JPS59112908A - 高強度生体用部材の製造法 - Google Patents
高強度生体用部材の製造法Info
- Publication number
- JPS59112908A JPS59112908A JP58231832A JP23183283A JPS59112908A JP S59112908 A JPS59112908 A JP S59112908A JP 58231832 A JP58231832 A JP 58231832A JP 23183283 A JP23183283 A JP 23183283A JP S59112908 A JPS59112908 A JP S59112908A
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- Japan
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- calcium phosphate
- powder
- sintering
- substrate
- forsterite
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
本発明は歯科用骨内インブラントあるいは整形用骨内イ
ンブラントに用いる為害性がなく、高強度の生体用部材
の製造法に関する。
ンブラントに用いる為害性がなく、高強度の生体用部材
の製造法に関する。
従来このような生体用部材にはステンレス鋼等の耐食性
金属材料あるいはセラミックス材料が使用されていたが
、前者耐食性金属材料は長期間の使用によってクロム、
コバルト等の有害な重金属が体内に蓄積されるので、後
者セラミックス材料が注目されるようになった。
金属材料あるいはセラミックス材料が使用されていたが
、前者耐食性金属材料は長期間の使用によってクロム、
コバルト等の有害な重金属が体内に蓄積されるので、後
者セラミックス材料が注目されるようになった。
このセラミックス材料としては、当初高アルミナ磁器あ
るいはサファイア等の高い機械的強度を有するアルミナ
セラミックスが使用されていたが、該アルミナセラミッ
クスは高い機械的強度を有する反面、生体の筋肉、骨材
とのなじみが悪いため骨材と成分が近似する燐酸カルシ
ウム系ガラスが注目されるようになった。
るいはサファイア等の高い機械的強度を有するアルミナ
セラミックスが使用されていたが、該アルミナセラミッ
クスは高い機械的強度を有する反面、生体の筋肉、骨材
とのなじみが悪いため骨材と成分が近似する燐酸カルシ
ウム系ガラスが注目されるようになった。
燐酸カルシウム系ガラス材料については、特開昭５１−
７３０１９号公報において「カルシウムとリンの原子比
Ｃａ／ＰをＬ７以下とし、かつリン酸をＰ２Ｏ５として
１０重量係以上含有する組成物を溶融することによって
ガラスとし、その熱処理によって得られる結晶化度５か
ら１００チ結晶化物までの種々の結晶化度を有する燐酸
カルシラム系結晶化ガラス材料。」が開示され、捷た特
開昭５２−６４１９９号公報において「アパタイト焼結
体による人工骨および人工歯根とそれらの製造法」とし
てＣａ５（ＰＯ４）３０Ｈ（７） ９９．５〜５０ ％
とＣａａ （ＰＯ４）２がＱ５〜５０％よりなジ、さラ
ニ必要に応じてＭｇＯ＋ Ｎａ２Ｏｒ Ｋ２Ｏ＋ Ｃａ
Ｆｚ ＋ Ａｌ２Ｏ３＋ ＳｉＯ２のうちから選ばれた
１種もしくは２種以上が０１〜４５チ添加されて焼成さ
れたアパタイト焼結体が開示されているが、いずれも強
度が不足で骨や歯に大きな応力や衝撃がかがると折損す
るおそれがあった。
７３０１９号公報において「カルシウムとリンの原子比
Ｃａ／ＰをＬ７以下とし、かつリン酸をＰ２Ｏ５として
１０重量係以上含有する組成物を溶融することによって
ガラスとし、その熱処理によって得られる結晶化度５か
ら１００チ結晶化物までの種々の結晶化度を有する燐酸
カルシラム系結晶化ガラス材料。」が開示され、捷た特
開昭５２−６４１９９号公報において「アパタイト焼結
体による人工骨および人工歯根とそれらの製造法」とし
てＣａ５（ＰＯ４）３０Ｈ（７） ９９．５〜５０ ％
とＣａａ （ＰＯ４）２がＱ５〜５０％よりなジ、さラ
ニ必要に応じてＭｇＯ＋ Ｎａ２Ｏｒ Ｋ２Ｏ＋ Ｃａ
Ｆｚ ＋ Ａｌ２Ｏ３＋ ＳｉＯ２のうちから選ばれた
１種もしくは２種以上が０１〜４５チ添加されて焼成さ
れたアパタイト焼結体が開示されているが、いずれも強
度が不足で骨や歯に大きな応力や衝撃がかがると折損す
るおそれがあった。
本発明はこれを改良するためになされたもので、生体に
対してなじみがよく、セラミック特有の、為害性のない
燐酸カルシウムを表面層として、該燐酸カルシウムより
も機械的強度の高いフォルステライトやジルコニア磁器
の表面に容易に且つ強固な連続層として被着する製造法
を発明したもので、特許請求の範囲に記載した製造法を
要旨とするものである。
対してなじみがよく、セラミック特有の、為害性のない
燐酸カルシウムを表面層として、該燐酸カルシウムより
も機械的強度の高いフォルステライトやジルコニア磁器
の表面に容易に且つ強固な連続層として被着する製造法
を発明したもので、特許請求の範囲に記載した製造法を
要旨とするものである。
ここに述べる燐酸カルシウムは、燐酸カルシウムＣａ３
（ＰＯ４）２を初め、Ｃａ／Ｐの原子比が０８〜１７５
付近のカルシウム燐酸塩やアパタイトを主成分とし、要
すれば少量の強化剤を含むガラース質あるいは結晶化し
たガラスでもよい。一方、高強度材料基体は機械的強度
が犬きく、シかも燐酸カルシウムの被着層を形成する温
度において、安定で焼結できるものから選ばれるが、フ
ォルステライトとジルコニアが好ましく利用できる。一
方、燐酸カルシウムの製造法としては燐酸や炭酸カルシ
ウム、水酸化カルシウムまたは酸化カルシウム、二水素
燐酸カルシウムなど加熱によって燐酸カルシウムを生成
する材料を原料としてよく混合し、半溶融となる温度に
焼成することによりセルベンとし、これを粉砕して燐酸
カルシウム粉末を得る。この中には結晶質燐酸カルシウ
ムおよび／またはガラスが存在している。本発明の高強
度生体用部材の製造法は、まずフォルステライトや適当
な焼結除剤や安定化剤を添加したジルコニア磁器の原料
微粉末に粘土または有機質よシなる結合剤を加え、プレ
ス、鋳込み等によって成形し、そのまま又は素焼きによ
って有機質の結合剤を除去した後燐酸カルシウムの粉末
を周知のバインダーと共に水に県濁した泥漿に浸漬、筆
塗りまたは吹き付は等によって被覆し乾燥後、基体の焼
結する温度で焼成すればよい。この時、燐酸カルシウム
の粉末は多孔質の基体の表面の多数の気孔に入シこみ、
複雑な連続相をもって強固に結びつくから、剥離の心配
がない。また、燐酸カルシウムの粉末に炭素粉末や有機
物粉末など焼成により只化焼失する粉末を混合しておけ
ば燐酸カルシウムの表面被覆層は多孔質となる。
（ＰＯ４）２を初め、Ｃａ／Ｐの原子比が０８〜１７５
付近のカルシウム燐酸塩やアパタイトを主成分とし、要
すれば少量の強化剤を含むガラース質あるいは結晶化し
たガラスでもよい。一方、高強度材料基体は機械的強度
が犬きく、シかも燐酸カルシウムの被着層を形成する温
度において、安定で焼結できるものから選ばれるが、フ
ォルステライトとジルコニアが好ましく利用できる。一
方、燐酸カルシウムの製造法としては燐酸や炭酸カルシ
ウム、水酸化カルシウムまたは酸化カルシウム、二水素
燐酸カルシウムなど加熱によって燐酸カルシウムを生成
する材料を原料としてよく混合し、半溶融となる温度に
焼成することによりセルベンとし、これを粉砕して燐酸
カルシウム粉末を得る。この中には結晶質燐酸カルシウ
ムおよび／またはガラスが存在している。本発明の高強
度生体用部材の製造法は、まずフォルステライトや適当
な焼結除剤や安定化剤を添加したジルコニア磁器の原料
微粉末に粘土または有機質よシなる結合剤を加え、プレ
ス、鋳込み等によって成形し、そのまま又は素焼きによ
って有機質の結合剤を除去した後燐酸カルシウムの粉末
を周知のバインダーと共に水に県濁した泥漿に浸漬、筆
塗りまたは吹き付は等によって被覆し乾燥後、基体の焼
結する温度で焼成すればよい。この時、燐酸カルシウム
の粉末は多孔質の基体の表面の多数の気孔に入シこみ、
複雑な連続相をもって強固に結びつくから、剥離の心配
がない。また、燐酸カルシウムの粉末に炭素粉末や有機
物粉末など焼成により只化焼失する粉末を混合しておけ
ば燐酸カルシウムの表面被覆層は多孔質となる。
さらに別の方法の１つは高強度材料原料粉末と燐酸カル
シウム粉末につき、その微細度および媒溶剤を調製する
ことにより、その両粉末の焼成収縮率を等しくし、プレ
スまたは泥漿鋳込等適宜選んだ成形方法により、中心に
高強度セラミック材料基体、外周に燐酸カルシウム材料
を配置する如く成形し焼成してもよい。この場合、粉末
の粒度と媒溶剤を調製することにより外周の燐酸カルシ
ウム層が多孔質となる如く設計すれば、生体とのなじみ
はさらに向上されるが、この理由は表面が多孔質である
と筋肉との接触面積を増し、表面の気孔を通して血管や
筋肉がよく埋まり込むためである。それと同時に高強度
セラミック材料基体との熱膨張係数の差による内部応力
も緩和される。
シウム粉末につき、その微細度および媒溶剤を調製する
ことにより、その両粉末の焼成収縮率を等しくし、プレ
スまたは泥漿鋳込等適宜選んだ成形方法により、中心に
高強度セラミック材料基体、外周に燐酸カルシウム材料
を配置する如く成形し焼成してもよい。この場合、粉末
の粒度と媒溶剤を調製することにより外周の燐酸カルシ
ウム層が多孔質となる如く設計すれば、生体とのなじみ
はさらに向上されるが、この理由は表面が多孔質である
と筋肉との接触面積を増し、表面の気孔を通して血管や
筋肉がよく埋まり込むためである。それと同時に高強度
セラミック材料基体との熱膨張係数の差による内部応力
も緩和される。
以下、−例としてフォルステライトを基体として選び、
本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発
明はこれに拘るものでなくジルコニア磁器を基体とする
ものについても当然適用できるものである。
本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発
明はこれに拘るものでなくジルコニア磁器を基体とする
ものについても当然適用できるものである。
実施例
ＣａＣＯ３３４ＫｌとＰｚ０５１４Ｋｒを混合し１６０
０℃に２時間焼成して半融状態となし燐酸カルシウムの
ガラスと結晶質との混合物を生成した。これをトロンメ
ルにて５μ以下の粒子が２０％となる如く粉砕し、これ
をメチルセルローズ１％を加えた水に入れ攪拌して燐酸
カルシウムの泥漿とした。別にフォルステライトの平均
粒径５μ粉末を４６ Ｘ ９．６ Ｘ ３Ｃ１ｍ＋ｎの
大きさに成形し、素焼により多孔質とした後、前記燐酸
カルシウムの泥漿に浸漬し乾燥する工程を繰り返すこと
により５ Ｘ １０ Ｘ ３α４胴の太きさとした。こ
れを焼成することによ、！ｌｌ１４Ｘ８Ｘ２４３ｍ＋ｎ
の大きさに焼結し、中心に７オルステライトの緻密質磁
器と外周に燐酸カルシウムの多孔質層を得た。ここで燐
酸カルシウム層が多孔質となったのはＣａＣＯ３とＰ２
Ｏ５の配合に於いてＣａ／Ｐの比が約１．７で、その融
点は約１６００℃付近と高いため、フォルステライトの
焼結温度では完全に緻密化しないためである。寸だこの
被覆層の厚みは０１８ｍであるにも拘らず、剥離やキ裂
がなかったが、これはフォルステライトと燐酸カルシウ
ムの熱膨張係数が極めて類似しているためと燐酸カルシ
ウム層が多孔質で熱膨張係数の違いによる内部応力を緩
和するためである。そしてこの試料は燐酸カルシウム層
が厚い点と多孔質であるため生体との親和性が極めてよ
く、強度は１２Ｋｙ／−の抗折力を示した。なお、本試
料は抗折力測定の際、ノツチとの溶融部分において表面
に粉化がみられたが、生体内ではこのような形の応力は
かからないため問題はないものである。
０℃に２時間焼成して半融状態となし燐酸カルシウムの
ガラスと結晶質との混合物を生成した。これをトロンメ
ルにて５μ以下の粒子が２０％となる如く粉砕し、これ
をメチルセルローズ１％を加えた水に入れ攪拌して燐酸
カルシウムの泥漿とした。別にフォルステライトの平均
粒径５μ粉末を４６ Ｘ ９．６ Ｘ ３Ｃ１ｍ＋ｎの
大きさに成形し、素焼により多孔質とした後、前記燐酸
カルシウムの泥漿に浸漬し乾燥する工程を繰り返すこと
により５ Ｘ １０ Ｘ ３α４胴の太きさとした。こ
れを焼成することによ、！ｌｌ１４Ｘ８Ｘ２４３ｍ＋ｎ
の大きさに焼結し、中心に７オルステライトの緻密質磁
器と外周に燐酸カルシウムの多孔質層を得た。ここで燐
酸カルシウム層が多孔質となったのはＣａＣＯ３とＰ２
Ｏ５の配合に於いてＣａ／Ｐの比が約１．７で、その融
点は約１６００℃付近と高いため、フォルステライトの
焼結温度では完全に緻密化しないためである。寸だこの
被覆層の厚みは０１８ｍであるにも拘らず、剥離やキ裂
がなかったが、これはフォルステライトと燐酸カルシウ
ムの熱膨張係数が極めて類似しているためと燐酸カルシ
ウム層が多孔質で熱膨張係数の違いによる内部応力を緩
和するためである。そしてこの試料は燐酸カルシウム層
が厚い点と多孔質であるため生体との親和性が極めてよ
く、強度は１２Ｋｙ／−の抗折力を示した。なお、本試
料は抗折力測定の際、ノツチとの溶融部分において表面
に粉化がみられたが、生体内ではこのような形の応力は
かからないため問題はないものである。
以上のとおり、本発明は高強度セラミック材料からなる
基体の表面に生体となじみがよく、また為害性のない燐
酸カルシウムの焼結体の薄層を形成するものであるから
、充分の機械的強度と共に健康上の安全性を保持し、し
かも生体の血管、筋肉のまつわ９を改善する等、極めて
優れた生体用部材の製造Ｚ法を提供するものである。
基体の表面に生体となじみがよく、また為害性のない燐
酸カルシウムの焼結体の薄層を形成するものであるから
、充分の機械的強度と共に健康上の安全性を保持し、し
かも生体の血管、筋肉のまつわ９を改善する等、極めて
優れた生体用部材の製造Ｚ法を提供するものである。
なお、前記の各実施例は燐酸カルシウムの焼結体の出発
原料として炭酸カルシウムと燐酸を用いたが、前述のと
おシニ水素燐酸カルシウ弄等焼成によって燐酸カルシウ
ムを生成する材料を使用することができるが、いずれの
場合においても燐酸カルシウムの焼結体は高強灰セラミ
□ツク材料基体との焼成時における熱膨張差の
影響を避けるため０３ｍｍ程度以下、特に００５〜０１
５門程度が好ましい。
原料として炭酸カルシウムと燐酸を用いたが、前述のと
おシニ水素燐酸カルシウ弄等焼成によって燐酸カルシウ
ムを生成する材料を使用することができるが、いずれの
場合においても燐酸カルシウムの焼結体は高強灰セラミ
□ツク材料基体との焼成時における熱膨張差の
影響を避けるため０３ｍｍ程度以下、特に００５〜０１
５門程度が好ましい。
Claims (2)
- （１） フォルステライトまたはジルコニアの粉末を
成形して基体とし、該成形体の表面に燐酸カルシウムま
たは焼成により燐酸カルシウムを生成する物質の粉末を
県濁した泥漿を浸漬、篭塗り、吹き付けの何れかまたは
組合せにより付着して後焼結することを特徴とした高強
度生体用部材の製造法。 - （２）前記燐酸カルシウムを県濁した泥漿に焼成により
焼失する物質を県濁することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の表面に燐酸カルシウムの多孔質の表面層
を形成した高強度生体用部材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231832A JPS59112908A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 高強度生体用部材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231832A JPS59112908A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 高強度生体用部材の製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52115720A Division JPS5945384B2 (ja) | 1977-09-27 | 1977-09-27 | 高強度生体用部材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59112908A true JPS59112908A (ja) | 1984-06-29 |
Family
ID=16929711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231832A Pending JPS59112908A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 高強度生体用部材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59112908A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6140884A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-27 | 株式会社 香蘭社 | 生体補綴用セラミツク部材 |
| JPH0194847A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-13 | Noriyuki Nagai | 歯科用インプラント部材 |
| US4950294A (en) * | 1985-03-06 | 1990-08-21 | Olympus Optical Co., Ltd. | Composite structure useful as artificial bones |
| JPH04144984A (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | アパタイトコーテイング複合材料及びその製造法 |
| DE19945529A1 (de) * | 1999-09-23 | 2001-04-05 | Anton Bohmann | Implantat zur funktionserhaltenden Rekonstruktion von Skelettdefekten und Verfahren für die Herstellung |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5450194A (en) * | 1977-09-27 | 1979-04-19 | Ngk Spark Plug Co | High strength portion material for living body and its preparation |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP58231832A patent/JPS59112908A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5450194A (en) * | 1977-09-27 | 1979-04-19 | Ngk Spark Plug Co | High strength portion material for living body and its preparation |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6140884A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-27 | 株式会社 香蘭社 | 生体補綴用セラミツク部材 |
| US4950294A (en) * | 1985-03-06 | 1990-08-21 | Olympus Optical Co., Ltd. | Composite structure useful as artificial bones |
| JPH0194847A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-13 | Noriyuki Nagai | 歯科用インプラント部材 |
| JPH04144984A (ja) * | 1990-10-03 | 1992-05-19 | Agency Of Ind Science & Technol | アパタイトコーテイング複合材料及びその製造法 |
| DE19945529A1 (de) * | 1999-09-23 | 2001-04-05 | Anton Bohmann | Implantat zur funktionserhaltenden Rekonstruktion von Skelettdefekten und Verfahren für die Herstellung |
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