合粉末の溶射層を有することを
   特徴とするインプラント。
3. （３）セラミックス製インプラント芯材の外周に形成し
   たセラミックス粉末の溶射層、次いでリン酸三カルシウ
   ム粉末及び／又はリン酸四カルシウム粉末の溶射層を有
   することを特徴とするインプラント。