JPH043227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は整形外科、歯科等の分野で欠損骨、欠
損歯根の補綴に使用するセラミツクス部材に関す
るものである。

近年、整形外科、歯科等の分野で欠損骨、欠損
歯根の補綴、充てん材料としてセラミツクス材料
が試用される様になつた。セラミツクス材料は金
属や高分子材料に比して人体に対する為害性がな
く、組織との親和性が優れていることが明らかに
なつてきたためである。この様な傾向の中で現在
一般的には、材質としては、アルミナ材料が多用
され、最近はアパタイト系材料が注目されてい
る。また構造としては、アルミナ芯材の上にアパ
タイトを溶射した複合構造のものも考案されてい
る。

しかしながら、上記した材質および構造につい
ては次の様な問題点がある。

アルミナについては、たしかに生体内で不活性
なため、為害性はないが、造骨作用の促進は望め
ず、長期に繰り返し使用すると、充填部から抜落
することがある。

アパタイトについては、生体との親和性や新生
骨の増殖性に関しては優れた効果があるが、強度
的に弱い欠点がある。

また表面にアパタイトを溶射した複合構造のも
のは、アルミナとアパタイトの熱膨張係数が大き
く異なるために、加熱時に剥離することがあり、
問題がある。

本発明は、以上の様な従来技術の欠点に鑑みて
なされたものであり、 １ 強度的に優れ ２ 為害性がなく ３ 新生骨との一体融合性に優れた 生体骨補綴用セラミツクス部材を提供せんとする
ものである。

補綴材の開発に当たつては、上記した(1)強度、
(2)為害性、(3)一体融合性、という３つの特性が考
慮されねばならいが、本発明ではこれら３つの特
性を１つの材料に兼備させるのではなく、いわゆ
る複合構造化によつてこの問題を解決したもので
ある。

無為害、高強度セラミツクスと、新生骨誘引、
増殖性に優れ、最終的には組織に吸収される材料
を複合的に組合せることによつてこの問題を解決
したものであり、その要旨とする所は、 (1) 芯部が緻密質セラミツクス、外層部が多孔質
セラミツクスからなり、該芯部、該外層部が互
いに一体的に結合した構造であつて、該多孔質
セラミツクスの気孔中に生体親和性、生体被吸
収性材料が保留されてなることを特徴とする補
綴用セラミツクス部材 (2) 上記生体親和性、生体被吸収性材料がリン酸
カルシウム化合物であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の補綴用セラミツクス
部材である。

次に本発明を図面によつて詳細に説明する。

図１は本発明部材の構造を模式的に説明した図
である。

１は芯部をなすセラミツクス部、２は芯部１の
外側に一体的に設けられた多孔質層である。１と
２は必ずしも同材質ではなくてもよいが、いずれ
にせよ両者は一体的に結合されたものでなければ
ならない。両者の形成方法としては、通常のセラ
ミツクの成形法に用いられる鋳込み成形、加圧成
形等が対応可能である。鋳込み成形では、セラミ
ツク粉末と溶媒、分散材、結合剤から成るスリツ
プとこれに気孔を形成する気孔形成剤、例えば有
機樹脂粉末等を数％から数10％添加したスリツプ
の２種を作製後、円柱状のキヤビテイーを有する
吸水性鋳型に有機樹脂粉末を含有するスリツプを
流し込み、一定厚み分だけ着肉成形せしめ、余剰
スリツプを拝泥する。次に有機樹脂粉末を含有し
ないスリツプを先の鋳型に流し込み、残りの厚み
を着肉成形せしめる。この操作により２重構造を
有する成形体が得られる。

成形体は、樹脂粉末が完全に焼却する温度、雰
囲気で加熱処理し、セラミツク粉末の焼結温度で
焼結せしめることにより芯部が緻密セラミツク
ス、外層部が多孔質セラミツクス部から成り、芯
部と外層部が一体的に結合した構造が得られる。
加圧成形法の場合は、セラミツクス粉末及び結合
剤から成る粉末種と更に有機樹脂粉末等を混合し
た粉末種を作製し金型に２種の粉末を積層充填
し、加圧成形し、樹脂分を焼却後、焼結すること
により可能である。樹脂成分は、セルロース系、
アクリル系、フエノール系をはじめとして、殆ど
の材種が使用可能である。尚、樹脂成分の除去
は、焼却が最も適しているが、焼却が困難な場合
は、有機成分を選択的に溶解する溶剤により除去
することも可能である。１，２の材質としてはジ
ルコニア（P.S.Z.）や高強度アルミナが好まし
い。

３は多孔質層２に含浸され、気孔内に保留され
た層であり、例えばアパタイトの様な生体に対す
る親和性、被吸収性、新生骨導引増殖性に優れた
材料から成つている。

３の含浸保留層は、２の多孔質層にスラリーの
状態で含浸後必ずしも熱処理は必要でないが、含
浸する材料の種類によつては熱処理を行つた方が
新生骨の造骨促進に効果がある場合がある。例え
ば、ヒドロキシアパタイトの場合、数百度で熱処
理した方が造骨性は向上する。この場合、アパタ
イト１あるいは２のセラミツクスの熱膨張係数が
異なるために、たとえ熱処理によつて一時互いに
焼結、結合することがあつても冷却途上で剥離
し、実質的には含浸層と１，２は何ら結合されて
ない状態になることもあるが、本発明はこの互い
に結合することは必須条件ではなく、少なくとも
多孔質層の中に保留、休止された状態にあれば本
来の目的は達成される。逆に、本発明は含浸層と
セラミツクス層は本質的に熱処理によつて拡散結
合させることは困難であるということを前提にし
て、この様な条件下でもなおかつセラミツクス表
面に機能的に、かつ十分に係止できる構造でもあ
る。

以上の様な構成の部材を主体に補綴した場合、
含浸保留層は骨誘導性があるためにこの中に新生
骨が誘引、導入され、増殖、進入して行く。含浸
保留層は次第に新生骨にかえられ、最終的には多
孔質層の部分は新生骨で充填される様になる。

このために、たとえ１，２の材料と新生骨に一
体融合性がなくても、この無数に根をおろした一
種のアンカー効果によつて両者は強固に結合す
る。長期の繰り返し応力が作用しても、最早抜落
することはない。

また一方１，２の材料はジルコニアの様な高強
度のセラミツクス材料でできているために、強度
的には問題はなく、また為害性についても問題は
ない。

ここで本発明の実際の生体への適用例について
述べる。

＜実施例＞ セラミツク材種：ジルコニアセラミツクス（P.
S.Z.）生体親和性、生体被吸収性材料：リン酸カ
ルシウム ジルコニアセラミツク粉末100部に溶媒（水）
30部、ポリカルボン酸系分散剤0.85部、アクリル
系結合剤1.2部をボールミルで24時間、混合分散
し作製したスリツプと、これにセルロース粉末
12.5部を添加し30分間混合したスリツプの２種を
作製した。10φ×20Lサイズの円柱状キヤビテイ
ーを有する石膏型に、先ずセルロース粉末含有ス
リツプを流し込み、約３分間着肉成形を行つた
後、余剰スリツプを排泥し、セルロース粉末を含
有しないスリツプを流し込み、10φの肉厚になる
まで着肉成形を行い成形体を得た。成形体は、割
れ反りは認められず良好な状態で、室温で24時間
乾燥し、電気炉にて、600℃で１時間保持しセル
ロース分を完全に焼却した後、1500℃まで昇温し
焼結させた。得られた焼結体の一部をダイヤ刃で
切断後、顕微鏡で観察したところ芯部が緻密な組
織から成り、外層部が多孔質から成り、両者の界
面が不明瞭な一体的に結合された組織を呈してい
た。また気孔率は、60％であつた。

このセラミツクスの気孔部にリン酸カルシウム
スラリーを含浸させて、900℃で熱処理した。

次に、この複合含浸セラミツクスを人為的に形
成した犬の骨欠損部に充填し、生体との適合性に
ついてテストした。

この結果数週間後で既に含浸層への新生骨の誘
引効果が認められ、８ケ月後では大部分新生骨で
充填され、ジルコニアの多孔質層に新生骨が一種
の根を下した様な状態になつていることが確認で
きた。

以上詳記した様に、本発明は、強度的にも、生
体親和性、新生骨誘引、造骨性に優れ、かつ長期
の繰返し使用でも抜落することなく強固に一体化
できるものであり、整形外科、歯科医療に多大の
福音をあたえるものである。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明部材の模式的な説明図である。 １……芯部セラミツクス部、２……多孔質層、
３……含浸層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芯部が緻密質セラミツクス、外層部が多孔質
   セラミツクスからなり、該芯部、該外層部が互い
   に一体的に結合した構造であつて、該多孔質セラ
   ミツクスの気孔中に生体親和性、生体被吸収性材
   料が保留されてなることを特徴とする補綴用セラ
   ミツクス部材。 ２ 上記生体親和性、生体被吸収性材料がリン酸
   カルシウム化合物であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の補綴用セラミツクス部
   材。