JPH0639031A

JPH0639031A - 生体インプラント材料

Info

Publication number: JPH0639031A
Application number: JP4201359A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Nagata; 憲史永田; Takayuki Yogoro; 孝之余頃
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Onoda Cement Co Ltd
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、生体インプラント材料とし
て要求される充分な機械的強度を有すると共に生体親和
性に優れた生体インプラント材料並びにＸ線造影性をも
合わせもった生体インプラント材料を提供することにあ
る。【構成】本発明に係る生体インプラント材料は、アパ
タイト結晶及び／またはリン酸カルシウム結晶を含むリ
ン酸カルシウム系失透ガラスからなることを特徴とす
る。ストロンチウムアパタイト結晶及び／またはリン酸
ストロンチウム結晶を含むリン酸ストロンチウム系失透
ガラスまたはストロンチウム固溶アパタイト結晶を含む
リン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラスからなる
ことを特徴とする生体インプラント材料は優れたＸ線造
影性をも併せもつ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体インプラント材料
に関し、より詳細には人工歯根及び人工骨等のインプラ
ント材料として使用し、生体の骨組織、歯牙組織と一体
化する無機質材料である生体インプラント材料並びにＸ
線造影性のある人工歯根及び人工骨等のインプラント材
料として使用し、生体の骨組織、歯牙組織と一体化する
無機質材料である生体インプラント材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】外科、整形外科領域においては、交通事
故、骨腫瘍切除等、または歯科領域においては歯槽膿
漏、歯槽骨吸収、抜歯及びう蝕歯牙削除等により、骨や
歯牙に欠損あるいは空隙が生ずる。このような骨欠損部
あるいは空隙部の修復のため自家骨、高分子、金属、セ
ラミックス等種々の材料が使用されている。中でも、自
家骨は骨形成能に優れ、拒否反応が少ないなどの点で非
常に優れている。しかしながら、自家骨は本人の正常な
組織から採取せねばならないため、手術による大きな苦
痛を伴うばかりでなく、充分な量を確保できない場合も
多い。そこで近年では、アルミナやジルコニア等の人工
材料が使用され始めている。特に、アルミナは機械的強
度に優れ、かつ生体に対する為害性もないことから、１
９６０年代後半から人工股関節に適用されて以来、生体
インプラント材料として広く利用されているものであ
る。また、ジルコニアは特に靭性面において優れてお
り、アルミナと同様期待されている材料である。しかし
ながら、これらの材料では生体活性が乏しく、生体硬組
織と結合しないために、骨と固定するためにはネジを切
る等の何らかの加工が必要であった。また、長期使用し
た場合の固定力の維持についても懸念されている。こう
したことから生体活性の高い生体インプラント材料が注
目され、生体硬組織に類似した水酸アパタイトを含有す
る種々の材料が開発されている。これらのうち、水酸ア
パタイト焼結体や水酸アパタイト結晶を含む結晶化ガラ
スは良く知られており、種々の試験により優れた生体学
的評価が与えられている。しかしながら、これらの材料
では、力学的な特性、特に曲げ強度において実用上不充
分であるという大きな問題を抱えている。こうしたこと
からアパタイト系結晶化ガラスでは、特開昭61−136939
号公報や特開昭61−158841号公報のように水酸アパタイ
ト結晶の他にアノーサイトやウォラストナイト結晶を生
成させて機械的強度の向上を図っているものもある。し
かしながら、これらにおいても実用強度として充分であ
るとは言い難く、また、生体硬組織と同一の構造を有す
る水酸アパタイト結晶の他に異質の結晶相を含有するた
めに、これらの長期使用における生体への影響が懸念さ
れている。

【０００３】これまで開発されてきた生体インプラント
材料は上記の如く、それぞれ一長一短があり、その特性
に応じて使い分けられているのが現状であるが、生体イ
ンプラント材料としては生体組織との親和性を有するこ
とは勿論のこと、優れた機械的性質を有することは共通
の要求特性であり、これらを両方とも満足するものが望
まれている。

【０００４】更に、上記に述べた様々な生体インプラン
ト材料には生体親和性とＸ線造影性の両者を同時に合わ
せもった材料は今のところ見出されていない。生体用材
料として生体親和性が極めて重要な性質であることは言
うまでもないが、体内に何らかの形で埋入される人工材
料では埋入された時の状態や埋入後の経年変化を正確に
把握していくことが重要である。即ち、Ｘ線造影性もま
た重要な性質となる。一般に、Ｘ線造影性を付与する手
段としてはベースになる材料に対して、ストロンチウ
ム、バリウム、ランタン等の金属酸化物や金属塩をＸ線
造影剤として配合する方法がよく採用されている。とこ
ろが、これらの造影成分は生体親和性を有していないば
かりでなく、生体内における溶解性が高い、あるいはア
レルギー等の為害作用の問題を有している。こうしたこ
とから造影成分そのものが生体親和性を有し、かつ生体
内において安定に存在し得る材料が近年強く望まれてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
技術的課題を解決するためになされたものであって、そ
の第１の目的とするところは、生体インプラント材料と
して要求される充分な機械的強度を有すると共に生体親
和性に優れた生体インプラント材料を提供することにあ
り、第２の目的とするところは、更にＸ線造影性をも合
わせもった生体インプラント材料を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
満足する生体インプラント材料を目指し、種々研究を重
ねた結果、アパタイト結晶及び／またはリン酸カルシウ
ム結晶を含むリン酸カルシウム系失透ガラスを用いるこ
とによって、機械的強度及び生体親和性のいずれの点で
も優れた生体インプラント材料が得られることを見出
し、本発明の第１発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明の第１発明に係る生体インプ
ラント材料は、アパタイト結晶及び／またはリン酸カル
シウム結晶を含むリン酸カルシウム系失透ガラスからな
ることを特徴とする。

【０００８】第１発明に使用するリン酸カルシウム系失
透ガラスは、ＣａＯ、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂か
らなる必須成分または該必須成分とＦ₂、ＭｇＯ、Ｎａ₂
Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂からなる群から選択された１種
または２種以上の成分を溶融し、これを急冷して失透さ
せたものである。

【０００９】更に、本発明者らはＸ線造影性をも満足す
る生体インプラント材料の開発を目指し、種々研究を重
ねた結果、ストロンチウムアパタイト結晶及び／または
リン酸ストロンチウム結晶を含むリン酸ストロンチウム
系失透ガラス、またはストロンチウム固溶アパタイト結
晶を含むリン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラス
を用いることによって、機械的強度及び生体親和性及び
Ｘ線造影性のいずれの点でも優れた生体インプラント材
料が得られることを見出し、本発明の第２及び第３発明
を完成するに至った。

【００１０】即ち、本発明の第２発明に係る生体インプ
ラント材料は、ストロンチウムアパタイト結晶及び／ま
たはリン酸ストロンチウム結晶を含むリン酸ストロンチ
ウム系失透ガラスからなることを特徴とする。

【００１１】第２発明に使用するリン酸ストロンチウム
系失透ガラスは、ＳｒＯ、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ
₂からなる必須成分または該必須成分とＦ₂、ＭｇＯ、Ｎ
ａ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂からなる群から選択された１
種または２種以上の成分を溶融し、これを急冷して失透
させたものである。

【００１２】更に、本発明の第３発明に係る生体インプ
ラント材料は、ストロンチウム固溶アパタイト結晶を含
むリン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラスからな
ることを特徴とする。

【００１３】第３発明に使用するストロンチウム固溶ア
パタイト結晶を含むリン酸ストロンチウムカルシウム系
失透ガラスはＳｒＯ、ＣａＯ、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳ
ｉＯ₂からなる必須成分または該必須成分とＦ₂、Ｍｇ
Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂からなる群から選択さ
れた１種または２種以上の成分を溶融し、これを急冷し
て失透させたものである。

【００１４】

【作用】以下、本発明について具体的に説明する。本発
明の第１発明に使用するリン酸カルシウム系失透ガラス
は、アパタイト結晶及び／またはリン酸カルシウム結晶
を含有するものでなければならない。これらの結晶は骨
の主成分であり、骨の形成を促進させるものである。こ
れは単にガラスに上記結晶を添加混合したものではな
く、結晶安定化した結晶相がガラス中に分散した所謂失
透ガラスでなければならない。この結晶相は生体親和性
を付与する上で必要不可欠なものである。更に、上記結
晶相にガラスが共存することも必須条件である。このガ
ラスは優れた機械的強度を提供するのに不可欠なもので
あって、上記の結晶相とガラス相が共存した所謂失透ガ
ラスにおいて生体親和性、機械的強度のいずれの点でも
優れた生体インプラント材料となる。これらの結晶相を
生成させるためには原料中に主要成分となるカルシウム
塩やリン酸塩化合物を、適量含有することが不可欠であ
る。特に、第１発明に使用するリン酸カルシウム系失透
ガラスは、溶融したガラスを再加熱して結晶化させた
り、溶融したガラスを徐冷して結晶化させるのではな
く、溶融したガラス生成物を急冷して、その一部を結晶
化させ失透ガラスを得る点に特色があり、失透させるた
めの原料の選択や調合は極めて重要である。結晶相とガ
ラス相が共存した所謂結晶化ガラスを製作する際に、常
法では生成したガラスを再度加熱処理したり、溶融状態
にあるガラスを徐冷して生成した結晶化ガラスに対し
て、第１発明に使用するリン酸カルシウム系失透ガラス
は溶融状態にあるガラスを急冷して失透させるために高
い密度を有する失透ガラスを得ることができる。密度は
生体インプラント材料の機械的強度を左右する極めて重
要な因子であり、高密度であれば当然のことながら組織
の緻密化が図れるわけであるから、優れた機械的強度が
達成できるのである。

【００１５】本発明の第１発明に使用するリン酸カルシ
ウム系失透ガラスの原料組成は例えば次のように表すこ
とができる：ＣａＯ：２０〜６０重量％Ｐ₂Ｏ₅：５〜３２重量％ＳｉＯ₂：１５〜３０重量％Ａｌ₂Ｏ₃：３〜３７重量％Ｆ₂：０〜１０重量％ＭｇＯ：０〜２重量％

【００１６】以下にリン酸カルシウム系失透ガラスの原
料組成について述べる。まず、ＣａＯが２０重量％未満
では、水酸アパタイトを主体としたリン酸カルシウム系
結晶が晶出せず、従って、生体親和性は悪いものとな
り、逆に、ＣａＯが６０重量％を超える場合は、全体に
占めるガラス成分が少なくなる。即ち、リン酸カルシウ
ム系結晶粒子間を連続的な組織でつなぎ止める所謂マト
リックスとしての効果を有するガラス成分が少なくなる
ために機械的強度に劣るものとなる。

【００１７】また、Ｐ₂Ｏ₅が５重量％未満では、リン酸
カルシウム系結晶が晶出し得ず、生体との親和性がな
く、逆に、Ｐ₂Ｏ₅が３２重量％を超える場合には、化学
的耐久性が悪く、生体内での侵食が見られ不適当であ
る。

【００１８】更に、ＳｉＯ₂が１５重量％未満では、全
体に占めるガラス成分が少なく、機械的強度が低下し、
逆に、ＳｉＯ₂が３０重量％を超える場合には、ガラス
中に占めるリン酸カルシウム結晶相の割合が相対的に少
なくなり、生体親和性も低下する。

【００１９】また、Ａｌ₂Ｏ₃が３重量％未満では、ガラ
ス強度の低下を招き、逆にＡｌ₂Ｏ₃が３７重量％を超え
る場合にはＳｉＯ₂と同様に生体親和性の低下を招く。

【００２０】また、ガラス溶融温度の制御や、生成する
結晶量の制御または機械的強度の制御を目的に、Ｆ₂、
ＭｇＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂からなる群から選
択された１種または２種以上の成分を添加してもよい。
特に、Ｆ₂は融剤としての効果があるばかりでなく、歯
科領域で応用した場合、フッ素の徐放効果が得られる
が、１０重量％を超えた場合は失透ガラス本来の機械的
強度の低下及び化学的耐久性の低下を招く。また、その
他のＭｇＯ、Ｎａ₂Ｏ及びＢ₂Ｏ₃では、これらを多量に
添加した場合は、リン酸カルシウム系結晶の晶出を極度
に抑制し生体親和性の低下を招く。従って、これらの成
分の添加量は２重量％以下である。また、ＺｒＯ₂は失
透ガラスの強度向上に効果的であるが、これも多量に添
加した場合にはリン酸カルシウム系結晶の晶出を抑制す
るので、その添加量は１０重量％以下である。

【００２１】上記の組成による失透ガラスを生体インプ
ラント材料として適用するにあたっては幾つかの製法が
採択できる。例えば溶融状態にあるガラスを急冷して失
透化させるにあたり、ブロック状の失透ガラスを得た場
合には、このものの加工性は優れているので種々の機械
加工により目的とする形状、寸法に加工すればよい。ま
た、溶融物を取り扱う関係上、形状付与にあたっては金
属鋳造と同様の方法も採択できる。即ち、耐熱性かつ化
学的に不活性な鋳型に溶融した失透ガラス組成物を流し
込み急冷させることにより、複雑形状の生体インプラン
ト材料を得ることもできる。

【００２２】次に、本発明の第２発明に使用するリン酸
ストロンチウム系失透ガラス、または第３発明に使用す
るリン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラスは、ス
トロンチウムアパタイト結晶及び／またはリン酸ストロ
ンチウム結晶、またはストロンチウム固溶アパタイト結
晶をそれぞれ含有したものでなければならない。これら
の結晶は骨の主成分に極めて近似しており、骨の形成を
促進させるものである。これは単にガラスに上記結晶を
添加、混合したものではなく、結晶安定化した結晶相が
ガラス中に分散した所謂失透ガラスでなければならな
い。この結晶相は生体親和性並びにＸ線造影性を付与す
る上で不可欠なものである。更に、上記結晶相にガラス
が共存することも必須条件である。このガラスは優れた
機械的強度を提供するのに不可欠なものであって、上記
の結晶相とガラス相が共存した所謂失透ガラスにおいて
生体親和性、Ｘ線造影性、機械的強度のいずれの点でも
優れた生体インプラント材料となる。これらの結晶相を
生成させるためには原料中に主要成分となるストロンチ
ウム塩またはカルシウム塩やリン酸塩化合物を適量含有
することが不可欠である。特に、第２発明に使用するリ
ン酸ストロンチウム系失透ガラスまたは第３発明に使用
するリン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラスは、
溶融したガラスを再加熱して結晶化させたり、溶融した
ガラスを徐冷して結晶化させるものではなく、溶融した
ガラス生成物を急冷してその一部を結晶化させ失透ガラ
スを得る点に特色があり、失透させるための原料の選択
や調合は極めて重要である。結晶相とガラス相が共存し
た所謂結晶化ガラスを作製する際に、常法では生成した
ガラスを再度加熱処理したり、溶融状態にあるガラスを
徐冷して結晶化ガラスを得るのに対して、第２及び第３
発明に使用する失透ガラスは溶融状態にあるガラスを急
冷して失透させるために、高い密度を有する失透ガラス
を得ることができる。密度は、生体インプラント材料の
機械的強度を左右する極めて重要な因子であり、高密度
であれば、組織の緻密化が図れるわけであるから、優れ
た機械的強度を有する生体インプラント材料を得ること
ができる。

【００２３】本発明の第２及び第３発明に使用するリン
酸ストロンチウム系失透ガラスまたはリン酸ストロンチ
ウムカルシウム系失透ガラスの原料組成は例えば次のよ
うに表すことができる：ＳｒＯ：３〜５５重量％ＣａＯ：０〜４０重量％Ｐ₂Ｏ₅：５〜３２重量％ＳｉＯ₂：１５〜３０重量％Ａｌ₂Ｏ₃：３〜３７重量％Ｆ₂：０〜１０重量％ＭｇＯ：０〜２重量％

【００２４】ＳｒＯはＸ線造影性を付与する成分として
不可欠であるが、造影性の付与を目的にＳｒＯ等の所謂
造影成分を単に添加、混合したものではならない。これ
らの造影成分は生体に対する親和性が低いばかりでな
く、生体内における溶解性が高い、あるいはアレルギー
等の為害性の問題を有しているからである。第２及び第
３発明の特徴はＸ線造影性を付与する成分として効果的
であるストロンチウムが、上記のように酸化ストロンチ
ウム(ＳｒＯ)という形でなく、生成した失透ガラス中に
おいてストロンチウムアパタイト［Ｓｒ₁₀(ＰＯ₄)₆(Ｏ
Ｈ)₂］またはリン酸ストロンチウム結晶またはストロン
チウム固溶アパタイト［Ｓｒ_xＣａ_10-x(ＰＯ₄)₆(Ｏ
Ｈ)₂］といった生体の骨や歯の主成分と同様の構造をも
つアパタイトを形成する点に特徴を有するものである。

【００２５】以下に組成について述べる。まず、ＳｒＯ
が３重量％未満ではＸ線造影性を付与するには不足であ
る。逆に、ＳｒＯが５５重量％を超える場合は、全体に
占めるガラス成分が少なくなる。即ち、ストロンチウム
アパタイト結晶またはストロンチウム固溶アパタイト結
晶粒子間を連続的な組織でつなぎ止め、所謂マトリック
スとしての効果を有するガラス成分が少なくなるために
機械的強度に劣るものとなる。

【００２６】また、ＣａＯは０重量％から４０重量％が
適当であるが、０重量％の場合には失透ガラス中に生成
する結晶相としては純粋なストロンチウムアパタイトも
しくはリン酸ストロンチウム結晶である。ＣａＯが配合
された場合には、ストロンチウム固溶のアパタイト結晶
を生成する。この場合は固溶体であり、ＳｒＯとＣａＯ
の量比によって連続的に構造を変化させたアパタイト型
結晶相を与える。両者の配合比は目的とする結晶相によ
って、あるいは目的とするＸ線の造影度によって任意に
変化させることができるが、両者の合量は６０重量％未
満が好ましい。これは６０重量％以上の場合には全体に
占めるガラス成分が少なくなるためである。即ち、前述
と同じ理由により機械的強度に劣るものとなるためであ
る。なお、ＣａＯの含有量によって生成する結晶は様々
であるが、何れも生体硬組織によく近似したアパタイト
構造を呈するものであり、生体親和性は何れにおいても
極めて良好である。

【００２７】また、Ｐ₂Ｏ₅が５重量％未満では、リン酸
ストロンチウム系結晶またはリン酸ストロンチウムカル
シウム系結晶が晶出し得ず、生体との親和性がなく、逆
に、Ｐ₂Ｏ₅が３２重量％を超える場合には、化学的耐久
性が悪く、生体内での侵食が見られ不適当である。

【００２８】また、ＳｉＯ₂が１５重量％未満では、全
体に占めるガラス成分が少なく、機械的強度が低下し、
逆に、ＳｉＯ₂が３０重量％を超える場合には、ガラス
中に占めるリン酸ストロンチウム結晶相またはリン酸ス
トロンチウムカルシウム結晶相の割合が相対的に少なく
なり、生体親和性も低下する。

【００２９】また、Ａｌ₂Ｏ₃が３重量％未満では、ガラ
ス強度の低下を招き、逆に、Ａｌ₂Ｏ₃が３７重量％を超
える場合にはＳｉＯ₂と同様に生体親和性の低下を招
く。

【００３０】また、ガラス溶融温度の制御や、生成する
結晶量の制御または機械的強度の制御を目的に上述の第
１発明に使用するリン酸カルシウム系失透ガラスと同様
にＦ₂、ＭｇＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂からなる
群から選択された１種または２種以上の成分を添加して
もよい。これらの成分の添加量は上述のリン酸カルシウ
ム系失透ガラスの場合に準ずるものである。

【００３１】なお、本発明の第２発明に使用するリン酸
ストロンチウム系失透ガラスまたは第３発明に使用する
リン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラスは上述の
リン酸カルシウム系失透ガラスと同様の操作で生体イン
プラント材料に加工することができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定するものではな
く、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはいずれ
も本発明の技術的範囲に含まれるものである。実施例１ＣａＯ：４３.１重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１８.６重量％、Ｓｉ
Ｏ₂：２０.９重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１１.９重量％、Ｍｇ
Ｏ：０.５重量％、Ｆ₂：５.０重量％となるようにガラ
ス原料を調合し、１６００℃で２時間溶融させた後、空
中放冷させて失透ガラスを得た。これを粉末Ｘ線回折法
により同定したところ、水酸アパタイト結晶、リン酸三
カルシウム結晶及び非晶質相を確認した。次に、得られ
た失透ガラスを機械加工により３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍ
ｍの角柱並びに直径５ｍｍ、長さ１０ｍｍの円柱に加工
した。角柱状サンプルに関して４点曲げ強度を測定した
ところ１７００ｋｇ／ｃｍ²であった。更に、円柱サン
プルを３週令ウィスター系ラットの大腿骨部２カ所に穿
孔した骨髄腔に充填し、３カ月後に切り出して通法に従
い研磨薄片を作製して顕鏡したところ失透ガラスの周囲
に新生骨がとり囲むように侵入しており、強固に結合し
ているのが確認された。なお、直径５ｍｍ×長さ１０ｍ
ｍのリン酸カルシウム系失透ガラスの代わりに円柱の水
酸アパタイト焼結体を実施例１と同様に３週令ウィスタ
ー系ラットの大腿骨部２カ所に穿孔した骨髄腔に充填
し、３カ月後に切り出して通法に従い研磨薄片を作製し
て顕鏡したところ、充填部位の周囲に一層の新生骨が認
められた。

【００３３】実施例２ＣａＯ：３２.０重量％、Ｐ₂Ｏ₅：９.０重量％、ＳｉＯ
₂：２４.５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：２９.０重量％、Ｍｇ
Ｏ：０.５重量％、Ｆ₂：５.０重量％となるようにガラ
ス原料を調合し、１６００℃で２時間溶融させた後、空
中放冷させ失透ガラスを得た。得られた失透ガラスにつ
いてはＸ線回折法によるとガラス相と結晶相が共存し、
結晶は水酸アパタイトであり、ガラス相と水酸アパタイ
トは７：３であった。その結果を図１に示す。次に、得
られた失透ガラスを３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの角柱に
機械加工し、４点曲げ強度を測定したところ２０５０ｋ
ｇ／ｃｍ²であった。

【００３４】実施例３下記の表１の化学組成となるようにガラス原料を調合
し、１４００〜１６５０℃で溶融させた後、空中放冷に
より失透ガラスを得た(試作Ｎｏ.１〜８)。この失透ガ
ラスを３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの角柱に機械加工し、
４点曲げ強度を測定した。表１にはＸ線回折法による晶
出相の同定結果、４点曲げ強度を記載した。また、比較
例として試作Ｎｏ.９〜１２の原料を調合し、公知の結
晶化ガラスの製造方法にて試製したもの、及び水酸アパ
タイト焼結体(試作Ｎｏ.１３)について上記と同様に調
査をした。曲げ強度に関しては本発明品は１６００〜２
２００ｋｇ／ｃｍ²であったのに対し、比較例の試作Ｎ
ｏ.９〜１３は５７０〜１４５０ｋｇ／ｃｍ²と低い値と
なった。

【００３５】

【表１】

【００３６】以上の結果からも明らかであるが、本発明
の第１発明で規定する要件を満足する生体インプラント
材料は良好な機械的強度を示し、かつ生体親和性も良好
であることが理解される。

【００３７】実施例４ＳｒＯ：３６.２重量％、Ｐ₂Ｏ₅：１２.２重量％、Ｓｉ
Ｏ₂：２３.４重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：２２.７重量％、Ｍｇ
Ｏ：０.５重量％、Ｆ₂：５重量％となるようにガラス原
料を調合し、１６００℃で２時間溶融させた後、空中放
冷させて失透ガラスを得た。これをＸ線回折法により同
定したところ、ストロンチウムアパタイト結晶、リン酸
三ストロンチウム結晶及び非晶質相を確認した。その結
果を図２に示す。次に、得られた失透ガラスを３ｍｍ×
４ｍｍ×４０ｍｍの角柱並びに直径５ｍｍ、長さ１０ｍ
ｍの円柱状に機械加工した。角柱状サンプルに関し、４
点曲げ強度を測定したところ、１７５０ｋｇ／ｃｍ²で
あった。なお、Ｘ線造影性は純アルミ板６ｍｍ相当であ
った。更に、円柱状サンプルを雑種成犬の大腿骨部２カ
所に穿孔した骨髄腔に充填し、Ｘ線撮影を行ったとこ
ろ、埋入物が明瞭に撮影された。３カ月後に切り出して
通法に従い研磨薄片を作製して顕鏡したところ失透ガラ
スの周囲に新生骨がとり囲むように侵入しており、強固
に結合しているのが確認された。なお、直径５ｍｍ×長
さ１０ｍｍのリン酸ストロンチウム系失透ガラスの代わ
りに円柱の水酸アパタイト焼結体を実施例１と同様に雑
種成犬の大腿骨部２カ所に穿孔した骨髄腔に充填し、Ｘ
線により確認したが、周囲とは明瞭な差は認められなか
った。３カ月後に切り出して通法に従い研磨薄片を作製
して顕鏡したところ、充填部位の周囲に一層の新生骨が
認められた。

【００３８】実施例５ＳｒＯ：２７.８重量％、ＣａＯ１２.０重量％、Ｐ
₂Ｏ₅：７.０重量％、ＳｉＯ₂：２２.０重量％、Ａｌ₂Ｏ
₃：２６.４重量％、ＭｇＯ：０.５重量％、Ｆ₂：４.３
重量％となるようにガラス原料を調合し、１６００℃で
２時間溶融させた後、空中急冷させて失透ガラスを得
た。得られた失透ガラスについてはＸ線回折法によると
ガラス相と結晶相が共存し、結晶はストロンチウム固溶
アパタイトであり、ガラス相と結晶相は７：３であっ
た。その結果を図３に示す。次に、得られた失透ガラス
を３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの角柱に機械加工し、４点
曲げ強度を測定したところ、１８００ｋｇ／ｃｍ²であ
った。また、Ｘ線造影性は純アルミ板５ｍｍ相当であっ
た。

【００３９】実施例６下記の表２の化学組成になるようにガラス原料を調合
し、１４００〜１６５０℃で溶融させた後、空中放冷に
より失透ガラスを得た(試作Ｎｏ.１４〜１９)。これら
の失透ガラスを、３ｍｍ×４ｍｍ×４０ｍｍの角柱に機
械加工し、４点曲げ強度を測定した。表２には、Ｘ線回
折法による晶出相の同定結果、４点曲げ強度及びＸ線造
影性を記載した。また、比較例として試作Ｎｏ.２０〜
２３のガラス原料を調合し、公知の結晶化ガラスの製造
方法にて作製したもの、及び水酸アパタイト焼結体(試
作Ｎｏ.１３)について上記と同様の調査をした。特に、
圧縮強度に関しては本発明品は１７８０〜１９３０ｋｇ
／ｃｍ²であったのに対し、比較品の試作Ｎｏ.１３及び
２０〜２３は５７０〜１４５０ｋｇ／ｃｍ²と低い値と
なった。

【００４０】以上の結果からも明らかであるが、本発明
の第２及び第３発明に規定する要件を満足する生体イン
プラント材料は良好な機械的強度を示し、かつ生体親和
性並びにＸ線造影性も良好であることが理解される。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明の
第１発明によれば上述の構成を採用することによって、
機械的強度、かつ生体親和性に優れた新規な生体インプ
ラント材料を提供することができる。更に、本発明の第
２及び第３発明によれば上述の構成を採用することによ
って、機械的強度、かつ生体親和性並びにＸ線造影性に
も優れた新規な生体インプラント材料を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例２で得られたリン酸カルシウム系失透ガ
ラスのＸ線回折図である。

【図２】実施例４で得られたリン酸ストロンチウム系失
透ガラスのＸ線回折図である。

【図３】実施例５で得られたリン酸ストロンチウムカル
シウム系失透ガラスのＸ線回折図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アパタイト結晶及び／またはリン酸カル
シウム結晶を含むリン酸カルシウム系失透ガラスからな
ることを特徴とする生体インプラント材料。
【請求項２】リン酸カルシウム系失透ガラスがＣａ
Ｏ、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂からなる必須成分ま
たは該必須成分とＦ₂、ＭｇＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃及びＺ
ｒＯ₂からなる群から選択された１種または２種以上の
成分を溶融し、これを急冷して失透させたものである請
求項１記載の生体インプラント材料。
【請求項３】ストロンチウムアパタイト結晶及び／ま
たはリン酸ストロンチウム結晶を含むリン酸ストロンチ
ウム系失透ガラスからなることを特徴とする生体インプ
ラント材料。
【請求項４】リン酸ストロンチウム系失透ガラスが、
ＳｒＯ、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂からなる必須成
分または該必須成分とＦ₂、ＭｇＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｂ₂Ｏ₃及
びＺｒＯ₂からなる群から選択された１種または２種以
上の成分を溶融し、これを急冷して失透させたものであ
る請求項３記載の生体インプラント材料。
【請求項５】ストロンチウム固溶アパタイト結晶を含
むリン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラスからな
ることを特徴とする生体インプラント材料。
【請求項６】ストロンチウム固溶アパタイト結晶を含
むリン酸ストロンチウムカルシウム系失透ガラスがＳｒ
Ｏ、ＣａＯ、Ｐ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂からなる必
須成分または該必須成分とＦ₂、ＭｇＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｂ₂
Ｏ₃及びＺｒＯ₂からなる群から選択された１種または２
種以上の成分を溶融し、これを急冷して失透させたもの
である請求項５記載の生体インプラント材料。