JPS6092761A - 生体インプラント用金属部材 - Google Patents
生体インプラント用金属部材Info
- Publication number
- JPS6092761A JPS6092761A JP58203144A JP20314483A JPS6092761A JP S6092761 A JPS6092761 A JP S6092761A JP 58203144 A JP58203144 A JP 58203144A JP 20314483 A JP20314483 A JP 20314483A JP S6092761 A JPS6092761 A JP S6092761A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium
- coating layer
- metal
- implant
- metal member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Materials For Medical Uses (AREA)
- Prostheses (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化チタンを主成分とするコート層をチタン又
はチタン合金などチタンを主成分とする金属体表面に被
着してなる生体インブラント用金属部祠に関するもので
ある。
はチタン合金などチタンを主成分とする金属体表面に被
着してなる生体インブラント用金属部祠に関するもので
ある。
生体内に埋設するインブラント部材として要求される基
本的条件としては生体に対する為害性がなく、親和性が
よく、かつ大きな機械的強度をも噸１−骨 ったものであることが必要である。
本的条件としては生体に対する為害性がなく、親和性が
よく、かつ大きな機械的強度をも噸１−骨 ったものであることが必要である。
このような諸条件を満たず材料として高密度ポリエチレ
ンなどの合成樹脂、あるいはアルミナ、アバタイ１−な
どのセラミック月を用いる場合がある。ところが、合成
樹脂は生体に対する為古性は少なく、柔軟性がある反面
、機械的強度が小さいという欠点がある。またセラミッ
ク材は生体に対する為害性はなく、親和性がよいものの
靭性が小さく、衝撃力に弱いという不都合がある。
ンなどの合成樹脂、あるいはアルミナ、アバタイ１−な
どのセラミック月を用いる場合がある。ところが、合成
樹脂は生体に対する為古性は少なく、柔軟性がある反面
、機械的強度が小さいという欠点がある。またセラミッ
ク材は生体に対する為害性はなく、親和性がよいものの
靭性が小さく、衝撃力に弱いという不都合がある。
かかる事情にもとづき、機械的強度の大きな金属材とし
てステンレス鋼、モリブテンマンガン鋼チタンなどが用
いられ、このうち高純度のチタンは、ｌｌ１ｉｌＩ蝕性
に冨の化体内でも安定で生体に対する為害性がなく親和
性がよい材料であることから歯Ｉ用のプレードヘントイ
ンプラン１−やスーイマイラルインプラントなどを構成
する４Ａ料として、すでに広く生体インブラントとして
使用されている。
てステンレス鋼、モリブテンマンガン鋼チタンなどが用
いられ、このうち高純度のチタンは、ｌｌ１ｉｌＩ蝕性
に冨の化体内でも安定で生体に対する為害性がなく親和
性がよい材料であることから歯Ｉ用のプレードヘントイ
ンプラン１−やスーイマイラルインプラントなどを構成
する４Ａ料として、すでに広く生体インブラントとして
使用されている。
ところで、かかる金属より成るインブラント部材の表面
と生体との接合機構として、埋入された・インブラント
部祠の表面には細胞外物質やわずかに溶出した金属イオ
ンなどが体液を溶媒とし、渾然一体化した粘度の高い親
水コロイドをつくり、インブラン１〜部材と細胞界面に
介在して接着剤の役割を果している。それ故、金属のｒ
ｉＩＦ磨面のように無極性で親油性である表面よりも金
属表面に酸化被膜等が形成され、親水性となった表面に
対しては、生体細胞が強固に接合されることが判明し一
方、生体インブラントの材料として純チタンの耐蝕性、
親和性を損なうことな（、より大きな強度をもった材料
がめられている。しかし、チタン合金である６Ａ１−−
４Ｖ（チタンをベースにＡ１６％、■４％の合金）は純
チタンに較べ２倍以上の強度を有するものの耐蝕性が劣
り、金属イオンとなって溶出し易く、その結果生体為害
性をもつ欠点がある。
と生体との接合機構として、埋入された・インブラント
部祠の表面には細胞外物質やわずかに溶出した金属イオ
ンなどが体液を溶媒とし、渾然一体化した粘度の高い親
水コロイドをつくり、インブラン１〜部材と細胞界面に
介在して接着剤の役割を果している。それ故、金属のｒ
ｉＩＦ磨面のように無極性で親油性である表面よりも金
属表面に酸化被膜等が形成され、親水性となった表面に
対しては、生体細胞が強固に接合されることが判明し一
方、生体インブラントの材料として純チタンの耐蝕性、
親和性を損なうことな（、より大きな強度をもった材料
がめられている。しかし、チタン合金である６Ａ１−−
４Ｖ（チタンをベースにＡ１６％、■４％の合金）は純
チタンに較べ２倍以上の強度を有するものの耐蝕性が劣
り、金属イオンとなって溶出し易く、その結果生体為害
性をもつ欠点がある。
本発明は、上記のように生体インブラント部材の耐蝕性
、親和性は該インブラント部材の有する表面状態に関係
し、親和性でかつ緻密で均質な不溶性酸化被膜を機械的
に高強度のチタン合金の表面に形成するごとにより生体
中において耐蝕性と親和性を有し、かつ高強度のインブ
ラント部材を提供せんとするものである。
、親和性は該インブラント部材の有する表面状態に関係
し、親和性でかつ緻密で均質な不溶性酸化被膜を機械的
に高強度のチタン合金の表面に形成するごとにより生体
中において耐蝕性と親和性を有し、かつ高強度のインブ
ラント部材を提供せんとするものである。
次に、本発明を詳述する。
いま、生体インブラント部材を成す下地素材としては、
チタン合金である８＾１−Ｉ Ｍｏ−−Ｉ Ｖ （チタ
ンをベースに４１８％、Ｍｏ１％の合金）、６ＡＩ−４
Ｖ（６１６％、 ■ ４％） 、 ６ 八１−−−６
Ｖ −２Ｓｎ （八１６％、Ｖ ６％、Ｓｎ２％）など
が各用途に応して選択され各種の生体インブラント部材
の形状に鋳造、切削、鍛造などの手法で成形加工される
。このような成形加工中表面に発生ずる粗雑な酸化物を
含む被膜は、サンドブラストや他の研磨材を用いて除去
したうえ、沸酸Ｈ肖酸系の混酸により洗浄した後、酸化
チタンを主成分とするコート層を被着するが、この被着
手段としては化学蒸着法、真空蒸着法、イオンブレーテ
ィング法、スバ・ツタリング法などによって被着層を形
成することができる。
チタン合金である８＾１−Ｉ Ｍｏ−−Ｉ Ｖ （チタ
ンをベースに４１８％、Ｍｏ１％の合金）、６ＡＩ−４
Ｖ（６１６％、 ■ ４％） 、 ６ 八１−−−６
Ｖ −２Ｓｎ （八１６％、Ｖ ６％、Ｓｎ２％）など
が各用途に応して選択され各種の生体インブラント部材
の形状に鋳造、切削、鍛造などの手法で成形加工される
。このような成形加工中表面に発生ずる粗雑な酸化物を
含む被膜は、サンドブラストや他の研磨材を用いて除去
したうえ、沸酸Ｈ肖酸系の混酸により洗浄した後、酸化
チタンを主成分とするコート層を被着するが、この被着
手段としては化学蒸着法、真空蒸着法、イオンブレーテ
ィング法、スバ・ツタリング法などによって被着層を形
成することができる。
この場合、下地金属である上記の如きチタン合金材は耐
熱性にすぐれており、いずれの被着手段によってもチタ
ン合金材本来の強度、特性をそこなうことなく、酸化チ
タンを主成分とするコート層を被着形成することができ
る。
熱性にすぐれており、いずれの被着手段によってもチタ
ン合金材本来の強度、特性をそこなうことなく、酸化チ
タンを主成分とするコート層を被着形成することができ
る。
図には、素地金属１の表面に酸化チタン（ＴｉＯ２）を
主成分とするコート層３を被着形成して成るインブラン
ト用金属部材の拡大部分断面図を示し、このコート層３
の厚さもとしては、以下に述べる実験例から明らかなよ
うに１５０人（オングストローム）以上５０００Å以下
で、さらに好ましくは３００〜３０００人の厚さｔをも
ったものが生体インブラン（・用金属部材として適して
いる。
主成分とするコート層３を被着形成して成るインブラン
ト用金属部材の拡大部分断面図を示し、このコート層３
の厚さもとしては、以下に述べる実験例から明らかなよ
うに１５０人（オングストローム）以上５０００Å以下
で、さらに好ましくは３００〜３０００人の厚さｔをも
ったものが生体インブラン（・用金属部材として適して
いる。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
生体インブラント用金属部材を構成するための素地金属
ｌとして、いま、８ Ａｌ−Ｉ Ｍｏ−Ｉ Ｖ、６Ａｔ
−４Ｖ、６八１−６Ｖ−２Ｓｎなどのチタン合金材のう
ちから使用個所、目的等に応じて選択される。
ｌとして、いま、８ Ａｌ−Ｉ Ｍｏ−Ｉ Ｖ、６Ａｔ
−４Ｖ、６八１−６Ｖ−２Ｓｎなどのチタン合金材のう
ちから使用個所、目的等に応じて選択される。
また、所望形状への加工は鋳造、鍛造、切削などの手法
によって形成される。また加工中に表面２に発生する粗
雑な酸化物を含む酸化層は、サンドブラスト法、研磨材
などによって除去したうえ、弗酸−硝酸系の混酸を用い
て表面洗浄を行った後、酸化チタンを主成分とするコー
ト層３を形成する工程をとる。
によって形成される。また加工中に表面２に発生する粗
雑な酸化物を含む酸化層は、サンドブラスト法、研磨材
などによって除去したうえ、弗酸−硝酸系の混酸を用い
て表面洗浄を行った後、酸化チタンを主成分とするコー
ト層３を形成する工程をとる。
本発明実施例においては、素地金属１としての上記高強
度チタン合金のうぢ代表的な合金であるＴｉ−６Ａｌ−
４Ｖ （以下の説明中チタン合金とはその組成成分の合
金をいう）を用いて実験を行った。
度チタン合金のうぢ代表的な合金であるＴｉ−６Ａｌ−
４Ｖ （以下の説明中チタン合金とはその組成成分の合
金をいう）を用いて実験を行った。
このチタン合金の特性として、ヤング率が１１５５０ｋ
ｇ ／ ｍ！であるのに対し、ト１ケのヤング率は１９
００ｋｇ／ ｍ？であるため、骨とチタン合金により成
るインブランｌ−（Ｉｌｌｓ材との境界面Ｇごおりる力
学的強度差は比較的大きいきらいはあ°るけれども、従
来生体インブラント部材を構成する材料であったステン
レス５１１ｍ （２０，０００ｋｇ ／ ＩＪ２）の％
、単結晶サファイア（４８，０００ｋｇ／ｍ♂）のＡの
ヤング率であり、これら従来の材料に較べれば、より好
ましい特性をもっている。またチタン合金の密度は、４
．４２とステンレス鋼のＡと軽量であり、熱伝導度はス
テンレス鋼の％で単結晶サファイアの４とすぐれた性質
を有し、かつ０．２％耐力は１００ ｋｇ ／ ＋ｕＦ
以上と高強度でそのうえ１０％程度の伸びを保ちバラン
スのよくとれた構造用材料である。このチタン合金とと
もに純チタンを用い長さ５０ｍｍ、幅１０龍、厚さｌ
１ｍの部材片を各々１３１１１ｉ１作成し、すべて同一
条件のもとて研摩、混酸洗浄を行ったのち、化学蒸着法
でもって酸化チタン（Ｔｉ０２）を主成分とするコート
３を約 １５０、３００、８００．３０００．５０００
．７０００人の厚さｔをもったものと全くコート層３を
被着形成していないテストサンプルを作製した。これら
テストサンプルに対し、親水性として水との接触角をめ
、耐蝕性として１０％濃度の塩酸中にて２４時間煮沸後
の１ ｃ＋Ｊ当りの減量を測定した。また下地素材金属
１とコートＮ３である酸化チタン膜の密着度これらの実
験結果を第１表に示す。
ｇ ／ ｍ！であるのに対し、ト１ケのヤング率は１９
００ｋｇ／ ｍ？であるため、骨とチタン合金により成
るインブランｌ−（Ｉｌｌｓ材との境界面Ｇごおりる力
学的強度差は比較的大きいきらいはあ°るけれども、従
来生体インブラント部材を構成する材料であったステン
レス５１１ｍ （２０，０００ｋｇ ／ ＩＪ２）の％
、単結晶サファイア（４８，０００ｋｇ／ｍ♂）のＡの
ヤング率であり、これら従来の材料に較べれば、より好
ましい特性をもっている。またチタン合金の密度は、４
．４２とステンレス鋼のＡと軽量であり、熱伝導度はス
テンレス鋼の％で単結晶サファイアの４とすぐれた性質
を有し、かつ０．２％耐力は１００ ｋｇ ／ ＋ｕＦ
以上と高強度でそのうえ１０％程度の伸びを保ちバラン
スのよくとれた構造用材料である。このチタン合金とと
もに純チタンを用い長さ５０ｍｍ、幅１０龍、厚さｌ
１ｍの部材片を各々１３１１１ｉ１作成し、すべて同一
条件のもとて研摩、混酸洗浄を行ったのち、化学蒸着法
でもって酸化チタン（Ｔｉ０２）を主成分とするコート
３を約 １５０、３００、８００．３０００．５０００
．７０００人の厚さｔをもったものと全くコート層３を
被着形成していないテストサンプルを作製した。これら
テストサンプルに対し、親水性として水との接触角をめ
、耐蝕性として１０％濃度の塩酸中にて２４時間煮沸後
の１ ｃ＋Ｊ当りの減量を測定した。また下地素材金属
１とコートＮ３である酸化チタン膜の密着度これらの実
験結果を第１表に示す。
第１表
この第１表に挙げた実験結果から、ＴｒＯｚを主成分と
するコート層３の厚さｔは１５０人でもコート層３を被
着してない純チタン、チタン合金よりも水との接触角が
小さい。すなわち、親水性が大きく、コート層３の厚さ
ｔが３００Å以上になると親水性はコート層厚さに関係
なく、はぼ一定した値をもつようになる。したがってコ
ート層３の厚さｔは少な（とも１５０人程度以上あれば
よく、厚すぎる場合は、コート層３としての酸化チタン
被膜を形成するに要する時間が長くかかることとなり、
生産性が悪く、その結果不必要な厚さｔとなりコスト上
昇をもたらす。そこでコート層３の厚さｔの上限として
は５０００人程度で適当であった。
するコート層３の厚さｔは１５０人でもコート層３を被
着してない純チタン、チタン合金よりも水との接触角が
小さい。すなわち、親水性が大きく、コート層３の厚さ
ｔが３００Å以上になると親水性はコート層厚さに関係
なく、はぼ一定した値をもつようになる。したがってコ
ート層３の厚さｔは少な（とも１５０人程度以上あれば
よく、厚すぎる場合は、コート層３としての酸化チタン
被膜を形成するに要する時間が長くかかることとなり、
生産性が悪く、その結果不必要な厚さｔとなりコスト上
昇をもたらす。そこでコート層３の厚さｔの上限として
は５０００人程度で適当であった。
ところで、第１表に示した実験例の他にチタン合金表面
上に８００人のコート層を被着したものでは水の接触角
は５３度ｌＯ分と純チタン表面への水の接触角が７１度
５０分と大きい角度を呈するのに対し、極めて良好なる
親水性を示し、しかも８００人の酸化チタンを主成分と
したコート層３を施したものにあっては光（自然光）の
干渉作用によって黄金色を呈する。このため、空中での
黄金色も水中ではくすんだ色調を呈し、またコート層３
の上面に油脂成分等が微量でも１１着し、汚染されてい
るような場合も同様にくすんだ色調となり、しかも洗浄
し、乾燥することによって本来の黄金色を呈することか
ら、インブラント部材を構成した場合でも汚染の有無、
すなわち、洗浄度合が一見して判定することができるな
どの特徴を有する。
上に８００人のコート層を被着したものでは水の接触角
は５３度ｌＯ分と純チタン表面への水の接触角が７１度
５０分と大きい角度を呈するのに対し、極めて良好なる
親水性を示し、しかも８００人の酸化チタンを主成分と
したコート層３を施したものにあっては光（自然光）の
干渉作用によって黄金色を呈する。このため、空中での
黄金色も水中ではくすんだ色調を呈し、またコート層３
の上面に油脂成分等が微量でも１１着し、汚染されてい
るような場合も同様にくすんだ色調となり、しかも洗浄
し、乾燥することによって本来の黄金色を呈することか
ら、インブラント部材を構成した場合でも汚染の有無、
すなわち、洗浄度合が一見して判定することができるな
どの特徴を有する。
以上のように本発明によれば機械的強度の大きいチタン
やチタン合金などチタンを主成分とする金属体に酸化チ
タンを主成分としたコート層を被着せしめたものである
ことから、親水性ずなわら、生体との親和性に冨むと共
に耐蝕性が大きいこと、すなわち金属イオンとなって溶
出し難いことから、生体に対する為害性がなく、さらに
金属部材を所望形状に成形した後、コート層を被着処理
すればよいことから生産性にすぐれ、美麗なる色調を呈
しているなどすぐれた生体インブラン１−用金属部材を
提供することができる。
やチタン合金などチタンを主成分とする金属体に酸化チ
タンを主成分としたコート層を被着せしめたものである
ことから、親水性ずなわら、生体との親和性に冨むと共
に耐蝕性が大きいこと、すなわち金属イオンとなって溶
出し難いことから、生体に対する為害性がなく、さらに
金属部材を所望形状に成形した後、コート層を被着処理
すればよいことから生産性にすぐれ、美麗なる色調を呈
しているなどすぐれた生体インブラン１−用金属部材を
提供することができる。
図は本発明に係る生体インブランＩ・用金属部材の一部
分の拡大断面である。 １：素地金属 ２：表 面 ３ ：コート層 出願人京セラ株式会社 代表者稲盛和人
分の拡大断面である。 １：素地金属 ２：表 面 ３ ：コート層 出願人京セラ株式会社 代表者稲盛和人
Claims (1)
- チタンを主成分とする金属体の表面に厚さｔが１５０〜
５０００人の酸化チタンを主成分とするコート層を被着
したことを特徴とする生体インブラント用金属部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203144A JPS6092761A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 生体インプラント用金属部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58203144A JPS6092761A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 生体インプラント用金属部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092761A true JPS6092761A (ja) | 1985-05-24 |
Family
ID=16469140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58203144A Pending JPS6092761A (ja) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | 生体インプラント用金属部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6092761A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0222717A2 (en) * | 1985-11-01 | 1987-05-20 | The Institute for Applied Biotechnology | Implant material |
| JPS62122669A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-03 | 京セラ株式会社 | 生体用インプラント部材 |
| JPH037145A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-14 | Ernst Bauer | 下顎骨のねじ込み内植組織 |
| DE19809932C1 (de) * | 1998-03-07 | 1999-10-28 | Aesculap Ag & Co Kg | Verfahren zum Einfärben von chirurgischen Instrumenten |
| JP2006238937A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 体着具 |
| JP2008080102A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Nagasaki Univ | インプラント |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP58203144A patent/JPS6092761A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0222717A2 (en) * | 1985-11-01 | 1987-05-20 | The Institute for Applied Biotechnology | Implant material |
| JPS62122669A (ja) * | 1985-11-22 | 1987-06-03 | 京セラ株式会社 | 生体用インプラント部材 |
| JPH037145A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-14 | Ernst Bauer | 下顎骨のねじ込み内植組織 |
| JPH0581256B2 (ja) * | 1989-06-05 | 1993-11-12 | Bauaa Erunsuto | |
| DE19809932C1 (de) * | 1998-03-07 | 1999-10-28 | Aesculap Ag & Co Kg | Verfahren zum Einfärben von chirurgischen Instrumenten |
| JP2006238937A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 体着具 |
| JP2008080102A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-04-10 | Nagasaki Univ | インプラント |
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