JP2006296558A - 生体インプラント材 - Google Patents

Abstract

【課題】 工程数が少なく、更に不純物が残存しにくい生体インプラント基材の加工方法を提供する。
【解決手段】 生体インプラントのボディ１１の埋め込み先端部１５に平面部２１を形成する。この平面部が接合対象の骨と広い面積で接触するため、応力が分散して安定性が増し、生体インプラント材と骨の間の生着も促進される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、生体インプラント材に関し、より詳細には接合対象の骨等との接合が良好で、印加される応力が集中することによる欠点を解消した生体インプラント材に関する。

近年、インプラント技術の発展は目覚ましいものがあり、疾病、災害などにより骨機能や手足の関節機能が失われた場合などに、これらを修復するための治療に整形外科用人工骨及び人工関節等を構成する生体インプラント材が使用されている。特に整形外科の分野では、失われた関節機能を復元するための人工関節が広く用いられ、また、歯科医療の分野では人工歯根が脚光を浴びている。
生体インプラントは生体内で劣化や破壊などの変化を生じ易くまた異物反応などを伴うことから生体に対して無害かつ親和性があり、化学的に安定で、かつ機械的強度の大きい材料が要求される。従って通常生体インプラントは、機械的性質に優れた金属基材の表面に、生体親和性に優れたリン酸カルシウム材料をコーティングして製造される。

これらの生体インプラントを骨内に固定する方法には、骨セメントと呼ばれるアクリル樹脂で骨と接着する方法と、セメントレスと呼ばれる患者の骨の修復作用を利用して固定する方法がある。前者は簡便で、固定性も良好であり、早期の離床が可能となる反面、アクリルモノマーの毒性や重合時の発熱による骨組織の壊死などの問題があった。一方後者は毒性などの問題がなく、生体作用を利用する点でも生体に対して好ましい固定法である反面、手術が難しく、安定な固定が得られにくいなどの問題点があった。

後者の例の人工歯根材を図４に示す。
この例では、人工歯根材である生体インプラント材のボディ１は下部の骨内埋込部２と上部のカラー部３から成り、両者は一体成型されている。骨内埋込部２の下半分の周囲には凹状の切り欠き４が形成されるとともに、下端を除く骨内埋込部２の全周の前記切り欠き４以外の部分にはネジ山５が形成され、このネジ山５を骨などに挿入することにより、ボディ１を骨に固定している。更に前記カラー部３の上面には図示を省略したヘッドがネジにより定着され、このヘッドに義歯が固定される。

この生体インプラント材のボディ１では、骨内埋込部２の下端が湾曲しているため、義歯に加わる外力がヘッド、カラー部３及び骨内埋込部２の順に伝達され、骨内埋込部２下端の湾曲部先端に集中しやすく、更にボディ１と骨との接触が点接触又は非常に狭い面積での接触となる。従ってこの先端部においてボディ１と骨との位置関係が外力により変化を受けやすく、更にボディ１と骨との接合（骨の生着）が行われ難くなり、永年使用により歪みが生じやすくなる。
つまり図４のボディ１を人工歯根として使用しても、相互の固定が行われ難かった。

従って本発明は、前述の従来技術の欠点を解消し、外力が加わっても骨との相互固定に支障が生じることがなく、更に骨と広い面積で接触して骨との接合を促進できる生体インプラント材を提供することを目的とする。

本発明は、ボディの埋め込み先端部に平面部を形成したことを特徴とする生体インプラント材であり、前記平面部は、側面の内向き湾曲部を介して形成しても良い。

以下本発明を詳細に説明する。
本発明の生体インプラント材は、義歯から最も遠いボディ部分、つまり埋め込み先端部に平面部を形成することを特徴とする。この生体インプラント材には、人工歯根、人工股関節用ステム、人工膝関節、人工椎体、人工椎間板、骨補填材、骨プレート及び骨スクリューなどが含まれる。
前述した通り、従来の生体インプラント材では。ボディ部分の埋め込み先端部が湾曲し、非常に狭い面積でしか骨と接触できなかったため、噛み合わせにより生じた応力が湾曲部先端に集中し、応力の印加方向が僅かに変わるだけで前記湾曲部先端を中心とするモーメントが生じて生体インプラント材に傾斜が生じて安定性が悪化し、十分な機能を果たし得なかった。

これに対し本発明の生体インプラント材では、ボディの埋め込み先端部に形成した平面部が、接合対象の骨と平面的に、換言すると、比較的広い面積で接触できる。従って噛み合わせ等により生ずる応力を前記平面部全体で受け止めて吸収でき、応力の印加方向が変わっても前記平面部にはモーメントが生じることがないため、傾斜したりずれが生じることがなく、安定感が向上する。
前記平面部は生体インプラント材の長さ方向に対して直角方向に形成することが望ましいが、生体内器官の形状や状況に応じて傾斜させることも可能である。

生体インプラント材のボディには埋め込み用のネジ山が刻設され、このネジ山の終端部に、つまりヘッドから最も遠い部分に、直接又は若干の間隙を介して、平面部を有する埋め込み先端部を形成する。
前記平面部を有する埋め込み先端部は、ボディと一体成型することが望ましいが、ボディの先端部側に接着剤を使用して接合しても良い。
前記埋め込み先端部は、先端側に平面部を有する形状、例えば円柱状や側面が内向き湾曲する円柱状等の形状とする。内向き湾曲する円柱状の場合、この湾曲部内に骨が生育し、生体インプラント材と生体組織の接合力が更に大きく向上する。

前記平面部の表面積は、ボディ本体の断面積とほぼ等しいことが望ましいが、ボディ本体断面積に対して、８０〜１２０％、好ましくは９０〜１１０％、より好ましくは９５〜１０５％の範囲で調節可能である。
更に前記平面部は全体が完全な平面でなくても良く、例えば市松模様の凹部を形成しても良い。この凹部内に骨が生育すると、生体インプラント材と骨の接合力がより以上に向上する。

本発明の生体インプラント材は、基材表面に生体親和性のコーティングを被覆することにより得られる。前記基材の材質は、金属又はセラミックスとする。金属としては、例えば、チタン、チタン合金、ステンレス鋼などが、セラミックスとしては、酸化物系セラミック（アルミナ、ジルコニア、チタニア）、窒化物系セラミック（窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ）もしくは炭化物系セラミック（炭化珪素）や、アルミナ分散ジルコニアやチタニア分散アルミナなどが、それぞれ使用できる。
前記コーティングの材質はリン酸カルシウム系材料であることが望ましく、このコーティングは直接基材表面に加熱焼成法、溶射法及びめっき法等により被覆する以外に、基材及びリン酸カルシウム系材料の両者に親和性を有する中間層を介して被覆しても良い。

以上の通り、本発明の生体インプラント材は、ボディの埋め込み先端部に平面部を形成したことにより、接合対象の骨と比較的広い面積で接触でき、噛み合わせ等により生ずる応力を前記平面部全体で受け止めて吸収でき、応力の印加方向が変わっても生体インプラント材が傾斜したりずれが生じることがなく、安定感が向上し、骨の生着も促進される。

本発明の生体インプラント材を、添付図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は本発明の生体インプラント材である人工歯根材を例示する正面図、図２は図１の縦断正面図、図３は、図１及び２の人工歯根材の使用状況を示す図である。
図１及び２に示すように、人工歯根材のボディ１１は下部の骨内埋込部１２と上部のカラー部１３から成り、骨内埋込部１２はカラー部１３に近い骨内埋込部本体１４とカラー部１３から遠い埋め込み先端部１５から構成されている。この骨内埋込部本体１４の周囲には雄ネジ１６が刻設され、更に３個の切り欠き１７がほぼ等間隔に形成されている。

図２に示す通り、前記カラー部１３の上面から、側面がやや内向きに傾斜する中空部１８が形成され、この中空部１８下端から雌ネジ１９が骨内埋込部本体１４内に向けて刻設されている。
前記埋め込み先端部１５の周囲には内向き湾曲部２０が形成され、前記埋め込み先端部１５の下面は平面的に成型されて平面部２１が構成されている。

このように構成された生体インプラント材は、図３に示すように、骨内埋込部本体１４の雄ネジ１６を例えば歯肉２２から顎骨２３に向けて螺合させて、前記平面部２１が接合対象の骨（図示略）と広い面積で接触するように固定する。次いで前記雌ネジ１９に、下部に雄ネジ（図示略）が連設されたヘッド２４の前記雄ネジを螺合させて、ヘッド２４を人工歯根材のボディ１１及び顎骨２３に対して固定する。この固定したヘッド２４の上部及び側部に義歯２５を接着して装着が完了する。
装着された人工歯根材のボディ１１は、埋め込み先端部１５の平面部２１で平面的に接合対象の骨と接触するため、ボディ１１が安定的に顎骨２３に固定される。更にボディ１１と顎骨２３が広い面積で接触するため、両者の生着が促進される。

更に噛み合わせ等により生じる応力は、義歯２５→ヘッド２４→カラー部１３→骨内埋込部本体１４→埋め込み先端部１５の順に伝達されて平面部２１に達する。平面部２１に達した応力は広い表面積を有する平面部２１全体に分散するため、応力集中がなく、ボディ１１が安定状態で固定され、応力印加方向が変化してもボディ１１に位置変動や歪みが生じることがない。

本発明の生体インプラント材である人工歯根材を例示する正面図。 図１の縦断正面図。 図１及び２の人工歯根材の使用状況を示す図。 従来の人工歯根材を示す正面図。

符号の説明

１１……ボディ（人工歯根材） １２……骨内埋込部 １３……カラー部 １４……骨内埋込部本体 １５……埋め込み先端部 ２０……内向き湾曲部 ２１……平面部 ２２……歯肉 ２３……顎骨 ２４……ヘッド ２５……義歯

Claims (4)

1. ボディの埋め込み先端部に平面部を形成したことを特徴とする生体インプラント材。
2. ボディの埋め込み先端部に、側面の内向き湾曲部を介して平面部を形成したことを特徴とする生体インプラント材。
3. 平面部面積のボディ断面積に対する割合が８０〜１２０％である請求項１又は２記載の生体インプラント材。
4. ボディがカラー部と骨内埋込部から成る請求項１から３までのいずれか１項に記載の生体インプラント材。

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