JP3076598B2 - 表面が多孔質のアパタイト焼結体及びその製造方法 - Google Patents
表面が多孔質のアパタイト焼結体及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「利用分野」 本発明は、表面が多孔質のアパタイト焼結体及びその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
「従来の技術及びその問題点」 多孔質アパタイトは、人工歯根、人工骨等の様々な生
体材料として利用されている。多孔質アパタイトの簡単
で効率の良い製造方法として、カルシウム過剰アパタイ
トを800℃以上の温度で焼成して酸化カルシウムを分相
させ、その酸化カルシウムを当該焼結体から溶出除去す
る方法があるが、この方法では分相する酸化カルシウム
の量を調節すること煩雑である。
体材料として利用されている。多孔質アパタイトの簡単
で効率の良い製造方法として、カルシウム過剰アパタイ
トを800℃以上の温度で焼成して酸化カルシウムを分相
させ、その酸化カルシウムを当該焼結体から溶出除去す
る方法があるが、この方法では分相する酸化カルシウム
の量を調節すること煩雑である。
また、セラミックス基板上に多孔質膜を設ける方法と
して、特開昭61−213056号公報には、湿式法で製造され
たリン酸カルシウムを約500〜1000℃で仮焼成して成形
体用原料粉末とし、これにバインダを混合して所望の形
態に成形した後、前記成形体用原料粉末を別のバインダ
でスラリー状態としたものを前記成形物に塗布・乾燥
し、焼成することが開示されている。しかし、この方法
ではバインダーを使用するため、製造コストが高くな
る。
して、特開昭61−213056号公報には、湿式法で製造され
たリン酸カルシウムを約500〜1000℃で仮焼成して成形
体用原料粉末とし、これにバインダを混合して所望の形
態に成形した後、前記成形体用原料粉末を別のバインダ
でスラリー状態としたものを前記成形物に塗布・乾燥
し、焼成することが開示されている。しかし、この方法
ではバインダーを使用するため、製造コストが高くな
る。
さらに特開昭62−297284号公報には、溶射によってリ
ン酸カルシウム膜を形成することが開示されている。し
かし、この方法では膜の付着強度が低く、また、細孔径
のコントロールが困難である。
ン酸カルシウム膜を形成することが開示されている。し
かし、この方法では膜の付着強度が低く、また、細孔径
のコントロールが困難である。
「発明の目的」 本発明は、表面が多孔質が、中心部は緻密質であるア
パタイト焼結体及びこのような焼結体を極めて簡単な操
作で、安価に効率よく製造しうる方法を提供することを
目的とする。
パタイト焼結体及びこのような焼結体を極めて簡単な操
作で、安価に効率よく製造しうる方法を提供することを
目的とする。
「発明の構成」 本発明による表面が多孔質のアパタイト焼結体は、表
面が単相から成る緻密質アパタイト焼結体を酸性の緩衝
液に接触させることによって得られたものであることを
特徴とする。
面が単相から成る緻密質アパタイト焼結体を酸性の緩衝
液に接触させることによって得られたものであることを
特徴とする。
本発明に使用しうる緻密質アパタイト焼結体は、ハイ
ドロキシアパタイト、フッ素アパタイト及び塩素アパタ
イトのうちの１種以上から成るものであればよいが、表
面が単相から成るものであることが必要である。２種以
上のアパタイトから成る場合には、表面だけ別種の単相
のアパタイトから成るものでもよい。後者の例として、
化学処理によってハイドロキシアパタイトの表面をフッ
素アパタイトに変えたものなどがある。
ドロキシアパタイト、フッ素アパタイト及び塩素アパタ
イトのうちの１種以上から成るものであればよいが、表
面が単相から成るものであることが必要である。２種以
上のアパタイトから成る場合には、表面だけ別種の単相
のアパタイトから成るものでもよい。後者の例として、
化学処理によってハイドロキシアパタイトの表面をフッ
素アパタイトに変えたものなどがある。
本発明に使用する緻密質アパタイト焼結体は、常法で
製造した各種のアパタイトを粉末又はスラリーの状態で
用いて所望の形状に成形し、焼結させることによって得
られる。成形法としては、乾式成形でも、湿式成形でも
特に制限はなく、注型法、押出成形法、射出成形法、圧
縮成形法などを適用することができる。焼結は、通常、
700〜1400℃、好ましくは900〜1200℃で行う。
製造した各種のアパタイトを粉末又はスラリーの状態で
用いて所望の形状に成形し、焼結させることによって得
られる。成形法としては、乾式成形でも、湿式成形でも
特に制限はなく、注型法、押出成形法、射出成形法、圧
縮成形法などを適用することができる。焼結は、通常、
700〜1400℃、好ましくは900〜1200℃で行う。
また、本発明に使用しうる緩衝液としては、任意の酸
性の緩衝液を用いることができるが、リン酸を含む緩衝
液は、リン酸がカルシウムと反応し、沈澱が生じ、緩衝
作用が低くなるので、好ましくない。使用しうる緩衝液
としては、例えば、クラーク−ラブス（Clark−Lubs）
緩衝液、セーレンセン（Ｓφrensen）緩衝液、コルトフ
（Kolthoff）緩衝液、ミハエリス（Michaelis）緩衝
液、マッキルベイン（McIlvaine）緩衝液、ワルポール
（Walpole）緩衝液などが挙げられる。これらのうち、p
Hが6.0以下のものが好ましく、pH2.2〜6.0の範囲のもの
がより好ましい。本発明においては、酸によりアパタイ
ト焼結体の表面が部分的に溶解して多孔質化するので、
酸が強ければ、それだけ速く多孔質化する。
性の緩衝液を用いることができるが、リン酸を含む緩衝
液は、リン酸がカルシウムと反応し、沈澱が生じ、緩衝
作用が低くなるので、好ましくない。使用しうる緩衝液
としては、例えば、クラーク−ラブス（Clark−Lubs）
緩衝液、セーレンセン（Ｓφrensen）緩衝液、コルトフ
（Kolthoff）緩衝液、ミハエリス（Michaelis）緩衝
液、マッキルベイン（McIlvaine）緩衝液、ワルポール
（Walpole）緩衝液などが挙げられる。これらのうち、p
Hが6.0以下のものが好ましく、pH2.2〜6.0の範囲のもの
がより好ましい。本発明においては、酸によりアパタイ
ト焼結体の表面が部分的に溶解して多孔質化するので、
酸が強ければ、それだけ速く多孔質化する。
本発明による表面が多孔質のアパタイト焼結体は、上
記のように、緻密質アパタイト焼結体を酸性の緩衝液に
接触させることによって製造される。接触の方法には、
特に制限はないが、一般に、浸漬することによって接触
させるのが好ましい。接触時間は、使用した緩衝剤のpH
によって変動し、所望の表面多孔度に応じて緩衝液のpH
及び接触時間を適宜決定する。表面を多孔質化するに
は、接触時間は、通常、pH2.2では、約10分以上、pH3.0
では約30分以上、pH6.0では約20時間以上である。
記のように、緻密質アパタイト焼結体を酸性の緩衝液に
接触させることによって製造される。接触の方法には、
特に制限はないが、一般に、浸漬することによって接触
させるのが好ましい。接触時間は、使用した緩衝剤のpH
によって変動し、所望の表面多孔度に応じて緩衝液のpH
及び接触時間を適宜決定する。表面を多孔質化するに
は、接触時間は、通常、pH2.2では、約10分以上、pH3.0
では約30分以上、pH6.0では約20時間以上である。
このように、所定時間の間緩衝液に接触させることに
より表面層が一様にエッチングされないで多孔質化され
るメカニズムは、未だ完全には解明されてはいないが、
緩衝液による溶解作用が比較的緩和であって、まず、粒
界（grain boundary）で溶解が起こり、そこから溶解が
進行するものと考えられる。接触を続けると、始めは孔
の数が少ないが、徐々に孔が増加する。ある一定のとこ
ろまで増加すると、それ以上接触を続けても表面の構造
は変化せず、後は焼結体全体が徐々に小さくなってい
く。
より表面層が一様にエッチングされないで多孔質化され
るメカニズムは、未だ完全には解明されてはいないが、
緩衝液による溶解作用が比較的緩和であって、まず、粒
界（grain boundary）で溶解が起こり、そこから溶解が
進行するものと考えられる。接触を続けると、始めは孔
の数が少ないが、徐々に孔が増加する。ある一定のとこ
ろまで増加すると、それ以上接触を続けても表面の構造
は変化せず、後は焼結体全体が徐々に小さくなってい
く。
「発明の実施例」 次に、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれによって制限されるものではない。
るが、本発明はこれによって制限されるものではない。
実施例１ 湿式法により合成したCa/P比が1.67のハイドロキシア
パタイトスラリーを噴霧乾燥により粉末化し、196MPaの
静水圧プレスで圧粉体を作製した。この圧粉体を1050℃
で４時間焼成し、直径5mm、長さ20mmの円柱形の緻密質
焼結体を製造した。その後、この焼結体をクエン酸とク
エン酸ナトリウムを含むpH3.0の0.1Mクエン酸緩衝液中
に１時間浸漬し、乾燥後、その表面を電子顕微鏡により
観察した。このときの顕微鏡写真（1000倍）を第１図に
示す。
パタイトスラリーを噴霧乾燥により粉末化し、196MPaの
静水圧プレスで圧粉体を作製した。この圧粉体を1050℃
で４時間焼成し、直径5mm、長さ20mmの円柱形の緻密質
焼結体を製造した。その後、この焼結体をクエン酸とク
エン酸ナトリウムを含むpH3.0の0.1Mクエン酸緩衝液中
に１時間浸漬し、乾燥後、その表面を電子顕微鏡により
観察した。このときの顕微鏡写真（1000倍）を第１図に
示す。
さらに、同じ焼結体を同じ緩衝液に48時間浸漬したも
のの顕微鏡写真（400倍）を第２図に示す。
のの顕微鏡写真（400倍）を第２図に示す。
無処理の焼結体及び48時間浸漬処理した焼結体の３点
曲げ強度を測定したところ、第１表に示す結果を得た。
曲げ強度を測定したところ、第１表に示す結果を得た。
第１表に示した結果から判るとおり、酸に浸漬するこ
とによって強度は多少低下するが、平均値が2000kg/cm2
台を維持していることから、通常の緻密体製品と同等の
強度を持ち、充分に実用に耐えると判定することができ
る。
とによって強度は多少低下するが、平均値が2000kg/cm2
台を維持していることから、通常の緻密体製品と同等の
強度を持ち、充分に実用に耐えると判定することができ
る。
実施例２ 実施例１と同様にして製造したハイドロキシアパタイ
ト緻密質焼結体を塩酸とフタル酸水素ナトリウムを含む
pH2.2の0.2M塩酸緩衝液中に１時間及び24時間浸漬し、
乾燥後、その表面を電子顕微鏡により観察した。このと
きの顕微鏡写真（400倍）をそれぞれ第３図及び第４図
に示す。
ト緻密質焼結体を塩酸とフタル酸水素ナトリウムを含む
pH2.2の0.2M塩酸緩衝液中に１時間及び24時間浸漬し、
乾燥後、その表面を電子顕微鏡により観察した。このと
きの顕微鏡写真（400倍）をそれぞれ第３図及び第４図
に示す。
実施例３ 実施例１と同様にして製造したハイドロキシアパタイ
ト緻密質焼結体をクエン酸とクエン酸ナトリウムを含む
pH6.0の0.1Mクエン酸緩衝液中に１週間浸漬し、乾燥
後、その表面を電子顕微鏡により観察した。このときの
顕微鏡写真（400倍）を第５図に示す。
ト緻密質焼結体をクエン酸とクエン酸ナトリウムを含む
pH6.0の0.1Mクエン酸緩衝液中に１週間浸漬し、乾燥
後、その表面を電子顕微鏡により観察した。このときの
顕微鏡写真（400倍）を第５図に示す。
比較例１ クエン酸緩衝液の代わりに10-3N塩酸（pH3.0）を用い
た以外は、実施例１と同様に操作した。得られた焼結体
の表面を電子顕微鏡で観察した。塩酸に１時間浸漬した
焼結体の表面の電子顕微鏡写真（1000倍）を第６図、24
時間浸漬した焼結体の表面の電子顕微鏡写真（1000倍）
を第７図に示す。
た以外は、実施例１と同様に操作した。得られた焼結体
の表面を電子顕微鏡で観察した。塩酸に１時間浸漬した
焼結体の表面の電子顕微鏡写真（1000倍）を第６図、24
時間浸漬した焼結体の表面の電子顕微鏡写真（1000倍）
を第７図に示す。
「発明の効果」 本発明の方法によれば、極めて簡単に効率よく安価に
表面が多孔質のアパタイト焼結体を製造することができ
る。本発明によるアパタイト焼結体は、表面層が多孔質
で、中心部は緻密質であるから、強度において著しく優
れている。また、表面に活性の高い多孔質アパタイト層
を有するため、本発明によるアパタイト焼結体は、吸着
剤、分離剤、生体材料、バイオリアクター、センサーな
どとして有用である。
表面が多孔質のアパタイト焼結体を製造することができ
る。本発明によるアパタイト焼結体は、表面層が多孔質
で、中心部は緻密質であるから、強度において著しく優
れている。また、表面に活性の高い多孔質アパタイト層
を有するため、本発明によるアパタイト焼結体は、吸着
剤、分離剤、生体材料、バイオリアクター、センサーな
どとして有用である。
第１図は実施例１で浸漬時間１時間で製造したアパタイ
ト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（1000
倍）、第２図は実施例１で浸漬時間48時間で製造したア
パタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
（400倍）、第３図は実施例２で浸漬時間１時間で製造
したアパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡
写真（400倍）、第４図は実施例２で浸漬時間24時間で
製造したアパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕
微鏡写真（400倍）、第５図は実施例３で製造したアパ
タイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（40
0倍）、第６図は比較例１で浸漬時間１時間で製造した
アパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
（1000倍）、第７図は比較例１で浸漬時間24時間で製造
したアパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡
写真（1000倍）である。
ト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（1000
倍）、第２図は実施例１で浸漬時間48時間で製造したア
パタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
（400倍）、第３図は実施例２で浸漬時間１時間で製造
したアパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡
写真（400倍）、第４図は実施例２で浸漬時間24時間で
製造したアパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕
微鏡写真（400倍）、第５図は実施例３で製造したアパ
タイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（40
0倍）、第６図は比較例１で浸漬時間１時間で製造した
アパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
（1000倍）、第７図は比較例１で浸漬時間24時間で製造
したアパタイト焼結体表面の粒子構造を示す電子顕微鏡
写真（1000倍）である。
Claims (9)
- 【請求項１】表面が単相から成る緻密質アパタイト焼結
体を酸性の緩衝液に接触させることによって得られた表
面が多孔質のアパタイト焼結体。 - 【請求項２】アパタイト焼結体がハイドロキシアパタイ
ト、フッ素アパタイト及び塩素アパタイトのうちの１種
以上から成るものである請求項１記載の表面が多孔質の
アパタイト焼結体。 - 【請求項３】緩衝液がpH6.0以下のものである請求項１
記載の表面が多孔質のアパタイト焼結体。 - 【請求項４】緩衝液がpH2.2〜6.0のものである請求項１
記載の表面が多孔質のアパタイト焼結体。 - 【請求項５】表面が単相から成る緻密質アパタイト焼結
体を酸性の緩衝液に接触させることを特徴とする表面が
多孔質のアパタイト焼結体の製造方法。 - 【請求項６】表面が単相から成る緻密質アパタイト焼結
体を酸性の緩衝液中に浸漬することにより、緩衝液に接
触させる請求項５記載の表面が多孔質のアパタイト焼結
体の製造方法。 - 【請求項７】アパタイト焼結体がハイドロキシアパタイ
ト、フッ素アパタイト及び塩素アパタイトのうちの１種
以上から成るものである請求項５記載の表面が多孔質の
アパタイト焼結体の製造方法。 - 【請求項８】緩衝液がpH6.0以下のものである請求項５
記載の表面が多孔質のアパタイト焼結体の製造方法。 - 【請求項９】緩衝液がpH2.2〜6.0のものである請求項５
記載の表面が多孔質のアパタイト焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02303958A JP3076598B2 (ja) | 1989-11-10 | 1990-11-13 | 表面が多孔質のアパタイト焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29372389 | 1989-11-10 | ||
| JP1-293723 | 1989-11-10 | ||
| JP02303958A JP3076598B2 (ja) | 1989-11-10 | 1990-11-13 | 表面が多孔質のアパタイト焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03261688A JPH03261688A (ja) | 1991-11-21 |
| JP3076598B2 true JP3076598B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=26559543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02303958A Expired - Fee Related JP3076598B2 (ja) | 1989-11-10 | 1990-11-13 | 表面が多孔質のアパタイト焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076598B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022061568A (ja) * | 2020-10-07 | 2022-04-19 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 三次元造形物と、その製造方法および制御プログラム |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP02303958A patent/JP3076598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03261688A (ja) | 1991-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |