JPH0449972A - 生体硬組織代替体および複合成形体の製造方法 - 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、生体硬組織代替体と、この代替体に好適な複
合成形体との製造方法に関する。

〈従来の技術〉 生体の欠損部分の機能および形態を修復するために、種
々の補填・修復材が用いられている。

生体用の補填・修復材としては、人工歯根、歯冠、人工
骨、人工関節等の人工骨に類するものや、人工歯冠等が
代表的に挙げられ、これらは生体硬組織代替体と総称さ
れている。

これらの生体硬組織代替体には、機械的強度、靭性、生
体内での安定性などが要求され、また、生体との親和性
が高いことが好ましい。

さらに、人工骨類はそれぞれの患者に合わせてオーダー
メートされる必要があるため、成形が容易であることも
重要である。

このような場合、生体親和性とは、生体硬組織代替体を
埋込・留置した周囲の生体組織との馴染み・折り合いの
良さを意味し、例えば、生体親和性が高い材料は、周囲
の組織から異物と判定されることが少なく、特に人工骨
類に用いられた場合は、周辺の遺骨を促進して自身と骨
組織とを強固に結合することができる。

現在用いられている人工骨類材料のうち、機械的強度、
生体内安定性が高いものとしては、Ｔｉ、Ｚｒ等の金属
、これらを含む合金、あるいはアルミナ、窒化ケイ素、
ジルコニア等のセラミックスが挙げられる。

ところが、機械的強度、生体内安定性が高いこれらの材
料は、生体親和性が低く、すなわち、生体組織と同化す
る性質をもたないため、治癒期間が長くなり、また、生
体との接着性も不十分である。　また、役割が終了した
のちは、除去するための手術を行なう必要がある。

一方、生体親和性が高い材料としては、バイオガラス、
アパタイト（特に水酸アパタイト）、第３リン酸カルシ
ウム、リン酸カルシウム結晶化ガラスなどが知られてお
り、骨は有機成分を除くとほぼアパタイトから構成され
ているため、アパタイトの生体親和性は特に良好である
。

ところが、生体親和性が高いこれらの材料は、機械的強
度および靭性が低い。　例えば人工歯根では、咀噌時に
通常３０　ｋｇ／ｃｍ”程度、最大３００　ｋｇ／ｃｍ
”にも達する圧力が加わるため、アパタイト製の人工歯
根は耐久性に不安がある。

一方、本発明者らは特願平１−１４２０５８号にて、Ｃ
ａＯおよびＳｉＯ□を必須成分とし、所望に応じＭｇＯ
を含有するセラミックスのうち、ディオプサイドやウォ
ルストナイト等が、体液と接触するとその接触部分にリ
ン酸カルシウム系化合物を生成し、非リン酸カルシウム
系セラミックスであるにもかかわらず、良好な生体親和
性、特に生体活性を示すことを見い出した。

上ｇ己セラミックスは、リン酸カルシウム系セラミック
スの特性である生体親和性を損なわずに、リン酸カルシ
ウム系セラミックスの弱点である機械的強度、靭性の低
さを補完し得るので生体硬組織代替体材料として好まし
い。

ところで、この提案によれば、上記セラミックスは、１
１００〜１５５０℃の範囲の温度で焼成して焼結体とす
るか、これを粉砕し、異種材料表面に、溶射法、溶着法
、溶解法およびスパッタ法などにより、基材上に接合さ
れる。

従って、複雑な形状の生体硬組織代替体な得るだめには
、焼結体を研削加工しなければならず、加工性が悪いと
いう欠点がある。

また、このセラミックスを基材上に接合するときには、
接合力が十分ではなく、繰り返し使用に際して、境界面
での剥離現象が起こるだけでなく、被膜厚にバラツキを
生じて不安定であり、複雑な形状の成形が困難であるな
どの欠点を有している。

従来、セラミックスの成形は、焼結によるしかないと考
えられてきた。　　しかし、セラミックスでも、金属同
様、鍛造、押し比し、圧延などの塑性加工を行なう試み
がなされてきている。

しかし、セラミックスの塑性加工には融点の６０％程度
以上の高温が必要であり、材料によっては２０００℃に
も達する。

ところが、超塑性を示すセラミックスは、Ｊｏｕｒｎａ
ｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＪＳＴＰ　ｖｏｌ、２９　Ｎｏ、３
２６（１９８８−３）、セラミックス２４　（１９８９
）Ｎｏ、　２、鉄と鋼第７５巻（１９８９）第３号等に
記載されているように、焼結温度あるいは鍛造温度より
もはるかに低い温度、例えば５００℃程度低い温度にお
いて、低応力で１０倍にも及ぶ巨大な延性を示す。

従来、超塑性を示すセラミックスとして知られている代
表的な材料は、Ｙ　−Ｔ　Ｚ　Ｐ　（Ｙｔｔｒｉａ−ｓ
ｔａｂｉｌｉｚｅｄ　Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ　Ｚｒ０ａ
　Ｐｏ１ｙｃｒｙｓｔａｌｓ）、ＺｒＯ＊−Ａβ、０．
系であり、その塑性変形を利用して、押し出し加工、薄
板成形などが試みられている。　また、超塑性により同
材質同士を拡散接合する提案もなされている。

また、アパタイト等のリン酸カルシウム系セラミックス
においても超塑性加工が可能である旨の提案がなされて
いる。

しかしながら、ディオプサイド等においては、超塑性に
関する検討は行なわれていない。

本発明者らは、ディオプサイド等の非リン酸カルシウム
系セラミックスでも、超塑性現象が発現することを見い
出した。

他方、本発明者らは、アパタイト等の生体活性セラミッ
クスに、高強度の無機質フィラー等を分散させ、機会的
強度を高めた複合焼結体を得た場合、このものも超塑性
加工可能である旨を見出している。

そして、特願平１−１６８３７３号にて、リン酸カルシ
ウム系セラミックスのマトリックス中に無機質フィラー
を含有する複合焼結体を、例えば異種材料に超塑性接合
する旨を提案している。

しかし、超塑性加工による接合方法として、通常の押し
出し、型押し等を行なうときには、基材−セラミックス
間に空隙が生じたりして接着性が低下して、接着力が十
分でなかったり、被覆厚にバラツキを生じたりして、複
合成形体間の品質のバラツキが生じたりする。

また、複雑な形状の成形が難しく、特に複雑な形状では
、上記の品質のバラツキは倍加する。

そして、複雑な形状のときには、工程数も増加する。

そして、型やパンチの摩耗も生じる。

また、一つ一つ成形を行なうので、大量生産には不向き
である。

本発明では、生体活性セラミックス、殊にリン酸カルシ
ウム系セラミックス生体硬組織代替体の機械的強度およ
び靭性の低さを改善・向上し得る材料として、第１に、
ＣａＯおよび５ｉＯｉを必須成分として含有し体内での
リン含有水溶液との接触により、リン酸カルシウム系化
合物を生成し得るセラミックスを選択する。　また、第
２に、リン酸カルシウム系セラミックスのマトリックス
に無機質フィラーを配した複合焼結体を選択する。

そして、これらを容易、簡便に、接合加工等の成形がで
きる生体硬組織代替体や、この代替体に好適な複合成形
体の製造方法を提供することを目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、下記（１）〜（９）の本発明によっ
て達成される。

（１）ＣａＯおよびＳ　ｉ　Ｏ２を必須成分として含有
し、リン酸カルシウムを実質的に含有せず、リン含有水
溶液との接触により、リン酸カルシウム系化合物を生成
し得るセラミックスに超塑性加工を施すことを特徴とす
る生体硬組織代替体の製造方法。

（２）前記セラミックスがＣａＯおよびＳｉｎｇの必須
成分に加えてＭｇＯを含有する上記（１）に記載の生体
硬組織代替体の製造方法。

（３）前記セラミックスが、ディオプサイド領域、ウオ
ラストナイト領域、アーケルマナイト領域、そンティセ
ライト領域、エーライト領域またはペライト領域の組成
を有する上記（１）または（２）に記載の生体硬組織代
替体の製造方法。

（４）前記セラミックスがディオプサイド組成またはウ
オラストナイト組成を４０ｖｏｌ％以上含有する上記（
３）に記載の生体硬組織代替体の製造方法。

（５）前記セラミックスと異種材料とを超塑性加工によ
り接合する上記（１）ないしく４）のいずれかに記載の
生体硬組織代替体の製造方法。

（６）ＣａＯＪよびＳｉ　Ｏｚを必須成分として含有し
、リン酸カルシウムを実質的に含有せず、リン含有水溶
液との接触により、リン酸カルシウム系化合物を生成し
得るセラミックスまたは リン酸カルシウム系セラミックスのマトリックスに無機
質フィラーを分散した複合焼結体と、 異種材料とを。

熱間静水圧プレス法を用いた超塑性加工を施して、接合
することを特徴とする複合成形体の製造方法。

（７）前記異種材料を加工して、前記複合成形体とほぼ
同一の形状の芯材を得、 この芯材に、前記セラミックスまたは前記複合焼結体を
被嵌して、熱間静水圧プレスする上記（６）に記載の複
合成形体の製造方法。

（８）ＣａＯおよびＳｉＯ□を必須成分として含有し、
リン酸カルシウムを実質的に含有せず、リン含有水溶液
との接触により、リン酸カルシウム系化合物を生成し得
るセラミックスまたは リン酸カルシウム系セラミックスのマトリックスに無機
質フィラーを分散した複合焼結体と、 前記異種材料とを、 超塑性加工により接合して生体硬組織代替体を得るにあ
たり、 前記異種材料を加工して、前記複合成形体とほぼ同一の
形状の芯材を得、 この芯材に前記セラミックスを被嵌して、これを熱間プ
レスして接合することを特徴とする複合成形体の製造方
法。

（９）前記芯材に被嵌した前記セラミックスまたは複合
焼結体を、セラミックス粉を介して熱間静水圧プレスま
たは熱間プレスする上記（７）または（８）に記載の複
合成形体の製造方法。

〈発明の具体的構成〉 以下本発明の具体的構成を詳細に説明する。

本発明の第一の態様では、ＣａＯおよび５ｉＯ＝を必須
成分として含有し、リン含有水溶液との接触によりリン
酸カルシウム系化合物を生成し得る非リン酸カルシウム
系組成のセラミックスを用いる。

従来、これらＣａＯおよび５ｉＯ−を必須成分として含
有するセラミックスが超塑性加工を示すという報告はな
されていない。

このようなＣａＯおよび５ｉＯ−を必須成分とし、リン
酸カルシウムを実質的に含有しないセラミックス中にお
けるＣａＯとＳｉＯ□の割合は、重量比で１：４ないし
６：１、好ましくは１：３ないし２：１の範囲内である
。

この範囲を逸脱すると、強度や生体親和性が低下してく
る。

このようなセラミックスは、全重量に基づき３５重量％
以下の範囲で、ＭｇＯを含有することができる。　この
ＭｇＯを含有させることにより、一般に焼成温度を低く
しつつ骨との癒着性を向上させることができる。

ＣａＯおよび５１０ｇを必須成分とするセラミックスの
組成としては、ＣａＯ１０〜９０ｗｔ％、特に７〜７７
ｗｔ％、　Ｓ　ｉ　Ｏｘ　１０〜８０ｗｔ％、特に２３
〜７０ｗｔ％およびＭｇ００〜３５％のものを用い得る
が、 好ましくはＣａＯ７〜６５ｗｔ％、Ｓｉ０ｇ４０〜７０
ｗｔ％およびＭｇＯ０〜３５ｗｔ％とすることが好まし
い。

そして、ＣａＯ７〜４０ｗｔ％、５ｉＯａ４５〜７０ｗ
ｔ％およびＭｇ０８〜３５ｗｔ％の領域とすれば、さら
に好ましい結果を得る。

このようなセラミックスは、リン含有水溶液、例えば擬
似体液または体液と接触した場合、その接触面に８いて
リン酸カルシウム系化合物、例えばヒドロキシアパタイ
トを生成するという点で特徴づけられる。

このような特徴を有することにより、これを生体内に嵌
植した場合、生体骨との接触面に、生体親和性の良好な
アモルファスなリン酸カルシウム系化合物が均一かつ迅
速に析出し、新生骨の生成を促進する。

しかも、このようにして形成された生体骨との結合部は
、組成中の成分が傾斜構造を形成し、結晶的にもインブ
ラントと生体骨の間で連続したものとなっているので、
非常に強固な結合を生じる。

本発明で用いるセラミックスの組成としては、例えばデ
ィオプサイドＣａ０・２　Ｓ　ｉ　Ｏｔ・ＭｇＯ，ウオ
ラストナイトＣａＯ・５ｉＯｔ、エーライト３ＣａＯ・
Ｓｉｎ、　　ペライト２　Ｃａ　Ｏ・Ｓ　ｉ　Ｏｍ、ア
ーケルマナイト２ＣａＯ２Ｓ　ｉ　Ｏ＊　　・ＭｇＯ、
モンティセライトＣａＯ１Ｓｔｏｗ　　・ＭｇＯ、ホル
ステライト、プロトエンスタタイト、トリジマイトなど
の領域を挙げることができる。

このうち、好ましいのはディオプサイド、ウオラストナ
イト、エーライト、ペライト、アーケルマナイト、モン
ティセライトの各領域内のものである。

そして、中でも、特に１２００〜１３５０℃という比較
的低温で焼成しつるディオプサイド領域のもの、ウオラ
ストナイト領域のものを主体とするセラミックスは生体
親和性が高く有利であり、セラミックス中にディオプサ
イド組成を含み、特にディオプサイド領域の組成のもの
は、生体親和性と曲げ強度が高い。

第７図の状態図には、Ｃａ　Ｏ−Ｍ　ｇ　Ｏ−３１０ｇ
系セラミックスにおけるディオプサイド領域、ウオラス
トナイト領域等諸領域が示される。

本発明におけるＣａ０Ｊよび５ｉＯａを必須成分とする
セラミックスは、上記ディオプサイドおよびウオラスト
ナイトの組成の相、特にディオプサイドの相を４０　ｖ
ｏＬ％以上、特に５０ｖｏｌ％以上、さらには７０〜１
００　ｖｏｌ％含有していることが好ましい。

これらの相の含有量は粉末Ｘ線回折法により測定するこ
とができる。

このようなセラミックスは、酸化カルシウム、酸化ケイ
素、酸化マグネシウムを所定の割合で混合し、仮焼した
のち、この仮焼物を粉砕し、再度焼成することによって
得られる。

この場合、これらの酸化物の代わりに焼成条件下でこれ
らの酸化物を生成しつる物質、例えばカルシウム、マグ
ネシウムの炭酸塩、重炭酸塩、水酸化物やケイ酸などを
用いてもよい。

これらの原料は、粉末状、顆粒状のほか、スラリーまた
は溶液として用いることができる。

これら個々の成分に対応する原料を用いる代わりに、あ
らかじめ形成されたディオプサイドＣａＯ・２ＳｉＯｉ
　・ＭｇＯないしその領域の組成物を粉砕して用いるこ
ともできる。

また、例えばディオプサイド領域の組成をもつセラミッ
クスを製造する際、酸化カルシウム、酸化マグネシウム
および酸化ケイ素の供給原料のいずれかを過剰に用いる
と、ディオプサイド以外のもの、例えばウオラストナイ
ト、ホルステライト、アーケルマナイト、プロトエンス
タタイト、トリジマイト、ペライトなどが副生ずるが、
このような混合物もそのまま用いることができる。

なお、上記セラミックスには、添加剤を配合して、Ｐｘ
　Ｏｓ　、Ｔ　ｉ　Ｏｘ　、　ＡＲ，＊　Ｏｓ、Ｎａａ
　Ｏ，Ｋｍ　ＯおよびＢ、０．を５ｗｔ％以下含有させ
ることもできる。

このようなセラミックス用原料を粉末とし、ボールミル
、振動ミル、自動乳鉢、ミキサージュウサー、サンドミ
ル、泡立て器などの混合機等によりよ（混合したのち、
５０〜３００℃で１０分ないし１００時間乾燥し、次い
で５００〜１６００℃、好ましくは８００〜１６００℃
で１０分ないし２００時間仮焼きする。　このようにし
て得た仮焼物を粉砕し、必要に応じポリビニルアルコー
ルのようなバイングーを加えてプレス法、スリップキャ
スティング法などで所望の形状に成形したのち、乾燥し
、これを８００〜１６００℃、好ましくは１１００〜１
５５０℃の範囲の温度で焼成する。

この際の原料粉末の粒度はＢＥＴで通常は０．５謹嵩／
ｇ以上、好ましくはｌ　ｒａ”７ｇ以上、より好ましく
は３ｍ″７ｇ以上にする。

また、成形圧としては、１〜３０００　ｋｇ／ｃｍ”が
用いられる。

焼成時間は通常１０分ないし２０時間である。　また、
焼成は常圧で行なわれるが、必要ならば加圧下で行なう
こともできる。　この際の圧力は通常１０〜３０００　
ｋｇ／ｃｍ”の範囲で選ばれる。

このようにして得られたセラミックスの平均グレインサ
イズは、１０−以下、より好ましくは０．００５〜１−
以下であることが好ましい。

また、相対密度は７０％程度、好ましくは９０％以上、
特に９９．５％以上の緻密なものとすることが好ましい
。

これにより、８００℃以上１６００℃程度以下の温度範
囲で超塑性現象が発現する。

なお、平均グレインサイズは、走査型電子顕微鏡によっ
て測定すればよく、具体的には平均グレイン面積から、
これを円と仮定してその平均直径を求め、これを平均グ
レインサイズとする。

焼成に際しては、材料を緻密化するためホットプレスあ
るいは熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）を行なうことが好ま
しい。

また、雰囲気は不活性ガス中、エア中、水素中、真空中
などいずれであってもよい。　また、焼成に際し、５０
〜３００℃で０．０５〜３０時間程度の仮焼を行なって
もよい。

また、機械的強度を向上させるために超塑性を損なわな
い範囲内で焼結体内にウィスカーを含有させることがで
きる。

このような焼結体は、また独立気孔および連続気孔を有
する多孔質体として形成することもできる。

多孔質体を形成する場合は、従来のリン酸カルシウム系
材料と比べ、強度が高いために、気孔径、気孔率範囲を
比較的自由に選択でき、高い生体親和性を得ることがで
きる。　この多孔質体は、通常、気孔径５〜２０００ｐ
、好ましくは１０〜１０００μ、気孔率１０〜８０％、
好ましくは２０〜７０％、さらに好ましくは２５〜６０
％を有するものとして形成される。

このものは多孔質セラミックスを製造する際の常法に従
い、原料中に熱分解性物質または有機質繊維などを混入
し、焼成することによって製造される。　このようにし
て得られる多孔質の材料は、通常１０ＭＰａ以上、多（
の場合１５ＭＰａ以上の圧縮強度を有する。

このようなセラミックスは、所要の形状のブロック等で
あってもよく、また骨欠損部に充填する等のための顆粒
であってもよい。

次に、第２の態様においては、リン酸カルシウム系セラ
ミックスのマトリックスに無機質フィラーを配した複合
焼結体を用いる。

複合焼結体におけるセラミックスマトリックスを構成す
る材料は、生体活性が高く、生体インブラント用材料と
して好適な、リン酸カルシウム系化合物である。

リン酸カルシウム系化合物としては、例えばリン酸三カ
ルシウムＣａ　−（Ｐ　Ｏ、）＝、Ｃａ、０（ＰＯ４）
ｆｌ　Ｘｘ　　［ｘは、ＯＨ、ハロゲン、ＣＯ８等］の
ヒドロキシアパタイト、フッ化アパタイト、塩化アパタ
イト、炭酸アパタイト等のアパタイト系などが挙げられ
、このものは単独で用いてもよいし、また２種以上の混
合物として用いてもよい。

これらの中で、アパタイト系、特にヒドロキシアパタイ
ト、フッ化アパタイトが好ましく、これらアパタイトと
しては、乾式法または湿式法による合成アパタイトでも
よいし、各種を推動物の骨、歯から回収された生体アパ
タイトでもよい。　例えば、乾式法としては、９００〜
１３００℃の高温下の水蒸気気流中でリン酸カルシウム
と過剰のＣａＯを反応させる方法等が挙げられる。

本発明で用いるリン酸カルシウム系化合物は、カルシウ
ム対リンの原子比（Ｃａ　／　Ｐ　）が１．６以上、特
に１．６５以上、１．７５以下の範囲のアパタイト、特
にヒドロキシアパタイト、フッ化アパタイトであること
が特に好ましい。

このうち、ヒドロキシアパタイトは、特に生体活性が高
い。

これらリン酸カルシウム系化合物等のマトリックスを形
成する物質は、一般にＯ，１〜１０００Ｍの粉末または
０．１〜３ｍｍ程度の顆粒状で用いられる。　また、Ｂ
ＥＴ値は０．０１〜３００　ｍ”／ｇ程度とする。

本発明の前記リン酸カルシウム系材料を焼成して得られ
たリン酸カルシウム系のセラミックスのマトリックスは
、０．０５〜３０−５特に０．０５〜１０μ、好ましく
は０．０５〜ｌ〇−１より好ましくは０．０５〜２−の
粒径を有することが必要である。

粒径がこれよりも小さいものは製造上困難であり、また
これよりも大きすぎると強度が著しく低下する。　さら
には超塑性加工が困難となる。

次に無機質フィラーについては特に制限はないが、特に
ウィスカー状であることが好ましい。　これにより靭性
が向上する。

無機質フィラーとしては、酸化物フィラー特に酸化ケイ
素、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウム、酸化ジルコニウムの１種以上を含む酸化物、例え
ばアルミナ、ジルコニア、カルシウムシリケート系、ア
ルミニウムシリケート系、アルミニウムシリケートカル
シウム系、カルシウムシリケートマグネシウム系、カル
シウムアルミネート系、マグネシウムシリケート系など
、 窒化ケイ素フィラー 炭化物フィラー、例えば炭化ケイ素ウィスカー、炭化ホ
ウ素ウィスカーの１種以上を含むもの、 カーボンフィラー 金属フィラー、例えばチタン、チタン合金等が挙げられ
る。

特に好ましいものとしては、生体適合性ないし生体親和
性の点で、アルミナ、ジルコニア、アルミニウムシリケ
ートカルシウム系、例えばアノーサイトＣａＯ２ＳｆＯ
ｓ Ａ　Ｑ　ｔ　Ｏ＊　　カルシウムシリケートマグネシウ
ム系、例えばディオプサイドＣａ０・２　Ｓ　ｉ　Ｏｓ
　　・ＭｇＯ，カルシウムシリケート、例えばウオラス
トナイト（ＣａＯ・ＳｉＯ□）である。

これらのうちでは、酸化ケイ素（シリカ）、酸化カルシ
ウム（カルシア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸
化マグネシウム（マグネシア）の１種以上を含む酸化物
、より好ましくはシリカ、カルシア、アルミナの２種以
上、あるいはこれに加えマグネシアを含むもの、特にシ
リカとカルシアとアルミナおよび／またはマグネシアを
含むものが生体活性および親和性の点で好ましい。

特に、Ｓ　ｉ　Ｏｘ　１０〜８０ｗｔ％、ＣａＯ１０〜
９０ｗｔ％、ＭｇＯ０〜３５ｗｔ％、Ａｊ２□０，０〜
３５ｗｔ％を含むアノーサイト領域、ディオプサイド領
域あるいはウオラストナイト領域のものは最適である。

なお、フィラーないしウィスカー材質は、上記の化学量
論組成から多少偏倚したものであってもよい。

この無機質のフィラーないしウィスカーは、複合セラミ
ックス中、通常０．５〜９５重量％、好ましくは５〜７
０重量％、さらに好ましくは１０〜６０重量％、さらに
は１０〜５０重量％、最も好ましくはｌＯ〜４０重置％
の範囲で使用される。

これよりもフィラーの使用量が多くなると、超塑性加工
の加工性が低下し、マトリックス、例えばリン酸カルシ
ウムの望ましい性質、例えばアパタイトの人工骨材とし
ての生体親和性などが低下し、あるいは損なわれる。　
またこれよりも少なくなると圧縮強度等の機械的強度や
靭性が劣化し、加工性や作業性が低下するのを免れない
。

なお、予め形成したフィラーないしウィスカーを用いる
ときには、そのサイズは、後述の焼結体中のフィラーな
いしウィスカーサイズとほぼ同等のものとする。

また、フィラーないしウィスカー原料、すなわち焼成条
件下でフィラーないしウィスカーに変換し、フィラーな
いしウィスカーを形成しつるもの、例えばシリカ、酸化
カルシウム、酸化マグネシウム、アルミナなどのほか、
焼成条件下でこれらの化合物に変換しうるもの例えば炭
酸塩、重炭酸塩、水酸化物なども用いられる。

これらの成分は、粉末状、か粒状の他、スラリー状、水
溶液状で用いてもよい。　この際、粉末状、か粒状では
、一般に、ＢＥＴ値０．０１〜３００ｍ″／ｇ程度とす
る。

これらのものの使用割合としては、所定のフィラー組成
に相当するものであればいずれでもよい。

例えば、マトリックス材料１００重量部に対しＳｔｏｗ
換算０．０５〜８００重量部のシリカ供給成分とＣａＯ
換算０，０５〜６００重量部の酸化カルシウム供給成分
と共に、Ａρｇｏｚ換算０．０５〜６００重量部のアル
ミナ供給成分およびＭｇＯ換算０．０５〜６００重量部
のマグネシア供給成分の中から選ばれた少なくとも１種
を用いるのが好ましい。

これらの成分間の使用割合としては、好ましくは酸化カ
ルシウムを１モルとしたとき、シリカ０．５〜２０モル
、アルミナ０．１〜２０モル、マグネシア０．１〜２０
モルの範囲になるように選択される。

この他、Ｚ　ｒ　Ｏｘ換算２０重量％以下のジルコニア
供給成分およびＳｒＯまたはＢａＯ換算２０重量％以下
の酸化ストロンチウムまたは酸化バリウム供給成分の中
の少な（とも１種を併用してもよい。

例えばディオプサイドのフィラーないしウィスカーを生
成させる場合には、酸化カルシウムを１モルとしたとき
、酸化マグネシウム０．１５〜１４モル、より好ましく
は０．５〜５モル、特に０．８〜２．５モル、さらには
０．８〜１．２モル、シリカ０．５〜ｌＯモル、より好
ましくは２〜５モル、特に２〜３モル、さらには２〜２
．５モルの範囲になるように選択される。

また、アノーサイトのフィラーないしウィスカーを生成
させる場合には、酸化カルシウム１モルに対し、アルミ
ナ０．１〜２０モル、特に０．２〜１．５モル、より好
ましくは０．８〜１．２モル、シリカ１〜１０モル、よ
り好ましくは２〜５モル、特に２〜３モル、さらには２
〜２．５モルとすればよい。

これらの場合、それぞれ個別に加える代りに、フィラー
ないしウィスカー自体を構成する組成物、例えば組成式
Ｃａ０・２ＳｉＯｚＭｇＯに相当するディオプサイド成
分や組成式ＣａＯ’　２ｓｉｏ！　　−Ａｇ２０ｍに相
当するアノーサイト成分などとして加えることもできる
。　これらの成分も、リン酸カルシウム系化合物等のマ
トリックス材料と同じように粉末状、か粒状等で用いら
れる。　ＢＥＴ値は０．０１〜３００　ｍ”／ｇ程度で
ある。

このような原料を用いて、複合焼結体、例えばリン酸カ
ルシウム系結晶等のマトリックス材料５〜９５重量％と
ディオプサイドやアノーサイト等５〜９５重量％とから
なるもの等が得られるが、焼成に際し副生ずるマトリッ
クスやフィラーないしウィスカーも所期の効果を損なわ
ない限り許容される。　例えば上記例示の場合、副生ず
るα−リン酸三カルシウムや、他の酸化物、例えばディ
オプサイドの場合においてはフォルステライト、ウオラ
ストナイト、またアノーサイトの場合においては、他に
アケルマナイトやムライトなどを少量含有していてもよ
い。　これらは、通常マトリックス中に混在する。

なお、ウィスカーを生成させる場合、ウィスカー形成原
材料は、リン酸カルシウム系材料の焼結温度よりも５０
〜４００℃高い焼結温度を有することが好ましい。　そ
して、上記の各材料では、容易にこのような焼結温度と
することができる。

各材料の焼結温度は熱膨張収縮針で収縮率の上昇を観察
することによって容易に測定することができる。

この複合焼結体においてマトリックスを形成するリン酸
カルシウム系のセラミックスは結晶として存在し、フィ
ラーないしウィスカーは、このマトリックス中に分散状
態で存在する。

このフィラーないしウィスカーは、長径０．０５〜３０
μ、好ましくは０．０５〜１５−１より好ましくは０．
０５〜５−１さらに好ましくは０．０５〜３μ、最も好
ましくは０．０５〜２μであることが好ましい。

また、アスペクト比（長径／短径）　１〜１００、特に
１．２〜１００、好ましくは１．５〜１００、より好ま
しくは２〜２０、さらに好ましくは３〜１５であること
が好ましい。

長径がこれよりも小さいとフィラーないしウィスカーと
しての機能が不十分となり、またこれよりも大きいとひ
ずみを生じやすい、　また、アスペクト比が小さくなる
とフィラーとしての機能が小さくなり、また上記よりも
大きすぎるとひずみを生じやすい。

またマトリックス粒径とフィラー長径との比は、１０〜
０．１、好ましくは１．４〜０．２、より好ましくは１
．０〜０．２とする必要がある。

この比がこれよりも大きすぎるとフィラーとしての機能
が不十分となり、高強度化の作用をなさないし、またこ
れよりも小さすぎると焼結時等にひずみを生じやすく、
強度が低下する。

そして、フィラーないしウィスカーは、焼結体断面中に
０．５〜９５面積％、好ましくは５〜７５面積％、より
好ましくは１０〜６０面積％、さらには１０〜５０面積
％、最も好ましくはｌＯ〜４０面積％含有されることが
好ましい。　これよりもフィラー量が減少すると、特に
靭性が低下する。　また、ウィスカー量が多すぎると、
生体親和性が低下し、超塑性が発現しに（くなる。

なお、フィラーないしウィスカーの面積％は、電子顕微
鏡写真から求めればよい。

より具体的には試料断面を鏡面研磨し、これを例えば１
〜５％ＨＣＡ水溶液にてケミカルエツチングする。　あ
るいは、８００℃以上、ウィスカー生成温度以下でサー
マルエツチングする。　次いで、これを走斎型電子顕微
鏡にて観察し、その写真を方眼紙に写しとり、フィラー
ないしウィスカーの面積％を求める。　これを、例えば
５回くり返してフィラーないしウィスカー量とすればよ
い。

次に、このような複合焼結体は以下のように製造される
。

まず、原料としてリン酸カルシウム系材料等のセラミッ
クス粉末を用い、これに所定量のフィラー材を加えるか
、フィラーないしウィスカー　あるいはフィラーないし
ウィスカー原料すなわち焼成条件下でフィラーないしウ
ィスカーに変換し、フィラーないしウィスカーを形成し
つるもの、例えばシリカ、酸化カルシウム、酸化マグネ
シウム、アルミナなどを粉末状で分散剤とともに加える
。

この場合、上記フィラー原料の代りに、焼成条件下でこ
のフィラー原料に変換しつるものを用いてもよいし、フ
ィラー構成組成物、例えばアノーサイトやディオプサイ
ド焼成物を用いてもよい。

また、分散剤はウィスカーやウィスカー原料をリン酸カ
ルシウム系化合物等のマトリックス中に均一に分散させ
るのに役立ち、このような分散剤としては、例えばカル
ボン酸塩型やスルホン酸塩型等のアニオン界面活性剤な
どが挙げられる。

このようにして調製された粉末状混合物を常法例えばプ
レス成形法、スリップキャスティング法などにより所望
の形状に成形し、乾燥後、焼成する。　なお、成形は１
〜１００００ｋｇ／ｃ■３程度にて行えばよい。

焼成条件は、通常の条件とすればよい。

この場合、特にアノーサイトのフィラーないしウィスカ
ーをリン酸カルシウム系に生成させるときには、焼成は
８００〜１５００℃で行うことが好ましい。

また、ディオプサイドおよびリン酸カルシウム系の場合
には、９００−１５００℃で焼成する。

さらに、予め作製したフィラーないしウィスカーを用い
てリン酸カルシウム系を焼成するときには８００〜１６
００℃程度で焼成すればよい。

焼成時間は、通常０．１〜１５時間程度とする。

焼成は５０〜５０００ａｔｓ程度の圧力でホットプレス
や熱間静水圧プレスを行ってもよい。

また焼成に先立って、仮焼を行ってもよい。

この焼成によりリン酸カルシウム系結晶等のセラミック
スマトリックスが生成するか、またはこのものとフィラ
ーないしウィスカーが同時に生成し、リン酸カルシウム
系結晶等のマトリックス中にフィラーないしウィスカー
が分散して含有された複合型焼結体からなり、マトリッ
クスやフィラーないしウィスカーについて所定の適正値
を有する材料が得られる。

このような場合、あらかじめ調製したフィラーないしウ
ィスカーを添加するのではなく、マトリックスの粒状結
晶リン酸カルシウム等と同時にフィラーないしウィスカ
ーを生成させるときには、焼結体中でのフィラーないし
ウィスカーとマトリックスとの結合を強固にすることが
でき、靭性、強度が向上する。

リン酸カルシウム系に、アルミナを含まないディオプサ
イドのフィラーないしウィスカー等を生成させるときに
は、９００〜１５００℃という広範な焼成温度下で形成
しつるため、アルミナに起因する水酸アパタイトのリン
酸三カルシウム化やβ−リン酸三カルシウムのα−リン
酸カルシウム化のおそれはない。

また、アノーサイトのフィラーないしウィスカーも１３
００℃以下で生成させられるので、このようなおそれが
ない。

しかも、これらでは焼成温度を上記の広範な温度域中１
３００℃以下とすることにより、湿式法で得たヒドロキ
シアパタイトを用いても異常粒成長を伴うことなく、生
体活性や親和性が良好で、機械的強度、靭性に優れたも
のとなる。

フィラーないしウィスカーを生成させるときについてさ
らに詳述すれば、焼成により、上言己のとおりフィラー
ないしウィスカー形成原材料ノ焼結温度を、リン駿カル
シウム系材料等のマトリックス材料のそれより５０〜４
００”Ｃ高いものとしておくことが好ましい。

この際、リン酸カルシウム等が先に焼結しはじめるが、
その段階ではフィラーないしウィスカー成分が活性状態
になっていないため、フィラーないしウィスカー成分の
マトリックス中への拡散が起こりにくい、　そのため、
一般にこのような拡散によりそれぞれの組成が変わりや
すくなり、フィラーないしウィスカーが生成しなかった
り、ガラスが生じたりすることがあるが、上記のように
すればこのようなおそれがほとんどなくなる。　すなわ
ち、リン酸カルシウムがある程度焼結してから、次いで
適度の時期にフィラーないしウィスカーが析出し始める
ことになる。

このため、フィラーないしウィスカーがマトリックス成
分を包んで析出してしまうことがない、　また、フィラ
ーないしウィスカーが生成しても、マトリックスが焼結
生成せず十分な密度が得られないなどのトラブルがなく
、十分に実用的な密度が得られる。　また、マトリック
スが必要以上に早く焼結生成することがなく、早期のマ
トリックス形成のためにフィラーないしウィスカーが析
出できなかったり、析出しても大きく歪んでしまうおそ
れがほとんどない。

さらに、本発明においては、リン酸カルシウム系結晶等
のマトリックスのグレインと、無機質フィラーないしウ
ィスカーとの間の一部または全体に、両者に共通してい
るか、あるいは−方に含まれる元素を含有し、好ましく
はその元素が厚み方向に連続的または段階的に濃度勾配
を有する中間層を介在させる場合には、さらに好ましい
結果かえられる。

この中間層の厚さは、３−以下、通常 ｏ、ｏｏｓ〜３μ、好ましくは０．００５〜１．５−１
より好ましくは０．０１〜１．０μ、最も好ましくは０
．０１〜０．２μの範囲内で選ばれる。

また、中間層はガラス相であるか、あるいはガラス相を
含むものであることが好ましい。

このように中間層を形成するには、焼成温度から長時間
にわたって徐冷する、すなわち時間をかけてゆっくりと
冷却することが好ましい。

この際、冷却操作は通常０．２〜ｂ 分、好ましくは０．５〜ｂ した滑らかな冷却速度で行われることが好ましい。

フィラーないしウィスカーとグレイン間に中間層が設け
られることにより、フィラーないしウィスカーとグレイ
ンとの反応が直接生じなくなるために、フィラーないし
ウィスカーが変化して十分な強度が得られなくなること
がないばかりか、フィラーないしウィスカーとグレイン
との密着性が良好になり十分な強度が得られやすくなる
。

さらに、中間層があるために、フィラーないしウィスカ
ーとグレインとの界面のコントロールが容易になり、こ
れらの結果として緻密に強化されて曲げ強度や靭性等の
機械的強度を向上させることができる。

そして、中間層がガラス相を含むことにより、超塑性加
工の加工性が向上する。

さらに、フィラーがウィスカーの場合は、マトリックス
中にて配向度６０％以上、好ましくは７５％以上、より
好ましくは８５％以上にウィスカーが配向したものとす
ることもできる。　配向度が６０％以上となると、材料
の強度が向上する。

配向を行うには、まず、リン酸カルシウム系材料等とウ
ィスカーの混合物にバインダーを配合して、混練する。

　バインダーとしては、通常生体材料の製造に用いられ
ているものであればよく、例えばゴムや熱可塑性樹脂な
どが挙げられる。

バインダーの前記混合物に対する配合割合は通常セラミ
ックス材料の製造に用いられている範囲であればよ（、
通常１０〜５０重量％、好ましくは２０〜４５重量％の
範囲である。　バインダーの割合がこれよりも少なくな
ると配向かしにくくなるし、またこれよりも多くなると
焼成後気孔が多くなるため、生体親和性、ち密度が悪く
なるのを免れない。

次に、このようにして得た配合物や混線物を配向度を６
０％以上に調整することが必要である。　この調整は圧
延処理を繰り返すことにより行うことができる。　この
圧延処理により、針状結晶体であるウィスカーが異方性
化される。　この異方性化を十分なものとするには、圧
延処理を繰り返し、例えば３〜１０回程度行うのが好ま
しい。

圧延方法は、常用のカレンダーロール加工などのロール
圧延加工、プレス加工、押出加工などが用いられ、特に
ロール圧延加工が好ましい、　圧延時の成形圧は２０〜
３００　ｋｇ／ｃａ”、好ましくは５０〜１５０　ｋｇ
／ｃｍ”である、成形圧がこれよりも低くなると十分な
強度が得られないし、またこれより高くしてもより以上
の効果の向上は得られにくい。

このように圧延した板状材料は、そのまままたはさらに
熱間プレスなどの後加工後、上記と同様に焼成すること
によって焼結体を得ることができる。

本発明では、上記のセラミックスあるいは複合焼結体を
超塑性加工により成形する。

この際の加工温度は、５００℃以上で、焼結温度より５
０℃低い温度までの範囲の温度で行なうが、一般に６０
０〜１６００℃程度とすることが好ましい。

超塑性加工は、目的とする生体硬組織代替体ないしイン
ブラントの形状および寸法に応じた型を用い、前記のセ
ラミックス焼結体や複合焼結体を押出加工や型押し加工
などに付すことにより行なわれる。

この際に焼結体および型は焼結体が超塑性を示す温度に
加熱されていることが必要である。

このような成形に用いるセラミックス焼結体、あるいは
複合焼結体は、薄板状、粒状、粉状であることが好まし
い、　この場合、複数の薄板や粒子などを用いた時には
、薄板同士や粒子同士は超塑性加工により接合して界面
では結晶構造が連続するため、接合は極めて強固である
。

前記成形時の圧縮速度、加圧力、変形量は加工方法によ
っても異なるが、通常、圧縮速度０．０１〜５０口／分
程度で、加圧力１〜２０００ＭＰａ、特に１〜５００Ｍ
Ｐａ、より好ましくは１〜１００　ＭＰａとし、変形量
は真ひずみで０．１−１．５程度となる。

また、型押し法では、所定形状例えば歯冠形状などに近
似的に成形されたセラミックス焼結体を用い、これを型
押しすることもできる。

この場合、超塑性による変形量は極めて少なくてすみ、
成形が容易となる。

この他、成形法としては、圧延、引き抜き、製管や曲げ
、せん断、深絞り等のプレス加工を用いてもよい。

このような超塑性加工は、必要に応じ何回か繰り返すこ
ともできる。

このようにして得られた成形体を構成する前記セラミッ
クスや複合焼結体のグレインサイズには、１００％程度
以下の変化しか認められない、　ただし、グレインは、
粒界に沿ってすべり、またグレインの変形を伴ない、グ
レインの配向が観察されることがある。

この他、同種ないし異種材料と、圧接により拡散ないし
固相接合して、複合成形体とすることもできる。

圧接を行なうには、材料を積層して、型およびパンチを
用いて圧接したり、基材材料をパンチとして型中にてセ
ラミックスを押し＄し、逆押し出し等によって圧接した
りすればよい。

あるいは、圧延、引張を、押し出し等と複合して圧接を
行なうこともできる。

これらの超塑性加工も、必要に応じ何回がくり返すこと
もできる。

また、用いる異種材料としては、各種セラミックス、金
属ガラス、あるいはこれらの複合体等が使用可能である この場合、異種材料は、圧接に際して、組成変形を示す
ものでも示さないものであってもよい。　また、超塑性
変形を示すものであってもよい。　超塑性変形を示すも
のでは、３種以上の接合も可能である。

この場合、接合する材料は通常、例えば機械的強度が高
く、基材として機能するものであることが好ましい。

このような超塑性加工により、セラミックス焼結体は成
形加工ないし接合される。

接合の場合、接合強度は、接合する材料の材質によって
も異なるが、１００−１００００ＭＰａ程度が得られる
。

このような場合、ＨＩＰ法を用いて、所定の温度および
圧力で圧接し、拡散ないし、固相接合することが好まし
い。

この際、コート材としての前記非リン酸カルシウム系セ
ラミックスおよび複合焼結体は、超塑性変形する。

ＨＩＰ工程時の加熱および加圧時間は０．　１〜１５０
０ｍｉｎの広い範囲で適宜選定し得る。

第１図〜第３図に、本発明の複合成形体の製造方法の概
略図を示す。

本発明の製造方法では、図示のように、芯材１１、コー
ト材１２としての超塑性セラミックス、型出し固定およ
び加圧媒体としてのセラミックス粉２３、上記３要素を
被包・固定する封入ガラス２４を構成要素として用いる
。

芯材１１の材質としては繰り返し応力に耐え得る、曲げ
強度１５０　ＭＰａ以上で、７００’Ｃ以上の高融点を
有するものを用いることが好ましい。

また、超塑性ＨＩＰ接合に際して、はとんど変形しない
ものが好ましい。

この場合、変形量は１０％以下であることが好ましい。

このような芯材としては、金属またはセラミックスであ
って、生体に無害なものであることが好ましい。

このような金属としては、Ｔ１、Ｗ％ＭＯ１Ａｕ、Ｐｔ
等の金属単体、あるいは、Ｎｉ−Ｃｒ％Ｆｅ−Ｃｒ−Ａ
（１、Ｔｉ−Ｚｒ％Ｎｉ−Ｔｉ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ％Ｔ
ｉ−Ａｎ−Ｖ。

Ｃｏ−Ｃｒ％Ｃｏ−Ｃｒ−Ｍｏ、Ｔ　ｉ　−Ｍｏ等の合
金が好適に用いられる。

この場合、金属芯材は予め表面処理を行なうのが好まし
い、　すなわち、例えば＃２ｏ〜＃４００のスチールシ
璽ットによるブラスト処理や、エツチング処理等により
表面をあらして粗面とする。

このような処理のほかに、プラズマやガスによる溶射法
で、芯材と同種の金属を表面に吹きつけても同様な効果
が得られる。

さらに、塩酸、硫酸、硝酸、シュウ酸等の腐食性の無機
酸および有機酸を、上記処理により得た芯材粗面に塗布
あるいは浸漬して酸処理を行ない、然るのちに、温度３
００〜１０００℃、時間１〜２時間で加工処理を行なう
と金属表面に酸化物が形成される。

このような処理を行なうことによりＨＩＰ法等による接
合の際に、芯材とコート材の境界面が微視的に噛み合う
状態となり、密接度が上がるのでより強い接合力が得ら
れる。

一方、芯材１１をセラミックスから選定するならば、ジ
ルコニア、ＳｉＣ，ＳｉＮ、ＢＮ。

Ａβ霊０１等の高強度セラミックスが好ましい。

本発明では、まず、所定のグレインサイズの前記セラミ
ックスの焼結体ないし複合焼結体を作製してコート材１
２とする。

コート材工２の形状および寸法は、芯材１１の形状、寸
法に応じて決定すればよく特に制限はない、　また、コ
ート材１２の焼結体の平均グレインサイズは、目的とす
る成形体の１〜１０倍程度のものとする。

なお、芯材１工と、コート材１２は、熱膨張率の差が１
０％以内、特に５％以内であることが好ましい。

用いるセラミックス粉２３としては、ジルコニア、アル
ミナ、ＢＮ％ＳｉＣ，ＳｉＮ、ＷＣ１部分安定化ジルコ
ニア等を用い得るが、ＨＩＰ法で行なう超塑性加工温度
以上、好ましくは７００℃以上で溶融しない高温セラミ
ックスが好ましい。

このような場合、セラミックス粉２３の粒子径を選択す
ることにより、超塑性接合された被覆１５の表面粗さは
、粒子径に応じたものとなる。　従って、セラミックス
粉の粒子径は１０〜５００−程度とすればよい。

また、セラミックス粉２３の層厚は０．５〜５０１１１
１程度とすればよい。

用いる封入用ガラス２４としては、シリカガラス、酸化
ホウ素ガラス、ケイ酸塩ガラスホウ珪酸塩ガラス、ゲル
マン酸塩ガラス、リン酸塩ガ、ラス等が使用できる。

封入用ガラス２４の厚さは１００〜５０００Ｐ程度とす
ればよい。

このような各要素を用い、まず、芯材１１を目的用途に
応じて所定の形状・寸法に仕上げ、第１図に示されるよ
うに、これをコート材１２としての円筒形状のセラミッ
クス焼結体あるいは複合焼結体の中に嵌入収納する。

この際に、コート材１２の膜厚は、一般に１０ｍｍ以下
、特に１０−〜３ｍ−とすることが好ましい。

そして、芯材１１と、円筒形状のコート材１２の空隙は
、０．３ｍｍ以下と、できるだけ狭小なものとすること
が好ましい。

ここで、芯材１１は最終製品形状と同一の形状とする。

　例えば、芯材１１の表面には、用途に応じ、凹凸形状
等が形成されていたりするものであり、図示例では、円
柱体のほぼ中央部に溝が形成されている。

この場合、芯材１１の加工は、焼結、鋳造、研削等によ
ればよい。

一方、コート材１２は、最終製品とほぼ同一の外形形状
であるが、図示のように、その表面凹凸形状を省略した
外径輪郭形状の簡易な形状とされている。

このようにすることにより、芯材１１を加工するのみで
、コート材は簡単な形状とすることができるので、生産
性が向上する。　また、簡易な形状とすると肉厚が均一
にできるので、得られる被覆厚も一定となる。

なお、コート材を造る工程を省略して、コート材材質の
セラミックス焼結体や複合焼結体の粉末を溶媒に溶かし
、直接芯材に塗布乾燥したり、これを溶射したり、ある
いはペーストを塗布焼成したり、さらにはスパッタ等し
たりして被覆し形成した後、超塑性加工を施してもよい
。

被覆法として用いる溶射法は、通常プラズマやガスが用
いられ、溶射する被覆層材料は粒度＃５０〜５００のも
のが好ましい、　粒度が＃５０未満では溶射時の流動性
が低下するし、また＃５００を超えると基材に被着しに
くくなる。

また、溶着法は、被覆層材料としてセラミックスとガラ
スを水等で混合したペーストを基材に塗布し、これを焼
成して溶着する。

焼成温度ガラスの軟化温度以上で、通常４００〜１００
０℃で行なう。

ガラスとしては、例えばシリカ系、ホウ酸塩系、ケイ酸
塩系、ホウケイ酸塩系、リン酸塩系などのものが挙げら
れ、特にホウケイ酸塩系ガラスは処理温度が適当なので
好ましい。

ガラスの配合量は被覆層材料全量に対し５〜８０重量％
、好ましくは１５〜６０重量％の割合で配合される。　
この配合量が５重量％未満では被着性が低下するし、ま
た８０重量％を超えると生体親和性が低下する。

また、溶解法は、コート材材料を塩酸、硫酸、硝酸など
の媒体に溶解、飽和させた溶液を用い、これを塗布した
り、この中に浸漬するなどして基材に被膜を施し、加熱
するものである。

加熱処理は好ましくは３０℃以上の温度で不活性ガス中
で行なわれる。　加熱温度が３００℃未満では被着付が
低下する。　また１０００℃を超えると基材の中で劣化
するものが生じ、使用しつる基材が制約される。

またスパッタ法による場合は、ターゲットをスパッタリ
ング装置に取付け、一定時間プレスバッタを行ない、次
いで基材を加熱し、本スパッタを行なう。　プレスパツ
タ時間は通常５〜６０分、本スパッタは膜厚に応じ時間
を定める。　加熱温度は２０〜５００℃で通常行ない、
スパッタ後、１００〜１３００℃で熱処理を行なう。

次に、第２図に示されるように、嵌着した芯材１１とコ
ート材１２の周囲を、セラミックス粉２３で被い、さら
に、セラミックス粉２３の周囲を封入用ガラス２４で被
包する。

これを通常のＨＩＰ装置内に装填して、加温、加圧を行
なうことにより、芯材１１とコート材１２は強固に接合
され、芯材１１上に被覆１５が形成される。

成形完了後、封入用ガラス２４を割り、複合成形体１を
とりだす。

この際、芯材１１はほとんど変形せず、その外形形状ど
おりに、均一膜厚の被覆１５が形成されている。

この際、ＨＩＰ法による等方的な加圧が行なわれるので
、接着不良はきわめて少ない。

なお、複合成形体１の被覆１５の厚さは、ＩＩＵ〜１０
１層、特に１μ〜５ａ＋ｍ、より好ましくは１０μ〜３
ｍｍが好ましい。

そして、このように比較的厚い膜厚としても、被覆１５
の剥離は生じない。

また、表面は、セラミックス粉２３の粒度を調整するこ
とにより、鏡面とすることも、粗面とすることもできる
。

特に、表面積を高め、生体活性を向上させるために、ｌ
’？ａ＋ａｘｌｏ〜５ｏｏｕ程度の粗面とすることがで
きる。

以上は、ＨＩＰ法を用いた超塑性接合について述べてき
たが、本発明では、予め形状加工して、得ようとする成
形体１とほぼ同一の形状の芯材１１を得、これに被嵌で
きる簡易な形状のコート材１２を用いるかぎりにおいて
、ホットプレス（ＨＰ）法を用いて接合してもよい。

ＨＰ法においては、芯材１１にコート材１２を被嵌した
後、これを前記セラミックス粉２３内に埋入し、これを
型内に収納し、パンチングすることが好ましい。

型としては、前記セラミックス粉と同材質を用いること
が好ましい。

これにより、ＨＩＰ法と同等程度までの接着性が得られ
る。

このような本発明の生体硬組織代替体は、少なくとも一
部が生体内に留置されて用いられるもの、例えば、人工
歯根、歯冠等の歯科材料、人工骨、人工頭蓋骨、人工耳
小骨、人工顎骨、骨置換材料、人工関節、人工鼻軟骨、
骨折固定用材料、人工弁、人工血管などに好ましく適用
できるが、この他透析用シャント等の経皮埋火機器、ペ
ースメーカー等の生体内埋め込み機器、その他、生体内
留置機器等の医療機器にも適用できる。

以下、本発明の複合成形体を、人工歯根および歯冠に適
用する場合について説明する。

第４図に、本発明の好適実施例である人工歯根および歯
冠な示す。

第４図は、歯槽骨７に埋入された人工歯根３に、緩衝材
５を介して接着材６．７により歯冠４が接着された状態
を示す。

人工歯根３は、歯根基材３１表面に歯根被覆層３２を有
し、人工歯根３の外周側面には、必要に応じて突起３３
が形成される。

突起３３は、歯槽骨７１と人工歯根３との間に間隙を形
成する作用を有する。　人工歯根３は、歯槽骨７１と直
接結合するのではなく、人工歯根３の周囲に形成される
新生骨と結合する。

このため、突起３３を設けることにより新生骨の成長が
促進され、人工歯根３と歯槽骨７１とを強固に結合させ
ることができる。

突起３３の形状に特に制限はなく、人工歯根３の周側面
にリング状あるいは螺旋状に存在してもよく、孤立した
突起を複数設けてもよい。

突起３３の高さは、１００−〜３■程度とすることが好
ましい。

歯根基材３１の形状および寸法に特に制限はなく、前記
のとおり、目的とする人工歯根１の形状および寸法に応
じた形状とし、好ましくは、突起３３に応じた突起を有
する。

歯根基材３１は、前記のとおり、機械的強度や靭性が高
い無害な材質で構成されることが好ましいが、特にチタ
ン、チタン合金、ジルコニア、単結晶アルミナ（サファ
イア）が好ましい。

歯根基材３１表面には、歯根被覆層３５が設けられる。

歯根被覆層３２は、上記のようにして製造された前記の
材質から構成され、超塑性加工により歯根基材３１と接
合されたものである。

すなわち、上記超塑性材料焼結体のコート材は、一端を
封止された円筒状であって、基材３１に嵌合可能なもの
であることが好ましい。

なお、用いるコート材の厚さは、特に１０μ〜１０ｓ■
が好適である。

そして、上記の超塑性加工により、コート材１２は、芯
材１１としての基材３１の外径に沿って超塑性変形する
と同時に、歯根基材３１と隙間なく接合し、均一な厚さ
の歯根被覆層３２が形成されることになる。

このようにして形成される歯根被覆層３２は、人工歯根
３の少なくとも生体と接触する表面、例えば第３図にお
いては、歯槽骨７１、歯肉上皮７２および上皮下結合組
織７３と接触する表面に存在していることが好ましい。

歯根被覆層３２の厚さは、好ましくは１μ〜５　ｍｍ、
より好ましくは１０−〜２ａ＋ｍである。

このような構成を有する人工歯根３の形状に特に制限は
な（、円柱状、楕円柱状、角柱状、ブレード状等のいず
れであってもよい。

また、前記のとおり、突起３３を設けることが好ましい
。

人工歯根３の寸法は、通常、最大径２〜２０１１ｆｆｌ
、高さ３〜５０ａ＋ａ＋程度であり、各種規格に基づい
て決定すればよく、また、必要に応じ適当な寸法として
もよい。

なお、本発明は、第４図に示されるような１ピース型に
限らず、ボストコアを有する２ピース型の人工歯根、あ
るいは３種以上の構成部材を有する多ピース型の人工歯
根にも適用することができる。　これらの人工歯根にお
いても、少なくとも生体と接触する表面にリン酸カルシ
ウム系セラミックスの被覆層が存在していればよい。

次に、歯冠４について説明する。

歯冠４は、歯冠基材４１の表面に歯冠被覆層４５を有し
て構成される。

歯冠被覆層４２は、上記のようにして製造された前記の
材質から構成され、超塑性加工により歯冠基材２１と接
合さたものである。

なお、用いるコート膜の厚さは、目的とする歯冠被覆層
２２の厚さおよび外形形状に応じて適当に決定すればよ
い。

歯冠基材４１の形状に特に制限はなく、例えば、人工歯
根が嵌入する穴部を底面に有する柱状または錐状等であ
ってよく、あるいはこれらを組合せた形状であってもよ
い。

歯冠基材４１の上面は平坦であってもよいが、目的とす
る歯冠形状に相似の形状に成形されていることが好まし
い。

すなわち、歯冠の形状は、例えば切歯用であるか臼歯用
であるかによって大きく異なるため、切歯あるいは臼歯
と相似の形状に成形された歯冠基材４１を用いれば、前
記超塑性材料焼結体の変形量が少なくて済み、成形が極
めて容易になる。

歯冠基材４１の材質は、歯根基材の材質として上記した
ものから選択すればよい。

このようにして形成される歯冠４は天然歯に近似した外
観を有し、また、生体親和性を有するため１審美性を高
めるためおよび歯肉上皮７２に悪影響を与えないために
、歯冠基材４１の全面を覆っていることが好ましい。

また、歯冠被覆層４５の厚さは、１ｍｍ５ｍｍ程度とす
ることが好ましい。

このような構成を有する歯冠４は、第４図に示される重
上式に限らず、二重上式の外遊に適用することもできる
。

人工歯根３および歯冠４は、緩衝材５を介して接着材６
．７により接着されることが好ましい。

緩衝材５は、咀喘、歯ぎしり等の際に人工歯根３に加わ
る衝撃を緩和する作用を有する。

緩衝材５を介して歯冠４を接着することにより、歯冠４
に天然歯と同程度の動揺を保証することができる。

緩衝材５は、合成ゴム等で形成され、厚さは０．０１〜
４ｍｍ程度であることが好ましい。

接着材６．７には、通常の歯科セメントを用いればよい
。

なお、本発明の人工歯根は、第４図に示されるように歯
冠と組合せる形態で用いられる骨内インブラント等の他
、天然歯内に人工歯根を埋火する菌内骨内インブラント
にも好適である。

また、総入れ歯用、部分入れ歯用およびフリースタンデ
ィング用のいずれにも好適である。

さらには、人工骨等各種インブラントにも好適である。

本発明の人工歯根および歯冠を使用するに際し、これら
と組合せて用いられる歯冠および人工歯根は、必ずしも
リン酸カルシウム系セラミックスの被覆を有している必
要はなく、通常の歯冠および人工歯根と組合せた場合で
も本発明の効果は実現する。

〈実施例〉 以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明を更に詳細
に説明する。

［人工歯根の作製］ 実施例１ 平均粒径１．０−のディオプサイドを、３００　ｋｇ／
ｃｍ”で−軸プレスしたのち、２０００ｋｇ／ｃ＠”で
ＣＩＰを行なった。

次いで、大気中、１０００℃で仮焼したのち、アルゴン
ガス中、１１５０℃、２０００ｋｇ／ｃｍ”で２時間Ｈ
ＩＰ焼成し、円柱状焼結体を得た。

得られた円柱状焼結体の寸法は径４ｍｍ、高さ８ｍｍで
あった。　また、相対密度は９９．９％、平均グレイン
サイズは１．１μであった。

なお相対□密度は、アルキメデス法により測定し、また
焼結体を粉砕して得た粉体（５ｍ”／ｇ）の真密度を測
定し、両者の比率として求めた。

また、グレインサイズは、走査型電子顕微鏡により測定
した結晶粒面積から、これを円と仮定してその平均直径
を求めた。

また、焼結体の曲げ強度および破壊靭性値（Ｋ　ｉ　Ｃ
）はそれぞれ３００　ＭＰａおよび３．５ＭＰａｍ””
であった。

なお、曲げ強度は試料を３Ｘ４Ｘ４０ｍｍに切り、鏡面
研磨し、３点曲げ試験によりスパン距離３６＋ａｍ、ク
ロスヘツドスピード０　、　５　ｍｍ／ｌｌｌ１ｎの条
件下で測定した（ｎ＝１０）。

また、破壊靭性値（ＫｉＣ）は、ＡＳＴＭ　Ｅ３９９−
８３に基づき測定した。

この焼結体を、ＭＯ基合金（ＴＺＭ）の人工歯根用金型
により、不活性ガス雰囲気中で成形した。

成形時の保持温度は１０５０℃、焼結体の圧縮速度は１
．０ｍｍ／分、加圧力は５０　ＭＰａとし、変形量は真
ひずみで０．５の条件とした。

このような成形により、ディオプサイド製の人工歯根が
形成された。

なお、成形後の平均グレインサイズは１．０−であり、
グレインの変形と配向が認められた。

実施例２ ディオプサイドを、３０　’Ｏｋｇ／ｃｍ”にて−軸プ
レスしたのち、２０００　ｋｇ／ｃｍ”でＣＩＰを行な
った。

次いで、これを大気中１０００℃で２時間仮焼したのち
、Ａｒガス中、１１５０℃、２００ＭＰａ　、　２時間
の条件でＨＩＰ焼成し、円筒状焼結体を得てコート材１
２とした。

得られた円筒状焼結体のコート材１２の肉厚は１　ａ＋
ｍ、内径は５．１ｍｍ、高さは８ＩＩ１ｍであった。　
また、平均グレインサイズは１．２−であり、熱膨張率
ば１２Ｘ１０−’であった。

また、曲げ強度およびＫｉＣは、それぞれ、３００　Ｍ
Ｐａおよび３　、５　ＭＰａｍ””であった。

上記円筒状焼結体内部に、第４図に示されるような直径
５ｍｍ、高さ１０ｍｍで外周に１ｍｍのくびれを有する
チタン製円柱（熱膨張率８．４×１０−”　）の歯根基
材を嵌合した。

さらに上記構成部材の周囲に、７００℃以上で溶融しな
い高融点のＢＮセラミックス粉末（平均粒径１５−）を
充填し、その周囲をシリカガラスで被覆し、全構成部材
を封入した後、ＨＩＰ法により超塑性加工を行なった。

ＨＩＰ条件は、加工温度１１００’Ｃ１加工時間３０分
、加工圧力３０ＭＰａとした。

ＨＩＰ工程終了後、封入ガラスを割除し、ＢＮ粉末を取
り除き、人工歯根を得た。　このような成形により、歯
根基材表面にディオプサイド製の被覆層が厚さ１ｍｍに
形成された。

歯根基材と被覆層との接合強度は、歯根基材−被覆接合
体を接着固定し歯根基材を引き抜く時の剥離強度で表わ
して、１００　ＭＰａであり、きわめて高い接合強度を
示した。

また、被覆の表面粗さは１２ｇ　（Ｒａ＋ａｘ）であり
、歯根の曲げ強度およびＫｉＣは、Ｔｉ芯材と同一の高
い値を示した。

なお、生体親和性の試験を、下記により行なった。

体重２．５〜２．８ｋｇの雄性成熟家兎の下顎骨に、３
　Ｘ　４　ｘ　６　ａｍの補填穴を形成し、これに得ら
れた人工歯根を補填した。

手術後、６週間経過した後、非脱灰研磨標本を作成し、
人工歯根と新生骨の界面のＳＥＭ像を観察した。

この結果、ディオプサイドの補填穴の境界面に生体活性
被膜が形成され、新生骨が人工歯根と完全に癒着し、か
つインブラント孔内にも完全に入り込んでおり、極めて
生体親和性の高いことが証明された。

また、２４週後における人工歯根と母床骨との接合部の
透過電子顕微鏡による高分解能像を観察したところ、骨
細胞の配列が人工歯根と母床骨側とで全く同一であり、
境界はほとんど識別されなかった。

なお、ディオプサイドコート材をヒドロキシアパタイト
（ＨＡＰ）にかえ、ＨＩＰ塑性接合温度を１０００℃に
した他は上記と全（同様にして接合を行なったところ、
接合を行なうことはできたが、ＨＡＰの応力が低いため
、（り返し応力をかけると破壊した。

実施例３ 実施例２と同一の芯材、コート材をＳｉＣセラミックス
製の型に収納し、型と全構成部材の空隙をＳｉＣセラミ
ックス粉末（平均粒径１５μ）で充填し、ＨＰ法により
超塑性加工を行なった。

ＨＰ条件は、加工温度１１００℃、加工時間２０分、加
工圧力２０ＭＰａとした。

ＨＰ工程終了後、ＳｉＣセラミックス製の型を取り除き
、人工歯根を得た。

得られた人工歯根は実施例２と同様に、十分な強度で接
合し、十分な曲げ強度と生体親和性とを有していた。

実施例４ 第１表に示す組成のディオプサイド、アーケルマナイト
、ウオラストナイト、エーライト、ペライトの各領域の
組成となるように各原料を混合し、バインダーを加えプ
レス成形した後、１２００〜１３６０℃で２時間焼成し
た。

上記セラミックスは、表１に示されるように、結晶粒径
０．７〜１．５戸、密度９９．５％以上であった。

なお１表１には、粉末Ｘｌ！回折法にて測定した、含有
されるセラミックス組成のｖｏｌ％が示される。　また
、表１には、セラミックスの曲げ強度およびＫｉＣが示
される。

これを表１に示される１１００〜１１７０℃のＨＩＰ加
工温度で実施例２と同様に超塑性加工した。

得られた人工歯根は、十分な接合強度と曲げ強度とをも
ち生体親和性も良好であった。

実施例５ 直径５ｆｆｌＩ１１、高さ１０ａ＋ｍのチタン製円柱芯
材の表面を１００メツシユのスチールでプラストした。

さらにブラスト処理を施した芯材表面に、粒度１５０〜
２５０メツシユのチタンを、アルゴン：水素＝５：１の
混合気体雰囲気中で、電圧６０Ｖ、を流５００Ａでプラ
ズマ溶射した。

これに水に解いた＃６０〜＃１ｏＯのディオプサイド粉
末を塗布し、乾燥後、周囲にＢＮセラミックス粉末を充
填し、その周囲をシリカガラスで被覆し、ＨＩＰ法によ
り超塑性加工を行なった。

ＨＩＰ条件は、加工温度１０００℃、加工時間３０分、
加工圧力２０ＭＰａとした。

ＨＩＰ工程終了後、封入ガラスを割除し、ＢＮ粉末を取
り除き、人工歯根を得た。

得られた人工歯根は実施例２〜４と同等の良好な特性を
示した。

実施例６ 下記表２に示す組成のヒドロキシアパタイトとウィスカ
ー原料とを、分散剤［商品名：サンノブコ　リミテッド
（ＳＡＮ　Ｎ０ＰＣＯＬｉｍ１ｔｅｄ）製ＳＮ　　デイ
スパーサント５０４５ＨＡＰとウィスカーの合計量に対
し０．０５重量％］とともにボールミルで１時間混合し
、スラリーを定性ろ紙によりろ過し、１２０℃で５時間
乾燥し、金型（４０Ｘ　５０ｍｍ）で５０ｇを成形圧３
００ｋｇ／ｃがで成形した。

このようにして得た成形体を下記表２に示される温度で
２時間焼成して、生体材料を得た。

なお、各表中の添加量はヒドロキシアパタイト（ＨＡＰ
）とウィスカーの合計量に対するウィスカー原料の添加
量比である。

なお、前記ヒドロキシアパタイトはカルシウムとリンの
原子比（Ｃａ／Ｐ）が１．６７のものを用いた。

また、用いたウィスカー原料は下記の通りである。

アノーサイトＡ　：　ＣａＯ・ＡＲｚＯｓ’２ＳｉＯｚ
焼成体アノーサイトＢ　：　Ｓｉ０□　６１重量％Ａｍ
ａｓｓ　１７重量％ ＣａＯ２２重量％ アノーサイトＣ：　ＳｉＯ□　５０重量％Ａｊ、Ｏｎ　
３０重量％ Ｃａ０　　２０重量％ ディオブ”ｊ　イＦ　Ａ　：　ＣａＯ−ＭｇＯ−２Ｓｉ
Ｏ，焼成体ディオプサイドＢ　：　Ｓｉ０□　６１重量
％Ｍｇ０　１２重量％ Ｃａ０　　２７重量％ ディオプサイドＣ：　５ｉｎｓ　　５５重量％ＭｇＯ１
９重量％ ＣａＯ２６重量％ さらに、表２には、各原料のＢＥＴ値が示される。　　
この場合アノーサイトＢ、Ｃ１３よびディオプサイドＢ
、Ｃ０ＢＥＴ値は混合原料のＢＥＴ値である。

このようにして得た生体材料は、表３に示されるウィス
カー含有量、マトリックス粒径、ウィスカー長径、アス
ペクト比、マトリックス粒径／ウィスカー長径、相対密
度、曲げ強度およびＫｉＣを有していた。

本発明のサンプルＮｏ、　　１〜１０の試料の走査型電
子顕微鏡写真を観察したところ、これらの焼結体は、ヒ
ドロキシアパタイトの粒状結晶中にアノーサイトあるい
はディオプサイドウィスカーを分散状態で含む組織構造
を有していることが確認された。

また、分析電子顕微鏡分析を行ない、Ｓｉ、ＰおよびＣ
ａのＸ線ピークから、Ｓｉ、ＰおよびＣａのプロフィー
ルを求めたところ、粒界には、Ｃａ、Ｐ、Ｓｉを含むガ
ラス相が形成されており、各元素の濃度が傾斜構造を示
していることが確認された。

さらに、サンプルＮｏ、　２とＮｏ、　３のｘ１回折図
を第５図および第６図に示す。　これからヒドロキシア
パタイト中にアノーサイトあるいはディオプサイドのウ
ィスカーが生成されたことがあきらかである。

さらに、サンプルＮ０１１〜１０につき生体活性を調べ
た。

すなわち、各サンプルを擬似体液に浸漬し、所定時間経
過後にＳＥＭ観察および化学分析を行い、表面にＨＡＰ
層が析出するかどうかを調べた。

この結果、ディオプサイドウィスカーでは３日後、アノ
ーサイトウィスカーでは１０日後にＨＡＰ層が表面に析
出し、高い生体活性を示した。

一般に骨とインブラントが結合するためには、生体内で
インブラント表面に、自然骨類似のＨＡＰ層が生成する
ことが必要であるとされている。　この点から、本発明
の複合焼結体はきわめて良好な生体活性を示すものであ
る。

次に、これら各複合焼結体を円筒状に成形しコート材を
得た。

コート材は膜厚１ｍｍ、内径５．１ｍｍ、高さ８ｍｍと
し、歯根基材には、直径５ｍｍ、高さ１０ｍｍの外周に
１　ｍｍのくびれを有するチタン製円柱を用いた。

上記歯根基材をコート材に被嵌し実施例２と同一の条件
でＨＩＰ法により超塑性加工を行ない、人工歯根を得た
。

得られた人工歯根は、実施例２〜５と同等の良好な特性
を示していた。

［歯冠の作製コ 実施例７ 上記実施例２．４．５．６と同様にして、円筒状の各種
焼結体を得た。

この焼結体を、前述のチタン製歯冠基材にかぶせ、歯根
の場合と同一条件でＨＩＰ法により超塑性加工を行なっ
た。　得られた人工歯冠の特性データは、上記人工歯根
の場合と、はぼ−致した。

〈発明の効果〉 本発明によれば、Ｃａ０ｊ：ＨよびＳ　ｉ　Ｏ２を必須
成分として含有するセラミツスフの成形を超塑性加工に
よって行なうので、複雑な形状を容易に形成することが
できる。

また、研削工程による型出し仕上げをする必要がなく、
従って、繰り返し使用の際のクラックの原因となるきず
付が防止されると共に、研削加工では不可能な外表面の
複雑な凹凸形状を容易に形成し得る。

さらに、上記セラミックスと異種材料とをＨＩＰ法によ
り接合できるので、ディオプサイド等と異種材料が強固
に接合され、しかも強度の向上した生体硬組織代替体が
実現し、しかもこのような接合を比較的低温で行なうこ
とができる。

そして、本発明のＨＩＰ法を用いる製造方法では、構成
材料に均一に圧力が加わるので、芯材・被覆界面に空隙
を生じることなく、また強固な接合力を有し、繰り返し
使用に際しても界面での剥離現象が起り難い。

さらには、コート材のセラミックス焼結体または複合焼
結体の膜厚を厚（しても剥離は生じないので膜厚を任意
に設定でき、５０ｐ程度の薄いものから２ｍｍ程度の厚
いものまで、目的用途に応じて自由に厚さを選択するこ
とが可能である。

同時に、コート材の膜厚のバラツキを抑えて一定厚のコ
ート加工が可能となり、複雑な形状のものも容易に形成
し得る。　この際、製品間の品質のバラツキも少ない。

また、ＨＩＰ時ないしＨＰ時に、生体硬組織代替体材料
周囲に充填するセラミック粉末等の粒度により製品表面
の粗さを任意に調製し得る。

また、芯材の形状を加工するのみで、それと類似する単
純な形状のコート材セラミックスをそれに嵌着するのみ
で、機械的加工を省略して成形、接合、表面処理を一工
程で行なうことができるので作業効率や生産効率が高ま
る。

さらには、多数個を同時に処理することができ、大量生
産も容易となるのでコストを低減し得る。

また、粉末状の超塑性材料を芯体に塗布する方法でもＨ
ＩＰ法やＨＰ法を用い得るので、焼結によりコート材を
形成する工程を省略することができ、同様にコストを低
減し得る。

さらに、リン酸カルシウム系セラミックス単体よりなる
生体硬組織代替体と比較して、本発明の生体硬組織代替
体材料は機械的強度、靭性において、数段優るので、よ
り強固な生体硬組織代替体を与え得る。

以上、本発明の製造方法は、機械的強度、生体親和性お
よび成形性が高い人工歯根や歯冠等の生体硬組織代替体
を、低コストにて提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、それぞれ複合成形体の製造方法およ
び製造工程を説明するための斜視図であり、第４図は、
歯槽骨に埋入された人工歯根と、この人工歯根に接着さ
れた歯冠とを示す断面図である。 第５図および第６図は本発明の無機質フィラーとセラミ
ックスマトリックスとを含有する複合焼結体のＸ　１１
回折図であり、第７図は、ＣａＯ−ＭｇＯ−５ｉｎ、系
セラミックスの状態図を示す。 符号の説明 １・・・複合成形体 １１・・・芯材 １２・・・コート材 ２３・・・セラミックス粉 ２４・・・封入用ガラス ３・・・人工歯根 ３１・・・歯根基材 ３５・・・歯根被覆層 ３３・・・突起 ４・・・歯冠 ４１歯冠基材 ４５・・・歯冠被覆層 ５・・・緩衝材 ６．７・・・接着材 ７１歯槽骨 ７２・・・歯肉上皮 ７３・・・上皮下結合組織 ＦＩＧ、１ 出　願　人　　ティーデイ−ケイ株式会社代　　理　　
人　　　弁理士　　石　　井　　隔間　　　　弁理士　
増　１）達　哉 Ｆ　工Ｇ。 ｅ ＦＩＧ、４ Ｆ　工　Ｇ。 ２ｅ　（”　）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣａＯおよびＳｉＯ＿２を必須成分として含有し
   、リン酸カルシウムを実質的に含有せず、リン含有水溶
   液との接触により、リン酸カルシウム系化合物を生成し
   得るセラミックスに超塑性加工を施すことを特徴とする
   生体硬組織代替体の製造方法。
2. （２）前記セラミックスがＣａＯおよび ＳｉＯ＿２の必須成分に加えてＭｇＯを含有する請求項
   １に記載の生体硬組織代替体の製造方法。
3. （３）前記セラミックスが、ディオプサイド領域、ウォ
   ラストナイト領域、アーケルマナイト領域、モンティセ
   ライト領域、エーライト領域またはペライト領域の組成
   を有する請求項１または２に記載の生体硬組織代替体の
   製造方法。
4. （４）前記セラミックスがディオプサイド組成またはウ
   ォラストナイト組成を４０ｖｏｌ％以上含有する請求項
   ３に記載の生体硬組織代替体の製造方法。
5. （５）前記セラミックスと異種材料とを超塑性加工によ
   り接合する請求項１ないし４のいずれかに記載の生体硬
   組織代替体の製造方法。
6. （６）ＣａＯおよびＳｉＯ＿２を必須成分として含有し
   、リン酸カルシウムを実質的に含有せず、リン含有水溶
   液との接触により、リン酸カルシウム系化合物を生成し
   得るセラミックスまたは リン酸カルシウム系セラミックスのマトリックスに無機
   質フィラーを分散した複合焼結体と、 異種材料とを、 熱間静水圧プレス法を用いた超塑性加工を施して、接合
   することを特徴とする複合成形体の製造方法。
7. （７）前記異種材料を加工して、前記複合成形体とほぼ
   同一の形状の芯材を得、 この芯材に、前記セラミックスまたは前記複合焼結体を
   被嵌して、熱間静水圧プレスする請求項６に記載の複合
   成形体の製造方法。
8. （８）ＣａＯおよびＳｉＯ＿２を必須成分として含有し
   、リン酸カルシウムを実質的に含有せず、リン含有水溶
   液との接触により、リン酸カルシウム系化合物を生成し
   得るセラミックスまたは リン酸カルシウム系セラミックスのマトリックスに無機
   質フィラーを分散した複合焼結体と、 前記異種材料とを、 超塑性加工により接合して生体硬組織代替体を得るにあ
   たり、 前記異種材料を加工して、前記複合成形体とほぼ同一の
   形状の芯材を得、 この芯材に前記セラミックスを被嵌して、 これを熱間プレスして接合することを特徴とする複合成
   形体の製造方法。
9. （９）前記芯材に被嵌した前記セラミックスまたは複合
   焼結体を、セラミックス粉を介して熱間静水圧プレスま
   たは熱間プレスする請求項７または８に記載の複合成形
   体の製造方法。