JPH0245060A - フレームレス，コアレス多孔質骨内インプラント - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は金属もしくは合金の粉粒を焼結してなる多孔質
骨内インプラント、少し詳しくは複数の焼結層を焼結に
よって積層一体としたフレームレス、コアレス多孔質骨
内インプラントに関する。

（従来の技術） チタニウム、その合金等生体為害性のないメタル粉粒も
しくは合金粉粒（以下、前者のみを採る）を粉粒冶金技
術によって圧粉成形したものを焼結一体とした骨内イン
プラントは各粉粒間に形成された種々の孔径の粒子間々
隙（以下、孔隙とす）内に骨組織、類骨組織及び線維性
組織の夫々が侵入・透過して生体組織による三次元的な
アンカー作用が達成され骨内に於て外力に対する安定性
が良いと云うことでこれ迄各種の応用態様が採られてき
た。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記先行技術の最大の難点としては機械的
強度に不足すると云う点であり、特に焼結体が板状に形
成されている時は曲げ強度、剪断強度、衝撃強度、圧縮
強度等の機械的強度に不足するため板状焼結体は補強フ
レームによって枠立される必要があり、また円柱状焼結
体は同じ補強の意からそのはマ中心部位に補強コアを思
通した複合構造が実用化されている（本出願人の既に提
供した特願昭６１−２６０９５５．同６２−２７７８４
６等参照）、更に上記のような複合構造を得るについて
多孔質体とフレームもしくはコアとを強固に接合し且つ
その製法の有利な構造として多孔質体とフレームもしく
はコアとを焼結によらず溶接もしくは圧接によって複合
一体とする技術も本出願人は特願昭６３・−２０７８８
をもって提供した。

このように金属粉粒を焼結した従来の多孔質骨内インプ
ラントに於ては補強のためのフレームもしくはコアを必
然、とするため、インプラント部材の厚み、直径等の低
減についても成る程度の限度を余儀なくされて、これが
その適用範囲にも制約を生み出した。

近時、インプラントの臨床報告は世界的規模に於てなさ
れ最も有効なインプラントと生体骨組織とのか＼わり合
いが続々提案されている。最も今日的な報告に従うと、
骨内インプラントについてはインプラントが薄い程多く
の遺骨がみられ就中インプラントの厚みとはマ同等の厚
みの遺骨がなされるのが最大のインプラント効果である
、と主唱する報告もある。

かくして骨内インプラントは、それ自体が可及的薄くて
強度のあるもので、該インプラントへの生体骨組織の侵
入の旺盛なものが強く望まれる所となった。

本発明は凡そこのような要望に応える骨内インプラント
をこ１に提供せんとするものである。

（ｉｎ！題を解決する為の手段） 上記目的達成のための本発明の概略的解決手段は金属粉
粒、合金粉粒の単一の多孔質焼結体を得るのではなく所
望の形状（多くは板体、円筒体。

円柱体）の焼結体の肉厚方向に関し、粉粒径の分布を変
えた、即ち孔隙（目開き）に差のある複数個の多孔質焼
結金属層に層分けし、夫々の層を一回の焼結手法によっ
て積層一体としたもので、生体骨組織（骨組織、類骨組
織及び線維性組織）の侵入・透過に適したような孔隙調
整をした焼結金属層を、それより強度が高くなるような
孔隙調整をした別の焼結金属層をもって層積して補強支
持しようとするものである。以下に実施例対応図をもっ
て、本発明を詳述するに。

第１図は本発明骨内インプラントを歯科用骨内インプラ
ントに応用した板状タイプの実施例を示す正面図、第２
図は第１図の■−■線拡大断面図、第３図は同歯科用骨
内インプラントの円育状タイプの実施例正面図、第４図
は第３図ＩＶ−ｍＶ線断面図を夫々示す。

図より本発明は、比較的大きな孔隙範囲の多孔質焼結金
属層（２）と、その両側に焼結によって夫々積層一体と
された比較的小さな孔隙範囲の多孔質焼結金属層（１）
、（１）とより成り、上記三層（１）、（２）、（１）
の夫々の孔隙内には線維性組織、頬骨組織及び骨組織の
うち線維性組織を含む２種以上の侵入・増殖を可能とし
たフレームレス。

コアレス多孔質骨内インプラント並びに比較的小さな孔
隙範囲の多孔質焼結金属層（１）と、その両側に焼結に
よって夫々積層一体とされた比較的大きな孔隙範囲の多
孔質焼結金属層（２）、（２）とより成り、上記三層（
２）、（１）、（２）の夫々の孔隙内には線繊性組織１
．類骨組織及び骨組織のうち類骨組織を含む２種以上の
侵入・増殖を可能としたフレームレス、コアレス多孔質
骨内インプラントに夫々間する。

上記構成に於て特定発明のものは弾性係数の大きい柔軟
な線維性組織をインプラントの両面より主体的に侵入・
増殖せしめて強いストレスに柔軟に対応せしめようする
タイプのもので咬合外力の如き厳しいストレスを前提と
した歯科用インプラントに適している。請求項２のもの
は之とは逆に線繊性組織よりは弾性係数が順次小さい頬
骨組織及び骨組織の侵入・増殖を前提としたもので、ス
トレスが比較的小さい部位のインプラントに適する。多
孔質焼結金属層（１）の孔隙範囲は５０μｍ以下、層（
２）のそれは５０〜２００μ−（必要によっては、更に
２００μ墓より大なる範囲を含む）である。もとより生
体骨組織の侵入に関する孔隙範囲であるため孔隙の臨界
範囲が夫々の組織の限定的境界をなすものではなく異な
る組織が混然として侵入することがあり得るので、上記
範囲は一応の目安として考えるべきである。層（２）。

（２）の孔隙範囲は実質的に同一範囲の場合もあれば多
少ずらせて段階的に設計することも可能である。同じこ
とが層（１）、（１）を用いる場合についても云える。

骨組織の侵入・増殖を許容する孔隙は１０００μｍ程度
迄であるので、粉粒によってこの上の範囲の孔隙を、形
成し難き場合は本出願人が別個に提供した特願昭６０−
２６４９９４の考えに従ってエレクトロビーム法、レー
ザビーム法、放電加工法等により、上記のような孔をイ
ンプラントの厚みを貫いて穿設することも可能である。

粉粒焼結体の強度からみた場合は粗い粉粒を焼結したも
のは孔隙が粗目で強度が比較的大で、細かな粉粒で得た
ものは孔隙は小さくて強度は比較的小となる。焼結金属
層（１）、（２）の孔隙率（多孔度・・・ポロシティ）
は孔隙ともども組織の侵入・透過と強度に影響し合うも
のであり、より多くの組織を侵入せしめるには孔隙率が
大である方がよく一方、強度上はその逆である。この点
も併せて考慮決定すべきものである。使用する金属もし
くは合金としてはＴｉ、Ｚｒ及びＴａ等の単体金属やＴ
ｉ系合金、Ｚｒ系合金、Ｔａ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ
系合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ系合金等の生体為害性のない
材料が選出される。これらの粉粒材料を用いて異なる孔
隙の焼結金属層を得るについては、比較的細かな粉粒を
用いた圧粉成形層及び比較的粗い粉粒を用いた圧粉成形
層を重積しこれらを非酸化性雰囲気下で焼結一体とする
ことによって達成される。必要に応じて焼結一体の后に
寸法精度を出すための機械加工やこの加工によって目つ
ぶれした焼結金属層の表面を化学エツチングによって再
び孔隙の目開きをすることもなし得る。

なお、上記に於て、層（１）、（２）の孔隙調整のため
の各因子と目開きとの相対関係を以下に示す。

（孔隙小）　　　　因　子　　　　（孔隙大）大　　←
　　成形圧力　　→　　小 車　　←　　粉粒粒径　　→　　大 高　　←　　焼結温度　　→　　低 長　　←　　焼結時間　　→　　短 （作用） 特定発明のものは両側に配された比較的細かな焼結金属
層（１）、（１）が、真中の比較的粗い焼結金属層（２
）によって機械的強度が改善され比較的薄い全体厚みで
ありながらフレームレス、コアレスが保証され、金属層
（１）、（１）に対して軟らかい線繊性組織が主体的に
侵入して内部で増殖する結果、強いストレスに対しても
柔軟に対応することが可能となる。

請求項２のものは両側の比較的粗い焼結金属層（２）、
（２）の孔隙より類骨組織及び骨組織の主体的な侵入・
増殖がなされインプラントの支持は前例のように柔軟で
はないもののストレスの小さい部位に於ては十分に用益
する。この例のものはまた両側の焼結金属層（２）、（
２）の持つ高い機械的強度によって全体としては、更に
強度アップが見込まれる関係上、全体厚みを更に薄化出
来、また１層（２）の孔隙の設定によっては線繊性組織
も内部の層（１）内へ侵入・増殖して柔軟な支持力を部
分的に発揮することも可能となる。

（実施例） （実施例１） 第１〜第２図のものは本発明を歯槽骨Ｃａ）内に植立す
る板状タイプの骨内インプラントを示したもので、義歯
（不図示）を冠着すべき金属製ポスト（４）の下部にイ
ンプラント主体（Ｉ）が焼結、溶接もしくは圧接によっ
て接合一体とされている。インプラント主体（Ｉ）は第
２図に示すように三層よりなり、このうち表裏両面には
比較的細かな孔隙範囲（３０〜５０μｍ）を有し孔隙率
は約８０％の焼結金属層（１）、（１）を、真中には比
較的粗い孔隙範囲（５０〜２００μ■）の焼結金属層（
２）を夫々配して・三層（１）、（２Ｌ（１）を焼結に
よって積層一体としたものである。この例では更にエレ
クトロビーム法によってアットランダムに管孔（３）・
・・を厚みを貫いて透設してあり、骨組織の侵入・透過
を許容している。金属粉粒は細かな純チタニウム粉粒（
５０〜１００μｍ）を層（１）用に、同線チタニウ・ム
粉粒（１００〜２００μｍ）を層（２）用に夫々用いて
、三層（１）、（２）、（１）を圧粉成形法によって夫
々形成した后真空度Ｉ　Ｘ　１０　’Ｔｏｒｒ、温度１
０００℃、処理時間１ｈｒの焼結条件で積層一体とした
ものである。これによって層（１）、（１）の孔隙３０
〜５０μｍ、層（２）の孔隙５０〜２０００．ｕ＋ｓが
夫々得られた。このインプラント主体（Ｉ）とチタン合
金製のポスト（４）とを開先（不図示）を介して互いに
突き合せてチタンの溶接棒を用いてアルゴンアーク溶接
して製品とした。

（実施例２） 第３〜第４図のものは本発明を歯槽骨（ａ）内へねじ込
む歯科用円筒状タイプ骨内インプラントに応用した例で
あり、（実施例１）と同じ三層構造で円筒状に形成した
インプラント主体（Ｉ）の上部にポスト（４）を、溶接
によって接合一体とし下部を開放状にしたもので、円筒
状インプラント主体（Ｉ）の内部にはコアが不在で中空
腔所を保有したま１である０層（１）、（２）の材料、
製法。

接合法は（実施例１）と全く同じである。　なお。

ポスト（４）はインプラント主体（Ｉ）を補強する意味
ではなく、多孔質体が歯槽骨（ａ）より上方に突出して
いる場合は細菌が突出部位の多孔隙内に侵入して骨粘膜
、軟骨組織に炎症その他の二次感染を与えるからである
。

本発明は、叙述の板状タイプ、円筒タイプのインプラン
トの代りに通常のサブマーシイプル骨内インプラントに
応用することも出来る。

（発明の効果） 特定発明のものは表裏両面の比較的細かな孔隙範囲の焼
結金属層内に主として線繊性組織が侵入して内部で増殖
する結果、ストレスに対して柔軟な対応が可能となると
共にインプラント主体はその中央の比較的粗い孔隙範囲
もった焼結金属層によって厚肉方向に補強される結果、
コアレス、フレームレスによっても必要な強度を維持出
来しかも間外側の層の孔隙率を多く取って多量の線繊性
組織へ侵入を許容することが８来る。従って、このタイ
プのものは歯科分野、整形外科分野など。

術后のインプラントに対するストレスの強い部位に用い
て好適である。請求項２のものは主として頬骨組織、骨
組織の侵入・増殖を意図したものであるのでストレスに
対するソフトな支持と云う観点からは特定発明のものと
は異なるが逆にハード組織によるストレス抗性が発現す
るので弱ストレス部位のインプラントとして適している
上に両件側の焼結金属層による強度増大によって厚みの
薄化は更に助長される。

加えて、両発明ともども孔隙の調整としては粒径の他に
成形圧力、焼結温度、焼結時間が関与するので、その調
整が容易である上に、製法として圧粉成形技術と焼結技
術を採用しているため、製法も容易で量産的である・・
・等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明骨内インプラントを歯科用骨内インプラ
ントに応用した板状タイプの実施例を示す正面図、第２
図は第１図のｎ−ｎ線拡大断面図、第３図は同歯科用骨
内インプラントの円筒状タイプの実施例正面図、第４図
は第３同ｒＶ−Ｉｔ／線断面図を夫々示す。 （符号の説明） １・・・比較的細かい孔隙の焼結金属層、　２・・・比
較的粗い孔隙の焼結金属層、　３・・・管孔、　４・・
・ポスト、　　■・・・インプラント主体。 −以上一 第１図 １・・・比較的細かい孔隙の焼結金属層２・・・比較的
粗い孔隙の焼結金属層 ３・・・管孔、４・・・ポスト、 ■・・・インプラント主体 −■ 手続補正書（０劃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、比較的大きな孔隙範囲の多孔質焼結金属層（２）と
   、その両側に焼結によって夫々積層一体とされた比較的
   小さな孔隙範囲の多孔質焼結金属層（１）、（１）とよ
   り成り、上記三層（１）、（２）、（１）の夫々の孔隙
   内には線繊性組織、類骨組織及び骨組織のうち線繊性組
   織を含む２種以上の侵入・増殖を可能としたフレームレ
   ス、コアレス多孔質骨内インプラント。 ２、比較的小さな孔隙範囲の多孔質焼結金属層（１）と
   、その両側に焼結によって夫々積層一体とされた比較的
   大きな孔隙範囲の多孔質焼結金属層（２）、（２）とよ
   り成り、上記三層（２）、（１）、（２）の夫々の孔隙
   内には線繊性組織、類骨組織増殖を可能としたフレーム
   レス、コアレス多孔質骨内インプラント。 ３、比較的細小さな孔隙範囲の多孔質焼結金属層（１）
   の孔隙範囲が５０μｍ以下で孔隙率が３０％以上である
   請求項１もしくは２記載の骨内インプラント。