JP3076636B2 - 複合インプラント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複合インプラントに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】金属あるいはセラミックス等の基材界面
に中間層を設け、最表層にアパタイト等のリン酸カルシ
ウム系セラミックスをコーティングする複合インプラン
トに関しては次の様な従来技術文献を提示し得る。特開
昭５８−５０７３７号公報：中間層として、金属：Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｎｉ−Ｃｒ−Ａｌ，Ａｌ、セラミック
ス：Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＯ2，ＺｒＯ2，ＳｉＯ2，ＳｎＯ2，
Ｐ2Ｏ5，ＣａＯ，Ｂ2Ｏ5を使用し、コーティング方法と
して、プラズマ溶射を用いている。該文献の目的は、コ
ーティング層と芯材との密着強度を向上させることにあ
る。特開平２−６５３７号公報：中間層として、酸化チ
タン、酸化スズを使用し、コーティング方法として熱分
解法を用いている。該文献の目的は、コーティング層と
芯材との密着強度を向上させることにある。特開昭６０
−４８７５１号公報：中間層として、樹脂（ＰＭＭＡ，
シリコンゴム，ポリウレタン，高密度ポリエチレン，テ
フロン）を使用し、コーティング方法として、アパタイ
ト系セラミックス粉末の塗布乾燥方法を用いている。該
文献の目的は、芯材の折り曲げの際にコーティング層が
剥離しないことにある。すなわち芯材とコーティング層
との密着強度を向上させることにある。特開昭６３−１
６０６６５号公報：該文献の概要としては、４層の積層
構成を示すものであり、傾斜機能材料を開示している。
他、類似するものとして、特開昭６３−１６０６６６号
公報が示される。特開平２−５０８８号公報：中間層と
して、リン酸カルシウム系ガラス、長石系ガラスを使
し、コーティング方法としては、上記中間層に水酸アパ
タイトを融着させる方法を採用している。該文献の目的
は、インプラントとしての強度を向上させる点にある。
類似する文献として特開昭６３−１０５７６６号公報が
示される。特開昭６３−４６１６６号公報：中間層とし
て、Ａｌ2Ｏ3を使用し、コーティング方法として、プラ
ズマＣＶＤ、蒸着法を用いている。該文献の目的は、基
材とコーティング層との密着強度を向上させることにあ
る。これら従来技術文献に於いて、中間層を設ける目的
としては総じて基材との密着強度を高めるところにあ
り、物理的接着以外に化学的接着を考慮している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】複合コーティングイン
プラント材の基本的な考え方として、次の４項目が上げ
られる。 １：中間層の目的は基材と最外層リン酸カルシウム被膜
との密着強度を高める為にあること、またその効果とし
ては物理的な密着だけによらず、化学的に相互拡散をと
もなったものであること。 ２：最外層リン酸カルシウム層からのＣａ，ＰＯ4イオ
ン以外の溶出が極力少ないこと。 ３：コーティング層の破壊により、マクロファージの原
因となるような粒状、粉状の脱落がないこと。 ４：長期インプラントを考えた場合、リン酸カルシウム
層そのものが比較的安定であり溶解性が低いこと、さら
に埋入後長期経過の後、リン酸カルシウム層が溶解し、
中間層が露出した場合でも２：、３：を満たしているこ
と。

【０００４】以上のことを考えたとき、現状況の課題と
しては、 ＊中間層として樹脂あるいは金属の場合は４：を満たさ
なくなり、長期埋入には不適当である。特に樹脂の場合
は生体内での劣化が考えられる。 ＊中間層としてＡｌ2Ｏ3の場合、基材と中間層の密着強
度は高まるが、中間層とリン酸カルシウムとの間での密
着力は期待できないこと。（他のセラミックスの場合も
同じ様なことが言える。） ＊中間層として、ＴｉＯ2の場合、動物実験において結
果が思わしくなかった。 原因として生体内組織へのＴ
ｉイオン、粒状ＴｉＯ2の拡散が考えられた。 ＊中間層がガラス層の場合、中間層としての強度そのも
のに原因がある。さらに長期埋入の後には４：を満たさ
なくなる。総じて中間層そのものが非常に薄い場合は、
層そのものの強度はある程度無視できるようになるが、
長期埋入を考慮した場合、化学的密着を実現しかつ、Ｃ
ａ、ＰＯ4以外の金属、陰イオンの溶出を行なわないよ
うな安定な中間層としては、未だ適当なものがない。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上記に鑑み本考案は、Ｔ
ｉ、Ｔｉ系合金等よりなる芯材の外周に中間層としてリ
ン化チタン層を設け、更にその外周に最表層としてアパ
タイト、あるいはリン酸三カルシウム等のリン酸カルシ
ウム層を形成させることにより、基材とリン酸カルシウ
ム層をカルシウムイオンあるいはリンイオンの相互拡散
により化学的に密着させ、長期埋入の後も他のイオンの
溶出が行なわれない化学的長期安定で強度の高いインプ
ラントを得ることを実現した。

【０００６】インプラントの説明 本発明でインプラントとは、人工歯根、人工骨、骨プレ
ート等生体硬組織に対する代替、補綴、補強物を示す。
芯材とは、上記インプラントによって形状が異なるが別
名で基材と称することもある。材質としてはＴｉ、Ｔｉ
系合金等を示す。リン化チタンとはＴｉＰ2，Ｔｉ4Ｐ
3，Ｔｉ1.7Ｐ等を示す。

【０００７】リン化チタン層の形成方法としては、次に
示す方法が例示される。 有機リン化合物を芯材に塗布し焼成する焼付き方法 有機リン化合物を原料とするＣＶＤ法 以上の方法によりリン化チタン中間層を形成後、水酸ア
パタイト、リン酸三カルシウム等のリン酸カルシウム層
を形成させる。その方法としては中間層とのカルシウム
イオンあるいはリンイオンの相互拡散を行なわせるた
め、 熱分解法（焼成行程により上記拡散反応が起こる。） スパッタリング法により形成後、焼成行程を経る。 スパッタリング、ＣＶＤ法により中間層を形成後ドライ
エッチングにより中間層を還元状態とし、その上にコー
ティングする方法。 （この方法では中間層とリン酸カルシウム界面で強い結
合が得られる。） プラズマ溶射法、（高温のプラズマ炎により中間層が急
加熱されるところにリン酸カルシウム粉末を積層する
為。）以上のようにして形成されたリン酸カルシウム層
はできるだけ化学的に安定な物が望ましく、水熱処理等
により安定化を促進させた物を用いる。尚、リン化チタ
ン層の形成方法並びにリン酸カルシウム層の形成方法
は、上述に限るものではなく、他の方法を使用してもよ
い。尚、リン化チタン層は、芯材とリン酸カルシウム層
の間に少なくとも介在していればよく、更に他のセラミ
ックス層が中間層として付加されていても良い。

【０００８】実施例１ 図１に本発明の一実施例を示す。図１は人工歯根の一例
である。Ｔｉ製の芯材(11)にプロパノールにより２倍に
希釈したリン酸トリエステル溶液を均一に塗り、120℃
で乾燥後600℃大気下で10分間焼成を行なう。これによ
り芯材(11)の表面にリン化チタン層(12)が形成され、そ
の後α−ＴＣＰを溶射原料としてプラズマ溶射を行な
い、最表層としてα−ＴＣＰ層(13)を４０μｍ形成させ
る。最後にリン酸カルシウム水溶液中にて120℃、15Ｈ
ｒの水熱処理を行ない、α−ＴＣＰ層(13)を水酸アパタ
イト層(13)に変換する。

【０００９】

【発明の効果】以上詳細の如く本発明は、リン化チタン
を中間層として設けることにより化学的にも密着力が高
く、生体中に長期埋入後、リン酸カルシウム層が溶解し
た後も、生体に害の無いインプラントが得られ、量産的
にも製造方法が簡単なことから重要な効果を奏出する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１１ 芯材 １２ リン化チタン層 １３ 水酸アパタイト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−99867（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−65871（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−159741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−317696（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61L 27/00 - 27/60 A61C 8/00 A61K 6/02 - 6/033

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯材、前記芯材外周に被覆形成したリン化
   チタン層、前記リン化チタン層の外周に被覆形成したリ
   ン酸カルシウム層よりなることを特徴とする複合インプ
   ラント。