JPH0524779B2 - - Google Patents

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JPH0524779B2
JPH0524779B2 JP60264994A JP26499485A JPH0524779B2 JP H0524779 B2 JPH0524779 B2 JP H0524779B2 JP 60264994 A JP60264994 A JP 60264994A JP 26499485 A JP26499485 A JP 26499485A JP H0524779 B2 JPH0524779 B2 JP H0524779B2
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tissue
penetration
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Haruyuki Kawahara
Katsumi Tanaka
Yasuyuki Ashiura
Motonobu Yoshimura
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Toho Titanium Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は生体内の骨組織内に埋設して用いる生
体修復用骨内インプラント部材に係係り、特に歯
槽骨に植立させ歯科治療用に用いて好適な多重毛
管構造を有する骨内インプラント部材に関するも
のである。
（従来の技術） 生体工学の発展ならびに生体材料の研究開発に
伴つて歯科治療、整形外科の分野において、骨組
織内に人口歯根や人口骨としてインプラント部材
を埋入する治療が行なわれている。生体内で用い
られる修復材料は、生体を構成している物質と類
似した分子構造をもつた高分子材料よりもむしろ
生体系から縁遠い金属材料もしくはセラミツク材
料が生体内での安定性が高いといわれている。さ
らに生体修復材料は細胞や組織などに対して刺激
性や毒性のないこと、生体内で物理的、化学的変
化を起こさないこと、特にその機械的強度に変化
のないこと、外力に十分に耐えられること、材料
と周囲組織との密着性が良好であることなどが要
求される。
これらの要求をほぼ満たす生体材料としては、
純Au，Pt，Ti，Zr，Ta等の金属、Au系合金、
Pt系合金、Ti系合金、Zr系合金、Co−Cr系合
金、Fe−Ni−Cr系合金、およびAl2O3、ZrO2、
Si3N4、アバタイト結晶晶化ガラスなどのセラミ
ツク材料が知られており、これらの金属および／
又はセラミツクの複合材よりなるインプラント部
材も各種提案されている。以下に人口歯根となる
歯科用骨内インプラント部材を例に採ると、イン
プラント部材の歯槽骨内維持固定は埋設されたイ
ンプラント部材表面に対する骨組織、骨様組織お
よび線維性組織などとの結合様式に大きく依存し
ている。そのため従来の純Ti，Zr，Ta金属等あ
るいはこれらの合金やセラミツクを素材として形
成されたインプラント部材にはベントと称する１
mm以上の一様の孔径を持つた空孔を設け、この空
孔内に増殖侵入する骨組織の投錨効果によつてイ
ンプラント部材の歯槽骨内維持固定が図られてい
る。また、多孔質セラミツク材、サーメツト材あ
るいは純Ti及びTi系合金の焼結体を素材とした
多孔質インプラント部材では、その気孔もしくは
細隙への骨組織の侵入増生によりインプラント部
材と骨組織との強力な結合力が付与されインプラ
ント部材の顎骨内維持力が保持されている。一例
を挙げると、本発明者の一人ドクター川原春幸の
先行考案になる実公昭56−34731のセラミツク骨
内インプラントがある。このインプラントは外殻
と芯体との複合構造で、外側部材は多孔質セラミ
ツクスよりなり、該外殻の表裏両面には20〜
500μｍ（歯科用）の開口があり、厚み内部には
これら開口に連通する網状ルートが形成され、こ
の開口より内部のルートに骨組織や結合組織が侵
入・透過しその結果外殻は投錨効果によつて骨内
に安定的に維持固定される。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来公知の金属あるいは合金ま
たはセラミツクより形成した例えばブレードベン
ト型やコンベント型インプラント部材は孔径が１
mm以上の大きな単一孔径の空孔を有するものであ
り、したがつてこの径大な空内に増生侵入する骨
組織の投錨効果によつてのみインプラント部材は
歯槽骨内に維持されることになる。しかしこの骨
組織が病的原因もしくは咬合衝撃や咬合応力の集
中を受け破折または損傷を受けた場合甚だしく動
揺し、遂には脱落して人口歯根は失敗にに終る症
例も少なくない。
また従来公知の多孔質骨内インプラント部材は
機械的強度が脆弱なためにその埋入部はすべて柱
状となつているので適応症の選択に制約があり、
症例に合せた応用が少なくなつている。
更に先行考案の外殻は記述したように多孔質セ
ラミツクスより得られているので、開口や網状ル
ートは全てこの多孔質構造によつてのみ形成され
る、つまり、多孔化用の発泡剤の種類、、使用量、
焼成条件によつて開口、網状ルートの形状、寸
法、分布が決定される、ために人為的に所望の透
孔の形状、寸法、分布をコントロールすることは
設計上むづかしい、と云う問題点があつた。
本発明者等は斯かる従来技術に残された課題を
解決すべく鋭意研究の結果本発明に達し茲に提案
するものである。
すなわち、本発明の目的はインプラント部材の
埋入部に骨組織、骨様組織及び線線維性組織のう
ち少なくとも２種以上の侵入・透過を許容する多
重毛管構造を実現しそれら組織の持つている個有
の硬軟投錨効果を期待出来しかも侵入・透過組織
の選択が修復部位に於ける各種症例に対応して人
為的に自由に選択出来る骨内インプラント部材を
提供するにある。更に上記組織の侵入・透過后に
於てインプラント部材はその厚みの両サイドに於
てこれら侵入・透過組織のために両持梁状に堅固
に支持され、あたかも天然骨組織に於ける骨梁構
造を呈するインプラント部材を提供するにある。
（問題点を解決するための手段） このような目的は、生体骨内に埋設されるべき
埋入部を少なくとも備えた骨内インプラント部材
であり、この埋入部は埋入部位に於ける骨周囲組
織の内部への侵入・透過を許容すべきほゞ直管状
の管孔の多数を規則的もしくは不規則的に具有し
た板状体そのものそしくはこの板状体を所望の形
状に加工したものを含み、この管孔は骨組織、骨
様組織及び線維性組織の夫々の侵入・透過用の３
つの異孔径のうち少なくとも22種類を備えた骨内
インプラント部材によつて達成される。而して埋
入部を構成する板状体は、字義通りのストレート
な板はもとより、この板を中空状に巻回した筒状
体としても適用されている。なお本発明は、この
他板状体を筒状体以外の種々の形状に加工したも
のも除外するものではない。
（作用） 本発明における多重毛管構造を有するインプラ
ント部材の管孔の地理学的分布は、従来の多孔質
インプラント部材とは異なり、エレクトロビーム
法、レーザービーム法、放電加工法および機械的
穿孔法などによつて孔径の範囲や分布を人為的に
任意に設定することができる。例えば望ましい例
では大、中、小の管孔は互いに至近な隣接関係を
組んで混然（不規則的に）と分布されているが
（第１図）、別の例に於ては管孔は夫々群をなして
区分的に分布され、各群に於いては、ほぼ規則的
に配分されている（第１図）。そしてこれらに於
ける管孔の管孔開口率は垂直板の面積の約30％と
してある。この開口率は20〜60％の範囲が一般で
ある。このような管孔の地理学的分布はインプラ
ント部材に付与される外力に対応して適宜定めら
れる。即ち、骨組織の透孔内への侵入・透過は比
較的剛直的なインプラント支持となるのに対して
線維性組織や骨様組織は弾性係数が低く、耐衝撃
性が高い（前者が後者より大）のでインプラント
部材を逆に柔軟的に支持する所となりそれ自体外
力によつて破砕裂断されることがない。一例とし
て強いストレス（特にインパクトストレス）のた
めに侵入・透過した骨組織が破断してこれによる
インプラント支持が不能となつても線維性組織及
びもしくは骨様組織による支持は依然有効でイン
プラント部材の脱落は防止され、この間骨組織が
再度癒着したり再形成するのを許容してインプラ
ント部材の歯槽骨内での堅固な維持を再保証す
る。従つて、インプラント部材に付与されるスト
レスの強い場合には主として線維性組織によつて
柔軟に受け止め、ストレスが少ない場合は骨組織
によつて剛直的に受け止め、中間の場合は骨様組
織によつて剛柔相和して受け止めるよう管孔の配
分に配慮する。これら３つの組織のうち最低２種
類の管孔内への侵入・透過によつてインプラント
部材と生体組織との間に多重毛管構造を構築しよ
うとするのが本発明の特徴の一つであり、この多
重毛管構造は埋入部の板状体の厚みを貫いて直管
状の管孔に関与してなされるために、板状体の厚
みの両サイド（表側及び裏側）に於ける侵入・透
過組織による該板状体の支持はほゞ等しくなされ
得ることは予測に難くなく、このようにインプラ
ント部材とその周囲骨組織との界面は生物学的な
動的界面を形成し、あたかも天然の骨組織に於け
る骨梁構造にも似た支持が再現されることにな
る。この点、従来技術のような１mm以上の一様の
大孔径のみの単一界面を持つたベント型インプラ
ント部材では処理の出来ない症例に対しても本発
明では対応出来、更に先行技術のように多孔質セ
ラミツクスよりなるインプラント部材（外殻）の
厚み内に形成された網状構造の如く、該外殻の表
裏に於ける孔の開口が管軸線上になく種々にこみ
入つた関係におかれているものに較べて、インプ
ラント部材の支持の設計的配慮は本発明では製造
法と共に更に容易となるばかりでなくインプラン
ト部材の厚み内に於ける管孔の距離も本発明では
更に短縮する為に組織の侵入・透過に至る日数、
透過後の両サイドに於ける両持梁的な支持の保
証、更にはインプラント部材自体の強度に於て、
本発明は先行技術のものより優れていることが区
別され得るであろう。
（実施例） 以下に本発明を望ましいいくつかの実施例を採
つて図面にもとづい詳述する。
第１図乃至第５図は本発明を歯科用インプラン
ト部材に適用した例を示し、第１図は垂直板より
なる埋入部を持つた本発明骨内インプラント部材
の斜視図、第２図は第１図と同じタイプのインプ
ラント部材に於ける管孔の別の分布を示す正面
図、第３図は本発明の別の実施例を示す水平板よ
りなる埋入部を持つたインプラント部材の斜視
図、第４図は板状体が筒状体に巻成された埋入部
を持つ実施例の斜視図、第５図は第４図実施例の
ものをインプラントした状態を示す断面図、第５
図は更に別の実施例を示すサブマーシブル型イン
プラント部材の部分切欠分解正面図である。
本発明において用いられるインプラント材料と
しては人体組織に対し最も為害性の少ないTi，
Zr及びTa等の単体の金属を素材として形成する
ことが好ましいが、Ti系合金、Zr系合金、Fe−
Ni−Cr系合金、Co−Cr系合金またはアルミナセ
ラミツクス、ジルコニアセラミツクス、アパタイ
ト結晶化ガラスおよび窒化珪素セラミツクスなど
のセラミツク材料などを適宜選択することも可能
である。
本発明の多重毛管構造を持つた骨内インプラン
ト部材の詳細を既述同様人口歯根として応用する
歯科骨内インプラント部材を例に採つて説明す
る。例図の第１〜第６図のものは、いづれも歯科
用骨内インプラント部材を示しており、いづれの
例に於てもインプラント部材は埋入部１と、この
埋入部１のほゞ中央に連設されて上方に延び頂部
に義歯ｔ（第５図）を装着すべきポスト２を備え
ている。埋入部１を構成する板状体の形状として
は第１図、第２図の実施例では垂直板１０、第３
図では水平板１０、第４図、第５図では孔あき板
状体を中空状に円筒体１１として巻成したもの、
第６図では垂直板でポスト２とこの板状埋入部１
とをねじ合せによつて着脱自在としたものを夫々
示している。これらの実施例に於て共通な管孔３
〜５は、孔径が0.01mm〜５mmの範囲内にあつて、
このうち0.1mm以上が骨組織（侵入・透過）用、
0.05mm〜0.1mmが骨様組織用、0.05mm以下が線維性
組織用の如く３種の範囲に区分けされている。こ
れらの孔径範囲のオーバラツプする範囲があるの
は、いづれかの組織の侵入・透過が整然と区別的
になされるとは限らず、生体組織のこと故、期せ
ずとも複数の組織が特に隣接する孔径範囲の境界
に於て混ざり合つて侵入・透過することがあり得
るからである。この意に於て上記の３つの孔径範
囲は絶対排他的な定量範囲と云うよりは、オーバ
ーラツプ範囲もしくはその近傍に於てなお異なる
骨性組織の混在を許容し得る部分受容的な定量範
囲と理解されるべきである。第１図の例では工業
的加工の容易さを考慮して管孔３，４，５の平均
孔径を夫々ほぼ１mm、ほぼ0.1mm、ほぼ0.03mmと
し、管孔開口率を30％とした。
第１図、第２図の実施例のように板状体が垂直
板１０の場合は歯槽骨に縦のスロツト（不図示）
をあけてこのスロツト内に垂直板１０をインプラ
ントするものであり、第３図の例のような水平板
１０の場合には歯槽骨に水平板１０を受容する凹
所（不図示）を設けて水平板１０を凹所内にイン
プラントする。第４図のように板状体が筒状体１
１に巻成されたものは第５図の如く歯槽骨Ａ内に
筒状体１１の厚みより稍々大なるリング状のホー
ル６を穿設しこのホール６内に筒状体１１を植入
し筒状体１１の内側の円柱状天然骨７をインプラ
ント部材のコアとして筒状体１１の内外より骨組
織、骨様組織及び線維性組織のうち少なくとも２
組織の管孔３，４及び５のうちの２種類への侵
入・透過を図る。かくすることによつて、筒状体
１１は上記最低２組織が管孔３，４及び５のいづ
れか２種類内に侵入・透過し得た頃合を見計らつ
てポスト２に義歯ｔを嵌着するものとする。この
構造に於て、筒状体１１の内側にはコア７が位置
しているのでこのコア７による補強が約束される
ため筒状体１１の術后の安定性は上記組織が透孔
３，４及び５より侵入・透過した比較的速い機会
によつても得られる。之に対して先行考案の場合
は歯槽骨内にインプラントされた外側部材は内部
が中空でコアが不在であるために中空内に適当な
詰め物が必要である上に詰め物を後で取り除くこ
とを考慮して外側部材表面の開口内から組織が侵
入して裏側の開口に透過し、なお透過后組織が十
分に増殖発展する比較的長期を要すること、とよ
く対照する。第６図に示したサブマーシブル型イ
ンプラント部材はポスト２と垂直板１０とが雄ね
じ２１と雌ねじ１２とにより結合されるタイプで
垂直板１０のみを歯槽骨内にインプラントしてそ
の安定性を待つてポスト２を垂直板１０にねじ結
合するものである。この例に於ても垂直板１０の
安定性は短い管孔３，４及び５内への侵入・透過
により比較的早い期間に訪れる。
（発明の効果） 以上より本発明の骨内インプラント部材に於て
は、インプラント部材は骨内に埋入后骨組織、骨
様組織ならびに線維性組織の硬軟両組織によつて
動的連結が可能になるため骨内における固定力は
強固であると同時に生体骨内の骨梁構造的ものと
なつている。したがつて咬合時に加わる外力、特
に咬合衝撃などによつて骨組織が破折し、投錨効
果がなくなつてもインプラント部材が生体骨から
脱離することはない。すなわち管孔４，５の夫々
内に進入した線維性組織ならびに骨様組織は咬合
衝撃によつて破損することなく、インプラント部
材を骨内に保持することができるものである。そ
して骨組織の骨質破断面の再生癒着をも助長する
ことができる。さらに、本発明によれば、管孔の
孔径の種類および分布を人工的に制御することが
孔明け技術上容易にできる。したがつて、種々の
孔径の管孔をもつたインプラント部材を症例に合
わせて計画的に作製することができる。
インプラント材料は人体組織に対し最も為害性
の少ないTi，Zr及びTa等の単体の金属を素材と
して形成することが好ましいが（記述実施例では
純Tiを使用）、Ti系合金、Zr系合金、Fe−Ni−
Cr系合金、Co−Cr系合金、またはAl2O3、ZrO2、
アパタイト結晶化ガラスおよび窒化珪素
（Si3N4）などのセラミツク材料を使用しても差
支えない。
本発明はまた歯科分野のみならず他の整形外科
用骨内インプラント部材としての適正もあること
はもちろんで幅広い用途に期待が持てる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第５図は本発明を歯科用インプラン
トに適用した例を示し、第１図は垂直板よりなる
埋入部を持つた本発明骨内インプラント部材の斜
視図、第２図は第１図と同じタイプのインプラン
ト部材に於ける管孔の別の分布を示す正面図、第
３図は本発明の別の実施例を示す水平板よりなる
埋入部を持つたインプラント部材の斜視図、第４
図は板状体が筒状体に巻成された埋入部を持つ実
施例の斜視図、第５図は第４図実施例のものをイ
ンプラントした状態を示す断面図、賃６図は更に
別の実施例を示すサブマーシブル型インプラント
部材の部分切欠分解正面図である。 〔符号の説明〕、１…埋入部、２…ポスト、３，
４，５…管孔、６…ホール、７…円柱状天然骨、
１０…垂直板、１１…円筒体、ｔ…義歯、Ａ…歯
槽骨。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 生体骨内に埋設されるべき埋入部を少なくと
    も備えた骨内インプラント部材であり、この埋入
    部は埋入部位に於ける骨周囲組織の内部への侵
    入・透過を許容すべきほぼ直管状の管孔の多数を
    規則的もしくは不規則的に具有した板状体そのも
    の或いはこの板状体を所望の形状に加工したもの
    を含み、この管孔は概して孔径0.01〜５mmの範囲
    にあり、詳しくは骨組織侵入・透過用としての孔
    径0.1mm〜５mm、骨様組織侵入・透過用としての
    孔径0.05mm〜0.1mm及び繊維性組織侵入・透過用
    としての孔径0.01mm〜0.05mmの３種類の異孔径の
    うち少なくとも２種類を備えて成る骨内インプラ
    ント部材。 ２ 板状体がストレートな垂直板又は水平板であ
    る特許請求の範囲第１項記載の骨内インプラント
    部材。 ３ 板状体が筒状に巻成されている特許請求の範
    囲第１項記載の骨内インプラント部材。 ４ 全管孔の板状体の表面積に対する透孔開口率
    が20〜60％である特許請求の範囲第１〜３項いづ
    れか記載の骨内インプラント部材。 ５ 管孔の形成がエレクトロビーム法、レーザビ
    ーム法、放電加工法および機械的穿孔法のいづれ
    かによつてなされる特許請求の範囲第１〜４項い
    づれか記載の骨内インプラント部材。 ６ 埋入部に連設して修復部材取着用のポストが
    設けられている特許請求の範囲第１項記載の骨内
    インプラント部材。 ７ 埋入部が垂直板もしくは水平板もしくは板状
    体を筒状体のいづれかである特許請求の範囲第１
    項記載の歯科用骨内インプラント部材。 ８ 垂直板がポストとねじ結合されるサブマーシ
    ブル型インプラントである特許請求の範囲第７項
    記載の歯科用骨内インプラント部材。 ９ 埋入部及びポストが純TiもしくはTi合金よ
    りなり、平均孔径が骨組織用としてはほぼ１mm、
    骨様組織用としてほぼ0.1mm及び繊維性組織用と
    してほぼ0.03mmとされ、埋入部の透孔開口率が30
    ％である特許請求の範囲第７項記載の歯科用骨内
    インプラント部材。
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