JP3401552B2 - 塑性セラミックス及びその製造方法 - Google Patents
塑性セラミックス及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所望の形状、表面
性状、精度をもつインプラント成形体、及び該成形体
を、アパタイトの粒子又は焼結体を型に充てんしたの
ち、所定温度で塑性加工することにより、簡単に効率よ
く製造する方法に関するものである。本発明のインプラ
ント成形体は、歯冠、人工歯根、人工骨などのほか、人
工弁、人工血管や、透析用シャント、ぺ一スメーカー、
その他、生体内留置機器に好適に利用し得る。
性状、精度をもつインプラント成形体、及び該成形体
を、アパタイトの粒子又は焼結体を型に充てんしたの
ち、所定温度で塑性加工することにより、簡単に効率よ
く製造する方法に関するものである。本発明のインプラ
ント成形体は、歯冠、人工歯根、人工骨などのほか、人
工弁、人工血管や、透析用シャント、ぺ一スメーカー、
その他、生体内留置機器に好適に利用し得る。
【０００２】
【従来の技術】インプラント成形体は患者により形が異
なり、また複雑な形状をしている場合が多く、特に歯冠
材料や人工歯根等の口腔外科用インプラント成形体は患
者や部位等により全く形が異なっている。これまで、こ
のような別異の形状のインプラント成形体を製造するに
は、インジェクション成形法や流込成形法等により成形
体を製造したのち、焼成し、加工するのが一般的であっ
た（例えば、特開昭６３−１７４６４７：人工歯根）。
しかしながら、これらの製造法では寸法精度が得られに
くいし、形を変えることが困難である上に、加工により
表面に傷がついたり歪みのために強度が低下してしまう
のを免れなかった。さらに、インプラント成形体は生体
骨とゆ着することが重要であるが、より効果的にゆ着さ
せるためには、表面性状をコントロ一ルすることが重要
である．しかしながら、通常の加工方法では、表面性状
を鏡面にしたり、あらして粗面にしたりするなど表面性
状を自由にコントロ一ルすることが困難であるのを免れ
なかった。また、通常、セラミックスは、生体親和性は
優れているが、機械的強度が弱いため、人工歯根や人工
股関節など大きな力が加わる箇所には使用できなかっ
た。そこで、金属の表面にアパタイトなどを溶射したり
溶着するなどの方法で被覆した複合材料が研究されてい
る（例えば、特開昭５９−１１８４３：義歯溶着用歯科
インプラント、特開昭５９−２１４４３：人工移植
材）。この場合、溶射法では、約２，０００〜２０，０
００℃に加熱したアパタイト粒子を金属表面に吹き付け
接着する。アパタイト表面が一部溶けているので接着可
能となる。溶着法ではガラスフリットとアパタイトを混
合し金属に塗布しガラスが溶ける温度まで加熱後冷却し
て金属表面にアパタイトを被覆する。しかし、生体内で
長期間使用するうちに金属とセラミックスの剥離が免れ
なかった。
なり、また複雑な形状をしている場合が多く、特に歯冠
材料や人工歯根等の口腔外科用インプラント成形体は患
者や部位等により全く形が異なっている。これまで、こ
のような別異の形状のインプラント成形体を製造するに
は、インジェクション成形法や流込成形法等により成形
体を製造したのち、焼成し、加工するのが一般的であっ
た（例えば、特開昭６３−１７４６４７：人工歯根）。
しかしながら、これらの製造法では寸法精度が得られに
くいし、形を変えることが困難である上に、加工により
表面に傷がついたり歪みのために強度が低下してしまう
のを免れなかった。さらに、インプラント成形体は生体
骨とゆ着することが重要であるが、より効果的にゆ着さ
せるためには、表面性状をコントロ一ルすることが重要
である．しかしながら、通常の加工方法では、表面性状
を鏡面にしたり、あらして粗面にしたりするなど表面性
状を自由にコントロ一ルすることが困難であるのを免れ
なかった。また、通常、セラミックスは、生体親和性は
優れているが、機械的強度が弱いため、人工歯根や人工
股関節など大きな力が加わる箇所には使用できなかっ
た。そこで、金属の表面にアパタイトなどを溶射したり
溶着するなどの方法で被覆した複合材料が研究されてい
る（例えば、特開昭５９−１１８４３：義歯溶着用歯科
インプラント、特開昭５９−２１４４３：人工移植
材）。この場合、溶射法では、約２，０００〜２０，０
００℃に加熱したアパタイト粒子を金属表面に吹き付け
接着する。アパタイト表面が一部溶けているので接着可
能となる。溶着法ではガラスフリットとアパタイトを混
合し金属に塗布しガラスが溶ける温度まで加熱後冷却し
て金属表面にアパタイトを被覆する。しかし、生体内で
長期間使用するうちに金属とセラミックスの剥離が免れ
なかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のインプラント成形体の有する欠点を克服し、患者
ごとに適合するなどの所望の形状、表面性状、精度など
をもつインプラント成形体を提供することを目的として
なされたものである。また、本発明は、上記インプラン
ト成形体を簡単に効率よく製造する方法を提供すること
を目的としてなされたものである。本発明者らは、この
ような目的を達成するために種々研究を重ねた結果、９
００℃以下で焼成されたアパタイト、特に炭酸アパタイ
トが７８０℃以下で大きな塑性を示すこと等の新たな知
見を見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。本発明者らは、今回はじめて９００℃以下で焼成
されたアパタイト、特に炭酸アパタイトが大きな塑性を
示すことを知見した。さらに、本発明者らは、上記アパ
タイトが多孔体であっても大きな塑性を示すことを発見
した。すなわち、本発明は、アパタイトを塑性加工して
成るインプラント成形体及びその製造方法を提供するも
のである。
従来のインプラント成形体の有する欠点を克服し、患者
ごとに適合するなどの所望の形状、表面性状、精度など
をもつインプラント成形体を提供することを目的として
なされたものである。また、本発明は、上記インプラン
ト成形体を簡単に効率よく製造する方法を提供すること
を目的としてなされたものである。本発明者らは、この
ような目的を達成するために種々研究を重ねた結果、９
００℃以下で焼成されたアパタイト、特に炭酸アパタイ
トが７８０℃以下で大きな塑性を示すこと等の新たな知
見を見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。本発明者らは、今回はじめて９００℃以下で焼成
されたアパタイト、特に炭酸アパタイトが大きな塑性を
示すことを知見した。さらに、本発明者らは、上記アパ
タイトが多孔体であっても大きな塑性を示すことを発見
した。すなわち、本発明は、アパタイトを塑性加工して
成るインプラント成形体及びその製造方法を提供するも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）優れた生体親和性をもち、所望の形状、表面性状
及び寸法精度を形成できるインプラント成形体であっ
て、炭酸アパタイトを９００℃以下で焼成して得られる
平均グレインサイズが０．００５〜１０μｍ、相対密度
が９５〜３０％の多孔質炭酸アパタイト焼結体を、所定
形状の型又は材料を用いて、７８０℃以下で塑性変形さ
せ、成形して成るインプラント成形体。 （２）前記（１）に記載のインプラント成形体を製造す
る方法であって、炭酸アパタイトを５００〜９００℃で
焼成し、得られた平均グレインサイズが０．００５〜１
０μｍ、相対密度が９５〜３０％の多孔質炭酸アパタイ
ト焼結体を、所定形状の型又は材料を用いて、３００〜
７８０℃で塑性変形し、成形することを特徴とする、イ
ンプラント成形体の製造方法。 （３）目的とする成形体の形状及び寸法に応じた型を用
いて、炭酸アパタイト焼結体を押出加工又は型押し加工
により塑性変形させ、成形することを特徴とする、前記
（２）に記載のインプラント成形体の製造方法。 （４）所定形状の金属材料を用いて、当該金属材料の表
面に、必要により孔を形成し、炭酸アパタイト焼結体を
３００〜７８０℃で塑性変形により接合、接着又は被覆
し、成形することを特徴とする、前記（２）に記載のイ
ンプラント成形体の製造方法。
明は、以下の技術的手段から構成される。 （１）優れた生体親和性をもち、所望の形状、表面性状
及び寸法精度を形成できるインプラント成形体であっ
て、炭酸アパタイトを９００℃以下で焼成して得られる
平均グレインサイズが０．００５〜１０μｍ、相対密度
が９５〜３０％の多孔質炭酸アパタイト焼結体を、所定
形状の型又は材料を用いて、７８０℃以下で塑性変形さ
せ、成形して成るインプラント成形体。 （２）前記（１）に記載のインプラント成形体を製造す
る方法であって、炭酸アパタイトを５００〜９００℃で
焼成し、得られた平均グレインサイズが０．００５〜１
０μｍ、相対密度が９５〜３０％の多孔質炭酸アパタイ
ト焼結体を、所定形状の型又は材料を用いて、３００〜
７８０℃で塑性変形し、成形することを特徴とする、イ
ンプラント成形体の製造方法。 （３）目的とする成形体の形状及び寸法に応じた型を用
いて、炭酸アパタイト焼結体を押出加工又は型押し加工
により塑性変形させ、成形することを特徴とする、前記
（２）に記載のインプラント成形体の製造方法。 （４）所定形状の金属材料を用いて、当該金属材料の表
面に、必要により孔を形成し、炭酸アパタイト焼結体を
３００〜７８０℃で塑性変形により接合、接着又は被覆
し、成形することを特徴とする、前記（２）に記載のイ
ンプラント成形体の製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明におけるアパタイトは、一般式Ｃａ10（Ｐ
Ｏ4 ）Ｘ2 （式中のＸはヒドロキシ基又はハロゲン原子
を示す）で表わされるものの中でも炭酸アパタイトやヒ
ドロキシアパタイト、フッ化アパタイトが生体親和性、
化学的安定性、機械的強度の点で特に好適である。ま
た、アパタイトの場合、そのＣａ／Ｐ原子比は１．６〜
ｌ．７５が好ましい。本発明において、アパタイトは、
アパタイトの粒子又は焼結体が使用される。アパタイト
の粒子はスプレードライ法、転動造粒法、ゲルカプセル
法、アクアカプセル法等の方法で作製する。
する。本発明におけるアパタイトは、一般式Ｃａ10（Ｐ
Ｏ4 ）Ｘ2 （式中のＸはヒドロキシ基又はハロゲン原子
を示す）で表わされるものの中でも炭酸アパタイトやヒ
ドロキシアパタイト、フッ化アパタイトが生体親和性、
化学的安定性、機械的強度の点で特に好適である。ま
た、アパタイトの場合、そのＣａ／Ｐ原子比は１．６〜
ｌ．７５が好ましい。本発明において、アパタイトは、
アパタイトの粒子又は焼結体が使用される。アパタイト
の粒子はスプレードライ法、転動造粒法、ゲルカプセル
法、アクアカプセル法等の方法で作製する。
【０００６】本発明においては、通常、原料にこれらア
パタイトの焼結体を用いるが、この焼結体には、焼結体
助剤などとして、全量の５重量％以下の範囲内で、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯさらにはＣａＯなどが含有さ
れていてもよい。この焼結体の平均グレインサイズは、
ｌ０μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは
１μｍ以下、特に０．７μｍ以下であり、その下限は一
般に０．００５μｍ程度であるのが好ましい。この平均
グレインサイズが１０μｍを越えると、塑性の発現が不
十分となるのを免れない。この平均グレインサイズは、
走査型電子顕微鏡によって測定すればよく、具体的には
平均グレイン面積から、これを円と仮定してその平均直
径を求め、これを平均グレインサイズとする。前記焼結
体の平均グレインサイズは、後述の塑性加工によっても
ほぼ保持されるので、加工前の焼結体の平均グレインサ
イズは、加工後のそれとほぼ同等である。
パタイトの焼結体を用いるが、この焼結体には、焼結体
助剤などとして、全量の５重量％以下の範囲内で、Ａｌ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＭｇＯさらにはＣａＯなどが含有さ
れていてもよい。この焼結体の平均グレインサイズは、
ｌ０μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは
１μｍ以下、特に０．７μｍ以下であり、その下限は一
般に０．００５μｍ程度であるのが好ましい。この平均
グレインサイズが１０μｍを越えると、塑性の発現が不
十分となるのを免れない。この平均グレインサイズは、
走査型電子顕微鏡によって測定すればよく、具体的には
平均グレイン面積から、これを円と仮定してその平均直
径を求め、これを平均グレインサイズとする。前記焼結
体の平均グレインサイズは、後述の塑性加工によっても
ほぼ保持されるので、加工前の焼結体の平均グレインサ
イズは、加工後のそれとほぼ同等である。
【０００７】前記焼結体の作製に際して用いる原料とし
ては、前述のアパタイト、特に、炭酸アパタイト、ヒド
ロキシアパタイト、フッ化アパタイトなどが好ましい
が、それらと同効のものであれば適宜のものが使用でき
る。これらは、各種脊椎動物の骨や歯などから回収され
た天然物であってもよく、また各種湿式法や乾式法で製
造された合成品であってもよい。前記焼結体を作製する
には、通常、前記アパタイト原料を粉末状で用い、これ
を成形したのち、焼結するのが一般的である。この際、
用いる原料粉末は、ＢＥＴ値でｌ〜３００ｍ2 ／ｇ程度
であることが好ましい。成形は一般に１〜３，０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 程度で一軸プレスしてもよいし、１，０００
〜１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 程度で冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）してもよい。また、成形形状は、最終形状に
近い形のほか、粒状、粉末状などその後の塑性加工と組
合せて適宜選択する。
ては、前述のアパタイト、特に、炭酸アパタイト、ヒド
ロキシアパタイト、フッ化アパタイトなどが好ましい
が、それらと同効のものであれば適宜のものが使用でき
る。これらは、各種脊椎動物の骨や歯などから回収され
た天然物であってもよく、また各種湿式法や乾式法で製
造された合成品であってもよい。前記焼結体を作製する
には、通常、前記アパタイト原料を粉末状で用い、これ
を成形したのち、焼結するのが一般的である。この際、
用いる原料粉末は、ＢＥＴ値でｌ〜３００ｍ2 ／ｇ程度
であることが好ましい。成形は一般に１〜３，０００ｋ
ｇ／ｃｍ2 程度で一軸プレスしてもよいし、１，０００
〜１０，０００ｋｇ／ｃｍ2 程度で冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ）してもよい。また、成形形状は、最終形状に
近い形のほか、粒状、粉末状などその後の塑性加工と組
合せて適宜選択する。
【０００８】焼結は、一般に、９００℃以下、好適に
は、５００〜９００℃で０．０５〜３０時間程度焼結す
ることによって行う。焼成に際しては、材料を緻密化す
るためホットプレスあるいは熱間静水圧プレス（ＨＩ
Ｐ）を行ってもよく、圧力は５０〜５，０００気圧程度
とすることが好ましい。また、雰囲気は不活性ガス中、
エア中、水素中、真空中などいずれであってもよい。ま
た、焼成に際し、４００〜８００℃で０．０５〜３０時
間程度の仮焼を行ってもよい。それにより、粒径の均一
化、組成の均一化が可能となる。このようにして、前述
のグレインサイズを有する焼結体が得られる。また、機
械的強度を向上させるために塑性をそこなわない範囲内
で焼結体内にウィスカーを含有させることができる。ウ
ィスカーとしては、ムライト、シリカ、ジルコニア、ア
ルミナ、アパタイト、ガラスなどが好適なものとして例
示されるが、これらに限定されるものでなく、適宜のも
のを使用することができる。また焼結体は緻密であって
も、多孔体であってもよい。多孔体とは多数の連続し
た、もしくは不連続の気孔を有するもので、生体親和性
の向上には５〜２００ミクロンメートルの大きさの気孔
が好ましい。多孔体であれば、生体内での親和性の向上
が期待できるので好ましい。これらは、埋入箇所に応じ
て、例えば、強度が必要な場所には緻密体、それ以外に
は多孔体というように、適宜選択する。このときの相対
密度は９５％〜３０％がよい。
は、５００〜９００℃で０．０５〜３０時間程度焼結す
ることによって行う。焼成に際しては、材料を緻密化す
るためホットプレスあるいは熱間静水圧プレス（ＨＩ
Ｐ）を行ってもよく、圧力は５０〜５，０００気圧程度
とすることが好ましい。また、雰囲気は不活性ガス中、
エア中、水素中、真空中などいずれであってもよい。ま
た、焼成に際し、４００〜８００℃で０．０５〜３０時
間程度の仮焼を行ってもよい。それにより、粒径の均一
化、組成の均一化が可能となる。このようにして、前述
のグレインサイズを有する焼結体が得られる。また、機
械的強度を向上させるために塑性をそこなわない範囲内
で焼結体内にウィスカーを含有させることができる。ウ
ィスカーとしては、ムライト、シリカ、ジルコニア、ア
ルミナ、アパタイト、ガラスなどが好適なものとして例
示されるが、これらに限定されるものでなく、適宜のも
のを使用することができる。また焼結体は緻密であって
も、多孔体であってもよい。多孔体とは多数の連続し
た、もしくは不連続の気孔を有するもので、生体親和性
の向上には５〜２００ミクロンメートルの大きさの気孔
が好ましい。多孔体であれば、生体内での親和性の向上
が期待できるので好ましい。これらは、埋入箇所に応じ
て、例えば、強度が必要な場所には緻密体、それ以外に
は多孔体というように、適宜選択する。このときの相対
密度は９５％〜３０％がよい。
【０００９】次いで、この焼結体を塑性加工により成形
する。この際の加工温度は、一般に３００〜７８０℃と
することが好ましい。これ以上高い温度では粒成長がお
こり塑性変形が充分に発生しないし、炭酸アパタイトの
場合は炭酸が蒸発してしまう。また低い温度では塑性が
発現しない。塑性加工は、目的とするインプラント成形
体の形状及び寸法に応じた型を用い、アパタイト焼結体
を押出加工や型押し加工などに付すことにより行われ
る。型としては、例えば、窒化ケイ素、アルミナ、マグ
ネシウム、ジルコニア等のセラミックスやモリブデン等
の金属、又は、シリカや石膏などの歯科用埋没材などが
例示される。この際に焼結体及び型は焼結体が塑性を示
す温度に加熱されていることが必要である。このような
成形に用いるアパタイト焼結体は、薄板状、粒状、粉状
であることが好ましい。この場合、複数の薄板や粒子な
どを用いた時には、薄板同士や粒子同士は塑性加工によ
り接合して界面では結晶構造が連続するため、接合は極
めて強固である。
する。この際の加工温度は、一般に３００〜７８０℃と
することが好ましい。これ以上高い温度では粒成長がお
こり塑性変形が充分に発生しないし、炭酸アパタイトの
場合は炭酸が蒸発してしまう。また低い温度では塑性が
発現しない。塑性加工は、目的とするインプラント成形
体の形状及び寸法に応じた型を用い、アパタイト焼結体
を押出加工や型押し加工などに付すことにより行われ
る。型としては、例えば、窒化ケイ素、アルミナ、マグ
ネシウム、ジルコニア等のセラミックスやモリブデン等
の金属、又は、シリカや石膏などの歯科用埋没材などが
例示される。この際に焼結体及び型は焼結体が塑性を示
す温度に加熱されていることが必要である。このような
成形に用いるアパタイト焼結体は、薄板状、粒状、粉状
であることが好ましい。この場合、複数の薄板や粒子な
どを用いた時には、薄板同士や粒子同士は塑性加工によ
り接合して界面では結晶構造が連続するため、接合は極
めて強固である。
【００１０】前記成形時の圧縮速度、加圧力、変形量は
加工方法によっても異なるが、通常、圧縮速度０．０１
〜５０ｍｍ／分程度で、加圧力０．０００１〜１００Ｍ
Ｐａ、好ましくは０．０００１〜１０ＭＰａとし、変形
量は真ひずみで０．ｌ〜１．５程度である。また、型押
し法では、所定形状例えば歯冠形状などに近似的に成形
されたアパタイト焼結体を用い、これを型押しすること
もできる。この場合、塑性による変形量は極めて少なく
てすみ、成形が容易となる。このような塑性加工は、必
要に応じ何回か繰り返すこともできる。
加工方法によっても異なるが、通常、圧縮速度０．０１
〜５０ｍｍ／分程度で、加圧力０．０００１〜１００Ｍ
Ｐａ、好ましくは０．０００１〜１０ＭＰａとし、変形
量は真ひずみで０．ｌ〜１．５程度である。また、型押
し法では、所定形状例えば歯冠形状などに近似的に成形
されたアパタイト焼結体を用い、これを型押しすること
もできる。この場合、塑性による変形量は極めて少なく
てすみ、成形が容易となる。このような塑性加工は、必
要に応じ何回か繰り返すこともできる。
【００１１】このようにして得られた成形体のアパタイ
トのグレインサイズには、１００％程度以下の変化しか
認められない。ただし、グレインは、粒界に沿ってすベ
り、またグレインの変形を伴い、グレインの配向が観察
されることがある。さらに、例えば、金属、チタン、チ
タン合金、ステンレス、ジルコニア、アルミナなどに代
表される、強度のある材料の表面に生体に対して親和性
の良いアパタイトを塑性加工により接合もしくは接着、
被覆してもよい。被覆する場合、特に接着強度を高くす
るには、金属表面にあらかじめ、穴をあけておいて、そ
の穴にアパタイトを塑性変形させて押し込む方法が好適
である。この場合、原料のアパタイトとしてはアパタイ
トの粒子又は焼結体が使用される。このように、本発明
は、アパタイトの粒子又は焼結体を所定の条件で塑性加
工することを特徴とするものであり、本発明の方法を用
いることにより、所望の形状、表面性状、精度をもつイ
ンプラント成形体を簡単に効率よく製造することができ
る。
トのグレインサイズには、１００％程度以下の変化しか
認められない。ただし、グレインは、粒界に沿ってすベ
り、またグレインの変形を伴い、グレインの配向が観察
されることがある。さらに、例えば、金属、チタン、チ
タン合金、ステンレス、ジルコニア、アルミナなどに代
表される、強度のある材料の表面に生体に対して親和性
の良いアパタイトを塑性加工により接合もしくは接着、
被覆してもよい。被覆する場合、特に接着強度を高くす
るには、金属表面にあらかじめ、穴をあけておいて、そ
の穴にアパタイトを塑性変形させて押し込む方法が好適
である。この場合、原料のアパタイトとしてはアパタイ
トの粒子又は焼結体が使用される。このように、本発明
は、アパタイトの粒子又は焼結体を所定の条件で塑性加
工することを特徴とするものであり、本発明の方法を用
いることにより、所望の形状、表面性状、精度をもつイ
ンプラント成形体を簡単に効率よく製造することができ
る。
【００１２】
【実施例】次に実施例によって本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明は当該実施例により何ら限定される
ものではない。。 実施例１ （人工歯根の製造）湿式法によって得られた炭酸アパタ
イトを、ゲルカプセル法により粒子に造粒した。すなわ
ち、アパタイト２０ｗｔ％を１ｗｔ％のアルギン酸ナト
リウム水溶液に分散し、これを１ｗｔ％塩化カルシウム
水溶液に滴下した。滴下することでゲル反応が起こり直
径１００〜５００ミクロンの粒子ができた。大気中で７
５０℃で２時間焼成し、焼結体を得た。この焼結体は、
相対密度は９０％、平均グレインサイズは０．２μｍで
あった。この焼結体を、Ｍｏ基合金（ＴＺＭ）製の人工
歯根用金型により、不活性ガス雰囲気中で成形した。成
形時の保持温度は７００℃、焼結体の圧縮速度はｌ．０
ｍｍ／分、加圧力は１ＭＰａとし、変形量は真ひずみで
０．５の条件とした。このような成形により、炭酸アパ
タイト製の人工歯根が形成された。
説明するが、本発明は当該実施例により何ら限定される
ものではない。。 実施例１ （人工歯根の製造）湿式法によって得られた炭酸アパタ
イトを、ゲルカプセル法により粒子に造粒した。すなわ
ち、アパタイト２０ｗｔ％を１ｗｔ％のアルギン酸ナト
リウム水溶液に分散し、これを１ｗｔ％塩化カルシウム
水溶液に滴下した。滴下することでゲル反応が起こり直
径１００〜５００ミクロンの粒子ができた。大気中で７
５０℃で２時間焼成し、焼結体を得た。この焼結体は、
相対密度は９０％、平均グレインサイズは０．２μｍで
あった。この焼結体を、Ｍｏ基合金（ＴＺＭ）製の人工
歯根用金型により、不活性ガス雰囲気中で成形した。成
形時の保持温度は７００℃、焼結体の圧縮速度はｌ．０
ｍｍ／分、加圧力は１ＭＰａとし、変形量は真ひずみで
０．５の条件とした。このような成形により、炭酸アパ
タイト製の人工歯根が形成された。
【００１３】実施例２
（歯冠の製造）実施例１と同様にして、炭酸アパタイト
の焼結体を得た。ただし、寸法は７×７×７ｍｍとし
た。この焼結体をＣａＯ−ＴｉＯ2 −ＺｒＯ2 −ＭｇＣ
ｌ2 系セラミックス製の歯冠用型の中に押し出し、成形
した。成形時の条件は実施例ｌと同様とした。このよう
な成形により、歯冠基材表面にアパタイト製の歯冠が形
成された（図２）。
の焼結体を得た。ただし、寸法は７×７×７ｍｍとし
た。この焼結体をＣａＯ−ＴｉＯ2 −ＺｒＯ2 −ＭｇＣ
ｌ2 系セラミックス製の歯冠用型の中に押し出し、成形
した。成形時の条件は実施例ｌと同様とした。このよう
な成形により、歯冠基材表面にアパタイト製の歯冠が形
成された（図２）。
【００１４】実施例３
（チタン金属との接合）３×３×３ｍｍのチタンに直径
２００ミクロン、深さ１００ミクロンの孔を多数あけ、
その孔に直径約２００ミクロンの実施例１と同様にして
得た炭酸アパタイト粒子を仮づけした。これを７００℃
で５ＭＰａで窒化珪素の型を用いて１０分間加圧した。
その結果、炭酸アパタイトが孔のなかで塑性変形し、チ
タンにしっかりと固定された。これらを人工歯根（図
２）、人工股関節（図３）の材料として使用した。
２００ミクロン、深さ１００ミクロンの孔を多数あけ、
その孔に直径約２００ミクロンの実施例１と同様にして
得た炭酸アパタイト粒子を仮づけした。これを７００℃
で５ＭＰａで窒化珪素の型を用いて１０分間加圧した。
その結果、炭酸アパタイトが孔のなかで塑性変形し、チ
タンにしっかりと固定された。これらを人工歯根（図
２）、人工股関節（図３）の材料として使用した。
【００１５】
【発明の効果】本発明のインプラント成形体において
は、目的や必要に応じて金型を適宜変更することにより
簡単に所望の形状、表面性状、精度を同時にあるいは別
個に得ることができる。例えば複雑な形状のものでも容
易に得られ、表面性状を金型により鏡面としたり、ある
いは粗面としたりすることなどが自由にできる。また、
加工しても強度が低下しない。さらに、従来、インプラ
ント材においては患者により個人差があって形や大きさ
が異なるため成形上種々の問題があったが、本発明方法
によれば、これを克服し、患者に応じ金型を代えて、患
者に適合したインプラント成形体を与えることが可能と
なり、極めて有利である。
は、目的や必要に応じて金型を適宜変更することにより
簡単に所望の形状、表面性状、精度を同時にあるいは別
個に得ることができる。例えば複雑な形状のものでも容
易に得られ、表面性状を金型により鏡面としたり、ある
いは粗面としたりすることなどが自由にできる。また、
加工しても強度が低下しない。さらに、従来、インプラ
ント材においては患者により個人差があって形や大きさ
が異なるため成形上種々の問題があったが、本発明方法
によれば、これを克服し、患者に応じ金型を代えて、患
者に適合したインプラント成形体を与えることが可能と
なり、極めて有利である。
【００１６】本発明のインプラント成形体は、少なくと
も一部が生体内に留置されて用いられるもの、例えば人
工歯根、歯冠などの歯科材料、人工骨、人工頭蓋骨、人
工耳小骨、人工顎骨、骨置換材料、人工関節、人工鼻軟
骨、骨析固定用材料、人工弁、人工血管などに好ましく
適用でき、また、透析用シャントなどの経皮埋入機器、
ペースメーカーなどの生体内埋め込み機器、その他、生
体内留置機器などの医療機器にも好ましく適用すること
ができる。
も一部が生体内に留置されて用いられるもの、例えば人
工歯根、歯冠などの歯科材料、人工骨、人工頭蓋骨、人
工耳小骨、人工顎骨、骨置換材料、人工関節、人工鼻軟
骨、骨析固定用材料、人工弁、人工血管などに好ましく
適用でき、また、透析用シャントなどの経皮埋入機器、
ペースメーカーなどの生体内埋め込み機器、その他、生
体内留置機器などの医療機器にも好ましく適用すること
ができる。
【図１】本発明の実施例３の方法によるチタン金属と炭
酸アパタイトとの接合方法を示す説明図である。
酸アパタイトとの接合方法を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例２で作製した人工歯冠及び実施
例３の材料で作製した人工歯根を示す説明図である。
例３の材料で作製した人工歯根を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例３の材料で作製した人工股関節
を示す説明図である。
を示す説明図である。
Ａ チタン
Ｂ 炭酸アパタイト粒子
Ｃ 窒化珪素の型
１ 人工歯冠
２ 人工歯根
３ 歯肉
４ 顎骨
５ 金属
６ アパタイト
７ 人工骨頭
８ 人工股関節
９ 大腿骨
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 土井 豊
岐阜県本巣郡穂積町穂積1851−１ 朝日
大学歯学部歯科理工学講座
(56)参考文献 特開 平３−37171（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−40981（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−40982（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−83811（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 優れた生体親和性をもち、所望の形状、
表面性状及び寸法精度を形成できるインプラント成形体
であって、炭酸アパタイトを９００℃以下で焼成して得
られる平均グレインサイズが０．００５〜１０μｍ、相
対密度が９５〜３０％の多孔質炭酸アパタイト焼結体
を、所定形状の型又は材料を用いて、７８０℃以下で塑
性変形させ、成形して成るインプラント成形体。 - 【請求項２】 請求項１に記載のインプラント成形体を
製造する方法であって、炭酸アパタイトを５００〜９０
０℃で焼成し、得られた平均グレインサイズが０．００
５〜１０μｍ、相対密度が９５〜３０％の多孔質炭酸ア
パタイト焼結体を、所定形状の型又は材料を用いて、３
００〜７８０℃で塑性変形し、成形することを特徴とす
る、インプラント成形体の製造方法。 - 【請求項３】 目的とする成形体の形状及び寸法に応じ
た型を用いて、炭酸アパタイト焼結体を押出加工又は型
押し加工により塑性変形させ、成形することを特徴とす
る、請求項２に記載のインプラント成形体の製造方法。 - 【請求項４】 所定形状の金属材料を用いて、当該金属
材料の表面に、必要により孔を形成し、炭酸アパタイト
焼結体を３００〜７８０℃で塑性変形により接合、接着
又は被覆し、成形することを特徴とする、請求項２に記
載のインプラント成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25928298A JP3401552B2 (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 塑性セラミックス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25928298A JP3401552B2 (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 塑性セラミックス及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000072572A JP2000072572A (ja) | 2000-03-07 |
| JP3401552B2 true JP3401552B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=17331932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25928298A Expired - Lifetime JP3401552B2 (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 塑性セラミックス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401552B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7332452B2 (en) | 2002-07-15 | 2008-02-19 | Pentax Corporation | CaO-SiO2-based bioactive glass and sintered calcium phosphate using same |
| JP3793532B2 (ja) | 2003-10-14 | 2006-07-05 | ペンタックス株式会社 | ＣａＯ−ＭｇＯ−ＳｉＯ２系生体活性ガラス及びそれを用いたリン酸カルシウム焼結体 |
| JP4570454B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2010-10-27 | Ｈｏｙａ株式会社 | 焼結体の形状修正方法 |
| JP4907885B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2012-04-04 | Ｈｏｙａ株式会社 | 接合体の製造方法 |
| CH702349A1 (de) * | 2009-12-11 | 2011-06-15 | New Dent Ag | Verfahren zum Herstellen von Implantaten. |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP25928298A patent/JP3401552B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000072572A (ja) | 2000-03-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
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