JPH06125979A - インプラント用金属焼結体及びその製造方法 - Google Patents
インプラント用金属焼結体及びその製造方法Info
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- JPH06125979A JPH06125979A JP4104010A JP10401092A JPH06125979A JP H06125979 A JPH06125979 A JP H06125979A JP 4104010 A JP4104010 A JP 4104010A JP 10401092 A JP10401092 A JP 10401092A JP H06125979 A JPH06125979 A JP H06125979A
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0012—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0018—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the shape
- A61C8/0037—Details of the shape
- A61C2008/0046—Textured surface, e.g. roughness, microstructure
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、良好な耐用性を有し、かつ
生体親和性も良好なインプラント用金属焼結体を提供す
ることにある。 【構成】 本発明に係るインプラント用金属焼結体は、
該焼結体表面が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と孔径２
０μｍ以下のミクロ孔を有し、孔径２０μｍ以下のミク
ロ孔が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と重なりあって存
在していてもよく、かつ該焼結体内部は貫通した気孔が
不在の密充填構造をもつことを特徴とし、該焼結体は、
所望の形状に成形するための金型もしくはゴム型の内面
に、焼失性材料を焼失性の液状バインダーを用いてコー
ティングし、この金型またはゴム型により４４μｍ以下
の粒径を有する金属原料粉末を装填して所望の形状に圧
縮成形し、得られた成形物を、その金属の焼結温度に加
熱して焼結し、得られた焼結体の表面を１７７〜２１０
μｍの粒径のアルミナ粒子でブラスト処理することによ
り製造することができる。
生体親和性も良好なインプラント用金属焼結体を提供す
ることにある。 【構成】 本発明に係るインプラント用金属焼結体は、
該焼結体表面が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と孔径２
０μｍ以下のミクロ孔を有し、孔径２０μｍ以下のミク
ロ孔が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と重なりあって存
在していてもよく、かつ該焼結体内部は貫通した気孔が
不在の密充填構造をもつことを特徴とし、該焼結体は、
所望の形状に成形するための金型もしくはゴム型の内面
に、焼失性材料を焼失性の液状バインダーを用いてコー
ティングし、この金型またはゴム型により４４μｍ以下
の粒径を有する金属原料粉末を装填して所望の形状に圧
縮成形し、得られた成形物を、その金属の焼結温度に加
熱して焼結し、得られた焼結体の表面を１７７〜２１０
μｍの粒径のアルミナ粒子でブラスト処理することによ
り製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯科治療や他骨折整形
のために生体内の骨組織内に埋設して用いられるインプ
ラント用金属焼結体及びその製造方法に関するものであ
る。
のために生体内の骨組織内に埋設して用いられるインプ
ラント用金属焼結体及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】骨に差し込むのに使用される非常に色々
なインプラント用金属焼結体が既に公知になっている。
大きなものには股関節用人工補整器が属し、小さなもの
には人造歯を形成するために顎にねじ込む人工歯根が属
する。このようなインプラント用金属焼結体は多くの場
合、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタルまたは主
要成分がこれらの元素の１つである組織親和性のある合
金例えばチタン−バナジウム−アルミニウム合金よりな
る。これら全てのインプラント用金属焼結体の場合に
は、新生骨が移植片表面と迅速にかつ耐久的に結合する
ための処理(移植片の固定、または骨の同化と呼ばれて
いる)が必要である。一般に、機械的な固定によってイ
ンプラント用金属焼結体の脱落を防止するためには、１
００μｍ以上の表面の粗面化が必要とされているが、従
来においては粒径１００μｍ以上の金属ビーズを用いて
焼結法により内部に貫通する気孔をもった多孔質体を成
形する方法、焼結の過程において焼失し得る焼失性材料
を金属原料粉末と混合し成形の後焼結し、内部に貫通す
る孔をもった多孔質を作成する方法、ブラスト処理によ
り表面を粗面化する方法、細かいねじ山を切ることによ
って粗面化する方法、エレクトロンビームを利用して貫
通した多数の孔をあける方法などが用いられていた。
なインプラント用金属焼結体が既に公知になっている。
大きなものには股関節用人工補整器が属し、小さなもの
には人造歯を形成するために顎にねじ込む人工歯根が属
する。このようなインプラント用金属焼結体は多くの場
合、チタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタルまたは主
要成分がこれらの元素の１つである組織親和性のある合
金例えばチタン−バナジウム−アルミニウム合金よりな
る。これら全てのインプラント用金属焼結体の場合に
は、新生骨が移植片表面と迅速にかつ耐久的に結合する
ための処理(移植片の固定、または骨の同化と呼ばれて
いる)が必要である。一般に、機械的な固定によってイ
ンプラント用金属焼結体の脱落を防止するためには、１
００μｍ以上の表面の粗面化が必要とされているが、従
来においては粒径１００μｍ以上の金属ビーズを用いて
焼結法により内部に貫通する気孔をもった多孔質体を成
形する方法、焼結の過程において焼失し得る焼失性材料
を金属原料粉末と混合し成形の後焼結し、内部に貫通す
る孔をもった多孔質を作成する方法、ブラスト処理によ
り表面を粗面化する方法、細かいねじ山を切ることによ
って粗面化する方法、エレクトロンビームを利用して貫
通した多数の孔をあける方法などが用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では下記のような問題があった： (１)粒径１００μｍ以上の金属ビーズを用いて焼結法に
より作成した多孔質材料は、機械的強度が低くインプラ
ントした後、繰り返し生ずる応力に耐えきれず疲労破壊
する問題点があった； (２)焼失性材料を金属の原料粉末に混合し成形の後、焼
結することにより作成した多孔質材料は、インプラント
後の新生骨の侵入を可能にするための有効開口部を多く
すると機械的強度が低下し、インプラント後の耐久性に
劣る。また、ＣＩＰ、金型プレス等で成形する際に、表
面で密充填されることが多く、骨組織と接触する表面を
充分に多孔質にすることはできない等の問題点があっ
た； (３)焼失性材料を金属の原料粉末に混合し成形の後、焼
結することにより作成した多孔質材料は、その開口部の
周辺が鋭角的であるため、生体と接触する表面の刺激性
から、インプラント部材としては好ましいものではなか
った； (４)内部に貫通した多数の孔をもつ構造のもの(上述の
金属ビーズを原料として多孔質を構成したもの、焼失性
材料を原料の金属粉末に混ぜて焼結することにより多孔
質を作成したもの)は、人工歯根として使用する場合
に、口腔内常在菌が孔を通して顎骨内に侵入し炎症を起
こす問題点があった； (５)ブラスト処理及びねじ切りなど機械的な方法で表面
を粗面化したものは、上述の多孔質材料に比べインプラ
ント後の安定性の面で劣っていた。これはインプラント
部材を構成している金属が緻密で不浸透のものであるた
め、新骨組織が内部に侵入して固定することができない
ためである。
技術では下記のような問題があった： (１)粒径１００μｍ以上の金属ビーズを用いて焼結法に
より作成した多孔質材料は、機械的強度が低くインプラ
ントした後、繰り返し生ずる応力に耐えきれず疲労破壊
する問題点があった； (２)焼失性材料を金属の原料粉末に混合し成形の後、焼
結することにより作成した多孔質材料は、インプラント
後の新生骨の侵入を可能にするための有効開口部を多く
すると機械的強度が低下し、インプラント後の耐久性に
劣る。また、ＣＩＰ、金型プレス等で成形する際に、表
面で密充填されることが多く、骨組織と接触する表面を
充分に多孔質にすることはできない等の問題点があっ
た； (３)焼失性材料を金属の原料粉末に混合し成形の後、焼
結することにより作成した多孔質材料は、その開口部の
周辺が鋭角的であるため、生体と接触する表面の刺激性
から、インプラント部材としては好ましいものではなか
った； (４)内部に貫通した多数の孔をもつ構造のもの(上述の
金属ビーズを原料として多孔質を構成したもの、焼失性
材料を原料の金属粉末に混ぜて焼結することにより多孔
質を作成したもの)は、人工歯根として使用する場合
に、口腔内常在菌が孔を通して顎骨内に侵入し炎症を起
こす問題点があった； (５)ブラスト処理及びねじ切りなど機械的な方法で表面
を粗面化したものは、上述の多孔質材料に比べインプラ
ント後の安定性の面で劣っていた。これはインプラント
部材を構成している金属が緻密で不浸透のものであるた
め、新骨組織が内部に侵入して固定することができない
ためである。
【０００４】従って、本発明の目的は、良好な耐用性を
有し、かつ生体親和性も良好なインプラント用金属焼結
体を提供することにある。
有し、かつ生体親和性も良好なインプラント用金属焼結
体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、種々検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明に係るインプラント用金属焼結体は、
該焼結体表面が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と孔径２
０μｍ以下のミクロ孔を有し、孔径２０μｍ以下のミク
ロ孔が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と重なりあって存
在していてもよく、かつ該焼結体内部は貫通した気孔が
不在の密充填構造をもつことを特徴とする。
ために、種々検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち、本発明に係るインプラント用金属焼結体は、
該焼結体表面が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と孔径２
０μｍ以下のミクロ孔を有し、孔径２０μｍ以下のミク
ロ孔が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と重なりあって存
在していてもよく、かつ該焼結体内部は貫通した気孔が
不在の密充填構造をもつことを特徴とする。
【０００６】更に、本発明に係る上記インプラント用金
属焼結体の製造方法は、所望の形状に成形するための金
型もしくはゴム型の内面に、焼失し得る焼失性材料を焼
失性の液状バインダーを用いてコーティングする工程
と、前記工程で得られた金型またはゴム型により４４μ
ｍ以下の粒径を有する金属原料粉末を装填して所望の形
状に圧縮成形する工程と、前記工程で得られた成形物
を、その金属の焼結温度に加熱して焼結せしめる工程
と、得られた焼結体の表面を１７７〜２１０μｍの粒径
のアルミナ粒子によりブラスト処理する工程とからなる
ことを特徴とする。
属焼結体の製造方法は、所望の形状に成形するための金
型もしくはゴム型の内面に、焼失し得る焼失性材料を焼
失性の液状バインダーを用いてコーティングする工程
と、前記工程で得られた金型またはゴム型により４４μ
ｍ以下の粒径を有する金属原料粉末を装填して所望の形
状に圧縮成形する工程と、前記工程で得られた成形物
を、その金属の焼結温度に加熱して焼結せしめる工程
と、得られた焼結体の表面を１７７〜２１０μｍの粒径
のアルミナ粒子によりブラスト処理する工程とからなる
ことを特徴とする。
【０００７】本発明のインプラント用金属焼結体は、多
孔質の表面をもつ骨内に差し込むためのものであり、該
金属焼結体表面が生体の骨組織の侵入を許容するに適し
た１００μｍ以上の大きさのマクロ孔と孔径２０μｍ以
下のミクロ孔とを有し、かつ内部においては貫通した気
孔のない密充填構造をもつことを特徴とするものであ
る。上記インプラント用金属焼結体のマクロ孔開口部は
新生骨組織の侵入を容易ならしめ、これによって該組織
がインプラント部材の内部までに侵入し増殖育成して部
材と骨組織との間に合成体と生体との複合材を形成し、
該インプラント用金属焼結体の骨内における固定力を堅
固なものとする。
孔質の表面をもつ骨内に差し込むためのものであり、該
金属焼結体表面が生体の骨組織の侵入を許容するに適し
た１００μｍ以上の大きさのマクロ孔と孔径２０μｍ以
下のミクロ孔とを有し、かつ内部においては貫通した気
孔のない密充填構造をもつことを特徴とするものであ
る。上記インプラント用金属焼結体のマクロ孔開口部は
新生骨組織の侵入を容易ならしめ、これによって該組織
がインプラント部材の内部までに侵入し増殖育成して部
材と骨組織との間に合成体と生体との複合材を形成し、
該インプラント用金属焼結体の骨内における固定力を堅
固なものとする。
【０００８】更に、本発明のインプラント用金属焼結体
表面は１７７〜２１０μｍの粒径をもつアルミナ粒子で
ブラスト処理することにより、マクロ孔開口部表面のエ
ッジ部をなだらかにして表面の接触刺激性を改善するこ
とができる。また、内部を密充填構造とすることによ
り、インプラント用金属焼結体としての機械的強度を向
上せしめ、耐久性を向上することができる。
表面は１７７〜２１０μｍの粒径をもつアルミナ粒子で
ブラスト処理することにより、マクロ孔開口部表面のエ
ッジ部をなだらかにして表面の接触刺激性を改善するこ
とができる。また、内部を密充填構造とすることによ
り、インプラント用金属焼結体としての機械的強度を向
上せしめ、耐久性を向上することができる。
【０００９】なお、マクロ孔の口径が前述範囲のもので
あることは開口部全体について必須ではなく、その大多
数についてであればよい。
あることは開口部全体について必須ではなく、その大多
数についてであればよい。
【００１０】
【作用】以下、図面を参照しながら本発明の特徴をその
作用と共に具体的に説明する。図１は後述の実施例にお
いて得られた本発明のインプラント用金属焼結体［チタ
ン製、円柱状試料(４ｍｍφ×２０ｍｍ)］の断面図であ
る。図１において、インプラント用金属焼結体の内部
(2)は、４４μｍ以下の金属原料粉末をＣＩＰまたはプ
レス等で充分に圧縮充填した後、融点の９０％程度の温
度で焼結することにより、緻密な連続した気孔のない組
織とすることができる。この密充填構造により、インプ
ラント用金属焼結体として必要な機械的強度を付与する
ことができる。更に、表面に開口している１００μｍ以
上のマクロ孔は表面から５００μｍ程度の深さにおいて
緻密な構造に変わるため人工歯根として使用する場合に
は、口腔内常在菌が孔を通して顎骨内に侵入するのを防
止できる。また、図１において、インプラント用金属焼
結体の表層部(1)には、１００μｍ以上のマクロ孔と２
０μｍ以下のミクロ孔が存在し、インプラントした場合
に新造骨組織の侵入を容易ならしめ、これによって該組
織がインプラント用金属焼結体の内部までに侵入し、増
殖育成してインプラント用金属焼結体と骨組織との間に
合成体と生体との複合材を形成し、該インプラント用金
属焼結体の骨内における固定力を堅固なものとする。
作用と共に具体的に説明する。図１は後述の実施例にお
いて得られた本発明のインプラント用金属焼結体［チタ
ン製、円柱状試料(４ｍｍφ×２０ｍｍ)］の断面図であ
る。図１において、インプラント用金属焼結体の内部
(2)は、４４μｍ以下の金属原料粉末をＣＩＰまたはプ
レス等で充分に圧縮充填した後、融点の９０％程度の温
度で焼結することにより、緻密な連続した気孔のない組
織とすることができる。この密充填構造により、インプ
ラント用金属焼結体として必要な機械的強度を付与する
ことができる。更に、表面に開口している１００μｍ以
上のマクロ孔は表面から５００μｍ程度の深さにおいて
緻密な構造に変わるため人工歯根として使用する場合に
は、口腔内常在菌が孔を通して顎骨内に侵入するのを防
止できる。また、図１において、インプラント用金属焼
結体の表層部(1)には、１００μｍ以上のマクロ孔と２
０μｍ以下のミクロ孔が存在し、インプラントした場合
に新造骨組織の侵入を容易ならしめ、これによって該組
織がインプラント用金属焼結体の内部までに侵入し、増
殖育成してインプラント用金属焼結体と骨組織との間に
合成体と生体との複合材を形成し、該インプラント用金
属焼結体の骨内における固定力を堅固なものとする。
【００１１】本発明の製造方法は大別して四つの工程よ
りなる。第１の工程は、ＣＩＰ用のゴム型もしくはプレ
ス用金型の内側面に焼失性材料を、焼失性液状バインダ
ーを用いてコーティングする工程である。ここで、焼失
性材料とは、焼結工程において、原料金属粉末が焼結す
るまでの間に燃焼気化して焼失し、しかも灰分を全く残
さないか、または生じた灰分が人体に無害であるもので
なければならない。その形態は球状、粒状、不定形多角
形、繊維状のいずれを問わない。この焼失性材料として
は例えばパラフィン、ポリエチレン、アクリル樹脂、炭
化水素系のものに酸素が入ったもの等を使用することが
できる。
りなる。第１の工程は、ＣＩＰ用のゴム型もしくはプレ
ス用金型の内側面に焼失性材料を、焼失性液状バインダ
ーを用いてコーティングする工程である。ここで、焼失
性材料とは、焼結工程において、原料金属粉末が焼結す
るまでの間に燃焼気化して焼失し、しかも灰分を全く残
さないか、または生じた灰分が人体に無害であるもので
なければならない。その形態は球状、粒状、不定形多角
形、繊維状のいずれを問わない。この焼失性材料として
は例えばパラフィン、ポリエチレン、アクリル樹脂、炭
化水素系のものに酸素が入ったもの等を使用することが
できる。
【００１２】また、焼失性の液状バインダーも同様であ
り、水溶性やアルコール等の溶剤に溶けるもののいずれ
を問わない。焼失性材料の最も典型的な例を挙げて説明
すると、パラフィンの球状体を使用する場合であり、
０.２〜１.０ｍｍのパラフィンの球状体１００部に対
し、焼失性材料である液状バインダーとしてＰＶＡ(２
重量％水溶液)４０部を混合し、この混合物を隙間なく
ＣＩＰ用ゴム型もしくはプレス用金型の内側面にコーテ
ィングする。また、コーティングに際して焼失性材料の
分散が困難な場合は、焼失性液状バインダーを先にゴム
型や金型の内側面にコーティングし、バインダーが乾燥
する前に焼失性材料を隙間なく並べる方法であっても構
わない。
り、水溶性やアルコール等の溶剤に溶けるもののいずれ
を問わない。焼失性材料の最も典型的な例を挙げて説明
すると、パラフィンの球状体を使用する場合であり、
０.２〜１.０ｍｍのパラフィンの球状体１００部に対
し、焼失性材料である液状バインダーとしてＰＶＡ(２
重量％水溶液)４０部を混合し、この混合物を隙間なく
ＣＩＰ用ゴム型もしくはプレス用金型の内側面にコーテ
ィングする。また、コーティングに際して焼失性材料の
分散が困難な場合は、焼失性液状バインダーを先にゴム
型や金型の内側面にコーティングし、バインダーが乾燥
する前に焼失性材料を隙間なく並べる方法であっても構
わない。
【００１３】第二の工程は、上記焼失性材料のコーティ
ングが終わったＣＩＰのゴム型もしくはプレス用金型を
用いて４４μｍ以下のインプラント用金属焼結体用の金
属原料粉末(例えばチタン粉末、ジルコニウム粉末、ニ
オブ粉末、タンタル粉末またはこれら成分を含有する合
金粉末)を充填して所望の形に成形する工程であるが、
この成形工程は従来の粉末成形の操作と同様に行えばよ
い。また、使用する金属原料粉末は粉末成形の一般的な
操作である、金属原料粉末の流動性を向上するため及び
圧縮充填後のグリーンの強度を増大するために、バイン
ダー(例えばＰＶＡ)によりスプレードライに造粒した粉
末であっても構わない。ただし、使用する金属原料粉末
を４４μｍ以下の金属粉末粒子に限定する理由は、大き
な粒子の混ざった粉末を使用した場合は焼成後に内部に
貫通する気孔が存在し、インプラント部材として実用強
度の発現が困難になることが多いからである。また、使
用する金属原料粉末粒子が１０μｍ以下の細かい粒子の
場合は、粒子の表面が強く酸化されているケースが多
く、実用強度の発現が困難になることが多いので、１０
μｍ以下の微細粒子を使用する場合には注意を要する。
ングが終わったＣＩＰのゴム型もしくはプレス用金型を
用いて４４μｍ以下のインプラント用金属焼結体用の金
属原料粉末(例えばチタン粉末、ジルコニウム粉末、ニ
オブ粉末、タンタル粉末またはこれら成分を含有する合
金粉末)を充填して所望の形に成形する工程であるが、
この成形工程は従来の粉末成形の操作と同様に行えばよ
い。また、使用する金属原料粉末は粉末成形の一般的な
操作である、金属原料粉末の流動性を向上するため及び
圧縮充填後のグリーンの強度を増大するために、バイン
ダー(例えばＰＶＡ)によりスプレードライに造粒した粉
末であっても構わない。ただし、使用する金属原料粉末
を４４μｍ以下の金属粉末粒子に限定する理由は、大き
な粒子の混ざった粉末を使用した場合は焼成後に内部に
貫通する気孔が存在し、インプラント部材として実用強
度の発現が困難になることが多いからである。また、使
用する金属原料粉末粒子が１０μｍ以下の細かい粒子の
場合は、粒子の表面が強く酸化されているケースが多
く、実用強度の発現が困難になることが多いので、１０
μｍ以下の微細粒子を使用する場合には注意を要する。
【００１４】次に、第三の工程は、第二の工程で得た金
属原料粉末のプレス成形品を加熱、焼結せしめる工程で
あり、これにより上記焼失性材料を気化燃焼させ、得ら
れるインプラント用金属焼結体材料の表面を１００μｍ
以上のマクロ孔により多孔質とするものである。焼結工
程は、不活性ガス雰囲気中または１０-4トール以下の真
空中のいずれであっても行うことができる。
属原料粉末のプレス成形品を加熱、焼結せしめる工程で
あり、これにより上記焼失性材料を気化燃焼させ、得ら
れるインプラント用金属焼結体材料の表面を１００μｍ
以上のマクロ孔により多孔質とするものである。焼結工
程は、不活性ガス雰囲気中または１０-4トール以下の真
空中のいずれであっても行うことができる。
【００１５】第四の工程は、第三の工程で得た表面多孔
質の金属材料の表面を１７７〜２１０μｍのアルミナ粒
子にてブラスト処理を行うものである。この第四工程
は、焼失性材料が焼失することにより生じた１００μｍ
以上のマクロ孔の鋭利なエッジ部をなだらかにすること
により、インプラント後の生体組織との接触刺激を減少
させ、更に、１００μｍ以上のマクロ孔に２０μｍ以下
のミクロ孔を重ねて構成するための工程である。このブ
ラスト処理に、２１０μｍよりも大きなアルミナ粒子を
用いて処理した場合は、焼失材料の焼失により構成され
たマクロ孔がつぶれ、インプラントした際に新生骨の侵
入が困難になる場合があるので使用することは好ましく
ない。また、１７７μｍ未満のアルミナを試用した場合
は、ブラスト処理面に２０μｍ以下のミクロ孔を構成す
ることが難しい。ブラスト処理に使用する粒子をアルミ
ナに限定する理由は、炭化珪素等では研削力が大きいた
めに処理する表面のマクロ孔が研削されてしまうからで
あり、また、他の材料については処理後の洗浄により脱
落しなかった研削粒子の生体に対する影響が危惧される
ためである。
質の金属材料の表面を１７７〜２１０μｍのアルミナ粒
子にてブラスト処理を行うものである。この第四工程
は、焼失性材料が焼失することにより生じた１００μｍ
以上のマクロ孔の鋭利なエッジ部をなだらかにすること
により、インプラント後の生体組織との接触刺激を減少
させ、更に、１００μｍ以上のマクロ孔に２０μｍ以下
のミクロ孔を重ねて構成するための工程である。このブ
ラスト処理に、２１０μｍよりも大きなアルミナ粒子を
用いて処理した場合は、焼失材料の焼失により構成され
たマクロ孔がつぶれ、インプラントした際に新生骨の侵
入が困難になる場合があるので使用することは好ましく
ない。また、１７７μｍ未満のアルミナを試用した場合
は、ブラスト処理面に２０μｍ以下のミクロ孔を構成す
ることが難しい。ブラスト処理に使用する粒子をアルミ
ナに限定する理由は、炭化珪素等では研削力が大きいた
めに処理する表面のマクロ孔が研削されてしまうからで
あり、また、他の材料については処理後の洗浄により脱
落しなかった研削粒子の生体に対する影響が危惧される
ためである。
【００１６】
実施例 以下に本発明で達成される進歩性を明らかにする実施例
及び比較例による種々の実験の結果を示す：インプラン
ト用金属焼結体として、表面が以下のように処理もしく
は製造されているチタン製の円柱４ｍｍφ×２０ｍｍを
それぞれ８個準備した。 市販のチタンロッドを電解研磨した。 市販のチタンロッドの表面を粒径７１０〜８４０μｍ
の球状ジルコニア粒子でブラスト処理した。 ４４μｍ以下のチタン金属粉末をゴムの型に入れ、Ｃ
ＩＰで圧縮成形した後に１４００℃の温度、１０-5トー
ルの減圧雰囲気で焼成した。 の方法により得られた試料をＨＦでエッチングし
た。 の方法により得られた試料を粒径１７７〜２１０μ
ｍのアルミナ粒子で表面をブラストした。 本発明による、ＣＩＰ用ゴム型の内側面の中心粒径５
００μｍの球状パラフィンをＰＶＡ２％水溶液を用いて
コーティングした後、４４μｍ以下の金属チタン原料粉
末を充填し、１ＭＰａの静水圧を用いて成形し、１０-5
トールの真空中で焼成し、その後表面を粒径１７７〜２
１０μｍのアルミナ粒子で表面をブラスト処理した。 ４４μｍ以下のチタン金属粉末に対して３０重量％の
ポリエチレン粒子(粒径５００μｍ以下)を配合し、ミキ
サで混合した後、１ＭＰａの静水圧を用いて成形し、１
０-5トールの真空中で焼成した。 ４４μｍ以下のチタン金属粉末に対して３０重量％の
球状パラフィン(中心粒径５００μｍ)を配合しミキサで
混合した後、１ＭＰａの静水圧を用いて成形し、１０-5
トールの真空中で焼成した。
及び比較例による種々の実験の結果を示す：インプラン
ト用金属焼結体として、表面が以下のように処理もしく
は製造されているチタン製の円柱４ｍｍφ×２０ｍｍを
それぞれ８個準備した。 市販のチタンロッドを電解研磨した。 市販のチタンロッドの表面を粒径７１０〜８４０μｍ
の球状ジルコニア粒子でブラスト処理した。 ４４μｍ以下のチタン金属粉末をゴムの型に入れ、Ｃ
ＩＰで圧縮成形した後に１４００℃の温度、１０-5トー
ルの減圧雰囲気で焼成した。 の方法により得られた試料をＨＦでエッチングし
た。 の方法により得られた試料を粒径１７７〜２１０μ
ｍのアルミナ粒子で表面をブラストした。 本発明による、ＣＩＰ用ゴム型の内側面の中心粒径５
００μｍの球状パラフィンをＰＶＡ２％水溶液を用いて
コーティングした後、４４μｍ以下の金属チタン原料粉
末を充填し、１ＭＰａの静水圧を用いて成形し、１０-5
トールの真空中で焼成し、その後表面を粒径１７７〜２
１０μｍのアルミナ粒子で表面をブラスト処理した。 ４４μｍ以下のチタン金属粉末に対して３０重量％の
ポリエチレン粒子(粒径５００μｍ以下)を配合し、ミキ
サで混合した後、１ＭＰａの静水圧を用いて成形し、１
０-5トールの真空中で焼成した。 ４４μｍ以下のチタン金属粉末に対して３０重量％の
球状パラフィン(中心粒径５００μｍ)を配合しミキサで
混合した後、１ＭＰａの静水圧を用いて成形し、１０-5
トールの真空中で焼成した。
【００１７】標準的試験装置での粗面の測定結果及び微
小試験片法による破壊靭性評価[JAERI-memo 62-193(198
7)]の結果を以下の表１に示す。また、試料Ｎｏ.(本
発明品)の断面形状を示す電子顕微鏡写真を図２(ａ)
に、その表面形状を示す電子顕微鏡写真を図２(ｂ)に示
す。
小試験片法による破壊靭性評価[JAERI-memo 62-193(198
7)]の結果を以下の表１に示す。また、試料Ｎｏ.(本
発明品)の断面形状を示す電子顕微鏡写真を図２(ａ)
に、その表面形状を示す電子顕微鏡写真を図２(ｂ)に示
す。
【００１８】
【表１】
【００１９】参考例 上述のようにして得られたインプラント用金属焼結体の
具体的な使用法の一例とその作用、効果について説明す
る。図３は歯科用のスクリュータイプの人工歯根として
用いられた例であるが、歯肉粘膜(ｃ)を切開して骨組織
(ｄ)内にタップ孔(ｅ)を開け、本発明による人工歯根
(ｆ)をインプラントする。インプラント用金属焼結体
(ｆ)の上部にセメント(ｂ)を介して歯冠(ａ)を装着して
使用に際する。ここで、この状態で骨組織(ｄ)内にイン
プラントされている人工歯根(ｆ)は前述の通り骨組織と
接触している表面が１００μｍ以上の開口部をもつ多孔
質であるため、骨組織(ｄ)が生長することにより、その
新生骨が人工歯根(ｆ)の多孔質内部に侵入し、長期間経
過後は骨組織(ｄ)が多数アンカーをおろした状態を呈す
るに至る。すると人工歯根(ｆ)と骨組織(ｄ)は単に機械
的に絡み合い安定するばかりではなく、極めて堅固な結
合関係を維持することになる。また、１００μｍ以上の
マクロ孔のエッジ部は、アルミナのブラストによりなだ
らかとなっているため、咬合の衝撃による応力が分散さ
れるため、従来の多孔質材料においては非常によく起こ
った人工歯根(ｆ)内に侵入した新生骨の生長を抑制する
ことはない。また、従来の多孔質材料をインプラントす
るのと比較して本発明によるインプラント用金属焼結体
は内部が密充填構造をもっているため、咬合による衝撃
での破損が起こらない。更に、本発明のインプラント用
金属焼結体は毒性のない生体材料用の金属で作成されて
おり、このような金属は生体内で表面に安定な酸化皮膜
を生じるため、長期間インプラントにも耐えることが可
能である。以上は本発明を歯科用の人工歯根について応
用した例を説明したが、人工股関節もしくは四肢の骨折
の際に用いるジョイントにも使用可能である。
具体的な使用法の一例とその作用、効果について説明す
る。図３は歯科用のスクリュータイプの人工歯根として
用いられた例であるが、歯肉粘膜(ｃ)を切開して骨組織
(ｄ)内にタップ孔(ｅ)を開け、本発明による人工歯根
(ｆ)をインプラントする。インプラント用金属焼結体
(ｆ)の上部にセメント(ｂ)を介して歯冠(ａ)を装着して
使用に際する。ここで、この状態で骨組織(ｄ)内にイン
プラントされている人工歯根(ｆ)は前述の通り骨組織と
接触している表面が１００μｍ以上の開口部をもつ多孔
質であるため、骨組織(ｄ)が生長することにより、その
新生骨が人工歯根(ｆ)の多孔質内部に侵入し、長期間経
過後は骨組織(ｄ)が多数アンカーをおろした状態を呈す
るに至る。すると人工歯根(ｆ)と骨組織(ｄ)は単に機械
的に絡み合い安定するばかりではなく、極めて堅固な結
合関係を維持することになる。また、１００μｍ以上の
マクロ孔のエッジ部は、アルミナのブラストによりなだ
らかとなっているため、咬合の衝撃による応力が分散さ
れるため、従来の多孔質材料においては非常によく起こ
った人工歯根(ｆ)内に侵入した新生骨の生長を抑制する
ことはない。また、従来の多孔質材料をインプラントす
るのと比較して本発明によるインプラント用金属焼結体
は内部が密充填構造をもっているため、咬合による衝撃
での破損が起こらない。更に、本発明のインプラント用
金属焼結体は毒性のない生体材料用の金属で作成されて
おり、このような金属は生体内で表面に安定な酸化皮膜
を生じるため、長期間インプラントにも耐えることが可
能である。以上は本発明を歯科用の人工歯根について応
用した例を説明したが、人工股関節もしくは四肢の骨折
の際に用いるジョイントにも使用可能である。
【００２０】かくして、本発明によれば耐久性に優れた
インプラント部材の作成が可能であるが、その製造方法
は、焼失性材料を成形するＣＩＰ用のゴム型やプレス用
の金型の内面にコーティングし、かつ焼結後、その表面
を１７７〜２１０μｍのアルミナでブラスト処理すれば
よいので工程的にも、作業的にも何等煩わしいものでは
なく量産が可能である。
インプラント部材の作成が可能であるが、その製造方法
は、焼失性材料を成形するＣＩＰ用のゴム型やプレス用
の金型の内面にコーティングし、かつ焼結後、その表面
を１７７〜２１０μｍのアルミナでブラスト処理すれば
よいので工程的にも、作業的にも何等煩わしいものでは
なく量産が可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明を実施することによ
って、次に示すような効果を生じる： 本発明によれば、簡便にインプラント用金属焼結体の
表面を生体の骨組織の侵入を許容するに適した１００μ
ｍ以上のマクロ孔を有することができるので、インプラ
ント用金属焼結体と骨組織界面における密着性が向上
し、維持力を増強することができる； 多孔質化に伴うインプラント用金属焼結体の機械的強
度の低下を防止することができる； 多孔質化に伴う顎骨の細菌感染を防止することができ
る。
って、次に示すような効果を生じる： 本発明によれば、簡便にインプラント用金属焼結体の
表面を生体の骨組織の侵入を許容するに適した１００μ
ｍ以上のマクロ孔を有することができるので、インプラ
ント用金属焼結体と骨組織界面における密着性が向上
し、維持力を増強することができる； 多孔質化に伴うインプラント用金属焼結体の機械的強
度の低下を防止することができる； 多孔質化に伴う顎骨の細菌感染を防止することができ
る。
【図１】本発明によるインプラント用金属焼結体の一実
施例を示す多孔質チタンの円柱状試料４ｍｍφ×２０ｍ
ｍの断面図である。
施例を示す多孔質チタンの円柱状試料４ｍｍφ×２０ｍ
ｍの断面図である。
【図２】(ａ)は実施例で得られた本発明によるインプラ
ント用金属焼結体の断面形状を示す電子顕微鏡写真であ
り、(ｂ)は実施例で得られた本発明によるインプラント
用金属焼結体の表面形状を示す電子顕微鏡写真である。
ント用金属焼結体の断面形状を示す電子顕微鏡写真であ
り、(ｂ)は実施例で得られた本発明によるインプラント
用金属焼結体の表面形状を示す電子顕微鏡写真である。
【図３】本発明によるインプラント用金属焼結体を歯科
用の人工歯根として用いた場合の要部断面図である。
用の人工歯根として用いた場合の要部断面図である。
１ インプラント用金属焼結体の表層部 ２ インプラント用金属焼結体の内部 ａ 歯冠 ｂ 歯科用セメント ｃ 歯肉粘膜 ｄ 骨組織 ｅ タップ孔 ｆ 人工歯根
Claims (2)
- 【請求項１】 インプラント用金属焼結体において、該
焼結体表面が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と孔径２０
μｍ以下のミクロ孔を有し、孔径２０μｍ以下のミクロ
孔が孔径１００μｍ以上のマクロ孔と重なりあって存在
していてもよく、かつ該焼結体内部は貫通した気孔が不
在の密充填構造をもつことを特徴とするインプラント用
金属焼結体。 - 【請求項２】 所望の形状に成形するための金型もしく
はゴム型の内面に、焼失し得る焼失性材料を焼失性の液
状バインダーを用いてコーティングする工程と、前記工
程で得られた金型またはゴム型により４４μｍ以下の粒
径を有する金属原料粉末を装填して所望の形状に圧縮成
形する工程と、前記工程で得られた成形物を、その金属
の焼結温度に加熱して焼結せしめる工程と、得られた焼
結体の表面を１７７〜２１０μｍの粒径のアルミナ粒子
によりブラスト処理する工程とからなることを特徴とす
る請求項１記載のインプラント用金属焼結体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4104010A JP2740071B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | インプラント用金属焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4104010A JP2740071B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | インプラント用金属焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06125979A true JPH06125979A (ja) | 1994-05-10 |
| JP2740071B2 JP2740071B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=14369300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4104010A Expired - Fee Related JP2740071B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | インプラント用金属焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740071B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009195716A (ja) * | 2009-04-15 | 2009-09-03 | Seiko Epson Corp | 歯科用インプラント |
| JP2011522578A (ja) * | 2008-05-22 | 2011-08-04 | デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド | 金属粉末で作製された粗化表面を有する移植物 |
| JP2012071175A (ja) * | 2011-12-09 | 2012-04-12 | Seiko Epson Corp | 歯科用インプラント |
| JP2012514483A (ja) * | 2009-01-05 | 2012-06-28 | ドット ゲーエムベーハー | インプラント上の抗感染性コーティングの製造方法 |
| US8267688B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-09-18 | Seiko Epson Corporation | Dental implant and method for manufacturing dental implant |
| CN102805669A (zh) * | 2007-07-27 | 2012-12-05 | 精工爱普生株式会社 | 支撑体及牙科用植入体 |
| US8398402B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-03-19 | Seiko Epson Corporation | Method for maufacturing dental implant and dental implant |
| US8408905B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-04-02 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing dental implant and dental implant |
| JP2013513402A (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | ニュー・デント・アクチェンゲゼルシャフト | インプラントの製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0245060A (ja) * | 1988-06-10 | 1990-02-15 | Haruyuki Kawahara | フレームレス，コアレス多孔質骨内インプラント |
| JPH0347264A (ja) * | 1989-03-23 | 1991-02-28 | Inst Straumann Ag | 金属製移植片 |
| JPH03146679A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-21 | Haruyuki Kawahara | チタンもしくはチタン基合金製生体修復部材及びその表面処理法 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4104010A patent/JP2740071B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8572848B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-11-05 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing dental implant |
| US8961178B2 (en) | 2007-07-27 | 2015-02-24 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing dental implant and dental implant |
| US8782897B2 (en) | 2007-07-27 | 2014-07-22 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing dental implant |
| US8683692B2 (en) | 2007-07-27 | 2014-04-01 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing dental implant and dental implant |
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| US8398401B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-03-19 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing dental implant and dental implant |
| US8398402B2 (en) | 2007-07-27 | 2013-03-19 | Seiko Epson Corporation | Method for maufacturing dental implant and dental implant |
| US8267688B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-09-18 | Seiko Epson Corporation | Dental implant and method for manufacturing dental implant |
| JP2011522578A (ja) * | 2008-05-22 | 2011-08-04 | デピュイ・プロダクツ・インコーポレイテッド | 金属粉末で作製された粗化表面を有する移植物 |
| JP2012514483A (ja) * | 2009-01-05 | 2012-06-28 | ドット ゲーエムベーハー | インプラント上の抗感染性コーティングの製造方法 |
| US8828552B2 (en) | 2009-01-05 | 2014-09-09 | Dot Gmbh | Method for producing an anti-infective coating on implants |
| JP2009195716A (ja) * | 2009-04-15 | 2009-09-03 | Seiko Epson Corp | 歯科用インプラント |
| JP2013513402A (ja) * | 2009-12-11 | 2013-04-22 | ニュー・デント・アクチェンゲゼルシャフト | インプラントの製造方法 |
| US9375294B2 (en) | 2009-12-11 | 2016-06-28 | New Dent Ag | Method for producing implants |
| JP2012071175A (ja) * | 2011-12-09 | 2012-04-12 | Seiko Epson Corp | 歯科用インプラント |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2740071B2 (ja) | 1998-04-15 |
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