JPH03151978A - 生体補綴用セラミックス - Google Patents
生体補綴用セラミックスInfo
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- JPH03151978A JPH03151978A JP1292928A JP29292889A JPH03151978A JP H03151978 A JPH03151978 A JP H03151978A JP 1292928 A JP1292928 A JP 1292928A JP 29292889 A JP29292889 A JP 29292889A JP H03151978 A JPH03151978 A JP H03151978A
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Landscapes
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は生体の組織の一部を置換したり補綴する為に用
いる生体補綴用セラミックスに関するものである。
いる生体補綴用セラミックスに関するものである。
従来から、ＡＩＺＯ３多結晶体、Ａｈ０３単結晶体が人
工骨、人工関節、人工歯根などに応用されてきた。又、
最近は、ＺｒＯ，多結晶体も同様の目的で開発されてい
る。
工骨、人工関節、人工歯根などに応用されてきた。又、
最近は、ＺｒＯ，多結晶体も同様の目的で開発されてい
る。
そして、このようなセラミックスの人工歯根、人工骨、
人工関節はステンレス鋼、Ｃｏ−Ｃｒ合金などにより作
られた以前のものに比べて、生体親和性、摺動特性（人
工関節に応用された場合）、審美性（人工歯根などに応
用された場合）の面ですぐれたものであることが、実験
室的にも、臨床的にも示されてきた。
人工関節はステンレス鋼、Ｃｏ−Ｃｒ合金などにより作
られた以前のものに比べて、生体親和性、摺動特性（人
工関節に応用された場合）、審美性（人工歯根などに応
用された場合）の面ですぐれたものであることが、実験
室的にも、臨床的にも示されてきた。
しかしながら、これらの生体補綴用セラミックスといえ
ども以下に詳述する様な、多くの改善されるべき問題点
がある。即ち、ＡｈＯｚ多結晶体、単結晶は、化学的に
極めて安定でしかも、生体親和性にすぐれているが、靭
性に乏しく、応用部位によっては、強度的信頼性が十分
ではなかった。
ども以下に詳述する様な、多くの改善されるべき問題点
がある。即ち、ＡｈＯｚ多結晶体、単結晶は、化学的に
極めて安定でしかも、生体親和性にすぐれているが、靭
性に乏しく、応用部位によっては、強度的信頼性が十分
ではなかった。
又、生体に比し、ヤング率が高すぎる事も、生体補綴部
材としては好ましくなかった。
材としては好ましくなかった。
一方、ＺｒＯ，多結晶体は、こういった問題点を克服す
るものとして、期待されている。事実このセラミックス
は＾１２０．多結晶体、単結晶体に比し、靭性にすぐれ
、強度的信頼性は大幅に改善されている。又、ヤング率
もＡＩＺＯ３多結晶体、単結晶体の約半分である。
るものとして、期待されている。事実このセラミックス
は＾１２０．多結晶体、単結晶体に比し、靭性にすぐれ
、強度的信頼性は大幅に改善されている。又、ヤング率
もＡＩＺＯ３多結晶体、単結晶体の約半分である。
半面、化学的安定性、生体親和性の点ではＡ１ｚＯｘ多
結晶体、単結晶体に劣る。又、人工関節などの摺動面に
応用された場合、硬度が低すぎて、傷が付きやすいとい
う問題点がある。
結晶体、単結晶体に劣る。又、人工関節などの摺動面に
応用された場合、硬度が低すぎて、傷が付きやすいとい
う問題点がある。
上記に鑑みて、Ａｈ０３多結晶体、単結晶体、ＺｒＯ□
多結晶体の各々の長所を活用し、短所を改善すべく 、
ＡＩｇＯｘ 、 Ｚｒ０ｔ 、 Ｙｚ（ｈなどを混合し
た生体補綴用セラミックスを開発した。
多結晶体の各々の長所を活用し、短所を改善すべく 、
ＡＩｇＯｘ 、 Ｚｒ０ｔ 、 Ｙｚ（ｈなどを混合し
た生体補綴用セラミックスを開発した。
（実施例１）
モル％で＾ｔ、ｏｚ ２０％、Ｚｒ０ｚ７７％、ｈＯｚ
２％の化学組成のセラミックスとなる様に配合された原
料粉末を、ＣＩＰ成形した後、１４００〜１４５０℃で
常圧焼成し、１４２５℃、２０００ ｋｇｆ／ｃｍ”の
条件でＨＩＰ処理をほどこした。これから、３ ｌｌ１
ｍ Ｘ２．５ ｍｍＸ１５ｍｍの試験片をダイヤモン
ド砥石により切り出し、アルキメデス法による密度、３
点曲げ試験法による抗折強度、ビッカース硬度、超音波
パルス法によるヤング率を評価した。結果は第１表に示
した。
２％の化学組成のセラミックスとなる様に配合された原
料粉末を、ＣＩＰ成形した後、１４００〜１４５０℃で
常圧焼成し、１４２５℃、２０００ ｋｇｆ／ｃｍ”の
条件でＨＩＰ処理をほどこした。これから、３ ｌｌ１
ｍ Ｘ２．５ ｍｍＸ１５ｍｍの試験片をダイヤモン
ド砥石により切り出し、アルキメデス法による密度、３
点曲げ試験法による抗折強度、ビッカース硬度、超音波
パルス法によるヤング率を評価した。結果は第１表に示
した。
（実施例２）
モル％で、八１□０，８２％、Ｚｒ（ｈ１８％の化学組
成となる様に配合された原料粉末を金型成形した後、１
４００〜１４５０℃で常圧焼成し、１４２５℃、２００
０ ｋｇｆ／ｃ１１１２の条件でＨＩＰ処理をほどこし
た。
成となる様に配合された原料粉末を金型成形した後、１
４００〜１４５０℃で常圧焼成し、１４２５℃、２００
０ ｋｇｆ／ｃ１１１２の条件でＨＩＰ処理をほどこし
た。
得られた焼結体より３ ｍｍ ｘ２．５ ｍｍ Ｘ１
５ ｍｍの試験片を切り出し、実施例１と全く同様な方
法で密度、抗折強度、ビッカース硬度、ヤング率を評価
した。結果は第１表に示した。
５ ｍｍの試験片を切り出し、実施例１と全く同様な方
法で密度、抗折強度、ビッカース硬度、ヤング率を評価
した。結果は第１表に示した。
又、比較の為、従来の＾１２０３多結晶体、Ａｌ２Ｏ。
単結晶体、ＺｒＯ！多結晶体についても、実施例１と同
一形状の試験片を作り、特性を評価した。これを各々、
比較例１． ２． ３として第１表に示した。
一形状の試験片を作り、特性を評価した。これを各々、
比較例１． ２． ３として第１表に示した。
（実施例３）
第１表の結果から明らかなどと＜ 、Ａｌ２Ｏ３，Ｚｒ
Ｏ□、 ｙｚｏ、を混合したセラミックス（実施例１，
２）においては、従来のＡＩＺＯ３多結晶体、ＡＩＺＯ
，単結晶体、ＺｒＯ，多結晶体（各々、比較例１，２．
３）のもつ、生体補綴部材用セラミックスとしての問題
点の解決が期待される。
Ｏ□、 ｙｚｏ、を混合したセラミックス（実施例１，
２）においては、従来のＡＩＺＯ３多結晶体、ＡＩＺＯ
，単結晶体、ＺｒＯ，多結晶体（各々、比較例１，２．
３）のもつ、生体補綴部材用セラミックスとしての問題
点の解決が期待される。
ソコテ、Ａ１ｚ０３ 、 Ｚｒ（ｈ ＋ ’ｌＪｘの組
成を変えたセラミックスを試作し、密度、抗折強度、ヤ
ング率、ビッカース硬度、破壊靭性値を調べた。又、同
時に生体親和性の評価の為、３ ｍｍφ×６ｎＩＩ１１
の円柱上の試験片を作り、家兎の大腿骨に埋入し、４週
間後に層殺し、硬組織標本を作製し、トルイジンブルー
染色標本を元類的に観察し、セラミックの周囲に形成さ
れる結合組織膜の厚さと量で、生体親和性を評価した。
成を変えたセラミックスを試作し、密度、抗折強度、ヤ
ング率、ビッカース硬度、破壊靭性値を調べた。又、同
時に生体親和性の評価の為、３ ｍｍφ×６ｎＩＩ１１
の円柱上の試験片を作り、家兎の大腿骨に埋入し、４週
間後に層殺し、硬組織標本を作製し、トルイジンブルー
染色標本を元類的に観察し、セラミックの周囲に形成さ
れる結合組織膜の厚さと量で、生体親和性を評価した。
又、セラミックとＵＨＭＷＰＥ （超高分子量ポリエチ
レン）との摩擦摩耗特性を調べるべく 、４０ ｍｎ＋
φ×６１１ＩＩ１１のセラミック円板の片面を鏡面研磨
した試験片と、９ ｍｍ φＸ１３ｍ＋ｗのＩＪＨＭ
ＷＰＥの試験片を作り、３７℃疑似人体液中で荷重２０
ｋｇｆ 、速度ＩＨｚの条件で往復動によるビン オン
フラット摩擦摩耗試験を行った。そして、２０万回終
了時の摩擦係数と摩耗量を評価した。尚、摩耗量はＵＨ
ＭＷＰＥの重１変化率でもって示した。 試験片は第２
表に示すｉｏ種（比較例４．５，６．７と実施例３−１
〜３−６）の化学組成となる様な原料粉末をＣＩＰ成形
し、１３００℃〜１４５０℃で常圧焼成した後、１３０
０〜１４５０℃、２０００ ｋｇｆ／ ｎ＋＋ｓ”の条
件でＨＩＰ処理した材料から、ダイヤモンド砥石により
研削加工にして製作された。
レン）との摩擦摩耗特性を調べるべく 、４０ ｍｎ＋
φ×６１１ＩＩ１１のセラミック円板の片面を鏡面研磨
した試験片と、９ ｍｍ φＸ１３ｍ＋ｗのＩＪＨＭ
ＷＰＥの試験片を作り、３７℃疑似人体液中で荷重２０
ｋｇｆ 、速度ＩＨｚの条件で往復動によるビン オン
フラット摩擦摩耗試験を行った。そして、２０万回終
了時の摩擦係数と摩耗量を評価した。尚、摩耗量はＵＨ
ＭＷＰＥの重１変化率でもって示した。 試験片は第２
表に示すｉｏ種（比較例４．５，６．７と実施例３−１
〜３−６）の化学組成となる様な原料粉末をＣＩＰ成形
し、１３００℃〜１４５０℃で常圧焼成した後、１３０
０〜１４５０℃、２０００ ｋｇｆ／ ｎ＋＋ｓ”の条
件でＨＩＰ処理した材料から、ダイヤモンド砥石により
研削加工にして製作された。
結果は全て第２表に示されている。
先ず、＾ｈＯｚ 、 Ｚｒ０ｔの組織からなる実施例３
−１．３−２．３−３． と比較例４．５について、
諸特性とＡ１ｚ０２ ／Ｚｒ０ｔのモル比の関係を検討
すると、Ａｈ（ｈ ／Ｚｒ０ｚのモル比が２．３３〜９
．００の範囲ならば、総合的に見て比較例１〜３の従来
品に比べて、顕著な改善が認められる。即ち、このｌｉ
！囲において従来のＺｒＯ，多結晶体と同等レベルの抗
折強度、破壊靭性値が維持されながら、ビッカース硬度
が上がり、鏡面部が傷つきがたくなっている。
−１．３−２．３−３． と比較例４．５について、
諸特性とＡ１ｚ０２ ／Ｚｒ０ｔのモル比の関係を検討
すると、Ａｈ（ｈ ／Ｚｒ０ｚのモル比が２．３３〜９
．００の範囲ならば、総合的に見て比較例１〜３の従来
品に比べて、顕著な改善が認められる。即ち、このｌｉ
！囲において従来のＺｒＯ，多結晶体と同等レベルの抗
折強度、破壊靭性値が維持されながら、ビッカース硬度
が上がり、鏡面部が傷つきがたくなっている。
又、生体親和性は、従来のＺｒＯ，多結晶体に比べ大幅
に改善されている。これはＡ１□０□の存在及び、Ｙ２
Ｏ３の除去の効果と考えられる。しかも、摩擦摩耗特性
も、Ａｈｏ：＋多結晶体より改善されている。
に改善されている。これはＡ１□０□の存在及び、Ｙ２
Ｏ３の除去の効果と考えられる。しかも、摩擦摩耗特性
も、Ａｈｏ：＋多結晶体より改善されている。
次に、ＡＩｚＯｔ 、 Ｚｒ０ｚ ＋ ＹｚＯｘの組成
からなり、Ｙｚ（ｈ／ＺｒＯ，のモル比が約０．０３１
の実施例３−４３−５．３−６と比較例６．７について
、諸特性とＡｌ２Ｏ：Ｉ ／ＺｒＯ□のモル比の関係に
注目してＧＨしたところ、ＡｌｚＯ１／ＺｒＯ□のモル
比が０．１１５〜０．４４２の範囲で、比較例１〜３で
示される従来の生体補綴用セラミックスに比べて、諸特
性の大幅な向上が認められた。
からなり、Ｙｚ（ｈ／ＺｒＯ，のモル比が約０．０３１
の実施例３−４３−５．３−６と比較例６．７について
、諸特性とＡｌ２Ｏ：Ｉ ／ＺｒＯ□のモル比の関係に
注目してＧＨしたところ、ＡｌｚＯ１／ＺｒＯ□のモル
比が０．１１５〜０．４４２の範囲で、比較例１〜３で
示される従来の生体補綴用セラミックスに比べて、諸特
性の大幅な向上が認められた。
とりわけ、抗折強度、破壊靭性値の向上は顕著である。
この範囲では、生体親和性が＾１ＺＯｉ多結晶体より、
若干見劣りするが、それを補って余りある改善である。
若干見劣りするが、それを補って余りある改善である。
又、摩擦摩耗特性も従来品と同等以上である。
〔発明の効果〕
叙上の様に、Ａ１．０．−ＺｒＯ，系生体補綴用セラミ
ックスにおいて、Ａ１．０． ／ＺｒＯ，のモル比を２
．３３〜９、ＯＯに保った場合に生体補綴用セラミック
スとしての諸特性の改善が確認された。又、Ａ１□Ｏ，
−ＺｒＯ□−ｖ２０．系生体補綴用セラミックスにおい
て、Ｙｔ（ｈ／ＺｒＯ，のモル比を０．０３１にしてか
つＡＩ！０． ／ＺｒＯ□のモル比を０．１１５〜０．
４４２に保った場合にも生体補綴用セラミックスとして
の諸特性の改善が確認された。
ックスにおいて、Ａ１．０． ／ＺｒＯ，のモル比を２
．３３〜９、ＯＯに保った場合に生体補綴用セラミック
スとしての諸特性の改善が確認された。又、Ａ１□Ｏ，
−ＺｒＯ□−ｖ２０．系生体補綴用セラミックスにおい
て、Ｙｔ（ｈ／ＺｒＯ，のモル比を０．０３１にしてか
つＡＩ！０． ／ＺｒＯ□のモル比を０．１１５〜０．
４４２に保った場合にも生体補綴用セラミックスとして
の諸特性の改善が確認された。
したがって、この範囲の化学組成の生体補綴用セラミッ
クスを、人工骨、人工関節、人工歯根などに応用するな
らば、旧来のステンレス鋼、Ｃ０Ｃｒ合金のそれと比較
すれば、もちろん現行のＡＩＺＯ３多結晶体Ａｈ０３単
結晶体、ＺｒＯ２多結晶体に比べても、大幅な治療成績
の向上が望める。
クスを、人工骨、人工関節、人工歯根などに応用するな
らば、旧来のステンレス鋼、Ｃ０Ｃｒ合金のそれと比較
すれば、もちろん現行のＡＩＺＯ３多結晶体Ａｈ０３単
結晶体、ＺｒＯ２多結晶体に比べても、大幅な治療成績
の向上が望める。
Claims (2)
- （１）Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２の組成から成り、Ａ
ｌ＿２Ｏ＿３／ＺｒＯ＿２のモル比が２．３３〜９．０
０の範囲にある生体補綴用セラミックス。 - （２）Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ
＿２Ｏ＿３／ＺｒＯ＿２のモル比が約０．０３１でかつ
、Ａｌ＿２Ｏ＿３／ＺｒＯ＿２のモル比が０．１１５〜
０．４４２の範囲にある生体補綴用セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1292928A JP2931906B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 生体補綴用セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1292928A JP2931906B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 生体補綴用セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03151978A true JPH03151978A (ja) | 1991-06-28 |
| JP2931906B2 JP2931906B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=17788223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1292928A Expired - Fee Related JP2931906B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | 生体補綴用セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2931906B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005042047A1 (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Kyocera Corporation | 生体部材及びその製造方法 |
| JP2006095018A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | 生体部材およびそれを用いた人工関節 |
| CN100435860C (zh) * | 2003-10-30 | 2008-11-26 | 京瓷株式会社 | 生物构件及其制造方法 |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1292928A patent/JP2931906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005042047A1 (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Kyocera Corporation | 生体部材及びその製造方法 |
| CN100435860C (zh) * | 2003-10-30 | 2008-11-26 | 京瓷株式会社 | 生物构件及其制造方法 |
| US7820577B2 (en) | 2003-10-30 | 2010-10-26 | Kyocera Corporation | Biomedical member and method for producing the same |
| JP2006095018A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Kyocera Corp | 生体部材およびそれを用いた人工関節 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2931906B2 (ja) | 1999-08-09 |
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