JPH10503402A

JPH10503402A - 生体への一体化を促進するための生体活性セラミックのイオンビーム改質

Info

Publication number: JPH10503402A
Application number: JP8506624A
Authority: JP
Inventors: ブランチャード，シェリル; ディアナリー，ジョフリー; ランクフォード，ジェイムズ・ジュニア
Original assignee: サウスウエスト・リサーチ・インスティチュート
Priority date: 1994-08-04
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1998-03-31
Also published as: WO1996004027A1; USRE37718E1; EP0776221A1; US5496374A

Abstract

(57)【要約】本発明は、セラミックインプラントをイオンビームにより処理し、セラミックの表面を改質することによって、組織−インプラント間により強固な結合をより速やかに形成するものである。表面を改質することによって、使用するイオンの種類及び特定のセラミックに応じて向上したイオン交換特性がセラミックにもたらされる。好ましい態様では、整形外科用、歯科用又は軟組織用の生体活性セラミックインプラントにカチオンビームを照射する。生体に移植されると、表面の改質によって、セラミックインプラントの表面から重要なイオン、例えばカルシウムイオン又はリンイオンの放出量が増大するため、インプラント−組織結合の形成が促進される。イオン交換反応の機構及び割合（又は速度）、並びにセラミックによって放出されるイオンの種類及び品質は、（ａ）イオン照射のエネルギー又はイオンビームに対するセラミック表面の角度を変えることによってイオン透過深さを変えること；（ｂ）イオンビームのフルエンス（又は単位面積当りのイオン量）を変えること；並びに（ｃ）使用するイオンの種類及び組合せを変えることによって調節することができる。

Description

【発明の詳細な説明】生体への一体化を促進するための生体活性セラミックのイオンビーム改質発明の属する技術分野本発明は、生体活性セラミックス並びに生体活性セラミックスを処理してその生体活性を向上させ、生体への一体化(biointegration)を向上させる方法に関する。好ましい態様においては、酸化物系のセラミック製の整形外科用、歯科用又は軟組織用インプラント、特に生体活性セラミック製の部材の処理にイオンビームを用いて、インビボにおけるインプラント−組織間の結合を促進する。発明の背景生体活性材料とは、生体組織と化学的結合を形成する材料であると定義される。セラミックインプラント材料、例えば、アルミナ及びリン酸カルシウムを基材とするセラミックは、その組成によって、生体不活性であったり、生分解性であったり、吸収性であったり、或いは生体活性であったりする。骨と人工材料との間に真の結合が認められるのは、限られたセラミックの群、例えば、バイオグラス(BI0GLASS)（登録商標）の系列、セラ−ヴァイタル(CERA-VITAL)（登録商標）及びアパタイト−ウォラストナイト等に限られており、これらはすべて酸化物系のセラミック配合物である。生体活性セラミック材料が骨に結合するのは、生体活性セラミック材料中に酸化物又はある割合の酸化物が存在することにより、軟組織又は骨の近くの体液中への移植によって触発されるイオン交換反応によって、セラミック表面の動力学的性質が時間に依存して改質されるためであると考えられている。移植の際に、セラミックの表面に生物学的に活性なカルシウムヒドロカーボネートアパタイト (calcium hydrocarbonate apatite)（ＨＡ）層が形成される。このＨＡ層は、骨の中の無機相と化学的及び結晶学的に同等のものである。セラミックＨＡ層と骨との間に同等性があることが、セラミックインプラントと骨若しくは軟組織との間の界面の結合の基になっていると考えられている。生体活性ガラスセラミックス材料に特有のことであるが、カチオンの外部への拡散と、電荷を中性に維持するためのホスフェート若しくはシリケートイオンのいずれかの外部への拡散とをバランスさせる必要によって、アパタイト−ウォラストナイトからのカルシウムの放出速度は通常拘束される。軟組織又は硬組織への移植及び負荷のかかる用途への生体活性材料の広範な使用を妨げる２つの問題点が現在存在する。これらの問題点は、（１）移植後における硬組織又は軟組織−セラミック間のかなりの程度の結合に要する時間が長いこと、及び（２）得られる最終的な結合強度である。これらの問題点は、インプラントに用いられる材料が、非晶質生体活性材料、例えばバイオガラス（登録商標）系列のものであるか、又は結晶質若しくは半結晶質材料、例えばセラ−ヴァイタル（登録商標）若しくはアパタイト−ウォラストナイトであるかに拘らず存在する。尤も、材料が主として結晶質構造を有する生体活性ガラスセラミックス材料である場合に、この問題点は特に重要である。ガラスセラミックスは、ガラス状の対応品に比べて、強度がより高く、負荷のかかる用途により適しているが、生体活性は著しく劣る。イオン交換反応の動力学、即ち、生物学的に活性なＨＡ層を形成するために必要とされる重要なイオン（Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｎａ，Ｐ等）の放出の速度は、硬組織又は軟組織−セラミック間の結合速度及び得られる結合の強度の双方に直接関連すると考えられている。体液中に存在するホスフェートイオンはカルシウムと反応してＨＡを形成し得るので、セラミックの骨との一体化及び結合についての重要な要件はカルシウムの放出であると考えられている。一般に、結晶性材料は、非晶質材料とは対照的に、より強い原子結合及び向上した安定性を有する。その結果、結晶質又は半結晶質材料のイオン交換反応の速度は、同じ条件下において、多くの非晶質材料よりも著しく遅い。この著しく遅いイオン交換反応に起因して、ガラスセラミックスは非晶質材料よりも低い生体活性を有する。このイオン交換反応の速度を向上させる方法を見出すことができれば、組織と、結晶質及び非晶質セラミックの両者との間の結合の速度を向上させることができる。これによって、バイオグラス（登録商標）及びより強度の高い生体活性ガラスセラミックスの生体活性を更に向上させ、生体活性ガラスセラミックスを荷重のかかる特定の用途に適するようにすることができる。これらの重要なイオンの交換反応の速度を向上させることにより、患者の回復の期間を短縮する結果ももたらされ、移植のより高い成功率及びセラミックインプラントのより長い寿命が導かれる。発明の概要本発明は、セラミックインプラントをイオンビームにより処理して、セラミックの表面を改質することによって、組織−インプラント間のより速やかでより強固な結合を提供するものである。表面を改質することにより、使用するイオンの種類及び特定のセラミックに応じて向上したイオン交換特性がセラミックに付与される。好ましい態様では、整形外科用、歯科用又は軟組織用の生体活性セラミックインプラントにカチオンビームを照射する。生体に移植した場合に、表面が改質されていることによって、セラミックインプラントの表面から重要なイオン、例えばカルシウムイオン又はリンイオンの放出が増加するため、インプラント −組織結合の形成が促進される。イオン交換反応の機構及び速度並びにセラミックによって放出されるイオンの種類及び品質の調節は、（ａ）イオン照射のエネルギー又はイオンビームに対するセラミック表面の角度を変えることによってイオンの透過深さを変えること；（ｂ）イオンビームの照射線量（又は単位面積当りのイオン量）を変えること；並びに（ｃ）使用するイオンの種類及び組合せを変えることによって行うことができる。発明の詳細な説明本発明により、イオンビームを用いてインプラント表面を改質し、生体活性セラミックの生体活性を向上させることによって、組織−インプラント間の結合の形成速度及び強度を向上させる特定の方法を説明する。本発明はいずれか特定の理論又は作用機構に限定されないが、イオンビーム、特に陽イオン又はカチオン、例えばプロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン及び／又はリンイオンのビームを用いる改質によって、結合を形成するカルシウムの放出を極めて有利に行う非平衡をセラミック基材中に形成すると考えられる。本発明において使用するのが好ましいイオンはカルシウムイオンである。本発明は、セラミックの生体活性を向上させるようにイオンビームに曝されたあらゆるセラミックインプラントを対象とするものである。イオンビーム改質を行うことによって、セラミック表面の生体活性を以下のように多様に向上させることができる：（１）インプラント表面に原子の不規則さを形成し、それによってインプラント表面における重要なイオンの交換反応を向上させること、（２）インプラント表面にカチオンを打ち込み、イオンの放出量を増加させ及び電荷を中性に保持すること、及び（３）カルシウムを打ち込むことによって、結合に必要とされるＨＡ層を形成するためのカルシウムの放出量を増加させること。セラミックインプラントの生体への一体性を向上させ、生体活性を向上させる好ましい方法には、多くの可能性のある用途の実質的にすべての生体活性セラミック材料の生体活性を向上させるイオン照射又はイオンインプランテーション（ implantation、イオン打ち込み）技術の使用が含まれる。生体活性の向上の程度及び品質は、材料の照射に用いるイオンの種類及びセラミック材料の種類に応じて変わり得る。本発明は、一部又は全体がセラミック材料からなり、適度な荷重がかかるインプラント及び無荷重のインプラントを処理するのに有用であり、一部又は全体が生体活性ガラスセラミック、例えば、バイオグラス（登録商標）、セラ−ヴァイタル（登録商標）又はアパタイト−ウォラストナイト等からなる荷重のかかるインプラント、例えば整形外科用又は歯科用インプラントに特に有用である。処理されたセラミック材料の生体活性が向上することによって、治癒及び患者の回復が大きく改善されることになる。上述のように、生体活性ガラスセラミックインプラントをイオンにより照射することによって、ガラスセラミックの生体活性が向上するので、ガラスセラミックは骨−インプラント間の強固な結合を迅速に形成することができる荷重のかかるインプラントとして使用するのに適するものとなる。イオン照射には、いずれかの標準的な装置を使用することができる。装置には、処理の間、セラミック部材を水分子から隔離し、清浄な状態に保つのに役立つ真空チャンバーが含まれることが好ましい。セラミック部材は、非水性の清浄化溶液、好ましくはアセトンを用いて清浄化する。続いて、その部材を真空チャンバー内に載置する。好ましくは、真空チャンバーを約１０^-6ｔｏｒｒ以下のベース圧まで脱気する。真空チャンバー内に載置した後、最終的に部材が結合することになる組織の種類又は用途に応じて、セラミック部材を種々のイオン種により照射することができる。同様に、使用するイオン種及び所望する表面不規則性の程度に応じて、照射エネルギー及び照射線量も変化させる。生体活性部材が、整形外科用、歯科用又は軟組織用インプラントに用いる酸化物系セラミックである場合、その部材を、約５０〜１０００ｋＶ、好ましくは約２００〜１０００ｋｅＶの範囲のエネルギーにて、陽イオン、好ましくは、プロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン及び／若しくはリンイオン又はそれらの組合せを用いて照射することによって、所望する表面不規則性の種類及び程度を達成することができる。セラミック部材の照射に、より原子量の大きい生体適合性イオン、例えばチタンイオンを使用することもできるが、しかしながら、そのようなより原子量の大きいイオンを使用する場合には、同程度のレベルの表面不規則性を達成するために必要なエネルギーのレベルが増大することになる。例えば、酸化物系セラミック部材の照射にチタンイオンを用いる場合、約５０ｋｅＶにおけるプロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン及び／又はリンイオンと実質的に同程度の表面不規則性を達成するためには、エネルギーレベルを少なくとも約２００ｋｅＶまで増大する必要がある。セラミックの照射に用いるイオンとは無関係に、エネルギーレベルは少なくとも約５０ｋｅＶ以上とすることが好ましい。所定のレベルの表面不規則性を達成するために必要な照射線量又はフルエンス（fluence、一種の放射線量）は、表面の照射に用いるイオンの大きさによって変化させる。原子量のより小さいイオンを使用する場合には、必要なフルエンスは増大する。例えば、原子量が比較的小さいプロトン又はヘリウムイオンを約５０ｋｅＶのエネルギーにて使用する場合、所望するレベルの表面不規則性を達成するために必要なフルエンスは、約１０¹⁶イオン／ｃｍ²以上となる。原子量のより大きなイオンを使用する場合には、同程度のレベルの表面不規則性を達成するのに必要なフルエンスは減少する。例えば、チタンイオンを使用して、約５０ｋｅＶにおける約１０¹⁶プロトン／ｃｍ²の場合と実質的に同程度の表面不規則性を達成することを目標とする場合を仮定する。同程度のレベルの表面不規則性を達成するためにチタンイオンは、約２００ｋｅＶのエネルギー及び約２×１０¹⁵ イオン／ｃｍ²のフルエンスを有する必要がある。特定のエネルギーおよび照射線量とは無関係に、出力密度は約０．１〜０.５ワット／ｃｍ²の範囲に維持する必要がある。好ましい態様において、好ましくは４５Ｓ５バイオグラス（登録商標）製の整形外科用または歯科用ガラスセラミックインプラントが用いられる。４５Ｓ５バイオグラス（登録商標）の調製は、エム・アール・ティ・フィルゲラス(M．R．T ．Fi1guerras)らの「ソリューション・エフェクツ・オン・ザ・サーフェス・リアクションズ・オブ・スリー・バイオアクティブ・ガラス・コンポジションズ(S olution Effects on the Surface Reactions of Three Bioactive G1ass Compos itions)」、ジャーナル・オブ・バイオメディカル・マテリアルズ・リサーチ(J ．Biom．Mat．Res．)、２７号：１４８５〜９３頁（１９９３年）に記載されており、その内容を参照することによって本明細書に包含する。上述のようにして、インプラントを清浄化し、約１００〜１０００ｋｅＶの範囲、好ましくは約４００ｋｅＶのエネルギーで、約１×１０¹³〜１×１０¹⁷イオン／ｃｍ²、好ましくは約１×１０¹³イオン／ｃｍ²の照射線量にて、カルシウムイオンにより照射する。試験体の生体活性の向上の測定は、この技術分野において周知の標準的なインビトロ試験方法を用いて行うことができる。そのようなインビトロアッセイは、エル・エル・ヘンチ(L．L．Hench)及びジー・ピー・ラトレ(G．P．Latorre)の、「リアクション・キネティクス・オブ・バイオアクティブ・セラミックス・パート・フォー：エフェクト・オブ・ガラス・オン・ソリューション・コンポジション(Reaction Kinetics of Bioactive Ceramics Part 4: Effect of G1ass on So 1ution Composition)」、バイオセラミクス(Bioceramics)５号、（高分子刊行会出版(Kobunshi Kankokai Pub1ishers)、京都、１９９２年）、第６７〜７４頁に記載されており、その内容を参照することによって本明細書に包含する。要約すると、直径１０ｍｍおよび厚さ３ｍｍの直円柱状試験セルを、３７℃の恒温浴内の疑似体液（ＳＢＦ）中に吊り下げてソークする。ＳＢＦもこの技術分野において周知であり、エル・エル・ヘンチらのバイオセラミックス５号：６７〜７４頁に記載されている。試験体は、（所望する測定の程度に応じて数分〜数日にわたる）所定の時間ソークした後、系統立てて取り出す。試験セル及び得られる溶液を特性決定して生体活性を測定する。生体活性の程度は、このインビトロアッセイを用いて２通りの方法で測定することができる。その方法の１つは、材料表面の種々の化学種の組成を調べるフーリエ変換赤外分光分析（ＦＴＩＲ）である。ＦＴＩＲはこの技術分野において周知であって、エル・エル・ヘンチらのバイオセラミックス５号：６７〜７４頁に記載されており、その内容を参照することによって本明細書に包含する。この場合、ＦＴＩＲは試験体表面における結晶質ヒドロキシアパタイト（ＨＡ）の生成を検出することができる。インビトロ試験において表面におけるＨＡが検出されるのが早い程、試験体の生体活性は高い。例えば、ＨＡが、処理した試験体のＦＴＩＲ分光分析においては約１時間で認められ、未処理の試験体のＦＴＩＲ分光分析においては約６時間まで認められない場合、処理した試験体は未処理の試験体に比べてより高い生体活性を有している。生体活性の向上を調べるもう１つの方法は、イオン照射の後に行うインビトロ試験において試験体をソークするのに用いた試験溶液中のイオン種を測定する方法である。用いた特性決定方法は、誘導結合プラズマ発光分析法（ＩＣＰ）である。ＩＣＰはこの技術分野において周知であって、ティ・コクボ(T．Kokubo)らのジャーナル・オブ・マテリアルズ・サイエンス(J．Materia1s Science)、マテリアルズ・アンド・メディスン(Materials and Medicine)３号（１９９２年）７９〜８３頁に記載されており、その内容を参照することによって本明細書に包含する。溶液中における種々のイオン種の濃度は、起っているイオン交換反応の相対的な動力学的現象（相対的な速度）を示しており、従って、基材の生体活性を表わす。例えば、一連の処理した試験体及び未処理の試験体を、３７℃の恒温浴内のＳＢＦ中に６時間ソークし、その際、１時間毎に試験を停止する。ＩＣＰによって、カルシウムイオンが、未処理の試験体の周囲の溶液中に認められるようになるよりも速やかに、処理した試験体の周囲の溶液中に認められるようになる場合、処理した試験体は未処理の試験体よりも高い生体活性を有している。本発明において、「生体活性が向上する」ということは、未処理の試験体上にＨＡが生成するよりも少なくとも５分前、好ましくは少なくとも１時間前に、処理した試験体の表面にＨＡが生成すること、若しくは処理した試験体の周囲のＳＢＦ中においてカルシウムレベルが上昇すること、又は未処理の試験体のＳＢＦ中においてより低いカルシウム濃度が測定されることを意味する。前述のインビトロ分析はインビボにおいて予期し得る結果と関連性がある。ＦＴＩＲ及び／又はＩＣＰによって、処理した試験体の生体活性が向上することが示される場合には、インビボ試験においても、処理したインプラントが生体活性の向上を示すことが表されることになる。処理した試験体及び未処理の試験体のインビボ移植の後では、所定の時間の経過後において、インプラントと骨等との間の結合強度を測定することによって生体活性の程度が測定される。この結合強度は、ティ・フジウ(T．Fugiu)及びエム・オギノ(M．Ogino)の、ジャーナル・オブ・バイオメディカル・マテリアルズ・リサーチ、第１８号、第８４５頁（１９８６年）に記載されたものと同様の「プッシュアウト・テスト(pushout test)」によって一般に測定され、その内容を参照することによって本明細書に包含する。生体活性のより高い試験体は、より短い時間でより高い強度の結合を形成する。試験例１この実施例には、この試験のために発明者の１人が特別に作成した、直径１０ｍｍおよび厚さ３ｍｍの直円柱状４５Ｓ５バイオガラス（登録商標）試験セルを用いたが、同様の試験セルは、ユー・エス・バイオマテリアルズ(U．S．Biomate rials)（米国フロリダ州、アラチュア(Alachua)）から入手することができる。上述のようにして、試験セルを清浄化し、以下の条件にてそれぞれのイオンを用いて両側を照射した：表面の処理によるバイオグラス（登録商標）試験セルの生体活性の向上について調べるため、前述のインビトロアッセイ並びにＦＴＩＲ及びＩＣＰ分析を行って未処理の試験体の生体活性を改質した試験体の生体活性と比較した。蓋付きのポリエチレン製容器中のＳＢＦの中に試験セルの試験体を吊るした。そのような実験に用いる容器は反応性を有さない材料で形成されており、好ましくはガラス製のものではない。容器を恒温浴中３７℃で保持した。試験体を種々の間隔の時間、例えば２分、１０分、６０分、１８０分及び３６０分で取り出し、ＦＴＩＲ及びＩＣＰ分析を行った。分析により、ＨＡの生成は、未処理の試験体よりも、処理した試験体の方が速かったことが示された。同時に、試験体に由来するＳＢＦ試験溶液中のカルシウムレベルの上昇は、未処理の試験体からの場合よりも処理した試験体からの場合の方が速いことが認められた。生体活性において最も驚くべき向上は、カルシウムイオンにより処理した試料において観察された。同様の試験を、他のバイオグラス（登録商標）部材、セラ−ヴァイタル（登録商標）、及びアパタイト−ウォラストナイトガラスセラミックスについて行っている。これらの他のセラミックについても同様の結果が得られることが期待される。部材の最終的な用途を考慮すると、当業者であれば、イオンの種類、セラミックの種類、フルエンス及び照射のエネルギーを好適に決めることができる。当業者には、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明について多様な変更を行い得るということが認識できるであろう。本明細書に記載した態様例は発明を説明するためのものであって、それによって本発明を限定すると解釈してはならない。本発明は以下の請求の範囲により規定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ランクフォード，ジェイムズ・ジュニアアメリカ合衆国78229テキサス州サン・アントニオ、キング・リチャード5415番

Claims

【特許請求の範囲】１．生体活性セラミックインプラントの生体活性を向上させ、生体への一体化を向上させる方法であって、真空中において、生体活性セラミックインプラントの生体活性を向上させるのに十分な照射線量及びエネルギーにて、イオンにより該セラミックインプラントを処理することを含んでなる方法。２．生体活性の向上が、対照標準の表面にＨＡが生成するよりも少なくとも約５分早く該インプラントの表面にＨＡが生成することを含む請求の範囲１記載の方法。３．生体活性の向上が、対照標準の表面にＨＡが生成するよりも少なくとも約１時間早く該インプラントの表面にＨＡが生成することを含む請求の範囲１記載の方法。４．エネルギー及び照射線量が、約０．１〜０.５ワット／ｃｍ²の範囲の出力密度及び少なくとも１０^-5ｔｏｒｒの真空度を維持するレベルにある請求の範囲１記載の方法。５．エネルギー及び照射線量が、約０．１〜０.５ワット／ｃｍ²の範囲の出力密度及び少なくとも１０^-5ｔｏｒｒの真空度を維持するレベルにある請求の範囲２記載の方法。６．エネルギー及び照射線量が、約０．１〜０.５ワット／ｃｍ²の範囲の出力密度及び少なくとも１０^-5ｔｏｒｒの真空度を維持するレベルにある請求の範囲３記載の方法。７．エネルギーが少なくとも約５０ｋｅＶであり、真空度が少なくとも１０^-5 ｔｏｒｒである請求の範囲１記載の方法。８．エネルギーが少なくとも約５０ｋｅＶであり、真空度が少なくとも１０^-5 ｔｏｒｒである請求の範囲２記載の方法。９．エネルギーが少なくとも約５０ｋｅＶであり、真空度が少なくとも１０^-5 ｔｏｒｒである請求の範囲３記載の方法。１０．セラミックインプラントが、酸化物系の非晶質セラミック又はガラスセラミックを含んでなる請求の範囲１記載の方法。１１．セラミックインプラントが、酸化物系の非晶質セラミック又はガラスセラミックを含んでなる請求の範囲２記載の方法。１２．セラミックインプラントが、酸化物系の非晶質セラミック又はガラスセラミックを含んでなる請求の範囲３記載の方法。１３．セラミックインプラントが、酸化物系の非晶質セラミック又はガラスセラミックを含んでなる請求の範囲６記載の方法。１４．セラミックインプラントが、酸化物系の非晶質セラミック又はガラスセラミックを含んでなる請求の範囲９記載の方法。１５．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲１記載の方法。１６．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲２記載の方法。１７．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲３記載の方法。１８．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲１０記載の方法。１９．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲１１記載の方法。２０．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲１２記載の方法。２１．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲１３記載の方法。２２．イオンがカチオンであり、照射のエネルギーが約５０〜１０００ｋｅＶの範囲であり、及びイオン照射線量が少なくとも約１０¹⁵／ｃｍ²である請求の範囲１４記載の方法。２３．セラミックインプラントが、整形外科用及び歯科用インプラントからなる群から選ばれる請求の範囲６記載の方法。２４．セラミックインプラントが、整形外科用及び歯科用インプラントからなる群から選ばれる請求の範囲１１記載の方法。２５．セラミックインプラントが、整形外科用及び歯科用インプラントからなる群から選ばれる請求の範囲１２記載の方法。２６．セラミックインプラントが、整形外科用及び歯科用インプラントからなる群から選ばれる請求の範囲１３記載の方法。２７．セラミックインプラントが、整形外科用及び歯科用インプラントからなる群から選ばれる請求の範囲１４記載の方法。２８．セラミックインプラントが、整形外科用及び歯科用インプラントからなる群から選ばれる請求の範囲２２記載の方法。２９．カチオンが、プロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン、リンイオン及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求の範囲１４記載の方法。３０．カチオンが、プロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン、リンイオン及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求の範囲１５記載の方法。３１．カチオンが、プロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン、リンイオン及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求の範囲１６記載の方法。３２．カチオンが、プロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン、リンイオン及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求の範囲１７記載の方法。３３．カチオンが、プロトン、ヘリウムイオン、窒素イオン、カルシウムイオン、リンイオン及びそれらの組合せからなる群から選ばれる請求の範囲２２記載の方法。３４．酸化物系の非晶質セラミック又はガラスセラミックからなる整形外科用若しくは歯科用インプラントの生体活性を向上させる方法であって、少なくとも１０^-5ｔｏｒｒの真空中において、該インプラントの生体活性を向上させるのに十分な照射線量が得られるように、少なくとも約５０ｋｅＶのエネルギー及び約１０¹⁵カチオン／ｃｍ²にて該インプラントを照射する方法。３５．真空中において、イオン交換能を向上させるのに十分な照射線量及びエネルギーにて、イオンビームにより生体活性セラミックインプラントを処理することによって向上した生体活性を有することを特徴とする生体活性セラミックインプラント。３６．イオンビームによる処理が、約０．１〜０.５ワット／ｃｍ²の範囲の出力密度及び少なくとも１０^-5ｔｏｒｒの真空度を維持するのに十分なエネルギー及び照射線量にてイオンをセラミックインプラントに照射する請求の範囲３５記載のセラミックインプラント。３７．エネルギーが少なくとも約５０keＶであり、真空度が少なくとも１０^-5 torrである請求の範囲３５記載のセラミックインプラント。３８．インプラントが、酸化物系の非晶質セラミック又はガラスセラミックを含んでなり、整形外科用又は歯科用インプラントからなる群から選ばれる請求の範囲３５記載のセラミックインプラント。