JPH06105900A - 生体活性セラミックス被覆インプラント - Google Patents

生体活性セラミックス被覆インプラント

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JPH06105900A
JPH06105900A JP4277888A JP27788892A JPH06105900A JP H06105900 A JPH06105900 A JP H06105900A JP 4277888 A JP4277888 A JP 4277888A JP 27788892 A JP27788892 A JP 27788892A JP H06105900 A JPH06105900 A JP H06105900A
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hydroxyapatite
implant
bioactive ceramic
bioactive ceramics
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Yusuke Arima
雄介 有馬
Shinichi Miyamoto
伸一 宮本
Tateaki Sahira
健彰 佐平
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    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
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    • A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 密着性に優れた生体活性セラミックスインプ
ラントを提供する。 【構成】 金属製インプラント基体の表面に生体活性セ
ラミックス層を被覆してなる生体活性セラミックス被覆
インプラントにおいて、上記生体活性セラミックス層
は、５０容量％以上がガラス化している生体活性セラミ
ックス内層と、上記生体活性セラミックス内層の上に被
覆されている多孔質な生体活性セラミックス外層とから
なることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属製インプラント
基体に対する密着性の優れた生体活性セラミックス被覆
インプラントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ステンレス鋼、Ｃｏ−Ｃｒ系合
金、ＴｉまたはＴｉ合金などで作製した金属製インプラ
ント基体の表面に、ハイドロキシアパタイト、リン酸カ
ルシウム、上記ハイドロキシアパタイトまたはリン酸カ
ルシウムに若干のアルミナ、ジルコニア、チタニアなど
を配合したセラミックス（以下、これらを生体活性セラ
ミックスという）からなる被覆層を形成し、骨との親和
性を高めた生体活性セラミックス被覆インプラントは知
られている。
【０００３】上記生体活性セラミックスの中でもハイド
ロキシアパタイトは骨や歯の無機物質の主成分であり、
骨との親和性が最も優れているところから主として用い
られている。
【０００４】上記ハイドロキシアパタイトは、ＣａＨＰ
Ｏ4 とリン酸水素アンモニウムを混合して反応させる湿
式法、９００℃以上の高温水蒸気雰囲気中にてＣａ2 Ｐ
Ｏ4とＣａＯを反応させる乾式法、牛馬の骨から燃焼も
しくは薬品により有機物を溶解除去する生体法などによ
り製造される。かかる方法で製造されたハイドロキシア
パタイト粉末は溶射または焼結により金属製インプライ
ト基体の表面に溶着せしめられ、多孔質のハイドロアパ
タイト層が形成される（特公昭５８−３９５３３号公報
参照）。
【０００５】上記多孔質のハイドロキシアパタイト層は
骨組織が空孔に増殖して侵入しアンカー効果により固定
されるが、多孔質であるために、（ａ） 金属製インプ
ラント基体との密着性が十分でなく、機械的強度も不足
する、（ｂ） 金属製インプラント基体の金属イオンが
溶出し、細胞内に侵入することによりガン発生の原因と
なることがある、などの問題点があった。
【０００６】これらの問題点を解決するために、金属製
インプラント基体の表面に未貫通気孔を有するＡｌ2 Ｏ
3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＳｉＯ2 などのセラミックス
溶射層を形成し、そのセラミックス溶射層の上にハイド
ロキシアパタイトの多孔質溶射層を形成したインプラン
ト（特公昭５８−５０７３７号公報参照）、生体為害性
の少ない金属を被覆したセラミックス粉末被覆層を形成
して金属イオン溶出を防止し、上記セラミックス粉末被
覆層の上にハイドロキシアパタイト多孔質層を形成した
インプラント（特開昭６３−１６０６６６号公報参照）
などが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の内
層および外層を有するインプラントは、ハイドロキシア
パタイト粉末の外にその他セラミックス粉末および生体
為害性の少ない金属を被覆したセラミックス粉末を用意
しなければならず、コストがかかり、また内層のセラミ
ックス粉末溶射層と外層の多孔質ハイドロキシパタイト
層の成分が一致しないので内層と外層の密着性が十分で
なく、したがって機械的衝撃に対して多孔質ハイドロキ
シアパタイト層が剥離することがあるなどの問題点があ
った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
ハイドロキシアパタイト層の基体に対する密着性が一層
すぐれかつ金属イオン流出を防止することのできるイン
プラントを得るべく研究を行った結果、金属製インプラ
ント基体の表面に５０容量％以上ガラス化したハイドロ
キシアパタイト内層を形成し、その内層の上に通常の多
孔質ハイドロキシアパタイト層を形成したインプラント
は、金属製インプラント基体に対するハイドロキシアパ
タイト内層の密着性および内層と外層の密着性が共に優
れ、さらに上記５０容量％以上ガラス化したハイドロキ
シアパタイト内層は金属製インプラント基体の金属イオ
ンが溶出するのを防止するという知見を得たのである。
【０００９】この発明は、かかる知見にもとづいてなさ
れたものであって、ハイドロキシアパタイト、リン酸カ
ルシウム、ハイドロキシアパタイトまたはリン酸カルシ
ウムと生体に毒性のないセラミックス（例えば、Ａｌ2
Ｏ3 、ＣａＯ、ＴｉＯ2 、ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 、Ａｌ2
Ｏ3 −ＳｉＯ2 系ガラス、ＳｉＯ2−Ｎａ2 Ｏ−ＣａＯ
−Ｐ2 Ｏ5 系生体ガラスなど）の混合体（以下、これら
を生体活性セラミックスと総称する）からなる被覆層を
金属製インプラント基体の表面に形成してなる生体活性
セラミックス被覆インプラントにおいて、上記生体活性
セラミックス層は、５０容量％以上がガラス化している
生体活性セラミックス内層と、上記生体活性セラミック
ス内層の上に被覆されている多孔質な生体活性セラミッ
クス外層とからなる生体活性セラミックス被覆インプラ
ントに特徴を有するものであり、上記生体活性セラミッ
クスとしてはハイドロキシアパタイトが最も好ましい。
【００１０】この発明のインプラントの生体活性セラミ
ックス層の内層を５０容量％以上ガラス化した理由は、
５０容量％未満のガラス化では生体活性セラミックス内
層の基体に対する密着性が不足し、さらに多孔質となる
ために密着強度が得られないことによるものである。
【００１１】
【実施例】断面が、たて：１０cm、横：１０cmの寸法を
有する純Ｔｉ製角棒を２本用意した。
【００１２】一方、作動電流：１０００Ａ、作動電圧：
３７KVの条件でＡｒとＨｅの混合ガスによるプラズマジ
ェットを発生させ、このプラズマジェット中に平均粒
径：１０μｍのハイドロキシアパタイト粉末を０．７ｇ
／min の割合で送給し、これを溶射することにより上記
純Ｔｉ製角棒の断面部および側面部に厚さ：２０μｍの
ハイドロキシアパタイト内層を形成した。このとき形成
されたハイドロキシアパタイト内層のガラス化率は８８
容量％であった。
【００１３】さらにプラズマジェット発生条件を作動電
流：４００Ａ、作動電圧：３３KVに落し、この条件で発
生したプラズマジェット中に平均粒径：１５μｍのハイ
ドロキシアパタイト粉末を２．５ｇ／min の割合で送給
し、上記ハイドロキシアパタイト内層の上に溶射するこ
とにより厚さ：３０μｍのハイドロキシアパタイト外層
を形成した。
【００１４】このハイドロキシアパタイト外層のガラス
化率は３０容量％であり、全体が多孔質となっていた。
【００１５】このようにして得られた断面部のハイドロ
キシアパタイト外層に接着剤を塗布し、もう一方の純Ｔ
ｉ製角棒の断面部と接着し、双方の純Ｔｉ製角棒を引張
ることにより純Ｔｉ製角棒とこの発明のハイドロキシア
パタイト層との密着強度を測定したところ，９kgf/cm2
であった。
【００１６】さらに、側面部に形成されたハイドロキシ
アパタイト外層と、他方の純Ｔｉ製角棒の側面とを接着
剤により接着し、双方の純Ｔｉ製角棒を長さ方向に引張
ることにより剪断強度を測定したところ３．５kgf/cm2
であった。
【００１７】一方、比較のために、上記ハイドロキシア
パタイト外層形成条件と全く同じ条件でガラス化率：３
０容量％で全体が多孔質である厚さ：５０μｍの従来ハ
イドロキシアパタイト層を上記純Ｔｉ製角棒の断面部お
よび側面部に形成し、全く同様にして密着強度および剪
断強度を測定したところ、密着強度は７kgf/cm2 であり
剪断強度は３ｋｇｆ／ｃｍ2 であった。
【００１８】この実施例から、この発明のハイドロキシ
アパタイト層は、従来のハイドロキシアパタイト層に比
べて金属製インプラント基体に対する密着強度および剪
断強度がともに優れていることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】この発明によると、全体の５０容量％以
上ガラス化した生体活性セラミックス内装は緻密な組織
であるために金属製インプラント基体との密着強度が高
く、かつ多孔質な生体活性セラミックス外層との強固な
結合を行なうことができるとともに、上記生体活性セラ
ミックス内装により金属イオン溶出を防ぎ、生体活性セ
ラミックス外層が多孔質であるために生体骨との親和性
は従来のインプラントと変るところがないなどの優れた
効果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ａ６１Ｃ 8/00 Ｚ 7108−4Ｃ Ａ６１Ｆ 2/28 9361−4Ｃ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属製インプラント基体の表面に生体活
    性セラミックス層を被覆してなる生体活性セラミックス
    被覆インプラントにおいて、 上記生体活性セラミックス層は、５０容量％以上がガラ
    ス化している生体活性セラミックス内層と、上記生体活
    性セラミックス内層の上に被覆されている多孔質な生体
    活性セラミックス外層とからなることを特徴とする生体
    活性セラミックス被覆インプラント。
  2. 【請求項２】 上記生体活性セラミックス層は、ハイド
    ロキシアパタイトからなることを特徴とする請求項１記
    載の生体活性セラミックス被覆インプラント。
JP4277888A 1992-09-22 1992-09-22 生体活性セラミックス被覆インプラント Withdrawn JPH06105900A (ja)

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