JPH0435668A

JPH0435668A - 複合インプラント材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0435668A
Application number: JP2144157A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sato; 清佐藤; Sunao Suzuki; 直鈴木; Toru Funayama; 舟山　徹; Takeshi Isoda; 礒田　武志
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1992-02-06

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】（技術分野）本発明は人工歯根や人工骨、人工間接等のインプラント
材及びその製造方法に関するものである。

（従来技術及びその問題点）従来、人工歯根や人工骨等のインプラント材を金属やセ
ラミック材料を用いて製造することは知られている。例
えば、特開昭６４−５２４７１号公報には、複合インプ
ラント材を製造するために、ヒドロキシアパタイト（以
下、ＨＡＰと略記する）又はリン酸三カルシウム（以下
、ＴＣＰと略記する）の粉末をプラズマアークを使用し
て芯材表面に溶着させる方法が示されている。しかし、
この方法では、ＨＡＰやＴＣＰの粉末の芯材への接合を
、高温のプラズマアークを用いて行なうことから、ＨＡ
ＰやＴＣＰからなる被覆層と芯材との間の熱膨張係数の
差があると、被覆層と芯材との間の密着性が著しく低下
するという問題がある。従って、この従来法では、被覆
層と芯材との間の熱膨張係数の差を緩和させるために、
チタン金属を種々の割合で含むＲＡＰやＴＣＰの粉末を
用いて多数回にわたって溶着し、最初の溶着段階ではそ
のチタン金属の割合を高く保持し、溶着の進行に伴って
その割合を低下させ、最終溶着段階ではチタン金属の割
合をゼロにしている。

しかしながら、このような溶着操作は複雑であり、生産
性に劣るという問題がある。

（発明の課題）本発明は、生産性にすぐれるとともに、ＨＡＰやＴＣＰ
からなる被覆層と、芯材との間の密着性にすぐれた複合
インプラント材及びその製造方法を提供することをその
課題とする。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、ポリシラザン成形体を焼成して
形成された窒化ケイ素からなる多孔質セラミックスを芯
材とし、その表面にヒドロキシアパタイト又はリン酸三
カルシウムからなるセラミック被覆層を接合させてなる
複合インプラント材が提供される。

また、本発明によれば、ポリシラザン成形体を焼成して
窒化ケイ素からなる多孔質セラミックス芯材を形成する
工程と、該芯材の表面にヒドロキシアパタイト又はリン
酸カルシウムからなるコーティング材を塗布し、焼成し
てセラミック被覆層を形成する工程からなる複合インプ
ラント材の製造方法が提供される。

本発明で芯材原料として用いるポリシラザンは、５ｉ−
Ｎ結合を有する重合体で、一般式で表わされる繰返し単
位を有する。前記式中、Ｒ１゜Ｒ２，ｎａは水素原子又
は置換基であり、置換基には。

炭化水素基や、酸素や窒素原子を含む置換基が包含され
る。これらのポリシラザンは、その分子量に応じて、常
温で液状〜固体状を示す。このようなポリシラザンは、
例えば、特開昭６０−１４５９０３号公報、特願昭６２
−２０２７６５号明細書、同６２−２０２７６７号明細
書（以上、ベルヒドロポリシラザン）、特開昭６１−８
９２３０号公報、同６２−１５６１３５号公報、特願昭
６２−２０２７６７号明細書（以上、オルガノポリシラ
ザン）、特開昭６３−８１１２２号公報、同６３−１９
１８３２号公報、特願昭６２−６８２２１号明細書（以
上、ポリメタロシラザン）を挙げることができる。また
、５ｉ−Ｈ結合とともに５ｉ−０結合を繰り返し単位中
で有するベルヒドロポリシラザン（特開昭６２−１９５
０２４号）を挙げることができる。

本発明により芯材を形成するには、可燃剤及び／又は発
泡剤を混合した前記ポリシラザンを成形材料として用い
、これを所要形状の成形体とした後、焼成する。発泡剤
としては、砂糖や各種澱粉の如き炭水化物、流動パラフ
ィンの如き炭化水素、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリメタクリ
レート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン
の如き液状又は固体状高分子化合物、各種ワックス類等
が挙げられる。その配合量は、ポリシラザン１００重量
部に対し、５−５０重量部、好ましくは１０〜３０重量
部である。ポリシラザンを成形する場合、ポリシラザン
が液状のものであれば、これを所要の成形型に充填し、
真空下又は不活性ガス（例えばＮ２、アルゴン等）や、
還元性ガス（例えばアンモニア、ヒドラジン等）、酸化
性ガス（０２、空気、オゾン等）の雰囲気下において、
常温から約４００℃の温度に昇温する。これによって、
架橋化された固体状のポリシラザンからなる成形体が得
られる。また、ポリシラザンが固体状（粉末状）のもの
であれば、これを有機溶媒に溶解し、この溶液を成形型
に充填し、使用した有機溶媒を加熱により蒸発除去して
成形体とすることができる。ポリシラザンには、有機ア
ミンやカルボン酸無水物、イソシアネート、チオール、
カルボキシイミド、金属アルコキシド、金属ハロゲン化
物等の硬化剤を添加することができ、またセラミック粉
末、例えば金属の窒化物や、酸化物、炭化物を適量添加
することもできる。

ポリシラザン成形体の焼成は、不活性ガス、還元性ガス
又は酸化性ガスの存在下で５００℃以上の温度に加熱す
ることによって行われる。好ましい焼成温度は８００〜
１３００℃である。この場合、昇温速度は２０℃／分以
下、好ましくは５℃／分以下である。

この焼成によりポリシラザンは５ｉ−Ｎ結合を有する多
孔質セラミックスとなる。この多孔質セラミックスの孔
径や空孔率は、可塑剤や発泡剤の種類及び添加量を変え
ることにより調節することができる。その空孔率は、通
常、２０〜６０％である。

本発明においては、前記のようにして得られた多孔質セ
ラミックスの表面に、ＨＡＰの粉末又はＴＣＰの粉末を
含むコーティング材を塗布し、焼成してＨＡＰ又はＴＣ
Ｐの焼結体からなる被覆層を形成する。

コーティング材は、ＨＡＰの粉末又はＴＣＰの粉末をバ
インダーとともに水又は有機溶媒に分散させることによ
って製造される。この場合、ＨＡＰの粉末又はＴＣＰの
粉末の粒径は、１０ＩＩａ以下、好ましくは２〜７序で
ある。バインダーとしては、高分子バインダ、例えば、
ポリエチレン、ポリビニルアルコール等が用いられる。

また、このコーティング材には、ポリシラザンを添加す
ることができる。このポリシラザンは、コーティング後
の焼成により窒化ケイ素に変換され、被覆層の強度を向
上させる。

ポリシラザンの添加量は、被覆層中の窒化ケイ素が４０
重量％以下、好ましくは５〜２０重量％になるような割
合である。

本発明において、芯材に対するＨＡＰ又はＴＣＰからな
る被覆層の形成には、前記したコーティング法によらず
、プラズマアークを用いる溶着法を用いてもよい。

（発明の効果）本発明の複合インプラント材は、芯材がポリシラザン成
形体から形成された生体不活性の多孔質セラミックス（
窒化ケイ素）からなり、被覆層が生体活性を有するＨＡ
Ｐ又はＴＣＰからなるものである。

そして、芯材と被覆層との間の熱膨張係数の差は小さく
、しかも、その芯材は多孔質のものであるため、芯材と
被覆層との間の密着性は非常にすぐれたものとなってい
る。従って、本発明の複合インプラント材は、生体適合
性にすぐれるとともに、機械的強度及び耐久性において
もすぐれたものである。

さらに、本発明の複合インプラント材の製造は、特別の
装置を用いることなく容易に実施できるので、生産性に
おいて非常にすくれたものである。

（実施例）次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

参考例内容積５００−の四つロフラスコにガス吹きこみ管、メ
カニカルスターラー、ジュワーコンデンサーを装置した
。反応器内部を脱酸素した乾燥窒素で置換した後、四つ
ロフラスコに脱気した乾燥ピリジン２８０ｄを入れ、こ
れを氷冷した０次にジクロロシラン５１．６ｇを加える
と白色固体状アダクト（ＳｉＨ，ＣＱ、・２Ｃ，Ｈ，Ｎ
）が生成した。反応混合物を氷冷し、撹拌しながら、水
酸化ナトリウム管及び活性炭管を通して精製したアンモ
ニア３０．０ｇを吹き込んだ。

反応終了後１反応器合物を遠心分離し、乾燥ピリジンを
用いて洗浄した後、更に窒素雰囲気下で濾過して、濾液
を５２０ｄを得た。濾液５−から溶媒を減圧留去すると
樹脂状固体無機シラザン０．９８ｇが得られた。

得られたポリマーの数平均分子量はＧＰＣにより測定し
たところ、１０２０であった。また、このポリマーのＩ
Ｒ（赤外吸収）スペクトル（溶媒：乾燥０−キシレン：
無機シラザンの濃度：９．８ｇ／Ｕを検討すると、波数
（ｃｍ−’　）３３５０及び１１７５のＮＨに基づく吸
収；２１７０のＳＬＨに基づく吸収；１０２０〜８２０
のＳｉＨ及び５ｉＮＳｉに基づく吸収を示すことが確認
された。またこのポリマーの”　ＨＮＭＲ（プロトン核
磁気共鳴）スペクトル（６０ＭＨｚ、溶媒ＣＤＣＱ、　
／基準物質ＴＭＳ）を検討すると、いずれも幅広い吸収
を示していることが確認された。

即ち、６４．８及び４．４（ｂｒ、５ｉＨ）；１．５（
ｂｒ、ＮＨ）の吸収が確認された。

実施例１参考例で得たベルヒドロポリシラザン及びデン粉を０−
キシレンに溶解し、ベルヒドロポリシラザン濃度が７０
重量で及びデン粉濃度が１５重量％となるように調整し
た。これにベルヒドロポリシラザンに対して１５ｗｔ％
となるように融材のに２Ｓ２０Ｓを加え、融材が均一に
混ざるように混合した後、直径：２０鳳−１深さ＝３０
Ｈの円筒状金型に流し込み、これをオ−トクレーブ容器
に入れ、容器内を減圧にして、溶媒留去及び脱泡を行っ
た後、窒素ガスを圧入して３気圧にし、８０℃に加熱し
て白色半透明の成形体を得た。次いで、この成形体を窒
素ガス雰囲気下で３℃ノ分の昇温速度で１０００℃まで
昇温させ、成形体とした。このものは、多孔質体で、そ
の空孔率は３５％であり、またその３点曲げ強さは４０
ＭＰａという高いものであった。

次に、ＨＡＰの粉末９８重量２と、ポリエチレンからな
るバインダー２重量％を含むスラリーをコーティング材
として用い、これを前記成形体の表面に均一に塗布乾燥
した後、　１１００℃に昇温させ、ＨＡＰからなる被覆
層（厚さ：１５０．）を形成したにの被覆層と芯材を形
成する円柱状成形体との間の密着性は非常にすぐれたも
のであった。

実施例２実施例１において、コーティング材として、実施例１で
示したポリシラザン１０重量％と、ＨＡＰの粉末９０重
量％からなるスラリーをコーティング材として用いた以
外は同様にして実験を行った。この場合に芯材の表面に
形成された被覆層は密着性及び機械的強度においてすぐ
れたものであった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリシラザン成形体を焼成して形成された窒化ケ
イ素からなる多孔質セラミックスを芯材とし、その表面
にヒドロキシアパタイト又はリン酸三カルシウムからな
るセラミック被覆層を接合させてなる複合インプラント
材。
（２）該セラミック被覆層が窒化ケイ素を含有する請求
項１の複合インプラント材。
（３）ポリシラザン成形体を焼成して窒化ケイ素からな
る多孔質セラミックス芯材を形成する工程と、該芯材の
表面にヒドロキシアパタイト又はリン酸カルシウムから
なるコーティング材を塗布し、焼成してセラミック被覆
層を形成する工程からなる複合インプラント材の製造方
法。
（４）該コーティング材がポリシラザンを含有する請求
項３の方法。