JP2002069556A - TiNiAu BASED ALLOY MATERIAL HAVING EXCELLENT SUITABILITY FOR THE HUMAN BODY AND MEMBER FOR MEDICAL APPLIANCE USING THE SAME - Google Patents

TiNiAu BASED ALLOY MATERIAL HAVING EXCELLENT SUITABILITY FOR THE HUMAN BODY AND MEMBER FOR MEDICAL APPLIANCE USING THE SAME

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JP2002069556A
JP2002069556A JP2000255997A JP2000255997A JP2002069556A JP 2002069556 A JP2002069556 A JP 2002069556A JP 2000255997 A JP2000255997 A JP 2000255997A JP 2000255997 A JP2000255997 A JP 2000255997A JP 2002069556 A JP2002069556 A JP 2002069556A
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JP
Japan
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alloy material
point
composition
tiniau
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Tsuzuki
秀和 都築
Masato Asai
真人 浅井
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To develop an alloy material suitable for use over a long period of time in the human body, i.e., a TiNi based alloy material having superelasticity and shape memory characteristics and also having the controllability of the elution of Ni ions. SOLUTION: In this TiNiAu base alloy material having excellent suitability for the human body, as for the alloy composition, in the three-dimensional compositional figure of Ti, Au and Ni, Ti, Au and Ni have specified compositions in a region decided by a quadrilateral having a first vertex (the A point in the figure 2), a second vertex (the B point in the figure 2), a third vertex (the C point in the figure 2) and a fourth vertex (the D point in the figure 2), and also, the crystal grain size in the structure of the alloy material is controlled to <=200 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、医療機器等に使用
する形状記憶ならびに超弾性の特性を有し、生体適合性
に優れたTiNiAu系合金材とこれを用いた医療機器
用部材に関するものである。なお、本発明において、T
iNiAu系合金材とは、TiNiAu合金材及びこの
合金材に更にCo、Cr、Cu、Fe、Hf、Mn、M
o、Nb、Pd、Pt、Zrの1種又は2種以上を選択
添加したTiNiAu系合金材を意味する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a TiNiAu alloy having shape memory and superelastic properties and excellent biocompatibility used for medical equipment and the like, and a medical equipment member using the same. is there. In the present invention, T
The iNiAu-based alloy material is a TiNiAu alloy material and this alloy material further includes Co, Cr, Cu, Fe, Hf, Mn, M
It means a TiNiAu-based alloy material in which one or more of o, Nb, Pd, Pt, and Zr are selectively added.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、形状記憶及び超弾性の特性を有す
る合金材料を医療分野に応用するために、種々の試みが
行われている。中でもTiNi系合金については、耐食
性が優れていること、生体とのなじみが良いことなどの
理由で、医療機器用の部材例えば歯列矯正ワイヤー、イ
ンプラント、カテーテル、ガイドワイヤー等に用いられ
ている。
2. Description of the Related Art In recent years, various attempts have been made to apply alloy materials having shape memory and superelastic properties to the medical field. Among them, TiNi-based alloys are used for members for medical equipment, such as orthodontic wires, implants, catheters, and guide wires, because of their excellent corrosion resistance and good compatibility with living bodies.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】人間もしくは動物の体
内での使用を想定したインプラントとして使用する場合
は、長時間にわたる耐食性が要求され、またTiNi系
合金ではNiアレルギーを示す人がいることに関係した
Ni元素の溶出の懸念があった。
When used as an implant intended for use in a human or animal body, corrosion resistance over a long period of time is required, and TiNi-based alloys are associated with some people who are allergic to Ni. There is a concern about elution of the Ni element.

【0004】そこで、本発明の目的は、耐食性を高め、
特にNiイオンの溶出を極力抑制した、即ち生体適合性
に優れた生体用合金材を提供することである。また、本
発明の他の目的は、生体適合性を向上させると同時に形
状記憶や超弾性の特性も兼ね備えた合金材を提供するこ
とである。
Therefore, an object of the present invention is to improve corrosion resistance,
In particular, it is an object of the present invention to provide a biological alloy material in which elution of Ni ions is suppressed as much as possible, that is, excellent in biocompatibility. It is another object of the present invention to provide an alloy material having improved shape compatibility and superelasticity while improving biocompatibility.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項1の発明は、合金組成が、Ti、Au及びNi
の三元組成図において、Ti49.0at%、Au2.
0at%およびNi49.0at%にある第1頂点(図
2のA点)、Ti50.5at%、Au2.0at%お
よびNi47.5at%にある第2頂点(図2のB
点)、Ti50.5at%、Au15.0at%および
Ni34.5at%にある第3頂点(図2のC点)、T
i49.0at%、Au15.0at%およびNi3
6.0at%にある第4頂点(図2のD点)を有する四
辺形で定められる領域内にある合金組成を有し、且つそ
の合金材の組織の結晶粒径を200μm以下とすること
を特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system comprising: an alloy comprising Ti, Au and Ni.
In the ternary composition diagram of Ti, 49.0 at% of Ti, Au2.
The first vertex at 0 at% and Ni49.0 at% (point A in FIG. 2), the second vertex at Ti 50.5 at%, Au 2.0 at% and Ni 47.5 at% (B in FIG. 2)
Point), the third vertex at Ti 50.5 at%, Au 15.0 at% and Ni 34.5 at% (point C in FIG. 2), T
i49.0at%, Au15.0at% and Ni3
It is necessary to have an alloy composition within a region defined by a quadrilateral having a fourth vertex (point D in FIG. 2) at 6.0 at%, and to set the crystal grain size of the structure of the alloy material to 200 μm or less. It is a feature.

【0006】なお、本発明の合金組成をTi、Au及び
Niの三元組成図で示すと図1及び図2のようになる。
図1はこの範囲の概略を示したものであり、また図2は
この範囲の拡大図である。上記の本発明の合金組成範囲
は、第1頂点〜第4頂点を有する四辺形で定められる領
域内であるが、上記の各頂点の後の括弧書きは、これに
対応する図2の記号(A点、B点、C点、・・・J点、
K点)を示したものである(以下に説明する請求項2〜
4の発明も同様である)。
Incidentally, the alloy composition of the present invention is shown in FIG. 1 and FIG. 2 in a ternary composition diagram of Ti, Au and Ni.
FIG. 1 shows an outline of this range, and FIG. 2 is an enlarged view of this range. The alloy composition range of the present invention is within a region defined by a quadrilateral having first to fourth vertices, and the parentheses after each of the vertices correspond to the corresponding symbols in FIG. A point, B point, C point, ... J point,
K point) (claims 2 to be described below).
The same applies to the invention of No. 4).

【0007】また、請求項2の発明は、請求項1の範囲
内において、Ti49.0at%、Au6.0at%お
よびNi45.0at%にある第1頂点(図2のE
点)、Ti49.8at%、Au6.0at%およびN
i44.2at%にある第2頂点(図2のF点)、Ti
49.8at%、Au7.0at%およびNi43.2
at%にある第3頂点(図2のG点)、Ti49.0a
t%、Au11.0at%およびNi40.0at%に
ある第4頂点(図2のH点)を有する四辺形で定められ
る領域内にある組成であり、良好な超弾性特性とNiイ
オンの溶出抑制性を有することを特徴とする請求項1に
記載の生体適合性に優れたTiNiAu系合金材であ
る。
Further, according to the invention of claim 2, within the scope of claim 1, the first vertex located at 49.0 at% of Ti, 6.0 at% of Au and 45.0 at% of Ni (E in FIG. 2)
Point), 49.8 at% of Ti, 6.0 at% of Au and N
i The second vertex at 44.2 at% (point F in FIG. 2), Ti
49.8 at%, Au 7.0 at%, and Ni 43.2
Third vertex at at% (point G in FIG. 2), Ti49.0a
The composition is in a region defined by a quadrilateral having a fourth vertex (point H in FIG. 2) at t%, Au11.0 at%, and Ni40.0 at%, and has excellent superelastic properties and suppression of elution of Ni ions. The TiNiAu-based alloy material having excellent biocompatibility according to claim 1, wherein the TiNiAu-based alloy material has a property.

【0008】請求項3の発明は、請求項1の範囲内にお
いて、Ti49.0at%、Au6.0at%およびN
i45.0at%にある第1頂点(図2のE点)、Ti
50.5at%、Au6.0at%およびNi43.5
at%にある第2頂点(図2のI点)、Ti50.5a
t%、Au15.0at%およびNi34.5at%に
ある第3頂点(図2のC点)、Ti49.0at%、A
u15.0at%およびNi36.0at%にある第4
頂点(図2のD点)、Ti49.0at%、Au9.0
at%およびNi42.0at%にある第5頂点(図2
のJ点)、Ti49.2at%、Au7.0at%およ
びNi43.8at%にある第6頂点(図2のK点)を
有する六辺形で定められる領域内にある組成であり、良
好な形状記憶特性とNiイオンの溶出抑制性を有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の生体適合性に優れたT
iNiAu系合金材である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method according to the first aspect, wherein Ti is 49.0 at%, Au is 6.0 at%, and
i, the first vertex at 45.0 at% (point E in FIG. 2), Ti
50.5 at%, Au 6.0 at%, and Ni 43.5
2nd vertex (point I in FIG. 2) at at%, Ti50.5a
Third vertex (point C in FIG. 2) at t%, Au 15.0 at% and Ni 34.5 at%, Ti 49.0 at%, A
u 45.0 at% and Ni 36.0 at%
Apex (point D in FIG. 2), Ti 49.0 at%, Au 9.0
at% and Ni at 42.0 at% (FIG. 2)
J point), 49.2 at% of Ti, 7.0 at% of Au, and 43.8 at% of Ni in the region defined by a hexagon having a sixth vertex (point K in FIG. 2), and a good shape. 2. The biocompatible T according to claim 1, wherein the T has excellent memory characteristics and Ni ion elution inhibiting properties.
It is an iNiAu-based alloy material.

【0009】請求項4の発明は、請求項1の範囲内にお
いて、Ti49.0at%、Au6.0at%およびN
i45.0at%にある第1頂点(図2のE点)、Ti
49.8at%、Au6.0at%およびNi44.2
at%にある第2頂点(図2のF点)、Ti49.8a
t%、Au7.0at%およびNi43.2at%にあ
る第3頂点(図2のG点)、Ti49.0at%、Au
11.0at%およびNi40.0at%にある第4頂
点(図2のH点)、Ti49.0at%、Au9.0a
t%およびNi42.0at%にある第5頂点(図2の
J点)、Ti49.2at%、Au7.0at%および
Ni43.8at%にある第6頂点(図2のK点)を有
する六辺形で定められる領域内にある組成であり、良好
な超弾性と形状記憶特性及びNiイオンの溶出抑制性を
有することを特徴とする請求項1に記載の生体適合性に
優れたTiNiAu系合金材である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, 49.0 at% of Ti, 6.0 at% of Au and
i, the first vertex at 45.0 at% (point E in FIG. 2), Ti
49.8 at%, Au 6.0 at%, and Ni 44.2
The second vertex at at% (point F in FIG. 2), Ti49.8a
Third vertex (point G in FIG. 2) at t%, Au 7.0 at% and Ni 43.2 at%, Ti 49.0 at%, Au
4th at 11.0 at% and 40.0 at% Ni (point H in FIG. 2), 49.0 at% Ti, 9.0 a.
Six sides with a fifth vertex (point J in FIG. 2) at t% and Ni 42.0 at%, a sixth vertex (point K in FIG. 2) at Ti 49.2 at%, Au 7.0 at% and Ni 43.8 at%. The TiNiAu-based alloy material having excellent biocompatibility according to claim 1, wherein the TiNiAu alloy material has a composition within a region defined by the shape, and has good superelasticity, shape memory properties, and elution inhibition of Ni ions. It is.

【0010】また、請求項5の発明は、前記請求項1〜
4のいずれかに記載のTiNiAu系合金のTi、A
u、Ni組成の一部をCo、Cr、Cu、Fe、Hf、
Mn、Mo、Nb、Pd、Pt、Zrの1種又は2種以
上でその合計量が0.1〜2.0at%で置換した合金
材とし、且つその合金材の組織の結晶粒径を200μm
以下とすることを特徴とする生体適合性に優れたTiN
iAu系合金材である。
[0010] The invention of claim 5 is the above-mentioned claim 1.
4. Ti, A of the TiNiAu-based alloy according to any one of
u, a part of the Ni composition is Co, Cr, Cu, Fe, Hf,
An alloy material in which one or more of Mn, Mo, Nb, Pd, Pt, and Zr are substituted with a total amount of 0.1 to 2.0 at%, and the crystal grain size of the structure of the alloy material is 200 μm
TiN excellent in biocompatibility characterized by:
It is an iAu-based alloy material.

【0011】更に、請求項6の発明は、前記請求項1〜
5のいずれかに記載のTiNiAu系合金材を用いるこ
とを特徴とする医療機器用部材である。
Further, the invention according to claim 6 is the invention according to claim 1 to claim 1.
5. A member for medical equipment, characterized by using the TiNiAu-based alloy material according to any one of 5.

【0012】請求項7の発明は、前記TiNiAu系合
金材が、板材、チューブ材、線材、鋳造材のいずれかで
あることを特徴とする請求項6に記載の医療機器用部材
である。
The invention according to claim 7 is the medical device member according to claim 6, wherein the TiNiAu-based alloy material is any one of a plate material, a tube material, a wire material, and a cast material.

【0013】また、請求項8の発明は、前記請求項1〜
5のいずれかに記載のTiNiAu系合金材からなる部
材をTi酸化膜もしくは合成樹脂又はTi酸化膜と合成
樹脂で被覆したことを特徴とする医療機器用部材であ
る。
Further, the invention of claim 8 is the above-described claim 1 to claim 1.
5. A member for medical equipment, wherein the member made of the TiNiAu-based alloy material according to any one of 5) is coated with a Ti oxide film or a synthetic resin or a Ti oxide film and a synthetic resin.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明について、詳細に説
明する。本発明は、TiNi合金にAuを添加すること
により、超弾性と形状記憶特性を損なうことなく生体中
でのNi元素の溶出を抑制する効果があるため、医療機
器用部材として使用する場合の優れた生体適合性を有す
ることを特徴とするものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The present invention has an effect of suppressing elution of Ni element in a living body without impairing superelasticity and shape memory characteristics by adding Au to a TiNi alloy, and is excellent when used as a member for medical equipment. It is characterized by having biocompatibility.

【0015】通常のTiNi合金では、生体中への浸漬
時間が長くなるほど、浸漬時間に比例してNiイオンの
溶出濃度が高くなるのに対し、本発明のAuを添加した
TiNiAu合金材料では、浸漬時間が経過するにつれ
てマトリックスに固溶したAuが表面に拡散濃縮し、N
iイオンの溶出を抑制することができる。従って、本発
明のTiNiAu系合金材は、長期間にわたる生体中で
の使用に適している、即ち生体適合性に優れているとい
うことができる。
In a normal TiNi alloy, the longer the immersion time in the living body, the higher the elution concentration of Ni ions increases in proportion to the immersion time. As time elapses, Au dissolved in the matrix diffuses and concentrates on the surface, and N
Elution of i-ion can be suppressed. Therefore, it can be said that the TiNiAu-based alloy material of the present invention is suitable for use in a living body for a long time, that is, is excellent in biocompatibility.

【0016】以下、各請求項の発明について、順を追っ
て、その発明の構成及び効果、具体的な実施の形態等を
詳細に説明する。先ず請求項1の発明は、合金組成が、
Ti、Au及びNiの三元組成図において、Ti49.
0at%、Au2.0at%およびNi49.0at%
にある第1頂点(図2のA点)、Ti50.5at%、
Au2.0at%およびNi47.5at%にある第2
頂点(図2のB点)、Ti50.5at%、Au15.
0at%およびNi34.5at%にある第3頂点(図
2のC点)、Ti49.0at%、Au15.0at%
およびNi36.0at%にある第4頂点(図2のD
点)を有する四辺形で定められる領域内にある組成を有
し、且つその合金材の組織の結晶粒径を200μm以下
とすることを特徴とするものである。
In the following, the invention of each claim will be described in detail, in order, in terms of the configuration and effects of the invention, specific embodiments, and the like. First, in the invention of claim 1, the alloy composition is as follows:
In the ternary composition diagram of Ti, Au and Ni, Ti49.
0 at%, Au 2.0 at%, and Ni 49.0 at%
, The first vertex (point A in FIG. 2), Ti 50.5 at%,
A second at 2.0 at% Au and 47.5 at% Ni
Vertex (point B in FIG. 2), Ti 50.5 at%, Au15.
Third vertex at 0 at% and Ni 34.5 at% (point C in FIG. 2), Ti 49.0 at%, Au 15.0 at%
And the fourth vertex at Ni 36.0 at% (D in FIG. 2)
(Point), and has a composition within a region defined by a quadrilateral having a point, and the crystal grain size of the structure of the alloy material is 200 μm or less.

【0017】本発明の合金組成の範囲は、図2のABC
D点で囲む範囲である。即ち、Ti、Au、Niの所定
量の第1頂点(図2のA点)、第2頂点(図2のB
点)、第3頂点(図2のC点)、第4頂点(図2のD
点)を有する四辺形で定められる領域内にある組成であ
る。また、元素毎の範囲は、Ti49.0〜50.5a
t%、Au2.0〜15at%、Ni残(34.5〜4
9.0at%)である。本発明合金材において、Ti量
が49.0at%未満では過度のTiNi系析出物の生
成により加工性が困難になり、Ti量が50.5at%
を越えるとTi系酸化物が生成し、延性を劣化させるの
で好ましくない。従って、Ti量は49.0〜50.5
at%の範囲とする。
The range of the alloy composition of the present invention is shown in FIG.
It is a range surrounded by point D. That is, a first vertex (point A in FIG. 2) and a second vertex (B in FIG. 2) of predetermined amounts of Ti, Au, and Ni.
Point), third vertex (point C in FIG. 2), fourth vertex (D in FIG. 2)
(Point) in a region defined by a quadrilateral having a point. The range for each element is Ti49.0 to 50.5a.
t%, Au 2.0-15 at%, Ni residue (34.5-4
9.0 at%). In the alloy material of the present invention, if the Ti content is less than 49.0 at%, the workability becomes difficult due to excessive generation of TiNi-based precipitates, and the Ti content is 50.5 at%.
Exceeding Ti is not preferable because a Ti-based oxide is generated and ductility is deteriorated. Therefore, the Ti content is 49.0 to 50.5.
at% range.

【0018】また、Au元素の添加量の効果は、2.0
at%以上より現れるが、より好ましくは材料の内部に
おいてAuの拡散層が外表面を覆うのに十分な6.0a
t%以上である。また、Auの上限の添加量は、耐食性
即ち生体適合性の観点からは多くともよいが、Au添加
の効果は、15at%までで十分であり、これ以上の添
加は材料費が高くなり好ましくない。また、Auが多く
なることによるNi量の極端な減少により、形状記憶ま
たは超弾性の特性が劣るようになる。従って、Auの添
加量は2.0〜15at%とする。なお、本発明の三元
のTiNiAu合金材おいて、Ni量は所定量のTi、
Au添加の残となるが、その範囲は34.5〜49.0
at%となる。
The effect of the added amount of Au element is 2.0%.
at% or more, but more preferably 6.0a sufficient for the Au diffusion layer to cover the outer surface inside the material.
t% or more. The upper limit of the amount of Au added may be large from the viewpoint of corrosion resistance, that is, biocompatibility, but the effect of the addition of Au is sufficient up to 15 at%. . In addition, due to an extreme decrease in the amount of Ni due to an increase in Au, the shape memory or superelastic properties are deteriorated. Therefore, the addition amount of Au is set to 2.0 to 15 at%. In the ternary TiNiAu alloy material of the present invention, the Ni amount is a predetermined amount of Ti,
The remainder of the Au addition is in the range of 34.5 to 49.0.
at%.

【0019】また、本発明は、前記の所定の合金組成か
らなるTiNiAu合金材であるが、更にこの合金材の
金属組織において、その結晶粒径を200μm以下とし
たものである。本発明合金材の金属組織の結晶粒径を2
00μm以下に限定、即ち結晶粒径を細かくするように
限定した理由は、Auが材料の表面に拡散しやすくする
ためである。Au元素は、結晶粒界に沿って材料表面に
拡散する。従って、結晶粒径が細かくなれば粒界の面積
が多くなり拡散しやすくなるのである。なお、TiNi
合金材へのAu添加によるNiイオンの溶出抑制の効果
は、材料表面へのAu元素の拡散がNi元素の拡散速度
より早いため、生体中での長期の使用において、Auが
徐々に材料表面に拡散して、このAuの膜(又はその酸
化物)がNiイオンの溶出を抑制するものと考えられ
る。
Further, the present invention relates to a TiNiAu alloy material having the above-mentioned predetermined alloy composition, and further, in the metal structure of this alloy material, the crystal grain size is set to 200 μm or less. The crystal grain size of the metal structure of the alloy material of the present invention is 2
The reason why the size is limited to 00 μm or less, that is, the crystal grain size is reduced is to make Au easily diffuse to the surface of the material. Au element diffuses to the material surface along the crystal grain boundary. Therefore, as the crystal grain size becomes smaller, the area of the grain boundary increases, and the crystal grain becomes easier to diffuse. Note that TiNi
The effect of suppressing the elution of Ni ions by adding Au to the alloy material is that the diffusion of Au element to the material surface is faster than the diffusion rate of Ni element. It is considered that the Au film (or its oxide) diffuses and suppresses elution of Ni ions.

【0020】合金材の金属組織の結晶粒径を細かくする
手段としては、鋳造材の展伸加工(鍛造加工、圧延加
工、伸線加工等)による加工組織の導入が効果的であ
る。医療機器用部材であるインプラント(例えばボーン
プレート、人工歯根)、歯列矯正ワイヤー、カテーテ
ル、ガイドワイヤ等は、この展伸加工により製造され
る。また、精密鋳造による鋳造材をそのまま使用する場
合は、鋳造組織を細かくするため、冷却速度を100℃
/秒以上とするのが望ましい。精密鋳造材をそのまま使
用する例としては、歯科クラウン、歯科クラスプ等があ
る。
As a means for reducing the crystal grain size of the metal structure of the alloy material, it is effective to introduce a work structure by expanding (forging, rolling, drawing, etc.) the cast material. Implants (for example, bone plates and artificial roots), orthodontic wires, catheters, guide wires, and the like, which are members for medical devices, are manufactured by this spreading process. When using the cast material by precision casting as it is, the cooling rate is set to 100 ° C. in order to make the casting structure fine.
/ Sec or more is desirable. Examples of using the precision casting material as it is include a dental crown and a dental clasp.

【0021】次に、請求項2、3、4の発明は、請求項
1の発明の好ましい実施形態の発明である。即ち、請求
項2の発明は、請求項1の範囲内において、Ti49.
0at%、Au6.0at%およびNi45.0at%
にある第1頂点(図2のE点)、Ti49.8at%、
Au6.0at%およびNi44.2at%にある第2
頂点(図2のF点)、Ti49.8at%、Au7.0
at%およびNi43.2at%にある第3頂点(図2
のG点)、Ti49.0at%、Au11.0at%お
よびNi40.0at%にある第4頂点(図2のH点)
を有する四辺形で定められる領域内にある組成であり、
特に良好な超弾性特性とNiイオンの溶出抑制性を有す
ることを特徴とするものである。なお、合金材の金属組
織において、結晶粒径を所定以下とすることは、請求項
1と同様である。
Next, the inventions of claims 2, 3 and 4 are preferred embodiments of the invention of claim 1. That is, the invention of claim 2 is the invention according to claim 1, wherein Ti49.
0 at%, Au 6.0 at%, and Ni 45.0 at%
, The first vertex (point E in FIG. 2), Ti 49.8 at%,
Second at 6.0 at% Au and 44.2 at% Ni
Vertex (point F in FIG. 2), Ti 49.8 at%, Au 7.0
at% and Ni at 43.2 at% (FIG. 2)
G point), 49.0 at% of Ti, 11.0 at% of Au and 40.0 at% of Ni at the fourth vertex (point H in FIG. 2)
A composition within an area defined by a quadrilateral having
It is characterized by having particularly excellent superelastic properties and Ni ion elution suppressing properties. Note that, in the metal structure of the alloy material, the crystal grain size is set to be equal to or smaller than a predetermined value, as in the first aspect.

【0022】本発明の合金組成は、前記と同様にTi、
Au及びNiの三元組成図で示すと、図2のEFGH点
で囲む範囲となる。即ち、Ti、Au、Niの所定量の
第1頂点(図2のE点)、第2頂点(図2のF点)、第
3頂点(図2のG点)、第4頂点(図2のH点)を有す
る四辺形で定められる領域内にある組成である。この範
囲の組成は、良好な超弾性特性とNiイオンの溶出抑制
性を有し、特に超弾性合金材として使用する場合に適す
る。
The alloy composition of the present invention comprises Ti,
The ternary composition diagram of Au and Ni is a range surrounded by the EFGH point in FIG. That is, the first vertices (point E in FIG. 2), the second vertices (point F in FIG. 2), the third vertices (point G in FIG. 2), and the fourth vertices (point G in FIG. 2) of predetermined amounts of Ti, Au, and Ni. H point) in a region defined by a quadrilateral having a quadrangle. Compositions in this range have good superelastic properties and suppress the elution of Ni ions, and are particularly suitable for use as a superelastic alloy material.

【0023】Au量は、特に6at%以上でNiイオン
の溶出抑制性に優れている。また、Au量が7at%以
上で変態温度は上昇し、更にTi量が増えると変態温度
は上昇する。そのため線FGHよりTi量、Au量が高
くなると、変態温度が高くなり超弾性特性を利用する場
合に適さない。従って、良好な超弾性特性とNiイオン
の溶出抑制性を利用する場合は、図2のEFGH点を有
する四辺形によって規定される領域内の組成となる。な
お、特に超弾性特性を利用する医療機器用部材として
は、歯列矯正ワイヤー等がある。
The amount of Au is particularly excellent at 6 at% or more in suppressing the elution of Ni ions. Further, the transformation temperature rises when the Au content is 7 at% or more, and the transformation temperature rises when the Ti content further increases. For this reason, when the Ti content and the Au content are higher than the line FGH, the transformation temperature becomes higher, which is not suitable for utilizing superelastic properties. Therefore, when the good superelastic property and the ability to suppress the elution of Ni ions are used, the composition is in the region defined by the quadrilateral having the EFGH point in FIG. In addition, as a member for a medical device particularly utilizing the superelastic property, there is an orthodontic wire and the like.

【0024】次に、請求項3の発明は、請求項1の範囲
内において、Ti49.0at%、Au6.0at%お
よびNi45.0at%にある第1頂点(図2のE
点)、Ti50.5at%、Au6.0at%およびN
i43.5at%にある第2頂点(図2のI点)、Ti
50.5at%、Au15.0at%およびNi34.
5at%にある第3頂点(図2のC点)、Ti49.0
at%、Au15.0at%およびNi36.0at%
にある第4頂点(図2のD点)、Ti49.0at%、
Au9.0at%およびNi42.0at%にある第5
頂点(図2のJ点)、Ti49.2at%、Au7.0
at%およびNi43.8at%にある第6頂点(図2
のK点)を有する六辺形で定められる領域内にある組成
であり、特に良好な形状記憶特性とNiイオンの溶出抑
制性を有することを特徴とするものである。なお、合金
材の金属組織において、結晶粒径を所定以下とすること
は、請求項1と同様である。
Next, according to the invention of claim 3, within the scope of claim 1, the first vertex located at 49.0 at% of Ti, 46.0 at% of Au and 45.0 at% of Ni (E in FIG. 2).
Point), Ti 50.5 at%, Au 6.0 at% and N
i The second vertex at 43.5 at% (point I in FIG. 2), Ti
50.5 at%, Au 15.0 at% and Ni34.
Third vertex at 5 at% (point C in FIG. 2), Ti49.0
at%, Au 15.0 at% and Ni 36.0 at%
, The fourth vertex (point D in FIG. 2), Ti 49.0 at%,
5th at Au 9.0 at% and Ni 42.0 at%
Apex (point J in FIG. 2), Ti 49.2 at%, Au 7.0
at% and Ni at 43.8 at% (FIG. 2)
(K point) in a region defined by a hexagon, and is characterized by having particularly good shape memory characteristics and Ni ion elution suppressing properties. Note that, in the metal structure of the alloy material, the crystal grain size is set to be equal to or smaller than a predetermined value, as in the first aspect.

【0025】本発明の合金組成を前記と同様に、Ti、
Au及びNiの三元組成図で示すと図2のEICDJK
点で囲む範囲となる。即ち、Ti、Au、Niの所定量
の第1頂点(図2のE点)、第2頂点(図2のI点)、
第3頂点(図2のC点)、第4頂点(図2のD点)、第
5頂点(図2のJ点)、第6頂点(図2のK点)を有す
る六辺形で定められる領域内にある組成である。
The alloy composition of the present invention was changed to Ti,
The ternary composition diagram of Au and Ni is shown in FIG.
It is the range enclosed by the point. That is, a first vertex (point E in FIG. 2), a second vertex (point I in FIG. 2) of a predetermined amount of Ti, Au, Ni,
A hexagon having a third vertex (point C in FIG. 2), a fourth vertex (point D in FIG. 2), a fifth vertex (point J in FIG. 2), and a sixth vertex (point K in FIG. 2). Composition within the region of interest.

【0026】この範囲の組成は、良好な形状記憶特性と
Niイオンの溶出抑制性を有し、特に形状記憶合金材と
して使用する場合に適する。Au量は、特に6at%以
上でNiイオンの溶出抑制性に効果がある。また、線E
KJDよりTi量、Au量が低くなると、変態温度が低
くなり形状記憶特性を利用する場合に適さない。従っ
て、良好な形状記憶特性とNiイオンの溶出抑制性を利
用する場合は、図2のEICDJK点を有する六辺形に
よって規定される領域内の組成となる。なお、特に形状
記憶特性を利用する医療機器用部材としては、インプラ
ント(例えばボーンプレート)等がある。
Compositions in this range have good shape memory properties and Ni ion elution inhibiting properties and are particularly suitable for use as shape memory alloy materials. An Au content of at least 6 at% is particularly effective in suppressing the elution of Ni ions. Line E
If the Ti content and the Au content are lower than KJD, the transformation temperature becomes lower, which is not suitable for utilizing shape memory characteristics. Therefore, when utilizing good shape memory characteristics and the ability to suppress the elution of Ni ions, the composition is within the region defined by the hexagon having the EIDJJK point in FIG. In particular, as a member for a medical device utilizing the shape memory characteristic, there is an implant (for example, a bone plate) or the like.

【0027】次に、請求項4の発明は、請求項1の範囲
内において、Ti49.0at%、Au6.0at%お
よびNi45.0at%にある第1頂点(図2のE
点)、Ti49.8at%、Au6.0at%およびN
i44.2at%にある第2頂点(図2のF点)、Ti
49.8at%、Au7.0at%およびNi43.2
at%にある第3頂点(図2のG点)、Ti49.0a
t%、Au11.0at%およびNi40.0at%に
ある第4頂点(図2のH点)、Ti49.0at%、A
u9.0at%およびNi42.0at%にある第5頂
点(図2のJ点)、Ti49.2at%、Au7.0a
t%およびNi43.8at%にある第6頂点(図2の
K点)を有する六辺形で定められる領域内にある組成で
あり、特に良好な超弾性と形状記憶特性及びNiイオン
の溶出抑制性を有することを特徴とするものである。な
お、合金材の金属組織において、結晶粒径を所定以下と
することは、請求項1と同様である。
Next, according to the invention of claim 4, the first apex located at 49.0 at% of Ti, 6.0 at% of Au and 45.0 at% of Ni within the scope of claim 1 (E in FIG. 2).
Point), 49.8 at% of Ti, 6.0 at% of Au and N
i The second vertex at 44.2 at% (point F in FIG. 2), Ti
49.8 at%, Au 7.0 at%, and Ni 43.2
Third vertex at at% (point G in FIG. 2), Ti49.0a
The fourth vertex (point H in FIG. 2) at t%, Au 11.0 at% and Ni 40.0 at%, Ti 49.0 at%, A
The fifth vertex (point J in FIG. 2) at u 9.0 at% and Ni 42.0 at%, Ti 49.2 at%, Au 7.0 a
The composition is within a region defined by a hexagon having a sixth vertex (point K in FIG. 2) at t% and Ni 43.8 at%, and has particularly good superelasticity, shape memory characteristics, and suppression of elution of Ni ions. It has characteristics. Note that, in the metal structure of the alloy material, the crystal grain size is set to be equal to or smaller than a predetermined value, as in the first aspect.

【0028】本発明の合金組成を前記と同様に、Ti、
Au及びNiの三元組成図で示すと、図2のEFGHJ
K点で囲む範囲となる。即ち、Ti、Au、Niの所定
量の第1頂点(図2のE点)、第2頂点(図2のF
点)、第3頂点(図2のG点)、第4頂点(図2のH
点)、第6頂点(図2のJ点)、第6頂点(図2のK
点)を有する六辺形で定められる領域内にある組成であ
る。
The alloy composition according to the present invention is changed to Ti,
The ternary composition diagram of Au and Ni shows that EFGHJ in FIG.
The area is surrounded by the point K. That is, a first vertex (point E in FIG. 2) and a second vertex (point F in FIG. 2) of predetermined amounts of Ti, Au, and Ni.
Point), third vertex (point G in FIG. 2), fourth vertex (H in FIG. 2)
Point), sixth vertex (point J in FIG. 2), sixth vertex (K in FIG. 2)
(Point) in the area defined by the hexagon.

【0029】図2のEFGHJK点を有する六辺形でよ
って規定される領域内の組成は、良好な超弾性と形状記
憶特性及びNiイオンの溶出抑制性を有し、特に超弾性
・形状記憶合金材として使用する場合に適する。Au量
は、特に6at%以上でNiイオンの溶出抑制性に効果
がある。従って、良好な超弾性と形状記憶特性及びNi
イオンの溶出抑制性を必要とする場合は、図2のEFG
HJK点を有する六角形によって規定される領域内の組
成となり、このような用途の医療機器用部材としては、
インプラント(例えば人工歯根)等がある。なお、生体
用部材としてインプラント(人工歯根)に用いる場合
は、外気温から体内に埋めこむ間に形状記憶特性を必要
とし、体内では超弾性特性を必要とする。
The composition in the region defined by the hexagon having the EFGHJK point shown in FIG. 2 has good superelasticity, shape memory characteristics, and Ni ion elution inhibiting properties, and is particularly suitable for superelastic and shape memory alloys. Suitable when used as a material. An Au content of at least 6 at% is particularly effective in suppressing the elution of Ni ions. Therefore, good superelasticity and shape memory characteristics and Ni
If ion elution suppression is required, use the EFG of FIG.
The composition within a region defined by a hexagon having an HJK point is obtained. As a medical device member for such an application,
There are implants (for example, artificial dental roots) and the like. When used as an implant (artificial dental root) as a living body member, shape memory characteristics are required during implantation from outside air into the body, and superelastic properties are required inside the body.

【0030】次に、請求項5の発明は、前記請求項1〜
4のいずれかに記載のTiNiAu合金のTi、Au、
Ni組成の一部をCo、Cr、Cu、Fe、Hf、M
n、Mo、Nb、Pd、Pt、Zrの1種又は2種以上
でその合計量が0.1〜2.0at%で置換した合金材
とし、且つその合金材の組織の結晶粒径を200μm以
下とすることを特徴とする生体適合性に優れたTiNi
Au系合金材である。本発明合金材において、Co、C
r、Cu、Fe、Hf、Mn、Mo、Nb、Pd、P
t、Zrの添加は、変態温度低下させる効果があるた
め、この働きを利用して変態温度を望ましい温度に調節
するためである。その合計量が、0.1at%未満では
変態温度への影響が少ないために十分でなく、2.0a
t%を越えると加工性が悪くなる。従って、添加の合計
量は、0.1〜2.0at%とする。
Next, a fifth aspect of the present invention is the first aspect of the present invention.
4. Ti, Au, of the TiNiAu alloy according to any of 4.
Co, Cr, Cu, Fe, Hf, M
An alloy material in which one or more of n, Mo, Nb, Pd, Pt, and Zr are substituted with a total amount of 0.1 to 2.0 at%, and the crystal grain size of the structure of the alloy material is 200 μm TiNi with excellent biocompatibility characterized by the following:
It is an Au-based alloy material. In the alloy material of the present invention, Co, C
r, Cu, Fe, Hf, Mn, Mo, Nb, Pd, P
Since the addition of t and Zr has the effect of lowering the transformation temperature, this action is used to adjust the transformation temperature to a desired temperature. If the total amount is less than 0.1 at%, the effect on the transformation temperature is small, and it is not sufficient.
If the content exceeds t%, workability deteriorates. Therefore, the total amount of addition is set to 0.1 to 2.0 at%.

【0031】次に、請求項6の発明は、前記請求項1〜
5のいずれかに記載のTiNiAu系合金材を用いるこ
とを特徴とする医療機器用部材である。本発明合金材
は、生体適合性に優れているため、主として医療機器用
の部材として使用される。医療機器用部材の例として
は、これに限定されるものではないが、インプラント、
歯列矯正ワイヤー、歯科クラウン、歯科クラスプ、ステ
ント、カテーテル、ガイドワイヤー等である。これらの
医療機器部材は、その必要特性に応じて、前記の本発明
合金材から適宜選択して使用される。
Next, a sixth aspect of the present invention is directed to the first aspect.
5. A member for medical equipment, characterized by using the TiNiAu-based alloy material according to any one of 5. Since the alloy material of the present invention is excellent in biocompatibility, it is mainly used as a member for medical equipment. Examples of medical device components include, but are not limited to, implants,
Orthodontic wires, dental crowns, dental clasps, stents, catheters, guide wires, and the like. These medical device members are appropriately selected and used from the above-described alloy materials of the present invention according to their required characteristics.

【0032】請求項7の発明は、請求項6の発明におい
て、TiNiAu系合金材が、板材、チューブ材、線
材、鋳造材のいずれかであることを特徴とするものであ
る。本発明の合金材は、上記の医療機器用の部材を目的
として、必要に応じて圧延した板材、線引き加工した線
材やチューブ材、精密鋳造材等の形状に製造加工して使
用される。この一例を上げると、インプラント(ボーン
プレート、人工歯根)は板材、カテーテルはチューブ
材、歯列矯正ワイヤーやガイドワイヤーは線材、歯科ク
ラウンは鋳造材の形状で使用される。
[0032] The invention of claim 7 is characterized in that, in the invention of claim 6, the TiNiAu-based alloy material is any one of a plate material, a tube material, a wire material, and a cast material. The alloy material of the present invention is manufactured and processed into a shape such as a rolled plate material, a drawn wire material, a tube material, a precision cast material, or the like, as required, for the purpose of the above-mentioned medical device members. To give an example, implants (bone plates, artificial dental roots) are used in the form of plates, catheters are used in the form of tubes, orthodontic wires and guide wires are used in the form of wires, and dental crowns are used in the form of cast materials.

【0033】また、請求項8の発明は、前記請求項1〜
5のいずれかに記載のTiNiAu系合金材からなる部
材をTi酸化膜もしくは合成樹脂又はTi酸化膜と合成
樹脂で被覆したことを特徴とする医療機器用部材であ
る。本発明は、合金材中の金属元素の溶出抑制性や材料
表面の耐摩耗性を改善するために、乾式もしくは湿式法
で合金材の表面にTi酸化膜もしくは合成樹脂を被覆す
るものである。また、Ti酸化膜上にさらに合成樹脂を
被覆することも可能である。図3は、本発明の一例であ
るカテーテル用部材を示すもので、超弾性合金チュー
ブ材2の外表面をTi酸化膜3と合成樹脂皮膜4で被覆
したものである。なお、このように被覆した部材は、合
金材中の金属元素の溶出が抑制されるが、仮に使用中に
傷がついた場合でも、本発明合金材は生体中での長期の
使用で、Niイオンの溶出を抑制することができる。
Further, the invention of claim 8 provides the above-mentioned claims 1 to
5. A member for medical equipment, wherein the member made of the TiNiAu-based alloy material according to any one of 5) is coated with a Ti oxide film or a synthetic resin or a Ti oxide film and a synthetic resin. The present invention is to coat the surface of the alloy material with a Ti oxide film or a synthetic resin by a dry or wet method in order to improve the elution suppression of metal elements in the alloy material and the wear resistance of the material surface. It is also possible to further cover the Ti oxide film with a synthetic resin. FIG. 3 shows a catheter member 1 as an example of the present invention, in which a superelastic alloy tube material 2 is coated on its outer surface with a Ti oxide film 3 and a synthetic resin film 4. In addition, the member coated in this manner suppresses elution of the metal element in the alloy material, but even if it is damaged during use, the alloy material of the present invention is Ni Elution of ions can be suppressed.

【0034】また、本発明合金材は、生体中のみなら
ず、人体に接する用途例えばメガネフレーム材料として
も優れた特性を示す。さらに、本発明合金材は、水、海
水中などの環境に対する耐食性にも優れるため、当該用
途、特に長期間浸漬する用途への適用も可能である。
The alloy material of the present invention exhibits excellent properties not only in the living body but also in contact with the human body, for example, as a frame material for eyeglasses. Furthermore, since the alloy material of the present invention is excellent in corrosion resistance to environments such as water and seawater, it can be applied to the use in particular, that is, the use for long-term immersion.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の実施例について、比較例とと
もに説明する。 (実施例1)表1に示す合金組成になるように秤量した
試料を高周波誘導加熱溶解法にて3kg溶製したのち、
鋳造し、得られた鋳塊を面削した後、熱間鍛造、圧延加
工により、直径6mmの線材とした。次に、この直径6
mmの線材について、冷間伸線と中間焼鈍を繰り返して
直径1.0mmの細線に仕上げた。この細線について、
表1の本発明例No.1、2は450℃×30分の熱処
理、本発明例No.3は600℃×30分の熱処理、比
較例No.1は450℃×30分の熱処理、 比較例N
o.2、3は950℃×5時間の熱処理を施した。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below along with comparative examples. Example 1 After weighing 3 kg of a sample weighed so as to have an alloy composition shown in Table 1 by a high-frequency induction heating melting method,
After casting, the obtained ingot was face-cut, and then hot forged and rolled to obtain a wire having a diameter of 6 mm. Next, this diameter 6
For a wire rod having a diameter of 1.0 mm, cold drawing and intermediate annealing were repeated to obtain a fine wire having a diameter of 1.0 mm. About this thin line,
Inventive Example No. of Table 1 Nos. 1 and 2 were heat treated at 450 ° C. for 30 minutes. No. 3 was a heat treatment at 600 ° C. for 30 minutes. 1 is heat treatment at 450 ° C. for 30 minutes, Comparative Example N
o. Heat treatment was performed at 950 ° C. × 5 hours for the samples 2 and 3.

【0036】これらの線材試料について、金属組織であ
る結晶粒径を観察測定して、表1に記した。なお、この
結晶粒径の具体的な測定方法は、先ず線材の断面(線材
の長手方向に対して直角方向の断面)について、研磨後
腐食処理を行って金属組織を出現させた後、顕微鏡観察
写真上の既知の長さの線分により完全に切られる結晶粒
の数を数えて、その切断長さの平均値で粒径を求める線
分切断法である。本実施例では、結晶粒の異方性も考慮
して、前記の線分切断法での6線分の平均値を求め、こ
の結果を表1に示した。
With respect to these wire samples, the crystal grain size as a metal structure was observed and measured, and the results are shown in Table 1. A specific method of measuring the crystal grain size is as follows. First, a cross section of the wire (a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the wire) is subjected to a post-polishing corrosion treatment to reveal a metal structure, and then observed with a microscope. This is a line segment cutting method in which the number of crystal grains completely cut by a line segment of a known length on a photograph is counted, and the grain size is determined by an average value of the cut length. In this example, the average value of the six line segments by the line segment cutting method was determined in consideration of the anisotropy of the crystal grains, and the results are shown in Table 1.

【0037】また、DSC法による変態温度の測定結果
及び0℃から40℃までの各温度における引張試験によ
る超弾性特性・形状記憶特性の調査結果を表1に示す。
なお、変態温度は、低温相であるマルテンサイト相から
高温相である母相への変態温度である逆変態温度(Af
点)を表1に記載した。超弾性特性は、引張歪みを4%
与えた後、除荷した時の残留歪み量で評価した。超弾性
効果の指標となる残留歪み率が、0.5%以下の材料は
◎(非常に優れた性質)、0.5〜1%の材料は○(優
れた性質)、1〜2%の材料は△(やや劣る性質)、2
%以上の材料は×(劣る性質)で評価した。
Table 1 shows the results of the measurement of the transformation temperature by the DSC method and the results of the investigation of the superelastic properties and shape memory properties by the tensile test at each temperature from 0 ° C. to 40 ° C.
Note that the transformation temperature is a reverse transformation temperature (Af) which is a transformation temperature from a martensite phase which is a low-temperature phase to a parent phase which is a high-temperature phase.
Points) are shown in Table 1. Super-elastic properties, 4% tensile strain
After giving, it was evaluated by the residual strain when unloading. A material having a residual strain rate of 0.5% or less, which is an index of the superelastic effect, is ◎ (very excellent property), a material of 0.5 to 1% is ○ (excellent property), and 1 to 2%. The material is △ (slightly inferior property), 2
% Or more of the materials were evaluated as x (poor property).

【0038】形状記憶特性は、引張歪みを4%与えた
後、Af点+50℃に加熱した後の残留歪み量で評価し
た。残留歪み率が、0.5%以下の材料は◎(非常に優
れた性質)、0.5〜1%の材料は○(優れた性質)、
1〜2%の材料は△(やや劣る性質)、2%以上の材料
は×(劣る性質)で評価した。
The shape memory characteristics were evaluated by the amount of residual strain after heating to Af point + 50 ° C. after applying 4% of tensile strain. A material having a residual strain rate of 0.5% or less is ◎ (very excellent property), a material having a residual strain of 0.5 to 1% is ○ (excellent property),
1% to 2% of the materials were evaluated as Δ (somewhat inferior properties), and 2% or more of the materials were evaluated as × (inferior properties).

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】表1から明らかなように、本発明例No.
1、2は、いずれも優れた超弾性特性を示し、本発明例
No.1〜3は、いずれも優れた形状記憶特性を示し
た。結晶粒径100μmの本発明例No.3では、超弾
性特性がやや劣るが実用においては問題ない。結晶粒径
が200μmを越える比較例No.2、3では、実用上
問題である。
As is clear from Table 1, the present invention example No.
Nos. 1 and 2 each show excellent superelastic properties. 1 to 3 all exhibited excellent shape memory characteristics. Inventive Example No. having a crystal grain size of 100 μm. In the case of No. 3, the superelastic property is slightly inferior, but there is no problem in practical use. Comparative Example No. 1 having a crystal grain size exceeding 200 μm. 2 and 3 are practical problems.

【0041】生体適合性の観点からの耐食性を調査する
ために、溶出試験を行い、金属イオンの溶出量で生体適
合性を評価した。溶出試験は、前記の直径1.0mmの
細線を所定寸法(40mm)に切断し、酸化膜除去、超
純水での超音波洗浄、乾燥を行い、溶出試験用試験片と
した。高純度乳酸を超純水で1.0%に希釈し、37℃
に保持した乳酸中に7日、30日、100日、300日
浸漬した後、浸漬溶液をICP発光分光分析計を用い
て、溶液中のイオン濃度の定量分析を行い、各試料から
の単位面積あたりの溶出イオン量(mg/m2 )を求め
た結果を表1に示す。
In order to investigate corrosion resistance from the viewpoint of biocompatibility, an elution test was performed, and biocompatibility was evaluated based on the amount of metal ions eluted. In the dissolution test, the thin wire having a diameter of 1.0 mm was cut into a predetermined size (40 mm), and an oxide film was removed, ultrasonic cleaning with ultrapure water, and drying were performed to obtain a test piece for dissolution test. Dilute high-purity lactic acid to 1.0% with ultrapure water, 37 ℃
7 days, 30 days, 100 days, and 300 days in the lactic acid held in the above, the immersion solution was subjected to quantitative analysis of the ion concentration in the solution using an ICP emission spectrophotometer, and the unit area from each sample was measured. Table 1 shows the results of determining the amount of eluted ions per unit (mg / m 2 ).

【0042】本サンプルでは、Niイオン以外の溶出イ
オン量はNiイオンに比較して無視できる量であったの
で、Niイオンの溶出量のみ記載した。生体適合性は、
浸漬時間300日の各サンプルにおいて、TiNiの二
元合金におけるNiイオンの溶出量の平均(比較例N
o.1)を100%とした場合、各サンプルの溶出量が
60%未満の材料は◎(非常に優れた効果)、60〜7
5%の材料は○(優れた効果)、75〜90%の材料は
△(やや改善)、90%以上の材料は×(従来材と同
等)で評価した。実用上は、◎もしくは○の効果が必要
である。本発明合金材のNi溶出イオン量は、比較例に
比べ少なく、特にある一定日数以上で溶出量が飽和しつ
つあり、優れた生体適合性を示す。
In the present sample, the amount of ions eluted other than Ni ions was negligible compared to the amount of Ni ions, so only the amount of Ni ions eluted is described. Biocompatibility is
In each sample with an immersion time of 300 days, the average of the elution amount of Ni ions in the binary alloy of TiNi (Comparative Example N
o. Assuming that 1) is 100%, materials with an elution amount of less than 60% in each sample are ◎ (very excellent effect), 60 to 7
5% of the materials were evaluated as ○ (excellent effect), 75 to 90% of the materials were evaluated as Δ (somewhat improved), and 90% or more of the materials were evaluated as × (equivalent to the conventional material). In practice, the effect of ◎ or ○ is required. The amount of Ni-eluting ions of the alloy material of the present invention is smaller than that of the comparative example, and the elution amount is becoming saturated particularly over a certain number of days or more, and shows excellent biocompatibility.

【0043】(実施例2)表2に示す合金組成になるよ
うに秤量した試料を、実施例1と同様の方法で、直径
1.0mmの細線に仕上げた。この細線について、45
0℃×30分の直線記憶熱処理を施した。これらの試料
について、実施例1と同様に、結晶粒径の測定、DSC
法による変態温度の測定、引張試験による超弾性特性・
形状記憶特性の評価、溶出試験による生体適合性の評価
を行った。この結果を表2に示す。なお、超弾性特性・
形状記憶特性、生体適合性の評価の記号(◎、○、△、
×)の意味は、実施例1と同様である。なお、測定温度
が変態温度以下のために超弾性を示さない材料は未測定
で、表1には「−」とした。また、測定温度が変態温度
以上のために形状記憶を示さない材料は未測定、表1に
は「−」とした。
Example 2 A sample weighed so as to have the alloy composition shown in Table 2 was formed into a fine wire having a diameter of 1.0 mm in the same manner as in Example 1. About this thin line, 45
A linear memory heat treatment was performed at 0 ° C. for 30 minutes. For these samples, measurement of crystal grain size, DSC
Measurement of transformation temperature by the method, superelastic property by the tensile test
Evaluation of shape memory properties and biocompatibility by dissolution test were performed. Table 2 shows the results. In addition, the superelastic property
Symbols for evaluation of shape memory characteristics and biocompatibility (◎, ○, △,
The meaning of ×) is the same as in Example 1. Materials that did not exhibit superelasticity because the measurement temperature was lower than the transformation temperature were not measured, and are shown in Table 1 as "-". Further, a material which does not show a shape memory because the measurement temperature is higher than the transformation temperature is not measured, and "-" is shown in Table 1.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】表2から明らかなように、本発明例No.
6、8、9、10は、いずれも優れた超弾性特性を示
し、本発明例No.4〜9、11、12は、いずれも優
れた形状記憶特性を示した。なお、本発明例No.5、
11では超弾性特性が、本発明例No.13、14では
形状記憶特性がやや劣るが、実用においては問題ない。
比較例のNo.5、6では、実用上問題である。そし
て、本発明合金材の溶出イオン量は、比較例に比べ少な
く、特にある一定日数以上で溶出量が飽和しつつあり、
優れた生体適合性を示す。
As is clear from Table 2, Example No. 1 of the present invention.
6, 8, 9, and 10 all show excellent superelastic properties. 4 to 9, 11, and 12 all exhibited excellent shape memory characteristics. In addition, the present invention example No. 5,
No. 11, the superelastic property was not improved. In 13 and 14, the shape memory characteristics are slightly inferior, but there is no problem in practical use.
No. of the comparative example. 5 and 6 are practical problems. And, the elution ion amount of the alloy material of the present invention is smaller than that of the comparative example, and the elution amount is becoming saturated particularly in a certain number of days or more,
Shows excellent biocompatibility.

【0046】(実施例3)表3に示す合金組成になるよ
うに秤量した試料を高周波誘導加熱溶解法にて3kg溶
製したのち、鋳造し、得られた鋳塊を面削した後、熱間
押し出しを行い中空のパイプとし、焼鈍を入れた繰り返
し冷間伸線により、外径1.0mm、内径0.8mmの
チューブ材を作製した後、450℃×30分の直線記憶
熱処理を行った。なお、この試験試料は、医療機器用の
カテーテル用部材を想定したものである。実施例1と同
様に、金属組織の結晶粒径の測定、DSC法による変態
温度の測定、引張試験による超弾性特性・形状記憶特性
及び溶出試験による生体適合性を評価した結果を表3に
示す。
Example 3 3 kg of a sample weighed so as to have an alloy composition shown in Table 3 was melted by a high-frequency induction heating melting method, and then cast. After being extruded to form a hollow pipe, a tube material having an outer diameter of 1.0 mm and an inner diameter of 0.8 mm was produced by repeated cold drawing with annealing, and then subjected to linear memory heat treatment at 450 ° C. for 30 minutes. . Note that this test sample assumes a catheter member for a medical device. As in Example 1, Table 3 shows the results of the measurement of the crystal grain size of the metal structure, the measurement of the transformation temperature by the DSC method, the evaluation of the superelastic property and shape memory property by the tensile test, and the biocompatibility by the dissolution test. .

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】本発明合金材の超弾性特性は、医療目的の
カテーテル、ガイドワイヤー等の使用に適用可能な特性
であり、形状記憶特性はステントなどの使用においても
十分な特性である。 また、Niイオンの溶出量も従来
材である二元系TiNi合金に比較して少なく、生体適
合性に優れた材料であることがわかる。
The superelastic property of the alloy material of the present invention is a property applicable to use of catheters and guide wires for medical purposes, and the shape memory property is a property sufficient for use of stents and the like. Further, the elution amount of Ni ions is smaller than that of a conventional binary TiNi alloy, indicating that the material is excellent in biocompatibility.

【0049】(実施例4)本発明に係わる医療機器用部
材として、実施例3で作製した外径1.0mm、内径
0.8mmのチューブ材を用いて、このチューブ材の表
面に、図3に示すようなTi酸化膜とその上に合金樹脂
皮膜を被覆した。Ti酸化膜の厚さは10μmであり、
また合金樹脂(ポリアミドエラストマー)皮膜の厚さは
100μmである。この試料の一部に傷をつけ上記の皮
膜を除去して合金材料を露出させ、実施例1と同様に、
Niイオンの溶出試験を行った。この試験の結果は、合
金材料が被覆されているため当然のことながらNiイオ
ンの溶出は極めて少なく、露出面積当たりのNiイオン
の溶出も実施例1〜3と同様であった。
(Example 4) As a member for medical equipment according to the present invention, the tube material having an outer diameter of 1.0 mm and an inner diameter of 0.8 mm prepared in Example 3 was used. Was coated with a Ti oxide film and an alloy resin film thereon. The thickness of the Ti oxide film is 10 μm,
The thickness of the alloy resin (polyamide elastomer) film is 100 μm. A part of this sample was scratched to remove the above-mentioned film, thereby exposing the alloy material.
An elution test of Ni ions was performed. As a result of this test, the elution of Ni ions was naturally extremely small because the alloy material was coated, and the elution of Ni ions per exposed area was the same as in Examples 1 to 3.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上、詳述したごとく、本発明合金材
は、超弾性と形状記憶特性を有するとともに、耐食性に
優れ特にNiイオンの溶出を極力抑制することができる
ため、生体適合性に優れている。従って、本発明合金材
は、生体内で長期間使用されるインプラント、歯列矯正
ワイヤー、歯科クラウン、歯科クラスプ、ステント、カ
テーテル、ガイドワイヤー等の医療機器用部材として使
用することができる。
As described above in detail, the alloy material of the present invention has superelasticity and shape memory characteristics, and is excellent in corrosion resistance, and particularly, excellent in biocompatibility because elution of Ni ions can be suppressed as much as possible. ing. Therefore, the alloy material of the present invention can be used as a medical device member such as an implant, an orthodontic wire, a dental crown, a dental clasp, a stent, a catheter, and a guide wire which are used for a long time in vivo.

【0051】また、本発明合金材は、特定の範囲におい
て、特に良好な超弾性特性もしくは形状記憶特性又はこ
の両者の特性とNiイオンの溶出抑制性を有する。従っ
て、上記の医療機器用部品の要求特性に応じて、本発明
合金材を適宜選択して使用することができる等産業上顕
著な効果を有するものである。
In a specific range, the alloy material of the present invention has particularly good superelastic properties or shape memory properties, or both properties, and the ability to inhibit the elution of Ni ions. Therefore, the alloy material of the present invention has an industrially remarkable effect such that the alloy material of the present invention can be appropriately selected and used in accordance with the required characteristics of the medical device component.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】TiNiAuの三元状態図における本発明の合
金組成範囲を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an alloy composition range of the present invention in a ternary phase diagram of TiNiAu.

【図2】図1の本発明合金組成範囲の拡大詳細図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged detailed view of the alloy composition range of the present invention in FIG.

【図3】本発明の一例であり、カテーテル用部材の断面
図である。
FIG. 3 is an example of the present invention and is a cross-sectional view of a catheter member.

【符号の説明】 カテーテル用部材 2 超弾性合金材 3 Ti酸化膜 4 合成樹脂の皮膜[Description of Signs] 1 Member for catheter 2 Superelastic alloy material 3 Ti oxide film 4 Synthetic resin film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C22C 14/00 C22C 14/00 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C22C 14/00 C22C 14/00 Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 合金組成が、Ti、Au及びNiの三元
組成図において、Ti49.0at%、Au2.0at
%およびNi49.0at%にある第1頂点、Ti5
0.5at%、Au2.0at%およびNi47.5a
t%にある第2頂点、Ti50.5at%、Au15.
0at%およびNi34.5at%にある第3頂点、T
i49.0at%、Au15.0at%およびNi3
6.0at%にある第4頂点を有する四辺形で定められ
る領域内にある組成を有し、且つその合金材の組織の結
晶粒径を200μm以下とすることを特徴とする生体適
合性に優れたTiNiAu系合金材。
In the ternary composition diagram of Ti, Au and Ni, the alloy composition is as follows: Ti 49.0 at%, Au 2.0 at
% And the first peak at 49.0 at% Ni, Ti5
0.5 at%, Au 2.0 at%, and Ni 47.5 a
t5%, Ti50.5 at%, Au15.
Third vertex at 0 at% and Ni 34.5 at%, T
i49.0at%, Au15.0at% and Ni3
Excellent in biocompatibility characterized by having a composition within a region defined by a quadrilateral having a fourth vertex at 6.0 at% and having a crystal grain size of the structure of the alloy material of 200 μm or less. TiNiAu alloy material.
【請求項2】 請求項1の範囲内において、Ti49.
0at%、Au6.0at%およびNi45.0at%
にある第1頂点、Ti49.8at%、Au6.0at
%およびNi44.2at%にある第2頂点、Ti4
9.8at%、Au7.0at%およびNi43.2a
t%にある第3頂点、Ti49.0at%、Au11.
0at%およびNi40.0at%にある第4頂点を有
する四辺形で定められる領域内にある組成であり、良好
な超弾性特性とNiイオンの溶出抑制性を有することを
特徴とする請求項1に記載の生体適合性に優れたTiN
iAu系合金材。
2. The method according to claim 1, wherein Ti49.
0 at%, Au 6.0 at%, and Ni 45.0 at%
At the first vertex, Ti at 49.8 at%, Au at 6.0 at
% And the second vertex at 44.2 at% Ni, Ti4
9.8 at%, Au 7.0 at%, and Ni 43.2a
Third vertex at t%, Ti 49.0 at%, Au11.
2. The composition according to claim 1, wherein the composition is in a region defined by a quadrilateral having a fourth vertex at 0 at% and Ni at 40.0 at%, and has good superelastic properties and Ni ion elution suppression properties. 3. TiN with excellent biocompatibility as described
iAu-based alloy material.
【請求項3】 請求項1の範囲内において、Ti49.
0at%、Au6.0at%およびNi45.0at%
にある第1頂点、Ti50.5at%、Au6.0at
%およびNi43.5at%にある第2頂点、Ti5
0.5at%、Au15.0at%およびNi34.5
at%にある第3頂点、Ti49.0at%、Au1
5.0at%およびNi36.0at%にある第4頂
点、Ti49.0at%、Au9.0at%およびNi
42.0at%にある第5頂点、Ti49.2at%、
Au7.0at%およびNi43.8at%にある第6
頂点を有する六辺形で定められる領域内にある組成であ
り、良好な形状記憶特性とNiイオンの溶出抑制性を有
することを特徴とする請求項1に記載の生体適合性に優
れたTiNiAu系合金材。
3. The method according to claim 1, wherein Ti49.
0 at%, Au 6.0 at%, and Ni 45.0 at%
At the first vertex, Ti 50.5 at%, Au 6.0 at
% And the second peak at 43.5 at% Ni, Ti5
0.5 at%, Au 15.0 at%, and Ni 34.5
Third vertex at at%, Ti 49.0 at%, Au1
Fourth vertex at 5.0 at% and Ni at 36.0 at%, 49.0 at% Ti, 9.0 at% Au and Ni
5th vertex at 42.0 at%, Ti 49.2 at%,
No. 6 at Au 7.0 at% and Ni 43.8 at%
2. The biocompatible TiNiAu-based composition according to claim 1, wherein the composition is in a region defined by a hexagon having vertices, and has good shape memory characteristics and a property of suppressing elution of Ni ions. Alloy material.
【請求項4】 請求項1の範囲内において、Ti49.
0at%、Au6.0at%およびNi45.0at%
にある第1頂点、Ti49.8at%、Au6.0at
%およびNi44.2at%にある第2頂点、Ti4
9.8at%、Au7.0at%およびNi43.2a
t%にある第3頂点、Ti49.0at%、Au11.
0at%およびNi40.0at%にある第4頂点、T
i49.0at%、Au9.0at%およびNi42.
0at%にある第5頂点、Ti49.2at%、Au
7.0at%およびNi43.8at%にある第6頂点
を有する六辺形で定められる領域内にある組成であり、
良好な超弾性と形状記憶特性及びNiイオンの溶出抑制
性を有することを特徴とする請求項1に記載の生体適合
性に優れたTiNiAu系合金材。
4. The method according to claim 1, wherein Ti49.
0 at%, Au 6.0 at%, and Ni 45.0 at%
At the first vertex, Ti at 49.8 at%, Au at 6.0 at
% And the second vertex at 44.2 at% Ni, Ti4
9.8 at%, Au 7.0 at%, and Ni 43.2a
Third vertex at t%, Ti 49.0 at%, Au11.
The fourth vertex at 0 at% and Ni 40.0 at%, T
i49.0 at%, Au9.0 at% and Ni42.
5th vertex at 0 at%, Ti 49.2 at%, Au
A composition within a region defined by a hexagon having a sixth vertex at 7.0 at% and Ni 43.8 at%;
The TiNiAu-based alloy material having excellent biocompatibility according to claim 1, wherein the TiNiAu-based alloy material has good superelasticity, shape memory properties and Ni ion elution suppression properties.
【請求項5】 前記請求項1〜4のいずれかに記載のT
iNiAu系合金のTi、Au、Ni組成の一部をC
o、Cr、Cu、Fe、Hf、Mn、Mo、Nb、P
d、Pt、Zrの1種又は2種以上でその合計量が0.
1〜2.0at%で置換した合金材とし、且つその合金
材の組織の結晶粒径を200μm以下としたことを特徴
とする生体適合性に優れたTiNiAu系合金材。
5. The T according to claim 1, wherein
Part of the Ti, Au and Ni composition of the iNiAu alloy is C
o, Cr, Cu, Fe, Hf, Mn, Mo, Nb, P
One or more of d, Pt, and Zr have a total amount of 0.1.
A TiNiAu-based alloy material having excellent biocompatibility, wherein the alloy material is substituted with 1 to 2.0 at%, and the crystal grain size of the structure of the alloy material is 200 μm or less.
【請求項6】 前記請求項1〜5のいずれかに記載のT
iNiAu系合金材を用いることを特徴とする医療機器
用部材。
6. The T according to claim 1, wherein
A medical device member using an iNiAu-based alloy material.
【請求項7】 前記TiNiAu系合金材が、板材、チ
ューブ材、線材、鋳造材のいずれかであることを特徴と
する請求項6に記載の医療機器用部材。
7. The medical device member according to claim 6, wherein the TiNiAu-based alloy material is any one of a plate material, a tube material, a wire material, and a cast material.
【請求項8】 前記請求項1〜5のいずれかに記載のT
iNiAu系合金材からなる部材をTi酸化膜もしくは
合成樹脂又はTi酸化膜と合成樹脂で被覆したことを特
徴とする医療機器用部材。
8. The T according to claim 1, wherein
A member for medical equipment, wherein a member made of an iNiAu-based alloy material is coated with a Ti oxide film or a synthetic resin or a Ti oxide film and a synthetic resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011224265A (en) * 2010-04-22 2011-11-10 Asahi Intecc Co Ltd Medical guide wire

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