JPS59214443A - Artificial implant material - Google Patents

Artificial implant material

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Publication number
JPS59214443A
JPS59214443A JP58089718A JP8971883A JPS59214443A JP S59214443 A JPS59214443 A JP S59214443A JP 58089718 A JP58089718 A JP 58089718A JP 8971883 A JP8971883 A JP 8971883A JP S59214443 A JPS59214443 A JP S59214443A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
bioactive
substrate
bioinactive
artificial implant
Prior art date
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Pending
Application number
JP58089718A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
真次 福本
前中 肇
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.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、骨欠損部補綴用あるいは外科用の人工移植材
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an artificial graft material for bone defect prosthesis or surgery.

従来、各種疾患や事故などによる歯及び骨の欠損は、金
属材料もしくは有機)lン料からなる人工移植材によっ
て補綴されている。しかしながら、金属からなる人工移
植側斜は、体液によって腐食される上に金罵中のイオン
が体内へ溶出すること(でよって生体を刺激するという
欠点を有する。寸だ有機材料からなる人工移植材料も生
体を刺激する上に機械的強度が不足するという欠点があ
る。更に、−1−記両z′A料共、自発的知人間の骨と
接合修復するとともないので、骨欠損部補綴時には上記
材料を骨と結合させる必要がある。そこで、近年、生体
内で自発的て骨と結合する生体活性を有する物質が提案
されている。例えば、特開昭51−8970吋公報、特
開昭53−145394号公報及0・特開昭57−37
39号公報に記載された如き生体活性ガラス及びセラミ
ックス、アパタイト及びリン酸カルシウムなどが生体活
性物質として知られている。しかしながら、これらの生
体活性物質は!浅域的強度が不充分であり、歯根や股関
節など大きな負荷のかかる部位に用いること(では若干
の心配がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, teeth and bone defects caused by various diseases or accidents have been replaced with artificial implants made of metal materials or organic materials. However, artificial implants made of metal have the disadvantage that they are corroded by body fluids and ions in the metal elute into the body (thus irritating the living body.Artificial implant materials made of organic materials) However, these materials have the drawbacks of stimulating the living body and lacking in mechanical strength.Furthermore, since both of the z'A materials described in -1-1 are voluntarily repaired with the bone of an acquainted person, the above-mentioned It is necessary to bind materials to bones.Therefore, in recent years, bioactive substances that spontaneously bind to bones in vivo have been proposed. -145394 Publication and 0 Japanese Patent Publication No. 57-37
Bioactive glasses and ceramics, apatite, calcium phosphate, and the like described in Japanese Patent No. 39 are known as bioactive substances. However, these bioactive substances! It has insufficient strength in shallow areas, so there are some concerns about using it in areas that are subject to heavy loads, such as tooth roots and hip joints.

本発IJIは以上のような背景に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、生体活性を有するととも((大きな
負荷に対しても充分な機械的強度を有する実用的な人工
移植材料を提供することにある。
The present IJI was developed in view of the above-mentioned background, and its purpose is to create a practical artificial implant material that is bioactive and has sufficient mechanical strength even under large loads. It is about providing.

そして、」二記目的達成の為に、本発明に係る人工移+
l1li、 +Z料は、金属まだは非金属材料からなる
基体と、生体不活性な物質からなり該基体を被覆する少
なくとも一層の、生体不活性層と、生体活性物質からな
り該生体不活性層を被覆する少なくとも一層の生体活性
層とを有することを特徴とするものである。
And, in order to achieve the second objective, the artificial implant according to the present invention +
The +Z material comprises a base made of a metal or non-metallic material, at least one bioinert layer made of a bioactive substance covering the base, and a bioinactive layer made of a bioactive substance covering the base. and at least one bioactive layer covering it.

以下、図面を用いて本発明を更に詳細に1説明する。第
1図は木発ワ1(て係る人工移植、し科の一例を示す要
部縦断面図、@2図はその横断+1ff1図である。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using the drawings. Figure 1 is a vertical cross-sectional view of the main part showing an example of an artificial transplant, and Figure @2 is a cross-sectional +1ff1 view of the tree.

両図において、(2)は金属または非金属し料からなる
基体、(4)は該基体(2)を被覆する生体不活性層、
(6)は該生体不活性層(4)を被覆する生体活性層で
ある。
In both figures, (2) is a substrate made of metal or non-metallic material, (4) is a bioinactive layer covering the substrate (2),
(6) is a bioactive layer covering the bioinactive layer (4).

基体12)は、ステンレス、チタン、チタン島金、ニッ
ケルークロム合金、コバルト−クロム合金、コバルト−
クロム−モリブテン合金、コバルト−クロム−ニッケル
合金、ニッケルーチタン合金のいずれかの金属材料、も
しくは単結晶あるいは多結晶の酸化アルミニウムの非金
属43料など機械的強度の充分な材料からなる。
The substrate 12) is made of stainless steel, titanium, titanium gold, nickel-chromium alloy, cobalt-chromium alloy, cobalt-chromium alloy, etc.
It is made of a material with sufficient mechanical strength, such as a metal material such as a chromium-molybdenum alloy, a cobalt-chromium-nickel alloy, or a nickel-titanium alloy, or a nonmetallic material such as single crystal or polycrystalline aluminum oxide.

生体不活性層(4)は、体液による基体(2)の腐食を
防止する為に化学的耐久性が良好な生体不活性なガラス
−!!、/コはセラミックスからなる。この生体不活性
層f4)ff、基体(2)と生[本活性li′i′1(
6)との熱膨張係数差による応力を緩和する為に熱膨張
係数を考慮してノ巽1尺されることが望吐しい。
The bioinert layer (4) is made of bioinert glass with good chemical durability to prevent corrosion of the base (2) by body fluids! ! , / is made of ceramics. This bioinactive layer f4)ff, the substrate (2) and the bioactive [actual active li′i′1(
In order to alleviate the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between 6) and 6), it is preferable that the thickness be increased by 1 inch in consideration of the thermal expansion coefficient.

生体活性層(6)は、生体活性ガラス及びセラミックス
、アパタイト、リン酸カルシウムなどの生体活性物質か
らなる。生体活性物質としては、生体VC対し;fjl
j i!jで発ガン性の・jlijいこと、生体への刺
激がないこと、生体との親和吐の良いことなど生体用I
/1才Fとしての基本的な性質に加えて、他の量器や接
合・IA料の助けなしに自発的に生体内で骨と結合する
刺り1が要求される。生体活性ガラス及びセラミックス
は、特公昭51−8970号公報、特公昭55−467
32号公報、特開昭51’−116809シシ公報、特
開昭52−94695号公報、特開昭54−11719
4号公報、及び特開昭54−138006−づ・公報な
どによって知られている。
The bioactive layer (6) consists of bioactive substances such as bioactive glass and ceramics, apatite, calcium phosphate, etc. As a biologically active substance, for biological VC; fjl
j i! I for biological use, such as being carcinogenic or harmful, not irritating to living organisms, and having good compatibility with living organisms.
/1 year old In addition to the basic properties of F, a needle 1 is required that spontaneously integrates with the bone in the living body without the aid of other measuring devices or bonding/IA materials. Bioactive glasses and ceramics are disclosed in Japanese Patent Publications No. 51-8970 and Japanese Patent Publication No. 55-467.
32, JP-A-51'-116809, JP-A-52-94695, JP-A-54-11719
This method is known from Japanese Patent Publication No. 4 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 54-138006-zu.

尚、上記生体不活性層(4)及び生体活性層(6)は単
層VC限定されるものではなく、それぞれ多層イ・1に
成であっても良い。
Note that the bioinactive layer (4) and the bioactive layer (6) are not limited to single-layer VC, and may each have a multi-layer structure.

本発明の人工移植1オ料を製造するには、まず、基体(
2)として金属材料を用いる場合、この金1萬(材料を
脱脂・酸洗いあるいはブラスト等によって表面を清浄す
る前処理を行い、生体不活性層14)及び生体活性層(
6)を、順次、ホクロウ技術による乾式法、湿式法、ガ
ス溶射法及びプラズマ溶射法などによって形成すれば良
い。尚、金属からなる基体(2)の表面を清浄化した後
、適当な酸化処叩を行っても良い。
In order to produce the artificial implant of the present invention, first, a substrate (
When using a metal material as 2), this gold 10,000 (the material is pretreated to clean the surface by degreasing, pickling, or blasting, etc.) and the bioactive layer (
6) may be sequentially formed by a dry method using a hollow technique, a wet method, a gas spraying method, a plasma spraying method, or the like. Incidentally, after cleaning the surface of the base (2) made of metal, a suitable oxidation treatment may be performed.

以下、本発明の実施例知ついて説す:1する。Embodiments of the present invention will be described below: 1.

実施例1 基体(2)として、ニッケルークロム合金を用い、O’
■処理としてこれを脱脂し、硝酸と硫酸との混酸溶液に
て酸洗いを行う。生体不活性層4)の村ろ酸物質として
は化学的1ml久性の良いソーダ石灰ガラスを用い、重
量比でソーダ石灰ガラス=100に対して、粘土:5、
亜硝酸ソーダ:0.25、炭酸マグネシクム二025及
び水=50を加えてこれらを混合粉砕してスラリー化さ
せる。そして、湿式法を用い、このスラリーを上記乱体
[2+ rtこ対して4に9/crlの圧力て2gスプ
レーによって吹きつけ、]、 50℃て30分間乾燥さ
せた後、950℃で5分間焼き付けて、生体不活性層1
4)を基体(2)を被覆j−るように形成する。この上
(で、アバフィトをスプレーで吹きつけ、乾燥させた後
、900 ”Cで3分間・11!1−き伺けて、生体不
活性層14)を被設するように生体活性it”i (t
i)を形成する。
Example 1 A nickel-chromium alloy was used as the base (2), and O'
(2) As a treatment, it is degreased and pickled with a mixed acid solution of nitric acid and sulfuric acid. As the acid substance for the bioinactive layer 4), 1 ml of chemically durable soda lime glass was used, and the weight ratio was 1 ml of soda lime glass = 100, clay: 5,
Add 0.25% of sodium nitrite, 0.25% of magnesium carbonate, and 50% of water, and mix and grind these to form a slurry. Then, using a wet method, this slurry was sprayed with 2 g of the above-mentioned slurry at a pressure of 9/crl on 2+ rt, dried at 50°C for 30 minutes, and then dried at 950°C for 5 minutes. Baking and bioinactive layer 1
4) is formed to cover the substrate (2). On top of this (spray Abaphyte, dry it, and then heat it to 900 degrees Celsius for 3 minutes to coat it with a bioinactive layer 14) (t
i) form.

実施例 基イ木12)として、ステンレス(5US316L )
を用い、]]1j処理としてこれを脱脂し、硝酸とクツ
酸との混酸溶液で酸洗いを行う。生体不活性層(4)の
禍成物・で1として化学的耐久性の良いシリカガラスを
用1ハ、これを100〜145.メソシュに整えて溶射
(2料とし、酸素アセチレンの燃焼ガスでガス溶削を行
い、基体(2)v表向を生体不活性層(4)で被覆する
。この上に、生体活性ガラスを同様の方法で溶射して、
生体不活性層(4)で被覆された基体(2)を更に生体
活性ガラスで被覆して生体活性層(6)を形成する。
As the example base wood 12), stainless steel (5US316L)
]]1j treatment, this is degreased and pickled with a mixed acid solution of nitric acid and cutic acid. Silica glass, which has good chemical durability, is used as the bio-inactive layer (4), and is coated with 100-145. The surface of the substrate (2) is coated with a bioinactive layer (4) by thermal spraying (using 2 materials and gas cutting with oxygen-acetylene combustion gas). Thermal spraying is done using the method of
The substrate (2) coated with the bioinactive layer (4) is further coated with bioactive glass to form a bioactive layer (6).

」二記いずれの実施例においても、基体(2)を構成す
る金属の有する大きな負荷に対する充分な機械的強度が
得られる上に、最も外側の生体活性層(6)によって生
体への親和性も良く、丑だ、基体(2)を構成する金属
が体液によって1祝食されること及び金属中のイオンが
溶出して生体を刺激することは化学的耐久性の良い生体
不活性層f4)Kよって阻止される。更に、実施例1に
よれば、生・体不活性層(4)に、基体12)と生体活
性層(6)との中間の熱膨張係数を有する物質が用いら
れるので、基体1゛2)と生体活性層(6)との熱膨張
係数差によって生じる応力を緩和することができる。但
し、実施例2のように、生体不活性層(4)に上記範囲
外の熱膨張(糸数を有する物質を適用しても、生体不活
+141層形成工程においては基体j2)を冷却するな
どしてイ珂料の7!1j′1度を(実用される温度に保
ち、完成された人王移1直し料を・温度変化の少ない部
位に用いればもともと7品度変化による応力はほとんど
生じないので間1IIflはない。
In both of the above examples, sufficient mechanical strength against the large load of the metal constituting the base body (2) is obtained, and the outermost bioactive layer (6) also provides affinity for the living body. Unfortunately, the fact that the metal constituting the substrate (2) is eaten away by body fluids and the ions in the metal are eluted and stimulate the living body is a biologically inert layer f4) with good chemical durability. Therefore, it is prevented. Furthermore, according to Example 1, a material having a thermal expansion coefficient intermediate between that of the substrate 12) and the biologically active layer (6) is used for the bio-inactive layer (4). The stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the bioactive layer (6) and the bioactive layer (6) can be alleviated. However, as in Example 2, even if a material with a thermal expansion (thread count) outside the above range is applied to the biologically inactive layer (4), cooling of the substrate j2 in the biologically inactive + 141 layer formation step, etc. If you keep the temperature of the material at 7!1j'1 degree (for practical use) and use the completed Jinnoden 1 repair material in areas where there is little temperature change, almost no stress will occur due to the change in quality. Because there is no, there is no interval 1IIfl.

以とのように、本発明に係る人工移植(2科は、金属寸
だは非金属伺料からなる基体と、化学的耐久性が良好で
、かつ、生体不活性なガラスオたはセラミックスからな
り−に記基体を′fJ1覆する少なくとも−11−リの
生体4活外層と、生体活性物質がらなり」−記生体不活
性層を被覆する少なくとも一層の生体活性層とを有する
ことを特徴とするものであり、このように構成すること
によって、基体による充分な機械的強度と生体活性層(
(よる生体活性の’l’]’j’rとが共に得られるた
けではなく、基体を構成する物質が体液によってル3食
されること及び基体中のイオンが体内へ1容出して生体
を刺激することはrヒ顎的耐久性の良い生体不活性層が
基体を被覆していること1/?cよって阻止され、生体
活性を有するとともに大きな負1奇に対しても充分な機
械的強度をイ]し、かつ、実用に足る人工移植材料を得
ることがてきる。
As described below, the artificial implant according to the present invention (type 2) consists of a substrate made of metal or non-metallic material, and glass or ceramic that has good chemical durability and is bioinert. - at least -11-li biologically active outer layer covering the substrate and at least one bioactive layer covering the biologically inactive layer containing a bioactive substance; By configuring it in this way, sufficient mechanical strength from the base and bioactive layer (
Not only can the biological activity 'l']'j'r be obtained, but also the substances constituting the substrate are eaten up by body fluids, and the ions in the substrate are released into the body and stimulate the living body. Irritation is prevented by the fact that the substrate is coated with a highly durable bioinactive layer, which is bioactive and has sufficient mechanical strength against large negative forces. In addition, it is possible to obtain an artificial transplant material that is sufficient for practical use.

史Q′こ、実施態様のように、生体不活性層が、基体と
lj体活性層との中間の然11(M張係数を有する物質
によ−・てイ・jtf、 :戊されることにより、基体
と生体活性層との熱膨張係数差によって生じる応力を緩
和することができる。
In this embodiment, the biologically inactive layer is discarded by a substance having a tensile coefficient M between the substrate and the biologically active layer. Accordingly, stress caused by a difference in thermal expansion coefficient between the base body and the bioactive layer can be alleviated.

4 図面の簡単な説[、y:l 第1図は本発明に係る人工移植材料を示す要部縦断面図
、第2図はその横断面図である。
4 Brief Description of the Drawings [,y:l Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the main part showing the artificial implant material according to the present invention, and Fig. 2 is a cross-sectional view thereof.

(2);基体+t’t);生体不活性層、 !6+ ;
生体活性層出願人  ミノルタカメラ株式会社
(2); Substrate + t't); Bioinactive layer, ! 6+;
Bioactive layer applicant Minolta Camera Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、金属または非金属材料からなる基体と、化学的耐久
性が良好で、がっ、生体不活性なガラス」だはセラミッ
クスからなり、上記基体を彼田する少なくとも一層の生
体不活性層と、生体活・l’lj物質からなり、」二記
生体不活性層を被覆する少なくとも一層の生体活性層と
を有することを特徴とする人工移植、目。 ?、−に記基体は、ステンレス、チタン、チタン合金、
ニッケルークロム合金、コバルト−クロム合金、コバル
ト−クロム−モリブデン合金、コバルト−クロム−ニッ
ケル合金灸専のいスレかからなることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の人工移植材。 3 、 J1記基体は、単結晶もしくは多結晶の酸化ア
ルミニウムからなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の人工移植イシ。 4、上記生体不活性層は、上記基体と上記生体活性層と
の中間の然膨弥係数を有する物質からなることを特徴と
する特許請求の範囲りS1項から第3項までのいす、れ
かに記載の人工移植材。 5、上記生体活性層は、生体活性ガラスまたはセラミッ
クス、アパタイト及びリン酸カルシウムのいずれかから
なることを特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項
寸でのいずれかに記載の人工移植材。
[Claims] 1. A substrate made of a metal or non-metallic material, and at least one layer of glass or ceramics that has good chemical durability and is biologically inert. An artificial implant, an eye, comprising a bioinactive layer and at least one bioactive layer comprising a bioactive substance and covering the bioinactive layer. ? , - The substrate is stainless steel, titanium, titanium alloy,
The artificial implant material according to claim 1, characterized in that it is made of a nickel-chromium alloy, a cobalt-chromium alloy, a cobalt-chromium-molybdenum alloy, a cobalt-chromium-nickel alloy moxibustion-specific thread. 3. The artificial implant according to claim 1, wherein the substrate J1 is made of single crystal or polycrystalline aluminum oxide. 4. The chair according to claims S1 to 3, wherein the bioinactive layer is made of a material having a natural expansion coefficient between that of the base and the bioactive layer. Artificial graft material described in Crab. 5. The artificial implant material according to any one of claims 1 to 4, wherein the bioactive layer is made of bioactive glass or ceramics, apatite, or calcium phosphate.
JP58089718A 1983-05-20 1983-05-20 Artificial implant material Pending JPS59214443A (en)

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