JPH0556740B2

JPH0556740B2 -

Info

Publication number: JPH0556740B2
Application number: JP60291835A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Masuhara; Yoshinori Kadoma; Sukezo Shimura; Yukihiko Kinoshita; Hiroyasu Takeuchi; Masahiro Hirano
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1993-08-20
Also published as: JPS62152449A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は歯牙疾患などにより失われた歯を修
復、治療するための人工歯根に関する。

＜従来技術及び問題点＞従来、人工歯根の材料としては金属（例えばチ
タン等）及びセラミツクス（例えばアルミナ、ヒ
ドロキシアパタイト等）が使用されている。しか
し、金属製人工歯根は生体内で腐蝕溶解性がある
こと、骨組織に比して硬さや弾性率が大きすぎる
ことなどのため、生体適合性に問題があり、また
一方、セラミツクス製人工歯根も脆性や靭性並び
に加工性についての問題がある。

更に、金属を芯材としてその表面にセラミツク
スを付着させた人工歯根も従来製造されてはいる
が、金属とセラミツクスとの結合が脆弱であり、
実際の使用には問題がある。

＜発明の目的＞従つて、本発明の目的は、生体適合性に優れ、
かつ生体の骨組織の弾性率と同程度の弾性率及び
高強度を有する人工歯根を提供することである。

本発明の別の目的は、噛み合せた際の応力分散
が天然歯の応力分散に近く、従つて天然歯と同等
の機能を発揮しうる人工歯根を提供することであ
る。

本発明の更に別の目的は、異物反応を伴わず
に、短期間に周囲の骨組織の結合組織を介在させ
ずに一体化する人工歯根を提供することである。

本発明の更に別の目的は、工業的量産の容易な
人工歯根を提供することである。

本発明の更に別の目的は、手術の行ないやすい
形状を有する人工歯根を提供することである。

＜目的を達成するための手段＞本発明によれば、顎骨と接する部分に生体適合
性複合材部を有し、該複合材部の内側には、開口
を有する金属部材を配置し、前記開口内には金属
製ポストを挿入し、前記金属部材と前記金属製ポ
ストとの間隙に弾性緩衝材を配置した人工歯根で
あつて、前記生体適合性複合材が40〜90重量％の
リン散カルシウム化合物及び60〜10重量％の有機
重合体を含有することを特徴とする人工歯根が提
供される。

＜発明の説明＞以下、図面を参照して、本発明による人工歯根
を更に詳細に説明するが、本願明細書中にて用い
る「人工歯根」なる語は後述するように歯冠部な
どの上部構造を含む場合も包含する意味に用い
る。

第１図において、１は顎骨、２は生体適合性複
合材部、３は金属部材、４は金属製ポスト及び５
は弾性緩衝材である。第１図に示されるように、
本発明においては、生体適合性複合材２を顎骨１
に直接接触する部分に配置する。この生体適合性
複合材部２は、以下に詳細に説明するように、リ
ン酸カルシウム化合物40〜90重量％及び有機重合
体60〜10重量％を含有しており、人工歯根として
要求される生体適合性、弾性及び材料の加工性と
いう必須の特性を兼ね備えたものである。複合材
部２は側面に円滑な表面を有していてもよいが、
凹凸構造とすると、複合材と新生骨との結合面積
が増大し、また咬合時に加わる応力を分散緩和し
て骨組織に加わる負担を軽減することができるの
で表面に凹凸があるものが好ましい。複合材部２
の底面部は平面形状であつてもよいが、半球状の
ものが特に好ましい。咬合時に応力分散が良好な
ためである。

上記複合材部２の内部には、中心に開口を有す
る金属部材３を配置する。この金属部材３によ
り、人工歯根の強度が増加する。上記金属部材３
の開口中には、金属製ポスト４が挿入される。金
属部材３及び金属製ポスト４は各々、公知の生体
材料用金属、例えばチタニウム、コバルト−クロ
ム合金、ステンレス（316L）等が人工歯根とし
ての強度、靭性を満足する限り、任意に使用でき
る。

本発明の人工歯根においては、金属部材３と金
属製ポスト４との間隙に弾性緩衝材５を配置し
て、噛み合せ時の応力の分散と吸収に有効な弾性
を更に改善する。本発明で使用できる緩衝材はポ
リウレタンゴム、ポリフルオロエチレンゴムなど
の合成ゴムを好ましく用いることができ、たとえ
ばヤング率２〜250Kg／cm²、好ましくは40〜180
Kg／cm²の範囲内のものが望ましく、弾性があり、
かつ耐久性並びに強度の大きい任意の材料が使用
できる。

このような弾性緩衝材５を金属部材３と金属製
ポスト４の間に挿入して、人工歯根の噛み合せ時
にかかる力を吸収させる弾性体として作用させる
という例は従来になく、公知の緩衝材を使用する
人工歯根においては金属ポストと人工歯冠との間
隙に緩衝材を挿入するというものであつた。しか
し、ポストと人工歯冠との間に緩衝材を挿入して
も、人工歯の表面部分の力を分散させるのみで、
歯根の内部及び顎骨に直接に噛み合せ時の力がか
かり、全体としての応力分散が悪いので好ましく
ない。

第２図に示すように、本発明の人工歯根におい
ては、金属製ポスト６の上部を人工冠として一体
に作製してもよい。なお、第１図と同一の部材は
同一の参照番号を付し、重複して説明するのは省
略する。

本発明による人工歯根中の生体適合性複合材部
２としては、顎骨に接する部分であるため、骨形
成能を有するリン酸カルシウム化合物40〜90重量
％を、有機重合体60〜10重量％と複合した生体適
合性複合材を使用する。リン酸カルシウム化合物
の生体適合性と有機重合体の加工性及び弾性を組
み合せることによつて、これらの特性を有する複
合材が得られるためである。

本発明に使用し得るリン酸カルシウム化合物と
してはリン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイ
ト、リン酸四カルシウム、オキシアパタイト、ピ
ロリン酸カルシウム、フツ素アパタイト、ヒドロ
キシアパタイトの水酸基の１部がフツ素イオンで
置換された化合物、ブルツシヤイト（CaHPO₄・
2H₂O）及びこれらの混合物を挙げることができ
るが、これらのうちで新生骨の生成速度が早いも
の、すなわちリン酸三カルシウム、ヒドロキシア
パタイト、フツ素アパタイト若しくはリン酸四カ
ルシウムのうちから選ばれた１種若しくは２種以
上の混合物を用いることが好ましい。中でも、ヒ
ドロキシアパタイトは新生骨生成速度が最も早い
ことから、最も好ましいものと言える。ヒドロキ
シアパタイトの中でも500℃以上、特に好ましく
は700℃以上で熱処理して得たヒドロキシアパタ
イトが特に新生骨の生成が早く好ましい。熱処理
の上限温度については特に限定されるものではな
いが、ヒドロキシアパタイトが分解を開始するの
で、分解温度以下とすべきである。また本発明に
て使用し得るリン酸カルシウム化合物は湿式法、
乾式法、水熱法などの公知の製造方法により、人
工的に合成されたものであつても又、骨などから
得られる天然のものを用いてもよい。また、本発
明に用いるリン酸カルシウム化合物は有機重合体
のモノマーと混合が可能であれば粉末状、顆粒
状、多孔体状のいづれでもよい。

本発明に用いる有機重合体としては生体に対し
毒性がなく且つリン酸カルシウム化合物との親和
性があれば特に限定されるものではないが、たと
えばポリ乳酸ポリグリコール酸などのカルボン酸
系重合体；ポリメタクリル酸メチル（以下
PMMAと称す）、ポリ（メタクリル酸トリフルオ
ロエチル）（以下、PTFEMAと称す）などのカ
ルボン酸エステル系重合体；及びポリエチレン、
ポリプロピレンなどのオレフイン系重合体；を用
いることができる。これらのうちでは強度及びリ
ン酸カルシウム化合物との親和性が高いという点
からPMMA、PTFEMAが好ましく、特に
PTFEMAはリン酸カルシウム化合物との親和性
が最も高い点で最も好ましいものといえる。

リン酸カルシウム化合物と有機重合体との配合
割合は、リン酸カルシウム40〜90重量％、好まし
くは50〜90重量％、及び有機重合体60〜10重量
％、好ましくは50〜10重量％である。リン酸カル
シウム化合物の配合割合が40重量％未満である
と、新生骨の生成が遅くなり、複合材部２と顎骨
１との一体化に時間がかかりすぎる。また90重量
％を越えると、人工歯根の加工が困難なため、工
業的量産が難しくなる。なお、リン酸カルシウム
化合物の配合割合が40〜90重量％の範囲では、人
工歯根材料の周囲への新生骨の生成量も多く、か
つ物性値も骨に近くなる外に、人工歯根の弾性率
が天然歯と同程度となり、また加工性も良好で一
定の大きさの人工歯根が量産できるために手術も
行ないやすい。

本発明の人工歯根中の金属部材３及び金属製ポ
スト４，６は各々、旋盤加工、放電加工等の慣用
の方法にて所望の形状に製造できる。また、リン
酸カルシウム化合物と有機重合体を含む複合材部
２は、モノマー及びポリマーを含むペーストをリ
ン酸カルシウム化合物と撹拌して混合し、その後
加熱重合して複合材とすることができる。金属部
材３と複合材部２とは、市販の歯科用接着剤、例
えばメチルメタクリレート系接着剤、商品名「ス
ーパーボンドＣ＆Ｂ」モリタ(株)販売などにより接
着でき、また金属部材３と金属製ポスト４，６と
の間の弾性緩衝材５は、金属性部材３及び／又は
金属製ポスト４，６の表面に直接コーテイングす
るか、間隙の形状に予め作製した緩衝材５を金属
部材３の開口中に挿入配置することもできる。

＜発明の効果＞本発明による人工歯根は、生体適合性に優れ、
高強度で、天然歯と同等の弾性率を有する。更
に、本発明による人工歯は工業的量産が可能で、
かつ一定の大きさの製品が製造できるので手術も
容易に実施できる。

＜実施例＞以下、本発明を実施例及び実験例により具体的
に説明する。

実験例１焼成温度が300℃、500℃、700℃及び1000℃の
ヒドロキシアパタイト４種、リン酸三カルシウ
ム、リン酸四カルシウム、ブルツシヤイト各々20
ｇに対して、PMMA10ｇを各々混合し、３mmφ
×３mmＬの複合材を作製し、家兎大腿骨にあけた
3.2mmφの孔に埋入し、経過を観察した。

その結果、埋入後３週の時点で複合材周囲にお
ける新生骨の生成量は、ヒドロキシアパタイト
（700及び1000℃焼成物）の複合材が最も多く、次
いで500℃焼成物であり、次いで300℃焼成物、リ
ン酸三カルシウム、リン酸四カルシウムがこれに
次ぎ、ブルツシヤイトを用いたものが量も少なか
つた。

実験例２ヒドロキシアパタイトの1000℃焼成物と
PTFEMAを、ヒドロキシアパタイト３０，４
０，５０，８０及び90重量％として５種の複合材
を製造した。この複合材を各々、実験例１の同様
の方法で家兎に埋入して経過を観察した。なお、
ヒドロキシアパタイト95重量％の複合材は加工が
不可能で作成できなかつた。

埋入後３週後に観察したところ、50，80，90重
量％のものが最も新生骨の生成量が多く、次いで
40％のものであり、30％はこれらに比べ少なかつ
た。

実施例１第１図に示す形状の人工歯根を作製した。外径
３mm、内径２mm、高さ10mmの金属部材３をコバル
ト−クロム合金にて旋盤加工して作製した。実験
例２により得られたヒドロキシアパタイト80重量
％とPTFEMA20重量％とからなる複合材料を用
い、接着剤にて金属部材３の外面に接着し、平均
外径４mmの複合材部２を形成した。外径２mm、内
径1.8mm、高さ10mmのポリウレタン製の弾性緩衝
材５を金属部材３に挿入し、次いで予めコバルト
−クロム合金にて作成した金属製ポスト４を装着
して全高14mmの人工歯根を作製した。

この人工歯根を犬の小臼歯部に埋入し、歯冠を
常法によりかぶせた。噛み合せは６ヶ月後にも良
好であり、天然歯と変らない感触であつた。レン
トゲン観察の結果、顎骨と人工歯根とは一体化し
ていることが判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による人工歯根の断
面模式図である。１……顎骨、２……複合材部、３……金属部
材、４，６……金属製ポスト、５……弾性緩衝
材。

Claims

【特許請求の範囲】

１顎骨と接する部分に生体適合性複合材部を有
し、該複合材部の内側には、開口を有する金属部
材を配置し、前記開口内には金属製ポストを挿入
し、前記金属部材と前記金属製ポストとの間隙に
弾性緩衝材を配置した人工歯根であつて、前記生
体適合性複合材が40〜90重量％のリン酸カルシウ
ム化合物及び60〜10重量％の有機重合体を含有す
ることを特徴とする人工歯根。