KR100378428B1 - 다공성 생체 임플랜트재 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 임플랜트재에 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 비드(bead)입자와 Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매인 바인더(binder)의 혼합물을 도포하는 도포과정과, 도포과정을 거친 임플랜트재를 가열하여 바인더(binder)를 증발시키는 예비소결과정과, 예비소결과정을 거친 임플랜트재를 가열하여 비드(bead)입자에 네킹(necking)을 일으키는 본소결과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법 및 상기와 같은 재질로된 비드입자가 표면에 코팅된 생체 임플랜트재에 관한 것이다.
본 발명에 따른 생체 임플랜트재는 피복층을 이루는 비드입자의 크기가 균일하고 기공이 균일하게 형성되어 생체 이식시 뼈가 상기 기공을 통하여 자라게 되어 뼈가 생체 임플랜트재에 강하게 결합된다.

Description

다공성 생체 임플랜트재 및 그 제조 방법{POROUS IMPLANT AND THE SAME MAKING}
본 발명은 Ti 금속이나 Ti을 주성분으로 한 합금으로 된 생체 임플랜트재에 Ti 금속이나 Ti을 주성분으로 합금으로 된 피복층이 형성되어 있는 것 또는 상기의 생체 임플랜트재에 상기의 피복층을 형성하는 방법에 관한 것이다.
생체 임플랜트재에 관한 것으로는 시멘트형과 무시멘트형이 있는데, 무시멘트형은 뼈가 생체 임플랜트재에 직접 달라 붙어 성장하여 뼈와 생체 임플랜트재와의 결합력을 유지하게 하는 방법이다. 따라서, 무시멘트형의 경우 뼈가 생체 임플랜트재에 직접 달라 붙어 성장할 수 있도록 생체 임플랜트재의 표면에 다공성 피복층을 형성하기도 하는데 본 발명은 이에 관한 것이다.
종래 상기와 같은 발명으로는 일본에 특허공개된 생체 임플랜트재료 및 제조방법(특개평7-255833)이 있었다.
종래의 발명은 "Ti을 주성분으로 한 금속체의 표면에 케이화 티탄을 주성분으로 한 피복층이 형성되는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재"와 "Ti을 주성분으로 한 금속체의 표면에 Si를 포함한 화합물을 도포한 후 열처리하는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 제조방법"을 요지로 한다.
그러나 상기의 종래 발명은 임플랜트재를 이루는 Ti이 임플랜트재 표면에 도포된 Si성분과 반응하여 피복층을 형성하므로, 피복층에 있어서 케이화 Ti입자가 형성하는 기공의 사이사이에 Si가 위치하게 된다. 따라서 피복층의 공극율은 피복층이 케이화 Ti입자만으로 이루어지는 경우에 비하여 작게 된다.
또한, 상기의 종래 발명은 임플랜트재를 이루는 Ti이 피복층에 균일하게 확산된다는 보장이 없으므로 피복층에 형성되는 기공의 분포가 고르지 않게 되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 생체 임플랜트제 의 표면에 형성되는 피복층에 있어서 기공이 균일하게 형성되고, 공극율이 크게 되는 생체 임플랜트제의 코팅방법 및 기공이 균일하게 형성되고, 공극율이 크게 형성된 피복층을 갖는 생체 임플랜트제를 제공한다.
도1은 본 발명에 의한 생체 임플랜트재의 코팅방법의 흐름도.
도2는 도1에 있어서 도포과정의 상세흐름도.
도3은 도1에 있어서 예비소결과정의 상세흐름도.
도4는 도1에 있어서 본소결과정의 상세흐름도.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는금속으로 된 임플랜트재에 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 비드(bead)입자와 Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매인 바인더(binder)의 혼합물을 도포하는 도포과정과, 도포과정을 거친 임플랜트재를 가열하여 바인더(binder)를 증발시키는 예비소결과정과, 예비소결과정을 거친 임플랜트재를 가열하여 비드(bead)입자에 네킹(necking)을 일으키는 본소결과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 생체 임플랜트재의 코팅방법에 있어서, 혼합물의 혼합시 바인더(binder)의 부피는 비드(bead)입자 부피의 1~3배이고, 비드(bead)입자의 지름은 200~1000㎛이며, 혼합물의 도포두께는 비드(bead)입자의 지름의 2~5배인 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법을 제공하기도 한다.
또한, 본 발명은 상기의 생체 임플랜트재의 코팅방법에 있어서, 예비소결과정은 300~500℃, 10-2~10-3torr하에서 2~6시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법을 제공하기도 한다.
또한, 본 발명은 상기의 생체 임플랜트재의 코팅방법에 있어서, 임플랜트재 및 비드(bead)입자의 재질은 Ti 또는 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4Mn이고, 본소결과정은 1100~1500℃, 10-5~10-7torr하에서 2~3시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는생체 임플랜트재의 코팅방법을 제공하기도 한다.
한편, 본 발명은 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 임플랜트재와, 임플랜트재 표면에 피복되며 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 비드(bead)입자로 이루어지는 피복층을 포함하는 다공성 생체 임플랜트재에 있어서, 비드입자는 동일한 지름을 갖는 구형이고, 피복층은 피복층 전체에 걸쳐 균일한 크기의 기공이 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 다공성 생체 임플랜트재를 제공하기도 하고, 상기의 다공성 생체 임플랜트재에 있어서 임플랜트재 및 비드(bead)입자의 재질은 Ti 또는 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4Mn 이고, 비드(bead)입자의 지름은 200~1000㎛이며, 피복층의 두께는 비드(bead)입자의 지름의 2~5배인 것을 특징으로 하는 다공성 생체 임플랜트재를 제공하기도 한다.
본 발명에 있어서, 생체 임플랜트(implant)재란 인공 고관절, 인공 슬관절, 인공 견관절, 인공 수지관절 등을 말하는 것으로 관절 성형술에 사용되는 인공관절을 말한다. 이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 인공 고관절의 비구컵과 스템(stem)을 예로 들어 설명하지만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예1
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 생체 임플랜트재의 코팅방법의 흐름도를, 도2는 도1에있어서 도포과정의 상세흐름도를, 도3은 도1에 있어서 예비소결과정의 상세흐름도를, 도4는 도1에 있어서 본소결과정의 상세흐름도를 나타낸다.
본 발명은 비구컵 또는 스템(stem)의 표면에 비드(bead)입자와 바인더 (binder)의 혼합물로 이루어지는 도포층을 형성하는 도포과정과, 도포과정을 거친 비구컵 또는 스템 (stem)을 가열하여 바인더(binder)입자를 증발시키는 예비소결과정과, 예비소결과정을 거친 비구컵 또는 스템(stem)을 가열하여 비드(bead)입자에 네킹(necking)을 일으키는 본소결과정을 갖는다.
1. 도포과정
도1, 도2를 참조하면, 도포과정에서는 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 비구컵 또는 스템(stem)의 표면에 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 비드(bead)입자와 Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매인 바인더(binder)의 혼합물로 이루어지는 도포층을 형성한다. Ti을 주성분으로 하는 비구컵 및 비드(bead)입자는 재질을 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4Mn로 하는 비구컵 및 비드(bead)입자를 포함한다. 이하, 비구컵 및 비드(bead)입자의 재질이 Ti-6Al-4V인 경우에 대해 설명하나, 비구컵 및 비드(bead)입자의 재질이 순수한 Ti이거나 Ti-6Al-4Mn인 경우도 동일하다. 한편, Si를 주성분으로 하는 용매란 다우코닝(Dow Corning)사의 Si계 고진공 그리이스(high-vacuum grease)를 포함한다. 다우코닝(Dow Corning)사의 Si계 고진공 그리이스는 Polydimethylsiloxane과 Silica(amorphous)와 Dimethyl siloxane(hydroxy-terminated)으로 이루어져 있는데, Polydimethylsiloxane이 60% 이상, Silica(amorphous)가 10% 이하, Dimethyl siloxane(hydroxy-terminated)은 10% 이하를 차지한다.
비구컵 또는 스템(stem) 및 비드(bead)입자의 재질은 Ti-6Al-4V이고, 비드 (bead)입자는 구형에 가까운 것으로서 지름은 200~1000㎛이며, 바인더(binder)는 다우코닝(Dow Corning)사의 Si계 고진공 그리이스(high-vacuum grease)이다.
도포층의 형성방법은 비드(bead)입자와 바인더(binder)를 균일하게 혼합하여 슬러리(slurry)형태로 만든 다음 혼합물을 비구컵 또는 스템(stem)의 표면에 점착시킨다. 비드(bead)입자와 바인더(binder)의 혼합시 바인더(binder)의 부피는 비드 (bead)입자의 부피의 1~3배가 되고, 도포층의 도포두께는 비드(bead)입자 지름의 2~5배가 되도록 한다.
2. 예비소결과정
도1, 도3을 참조하면, 예비소결과정에서는 도포과정을 거친 비구컵 또는 스템(stem)을 가열하여 비구컵 또는 스템(stem) 표면에 형성된 도포층에서 바인더(binder)를 증발시킨다.
예비소결과정은 불순물이 제거된 청정한 상태에서 진행된다. 이때, 온도는 300~500℃, 압력은 10-2~10-3torr, 열전달 시간은 2~6시간이다.
3. 본소결과정
도1, 도4를 참조하면, 본소결과정에서는 예비소결과정을 거친 비구컵 또는 스템(stem)을 가열하여 비구컵 또는 스템(stem)의 표면에 도포된 도포층상의 비드(bead)입자에 네킹(necking)을 일으키게 한다.
본소결과정도 불순물이 제거된 청정한 상태에서 진행된다. 따라서, 본 소결과정은 예비소결과정이 진행된 공간과 다른 공간에서 진행하는 것이 바람직하고, 예비소결과정이 진행된 공간과 동일한 공간에서 진행할 경우에는 예비소결과정에서 증발된 바인더(binder) 성분을 제거하고 진행하는 것이 바람직하다.
본소결과정에서는 1100~1500℃, 10-5~10-7torr하에서 2~3시간 동안 열전달이 이루어진다.
이하, 상기한 과정을 갖는 일실시예의 작용에 대해 상세히 설명한다.
1. 도포과정
도포과정에서는 비드(bead)입자를 점성이 큰 Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매와 혼합하여 비구컵 또는 스템(stem)의 표면에 도포함으로써, 점성이 큰 Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매에 의해 비드(bead)입자와 비드(bead)입자가 점착됨과 동시에 비드(bead)입자가 비구컵 또는 스템(stem)의 표면에 점착된다. 즉, Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매는 점착제 역할을 수행하므로 바인더(binder)라고 불리운다.
또한, 비드(bead)입자와 Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매의 혼합물은 균일하므로, 상기 도포층에 있어서 비드(bead)입자와 비드(bead)입자의 간격은 균일하게 된다.
한편, 비드(bead)입자와 바인더(binder)의 혼합시 바인더(binder)의 부피가비드(bead)입자의 부피의 1~3배가 되도록 하는 것은 도포과정에서 바인더(binder)에 의한 점착력을 확보하면서 예비소결과정에서의 산화를 방지하기 위해서이다.
2. 예비소결과정
예비소결과정에서는 끓는점이 낮은 바인더(binder)가 상당량 증발하고 비드 (bead)입자는 표면이 약간 용융되어, 비드(bead)입자와 비드(bead)입자 및 비드 (bead)입자와 비구컵 또는 스템(stem)은 자체의 점성 및 잔류하는 바인더(binder)의 점성에 의하여 상호 융착하게 된다.
즉, 예비소결과정의 결과 도포층이 비구컵 또는 스템(stem)에 안정되게 융착되기 위해서는 비드(bead)입자의 융착력만으로는 부족하므로 바인더(binder)가 일정량 이상 잔류하여야 한다. 따라서 필요한 바인더(binder)량을 도포층에 잔류시키위해서 예비소결과정은 6시간 이상 진행시키지 않는다.
또한, 비드(bead)입자와 비드(bead)입자 사이에 위치하여 비드(bead)입자와 비드(bead)입자를 점착시키던 바인더(binder)가 상당량 증발함에 따라 비드(bead)입자와 비드(bead)입자 사이에는 공극이 형성된다. 한편, 도포층에 있어서 비드 (bead)입자의 지름 및 비드(bead)입자와 비드(bead)입자의 간격은 균일하므로 상기 공극은 도포층 전체에 걸쳐 균일하게 형성된다. 이때, 비드(bead)입자의 지름이 지름이 균일하므로 도포층의 공극율은 비드(bead)입자의 지름이 불균일할 때에 비하여 크게 된다.
즉, 예비소결과정은 도포층에 있어서 비드(bead)입자의 분포를 균일하게 유지하고 비드(bead)입자와 비드(bead)입자 사이에 존재하는 바인더(binder)를 상당량 증발시켜 도포층의 공극율을 크게 하는 것이므로 바인더(binder)를 일정량 이상 증발시키는 것이 필요하다. 따라서, 예비소결과정은 최소한 2시간 이상 진행시키는 것이 바람직하다.
한편, Ti은 강한 활성을 갖지만 불순물이 없는 고진공상태에서 행해지므로 예비소결과정은 추가반응 없이 안정적으로 진행된다. 또한, 예비소결과정은 산화를 방지하기 위하여 500℃이하에서 진행된다.
3. 본소결과정
본소결과정에서는 도포층을 이루는 비드(bead)입자의 용융상태가 진전되어 비드(bead)입자에 네킹(necking)이 발생하여 비드(bead)입자와 비드(bead)입자 및 비드(bead)입자와 비구컵 또는 스템(stem)은 더욱 점착하게 된다. 따라서 생체 임플랜트재가 생체에 이식된 경우 도포층이 쉽게 박리되지 않게 된다. 한편, 본소결과정에서 도포층에서의 비드(bead)입자의 위치 및 비드(bead)입자와 비드(bead)입자 사이의 간격은 거의 변하지 않게 된다. 또한, 도포층에는 예비소결과정에서 증발하지 않은 바인더 (binder)가 일정량 잔류하게 되는데, 본소결과정에서는 도포층에 잔류하는 바인더(binder)가 추가로 증발된다.
한편, Ti은 강한 활성을 갖지만 불순물이 없는 고진공상태에서 행해지므로 본소결과정은 추가반응 없이 안정적으로 진행된다. 또한 비드(bead)입자에 발생하는 네킹(necking)부의 지름은 비드(bead)입자 지름의 1/4정도가 되는 것이 바람직하므로, 본소결과정은 1100~1500℃에서 진행시키는 것이 바람직하다.
즉, 본소결과정의 결과 비드(bead)입자와 비드(bead)입자 및 비드(bead)입자와 비구컵 또는 스템(stem)은 서로 강력하게 부착되며, 비구컵 또는 스템(stem) 표면의 도포층은 큰 공극율을 갖게 된다.
4. 실험결과
이하, 실험결과를 참조하여 상기의 일실시예의 작용을 설명한다.
실험1
시편: Ti-6Al-4V (10*20*2mm3)
비드: Ti-6Al-4V (지름 200~500㎛인 구형)
바인더: Si계 용매
소결조건: 400℃, 24h (예비소결) + 1200℃, 1h (본소결) - 조건1
400℃, 2h (예비소결) + 1300℃, 4h (본소결) - 조건2
결과: 조건1에서는 비드의 네킹이 거의 일어나지 않아 손으로 문지를 경우 비드가 떨어져 나오고, 조건2에서는 네킹지름이 비드지름의 1/5을 넘지 않는 범위에서 비드입자의 네킹이 진행되어 손으로 문질러도 비드가 떨어져 나오지 않았으나, 도포층의 표면은 심하게 산화되었다.
따라서, 도포층의 산화방지를 위해 소결과정은 진공도가 좋은 진공로에서 진행되는 것이 필수적이고, 비드입자에 네킹을 일으키기 위하여 본소결온도는 1250℃이상이 되는 것이 좋다고 판단된다.
실험2
시편: Ti-6Al-4V (10*20*2mm3)
비드: gas atomized spherical bead (212~250㎛)
바인더: polyvinylpyrrolidone powder ((C6H9NO)n) (m.p＞300℃)
소결조건: 400℃, 4h (예비소결) + 1250℃, 4h (본소결)
결과: 예비소결 후 비드가 붙어 있지 못하고 떨어져 내렸다. 따라서 바인더는 예비소결시 급격하게 제거되는 성분보다는 서서히 제거되는 성분이 바람직하다고 판단된다.
실험3
시편: Ti-6Al-4V (10*20*2mm3)
비드: gas atomized spherical bead (212~250㎛)
바인더: Si계 용매
소결조건: 400℃, 4h (예비소결) + 1250℃, 2h (본소결) - 조건3
700℃, 4h (예비소결) + 1250℃, 2h (본소결) - 조건4
결과: 예비소결 후 비드가 모두 붙어 있었고 본소결 후 조건3ㆍ4 모두 성공적으로 소결체를 얻었다. 그러나 예비소결시 산화의 가능성 때문에 조건3의 소결조건이 더욱 바람직하다고 판단된다.
실험4
시편: Ti-6Al-4V재질의 동물실험용 스템(헤드일체형) 및 비구컵 15세트
Ti-6Al-4V재질의 인체용 스템 및 비구컵 2세트
비드: pure Ti 비드 (지름 224~250㎛인 구형)
바인더: Si계 용매
소결조건: 400℃, 4h (예비소결) + 1250℃, 2h (본소결)
결과: 동물실험용 스템 및 비구컵 15세트와 인체용 스템 및 비구컵 2세트 모두 소결 후 비드 표면이나 제품 본체가 산화되지 않았고, 네킹도 성공적으로 이루어졌다.
본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 일실시예의 경우 비드(bead)입자의 지름은 200~1000㎛이고, 혼합물의 도포두께는 비드(bead)입자의 지름의 2~5배인 것으로 하였으나, 다른 일실시예의 경우 비드(bead)입자의 지름과 혼합물의 도포두께중의 어느 하나 또는 양자 모두를 다르게 할 수도 있다.
상기 일실시예의 경우 혼합물의 혼합시 바인더(binder)의 부피는 비드(bead)입자의 부피의 1~3배인 것으로 하였으나, 다른 일실시예의 경우 혼합물의 혼합시 비드(bead)입자와 바인더(binder)의 부피비를 다르게 할 수도 있다.
상기 일실시예의 경우 비구컵 또는 스템(stem) 및 비드(bead)입자는 재질이 Ti-6Al-4V인 것을 사용하였으나, 다른 일실시예의 경우 비구컵 또는 스템(stem) 및 비드(bead)입자는 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 재질을 사용할 수도 있다.
상기 일실시예의 경우 바인더(binder)는 다우코닝(Dow Corning)사의 Si계 고진공 그리이스(high-vacuum grease)를 사용하였으나, 다른 일실시예의 경우 바인더(binder)는 Si를 주성분으로 하는 용매일 수도 있다.
상기 일실시예의 경우 생체 임플랜트재는 비구컵 또는 스템(stem)인 것으로 하였으나, 다른 일실시예의 경우 생체 임플랜트재는 인공 슬관절, 인공 견관절, 인공 수지관절 등 관절 성형술에 사용되는 인공관절일 수도 있다.
실시예2
본 발명에 따른 일실시예는 Ti 또는 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4Mn로 된 임플랜트재에 있어서, 임플랜트재 표면에 피복되며 Ti 또는 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4Mn로 된 비드(bead)입자로 이루어지는 피복층을 포함하는 다공성 생체 임플랜트재를 제공한다.
비드입자는 동일한 지름을 갖는 구형이고, 비드(bead)입자의 지름은 200~1000㎛이다. 한편, 피복층을 이루는 비드(bead)입자는 이웃한 비드(bead)입자와 상호 네킹을 일으켜 결합하고 있다.
또한, 피복층은 피복층 전체에 걸쳐 균일한 크기의 기공이 균일하게 분포되어 있으며, 피복층의 두께는 비드(bead)입자의 지름의 2~5배이다.
본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 일실시예의 경우 비드(bead)입자의 지름은 200~1000㎛이고, 피복층의 두께는 비드(bead)입자의 지름의 2~5배인 것으로 하였으나, 다른 일실시예의 경우 비드(bead)입자의 지름과 피복층의 두께중의 어느 하나 또는 양자 모두를 다르게할 수도 있다.
상기 일실시예의 경우 비구컵 또는 스템(stem) 및 비드(bead)입자는 재질이 Ti 또는 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4Mn인 것을 사용하였으나, 다른 일실시예의 경우 비구컵 또는 스템(stem) 및 비드(bead)입자는 Ti을 주성분으로 하는 기타 재질을 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 생체 임플랜트재는 피복층에 기공이 균일하게 형성되고, 피복층을 이루는 비드입자의 크기가 균일하므로 피복층의 공극률이 크게 형성되므로,생체 이식시 뼈가 피복층에 형성된 기공을 통하여 자라게 되어 뼈가 임플랜트재와 강하게 결합될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 피복층을 이루는 비드입자가 네킹을 일으켜 상호 강하게 결합되므로 피복층은 높은 강도 가지게 되어 쉽게 박리되지 않는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 임플랜트재에 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 비드(bead)입자와 Si 또는 Si를 주성분으로 하는 용매인 바인더(binder)의 혼합물을 도포하는 도포과정과,
    상기 도포과정을 거친 상기 임플랜트재를 가열하여 상기 바인더(binder)를 증발시키는 예비소결과정과,
    상기 예비소결과정을 거친 상기 임플랜트재를 가열하여 상기 비드(bead)입자에 네킹(necking)을 일으키는 본소결과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 혼합물의 혼합시 상기 바인더(binder)의 부피는 상기 비드(bead)입자의 부피의 1~3배인 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비드(bead)입자의 지름은 200~1000㎛이고, 상기 혼합물의 도포두께는 상기 비드(bead)입자의 지름의 2~5배인 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 예비소결과정은 300~500℃, 10-2~10-3torr하에서 2~6시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 임플랜트재 및 비드(bead)입자의 재질은 Ti 또는 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4MnTi-6Al-4V 이고, 상기 본소결과정은 1100~1500℃, 10-5~10-7torr하에서 2~3시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 생체 임플랜트재의 코팅방법.
  6. Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 임플랜트재와, 상기 임플랜트재 표면에 피복되며 Ti 또는 Ti을 주성분으로 하는 금속으로 된 비드(bead)입자로 이루어지는 피복층을 포함하는 다공성 생체 임플랜트재에 있어서,
    상기 비드입자는 동일한 지름을 갖는 구형이고,
    상기 피복층은 피복층 전체에 걸쳐 균일한 크기의 기공이 균일하게 분포되는 것을 특징으로 하는 다공성 생체 임플랜트재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 임플랜트재 및 비드(bead)입자의 재질은 Ti 또는 Ti-6Al-4V 또는 Ti-6Al-4Mn 이고,
    상기 비드(bead)입자의 지름은 200~1000㎛이고, 피복층의 두께는 상기 비드(bead)입자의 지름의 2~5배인 것을 특징으로 하는 다공성 생체 임플랜트재.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02286155A (ja) * 1989-04-27 1990-11-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 人工歯根
JPH0531168A (ja) * 1991-07-30 1993-02-09 Isuzu Motors Ltd 生体用埋没材の製造方法
US5443510A (en) * 1993-04-06 1995-08-22 Zimmer, Inc. Porous coated implant and method of making same
JPH07255833A (ja) * 1994-03-24 1995-10-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 生体インプラント材及びその製造方法
US5773099A (en) * 1994-01-27 1998-06-30 Injex Corporation Dental care material and manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02286155A (ja) * 1989-04-27 1990-11-26 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 人工歯根
JPH0531168A (ja) * 1991-07-30 1993-02-09 Isuzu Motors Ltd 生体用埋没材の製造方法
US5443510A (en) * 1993-04-06 1995-08-22 Zimmer, Inc. Porous coated implant and method of making same
US5773099A (en) * 1994-01-27 1998-06-30 Injex Corporation Dental care material and manufacturing method
JPH07255833A (ja) * 1994-03-24 1995-10-09 Nippon Electric Glass Co Ltd 生体インプラント材及びその製造方法

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