WO2009145361A1 - インプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプラント - Google Patents

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Definitions

  • Implant body manufacturing method thereof and dental implant plant
  • the present invention relates to an implant body fixed in close contact with a bone, for example, an implant body embedded in a jaw bone or the like in the case of a root defect of a permanent tooth, a manufacturing method thereof, and a dental implant plan.
  • a dental implant is used in which the implant body is inserted and fixed in the drilling of the alveolar bone.
  • This dental implant is generally composed of an implant body fixed to an alveolar bone, and an abutment that is screwed to the implant body and can be fitted with an artificial dental crown.
  • Patent Document 1 describes several materials including ceramic materials as the material for the in-plan.
  • this Patent Document 1 describes that the surface of an implant is roughened by performing chemical, electrochemical, mechanical, or laser treatment on the surface of the implant in order to provide biocompatibility. Has been made.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 4 0 4 6 2 1 3 Summary of the Invention
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an implant body capable of obtaining good biocompatibility and high bone bonding, a manufacturing method thereof, and a dental implant. To do.
  • the implant body of the present invention is an imprune housing fixed in contact with bone, and is formed of a base material portion formed of zirconia and a surface of the base material portion. And a surface layer having a low hardness.
  • the base material part formed of zirconia and the surface layer formed on the surface of the base material part and having a lower hardness than the base material part is formed.
  • the soft and soft surface layer functions as a buffer layer that relieves the hardness difference between the bone and the base material, and the soft surface further increases bone adhesion.
  • the implant body of the present invention is characterized in that a number of cracks are formed in the surface layer. That is, in this implant body, since many cracks are formed in the surface layer, it is not only roughened, but it becomes possible for bone cells to enter the cracks in the surface layer, When bone cells invade, the contact area is greatly increased and the wedge effect is obtained. Adhesion and bone bonding can be obtained.
  • the implant body of the present invention is characterized in that the hardness of the surface layer is equal to or less than the hardness of the bone. That is, in this implant body, since the hardness of the surface layer is set to be equal to or less than the hardness of the bone, the bone tissue is more easily adhered because it has the same hardness as the bone or a softer and softer surface than the bone.
  • the implant body of the present invention is characterized in that the surface layer is formed of zirconium hydroxide. That is, in this implant body, since the surface layer is formed of zirconium hydroxide, good biocompatibility with bone tissue and high bone bonding can be obtained by the surface layer of zirconium hydroxide. . In other words, the zirconium hydroxide in the surface layer has an ion exchange action, and it is considered that the increase of calcium ions and the motility of cells are achieved, and the bone adhesion is greatly improved.
  • the dental implant of the present invention includes the implant body of the present invention described above, which is fixed by being inserted into a perforation of an alveolar bone as the bone. That is, this dental implant is provided with the implant body of the present invention that is inserted and fixed in the perforation of the alveolar bone, so that it is excellent in mechanical strength and high in the alveolar bone by the soft and soft surface layer. Bone adhesion can be obtained.
  • a method for manufacturing an implant body according to the present invention is a method for manufacturing an implant body that is fixed in contact with bone, in the air containing water on the surface of a base material portion formed of zirconia.
  • the method has a step of forming a surface layer of zirconium hydroxide having a hardness lower than that of the base material portion by irradiating a laser beam.
  • the surface of a base material part formed of zirconia is irradiated with laser light in air containing moisture, and zirconium hydroxide having a hardness lower than that of the base material part. Since the surface layer is formed, it is possible to easily form a soft zirconium hydroxide surface layer having high bone adhesion on the surface of the base material portion. That is, for example, the zirconia of the base material irradiated with a short wavelength laser beam such as a solid-state laser is roughened by changing the surface properties due to the high energy of the laser beam.
  • a surface layer of hydroxide can be formed by reacting zirconia and moisture.
  • the surface layer of zirconium hydroxide by this manufacturing method can be reduced in hardness by the occurrence of numerous cracks.
  • the laser beam, N d you, characterized in that a laser beam of the fundamental wave by YAG laser or YV 0 4 laser. That is, in the manufacturing method of the implant body, as a laser beam, N d: By using a laser beam of the fundamental wave by YAG laser or YV 0 4 laser, by the laser beam of high energy in the short wavelength Li, mother Jirukonia A surface layer of zirconium hydroxide can be formed on the surface of the material part, and many cracks can be easily formed.
  • the method for manufacturing an implant body according to the present invention is characterized in that the hardness of the surface layer is made equal to or less than the hardness of the bone by irradiation with the laser beam. That is, in this method of manufacturing the in-plan frame, the hardness of the surface layer is made equal to or less than the hardness of the bone by the irradiation of the laser beam, and as described above, a surface layer that makes the bone tissue easier to adhere is obtained. be able to.
  • the surface layer of the base material portion formed of zirconia and having a lower hardness than the base material portion is formed.
  • the soft and soft surface layer functions as a buffer layer that relieves the hardness difference between the bone and the base material part, and the soft surface further increases bone adhesion. Therefore, good biocompatibility and high bone bonding can be obtained as an implant body.
  • this implant body as an implant body of a dental implant that is inserted and fixed in a perforation of an alveolar bone, high bone adhesion to the alveolar bone can be obtained.
  • FIG. 1 is a front view showing a dental implant plant in an embodiment of an in-plan housing according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a dental in-plan housing.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a main part showing an implant body in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing the results of infrared spectrophotometric analysis of the surface in Comparative Examples and Examples of an implant body, a manufacturing method thereof, and a dental implant according to the present invention.
  • FIG. 4 is a SEM image obtained by photographing an implant body surface in an example of an implant body, a manufacturing method thereof, and a dental implant plan according to the present invention.
  • FIG. 5 is a SEM image obtained by photographing an implant body surface in an embodiment of an implant plan body, a manufacturing method thereof, and a dental plan plan according to the present invention.
  • FIG. 6 is a S E M image obtained by photographing an implant body surface in an example of an implant body according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a dental implant plan.
  • FIG. 7 In a comparative example of an implant plant according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a dental implant plan IV, an implant body was actually placed in an experimental rack, and a cross-section of an essential part by an optical microscope after four weeks had passed. It is an enlarged photo.
  • FIG. 8 In the comparative example of the implant plant according to the present invention, its manufacturing method, and dental implant plan IV, an enlarged cross-section of the main part by an optical microscope after four weeks have passed since the implant body was placed in the experimental rack. It is a photograph.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a cross-section of the main part of the implant body according to the present invention, a manufacturing method thereof, and a dental implant plan using an optical microscope in a state in which four weeks have passed after the implant body was placed in an experimental rat. It is a photograph.
  • FIG. 10 is an enlarged view of a cross section of a main part of an implant plant according to the present invention, a method for producing the implant plant, and a dental implant using an optical microscope after four weeks have passed since the implant was placed in a laboratory rat. It is a photograph.
  • FIG. 11 In the comparative example of the implant plan body according to the present invention, the manufacturing method thereof and the dental implant type, the main part by the optical microscope after 4 weeks after the implant body was placed in the experimental rack. It is an enlarged photograph of a section.
  • FIG. 12 In the example of the implant body and the manufacturing method thereof and the dental implant according to the present invention, the cross-section of the main part of the implant body is observed with an optical microscope after 4 weeks after the implant body is placed in the experimental rack. It is an enlarged photo.
  • the implant body 2 of the present embodiment is an implant plan body that is fixed in contact with the bone, and is inserted into the perforation of the alveolar bone as the bone and fixed as shown in FIG.
  • the implant body 2, which is applied to the dental plan of the dental implant 1, has a tapered, generally cylindrical shape whose outer diameter gradually decreases toward the bottom (tip side).
  • the in-plan housing 2 has a male screw portion 3 formed on the outer periphery, and the male screw portion 3 is formed by gradually changing the shape in the axial direction of the implant body 2.
  • the male threaded portion 3 is a self-tapped threaded portion 3a having a cutting groove in the thread on the tip side, and can be directly screwed and fixed in the drilling of the alveolar bone.
  • an abutment (not shown) can be fixed by a coupling means such as a screw structure.
  • a coupling means such as a screw structure.
  • a male screw is formed in the lower part of the abutment, and a female screw hole (not shown) in which the male screw in the lower part of the abutment can be screwed is formed in the upper part of the implant body 2.
  • the implant body 2 includes a base material portion 2 a formed of zirconium and a base material portion 2 a on the surface of the base material portion 2 a. And a surface layer 2 made of zirconium hydroxide having a low hardness.
  • a number of cracks W are formed on the surface layer 2b, further reducing the hardness of the surface.
  • the hardness of the surface layer 2 b is set to be equal to or lower than the hardness of the alveolar bone, and the hardness of the surface layer 2 b of the present embodiment is compared to the normal Vickers hardness of about 500 HV.
  • the degree is about 300 HV.
  • the base material portion 2a of the implant body 2 having the above-described outer shape including the male screw portion 3 is made of zirconia (zirconia ceramics).
  • the surface layer 2b of zirconium hydroxide is formed by irradiating the surface of the base material portion 2a with laser light in air containing moisture (in an atmosphere containing water vapor).
  • the laser beam to be used it is necessary a laser beam of high energy is a solid laser
  • Invite example Example N d use of YAG laser or YV 0 4 laser with a laser beam (fundamental wave).
  • the hardness of the surface layer 2b is set to be equal to or lower than the hardness of the alveolar bone.
  • the Vickers hardness of alveolar bone is normally about 5 0 0 HV
  • the hardness becomes 3 0 0 HV about the surface layer 2 b N d: YAG laser or YV 0 4 Set the laser light output and irradiate. By this laser light irradiation, the blackened surface layer 2b is formed.
  • the base material portion 2a formed of zirconia and the base material formed on the surface of the base material portion 2a.
  • the surface layer 2b having a hardness lower than that of the part 2a, and the zirconia base material part 2a is not only superior in mechanical strength, but also has a soft and soft surface layer 2b. Functions as a buffer layer that relieves the hardness difference between the bone such as the alveolar bone and the base material 2a, and the bone adhesion is further enhanced by the soft surface.
  • the surface layer 2b Since the hardness of the surface layer 2b is equal to or less than the hardness of bones such as alveolar bone, the surface layer 2b has a hardness equivalent to that of bones such as alveolar bone or a softer and softer surface than bones such as alveolar bone. For this reason, the bone tissue is more easily adhered.
  • the surface layer 2 b is formed of zirconium hydroxide, good biocompatibility with bone tissue and high bone bonding can be obtained by the zirconium hydroxide of the surface layer 2 b.
  • the zirconium hydroxide in the surface layer 2b has an ion exchange effect, which is thought to increase calcium ions and enhance cell growth, thereby greatly improving bone adhesion. To do.
  • the surface of 2a is irradiated with laser light in water containing moisture to form a surface layer 2b of zirconium hydroxide having a hardness lower than that of the base material 2a.
  • the surface layer 2b of soft zirconium hydroxide having high adhesion can be easily formed. That is, for example, the zirconia of the base material 2a irradiated with a short wavelength laser beam such as a solid-state laser is not only roughened by changing the surface properties due to the high energy of the laser beam, but also reacting zirconia with moisture.
  • a surface layer 2 b of a hydroxide-based substance that is, a hydroxide (zirconium hydroxide) can be formed.
  • the surface layer 2b of zirconium hydroxide produced by this manufacturing method can be reduced in hardness by the occurrence of many cracks W.
  • N d YAG laser or the By using the laser beam of the fundamental wave by YV 0 4 laser, a laser beam of high energy in the short wavelength, hydroxide base metal 2 a surface of di Rukonia When the zirconium surface layer 2 b is formed, many cracks W can be easily formed.
  • an implant body according to the present invention a method for producing the implant body, and a dental implant The run is specifically described with reference to FIGS. 3 to 12 by way of example.
  • an untreated zirconia implant body without a surface layer 2b hydrolyzed with the above laser light while maintaining the zirconia base material 2a, and the above laser light as this example was prepared.
  • a laser-treated zirconia implant body in which the surface layer 2b of zirconium hydroxide was formed was prepared.
  • the fundamental wave of Nd: YAG laser was used.
  • FIG. 3 shows the results of infrared spectrophotometric analysis of these comparative examples and this example.
  • the curves showing the comparative example and the present example are displayed so as to be easily shifted from each other for comparison.
  • a hydroxyl group (OH group) peak (curved part of the curve) is seen in the circled part in the figure, and zirconium hydroxide is formed as a hydroxylated substance.
  • OH group hydroxyl group
  • zirconium hydroxide is formed as a hydroxylated substance.
  • the nano hard tester is a measuring instrument that measures hardness with load, and the engraving depth is set to 1 m.
  • the Vickers hardness was measured twice. As a result, it was 9 98 Hv and 1 1 2 9 HV. In this example in which the surface layer 2b was formed, the Vickers hardness was 3 3 6 HV and 3 2 8 HV. That is, in contrast to the comparative example in which only the zirconia base material 2a is used, in this example in which the surface layer 2b of zirconium hydroxide is formed, the surface hardness is clearly reduced, and is usually about 500 HV. It can be seen that the surface is softer than the alveolar bone.
  • an implant body having a diameter of 1.6 mm and a length of 7.0 mm was used, and this was implanted into the tibia of a 4-week-old SD rat.
  • Inbura down Bokutai used in this example, to form a surface layer by irradiation with YV 0 4 laser beam.
  • FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 11 are magnified photographs with an optical microscope in a cross section of the main part when a comparative example of only the base material part 2 a of zirconia is used.
  • the solid black part is the implant body, and the black part around it is the component of bone stained with toluidine blue (the original picture is colored and the bone component is displayed in blue) Have been).
  • FIG. 9, FIG. 10 and FIG. 12 are magnified photographs with an optical microscope in the cross section of the main part when using the present example in which the surface layer 2b of zirconium hydroxide was formed.
  • the multiplication factor in each figure is 10 times in Fig. 7, 40 times in Fig. 8, 10 times in Fig. 9, 40 times in Fig. 10, 1 50 times in Fig. 1 and Fig. 12 Is 50 times.
  • the contact ratio in the comparative example was 27.9%.
  • the contact rate is 64.8.06, which is a significant improvement.
  • N d as the laser beam irradiation: but using a laser beam with YAG laser or YV 0 4 laser, hydroxide and hydroxide base metal 2 a surface of Jirukonia zirconate two ⁇ High energy layer capable of forming the surface layer 2b of the ridge
  • Other laser beams may be adopted as long as they are one light.
  • laser light from other fixed lasers or laser light from harmonics may be used.
  • the implant body of the present invention is applied to an implant body of a dental implant that is an artificial tooth root that is inserted and fixed in the drill of an alveolar bone. It may be used for implants that are fixed in contact with each other.
  • the implant body of the present invention is applied as an artificial bone or a bone grafting material in order to compensate for a bone defect caused by a fracture or a benign tumor resection or a cartilage removed by hip surgery. It doesn't matter.
  • the implant body of the present invention may be adopted as a member of an artificial joint, an osteosynthesis material used for fixing a fracture site, a spinal fixation device, or the like.

Abstract

【課題】インプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプラントにおいて、良好な生体親和性及び高い骨結合を得ること。 【解決手段】骨に接触状態で固定されるインプラント体2であって、ジルコニアで形成された母材部2aと、該母材部2aの表面に形成され母材部2aよりも低い硬度の表面層2bと、で構成されている。すなわち、ジルコニアの母材部2aにより機械的強度に優れているだけでなく、柔らかく軟質な表面層2bが骨と母材部2aとの硬度差を緩和する緩衝層として機能すると共に柔らかい表面により骨密着性がさらに高まる。

Description

明 細 書
発明の名称 :
インプラント体及びその製造方法並びに歯科用ィンプラント
技術分野
[0001] 本発明は、 骨に密着状態で固定されるインプラント体、 例えば、 永久歯の 歯根欠損等の際に顎の骨などに埋め込まれるインプラント体及びその製造方 法並びに歯科用ィンプラン卜に関する。
背景技術
[0002] 従来、 骨に埋設等して接触状態に固定され、 人工骨、 骨接合材料又は骨補 填材等として適用されるインプラント体が用いられている。
例えば、 虫歯や破損により永久歯の歯根が失われた場合、 歯槽骨の穿孔に インプラント体が挿入されて固定される歯科用インプラントが用いられてい る。 この歯科用インプラントは、 一般に、 歯槽骨に固定されるインプラント 体と、 該インプラント体に螺着され人工歯冠を装着可能なアバットメントと 、 で構成されている。
[0003] 現在、 上記インプラント体を構成する材料としては、 純チタンが多く採用 されているが、 純チタンの場合、 金属アレルギーが生じるおそれや細菌付着 が多い等の不都合があるため、 近年、 インプラント体に好適な他の材料とし て、 例えば生体親和性や機械的強度が優れたセラミックス材料が検討されて いる。 例えば、 特許文献 1には、 インプラン卜の材料としてセラミックス材 料を含めいくつかの材料が記載されている。 また、 この特許文献 1では、 生 物学的適合性を付与するため、 インプラントの表面に対して化学的、 電気化 学的、 機械的、 又はレーザ処理等を行って粗面化する点について記載がなさ れている。
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特許第 4 0 4 6 2 1 3号公報 発明の概要
発明が解決しょうとする課題
[0005] 上記従来の技術には、 以下の課題が残されている。
すなわち、 上記特許文献 1に記載の技術では、 インプラントの表面に機械 的処理やレーザ処理等を行って粗面化することで、 生物学的適合性を高めて いるが、 単に粗面化するだけでは不十分であり、 良好な生体親和性及び高い 骨結合を獲得することが困難であった。 このため、 さらに良好な生体親和性 を備えていると共に、 骨結合を強化可能なインプラン卜体が求められており 、 特に、 生体親和性や機械的強度等が優れたセラミックス材料で形成された インプラント体が要望されている。
[0006] 本発明は、 前述の課題に鑑みてなされたもので、 良好な生体親和性及び高 い骨結合を得ることができるィンプラント体及びその製造方法並びに歯科用 インプラントを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は、 前記課題を解決するために以下の構成を採用した。 すなわち、 本発明のィンプラント体は、 骨に接触状態で固定されるィンプラン卜体であ つて、 ジルコニァで形成された母材部と、 該母材部の表面に形成され前記母 材部よリも低い硬度の表面層と、 で構成されていることを特徴とする。
[0008] このインプラント体では、 ジルコニァで形成された母材部 、該母材部の 表面に形成され母材部よりも低い硬度の表面層と、 で構成されているので、 ジルコニァの母材部により機械的強度に優れているだけでなく、 柔らかく軟 質な表面層が骨と母材部との硬度差を緩和する緩衝層として機能すると共に 柔らかい表面により骨密着性がさらに高まる。
[0009] また、 本発明のインプラント体は、 前記表面層に、 多数のひび割れが形成 されていることを特徴とする。 すなわち、 このインプラント体では、 表面層 に、 多数のひび割れが形成されているので、 単に粗面化されているだけでな く、 骨細胞が表面層のひび割れ内に侵入することが可能になり、 骨細胞が侵 入すると、 接触面積が大幅に増大すると共に楔効果が得られ、 さらに高い骨 密着性及び骨結合を得ることができる。
[0010] また、 本発明のインプラント体は、 前記表面層の硬度が、 前記骨の硬度以 下であることを特徴とする。 すなわち、 このインプラント体では、 表面層の 硬度が、 骨の硬度以下とされているので、 骨と同等の硬度又は骨よりも軟質 で柔らかい表面であるため、 より骨組織が密着し易くなる。
[001 1 ] また、 本発明のインプラント体は、 前記表面層が、 水酸化ジルコニウムで 形成されていることを特徴とする。 すなわち、 このインプラント体では、 表 面層が、 水酸化ジルコニウムで形成されているので、 表面層の水酸化ジルコ ニゥ厶によって、 骨組織との良好な生体親和性及び高い骨結合を得ることが できる。 すなわち、 この表面層の水酸化ジルコニウムは、 イオン交換作用を 有しており、 カルシウムイオンの増加及び細胞の運動性等の増^ ¾が図られる と考えられ、 骨密着性が大幅に向上する。
[0012] 本発明の歯科用インプラントは、 前記骨としての歯槽骨の穿孔に挿入され て固定される上記本発明のインプラント体を備えていることを特徴とする。 すなわち、 この歯科用インプラントでは、 歯槽骨の穿孔に挿入されて固定 される上記本発明のインプラント体を備えているので、 機械的強度に優れて いると共に、 柔らかく軟質な表面層によって歯槽骨に対する高い骨密着性が 得られる。
[0013] 本発明のインプラント体の製造方法は、 骨に接触状態で固定されるインプ ラント体の製造方法であって、 ジルコニァで形成された母材部の表面に、 水 分を含む空気中でレーザ光を照射して前記母材部よリも低い硬度の水酸化ジ ルコニゥムの表面層を形成する工程を有していることを特徴とする。
[0014] すなわち、 このインプラント体の製造方法では、 ジルコニァで形成された 母材部の表面に、 水分を含む空気中でレーザ光を照射して母材部よリも低い 硬度の水酸化ジルコニウムの表面層を形成するので、 母材部表面に骨密着性 の高い軟質な水酸化ジルコニウムの表面層を容易に形成することができる。 すなわち、 例えば固体レーザ等の短波長レーザ光が照射された母材部のジル コニァが、 レーザ光の高エネルギーによって表面性状が変わって粗面化され るだけでなく、 ジルコニァと水分とを反応させてハイドロォキサイ卜系の物 質、 すなわち水酸化物 (水酸化ジルコニウム) の表面層を形成することがで きる。 また、 この製法による水酸化ジルコニウムの表面層は、 多数のひび割 れが生じることにより、 低硬度化させることができる。
[0015] また、 本発明のインプラント体の製造方法は、 前記レーザ光が、 N d : Y A Gレーザ又は Y V 04レーザによる基本波のレーザ光であることを特徴とす る。 すなわち、 このインプラント体の製造方法では、 レーザ光として、 N d : Y A Gレーザ又は Y V 04レーザによる基本波のレーザ光を用いことで、 短 波長で高エネルギーのレーザ光によリ、 ジルコニァの母材部表面に水酸化ジ ルコ二ゥムの表面層を形成すると共に多数のひび割れを容易に形成すること ができる。
[0016] また、 本発明のインプラント体の製造方法は、 前記レーザ光の照射により 前記表面層の硬度を前記骨の硬度以下とすることを特徴とする。 すなわち、 このインプラン卜体の製造方法では、 レーザ光の照射によリ表面層の硬度を 骨の硬度以下とするので、 上述したように、 より骨組織が密着し易くなる表 面層を得ることができる。
発明の効果
[0017] 本発明によれば、 以下の効果を奏する。
すなわち、 本発明に係るインプラント体及びその製造方法によれば、 ジル コニァで形成された母材部の表面に、 形成され母材部よりも低い硬度の表面 層が形成されるので、 ジルコニァの母材部により機械的強度に優れているだ けでなく、 柔らかく軟質な表面層が骨と母材部との硬度差を緩和する緩衝層 として機能すると共に柔らかい表面により骨密着性がさらに高まる。 したが つて、 インプラント体として、 良好な生体親和性及び高い骨結合を得ること ができる。 特に、 このインプラント体を歯槽骨の穿孔に挿入されて固定され る歯科用インプラントのインプラント体として適用することで、 歯槽骨に対 して高い骨密着性を得ることができる。
図面の簡単な説明 [図 1]本発明に係るインプラン卜体及びその製造方法並びに歯科用インプラン 卜の一実施形態において、 歯科用ィンプラントを示す正面図である。
[図 2]本実施形態において、 インプラント体を示す模式的な要部拡大断面図で ある。
[図 3]本発明に係るインプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプラン 卜の比較例及び実施例において、 表面の赤外分光光度分析の結果を示すグラ フである。
[図 4]本発明に係るインプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプラン 卜の実施例において、 インプラント体表面を撮影した S E M像である。
[図 5]本発明に係るィンプラン卜体及びその製造方法並びに歯科用ィンプラン 卜の実施例において、 インプラント体表面を撮影した S E M像である。
[図 6]本発明に係るインプラン卜体及びその製造方法並びに歯科用インプラン 卜の実施例において、 インプラント体表面を撮影した S E M像である。
[図 7]本発明に係るィンプラント体及びその製造方法並びに歯科用ィンプラン 卜の比較例において、 実際にインプラント体を実験用ラッ卜に埋入、 4週間 経過した状態の光学顕微鏡による要部断面の拡大写真である。
[図 8]本発明に係るィンプラント体及びその製造方法並びに歯科用ィンプラン 卜の比較例において、 インプラント体を実験用ラッ卜に埋入後、 4週間経過 した状態の光学顕微鏡による要部断面の拡大写真である。
[図 9]本発明に係るインプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプラン 卜の実施例において、 インプラント体を実験用ラットに埋入後、 4週間経過 した状態の光学顕微鏡による要部断面の拡大写真である。
[図 10]本発明に係るィンプラント体及びその製造方法並びに歯科用ィンプラ ントの実施例において、 インプラント体を実験用ラットに埋入後、 4週間経 過した状態の光学顕微鏡による要部断面の拡大写真である。
[図 11]本発明に係るィンプラン卜体及びその製造方法並びに歯科用インブラ ン卜の比較例において、 インプラント体を実験用ラッ卜に埋入後、 4週間経 過した状態の光学顕微鏡による要部断面の拡大写真である。 [図 12]本発明に係るインプラント体及びその製造方法並びに歯科用インブラ ントの実施例において、 インプラント体を実験用ラッ卜に埋入後、 4週間経 過した状態の光学顕微鏡による要部断面の拡大写真である。
発明を実施するための形態
[0019] 以下、 本発明に係るインプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプ ラントの一実施形態を、 図 1及び図 2を参照しながら説明する。
[0020] 本実施形態のインプラント体 2は、 骨に接触状態で固定されるインプラン 卜体であって、 図 1に示すように、 上記骨としての歯槽骨の穿孔に挿入され て固定される歯科用インプラン卜 1のィンプラン卜体に適用したものである このインプラント体 2は、 下部 (先端側) ほど外径が漸次小さくなる先細 の略円柱形状とされている。 このインプラン卜体 2は、 外周に雄ねじ部 3が 形成され、 該雄ねじ部 3が、 インプラント体 2の軸方向に漸次形状を変化さ せて形成されている。 また、 雄ねじ部 3は、 先端側がねじ山に切削溝を設け たセルフタップねじ部 3 aとされ、 歯槽骨の穿孔に直接ねじ込み固定が可能 になっている。
[0021 ] このインプラント体 2の上部には、 アバッ卜メント (図示略) がねじ構造 等の結合手段によって固定可能とされている。 例えば、 ァバットメントの下 部に雄ねじが形成され、 インプラント体 2の上部には、 ァバットメン卜の下 部の雄ねじを螺着可能な雌ねじ孔 (図示略) が形成されている。
[0022] また、 インプラント体 2は、 図 2に示すように、 インプラント体 2が、 ジ ルコニァで形成された母材部 2 aと、 該母材部 2 aの表面に母材部 2 aより も低い硬度の水酸化ジルコニウムで形成された表面層 2 と、 で構成されて いる。
この表面層 2 bには、 多数のひび割れ Wが形成され、 表面の硬度をさらに 低下させている。
上記表面層 2 bの硬度は、 歯槽骨の硬度以下とされ、 通常の歯槽骨のビッ カース硬度が 5 0 0 H V程度であるのに対し、 本実施形態の表面層 2 bの硬 度は 3 0 0 H V程度とされている。
[0023] 次に、 上記歯科用インプラント 1のインプラント体 2の製造方法について 説明する。
まず、 ジルコニァ (ジルコニアセラミックス) で雄ねじ部 3を含む上記外 形状とされたインプラント体 2の母材部 2 aを作製する。
[0024] 次に、 母材部 2 aの表面に、 水分を含む空気 (水蒸気を含む雰囲気中) 中 でレーザ光を照射して水酸化ジルコニウムの表面層 2 bを形成する。 この際 、 使用するレーザ光は、 高エネルギーのレーザ光である必要があるため、 例 えば固体レーザである N d : Y A Gレーザ又は Y V 0 4レーザによるレーザ光 (基本波) を用いる。
[0025] また、 このレーザ光を照射する際、 表面層 2 bの硬度が歯槽骨の硬度以下 となるように設定する。 すなわち、 歯槽骨のビッカース硬度が通常は 5 0 0 H V程度であるため、 本実施形態では、 硬度が 3 0 0 H V程度の表面層 2 b となるように N d : Y A Gレーザ光又は Y V 0 4レーザ光の出力等を設定して 照射する。 このレーザ光照射により、 黒色化した表面層 2 bが形成される。
[0026] このように本実施形態のインプラント体 2及びこれを備えた歯科用インプ ラント 1では、 ジルコニァで形成された母材部 2 aと、 該母材部 2 aの表面 に形成され母材部 2 aよりも低い硬度の表面層 2 bと、 で構成されているの で、 ジルコニァの母材部 2 aにより機械的強度に優れているだけでなく、 柔 らかく軟質な表面層 2 bが歯槽骨等の骨と母材部 2 aとの硬度差を緩和する 緩衝層として機能すると共に柔らかい表面により骨密着性がさらに高まる。 特に、 表面層 2 bに、 多数のひび割れ Wが形成されているので、 単に粗面 化されているだけでなく、 骨細胞が表面層 2 bのひび割れ W内に侵入するこ とが可能になり、 骨細胞が侵入すると、 接触面積が大幅に増大すると共に楔 効果が得られ、 さらに高い骨密着性及び骨結合を得ることができる。
[0027] すなわち、 従来のように表面が緻密で高硬度なセラミックス材のインブラ ントでは、 表面を単に荒らしても骨密着性の向上は限られているが、 本実施 形態のインプラント体 2では、 表面に多数形成されたひび割れ Wによって表 面層 2 bの硬度がより低下すると共に、 ひび割れ Wを介して骨細胞が内部ま で侵入することが可能になり、 骨細胞が侵入すると、 接触面積の増大と楔効 果とによって、 高い骨密着性及び骨結合性を得ることができる。
[0028] また、 表面層 2 bの硬度が、 歯槽骨等の骨の硬度以下とされているので、 歯槽骨等の骨と同等の硬度又は歯槽骨等の骨よりも軟質で柔らかい表面であ るため、 より骨組織が密着し易くなる。
さらに、 表面層 2 bが、 水酸化ジルコニウムで形成されているので、 表面 層 2 bの水酸化ジルコニウムによって、 骨組織との良好な生体親和性及び高 い骨結合を得ることができる。 すなわち、 この表面層 2 bの水酸化ジルコ二 ゥムは、 イオン交換作用を有しており、 カルシウムイオンの増加及び細胞の 成長性の増強が図られると考えられ、 骨密着性が大幅に向上する。
[0029] また、 インプラント体 2の製造方法では、 ジルコニァで形成された母材部
2 aの表面に、 水分を含む空気中でレーザ光を照射して母材部 2 aよりも低 い硬度の水酸化ジルコニウムの表面層 2 bを形成するので、 母材部 2 a表面 に骨密着性の高い軟質な水酸化ジルコニウムの表面層 2 bを容易に形成する ことができる。 すなわち、 例えば固体レーザ等の短波長レーザ光が照射され た母材部 2 aのジルコニァが、 レーザ光の高エネルギーによって表面性状が 変わって粗面化されるだけでなく、 ジルコニァと水分とを反応させてハイド ロォキサイ卜系の物質、 すなわち水酸化物 (水酸化ジルコニウム) の表面層 2 bを形成することができる。
[0030] また、 この製法による水酸化ジルコニウムの表面層 2 bは、 多数のひび割 れ Wが生じることにより、 低硬度化させることができる。
特に、 レーザ光として、 N d : Y A Gレーザ叉は Y V 04レーザによる基本 波のレーザ光を用いることで、 短波長で高エネルギーのレーザ光により、 ジ ルコニァの母材部 2 a表面に水酸化ジルコニウムの表面層 2 bを形成すると 共に多数のひび割れ Wを容易に形成することができる。
実施例 1
[0031 ] 次に、 本発明に係るインプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプ ラン卜を、 実施例により図 3から図 1 2を参照して具体的に説明する。
[0032] まず、 比較例としてジルコニァの母材部 2 aのままで上記レーザ光で水酸 化処理した表面層 2 bがない無処理ジルコニァのインプラン卜体と、 本実施 例として上記レーザ光で水酸化ジルコニウムの表面層 2 bを形成したレーザ 処理ジルコニァのインプラント体と、 を作製した。 なお、 照射したレーザ光 としては、 N d : Y A Gレーザの基本波を用いた。
[0033] これら比較例及び本実施例について、 赤外分光光度分析を行った結果を、 図 3に示す。 なお、 図中において比較例及び本実施例を示す曲線は、 比較の ために互いに上下にずらして見易くして表示している。
この分析の結果、 本実施例では、 図中に丸で囲んだ部分に水酸基系 (O H 基) のピーク (曲線の落ち込み部) が見られ、 ハイドロォキサイ卜系の物質 として水酸化ジルコニウムが形成されていることがわかる。 これに対して、 無処理ジルコニァの比較例については、 水酸基系のピークは見られない。 し たがって、 本実施例では、 ジルコニァの母材部 2 a表面に上記レーザ光照射 によって水酸化ジルコ二ゥムの表面層 2 bが形成されていることがわかる。
[0034] 次に、 ナノハードネステスター (D L C膜硬度測定用) を用いて硬度測定 を行った結果を示す。 なお、 ナノハードネステスターは、 荷重と共に硬度を 測定する計測器であり、 彫り込み深さが 1 mに設定されている。
[0035] ジルコニァの母材部 2 aだけの比較例について、 ビッカース硬度を 2回測 定した結果、 9 9 8 H v及び1 1 2 9 H Vであったのに対し、 水酸化ジルコ 二ゥムの表面層 2 bを形成した本実施例では、 ビッカース硬度が、 3 3 6 H V及び 3 2 8 H Vであった。 すなわち、 ジルコニァの母材部 2 aだけの比較 例に対して、 水酸化ジルコニウムの表面層 2 bを形成した本実施例では、 明 らかに表面の硬度が低下し、 通常 5 0 0 H V程度の歯槽骨に比べても柔らか い表面となっていることがわかる。
[0036] 次に、 本実施例について、 インプラント体 2の表面層 2 bを、 電子顕微鏡 によって図 4から図 6に倍率を変えて撮影した S E M像を示す。 これら S E M像からわかるように、 表面層 2 bに多数のひび割れ Wが生じていることが わかる。
[0037] 次に、 実際にインプラント体を実験用ラッ卜に埋入後、 4週間経過した状 態を観察した結果を、 図 7から図 1 2を参照して説明する。
この際、 直径 1 · 6 mm、 長さ 7 . 0 mmのインプラント体を用い、 これ を 4週齢 S Dラットの脛骨に埋入した。 なお、 本実施例に使用したインブラ ン卜体は、 Y V 04レーザ光の照射により表面層を形成した。
[0038] まず、 図 7、 図 8及び図 1 1は、 ジルコニァの母材部 2 aだけの比較例を 用いた場合の要部断面における光学顕微鏡での拡大写真である。 なお、 拡大 写真において、 黒一色の部分がインプラント体であり、 その周辺で部分的に 黒い部分がトルイジン 'ブルー染色した骨の成分である (原写真はカラーで あって、 骨の成分は青く表示されている) 。 これに対して、 図 9、 図 1 0及 び図 1 2は、 水酸化ジルコニウムの表面層 2 bが形成された本実施例を用い た場合の要部断面における光学顕微鏡での拡大写真である。 なお、 各図の倍 率は、 図 7が 1 0倍、 図 8が 4 0倍、 図 9が 1 0倍、 図 1 0が 4 0倍、 図 1 1が 1 5 0倍、 図 1 2が 5 0倍である。
[0039] 上記比較例及び本実施例について、 インプラント体の表面と骨組織との接 触率を算出した結果、 比較例では、 接触率が 2 7 . 9 %であったのに対し、 本実施例では、 接触率が 6 4 . 8 06となり、 大幅に接触率が向上している。 このように、 比較例のインプラント体を用いた場合に比べて、 本実施例の ィンプラント体を用いた場合、 ィンプラント体周囲に多くの新しく形成され た骨の成分が見られ、 良好な生体親和性及び高い骨結合が得られていること がわかる。 このインプラント体周囲の新生骨は、 インプラント体と直接接触 し、 しゝ†?fi>る osso i ntegrat i
Figure imgf000011_0001
しゝる。
[0040] なお、 本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、 本発 明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
[0041 ] 例えば、 上記実施形態では、 レーザ光照射として N d : Y A Gレーザ又は Y V 04レーザによるレーザ光を使用したが、 ジルコニァの母材部 2 a表面を 水酸化して水酸化ジルコ二ゥ厶の表面層 2 bを形成可能な高エネルギーのレ 一ザ光であれば、 他のレーザ光を採用しても構わない。 例えば、 他の固定レ 一ザによるレーザ光や高調波によるレーザ光を使用しても構わない。
[0042] また、 上記実施形態では、 本発明のインプラント体を、 歯槽骨の穿 ¾に揷 入されて固定される人工歯根である歯科用インプラントのインプラント体に 適用したが、 他の部分の骨に埋設等して接触状態に固定されるインプラント 体に採用しても構わない。 例えば、 骨折や良性腫瘍の切除などで生じた骨の 欠損した部分又は腰推手術で取リ除いた軟骨などを補うために、 本発明のィ ンプラント体を人工骨や骨補填材として適用しても構わない。 また、 人工関 節の部材、 骨折部位の固定に使用する骨接合材料、 脊椎の固定器具等に本発 明のィンプラント体を採用しても構わない。
符号の説明
[0043] 1…歯科用インプラント、 2…インプラント体、 2 a…母材部、 2 b…表 面層、 W…ひび割れ

Claims

請求の範囲
骨に接触状態で固定されるインプラント体であって、 ジルコニァで 形成された母材部と、 該母材部の表面に形成され前記母材部よリも 低い硬度の表面層と、 で構成されていることを特徴とするインプラン ト体。
請求項 1に記載のィンプラント体において、 前記表面層に、 多数の ひび割れが形成されていることを特徴とするインプラント体。
請求項 1に記載のインプラント体において、 前記表面層の硬度が、 前記骨の硬度以下であることを特徴とするィンプラント体。
請求項 1に記載のィンプラン卜体において、 前記表面層が、 水酸化 ジルコニウムで形成されていることを特徴とするインプラント体。 前記骨としての歯槽骨の穿孔に挿入されて固定される請求項 1に記載 のインプラント体を備えていることを特徴とする歯科用インプラント 骨に接触状態で固定されるインプラント体の製造方法であって、 ジ ルコニァで形成された母材部の表面に、 水分を含む空気中でレーザ光 を照射して前記母材部よリも低い硬度の水酸化ジルコニウムの表面層 を形成する工程を有していることを特徴とするインプラント体の製造 方法。
請求項 6に記載のインプラン卜体の製造方法において、 前記レーザ 光が、 N d : Y A Gレーザ又は Y V 04レーザによる基本波のレーザ 光であることを特徴とするィンプラン卜体の製造方法。
請求項 6に記載のインプラント体の製造方法において、 前記レーザ 光の照射によリ前記表面層の硬度を前記骨の硬度以下とすることを特 徴とするインプラン卜体の製造方法。
PCT/JP2009/060303 2008-05-30 2009-05-29 インプラント体及びその製造方法並びに歯科用インプラント WO2009145361A1 (ja)

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