JPS62112559A - 移植材料 - Google Patents

移植材料

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JPS62112559A
JPS62112559A JP61259574A JP25957486A JPS62112559A JP S62112559 A JPS62112559 A JP S62112559A JP 61259574 A JP61259574 A JP 61259574A JP 25957486 A JP25957486 A JP 25957486A JP S62112559 A JPS62112559 A JP S62112559A
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atomic
titanium
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implant
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JP61259574A
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ペル−イングヴアル・ブローネマルク
ビユーン−エリク・エルランドソン
ラルス−マグヌス・ビユーステン
ベングト・カセム
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INSUCHI FOR APPLIED BAIOTEKUNO
INSUCHI FOR APPLIED BAIOTEKUNOROJII
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INSUCHI FOR APPLIED BAIOTEKUNO
INSUCHI FOR APPLIED BAIOTEKUNOROJII
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    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
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    • A61L27/30Inorganic materials
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 料に関する。
移植の形での人造材料が、購造および機能における先天
性または後天性欠陥を再構成するため長い間使用されて
来ている。
この例として、治メkiを促進するように骨折の固定の
ため、スパイク、スクリュー、プレート等の形での金属
素子の使用をあげることができる。整形外科において、
かかる金IIA素子が長い間使用されて比較的良好な成
功を収めている。
しかしながら骨折等の固定以外の目的では、望ましい臨
床結果を、特に人造材料を長期間、殆どの場合患者の一
生の間機能させんとする場合、得ることは困難であるこ
とが判っている。
良好な結果が得られないこれらの場合の明硝な特長は、
例えば組織と移植との間の力の適切な伝達を可能にする
ため、生組織例えば骨組織と人造材料の間の充分な密接
が得られなかったことにある。
組織と移植の間の密接は、例えば皮ふ、粘膜、血管、腸
または他の天然関門( barriers )を貫通す
るように移植を配置した場合に重要である。
この方法で、細菌、分泌物および他の望ましからぬ物質
の侵入による感染、炎症および拒否の初期は防止される
移植材料で現実に良好な臨床結果が得られるならば、特
に生組織と移植拐料の間の密接の確立に厳しい要求が課
せられるこのような状況においては、すぐれた外科的技
術と移植の適切な同化が要求され、後者の場合、その物
理的性質および化学的性質、およびその幾何学的形に関
しての要求がある。
良好な臨床結果が得られるので、最も進歩がなされてい
る一つの分野は、@固定歯科架工であり、この固定は非
合金化チタンの固定素子の使用に基づいている。プレン
マーク教授およびその仲間によって開発された骨間化(
osseo −1ntegration )原理は臨床
的に使用され、20年以上も良好な結果を得ており、例
えばプレンマーク等の「オセオインテダレイテッド・チ
タニウム・フイクスチャー・イン・ザ・トリートメント
φオプ・エデンチュオロウスネス・バイオマテリアルズ
J1983年1月号、第4巻に、またシャラフの「バイ
オメカニカル・コンシダレイションズ・イン・オセオイ
ンテダレイテッド・プロスセシス」ザ・ジャーナル・オ
プ・プロセテツク・ペンテイストリ1983年6月、第
49巻第6号に記載されている。
良好な臨床結果のためには多くの要因が必須不可欠であ
ることが見出されている。上述した如く、精密な外科的
技術が良好な結果にとって重要であるが、しかし例えば
移植材料、特に移植の表面層の組織と組成も非常に重要
である。
体組織中への移植の良好な結合を達成するためには、負
の生物学的反応を最小に減すること、および他よりも優
勢な正反応を得ることが必須である。このような関係に
おいて、表面層の原子組成が、移植材料と円囲の体組織
の1間の相互作用が表面層の直接近接部域で限定される
という事実を考慮してその反応にとって決定的な重要な
ものである。相互作用の最も弱いものはいわゆるファン
デルワース力である。少しより強力な結合は、移植表面
層と生体分子の永久双極子の間で確立される。水素結合
も重要な役割を果し、大体において双極子結合と同等に
強力である。しかしここで得られる最も強力な結合は、
共有結合およびイオン結合によるものである。
これらは移植材料の原子レベルでの表面状態によって著
しい影響を受ける、即ちそれは極度に材料を特定化する
。表面のある種の局部欠陥および不純物も強力な結合を
示すが、同時に望ましからぬ免疫学的効果の現実的な危
険を伴う。
しかしながら重要なことは、結合の強度のみならず、生
体分子の構造の変化と結合性の永久性にある。特定結合
の永久性は結合エネルギーにより予測できる。体温にお
いて殆どの共有結合およびイオン結合は大きく可逆的で
あるが、弱い種類の結合は僅かに1秒前後の寿命を有し
うるにすぎない。従って、移植と体組織の間の界面が静
的であるか動的としてみなされるならば結合の種類が決
定する。生体分子の構造における変化が免疫学的効果1
の望ましがらぬ効果をもたらしうろこと、例えばアレル
ギー反応の誘導または炎症反応の開始をもたらしうろこ
とが知られている1) 表面で生起する一次反応が、例えば不純物および1邸蝕
性生成物の付磁・、および変性蛋白質等の溶着により、
ひいては生体系に二次反応を誘起することを抑圧するこ
とがB Wである。
チタン移植の生和合性(Biocompatibili
ty )にとって重要な部分的効果は、炎症信号系の活
性化およびその表面での生体分子の変性または構造変化
の発止についてのその影うけにある。この後者の効果は
アレルギー拒否反応を生ぜしめることがある。両効果は
、体中の移植の保持を危険なものにし、移植の桟部を劣
化させることになる。この効果は例えばスエーデン特許
出願M84.02653−3号に記載されている方法で
チェックできる、これによって拒否反応の解放のための
信号系を、補体系の表面による活性化の分析を行なう。
本発明の目的は、非合金化チタンの移植材料を提供する
ことにあり、その表面原子状態は、移植の癒合を最適に
し、生体分子の表面への結合を上述した望ましからぬ効
果の発生をさせることなく強化することにある。
本発明は材料の表面無機原子層に、原子%で表わして、 Ti   29〜33% o     61〜67% を含有することを特徴とする。
非常に驚いたことに、かかる表面組成物が特に正の組織
反応を与えることを、生体組織中でチタン移植を使用す
ることによって見出した。
チタンと酸素の間の原子比はこのように大体において1
〜2である。これは、表面中に存在する酸素が従来仮定
された如く二酸化チタンとして大きく結合しているが、
本発明によれば、チタンと酸の原子割合は非常に臨界的
なものであり、規定した限界の外へ外れてはならない。
問題の表面層は一般に約25Aの厚さである。
更に表面層は、チタンおよび酸素以外に、下記最高原子
割合の元素も示す:無機層の原子%でそれぞれ表わして Oa    <2.0% Na     <4.0% Zn     < 2.0% 他の元素は数   〈05% チタン移植の表面層はこのようにCa、 NaおよびZ
nの小濃度で示すことができる、しかしこれらは移植材
料への生体分子の結合に認識しうる有害な効果を現出し
ないような少量である。
上記各元素に加えて、本発明によれば原子%で表わして
下記の割合で炭素および窒素を含有する吸収された有機
表面層が見出される。
N          <8  % C〈50% 炭素の比較的高濃度はEiSOAによって表面上に炭化
水素の存在を反映していることを示す。これは生体分子
の移植への結合に有利な効果を有することができる、何
故なら、材料の処理時に形成される表面層中に反応性基
がブロックされ生体分子の変性および構造変化を防止す
るからである。
特定原子割合で上述した表面組成は、非常に良好な組織
同化を達成するための要件を満足することが判った。少
量の表面不純物について生体系の潜在敏pb性について
上述したことから見て、保証されるべき組成同化のため
特記した割合が満足されることが要件である。
下記説明はどのようにして移植材料を製造しうるか、お
よび得られる移植の押々の表面分析(例えばESOA分
析)の結果を示す。
前述した如く非合金化チタン材料は体組織中で非常に良
好な癒合を示す。しかしながらこのための条件は、チタ
ン材料を、処理工程、滅菌のための清浄化と貯蔵および
装着操作での他の処理の全ての方法で正しい方法で処理
することである。
材料の機械加工は切削速度等についての特別の要求のあ
るチップ形成工具で行なう。切削油には厳密な要件があ
る。チタン材料はパラフィン系油での冷却をしつつ、2
0rrL/分未虜の切削速度で表面を切削することによ
って加工する。
使用する冷却剤は例えば芳香族材料油であってはならず
、また/あるいは硫黄を含有してはならない。更に本発
明によって要求される表面1jIを得るため、非常に注
意してチタン材料を清浄にすることが必要である。
本発明による表面状態を現出する移植材料のためこの清
浄化を行なうことのできる方法の例は次のとおりである
: チタン成分を、チタン容器中の複数の洗浄浴中で洗浄す
る。この洗、浄に続いて加熱滅菌をする。
この方法は、機械加工の結果として生ずる反応性基を、
液体例えば切削油、ブタノール、エタノール等からなる
か、あるいはガス相例えばアルコールまたは炭化水素か
らなるとよい注意深く制御された環境中でブロックする
要件を有する。上述した如くして作られ、特に良好な結
果を与えることが証明された5個の移植の分析は下記の
表面原子割合を与えた。
TI  29.9 31,1 31.0 32.306
3.6 65,2 64,3 62.50a   1.
5  1.9  1.8  1.5Na   3.1 
 0.7  1.8  2.30u   0.2   
   0.2  0.2Zn   1.1  0.9 
 0.9  1.1a   28.1 32.9 39
.8 39.2酸化物  26A     28.5A
    25A     26Aの厚さ 濃度は全て原子%で示しである。炭素および窒素は吸収
された有機表面層の形で存在する。
この層の存在は他の元素の6度が特記されたようには考
慮に入れなかった。
換言すれば窒素および炭素の百分率は、炭素および窒素
を含有する吸着された有機層を含む表面層の全量に基づ
いた原子%である。Ti.0、Ca、 NaおよびZn
およびその他の元素(例えばCuの如き)について示し
た原子%は、吸着された有機層を含まない、実質的にチ
タンおよび酸素原子を含有する無機層自体中に存在する
相対量である。
使用した装置の最少検出レベルは約0,5原子%であっ
た。
特定の表面組成を有するチタン移植は上述したスエーデ
ン特許出願第84.02653−3号に記載された方法
によりチェックできる。これによってそれらは高活性化
を有するパッチは何ら有せずに、補体系の均質性と低活
性化を現出する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、原子%で表わしてTi29〜33%、O61〜67
    %を、移植材料の表面無機原子層が含有することを特徴
    とする体組織に移植するための非合金化チタンの材料。 2、上記層が約25Aの厚さである特許請求の範囲第1
    項記載の材料。 3、チタンおよび酸素以外に層が、原子%で表わして、
    下記最大割合の元素、Ca<2.0%、Na<4.0%
    、Zn<2.0%も含有し、他の原素はそれぞれ<0.
    5%含有する特許請求の範囲第1項記載の材料。 4、無機原子層が、原子%で表わして下記割合でN<8
    %、C<50%含有する吸収された有機表面層を示す特
    許請求の範囲第1項記載の材料。
JP61259574A 1985-11-01 1986-10-30 移植材料 Pending JPS62112559A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8505158A SE8505158L (sv) 1985-11-01 1985-11-01 Inplantatmaterial
SE8505158-9 1985-11-01

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JPS62112559A true JPS62112559A (ja) 1987-05-23

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ID=20361982

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JP61259574A Pending JPS62112559A (ja) 1985-11-01 1986-10-30 移植材料

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EP (1) EP0222717A3 (ja)
JP (1) JPS62112559A (ja)
SE (1) SE8505158L (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08299429A (ja) * 1995-05-12 1996-11-19 Ota Kk チタン系インプラントの表面処理方法及び生体親和性チタン系インプラント
JP2006502762A (ja) * 2002-09-17 2006-01-26 ビオサー−エントヴィックルングス−ゲーエムベーハー 感染に対して抵抗性を有する生体適合性のインプラント用酸化チタンコーティング及びその調製方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH672417A5 (ja) * 1987-06-17 1989-11-30 Sulzer Ag
DE3723650A1 (de) * 1987-07-17 1989-01-26 Krupp Gmbh Verfahren zur beschichtung von prothesen aus titan und titanlegierungen
DE3917596A1 (de) * 1989-05-26 1990-11-29 Ducera Dental Gmbh Oxidische zwischenschicht zur keramischen beschichtung von titanwerkstoffen
US5211663A (en) * 1991-06-24 1993-05-18 Smith & Nephew Richards, Inc. Passivation methods for metallic medical implants

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2313678A1 (de) * 1973-03-20 1974-10-03 Becker Heinrich Prothesenverbundwerkstoff und verfahren zu seiner herstellung
FR2282852A1 (fr) * 1973-11-19 1976-03-26 Masnou Jacques Prothese medicale a hautes caracteristiques
JPS5214095A (en) * 1975-07-23 1977-02-02 Sumitomo Chemical Co Implant in bone
FR2383656A1 (fr) * 1977-03-16 1978-10-13 Ceraver Tige metallique en titane ou alliage de titane pour fixation sans ciment dans un os long pour prothese articulaire et materiel de reparation osseuse
JPS6092761A (ja) * 1983-10-28 1985-05-24 京セラ株式会社 生体インプラント用金属部材

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08299429A (ja) * 1995-05-12 1996-11-19 Ota Kk チタン系インプラントの表面処理方法及び生体親和性チタン系インプラント
JP2006502762A (ja) * 2002-09-17 2006-01-26 ビオサー−エントヴィックルングス−ゲーエムベーハー 感染に対して抵抗性を有する生体適合性のインプラント用酸化チタンコーティング及びその調製方法

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EP0222717A2 (en) 1987-05-20
SE8505158D0 (sv) 1985-11-01
SE8505158L (sv) 1987-05-02
EP0222717A3 (en) 1988-01-07

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