JP3353308B2 - 生体用金属およびその表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、人工歯根、人工骨等
の生体内に埋入されるインプラント用の生体用金属及び
その表面処理方法に関し、生体親和性、骨形成能、細胞
誘導性などを改良するとともに、製作を容易にしたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】生体機能材料としての金属は、筋・骨格
系のように、動的な荷重を受ける整形外科用材料や歯科
用補綴材として需要が高まっており、最近、ステンレス
鋼やコバルト−クロム合金などのほか、優れた耐蝕性を
持っていることからチタンやチタン合金が使用されるよ
うになってきている。

【０００３】これら生体機能材料としての金属材料に要
求される特性の一つに、これら材料を骨や歯根の代替材
として使用する場合の骨細胞との親和性などの問題があ
る。

【０００４】そこで、従来から生体用金属材料の骨細胞
との親和性などを向上するため、骨の主成分であるハイ
ドロキシアパタイトを溶射法などでコーティングするこ
とが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、生体用金属
材料にハイドロキシアパタイトを溶射法などでコーティ
ングする場合に、ハイドロキシアパタイトの分解が生じ
たり、生体用金属材料の種類によってはハイドロキシア
パタイトと金属材料との界面で有害物質が生成されるな
どの問題がある。

【０００６】また、生体内に埋設使用した場合に、金属
材料とハイドロキシアパタイトとの溶射界面の強度が弱
く、この部分から剥離してしまうという現象が起こると
いう問題がある。

【０００７】この発明は、前記従来の技術における欠点
を解決して、有害物質の生成や剥離などの強度上の問題
がなく、骨細胞との親和性を向上することができる生体
用金属およびその表面処理方法を提供しようとするもの
である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の生体用金属
は、金属基材表面に骨の主成分のカルシウムとリンの少
なくともいずれかと金属基材の原子とでなり当該金属基
材の表面を他の成分で覆うこと無く、当該金属基材の原
子とともに存在する状態の１ミクロン以下の厚さの表面
処理層、あるいは骨の主成分のカルシウムとリンの少な
くともいずれかと酸素および金属基材の原子とでなり当
該金属基材の表面を他の成分で覆うこと無く、当該金属
基材の原子とともに存在する状態の１ミクロン以下の厚
さの表面処理層を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】また、この発明の生体用金属の表面処理方
法は、金属基材の表面を研磨した後、この金属基材を陽
極とし、リン酸イオンを含む溶液中で通電して金属基材
表面に骨の主成分のリンと金属基材原子とでなり当該金
属基材の表面を他の成分で覆うこと無く、当該金属基材
の原子とともに存在する状態の１ミクロン以下の厚さの
表面処理層を形成したことを特徴とするものである。

【００１０】さらに、この発明の生体用金属の表面処理
方法は、前記請求項２で表面処理層が形成された金属の
表面にイオン注入法、スパッタリング法により骨の主成
分のカルシウムとリンの少なくともいずれか一方、ある
いはこれらと酸素とを複合して１ミクロン以下の厚さの
表面処理層を形成するようにしたことを特徴とするもの
である。

【００１１】また、この発明の生体用金属の表面処理方
法は、前記請求項２〜３のいずれかあるいは両方で表面
処理された金属の表面にリン酸イオンとカルシウムイオ
ンの少なくともいずれか一方を含む溶液中に浸漬して１
ミクロン以下の厚さの表面処理層を形成するようにした
ことを特徴とするものである。

【００１２】さらに、この発明の生体用金属の表面処理
方法は、上記各金属基材としてチタンに骨の主成分のカ
ルシウムを１０原子％以下、リンを０．００５〜６．０
原子％、酸素を２４原子％以下を添加したチタン合金を
用いることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】この発明の生体用金属によれば、骨の主成分で
あるカルシウムまたはリン、あるいはカルシウムとリン
の両方、さらにこれら３種類の成分と酸素とを組み合わ
せた６種類の異なる成分と、金属基材の原子とでなる１
ミクロン以下の厚さの表面処理層を金属基材の表面に設
けるようにしており、金属基材の表面を他の成分で覆う
こと無く、金属基材の原子と骨の主成分とが存在する状
態の表面処理層として骨細胞との親和性を高めるように
している。なお、金属基材としては、従来から使われて
いる金属インプラント材やここで新たに提案しているチ
タン合金などを使用できる。そして、このコーティング
層の形成はこの発明の種々の表面処理方法によって作る
ことができる。

【００１４】この発明の生体用金属の表面処理方法で
は、（ａ）リン酸イオンを含む溶液中での通電、（ｂ）
カルシウムまたはリン、あるいは両方、さらにこれらと
酸素を組み合わせたイオン注入法などによる表面処理、
（ｃ）リン酸イオンまたはカルシウムイオン、あるいは
両方のイオンの含有溶液への浸漬を金属基材、チタン合
金自体あるいは、これら（ａ）〜（ｃ）の表面処理を少
なくともいずれか１つを行った材料に対して組み合わせ
て行うようにして、合計１４種類の表面処理法を提案し
ており、これらによって金属基材の表面を他の成分で覆
うこと無く、金属基材の原子と骨の主成分とが存在する
状態の１ミクロン以下の厚さの表面処理層を形成して骨
細胞との親和性に優れた材料を効果的に作ることができ
るようにしている。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の生体用金属及びその表面処
理方法について、具体的に説明する。この生体用金属
は、図６にその表面構造を示すように、母材となる金属
基材２１と、この金属基材２１の表面に形成されるカル
シウム（Ｃａ）、リン（Ｐ）、のいずれか１つ、または
両方、あるいは、これら３種類（（Ｃａ），（Ｐ），
（Ｃａ＋Ｐ））の成分に酸素を加えた合計６種類の成分
が金属基材２１の金属元素（Ｍ）とともに存在する表面
処理層２２とで構成され、表面処理層２２はカルシウム
などで金属基材２１を完全に覆う状態で存在する必要は
なく、最表面にカルシウムが１原子存在するような状態
であっても良い。

【００１６】金属基材２１としては、従来から生体用金
属として使用されている純チタンやチタン合金、ステン
レス鋼、コバルト−クロム合金のほか、形状記憶合金
（チタン−ニッケルなど）等を用いることができる。

【００１７】これら金属基材２１の表面に形成するカル
シウム等の６種類の組み合わせで成る成分と金属基材２
１の成分とで形成される表面処理層２２は、骨の主成分
であるカルシウム、リン、の少なくともいずれか１つ、
あるいはこれらに酸素を加えた形で金属基材２１の最表
面層が形成されることになり、これによって生体との親
和性を向上させるものである。たとえば図７に示すよう
に、金属基材２１としての純チタンにカルシウムの表面
処理層２２を形成する場合には、この表面処理層２２に
より、骨の主成分と同一のカルシウムをチタン及び酸素
とともに表面に配置することで、有機物、ＰＯ4 ^- 等の
誘導をよりスムーズに行わせることができ、親和性が向
上する。この場合のチタン、カルシウムおよび酸素で構
成される表面処理層２２は表面から５００オングストロ
ーム以下の部分に形成されて金属基材２１の厚さ自体の
変化はなく、いわゆる通常のコーティング層と異なり金
属基材２１上を別のもので完全に覆う場合と大きく異な
っている。

【００１８】このような表面処理層２２を形成すべき厚
さは金属基材２１によって異なるが、この表面処理層２
２が形成されても金属基材２１の電子の場の影響が表面
に及ぶ状態とする必要があり、通常、表面から１ミクロ
ン以下の範囲であれば良く、たとえば上記チタン、カル
シウム、酸素の場合には５００〜１０００オングストロ
ーム以下であり、１ミクロン以上に厚くなると、電子の
影響が及ばなくなってしまう。

【００１９】この生体用金属では、金属基材２１とカル
シウム等の表面処理層２２との密着性や強度などがその
特性に大きく影響することから、その表面処理方法が重
要となる。すなわち、従来のハイドロキシアパタイトを
コーティングする場合に用いた溶射法などコーティング
の際の温度条件が高いもの等は金属基材からの有害成分
の溶出などの問題を招くことから使用することができな
い。

【００２０】そこで、生体用金属の表面処理層２２の形
成に適したこの発明の表面処理方法について、図１〜図
５により具体的に説明する。この表面処理方法が行われ
る金属基材としては、既に説明した通常のインプラント
材料２１、たとえば純チタンやチタン合金、ステンレス
鋼、コバルト−クロム合金、形状記憶合金（チタン−ニ
ッケルなど）等が使用されるほか、図５に示した新規な
骨細胞との親和性に優れたインプラント用のチタン合金
２３が用いることができるので、まず、このチタン合金
２３について説明しておく。この生体用チタン合金２３
は、チタンにカルシウムを１０原子％以下、リンを０．
００５〜６．０原子％、酸素を２４原子％以下を添加し
てなるものである。

【００２１】このような生体用チタン合金２３を構成す
るために添加される各元素の添加量は、次のようにして
定められる。 リン：Ｐ リンは単独添加でもチタンの生体親和性を向上させるこ
とが期待される元素であり、チタンにリンを添加する場
合、固溶する原子％は、高温（１２００℃程度以上）で
約０．２％、またそれ以下の温度ではほとんど０％であ
る。これ以上のリンをチタンに添加させた場合には、Ｔ
ｉＰという相が現れ、このＴｉＰが少量であればチタン
合金の硬度を上昇させる効果があるが、多量に存在する
と、チタン合金を脆くさせる。そこで、チタン合金とし
て期待されるべき機械的性質を損なわない程度に添加可
能なリンの最大量は６．０原子％である。

【００２２】一方、リンの添加によって生体親和性の向
上の効果がみられる最低量は０．００５原子％である。
したがって、リン：Ｐの添加量は、０．００５〜６．０
原子％の範囲となる。

【００２３】 カルシウム：Ｃａ カルシウムはチタンに対してほとんど溶解度を持たない
元素であり、元素単独としての添加はあまり期待できな
い。また、このカルシウムを添加しなくとも、既に述べ
たリンの添加によってチタン合金の生体親和性を向上す
ることが期待できるが、カルシウムは骨の主成分として
不可欠なものであり、親和性の一層の向上のためには添
加することが望ましい。

【００２４】そこで、チタンへの添加は、元素単独でな
く、カルシウムの化合物の形として行うことで可能であ
り、機械的強度、金属組織学的に好ましいのは、リン酸
カルシウムの形での添加である。

【００２５】どのようなリン酸カルシウムの形で添加し
ても生体親和性は向上されるが、最大量はリン酸カルシ
ウム（Ｃａ₁₀( ＰＯ₄ ) ₆ ）を添加した場合のカルシウ
ム：Ｃａの１．６７倍、すなわち１０原子％である。

【００２６】 酸素：Ｏ 酸素は、リンまたはカルシウムを化合物としてチタンに
添加する際に必要であるが、必ずしも意図的に添加する
必要はない。したがって、最大添加量はリン酸カルシウ
ム（Ｃａ₁₀( ＰＯ₄ ) ₆ ）を添加した場合の２４原子％
である。

【００２７】 アルミニウム：Ａｌ アルミニウムは、リンの添加をＡｌＰＯ₄ として行う場
合に添加される元素である。したがって、アルミニウム
の添加量の最低量は０原子％であり、最大量は６原子％
である。

【００２８】このような骨細胞を構成する元素を添加し
た生体用チタン合金の具体的な製造方法は、例えば、粉
末冶金法によって作ることができる。

【００２９】このような生体用チタン合金２３によれ
ば、生体用チタン合金の成分として骨の主成分であるリ
ン、カルシウム、酸素などが添加してあるので、従来、
骨細胞とチタン合金インプラント材の間には、ほとんど
存在しなかった化学的な結合が期待され、化学的な結合
が生じない場合でもより優れた接着性が期待される。

【００３０】次に、これら一般のインプラント材料２１
または上記生体用チタン合金２３を金属基材として行わ
れる表面処理方法は、図１に示すように、３つのプロセ
スａ，ｂ，ｃを１つ乃至３つ組み合わせることで各金属
基材２１，２３について７つずつ合計１４種類（１〜１
４）の異なる処理が行われる。まず、それぞれのプロセ
スａ，ｂ，ｃについて説明する。

【００３１】プロセス ａ （リン酸イオンを含む溶液
中での通電） このプロセスａは、図２に示すように、金属基材２１，
２３の表面を研磨した後、リン酸イオンを含む溶液中に
て、金属基材２１，２３を陽極（＋）とし、陰極（−）
との間に電圧をかけ、電流を流すことによってリンと金
属基材２１，２３の原子とが存在する表面処理層２２を
形成するものである。

【００３２】具体的には、純チタンを金属基材２１とし
てリン酸溶液中において、電圧を６Ｖ、電流を１Ａとし
て通電を行って表面処理層２２を形成した。そして、生
体のとの親和性を確かめるため、表面処理層２２を形成
した生体用金属と純チタンの板を人工体液（有機物を含
まないHanks'溶液）に３０日間浸漬し、その表面の生成
物を分析した。

【００３３】この分析の結果、チタンに表面処理層２２
を形成した生体用金属では、表面に骨の主成分であるハ
イドロキシアパタイトが純チタンの板の数倍量生成して
いることが確認された。したがって、生体内にこの生体
用金属を埋入した場合の骨形成能は、従来の純チタンの
インプラント材等よりも格段に向上されることが期待さ
れ、有効性が確認された。

【００３４】プロセス ｂ （Ｃａ，Ｐのイオン注入
等） このプロセスｂは、図３に示すように、イオン注入法や
スパッタリング法などの表面処理法を用い、ＣａとＰは
単独あるいは複合して金属基材表面に注入するように
し、このとき酸素（Ｏ）を同時に注入する場合も含む表
面処理方法である。すなわち、この場合に用いる成分
は、カルシウム、リン、カルシウム及びリンの３種類の
組合わせに加え、これらに酸素を組合わせた合計６種類
となる。

【００３５】たとえば、イオン注入法によれば、Ｃａイ
オンまたはＰイオン等が金属基材表面にに打ち込まれた
状態となって金属基材の原子と結合して密着性が高く、
従来の溶射法により溶融材料の被膜を基材表面を覆うよ
うに形成する場合より、強い表面処理層２２を得ること
ができるとともに、金属基材２１，２３の表面の温度も
溶射法に比べて低く、金属基材２３の合金成分の溶出を
防止することもできる。 また、スパッタリング法によ
ってＣａまたはＰ等で形成したターゲットから飛散した
ＣａまたはＰを金属基材２１，２３に打ち込んで凝固さ
せる場合にも、同様に金属基材の成分との密着性が高
く、高温により金属基材の成分の溶出を招くことの無
い、Ｃａ，Ｐなどの表面処理層２２を形成することがで
きる。

【００３６】なお、カルシウム等の表面処理法として
は、これらイオン注入法やスパッタリング法に限らず、
他の物理蒸着法などを用いるようにして金属基材表面に
打ち込むようにしても良い。具体的には、純チタン及び
Ｔｉ−ＡｌＰＯ4（５ｗｔ％）を金属基材２１とし、イ
オン注入法によるＣａイオンの注入を行った。このイオ
ン注入条件は、１０ＫＶ、５０μＡ／cm² で、注入量は
１０^15〜18個／cm² である。

【００３７】こうして純チタンまたはＴｉ−ＡｌＰＯ4
（５ｗｔ％）にカルシウムをイオン注入した生体用金属
は、既に説明した図７に示した生体用金属に相当し、金
属基材２１，２３の最表面から１０〜１００オングスト
ロームの範囲では、イオン注入にともなって注入される
酸素とカルシウムがチタン中に存在し、表面から５０〜
５００オングストロームの範囲では、カルシウムが所定
個数注入された状態となってチタン及び酸素とともに表
面処理層２２を形成する。さらに、１０００オングスト
ローム以上の部分は、金属基材２１，２３としての純チ
タンのみとなっている。

【００３８】このようなカルシウムの表面処理層２２が
形成されたチタン及びチタン合金を基材２１，２３とし
た生体用金属の生体親和性を確かめるため、上記と同様
の実験を行った。得られた生体用金属と市販されている
純チタンの板を人工体液（有機物を含まないHanks'溶
液）中に３０日間浸析したのち、これらの表面の生成物
を分析した。 この分析の結果、カルシウムを打ち込ん
で表面処理したいずれの生体用金属でも、表面に骨の主
成分であるハイドロキシアパタイトが純チタンの数倍量
生成していることが確認された。したがって、生体内に
この発明の生体用金属材料を埋入した場合の骨形成能
は、従来の純チタン材等よりも格段に向上されることが
期待され、有効性が確認された。

【００３９】また、イオン注入条件を変え、表面処理層
の厚さを３〜５０００オングストロームまで種々変化さ
せた試料を製作し、同様に浸漬試験を行ったが、２００
０オングストローム以上の厚さの表面処理層の試料で
は、純チタン以上のハイドロキシアパタイトの生成は確
認できなかった。

【００４０】こうして金属基材２１，２３の表面にカル
シウム等の表面処理層２２を形成することで、金属基材
２１，２３は金属基材２１の原子と結合してと密着した
カルシウム及び金属基材成分などで覆われた状態とな
り、表面処理層２２が骨の主成分であることから生体内
において、骨などとの親和性が向上する。

【００４１】また、金属基材２１，２３とカルシウム等
の表面処理層２２との間に境界面がなく連続した状態と
なっているので、表面処理層２２の剥離が生じることも
なく、強度的に優れた生体用金属材料となる。

【００４２】プロセス ｃ （リン酸イオン、カルシウ
ムイオン含有溶液への浸漬） このプロセスｃは、図４に示すように、金属基材２１，
２３をリン酸イオンあるいはカルシウムイオンまたはそ
れらの両方を含む溶液中に浸漬することによって表面処
理層２２を形成するものである。

【００４３】具体的には、純チタン及びＴｉ−ＡｌＰＯ
4 （５ｗｔ％）を金属基材とし、上記プロセスａ，ｂで
生体親和性の実験に用いた有機イオンを含まないHanks'
溶液での浸漬をおこなった。この場合にも金属基材２
１，２３の表面に表面処理層２２が形成されることが確
認された。そして、上記実験の場合と同様に長期間浸漬
すれば、表面処理層２２の上面に骨の主成分であるハイ
ドロキシアパタイトが純チタンの板の数倍量生成するこ
とが確認された。したがって、生体内にこの生体用金属
を埋入した場合の骨形成能は、従来の純チタンのインプ
ラント材等よりも格段に向上されることが期待され、有
効性が確認された。

【００４４】以上のプロセスａ，ｂ，ｃを組み合わせ、
２つの材料２１，２３に対して図１に示すような表面処
理を行い生体用金属１〜１４を得る。 生体用金属 １ 従来の生体用金属２１を金属基材としてプロセスａの表
面処理を行ったもの。

【００４５】生体用金属 ２ 従来の生体用金属２１を金属基材としてプロセスａとプ
ロセスｂの２つの表面処理を行ったもの。

【００４６】生体用金属 ３ 従来の生体用金属２１を金属基材としてプロセスｂの表
面処理を行ったもの。

【００４７】生体用金属 ４ 従来の生体用金属２１を金属基材としてプロセスａとプ
ロセスｃの２つの表面処理を行ったもの。

【００４８】生体用金属 ５ 従来の生体用金属２１を金属基材としてプロセスｃの表
面処理を行ったもの。

【００４９】生体用金属 ６ 従来の生体用金属２１を金属基材としてプロセスｂとプ
ロセスｃの２つの表面処理を行ったもの。

【００５０】生体用金属 ７ 従来の生体用金属２１を金属基材としてプロセスａとプ
ロセスｂとプロセスｃｃの３つの表面処理を行ったも
の。

【００５１】生体用金属 ８ 新規の生体用金属２３を金属基材としてプロセスａとプ
ロセスｂとプロセスｃｃの３つの表面処理を行ったも
の。

【００５２】生体用金属 ９ 新規の生体用金属２３を金属基材としてプロセスｂとプ
ロセスｃの２つの表面処理を行ったもの。

【００５３】生体用金属 １０ 新規の生体用金属２３を金属基材としてプロセスｃの表
面処理を行ったもの。

【００５４】生体用金属 １１ 新規の生体用金属２３を金属基材としてプロセスａとプ
ロセスｃの２つの表面処理を行ったもの。

【００５５】生体用金属 １２ 新規の生体用金属２３を金属基材としてプロセスｂの表
面処理を行ったもの。

【００５６】生体用金属 １３ 新規の生体用金属２３を金属基材としてプロセスａとプ
ロセスｂの２つの表面処理を行ったもの。

【００５７】生体用金属 １４ 新規の生体用金属２３を金属基材としてプロセスａの表
面処理を行ったもの。

【００５８】これら生体用金属１〜１４のうち従来の生
体用金属２１を用いた生体用金属１〜７については、上
記プロセスａ，ｂ，ｃで説明した具体例にしたがってこ
れらの表面処理を行った。そして、得られた生体用金属
１〜７について、比較用の純チタンの板とともに人工体
液（有機物を含まないHanks'溶液）中に３０日間浸析し
たのち、これらの表面の生成物を分析した。

【００５９】この分析の結果、いずれの生体用金属１〜
７においても、表面に骨の主成分であるハイドロキシア
パタイトが純チタンの数倍量生成していることが確認さ
れた。これにより、生体内にこれら生体用金属１〜７を
埋入した場合の骨形成能は従来材よりも各段に向上され
ることがで期待できる。

【００６０】また、これら生体用金属１〜１４のうち新
規の生体用金属２３を用いた生体用金属９，１０，１２
については、上記プロセスａ，ｂ，ｃで説明した具体例
にしたがってこれらの表面処理を行った。そして、得ら
れた生体用金属９，１０，１２について、比較用の純チ
タンの板とともに人工体液（有機物を含まないHanks'溶
液）中に３０日間浸析したのち、これらの表面の生成物
を分析した。

【００６１】この分析の結果、いずれの生体用金属９，
１０，１２においても、表面に骨の主成分であるハイド
ロキシアパタイトが純チタンの数倍量生成していること
が確認された。これにより、生体内にこれら生体用金属
９，１０，１２を埋入した場合の骨形成能は従来材より
も各段に向上されることがで期待できる。このようにし
て表面処理が施された生体用金属では、従来のインプラ
ント金属やチタン合金にない優れた生体親和性が付与さ
れる。すなわち、金属基材の最表面にカルシウムまたは
リンのいずれか、あるいは両方、さらにこれらに酸素を
組み合わせた合計６種類の成分と、金属基材の原子を含
んだ表面処理層が形成されるので、骨細胞との化学的な
結合が生じたり、化学的な結合にまで至らなくても接着
性が向上し、生体親和性が向上する。

【００６２】

【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、この発明の生体用金属によれば、骨の主成分の一
つであるカルシウムまたはリンあるいは両方、さらにこ
れらに酸素を加えた成分で金属基材の表面に、金属基材
原子との１ミクロン以下の厚さの表面処理層として設け
るようにしたので、従来のインプラント材やチタン合金
に無い優れた骨細胞との親和性のある材料とすることが
できる。そして、この１ミクロン以下の厚さの表面処理
層の形成はこの発明の種々の表面処理方法によって得る
ことができる。

【００６３】また、この発明の生体用金属の表面処理方
法によれば、（ａ）リン酸イオンを含む溶液中での通
電、（ｂ）カルシウムまたはリンのいずれか、あるいは
両方、さらにこれらに酸素を加えたイオン注入法などに
よる表面処理、（ｃ）リン酸イオン，カルシウムイオン
含有溶液への浸漬を金属基材、チタン合金自体あるい
は、これら（ａ）〜（ｃ）の表面処理を少なくともいず
れか１つを行った材料に対して組み合わせて行うように
したので、合計１４種類のコーティング法によって骨細
胞との親和性に優れた表面処理層を効果的に作ることが
できる。

【００６４】このような生体用金属材料によれば、従来
骨細胞と金属製インプラント材との間では、ほとんど存
在しなかった化学的な結合が期待される。また、化学的
な結合が起こらない場合でもより優れた接着性が期待さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の生体用金属の表面処理方法の一実施
例にかかるフローチャートである。

【図２】この発明の生体用金属の表面処理方法の一実施
例にかかるプロセスａの説明図である。

【図３】この発明の生体用金属の表面処理方法の一実施
例にかかるプロセスｂの説明図である。

【図４】この発明の生体用金属の表面処理方法の一実施
例にかかるプロセスｃの説明図である。

【図５】この発明の生体用金属の一実施例にかかる説明
図である。

【図６】この発明の生体用金属の一実施例にかかる説明
図である。

【図７】この発明の生体用金属の一実施例にかかる断面
説明図である。

【符号の説明】

１〜１４ 生体用金属 ２１ 金属基材（従来のインプラント材） ２２ コーティング層 ２３ 金属基材（新規なチタン合金インプラント材）

フロントページの続き (72)発明者 太田 守 札幌市北区新琴似11条９丁目１−４ (56)参考文献 特開 昭62−221360（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−34566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−92761（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−86975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−24952（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114960（ＪＰ，Ａ) 米国特許4846837（ＵＳ，Ａ) 米国特許4261063（ＵＳ，Ａ) 米国特許3410766（ＵＳ，Ａ) 米国特許4944754（ＵＳ，Ａ) 米国特許4722870（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開277450（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61F 2/00 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属基材表面に骨の主成分のカルシウム
   とリンの少なくともいずれかと金属基材の原子とでなり
   当該金属基材の表面を他の成分で覆うこと無く、当該金
   属基材の原子とともに存在する状態の１ミクロン以下の
   厚さの表面処理層、あるいは骨の主成分のカルシウムと
   リンの少なくともいずれかと酸素および金属基材の原子
   とでなり当該金属基材の表面を他の成分で覆うこと無
   く、当該金属基材の原子とともに存在する状態の１ミク
   ロン以下の厚さの表面処理層を設けたことを特徴とする
   生体用金属。
2. 【請求項２】 金属基材の表面を研磨した後、この金属
   基材を陽極とし、リン酸イオンを含む溶液中で通電して
   金属基材表面に骨の主成分のリンと金属基材原子とでな
   り当該金属基材の表面を他の成分で覆うこと無く、当該
   金属基材の原子とともに存在する状態の１ミクロン以下
   の厚さの表面処理層を形成したことを特徴とする生体用
   金属の表面処理方法。
3. 【請求項３】 前記請求項２で表面処理層が形成された
   金属の表面にイオン注入法、スパッタリング法により骨
   の主成分のカルシウムとリンの少なくともいずれか一
   方、あるいはこれらと酸素とを複合して１ミクロン以下
   の厚さの表面処理層を形成するようにしたことを特徴と
   する生体用金属の表面処理方法。
4. 【請求項４】 前記請求項２〜３のいずれかあるいは両
   方で表面処理された金属の表面にリン酸イオンとカルシ
   ウムイオンの少なくともいずれか一方を含む溶液中に浸
   漬して１ミクロン以下の厚さの表面処理層を形成するよ
   うにしたことを特徴とする生体用金属の表面処理方法。
5. 【請求項５】 前記請求項２ないし４のいずれかにおけ
   る金属基材としてチタンに骨の主成分のカルシウムを１
   ０原子％以下、リンを０．００５〜６．０原子％、酸素
   を２４原子％以下を添加したチタン合金を用いることを
   特徴とする生体用金属の表面処理方法。