JP3204532B2 - Artificial biomaterial such as artificial bone and method for producing the same - Google Patents
Artificial biomaterial such as artificial bone and method for producing the sameInfo
- Publication number
- JP3204532B2 JP3204532B2 JP12057392A JP12057392A JP3204532B2 JP 3204532 B2 JP3204532 B2 JP 3204532B2 JP 12057392 A JP12057392 A JP 12057392A JP 12057392 A JP12057392 A JP 12057392A JP 3204532 B2 JP3204532 B2 JP 3204532B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- artificial
- biomaterial
- silicon
- ions
- artificial bone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
【０００１】本発明は、人工骨，人工歯根，人工関節等
の人工生体材料と、その人工生体材料の製造方法に関す
る。[0001] The present invention relates to an artificial biomaterial such as an artificial bone, an artificial tooth root, an artificial joint or the like, and a method for producing the artificial biomaterial.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、人工骨等の人工生体材料として
は、セラミック製のもの、チタンやチタン合金等の金属
製のもの、さらには有機高分子材料からなるもの等が開
発されている。2. Description of the Related Art Conventionally, artificial biomaterials such as artificial bones and the like have been developed, such as ceramic materials, metal materials such as titanium and titanium alloys, and organic polymer materials.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、セラミック製
の生体材料は、生体活性、すなわち生体に対する親和性
が良い反面、機械的強度が弱いという欠点がある。However, the biomaterial made of ceramic has a drawback that, while having a good bioactivity, that is, an affinity for a living body, has a low mechanical strength.
【０００４】これに対して、金属製の生体材料は、機械
的強度（強さ，弾性率，耐磨耗性等）は良好であるが、
逆に生体活性はセラミック製のものに比べて劣り、また
耐食性も不良である。On the other hand, metal biomaterials have good mechanical strength (strength, elastic modulus, abrasion resistance, etc.).
Conversely, bioactivity is inferior to that of ceramics, and corrosion resistance is also poor.
【０００５】一方、有機高分子材料からなるものは、耐
食性は良好であるが、機械的強度に問題があるものもあ
り、また生体活性も一般に劣っている。On the other hand, those made of an organic polymer material have good corrosion resistance, but have a problem in mechanical strength, and are generally inferior in bioactivity.
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、生体活性に優れ、しかも機械的強
度の良好な人工生体材料を提供することを課題とするも
のである。[0006] The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an artificial biomaterial having excellent bioactivity and good mechanical strength.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、人工骨等の人工生体材料とその製
造方法としてなされたもので、人工生体材料としての特
徴は、金属製の人工生体材料本体１の表面に、珪素又は
珪素化合物をイオン注入又はコーティングしたことにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as an artificial biomaterial such as an artificial bone and a method for producing the same in order to solve the above-mentioned problems. Is that silicon or a silicon compound is ion-implanted or coated on the surface of the artificial biomaterial main body 1.
【０００８】また、人工生体材料の製造方法としての特
徴は、金属製の人工生体材料本体１の表面に、珪素又は
珪素化合物をイオン注入又はコーティングして製造する
ことにある。A feature of the method for producing an artificial biomaterial is that the surface of the metal-made artificial biomaterial body 1 is ion-implanted or coated with silicon or a silicon compound.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】これらの場合において、
珪素又は珪素化合物を人工生体材料本体１の表面にコー
ティングするとともに、そのコーティングされた珪素又
は珪素化合物を人工生体材料本体１の表面上に保持する
ためのイオンが注入される。SUMMARY OF THE INVENTION In these cases,
Silicon or silicon compound as well as coated on the surface of the artificial biomaterials body 1, ions for holding the coated silicon or silicon compound on the surface of the artificial biomaterials body 1 is injected.
【００１０】[0010]
【作用】一般に、骨の成分はＣａＯ，Ｐ2Ｏ5からなるヒ
ドロキシアパタイト〔Ｃａ10(ＰＯ4)6(ＯＨ)2〕で構成
されており、骨と人工骨の結合は、人工骨の表面に、骨
のアパタイトに似たアパタイトの薄い層が形成される事
により強く結合されると認められている。In general, bone components are composed of hydroxyapatite [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] composed of CaO and P 2 O 5. In addition, it is recognized that a strong layer is formed by forming a thin layer of apatite similar to bone apatite.
【００１１】そして、上記のようにチタン又はチタン合
金からなる人工骨本体１の表面に、Ｓｉイオンが注入さ
れ、或いはＳｉを含む化合物が注入，コーティングされ
ると、これらのイオンがアパタイト形成のための核形成
を促進することとなるのである。When Si ions are implanted into the surface of the artificial bone body 1 made of titanium or a titanium alloy as described above, or a compound containing Si is implanted and coated, these ions are formed to form apatite. Nucleation is promoted.
【００１２】さらに、上記のように珪素又は珪素化合物
のコーティングとイオン注入との双方を行うことによ
り、金属製の人工生体材料本体１の表面に対する珪素又
は珪素化合物の付着力が弱い場合にも、イオン注入によ
ってそのコーティングされた珪素又は珪素化合物が人工
生体材料本体１の表面に、より一層確実に保持されるこ
ととなるのである。Furthermore, both the coating and the ion implantation of silicon or silicon compounds as described above in a row Ukoto
Ri, even if adhesion is weak silicon or silicon compound on the surface of the metallic artificial biomaterials body 1, in the coated silicon or silicon compound surface of an artificial biomaterial body 1 by ion implantation, more reliably It will be held in.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実施例１ 本実施例は、人工骨についての一実施例である。Embodiments of the present invention will be described below. Example 1 This example is an example of an artificial bone.
【００１４】本実施例の人工骨３は、たとえば図１のよ
うに両端に接合突起部２，２を有する略円柱状で且つチ
タンからなる人工骨本体１に、Ｓｉイオンを注入した構
成からなるものである。The artificial bone 3 of this embodiment has a structure in which Si ions are implanted into a substantially cylindrical artificial bone body 1 made of titanium and having joint projections 2 at both ends as shown in FIG. 1, for example. Things.
【００１５】そして、このような人工骨３は、図２に示
すように真正の骨４，４間に接続して使用されるもので
ある。この場合、人工骨３が上記のようなチタンからな
るために機械的強度が優れたものとなり、しかも上記の
ようなＳｉイオンの注入によってアパタイト形成のため
の核形成が促進されることとなり、これによって人工骨
３と骨４，４との結合性が非常に良好となるのである。Such an artificial bone 3 is used by connecting it between genuine bones 4 and 4 as shown in FIG. In this case, since the artificial bone 3 is made of titanium as described above, the mechanical strength is excellent, and the nucleation for apatite formation is promoted by the implantation of Si ions as described above. As a result, the connection between the artificial bone 3 and the bones 4 and 4 becomes very good.
【００１６】実施例２ 本実施例は、上記実施例１の人工骨を製造する製造方法
についての実施例である。 Embodiment 2 This embodiment is an embodiment of a method for manufacturing the artificial bone of the first embodiment.
【００１７】先ず、処理すべき材料として、上記実施例
１のような略円柱状の人工骨本体１を準備する。First, as a material to be treated, a substantially cylindrical artificial bone main body 1 as in the first embodiment is prepared.
【００１８】次に、このような人工骨本体１にＳｉイオ
ンを注入する。このＳｉイオンの注入は、図３に示すよ
うなイオン注入のための装置によって行う。すなわち、
この装置について説明すると、イオンを生成するイオン
生成部５と、生成したイオンビームを引き出す引出電極
６と、引き出したイオンを成形加速する電極群７と、所
望のＳｉイオンのみを選別して取り出す質量分離装置８
と、取り出したイオンを任意のエネルギーで加速するた
めの加速電極群９と、注入すべき人工骨本体１（図３に
おいては図示せず）を収容したチャンバー10とで構成さ
れたものである。尚、このような構成からなるイオン注
入装置は、真空排気装置（図示せず）により高真空に保
持されている。Next, Si ions are implanted into the artificial bone main body 1. This implantation of Si ions is performed by a device for ion implantation as shown in FIG. That is,
This device will be described. An ion generator 5 for generating ions, an extraction electrode 6 for extracting the generated ion beam, an electrode group 7 for forming and accelerating the extracted ions, and a mass for selecting and extracting only desired Si ions Separation device 8
And an accelerating electrode group 9 for accelerating the extracted ions with arbitrary energy, and a chamber 10 containing the artificial bone body 1 (not shown in FIG. 3) to be injected. The ion implantation apparatus having such a configuration is maintained at a high vacuum by a vacuum exhaust device (not shown).
【００１９】そして、このような装置により、イオン注
入を行う操作について説明すると、先ず前記真空内にお
いて、イオン生成部５にてＳｉイオンを発生させた後、
引出電極６によってイオンを引出し、質量分離装置８に
導く。そして、必要なＳｉイオンのみを分離して取り出
し、その後、その取り出されたイオンを加速電極群９で
加速してチャンバー10に導き、前記チャンバー10内に収
容された人工骨本体１に照射することによって、その人
工骨本体１にイオン注入を行うのである。The operation of performing ion implantation by using such an apparatus will be described. First, in the above-mentioned vacuum, after the Si ion is generated by the ion generation unit 5,
The ions are extracted by the extraction electrode 6 and guided to the mass separation device 8. Then, only necessary Si ions are separated and taken out, and thereafter, the taken out ions are accelerated by the accelerating electrode group 9 and guided to the chamber 10 to irradiate the artificial bone main body 1 accommodated in the chamber 10. Thus, ion implantation is performed on the artificial bone main body 1.
【００２０】実施例３ 本実施例は、コーティングとイオン注入の双方の手段に
よって人工骨を製造する実施例である。 Embodiment 3 In this embodiment, an artificial bone is manufactured by both coating and ion implantation.
【００２１】すなわち、先ずＳｉを、チタンからなる人
工骨本体１の表面にコーティングする。That is, first, Si is coated on the surface of the artificial bone main body 1 made of titanium.
【００２２】次に、そのＳｉがコーティングされた人工
骨本体１の表面に、Ａｒイオンを注入する。Next, Ar ions are implanted into the surface of the artificial bone main body 1 coated with Si.
【００２３】このようなＡｒイオンの注入によって、コ
ーティングされたＳｉが人工骨本体１の表面から離脱す
ることなく確実に保持されることとなるのである。By the implantation of such Ar ions, the coated Si can be surely held without detaching from the surface of the artificial bone main body 1.
【００２４】尚、Ａｒイオンの注入は、上記実施例２と
同様にして行う。The implantation of Ar ions is performed in the same manner as in the second embodiment.
【００２５】その他の実施例 尚、上記実施例１，２では、珪素イオンを注入すること
によって人工骨本体１に具備させたが、注入以外にコー
ティングによって具備させてもよい。[0025] Other embodiments In the above embodiments 1 and 2, were provided in the artificial bone body 1 by implanting silicon ions, it may be provided with a coating in addition to injection.
【００２６】また、該実施例では珪素のイオンを使用し
たが、珪素イオンに限らず、珪素を含む化合物を使用し
てもよい。In this embodiment, silicon ions are used. However, the present invention is not limited to silicon ions, and compounds containing silicon may be used.
【００２７】さらに、上記実施例３では、Ｓｉのコーテ
ィング後にＡｒイオンを注入したが、このコーティング
とイオン注入は同時に行ってもよい。Further, in the third embodiment, Ar ions are implanted after coating with Si, but this coating and ion implantation may be performed simultaneously.
【００２８】また、該実施例３ではＡｒイオンを注入し
たが、Ａｒ以外のイオンを注入することも可能であり、
要はコーティングされた珪素が人工骨本体１から離脱さ
せないようなイオンが注入されればよいのである。In the third embodiment, Ar ions are implanted. However, ions other than Ar can be implanted.
The point is that ions should be implanted so that the coated silicon does not detach from the artificial bone body 1.
【００２９】さらに、該実施例では人工骨本体１として
チタンを使用したが、人工骨本体１の材料はチタンに限
らず、たとえばチタン合金を使用してもよく、さらには
チタン以外の金属を使用することも可能である。Further, in this embodiment, titanium is used as the artificial bone main body 1. However, the material of the artificial bone main body 1 is not limited to titanium. For example, a titanium alloy may be used, and a metal other than titanium is used. It is also possible.
【００３０】さらに、人工骨本体１の形状も上記実施例
のような形状に限定されるものではなく、使用される人
体の部位に応じて任意に変更可能である。Further, the shape of the artificial bone main body 1 is not limited to the shape as in the above embodiment, but can be arbitrarily changed according to the part of the human body to be used.
【００３１】さらに、イオン注入の条件や注入されるイ
オンの数，打ち込み深さ等も問うものではなく、人工骨
本体１の大きさ，表面積等に応じて任意に変更可能であ
る。Further, the condition of ion implantation, the number of ions to be implanted, the implantation depth, etc. do not matter, but can be arbitrarily changed according to the size, surface area, etc. of the artificial bone main body 1.
【００３２】さらに、上記実施例では、イオン注入又は
コーティングする対象物として人工骨を使用したが、人
工骨以外にたとえば人工関節や人工歯根に本発明を適用
することも可能であり、要は人工生体材料であれば適用
可能である。Further, in the above embodiment, the artificial bone is used as an object to be ion-implanted or coated. However, the present invention can be applied to an artificial joint or an artificial tooth root other than the artificial bone. Any biomaterial is applicable.
【００３３】[0033]
【発明の効果】叙上のように、本発明は金属製の人工生
体材料本体の表面に、珪素又は珪素化合物をイオン注入
又はコーティングしたものであるため、これらのイオン
等がヒドロキシアパタイト形成のための核形成を促進す
ることとなり、従って、人工生体材料の表面に、人体の
骨等のアパタイトに似たアパタイトの薄い層が形成され
ることとなり、よって、このような人工生体材料と人体
の骨等の部分との結合が非常に強固となる。As described above, according to the present invention, silicon or a silicon compound is ion-implanted or coated on the surface of a metallic artificial biomaterial body, and these ions and the like are used for forming hydroxyapatite. Therefore, a thin layer of apatite similar to apatite such as human bone is formed on the surface of the artificial biomaterial, and thus, the artificial biomaterial and the bone of the human body are formed. The bond with the parts such as is very strong.
【００３４】この結果、機械的強度を備えたチタン等の
金属製の生体材料でありながら、生体活性が著しく良好
な人工生体材料を提供することが可能になるという顕著
な効果を有するに至った。As a result, it is possible to provide an artificial biomaterial having remarkably good bioactivity even though it is a biomaterial made of metal such as titanium having mechanical strength. .
【００３５】さらに、珪素又は珪素化合物のコーティン
グとイオン注入との双方を行うことにより、そのイオン
注入によってコーティングされた珪素又は珪素化合物が
人工生体材料本体の表面に確実に保持されることとな
り、その結果、珪素又は珪素化合物が人工生体材料本体
から不用意に離脱することもなく、これら珪素等の保持
効果が一層向上することとなる。Furthermore, by both the row Ukoto the coating and the ion implantation of silicon or silicon compounds, will be silicon or silicon compound coated by the ion implantation is reliably held on the surface of the artificial biomaterials body, As a result, the retention effect of silicon or the like is further improved without silicon or silicon compound being inadvertently detached from the artificial biomaterial body.
【図１】一実施例としての人工骨を示し、（イ）は正面
図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図。FIG. 1 shows an artificial bone as one embodiment, (A) is a front view, and (B) is a cross-sectional view taken along the line AA of (A).
【図２】人工骨を他の骨部に接続した状態を示す概略正
面図。FIG. 2 is a schematic front view showing a state in which the artificial bone is connected to another bone part.
【図３】Ｓｉイオンを人工骨に注入するためのイオン注
入装置の概略図。FIG. 3 is a schematic view of an ion implantation apparatus for implanting Si ions into artificial bone.
１…人工骨本体 ３…人工骨 1 ... artificial bone body 3 ... artificial bone
フロントページの続き (72)発明者 畠 宏太郎 京都市西京区大原野西境谷町３丁目８− 106 (56)参考文献 特開 平４−107259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−122669（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−149057（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61L 27/00 C23C 14/00 - 14/58 Continuation of the front page (72) Inventor Kotaro Hata 3-108-106, Oharano-Nishisakaya-cho, Nishikyo-ku, Kyoto (56) References JP-A-4-107259 (JP, A) JP-A-62-122669 (JP, A) JP-A-3-149057 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61L 27/00 C23C 14/00-14/58
Claims (3)
珪素又は珪素化合物がコーティングされ、且つそのコー
ティングされた珪素又は珪素化合物を前記人工生体材料
本体１の表面上に保持するためのイオンが、該人工生体
材料本体１の表面に注入されてなることを特徴とする人
工骨等の人工生体材料。To 1. A metal surface of an artificial biomaterial body 1,
Silicon or a silicon compound is coated, and ions for holding the coated silicon or the silicon compound on the surface of the artificial biomaterial body 1 are injected into the surface of the artificial biomaterial body 1. Artificial biomaterials such as artificial bones.
が、チタン又はチタン合金である請求項１記載の人工骨
等の人工生体材料。 2. The artificial biomaterial such as an artificial bone according to claim 1, wherein the metal constituting said artificial biomaterial body 1 is titanium or a titanium alloy.
珪素又は珪素化合物をコーティングするとともに、その
コーティングされた珪素又は珪素化合物を前記人工生体
材料本体１の表面上に保持するためのイオンを、該人工
生体材料本体１の表面に注入して製造することを特徴と
する人工骨等の人工生体材料の製造方法。 3. The surface of a metallic artificial biomaterial body 1
Coating silicon or a silicon compound, and injecting ions for holding the coated silicon or silicon compound on the surface of the artificial biomaterial main body 1 into the surface of the artificial biomaterial main body 1 to produce the same. A method for producing an artificial biomaterial such as an artificial bone.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12057392A JP3204532B2 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Artificial biomaterial such as artificial bone and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12057392A JP3204532B2 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Artificial biomaterial such as artificial bone and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06169981A JPH06169981A (en) | 1994-06-21 |
| JP3204532B2 true JP3204532B2 (en) | 2001-09-04 |
Family
ID=14789642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12057392A Expired - Lifetime JP3204532B2 (en) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | Artificial biomaterial such as artificial bone and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204532B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9611437D0 (en) | 1995-08-03 | 1996-08-07 | Secr Defence | Biomaterial |
| DE19626440C1 (en) * | 1996-06-20 | 1998-01-08 | Andreas Dr Moormann | Process for producing a titanium-ceramic adhesive bond for dentures and a titanium-ceramic adhesive bond produced therefrom |
| DE19734778A1 (en) * | 1997-08-05 | 1999-02-11 | Andreas Dr Moormann | Process for producing an adhesive bond between a dental noble metal alloy or a dental non-noble metal alloy and a dental ceramic, as well as an adhesive bond band produced therefrom |
| JPWO2007043149A1 (en) * | 2005-10-05 | 2009-04-16 | 株式会社ホムズ技研 | Implant for osteosynthesis and method for producing the same |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP12057392A patent/JP3204532B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06169981A (en) | 1994-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5314475A (en) | Method for producing osteo-integrating surfaces on skeletal implants and skeletal implants with osteo-integrating surfaces | |
| JP2000503571A (en) | Surface modification of medical implants | |
| JP3198125B2 (en) | Manufacturing method of implant | |
| US5543019A (en) | Method of coating medical devices and device coated thereby | |
| US3605123A (en) | Bone implant | |
| JPS62501332A (en) | Method for manufacturing implantable bone replacement materials | |
| EP0212929A2 (en) | Method for producing endosseous implants | |
| JP3204532B2 (en) | Artificial biomaterial such as artificial bone and method for producing the same | |
| EP0820737A3 (en) | Artificial dental implant | |
| US4600391A (en) | Ion-implanted endodontic post | |
| JP3877505B2 (en) | Method for producing biological implant material | |
| KR20110054556A (en) | A surface treating method of use rf-sputtering process for dental implant fixture | |
| KR101101837B1 (en) | Menufacturing method of sputtering target using tooth ash powder and surface reform method of dental implant using the same | |
| JP3076637B2 (en) | Composite implant | |
| JPH09506800A (en) | Metal implants and methods of treating metal implants | |
| JP5739125B2 (en) | Artificial bone | |
| JPH0669484B2 (en) | Artificial bone, manufacturing method thereof, and ceramics for artificial bone | |
| Budd et al. | Visualization and initial characterization of the titanium boundary of the bone-implant interface of osseointegrated implants. | |
| JP2004000504A (en) | Intraoral appliance and ion implantation method to intraoral appliance | |
| JP3020156B1 (en) | Bone compatible titanium material | |
| CN1048291C (en) | Preparation of reinforced ion beam-deposited hydroxyl apatite coating for medical implant | |
| Karthik et al. | Comparative Analysis of Surface Modification Techniques for Assessing Oral Implant Osseointegration: An Animal Study | |
| WO2007043149A9 (en) | Implant for bone conjugation and method of producing the same | |
| Murakami et al. | Development of calcium ion implanted titanium and its alloys for medical and dental applications | |
| KR20090044660A (en) | Method for forming porous floor on the surface of implant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090629 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100629 Year of fee payment: 9 |