JPS6234559A - Production of bone implant - Google Patents

Production of bone implant

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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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JP
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implant
metal
core material
ceramic
materials
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JP17557085A
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Japanese (ja)
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裕 石丸
浜 正明
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing an intraosseous implant without elution of harmful metal ions.

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。
In recent years, so-called implantology, which restores lost parts and functions of living organisms by inserting and replacing artificial materials such as artificial organs, artificial blood vessels, artificial bones, and artificial tooth roots, has been in the spotlight. It is said that attempts at implants can be traced back to ancient times. In particular, a large number of bone and tooth root implants have been performed over the past dozen years, and great results have been achieved in treatment and functional recovery. However, as a biomaterial, there is currently no artificial bone or artificial tooth root that satisfies the necessary and sufficient conditions of being biocompatible, safe, and durable.

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。
Conventionally, metal materials mainly used for artificial bones and artificial tooth roots include cobalt-chromium alloys, stainless steel, titanium, and tantalum.

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。
On the other hand, in recent years, alumina or carbon-based materials have been attracting attention as ceramic materials. Metal materials have excellent mechanical strength, especially impact strength, but have many problems with their affinity for living tissues. For example, metal ions are eluted and act as a cytotoxic agent for bone cells surrounding the implant. Alternatively, there is an obstacle to the functioning of the remains, which is thought to be due to too good heat conduction. Among metal materials, especially titanium,
Tantalum has excellent corrosion resistance and has been used since around 1940 as a fixation plate for cranial bones, fractures, and implants in the jawbone, but it is not always satisfactory.

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。
On the other hand, ceramics generally have good compatibility with bone, bone tissue penetrates into the pores, provides strong fixation, does not react with Mi fabric, and is highly durable (resistant to corrosion and decomposition). It has the disadvantage of being weak against shock.

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。
Conventionally, JP-A-52-14095 and JP-A-52-8289 have been developed as implants that have both the characteristics of metal and ceramics.
3, No. 53-28997, and No. 53-75209 propose a method in which the surface of a metal core is coated with ceramic by thermal spraying. However, all of these methods used self-bonding bonding materials to improve the adhesion of the ceramic coating layer.

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。
These bonding materials have a problem in that they contain nickel, chromium, and the like, which are harmful to living organisms if they are eluted.

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。
The present invention provides an intraosseous implant that has high impact strength and is resistant to cracking without losing the above-mentioned advantages of ceramics, and does not elute metal ions that are injectable to living organisms.

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。
That is, the present invention is a method for manufacturing an intraosseous implant, which involves roughening the maximum surface thickness of a metal core material to 15 to 100 μm, and then thermally spraying ceramics to form a ceramic coating on the surface of the metal core material. Provided is a method for manufacturing an intraosseous implant characterized by the following.

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。
According to the present invention, an intraosseous implant having the above features can be manufactured without using bonding materials containing metals that are harmful to living bodies.

以下図面により本発明について詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

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。
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a canine mandibular intraosseous implant. In the figure, 1 is a mandible, 2 and 3 are natural teeth, 4 is an artificial tooth root, and 5 is an artificial tooth (crown) mounted on the artificial tooth root of 4. FIG. 2 is a partially cutaway view of an example of an intramaxillary implant according to the present invention, in which 6 is a metal implant (core material), 7 is a metal implant (core material),
is a ceramic layer containing unpierced pores that do not reach the metal. As shown in Fig. 2, the present invention provides a ceramic coating on the outer periphery of a metal implant material so that it resists cracking against impact and acts on the bone tissue of the implant in the same way as ceramics. .

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。
The metal implant core materials used in the present invention include Co-Cr alloys, stainless steel, titanium, titanium alloys, tantalum, and zirconium, which have been used conventionally for surgical purposes, and have very little harmful effect on living tissue. If it has appropriate mechanical strength, it can be used as is. Among these metal materials, titanium, titanium alloy, zirconium, and tankle are preferable from the viewpoint of corrosion resistance. especially,
Titanium is the best in terms of workability and safety.

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。
Further, as the ceramic, materials such as hydroxyapatite, calcium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, and titanium oxide can be used alone or in a mixture. To control porosity within the ceramic layer, some porcelain may be co-sprayed into the sprayed material or baked onto the sprayed coating. In that case, dentin and enamel porcelain can be used. Among these materials, hydroxyapatite and aluminum oxide are suitable from the viewpoint of compatibility with living organisms. In particular, a system using a mixture of hydroxyapatite and aluminum oxide has the best compatibility with living organisms.

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。
In order to obtain the intraosseous implant of the present invention, a metal material is processed into a predetermined shape by cutting, casting, forging, punching, electrical discharge machining, laser processing, powder metallurgy, or the like. The surface of the obtained metal core material is treated to roughen the surface. Next, the ceramic material was sprayed using commercially available thermal spraying equipment.
Preferably, the final spraying is performed using a plasma spraying device.

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。
The maximum surface roughness of the metal core material is from 15μm to 100μm.
A value between μm is desirable. If it is smaller than 15 μm, the adhesion of the sprayed ceramic coating will be insufficient.

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。
Moreover, if it is larger than 100 μm, it becomes difficult to form a thin and homogeneous ceramic coating, which is not preferable. In particular, the maximum surface roughness is important for adhesion and film homogeneity.
Most preferably, the thickness is 20 to 60 μm.

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。
Methods for imparting the above-mentioned surface roughness to metal cores include mechanical methods such as grinding, sandblasting, and grid blasting, as well as chemical etching with acids and alkalis, and electrolytic processing/notching. Among these methods, blasting and chemical etching are preferable because they provide a surface into which the thermal spray material can easily penetrate.In particular, a system that uses both blasting and acid etching/notching provides the best coating. Adhesion can be obtained.

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。
As the acid used for etching, sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid, etc. can be used alone or in combination.

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。
When thermal spraying ceramic, areas that do not require thermal spraying are masked when the surface of the core material is exposed.

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。
Depending on the site where the intraosseous implant is used, for example in the case of an artificial joint, the surface of the ceramic layer may be required to have a considerable degree of smoothness.

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。
In that case, the desired intraosseous implant is obtained by repeatedly applying porcelain and firing it in a vacuum furnace.

以下実施例により本発明の説明を行なう。The present invention will be explained below with reference to Examples.

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。
Example An intraosseous implant core material was prepared using a titanium material (JIS Class 2). That is, titanium was cut out by electrical discharge machining and polished to obtain an intraosseous implant core material.

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。
This metal implant core material was subjected to grid blasting (blasting material was Methycolyte VF, pressure 30 pst) using a blasting device (Bench Blast 'A C Mammoth type, manufactured by Metco, UK). The maximum surface roughness after blasting was 10 μm.

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。
After blasting, the core material was immersed in a 30% aqueous sulfuric acid solution at 50° C. for 72 hours to perform etching. The maximum surface roughness after etching was 50 μm.

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。
Next, a plasma spraying device (manufactured by Metco, 6 MM-6
An argon-hydrogen plasma jet flame (arc current of 500 amperes) was generated using an 80% by weight hydroxyapatite (particle size: 10-1
00 μm) and 20% by weight of aluminum oxide (WA 11120 manufactured by Nippon Aborizai) on average about
Thermal spraying was carried out so that the temperature was 0 μmr¥-. The adhesion of the thermally sprayed coating was good, and the coating did not peel off even when bent at an angle of about 160 degrees. The main island was implanted into the mandible of a dog, and X-ray fluoroscopic observation was performed after 3 months had elapsed, and as a result, the area around the implant was compressed by dense remains.

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。
Comparative Example Implant core materials were created using titanium material in the same manner as in the Examples. The prepared test piece was subjected to grid blasting in the same manner as in the example, but no etching treatment was performed. The maximum surface roughness of the sprayed surface was 10 μm, and
It was 1/1. A mixed powder of hydroxyapatite and aluminum oxide was sprayed onto this test piece by plasma spraying in the same manner as in the example so that it had an average thickness of about 150 μm.

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。
The adhesion of the thermally sprayed coating was extremely poor, and it peeled off at the slightest impact, making it unusable as an implant.

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。
As described above, the present invention improves the drawbacks of ceramic implants that are prone to breakage by forming a ceramic plasma sprayed layer on the outer periphery of the metal, has mechanical strength comparable to metal, and has an affinity with bone tissue. The present invention provides an intraosseous implant whose properties are equivalent to those of ceramics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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。
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of mounting an implant in the mandibular bone. In the figure, 1 is a mandible, 2 and 3 are natural teeth, 4 is an intramandibular implant according to the present invention, and 5 is an artificial tooth (crown) mounted on the 4 intramandibular implant. FIG. 2(A) is a front view of a partially defective example of an intramaxillary implant, and FIG. 2(B) is a side view thereof. In the figure, 6 is a metal core material having a predetermined surface roughness, and 7 is a plasma sprayed layer whose main component is ceramics.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (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。
(1) In the method for manufacturing an intraosseous implant, the metal core material is roughened to a maximum surface roughness of 15 to 100 μm, and then ceramics are sprayed to form a ceramic coating on the surface of the metal core material. A method for manufacturing an intraosseous implant.
(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
(2) The manufacturing method according to claim (1), wherein the surface roughening of the metal core material is performed by acid etching.
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EP86306173A EP0212929B1 (en) 1985-08-08 1986-08-08 Method for producing endosseous implants
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Implant Innovations Inc Surface treatment process for implant made of titanium alloy
US7780975B2 (en) 2002-08-27 2010-08-24 Contamination Control Services Biomaterial having apatite forming ability

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4990314A (en) * 1972-12-28 1974-08-29

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4990314A (en) * 1972-12-28 1974-08-29

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (en) * 2003-05-16 2004-12-02 Implant Innovations Inc Surface treatment process for implant made of titanium alloy
US11015253B2 (en) 2003-05-16 2021-05-25 Biomet 3I, Llc Surface treatment process for implants made of titanium alloy

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