JPS5941946B2 - porcelain - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は陶材に関し、詳細には両相医術、歯科矯正で使
用される陶材に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a porcelain material, and more particularly to a porcelain material used in biphasic medicine and orthodontics.
現在の多くの歯科的研究は、充填材、かぶせ物及び歯冠
用両袖強材として、あるいは骨の人工充填材として使用
できる物質の製造に焦点が置かれている。Much current dental research is focused on producing materials that can be used as fillers, crowns, and braces for dental crowns, or as artificial filling materials for bone.
歯科的研究は歯垢形成の阻止、虫歯と歯根膜疾患との治
療剤にも向けられている。Dental research is also directed toward inhibiting plaque formation and treating tooth decay and periodontal ligament disease.
現在、両袖強組成物として使用されている石英。Quartz is currently used as a double-strength composition.
アルミナ、シリケート、ガラスピーズ等の充填剤は歯の
エナメル質と化学的又は物理的類似性をほとんどもたな
い。Filling materials such as alumina, silicates, and glass beads have little chemical or physical resemblance to tooth enamel.
これら材料の特有の欠点は歯の線膨張係数と一致しない
ことであり、これは結果として歯との境がむき出しにな
り、新しい虫歯が形成される原因となる。A particular drawback of these materials is that they do not match the coefficient of linear expansion of the teeth, which results in exposed tooth boundaries and the formation of new cavities.
更に、外科の人工器官(現在は高強度非腐蝕性合金が主
流を占めている)の分野においては、組織受容性と密着
性とが末だ完全には解決されていないので生成硬組織に
一層良く似た材料に対する一般的必要性が存在する(H
ulbert等著。Furthermore, in the field of surgical prostheses (currently dominated by high-strength, non-corrosive alloys), tissue receptivity and adhesion have not yet been completely resolved, making it even more difficult to adapt to the generated hard tissue. There is a general need for similar materials (H
Written by Albert et al.
Materials 5cience Re5earc
h 5.417(1971)、l。Materials 5science Re5earc
h 5.417 (1971), l.
有効な抗歯垢化学療法剤の発見に向けられている研究に
おいては、歯垢形成と化学剤の実質との両方に関し歯に
似た表面を持つ標準テスト物質に対する必要が存在する
。In research directed toward the discovery of effective anti-plaque chemotherapeutic agents, there is a need for standard test materials with tooth-like surfaces, both in terms of plaque formation and the substance of the chemical agent.
天然の歯がこの目的で使用されてはいるが変わりやすい
、比較的大量入手が困難という欠点があり、また使用前
血判な洗浄を必要とする。Natural teeth have been used for this purpose, but they suffer from the drawbacks of being fragile, relatively difficult to obtain in large quantities, and requiring extensive cleaning before use.
従って、歯垢が蓄積する粉末ヒドロキシルアパタイト、
アクリル歯、ガラス、ワイヤーなどの他材料が使用され
ている。Therefore, powdered hydroxylapatite, where plaque accumulates,
Other materials have been used, such as acrylic teeth, glass, and wire.
歯垢形成自体に対する研究はおそらく十分になされてい
るがこれら材料は天然の歯の表面にほとんど似ておらず
、それゆえ有効な抗歯垢剤を発見する場合に使用するの
(こは完全には適していない。Although plaque formation itself has probably been well studied, these materials bear little resemblance to natural tooth surfaces and are therefore difficult to use when discovering effective anti-plaque agents. is not suitable.
例えば、歯での歯垢形成を阻止する化学剤がガラス、ワ
イヤーでは必ずしも同一効果を持たないことが知られて
いる( Turesky等著y J、Periodon
tology43.263(1972))。For example, it is known that chemical agents that inhibit plaque formation on teeth do not necessarily have the same effect on glass and wire (Turesky et al., J. Periodon).
tology 43.263 (1972)).
それゆえ化学的に歯のエナメル質に似ており、堅く、密
で、高度に光沢された安価で容易に入手できる物質に対
する必要性がある。There is therefore a need for an inexpensive, readily available material that is chemically similar to tooth enamel, hard, dense, and highly polished.
塩基性オルトリン酸カルシウムとしても知られるヒドロ
キシルアパタイトCa1g (po4)a (OH)2
(歯と骨の無機相)が上に略述した様々な目的に適する
ことが提案されており、事実アメリカ特許2.508,
816号明細書には歯のエナメル質のヒドロキシルアパ
タイトを得る方法、合成樹脂と混合しての義歯組成物と
しての用塗が開示されている。Hydroxyapatite Ca1g (po4)a (OH)2 also known as basic calcium orthophosphate
It has been proposed that the (inorganic phase of teeth and bone) is suitable for the various purposes outlined above, and in fact U.S. Patent No. 2.508,
No. 816 discloses a method for obtaining hydroxylapatite for tooth enamel and its application as a denture composition by mixing it with a synthetic resin.
この方法は長時間を要しかつ血判であり、細割ヒドロキ
シルアパタイトの製造に限定されている。This method is time consuming and laborious and is limited to the production of finely divided hydroxylapatite.
その上、この方法はもちろん天然歯の供給源の入手性に
左右される。Moreover, this method is of course dependent on the availability of natural tooth sources.
Kuttx(Indian J、Chem、 11,6
95(1973)は、粉末ヒドロキシルアパタイトを様
々な温度で分解して生成されるヒドロキシルアパタイト
とウィトロック石(Whitlockite)との混合
物を開示した。Kuttx (Indian J, Chem, 11,6
95 (1973) disclosed a mixture of hydroxylapatite and Whitlockite produced by decomposing powdered hydroxylapatite at various temperatures.
Bett等(J 、Amer、Chem、Soc、89
゜5535(1967))は、化学量論でCa/pが1
.67から1.57に変わる粒状ヒドロキシルアパタイ
トの製造を記述した。Bett et al. (J, Amer, Chem, Soc, 89
゜5535 (1967)) has a stoichiometric Ca/p of 1.
.. The production of granular hydroxylapatite varying from 67 to 1.57 is described.
このようにして製造された物質は大きな結晶開孔を含ん
でいた。The material thus produced contained large crystalline pores.
1000℃にまで加熱するとカルシウム欠乏ヒドロキシ
ルアパタイトが一部ウイトロック5相に変わるというこ
とも報告された。It has also been reported that when heated to 1000°C, part of calcium-deficient hydroxylapatite transforms into the five-phase Huitlock.
アメリカ特許3,787,900号明細書には耐火性化
合物とリン酸カルシウム化合物(例ウィトロック石)と
からなる骨と歯の補強材が開示されている。U.S. Pat. No. 3,787,900 discloses bone and tooth reinforcement consisting of a refractory compound and a calcium phosphate compound (eg witlockite).
ヒドロキシアパタイトの堅くて強いミクロ体を供給する
ための幾つかの試みがなされてきた。Several attempts have been made to provide hard and strong microbodies of hydroxyapatite.
しかし、ヒドロキシルアパタイトの今迄知られているい
ずれの形も充分に満足できるものではないことがわかっ
ている。However, none of the hitherto known forms of hydroxylapatite has been found to be fully satisfactory.
例えばROYとLinehan(Na ture 、
247 、220(1974))は、さんごの骨格炭酸
カルシウムをヒドロキシルアパタイトに変える精巧な熱
水交換法を記述した。For example, ROY and Linehan (Nature,
247, 220 (1974)) described an elaborate hot water exchange method to convert coral skeleton calcium carbonate to hydroxylapatite.
そのようにして製造された物質は必然的にさんごの高多
孔性特性を保持しており、更に約270〜470pSi
という比較的低い引張強度を持っていた(人工材料とし
ては重大な欠点)。The material so produced necessarily retains the highly porous properties of coral and also has approximately 270 to 470 pSi
It had a relatively low tensile strength (a major drawback for an artificial material).
Monroe等(Journal of Dental
Research50,860 (1971) )は、
ヒドロキシアパタイトの圧縮錠剤を焼結することにより
陶材を製造することを報告した。Monroe et al. (Journal of Dental
Research 50, 860 (1971))
We reported the production of porcelain by sintering compressed tablets of hydroxyapatite.
そのようにして製造された材料は実際には多面晶子の整
理されたモザイク配列としてのヒドロキシルアパタイト
と約30%のα−ウィロツク石〔ca3(PO4)2又
はリン酸三カルシウム〕との混合物であり、余りに多孔
性のため歯科材料として使用するには適描でないと思わ
れた。The material so produced is actually a mixture of hydroxylapatite as an ordered mosaic arrangement of polyhedral crystallites and about 30% α-willockite [ca3(PO4)2 or tricalcium phosphate]. However, it was thought that it was too porous to be used as a dental material.
RaoとBoehm(Jounal of Dent
alResearch 53.1351(1974)
)は、粉末ヒドロキシルアパタイトを型の中で均衡を保
ちながら圧縮し、成形体を等渦的に焼結することにより
製造されたヒドロキシルアパタイトの多晶体を開示した
。Rao and Boehm (Journal of Dent
alResearch 53.1351 (1974)
) disclosed a polycrystalline body of hydroxylapatite produced by compressing powdered hydroxylapatite while maintaining equilibrium in a mold and sintering the compact in a homovolute manner.
得られた陶材は多孔であり、約L7,000psi
の最大圧縮強度を持っていた。The resulting porcelain is porous and approximately L7,000 psi
It had a maximum compressive strength of
Bhaskar等(Oral Surgery32.3
36(1971)〕は生物学的に減少するリン酸カルシ
ウム陶材を使って骨欠損部を充填することを記述した。Bhaskar et al. (Oral Surgery 32.3
36 (1971)] described the use of biologically reduced calcium phosphate porcelain to fill bone defects.
この材料は高度に多孔性であり、注入部位から再吸収さ
れ、金属又は非減成陶材注入物が持つ強度に欠けている
。This material is highly porous, resorbs from the injection site, and lacks the strength of metal or non-degradable porcelain injections.
本発明により多晶質焼結陶材を製造する方法が提供され
る。The present invention provides a method of making polycrystalline sintered porcelain.
この方法はカルシウムイオンとホスフェートイオンとを
、水性媒質中、約10〜12のpHで反応させて、カル
シウムとリンとのモル比がヒドロキシルアパタイトにお
ける概算モル比とウィトロック石における概算モル比と
の間にあるカルシウムホスフェートのゼラチン状沈殿物
を生成し、この沈殿物を溶液から分離し、少なくとも1
000℃までの温度でしかもヒドロキシルアパタイトの
実質的分解が起こることのない温度以下で加熱し、この
温度を焼結を達成し、かつ生成物の実質上最大緻密化を
達成するのに充分な時間維持することからなる。This method involves reacting calcium ions and phosphate ions in an aqueous medium at a pH of about 10-12 such that the molar ratio of calcium to phosphorus is approximately equal to that in hydroxylapatite and in witlockite. forming a gelatinous precipitate of calcium phosphate in between, separating this precipitate from the solution, and adding at least one
000° C. but below a temperature at which substantial decomposition of the hydroxylapatite does not occur, and for a time sufficient to achieve sintering and substantially maximum densification of the product. Consists of maintaining.
本発明の一面により、堅くて、密で、光沢を有し、事実
上純粋なヒドロキシルアパタイトからなるヒドロキシル
アパタイトの新規な陶材が提供される。One aspect of the present invention provides a novel hydroxylapatite porcelain that is hard, dense, shiny, and comprised of virtually pure hydroxylapatite.
これは化学的に歯のエナメル質に非常に似ている。It is chemically very similar to tooth enamel.
更にこの新規な材料は比較的簡単な方法で安価な出発物
質から製造でき、均質で得られ、これにより天然の歯に
固有の望ましくない変化を避けられる。Moreover, this new material can be produced in a relatively simple manner from inexpensive starting materials and is obtained homogeneously, thereby avoiding the undesirable changes inherent in natural teeth.
ヒドロキシルアパタイトの新規陶材体を両袖強組成物に
配合すれば、天然の歯のエナメル質と事実上等しい膨張
係数を持つ密な充填剤が得られる。Incorporation of the novel porcelain body of hydroxylapatite into a double-strength composition results in a dense filling material with a coefficient of expansion virtually equal to that of natural tooth enamel.
本発明の歯科用及び外科用注入物質は堅くて、強く、か
つ完全に生物適合性であり、高圧その他の血判な技術を
用いる必要なくいかなる望みの形にでも組成できる。The dental and surgical implants of the present invention are hard, strong, and completely biocompatible and can be formulated into any desired shape without the need for high pressure or other elaborate techniques.
その上、追って詳述するように、いかなる程度の多孔性
も望み通りに当該材料に与えることができ、これにより
組織の内方成長を可能にする。Moreover, as will be discussed in more detail below, any degree of porosity can be imparted to the material as desired, thereby allowing tissue ingrowth.
明らかな通り、本発明の新規製品はその特徴により、歯
の抗歯垢剤のテストで使用する円盤、平板、棒等を作る
のに理想的に適している。As can be seen, the characteristics of the novel product of the invention make it ideally suited for making discs, plates, rods, etc. for use in testing dental antiplaque agents.
本発明の他−面により、ヒドロキシルアパタイトとウィ
トロック石とからなる新規な二相系陶材が提供される。Another aspect of the present invention provides a novel two-phase porcelain comprising hydroxylapatite and witlockite.
追って更に完全に記述する通り、この二相系陶材は堅く
、密で、無孔性で、生物適合性で、いかなる望みの形に
でも容易に組み立てられ、かつウィトロック石の既知の
再吸収性により強くて、部分的に再吸収できる外科用注
入物として役立つ。As will be described more fully below, this two-phase porcelain is hard, dense, non-porous, biocompatible, easily assembled into any desired shape, and is compatible with the known resorption of Whitlock stone. It is highly resistant and serves as a partially resorbable surgical implant.
体液の循環と組織の内方成長を可能にするのには外科用
注入物がある程度の多孔性を持つことが有利ではあるが
、この多孔性は注入物の機械的強度を必然的に下げる。Although it is advantageous for surgical implants to have some porosity to allow fluid circulation and tissue ingrowth, this porosity necessarily reduces the mechanical strength of the implant.
本発明の二相系陶材は密で機械的に強くかつ事実上無孔
性ではあるが体液の循環と組織の内方成長とを可能にす
る。The two-phase porcelains of the present invention are dense, mechanically strong and virtually non-porous, yet permit fluid circulation and tissue ingrowth.
含有されているウィトロック5相が注入物からゆっくり
と再吸収され、天然の生物硬組織にかわることによる。The contained Witlock 5 phase is slowly reabsorbed from the implant and replaced by natural biological hard tissue.
ヒドロキシルアパタイトのこの新規な物理体は生物体及
び地質体から、そして後述する従来知られている全ての
合成体から区別されるものであり、平均結晶サイズがほ
ぼ0.2〜3ミクロンの範囲にあり、密度がほぼ3.1
0〜3.14 g/cyitであり、更に孔がないこと
となめらかな曲面にそった裂は目とを特徴とする、事実
上純粋なヒドロキシルアパタイトからなる強くて、堅く
、密で、白色で、半透明で、等方性で、多晶質の焼結陶
材からなる。This new physical form of hydroxylapatite is distinguished from biological and geological forms, and from all previously known synthetic forms described below, and has an average crystal size in the range of approximately 0.2 to 3 microns. Yes, density is approximately 3.1
0 to 3.14 g/cyit, and is a strong, hard, dense, white material made of virtually pure hydroxylapatite, characterized by the absence of pores and fissures along its smooth curved surface. , consisting of a translucent, isotropic, polycrystalline sintered porcelain.
その上、通常に製造される時には上記材料はほぼ35.
000〜125,000pSi の圧縮強度、はぼ3
,000〜30,0OOpsi の引張強度、はぼ1
0〜12ppm/℃の線熱膨張係数、はぼ470〜50
0のクヌープ(Knoop)硬度、はぼ6×106 p
Siの弾性係数を持ち、偏光下で複屈折しない。Moreover, when normally manufactured, the above materials are approximately 35.
Compressive strength of 000 to 125,000 pSi, Habo 3
Tensile strength of ,000~30,00psi, about 1
Linear thermal expansion coefficient of 0-12 ppm/℃, approximately 470-50
Knoop hardness of 0, 6 x 106 p
It has the elastic modulus of Si and does not exhibit birefringence under polarized light.
この新規なヒドロキシルアパタイト陶材の初期測定値は
、それがランダム、等方装置にある事実上純粋な微晶ヒ
ドロキシルアパタイトからなり、はぼ35,000〜7
5,000psi の圧縮強度、はぼ3,000〜50
,000 ps i の引張強度、はぼ10〜12 p
p m/’CIIJ:)線熱膨張係数、はぼ470〜
500クヌ一プ硬度及びほぼ6X10’ psiの弾
性係数を持ち、なめらかな曲面にそった割れ目の存在、
及び偏光下での複屈折の不存在を特徴とする、強くて、
堅く、密で、白色で、半透明な陶材であることを示した
。Initial measurements of this new hydroxylapatite porcelain indicate that it consists of virtually pure microcrystalline hydroxylapatite in a random, isotropic device, with approximately 35,000 to 7
5,000 psi compressive strength, 3,000-50
,000 ps i tensile strength, approximately 10-12 p
p m/'CIIJ:) Coefficient of linear thermal expansion, approximately 470~
500 hardness and a modulus of elasticity of approximately 6X10' psi, the presence of cracks along a smooth curved surface,
and strong, characterized by the absence of birefringence under polarized light.
It was shown to be a hard, dense, white, translucent porcelain.
本明細書で使用する密な″とは、粒子が高度にぎっしり
つまり、空間即ち未充填部分が事実上ないことを示す。As used herein, "dense" indicates that the particles are highly compacted, with virtually no voids or unfilled areas.
ヒドロキシルアパタイトの上記形とは対照的に地質学的
なヒドロキシルアパタイトと熱水方法により製造される
合成ヒドロキシルアパタイトとは巨大晶であり、平面に
そって割り目があり、又複屈折する。In contrast to the above forms of hydroxylapatite, geological hydroxylapatite and synthetic hydroxylapatite produced by hydrothermal processes are macrocrystalline, fissured along the plane, and birefringent.
生物学的ヒドロキシルアパタイトは、アパタイト格子に
その最精製状態(即ち歯のエナメル質)でかなりの量の
カーボネートイオンを一般に含み、渦巻き形の射出柱の
形に不等方形に配置され、それゆえこれらエナメル柱の
界面にそった直線中で砕け、1500psi という
比較的低い引張強度を持つことで区別される。Biological hydroxylapatite generally contains a significant amount of carbonate ions in its most refined state (i.e. tooth enamel) in the apatite lattice, which are arranged asymmetrically in the form of spiral ejecta columns, and therefore these It fractures in a straight line along the interface of the enamel column and is distinguished by its relatively low tensile strength of 1500 psi.
本発明により提供されるヒドロキシルアパタイトの新規
陶材の上述特性に加え、この材料は完全に生物適合性で
あり、それゆえ歯科及び外科の人工材料として特に適し
ている。In addition to the above-mentioned properties of the novel porcelain of hydroxylapatite provided by the present invention, this material is completely biocompatible and is therefore particularly suitable as a dental and surgical artificial material.
即ち、本発明の陶材は歯冠、義歯、人工骨、人工関節、
カニユーレ、骨に結合し肌を突き通すことのできる義手
義足取付装置、歯垢、両歯形成、関節炎その細歯及び骨
に影響を及ぼす疾患を研究するためのテスト表面に鋳造
し又は機械工作できる。That is, the porcelain of the present invention can be used for dental crowns, dentures, artificial bones, artificial joints,
Cannulae, prosthetic limb attachment devices that can attach to bone and penetrate the skin, can be cast or machined into test surfaces to study dental plaque, bidontia, arthritis, and diseases affecting fine teeth and bone.
適当に粉砕すれば、本発明の新規陶材は骨欠損部を補修
するために合成キャンセルス(Canncellus)
骨として、あるいは研摩剤として、そして漂準の樹脂と
組合せたときには後述する通り両袖強組成物として使用
できる。When properly ground, the novel porcelain of the present invention can be used as a synthetic cancellus for repairing bone defects.
It can be used as a bone, as an abrasive, and when combined with a standard resin, as a double-strength composition as described below.
歯垢阻止剤評価のためのテスト表面としては、本発明の
陶材は適当なサイズと形(好ましくは標準状1験管に容
易に挿入できるサイズと形)とを持ったものに組成でき
る。As a test surface for evaluation of plaque inhibitors, the porcelain of the present invention can be formulated in any suitable size and shape, preferably one that can be easily inserted into a standard test tube.
これは、乾燥濾過ケーキの大きな板状片を適当なサイズ
に切断又は機械処理し、ついで焼結することにより便利
に達成される。This is conveniently accomplished by cutting or machining large plates of dried filter cake to the appropriate size and then sintering.
この焼結生成物は標準のみがき技術を使って高度に光沢
を付与でき、ついでTuresky等の前述の方法によ
り歯垢阻止剤の評価で基質として使用される。This sintered product can be highly polished using standard polishing techniques and then used as a substrate in the evaluation of plaque inhibitors by the previously described method of Turesky et al.
使用後、この陶材体は簡単に再光沢され、新しいテスト
面となる。After use, this porcelain body is simply repolished and becomes the new test surface.
通常通り製造されるとき、本発明の陶材は密であるばか
りでなく非孔性であり、又、無孔であることが歯科向け
では必須であるが、注入物にある程度の孔があることが
体液の循環と組織の内方成長を可能にする点において有
利である。When manufactured normally, the porcelain of the present invention is not only dense but also non-porous, and although non-porous is essential for dental applications, some degree of porosity may be present in the implant. is advantageous in that it allows fluid circulation and tissue ingrowth.
Monroe等により記述された方法(前出)に似た方
法て本発明の陶材に様々な程度の有孔性を付与できる。Varying degrees of porosity can be imparted to the porcelain of the present invention in a manner similar to that described by Monroe et al. (supra).
例えば、約5〜25重量係の量のスターチ、セルロース
、コツトン、コラーゲンなどの有機材料をヒドロキシル
アパタイトのゼラチン状沈殿°物と混合する。For example, an organic material such as starch, cellulose, cotton, collagen, etc. in an amount of about 5 to 25 parts by weight is mixed with the gelatinous precipitate of hydroxylapatite.
次の焼結工程中にこの有機材料は燃えつき、これにより
かかる処理がなければ無孔性の陶1製品に穴及び構が作
りだされる。During the subsequent sintering process, this organic material burns off, thereby creating holes and structures in the otherwise non-porous ceramic product.
別法として、無孔陶材にドリル又は機械で穴及び開口を
あけることにより孔は製造できる。Alternatively, holes can be produced by drilling or machine-drilling holes and openings in the solid porcelain.
このような方法で、本発明のこの一面を持った陶材でで
きた義歯は注入点で有孔性にできる。In this manner, a porcelain denture having this aspect of the invention can be rendered porous at the injection point.
一方むき出しの歯表面は無孔性のままである。The exposed tooth surface, on the other hand, remains non-porous.
注入は、Hodosh等(Journal of th
eAmerican Dental As5ocia
tion 70,362(1965))により報告され
た方法で達成できる。The injection was performed as described by Hodosh et al. (Journal of th
eAmerican Dental As5ocia
tion 70, 362 (1965)).
別法として、本発明の陶材は重合性結合剤又は結合性重
合体と後述通りに組成し、この組成物をアメリカ特許3
,609,867号(1971年10月5日公布)明細
書記載の方法で金属注入物の被膜として使用できる。Alternatively, the porcelain of the present invention may be formulated with a polymerizable binder or binding polymer as described below and this composition
, No. 609,867 (published October 5, 1971), it can be used as a coating for metal implants by the method described in the specification.
本発明の二番目の特徴は、第−相としての約14〜98
重量%のヒドロキシルアパタイトと第二相としての約2
〜86重量%のウィト田ンク石とからなり、孔がなく、
またなめらかな曲面にそって裂は目があることを特徴と
する強くて、堅くて、密で、白色で、等方法で、多晶質
の焼結1淘製品にある。The second feature of the present invention is that the second phase is about 14 to 98
% by weight of hydroxylapatite and about 2 as the second phase.
It is composed of ~86% by weight of wittanku stone, has no pores,
It is also a strong, hard, dense, white, and polycrystalline sintered product, which is characterized by the presence of cracks along its smooth curved surface.
リン酸三カルシウムとしても知られるウィトロック石は
化学式Ca3 (P 04 )2を持つ無機物であり、
α又はβ結晶相のいずれかで存在する。Whitlockite, also known as tricalcium phosphate, is an inorganic substance with the chemical formula Ca3 (P 04 )2.
Exists in either the α or β crystalline phase.
本明細書゛でウィト田ンク石″はαはβ相のいずれか、
或はその二相の混合物をさす。In this specification, "wittankite" means α is either β phase,
Or it refers to a two-phase mixture.
本発明の二相系陶材は含有するヒドロキシルアパタイト
とウィトロック石との相対濃度にかかわりなく無孔多晶
物質である。The two-phase porcelain of the present invention is a nonporous polycrystalline material regardless of the relative concentrations of hydroxylapatite and witlockite contained therein.
しかし、ヒドロキシルアパタイトとウィトロック石とは
異なった物性を持つので、この二相系陶材の物性、例え
ば密度と光学的特性、はヒドロキシルアパタイトとウィ
トロック石との相対量に左右されると思われる。However, since hydroxylapatite and witlockite have different physical properties, the physical properties of this two-phase porcelain, such as density and optical properties, are likely to depend on the relative amounts of hydroxylapatite and witlockite. It will be done.
例えば、ウィトロック石の理論密度はヒドロキシルアパ
タイトのそれよりも低いので、約40係のヒドロキシル
アパタイトと60係のウィトロック石とを含む二相性陶
材のサンプルの観察密度は2、98 ji /cr7t
であり、ヒドロキシルアパタイトだけの陶材のサンプル
の場合は3.10g/iだった。For example, the theoretical density of witlockite is lower than that of hydroxylapatite, so the observed density of a sample of biphasic porcelain containing approximately 40 parts hydroxylapatite and 60 parts witlockite is 2,98 ji/cr7t.
and in the case of a porcelain sample containing only hydroxylapatite, it was 3.10 g/i.
上記二相系陶材は生物と適合しており、それゆえ外科の
人工材料として適している。The two-phase porcelain is compatible with living organisms and is therefore suitable as a surgical artificial material.
即ち、この材料は人工骨又は人工関節、あるいは骨の空
間即ち欠損部を充填するに適した所望の形に鋳造又は機
械加工である。That is, the material is cast or machined into a desired shape suitable for filling an artificial bone or joint, or a space or defect in the bone.
本発明の二相性陶材から組成された人工製品に含有され
るウィトロック石は結局は再吸収され、天然の生物硬組
織の内方成長に取って替えられる。The whitlockite contained in man-made products composed of the biphasic porcelain of the present invention will eventually be resorbed and replaced by natural biological hard tissue ingrowth.
もちろん、組織の内方成長の程度は陶材に含まれ再吸収
されるウィトロック石の量に左右される。Of course, the extent of tissue ingrowth will depend on the amount of whitlockite included in the porcelain and reabsorbed.
通常通り製造されるとき、本発明の二相系陶材は無孔性
である。When manufactured normally, the two-phase porcelain of the present invention is non-porous.
しかし、所望ならばヒドロキシルアパタイトの新規陶材
体のところで前述した通り様々な程度の有孔性を陶材に
与えることができる。However, if desired, varying degrees of porosity can be imparted to the porcelain as previously described in the novel hydroxylapatite porcelain body.
陶材ヒドロキシルアパタイトについて後述するようにフ
ッ素化によってこの二相系陶材を耐酸性にすることもで
きる。Fluorination, as described below for the porcelain hydroxylapatite, can also make this two-phase porcelain acid resistant.
ヒドロキシルアパタイトの上述した新規陶材体は、pH
が約10〜12の水性媒体から、カルシウムとリンとの
モル比がほぼ1.62〜1.72であるヒドロキシルア
パタイトを沈殿させ、この沈殿ヒドロキシルアパタイト
を溶液から分離し、かくて得たヒドロキシルアパタイト
を、本質的に分解させることなくその焼結と最大緻密化
を達成するのに充分な温度で充分な時間加熱することに
より製造できる。The above-mentioned novel porcelain body of hydroxylapatite has a pH of
hydroxylapatite having a molar ratio of calcium to phosphorus of approximately 1.62 to 1.72 is precipitated from an aqueous medium of approximately 10 to 12, the precipitated hydroxylapatite is separated from the solution, and the hydroxylapatite thus obtained is can be prepared by heating it at a temperature sufficient for a sufficient time to achieve its sintering and maximum densification without substantial decomposition.
例えば、ヒドロキシルアパタイトは約10〜12のpH
でカルシウムイオンとホスフェートイオンとを反応させ
ることにより水性媒体から沈殿させる。For example, hydroxylapatite has a pH of about 10-12.
is precipitated from an aqueous medium by reacting calcium ions with phosphate ions.
水性媒体中にカルシウム及びホスフェートイオンを供給
するカルシウム−又はホスフェート−含有化合物は、そ
れぞれの対イオンがヒドロキシルアパタイト生成物から
容易に分離され、それ自体がヒドロキシルアパタイト格
子中に配合されることはなく、又もしそうでなければ事
実上純粋なヒドロキシルアパタイトの沈殿又は単離を妨
害するという条件付きでいずれも適当である。Calcium- or phosphate-containing compounds that supply calcium and phosphate ions in the aqueous medium have their respective counterions readily separated from the hydroxylapatite product and are not themselves incorporated into the hydroxylapatite lattice. Any is suitable, provided that it would otherwise interfere with the precipitation or isolation of virtually pure hydroxylapatite.
カルシウムイオンを供給する化合物は例えば硝酸カルシ
ウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム等である。Compounds that supply calcium ions include, for example, calcium nitrate, calcium hydroxide, calcium carbonate, and the like.
ホスフェートイオンはリン酸水素ニアンモニウム、リン
酸アンモニウム、リン酸等によす供給される。Phosphate ions are supplied by ammonium hydrogen phosphate, ammonium phosphate, phosphoric acid, and the like.
本発明の方法では硝酸カルシウムとリン酸水素ニアンモ
ニウムがカルシウムイオン、ホスフェートイオンのそれ
ぞれ好ましい給源である。In the method of the present invention, calcium nitrate and ammonium hydrogen phosphate are preferred sources of calcium ions and phosphate ions, respectively.
特許請求されているヒドロキシルアパタイトの新規体の
製造は次の通り便利に実施される。The preparation of the claimed novel hydroxylapatite is conveniently carried out as follows.
まず硝酸カルシウムとリン酸水素ニアンモニウムとを1
.67〜1のモル比でpHが約10〜12ノ水溶液中で
相互作用させてヒドロキシルアパタイトのゼラチン状沈
殿物を生成する。First, add calcium nitrate and ammonium hydrogen phosphate to 1
.. A gelatinous precipitate of hydroxylapatite is produced by interaction in an aqueous solution with a molar ratio of 67-1 and a pH of about 10-12.
Hayek等により記述された方法(Inorgan
io 5yntheses763(1963))はこの
目的に合致する。The method described by Hayek et al. (Inorgan
io 5 syntheses 763 (1963)) meets this purpose.
かくて得たヒドロキシルアパタイトのゼラチン状サスペ
ンションを、懸濁ヒドロキシルアパタイトのカルシウム
とリンとの比を約1.62〜1.72の価にするのに充
分な時間原溶液と接触させたまま放置する。The gelatinous suspension of hydroxylapatite thus obtained is left in contact with the stock solution for a sufficient period of time to bring the calcium to phosphorus ratio of the suspended hydroxylapatite to a value of about 1.62 to 1.72. .
これは、サスペンションを室温で24時間以上撹拌する
か、10〜90分沸騰するか、或は沸騰とその後の室温
放置とを組合せることにより便利に達成される。This is conveniently accomplished by stirring the suspension at room temperature for 24 hours or more, boiling for 10 to 90 minutes, or a combination of boiling and subsequent standing at room temperature.
好ましくはサスペンションを10分沸騰し、ついで室温
で15〜20時間放置する。Preferably, the suspension is boiled for 10 minutes and then left at room temperature for 15-20 hours.
ついでヒドロキシルアパタイトを適当な手段(例えば遠
心分離、真空濾過)により溶液から分離する。The hydroxylapatite is then separated from the solution by suitable means (eg, centrifugation, vacuum filtration).
このようにして収集されるゼラチン状生成物は多量の吸
収水を含み、その多くは加圧により除去できる。The gelatinous product thus collected contains a large amount of absorbed water, much of which can be removed by applying pressure.
所望ならば、得られた湿った粘土状物質は便利な形に切
断し又は成形でき、或いは別法として適当な金型で鋳造
できる。If desired, the resulting wet clay-like material can be cut or molded into convenient shapes, or alternatively cast in suitable molds.
湿ったヒドロキシルアパタイトを乾燥する時には普通は
ぼ25%の収縮が生じ、後述する焼結中に更に約25%
の収縮が起ることを特記する。When wet hydroxylapatite is dried, it typically shrinks by about 25%, and during sintering, which will be described below, it shrinks by an additional 25%.
Note that contraction occurs.
この事実は材料を形作り又は成形するとき当然考慮すべ
きことである。This fact must naturally be taken into account when shaping or molding materials.
湿った生成物をゆっくりと加熱して1000°〜125
0℃の焼結温度にすることができる。Slowly heat the wet product to 1000° to 125°
A sintering temperature of 0° C. can be achieved.
この温度ですべての残留水がなくなるであろう。At this temperature all residual water will be gone.
1000°〜12500Cの温度にほぼ20分〜3時間
維持すれば生成物の焼結と最大緻密化が達成される。Sintering and maximum densification of the product is achieved by maintaining a temperature of 1000° to 12500° C. for approximately 20 minutes to 3 hours.
普通には焼結に先き立って乾燥生成物を単離することが
好ましい。It is usually preferred to isolate the dry product prior to sintering.
例えば湿った生成物を約90°〜900℃でほぼ3〜2
4時間又はその水分量が0〜約2係に下がるまで乾燥で
きる。For example, a wet product at about 90° to 900°C for approximately 3 to 2
It can be dried for 4 hours or until the moisture content is reduced to 0 to about 2 parts.
はぼ90°〜95℃の乾燥条件を約15時間、又はその
水分量が約1〜2%に下がるまで使用することが一般に
好ましい。It is generally preferred to use drying conditions of 90 DEG to 95 DEG C. for about 15 hours, or until the moisture content is reduced to about 1-2%.
この方法で得られたヒドロキシルアパタイトはもろくか
つ有孔性だがかなりの機械的強度を持つ。The hydroxylapatite obtained by this method is brittle and porous, but has considerable mechanical strength.
乾燥に際して厚い濾過ケーキを使う時は特に粘土状物質
の分離又は砕けが幾分生ずることがある。Some separation or crumbling of the clay-like material may occur during drying, especially when thick filter cakes are used.
しかし、100i、厚さ37nr/lの片が容易に得ら
れる。However, pieces of 100i and 37nr/l thickness are easily obtained.
乾燥中の分離又は砕けは沈殿したでのヒドロキシルアパ
タイトのサスペンションに約0.4〜0.6重量%の有
機結合剤(例えばコラーゲン、粉末セルロース又はコツ
トン)を加えることにより最小にするか防止できる。Segregation or crumbling during drying can be minimized or prevented by adding about 0.4 to 0.6 weight percent of an organic binder (eg, collagen, powdered cellulose, or cotton) to the precipitated suspension of hydroxylapatite.
約0.5 %のコラーゲンが好ましい。その次の焼結工
程中にこの有機結合剤は揮発し、陶製品の物理特性はか
かる結合剤の不存在下で生成した製品の物理特性と事実
上変っていないと思われる。Approximately 0.5% collagen is preferred. During the subsequent sintering process, this organic binder volatilizes and the physical properties of the ceramic product appear to be virtually unchanged from those produced in the absence of such binder.
もちろん、事実上多量の有機結合剤を使えば前述の多孔
陶製品が得られるだろう。Of course, with virtually any amount of organic binder, the aforementioned porous porcelain product may be obtained.
陶業界で知られている他の常とう的有機及び無機結合剤
も又使用できる。Other conventional organic and inorganic binders known in the ceramic industry may also be used.
焼結に際し生ずる前記収縮を考慮しながら更にこの段階
で乾燥ヒドロキシルアパタイトを最終製品として望まし
い形に大ざっばに切断又は形作ることが普通便利である
。Taking into account the shrinkage that occurs during sintering, it is also usually convenient at this stage to roughly cut or shape the dried hydroxyl apatite into the desired shape as the final product.
ヒドロキシルアパタイト本体は焼結に先き立ち均一でか
つ欠損部がないものでなければならない。The hydroxylapatite body must be uniform and free of defects prior to sintering.
割れ目又は裂は目の存在は片が焼結過程中に破砕する原
因となることがある。The presence of cracks or fissures can cause the pieces to fracture during the sintering process.
ついで生成物を約1000°〜1250℃でほぼ20分
〜3時間焼結する(温度と時間とは逆の相関々係にある
)。The product is then sintered at about 1000 DEG to 1250 DEG C. for approximately 20 minutes to 3 hours (temperature and time are inversely related).
焼結は1100°〜1200℃でほぼ0.5〜1時間行
なうことが好ましい。Sintering is preferably carried out at 1100° to 1200°C for approximately 0.5 to 1 hour.
かくて製造された堅くて密な陶製品をついで常法により
みがき又は機械処理できる。The hard, dense ceramic product thus produced can then be polished or mechanically treated in the usual manner.
上記方法ではヒドロキシルアパタイトを水溶液からのゼ
ラチン状沈殿物として製造することが絶対要件である。In the above method it is essential that the hydroxylapatite be produced as a gelatinous precipitate from an aqueous solution.
というのは、ヒドロキシルアパタイトを形作り又は成形
し、ついで乾燥・焼結してマクロフオームの陶製品を生
成できるのはこの粘着性ゼラチン状態にあるときのみで
あるから、乾燥粒状又は顆粒状ヒドロキシルアパタイト
はこのゼラチン状態に再構成できない。This is because it is only in this sticky gelatinous state that hydroxylapatite can be shaped or molded and then dried and sintered to produce macrofoam ceramics. It cannot be reconstituted to this gelatinous state.
例えば、粉末ヒドロキシルアパタイトを水に懸濁し、濾
過するならば非粘着性の粒状濾過ケーキが得られ、これ
は簡単に乾燥し、ぼろぼろに砕け、マクロフオームの陶
製品に形作り、成形し、或は変えることができない。For example, if powdered hydroxylapatite is suspended in water and filtered, a non-stick granular filter cake is obtained that dries easily, crumbles, and shapes, molds, or cannot be changed.
その上、粉末ヒドロキシルアパタイトは機械的に圧縮し
て成形体(例えば錠剤)にできるが、本発明の方法によ
って焼結した時に得られる製品は高度に有孔性であり、
なめらかな平面にそって割れず、単に粗片に砕けるだけ
である。Furthermore, although powdered hydroxylapatite can be mechanically compressed into compacts (e.g. tablets), the product obtained when sintered by the method of the invention is highly porous;
It does not break along a smooth plane, but simply breaks into coarse pieces.
水性媒体中で形成されるヒドロキシルアパタイトは錯体
であり、そのプロセスは完全にはわかっていないが、カ
ルシウムイオンとホスフェートイオンとがまず結合して
カルシウムとリンとの比が約1.5であるカルシウム欠
乏ヒドロキシルアパタイトを形成するものと一般に信じ
られている。Hydroxyapatite, which forms in aqueous media, is a complex, and although the process is not completely understood, calcium ions and phosphate ions are first combined to create a calcium to phosphorus ratio of approximately 1.5. It is generally believed to form deficient hydroxylapatite.
カルシウムイオンが存在するとこれはカルシウムとリン
の比が1.67であるヒドロキシルアパタイトにゆっく
りと変わる。In the presence of calcium ions this slowly converts to hydroxylapatite with a calcium to phosphorus ratio of 1.67.
(Eanes等著、 Nature盃旦8,365(1
965)及びBe t t 等著。(Eanes et al., Nature Sakedan 8,365 (1
965) and Be t t et al.
J 、Amer 、Chem、Soc、89 、553
5 (1967))即ち、事実上純粋なヒドロキシルア
パタイトからなる陶製品を得るためには、ヒドロキシル
アパタイトの初めのゼラチン沈殿物をそのカルシウム対
リンの比が約1.62〜1.72になるまで充分な時間
原溶液と接触させておくことが本発明の方法では肝要で
ある。J, Amer, Chem, Soc, 89, 553
5 (1967)), that is, to obtain a ceramic product consisting of virtually pure hydroxylapatite, the initial gelatin precipitate of hydroxylapatite is reduced to a calcium to phosphorus ratio of about 1.62 to 1.72. It is essential in the method of the present invention to maintain contact with the stock solution for a sufficient period of time.
この範囲(1,62〜1.72)からかなり偏たると半
透明性が低下した陶製品が得られる。If it deviates significantly from this range (1.62 to 1.72), ceramic products with reduced translucency will be obtained.
例えば、ヒドロキシルアパタイトを室温で沈殿させ、沈
殿後2時間以内に集めるときにはそのカルシウム対リン
の比は約1.55〜1.57であり、それから最終的に
製造される陶製品は不透明であり、X線回折によればヒ
ドロキシルアパタイトとウィト田ンク石とを含む混合物
であることがわかる。For example, when hydroxylapatite is precipitated at room temperature and collected within two hours after precipitation, its calcium to phosphorus ratio is about 1.55 to 1.57, and the final ceramic product made from it is opaque; According to X-ray diffraction, it is found to be a mixture containing hydroxylapatite and wittonite.
事実、後に更に詳しく述べる通り、カルシウムとリンの
比が約1.44〜1.60である物質が上述した二相系
陶製品の製造に役立つ。In fact, as will be discussed in more detail below, materials having a calcium to phosphorus ratio of about 1.44 to 1.60 are useful in the production of the two-phase ceramic products described above.
即ち、本発明の方法により事実上純粋なヒドロキシルア
パタイトからなる半透明陶製品が得られるが、水性媒質
におけるヒドロキシルアパタイトの形成方法が完全には
わかっていないことを考慮すると、カルシウムとリンと
の望ましい化学量論が達成され、焼結した時に生成物は
事実上純粋なヒドロキシルアパタイトからなることを確
認するためにはヒドロキシルアパタイトの形成をモニタ
ーすることが恐らくは有益であろう。That is, although the method of the present invention results in translucent ceramic products consisting of virtually pure hydroxylapatite, the desirable combination of calcium and phosphorus is important considering that the method of formation of hydroxylapatite in an aqueous medium is not completely understood. It may be beneficial to monitor the formation of hydroxylapatite to ensure that stoichiometry is achieved and that the product, when sintered, consists of virtually pure hydroxylapatite.
これは、ヒドロキシルアパタイトのサスペンションの一
部を取り出し、生成物を分離し、前述通り乾燥・焼結し
、かくて生成された陶製品を元素分析、X線分析にかけ
ることにより容易に達成される。This is easily accomplished by removing a portion of the hydroxylapatite suspension, separating the product, drying and sintering as described above, and subjecting the resulting ceramic product to elemental and X-ray analysis. .
焼結の湿度と時間も又本発明の方法の絶対条件である。The humidity and time of sintering are also essential to the method of the invention.
即ち、1.62〜1.72の望ましいカルシラム対すン
の比を持つ未焼結ヒドロキシルアパタイトは、少くとも
1000℃の温度で加熱することにより本発明の陶製品
に変えることができる。That is, unsintered hydroxyl apatite having a desirable calcilum to sulfur ratio of 1.62 to 1.72 can be converted into the ceramic article of the present invention by heating at a temperature of at least 1000<0>C.
1000℃では完全な焼結と最大緻密化とに2〜3時間
を要し、一方1200℃ではプロセスは20〜30分後
に完了する。At 1000°C, complete sintering and maximum densification takes 2-3 hours, while at 1200°C the process is completed after 20-30 minutes.
温度が1000℃より事実上低いと加熱時間に関係なく
焼固は不完全となり、1時間以上1250℃以上で加熱
するとヒドロキシルアパタイトの一部が分解してウィト
ロック石になるであろう。If the temperature is substantially lower than 1000°C, sintering will be incomplete regardless of the heating time, and if heated above 1250°C for more than 1 hour, some of the hydroxylapatite will decompose into whitlockite.
第−相のヒドロキシルアパタイトと第二相のウィトo”
ンク石からなる上述した二相系陶製品は、pHが約10
〜12の水溶液からほぼ1.44〜1.60好ましくは
1.46〜1.57のカルシウム対リンモル比を持つリ
ン酸カルシウム化合物を沈殿させ、この沈殿物を溶液か
ら分離させ、かくて得た固体をその焼結と最大緻密化を
行なうのに充分な温度と時間で加熱することにより製造
できる。Hydroxylapatite in the first phase and wito in the second phase
The above-mentioned two-phase ceramic product made of stone has a pH of about 10.
A calcium phosphate compound having a calcium to phosphorus molar ratio of approximately 1.44 to 1.60, preferably 1.46 to 1.57, is precipitated from an aqueous solution of ~12, this precipitate is separated from the solution, and the solid thus obtained is It can be produced by heating at a temperature and time sufficient to effect its sintering and maximum densification.
必要な化学量論値、即ちCa/p=1.44〜1.60
を持つリン酸カルシウム化合物は、pHが10〜12の
水性媒体中で、単相系ヒドロキシルアパタイトの製造の
所で述べたと同一のカルシウムイオン源、ホスフェート
イオン源を用いてカルシウムイオンとホスフェートイオ
ンとを相互作用させることにより得られる。Required stoichiometric value, i.e. Ca/p=1.44-1.60
A calcium phosphate compound with a pH of 10 to 12 is produced by interacting calcium ions and phosphate ions using the same calcium ion source and phosphate ion source as described in the production of single-phase hydroxylapatite. It can be obtained by
硝酸カルシウムとリン酸水素ニアンモニウムとが好まし
い薬剤である。Calcium nitrate and ammonium hydrogen phosphate are the preferred agents.
例えば、二相系陶製品は硝酸カルシウムとリン酸水素ニ
アンモニウムとを1.67〜10モル比で、単相系陶製
品ヒドロキシルアパタイトの製造のところで述べた通り
初めのゼラチン沈殿物を加熱せず、かつ約4時間を越え
ない期間原溶液と接触させたままにしておくか、或は沈
殿物のカルシウム対リンのモル比が約1.60を越えな
いものとするという条件で相互作用させることにより製
造できる。For example, for two-phase ceramic products, calcium nitrate and ammonium hydrogen phosphate are mixed in a molar ratio of 1.67 to 10, without heating the initial gelatin precipitate as described in the production of single-phase ceramic product hydroxylapatite. , and remain in contact with the stock solution for a period not to exceed about 4 hours, or otherwise interact, provided that the calcium to phosphorus molar ratio of the precipitate does not exceed about 1.60. It can be manufactured by
単相陶製品ヒドロキシルアパタイトの製造の所で述べた
様に、リン酸カルシウム沈殿物を溶液から分離し、洗い
、所望により便利な形に形作るか成形され、そして所望
ならば焼結に先立って乾燥・単離する。As described for the production of monophasic ceramic hydroxylapatite, the calcium phosphate precipitate is separated from the solution, washed, optionally shaped or molded into a convenient shape, and, if desired, dried and dried prior to sintering. Let go.
沈殿したてのリン酸カルシウムのサスペンションを、単
相ヒドロキシルアパタイトの所で述べた様に有機結合剤
又はフルオリトイオンで処理することもできる。The freshly precipitated suspension of calcium phosphate can also be treated with organic binders or fluorite ions as described for single-phase hydroxylapatite.
焼結は約1000°〜1350℃で約20分〜3時間加
熱することにより行なう。Sintering is performed by heating at about 1000° to 1350° C. for about 20 minutes to 3 hours.
かくて製造された陶製品中に含まれるウィトロック石の
量は、沈殿物が原溶液から分離される時に左右され、約
2〜83%である。The amount of witlockstone contained in the ceramic products thus produced is approximately 2-83%, depending on when the precipitate is separated from the raw solution.
例えば、生成物を沈殿後5分に単離するときにはそのカ
ルシウム対リンの比は1.55であり、それから究極的
に製造される陶製品は約83係のウィトロック石を含む
。For example, when the product is isolated 5 minutes after precipitation, its calcium to phosphorus ratio is 1.55, and the ceramic product ultimately produced therefrom contains about 83 parts of witlockite.
生成物を沈殿後2時間目に単離するならばそのカルシウ
ム対リンの比は1,57であり、得られる陶製品は約6
1%のウイl−o’ンク石を含む。If the product is isolated 2 hours after precipitation, its calcium to phosphorus ratio is 1,57 and the resulting ceramic product is approximately 6
Contains 1% of l-o'inkite.
沈殿後4.5時間目に生成物を単離すると約2%のウィ
トロック石を含む陶製品が究極的には得られこの量は最
小濃度感度が2〜3係であるX線回折ではほとんど検出
できない。Isolating the product 4.5 hours after precipitation ultimately yields a porcelain product containing about 2% witlockite, an amount that is negligible for X-ray diffraction where the minimum concentration sensitivity is in the order of 2-3. Undetectable.
もちろん、生成物を原溶液と約7時間以上接触させ続け
るならば、最終的に得られる陶製品は事実上単相ヒドロ
キシルアパタイトである。Of course, if the product is kept in contact with the neat solution for more than about 7 hours, the final ceramic product will be essentially single-phase hydroxylapatite.
別法として、本発明により得られる二相系陶製品はカル
シウムイオンとホスフェートイオンとをほぼ1.50〜
1.60対10モル比で反応させることにより製造でき
る。Alternatively, the two-phase ceramic products obtained according to the present invention contain calcium ions and phosphate ions of approximately 1.50 to
It can be produced by reacting at a molar ratio of 1.60 to 10.
この方法では、リン酸カルシウム沈殿物中のカルシウム
対リンのモル比は沈殿物を原溶液と接触させておく時間
に関係なく約1.60の値を越えることはできない。In this method, the molar ratio of calcium to phosphorus in the calcium phosphate precipitate cannot exceed a value of about 1.60, regardless of the time the precipitate is left in contact with the stock solution.
即ち、本発明の二相系陶製品の製造は、反応体即ち硝酸
カルシウムとリン酸水素ニアンモニウムとをほぼ1.5
0〜1.60対1のモル比で相互作用させて約30〜5
0係のヒドロキシルアパタイトと約50〜70%のウィ
トロック石とからなる陶製品を製造する点を除けば、単
相陶製品ヒドロキシルアパタイトの製造のところで述べ
た様にして便利に実施される。That is, the production of the two-phase ceramic product of the present invention involves mixing the reactants, namely calcium nitrate and ammonium hydrogen phosphate, in a proportion of approximately 1.5
0 to 1.60 to 1 in a molar ratio of about 30 to 5
It is conveniently carried out as described for the production of monophasic hydroxylapatite, except that the ceramic is made of 0 modulus hydroxylapatite and about 50-70% witlockite.
本発明の陶製品は、上述した2つの方法の特徴を組み合
わせることにより、即ちカルシウムイオンをほぼ1.5
0〜1.60対10モル比でホスフェートイオンと相互
作用させ、沈殿したリン酸カルシウム化合物を短時間内
(好ましくは沈殿後約5分〜4時間)に単離することに
よりウィトロック石組を更に富ませることができる。By combining the characteristics of the two methods described above, the ceramic product of the present invention can be produced by combining the characteristics of the two methods described above.
Further enrichment of the whitlock stone by interacting with phosphate ions in a 0-1.60 to 10 molar ratio and isolating the precipitated calcium phosphate compounds within a short time (preferably about 5 minutes to 4 hours after precipitation) be able to.
かくて製造された陶製品は約10〜30%のヒドロキシ
アパタイトと70〜90係のウィトロック石からなる。The ceramic product thus produced consists of approximately 10-30% hydroxyapatite and 70-90% whitlockstone.
ヒドロキシルアパタイトは約1250℃で分解してウィ
トロック石を生成することが知られておリ、それゆえ本
発明の単相陶製品ヒドロキシルアパタイトを約1250
℃もしくはそれ以上で長期加熱するとヒドロキシルアパ
タイトが一部分解してウィトロック石が生じ、これによ
り本発明の二相系陶陶製品を製造するための別法が提供
される。It is known that hydroxylapatite decomposes at about 1250°C to form whitlockite, and therefore the monophasic ceramic product of the present invention, hydroxylapatite, has a temperature of about 1250°C.
Prolonged heating at or above 0.degree. C. partially decomposes the hydroxylapatite to form whitlockite, which provides an alternative method for making the two-phase ceramic products of the present invention.
本発明は又、本発明の陶材ヒドロキシルアパタイトと、
口腔条件と合致する重合性又は重合体結合材とのブレン
ドからなる歯補強組成物に関する。The present invention also includes the porcelain hydroxylapatite of the present invention,
The present invention relates to tooth reinforcement compositions comprising blends with polymerizable or polymeric binders that meet oral cavity conditions.
本発明の歯補強組成物は約10〜90重量%(好ましく
は60〜80重量%)の細割陶材ヒドロキシルアパタイ
トを含み、残りは約10〜90重量係の、歯科的に許容
される重合性又は重合体結合材と既知の適当な重合触媒
(例えば脂肪族ケトン過酸化物、過酸化ベンゾイル等)
、ジー、トリー及びテトラエチレングリコールジメタク
リレートなどの反応性希釈剤、アメリカ特許 3,27
7,056号(1966年10月4日付与)明細書に記
述されているようなN−3−オキソヒドロカーボン−置
換アクリルアミドなどの硬化剤、金属アセチルアセトネ
ート、第三アミン(N、N−ビス−(2−ヒドロキシエ
チル)p−トルイジン等〕などの促進剤又は加速剤、又
は酸化亜鉛等の架橋剤(組成物全体の約0.01〜45
重量係量重量在する)を組み合わせたものである。The tooth reinforcement compositions of the present invention contain about 10-90% by weight (preferably 60-80%) of the finely divided porcelain hydroxylapatite, with the balance being about 10-90% by weight of a dentally acceptable polymer. polymeric binder and a known suitable polymerization catalyst (e.g. aliphatic ketone peroxide, benzoyl peroxide, etc.)
Reactive diluents such as , G, tri and tetraethylene glycol dimethacrylate, US Pat. No. 3,27
No. 7,056 (granted October 4, 1966), curing agents such as N-3-oxohydrocarbon-substituted acrylamides, metal acetylacetonates, tertiary amines (N,N- bis-(2-hydroxyethyl) p-toluidine, etc.), or a crosslinking agent such as zinc oxide (approximately 0.01 to 45% of the total composition);
It is a combination of weight coefficient (weight).
必須ではないが界面活性コーモノマー又は鍵かけ剤(K
eyingagent) 例えばアメリカ特許3,2
00,142号(1965年8月10日付与)明細書に
記述されているN−フェニルグリシンとグリシジルメタ
クリレートとの反応生成物、メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシラン、3,4−エポキシシクロヘキシル
エチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン等
を組成物全体の0.05〜10重量係の重量組成物に加
えることができる。Although not essential, surface-active comonomers or locking agents (K
eyeing agent) For example, US patents 3, 2
00,142 (granted August 10, 1965), the reaction product of N-phenylglycine and glycidyl methacrylate, methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane , vinyltrichlorosilane, etc. can be added to the composition by weight of 0.05 to 10 weight percent of the total composition.
この結合剤又は鍵かけ剤は陶材の樹脂への、そして歯充
填用組成物の天然歯への結合を促進する。The bonding or locking agent facilitates the bonding of the porcelain to the resin and the tooth filling composition to the natural tooth.
例えは、本発明の陶材ヒドロキシアパタイトを通常の粉
砕技術ヲ使って約5〜100ミクロンの適当な粒径に分
割し、ついで両袖強分野で知られている適量の標準樹脂
、例えばヒドロキシエチルメタクリレート、ポリメチル
メタクリレート、ポリアクリル酸、プロピレンングリコ
ールフマレートフタレート不飽和ポリエステル(例えば
AllieAllledChe Co、で販売されて
いる23LS8275 、 Pi t tsburgh
Plate te Glassで販売されている5
electron 580001)、スチレン変性不飽
和ポリエステル(例えばG11dden G11dp
ol1008.G−136゜4C850)、エポキシ樹
脂(例えばGibaAradite 6020.Uni
on Carbide ERL2774)、及びアメリ
カ特許3,066,112号(1962年11月27日
付与)明細書に示されている、グリシジルメタクリレー
トとビスフェノールAとから製造されるビスアクリレー
トモノマーと混合する。For example, the porcelain hydroxyapatite of the present invention is divided into suitable particle sizes of about 5 to 100 microns using conventional grinding techniques, and then an appropriate amount of standard resin known in the art, such as hydroxyethyl methacrylate, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, propylene glycol fumarate phthalate unsaturated polyester (e.g. 23LS8275 sold by Allie Alled Che Co, Pittsburgh)
5 sold at Plate Glass
electron 580001), styrene-modified unsaturated polyester (e.g. G11dden G11dp
ol1008. G-136°4C850), epoxy resin (e.g. GibaAradite 6020.Uni
on Carbide ERL 2774) and bisacrylate monomers made from glycidyl methacrylate and bisphenol A as shown in U.S. Pat. No. 3,066,112 (granted November 27, 1962).
この樹脂は単一モノマーか、あるいは2もしくはそれ以
上のコーモノマーの混合物からなる。The resin may consist of a single monomer or a mixture of two or more comonomers.
所望ならば染料、無機顔料、蛍光剤などの添加物をそれ
ら材料業界で知られている原理により上記組成物に加え
ることができる。If desired, additives such as dyes, inorganic pigments, fluorescent agents, etc. can be added to the compositions according to principles known in the materials art.
樹脂。陶材ヒドロキシルアパタイト、及び任意成分(例
えばシラン結合剤、染料、無機顔料又は蛍光剤)を融剤
、硬化剤、架橋剤、促進剤又は加速剤の添加に先き立っ
てブレンドすると便利である。resin. It is convenient to blend the porcelain hydroxylapatite and any optional ingredients (such as silane binders, dyes, inorganic pigments or fluorescent agents) prior to the addition of fluxing agents, hardeners, crosslinking agents, accelerators or accelerators.
しかし、成分のこの混合順位は絶対的なものではなく、
上記成分を同時にブレンドすることもできる。However, this mixing order of components is not absolute;
The above components can also be blended simultaneously.
このようにして製造した組成物を通常の技術を使って歯
充填材、歯のエナメル質、窩洞詰め物、覆髄剤として使
用でき、又適当な型で鋳造して義歯又はそのセットを作
ることができる。The compositions thus produced can be used as tooth filling materials, tooth enamel, cavity fillings, pulp capping agents using conventional techniques, or can be cast in suitable molds to make dentures or sets thereof. can.
口腔で使用される材料が耐蝕性(Cariesresi
stance )であることはもちろん大きな利点であ
る。Materials used in the oral cavity are corrosion resistant
stance ) is of course a great advantage.
この目的は、約0.01〜1%のフルオリトイオン(例
えばアンモニウムフルオリド又はスタナスフルオリド)
を沈殿したでのヒドロキシルアパタイトのサスペンショ
ンに加えることにより、本発明の実施において容易に達
成される。For this purpose, about 0.01-1% of fluoride ions (e.g. ammonium fluoride or stannous fluoride)
This is easily achieved in the practice of the present invention by adding to the precipitated suspension of hydroxylapatite.
生じた生成物を焼固することにより製造される陶材は乳
酸、酢酸又はクエン酸の攻撃に、あるいは耐蝕性を測定
するための標準のin vitro 方法で良く耐える
。The porcelain produced by calcining the resulting product resists attack with lactic acid, acetic acid or citric acid or standard in vitro methods for determining corrosion resistance.
別法として、耐蝕性は最終陶材をフッ化ナトリウムの0
.5〜5%水溶液に約12時間〜5日さらすことにより
付与することができる。Alternatively, corrosion resistance can be achieved by coating the final porcelain with sodium fluoride.
.. It can be applied by exposure to a 5-5% aqueous solution for about 12 hours to 5 days.
好ましくは、陶材本体をフン化ナトリウムの約5係水溶
液中にほぼ4日放置する。Preferably, the porcelain body is left in an approximately 5% aqueous solution of sodium fluoride for approximately 4 days.
本発明の陶材が有機及び無機結合剤及びフルオリトイオ
ンの他に小量の他要素(陶材の本質的性質を変えること
はないがそれに有用な特性を付与できる)も含むことが
できるのはもちろん陶材業界の当業者に明らかな所であ
る。Besides organic and inorganic binders and fluorite ions, the porcelain of the invention can also contain small amounts of other elements, which do not change the essential properties of the porcelain but can impart useful properties to it. Of course, this is obvious to those skilled in the porcelain industry.
例えば、バリウム及びストロンチウムをアパタイト結晶
格子に配合すること、及びこれら元素がX−線に対しカ
ルシウムよりもかなり不透明であることが知られている
。For example, it is known to incorporate barium and strontium into apatite crystal lattices and that these elements are significantly more opaque to X-rays than calcium.
それゆえ、ホスフェートイオンとの反応に先き立ってカ
ルシウムイオンに小量のバリウム又はストロンチウムイ
オンを添加すれば、前述通りに両袖強用組成物で使用す
る時にX−線を充分吸収する原因となり、これにより充
填歯の検出が容易になるバリウム又はストロンチウム処
理ヒドロキシアパタイト陶材が結果として得られる。Therefore, the addition of a small amount of barium or strontium ions to the calcium ions prior to reaction with the phosphate ions will cause sufficient absorption of X-rays when used in double-strength compositions as described above. , which results in a barium or strontium treated hydroxyapatite porcelain which facilitates the detection of filled teeth.
マグネシウム(これも又アパタイト結晶格子中に配合さ
れる)はライl−ロック石の結晶化を促進する一方ヒド
ロキシルアパタイトの結晶化を遅らせることが知られて
いる(Eanes等著。Magnesium (also incorporated into the apatite crystal lattice) is known to promote the crystallization of lyllite while retarding the crystallization of hydroxyl apatite (Eanes et al.).
Ca1c、Ti5s、Res、2.32 (1968)
)。Calc, Ti5s, Res, 2.32 (1968)
).
例えばホスフェートイオンとの反応に先立ってカルシウ
ムイオンに小量のマグネシウムイオンを加えればウィト
ロック石の形成を促進し、このため結果としてはウィト
ロック石に富んだ二相系陶材が得られる。For example, the addition of small amounts of magnesium ions to calcium ions prior to reaction with phosphate ions promotes the formation of witlockite, thus resulting in a biphasic porcelain rich in witlockite.
以上述べた様にして得られた陶材は次の1つもしくはそ
れ以上に基づき特性つけた。The porcelain material obtained as described above was characterized based on one or more of the following:
元素分析、密度、X−線回折、透過式電子顕微鏡、偏光
顕微鏡及び物理的特性。Elemental analysis, density, X-ray diffraction, transmission electron microscopy, polarized light microscopy and physical properties.
本発明を以下の実施例により例示する。The invention is illustrated by the following examples.
本発明はこれら実施例に限定されない。The invention is not limited to these examples.
実施例 1
130mlの1.63N硝酸カルシウム(0,212モ
ル)と1251111の濃アンモニアとを含む撹拌混合
物に、16.7 El(0,127モル)のリン酸水素
ニアンモニウム、400m1の蒸留水及び1507′I
llの濃アンモニアを含む混合物を約20分かけて滴下
した。Example 1 To a stirred mixture containing 130 ml of 1.63 N calcium nitrate (0,212 mol) and 1251111 concentrated ammonia was added 16.7 El (0,127 mol) of ammonium hydrogen phosphate, 400 ml of distilled water and 1507'I
A mixture containing 1 liter of concentrated ammonia was added dropwise over about 20 minutes.
生じたサスペンションを10分間沸騰させ、水浴で冷却
し、濾過した。The resulting suspension was boiled for 10 minutes, cooled in a water bath and filtered.
濾過ケーキをダム(rubberdam)で加圧し、つ
いで95℃で一夜乾燥した。The filter cake was pressurized with a rubberdam and then dried at 95° C. overnight.
得られた堅くて多孔性でもろいケーキのサンプルを電気
濾で115分加熱して終湯を1230℃とし、ついで室
温にまで冷却して、強くて、堅く、白色の半透明陶製品
を得た。The resulting hard, porous, and brittle cake sample was electrofiltered for 115 minutes to a final boiling temperature of 1230°C, and then cooled to room temperature to yield a strong, hard, white, translucent ceramic product. .
この最終陶製品及び焼結前の乾燥ヒドロキシルアパタイ
トの標準元素分析によりCa1o (PO4)6(OH
)2に基づく次の結果を得た。Standard elemental analysis of this final ceramic product and dried hydroxyl apatite before sintering revealed that Ca1o (PO4)6(OH
) The following results were obtained based on 2.
この陶製品の薄断面を偏光顕微鏡により130Xと35
2Xで調べたら事実上ウィトロック石を含まないことが
示された。A thin section of this ceramic product was examined using a polarizing microscope at 130X and 35X.
A 2X test showed that it contained virtually no witlock stone.
複屈折の不存在、及び晶子形、配向、界面等の識別でき
る構造特性は微晶構造を示した。The absence of birefringence and discernible structural characteristics such as crystallite shape, orientation, and interfaces indicated a microcrystalline structure.
Monroeにより報告されている焼結圧縮錠剤の薄断
面の光学顕微鏡観察の結果(前出)との比較により、2
つの物質が構造的に非類似であることを示した。By comparing the results of optical microscopic observation of a thin cross section of a sintered compressed tablet reported by Monroe (mentioned above), 2.
It was shown that the two substances are structurally dissimilar.
X線回折測定を常法で実施した。X-ray diffraction measurements were carried out in a conventional manner.
平面間間隔を計算し、Donnay等(Crystal
Data、ACAMonogram No、5.66
8 (1963))によって与えられたヒドロキシルア
パタイトの値と事実上同一であることがわかった。Calculate the interplane spacing and use Donna et al. (Crystal
Data, ACA Monogram No., 5.66
8 (1963)) for hydroxylapatite.
上記X線データは、ウィトロック石が約2〜3係(回折
計の最小濃度感度)を越える値で存在しないことを更に
示した。The X-ray data further indicated that whitlockite was not present in values greater than about 2-3 factors (the minimum concentration sensitivity of the diffractometer).
実施例 2
79、:l(0,60モル)のリン酸水素ニアンモニウ
ムを1500ydの蒸留水に溶解し、はぼ750m1の
濃アンモニアでpHを11〜12に調整した。Example 2 79:1 (0.60 mol) of ammonium hydrogen phosphate was dissolved in 1500 yd of distilled water and the pH was adjusted to 11-12 with 750 ml of concentrated ammonia.
更に蒸留水を加えて沈殿リン酸アンモニウムを溶解して
全量を3200m1とした。Furthermore, distilled water was added to dissolve the precipitated ammonium phosphate to make the total volume 3200 ml.
必要に応じてpHを再び11〜12に調整した。The pH was adjusted again to 11-12 as needed.
この溶液を、はぼ30m1の濃アンモニア水溶液で前も
ってpHを12に調整しである900m1の蒸留水に1
モルの硝酸カルシウムを含め激しく撹拌した溶液に30
〜40分かけて滴下し、ついで全量が1800mlにな
るまで蒸留水で希釈した。This solution was preadjusted to pH 12 with 30 ml of concentrated ammonia solution, and then added to 900 ml of distilled water.
30 moles of calcium nitrate in a vigorously stirred solution.
It was added dropwise over ~40 minutes, and then diluted with distilled water until the total volume was 1800 ml.
添加完了後生成したゼラチン状すスペンションヲ更に1
0分間攪拌し、ついで10分間沸騰させ、熱源からはず
し、被覆し、室温で15〜20時間放置した。After the addition is complete, add one more gelatinous suspension to the gelatinous suspension produced.
Stir for 0 minutes, then boil for 10 minutes, remove from heat, cover, and let stand at room temperature for 15-20 hours.
上澄み液をデカンテーションで除き、残留サスペンショ
ンを200Orpm で10分間遠心分離した。The supernatant was removed by decantation, and the remaining suspension was centrifuged at 200 rpm for 10 minutes.
得たスラッジを800m1の蒸留水に再懸濁させ、20
0Orpmで10分間再び遠心分離した。The obtained sludge was resuspended in 800 ml of distilled water and
Centrifuged again for 10 minutes at 0 rpm.
残留固体に蒸留水を加えて全量を900m1とした。Distilled water was added to the remaining solid to make the total volume 900 ml.
激しく振とうして、大きな破片又は集合体を事実上官ま
ない均質サスペンションを得た。Vigorous shaking resulted in a homogeneous suspension with virtually no large fragments or aggregates.
このサスペンション全てを一時にブツフネルp斗に注ぎ
入れ、弱い真空下で濾過した。The entire suspension was poured at once into a flask and filtered under a weak vacuum.
沖過ケーキが砕は始めた時にダムを使用し、真空度を高
めた。When the overflow cake started to crumble, a dam was used to increase the degree of vacuum.
一時間後にダムを除き、割れ目のない完全な濾過ケーキ
を平らな表面に移し、90〜95°Cで15時間乾燥し
て90〜i oo、pの白色で、多孔性で、もろいヒド
ロキシルアパタイト片を得た。After one hour, the dam was removed and the complete, unbroken filter cake was transferred to a flat surface and dried at 90-95°C for 15 hours to form a white, porous, brittle hydroxylapatite piece of 90-i oo, p. I got it.
1〜−の・割れ目、裂は目のない破片を電気炉に入れ、
100分かけて湿度を1200℃に上げ、その後炉とそ
の内容物を室温にまで放冷した。For cracks and fissures, put the pieces with no holes into an electric furnace.
The humidity was increased to 1200° C. over 100 minutes, after which the furnace and its contents were allowed to cool to room temperature.
かくて堅くて、密で、無孔性で、白色で半透明の陶材が
得られた。A hard, dense, non-porous, white and translucent porcelain was thus obtained.
上記分析を重施した後に、使用した分析技術ではサンプ
ルを完全に溶解できず、それゆえ結果は不正確であり、
太いに変わりうるということが発見された。After performing the above analysis multiple times, it was determined that the analytical technique used was not able to completely dissolve the sample and therefore the results were inaccurate.
It has been discovered that it can become thicker.
上記分析データにもかかわらず、このサンプルの実質的
均質性は、次の電子顕微鏡データにより確認された。Despite the above analytical data, the substantial homogeneity of this sample was confirmed by the following electron microscopy data.
その上、実施例2の方法に事実上同一の方法により製造
された実施例3の生成物は予想された分析値を持ってお
り、またX線回折と電子顕微鏡とにより均質ヒドロキシ
ルアパタイトとして更に特徴づけられた。Moreover, the product of Example 3, produced by a method virtually identical to that of Example 2, has the expected analytical values and is further characterized as homogeneous hydroxylapatite by X-ray diffraction and electron microscopy. was given.
2工程レプリカサンプルを、サンプル表面のコロジオン
レプリカをクロミウムで僧形し、ついで炭素で被覆する
ことにより作った。A two-step replica sample was made by engraving a collodion replica of the sample surface with chromium and then coating with carbon.
このレプリカサンプルの透過式電子顕微鏡検査tこより
、孔のないかなり均一な粒径、あるいは約0.5%(電
子顕微鏡の最小濃度感度)を越える量で粒の界面又は粒
内に存在する第二相沈殿′物が明らかにされた。Transmission electron microscopy of this replica sample revealed fairly uniform grain sizes with no pores, or the presence of secondary particles present at the grain interfaces or within the grains in amounts exceeding about 0.5% (the minimum concentration sensitivity of the electron microscope). A phase precipitate was revealed.
陶材サンプルをついでSiC紙でみがいて600グリツ
ドにし、ついで繊細なナイロン布で被覆された金属組織
ホイール上でみがいて3ミクロメーターダイヤモンドペ
ーストにした。The porcelain samples were then polished to a 600 grit with SiC paper and then polished to a 3 micrometer diamond paste on a metallized wheel covered with a fine nylon cloth.
このサンプルをついで4%フフ化水素酸で30秒間エツ
チングした。The sample was then etched with 4% hydrofluoric acid for 30 seconds.
ついでこのみがかれ、エツチングされた表面からレプリ
カを作り、ついで電子顕微鏡で観察した。A replica was then made from this polished and etched surface, which was then observed under an electron microscope.
しかし、再び、粒界面には第二相は観察されず、粒塊中
に小さな第二相粒子があることが幾分示された。However, again, no second phase was observed at the grain interface, somewhat indicating small second phase particles within the grain agglomerates.
圧縮強度と弾性係数を常法で測定し、各々56.462
psi±16.733psi及び6.3×106 ps
iであることがわかった。The compressive strength and elastic modulus were measured using the usual method, and each was 56.462.
psi±16.733psi and 6.3×106 ps
It turned out that i.
引張強度を標準の三点曲げテストで測定し、9.650
psi±3,320psiであることがわかった。Tensile strength was measured using a standard three-point bending test and was 9.650.
It was found to be psi±3,320 psi.
熱膨張係数は25°Cと225°Cとの間では一次直線
であり、価が11 XI 0−67℃±10%であるこ
とがわかった。It was found that the coefficient of thermal expansion is a linear line between 25°C and 225°C, and the value is 11 XI 0-67°C ± 10%.
標準のクヌープ法を使って硬度が480であることがわ
かった。The hardness was found to be 480 using the standard Knoop method.
これと同一の値が加える力の方向にはかかわりなく得ら
れ、これにより物質が第方法であることが示された。This same value was obtained regardless of the direction of the applied force, indicating that the material is of the first type.
テスト物質をツクシン染料中に15分浸け、水で洗い、
乾燥し、ついで痕跡量の残留染料を調べて有孔性を定性
測定した。Soak the test substance in Tsukushin dye for 15 minutes, wash with water,
After drying, porosity was determined qualitatively by checking for traces of residual dye.
このテストを、本発明の無孔体陶材、ヒドロキシルアパ
タイトの焼結圧縮錠剤及び天然の歯で同時に行なった。This test was conducted simultaneously on a nonporous porcelain of the invention, a sintered compressed tablet of hydroxylapatite, and a natural tooth.
焼結圧縮錠剤は染料をかなり保持することを示し、一方
本発明の新規陶材と天然の歯とは染料の目に見える保持
は示さなかった。The sintered compressed tablets showed significant retention of dye, whereas the novel porcelain of the present invention and natural teeth showed no visible retention of dye.
別の方法で、テスト物質を6N水性アンモニアに浸漬し
、ついで水で洗い、乾燥し、湿ったリドマス紙に包んだ
。In an alternative method, the test material was soaked in 6N aqueous ammonia, then washed with water, dried and wrapped in damp lidmus paper.
表面の孔に捕イっれて残っているアンモニアは、周囲の
IJ l−マス紙を青に変える原因となる。Ammonia trapped in the surface pores causes the surrounding IJ l-mass paper to turn blue.
このテストを、本発明の1淘材、ヒドロキシルアパタイ
トの焼結圧縮錠剤及び天然の歯で同時に行なった時、焼
結圧縮錠剤と接触しているリドマス紙は青に変わり、こ
れにより錠剤中に捕われたアンモニアが存在することが
示された。When this test was carried out simultaneously on a sintered compressed tablet of one of the materials of the present invention, hydroxylapatite, and natural teeth, the lidmus paper in contact with the sintered compressed tablet turned blue, which caused it to become trapped in the tablet. It was shown that ammonia was present.
本発明の新規陶材あるいは天然の歯に接触しているリド
マス紙では色変化は観察されなかった。No color change was observed with the novel porcelain of the present invention or with the lidmus paper in contact with natural teeth.
実施例 3
実施例2に記載された方法で3モルの硝酸カルシウムと
1.8モルのリン酸水素ニアンモニウムとを出発物質と
して304gの白くて、もろく、有孔性のヒドロキシル
アパタイトを得た。Example 3 Using the method described in Example 2 and starting with 3 moles of calcium nitrate and 1.8 moles of ammonium hydrogen phosphate, 304 g of white, brittle, porous hydroxylapatite was obtained.
1100℃で1時間焼結して堅くて白色の密度が3.1
09 /cyyrの半透明1淘材が生成された。Sintered at 1100℃ for 1 hour, hard and white with a density of 3.1
A translucent material of 09/cyyr was produced.
X線回折はこの物質が均質なヒドロキシルアパタイトで
あることを示した。X-ray diffraction showed the material to be homogeneous hydroxylapatite.
電子顕微鏡検査により、粒径分布が0.7〜3ミクロン
にあり、孔の不存在又は第二相沈殿物が明らかにされた
。Electron microscopy revealed a particle size distribution between 0.7 and 3 microns, with no pores or second phase precipitate.
実施例 4
A 実施例2の方法でその半量を用G)で約51のヒド
ロキシルアパタイトを水溶液から沈殿させた。Example 4 A About 51 hydroxyl apatites were precipitated from an aqueous solution using half the amount as in Example 2.
遠心分離・デカンテーション後に残留無機スラッジを全
量を11にするのに充分な量の水に再懸濁させ、ワーリ
ングブレングー中で均質化した。After centrifugation and decantation, the residual inorganic sludge was resuspended in enough water to bring the total volume to 11 and homogenized in a Waring Blengu.
B 200m1の水に0.5.9の粉末セルロース(く
0.5μ)を含め、ワーリングブレンダーで3分間ブレ
ンドした。B 0.5.9 powdered cellulose (0.5μ) was added to 200ml of water and blended for 3 minutes in a Waring blender.
ヒドロキシルアパタイト均質水性サスペンションの10
0m1をついで加え、得られた混合物を更に5分ブレン
ドした。10 of hydroxylapatite homogeneous aqueous suspension
0ml was then added and the resulting mixture was blended for an additional 5 minutes.
生じたサスペンションをついで濾過し、泥過ケーキを実
施例2の方法で乾燥し、焼結した。The resulting suspension was then filtered and the slurry cake was dried and sintered as in Example 2.
このp過ケーキは乾燥後まったく砕けを示さず、又焼結
により製造された陶製品は前述のツクシン染料テストに
より示される通りわずかに有孔性だった。The porcelain cake showed no crumbling after drying, and the porcelain product produced by sintering was slightly porous as indicated by the Tsuksin dye test described above.
C0,5gの寸断した外科用コツトンを200m1の水
に含めて混合物を得、ワーリングブレングー中で45分
又はほは均質のサスペンションが得られるまでブレンド
した。A mixture was obtained by including 0.5 g of chopped surgical cotton in 200 ml of water and blended in a Waring Blengu for 45 minutes or until a fairly homogeneous suspension was obtained.
実施例4Aに述べたヒドロキシルアパタイトの均質水性
サスペンションの1007711をついで加え、ブレン
ドを更に15分続けた。1007711 of the homogeneous aqueous suspension of hydroxylapatite described in Example 4A was then added and blending continued for an additional 15 minutes.
生じたサスペンションを沢過し、p過ケーキを実施例2
の方法により乾燥焼結した。The resulting suspension was filtered, and the filtered cake was prepared in Example 2.
It was dried and sintered using the method described above.
得られた陶製品は完全であり、目に見えて有孔性だった
。The resulting ceramic product was intact and visibly porous.
実施例 5
A300mlの水中に5!!のコラーゲン(牛のアキレ
ス健)を含む混合物をワーリングブレングー中で5分ブ
レンドした。Example 5 A 5! in 300ml of water! ! of collagen (beef Achilles Ken) was blended for 5 minutes in a Waring Bregu.
このコラーゲ゛ンは多量の水を吸蔵して厚いゼラチン状
塊を形成していた。This collagen occluded a large amount of water and formed a thick gelatinous mass.
小量の細割コラーゲン(20〜30〜)はサスペンショ
ン中に留まった。A small amount of chopped collagen (20-30 ~) remained in the suspension.
B この細割コラーゲンのサスペンション(250ml
)をデカンテーションし、実施例4Aに述べたヒドロキ
シルアパタイトの均質水性サスペンションの100TL
lと5分間ワーリングブレングー中でブレンドした。B This finely divided collagen suspension (250ml
) and 100 TL of the homogeneous aqueous suspension of hydroxylapatite described in Example 4A.
1 and blended in a Waring Brengu for 5 minutes.
得られた混合物を沢過し、実施例2により洲過ケーキを
乾燥・焼結した。The resulting mixture was filtered, and the filter cake was dried and sintered according to Example 2.
得られた陶製品は完全であり、また事実上無孔性だった
。The resulting ceramic product was intact and virtually non-porous.
C約20係の濃厚ゼラチン状コラーゲンをワーリングブ
レングー中で6分間、実施例4Aに述べたヒドロキシル
アパタイト均質水性サスペンションの150m1とブレ
ンドした。A concentrated gelatinous collagen of approximately 20 parts C was blended in a Waring Blengu for 6 minutes with 150 ml of the hydroxylapatite homogeneous aqueous suspension described in Example 4A.
生じた混合物を沢過し、沢過ケーキを実施例2の方法で
乾燥・焼結した。The resulting mixture was filtered and the filter cake was dried and sintered as in Example 2.
焼結前の乾燥ケーキは完全であり、かなりの機械的強度
を持っていた。The dry cake before sintering was intact and had considerable mechanical strength.
焼結により得られた陶材は堅く、強く、文月に見えて有
孔性だった。The porcelain obtained by sintering was hard, strong, and porous, giving it the appearance of a moon.
参考例 1
実施例2により製造した陶製品サンプルをフッ化ナトリ
ウム1係水溶液中に12時間放置した。Reference Example 1 The ceramic product sample produced in Example 2 was left in a 1% sodium fluoride aqueous solution for 12 hours.
これら物質を未処理陶材及び天然歯と共に10%乳酸に
さらした。These materials were exposed to 10% lactic acid along with untreated porcelain and natural teeth.
3日後にフルオリド処理陶材は未処理陶材あるいは天然
の歯のエナメル質よりも、乳酸による被害が事実上受な
いことが示された。After three days, fluoride-treated porcelain was shown to be virtually less susceptible to lactic acid damage than untreated porcelain or natural tooth enamel.
フッ化ナトリウム1%水溶液中に3日放置した時、3日
後における乳酸の攻撃による被害は目に見えるほどでは
なく、1月後にほんのわずかに分解した。When it was left in a 1% sodium fluoride aqueous solution for 3 days, the damage caused by lactic acid attack was not visible after 3 days, and it decomposed only slightly after 1 month.
一方未処理サンプルは非常に分解した。参考例 2
実施例2の方法で半分の量を使って約5iのヒドロキシ
ルアパタイトを水溶液から沈殿させた。On the other hand, the untreated sample was highly degraded. Reference Example 2 Approximately 5i of hydroxylapatite was precipitated from an aqueous solution using half the amount as in Example 2.
遠心分離後に無機スラッジを全量を500m1とするの
に充分な量の水に懸濁した。After centrifugation, the inorganic sludge was suspended in an amount of water sufficient to bring the total volume to 500 ml.
得たサスペンションを10個の均等部分に分け、その各
々を50m1の水で希釈し、フッ化アンモニウムで次の
通りに処理した。The resulting suspension was divided into 10 equal portions, each diluted with 50 ml of water and treated with ammonium fluoride as follows.
サンプルl、 2.3.4及び5には0.00085g
のFe/mlを含むフッ化アンモニウム水溶液をそれぞ
れ0.0.1.0.5.1.0及び2.0rul加えた
。0.00085g for samples l, 2.3.4 and 5
0.0.1.0.5.1.0 and 2.0 rul of ammonium fluoride aqueous solutions containing Fe/ml were added, respectively.
サンプル9と10には、0.045gのFe/7nlを
含むフッ化アンモニウム水溶液をそれぞれ2.0.4.
0 ml加えた。Samples 9 and 10 were treated with ammonium fluoride aqueous solutions containing 0.045 g of Fe/7 nl at 2.0.4.
0 ml was added.
ついでサスペンションを回転シェーカーで1.5時間振
とうし、濾過した。The suspension was then shaken on a rotary shaker for 1.5 hours and filtered.
沢過ケーキをダムで15分圧し、95℃で2日乾燥し、
ついで電気炉で熱して1200℃の温度にした。The sawagi cake was pressurized for 15 minutes with a dam and dried at 95℃ for 2 days.
Then, it was heated in an electric furnace to a temperature of 1200°C.
得られた陶材を細かく粉砕し、NO,325メツシユス
クリーンで篩分けした。The obtained porcelain was finely ground and sieved using a NO. 325 mesh screen.
各粉末サンプルの80〜を23℃のpHが4.1の乳酸
ナトリウム緩衝溶液(0,4M)の80m1と混合し、
プレル(Burrell)手首作動シェーカーで振とう
した。80 ~ of each powder sample was mixed with 80 ml of a sodium lactate buffer solution (0.4 M) with a pH of 4.1 at 23 °C;
Shake on a Burrell wrist actuated shaker.
混合i2,9゜25及び40分後に各サンプル混合物か
ら3mlずつを取り出し、直ちに濾過して未溶解サンプ
ルを除き、比色分析法によって溶解された陶材の量を測
定した。After 25 and 40 minutes of mixing, 3 ml of each sample mixture was removed, immediately filtered to remove undissolved sample, and the amount of dissolved porcelain was determined by colorimetric analysis.
結果を表Aに示す。比較目的でサンフル1の焼結部分を
1mlの5係フフ化ナトリウム中に4日放置した。The results are shown in Table A. For comparison purposes, the sintered part of Sanflu 1 was left in 1 ml of 5-sulfur sodium fufluoride for 4 days.
固体を分離し、完全に水で*洗い、乾燥し、ついでサン
プルIAのように上述の溶解分析にかけた。The solid was separated, washed thoroughly with water*, dried, and then subjected to dissolution analysis as described above as sample IA.
その結果は表Aに含まれている。The results are included in Table A.
上述の実験条件が1nviv、条件に近くないことはも
ちろんではあるが、一定時間内にサンプルを充分に溶解
させるように選択すればフルオリトイオン濃度の相対効
果の正確な評価ができる。Although the above-mentioned experimental conditions are of course not close to the 1 nviv conditions, if they are selected to sufficiently dissolve the sample within a certain period of time, accurate evaluation of the relative effect of fluoride ion concentration can be made.
例えば陶材ヒドロキシルアパタイトのインウ゛イヴオ溶
解速度は、強乳酸塩緩衝液における上記観察速度よりか
なり低いことが予想される。For example, the in vitro dissolution rate of porcelain hydroxylapatite is expected to be significantly lower than the observed rate in strong lactate buffer.
実施例 6
卑施例2により作った約3〜4mrn厚でCa/Pが1
.64〜1.66である乾燥濾過ケーキの大きな破片の
評価を行ない、約14〜lSmrn長、7〜8mm幅の
長方形平板に砕き、一端から小さな穴をあけた。Example 6 A sample made according to Example 2 with a thickness of about 3 to 4 mrn and a Ca/P of 1
.. A large piece of dried filter cake of 64-1.66 was evaluated and broken into rectangular plates approximately 14-1S mrn long and 7-8 mm wide and a small hole was punched from one end.
これら平板1000枚をついで実施例2の方法で焼結し
、標準の玉みがき技術を使って高光沢にのみがき上げた
。1000 of these flat plates were then sintered as in Example 2 and polished to a high gloss using standard beading techniques.
3.12〜3.14.?/iの密度を持つ陶材本体は、
はぼ10〜11mm長、4〜Smvt幅、2〜3mmf
iでその一端に穴を持ちその一端を通じて一定長のワイ
ヤーが取り付けられている長方形板の形をしていた。3.12-3.14. ? A porcelain body with a density of /i is
Wabo 10-11mm length, 4-Smvt width, 2-3mmf
It was in the form of a rectangular plate with a hole at one end through which a length of wire was attached.
この平板はそれゆえ試1験管中いかなる所望の深さにも
懸濁できるものであり、前述通り、歯垢1狂剤評価での
テスト表面として使用された。This plate can therefore be suspended at any desired depth in the test tube and was used as the test surface in the plaque 1 fungicide evaluation, as previously described.
実施例 7
60071Llの蒸留水lこo、24モルのリン酸水素
ニアンモニウムを含めた溶液を34011Llの濃アン
モニアでpHl1.4に調整し、蒸留水で最終量を12
80m1とした。Example 7 A solution containing 60,071 liters of distilled water and 24 mol of ammonium hydrogen phosphate was adjusted to pH 1.4 with 34,011 liters of concentrated ammonia, and the final volume was adjusted to 1.2 liters with distilled water.
It was set to 80m1.
得た溶液を、濃アンモニアでpH11に前もって調整し
た360m1の蒸留水中に0.4モルの硝酸カルシウム
を含め激しく撹拌した溶液に30分かけて滴下し、蒸留
水で希釈して720m1とした。The resulting solution was added dropwise over 30 minutes to a vigorously stirred solution of 0.4 mol of calcium nitrate in 360 ml of distilled water, previously adjusted to pH 11 with concentrated ammonia, and diluted to 720 ml with distilled water.
生じたサスペンションを沸騰させることなく撹拌し、2
50m1ずつを定期的に取り出し、生成物を単離し、実
施例2に述べられているように洗いかつ乾燥した。Stir the resulting suspension without boiling,
50 ml portions were withdrawn periodically and the product was isolated, washed and dried as described in Example 2.
ついで全てのサンプルを1100℃で1時間加熱し、得
られた陶製品の組成をX線回折により測定した。All samples were then heated at 1100° C. for 1 hour, and the compositions of the resulting ceramic products were determined by X-ray diffraction.
結果を表Bに示す。The results are shown in Table B.
実施例 8
A 実施例2の方法で0.3モルの硝酸カルシウムと0
.2モルのリン酸水素ニアンモニウムを使って、次の元
素組成を持つ堅く、もちろん、多孔、 質の製品を得
た。Example 8 A Using the method of Example 2, 0.3 mol of calcium nitrate and 0
.. Using 2 moles of ammonium hydrogen phosphate, a hard, naturally porous, product with the following elemental composition was obtained.
Ca=38.85%;p=i9.77%:Ca/P−1
,52
この物質を1200℃で1時間加熱して、X線回折によ
り示される所によればほぼ40%のヒドロキシルアパタ
イトと60%のウィトロック石とからなる、強く、堅く
、無孔性で、白色で、幾分不透明の陶°材を得た。Ca=38.85%; p=i9.77%: Ca/P-1
,52 This material was heated at 1200° C. for 1 hour to yield a strong, hard, nonporous material consisting of approximately 40% hydroxylapatite and 60% witlockite as shown by X-ray diffraction. A white, somewhat opaque porcelain was obtained.
B 上記反応を出発物質の添加順序を逆にして実施した
とき、約40係のヒドロキシルアパタイトと60係のウ
ィトロック石とからなり、1.52のCa/P と2
.9 s 2 g/=の密度とを持つ製品を得た。B When the above reaction was carried out with the order of addition of the starting materials reversed, the reaction mixture consisted of about 40 parts hydroxylapatite and 60 parts witlockite, with a Ca/P of 1.52 and 2 parts.
.. A product with a density of 9 s 2 g/= was obtained.
実施例 9
150TLlの蒸留水に0.0625モルのリン酸水素
ニアンモニウムを含めた溶液を95m1の濃アンモニア
で処理し、蒸留水で最終量を320mA’とした。Example 9 A solution of 0.0625 mol of ammonium hydrogen phosphate in 150 TLl of distilled water was treated with 95 ml of concentrated ammonia and brought to a final volume of 320 mA' with distilled water.
得た溶液を、180m1の蒸留水に0.1モルの硝酸カ
ルシウムと2.5mlの濃アンモニアとを含む激しく撹
拌した溶液に30分かけて滴下した。The resulting solution was added dropwise over 30 minutes to a vigorously stirred solution containing 0.1 mol of calcium nitrate and 2.5 ml of concentrated ammonia in 180 ml of distilled water.
得られたサスペンションを5分撹拌し、ついで水中で4
5分間冷却し、懸濁固体を単離し、実施例2に述べられ
ているようにして洗い、乾燥して、次の元素組成を持つ
、堅くて、もろく、多孔性で白色の固体を得た。The resulting suspension was stirred for 5 minutes and then soaked in water for 4 minutes.
After cooling for 5 minutes, the suspended solid was isolated, washed and dried as described in Example 2 to yield a hard, brittle, porous, white solid with the following elemental composition: .
Ca=35.4%;P=18.59%; Ca/P=
1.4にの物質を1350℃で1時間加熱して、X線回
折により示されたところによればほぼ14係のヒドロキ
シルアパタイトと86係のウィトロック石とからなり、
強く、堅く、無孔性で、幾分不透明な陶製品を得た。Ca=35.4%; P=18.59%; Ca/P=
The material in step 1.4 was heated at 1350°C for 1 hour, and as shown by X-ray diffraction, it consisted of approximately hydroxylapatite with a ratio of 14 and whitlockite with a ratio of 86.
A strong, hard, non-porous and somewhat opaque ceramic product was obtained.
実施例1−9、参考例1〜2の製品は本発明の製品に対
応し、前述通りのその物理特性を持つ。The products of Examples 1-9 and Reference Examples 1-2 correspond to the products of the present invention and have their physical properties as described above.
実施例1,2,3.5B及び参考例1〜2、実施例6に
より製造された製品は強く、堅く、密で、白色の半透明
陶材であり、事実上純粋で孔のない等方性多品ヒドロキ
シルアパタイトからなり、はぼ35.000〜125,
000 psi の圧縮強度、はぼ3,000〜30
,000 ps i の引張強度、はぼ10〜12り
pm/ ℃の線熱膨張係数、はぼ470〜500のクヌ
ープ硬度及びほぼ6×106psi の弾性係数を持ち
、なめらかな曲線にそった割れ目の存在、および偏光下
での複屈折の不存在を特徴とする。The products produced according to Examples 1, 2, 3.5B and Reference Examples 1-2 and Example 6 are strong, hard, dense, white translucent porcelains that are virtually pure, non-porous, and isotropic. It is made of hydroxylapatite with a diameter of 35,000 to 125,000 yen.
000 psi compressive strength, approximately 3,000-30
,000 ps i tensile strength, approximately 10-12 mm
It has a coefficient of linear thermal expansion of pm/°C, a Knoop hardness of approximately 470-500 and a modulus of elasticity of approximately 6 x 106 psi, and is characterized by the presence of cracks along smooth curves and the absence of birefringence under polarized light. shall be.
実施例4と5Cにより製造された製品は、実施例1,2
,3.5B及び参考例1〜2、実施例6により製造され
たと同一の材料からなるにもかかわらず、様々な数とサ
イズの空間即ち孔を導入している。The products manufactured according to Examples 4 and 5C are those of Examples 1 and 2.
, 3.5B, Reference Examples 1-2, and Example 6, although they are made of the same material as those manufactured by Example 6, they introduce spaces or holes of various numbers and sizes.
かかる製品に孔を導入すればその物理特性、例えば圧縮
強度、引張強度、弾性及び硬度、が低下することはもち
ろん明白である。It is of course obvious that the introduction of pores into such products reduces their physical properties, such as compressive strength, tensile strength, elasticity and hardness.
参考例 3
歯のエナメル質及び充填剤として適当な組成物を次の通
りにして製造した。Reference Example 3 A composition suitable for tooth enamel and filling material was prepared as follows.
k7mlのエタノールに201nJ?の、N−7エ=7
17グリシンとグリシシンメタクリレートとの縮合生成
物(アメリカ特許3,200,142条明細書に記載さ
れており、そこではNPG−GMAと呼ばれている)を
含めた溶液に2.0gの粉末陶材ヒドロキシルアパタイ
トを加えた。201nJ in 7ml of ethanol? ,N-7e=7
17 Into a solution containing the condensation product of glycine and glycicine methacrylate (described in U.S. Pat. No. 3,200,142, where it is called NPG-GMA), 2.0 g of powdered ceramic Added material hydroxylapatite.
5分間渦巻撹拌した後にエタノールを室温で真空蒸発さ
せ、残留固体をlmmHgで2時間乾燥した。After vortexing for 5 minutes, the ethanol was evaporated in vacuo at room temperature and the remaining solid was dried at lmmHg for 2 hours.
B 上記物質の80雫サンプルを0.4ヤの過酸化ベン
ジル、及びヒドロキシエチルメタクリレートと、ビスフ
ェノールAとグリシジルメタクリレートとの反応生成物
(アメリカ特許
3.066,112号明細書に記載されており、そこで
はBis GMAと呼ばれている)とのl:2混合
物の30〜を混合した。B. An 80 drop sample of the above material was mixed with 0.4 Y of benzyl peroxide and hydroxyethyl methacrylate, the reaction product of bisphenol A and glycidyl methacrylate (as described in U.S. Pat. No. 3,066,112, 30~30 of a 1:2 mixture with Bis GMA) was mixed.
生じた混合物を円筒状スチール金型に入れたら3〜5分
で硬化した。The resulting mixture was placed in a cylindrical steel mold and cured in 3-5 minutes.
圧縮強度を、このようにして作った4個の円筒栓で測定
した。The compressive strength was measured on four cylindrical plugs made in this way.
平均値は24,350psi だった。The average value was 24,350 psi.
参考例 4
60部の粉末陶材ヒドロキシルアパタイト、13部のヒ
ドロキシルエチルメタクリレート、27部のビスフェノ
ールAとグリシジルメタクリレートとの縮合生成物、0
.3部のN、N−ビス−(2−ヒドロキシエチル) −
p−トルイジン及び0.8部の過酸化ベンゾイルからな
る混合物を完全にブレンドして、歯の穴および裂は目の
シーラントとして役立つ、薄くて自由流動性の処分物を
得た。Reference Example 4 60 parts of powdered porcelain hydroxylapatite, 13 parts of hydroxyl ethyl methacrylate, 27 parts of a condensation product of bisphenol A and glycidyl methacrylate, 0
.. 3 parts of N,N-bis-(2-hydroxyethyl) -
A mixture consisting of p-toluidine and 0.8 parts benzoyl peroxide was thoroughly blended to obtain a thin, free-flowing disposal that served as a tooth hole and crevice sealant.
これを円筒状スチール金型に注入したら約3分後に硬化
した。When this was poured into a cylindrical steel mold, it hardened after about 3 minutes.
このようにして製造した7個の円筒栓の圧縮強度を測定
した。The compressive strength of seven cylindrical stoppers thus manufactured was measured.
平均値は20.400 psi た゛つた。The average value was 20.400 psi.
参考例 5 以下は歯の充填剤として役立つ処分物の一例である。Reference example 5 The following is an example of a disposal material that can serve as a dental filling.
5mlの2−プロパツールに0.5gの粉末陶材ヒドロ
キシルアパタイトを加えた。0.5 g of powdered porcelain hydroxyl apatite was added to 5 ml of 2-propatool.
陶材の表面からすべての水和水を除くために2−プロパ
ツールを室温で真空蒸発した。The 2-propertool was vacuum evaporated at room temperature to remove all water of hydration from the surface of the porcelain.
このように処理した120ηの粉末ヒドロキシルアパタ
イトに0.3〜の過酸化ベンゾイル、ついで40〜の混
合物〔ビスフェノールAとグリシジルメタクリレートと
の縮合生成物、トリエチレングリコールジメタクリレー
ト及びN、N−ビス−(2−ヒドロキシエチル)−p−
)ルイジンからなる。The powdered hydroxylapatite of 120 η thus treated was mixed with benzoyl peroxide of 0.3~ and then a mixture of ~40 [a condensation product of bisphenol A and glycidyl methacrylate, triethylene glycol dimethacrylate and N,N-bis-( 2-hydroxyethyl)-p-
) Consisting of Ruijin.
商品名Epoxylite■HL−72でLee Ph
arma ceuticalsより販売されている〕を
加えた。Product name: Epoxylite ■HL-72 Lee Ph
[Sold by Arma Ceuticals] was added.
得た混合物をのばしてなめらかなペーストとし、円筒形
のスチール金型に入れ、4時間放置した。The resulting mixture was rolled out into a smooth paste, placed in a cylindrical steel mold, and left for 4 hours.
円筒栓を金型から取り出し、3体をテストし、平均の圧
縮強度が22.300 psi であることを発見し
た。The cylindrical stopper was removed from the mold, three pieces were tested, and the average compressive strength was found to be 22.300 psi.
参考例 6
7m1のエタノールに30Tn9のN−フェニルグリジ
ンとグリシシンメタクリレートとの縮合生成物を含めた
溶液に渦巻撹拌しながら1gの粉末1淘材ヒドロキシル
アパタイトを加えた。Reference Example 6 To a solution containing 30Tn9 of a condensation product of N-phenylglycine and glycicine methacrylate in 7ml of ethanol, 1g of powdered hydroxyl apatite was added with swirling.
エタノールを室温で真空蒸発した。Ethanol was evaporated in vacuo at room temperature.
このように処理した180〜の粉末陶材ヒドロキシルア
パタイトと3.0m9の過酸化ベンゾイルとを含む混合
物に、60部のビスフェノールAとグリシジルメタクリ
レートとの縮合生成物と40部のトリエチレングリコー
ルジメタクリレートとを含む74m9の混合物を加え、
得られた集合体をへらでのばしてなめらかなペーストと
し、これを円筒形のスチール金型に入れ、3時間放置し
た。To a mixture containing 180 ~ of powdered porcelain hydroxylapatite thus treated and 3.0 m9 of benzoyl peroxide, 60 parts of a condensation product of bisphenol A and glycidyl methacrylate and 40 parts of triethylene glycol dimethacrylate were added. Add 74 m9 of a mixture containing
The resulting aggregate was spread with a spatula to form a smooth paste, which was placed in a cylindrical steel mold and left for 3 hours.
円筒形枠を金型から取り出し、4体をテストしたら22
,300psi の平均圧縮強度を持つことがわかった
。After taking out the cylindrical frame from the mold and testing 4 pieces, 22
, 300 psi of average compressive strength.
参考例 7
歯及び歯列矯正用セメントとして、あるいは一時的な歯
充填剤として役立つ組成物を、10・07n9の粉末陶
材ヒドロキシルアパタイト、300〜の酸化亜鉛及び3
00ヤのポリアクリル酸40係水溶液を混合して作った
。Reference Example 7 A composition useful as a dental and orthodontic cement or as a temporary tooth filling was prepared by combining powdered porcelain hydroxylapatite of 10.07n9, zinc oxide of 300 and
It was made by mixing an aqueous solution of 40% polyacrylic acid.
生じた混合物を円筒形スチール金型に入れたら約3〜5
分で硬化した。When the resulting mixture is placed in a cylindrical steel mold, it is approximately 3-5
Hardened in minutes.
円筒枠を金型から取り出し、4体をテストしたら、12
.400 psiの平均圧縮強度を持つことがわかった
。After taking out the cylindrical frame from the mold and testing 4 bodies, 12
.. It was found to have an average compressive strength of 400 psi.
他の5体は1630psiの平均径方向引張強度を持つ
ことがわかった。The other five bodies were found to have an average radial tensile strength of 1630 psi.
40係水性ポリアクリル酸と酸化亜鉛とは、西ドイツの
ESPEG、m、b、H,から商品名Du r e l
o n%入手できる市販のポリカルボキシレートセメ
ントのそれぞれ液体成分、固体成分として得た。40 Water-reactive polyacrylic acid and zinc oxide are available under the trade name Du r e l from West Germany's ESPEG, m, b, h.
o n% of commercially available polycarboxylate cements were obtained as liquid and solid components, respectively.
参考例 8
歯のセメント及び充填剤として適当な組成物を、6重量
部の40係水性ポリアクリル酸と、6重量部の粉末陶材
ヒドロキシルアパタイトと4重量部の酸化亜鉛とを含む
混合物を混合することにより製造した。Reference Example 8 A composition suitable as a dental cement and filling material was mixed with a mixture containing 6 parts by weight of 40 hydrophobic polyacrylic acid, 6 parts by weight of powdered porcelain hydroxylapatite, and 4 parts by weight of zinc oxide. It was manufactured by
得られた組成物は約5〜10分の硬化時間を有した。The resulting composition had a cure time of approximately 5-10 minutes.
40%水性ポリアクリル酸と酸化亜鉛とは、西ドイツの
ESPE G、m、b、H,から商品名Durelo
H−入手できる市販のポリカルボキシレートセメントの
それぞれ液体成分、固体成分として得た。40% aqueous polyacrylic acid and zinc oxide are manufactured by ESPE G, m, b, H, West Germany under the trade name Durelo.
H--obtained as liquid and solid components of commercially available polycarboxylate cements, respectively.
参考例 9 次は、歯の充填組成物の一例である。Reference example 9 The following is an example of a tooth filling composition.
成分 重量係
スチレン変性ポリエステル樹脂 29.2(G
l 1dden Gl 1dpol G−136)過酸
化ベンゾイル 0.7スチレン
0.6メック1月叶キシ
プロピルトリメトキシシラン 1.5陶材ヒドロキ
シルアバタイl−68,0
参考例 10
次は、歯のセメント、窩詰め物及び覆髄剤として役立つ
組成物の一例である。Ingredients Weight ratio styrene modified polyester resin 29.2 (G
l 1dden Gl 1dpol G-136) Benzoyl peroxide 0.7 Styrene
0.6 MEC 1 month leaf xypropyltrimethoxysilane 1.5 porcelain hydroxyl abatite l-68,0 Reference Example 10 The following is an example of a composition useful as a dental cement, socket filler, and pulp capping agent.
成分 重量%
エポキシ樹脂(Uni on Carbide
67ERL2774)
N−3−オキソ−1,1−ジメチルフチルアクリル23
陶材ヒドロキシルアy<”;i”!’ト1゜参考例 1
1
次は、義歯又はそのセットの構成に適当な組成物の一例
である。Component Weight% Epoxy resin (Union Carbide)
67ERL2774) N-3-oxo-1,1-dimethylphthyl acrylic 23
Porcelain hydroxyl y<”;i”! 'To 1゜Reference example 1
1 The following is an example of a composition suitable for construction of a denture or set thereof.
はぼ150〜200メツシユの60重量部の陶材ヒドロ
キシルアパタイトと40重量部の粉末ポリメチルメタク
リレートとを含む混合物をほぼ15重量部の液体モノマ
ーメチルメタクリレートとブレンドし、得た混合物を、
密閉容器中室温で、容器の壁にもはや付着せず又非粘着
性プラスチック稠度を持つ迄放置した。A mixture containing 150 to 200 meshes of 60 parts by weight of porcelain hydroxylapatite and 40 parts by weight of powdered polymethyl methacrylate is blended with approximately 15 parts by weight of the liquid monomer methyl methacrylate, and the resulting mixture is
It was left in a closed container at room temperature until it no longer adhered to the walls of the container and had a non-tacky plastic consistency.
ついで適当な金型に詰め、金型とその内容物を水に漬け
、約1時間かけて加熱沸騰させ、その温度に30分維持
した。The mixture was then filled into a suitable mold, the mold and its contents were immersed in water, heated to boiling temperature for about 1 hour, and maintained at that temperature for 30 minutes.
ついで金型を約15分放冷し、最後に冷水道水(t a
p Water )で冷却した。Next, the mold was left to cool for about 15 minutes, and finally it was soaked in cold tap water (ta
The mixture was cooled with pWater).
本発明の新規陶材ヒドロキシルアパタイトの生物学的和
会性を移植研究により確認した。The biological compatibility of the novel porcelain hydroxyl apatite of the present invention was confirmed through transplantation studies.
実施例1の方法により製造した陶材の破片をラットに腹
腔内注入した時、あるいはラビットの背に皮下挿入した
時炎症反応はまったく生ぜず、また陶材の再吸収は28
日後まったく示されなかった。When the porcelain fragments prepared by the method of Example 1 were injected intraperitoneally into rats or subcutaneously inserted into the backs of rabbits, no inflammatory reaction occurred, and resorption of the porcelain was 28%.
Days later it was not shown at all.
実施例3に述べた方法に似た方法で製造した1淘材ヒド
ロキシルアパタイトペレツトを犬の大腿骨に外科的に移
植した0移植物を周期的にX線でin vivo観察し
た。A surgically implanted single-module hydroxyl apatite pellet prepared in a manner similar to that described in Example 3 into the femur of a dog was periodically observed in vivo by X-ray.
1日後、6月後に動物を殺し、移植物の入った大腿骨を
切り離した。One day later, after 6 months, the animals were sacrificed and the femurs containing the implants were separated.
大腿骨をその移植部位で切断し、光学顕微鏡と走査電子
顕微鏡とで検査した。The femur was sectioned at its implantation site and examined under light and scanning electron microscopy.
1月後、6月後の移植物は、正常治癒、新しい骨の移植
物表面への強い結合(中間に繊維組織がない)、炎症又
は異物反応がないこと、移植物質の再吸収がないことに
より特徴づけられた。After 1 month and 6 months, the implant shows normal healing, strong attachment of the new bone to the implant surface (no intervening fibrous tissue), no inflammation or foreign body reaction, and no resorption of the implant material. characterized by.
本発明には次の態様が含まれる。The present invention includes the following aspects.
(1)沈殿物を少なくとも約1050℃の温度まで加熱
する、特許請求の範囲記載の方法。The method of claim 1, wherein: (1) the precipitate is heated to a temperature of at least about 1050°C.
(2)反応で使用される反応体の比を、実質上ヒドロキ
シルアパタイトのカルシウム対リンモル比を持つ沈殿物
が形成される様に選択する、特許請求の範囲及び上記1
に記載の方法。(2) The ratio of reactants used in the reaction is selected such that a precipitate is formed having a calcium to phosphorous molar ratio substantially of hydroxylapatite.
The method described in.
(3)沈殿物がほぼ1.62〜1.72のカルシウム対
リンモル比を持つ、温度を約20分〜3時間、約105
0°〜1250℃迄の温度に維持する、上記(2)に記
載の方法。(3) the temperature is about 105% for about 20 minutes to 3 hours, so that the precipitate has a calcium to phosphorus molar ratio of about 1.62 to 1.72;
The method according to (2) above, wherein the temperature is maintained at 0° to 1250°C.
(4)温度を約0,5〜1時間、はぼ1100°〜12
00°Cに維持する、上記(3)に記載の方法。(4) Increase the temperature to about 1100° to 120° for about 0.5 to 1 hour.
The method according to (3) above, wherein the temperature is maintained at 00°C.
(5)はぼ1.44〜1.60、好ましくは1.46〜
1.57のカルシウム対リンモル比を持つ沈殿物を形成
し、この沈殿物を約20分〜3時間、約1350℃の温
度にまで加熱する、特許請求の範囲及び上記(1)に記
載の方法。(5) 1.44~1.60, preferably 1.46~
A method as claimed in claim 1 and wherein a precipitate having a calcium to phosphorus molar ratio of 1.57 is formed and the precipitate is heated to a temperature of about 1350° C. for about 20 minutes to 3 hours. .
(6)カルシウムイオンが硝酸カルシウムにより供給さ
れ、ホスフェートイオンがリン酸水素ニアンモニウムに
より供給される、特許請求の範囲及び上記(1)〜(5
)に記載の方法。(6) Calcium ions are supplied by calcium nitrate, and phosphate ions are supplied by ammonium hydrogen phosphate.
).
(7)焼結に付される沈殿物の一体塊が、該塊が焼結中
に破砕しない程度に割れや裂けかない、特許請求の範囲
及び上記(1)〜(6)に記載の方法。(7) The method according to claims and (1) to (6) above, wherein the solid mass of precipitate subjected to sintering does not crack or split to the extent that the mass does not fracture during sintering.
(8)焼結前の凝集ゼラチン状態にある間に沈殿物を切
断、造形又は成形することにより造形品を作る、特許請
求の範囲及び上記(1)〜(7)に記載の方法。(8) The method according to claims and (1) to (7) above, wherein a shaped article is produced by cutting, shaping or molding the precipitate while it is in an agglomerated gelatin state before sintering.
(9)ゼラチン状沈殿物をその予備乾燥後に切断又は造
形することにより造形品を作る、特許請求の範囲及び上
記(1)〜(8)に記載の方法。(9) The method described in the claims and (1) to (8) above, wherein a shaped article is produced by cutting or shaping the gelatinous precipitate after preliminary drying.
(10)製品をフッ化ナトリウムの0.5〜5係水溶液
中に約12時間〜5日間放置する、特許請求の範囲及び
上記(1)〜(9)に記載の方法0υ 溶液から沈殿物
を分離する前に該沈殿物にフッ素イオン源を加える、特
許請求の範囲及び上記(1)〜(9)に記載の方法。(10) The method described in the claims and (1) to (9) above, in which the product is left in a 0.5 to 5 aqueous solution of sodium fluoride for about 12 hours to 5 days. The method according to claims and (1) to (9) above, wherein a fluorine ion source is added to the precipitate before separation.
(12)約0.4〜0.6重量係の有機結合剤を沈殿物
に加え、この結合剤を加熱中に揮発させる、特許請求の
範囲及び上記(1)〜(11)に記載の方法。(12) The method according to claims and (1) to (11) above, wherein about 0.4 to 0.6 weight factor of an organic binder is added to the precipitate, and the binder is volatilized during heating. .
(13) 有機結合剤がコラーゲンである。(13) The organic binder is collagen.
特許請求の範囲及び上記(1)〜(12)に記載の方法
。The method described in the claims and (1) to (12) above.
04)約5〜25重量係の有機結合剤を沈殿物に加え、
この結合剤を加熱中に揮発させる。04) Add about 5 to 25 parts by weight of organic binder to the precipitate;
This binder is volatilized during heating.
有孔陶材を製造するための特許請求の範囲及び(1)〜
(I3)に記載の方法。Claims for producing perforated porcelain and (1) to
The method described in (I3).
05)有機結合剤が粉末セルロース、コツトン又はコラ
ーゲンである、特許請求の範囲及び上記(1)〜(14
)に記載の方法。05) Claims and the above (1) to (14) wherein the organic binder is powdered cellulose, cotton or collagen.
).
Claims (1)
媒質中、約10〜12のpHで反応させて、カルシウム
とリンとのモル比が1,72と1.44との間にあるカ
ルシウムホスフェートのゼラチン状沈殿物を生成し、こ
の沈殿物の一体域を分離し、所望ならば、切断、造形又
は成形処理に付すことからなる、マクロ体の多晶質焼結
陶材の製法において、 当該分離沈殿物を低くとも1000℃の、かつ1350
℃迄の温度で加熱し、この温度を、焼結を達成し、かつ
生成物の実質上の最大ち密化を達成するのに充分な時間
維持することを特徴とする方法。 2 カルシウムイオンとホスフェートイオンとを、水性
媒質中、約10〜12pHで反応させて、カルシウムと
リンとのモル比が1.72と1.44との間にあるカル
シウムホスフェートのゼラチン状沈殿物を生成し、この
沈殿物の一体域を分解し、所望ならば、切断、造形又は
成形処理に付すことからなる、マクロ体の多晶質焼結陶
材の製法において、 当該分離沈殿物を低くさも1000℃の、かつ1350
℃迄の温度で加熱し、この温度を、焼結を達成し、かつ
生成物の実質上の最大ち密化を達成するのに充分な時間
維持し、 約0.4〜0.6重量%の有機結合剤を沈殿物に加え、
この結合剤を加熱工程中に揮発させる、ことを特徴とす
る方法。 3 カルシウムイオンとホスフェートイオンとを、水性
媒質中、約10〜12のpHで反応させて、カルシウム
とリンとのモル比が1.72と1.44との間にあるカ
ルシウムホスフェートのゼラチン状沈殿物を生成し、こ
の沈殿物の一体域を分離し、所望ならば、切断、造形又
は成形処理に付すことからなる。 マクロ体の多晶質焼結有孔陶材の製法において、 当該分離沈殿物を低くとも1000’Cの、かつ135
0°C迄の温度で加熱し、この温度を、焼結を達成し、
かつ生成物の実質上の最大ち密化を達成するのに充分な
時間維持し、 約5〜25重量%の有機結合剤を沈殿物に加え、この結
合剤を加熱工程中に揮発させる、 ことを特徴とする方法。Claims: 1. Calcium ions and phosphate ions are reacted in an aqueous medium at a pH of about 10-12 such that the molar ratio of calcium to phosphorus is between 1.72 and 1.44. In a process for the production of macroscopic polycrystalline sintered porcelain, which comprises forming a gelatinous precipitate of calcium phosphate, separating out integral areas of this precipitate and, if desired, subjecting it to a cutting, shaping or molding treatment. , The separated precipitate is heated to at least 1000°C and 1350°C.
A process characterized by heating at a temperature of up to 0.degree. C. and maintaining this temperature for a sufficient time to achieve sintering and to achieve substantially maximum densification of the product. 2 Reacting calcium ions and phosphate ions in an aqueous medium at a pH of about 10-12 to form a gelatinous precipitate of calcium phosphate with a calcium to phosphorus molar ratio between 1.72 and 1.44. In the process of producing macroscopic polycrystalline sintered porcelain, which consists in dissolving the integral area of this precipitate and, if desired, subjecting it to a cutting, shaping or molding treatment, the separated precipitate is reduced to a low level. 1000℃ and 1350℃
and maintain this temperature for a sufficient time to achieve sintering and substantial maximum densification of the product, and about 0.4-0.6% by weight. adding an organic binder to the precipitate;
A method characterized in that the binder is volatilized during the heating step. 3 Reacting calcium ions and phosphate ions in an aqueous medium at a pH of about 10-12 to form a gelatinous precipitate of calcium phosphate with a calcium to phosphorus molar ratio between 1.72 and 1.44. The method consists of forming a product and separating a region of this precipitate and, if desired, subjecting it to a cutting, shaping or molding process. In the method for producing macroscopic polycrystalline sintered porous porcelain, the separated precipitate is heated to a temperature of at least 1000'C and 135°C.
Heating at a temperature of up to 0°C, this temperature achieves sintering,
and maintaining the product for a sufficient period of time to achieve substantial maximum densification of the product, adding about 5 to 25% by weight of an organic binder to the precipitate, and allowing this binder to volatilize during the heating step. How to characterize it.
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