JPH01308888A - セラミックス多孔体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「利用分野」 本発明は、セラミックス多孔体の製造方法に関し、特に
人工骨材料として好適なリン酸カルシウム系セラミック
ス多孔体の製造方法に関する。

「従来技術及びその問題点」 多孔質リン酸カルシウム系セラミックスは、生体親和性
に優れており、整形外科、口腔外科などの分野で広く用
いられている。

現在、臨床に用いられているセラミックス多孔体の製造
方法としては、過酸化水素水、界面活性剤等を利用した
発泡法、ウレタンフオームに生体親和性のあるセラミッ
クススラリーを含浸させ、ウレタンを熱分解するウレタ
ンフオーム法、そしてアクリル樹脂製の数μｍ〜数百μ
ｍのビーズを湿式又は乾式で混合し、熱分解させる方法
等がある。これらのうち、湿式で行う方法は、スラリー
の調整、鋳込又は含浸、乾燥など、非常に操作が複雑で
あり、さらに発泡法では、気孔の制御が非常に困難であ
った。また、乾式で行うアクリルビ−ズを用いた方法で
も、気孔率を高めるためにビーズを多量に添加したり、
粒径の大きいビーズを加えて静水圧プレスをかけると、
ひび割れを生じるという欠点があった。

「発明の目的」 本発明は、広い範囲の気孔率の制御が可能で、しかも強
度の高いセラミックス多孔体を製造する方法を提供する
ことを目的とする。

「発明の構成」 本発明のセラミックス多孔体の製造方法は、粉末状の有
機酸又は糖類とセラミックス原料との混合物から成形体
を作成し、有機酸又は糖類を熱分解した後、焼成するこ
とを特徴とする。

本発明において、セラミックス原料としては、ハイドロ
キシアパタイト、フルオロアパタイト、リン酸三カルシ
ウムなどの各種のリン酸カルシウム系化合物、アルミナ
、ジルコニアなどのうちの１種又は２種以上を用いるこ
とができる。

本発明の方法によりセラミックス多孔体を製造するには
、上記のようなセラミックス原料に粉末状有機酸又は糖
類を添加・混合し、成形後にこれを熱分解によって除去
して多孔体を得る。有機酸としては、常温で固体であっ
て、熱によって分解されるものであればよく、例えば酒
石酸、コハク酸などが挙げられる。また、糖類としては
、単糖類、オリゴＩ！類あるいは多糖類を用いることが
でき、例えばブドウ糖、果糖、蔗糖、でんぷんなどが挙
げられる。

本発明においては、粉末状有機酸又は糖類の添加量を、
目的物である多孔体の所望の気孔率に応じて適宜決定す
るが、一般には、有機酸又は糖類をセラミックス原料と
の粉末混合物全体の１０〜９０％、好ましくは３０〜６
０％添加する。このように、本発明方法においては、有
機酸又は糖類とセラミックス粉末との混合比を変えるこ
とによって、多孔体の気孔率を容易に制御することがで
きる。

上記のような割合で有機酸又は糖類とセラミックス原料
粉末とを混合した後、得られた粉体混合物を成形する。

本発明においては、成形を乾式で行うことができる。乾
式法は、湿式法に比べて操作が簡単であり、しかも静水
圧プレスも利用できることから、セラミックス粉体間の
密着性が強固となり、高強度化を図ることができる。乾
式法を用いる成形法としては、従来、アクリルビーズを
用いる方法が知られているが、アクリル樹脂などの高分
子樹脂は静水圧プレスをかけると、加圧により収縮した
ビーズが減圧時に膨張し、多量に加えたり、ビーズの粒
径の大きいものを用いると、圧粉体に亀裂を生じる。し
かし、本発明で用いた有機酸又は糖類は結晶粉体であり
、減圧時に膨張を起こすことなく、圧粉体を成形するこ
とができる。

さらに、本発明方法においては、圧粉体を必要に応じて
熱分解前に切削加工することができる。

つまり、アクリルビーズを用いた場合は、刃物にビーズ
が付着し、加工が困難なため、脱脂後でなければ加工が
不可能であるのに対し、本発明によれば、熱分解をしな
い状態でもＮＣ旋盤加工が可能となる。このため、本発
明の方法によれば、緻密体を作る場合と同様の加工がで
き、高気孔率の多孔体の加工が容易となる。

次いで、得られた成形体を加熱して、添加した有機酸又
はｔＩ！類を熱分解により除去し、多孔質成形体を得る
。熱分解のための加熱温度は、使用した有機酸又は糖類
によって異なり、この添加物が分解され、消散する温度
に適宜設定する。

このようにして得られた多孔質成形体をさらに焼成する
ことによってセラミックス多孔体を製造することができ
る。焼成温度は、使用したセラミックス材料に応じて異
なり、一義的には決定できないが、例えばアパタイトを
用いた場合には、−般に９００〜１４００°Ｃ１好まし
くは１０００〜１３００°Ｃの温度で焼成を行う。

「実施例」 次に、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

実施例１ 酒石酸と水酸アパタイトを２：３の重量比で混合し、得
られた粉末混合物を一軸加圧成形により板状に成形した
後、２０００　ｋｇ／ｃ＋ｆｌで静水圧プレスを行い、
複合圧粉体を作成した。これをＮＣ旋盤により円柱状に
加工し、熱分解を３００°Ｃで、３０分間行った後、１
２００°Ｃで焼成した。

このようにして焼成したアパタイト多孔体は、最大２胴
の気孔を有し、気孔率は４４．７％で、３点曲げ強度は
１１０　ｋｇ／ｃｆｆｌの値を示した。

実施例２ 蔗糖と水酸アパタイトとを３＝７の重量比で混合し、実
施例１と同様にして円柱状体に加工した後、６００°Ｃ
で３０分間加熱して熱分解を行い、１２００　’Ｃで焼
成した。

このようにして焼成したアパタイト多孔体は、最大２　
ｍｍの気孔を有し、気孔率は４５．０８％で、３点曲げ
強度は８２．８３　ｋｇ／　ｃＪの値を示した。

比較例 公知の過酸化水素発泡法で実施例１で用いたのと同じア
パタイトを用いて作成したアパタイト多孔体は、５０〜
５５％の気孔率、４５〜５０ｋｇ／ｃｒＭの３点曲げ強
度を示した。

「発明の効果」 本発明方法によれば、極めて高い強度を有するセラミッ
クス多孔体が簡単な操作で得られ、その気孔率を有機酸
又は糖類の配合割合によって容易に制御すること゛がで
きる。また、本発明方法によれば、有機酸又は糖類を熱
分解により除去する前に圧粉体を切削加工することがで
き、高気孔率の多孔体の加工が著しく容易である。さら
に、本発明方法によれば、ひび割れ等の欠陥を生じない
ので、不良品を生成することなく一定品質の多孔質成形
体を製造することができる。

以上のように、本発明は、整形外科や口腔外科等の分野
において人工骨材料などとして有効に利用される高強度
のセラミックス多孔質焼結体を提供するものである。

特許出願人　　旭光学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉末状の有機酸又は糖類とセラミックス原料との混
   合物から成形体を作成し、有機酸又は糖類を熱分解した
   後、焼成することを特徴とするセラミックス多孔体の製
   造方法。 ２、成形体を乾式で作成する請求項１記載のセラミック
   ス多孔体の製造方法。 ３、セラミックス原料がリン酸カルシウム系化合物であ
   る請求項１記載のセラミックス多孔体の製造方法。 ４、有機酸が酒石酸、コハク酸などである請求項１〜３
   のいずれか１項に記載のセラミックス多孔体の製造方法
   。 ５、糖類がブドウ糖、果糖、蔗糖、でんぷんなどである
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のセラミックス多孔
   体の製造方法。