JPH04364858A - 多孔質インプラント材 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、多孔質インプラント
材の改良に関し、多孔質で、しかも焼結強度が高く、特
に人工歯根や人工骨等の生体内に埋入される生体用イン
プラント材として好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】粉末冶金法によって得られる焼結材には
、その多孔性を積極的に利用するものがあり、生体内に
埋設して使用されるインプラント材としても利用され、
多孔部分の中に骨を成長させて強固な結合を得るように
することが行われている。従来、このような多孔質イン
プラント材を作るためには、原料粉末の製造−粉末の配
合・混合−圧粉成形−焼結−（後処理）等の工程を必要
とし、通常、原料粉末としては球状粉末が用いられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような球状の原料
粉末を用いて粉末同志の接合強度を上げるためには、球
状の粉末同志の接触が点接触であり、拡散量が低いこと
から、高温あるいは長時間の焼結が必要となる。たとえ
ば、チタン合金による多孔質インプラント材を焼結する
場合には、１４００℃近い高温での焼結が必要となる。

【０００４】ところが、このような高温あるいは長時間
の焼結を行うと、球状の粉末同志の接合は良好になる一
方で、合金そのものの劣化が生じるという問題がある。 また、金属材料のみならず他の材料にあっても、球状粉
末では、点接触による拡散で接合が行われるため、常に
十分な接合強度を得ることが難しという問題がある。

【０００５】この発明は、前記従来の技術における欠点
を解決して、多孔質であることを維持しながら焼結強度
が高く、しかも原料の劣化を生じることがない多孔質イ
ンプラント材を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の多孔質インプ
ラント材は、多面体粉末または非球状粉末を焼結して多
孔質に成形したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この発明の多孔質インプラント材によれば、原
料粉末自体を多面体粉末または非球状粉末としており、
これによって粉末同志の接触が面接触となり、面接触に
よる拡散によって粉末同志の接合ができ、十分な接合強
度を得ることができるとともに、球状粉末の焼結に比べ
て焼結温度を低くあるいは短時間にでき、材料の劣化を
防止することができる。したがって、この多孔質インプ
ラント材によれば、品質の良い人工歯根、人工骨などを
省エネルギ、低コストで製作することができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例について、具体的
に説明する。この多孔質インプラント材では、原料とし
て用いられる粉末の形状が多面体とされた多面体粉末ま
たは非球状とされた非球状粉末が用いられる。そして、
これら多面体粉末または非球状粉末が通常の粉末冶金法
にしたがって焼結され多孔質インプラント材とされる。

【０００９】これら原料粉末とされる多面体粉末または
非球状粉末は、たとえば従来法によって球状に作られた
球状粉末を塑性変形させて多面体粉末にすることによっ
て得ることができる。すなわち、ダイヤモンドの成形に
用いられるような多面体アンビル内に球状粉末を充填し
、高圧プレスで加圧すると、多面体アンビルに対応した
形状に球状粉末を変形させることができ、多面体粉末を
得ることができる。

【００１０】また、従来法によって球状に作られた球状
粉末を高エネルギボールミルやアトライターなどによっ
て変形させることによっても非球状粉末を得ることがで
きる。

【００１１】さらに、多角形断面の線条材を切断するな
どで直接多面体粉末や非球状粉末を作ることも考えられ
るが、球状粉末に変形を加えて多面体粉末や非球状粉末
を作る上記方法によると、原料粉末に加工歪が生じ、こ
れによって焼結時の拡散速度が増大する効果も期待でき
る。このような多面体粉末や非球状粉末としては、粒径
が１〜５０００μｍ程度のものを用いる。

【００１２】このような多孔質インプラント材の一例と
して、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖチタン合金製の多孔質インプ
ラント（図１参照）１を、次のようにして製作した。

【００１３】このチタン合金製多孔質インプラント１で
は、芯材となる同心円柱状丸棒の周囲に多孔質焼結材を
配置して一体に構成し、その多孔質の空孔部分に骨を成
長させることができるようにしている。

【００１４】周囲に配置される多孔質インプラント材の
原料となる多面体粉末２は、まず、図３に示すように、
回転電極法によって直径が約３００μｍのＴｉ−６Ａｌ
−４Ｖ合金の球状粉末４を作り、この球状粉末４をダイ
ヤモンドの成形に用いる多面体アンビルを使用した高圧
プレスで多面体に塑性変形させて得た、図２に示すよう
な、多面体粉末２を用いる。こうして得られた多面体粉
末２と芯材となる同心円柱状丸棒とを予め多孔質インプ
ラント１として必要な形状、たとえば人工歯根の形状に
作られた高純度アルミナ製の型材に装填し、１０−５Ｐ
ａ以下の真空で、温度を１２００℃として１時間焼結し
た。

【００１５】こうして得られたチタン合金製多孔質イン
プラント１を走査型電子顕微鏡で観察した結果を、図１
に示した。この観察結果から、チタン合金製多孔質イン
プラント１では、多孔質状態を保持したまま、各多面体
粉末２が互いに面接触により十分接着されていることが
わかる。

【００１６】また、この発明の多孔質インプラント材１
と従来法による多孔質インプラント体５を比較するため
、図４に示した球状粉末４を用い、上記と同一の焼結条
件、１０−５Ｐａ以下の真空で、温度を１２００℃とし
て１時間焼結し、走査型電子顕微鏡で観察した結果を、
図５に示した。この球状粉末４を用いた従来法の多孔質
インプラント体５では、各粉末４同志が点接触であり、
図１に示した本願の多孔質インプラント材１とで接着面
積に大きな差があることが分かる。

【００１７】したがって、チタン合金製多孔質インンプ
ラント１としての製品強度も高く、また、焼結条件にお
いても従来法に比べて２００℃程度低い温度で焼結する
ことができ、チタン合金を構成する材料自体の劣化を招
くことを防止できる。また、原料粉末として図２に示し
た多面体粉末２に替え、図３に示すような非球状粉末３
を用い、同様にして多孔質インプラントを焼結して得た
場合にも、同様の効果を得ることができる。

【００１８】なお、上記実施例では、多孔質インプラン
ト材をチタン合金製インプラントに適用した場合で説明
したが、多孔質でかつ強度が必要とされる多孔質インプ
ラント材に広く適用できる。また、この発明の要旨を変
更しない範囲で、構成要素に変更を加えるようにしても
良い。

【００１９】

【発明の効果】以上、実施例とともに具体的に説明した
ように、この発明の多孔質インプラント材によれば、原
料粉末自体を多面体粉末または非球状粉末として多孔質
に焼結するようにしたので、各粉末同志の接触が面接触
となり、面接触による拡散によって粉末同志の接合がで
き、十分な接合強度を得ることができるとともに、球状
粉末のままの焼結に比べて焼結温度を低く、あるいは短
時間にでき、材料の劣化を防止することができる。した
がって、この多孔質インプラント材によれば、品質の良
い人工歯根、人工骨などを省エネルギ、低コストで製作
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の多孔質インプラント材の電子顕微鏡
による観察図である。

【図２】この発明の多孔質インプラント材で用いる多面
体粉末の電子顕微鏡による観察図である。

【図３】この発明の多孔質インプラント材で用いる非球
状粉末の電子顕微鏡による観察図である。

【図４】球状粉末の電子顕微鏡による観察図である。

【図５】従来の球状粉末を用いたインプラント材の電子
顕微鏡による観察図である。

【符号の説明】

１　　チタン合金製多孔質インプラント２　　多面体粉
末 ３　　非球状粉末 ４　　球状粉末 ５　　従来の多孔質インプラント材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　多面体粉末または非球状粉末を焼結し
   て多孔質に成形したことを特徴とする多孔質インプラン
   ト材。