JPH06335487A - Composite implant and production thereof - Google Patents

Composite implant and production thereof

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JPH06335487A
JPH06335487A JP5151136A JP15113693A JPH06335487A JP H06335487 A JPH06335487 A JP H06335487A JP 5151136 A JP5151136 A JP 5151136A JP 15113693 A JP15113693 A JP 15113693A JP H06335487 A JPH06335487 A JP H06335487A
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JP
Japan
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layer
bioactive ceramics
implant
biologically active
active ceramic
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Withdrawn
Application number
JP5151136A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokiaki Hayashi
常昭 林
Yusuke Arima
雄介 有馬
Shinichi Miyamoto
伸一 宮本
Shuji Hida
修司 飛田
Tateaki Sahira
健彰 佐平
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Publication of JPH06335487A publication Critical patent/JPH06335487A/en
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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Abstract

PURPOSE:To improve mechanical strength and safety to an organism by forming a porous biologically active ceramic with higher adhesiveness on the metallic implant base substance and by making a higher density biologically active ceramic laid as a middle layer. CONSTITUTION:This composite implant is composed of a biologically inactive metal and a biologically active ceramic and is formed by subjecting a biological active ceramic to vapor deposition on a surface 1 of the biologically inactive metal implant base substance and simultaneously irradiating the surface with an ion beam, and in the implant mixed layer 2 is formed which is not removed due to mechanical impact during walking. On the mixed layer 2, a biologically active ceramic is vapor-deposited and a feeble ion beam is simultaneously irradiated to make a higher density biologically active ceramic layer 3 with porosity ratio less than approx. 10% in order to protect the cytotoxin of metal ion eluted from the base substance 1, and on the biologically active ceramic layer 3, a porous biologically active ceramic layer 4 with an ordinary porosity ratio and porous diameter is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、人工骨、人工関節、
人工椎体、人工歯根等に利用される複合インプラントお
よびその製造法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an artificial bone, an artificial joint,
The present invention relates to a composite implant used for artificial vertebral bodies, artificial tooth roots, etc., and a method for manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、人工骨、人工関節、人工椎体、人
工歯根等には、金属材料またはセラミックス材料が使わ
れており、金属材料としては生体に不活性なＣｏ−Ｃｒ
系合金、ステンレス鋼、チタン、チタン合金などが使用
されており、さらにセラミックス材料としてアルミナ、
ハイドロキシアパタイトなどが使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a metal material or a ceramic material has been used for artificial bones, artificial joints, artificial vertebral bodies, artificial tooth roots, etc. As a metallic material, Co-Cr which is inert to the living body is used.
System alloys, stainless steel, titanium, titanium alloys, etc. are used.
Hydroxyapatite is used.

【０００３】しかし、上記金属材料で作製されたインプ
ラントは、上記金属材料が生体に対して全く不活性であ
るわけではなく、生体と接触している間に微量ながら金
属イオンとして溶出し、細胞内に侵入してガン発生の原
因となる恐れがあり、またセラミックス材料で作製した
インプラントはガン発生の原因となることはないが、機
械的強度が低いなどの問題点があった。However, an implant made of the above-mentioned metal material is not completely inactive to the living body, and it is eluted as a metal ion in a trace amount while being in contact with the living body, so that it is intracellular. However, the implant made of a ceramic material does not cause cancer, but has a problem such as low mechanical strength.

【０００４】かかる問題を解決するために、上記金属製
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
溶射内層を形成し、そのセラミックス溶射内層の上に生
体親和性のよい多孔質ハイドロキシアパタイト溶射外層
を形成してなる複合インプラントなども提案されている
（特公昭５８−５０７３７号公報参照）。この従来の複
合インプラントは、未貫通気孔を有するセラミックス溶
射内層が介在するために金属イオンの溶出を防止するこ
とができ、しかも多孔質ハイドロキシアパタイト溶射層
が最外層にあるために生体との親和性が優れている。In order to solve such a problem, Al 2 O having unpenetrated pores on the surface of the above-mentioned metallic implant substrate.
A composite implant in which a ceramic sprayed inner layer of 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 or the like is formed, and a porous hydroxyapatite sprayed outer layer having good biocompatibility is formed on the ceramic sprayed inner layer has also been proposed. (See Japanese Patent Publication No. 58-50737). This conventional composite implant can prevent the elution of metal ions due to the interposition of the ceramic sprayed inner layer having non-penetrating pores, and the compatibility with the living body due to the porous hydroxyapatite sprayed layer being the outermost layer. Is excellent.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の未
貫通気孔を有するセラミックス溶射内層と多孔質ハイド
ロキシアパタイト溶射外層からなる複合インプラント
は、金属製インプラント基体とセラミックス溶射内層と
は全く異質の材料であるために密着性が悪く、さらに、
セラミックス溶射内層と多孔質ハイドロキシアパタイト
溶射外層とも材質が異なるところから接合強度が十分で
なく、かかる従来の複合インプラントは機械的衝撃また
は繰り返し荷重を受けると剥離しやすく、例えば、普通
の歩行時には肢関節には最大で体重の４〜８倍、また膝
関節では同様に２〜４倍の荷重がかかると言われてる
が、かかる人体部位にインプラントとして用いると短期
間で剥離するなどの問題点があった。However, the above-mentioned conventional composite implant comprising the ceramic sprayed inner layer having non-penetrating pores and the porous hydroxyapatite sprayed outer layer is a completely different material from the metallic implant substrate and the ceramic sprayed inner layer. Adhesion is poor due to the presence of
Since the ceramic sprayed inner layer and the porous hydroxyapatite sprayed outer layer are made of different materials, the joint strength is not sufficient, and such conventional composite implants easily peel off when subjected to mechanical shock or repeated load. It is said that the maximum load is 4 to 8 times the body weight, and 2 to 4 times the weight at the knee joint as well. However, when it is used as an implant in such a human body part, there is a problem such as peeling in a short period of time. It was

【０００６】[0006]

【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複合
インプラントを得るべく研究を行った結果、（１） 生
体に不活性な金属製インプラント基体の表面に生体活性
セラミックスを成膜すると同時に加速電圧：２〜４０Ｋ
Ｖの強力なイオンビームを照射すると生体に不活性な金
属と生体活性セラミックスからなる混合層が形成され、
この混合層は上記生体に不活性な金属製インプラント基
体に対する密着性を向上させる、（２） 上記混合層の
上にさらに生体セラミックスを成膜すると同時に加速電
圧：５０〜８００Ｖの弱いイオンビームを照射すると気
孔率１０％以下の緻密な生体活性セラミックス層が得ら
れ、この緻密な生体活性セラミックス層は生体に不活性
な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、（３） 上記緻密な生体活性セラミックス層
の上に生体活性セラミックスを通常の条件で溶射すると
通常の多孔質生体活性セラミックス層が形成され、この
多孔質生体活性セラミックス層と上記緻密な生体活性セ
ラミックス層とは材質が同じであるところから密着性が
向上する、などの研究結果が得られたのである。Therefore, the present inventors have
As a result of research to obtain a composite implant in which the adhesion of the hydroxyapatite layer to the substrate is more excellent and the outflow of metal ions can be prevented, (1) bioactive ceramics are formed on the surface of a metal implant substrate that is inert to the living body. Acceleration voltage: 2-40K
Irradiation with a strong ion beam of V forms a mixed layer of metal and bioactive ceramics that are inert to the living body,
This mixed layer improves the adhesion to the metal implant substrate that is inert to the living body. (2) A bioceramic film is further formed on the mixed layer, and at the same time, a weak ion beam with an acceleration voltage of 50 to 800 V is irradiated. As a result, a dense bioactive ceramics layer having a porosity of 10% or less is obtained, and the dense bioactive ceramics layer prevents the metal ions of the metal-implant substrate that are inactive to the living body from being eluted. A normal porous bioactive ceramic layer is formed by spraying the bioactive ceramic on the normal bioactive ceramic layer under normal conditions. The porous bioactive ceramic layer and the dense bioactive ceramic layer have the same material. Therefore, research results such as improved adhesion were obtained.

【０００７】この発明は、かかる研究結果にもとづいて
なされたものであって、（１） 生体に不活性な金属製
インプラント基体と、上記金属製インプラント基体の上
に形成された生体に不活性な金属と生体活性セラミック
スからなる混合層と、上記混合層の上に形成された緻密
な生体活性セラミックス層と、上記緻密な生体活性セラ
ミックス層の上に形成された通常の気孔率および気孔径
を有する多孔質生体活性セラミックス層からなる複合イ
ンプラント、および、（２） 生体に不活性な金属製イ
ンプラント基体の表面に生体活性セラミックスを成膜す
ると同時に強力なイオンビームを照射することにより生
体に不活性な金属と生体活性セラミックスからなる混合
層を形成し、上記混合層の上に生体活性セラミックスを
成膜すると同時に弱いイオンビームを照射することによ
り緻密な生体活性セラミックス層を形成し、上記緻密な
生体活性セラミックス層の上に生体活性セラミックスを
溶射して通常の多孔質生体活性セラミックスを形成する
複合インプラントの製造法、に特徴を有するものであ
る。The present invention has been made based on the results of such research. (1) A metal implant base body which is inactive to a living body, and a body inert body formed on the metal implant base body. It has a mixed layer composed of metal and bioactive ceramics, a dense bioactive ceramics layer formed on the mixed layer, and a normal porosity and a pore diameter formed on the dense bioactive ceramics layer. A composite implant composed of a porous bioactive ceramics layer, and (2) A bioactive ceramics film is formed on the surface of a metal implant base body which is inactive to the living body, and at the same time is irradiated with a strong ion beam to make it inactive to the living body. A mixed layer consisting of metal and bioactive ceramics is formed, and a bioactive ceramics film is formed on the mixed layer at the same time A method for producing a composite implant in which a dense bioactive ceramics layer is formed by irradiation with an ion beam, and the bioactive ceramics is sprayed on the dense bioactive ceramics layer to form a normal porous bioactive ceramics, It is characterized by

【０００８】この発明で金属製インプラント基体とは、
生体に不活性なＣｏ−Ｃｒ系合金、ステンレス鋼、チタ
ン、チタン合金などで作製したインプラント基体であ
り、生体活性セラミックスはハイドロキシアパタイト、
リン酸カルシウムなどの生体に活性なセラミックスおよ
びこれら生体に活性なセラミックスにＡｌ2 Ｏ3 ，Ｚｒ
Ｏ2 ，ＴｉＯ2 等を添加したものをいう。In the present invention, the metallic implant substrate is
It is an implant substrate made of bio-inert Co-Cr alloy, stainless steel, titanium, titanium alloy, etc., and bioactive ceramics are hydroxyapatite,
Bioactive ceramics such as calcium phosphate, and Al 2 O 3 , Zr
It means the one to which O 2 , TiO 2, etc. are added.

【０００９】この発明の複合インプラントを図１の一部
断面図を用いて具体的に説明する。図１において、１は
生体に不活性な金属製インプラント基体、２は生体に不
活性な金属と生体活性セラミックスからなる混合層、３
は緻密な生体活性セラミックス層、４は多孔質生体活性
セラミックス層である。The composite implant of the present invention will be specifically described with reference to the partial sectional view of FIG. In FIG. 1, 1 is an implant base made of a metal which is inactive to a living body, 2 is a mixed layer made of a metal and a bioactive ceramic which is not active to a living body, 3
Is a dense bioactive ceramics layer, and 4 is a porous bioactive ceramics layer.

【００１０】この発明の複合インプラントを作製するに
は、まず金属製インプラント基体１を作製する。この金
属製インプラント基体１の表面はイオンビームによりク
リーニングするとよい。To manufacture the composite implant of the present invention, first, the metallic implant substrate 1 is manufactured. The surface of the metallic implant substrate 1 may be cleaned with an ion beam.

【００１１】この金属製インプラント基体１の表面に生
体活性セラミックスを蒸着すると同時にイオンビーム照
射を行なうと、金属製インプラント基体表面に内部は金
属成分が多く、内部から表面にかけて次第に生体活性セ
ラミックス成分が多い傾斜組織の混合層２が形成され、
混合層２の最上層は生体活性セラミックス成分の割合が
最も多くなる。この場合の生体活性セラミックスの蒸着
は、生体活性セラミックスの固形体に電子ビームを照射
する電子ビーム溶解真空蒸着法あるいは生体活性セラミ
ックスターゲットにイオンビーム照射を行なうイオンビ
ームスパッタリング蒸着法を利用することができる。上
記蒸着と同時に照射する強力なイオンビームにはＡｒ、
酸素、Ｃ，Ｎ，Ｐ，Ｃａ，Ｔｉ等の各種元素イオンが使
用され、強力なイオンビームの加速電圧は２〜４０ＫＶ
が好ましい。この混合層形成のための強力なイオンビー
ムの加速電圧が２ＫＶ未満ではイオン照射によるミキシ
ング効果が得られず、一方、４０ＫＶを越えてもミキシ
ング効果が弱くなって好ましくないからである。このよ
うにして得られた混合層２は、金属と生体活性セラミッ
クスの傾斜濃度を有する層であるから金属製インプラン
ト１に対する密着性は優れたものとなる。When bioactive ceramics are vapor-deposited on the surface of the metallic implant substrate 1 and ion beam irradiation is carried out at the same time, the metallic implant substrate surface has a large amount of metallic components inside, and the amount of biologically active ceramic components gradually increases from the inside to the surface. A mixed layer 2 having a graded structure is formed,
The uppermost layer of the mixed layer 2 has the highest proportion of the bioactive ceramic component. For the vapor deposition of the bioactive ceramics in this case, an electron beam melting vacuum vapor deposition method of irradiating a solid body of the bioactive ceramics with an electron beam or an ion beam sputtering vapor deposition method of irradiating a bioactive ceramics target with an ion beam can be used. . Ar is used for the powerful ion beam irradiated at the same time as the vapor deposition.
Various elemental ions such as oxygen, C, N, P, Ca and Ti are used, and the accelerating voltage of the strong ion beam is 2 to 40 KV.
Is preferred. This is because if the accelerating voltage of the strong ion beam for forming the mixed layer is less than 2 KV, the mixing effect due to ion irradiation cannot be obtained, while if it exceeds 40 KV, the mixing effect becomes weak, which is not preferable. Since the mixed layer 2 thus obtained is a layer having a gradient concentration of metal and bioactive ceramics, the adhesiveness to the metallic implant 1 is excellent.

【００１２】次に、上記混合層２の上にさらに生体活性
セラミックスを蒸着すると同時に弱いイオンビームを照
射し、気孔率１０％以下の緻密な生体活性セラミックス
層３を形成する。この緻密な生体活性セラミックス層３
を形成するための照射する弱いイオンビームはＡｒ、酸
素、窒素のうちのいずれかのイオンビームが使用され、
この弱いイオンビームの加速電圧は５０〜８００Ｖが適
当である。この弱いイオンビームの加速電圧が５０Ｖ未
満ではイオン照射による緻密化効果が現われず、一方、
８００Ｖを越えても十分な緻密化効果が現われないから
である。この緻密な生体活性セラミックス層３は、物理
的、機械的強度が優れていると共に金属製インプラント
基体から生ずる金属イオンの漏出を防止し、細胞毒の影
響を皆無とする作用がある。Next, a bioactive ceramic is further deposited on the mixed layer 2 and at the same time, a weak ion beam is irradiated to form a dense bioactive ceramic layer 3 having a porosity of 10% or less. This dense bioactive ceramic layer 3
As the weak ion beam for irradiating to form, an ion beam of Ar, oxygen, or nitrogen is used,
A suitable acceleration voltage of this weak ion beam is 50 to 800V. When the accelerating voltage of this weak ion beam is less than 50 V, the densification effect due to ion irradiation does not appear, while
This is because a sufficient densification effect does not appear even if it exceeds 800V. The dense bioactive ceramics layer 3 has excellent physical and mechanical strengths, prevents leakage of metal ions generated from the metallic implant substrate, and has the effect of eliminating the effect of cytotoxicity.

【００１３】上記緻密な生体活性セラミックス層３の膜
厚は０．０５〜１５μｍあればよいが、より望ましくは
０．５〜１０μｍの範囲内である。The dense bioactive ceramics layer 3 may have a thickness of 0.05 to 15 μm, and more preferably 0.5 to 10 μm.

【００１４】上記生体活性セラミックス層３は組織が緻
密であるために、骨組織が進入することがなく親和性に
劣る。そこで上記緻密な生体活性セラミックス層３の上
に多孔質な生活活性セラミックス層４を形成し、骨組織
に対して親和性を向上させる。上記多孔質な生体活性セ
ラミックス層４は通常の溶射法または焼結法により形成
することができる。プラズマ溶射法の場合は、Ａｒ＋Ｈ
ｅガスプラズマを使用し、４００〜６００Ａ，３４〜３
８Ｖの電流電圧条件で行なうのがよく、焼結法の場合は
１２００〜１３００℃、１００〜２００kg／cm2 の高温
高圧雰囲気で焼結するのが好ましい。Since the bioactive ceramics layer 3 has a dense tissue, bone tissue does not enter and the affinity is poor. Therefore, a porous bioactive ceramics layer 4 is formed on the dense bioactive ceramics layer 3 to improve the affinity for bone tissue. The porous bioactive ceramics layer 4 can be formed by an ordinary thermal spraying method or a sintering method. Ar + H for plasma spraying
Using e-gas plasma, 400-600A, 34-3
It is preferable to carry out under a current-voltage condition of 8 V. In the case of a sintering method, it is preferable to sinter in a high temperature and high pressure atmosphere of 1200 to 1300 ° C. and 100 to 200 kg / cm 2 .

【００１５】上記緻密な生体活性セラミックス層３は気
孔率が１０％を越えると金属製インプラント基体から金
属イオンが溶出するようになることから緻密な生体活性
セラミックス層３の気孔率は１０％以下に定めたが、多
孔質生体活性セラミックス層４は通常の気孔率および気
孔径を有していれば十分であり、その気孔率は５０〜７
０％でありかつ気孔径は５０〜２００μｍの範囲内にあ
ることが好ましい。気孔率が５０％未満であり気孔径が
５０μｍ未満であると骨組織の侵入による生体骨との親
和性が十分に得られず、一方、気孔率が７０％を越えか
つ気孔径が２００μｍを越えると多孔質生体活性セラミ
ックス層の十分な機械的強度が得られないからである。When the porosity of the dense bioactive ceramics layer 3 exceeds 10%, metal ions are eluted from the metal implant substrate. Therefore, the porosity of the dense bioactive ceramics layer 3 is 10% or less. However, it suffices that the porous bioactive ceramics layer 4 has a normal porosity and pore diameter, and the porosity is 50 to 7
It is preferably 0% and the pore diameter is in the range of 50 to 200 μm. When the porosity is less than 50% and the pore diameter is less than 50 μm, sufficient affinity with living bone due to invasion of bone tissue cannot be obtained, while the porosity exceeds 70% and the pore diameter exceeds 200 μm. This is because sufficient mechanical strength of the porous bioactive ceramics layer cannot be obtained.

【００１６】[0016]

【実施例】チタン合金（Ｔｉ−６wt％Ａｌ−４wt％Ｖ）
を鋳造して金属製テストピース（板状、５０mm×２５mm
×２mm）を作製し、この金属製テストピース表面に、 加速電圧：５ＫＶ 電流密度：１００μＡ／cm2 照射時間：１０分 のＡｒイオンビーム照射を行うクリーニング処理を施し
た。EXAMPLES Titanium alloy (Ti-6 wt% Al-4 wt% V)
Cast into a metal test piece (plate-shaped, 50 mm x 25 mm
2 mm) was prepared, and the surface of this metal test piece was subjected to a cleaning treatment in which Ar ion beam irradiation of accelerating voltage: 5 KV, current density: 100 μA / cm 2 irradiation time: 10 minutes was performed.

【００１７】このクリーニング処理を施した金属製テス
トピースに、ハイドロキシアパタイトを、成膜速度：５
オングストローム／秒にてエレクトロンビーム蒸着する
と同時に、そのテストピース表面に 加速電圧：２０ＫＶ 電流密度：１００μＡ／cm2 の条件でＯ（酸素）イオンビーム照射することにより、
混合層を形成した。Hydroxyapatite was deposited on the metal test piece subjected to this cleaning treatment at a film forming rate of 5
At the same time as electron beam vapor deposition at angstrom / sec, the test piece surface is irradiated with O (oxygen) ion beam under the conditions of acceleration voltage: 20 KV and current density: 100 μA / cm 2 .
A mixed layer was formed.

【００１８】この混合層の上に、さらに成膜速度：５オ
ングストローム／秒でハイドロキシアパタイトのエレク
トロビーム蒸着を行うと同時に、 加速電圧：５００Ｖ 電流密度：６０μＡ／cm2 の条件に変更したＯ（酸素）イオンビーム照射を行い、
緻密なハイドロキシアパタイト層を形成した。Electrode beam deposition of hydroxyapatite was further performed on the mixed layer at a film forming rate of 5 Å / sec, and at the same time, the acceleration voltage: 500 V and the current density: 60 μA / cm 2 were changed to O (oxygen). ) Ion beam irradiation
A dense hydroxyapatite layer was formed.

【００１９】この緻密なハイドロキシアパタイト層の上
に プラズマ作動ガス：Ａｒ４０ｌ／分＋Ｈｅ１０ｌ／分 作動電圧：３４Ｖ 作動電流：４００Ａ の条件で発生させたプラズマ中にハイドロキシアパタイ
ト粉末（平均粒径１４μｍ）を 送給速度：３ｇ／分 で投入することにより溶射し、通常の多孔質ハイドロキ
シアパタイト層を形成し、この発明の複合インプラント
テストピースを作成した。On this dense hydroxyapatite layer, a plasma working gas: Ar 40 l / min + He 10 l / min working voltage: 34 V working current: 400 A, a hydroxyapatite powder (average particle size 14 μm) was sent into the plasma. Feed rate: 3 g / min for thermal spraying to form a normal porous hydroxyapatite layer, and a composite implant test piece of the present invention was prepared.

【００２０】得られた複合インプラントテストピースの
多孔質ハイドロキシアパタイト層の表面に、同形状の金
属製テストピースを接着剤にて接着し、これら金属製テ
ストピースを反対方向にかつ平行に引張ったところ、多
孔質ハイドロキシアパタイト層と接着剤の界面または多
孔質ハイドロキシアパタイト層が破壊して剥離した。A metal test piece of the same shape was adhered to the surface of the porous hydroxyapatite layer of the obtained composite implant test piece with an adhesive, and these metal test pieces were pulled in opposite directions and in parallel. The interface between the porous hydroxyapatite layer and the adhesive or the porous hydroxyapatite layer was broken and peeled.

【００２１】上記試験結果から、この発明の複合インプ
ラントは金属製インプラント基体から緻密なハイドロキ
シアパタイト層が剥離することがなく、したがって、こ
の発明の複合インプラントは金属製インプラント基体に
対して多孔質ハイドロキシアパタイト層が十分強固に密
着していることがわかる。From the above test results, in the composite implant of the present invention, the dense hydroxyapatite layer is not peeled off from the metallic implant substrate, and therefore, the composite implant of the present invention is porous hydroxyapatite to the metallic implant substrate. It can be seen that the layers are firmly and closely attached.

【００２２】一方、比較のために、上記金属製テストピ
ースの表面に直接多孔質ハイドロキシアパタイト層を形
成し、さらに上記多孔質ハイドロキシアパタイト層の表
面に接着剤にてもう一方の金属製テストピースを接着
し、双方の金属製テストピースを反対方向にかつ平行に
引張ったところ、金属製テストピースに多孔質ハイドロ
キシアパタイト層が直接形成した接合部界面で剥離が生
じ、接着剤接合部界面では剥離は生じなかった。On the other hand, for comparison, a porous hydroxyapatite layer is formed directly on the surface of the metal test piece, and the other metal test piece is bonded to the surface of the porous hydroxyapatite layer with an adhesive. Bonding and pulling both metal test pieces in the opposite direction and parallel, peeling occurred at the joint interface where the porous hydroxyapatite layer was directly formed on the metal test piece, and peeling did not occur at the adhesive joint interface. Did not happen.

【００２３】この試験結果から、従来の複合インプラン
トは、金属製インプラント基体に直接多孔質ハイドロキ
シアパタイト層が形成されているので密着性が十分でな
いことがわかる。From these test results, it is understood that the conventional composite implant does not have sufficient adhesion because the porous hydroxyapatite layer is directly formed on the metallic implant substrate.

【００２４】[0024]

【発明の効果】この発明の複合インプラントは、金属製
インプラント基体の表面に密着性に優れた多孔質生体活
性セラミックス層が形成されているので、例えば歩行時
に受ける機械的衝撃に対して生体活性セラミックス層が
金属製インプラント基体表面から剥離することはなく、
さらに骨組織に対する親和性も優れ、また中間層として
緻密な生体活性セラミックス層が介在しているので、金
属製インプラント基体から溶出する金属イオンの細胞毒
にさらされる危険も皆無になるなど優れた効果を奏する
ものである。In the composite implant of the present invention, the porous bioactive ceramics layer having excellent adhesion is formed on the surface of the metallic implant substrate, so that the bioactive ceramics is resistant to a mechanical shock received during walking, for example. The layer does not delaminate from the surface of the metallic implant substrate,
Furthermore, it has excellent affinity for bone tissue, and since a dense bioactive ceramics layer is interposed as an intermediate layer, it is an excellent effect that there is no risk of being exposed to cytotoxicity of metal ions eluted from the metal implant substrate. Is played.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】一部を切り欠いたこの発明の複合インプラント
の正面図である。FIG. 1 is a front view of a composite implant of the present invention with a part cut away.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 金属製インプラント基体 ２ 混合層 ３ 緻密な生体活性セラミックス層 ４ 多孔質生体活性セラミックス層 1 Metal Implant Substrate 2 Mixed Layer 3 Dense Bioactive Ceramics Layer 4 Porous Bioactive Ceramics Layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飛田 修司 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 佐平 健彰 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuji Tobita 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Prefecture Central Research Laboratory, Mitsubishi Materialial Co., Ltd. (72) Takeaki Sahira 1-297 Kitabukuro-cho, Omiya-shi, Saitama Mitsubishi Materialized Central Research Institute Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 生体に不活性な金属製インプラント基体
と、上記金属製インプラント基体の上に形成された生体
に不活性な金属と生体活性セラミックスからなる混合層
と、上記混合層の上に形成されたインプラント基体の金
属イオンが溶出することがないほど緻密な生体活性セラ
ミックス層と、上記緻密な生体活性セラミックス層の上
に形成された通常の気孔率および気孔径を有する多孔質
生体活性セラミックス層からなることを特徴とする複合
インプラント。1. A biologically inert metal implant substrate, a mixed layer of biologically inert metal and bioactive ceramics formed on the metallic implant substrate, and a mixed layer formed on the mixed layer. Bioactive ceramics layer that is so dense that metal ions of the implanted implant substrate do not elute, and a porous bioactive ceramics layer formed on the dense bioactive ceramics layer and having a normal porosity and pore diameter A composite implant comprising: 【請求項２】 上記生体活性セラミックスは、ハイドロ
キシアパタイトであることを特徴とする請求項１記載の
複合インプラント。2. The composite implant according to claim 1, wherein the bioactive ceramics is hydroxyapatite. 【請求項３】 生体に不活性な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を成膜すると同時に強力
なイオンビームを照射することにより生体に不活性な金
属と生体活性セラミックスからなる混合層を形成し、 上記混合層の上に生体活性セラミックスを成膜すると同
時に弱いイオンビームを照射することにより緻密な生体
活性セラミックス層を形成し、 上記緻密な生体活性セラミックス層の上に生体活性セラ
ミックスを溶射して多孔質生体活性セラミックスを形成
する、ことを特徴とする複合インプラントの製造法。3. A bioactive ceramics film is formed on the surface of a bio-inert metal implant base, and at the same time, a strong ion beam is irradiated to form a mixed layer of a bio-inert metal and bioactive ceramics. Then, a bioactive ceramics film is formed on the mixed layer, and at the same time, a weak ion beam is irradiated to form a dense bioactive ceramics layer, and the bioactive ceramics is sprayed on the dense bioactive ceramics layer. A method for producing a composite implant, which comprises forming porous bioactive ceramics by means of a method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100855017B1 (en) * 2006-12-06 2008-08-28 연세대학교 산학협력단 Implantable biomaterials coated bioglass thin film and preparation method of the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100855017B1 (en) * 2006-12-06 2008-08-28 연세대학교 산학협력단 Implantable biomaterials coated bioglass thin film and preparation method of the same

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