JPS6338443A - 人工歯根用インプラント及びその製造法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は人工歯根用インプラント及びその製造法に関す
るものである。さらに詳しくいえば、本発明は、生体に
対して優れた親和性を有し、長期間にわたって使用して
も脱落することがない上に、機械的強度に優れた人工歯
根用インプラント、及びその製造法に関するものである
。

従来の技術 近年、医療技術のめざましい発展に伴い、人工臓器、人
工血管、人工関節、人工骨、人工歯根などの人工材料を
生体に挿入し、置換して失われた生体の一部や機能を回
復させるいわゆるインプラントロジーが脚光をあびてい
る。

特に、歯科治療においては、歯根を除去した跡に人工歯
を入れる場合、骨と人工歯とを固定するための人工歯根
が積極的に利用されている。

従来、この人工歯根の材料としては、チタンやタンタル
、あるいはコバルト−クロム系合金、ステンレス鋼など
の金属材料や、単結晶体、多結晶体、多孔質体のアルミ
ナ材料などが知られている。

しかしながら、前者の金属材料は生体組織との親和性に
劣るために、長期間にわたって使用していると、脱落す
るのを免れない上に、溶出イオンにより、生体を害する
恐れがある。一方、該アルミナ材料は生体中でほとんど
化学変化を起こさず、長期間にわたって安定で、生体に
対して無害である上に、生体親和性も比較的よいが、生
体組織と化学結合を形成することがなく、十分に満足し
うる材料とはいえない。

そこで、最近、骨や歯の組成と近似し、優れた生体親和
性′ｔ−有する材料として、リン酸三カルシウムや水酸
アパタイトなどが注目され、これらの材料を用いて人工
歯根を調製することが提案されている（例えば特開昭５
６−５４８１号公報参照）。

これらの材料は、生体く対して無害であり、かつ生体親
和性に優れる上に、自然骨と強く結合するという特徴を
有している。

また、骨組織と親和性のよいガラス、いわゆるバイオガ
ラスが生体材料として注目され、例えばこのものとメタ
クリレート系合成樹脂とから成る骨外科又は歯外科用結
合剤が提案されている（特開昭５１−９８７５４号公報
）。このバイオガラスは５ｉ０２−Ｎａ２０系ガラスや
ＳｉＯ２−Ｎａ２０−に２０−ＭｇＯ系ガラスに多量の
ＣａＯとＰ２０５を含有させたものであり、生体に対し
て無害であシ、かつ生体親和性が良い上に、自然骨と強
く結合するという性質含有している。これは、生体内に
おいて、該ガラス表面に水酸アパタイトが形成されるた
めである。

これらのアパタイト材料やバイオガラス材料は。

前記したように、生体に対して無害でかつ親和性に優れ
、しかも自然骨と強く結合するという優れた特電を有す
るが、チタンなどの金属材料やアルミナなどのセラミッ
クス材料に比べて強度が劣り、それらから形成される人
工歯根は強い衝撃や圧力が加えられると破損する恐れが
あるという欠点を有している。

このような欠点を改良したものとして、例えばセラミッ
クス製インプラント芯材の外周に、水散アパタイト粉末
の溶射層を有するインプラントが提案されている（特公
昭５９−４６９１１号公報）。

しかしながら、このインプラントは、機械的強度には優
れるものの、その水酸アパタイト粉末の溶射層がち密質
である上に、水酸アパタイトの水酸基の放出は１０００
℃付近から少しずつ始まシ。

１３００℃以上で急激に始まることから、浴射時に水酸
基の分解を免れず、完全な水酸アパタイトの被覆層が形
成されないために、生体親和性については必ずしも満足
しうるものではない。

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような従来の芯材表面に水酸アパ
タイト粉末の溶射層を設けて成る人工歯根用インプラン
トにおける欠点を加良し、機械的強度が優れる上に、生
体親和性にも極めて優れた人工歯根用インプラントラ提
供することにある。

問題点を解決するための手段　　　　。

本発明者らは、優れた機械的強度及び生体親和性を有す
る人工歯根用インプラントロジー発するために種々研究
を重ねた結果、金属製又はセラミックス製インプラント
芯材の表面に、難＠注リン酸カルシウム塩粉末の溶射層
を設けたのち、加水分解して該難溶性リン酸カルシウム
塩全水酸アパタイト又はハロゲン含有水酸アパタイトに
転化することによって、該溶射層は生体親和性に極めて
優ルた多孔質の完全な水酸アパタイト又は・・ロゲン含
有水酸アパタイトの被覆層となり、その目的を達成しう
ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成する
に至った。

すなわち、本発明は、金属製又はセラミックス製インプ
ラント芯材の面に、難水溶性リン酸力ルンウム塩の溶射
加水分解層を被覆して成る人工歯根用インプラント’６
提供するものであり、このものは、金属製又はセラミッ
クス製インプラント芯材の表面に、難水溶性リン酸カル
シウム塩粉末の溶射層を設け、次いでこれを加水分解す
ることに屑材料又はセラミックス材料が用いられ、金属
材料としては、例えばチタンやタンタルなどの金属、コ
バルト−クロム系合金やステンレス鋼などの合金が挙げ
られる。セラミックス材料としては、例えばＡｔ２０３
．　　Ｚｒ０２、ＴｉＯ２、ＣａＯ−Ａｔ２０３　　、
Ａｔ２Ｃ１５−８ｉ０２系ガラス、５ｉ０２−Ｎａ２０
−ＣａＯ−Ｐ２０５系ガラス（バイオガラス）、カーボ
ンなどが挙げられる。

また、本発明において用いる難溶性リン酸力ルンウム塩
としては、リン酸三カルシウム〔Ｃａ３（ＰＯ４）２　
〕、リン酸水素カルシウム（Ｃ！ａＨＰＯ４）及びその
２水塩（Ｃ！ａＨＰＯ４＋　２Ｈ２０）　などが挙げら
れる。リン酸三カルシウムには、低温安定相（β相）、
高温安定相（α相）、準安定相のものが知られているが
、本発明においては、これらの中の任意のものを用いる
ことができるし、２種以上組み合わせて用いてもよい。

本発明においては、これらの難溶性リン酸カルシウム塩
粉末を金属製又はセラミックス製インプラント芯材の表
面に溶射して、その溶射層を形成する。該粉末の粒径は
０．０５〜０．５μｍの範囲が好ましく、また溶射は慣
用されている溶射装置、好ましくはプラズマ溶射装置を
用いて行われる。この際、芯材の表面の凹凸が必要な場
合には、切削、グリッドプラストなどの機械加工により
粗面化全行ってもよい。さらに、所望に応じ、あらかじ
め該芯材の表面に、通常用いられているボンディング剤
の溶射層を設けたのち、この上に難溶性リン酸カルシウ
ム塩粉末の溶射層を設けてもよい。

このようにして形成された難溶性リン酸カルシウム塩粉
末の溶射層は温水を用い、好ましくは６０〜１００℃の
範囲の温度で処理されるか、又はアルカリ水溶液、例え
ば水酸化アンモニウム水溶ｉを用い、好ましくは３０〜
１００℃の範囲の温度において処理される。この処理に
より、該難溶性リン酸カルシウム塩は加水分解されて、
六角柱状の水酸アパタイトに完全に転化し、芯材の表面
に。

多孔質の水酸アパタイトの被覆層が形成される。

該水酸アパタイトは、加水分解条件により、そのＣａ／
Ｐ比を任意に調節することもできる。また、前記温水中
にハロゲンイオンを含有させてもよく、これによって、
耐う触性のよいハロゲン含有水酸アバメイトの被覆層が
形成される。このハロゲンイオンとしては特にフッ素・
ｆオンが好適である。

このようにして形成された水酸アパタイト層又はハロゲ
ン含有水酸アパタイト層は多孔質であるので、その気孔
に骨細胞が進入して、強固な固定が得られる。この被覆
層の厚さは０．１μｍ〜ｌ　ｆｉｌｌの範囲、好ましく
は数十μｍ程度が望ましく、被覆層が厚すぎると剥離し
やすく、一方薄すぎると生体活性が悪くなる。

次に、添付図面に従って本発明の人工歯根用インプラン
トラ説明すると、第１図は本発明の人工歯根用インプラ
ントの構造の１例を示す断面図であり、このものは台座
部分１とその底部に取り付けられた突起部２とが金属材
料又はセラミックス材料で一体的に形成され、両者の全
表面にわたって、水酸アパタイト又はハロゲン含有水酸
アパタイトの被覆層３が設けられた構造を有している。

このような構造のインプラント以外にも、第２図に示す
ような円柱状で底部のみが球状の構造を有するインプラ
ントも好適である。第２図は本発明の人工歯根用インプ
ラントの構造の他の例全示す斜視図であり、台座部分１
と突起部２とが金属材料又はセラミックス材料で一体的
に形成され念芯材の表面に、水酸アパタイト又はハロゲ
ン含有水酸アパタイトの被覆層３が設けられた構造を有
している。

発明の効果 本発明の人工歯根用インプラントは、芯材の全表面にわ
たって、多孔質の完全な水酸アパタイト又はハロゲン含
有水酸アパタイトの被覆層が設けられたものであり、生
体親和性に優れる上に、該被覆層の気孔に骨細胞が進入
し、強固な固定が得られる。さらに芯材として金属材料
又はセラミックス材料を用いているので、圧縮強度、曲
げ強度、引張り強度、耐衝撃強度などの機械的強度に優
れたものである。また、被覆層がハロゲン特にフッ素含
有水酸アパタイトである場合、酎う触性にも優れている
。

実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ プラズマ溶射装置（メテコ社Ｍ　Ｔｙｐｅ　−３Ｍ　型
、６ＭＲ−６３０型電源装置つき）で、　３ＭＢ’　　
溶射ガンを使用して、チタン製インプラント芯材の表面
にリン酸三カルシウム（α相）粉末を溶射した。溶射の
条件は以下のとおりである。

アルゴンガス１００ｐｓｉ、水素ガス５０ｐｓｉとし、
アルゴン／水累の流量は３Ｍ型溶射装置で８０目盛／１
５目盛とする。アーク電圧７０Ｖ、アーク電流５００Ａ
の条件で、約１０のの長さのアルゴン水素プラズマジェ
ットフレームを発生させ、インプラント芯材をフレーム
先端に置き、リン酸三カルシウム粉末ヲフィーダーから
フレーム中にフィードし、芯材の位置を変えながら塗膜
が均一に付着するようにプラズマスプレーを行った。１
０分間の溶射で、平均膜厚２００μのリン酸三カルシウ
ム層をコートすることができた。

次に、このものを、１００℃の熱水で７時間処理して、
溶射層のリン酸三カルシウムを加水分解し、完全に水酸
アパタイトに転化した。

この処理により、芯材の表面に多孔質の水酸アパタイト
の被覆層を設けて成る人工歯根用インブランドが得られ
た。

第３図にリン酸三カルシウム粉末の溶射層の顕微鏡写真
を、第４図に該溶射層の加水分解により形成された水酸
アパタイトの被覆層の顕微鏡写真を示す。この第４図か
ら分かるように、加水分解により、六角柱状の水酸アパ
タイトの結晶が形成されている。

実施例２ 実施例１と同様にして、芯材にα−リン酸三カルシウム
をプラズマ溶射して得られたサンプルを、１００℃の熱
水で７時間処理したのち、これに１重量係のフッ化カル
シウム（Ｃ！ａＦ２　）を添加し、さらに１時間処理し
たところ、サンプルの表面層はフッ素含有水酸アパタイ
トとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ本発明の人工歯根用イン
プラントの構造の異なった例を示す断面図及び斜視図で
あり、図中符号１は台座部分、２は突起部分、３は水酸
アパタイトの被１夏層である。 第３図及び第４図は、それぞれ実施例におけるリン酸三
カルシウム粉末の溶射層及び該溶射層の加水分解によシ
形成され九水酸アパタイト被覆層の組織を構成する結晶
の構造を示す顕微鏡写真図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　金属製又はセラミックス製インプラント芯材の表面
   に、難水溶性リン酸カルシウム塩の溶射加水分解層を被
   覆して成る人工歯根用インプラント。 ２　難水溶性リン酸カルシウム塩がＣａＨＰＯ＿４・２
   Ｈ＿２Ｏ、ＣａＨＰＯ＿４、α−Ｃａ＿３（ＰＯ＿４）
   ＿２及びβ−Ｃａ＿３（ＰＯ＿４）＿２の中から選ばれ
   た少なくとも１種である特許請求の範囲第１項記載のイ
   ンプラント。 ３　難水溶性リン酸カルシウム塩の溶射加水分解層が水
   酸アパタイト層である特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のインプラント。 ４　難水溶性リン酸カルシウム塩の溶射加水分解層がハ
   ロゲン含有水酸アパタイト層である特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載のインプラント。 ５　金属製又はセラミックス製インプラント芯材の表面
   に、難水溶性リン酸カルシウム塩粉末の溶射層を設け、
   次いでこれを加水分解することを特徴とする人工歯根用
   インプラントの製造方法。 ６　難水溶性リン酸カルシウム塩がＣａＨＰＯ＿４・２
   Ｈ＿２Ｏ、ＣａＨＰＯ＿４、α−Ｃａ＿３（ＰＯ＿４）
   ＿２及びβ−Ｃａ＿３（ＰＯ＿４）＿２の中から選ばれ
   た少なくとも１種である特許請求の範囲第５項記載の方
   法。 ７　温水又はアルカリ水溶液を用い、溶射層を加水分解
   して水酸アパタイト層に転化する特許請求の範囲第５項
   又は第６項記載の方法。 ８　ハロゲンイオンを含む温水を用い、溶射層を加水分
   解してハロゲン含有水酸アパタイト層に転化する特許請
   求の範囲第５項又は第６項記載の方法。