JPH072181B2 - Method for producing biomaterial coated with hydroxyapatite - Google Patents

Method for producing biomaterial coated with hydroxyapatite

Info

Publication number
JPH072181B2
JPH072181B2 JP61075269A JP7526986A JPH072181B2 JP H072181 B2 JPH072181 B2 JP H072181B2 JP 61075269 A JP61075269 A JP 61075269A JP 7526986 A JP7526986 A JP 7526986A JP H072181 B2 JPH072181 B2 JP H072181B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydroxyapatite
coating
phosphoric acid
solvent
calcium nitrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61075269A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62231669A (en
Inventor
峯男 磯上
尚 萱野
一司 神山
洋一 西尾
肇一 三輪
嘉春 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Taki Kasei Co Ltd
Original Assignee
Kyocera Corp
Taki Kasei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp, Taki Kasei Co Ltd filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP61075269A priority Critical patent/JPH072181B2/en
Publication of JPS62231669A publication Critical patent/JPS62231669A/en
Publication of JPH072181B2 publication Critical patent/JPH072181B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はヒドロキシアパタイトにより被覆された生体材
料の製造方法に関し、殊にヒドロキシアパタイトにより
被覆された生体親和性に優れインプラント材の製造方法
に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a biomaterial coated with hydroxyapatite, and particularly to a method for producing an implant material coated with hydroxyapatite and having excellent biocompatibility. Is.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

近年、人工骨、人工関節、人工歯根などのインプラント
材の使用が一般化しており、その材料としてチタン、ス
テンレスなどの金属材料やアルミナ、ジルコニア等のセ
ラミック材料が用いられている。
In recent years, the use of implant materials such as artificial bones, artificial joints, and artificial tooth roots has been generalized, and metal materials such as titanium and stainless steel and ceramic materials such as alumina and zirconia are used as the materials thereof.

しかし、これらの材料はその機械的強度、耐久性などに
優れる一方で生体との親和性に乏しく、骨組織との固着
等に於て問題がある。
However, while these materials are excellent in mechanical strength and durability, they are poor in affinity with living organisms and have a problem in fixing to bone tissue.

この欠点を改良するものとして,合成アパタイトを900
〜1200℃で焼成させた材料や、ヒドロキシアパタイトに
SiO2を加え焼結させたもの、更にはヒドロキシアパタイ
トとバイオガラスからなる材料等が近年開発された。
To improve this defect, synthetic apatite is added to 900
For materials fired at ~ 1200 ° C and hydroxyapatite
In recent years, materials obtained by adding SiO 2 and sintering, and further materials made of hydroxyapatite and bioglass have been developed.

しかしながらこれらヒドロキシアパタイト、バイオガラ
スは、生体親和性の点に於いて、従来のものより優れる
一方で、機械的強度が金属、アルミナ、ジルコニア等の
セラミック材料に比べて劣り、長期間の使用ではクラッ
クの発生や材料成分の遊離などの問題があり、インプラ
ント材料として満足できるものではない。
However, while these hydroxyapatite and bioglass are superior to conventional ones in terms of biocompatibility, they are inferior in mechanical strength to ceramic materials such as metal, alumina, and zirconia, and crack in long-term use. However, it is not satisfactory as an implant material because of the problems such as the occurrence of blemishes and the release of material components.

また、これらのものは成型後に強度を増すため、高温で
焼結させる必要があり、ヒドロキシアパタイトの組成変
化を生じ、アパタイトが本来有する生体親和性を劣化さ
せ、好ましいものではない。
Further, since these materials increase in strength after molding, it is necessary to sinter at a high temperature, the composition change of hydroxyapatite occurs, and the biocompatibility originally possessed by apatite is deteriorated, which is not preferable.

最近、特にこのようなヒドロキシアパタイトの機械的強
度を補強するため、金属製インプラントの芯材にヒドロ
キシアパタイト粉末で溶射する被覆方法(例えば、特公
昭52-82893)やスパッタリングによる被覆方法(例えば
特公昭58-109049)が提案されている。しかしながら、
これらの方法とても理想的な被覆方法とは言い難い。す
なわち、溶射方法の場合、分解が生じ、その結果、ヒド
ロキシアパタイトの組成や結晶構造の変質をもたらすこ
とや溶射ガンの構成物質であるWやCuの溶射層中への混
入およびNiAl等のボンディング剤の介在など生体親和性
にとって好ましくない金属原子の存在の問題がある。
Recently, in particular, in order to reinforce the mechanical strength of such hydroxyapatite, a coating method of spraying hydroxyapatite powder onto a core material of a metal implant (for example, Japanese Patent Publication No. 52-82893) or a coating method by sputtering (for example, Japanese Patent Publication No. 58-109049) has been proposed. However,
These methods are not very ideal coating methods. That is, in the case of the thermal spraying method, decomposition occurs, resulting in alteration of the composition and crystal structure of hydroxyapatite, mixing of W and Cu, which are constituent materials of the thermal spray gun, into the thermal spray layer, and a bonding agent such as NiAl. There is a problem of existence of a metal atom which is unfavorable for biocompatibility, such as intervening.

他方、スパッタリング方においては、まずターゲット材
料として特殊なヒドロキシアパタイトの調製が必要であ
ることや蒸着速度が他の方法に比較して遅いので生成効
率が良好くないこと、そして複雑な立体形状への均質な
被覆が難しいことなどの欠点を有している。
On the other hand, in the sputtering method, first, it is necessary to prepare a special hydroxyapatite as a target material, and the deposition rate is slower than other methods, so the production efficiency is not good, and a complicated three-dimensional shape is obtained. It has drawbacks such as difficulty in uniform coating.

以上のようにこれらの被覆方法は種々の欠点を有する上
に特別な装置を必要とするので、製造コストの面におい
て高価なものにならざるを得なかった。
As described above, these coating methods have various drawbacks and require special equipment, so that they have to be expensive in terms of manufacturing cost.

そこで、本発明者らはこのような状況の中でインプラン
ト材として必要とされる機械的強度、耐久性、生体親和
等の特性に優れる材料を開発すべく、セラミック材料に
安価で簡便な方法による純度の高いヒドロキシアパタイ
トを被覆する方法について、鋭意研究を行った。
Therefore, in order to develop a material having excellent properties such as mechanical strength, durability, and biocompatibility required as an implant material in such a situation, the inventors of the present invention use an inexpensive and simple method for a ceramic material. An intensive study was conducted on a method of coating high-purity hydroxyapatite.

その結果、金属、セラミックス等の強度特性に優れる材
料表面に特殊な製造装置によらず、従来まで不可能と考
えられていた生体親和性に富むヒドロキシアパタイト被
覆を、接着剤、バインダー等の他成分を使用することな
く、高純度で、かつ容易にしかも堅固に形成することが
可能なることを見出し、本発明を完成させるに至ったも
のである。
As a result, a hydroxyapatite coating with rich biocompatibility, which was thought to be impossible until now, could be applied to other components such as adhesives and binders on the surface of materials such as metals and ceramics, which have excellent strength characteristics, without using special manufacturing equipment. The inventors have found that it is possible to easily and firmly form with high purity without using, and have completed the present invention.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、りん酸及び硝酸カルシウムをCa/PO4モル比1.
5〜1.75の範囲にになるように、メタノール、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリンから選
ばれた溶媒に溶解した溶液を基材に塗布し、焼成するこ
とを特徴とするヒドロキシアパタイトを被覆した生体材
料の製造方法である。
The present invention uses phosphoric acid and calcium nitrate in a Ca / PO 4 molar ratio of 1.
A biomaterial coated with hydroxyapatite, characterized in that the solution is dissolved in a solvent selected from methanol, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin so as to be in the range of 5 to 1.75, and is applied to a substrate, followed by firing. Is a manufacturing method.

〔実施例〕〔Example〕

本発明のヒドロキシアパタイト被覆材料の製造方法につ
いて詳述すると、先ず、ヒドロキシアパタイトの原料と
してりん酸及び硝酸カルシウムを使用する。
The method for producing the hydroxyapatite coating material of the present invention will be described in detail. First, phosphoric acid and calcium nitrate are used as raw materials for hydroxyapatite.

ヒドロキシアパタイトは、一般にカルシウム塩とりん酸
又はその塩との反応、焼成により得ることができるが、
本発明ではりん酸及び硝酸カルシウムとの組合せのみに
於いて本発明の効果を奏する。
Hydroxyapatite can be generally obtained by reacting a calcium salt with phosphoric acid or a salt thereof, and firing,
In the present invention, the effect of the present invention is exhibited only in the combination with phosphoric acid and calcium nitrate.

即ち、これら以外のものとして、乳酸カルシウム、酢酸
カルシウム等の使用では、被覆時の成分組成が不均一と
なり、よって、本発明の均質な被覆材料を得ることが困
難となる。
That is, in addition to these, the use of calcium lactate, calcium acetate, etc. makes the composition of the components non-uniform during coating, thus making it difficult to obtain the homogeneous coating material of the present invention.

りん酸及び硝酸カルシウムはメタノール、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、グリセリンから選ばれ
た溶媒に溶解し使用するが、これらは、使用する溶媒の
種類によっても異なり、通常別々に用い、基材への塗布
時に両者を混合することが好ましい。
Phosphoric acid and calcium nitrate are used by dissolving them in a solvent selected from methanol, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin.These are different depending on the type of solvent used, and they are usually used separately, and when applied to a substrate. It is preferable to mix both.

即ち、溶媒の種類によっても異なるが、両者を同一の溶
媒に溶解して使用する場合には、時間の経過と共に、り
ん酸カルシウムの沈澱を生起し、不均一な溶液となるの
で、できるだけ早く基材への塗布を行う必要がある。
That is, although it depends on the type of solvent, when both are dissolved in the same solvent and used, calcium phosphate precipitates over time and a heterogeneous solution is formed. It is necessary to apply it to the material.

また溶媒に使用するメタノール、エチレングリコール、
プロピレングリコール、グリセリンから選ばれた溶媒の
濃度は、後述するりん酸及び硝酸カルシウムの使用割
合、基材の種類、乾燥、焼成工程の違いにより異なる
が、通常りん酸及び硝酸カルシウムの溶解時に於いて、
50%以上、好ましくは70%以上となるように使用する。
Also used as solvent are methanol, ethylene glycol,
The concentration of the solvent selected from propylene glycol and glycerin varies depending on the use ratio of phosphoric acid and calcium nitrate described below, the type of base material, the drying and firing steps, but usually during the dissolution of phosphoric acid and calcium nitrate. ,
It is used in an amount of 50% or more, preferably 70% or more.

一般にこれらの溶媒の濃度は低くなる程、即ち水分量が
多くなるほど、りん酸及び硝酸カルシウムを同一溶媒に
溶解した際の液安定性は良好となるが、基材への塗布乾
燥時に乾燥性が悪くなり、また被膜は不均一となる。
In general, the lower the concentration of these solvents, that is, the higher the amount of water, the better the liquid stability when phosphoric acid and calcium nitrate are dissolved in the same solvent, but the drying property when coating and drying the substrate is improved. It becomes worse and the coating becomes non-uniform.

従って、溶媒の溶質溶解時の濃度は出来るだけ高い領域
での使用が好ましい。また他の溶媒としてエタノール、
プロパノール、ブタノール、アセトン等の使用は均質な
りん酸及び硝酸カルシウムの溶液が得られず、基材に塗
布された被膜は不均一なものとなる。
Therefore, it is preferable to use the solvent in a region where the concentration of the solute when dissolved is as high as possible. As another solvent, ethanol,
The use of propanol, butanol, acetone, etc. does not give a homogeneous phosphoric acid and calcium nitrate solution and the coating applied to the substrate is non-uniform.

りん酸及び硝酸カルシウムの使用割合に関して云えば、
基材への塗布時に於いて、Ca/PO4モル比1.5〜1.75の範
囲となるように使用する。この場合、りん酸と硝酸カル
シウムを別々に上述の溶媒に溶解して使用する方法で
は、塗布を行う際に、上記のモル比の範囲となるように
両者を混合し、使用すればよい。
Speaking of the usage ratio of phosphoric acid and calcium nitrate,
It is used so that the molar ratio of Ca / PO 4 is from 1.5 to 1.75 when applied to the substrate. In this case, in the method in which phosphoric acid and calcium nitrate are separately dissolved in the above-mentioned solvent and used, both may be mixed and used so as to be in the above molar ratio range at the time of coating.

また、Ca/PO4モル比の範囲が前述の範囲を逸脱し、1.50
を下回る場合には、結晶性の良いヒドロキシアパタイト
がえられず、非晶質成分が多くなり、膜強度が低下す
る。
In addition, the range of Ca / PO 4 molar ratio deviates from the above range, and is 1.50.
When it is below the range, hydroxyapatite with good crystallinity cannot be obtained, the amount of amorphous components increases, and the film strength decreases.

さらに1.75を超える場合には、同様にヒドロキシアパタ
イトの結晶性が低下すると共に、アルカリ成分が過剰と
なり、生体との親和性が低下する。
Further, when it exceeds 1.75, the crystallinity of hydroxyapatite is similarly lowered, and the alkali component becomes excessive, so that the affinity with living body is lowered.

従って、Ca/PO4モル比は本発明に於いて殊に重要であ
る。
Therefore, the Ca / PO 4 molar ratio is of particular importance in the present invention.

なお、りん酸及びカルシウムの基材への塗布時の濃度
は、生成するヒドロキシアパタイト〔Ca5(PO43OH〕
として、通常5〜20重量%の範囲となるように設定する
ことが望ましい。
The concentration of phosphoric acid and calcium when applied to the base material is the hydroxyapatite produced [Ca 5 (PO 4 ) 3 OH].
As a general rule, it is desirable to set it in the range of 5 to 20% by weight.

即ち、5重量%を下回ると、生成アパタイト被膜が薄く
なり、被覆工程を繰り返す必要が生じ、また、20重量%
を上回ると塗布時の液組成が不安定化し、不均一とな
り、本発明の均質な被覆膜を得ることが困難となる。
That is, if it is less than 5% by weight, the formed apatite coating becomes thin and it is necessary to repeat the coating process.
When it exceeds the above range, the liquid composition at the time of application becomes unstable and becomes non-uniform, and it becomes difficult to obtain the uniform coating film of the present invention.

この様にエチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリンから選ばれた溶媒に溶解したりん酸及び硝酸
カルシウムは、塗布時にCa/PO4モル比1.5〜1.75の範囲
となるように調製し、次に基材に塗布を行う。
In this way ethylene glycol, propylene glycol,
Phosphoric acid and calcium nitrate dissolved in a solvent selected from glycerin are prepared so as to have a Ca / PO 4 molar ratio of 1.5 to 1.75 at the time of coating, and then coated on a substrate.

尚、本発明ではこの基材の材質は特に限定されず、一般
にインプラント材として使用可能な材料、例えばチタ
ン、ステンレス等の金属、アルミナ、ジルコニア、ムラ
イト等セラミックスが使用できる。
In the present invention, the material of the base material is not particularly limited, and materials generally usable as implant materials, for example, metals such as titanium and stainless steel, ceramics such as alumina, zirconia, and mullite can be used.

またそのアパタイト被覆の被着方法としては、浸漬方、
ロールコーター、スプレー法、ハケ塗又はドクターブレ
ード法等の通常の手段により行うことができる。
Further, as a method for depositing the apatite coating, a dipping method,
It can be carried out by an ordinary means such as a roll coater, a spray method, a brush coating method or a doctor blade method.

コーティング層の厚さは製品の使用目的によって異なる
が生体材料として使用するには0.1〜100μmのものが最
適であることが、動物実験より確認された。
It was confirmed from animal experiments that the thickness of the coating layer varies depending on the purpose of use of the product, but that the thickness of 0.1 to 100 μm is optimal for use as a biomaterial.

りん酸及び硝酸カルシウムを塗布した基材は、次いで乾
燥を行い、使用した溶媒を揮散させる。
The substrate coated with phosphoric acid and calcium nitrate is then dried to volatilize the solvent used.

乾燥方法についても、室温乾燥、加熱静置乾燥、熱風乾
燥等の通常の乾燥手段を用いればよいが、過激な加熱を
行うと、溶媒が急増に揮散し、被覆膜が不均一化し好ま
しくない、使用する溶媒の種類によっても異なるが、通
常、乾燥は200℃以下程度でゆっくり溶媒が揮散するま
で行う。
Regarding the drying method as well, ordinary drying means such as room temperature drying, heating static drying, hot air drying and the like may be used, but if heating is performed radically, the solvent volatilizes rapidly and the coating film becomes non-uniform, which is not preferable. Usually, drying is performed at about 200 ° C or lower until the solvent evaporates slowly, although it depends on the type of solvent used.

乾燥後の被覆基材は次に焼成を行い、塗膜中の遊離水
分、結合水、残存溶媒及び硝酸根を除去すると共に、ヒ
ドロキシアパタイトの強固な被膜を基材に形成させる。
The dried coated substrate is then calcined to remove free water, bound water, residual solvent and nitrate radicals in the coating film and form a strong coating of hydroxyapatite on the substrate.

焼成は450〜800℃の範囲で行いこの範囲以外では本発明
の優れたインプラント材を得ることができない。
The firing is performed in the range of 450 to 800 ° C., and the excellent implant material of the present invention cannot be obtained outside this range.

即ち、焼成温度が450℃を下回ると硝酸カルシウムに由
来する硝酸根の放出除去効果が充分でなく、生体中での
硝酸イオンの溶出、被覆膜の脆化等の原因となる。また
800℃を上回る場合には、生成するヒドロキシアパタイ
トの組成を変化せしめ生体との親和性を劣化させるもの
で好ましくない。
That is, when the baking temperature is lower than 450 ° C., the effect of releasing and removing nitrate radicals derived from calcium nitrate is not sufficient, which causes elution of nitrate ions in the living body and embrittlement of the coating film. Also
If it exceeds 800 ° C., the composition of hydroxyapatite produced is changed and the affinity with living organisms is deteriorated, which is not preferable.

焼成時の雰囲気は大気下、又は減圧下で行うが、ヒドロ
キシアパタイトの被膜の生体親和性をより強めるため
に、低温での焼成が望ましく、通常、減圧下での焼成が
推奨される。
The atmosphere at the time of baking is carried out in the air or under reduced pressure, but in order to further enhance the biocompatibility of the hydroxyapatite film, it is desirable to carry out baking at a low temperature, and usually baking under reduced pressure is recommended.

焼成時間に関しては、通常、10分以上が必要であるが、
焼成時間と温度は一般に相反する関係にあり、大気下で
は500℃で120分以上、550℃で30分以上、800℃で10分以
上が必要である。
Regarding the firing time, usually 10 minutes or more is required,
The firing time and the temperature are generally in a contradictory relationship, and it is necessary to have 120 minutes or more at 500 ° C, 30 minutes or more at 550 ° C, and 10 minutes or more at 800 ° C in the atmosphere.

このようにして基材に被着されたヒドロキシアパタイト
の被膜は、均一、且つ緻密な被覆層を有し、基材との強
固な結合により機械的強度、耐衝撃性を基材と同様に保
持しつつ、しかもヒドロキシアパタイト組成であるか
ら、生体親和性に富む性質を有する。
The hydroxyapatite coating applied to the substrate in this way has a uniform and dense coating layer, and the strong bond with the substrate maintains mechanical strength and impact resistance similar to the substrate. In addition, since it has a hydroxyapatite composition, it has the property of being highly biocompatible.

従って、インプラント材として、人工骨、人工関節、人
工歯根等への適用に際して優れた特性を発揮するもので
ある。
Therefore, it exhibits excellent properties when applied to an artificial bone, an artificial joint, an artificial tooth root, etc. as an implant material.

〔実施例1〕 硝酸カルシウム(4水塩,特級試薬)及びりん酸液(85
%特級試薬)を夫々別々に99.5%(は特にことわらない
限り全て重量%を示す。以下同じ)、メタノール(特級
試薬)に第1表に示す割合で溶解した。これを室温で一
週間放置し、その後各液を所定量混合し、塗布液を調製
した。(第1表) また別に、前記の硝酸カルシウム(4水塩)495gとりん
酸液145gをメタノール760gに同時に溶解したが、このも
のは調製後24時間経過すると、徐々に沈澱を生じ、塗布
液として使用できなかった。
Example 1 Calcium nitrate (tetrahydrate, special grade reagent) and phosphoric acid solution (85
% Special grade reagents) were separately dissolved in 99.5% (all are% by weight unless otherwise specified. The same applies hereinafter) and methanol (special grade reagents) in the proportions shown in Table 1. This was left at room temperature for one week, and then each liquid was mixed in a predetermined amount to prepare a coating liquid. (Table 1) Separately, 495 g of calcium nitrate (tetrahydrate) and 145 g of phosphoric acid solution were simultaneously dissolved in 760 g of methanol. This product gradually precipitated 24 hours after preparation, and the coating solution Could not be used as.

〔実施例2〕 硝酸カルシウム(4水塩,特級試薬)及びりん酸液(特
級試薬)を各々第2表に示す割合でメタノール、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、グリセリン(各
々試薬使用)の溶媒に溶解した。
[Example 2] Calcium nitrate (tetrahydrate, special grade reagent) and phosphoric acid solution (special grade reagent) were dissolved in a solvent of methanol, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin (each used as a reagent) at a ratio shown in Table 2. did.

この液を室温で一週間放置し、その後各液を所定量混合
し、塗布液を調製した。(第2表) また比較のために、硝酸カルシウムに代えて他のカルシ
ウム塩、りん酸に代えて他の各種リン酸塩、更に他の溶
媒について各々同様に塗布液を調製した。
This solution was left at room temperature for one week, and then each solution was mixed in a predetermined amount to prepare a coating solution. (Table 2) Further, for comparison, coating solutions were prepared in the same manner for other calcium salts in place of calcium nitrate, other various phosphate salts in place of phosphoric acid, and other solvents.

〔実施例3〕 地下基板として15×40×1mmの多結晶アルミナ板を用
い、浸漬法により2〜3μmの厚さにヒドロキシアパタ
イト(サンプルNo.7)を塗布し、300℃,400℃,550℃,60
0℃,650℃,700℃,800℃,1000℃の各温度で、大気中で30
分間焼付けし、その決着性を引掻き強度で評価した。引
掻強度の測定には新東科学(株)製の表面測定機TYPE-H
EIDON-14型を使用し、その結果を第3表に示した。
[Example 3] A 15 x 40 x 1 mm polycrystalline alumina plate was used as an underground substrate, and hydroxyapatite (sample No. 7) was applied to a thickness of 2 to 3 µm by a dipping method, and the temperature was set to 300 ° C, 400 ° C, 550 ° C. ℃, 60
30 ° C in air at 0 ° C, 650 ° C, 700 ° C, 800 ° C, 1000 ° C
After baking for minutes, the settlement property was evaluated by scratching strength. For measuring scratch strength, surface measuring machine TYPE-H manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.
EIDON-14 type was used, and the results are shown in Table 3.

この結果から多結晶アルミナ板上へのヒドロキシアパタ
イトの均一且つ緻密で強固な被膜のための焼付け温度は
少なくとも400℃以上が必要で最適焼付け温度は700〜80
0℃が望ましいことが判った。一方、約900℃以上での焼
付けは強固な付着力を有するもののヒドロキシアパタイ
トの水酸基の離脱により、ムラができ均一な被覆という
点ではやや難があった。
From this result, the baking temperature for the uniform, dense and strong coating of hydroxyapatite on the polycrystalline alumina plate needs to be 400 ° C or higher, and the optimum baking temperature is 700-80
It has been found that 0 ° C is desirable. On the other hand, baking at a temperature of about 900 ° C. or higher has a strong adhesive force, but due to the elimination of hydroxyl groups of hydroxyapatite, unevenness is caused and it is somewhat difficult in terms of uniform coating.

実施例3と同様な結果はサンプルNo.1〜No.4ならびにサ
ンプルNo.8〜12でも得られた。
The same results as in Example 3 were obtained with Samples No. 1 to No. 4 and Samples No. 8 to 12.

しかし、サンプルNo.5〜No.6についてはいずれもこれに
より低い数値を示した。これは混合液のCa/PO4モル比が
前者が化学量論比であるのに対して後者が非化学量論非
であり、結晶性が低下していることに起因していると考
えられる。
However, the samples No. 5 to No. 6 all showed low numerical values. It is considered that this is because the Ca / PO 4 molar ratio of the mixed solution is stoichiometric in the former and non-stoichiometric in the latter, and the crystallinity is lowered. .

〔実施例4〕 実施例3で示したように最適な焼付け温度で焼付けたア
パタイトコーティングした多結晶インプラントを制作
し、(サイズ:5×10×1mm、ヒドロキシアパタイト被覆
液:No.9、焼付け条件:700℃×30min大気中)健康なビー
グル犬の大腿骨にインプラントを行った。そして3ケ月
経過後、放血死せしめた後、組織標本を作製し、顕微鏡
および螢光による組織反応観察を行った。
[Example 4] As shown in Example 3, an apatite-coated polycrystalline implant baked at the optimum baking temperature was produced (size: 5 x 10 x 1 mm, hydroxyapatite coating solution: No. 9, baking conditions). Implantation was carried out on the femur of a healthy beagle dog. After 3 months, the blood was killed by exsanguination, a tissue sample was prepared, and the tissue reaction was observed with a microscope and fluorescence.

その結果、インプラントと接している組織には炎症反応
は認められず、また異常な骨吸収も起こっていなかっ
た。そして、インプラント表面には新生骨および繊維組
織が直接接触しているのが観察された。
As a result, no inflammatory reaction was observed in the tissue in contact with the implant, and no abnormal bone resorption occurred. Then, it was observed that new bone and fibrous tissue were in direct contact with the implant surface.

〔比較例1〕 実施例4と同様にヒドロキシアパタイト被覆液No.12を
用いて大気中1000℃で30分間多結晶アルミナインプラン
トに焼付けを行い、動物実験を行った。組織標本の観察
の結果、インプラントに接する組織には顕著な炎症反応
が認められた。一方新生骨の形成はわずかに観察される
にとどまった。
[Comparative Example 1] In the same manner as in Example 4, a hydroxyapatite coating solution No. 12 was used to bake a polycrystalline alumina implant in the atmosphere at 1000 ° C for 30 minutes, and an animal experiment was conducted. As a result of observation of the tissue specimen, a remarkable inflammatory reaction was observed in the tissue in contact with the implant. On the other hand, new bone formation was only slightly observed.

〔発明の効果〕 以上のように、本発明によれば、生体親和性に富み、か
つ骨組織と強固に固着するヒドロキシアパタイト被覆液
を長時間安定的に保持できることそして溶媒の種類や混
合比率を変ることにより、アパタイトコロイド粒子の形
状や粒径をも自由にコントロールできることから被覆時
の成分組成を均一にすることができ、コーティングの操
作性において非常に優れた特性を有している。また、本
発明によるヒドロキシアパタイトは溶媒中で均質で安定
なコロイド分散状態として存在することから通常のヒド
ロキシアパタイトの焼付け温度よりも200〜300℃低い温
度での焼付けが可能であり、生成するヒドロキシアパタ
イトの組成を変化させたり、生体親和性を低下せしめる
恐れが少ない。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to stably retain a hydroxyapatite coating liquid that is rich in biocompatibility and firmly adheres to bone tissue for a long time, and the type and mixing ratio of the solvent can be changed. By changing the shape, the shape and particle size of the apatite colloidal particles can be freely controlled, so that the component composition at the time of coating can be made uniform, and the operability of coating is extremely excellent. Further, since the hydroxyapatite according to the present invention exists as a homogeneous and stable colloidal dispersion state in a solvent, it can be baked at a temperature lower than the baking temperature of ordinary hydroxyapatite by 200 to 300 ° C. There is little risk of changing the composition of the product or decreasing the biocompatibility.

さらに、本発明による被覆方法は何ら特別な装置や被覆
方法を必要としないので、極めて経済的であり、しかも
ほとんど全ての形状に適用できるという大きな特長を有
する。
Furthermore, the coating method according to the present invention does not require any special device or coating method, and therefore has a great advantage that it is extremely economical and can be applied to almost all shapes.

従って、本発明による製造方法によりヒドロキシアパタ
イトを被覆した生体材料はアパタイトとして変性がほと
んどなく、高純度であるから歯科、医療用インプラント
部材の構成に極めて有益である。
Therefore, the biomaterial coated with hydroxyapatite by the production method according to the present invention hardly changes as apatite and has high purity, which is extremely useful for the construction of dental and medical implant members.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神山 一司 京都府京都市伏見区久我本町11−17 京セ ラ株式会社伏見研究所内 (72)発明者 西尾 洋一 京都府京都市下京区塩小路烏丸西入 京都 インプラント研究所内 (72)発明者 三輪 肇一 兵庫県加古川市別府町緑町2番地 多木化 学株式会社内 (72)発明者 石川 嘉春 兵庫県加古川市別府町緑町2番地 多木化 学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazushi Kamiyama 11-17 Kugahonmachi, Fushimi-ku, Kyoto-shi, Kyoto Kyocera Corporation Fushimi Research Institute (72) Inventor Yoichi Nishio Karasuma Nishiiri, Shiokoji-ku, Kyoto-shi, Kyoto Kyoto Implant Research Institute (72) Inventor Hajime Hajime 2 Midoricho, Beppu-cho, Kakogawa-shi, Hyogo Taki Kagaku Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiharu Ishikawa Midori-cho, Beppu-cho, Kakogawa-shi, Hyogo Taki Kagaku Co., Ltd. In the company

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】りん酸及び硝酸カルシウムをCa/PO4モル比
1.5〜1.75の範囲になるように、メタノール、エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリンから選
ばれた溶媒に溶解した溶液を基材に塗布し、焼成するこ
とを特徴とするヒドロキシアパタイトを被覆した生体材
料の製造方法。
1. A Ca / PO 4 molar ratio of phosphoric acid and calcium nitrate.
As a range of 1.5 to 1.75, methanol, ethylene glycol, propylene glycol, a solution of a solution dissolved in a solvent selected from glycerin is applied to a base material, and the biomaterial coated with hydroxyapatite characterized by baking. Production method.
【請求項2】焼成における温度が450〜800℃の範囲であ
る特許請求の範囲第1項記載のヒドロキシアパタイトを
被覆した生体材料の製造方法
2. A method for producing a biomaterial coated with hydroxyapatite according to claim 1, wherein the firing temperature is in the range of 450 to 800 ° C.
JP61075269A 1986-03-31 1986-03-31 Method for producing biomaterial coated with hydroxyapatite Expired - Lifetime JPH072181B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61075269A JPH072181B2 (en) 1986-03-31 1986-03-31 Method for producing biomaterial coated with hydroxyapatite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61075269A JPH072181B2 (en) 1986-03-31 1986-03-31 Method for producing biomaterial coated with hydroxyapatite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62231669A JPS62231669A (en) 1987-10-12
JPH072181B2 true JPH072181B2 (en) 1995-01-18

Family

ID=13571335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61075269A Expired - Lifetime JPH072181B2 (en) 1986-03-31 1986-03-31 Method for producing biomaterial coated with hydroxyapatite

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH072181B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3896437B2 (en) * 1997-12-08 2007-03-22 独立行政法人産業技術総合研究所 Method for producing calcium phosphate coating
WO2001036013A1 (en) * 1999-11-15 2001-05-25 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc. Process for producing rigid reticulated articles

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62231669A (en) 1987-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5071434A (en) Biologically active surface ceramic and process for producing the same
JPS63102762A (en) Living body compatible composite and its production
JP2000513615A (en) Bioactive surface layer for bone graft
JPS6324952A (en) Production of composite material coated with calcium phosphate compound
JP4188275B2 (en) Method for producing polymeric sol of calcium phosphate compound and its metal implant
JP2003512895A (en) Hard tissue repair material and method for producing the same
JP4888930B2 (en) Method for producing calcium phosphate bone filling material
JPH0763503B2 (en) Calcium phosphate coating forming method and bioimplant
Lim et al. Functionally graded Ti/HAP coatings on Ti–6Al–4V obtained by chemical solution deposition
KR100424910B1 (en) Coating process of bioactive ceramics
JPH072181B2 (en) Method for producing biomaterial coated with hydroxyapatite
JP2001231849A (en) Calcium phosphate coated zirconia biomaterial and its preparation
JPS5945384B2 (en) Manufacturing method for high-strength biological components
JP4601218B2 (en) Hard tissue repair material and manufacturing method thereof
JP3773301B2 (en) Calcium phosphate porous composite and method for producing the same
JP2623315B2 (en) Calcium phosphate coated ceramics and method for producing the same
Ramanan et al. Study Of Preparation And Characterization Of Hydroxyapatite Coatings By Sol-Gel Technique
JP2989852B2 (en) Calcium phosphate coating
JP4815583B2 (en) Method for producing inorganic particle / titanium oxide composite layer
Umeda et al. Preparation of porous hydroxyapatite thin film on titanium metal substrate by sol-gel process.
KR100983019B1 (en) Organic-inorganic hybrid complex, method for preparing the organic-inorganic hybrid complex, and artificial hard tissue comprising the same
JPS63105764A (en) Ceramic for living body prosthesis
JPH0363062A (en) Preparation of composite material coated with calcium phosphate compound
JPH03137079A (en) Ceramics body coated with calcium phosphate and production thereof
JPH05306108A (en) Production of beta-tricalcium phosphate calcium titanate composite body