JPS62231668A - 無機生体材料及びその製造方法 - Google Patents
無機生体材料及びその製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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-
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- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0007—Compositions for glass with special properties for biologically-compatible glass
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野１
本発明は、人工骨、人工歯根などのインブラント材料と
して有用な無機生体材料に関Ｊるものであって、さらに
詳しくは、ＣａｏとＰ２０Ｓを含有する無機相別中にジ
ルコニアを分散させたセラミック複合材料とその製造方
法に係る。
して有用な無機生体材料に関Ｊるものであって、さらに
詳しくは、ＣａｏとＰ２０Ｓを含有する無機相別中にジ
ルコニアを分散させたセラミック複合材料とその製造方
法に係る。
［従来の技術］
骨と化学結合をつくる（バイオアクティブ）セラミック
スとしては、アパタイト焼結体やＮａ２０−に２０
ＭＱＯ−ＣａＯ−３ｉ ０２−Ｐ２０５系結晶化ガラス
が知られている。また、ＭＱＯ＝ＣａＯ−Ｐ２０ｓ −
８ｉ ０２系ガラスを２００メツシユ以下に粉砕し、そ
のガラス粉末を成形侵、ガラス粉末の焼結温度域で熱処
理し、次いでアパタイト結晶［Ｃａ＋ｏ （ＰＯ４）ａ
（０（，５Ｆ）２］及びウオラストナイト結晶［Ｃ
ａＯ−３ｉｏ？］の生成温度域で熱処理して製造される
結晶化ガラスも知られている。この結晶化ガラスでは、
アパタイト結晶が生体親和性に寄与し、ウオラストナイ
ト結晶が機械的強度に寄与する。従って、機械的強度を
上げるためには、ウオラストナイト結晶の含有率を高め
ることが望ましい。そこで、ＳｉＯ２の含有量を増やし
、ウオラストナイト結晶の析出済を増した結晶化ガラス
も知られている。
スとしては、アパタイト焼結体やＮａ２０−に２０
ＭＱＯ−ＣａＯ−３ｉ ０２−Ｐ２０５系結晶化ガラス
が知られている。また、ＭＱＯ＝ＣａＯ−Ｐ２０ｓ −
８ｉ ０２系ガラスを２００メツシユ以下に粉砕し、そ
のガラス粉末を成形侵、ガラス粉末の焼結温度域で熱処
理し、次いでアパタイト結晶［Ｃａ＋ｏ （ＰＯ４）ａ
（０（，５Ｆ）２］及びウオラストナイト結晶［Ｃ
ａＯ−３ｉｏ？］の生成温度域で熱処理して製造される
結晶化ガラスも知られている。この結晶化ガラスでは、
アパタイト結晶が生体親和性に寄与し、ウオラストナイ
ト結晶が機械的強度に寄与する。従って、機械的強度を
上げるためには、ウオラストナイト結晶の含有率を高め
ることが望ましい。そこで、ＳｉＯ２の含有量を増やし
、ウオラストナイト結晶の析出済を増した結晶化ガラス
も知られている。
ところで、これらのセラミックスの曲げ強度はアパタイ
ト焼結体で、１ｏＯｏ 〜１４００ｋｇ／ Ｃａ２、Ｎ
ａ２０−に２０−Ｍｇｏ−ｃａｏ−ｓ １０２−Ｐ２０
６系結晶化ガラスで１０００〜１５００ｋｇ／ Ｃａ２
、ＭＱＯ−Ｃａｂ−Ｐｚ Ｏｓ −８ｉ ０２系結晶化
ガラスで１２００〜１４００ｋｏ／ ｃ＋ａ２程度であ
る。さらに、ウオラストナイトを多量に析出させたＣａ
０−Ｐ２０Ｓ −８ｉ ０２系、あルイはｃａｏ−Ｐｊ
ｌ！Ｏｓ −８ｉ ０２−ＭＱＯ，Ｙ２０３系結晶化ガ
ラ、 スは１７００〜２３００ｋａ／ Ｃａ２という
高い曲げ強度を有している。しかし、この値は人工歯根
又は人工骨としては必ずしも充分に満足できる程のもの
ではなく、さらに高強度な材料が要望されている。
ト焼結体で、１ｏＯｏ 〜１４００ｋｇ／ Ｃａ２、Ｎ
ａ２０−に２０−Ｍｇｏ−ｃａｏ−ｓ １０２−Ｐ２０
６系結晶化ガラスで１０００〜１５００ｋｇ／ Ｃａ２
、ＭＱＯ−Ｃａｂ−Ｐｚ Ｏｓ −８ｉ ０２系結晶化
ガラスで１２００〜１４００ｋｏ／ ｃ＋ａ２程度であ
る。さらに、ウオラストナイトを多量に析出させたＣａ
０−Ｐ２０Ｓ −８ｉ ０２系、あルイはｃａｏ−Ｐｊ
ｌ！Ｏｓ −８ｉ ０２−ＭＱＯ，Ｙ２０３系結晶化ガ
ラ、 スは１７００〜２３００ｋａ／ Ｃａ２という
高い曲げ強度を有している。しかし、この値は人工歯根
又は人工骨としては必ずしも充分に満足できる程のもの
ではなく、さらに高強度な材料が要望されている。
本発明の目的は優れた生体親和性を備え、しかも従来品
よりもさらに高強度である無機生体材料とその製造法を
提供することにある。
よりもさらに高強度である無機生体材料とその製造法を
提供することにある。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、重量百分率で
Ｃａ０ １２〜５６
Ｐ２０５ １〜２７
ＳｔＯ２２２〜５０
ＭＱＯＯ〜３４
Ａ２２０３ ０〜２５
に２０ ０〜１０１１２０
０〜１゜Ｎａ２ ｏ
Ｏ〜１０ＴｉＯ２０〜１゜ ｚｒＯ２０〜１゜ ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂ２０５ ０〜１０Ｔａ２０５
０〜１０Ｂ２０３
０〜１０「２
０〜 ５Ｙ２ ０３ ０〜５
の範囲で上記成分を含有し、Ｃａｂ、Ｆ２０５、ＳｉＯ
２、ＭＱＯ及びＡｆｚＯ３の含有量合計が９０％以上で
ある組成を有する結晶化ガラス中にジルコニアを分散さ
せて機械的性質を向上させた無機生体材料を提供する。
０〜１゜Ｎａ２ ｏ
Ｏ〜１０ＴｉＯ２０〜１゜ ｚｒＯ２０〜１゜ ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂ２０５ ０〜１０Ｔａ２０５
０〜１０Ｂ２０３
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２、ＭＱＯ及びＡｆｚＯ３の含有量合計が９０％以上で
ある組成を有する結晶化ガラス中にジルコニアを分散さ
せて機械的性質を向上させた無機生体材料を提供する。
この無機生体材料は、アパタイト結晶とウオラストナイ
ト、ジオプサイド、フォルステライト、オケルマナイト
及びアノルサイト等のアルカリ土類ケイＭ塩結晶の一種
または二種以上を含有し、ざらにβ−リン酸三カルシウ
ム結晶［β−Ｃａ３ （ＰＯ４）２ ］を場合によ
り含有する。
ト、ジオプサイド、フォルステライト、オケルマナイト
及びアノルサイト等のアルカリ土類ケイＭ塩結晶の一種
または二種以上を含有し、ざらにβ−リン酸三カルシウ
ム結晶［β−Ｃａ３ （ＰＯ４）２ ］を場合によ
り含有する。
上記のごとぎ本発明の無機生体材料は、ｉｌｉ ｍ百分
率で Ｃａｏ １２〜５６ Ｐ２０５ １〜２７ ＳｉＯ，？ ２２〜５０Ｍｇ０
Ｏ〜３４Δβ２０３
０〜２５ に２０ Ｃ）〜１０１０Ｌｉ
Ｏ〜１ＯＮａ２０ ０
〜１０ Ｔ ｉ ０２ ０〜１０ＺｒＯ２ｏ
〜１０ ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂ２０ｓ Ｏ〜１０Ｔａ２０５
０〜１０ Ｂ２ｏ３ ０〜１０ Ｆ２ ０〜５ Ｙ２０３ ０〜５ の範囲で上記成分を含有し、ＣａＯ１Ｐ２０５、Ｓ Ｉ
Ｏ２、Ｍ Ｑ Ｏ及びＡｌ２Ｏ２の含有量合計が９０
％以上である組成を有する２００メツシユ以下のマトリ
ックスガラス粉末に、ジルコニアを体積百分率で５〜５
０％均一に混合し、この混合物を所定の形に成形した後
に、この成型体が焼結し、ガラスからアパタイト結晶と
ウオラストナイト、ジオプサイド、フォルステライト、
オケルマナイト及びアノルサイト等のアルカリ土類ケイ
ｌｊＷ結晶が析出する温度域で熱処理することによって
製造することができる。
率で Ｃａｏ １２〜５６ Ｐ２０５ １〜２７ ＳｉＯ，？ ２２〜５０Ｍｇ０
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０〜２５ に２０ Ｃ）〜１０１０Ｌｉ
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〜１０ Ｔ ｉ ０２ ０〜１０ＺｒＯ２ｏ
〜１０ ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂ２０ｓ Ｏ〜１０Ｔａ２０５
０〜１０ Ｂ２ｏ３ ０〜１０ Ｆ２ ０〜５ Ｙ２０３ ０〜５ の範囲で上記成分を含有し、ＣａＯ１Ｐ２０５、Ｓ Ｉ
Ｏ２、Ｍ Ｑ Ｏ及びＡｌ２Ｏ２の含有量合計が９０
％以上である組成を有する２００メツシユ以下のマトリ
ックスガラス粉末に、ジルコニアを体積百分率で５〜５
０％均一に混合し、この混合物を所定の形に成形した後
に、この成型体が焼結し、ガラスからアパタイト結晶と
ウオラストナイト、ジオプサイド、フォルステライト、
オケルマナイト及びアノルサイト等のアルカリ土類ケイ
ｌｊＷ結晶が析出する温度域で熱処理することによって
製造することができる。
本発明に係る無機生体材料に於て、マトリックスとなる
ガラスの組成に関し、その伍的限定理由を以下に述べる
。
ガラスの組成に関し、その伍的限定理由を以下に述べる
。
ＣａＯが１２％未満では、ガラス粉末の焼結性が極端に
恕くなるため、高強度な結晶化ガラスを得ることができ
ない。またＣａｏが５６％を越えるとガラスの失透傾向
が著しくなる。従って、ＣａＯの含量は１２〜５６％に
限定される。Ｆ２０Ｓが１％未満では、ガラスの失透傾
向が著しり、２７％以上ではウオラストナイト、ジオプ
サイド、フォルステライ１〜、オケルマナイト、アノル
サイト等のアルカリ土類ケイＭ塩結晶の析出量が少なく
なるので、Ｐ２Ｏ５の自励は１〜２７％に限定される。
恕くなるため、高強度な結晶化ガラスを得ることができ
ない。またＣａｏが５６％を越えるとガラスの失透傾向
が著しくなる。従って、ＣａＯの含量は１２〜５６％に
限定される。Ｆ２０Ｓが１％未満では、ガラスの失透傾
向が著しり、２７％以上ではウオラストナイト、ジオプ
サイド、フォルステライ１〜、オケルマナイト、アノル
サイト等のアルカリ土類ケイＭ塩結晶の析出量が少なく
なるので、Ｐ２Ｏ５の自励は１〜２７％に限定される。
ＳｉＯ２が２２％未満では、ガラス粉末の焼結性が悪く
なり、かつアルカリ土類ケイ酸塩結晶の析出量も少なく
なる。またＳｉＯ２が５０％を越えるとガラスが失透し
やすくなる。従って、Ｓ ｉ ０２の含ｍは２２〜５０
％に限定される。ＭｏＯは必須成分ではないが、含む場
合は３４％より多いとアパタイト結晶の生成ｍが少なく
なるので、３４％以下に限定される。同様に、八β２０
３も必須成分ではないが、含む場合は２５％より多いと
アパタイト結晶の生成量が少なくなるので、２５％以下
に限定される。
なり、かつアルカリ土類ケイ酸塩結晶の析出量も少なく
なる。またＳｉＯ２が５０％を越えるとガラスが失透し
やすくなる。従って、Ｓ ｉ ０２の含ｍは２２〜５０
％に限定される。ＭｏＯは必須成分ではないが、含む場
合は３４％より多いとアパタイト結晶の生成ｍが少なく
なるので、３４％以下に限定される。同様に、八β２０
３も必須成分ではないが、含む場合は２５％より多いと
アパタイト結晶の生成量が少なくなるので、２５％以下
に限定される。
上記した五成分に加えて本発明の７１〜リツクスガラス
は、人体に有害ではないに２０、ｌ−ｉ ２０、Ｎａ２
Ｏ、Ｔ ｉｏｚ 、７ｒ’０？、Ｓｔ”Ｏ，Ｎｂ２Ｏｓ
、Ｔ ａ ２０ｓ 、Ｂ２０３． Ｆ２ ：、 Ｙ２
０＋を１０％以内の範囲内で一種または二種以上含有す
ることができる。これらの任意成分の合計が１０％より
多いときには、アパタイト結晶及びアルカリ土類ケイＭ
１２結晶の生成ｍが低下しでしまう場合があるので、好
ましくは１０％以下とするのがＪ：い。
は、人体に有害ではないに２０、ｌ−ｉ ２０、Ｎａ２
Ｏ、Ｔ ｉｏｚ 、７ｒ’０？、Ｓｔ”Ｏ，Ｎｂ２Ｏｓ
、Ｔ ａ ２０ｓ 、Ｂ２０３． Ｆ２ ：、 Ｙ２
０＋を１０％以内の範囲内で一種または二種以上含有す
ることができる。これらの任意成分の合計が１０％より
多いときには、アパタイト結晶及びアルカリ土類ケイＭ
１２結晶の生成ｍが低下しでしまう場合があるので、好
ましくは１０％以下とするのがＪ：い。
ただし、Ｆ２は５％より多いとガラスが失透しゃずくな
り、またＹ２０３が５％より多いとアパタイト結晶及び
アルカリ土類ケイ酸塩結晶の生成昂が低下してしまうの
で、Ｆ２及びＹ２０ｘはそれぞれ５％以下に限定される
。
り、またＹ２０３が５％より多いとアパタイト結晶及び
アルカリ土類ケイ酸塩結晶の生成昂が低下してしまうの
で、Ｆ２及びＹ２０ｘはそれぞれ５％以下に限定される
。
本発明に係る無機生体材料を製造するにあたっては、上
に限定した組成範囲の母ガラス（マトリックスガラス）
を一旦２００メツシュ以下の粒度に粉砕し、ジルコニア
微粒子と均一に混合し、得られた混合粉末を所望の形状
に成型し、しかる後その成型体を焼結させてからこれに
結晶化処理を施すことが肝要である。母ガラスが２００
メツシュ以上であると、焼結体中に気孔が残りゃすく、
機械的強度の大きな複合結晶化ガラスを得ることができ
ない。つまり、気孔が少なく、結晶が均一に析出し、ジ
ルコニア粒子が均一に分布した複合結晶化ガラスを得る
ためには、粒度２００メツシユ以下の微細な母ガラス粉
末を用いることが重要である。
に限定した組成範囲の母ガラス（マトリックスガラス）
を一旦２００メツシュ以下の粒度に粉砕し、ジルコニア
微粒子と均一に混合し、得られた混合粉末を所望の形状
に成型し、しかる後その成型体を焼結させてからこれに
結晶化処理を施すことが肝要である。母ガラスが２００
メツシュ以上であると、焼結体中に気孔が残りゃすく、
機械的強度の大きな複合結晶化ガラスを得ることができ
ない。つまり、気孔が少なく、結晶が均一に析出し、ジ
ルコニア粒子が均一に分布した複合結晶化ガラスを得る
ためには、粒度２００メツシユ以下の微細な母ガラス粉
末を用いることが重要である。
さらに複合されるジルコニアが体積百分率で５％より少
ないと複合化による機械的強度の向上をほとんど望めず
、５０％より多いと焼結性が悪くなり、機械的強度の向
上を期待できない上に結晶化ガラスの持つ生体親和性を
充分に生かすことができない。よって、ジルコニアの配
合量は体積百分率で母ガラスの５〜５０％に限定される
。
ないと複合化による機械的強度の向上をほとんど望めず
、５０％より多いと焼結性が悪くなり、機械的強度の向
上を期待できない上に結晶化ガラスの持つ生体親和性を
充分に生かすことができない。よって、ジルコニアの配
合量は体積百分率で母ガラスの５〜５０％に限定される
。
本発明の方法によれば、粒度２００メツシユ以下の母ガ
ラス粉末とジルコニアとは任意の公知手段で混合され、
さらに公知手段で所望の形状に成型され、しかる後その
成型体は前記ガラス／ジルコニア混合粉末の焼結温度域
で熱処理され、次いでアパタイト結晶及びアルカリ土類
ケイ酸塩結晶が析出する温度域で熱処理される。前者の
熱処理は気孔率の小さな機械的強度の大きな複合結晶化
ガラスを得るために重要であり、後者の熱処理はガラス
からアパタイト結晶及びアパタイト結晶及びアルカリ土
類ケイ酸塩結晶を析出させるために重要である。
ラス粉末とジルコニアとは任意の公知手段で混合され、
さらに公知手段で所望の形状に成型され、しかる後その
成型体は前記ガラス／ジルコニア混合粉末の焼結温度域
で熱処理され、次いでアパタイト結晶及びアルカリ土類
ケイ酸塩結晶が析出する温度域で熱処理される。前者の
熱処理は気孔率の小さな機械的強度の大きな複合結晶化
ガラスを得るために重要であり、後者の熱処理はガラス
からアパタイト結晶及びアパタイト結晶及びアルカリ土
類ケイ酸塩結晶を析出させるために重要である。
焼結温度域はガラス／ジルコニア混合粉末の成型体を一
定速度で加熱し、その間の熱収縮を測定することにより
求めることができる。熱収縮の開始温度から終了温度ま
でが焼結温度域である。
定速度で加熱し、その間の熱収縮を測定することにより
求めることができる。熱収縮の開始温度から終了温度ま
でが焼結温度域である。
また、アパタイト結晶及びアルカリ土類ケイ酸塩結晶の
析出温度域は、ガラス／ジルコニア混合物の示差熱分析
により求められる。示差熱分析曲線に於ける発熱ピーク
の温度で熱処理したガラス／ジルコニア混合粉末のＸ線
回折データを解析することにより、それぞれの発熱ピー
クに対応する析出結晶を同定し、その発熱温度から発熱
終了温度までをそれぞれの結晶の析出温度域とする。
析出温度域は、ガラス／ジルコニア混合物の示差熱分析
により求められる。示差熱分析曲線に於ける発熱ピーク
の温度で熱処理したガラス／ジルコニア混合粉末のＸ線
回折データを解析することにより、それぞれの発熱ピー
クに対応する析出結晶を同定し、その発熱温度から発熱
終了温度までをそれぞれの結晶の析出温度域とする。
熱処理方法どしては任意の公知手段を用いて良いが、ホ
ットプレスやＨＩ Ｐ （熱間静水圧プレス）を用いる
と、焼結がより促進されて気孔が少なくなり、より機械
的強度の大きいらのが得られる。
ットプレスやＨＩ Ｐ （熱間静水圧プレス）を用いる
と、焼結がより促進されて気孔が少なくなり、より機械
的強度の大きいらのが得られる。
母ガラスに混合するジルコニアは、市販の安定化ジルコ
ニア、部分安定化ジルコニアのどららでもよく、さらに
は、その両方を併用してもよい。
ニア、部分安定化ジルコニアのどららでもよく、さらに
は、その両方を併用してもよい。
ジルコニアの配合によってマトリックスの材料が強化さ
れる理由は、安定化ジルコニアを用いた場合では、マト
リックスとジルコニア粒子との熱膨張係数の違いによっ
てマトリックスに圧縮応力がかかるためであるので、マ
トリックスの熱膨張係数はジルコニアの熱膨張係数と同
程度か、それより小さいものが望ましい。部分安定化ジ
ルコニアを用いた場合ではジルコニアのマルテンサイト
型変態によるものと思われる。当然のことながら、安定
化ジルコニアと部分安定化ジルコニアの両方を０１用し
た場合には、両者の強化作用が同時発現される。
れる理由は、安定化ジルコニアを用いた場合では、マト
リックスとジルコニア粒子との熱膨張係数の違いによっ
てマトリックスに圧縮応力がかかるためであるので、マ
トリックスの熱膨張係数はジルコニアの熱膨張係数と同
程度か、それより小さいものが望ましい。部分安定化ジ
ルコニアを用いた場合ではジルコニアのマルテンサイト
型変態によるものと思われる。当然のことながら、安定
化ジルコニアと部分安定化ジルコニアの両方を０１用し
た場合には、両者の強化作用が同時発現される。
母ガラスに混合するジルコニアは、粉末状でもファイバ
（ウィスカを含む）状でもよい。粉末状のジルコニアを
用いると上記のこと（マトリックスが強化され、ファイ
バ状のジルコニアを用いると、上記のごとくマトリック
スが強化されるのに加えて、ファイバが材料に加わる応
力を担うため、さらに機械的強度の向上が期待できる。
（ウィスカを含む）状でもよい。粉末状のジルコニアを
用いると上記のこと（マトリックスが強化され、ファイ
バ状のジルコニアを用いると、上記のごとくマトリック
スが強化されるのに加えて、ファイバが材料に加わる応
力を担うため、さらに機械的強度の向上が期待できる。
よって、粉末状とファイバ状のジルコニアを混合して用
いてもマトリックスを強化できる。ただし、混合するジ
ルコニアが粉末の場合には、その粉末の粒径は２００メ
ツシユ以下でなければならない。ジルコニア粉末が２０
０メツシユより大きいと、焼結体中に気孔が残りやすく
、機械的強度の大きな複合結晶化ガラスを得られない。
いてもマトリックスを強化できる。ただし、混合するジ
ルコニアが粉末の場合には、その粉末の粒径は２００メ
ツシユ以下でなければならない。ジルコニア粉末が２０
０メツシユより大きいと、焼結体中に気孔が残りやすく
、機械的強度の大きな複合結晶化ガラスを得られない。
つまり、気孔が少なく、結晶が均一に析出し、ジルコニ
ア粒子が均一に分布した複合結晶化ガラスを得るには、
粒度２００メツシユ以下の微細なガラス粉末と２００メ
ツシユ以下のジルコニア微粉末を用いることが重要であ
る。
ア粒子が均一に分布した複合結晶化ガラスを得るには、
粒度２００メツシユ以下の微細なガラス粉末と２００メ
ツシユ以下のジルコニア微粉末を用いることが重要であ
る。
［実施例］
酸化物、炭酸塩、リン酸塩、水和物、フッ化物などを原
料に用いて、次表に示す組成に相当するマトリックスガ
ラスのバッチを調合し、これを白金ルツボに入れて１４
５０〜１５５０℃で１時間溶融した。
料に用いて、次表に示す組成に相当するマトリックスガ
ラスのバッチを調合し、これを白金ルツボに入れて１４
５０〜１５５０℃で１時間溶融した。
次いで融液を水中に投入して急冷し、乾燥後、ボールミ
ルに入れて２０μｍ以下の粒度に粉砕した。
ルに入れて２０μｍ以下の粒度に粉砕した。
これに市販の粉末状又はファイバ状ジルコニアを添加し
、ざらにボールミルを用いて数時間湿式混合し、乾燥し
た。
、ざらにボールミルを用いて数時間湿式混合し、乾燥し
た。
１ｎられた混合物を黒鉛型に入れ、３００ｋｇ／ｃｍ２
の圧力をかけながら、室温から１１５０℃まぐ一定の昇
温速Ｉ！１３℃／ａｋｉｎで加熱し、１１５０℃で２時
間保持して成型体の焼結と結晶化を行なった。しかる後
、炉内で室温まで冷却し、ジルコニア複合結晶化ガラス
を得た。
の圧力をかけながら、室温から１１５０℃まぐ一定の昇
温速Ｉ！１３℃／ａｋｉｎで加熱し、１１５０℃で２時
間保持して成型体の焼結と結晶化を行なった。しかる後
、炉内で室温まで冷却し、ジルコニア複合結晶化ガラス
を得た。
こうして製造された各複合結晶化ガラスの破断面をＳＥ
Ｍで観察したところ、いずれも気孔の少ない緻密な組織
であった。また、これらジルコニア複合結晶化ガラスを
粉砕し、粉末Ｘ線回折により析出結晶相を同定した。さ
らに、ジルコニア複合結晶化ガラスを３００番のダイア
モンド砥石で直径３〜５ｍｎ＋の丸棒に加工し、三点曲
げ強度試験を行なった。ガラス組成、ジルコニアの種類
、ジルコニアの配合ｆｆ１（ガラスに対する体積百分率
）、析出結晶相及び三点曲げ強１隻を次表に示す。
Ｍで観察したところ、いずれも気孔の少ない緻密な組織
であった。また、これらジルコニア複合結晶化ガラスを
粉砕し、粉末Ｘ線回折により析出結晶相を同定した。さ
らに、ジルコニア複合結晶化ガラスを３００番のダイア
モンド砥石で直径３〜５ｍｎ＋の丸棒に加工し、三点曲
げ強度試験を行なった。ガラス組成、ジルコニアの種類
、ジルコニアの配合ｆｆ１（ガラスに対する体積百分率
）、析出結晶相及び三点曲げ強１隻を次表に示す。
表から明らかなように、本発明の無機生体材料は２３０
０〜３３００ｔｔｏ／ ｃｍ２という高い曲げ強度を右
している。（以下余白） ［発明の効果］ 本発明の無機生体材料は骨と化学的に結合するのに必要
なＣａＯとＰ２０Ｓを含有し、しかも２３００〜３３０
０ｋ（１／ ｃｍ２という非常に高い曲げ強度を有して
いるので、人工骨用及び人工歯根用生体材料として極め
て有用である。
０〜３３００ｔｔｏ／ ｃｍ２という高い曲げ強度を右
している。（以下余白） ［発明の効果］ 本発明の無機生体材料は骨と化学的に結合するのに必要
なＣａＯとＰ２０Ｓを含有し、しかも２３００〜３３０
０ｋ（１／ ｃｍ２という非常に高い曲げ強度を有して
いるので、人工骨用及び人工歯根用生体材料として極め
て有用である。
出 願 人 ホーヤ株式会社
代 理 人 朝 倉 正 幸手 続 ネ
ｐ ｉ−Ｌ： 書 （自発）昭和６１年９７”１１
１日 特訂庁良官殿 （特−′Ｆ庁審査官 殿） １、事件の表示 昭和６１年特許願第７２５１９Ｍ ２、発明の名称 黒磯生体材料及びその製造方法 ３、補正を１ｊる者 事件との関係 特許出願人 ボーヤ 株式会社 ４、代理人 〒１０５東京？３１Ｐ！区西新橋１−１８−１１１小甲
会館５、補正のス・１象 明細書の「特許請求の範囲」の欄 ６、？ｌｌ＋正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。
ｐ ｉ−Ｌ： 書 （自発）昭和６１年９７”１１
１日 特訂庁良官殿 （特−′Ｆ庁審査官 殿） １、事件の表示 昭和６１年特許願第７２５１９Ｍ ２、発明の名称 黒磯生体材料及びその製造方法 ３、補正を１ｊる者 事件との関係 特許出願人 ボーヤ 株式会社 ４、代理人 〒１０５東京？３１Ｐ！区西新橋１−１８−１１１小甲
会館５、補正のス・１象 明細書の「特許請求の範囲」の欄 ６、？ｌｌ＋正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。
以 」−
［別 紙１
特許請求の範囲
１ 重量百分率で
ＣａＯ１２〜５６
Ｐ２０５ １〜２７ＳｆＯ？
２２〜５０Ｍ００ ０
〜３４ Ａｆ？０３ ０〜２５ に２０ ０〜１０ ｆｉｚ○ ０〜１Ｏ Ｎａ２ｏ Ｏ〜１０ Ｔ ！ Ｏｐ Ｏ〜１０ＺｒＯ２
０〜１０ ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂｚｏｓ Ｏ〜１０Ｔａ？０５
０〜１０ ８２０３ ０〜１０Ｆ２
０〜５ Ｙ２０３ ０〜５ の範囲で一ヒ記成分を含有し、Ｃａｂ、Ｐｌ！ Ｏｓ、
５ｉＯｚ、ＭＱＯ及びＡｌ２２０３の含有量合計が９０
％以上である組成を有する結晶化ガラス中にジルコニア
を分散させたジルコニア複合結晶化ガラスからなる無機
生体材料。
２２〜５０Ｍ００ ０
〜３４ Ａｆ？０３ ０〜２５ に２０ ０〜１０ ｆｉｚ○ ０〜１Ｏ Ｎａ２ｏ Ｏ〜１０ Ｔ ！ Ｏｐ Ｏ〜１０ＺｒＯ２
０〜１０ ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂｚｏｓ Ｏ〜１０Ｔａ？０５
０〜１０ ８２０３ ０〜１０Ｆ２
０〜５ Ｙ２０３ ０〜５ の範囲で一ヒ記成分を含有し、Ｃａｂ、Ｐｌ！ Ｏｓ、
５ｉＯｚ、ＭＱＯ及びＡｌ２２０３の含有量合計が９０
％以上である組成を有する結晶化ガラス中にジルコニア
を分散させたジルコニア複合結晶化ガラスからなる無機
生体材料。
２ 前記の結晶化ガラスがアパタイト結晶と、ウオラス
トナイト、ジオフサイド、フォルステライト、オケルマ
ナイト及びアノルサイトから選ばれるアルカリ土類ケイ
酸塩結晶の一種または二種以上含有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の無機生体材料。
トナイト、ジオフサイド、フォルステライト、オケルマ
ナイト及びアノルサイトから選ばれるアルカリ土類ケイ
酸塩結晶の一種または二種以上含有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の無機生体材料。
３ 重量百分率で
ＣａＯ１２〜５６
Ｐ２０５ ｉへ２７Ｓ！０２
２２〜５０ Ｍｇ０ Ｏ〜３４ Ａｊ２２０３ ０〜２５に２０
０〜１０ １、ｔ？ｏ Ｏ〜１ＯＮａ２０
０〜１０ Ｔ！Ｏｚ Ｏ〜１０ｚｒＯ？
０〜１０ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂ２０５ ０〜１゜Ｔａ２０５
０〜１０８２ ０３
０〜１０の範囲で上記成分を含有し、Ｃａ
ｂ、Ｐ２０Ｓ、ＳｉＯ２、ＭＱＯ及びＡｌ２２０３（７
）含有量合計が９０％以上である組成を有し、加熱処理
によりアパタイト結晶とウオラストナイト、ジオプサイ
ド、フォルスプライト、オケルマナイト及びアノルサイ
トから選ばれるアルカリ土類ケイ酸塩結晶のいずれかを
均一に析出する２００メツシユ以Ｆのマトリックスガラ
ス粉末に、ジルコニアを体積百分率で５〜５０％均一に
混合し、この混合物を所定の形に成型した俊に、この成
型体が焼結し、ガラスからアパタイト結晶と前記アルカ
リ上類ケイ酸塩結晶の一種または二種以上が析出する温
度域で熱処理することを特徴とする無機生体材料の製造
方法。
２２〜５０ Ｍｇ０ Ｏ〜３４ Ａｊ２２０３ ０〜２５に２０
０〜１０ １、ｔ？ｏ Ｏ〜１ＯＮａ２０
０〜１０ Ｔ！Ｏｚ Ｏ〜１０ｚｒＯ？
０〜１０ＳｒＯＯ〜１Ｏ Ｎｂ２０５ ０〜１゜Ｔａ２０５
０〜１０８２ ０３
０〜１０の範囲で上記成分を含有し、Ｃａ
ｂ、Ｐ２０Ｓ、ＳｉＯ２、ＭＱＯ及びＡｌ２２０３（７
）含有量合計が９０％以上である組成を有し、加熱処理
によりアパタイト結晶とウオラストナイト、ジオプサイ
ド、フォルスプライト、オケルマナイト及びアノルサイ
トから選ばれるアルカリ土類ケイ酸塩結晶のいずれかを
均一に析出する２００メツシユ以Ｆのマトリックスガラ
ス粉末に、ジルコニアを体積百分率で５〜５０％均一に
混合し、この混合物を所定の形に成型した俊に、この成
型体が焼結し、ガラスからアパタイト結晶と前記アルカ
リ上類ケイ酸塩結晶の一種または二種以上が析出する温
度域で熱処理することを特徴とする無機生体材料の製造
方法。
４ マトリックスガラスに混合されるジルコニアが、安
定化ジルコニア及び／又は部分安定化ジルコニアである
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。
定化ジルコニア及び／又は部分安定化ジルコニアである
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。
５ マトリックスガラスに混合されるジルコニアの形状
が、粉末及び／又はファイバであることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の方法。
が、粉末及び／又はファイバであることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の方法。
６ 粒径が２００メツシユ以下であるジルコニア粉末を
マトリックスガラスに混合することを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の方法。
マトリックスガラスに混合することを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の方法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量百分率で ＣａＯ １２〜５６ Ｐ＿２Ｏ＿５ １〜２７ ＳｉＯ＿２ ２２〜５０ ＭｇＯ ０〜３４ Ａｌ＿２Ｏ＿３ ０〜２５ Ｋ＿２Ｏ ０〜１０ Ｌｉ＿２Ｏ ０〜１０ Ｎａ＿２Ｏ ０〜１０ ＴｉＯ＿２ ０〜１０ ＺｒＯ＿２ ０〜１０ ＳｒＯ ０〜１０ Ｎｂ＿２Ｏ＿５ ０〜１０ Ｔａ＿２Ｏ＿５ ０〜１０ Ｂ＿２Ｏ＿３ ０〜１０ Ｆ＿２ ０〜５ Ｙ＿２Ｏ＿３ ０〜５ の範囲で上記成分を含有し、ＣａＯ、Ｐ＿２Ｏ＿５、Ｓ
ｉＯ＿２、ＭｇＯ及びＡｌ＿２Ｏ＿３の含有最合計が９
０％以上である組成を有する結晶化ガラス中にジルコニ
アを分散させたジルコニア複合結晶化ガラスからなる無
機生体材料。 ２ 前記の結晶化ガラスがアパタイト結晶と、ウォラス
トナイト、ジオプサイド、フォルステライト、オケルマ
ナイト及びアノルサイトから選ばれるアルカリ土類ケイ
酸塩結晶の一種または二種以上含有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の無機生体材料。 ３ 重量百分率で ＣａＯ １２〜５６ Ｐ＿２Ｏ＿５ １〜２７ ＳｉＯ＿２ ２２〜５０ ＭｇＯ ０〜３４ Ａｌ＿２Ｏ＿３ ０〜２５ Ｋ＿２Ｏ ０〜１０ Ｌｉ＿２Ｏ ０〜１０ Ｎａ＿２Ｏ ０〜１０ ＴｉＯ＿２ ０〜１０ ＺｒＯ＿２ ０〜１０ ＳｒＯ ０〜１０ Ｎｂ＿２Ｏ＿５ ０〜１０ Ｔａ＿２Ｏ＿５ ０〜１０ Ｂ＿２Ｏ＿３ ０〜１０ の範囲で上記成分を含有し、ＣａＯ、Ｐ＿２Ｏ＿５、Ｓ
ｉＯ＿２、ＭｇＯ及びＡｌ＿２Ｏ＿３の含有量合計が９
０％以上である組成を有し、加熱処理によりアパタイト
結晶とウォラストナイト、ジオプサイド、フォルステラ
イト、オケルマナイト及びアノルサイトから選ばれるア
ルカリ土類ケイ酸塩結晶のいずれかを均一に析出する２
００メッシュ以下のマトリックスガラス粉末に、ジルコ
ニアを体積百分率で５〜５０％均一に混合し、この混合
物を所定の形に成型した後に、この成型体が焼結し、ガ
ラスからアパタイト結晶と前記アルカリ土類ケイ酸塩結
晶の一種または二種以上が析出する温度域で熱処理する
ことを特徴とする無機生体材料の製造方法。 ４ マトリックスガラスに混合されるジルコニアが、安
定化ジルコニア及び／又は部分安定化ジルコニアである
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ マトリックスガラスに混合されるジルコニアの形状
が、粉末及び／又はファイバであることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の方法。 ６ 粒径が２００メッシュ以下であるジルコニア粉末を
マトリックスガラスに混合することを特徴とする特許請
求の範囲第３項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61072519A JPS62231668A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 無機生体材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61072519A JPS62231668A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 無機生体材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62231668A true JPS62231668A (ja) | 1987-10-12 |
| JPH0555150B2 JPH0555150B2 (ja) | 1993-08-16 |
Family
ID=13491657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61072519A Granted JPS62231668A (ja) | 1986-04-01 | 1986-04-01 | 無機生体材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62231668A (ja) |
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-
1986
- 1986-04-01 JP JP61072519A patent/JPS62231668A/ja active Granted
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