JPS6330020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は合成ヒドロキシアパタイト或いはその
焼成物又はそれらの混合物（以下ヒドロキシアパ
タイトと言う）と有機質マトリツクスよりなる人
工歯根に関する。更に詳しくは、ヒドロキシアパ
タイトと有機重合性結合剤或いは有機結合性重合
物（以下有機質マトリツクスと言う）とを混合、
成形して得られる組成物であつて、骨と接触され
るべき界面でヒドロキシアパタイト相と有機質相
が特定の表面積比で露出していることを特徴とす
る人工歯根材を提供するものである。 義歯には単歯の欠損歯冠部を補綴する人工歯冠
や継続歯の他に、１歯以上数歯が欠損している場
合の補綴法としての橋義歯がある。該橋義歯法は
正常歯間を床のついた義歯で補綴するものである
が、口腔粘膜の上に装着されているだけであるた
め維持力が弱く、その咀嚼機能が天然歯に比べ著
しく劣る。また、該橋義歯法は正常な天然保持歯
をいためる欠点を有する。従つて、近年これらの
欠点を補うものとして、義歯の下部構造（維持部
分）を顎骨内、骨膜下或いは粘膜中に植えて支台
いわゆる人工歯根とし、これに義歯の上部構造を
連結するインプラント義歯の開発が進められてい
る。 従来、この人工歯根材には金属材料としてコバ
ルト―クロム合金、チタン、タンタルがあり、セ
ラミツク材料としては多孔質のアルミナセラミツ
クス、その他ガラス状カーボン、ポリメタクリレ
ートに骨の無機質を配合したもの等がある。しか
し、上記人工歯根材料等は生体に対する毒性、骨
との親和性、造骨作用への障害、耐久性或いは機
械的強度等において各々一長一短あり満足すべき
ものと言い難いものである。 これに対し、最近アパタイトを主体とした生体
セラミツクスは体内で吸収されながらホスト
（host）の新生骨でおきかえられ生体組織との親
和性に優れるものとして注目されてきた。しか
し、アパタイトは機械的強度特に耐衝撃性に劣る
欠点を有している。そこでアパタイトのインプラ
ント材への応用研究はアパタイトの新生骨との親
和接着性を維持しつつ、機械的強度の向上へ指向
している。例えば、特開昭53―75209はセラミツ
クス製インプラント芯材の外周にアパタイト粉末
の溶射層を有するインプラント材を開示してい
る。該インプラント材は溶射層表面を凹凸状と
し、骨組織が凹凸部に増殖してアンカー効果を示
す。即ち骨組織と強固に固定することを特徴とし
ている。従つて、該インプラント材はアパタイト
の機械的強度をセラミツクスで補綴し、また生体
親和性にすぐれる人工歯根材として一面的にはす
ぐれたものと言える。 しかし、実際の人工歯根材は埋植後、何んらか
の支障をきたし場合に抜き取る事も考慮しなけれ
ばならず、この点該引用インプラント材は骨との
親和性を強調するあまり実用面での配慮を欠くも
のと言える。即ち、インプラント義歯法は人工歯
根を顎骨等に埋植後、２〜３ケ月後に該歯根上に
義歯を結合させるのであるが、その間に人工歯根
の位置ずれ、欠損或いは炎症等の不都合が生じた
場合すみやかに該歯根を修正除去する必要があ
る。この場合、人工歯根と顎骨等の天然骨との接
着力があまりに強すぎると顎骨等をけずつて人工
歯根を抜き取る等しなければならず患者に対して
苦痛を与えたり、天然骨をいためることになる。 本発明の目的は上記欠点のない人工歯根を提供
することにある。 即ち、本発明者らは特定の粒径のヒドロキシア
パタイトと有機重合性結合剤或いは有機結合性重
合物とを混合成形して得られる組成物が骨との接
触面において、ヒドロキシアパタイト相と該有機
質相が特定の表面積比を有する場合、機械的特性
に優れると共に適度な天然骨との接着性を有する
ことを見出し、本発明に到達したものである。な
お本発明で言う適度な接着性とは埋植後排除され
ることがなく、また義歯の上部構造を連結後は充
分実用にたえる程度の接着力を有すると共に不都
合の生じた場合の抜き取りに際しては天然骨を折
つたり、欠損させることのないことをさす。 以下、本発明を詳述する。 本発明で用いるヒドロキシアパタイトは公知の
製造法で得られるもので良く、例えばセラミツス
第10巻(7)461頁（1975）に記載されているように
900〜1300℃の高温下の水蒸気気流中でCa₃
（PO₄）₂と過剰のCaCo₃を反応させる乾式合成法
やCa（No₃）₂水溶液とNH₄H₂PO₄水溶液を
NH₄OHアルカリ性下で反応させる湿式合成法な
どにより合成したもの及びその焼結体或いは公知
法によつて得られたヒドロキシアパタイト粉末を
加圧成形後、600〜1500℃で焼結した焼結アパタ
イトが用いられる。 ここでヒドロキシアパタイトは天然骨を原料と
し、例えば牛の骨を800℃前後で焼成し、有機物
を除去することで得ることも出来るが、これを用
いる場合には、原料の入手、品質の均一性、更に
残留不純物の存在による生体への適合性や骨の新
生速度に対する影響等の問題が生じ得る。 また、有機質マトリツクスとしては長時間生体
内に埋植するので樹脂の劣化、生体細胞の崩壊な
どのないことが必要であり、例えば、歯科用材料
として公知のビスフエノールＡ―グリシジルメタ
クリレート重縮合物、トリエチレングリコールジ
メタクリレート樹脂、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリ―２―ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、ポリエチレン、ポリサルフオン樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ四弗化エチレ
ン、ポリ弗化ビニリデン、ポリカーボネート樹脂
より選ばれた１種もしくは２種以上の混合物又は
これらのポリマーを構成するモノマーの２種以上
からなる共重合物が好ましい。 本発明の人工歯根は成形加工性、取扱い易さ、
機械的強度等から前記ヒドロキシアパタイトの粒
径1000μ以下、好ましくは100μ〜0.01μのものと有
機質マトリツクスとを混合後、公知の方法により
成形して得るが、ここで重要なことは骨との接着
面にあたる部分のヒドロキシアパタイト相と有機
質相の面積比が5/95〜70/30好ましくは10/90〜6
０／４０の範囲にあり且つヒドロキシアパタイト相が
不連続構造をとるように成形加工し、必要に応じ
所望の形状に切削、研磨等の方法で仕上げするこ
とにある。ヒドロキシアパタイト相が連続相或い
は表面占有面積比70％以上の場合は天然骨との接
着が強固となり抜き取り時に天然骨の欠損を生
じ、またヒドロキシアパタイトの表面占有面積比
が５％以下の場合は排除されて好ましくない。人
工歯根としての耐久性、接着性を考慮すれば該表
面面積比は10/90〜60/40の範囲が好ましいもので
ある。 以上の説明で明らかな如く、本発明は人工歯根
材としてヒドロキシアパタイトの新生骨との接着
性の過剰性能をある程度制御することに特徴を見
い出したものであり、従つて歯補強用組成物、例
えば歯の穴及び裂け目のシーラント、歯充てん剤
等の用途に対しては不適である欠点を有するが、
より実際的な人工歯根材として極めて有効なもの
である。 以下、実施例をもつて本発明を更に説明する。 製造例 硝酸カルシウム328ｇ（２モル）、蒸留水1320ml
及び1180mlの濃アンモニアよりなる撹拌混合物中
にリン酸水素二アンモニウム158.5ｇ（1.2モル）、
蒸留水3780ml及び1420mlの濃アンモニアよりなる
混合物（PH11〜12）を約30分かけて適下した。得
られた懸濁液を遠心分離器にかけ、ケーキ状物を
得た。該ケーケ状物を100℃で一昼夜乾燥後、次
いで電気炉で500℃３時間加熱してヒドロキシア
パタイト粉末を、また1250℃60分間焼成し白色の
焼結ヒドロキシアパタイトを得た。 該未焼成及び焼成ヒドロキシアパタイトは元素
分析の結果、Ca／Ｐ値が1.66であつて、またＸ線
回析の結果からも高純度のヒドロキシアパタイト
であることが認められた。 上記合成によつて得られたヒドロキシアパタイ
トを粉砕後、以下の組成物原料に供した。 実施例 １ 粒径10〜70μの焼結ヒドロキシアパタイト粉末
とビスフエノールＡ―グリシジルメタクリレー
ト／メチルメタクリレート（重量比6/4）とを体
積比（比重より求めた実質体積比を意味する）で
１：１（重量比75：25）に混合し、更に重合開始
剤として過酸化ベンゾイル0.05重量％添加後、撹
拌機で均一混合した。次いで、該均一混合物を内
径５mmのガラス管に入れ、脱泡後、80℃の温度で
２時間重合反応を行いヒドロキシアパタイト組成
物（試料１）を得た。試料１の圧縮強度は2200
Kg／cm²であつた。 実施例 ２ 焼結ヒドロキシアパタイトとして粒径100〜
500μのものを用い、またメチルメタクリレート
の代わりに２―ヒドロキシエチルメタクリレーを
用いた〔焼結ヒドロキシアパタイトとビスフエノ
ールＡ―グリシジルメタクリレート／２―ヒドロ
キシエチルメタクリレート（重量比6/4）との重
量比74：26〕以外は実施例１と同様の方法でヒド
ロキシアパタイト組成物（試料２）を得た。試料
２の圧縮強度は、1700Kg／cm²であつた。 実施例 ３ 焼結ヒドロキシアパタイトとビスフエノールＡ
―グリシジルメタクリレート／メチルメタクリレ
ート（重量比6/4）とを体積比３：７（重量比56：
44）で混合した以外は実施例１と同様にしてヒド
ロキシアパタイト組成物（試料３）を得た。試料
３の圧縮強度ろ2000Kg／cm²であつた。 実施例 ４ 平均粒径20μの焼結ヒドロキシアパタイト粉末
と微粒状の高密度ポリエチレン〔三井石油化学工
業製、ハイゼツクス（粉末成形用）〕を体積比
１：６（重量比36：64）の割合でヘンシエルミキ
サーを用いて均一に混合後、成形温度300℃、成
形圧力250Kg／cm²で加圧成形しヒドロキシアパタ
イト組成物（試料４）を得た。試料４の圧縮強度
は250Kg／cm²であつた。 実施例 ５ 粒径30〜70μの焼結ヒドロキシアパタイト粉末
とメチルメタクリレートモノマーを体積比１：１
（重量比77：23）の割合で均一に混合し、更に重
合開始剤として過酸化ベンゾイル0.05重量％を添
加し混合後次いで内径５mmのガラス管中で脱泡処
理し、80℃で２時間保ち、ヒドロキシアパタイト
組成物（試料５）を得た。試料５の圧縮強度は
1500Kg／cm²であつた。 実施例 ６ 粒径30〜70μの焼結ヒドロキシアパタイト粉末
と微粉末ポリサルフオン樹脂（日産化学製、ユー
デルポリサルホン）を体積比１：３（重量比46：
54）の割合で均一に混合後、成形温度340℃、成
形圧力200Kg／cm²で加圧成形し、ヒドロキシアパ
タイト組成物（試料６）を得た。試料６の圧縮強
度は1600Kg／cm²であつた。 実施例 ７ 粒径30〜70μの焼結ヒドロキシアパタイト粉末
と微粉状ポリ四弗化エチレン（Du Pont製、テフ
ロン）を体積比１：３（重量比32：68）の割合で
均一に混合後、成形温度380℃、成形圧力250Kg／
cm²で加圧成形し、ヒドロキシアパタイト組成物
（試料７）を得た。試料７の圧縮強度は150Kg／cm²
であつた。 実施例 ８ 平均粒径50μの焼結ヒドロキシアパタイト粉末
と微粉末６，６―ナイロン（Du pont製、Zytel
101）を体積比１：３（重量比48：52）の割合に均
一混合し、次いで成形温度265℃、成形圧力300
Kg／cm²で加圧成形し、ヒドロキシアパタイト組成
物（試料８）を得た。試料８の圧縮強度は1700
Kg／cm²であつた。 比較例 １ 焼結ヒドロキシアパタイト粉末とビスフエノー
ルＡ―グリシジルメタクリレート／メチルメタク
リレート（重量比6/4）とを体積比３：97で混合
した以外は実施例１と同様にしてヒドロキシアパ
タイト組成物（試料９）を得た。 比較例 ２ 焼結ヒドロキシアパタイト粉末とビスフエノー
ルＡ―グリシジルメタクリレート／メチルメタク
リレート（重量比6/4）とを体積比３：１で混合
した以外は実施例１と同様にしてヒドロキシアパ
タイト組成物（試料10）を得た。 比較例 ３ 内径４mmのガラス管を用いた以外は実施例１と
同様にしてヒドロキシアパタイト組成物（試料
11）を得た。 比較例 ４ 空孔率65％の均一な多孔性ヒドロキシアパタイ
ト焼結体の空孔に0.05重量％の過酸化ベンゾイル
を含むビスフエノールＡ―グリシジルメタクリレ
ート／メチルメタクリレートの混合物（重量比6/
４）を減圧下含浸し、これを取り出し80℃で２時
間保ち、ヒドロキシアパタイト組成物（試料12）
を得た。 次に実施例１〜８及び比較例１，２及び４で得
られた各試料を直径４mm、長さ10mmの大きさに切
削加工し、又比較例３で得られた試料はそのまま
で成犬の大腿骨に外科的に移植した。６ケ月後に
各移植試料の入つた大腿骨を切り離し、骨との接
着性試験に供した。移植前に測定した各試料のヒ
ドロキシアパタイト相と有機質マトリツクス相の
表面面積比、移植後の接着性試験及び各試料の衝
撃強度の結果を第１表に示す。 表面面積比は各試料の表面の顕微鏡写真から求
めた。また、接着性は各移植大腿骨をインストロ
ンの支持台の上におき、移植試料の円筒軸方向に
１cm／minの速度で徐々に荷重をかけその状態を
観察した。

【表】

【表】 ＊：骨との接着性認められず、極小荷重で脱落
＊＊：4／4は良好な打抜きの出来た試料数／試験に
供した試料数
＊＊＊：ヒドロキシアパタイトの表面占有率は１％以
下であることを示す。
以上の結果からも明らかな如く、本発明は歯根
材として接着性、抜取り性及び機械的特性すべて
の点にすぐれていることが立証された。 実施例 ９ 直径3.5mm、長さ10mmの円筒状に切削加工した
試料１と試料９を各々２ケ宛抜歯直後にドリルで
孔をあけた成犬の顎骨に埋植した。その結果、試
料９は１ケ月後に２ケとも顎骨より排除されてし
まつたが、試料１は６ケ月後においていずれも排
除されなかつた。この試料１の１つを通常の抜歯
法により抜歯したところ成犬の顎骨をいためるこ
となく抜くことが出来た。また残りの試料１を埋
植した成犬の顎骨を１年後切り離し光学顕微鏡、
Ｘ線撮影で検査したところ、埋植部は正常に治癒
し、新しい骨が埋植物と顎骨との間隙に生成して
いることが認められた。また、炎症或いは異物反
応等不都合は認められなかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒状又は粉末状の合成ヒドロキシアパタイト
   或いはその焼成物又はそれらの混合物が有機質マ
   トリツクス中に分散している組成物であつて、骨
   と接触されるべき界面部が該アパタイト相と有機
   質相の両者で構成されており、前記接触されるべ
   き界面部におけるアパタイト相と有機質相の構成
   が面積比で5/95〜70/30であることを特徴とする
   人工歯根。 ２ 合成ヒドロキシアパタイト或いはその焼成物
   又はそれらの混合物の粒径が1000ミクロン以下で
   ある特許請求の範囲第１項記載の人工歯根。 ３ 粒状又は粉末状合成ヒドロキシアパタイト或
   いはその焼成物又はそれらの混合物と有機質マト
   リツクスを均一に混合し、次いで成形加工するこ
   とからなり、成形に際し又は成形後、骨と接触さ
   れるべき界面をヒドロキシアパタイト相と有機質
   相の面積比で5/95〜70/30とすることを特徴とす
   る人工歯根の製造法。 ４ 合成ヒドロキシアパタイト或いはその焼成物
   又はそれらの混合物の粒径が1000ミクロン以下で
   ある特許請求の範囲第３項記載の人工歯根の製造
   法。