JP2000016863A - アルミナセラミックス生体部材 - Google Patents
アルミナセラミックス生体部材Info
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
- A61L31/02—Inorganic materials
- A61L31/026—Ceramic or ceramic-like structures, e.g. glasses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/10—Ceramics or glasses
- A61L27/105—Ceramics or glasses containing Al2O3
Abstract
(57)【要約】
【課題】ジルコニアセラミックスと同程度の機械的強度
を備えるとともに、超高分子量ポリエチレンとの摺動性
のみでなく、アルミナ対アルミナの摺動にも優れた特性
を示すアルミナセラミックス生体部材を提供する。 【解決手段】酸化アルミニウムの含有量が９９．９５重
量％以上であり残部が不可避不純物からなり、且つ平均
結晶粒径が１μｍ以下であることを特徴とするアルミナ
セラミックスにより生体部材を構成する。
を備えるとともに、超高分子量ポリエチレンとの摺動性
のみでなく、アルミナ対アルミナの摺動にも優れた特性
を示すアルミナセラミックス生体部材を提供する。 【解決手段】酸化アルミニウムの含有量が９９．９５重
量％以上であり残部が不可避不純物からなり、且つ平均
結晶粒径が１μｍ以下であることを特徴とするアルミナ
セラミックスにより生体部材を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナセラミッ
クスからなり、整形外科用インプラント材としての人工
関節を構成する生体部材に関するものである。
クスからなり、整形外科用インプラント材としての人工
関節を構成する生体部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば人工股関節などの人工
関節においては、金属またはセラミックス製の人工骨頭
と高分子材料（主として磨耗特性に優れた超高分子量ポ
リエチレン）を用いて関節部分を構成していた。
関節においては、金属またはセラミックス製の人工骨頭
と高分子材料（主として磨耗特性に優れた超高分子量ポ
リエチレン）を用いて関節部分を構成していた。
【０００３】しかし、超高分子量ポリエチレン製の人工
臼蓋は生体内での長時間の使用により磨耗し、その磨耗
粉の影響によりインプラント材と生体骨との間でゆるみ
が発生するということが判っている。
臼蓋は生体内での長時間の使用により磨耗し、その磨耗
粉の影響によりインプラント材と生体骨との間でゆるみ
が発生するということが判っている。
【０００４】このインプラント材と生体骨とのゆるみを
防止する目的で、金属製骨頭ボールに変わってアルミナ
セラミック製骨頭ボールが使用されるようになった。特
開昭５１−６７６９３号公報は生体用アルミナセラミッ
クスに関する発明を記載し、この発明によれば、酸化ア
ルミニウムの純度が９９．７重量％で、且つ、３．９０
以上の密度と１０μｍ以下の平均粒径を有するアルミナ
セラミックスを用いる。しかし磨耗粉の発生が減少した
とは言え、望んだとおりの効果を奏することはできなか
った。そこで、生体内アルミナセラミックスとして、酸
化アルミニウムを超高純度とする試みが行われ、現在、
実用化されている。
防止する目的で、金属製骨頭ボールに変わってアルミナ
セラミック製骨頭ボールが使用されるようになった。特
開昭５１−６７６９３号公報は生体用アルミナセラミッ
クスに関する発明を記載し、この発明によれば、酸化ア
ルミニウムの純度が９９．７重量％で、且つ、３．９０
以上の密度と１０μｍ以下の平均粒径を有するアルミナ
セラミックスを用いる。しかし磨耗粉の発生が減少した
とは言え、望んだとおりの効果を奏することはできなか
った。そこで、生体内アルミナセラミックスとして、酸
化アルミニウムを超高純度とする試みが行われ、現在、
実用化されている。
【０００５】特許第２５７９１２号公報は、そのような
超高純度の生体用アルミナセラミックスにを記載し、こ
の発明によれば、酸化アルミニウムの含有量が９９．５
〜９９．９重量％であり、残部としてＭｇ，Ｃａ，Ｂ
ａ，Ｓｒ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅから選択される一種以
上の酸化物からなる多結晶アルミナセラミックッスを用
いる。また、特公平７−９４３４４号公報は、酸化アル
ミニウムの含有量が９９．９重量％以上であり、残部と
してＭｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅか
ら選択される一種以上の酸化物からなる多結晶アルミナ
セラミックスを用いることを特徴とする生体用アルミナ
セラミックスが記載されている。
超高純度の生体用アルミナセラミックスにを記載し、こ
の発明によれば、酸化アルミニウムの含有量が９９．５
〜９９．９重量％であり、残部としてＭｇ，Ｃａ，Ｂ
ａ，Ｓｒ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅから選択される一種以
上の酸化物からなる多結晶アルミナセラミックッスを用
いる。また、特公平７−９４３４４号公報は、酸化アル
ミニウムの含有量が９９．９重量％以上であり、残部と
してＭｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅか
ら選択される一種以上の酸化物からなる多結晶アルミナ
セラミックスを用いることを特徴とする生体用アルミナ
セラミックスが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記超
高純度アルミナセラミックスを用いた従来の生体用アル
ミナセラミックスでは、焼結助剤を用いるためガラス質
の粒界層が形成される。
高純度アルミナセラミックスを用いた従来の生体用アル
ミナセラミックスでは、焼結助剤を用いるためガラス質
の粒界層が形成される。
【０００７】これにより、アルミナセラミックスの機械
的強度が６４０ＭＰａ（３点曲げ値）程度と、１２００
ＭＰａ程の機械的強度を備えたジルコニアと比べると強
度的に随分見劣りがし、生体内での破損や破折の危険性
を完全に払拭できるものでなかった。また、焼結助剤を
超微量としても結局は、焼結助剤を完全に均一に分散さ
せることが不可能であることから焼結体の中の部位によ
って粒径にバラツキを起こり、機械的強度がさほど高く
ならなかったり、焼結助剤の不足で粒径抑止効果が不十
分となり、強度不足となるなどの問題があった。ちなみ
に、硬度についても１９００Ｈｖとあまり高くなかっ
た。
的強度が６４０ＭＰａ（３点曲げ値）程度と、１２００
ＭＰａ程の機械的強度を備えたジルコニアと比べると強
度的に随分見劣りがし、生体内での破損や破折の危険性
を完全に払拭できるものでなかった。また、焼結助剤を
超微量としても結局は、焼結助剤を完全に均一に分散さ
せることが不可能であることから焼結体の中の部位によ
って粒径にバラツキを起こり、機械的強度がさほど高く
ならなかったり、焼結助剤の不足で粒径抑止効果が不十
分となり、強度不足となるなどの問題があった。ちなみ
に、硬度についても１９００Ｈｖとあまり高くなかっ
た。
【０００８】さらに、従来の超高純度アルミナセラミッ
クスでは、超高分子量ポリエチレンとの摺動性について
向上が見られたが、アルミナ対アルミナの摺動について
は全く検討されていなかった。アルミナ対アルミナの摺
動部材を用いた人工関節は、硬質材料のセラミックどお
しの摺動ということで、磨耗粉の発生を極力抑えること
ができるものとして期待されているが、上記のようなア
ルミナ対アルミナの摺動に最適なアルミナセラミックス
を得るという観点からの研究は、甚だ不十分であると言
わざるを得ない状況であった。
クスでは、超高分子量ポリエチレンとの摺動性について
向上が見られたが、アルミナ対アルミナの摺動について
は全く検討されていなかった。アルミナ対アルミナの摺
動部材を用いた人工関節は、硬質材料のセラミックどお
しの摺動ということで、磨耗粉の発生を極力抑えること
ができるものとして期待されているが、上記のようなア
ルミナ対アルミナの摺動に最適なアルミナセラミックス
を得るという観点からの研究は、甚だ不十分であると言
わざるを得ない状況であった。
【０００９】このような従来の問題点に鑑み本発明は、
ジルコニアセラミックスと同程度の機械的強度を備える
とともに、超高分子量ポリエチレンとの摺動性のみでな
く、アルミナ対アルミナの摺動にも優れた特性を示すア
ルミナセラミックスの生体部材を提供することを課題と
する。
ジルコニアセラミックスと同程度の機械的強度を備える
とともに、超高分子量ポリエチレンとの摺動性のみでな
く、アルミナ対アルミナの摺動にも優れた特性を示すア
ルミナセラミックスの生体部材を提供することを課題と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、酸化アルミニウムの含有量が９９．９５重量
％以上であり残部が不可避不純物からなり、且つ平均結
晶粒径が１μｍ以下であることを特徴とするアルミナセ
ラミックスから生体部材を構成する。
本発明は、酸化アルミニウムの含有量が９９．９５重量
％以上であり残部が不可避不純物からなり、且つ平均結
晶粒径が１μｍ以下であることを特徴とするアルミナセ
ラミックスから生体部材を構成する。
【００１１】なお、上記酸化アルミニウムの含有量が９
９．９５重量％未満の場合は、不純物の含有量が多くな
るので粒界層が発生し易く、これにより機械的強度が低
くなる恐れがある。
９．９５重量％未満の場合は、不純物の含有量が多くな
るので粒界層が発生し易く、これにより機械的強度が低
くなる恐れがある。
【００１２】また、平均結晶粒径が１μｍ以上の場合に
は、摺動表面から粒子が脱落し易くなり、そのような場
合、摺動性に著しい悪影響を与えてしまう。
は、摺動表面から粒子が脱落し易くなり、そのような場
合、摺動性に著しい悪影響を与えてしまう。
【００１３】また、上記アルミナセラミックスは以下の
ような方法で作製可能である。
ような方法で作製可能である。
【００１４】超微細なアルミナセラミックス粉末に溶
媒、結合剤、分散剤をそれぞれ添加し、ミルにて回転混
合のあと真空中に脱泡しスラリーを作製する。その後、
石膏型にスラリーを注入して所望の形状の成形体を得て
乾燥の後、１２００℃〜１４５０℃にて焼成して多結晶
アルミナセラミックスを得る。または、超微細なアルミ
ナセラミックス粉末に溶媒、結合剤、分散剤を添加しミ
ルにて回転混合させたスラリーを作製した後、そのスラ
リーを金型に充填し遠心機にセットして遠心力を作用さ
せることで所望の成形体を得る。乾燥後１２００℃〜１
４５０℃にて焼成して多結晶アルミナセラミックスを得
る。
媒、結合剤、分散剤をそれぞれ添加し、ミルにて回転混
合のあと真空中に脱泡しスラリーを作製する。その後、
石膏型にスラリーを注入して所望の形状の成形体を得て
乾燥の後、１２００℃〜１４５０℃にて焼成して多結晶
アルミナセラミックスを得る。または、超微細なアルミ
ナセラミックス粉末に溶媒、結合剤、分散剤を添加しミ
ルにて回転混合させたスラリーを作製した後、そのスラ
リーを金型に充填し遠心機にセットして遠心力を作用さ
せることで所望の成形体を得る。乾燥後１２００℃〜１
４５０℃にて焼成して多結晶アルミナセラミックスを得
る。
【００１５】
【作用】本発明のアルミナセラミックス生体部材によれ
ば、焼結助剤を一切添加しない。よって、焼結助剤を添
加する場合に起こる焼結体の中の部位による粒径のバラ
ツキがない。また、不可避不純物が０．０５重量％以下
であるので粒界層がほとんど存在しない。以上から、機
械的強度が大きい。
ば、焼結助剤を一切添加しない。よって、焼結助剤を添
加する場合に起こる焼結体の中の部位による粒径のバラ
ツキがない。また、不可避不純物が０．０５重量％以下
であるので粒界層がほとんど存在しない。以上から、機
械的強度が大きい。
【００１６】また、上記アルミナセラミックスは硬度も
大きく、また、粒径が１μｍ未満であるので摺動面から
の粒子脱落の恐れが小さく、特に、アルミナ対アルミナ
の組み合わせにおいて非常に優れた摺動性を発揮する。
大きく、また、粒径が１μｍ未満であるので摺動面から
の粒子脱落の恐れが小さく、特に、アルミナ対アルミナ
の組み合わせにおいて非常に優れた摺動性を発揮する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を用
いて説明する。
いて説明する。
【００１８】図１は、本発明の生体部材としての骨頭球
２を用いた人工股関節１を示し、この人工股関節１は大
腿骨髄空内に挿入される金属製のステム３を備え、該ス
テム３の先端のピンに上記骨頭球２を嵌着した構成であ
り、上記骨頭球２が臼蓋に設けたポリエチレンやセラミ
ックスからなるソケット４内で回動することができるよ
うになっている。また、上記骨頭球２はアルミナセラミ
ックス製であり、且つ、酸化アルミニウムの含有量が９
９．９５重量％以上であり残部が不可避不純物からな
り、且つ平均結晶粒径が１μｍ以下であることを特徴と
する。
２を用いた人工股関節１を示し、この人工股関節１は大
腿骨髄空内に挿入される金属製のステム３を備え、該ス
テム３の先端のピンに上記骨頭球２を嵌着した構成であ
り、上記骨頭球２が臼蓋に設けたポリエチレンやセラミ
ックスからなるソケット４内で回動することができるよ
うになっている。また、上記骨頭球２はアルミナセラミ
ックス製であり、且つ、酸化アルミニウムの含有量が９
９．９５重量％以上であり残部が不可避不純物からな
り、且つ平均結晶粒径が１μｍ以下であることを特徴と
する。
【００１９】また、上記骨頭球２は次のようにして作製
した。
した。
【００２０】酸化アルミニウム純度９９．９９重量％、
平均粒径０．２２μｍのアルミナ粉末（大明化学工業製
ダイミクロンＴＭ−ＤＡＲ）に溶媒（イオン交換水）、
結合剤（ポリカルボン酸アンモニウム）、分散剤（アク
リルポリマー）をそれぞれ添加し、ミルにて回転混合の
あと真空中に脱泡しスラリーを作製した。その後、石膏
型にスラリーを注入して所望の形状の成形体を得て乾燥
の後、１２５０℃にて焼成し、純度９９．９７重量％、
平均粒径０．８μｍの骨頭球２を得た。
平均粒径０．２２μｍのアルミナ粉末（大明化学工業製
ダイミクロンＴＭ−ＤＡＲ）に溶媒（イオン交換水）、
結合剤（ポリカルボン酸アンモニウム）、分散剤（アク
リルポリマー）をそれぞれ添加し、ミルにて回転混合の
あと真空中に脱泡しスラリーを作製した。その後、石膏
型にスラリーを注入して所望の形状の成形体を得て乾燥
の後、１２５０℃にて焼成し、純度９９．９７重量％、
平均粒径０．８μｍの骨頭球２を得た。
【００２１】また、別の方法として、上記酸化アルミニ
ウム粉末と同等の純度と粒径の超微細な酸化アルミニウ
ム粉末に、上記溶媒、結合剤、分散剤を添加しミルにて
回転混合させたスラリーを作製した。これを骨頭球２の
形の型に充填し遠心機にセットして重力倍数１０〜２０
ｋＧの遠心力を作用させることで所望の成形体を得る。
その後、この成形体を４０℃で４ｈｒ、さらに１００℃
で４ｈｒで乾燥した。
ウム粉末と同等の純度と粒径の超微細な酸化アルミニウ
ム粉末に、上記溶媒、結合剤、分散剤を添加しミルにて
回転混合させたスラリーを作製した。これを骨頭球２の
形の型に充填し遠心機にセットして重力倍数１０〜２０
ｋＧの遠心力を作用させることで所望の成形体を得る。
その後、この成形体を４０℃で４ｈｒ、さらに１００℃
で４ｈｒで乾燥した。
【００２２】次に、大気炉により１２０℃／ｈｒで昇温
し、５００℃で１ｈｒ脱脂を行い、その後２００℃／ｈ
ｒで昇温して８００℃で１ｈｒ仮焼成し、乾燥後１２５
０℃で本焼成して骨頭球２を得た。
し、５００℃で１ｈｒ脱脂を行い、その後２００℃／ｈ
ｒで昇温して８００℃で１ｈｒ仮焼成し、乾燥後１２５
０℃で本焼成して骨頭球２を得た。
【００２３】なお、上記骨頭球２を構成する酸化アルミ
ニウムの含有量が９９．９５％未満の場合、或いは、そ
の平均粒径が１μｍを超える場合も摩耗量が多くなる恐
れがある。
ニウムの含有量が９９．９５％未満の場合、或いは、そ
の平均粒径が１μｍを超える場合も摩耗量が多くなる恐
れがある。
【００２４】以上のように、本発明の生体部材は優れた
摺動特性を有するが、この他、本発明の生体部材を構成
する前記アルミナセラミックスは、機械的強度がジルコ
ニアセラミックス並に大きいことから、人工骨や骨補強
用の部材等として高荷重部位に適用することができる。
摺動特性を有するが、この他、本発明の生体部材を構成
する前記アルミナセラミックスは、機械的強度がジルコ
ニアセラミックス並に大きいことから、人工骨や骨補強
用の部材等として高荷重部位に適用することができる。
【００２５】図２乃至図３は、そのような本発明の別実
施形態としての肋骨接合ピンＰを示し、この肋骨接合ピ
ンＰは、骨折、或いは切断された肋骨の修復、接合固定
の際に用いるものであり、図３に示すように切断部位の
肋骨髄腔の大きさに適合した肋骨接合ピンＰを骨折した
肋骨Ｂに刺入した後、その外周部を不図示のワイヤーに
て締め付けることによって骨ｂ1、ｂ2 が偏位しないよう
にするものであり、この肋骨ピンＰを前述の、焼結助剤
を含まず不可避不純物と純度９９．９５重量％以上、平
均結晶粒径が１μｍ以下のアルミナセラミックスより構
成する。
施形態としての肋骨接合ピンＰを示し、この肋骨接合ピ
ンＰは、骨折、或いは切断された肋骨の修復、接合固定
の際に用いるものであり、図３に示すように切断部位の
肋骨髄腔の大きさに適合した肋骨接合ピンＰを骨折した
肋骨Ｂに刺入した後、その外周部を不図示のワイヤーに
て締め付けることによって骨ｂ1、ｂ2 が偏位しないよう
にするものであり、この肋骨ピンＰを前述の、焼結助剤
を含まず不可避不純物と純度９９．９５重量％以上、平
均結晶粒径が１μｍ以下のアルミナセラミックスより構
成する。
【００２６】この肋骨ピンＰは、上記アルミナセラミッ
クスの機械的強度がジルコニアセラミックスに匹敵する
程度もあるので大きな荷重を受けても破折しにくいもの
である。
クスの機械的強度がジルコニアセラミックスに匹敵する
程度もあるので大きな荷重を受けても破折しにくいもの
である。
【００２７】以上、本発明の実施形態を例示したが、本
発明はこれら実施形態に限定されるものでなく、発明の
目的を逸脱しない限り、任意の形態とすることができる
ことは言うまでもない。例えば、本発明は人工膝関節の
関節面を構成する部材や、人工骨や骨補強用の部材とし
て広く適用できるものである。
発明はこれら実施形態に限定されるものでなく、発明の
目的を逸脱しない限り、任意の形態とすることができる
ことは言うまでもない。例えば、本発明は人工膝関節の
関節面を構成する部材や、人工骨や骨補強用の部材とし
て広く適用できるものである。
【００２８】
【実施例】平均粒径０．１５μｍのアルミナセラミック
ス粉末１００重量％に対して、分散剤０．２重量％、有
機バインダー０．３重量％を添加し、水２８重量％を加
えてスリップの調整を行った。このスラリーを所望の金
型に充填し重力倍数１５，０００Ｇの遠心力を作用さ
せ、生成形体を得た。この成形体を金型から脱型し、乾
燥後１２００℃〜１５００℃の温度で焼成を行った。得
られたアルミナ多結晶体をダイヤモンド砥石にて研削
し、３ｍｍ×４ｍｍ×４０Ｌの曲げ試験用テストピース
を作製した。この曲げ試験テストピースを用いＪＩＳ−
１６０１に準じて曲げ試験を実施した。また同様に調整
した試験片を用いてＡＳＴＭ−Ｅ１１２に準じて平均結
晶粒径を求めた。さらに、ＪＩＳ−Ｃ−２１４１に準じ
て密度を測定した。
ス粉末１００重量％に対して、分散剤０．２重量％、有
機バインダー０．３重量％を添加し、水２８重量％を加
えてスリップの調整を行った。このスラリーを所望の金
型に充填し重力倍数１５，０００Ｇの遠心力を作用さ
せ、生成形体を得た。この成形体を金型から脱型し、乾
燥後１２００℃〜１５００℃の温度で焼成を行った。得
られたアルミナ多結晶体をダイヤモンド砥石にて研削
し、３ｍｍ×４ｍｍ×４０Ｌの曲げ試験用テストピース
を作製した。この曲げ試験テストピースを用いＪＩＳ−
１６０１に準じて曲げ試験を実施した。また同様に調整
した試験片を用いてＡＳＴＭ−Ｅ１１２に準じて平均結
晶粒径を求めた。さらに、ＪＩＳ−Ｃ−２１４１に準じ
て密度を測定した。
【００２９】また、このアルミナ多結晶焼結体の摩耗特
性を評価するため、上記試験片以外に焼結体のアルミナ
含有量及び平均結晶粒径が異なる５種のアルミナ多結晶
焼結体を作製し、ピンオンディスク法による摩耗試験を
実施した。その結果を表１に示す。
性を評価するため、上記試験片以外に焼結体のアルミナ
含有量及び平均結晶粒径が異なる５種のアルミナ多結晶
焼結体を作製し、ピンオンディスク法による摩耗試験を
実施した。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】因みに、試料１〜１０はピン及びディスク
とも上記遠心作製法にて作製したもので、他方、試料１
１〜１５は鋳込み成形法により作製したものである。そ
して、ピンの形状は外径６φで、先端が半径５００ｍｍ
の曲率を有している。先端部はセラミック製骨頭球の摺
動面と同程度の研磨仕上げをしている。潤滑液として蒸
留水を使用し、接触面に２１０Ｎの接触荷重を加え、摺
動速度４０ｍｍ／秒で３０，０００ｍ摺動させた。摩耗
試験終了後、ピンの重量を再度測定し、計算により比摩
耗量を求めた。なお、添加物及び不可避不純物の化学分
析はＩＣＰ発光分光分析法により行った。またアルカリ
金属酸化物は原子吸光分析法により求めた。アルミナセ
ラミックスの純度は１００％から測定した添加物及び不
可避不純物の総和を減じた値である。
とも上記遠心作製法にて作製したもので、他方、試料１
１〜１５は鋳込み成形法により作製したものである。そ
して、ピンの形状は外径６φで、先端が半径５００ｍｍ
の曲率を有している。先端部はセラミック製骨頭球の摺
動面と同程度の研磨仕上げをしている。潤滑液として蒸
留水を使用し、接触面に２１０Ｎの接触荷重を加え、摺
動速度４０ｍｍ／秒で３０，０００ｍ摺動させた。摩耗
試験終了後、ピンの重量を再度測定し、計算により比摩
耗量を求めた。なお、添加物及び不可避不純物の化学分
析はＩＣＰ発光分光分析法により行った。またアルカリ
金属酸化物は原子吸光分析法により求めた。アルミナセ
ラミックスの純度は１００％から測定した添加物及び不
可避不純物の総和を減じた値である。
【００３２】表１から明らかなように、本発明実施例品
は、機械的強度が非常に大きく（ジルコニアセラミック
スに匹敵する）、また、アルミナ対アルミナの摺動性も
非常に良く、より高性能な生体部材であることが判る。
これに対して、本発明の範囲外にあるものは（比較例を
含む）、機械的強度が小さく、或いは、アルミナ対アル
ミナの摺動性が劣るという結果であった。
は、機械的強度が非常に大きく（ジルコニアセラミック
スに匹敵する）、また、アルミナ対アルミナの摺動性も
非常に良く、より高性能な生体部材であることが判る。
これに対して、本発明の範囲外にあるものは（比較例を
含む）、機械的強度が小さく、或いは、アルミナ対アル
ミナの摺動性が劣るという結果であった。
【００３３】以上から本発明の有効性が確認できた。
【００３４】
【発明の効果】叙上のように本発明によれば、アルミナ
セラミックスに焼結助剤を一切添加しないので、焼結体
中の部位による粒径のバラツキがなく、また、不可避不
純物が０．０５重量％以下であるので粒界層がほとんど
存在しない。以上から、摺動部材の機械的強度が大き
い。
セラミックスに焼結助剤を一切添加しないので、焼結体
中の部位による粒径のバラツキがなく、また、不可避不
純物が０．０５重量％以下であるので粒界層がほとんど
存在しない。以上から、摺動部材の機械的強度が大き
い。
【００３５】また、上記アルミナセラミックスは硬度も
大きく、また、粒径が１μｍ未満であるので摺動面から
の粒子脱落の恐れが小さく、特に、アルミナ対アルミナ
の組み合わせにおいて非常に優れた摺動性を発揮する。
大きく、また、粒径が１μｍ未満であるので摺動面から
の粒子脱落の恐れが小さく、特に、アルミナ対アルミナ
の組み合わせにおいて非常に優れた摺動性を発揮する。
【図１】本発明実施形態の生体部材としての骨頭球を用
いた人工股関節の部分断面側面図である。
いた人工股関節の部分断面側面図である。
【図２】本発明実施形態の生体補綴部材としての肋骨接
合ピンの斜視図である。
合ピンの斜視図である。
【図３】図２の肋骨接合ピンの使用例を示す説明図であ
る。
る。
１：人工股関節 ２：骨頭球 ３：ステム ４：ソケット Ｐ：肋骨接合ピン Ｂ：肋骨 ｂ1 、ｂ2 ：骨
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 吉雄 滋賀県蒲生郡蒲生町川合10番地の１ 京セ ラ株式会社滋賀工場内 Ｆターム(参考） 4C081 AB05 BB05 BB08 CA082 CF151 DA01 DB02 EA04 4G030 AA36 BA18 BA35 CA04 GA11
Claims (1)
- 【請求項１】焼結助剤を含まず不可避不純物と純度９
９．９５重量％以上、平均結晶粒径が１μｍ以下のアル
ミナセラミックスからなる生体部材。
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