JP2005095584A - 生体親和性インプラント材及びその製造方法 - Google Patents
生体親和性インプラント材及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 密着性に優れ、生体活性の付与された被覆層を有する生体インプラント材であって、チタン又はチタン合金を主成分とする粉末を、酸素を含む熱プラズマに曝露して、生体インプラント材用基材に被覆することで、生体インプラント材の表面近傍に酸化チタンのアナターゼ相を含むチタンと酸化チタンからなる複合皮膜を形成させることにより、被覆物の基材に対する密着性と、生体親和性を高めたことを特徴とする生体インプラント材。
【効果】 有害性の高い薬品を用いることなしに生体活性を付与した生体インプラント材を生産し、提供することができる。
【選択図】なし
Description
(1)密着性に優れ、生体活性の付与された被覆層を有する生体インプラント材であって、1)生体インプラント用基材の表面にチタン又はチタン合金、及びチタンの酸化物を主成分とする被覆層を有する、2)生体インプラント用基材の表面近傍にアナターゼ相を含む酸化チタンとチタン又はチタン合金とからなる複合皮膜を有する、3)被覆層を形成するチタン又はチタン合金の粒子の表面並びに界面近傍の少なくとも一部に酸化チタン層を有する、4)上記被覆層は、基材に対する密着性、及び生体親和性向上作用を有する、ことを特徴とする生体インプラント材。
(2)被覆層が、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、亜鉛、錫、タンタル、ジルコニウム、硅素、ニオブ、アルミ、鉄、リン又は炭素の化合物のうちの1種以上を含有する、前記(1)に記載の生体インプラント材。
(3)生体インプラント材用基材が、金属、セラミックス、ポリマー又はそれらの複合体からなる、前記(1)に記載の生体インプラント材。
(4)被覆層の厚さが0.001〜1000μmである、前記(1)に記載の生体インプラント材。
(5)チタン又はチタン合金を主成分とする平均粒径が0.01〜1000μmである粉末を、酸素を含むプラズマに曝露して、生体インプラント材用基材の表面に被覆層を形成した、前記(1)に記載の生体インプラント材。
(6)チタン又はチタン合金を主成分とする粉末が、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、亜鉛、錫、タンタル、ジルコニウム、硅素、ニオブ、アルミ、鉄、リン又は炭素の化合物のうちの1種以上を0.01〜10mol%含有している、前記(5)に記載の生体インプラント材。
(7)被覆層の表面の少なくとも一部に、アパタイト層を形成した、前記(1)に記載の生体インプラント材。
(8)密着性に優れ、生体活性の付与された被覆層を有する生体インプラント材であって、1)生体インプラント用基材の表面にチタン又はチタン合金、チタンの酸化物、及びチタンの窒化物並びにそれらの固溶体を主成分とする被覆層を有する、2)生体インプラント用基材の表面近傍にアナターゼ相を含む酸化チタン、チタンの窒化物、及びチタン又はチタン合金とからなる複合皮膜を有する、3)被覆層を形成するチタン又はチタン合金の粒子の表面並びに界面近傍の少なくとも一部に酸化チタン相を有する、4)被覆層を形成するチタン又はチタン合金の粒子の表面、界面近傍並びに内部の少なくとも一部にチタンの窒化物を有する、5)上記被覆層は、基材に対する密着性と耐摩耗性、及び生体親和性向上作用を有する、ことを特徴とする生体インプラント材。
(9)チタン、酸化チタン及び窒化チタンを主成分とする被覆層を有する生体インプラント材用基材に、0〜300℃の水溶液に浸漬する浄化処理を施してなる、前記(8)に記載の生体インプラント材。
(10)チタン、酸化チタン及び窒化チタン並びにそれらの固溶体を主成分とする被覆層を有する生体インプラント材用基材の表面を、紫外光、オゾン及びプラズマのいずれかに曝すことにより、表面の有機汚染物を減少させた、前記(8)に記載の生体インプラント材。
(11)被覆層の表面に、意図的に制御された大きさ、高さ、深さ、形、配列のパターン及び存在頻度で凹凸が形成されている、前記(1)から(10)のいずれかに記載の生体インプラント材。
(12)生体インプラント材用基材が、径50〜1000μmの孔を有する、前記(1)又は(8)に記載の生体インプラント材。
(13)生体インプラント材用基材が、気孔率98%以下で、孔を有する、前記(12)に記載の生体インプラント材。
(14)密着性に優れ、生体活性の付与された被覆層を有する生体インプラントを製造する方法であって、チタン又はチタン合金を主成分とする、粒径が0.01〜1000μmである粉末を、酸素を含む熱プラズマに曝露し、生体インプラント材用基材の表面に堆積させて、チタン並びにアナターゼ相を含む酸化チタンを主成分とする被覆層を設けることにより、基材に対する密着性、及び生体親和性向上作用を有する被覆層を形成した生体インプラント材を製造することを特徴とする、生体インプラント材の製造方法。
(15)少なくとも表面層がチタン又はチタン合金を主成分としている生体インプラント材用基材を、酸素及び窒素を含む熱プラズマに曝露して、チタン、酸化チタン及び窒化チタン並びにそれらの固溶体を主成分とする被覆層を設ける、前記(14)に記載の生体インプラント材の製造方法。
(16)被覆層の表面に、意図的に制御して、大きさ、高さ、深さ、形、配列のパターン及び存在頻度で凹凸を形成する、前記(14)又は(15)に記載の生体インプラント材の製造方法。
(17)マスキングにより、被覆層の表面の限定された範囲に凹凸を形成する、前記(14)又は(15)に記載の生体インプラント材の製造方法。
(18)被覆層の表面の少なくとも一部に、アパタイト層を形成する、前記(14)又は(15)に記載の生体インプラント材の製造方法。
本発明は、生体インプラント材の表面層として、好適には、チタン、酸化チタン及び窒化チタン並びにそれらの固溶体を主成分とする被覆層を形成させる方法、及び該方法により、強度が高く、高い生体親和性を発現するという特長のある被覆層を有する生体インプラント材を得ることを特徴とするものである。本発明の生体インプラント材は、第1の態様として、以下の、生体インプラント用基材の表面にチタン又はチタン合金、及びチタンの酸化物を主成分とする被覆層を有する、生体インプラント用基材の表面近傍にアナターゼ相を含む酸化チタンとチタン又はチタン合金とからなる複合皮膜を有する、被覆層を形成するチタン又はチタン合金の粒子の表面並びに界面近傍の少なくとも一部に酸化チタン層を有する、及び上記被覆層は、基材に対する密着性、及び生体親和性向上作用を有する、という構造上及び特性上の特徴を有している。
アルゴンガスに酸素を1%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、平均粒径が70μmのチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、被覆層におけるチタン及びに酸化チタン(アナターゼ並びにルチル)の回折ピークが観測された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、該被覆層の表面の粗さはRa=12.5μm、Sm=42.2μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.05mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基材上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン(アナターゼ並びにルチル)及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、金属チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、該被覆層においてチタンに窒素や酸素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、前記被覆層の表面の粗さはRa=9.3μm,Sm=42.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.10mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基材上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン(アナターゼ並びにルチル)及び窒化チタンの回折ピークが観測された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、前記被覆層の表面の粗さはRa=9.3μm,Sm=42.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.20mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基材上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、金属チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、該被覆層においてチタンに窒素や酸素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、前記被覆層の表面の粗さはRa=9.3μm,Sm=42.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、平均粒径が70μmのチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、該被覆層においてチタンに窒素や酸素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、該被覆層の表面の粗さはRa=9.1μm,Sm=42.1μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.05mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基材上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、金属チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、該被覆層においてチタンに窒素や酸素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、前記被覆層の表面の粗さはRa=9.3μm,Sm=42.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.10mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基材上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、金属チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、該被覆層においてチタンに窒素や酸素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、前記被覆層の表面の粗さはRa=9.3μm,Sm=42.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.20mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基材上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、金属チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、該被覆層においてチタンに窒素や酸素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、前記被覆層の表面の粗さはRa=9.3μm,Sm=42.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.05mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基材上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、該被覆層におけるチタン、酸化チタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、金属チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、該被覆層においてチタンに窒素や酸素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、前記被覆層の表面の粗さはRa=9.3μm,Sm=42.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
<被覆層が形成されていない生体インプラント材用チタン基材の生体活性>
被覆層が形成されていない生体インプラント材用チタン基板片を疑似体液40mL中に36.5℃にて所定期間、浸漬した。顕微FT−IR反射スペクトルにおいて、7日間の疑似体液への浸漬においても、前記チタン基板の表面にアパタイトに帰属される吸収帯は観察されなかった。また、XRD回折パターンにも変化は見られなかった。このことから、被覆層が形成されていない生体インプラント材用チタン基板の表面にアパタイトが形成されないことが確認された。
<酸化チタンを含有しない被覆層が形成されている生体インプラント材用チタン基材>
アルゴンガスに窒素を6%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、平均粒径が70μmのチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成した。X線回折測定において、被覆層におけるチタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、チタンに窒素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、皮膜表面の粗さはRa=10.6μm,Sm=62.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
<生体インプラント材用チタン基板上へのチタン、酸化チタン及び窒化チタン並びにそれらの固溶体を主成分とし、カルシウムを含有する被覆層の形成と該被覆層の生体活性>
平均粒径が50μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.05mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに窒素を6%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成した。X線回折測定において、被覆層におけるチタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、チタンに窒素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、皮膜表面の粗さはRa=10.6μm,Sm=62.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
<生体インプラント材用チタン基板上へのチタン及び窒化チタンを主成分とし、カルシウムを含有する被覆層の形成と該被覆層の生体活性>
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.10mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに窒素を6%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成した。X線回折測定において、被覆層におけるチタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、チタンに窒素の固溶した相が生成していることが示唆された。共焦点走査型レーザー顕微鏡を用いて堆積物表面を観察したところ、皮膜表面の粗さはRa=10.6μm,Sm=62.5μmであった。また、該被覆層の、生体インプラント材用チタン基材に対する密着性は、70MPa以上であることから、良好であることが判った。
平均粒径が70μmのチタン粉末に対して、含浸法により、0.20mol%となるように酢酸カルシウムを添加したチタン粉末を作製した。アルゴンガスに窒素を6%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、酢酸カルシウムを添加した、前記のチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成した。X線回折測定において、被覆層におけるチタン及び窒化チタンの回折ピークが観測された。また、チタンの(100),(002),(101)面による回折ピークが低角側にシフトしており、チタンに窒素の固溶した相が生成していることが示唆された。
実施例1〜4の生体インプラント材の試験片を172nmの真空紫外光を放射するエキシマランプを用いて10分間光洗浄したところ、水滴接触角は0°程度を示し、洗浄前の水滴接触角60°程度に比べて著しく低下した。また、X線光電子分光法において、光洗浄後の表面の汚染有機成分によるC1sピークが洗浄前に比べて減少した。
実施例1に対して、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板の上方に、直径320μmの円形の穴が1cm2 当り570個存在する金属製マスクを配置した以外は、同じ条件で、該生体インプラント材用チタン基板上にプラズマ溶射を行って被覆層を形成した。得られた被覆層には、裾径が250μm程の突起が、前記マスク通りに1cm2 当り570個形成された。また、被覆層の凸部の裾径、形状、存在頻度などは、使用するマスクの穴の大きさ、形状、穴の密度などを変えることで変更可能であった。更に、凸部の高さは溶射時間を変えることで制御可能であった。
アルゴンガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、平均粒径が70μmのチタン粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成させた。被覆層の形成途中にアルゴンにガスに酸素を1%添加したガスを供給して皮膜形成を続けた。X線回折測定において、被覆層におけるチタン及び酸化チタン(アナターゼ並びにルチル)の回折ピークが観測され、チタン並びに酸化チタンを主成分とする複合皮膜を容易に形成することが可能であった。
アルゴンガスに酸素を1%添加したガスを用い、印加電力16kWで発生させた4MHzの高周波プラズマ中に、平均粒径が70μmのチタン粉末と平均粒径が80μmの水酸アパタイト粉末を導入し、プラズマ火炎直下に設置した生体インプラント材用チタン基板上に堆積させ、該チタン基板上に被覆層を形成させた。X線回折測定において、被覆層におけるチタン及び酸化チタン(アナターゼ並びにルチル)の回折ピーク並びにリン酸カルシウム(水酸アパタイト、三リン酸カルシウム等)が観測され、チタン、酸化チタン並びにリン酸カルシウムを主成分とする複合皮膜を容易に形成することが可能であった。
1: 生体インプラント材用基材
2: 被覆層
3: 酸化チタン層
4: チタン又はチタン合金粒子
(図2〜6の符号)
1: 被覆層
2: 生体インプラント材用基材
3: 被覆層のある細孔
(図7の符号)
図中矢印: 生体インプラント材の被覆層の表面
図中*印: 試料切断のために用いた埋め込み用の樹脂
(図8の符号)
図中矢印: 生体インプラント材の基材と被覆層の界面
(図9〜13の符号)
a:アルゴンガスに酸素を1%添加したガスを用いてチタンを溶射した生体インプラント材
b:アルゴンガスに酸素及び窒素をそれぞれ5.5%添加したガスを用いてチタンを溶射した生体インプラント材
c:アルゴンガスに窒素を6%添加したガスを用いてチタンを溶射した生体インプラント材
Claims (18)
- 密着性に優れ、生体活性の付与された被覆層を有する生体インプラント材であって、(1)生体インプラント用基材の表面にチタン又はチタン合金、及びチタンの酸化物を主成分とする被覆層を有する、(2)生体インプラント用基材の表面近傍にアナターゼ相を含む酸化チタンとチタン又はチタン合金とからなる複合皮膜を有する、(3)被覆層を形成するチタン又はチタン合金の粒子の表面並びに界面近傍の少なくとも一部に酸化チタン層を有する、(4)上記被覆層は、基材に対する密着性、及び生体親和性向上作用を有する、ことを特徴とする生体インプラント材。
- 被覆層が、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、亜鉛、錫、タンタル、ジルコニウム、硅素、ニオブ、アルミ、鉄、リン又は炭素の化合物のうちの1種以上を含有する、請求項1に記載の生体インプラント材。
- 生体インプラント材用基材が、金属、セラミックス、ポリマー又はそれらの複合体からなる、請求項1に記載の生体インプラント材。
- 被覆層の厚さが0.001〜1000μmである、請求項1に記載の生体インプラント材。
- チタン又はチタン合金を主成分とする平均粒径が0.01〜1000μmである粉末を、酸素を含むプラズマに曝露して、生体インプラント材用基材の表面に被覆層を形成した、請求項1に記載の生体インプラント材。
- チタン又はチタン合金を主成分とする粉末が、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、亜鉛、錫、タンタル、ジルコニウム、硅素、ニオブ、アルミ、鉄、リン又は炭素の化合物のうちの1種以上を0.01〜10mol%含有している、請求項5に記載の生体インプラント材。
- 被覆層の表面の少なくとも一部に、アパタイト層を形成した、請求項1に記載の生体インプラント材。
- 密着性に優れ、生体活性の付与された被覆層を有する生体インプラント材であって、(1)生体インプラント用基材の表面にチタン又はチタン合金、チタンの酸化物、及びチタンの窒化物並びにそれらの固溶体を主成分とする被覆層を有する、(2)生体インプラント用基材の表面近傍にアナターゼ相を含む酸化チタン、チタンの窒化物、及びチタン又はチタン合金とからなる複合皮膜を有する、(3)被覆層を形成するチタン又はチタン合金の粒子の表面並びに界面近傍の少なくとも一部に酸化チタン相を有する、(4)被覆層を形成するチタン又はチタン合金の粒子の表面、界面近傍並びに内部の少なくとも一部にチタンの窒化物を有する、(5)上記被覆層は、基材に対する密着性と耐摩耗性、及び生体親和性向上作用を有する、ことを特徴とする生体インプラント材。
- チタン、酸化チタン及び窒化チタンを主成分とする被覆層を有する生体インプラント材用基材に、0〜300℃の水溶液に浸漬する浄化処理を施してなる、請求項8に記載の生体インプラント材。
- チタン、酸化チタン及び窒化チタン並びにそれらの固溶体を主成分とする被覆層を有する生体インプラント材用基材の表面を、紫外光、オゾン及びプラズマのいずれかに曝すことにより、表面の有機汚染物を減少させた、請求項8に記載の生体インプラント材。
- 被覆層の表面に、意図的に制御された大きさ、高さ、深さ、形、配列のパターン及び存在頻度で凹凸が形成されている、請求項1から10のいずれかに記載の生体インプラント材。
- 生体インプラント材用基材が、径50〜1000μmの孔を有する、請求項1又は8に記載の生体インプラント材。
- 生体インプラント材用基材が、気孔率98%以下で、孔を有する、請求項12に記載の生体インプラント材。
- 密着性に優れ、生体活性の付与された被覆層を有する生体インプラントを製造する方法であって、チタン又はチタン合金を主成分とする、粒径が0.01〜1000μmである粉末を、酸素を含む熱プラズマに曝露し、生体インプラント材用基材の表面に堆積させて、チタン並びにアナターゼ相を含む酸化チタンを主成分とする被覆層を設けることにより、基材に対する密着性、及び生体親和性向上作用を有する被覆層を形成した生体インプラント材を製造することを特徴とする、生体インプラント材の製造方法。
- 少なくとも表面層がチタン又はチタン合金を主成分としている生体インプラント材用基材を、酸素及び窒素を含む熱プラズマに曝露して、チタン、酸化チタン及び窒化チタン並びにそれらの固溶体を主成分とする被覆層を設ける、請求項14に記載の生体インプラント材の製造方法。
- 被覆層の表面に、意図的に制御して、大きさ、高さ、深さ、形、配列のパターン及び存在頻度で凹凸を形成する、請求項14又は15に記載の生体インプラント材の製造方法。
- マスキングにより、被覆層の表面の限定された範囲に凹凸を形成する、請求項14又は15に記載の生体インプラント材の製造方法。
- 被覆層の表面の少なくとも一部に、アパタイト層を形成する、請求項14又は15に記載の生体インプラント材の製造方法。
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