JPH02140171A - アパタイトコーティング成形体 - 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、歯や人工骨として好適なアパタイトコーティ
ング成形体に関する。

「従来技術及びその問題点」 ハイドロキシアパタイトは、歯や骨の無機成分と同質で
あり、優れた生体親和性を有するため、人工歯根、人工
骨、人工関節等の生体用セラミックスに利用されている
。しかし、ハイドロキシアパタイトは、機械的強度の面
で生体骨に比べて劣るので、高荷重のかかる部位に応用
することはできない。そこで、金属や高強度のセラミッ
クスとの複合化が現在、種々検討されている。殊に、付
着強度の均一性、生体との親和性等の点で非常に期待さ
れているのが溶射法である。

セラミックスの溶射法としては、熱源としてプラズマを
用いたものが一般的であり、アパタイトも従来はプラズ
マ法により溶射することが検討されてきた。しかしなが
ら、プラズマ法では、アパタイトを１００００℃以上の
高温にさらすため、コーテイング膜の組成中にはアパタ
イトの他に、燐酸三カルシウムや酸化カルシウム等の分
解生成物も混在することがあり、また、アパタイト相を
保持する条件では充分な付着強度が得られなかった。

「発明の目的」 本発明は、コーティング工程における分解生成物を含ま
ず、金属や高強度セラミックスに対する密着性において
優れたアパタイト層を有する成形体を提供することを目
的とする。

「発明の構成」 本発明の成形体は、表面にアパタイト粉体をフレーム溶
射によりコーティングしたアパタイト層を有することを
特徴とする。

本発明において使用するアパタイト粉体は、平均粒径１
０〜３０μｍのものが好ましい。粒径があまり小さい場
合、流動性が悪化し、粒径が大きいと溶射時に粉体が十
分溶けないためである。このようなアパタイトは、公知
方法で製造することができ、例えばハイドロキシアパタ
イトは、リン酸水溶液と水酸化カルシウム懸濁液とを公
知方法により反応させる湿式法によって合成した後、口
過、遠・心分離、噴霧乾燥等の手段によって粉末化し、
上記範囲の粒径の粉体を分級することによって得られる
。

アパタイト層は、ハイドロキシアパタイト層であるのが
好ましいが、これは必ずしも純粋なハイドロキシアパタ
イトである必要はなく、水酸基が弗素又は塩素で置換さ
れたものでもよく、また、アパタイトのカルシウム原子
が他の金属原子で置換されたものを含んでいてもよい。

この他、母材との熱膨張係数の調整、母材との密着性の
改善、膜の強化等の目的でＡｌ２２０３、ＴｉＯ□等の
他のセラミックス粉体を含有してもよい。

本発明のアパタイトコーティング成形体に用いる基材は
、金属、例えばチタン、クンタル、ステンレス製、チタ
ン合金等又は高強度セラミックス、例えばＺｒＯ，、Ａ
　Ｉ！、　２０３等であってよく、高い強度を有する限
り材質に特別の制限はない。

本発明においては、義歯、人工歯根、人工骨、人工関節
等に成形した基材の表面にフレーム溶射法によりアパタ
イト層をコーティングする。

フレーム溶射法は、熱源としてプロピレン若しくはアセ
チレン等の可燃性物質と酸素との混合ガスを使用するも
のであり、温度は一般に２０００〜４０００℃、好まし
くは２５００°ｃ〜３０００°Ｃ程度である。このよう
な温度では、アパタイト〜４ はプラズマ法に比べて分解が極めて少なく、はぼ純粋な
アパタイト層が得られるので、コーティング層の形成後
にアパタイト相に戻す処理を行う必要はない。

フレーム溶射を実施するに当たっては、ガスジェット速
度がマツハ２以上、好ましくは３以上の高速フレーム溶
射を用いるのが好ましい。フレーム溶射装置のガス流速
をこのように高速にすることによってエネルギー密度の
高い炎を作ることができ、溶射膜の均一性、付着強度の
向上が達成される。

フレーム溶射法によりコーティングされたアパタイト層
は、金属、合金あるいは高強度セラミックスに対して高
い密着性を示し、一般には、プラストした純チタンに溶
射したとき、２５０μｍ〜３５０　ｐｍの膜厚でも１０
０〜３５０ｋｇ／ｃ＋ｆｆの密着力を有し、さらに膜厚
を薄くすることでさらに高い密着力となる。

「実施例」 次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例１ リン酸水溶液と水酸化カルシウム懸濁液とを混合し、公
知方法で反応させ、これを噴霧乾燥しζ得たハイドロキ
シアパタイト粉末を１２００°Ｃで処理し、粒径１０〜
４４μｍに分級した平均粒径２０μｍの粉体をフレーム
溶射装置Ｊｅｔ　Ｋｏｔｅｌｌ（キャボット社製）を用
いて、チタンから成る歯科用スティックの表面に溶射層
２００１Ｉｍにコティングした。得られた溶射層のＸ線
回折図を第１図に示す。

こうして得られた歯科用スティックを第２図に示す。第
２図は得られた歯科用スティックの上半分を断面とした
正面図である。図示した歯科用スティックｌは、植え込
まれて歯肉、歯根あるいは下顎骨と接触する部分に、ア
パタイト溶射層２を有する。

こうして設けられたアパタイト溶射層は、密着性に優れ
ており、生体適合性であるので、得られたスティックは
歯科において好適に利用される。

図面には、歯科用スティックを示したが、人工歯根、そ
の他、種々の形態の生体材料を上記実施例と全く同様に
して製造することができる。

実施例２ 直径２５１Ｔｌｌｎ、高さ４０ｍｍの純チタン試験片の
溶射面をブラスト処理した。粒径１０〜４４μｍに分級
し、１２００°Ｃで処理したアパタイトの球状粒子を用
いてプロピレン流量約４．９　ｋｇｆ／ｃＩＩｌ（７０
ｐｓｉ）、酸素流量的６．３ｋｇｆ／ｃ１１！（９０ｐ
ｓｉ）の条件で上記の試験片に溶射した。得られた溶射
膜の密着力をＪＩＳ−Ｈ８６１６に従って試験した。密
着力測定時のクロスヘツドスピードは１ｍｍ／分であっ
た。膜厚は３３０．１３μｍであり、密着力は２２４、
４　ｋｇｆ／ｃｔＨであった。

「発明の効果」 本発明ωアパタイトコーティング成形体は、フレーム溶
射法によりアパタイト層を設けたものであるから、比較
的に低い温度でコーティングされており、コーティング
工程における分解生成物が極めて少ない。

従って、本発明によれば、金属、合金及び高強度セラミ
ックス等の基材に対する密着性及び生体親和性において
優れ、かつ、均−性及び強度の高いアパタイト層を有す
る生体用成形体が得られ、優れた人工歯根、歯科用ステ
ィック、人工骨、人工関節等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１でコーティングしたアパタイト溶射層
のＸ線回折図、第２図は実施例１で製造した歯科用ステ
ィックの半分を断面とした正面図である。 符号の説明 １・・・歯科用スティック ２・・・アパタイト？容射層 特許出願人　　旭光学工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にアパタイト粉体をフレーム溶射によりコー
   ティングしたアパタイト層を有することを特徴とするア
   パタイトコーティング成形体。
2. （２）ガスジェット速度がマッハ２以上の高速フレーム
   溶射を用いた請求項１記載のアパタイトコーティング成
   形体。
3. （３）アパタイト粉体が平均粒径１０〜３０μｍのもの
   である請求項１記載のアパタイトコーティング成形体。