JP3176233B2 - Biological implant components - Google Patents

Biological implant components

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JP3176233B2
JP3176233B2 JP26651694A JP26651694A JP3176233B2 JP 3176233 B2 JP3176233 B2 JP 3176233B2 JP 26651694 A JP26651694 A JP 26651694A JP 26651694 A JP26651694 A JP 26651694A JP 3176233 B2 JP3176233 B2 JP 3176233B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、生体の股関節、肩関
節、膝関節などに用いられる生体インプラント部材に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a living body implant member used for a hip joint, a shoulder joint, a knee joint or the like of a living body.

【0002】[0002]

【従来の技術】病気や事故によって失われた骨や関節の
機能を修復する生体用インプラントの材質として従来よ
り金属、高分子、セラミック等が用いられている。これ
らには生体適合性、静的強度、耐摩耗性などが要求され
ているが、最近では航空機用エンジンなどに使用され、
比強度、耐蝕性、生体適合性に優れるチタンあるいはT
iー6Alー4V合金などのチタン合金が用いられよう
になってきた。
2. Description of the Related Art Metals, polymers, ceramics, and the like have conventionally been used as materials for biological implants for restoring bone and joint functions lost due to illness or accident. These are required to have biocompatibility, static strength, abrasion resistance, etc., but recently they are used for aircraft engines, etc.
Titanium or T with excellent specific strength, corrosion resistance and biocompatibility
Titanium alloys such as i-6Al-4V alloy have been used.

【0003】このチタン系金属は、近年、航空機用部材
のみならず、海洋開発用機器、自動車、化学工業プラン
ト、医療用具等々の機械構造用部材としての用途を拡大
しつつあり、例えば特開平2ー185964号公報には
チタンもしくはチタン合金からなる基材の表面に酸化チ
タン系層を介してTiーAl系金属間化合物層を形成す
ることにより、耐酸化性の優れた軽量構造材料の発明が
記載され、自転車、航空宇宙産業の分野での使用拡大と
なっている。
In recent years, the use of titanium-based metals has been expanding not only as aircraft members, but also as mechanical structural members such as marine development equipment, automobiles, chemical industrial plants, medical tools and the like. No. 185964 discloses an invention of a lightweight structural material having excellent oxidation resistance by forming a Ti-Al-based intermetallic compound layer on a surface of a base material made of titanium or a titanium alloy via a titanium oxide-based layer. The use has been expanded in the fields of the bicycle and aerospace industries.

【0004】このようなチタン系金属を医療用に用いる
場合、上述のように比強度、耐蝕性、生体適合性に優れ
る一方、耐摩耗性に難があり、これを改善するため、そ
れ自体の耐摩耗性を向上せしめたり、あるいは靱性には
著しく劣る一方、耐蝕性、耐摩耗性に優れるアルミナと
組み合わせる工夫が数多く試みられてきた。
When such a titanium-based metal is used for medical use, it has excellent specific strength, corrosion resistance, and biocompatibility as described above, but has difficulty in abrasion resistance. Many attempts have been made to combine with alumina which has improved wear resistance or is extremely poor in toughness, but is also excellent in corrosion resistance and wear resistance.

【0005】このような提案として、例えば、 米国特許第4,693,760号ではN,Cイオンな
どをイオン注入することにより耐摩耗性が大幅に改善し
たものが記載されている。
As such a proposal, for example, US Pat. No. 4,693,760 describes a method in which wear resistance is greatly improved by ion implantation of N, C ions and the like.

【0006】特開平5ー317346号公報ではTi
N、Zr、TiB2 、Al2 O 3 、ダイヤモンドの硬質セ
ラミック材料を5〜15mmの厚さで金属合金の表面に
コーティングしたインプラント部材が記載されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-317346, Ti
N, Zr, TiB 2, Al 2 O 3, the implant member coated on the surface of the metal alloy hard ceramic material of the diamond to a thickness of 5~15mm is described.

【0007】特開昭62ー122669号公報では、
チタン、チタン合金の表面に、Ti,Nb,Ta,B,
Si,Zr,Hf,W,Mo,Alの窒化物、炭化物、
ホウ化物、炭窒化物、炭酸化物、炭酸窒化物、酸化物を
0.1〜30μm コーティングした生体インプラント部
材が記載されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-122669,
Ti, Nb, Ta, B,
Si, Zr, Hf, W, Mo, Al nitride, carbide,
A biological implant member coated with a boride, a carbonitride, a carbonate, a carbonitride, or an oxide at 0.1 to 30 μm is described.

【0008】特開平5ー168691号公報では、金
属製の人工骨頭の表面に酸化チタンを3%含むやや軟質
のアルミナ層を溶射し、その上からホワイトアルミナを
溶射した人工関節が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-168691 discloses an artificial joint in which a slightly soft alumina layer containing 3% of titanium oxide is sprayed on the surface of a metal artificial bone head and white alumina is sprayed on the alumina layer. .

【0009】特開平4ー295354号公報では、摺
動部を有する人工関節の摺動表面に爆発溶射によりセラ
ミックコーティング層が形成され、そのコーティング層
を鏡面仕上げすることにより摺動性と耐摩耗性が改善さ
れることが記載されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-295354, a ceramic coating layer is formed by explosive spraying on the sliding surface of an artificial joint having a sliding portion, and the coating layer is mirror-finished to provide sliding and wear resistance. Is described as being improved.

【0010】[0010]

【従来技術の課題】しかしながら、上記従来技術には以
下のような問題があった。すなわち、のイオン注入処
理による前記従来の表面改質方法は処理の制御性が優
れ、低温処理である長所があるが、効果を出すためには
多量のイオンを注入せねばならないことから面倒で、コ
スト高となる。また、注入原子の偏析により特性劣化が
あり、さらに残留歪みにより処理膜が剥離することが報
告されている。
However, the above prior art has the following problems. That is, the conventional surface modification method by the ion implantation treatment has excellent controllability of the treatment and has an advantage of a low-temperature treatment, but it is troublesome because a large amount of ions must be implanted in order to produce an effect. The cost is high. It is also reported that the segregation of implanted atoms causes characteristic deterioration, and that the treated film peels off due to residual strain.

【0011】また、のように通常のPVD法によるコ
ーティング方法で5〜15μm 厚の膜を形成するために
は通常の2〜4μm の厚さに比べ、非常にコスト高にな
り、また膜のクラッキングや剥離が発生し易い。
Further, as described above, forming a film having a thickness of 5 to 15 .mu.m by a coating method using a normal PVD method requires a very high cost as compared with a normal thickness of 2 to 4 .mu.m. And peeling easily occur.

【0012】また、のように熱CVD、プラズマCV
D、レーザーCVD、イオンプレーティングによって表
面膜を形成する場合も膜のクラッキングや剥離が発生し
易い。
In addition, thermal CVD, plasma CV
D, when a surface film is formed by laser CVD or ion plating, cracking or peeling of the film easily occurs.

【0013】また、の金属表面上に形成されるアルミ
ナセラミック層は100〜300μm の厚膜となるた
め、金属と膜の界面における密着強度が非常に小さいた
め剥離し易い。
Since the alumina ceramic layer formed on the metal surface has a thickness of 100 to 300 μm, the adhesive strength at the interface between the metal and the film is very small, so that it is easy to peel off.

【0014】さらに、のようにコーティング層を鏡面
仕上げした場合、コスト高となるうえに爆発溶射により
コーティング層が形成されているので、鏡面仕上げをせ
ざるを得ないという問題があった。
Further, when the coating layer is mirror-finished as described above, there is a problem that the cost is high and the coating layer is formed by explosive spraying, so that the mirror surface must be finished.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するため、本発明はチタンまたはチタン合金よりなる
基材の表面部分に例えば、酸素イオンビームミキシング
作用によってチタン、アルミニウム及び酸素を含む層厚
が1〜100nmのイオンミキシング層となした後、A
23の表面膜を被覆したことを特徴とする生体用イン
プラント部材を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides a method for forming a layer containing titanium, aluminum and oxygen on a surface portion of a substrate made of titanium or a titanium alloy by, for example, oxygen ion beam mixing. Thick
After forming an ion mixing layer of 1 to 100 nm , A
there is provided a biomedical implant member characterized by coating the surface membrane of l 2 0 3.

【0016】[0016]

【作用】生体インプラントとしての金属材料はコバルト
・クロム・モリブデン合金がよく用いられているが、人
体の生物学的組織内に長期間置いた後に腐食による金属
イオンの溶出が報告されている。このため、基材として
チタン又はチタン合金等のチタン系金属を用いれば、耐
蝕性の面から優れコバルト・クロム・モリブデン合金に
比較してずっと生体適合性は優れることになるが、耐摩
耗性が劣る。従ってチタン系金属の基材の表面にAl2 O
3 の表面膜をコーティングする。
[Action] Cobalt-chromium-molybdenum alloy is often used as a metal material for a biological implant, but elution of metal ions due to corrosion after being placed in a biological tissue of a human body for a long time has been reported. For this reason, if a titanium-based metal such as titanium or a titanium alloy is used as the base material, the biocompatibility is much better than the cobalt-chromium-molybdenum alloy in terms of corrosion resistance, but the wear resistance is poor. Inferior. Therefore, Al 2 O
3. Coat the surface film.

【0017】この場合、Al2 O 3 を直接チタン系金属の
基材に被覆すると密着力が弱く、表面膜が剥離し易い。
また基材の硬度が比較的大きく、その影響で表面膜の硬
度も不十分となる可能性がある。
In this case, when Al 2 O 3 is directly coated on a titanium-based metal substrate, the adhesion is weak, and the surface film is easily peeled off.
In addition, the hardness of the base material is relatively high, and the hardness of the surface film may be insufficient due to the influence.

【0018】そこで本発明では、基材の表面部分に酸素
イオンビームミキシング作用によって基材成分とアルミ
ニウムと酸素とを含むイオンミキシング層を形成した
後、Al2 O 3 の表面膜を被覆した。
Therefore, in the present invention, an ion mixing layer containing a base material component, aluminum and oxygen is formed on the surface of the base material by oxygen ion beam mixing, and then the surface film of Al 2 O 3 is coated.

【0019】このイオンミキシング層は、Al2 O 3 の表
面膜を形成する際、前処理時に形成されるもので、酸素
イオンの注入と同時に、注入イオンとの衝突によって蒸
着くしたアルミニウム及び基材成分の基材内部への押し
込みが発生する。さらに、押し込まれた運動粒子は衝突
によりミキシングされる。従って、イオンミキシング層
はAl2 O 3 の表面膜の間にあって、アルミニウムと基材
成分が混在した中間層である。なお、イオン注入処理に
よる改質表面は注入量が1017〜1018イオン/cm2
を必要とするが、イオンミキシング層は1015〜1016
イオン/cm2程度で形成することができる。
This ion mixing layer is formed at the time of pretreatment when forming a surface film of Al 2 O 3. At the same time as oxygen ions are implanted, aluminum and a base material deposited by collision with the implanted ions are removed. The components are pushed into the substrate. Further, the pushed moving particles are mixed by collision. Therefore, the ion mixing layer is an intermediate layer between the surface film of Al 2 O 3 and a mixture of aluminum and base components. The modified surface by the ion implantation treatment has an implantation amount of 10 17 to 10 18 ions / cm 2.
But the ion mixing layer is 10 15 to 10 16
It can be formed at about ions / cm 2 .

【0020】このように構成される生体用インプラント
部材の作用として、余剰な酸素イオンが基材内にミキシ
ングされることにより、核発生密度が大きくなってAl2
O 3の表面膜内の結晶構造が良好であり、よって表面膜
の強度、硬度、表面平滑性に非常に優れる。
As a function of the implant member for living body thus configured, excess oxygen ions are mixed into the base material, thereby increasing the nucleation density and increasing Al 2.
The crystal structure in the surface film of O 3 is good, and therefore, the strength, hardness and surface smoothness of the surface film are very excellent.

【0021】また、上記ミキシングにより基材と表面膜
との連続性が実現するので両者の密着強度が大きく、表
面膜が剥離し難い。
In addition, since the continuity between the substrate and the surface film is realized by the above-mentioned mixing, the adhesion strength between them is large, and the surface film is hardly peeled off.

【0022】さらに、表面膜により余剰な金属イオンが
発生しないので、金属イオンの溶出による生体への悪影
響の心配もない。
Further, since surplus metal ions are not generated by the surface film, there is no concern about adverse effects on living organisms due to elution of metal ions.

【0023】なお、上記表面層の好ましい膜厚は0.1
〜5μm である。膜厚を5μm より大きくした場合、残
留応力の増大によりクラッキングと剥離が起こる恐れが
あるとともに、表面凹凸が大きくなり、コーティング後
に鏡面仕上げする必要が生じるかもしれない。他方、膜
厚が0.1μm より小さい場合、耐久性が低くなる恐れ
がある。より好ましい膜厚は0.7〜2μm で、表面粗
さ、成膜コスト等に鑑みて任意に厚さを選択すれば良
い。
The preferred thickness of the surface layer is 0.1
55 μm. If the film thickness is larger than 5 μm, cracking and delamination may occur due to an increase in residual stress, and surface irregularities may increase, which may require a mirror finish after coating. On the other hand, if the film thickness is smaller than 0.1 μm, the durability may be reduced. A more preferable thickness is 0.7 to 2 μm, and the thickness may be arbitrarily selected in consideration of surface roughness, film formation cost, and the like.

【0024】また、前記イオンミキシング層の好ましい
層厚は1〜100nmである。層厚が1nmより小さい
と、前記クッション作用が不足気味となると予想され、
他方100nmより大きいと層内破壊を起こしやすくな
る恐れがある。
The preferred thickness of the ion mixing layer is 1 to 100 nm. If the layer thickness is less than 1 nm, the cushioning effect is expected to be slightly insufficient,
On the other hand, if it is larger than 100 nm, there is a possibility that the layer may be easily broken.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。図1および図2は人工股関節Aを構成する本発明の
生体用インプラント部材としての人工骨頭1を示したも
のであり、人工股関節Aにおいてステム2の先端に骨頭
1が嵌合されている。骨頭1はチタン合金基材3の表面
にチタン、アルミニウムおよび酸素を含むイオンミキシ
ング層4を介して、最表面にAl2 O 3 の表面膜5がコー
ティングされている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 and 2 show an artificial bone head 1 as a living body implant member of the present invention constituting an artificial hip joint A. In the artificial hip joint A, the head 1 is fitted to the tip of a stem 2. The head 1 has a titanium alloy substrate 3 with a surface film 5 of Al 2 O 3 coated on the outermost surface thereof through an ion mixing layer 4 containing titanium, aluminum and oxygen.

【0026】以下、上記骨頭1におけるイオンミキシン
グ層4と表面膜5の形成方法について説明する。チタン
合金基材3はTiー6Alー4V合金で、球面加工機械
により表面粗さRa=50nmに鏡面仕上げされてい
る。これを図3に示すようなIBAD装置(イオンビー
ムアシステッドデポジション装置)の自公転するサンプ
ルホルダー6にセットした。このIBAD装置は、電子
ビーム真空蒸発源7からのAlの真空蒸着量を膜厚モニ
ターでモニターしなら、ECRイオン源8から酸素イオ
ンビームを基材3の表面に照射させ薄膜を形成するもの
である。
Hereinafter, a method of forming the ion mixing layer 4 and the surface film 5 on the head 1 will be described. The titanium alloy base material 3 is a Ti-6Al-4V alloy, and is mirror-finished to a surface roughness Ra = 50 nm by a spherical machining machine. This was set on a sample holder 6 which revolves around itself in an IBAD apparatus (ion beam assisted deposition apparatus) as shown in FIG. This IBAD apparatus forms a thin film by irradiating an oxygen ion beam from the ECR ion source 8 onto the surface of the base material 3 if the vacuum deposition amount of Al from the electron beam vacuum evaporation source 7 is monitored by a film thickness monitor. is there.

【0027】チタン合金基材3をIBAD装置のサンプ
ルホルダー6にセットしてから、装置内を2×10-6
orrに真空引きを行い、2KeVのアルミナイオンで
表面クリーニングを行った。続いて酸素イオンビームエ
ネルギー:20KeV、輸送比Al/O=0.5の条件
でイオン照射を行い、さらに酸素イオンビームエネルギ
ー5KeV、輸送比Al/O=2の条件でAl2 O 3 の表
面層を厚みで1μm 形成した。
After setting the titanium alloy substrate 3 in the sample holder 6 of the IBAD apparatus, the inside of the apparatus is set to 2 × 10 -6 T
The vacuum was applied to orr, and the surface was cleaned with alumina ions of 2 KeV. Subsequently, ion irradiation is performed under the conditions of oxygen ion beam energy: 20 KeV and transport ratio Al / O = 0.5, and further, the surface layer of Al 2 O 3 is performed under the condition of oxygen ion beam energy 5 KeV and transport ratio Al / O = 2. Was formed in a thickness of 1 μm.

【0028】以上のコーティング作業の後、X線回折測
定により骨頭1の表面にα−Al2 O3 が形成されている
ことが確認された。また、XPSによる深さ方向の組成
分析を行った。その結果、チタン、アルミニウムおよび
酸素を含むイオンミキシング層4は50nm、α−Al2
O 3 の表面膜は1.0μm であった。
After the above coating operation, it was confirmed by X-ray diffraction measurement that α-Al 2 O 3 was formed on the surface of the head 1. Further, composition analysis in the depth direction by XPS was performed. As a result, the ion mixing layer 4 containing titanium, aluminum and oxygen has a thickness of 50 nm, α-Al 2
The surface film of O 3 was 1.0 μm.

【0029】さらに、硬度測定と表面粗さの測定を行っ
たところ、マイクロビッカーズ硬度は1200、表面粗
さは50nmで変化していなかった。
Further, when the hardness and the surface roughness were measured, the micro Vickers hardness was 1200 and the surface roughness was 50 nm, which was unchanged.

【0030】(実験例1)40×10×6mmのチタン
合金製試験片(Ti−6Al−4V)の40×10mm
の面に、上記IBAD装置を用い、同様な方法でイオン
ミキシング層とAl2 O 3 の表面層を形成した。また、比
較例として上記チタン合金製試験片であってコーティン
グ処理を一切施していないもの、およびコバルト/クロ
ム合金を用意し、PIN ON FLAT摩擦による摩
耗試験を行い、表面状態を肉眼で観察した。その結果を
表1に示す。
(Experimental Example 1) 40 × 10 × 6 mm titanium alloy test piece (Ti-6Al-4V) 40 × 10 mm
The surface, using the IBAD device, to form a surface layer of the ion mixing layer and Al 2 O 3 in the same manner. As a comparative example, a titanium alloy test piece which had not been subjected to any coating treatment and a cobalt / chromium alloy were prepared, and a wear test by PIN ON FLAT friction was performed, and the surface condition was visually observed. Table 1 shows the results.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】表1から明らかなように、イオンミキシン
グ層とAl2 O 3 の表面膜を形成した本発明試験片はチタ
ン合金、およびコバルト/クロム合金試験片と比べて、
よりぐれた摩耗特性を示した。
As is apparent from Table 1, the test piece of the present invention having the ion mixing layer and the surface film of Al 2 O 3 formed thereon was smaller than the titanium alloy and the cobalt / chromium alloy test piece.
Exhibited abraded wear characteristics.

【0033】(実験例2)10×15×1.5mmのチ
タン合金製試験片(Ti−6Al−4V)の10×15
mmの面に、実験例1と同様の方法でイオンミキシング
層とAl2 O 3 の表面層を形成した。また、比較例として
通常のPVD法により1μm の厚みのTiNをコーティ
ングした試験片を作製した。
(Experimental Example 2) A 10 × 15 × 1.5 mm titanium alloy test piece (Ti-6Al-4V) having a size of 10 × 15 was used.
An ion mixing layer and a surface layer of Al 2 O 3 were formed on the surface of mm in the same manner as in Experimental Example 1. Further, as a comparative example, a test piece coated with TiN having a thickness of 1 μm by a normal PVD method was prepared.

【0034】これら試験片の10×15の面に対してダ
イヤモンド針により引っ掻き試験を行った。その結果を
表2に示す。
A scratch test was performed on a 10 × 15 surface of these test pieces with a diamond needle. Table 2 shows the results.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】表2から明らかなように、TiNコートの
試験片に対して本発明試験片の結果が有意に高かった。
As is clear from Table 2, the results of the test piece of the present invention were significantly higher than those of the TiN-coated test piece.

【0037】(実験例3)前記実施例の方法において、
Al/O比がイオン照射時間を調整することによってイ
オンミキシング層4の厚みを表3のように設定し、本発
明の生体用インプラント部材としての人工骨頭1を作製
した。なお、Al2 O 3 の表面膜5の厚みを1μm とし
た。
(Experiment 3) In the method of the above embodiment,
The thickness of the ion mixing layer 4 was set as shown in Table 3 by adjusting the Al / O ratio to the ion irradiation time, and the artificial bone head 1 as a biological implant member of the present invention was produced. The thickness of the surface film 5 of Al 2 O 3 was 1 μm.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】これらの人工骨頭1について、マイクロビ
ッカーズ硬度を測定した。その結果を表3に示す。
With respect to these artificial heads 1, the micro Vickers hardness was measured. Table 3 shows the results.

【0040】表3から明らかなように、マイクロビッカ
ーズ硬度はイオンミキシング層4の厚みが10nmを越
える時に特に大きかった。
As is clear from Table 3, the micro Vickers hardness was particularly large when the thickness of the ion mixing layer 4 exceeded 10 nm.

【0041】(実験例4)前記実験例1と同様にして、
Al2 O 3 の膜厚およびイオンミキシング層の厚みを表4
のように変えて、種々の試験片を作製した。
(Experimental example 4) In the same manner as in Experimental example 1,
Table 4 shows the thickness of Al 2 O 3 and the thickness of the ion mixing layer.
Various test pieces were prepared in the same manner.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】このような試験片について、ヌープ硬度を
測定するとともに、空気中にて25℃と300℃の温度
間を1分サイクルでAl2 O 3 膜が剥離するまでのサイク
ル数を測定した。これらの結果を表4に示す。
With respect to such a test piece, the Knoop hardness was measured, and the number of cycles until the Al 2 O 3 film was peeled off at a temperature between 25 ° C. and 300 ° C. for 1 minute in air was measured. Table 4 shows the results.

【0044】表4から明らかなように、各試料ともに熱
衝撃性、ヌープ硬度ともに高い値を示したが、特にイオ
ンミキシング層の厚みが20〜70nmの時に優れた結
果であった。
As is clear from Table 4, each of the samples exhibited high values of both thermal shock resistance and Knoop hardness, but excellent results were obtained especially when the thickness of the ion mixing layer was 20 to 70 nm.

【0045】[0045]

【発明の効果】叙上のように、本発明の生体用インプラ
ント部材は、酸素イオンが基材内にミキシングされてい
ることにより、核発生密度が大きくなってAl2 O 3 の表
面膜内の結晶構造が良好であり、よって表面膜の強度、
硬度、表面平滑性に非常に優れる。
As described above, the implant member for a living body according to the present invention has a high nucleation density due to the mixing of oxygen ions into the base material, thereby increasing the nucleation density in the surface film of Al 2 O 3. The crystal structure is good, so the strength of the surface film,
Excellent in hardness and surface smoothness.

【0046】また、上記ミキシングにより基材と表面膜
との連続性が実現するので両者の密着強度が大きく、表
面膜が剥離し難い。また、本発明によれば、上記イオン
ミキシング層の層厚を1〜100nmとすることで、イ
オンミキシング層にそれ自体が破壊することに対する十
分な強度を与えることができる。
In addition, since the continuity between the substrate and the surface film is realized by the above-mentioned mixing, the adhesion strength between them is large, and the surface film is hardly peeled off. Further, according to the present invention, the ion
By setting the thickness of the mixing layer to 1 to 100 nm,
The on-mixing layer is not
Can provide sufficient strength.

【0047】さらに、表面膜により余剰な金属イオンが
発生しないので、金属イオンの溶出による生体への悪影
響の心配もない。
Further, since surplus metal ions are not generated by the surface film, there is no fear of adverse effects on living organisms due to elution of metal ions.

【0048】そして、生物学的適合性に優れるAl2 O 3
膜が十分な密着強度を持ってコーティングされているた
め、高密度ポリエチレンとの振動による摩耗量を大幅に
減らせることができる。
Al 2 O 3 which is excellent in biocompatibility
Since the film is coated with sufficient adhesion strength, the amount of wear caused by vibration with high-density polyethylene can be significantly reduced.

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

【図1】本発明実施例の生体用インプラント部材として
の人工骨頭を搭載した人工股関節の側面図である。
FIG. 1 is a side view of an artificial hip joint equipped with an artificial head as an implant member for a living body according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1中に示される人工骨頭の中央断面図であ
る。
FIG. 2 is a central sectional view of the artificial head shown in FIG. 1;

【図3】本発明実施例においてコーティング作業に用い
られる装置の概略図である。
FIG. 3 is a schematic view of an apparatus used for a coating operation in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 人工股関節 1 (人工)骨頭 2 ステム 3 基材 4 イオンミキシング層 5 表面膜 6 サンプルホルダー 7 電子ビーム真空蒸発源 8 ECR蒸発源 A artificial hip joint 1 (artificial) head 2 stem 3 base material 4 ion mixing layer 5 surface film 6 sample holder 7 electron beam vacuum evaporation source 8 ECR evaporation source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61L 27/00 C23C 14/00 - 14/58 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) A61L 27/00 C23C 14/00-14/58

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チタンまたはチタン合金よりなる基材
表面にチタン、アルミニウム及び酸素を含む層厚が1〜
100nmのイオンミキシング層を介してAl23の表
面膜をコーティングしてなる生体用インプラント部材。
The thickness of a layer containing titanium, aluminum and oxygen is 1 to 1 on the surface of a substrate made of titanium or a titanium alloy .
Biological implant member obtained by coating the surface layer of Al 2 0 3 via ion mixing layer of 100 nm.
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