JPS58109049A - アバタイト複合材料とその製造方法 - Google Patents
アバタイト複合材料とその製造方法Info
- Publication number
- JPS58109049A JPS58109049A JP56208640A JP20864081A JPS58109049A JP S58109049 A JPS58109049 A JP S58109049A JP 56208640 A JP56208640 A JP 56208640A JP 20864081 A JP20864081 A JP 20864081A JP S58109049 A JPS58109049 A JP S58109049A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- apatite
- sputtering
- base material
- composite material
- implant base
- Prior art date
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- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はアパタイト複合材料とその製造方法に関する。
近年、骨組織との生体親和性に優れたハイドロキシ・ア
パタイトが硬組織代替材料として注目されている。硬組
織代替材料に要求される条件として、１）生体為害性が
ないこと、２）耐蝕性に優れていること、３）機械的強
度を満足すること等がある。 ハイドロキシ・アパタイトは骨組織の無機質とほぼ同等
の成分をなすものであり、生体為害性はなく、また金属
、有機材に比べて耐蝕性にも優れている。処が機械的強
度に関して若干の問題がある。アパタイト焼結体は人工
歯根のように埋入された周囲が全て骨組織で囲まれる場
合には、所要の強度を有するが、整形外科における骨固
定用プレートとして使われる場合には所要の機械的強度
を満足する二とができない。そこで、アパタイトを使っ
た複合材料化の研究が盛んである。例えば金属支柱構造
の複合材料化の試みもあるが、機械的特性改善について
はいろいろ問題がある。 欠 本発明はアパタイト焼結体の持つ上記大魚を解消する為
、インブラント基材の表面にアパタイトのスパッタリン
グによるコーティング層を設は硬組織代替材料としての
アパタイト複合材料を提供するものである。スパッタリ
ングとは、電離された気体分子を標的（ターゲット）に
衡突させ、ターゲットを構成する原子あるいは分子を叩
き出して、対向する位置におかれた基材に原子あるいは
分子を付着させる二とである。コーティングの手段とし
て他に真空蒸着、電子ビーム蒸着、イオン化ブレーティ
ング等が考えられるが、これらはサンプル溶融の際にア
パタイト構造から低級のリン酸カルシウム化合物に分解
が進行する為に基板に所要のコーティング層を作製する
二とが難しい。 アパタイト相から分解した低級のリン酸カルシウム化合
物は生体内で容易に溶解、吸収されると云われている。 これでは早期の新生骨形成は難しい二とになる。 以下１図面に基づいて本発明の詳細な説明する。 第１図及び第２図は本発明に係わるアパタイト複合材料
の一例を示すもので、第１図は骨固定用プレートの斜視
図、第２図は骨固定用プレートの正面図である。図中１
はインブラント基材、２はアパタイトのコーティング層
、３はプレート固定用穴である。 本発明で用いるインブラント基材１としては金属、セラ
ミクス、樹脂、ガラス等があり、何れも使用時にはイン
ブラント基材１の種類に応じて適法に従い表面の清浄化
を施す。とくにインブラント基材が金属の場合には真空
中で充分脱ガスをする。そして金属表層に予め酸化膜層
が必要な場合には大気中あるいは雰囲気ガス中で熱処理
する。 またインブラント基材１の形状が平板でなく立体構造、
例えば円柱棒のような場合には、スパッタリング装置の
基材ホルダ一部に既成の技術でもって回転機構を取付け
る。 いっぽうターゲットに用いられる材料としては純粋なハ
イドロキシ・アパタイト焼結体、フッ素を微量含んだハ
イドロキシ・アパタイト焼結体、純粋なフッ素アパタイ
ト焼結体等の種類がある。好ましくはスパッタリングに
おけるターゲット組成の分解を抑える為にフッ素を含有
したアパタイト焼結体が望ましい。 本発明のアパタイト複合材料を得る方法としては、イン
ブラント基材１の前処理を行なう。例えば金属基材の場
合には、真空熱処理により脱ガス後、必要に応じて雰囲
気熱処理して基材表層に酸化膜を設ける。次に、アパタ
イトよりなるターゲットをスパッタリング装置に取付け
、インブラント基材１を基材ホルダーに装着する。ター
ゲットとインブラント基材１間の距離、スパッタの為の
高周波電力、スパッタ圧力等を調整する。１０分から３
０分の間、プレ・スパッタをしてターゲット表層の不純
物を除去する。プレ・スパッタ終了後、本スパッタに入
る。コーティングすべき基材の種類に応じて基材を加熱
（２０℃〜３００℃）する。 スパッー終了したアパタイト複合材料を装置より取り出
し、大気中あるいは不活性ガス雰囲気中で熱処理（１０
０℃〜１０００℃）する。このようにして得られたアパ
タイト複合材料を適法に従い滅菌。 消毒して生体埋入材料として使用する。 二のアパタイト複合材料は機械的強度をインチラント基
材１に任せ、生体骨組織との親和性を表層のアパタイト
・コーティング層２に委ねた理想的な生体埋入材料であ
る。 次に本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。
パタイトが硬組織代替材料として注目されている。硬組
織代替材料に要求される条件として、１）生体為害性が
ないこと、２）耐蝕性に優れていること、３）機械的強
度を満足すること等がある。 ハイドロキシ・アパタイトは骨組織の無機質とほぼ同等
の成分をなすものであり、生体為害性はなく、また金属
、有機材に比べて耐蝕性にも優れている。処が機械的強
度に関して若干の問題がある。アパタイト焼結体は人工
歯根のように埋入された周囲が全て骨組織で囲まれる場
合には、所要の強度を有するが、整形外科における骨固
定用プレートとして使われる場合には所要の機械的強度
を満足する二とができない。そこで、アパタイトを使っ
た複合材料化の研究が盛んである。例えば金属支柱構造
の複合材料化の試みもあるが、機械的特性改善について
はいろいろ問題がある。 欠 本発明はアパタイト焼結体の持つ上記大魚を解消する為
、インブラント基材の表面にアパタイトのスパッタリン
グによるコーティング層を設は硬組織代替材料としての
アパタイト複合材料を提供するものである。スパッタリ
ングとは、電離された気体分子を標的（ターゲット）に
衡突させ、ターゲットを構成する原子あるいは分子を叩
き出して、対向する位置におかれた基材に原子あるいは
分子を付着させる二とである。コーティングの手段とし
て他に真空蒸着、電子ビーム蒸着、イオン化ブレーティ
ング等が考えられるが、これらはサンプル溶融の際にア
パタイト構造から低級のリン酸カルシウム化合物に分解
が進行する為に基板に所要のコーティング層を作製する
二とが難しい。 アパタイト相から分解した低級のリン酸カルシウム化合
物は生体内で容易に溶解、吸収されると云われている。 これでは早期の新生骨形成は難しい二とになる。 以下１図面に基づいて本発明の詳細な説明する。 第１図及び第２図は本発明に係わるアパタイト複合材料
の一例を示すもので、第１図は骨固定用プレートの斜視
図、第２図は骨固定用プレートの正面図である。図中１
はインブラント基材、２はアパタイトのコーティング層
、３はプレート固定用穴である。 本発明で用いるインブラント基材１としては金属、セラ
ミクス、樹脂、ガラス等があり、何れも使用時にはイン
ブラント基材１の種類に応じて適法に従い表面の清浄化
を施す。とくにインブラント基材が金属の場合には真空
中で充分脱ガスをする。そして金属表層に予め酸化膜層
が必要な場合には大気中あるいは雰囲気ガス中で熱処理
する。 またインブラント基材１の形状が平板でなく立体構造、
例えば円柱棒のような場合には、スパッタリング装置の
基材ホルダ一部に既成の技術でもって回転機構を取付け
る。 いっぽうターゲットに用いられる材料としては純粋なハ
イドロキシ・アパタイト焼結体、フッ素を微量含んだハ
イドロキシ・アパタイト焼結体、純粋なフッ素アパタイ
ト焼結体等の種類がある。好ましくはスパッタリングに
おけるターゲット組成の分解を抑える為にフッ素を含有
したアパタイト焼結体が望ましい。 本発明のアパタイト複合材料を得る方法としては、イン
ブラント基材１の前処理を行なう。例えば金属基材の場
合には、真空熱処理により脱ガス後、必要に応じて雰囲
気熱処理して基材表層に酸化膜を設ける。次に、アパタ
イトよりなるターゲットをスパッタリング装置に取付け
、インブラント基材１を基材ホルダーに装着する。ター
ゲットとインブラント基材１間の距離、スパッタの為の
高周波電力、スパッタ圧力等を調整する。１０分から３
０分の間、プレ・スパッタをしてターゲット表層の不純
物を除去する。プレ・スパッタ終了後、本スパッタに入
る。コーティングすべき基材の種類に応じて基材を加熱
（２０℃〜３００℃）する。 スパッー終了したアパタイト複合材料を装置より取り出
し、大気中あるいは不活性ガス雰囲気中で熱処理（１０
０℃〜１０００℃）する。このようにして得られたアパ
タイト複合材料を適法に従い滅菌。 消毒して生体埋入材料として使用する。 二のアパタイト複合材料は機械的強度をインチラント基
材１に任せ、生体骨組織との親和性を表層のアパタイト
・コーティング層２に委ねた理想的な生体埋入材料であ
る。 次に本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明する。
インブラント基材としてはチタンＴｉの板、及び丸棒を
使用した。二の基材を８００℃、２ｈ真空中で脱ガスし
た。脱ガスしたＴｉ板を、アルゴン・ガス雰囲気中で６
００℃、２ｈ、熱処理して表層に酸化膜を作製した。タ
ーゲットには０．１％のフッ素を含ンタハイドロキシ・
アパタイトを使用した。 ｒｆ−スパッタリングの条件はターゲット基板間距離４
０ ｍ／ｍ、スパッタ圧力５．５Ｘ１０ Ｐａ 、スパ
ッタ電力１００Ｗ 、スパッタレート４０λ／■ｉｎで
あり、約５時間スパッタリングした。このようにして得
られたサンプルをＡｒ雰囲気で６００℃、ｌｈ熱処理し
た。Ｘ線回折装置９分元売度計で調べた処１組成はアパ
タイト構造であり膜厚は１．２μｍであった。 なお、中性溶媒１００ｍ１に対する溶解度は０．２μｇ
１０ｆであった。二の値は従来のアパタイト焼結体と比
べてほぼ等しいものである。また、二のようにして得ら
れたＴｉを基材とするφ５ Ｘ １５＋ｏ／−の円柱状
サンプルを犬の大腿骨に埋入して骨芽細胞の分化のよう
すを２週間に亘って調べた処、何ら異常は観察されなか
った。 以上のように本発明のアパタイト複合材料はこれまで使
用不可能であった機械的強度を要求される整形外科領域
で骨固定用プレート、骨固定用スクリュー、あるいは人
工関節として大いに役立つ。 また、生体埋入エレクトロニクス素子のハウジング材料
として骨組織への埋入固定を可能とするものである。
使用した。二の基材を８００℃、２ｈ真空中で脱ガスし
た。脱ガスしたＴｉ板を、アルゴン・ガス雰囲気中で６
００℃、２ｈ、熱処理して表層に酸化膜を作製した。タ
ーゲットには０．１％のフッ素を含ンタハイドロキシ・
アパタイトを使用した。 ｒｆ−スパッタリングの条件はターゲット基板間距離４
０ ｍ／ｍ、スパッタ圧力５．５Ｘ１０ Ｐａ 、スパ
ッタ電力１００Ｗ 、スパッタレート４０λ／■ｉｎで
あり、約５時間スパッタリングした。このようにして得
られたサンプルをＡｒ雰囲気で６００℃、ｌｈ熱処理し
た。Ｘ線回折装置９分元売度計で調べた処１組成はアパ
タイト構造であり膜厚は１．２μｍであった。 なお、中性溶媒１００ｍ１に対する溶解度は０．２μｇ
１０ｆであった。二の値は従来のアパタイト焼結体と比
べてほぼ等しいものである。また、二のようにして得ら
れたＴｉを基材とするφ５ Ｘ １５＋ｏ／−の円柱状
サンプルを犬の大腿骨に埋入して骨芽細胞の分化のよう
すを２週間に亘って調べた処、何ら異常は観察されなか
った。 以上のように本発明のアパタイト複合材料はこれまで使
用不可能であった機械的強度を要求される整形外科領域
で骨固定用プレート、骨固定用スクリュー、あるいは人
工関節として大いに役立つ。 また、生体埋入エレクトロニクス素子のハウジング材料
として骨組織への埋入固定を可能とするものである。
第１図は骨固定用プレートの斜視図、第２図は骨固定用
プレートの正面図である。 ｌ：インプラント基材 ２：アパタイトのコーティング層 ３ニブレート固定用穴 １ 第１図 ２８３−
プレートの正面図である。 ｌ：インプラント基材 ２：アパタイトのコーティング層 ３ニブレート固定用穴 １ 第１図 ２８３−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ インブラント基材表面にアパタイトのスパッタリン
グによるコーティング層を設けたアパタイト複合材料。 ２ インブラント基材の表面を前処理し、アパタイトよ
りなるターゲットをスパッタリング装置に取付は後、一
定時間プレ・スパッタをし、インブラント基材の材質に
応じた加熱を加え本スパッタをし、熱処理を施したアパ
タイト複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208640A JPS58109049A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | アバタイト複合材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208640A JPS58109049A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | アバタイト複合材料とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58109049A true JPS58109049A (ja) | 1983-06-29 |
| JPH0223179B2 JPH0223179B2 (ja) | 1990-05-23 |
Family
ID=16559581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56208640A Granted JPS58109049A (ja) | 1981-12-23 | 1981-12-23 | アバタイト複合材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58109049A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62344A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | 京セラ株式会社 | 高位脱臼補整用スペ−サ |
| JPS6359965A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-15 | 京セラ株式会社 | 人工関節部材 |
| JPH021286A (ja) * | 1988-03-04 | 1990-01-05 | Dentaru Kagaku Kk | 生体材料 |
| JPH02241461A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-26 | Asahi Optical Co Ltd | インプラント |
| US5030474A (en) * | 1987-12-23 | 1991-07-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for forming hydroxyapatite coating film using coating liquor containing hydroxyapatite |
| US6153266A (en) * | 1997-12-08 | 2000-11-28 | Japan As Represented By Director General Agency Of Industrial Science And Technology | Method for producing calcium phosphate coating film |
| JP2014001419A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ハイドロキシアパタイト薄膜の製造方法 |
| JP2014148718A (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ハイドロキシアパタイト薄膜の製造方法 |
-
1981
- 1981-12-23 JP JP56208640A patent/JPS58109049A/ja active Granted
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62344A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | 京セラ株式会社 | 高位脱臼補整用スペ−サ |
| JPS6359965A (ja) * | 1986-08-30 | 1988-03-15 | 京セラ株式会社 | 人工関節部材 |
| US5030474A (en) * | 1987-12-23 | 1991-07-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for forming hydroxyapatite coating film using coating liquor containing hydroxyapatite |
| JPH021286A (ja) * | 1988-03-04 | 1990-01-05 | Dentaru Kagaku Kk | 生体材料 |
| JPH02241461A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-26 | Asahi Optical Co Ltd | インプラント |
| US6153266A (en) * | 1997-12-08 | 2000-11-28 | Japan As Represented By Director General Agency Of Industrial Science And Technology | Method for producing calcium phosphate coating film |
| JP2014001419A (ja) * | 2012-06-18 | 2014-01-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ハイドロキシアパタイト薄膜の製造方法 |
| JP2014148718A (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ハイドロキシアパタイト薄膜の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0223179B2 (ja) | 1990-05-23 |
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