JP2006314760A

JP2006314760A - Artificial tooth root implant fixture or artificial bone implant

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Publication number: JP2006314760A
Application number: JP2005217136A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Mototsu; 茂樹本津; Takashi Hayamizu; 尚速水; Hideo Mifune; 英雄三舩
Original assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Current assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2006-11-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an artificial tooth root implant capable of being fixed promptly after implanted in a jawbone, or an artificial bone implant capable of being fixed promptly after implanted in a living body, which enable a new bone growing on a surface of the implant to reach inside of the surface of the enlarged implant so as to be more fixed thereon and prevent bone resorption over time caused by stress shielding of the new bone. <P>SOLUTION: Wire or plate material of the same metal as composes the metal substrate is applied and welded on the surface of the artificial tooth root implant fixture or the artificial bone implant as an applied member for enlarging its superficial area. Welding the applied member with a clearance on the applied surface enables to generate a distortion between the applied points when external stress is provided on the applied member. The surface of the implant is coated with hydroxyapatite for prompt fixation after implanted in a living body, which is provided by laser ablation in steam or steam containing gas so as to coat surfaces of gaps of the applied parts for enlarging the superficial area. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は人工歯根インプラントを顎骨に埋入植立後、または人工インプラントを体内に埋入後の定着を早期化すると共にインプラントの固定を強固にし、インプラント周辺に生成した新生骨のストレスシールディングによる骨吸収を防止することを目的とした人工歯根インプラントまたは人工骨インプラントに関する。 The present invention accelerates colonization after implanting an artificial dental implant in the jaw bone or implanting the artificial implant in the body and strengthens the fixation of the implant, thereby providing bone by stress shielding of the new bone generated around the implant. The present invention relates to an artificial dental root implant or an artificial bone implant intended to prevent absorption.

人工歯根インプラントまたは人工骨インプラントにおいて、その構成金属材料として生体適合性のよいチタン、またはその合金材を用いている。そして、該金属基体の表面にバイオガラス、あるいはハイドロキシアパタイトをコーティングし、生体に埋入した場合に、生体への適合性が良くなることが例えば特許文献１に開示されている。また、コーティングされたハイドロキシアパタイトの組成として化学量論的組成のものより天然骨に近い組成成分とすることが例えば特許文献２に開示されている。特許文献３においては、インプラント表面にリン酸カルシウム系化合物を被覆した後、該被覆層を溶液中に浸漬、密封、加熱による水熱処理によりアパタイト系セラミックス層を形成し、この表層にリン酸カルシウム化合物を形成して複合インプラントとしている。 In an artificial root implant or an artificial bone implant, titanium having a good biocompatibility or an alloy material thereof is used as a constituent metal material. For example, Patent Document 1 discloses that when the surface of the metal substrate is coated with bioglass or hydroxyapatite and embedded in a living body, compatibility with the living body is improved. For example, Patent Document 2 discloses that the composition of the coated hydroxyapatite is a composition component closer to natural bone than that of the stoichiometric composition. In Patent Document 3, after a calcium phosphate compound is coated on the implant surface, the apatite ceramic layer is formed by hydrothermal treatment by dipping, sealing, and heating the coating layer in the solution, and the calcium phosphate compound is formed on the surface layer. It is a composite implant.

更にインプラント表面をエッチング、サンドブラスト、巻線、金属粒溶射等によりその表面積の拡大を行い、生体への定着、固定を強固のものとすることが例えば特許文献４に開示されている。 Further, for example, Patent Document 4 discloses that the surface of an implant is enlarged by etching, sandblasting, winding, metal particle spraying, and the like, to firmly fix and fix the living body.

実公平５−３４６４６号公報Japanese Utility Model Publication 5-34646 特許第２９８７７５８号公報Japanese Patent No. 29987758 特許第３０７６６３７号公報Japanese Patent No. 3076637 特表２００２−５３５１０９号公報Special Table 2002-535109

人工歯根のインプラント構成材料の顎骨への埋入植立部はフィクスチャーと呼ばれ、主としてチタン、あるいはその合金等の金属材料よりなる。人工歯根インプラントまたは人工骨インプラントを生体に埋入後、細胞あるいは骨の誘導と結合を良くするため、その表面にハイドロキシアパタイトをコーティングするか、構成材料である金属基体表面をサンドブラスト、エッチング等によりその表面積の拡大を行っている。ハイドロキシアパタイトをコーティングする場合、ハイドロキシアパタイト膜の膜厚が厚くなると、ハイドロキシアパタイト膜の密着強度は低下し剥離し易くなる。従ってハイドロキシアパタイトをコーティングする場合は、コーティング膜は緻密なものとし膜厚は薄く密着強度が出来るだけ高いものとすることが望ましい。同時にハイドロキシアパタイトのコーティングは拡大した表面の細隙内部にまで及ぼすことが好ましい。 The implanting portion of the artificial root implant component material in the jawbone is called a fixture, and is mainly made of a metal material such as titanium or an alloy thereof. After implanting an artificial root implant or artificial bone implant in the living body, in order to improve the induction and bonding of cells or bone, the surface is coated with hydroxyapatite, or the metal substrate surface as a constituent material is sandblasted, etched, etc. The surface area is expanded. When coating hydroxyapatite, if the hydroxyapatite film becomes thick, the adhesion strength of the hydroxyapatite film decreases and the film easily peels off. Therefore, when coating with hydroxyapatite, it is desirable that the coating film is dense and the film thickness is thin and the adhesion strength is as high as possible. At the same time, it is preferred that the hydroxyapatite coating extends to the interior of the enlarged surface slit.

人工骨、人工歯根インプラント等が体内に埋入された場合、このよな異物の体内埋入に対して生体では埋入部周辺生体内のマクロファージ、および異物検知細胞により検知活動が開始される。この場合、ハイドロキシアパタイト、あるいはインプラントの基体を構成する金属材料表面にハイドロキシアパタイトがコーティングされている場合、これらが骨の組織組成に近いため異物検知細胞は生体組織として判定し、細胞および骨の結合が早期に進行する。この場合コーティングされたハイドロキシアパタイト組成が天然骨組成、あるいは天然歯組成、あるいはこれらにより近くＮａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｃｌ^-、Ｆ^-、ＣＯ₃ ^2-等のイオンがハイドロキシアパタイトコーティング膜中に含有置換されていると、生体中への適合性と定着が早くなる。従ってコーティングされるハイドロキシアパタイトコーティング膜の組成はより生体に適合し易いものとすることが望ましい。 When an artificial bone, an artificial tooth root implant, or the like is implanted in the body, a detection activity is started in the living body by macrophages in the living body around the implanted portion and the foreign body detecting cell in response to such foreign body implantation. In this case, when hydroxyapatite or hydroxyapatite is coated on the surface of the metal material that constitutes the base of the implant, since these are close to the bone tissue composition, the foreign substance detection cell is determined as a living tissue, and the cell and bone bond Progresses early. In this case, the coated hydroxyapatite composition is a natural bone composition or a natural tooth composition, or ^ions closer to these, such as Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ , Cl ⁻ , F ⁻ , CO ₃ ^2−, etc. If it is contained and substituted, the compatibility and establishment in the living body will be accelerated. Accordingly, it is desirable that the composition of the hydroxyapatite coating film to be coated is more easily adapted to a living body.

一方、人工骨または人工歯根インプラント表面にハイドロキシアパタイトをコーティングした場合、このハイドロキシアパタイト膜は生体内に埋入後、経時的に体内に溶出する。下層となる化学量論的ハイドロキシアパタイト組成のコーティング膜は生体内に溶出しがたいが、この溶出の程度はコーティング膜のコーティング方法、およびコーティング膜の構造、組成により大きく異なり、ハイドロキシアパタイトコーティング膜の体内への溶出はできるだけ抑止することが望ましい。またコーティング膜はインプラント表面のできるだけ広い面積を被覆し、この膜の溶出によるインプラントの金属基体を構成する金属の生体内への溶出は避けたい。 On the other hand, when hydroxyapatite is coated on the surface of an artificial bone or an artificial tooth root implant, the hydroxyapatite film is eluted into the body over time after being implanted in the living body. The coating film of the stoichiometric hydroxyapatite composition that is the lower layer is difficult to elute in the living body, but the extent of this elution varies greatly depending on the coating method of the coating film and the structure and composition of the coating film. It is desirable to suppress elution into the body as much as possible. Further, the coating film covers as wide an area as possible on the implant surface, and it is desired to avoid elution of the metal constituting the metal substrate of the implant into the living body due to elution of this film.

ハイドロキシアパタイトのコーティング膜の膜厚が厚く緻密性が劣るため、そのコーティング膜の金属基体を構成する金属材料への密着性が低く剥離し易くなる。また定着性をよくするため骨組織を意識してのイオン置換型ハイドロキシアパタイトの場合もそのコーティング膜の作製方法の如何によって、これらハイドロキシアパタイトコーティング膜の経時的な埋入部周辺の生体内への溶解、溶出は異なったものとなる。 Since the coating film of hydroxyapatite is thick and inferior in density, the adhesion of the coating film to the metal material constituting the metal substrate is low and the coating film is easily peeled off. In addition, in the case of ion-substituted hydroxyapatite that is conscious of bone tissue in order to improve anchorage, dissolution of the hydroxyapatite coating film into the living body around the implant site over time depends on the method of preparing the coating film. The elution will be different.

本発明においては人工歯根インプラントまたは人工骨インプラントの生体内への埋入後において、定着性がよくコーティングが剥離を起さず、かつ埋入後に経時的な埋入部周辺の生体内へ溶解、溶出を抑止したハイドロキシアパタイトコーティングとし、更に人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの表面積拡大のため取り付けた部材の間隙内面にまでコーティングを及ぼして間隙内部への新生骨の成長を促し、インプラントの生体への固定を強固にすると共にこれら生成した新生骨には常に外部より印加される刺戟応力が加わるよう取付け部材を構成し、ストレスシールディングによる生成骨の骨吸収を防止したものとすることを課題とする。 In the present invention, after the artificial dental implant or artificial bone implant is implanted into the living body, the fixability is good and the coating does not peel off, and it is dissolved and eluted in the living body around the implanted portion over time after implantation. In addition to the hydroxyapatite coating that suppresses the surface of the implant, the surface of the artificial root implant fixture or artificial bone implant is expanded to the inner surface of the gap of the attached member to promote the growth of new bone inside the gap and to the living body of the implant. It is an object of the present invention to fix the bone and to construct a mounting member so that the generated new bone is always subjected to external acupuncture stress to prevent bone resorption of the generated bone due to stress shielding. To do.

人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの金属基体外周表面に、該金属基体を構成する金属と同質の線材を巻着または軸方向に沿って並列せしめることによって被覆、溶着固定し、該基体外周表面と上記溶着固定した該線材間隙を透して該線材内側および該金属基体の外周表面にハイドロキシアパタイトをコーティングした人工歯根インプラントまたは人工骨インプラントを提供する。 Coated, welded, and fixed to the outer peripheral surface of the metal base of the artificial root implant fixture or artificial bone implant by winding or aligning the same wire as the metal constituting the metal base along the axial direction. And an artificial root implant or an artificial bone implant in which hydroxyapatite is coated on the inner side of the wire and the outer peripheral surface of the metal substrate through the gap between the welded and fixed wire.

更に人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの金属基体外周表面に網目状に細孔を設けた該金属基体を構成する金属と同質の板材あるいは細線を編組した網状材を巻着するか、該板材あるいは細線を筒状材に形成したものを挿入、溶着固定し、該金属基体外周表面と溶着固定した該板材または網状材または筒状材の孔内面と底部基体構成金属表面にハイドロキシアパタイトをコーティングした人工歯根インプラントまたは人工骨インプラントを提供する Further, a plate material of the same quality as the metal constituting the metal base or a net material braided with fine wires is wound around the outer peripheral surface of the metal base of the artificial root implant fixture or artificial bone implant, or the plate material. Alternatively, a thin wire formed in a cylindrical material is inserted, welded, and fixed, and then the plate inner surface or the net-like material or the cylindrical material on the outer surface of the metal substrate is fixed with hydroxyapatite on the inner surface of the bottom base metal. Providing artificial root implants or artificial bone implants

また更に人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの金属基体外周表面にネジ溝を形成し、このネジ溝部に添わせて該金属基体を構成する金属と同質の線材を巻着、溶着固定し、該金属基体外周表面と線材と溶着固定したネジ溝部との間隙表面にハイドロキシアパタイトをコーティングした人工歯根インプラントまたは人工骨インプラントを提供する。 Furthermore, a screw groove is formed on the outer peripheral surface of the metal base of the artificial dental root implant fixture or artificial bone implant, and a wire material of the same quality as the metal constituting the metal base is wound along the screw groove, welded, and fixed. Provided is an artificial root implant or an artificial bone implant in which hydroxyapatite is coated on the gap surface between the outer peripheral surface of a metal substrate and a thread groove portion welded and fixed to a wire.

該金属基体外周表面に溶着固定する線材を撚り線とすることが望ましく、該金属基体外周表面へ取付ける上記線材、板材、網線材または筒状材である取付け部材の溶着固定をその両端部あるいはその接触部の一部においてスポット溶接またはシーム溶接を適用することが望ましい。また更に上記人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントへのハイドロキシアパタイトコーティングをレーザーアブレーション法によりコーティングすることが望ましく、上記ハイドロキシアパタイトのコーティングをレーザーアブレーションを水蒸気または水蒸気含有のガス圧、５〜２０ｍＴｏｒｒ中でコーティングすることが望ましい。
また上記ハイドロキシアパタイトのコーティングにおいて、事前に１×１０^-7〜１×１０^-10Ｔｏｒｒ前後の真空中でハイドロキシアパタイトをプレコーティングすることが望ましい。 It is desirable that the wire to be welded and fixed to the outer peripheral surface of the metal base is a stranded wire, and the fixing of the mounting member, which is the wire, plate, net wire or cylindrical material, to be attached to the outer peripheral surface of the metal base, It is desirable to apply spot welding or seam welding at a part of the contact portion. Furthermore, it is desirable to coat the hydroxyapatite coating on the artificial dental root implant fixture or artificial bone implant by laser ablation, and the hydroxyapatite coating is laser ablated in water vapor or water-containing gas pressure at 5 to 20 mTorr. It is desirable to coat.
In the hydroxyapatite coating, it is desirable to precoat the hydroxyapatite in a vacuum of about 1 × 10 ⁻⁷ to 1 × 10 ⁻¹⁰ Torr in advance.

上記ハイドロキシアパタイトの人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント外周表面へのハイドロキシアパタイトのコーティング膜厚を５００〜１００００Åとし、上記ハイドロキシアパタイトを組成の異なる多層コーティングとし、最外層コーティングの組成を天然歯または天然歯類似組成として、水蒸気または水蒸気含有ガス圧中でインサイチュー法によりコーティングすることが望ましい。 The hydroxyapatite coating thickness of the hydroxyapatite on the outer surface of the artificial dental implant or artificial bone implant is 500 to 10,000 mm, the hydroxyapatite is a multilayer coating having a different composition, and the composition of the outermost layer coating is natural or similar to natural teeth As a composition, it is desirable to coat by in situ method in water vapor or water vapor-containing gas pressure.

また更に上記人工骨インプラントにおいて、その表面積拡大と、外部より応力が印加された場合に応力に伴う変形歪が生じる取付け部材を、人工骨インプラントの基体表面に溶着し、その表面にハイドロキシアパタイトをコーティングし、このコーティングが多層であり、上層に人工歯根インプラントが天然歯または天然歯類似組成のハイドロキシアパタイトのコーティングを行うのに対して、人工骨インプラントの場合、天然骨または天然骨類似組成のハイドロキシアパタイトをコーティングすることが望ましく、人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの基体表面に巻着する線材を複数本の並列巻着とし、その両端部あるいはその途中の接触部の一部をスポット溶接またはシーム溶接することが望ましい。 Furthermore, in the above artificial bone implant, an attachment member that generates a deformation strain accompanying the stress is applied to the surface of the artificial bone implant and the surface is coated with hydroxyapatite. However, this coating is multi-layered, and the artificial root implant is coated with hydroxyapatite with a natural tooth or natural tooth-like composition on the upper layer, whereas in the case of an artificial bone implant, hydroxyapatite with a natural bone or natural bone-like composition It is desirable to coat a plurality of wires that are wound around the surface of the base of the artificial root implant fixture or artificial bone implant, and spot welding or seam at both ends or a part of the contact portion in the middle thereof. It is desirable to weld.

人工歯根インプラントでは顎骨への埋入植立部となるフィクスチャーへの表面積を拡大すると共に、埋入植立後に生成する新生骨のフィクスチャーへの絡み付きの良くなるように、フィクスチャーの金属基体を構成する金属と同質の金属線材あるいは細孔を開けた金属板材、更に網状材を取付け部材としてフィクスチャー表面に溶着する。これによりフィクスチャー表面をエッチング、サンドブラストにより粗面化したものに比較してより新生骨の絡み付きを良好なものとし、また上記取付け部材をスポット溶接、シーム溶接したフィクスチャーは金属微粒粉を表面に吹付け溶着して表面積を拡大する方法に比べ製造上の実施が容易となる。 In artificial tooth root implants, the metal base of the fixture is configured so that the surface area of the fixture that becomes the implantation implant in the jawbone is increased and the entanglement of the new bone that is generated after implantation is improved. A metal wire having the same quality as the metal to be welded, a metal plate having pores, and a mesh material are attached to the fixture surface as attachment members. As a result, the entanglement of the new bone is improved compared with the case where the fixture surface is roughened by etching and sandblasting, and the fixture with spot welding and seam welding of the mounting member has metal fine particles on the surface. Compared with the method of expanding the surface area by spray welding, it is easier to carry out the manufacturing.

上記取付け部材を溶着したフィクスチャーは、該フィクスチャーを顎骨に埋入植立した後の顎骨への定着を早期化するためにハイドロキシアパタイトをコーティングする。
このハイドロキシアパタイトのコーティングはレーザーアブレーション法により２層あるいは多層にコーティングする。
コーティング膜をフィクスチャー表面に密着よくコーティングするため、レーザーアブレーションコーティングの初期、短期間は真空中でプレコーティングを実施し、金属基体を構成する金属表面に酸化物を生成することなく下層コーティングを行い、続いて真空成膜チャンバーに水蒸気または水蒸気含有ガスを導入し、このガス圧中でハイドロキシアパタイト５００〜１００００Å程度の膜厚にインサイチュー法によるレーザーアブレーション法によりコーティングする。 The fixture to which the mounting member is welded is coated with hydroxyapatite in order to accelerate the fixation to the jaw bone after the fixture is implanted and implanted in the jaw bone.
This hydroxyapatite coating is coated in two or multiple layers by laser ablation.
In order to coat the coating film on the fixture surface with good adhesion, pre-coating is performed in a vacuum for the initial and short period of laser ablation coating, and the lower layer coating is performed without forming oxide on the metal surface constituting the metal substrate. Subsequently, water vapor or a water vapor-containing gas is introduced into the vacuum film formation chamber, and coating is performed with a laser ablation method by an in-situ method to a thickness of about 500 to 10,000 liters of hydroxyapatite in this gas pressure.

この場合のハイドロキシアパタイトコーティング膜は結晶軸がＣ軸方向に略揃った緻密なコーティング膜となる。更に水蒸気または水蒸気含有ガス圧中でのコーティングのためレーザーアブレーションのターゲットよりの蒸発分解成分は直進することなく散乱されてフィクスチャー表面に到達しコーティングされるため、フィクスチャー表面への取付け部材の間隙内部にも侵入し内部へのコーティングも行われる。 In this case, the hydroxyapatite coating film is a dense coating film having crystal axes substantially aligned in the C-axis direction. Furthermore, because of the coating in the water vapor or water vapor containing gas pressure, the evaporation decomposition component from the laser ablation target is scattered without traveling straight and reaches the fixture surface to be coated. It also penetrates into the interior and is coated inside.

金属基体を構成する金属表面に酸化物層が形成されるとコーティング膜との密着性が悪くなる。コーティングに先立って真空中でプレコーティングすることにより強固で緻密なハイドロキシアパタイト膜を形成することが出来る。
本発明において、真空成膜チャンバー内に上層としてコーティングする組成のターゲットを並置し、上記のように下層として化学量論的組成のハイドロキシアパタイトのコーティング膜を形成し、この上に多層膜形成プログラムに従って順次、天然歯、天然骨あるいはこれ等に類似の組成に調整したハイドロキシアパタイトをコーティングすることも出来る。 When an oxide layer is formed on the metal surface constituting the metal substrate, the adhesion with the coating film is deteriorated. By pre-coating in vacuum prior to coating, a strong and dense hydroxyapatite film can be formed.
In the present invention, a target having a composition to be coated as an upper layer is juxtaposed in a vacuum film forming chamber, and a hydroxyapatite coating film having a stoichiometric composition is formed as a lower layer as described above, and a multilayer film forming program is formed thereon. Sequentially, hydroxyapatite adjusted to a natural tooth, natural bone or a similar composition to these can be coated.

天然歯の化学組成は化学量論的なハイドロキシアパタイトのＣａとＰ比が異なり、かつＣａ²⁺が他のＮａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺等の他の金属イオンとＰＯ₄イオン基がＣｌ^-、Ｆ^-、ＣＯ₃ ^2-等の陰イオンにより一部置換された化学組成構造のものが主成分となり、更にＨ₄Ｐ₂Ｏ₇その他の成分よりなっている。天然歯あるいは天然骨またはこれ等の類似組成のハイドロキシアパタイトをターゲットとしてレーザーアブレーション法でコーティングした上層のコーティング膜は置換型ハイドロキシアパタイトの多結晶膜となる。 The chemical composition of natural teeth is different from the stoichiometric hydroxyapatite Ca and P ratio, and Ca ²⁺ is another metal ion such as Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ and PO ₄ ion group is Cl. ^The main component is a chemical composition structure partially substituted by anions such as-, F ^- and CO ₃ ^2- , and further comprises H ₄ P ₂ O _{7 and} other components. The upper coating film coated with natural teeth or natural bone or hydroxyapatite having a similar composition by the laser ablation method as a target is a polycrystalline film of substitutional hydroxyapatite.

化学量論的組成のハイドロキシアパタイトコーティング膜に較べると生体内への溶出は大きくなるが、より天然歯、天然骨に組成が近く生体適合性がよく、かつ下層のコーティング膜の生体内へ溶出を抑止する。
一方、レーザーアブレーション法により上記ハイドロキシアパタイトをターゲットとしてコーティングすると、ターゲットの組成とコーティング膜の組成を同様のものとする転写性がよいことが特徴となる。 Elution into the living body is larger than that of a hydroxyapatite coating film with a stoichiometric composition, but the composition is close to that of natural teeth and natural bones and is highly biocompatible, and the underlying coating film is eluted into the living body. Deter.
On the other hand, when the hydroxyapatite is coated as a target by the laser ablation method, it is characterized in that the transfer property is the same as that of the target and the coating film.

本発明においては、人工歯根インプラントの顎骨への埋入植立部となるフィクスチャーの表面に線材、多孔板材あるいは線材を編組した網状材である取付け部材を溶着することにより、その表面積を平坦な表面を持つ、あるいは表面に溝切りしたフィクスチャーに比べて拡大出来た新生骨が生成し、これ等取付け部材の細隙内部に至ると、新生骨とフィクスチャーとの絡みが生じ、固定が強固なものとなる。更に人工歯根インプラント埋入植立後は咬合による応力が取付け部材にかかり常にこれを歪ませ、新生骨に刺激を与え新生骨の経時的なストレスシールディングによる骨吸収を防ぐことが出来る。
また人工骨インプラントにおいても、同様の構成とすることにより同じ効果が得られる。 In the present invention, the surface area of the artificial tooth root implant is flattened by welding a mounting member, which is a wire, a porous plate, or a net-like material braided with a wire, to the surface of a fixture that becomes an embedding planted portion in a jawbone. If there is a new bone that can be expanded compared to a fixture that has a groove or is grooved on the surface, and if it reaches the inside of the slit of these attachment members, the entanglement between the new bone and the fixture will occur, and the fixation will be strong It will be a thing. Furthermore, after implanting an artificial dental root implant, stress due to occlusion is applied to the mounting member, which is always distorted, stimulating the new bone and preventing bone resorption due to stress shielding over time of the new bone.
In the artificial bone implant, the same effect can be obtained by adopting the same configuration.

新生骨を取付け部材の間隙内部にまで早期に成長させるため、生体適合性のよいハイドロキシアパタイトをフィクスチャーまたは人工骨インプラントにコーティングした。コーティングはレーザーアブレーション法により、最初に真空中で薄くプレコーティングした後、水蒸気または水蒸気含有のガス圧中でインサイチュー法により膜厚５００〜１００００Åのコーティングを行った。この水蒸気または水蒸気含有のガス圧中でのコーティングにおいてハイドロキシアパタイトは取付け部材の間隙内部にまで侵入しコーティングされる。これはレーザーアブレーションの際、ターゲットよりの分解成分がガス圧中で直進することなく散乱されて飛散しコーティングされることによる。 In order to allow new bone to grow rapidly into the gap of the attachment member, hydroxyapatite with good biocompatibility was coated on the fixture or artificial bone implant. The coating was first thinly pre-coated in a vacuum by a laser ablation method, and then a coating having a thickness of 500 to 10,000 mm was performed by an in situ method in water vapor or a gas pressure containing water vapor. In this coating in water vapor or water vapor-containing gas pressure, hydroxyapatite penetrates into the gap of the mounting member and is coated. This is because, during laser ablation, decomposition components from the target are scattered and scattered without going straight in the gas pressure, and are coated.

フィクスチャーまたは人工骨インプラントの表面積拡大のため線材を表面に溶着したが、この線材を単線より撚り線に変えることにより、表面積を更に拡大することが出来た。表面積拡大をエッチング、サンドブラストしたものと比較すると、本発明の取付け部材による場合は新生骨がこれ等取付け部材に絡み付き、固定を強固なものとすることが出来る。また表面積拡大に金属粒を溶着したものと比較すると、この場合は新生骨の絡み付きはよいが、本発明における取付け部材は局部的に溶着されており、その溶着点間の線材または多孔板材は外部より応力が印加されると、応力により弾性歪を生ずるものであり、この周囲の新生骨には常に外部よりの応力による刺激が与えられ、人工歯根インプラントの顎骨への埋入植立後、あるいは人工骨インプラントの埋入後に生成した新生骨のストレスシールディングによる骨吸収を防止することが出来る。 The wire was welded to the surface to increase the surface area of the fixture or artificial bone implant, but the surface area could be further increased by changing the wire from a single wire to a stranded wire. Compared with the case where the surface area enlargement is etched and sandblasted, in the case of the attachment member of the present invention, the new bone is entangled with these attachment members, and the fixation can be strengthened. Compared with the metal surface welded to enlarge the surface area, the entanglement of the new bone is good in this case, but the mounting member in the present invention is locally welded, and the wire or porous plate between the welding points is external When more stress is applied, elastic strain is generated by the stress, and the surrounding new bone is always stimulated by external stress, and after implanting the artificial root implant in the jaw bone or artificial Bone resorption can be prevented by stress shielding of new bone generated after the implantation of the bone implant.

人工歯根インプラント、人工骨インプラント共に埋入部位により外部より印加される応力の大きさ、方向が異なり、想定される印加応力に対応出来るよう取付け部材と溶着を配慮して構成する。一方、想定外の過剰の印加応力に対しては新生骨の損傷を防止するために、例えば図６におけるように、上記取付け部材の線材を人工歯根インプラントフィクスチャーの表面の溝内に設定溶着することにより、過剰の応力歪を抑止するような構成とすることも出来る。 Both the artificial root implant and the artificial bone implant are different in the magnitude and direction of the stress applied from the outside depending on the implantation site, and are configured in consideration of the attachment member and welding so as to cope with the assumed applied stress. On the other hand, in order to prevent damage to the new bone due to unexpected excessive applied stress, for example, as shown in FIG. 6, the wire of the mounting member is set and welded in the groove on the surface of the artificial root implant fixture. Therefore, it is possible to adopt a configuration that suppresses excessive stress strain.

本発明においては、人工歯根インプラント、人工骨インプラントとも、プレコーティング後に下層としてレーザーアブレーションにより化学量論的ハイドロキシアパタイトを緻密でかつ強固に薄膜としてコーティングを行う。この下層は生体内へ溶出しがたいコーティング層となる。この下層のコーティングに引続き上層として天然歯あるいは天然骨またはこれ等と類似組成のイオン置換型ハイドロキシアパタイトをターゲットとしてコーティングする。プレコーティングと下層は金属基体に強固に密着すると共に、生体内へ溶出し難いコーティング層となるので、コーティング層全体の生体内への剥離と溶出は抑制される。 In the present invention, both the artificial dental root implant and the artificial bone implant are coated with a stoichiometric hydroxyapatite densely and firmly as a thin film by laser ablation as a lower layer after pre-coating. This lower layer is a coating layer that is difficult to elute into the living body. Subsequently to this lower layer coating, the upper layer is coated with natural teeth or natural bone or ion-substituted hydroxyapatite having a composition similar to these as a target. Since the pre-coating and the lower layer are firmly adhered to the metal substrate and become a coating layer that hardly dissolves into the living body, peeling and elution of the entire coating layer into the living body are suppressed.

この上層のハイドロキシアパタイトコーティングにより人工歯根インプラント、人工骨インプラントの生体内への埋入後の新生骨の生成、誘導、結合が短期間で行われるようになる。例えば人工歯根インプラントでフィクスチャーに天然歯を上層としてコーティングすることにより、従来のフィクスチャーを顎骨に埋入植立後、骨との結合定着に８週間を要したものが、４週間に短縮することが出来た。 By this hydroxyapatite coating on the upper layer, generation, induction, and bonding of new bone after implantation of an artificial root implant and an artificial bone implant into a living body can be performed in a short period of time. For example, by coating an artificial root implant with natural teeth as an upper layer, it takes 8 weeks to establish a bond with the bone after implanting the conventional fixture in the jawbone, and shortens it to 4 weeks. Was made.

ハイドロキシアパタイトのコーティングをレーザーアブレーション法によることにすると、ターゲットの組成をそのまゝコーティング膜に転写することが出来る。多層コーティングでは各層のコーティング膜に要求される組成のターゲットを調整作製し、これ等のターゲットを真空成膜チャンバー内に並置し、コーティングプログラムにそって、順次コーティングを行うと所望の多層コーティングを効率良く実施することが出来る。 If the hydroxyapatite coating is made by the laser ablation method, the composition of the target can be transferred to the coating film as it is. In multi-layer coating, the target of the composition required for the coating film of each layer is prepared, these targets are juxtaposed in the vacuum film formation chamber, and coating is performed sequentially according to the coating program, the desired multi-layer coating is efficiently performed. Can be implemented well.

本発明において、人工歯根インプラントフィクスチャーの場合、顎骨内への埋入植立部の表面積拡張をサンドブラスト、エッチング、金属基体微粒の溶射溶着等によらずフィクスチャーの表面積拡大を線材の巻着あるいはフィクスチャー軸方向に沿って並列固着することによるか、あるいはフィクスチャー表面へ細孔のあいた板材（多孔板材）、あるいは線材を編組した網状材を巻き付け固着する。更にフィクスチャー外面に挿入可能な内径をもった筒状多孔板材、または網状材を挿入固着するものとした。 In the present invention, in the case of an artificial dental root implant fixture, the surface area expansion of the implanted implant in the jawbone is performed by sand blasting, etching, metal substrate fine particle spraying welding, etc. Either by fixing in parallel along the char axis direction, or by wrapping and fixing a plate material (porous plate material) having pores or a braided wire material around the fixture surface. Furthermore, a cylindrical perforated plate material having an inner diameter that can be inserted into the outer surface of the fixture or a mesh material is inserted and fixed.

人工歯根インプラントのフィクスチャー部は従来、その表面が平滑のもののほかに、この部にネジ溝を設けたものが使用されている。本発明においてはこのネジ溝内にネジ溝に添わせて線材巻着固定することにより、更にフィクスチャー部の表面積を拡大すると共に、人口歯根インプラントの顎骨部への埋入植立を容易、かつ確実のものとした。 Conventionally, the fixture portion of the artificial root implant has a surface provided with a smooth surface, and a fixture portion provided with a screw groove is used. In the present invention, the surface area of the fixture portion is further expanded by fixing the wire rod along the screw groove in the screw groove, and the implantation of the artificial root implant in the jawbone is easy and reliable. It was a thing.

更に上記に使用される線材を単線によるものより細線の撚り線を用いることにより更にこの部分の表面積を拡大することが出来る。更に上記フィクスチャー表面に巻着する線材を複数本の並列巻着コイルとすることにより巻着した線材コイル部の機械的強度を向上することが出来る。
ここで上記フィクスチャー表面へ固着する上記取付け部材はいずれも、フィクスチャー金属基体を構成する金属と同質材を使用するものとし、人口歯根インプラントの顎骨部への埋入植立後に口腔内での電触のないようにした。 Furthermore, the surface area of this part can be further expanded by using the twisted wire of the thin wire rather than the wire material used for the above. Furthermore, the mechanical strength of the wound wire rod coil part can be improved by making the wire wound around the fixture surface into a plurality of parallel wound coils.
Here, any of the attachment members fixed to the fixture surface is made of the same material as the metal constituting the fixture metal base, and the electric appliance in the oral cavity is implanted after implantation of the artificial root implant in the jawbone. I tried not to touch it.

フィクスチャー表面上に溶着する上記取付け部材として上記のように単線材、撚り線材、多孔板材、あるいは網状材において、そのフィクスチャー表面との接触面全面を溶着のではなく、これらの端部あるいは途中の何点をスポット溶接、またはシーム溶接し、該溶着箇所間はフィクスチャー表面と上記取付け部材間に間隙を設け、上記取付け部材に外部より応力が印加された場合、溶着点間が応力により変形を生じるようにする。 As described above, in the single wire, the stranded wire, the perforated plate, or the net-like material as the attachment member to be welded on the fixture surface, the entire contact surface with the fixture surface is not welded, but these ends or in the middle When spot welding or seam welding is performed, a gap is provided between the welding surface and the fixture surface and the mounting member. When stress is applied to the mounting member from the outside, the welding point is deformed by the stress. To produce.

上記、人工歯根インプラントの埋入植立された場合、患者の顎骨内の位置、咬合力により、フィクスチャーへの印加応力はそれぞれ異なる。これに対応するため、フィクスチャー表面への上記取付け部材の選定と、溶着位置、溶着点間隔を適当に設定することが必要となる。更に咬合による想定外の応力印加が行われた場合、上記取付け部材の変形が、生成した新生骨の破断することのないよう、過剰変形防止に対する配慮も行った。 When the artificial dental implant is implanted and implanted, the stress applied to the fixture varies depending on the position in the jawbone of the patient and the occlusal force. In order to cope with this, it is necessary to select the mounting member on the fixture surface and appropriately set the welding position and the welding point interval. Furthermore, when an unexpected stress was applied by occlusion, consideration was given to preventing excessive deformation so that deformation of the mounting member would not break the generated new bone.

取付け部材として線材に単線を用いる場合、その線径、断面形状として図１、図４に示す丸線１、図２、図５に示す平線２、図３に示す半円形線３により、またこれらのフィクスチャー表面への溶着点間の間隔により、咬合による印加応力に対する変形歪は異なったものとなる。また巻線コイル状とした場合、巻線コイルの線間ピッチを変えて巻着、あるいは２層巻、多層巻とすることにより過剰応力印加に対しての変形防止が行われる。更に図６におけるよ、これらの巻線においてフィクスチャーのネジ溝内に線材を適切な間隙で溶着することにより過剰応力印加による変形防止も行うことができる。 When a single wire is used as the attachment member, the wire diameter and cross-sectional shape are represented by the round wire 1 shown in FIGS. 1 and 4, the flat wire 2 shown in FIGS. 2 and 5, the semicircular wire 3 shown in FIG. Depending on the distance between the welding points on the fixture surface, the deformation strain with respect to the applied stress due to occlusion differs. Further, in the case of a winding coil shape, deformation with respect to application of excessive stress is performed by changing the pitch between the winding coils to wind, or to form two layers or multiple layers. Further, as shown in FIG. 6, it is possible to prevent deformation due to application of excessive stress by welding a wire rod in the screw groove of the fixture in these windings with an appropriate gap.

上記のフィクスチャーへの取付け部材として単線を利用する他、この巻着線を複数本の並列巻着とするか、更に細線を撚り線とすると溶着点間への応力印加による変形歪を変えることが可能となる。
撚り線としては撚り線本数により、その印加力による変形歪を変えることが可能となり、同時に表面積や線間隔を変えることも可能となる。撚り線の断面形状の一例を図７、図８に示した。図７に示す撚り線は単線の芯７とその周りのストランド８とからなり、図８に示す撚り線は複数本の単線からなる芯ロープ９とその周りストランド１０からなる。 In addition to using a single wire as a mounting member for the fixture described above, if the winding wire is a plurality of parallel windings, or if the thin wire is a stranded wire, the deformation strain due to the application of stress between the welding points can be changed. Is possible.
As the stranded wire, the deformation strain due to the applied force can be changed depending on the number of stranded wires, and at the same time, the surface area and the line spacing can be changed. An example of the cross-sectional shape of the stranded wire is shown in FIGS. The stranded wire shown in FIG. 7 is composed of a single-wire core 7 and its surrounding strands 8, and the stranded wire shown in FIG. 8 is composed of a core rope 9 consisting of a plurality of single wires and its surrounding strands 10.

次に上記咬合力によるフィクスチャーへの応力印加の方向が定まらない場合にはいずれの方向より応力印加にも対応するものとして上記多孔板材をフィクスチャーへの取付け部材とする。この場合、図９に示すように薄板材あるいは筒状材１２をレーザー加工で穴あけして多孔１１にするか、図１０に示すようにパンチング１３加工によって多孔板材１４とする。また図１１に示すように線材を円筒パイプ状１５に撚ることも可能である。これらを平滑なフィクスチャー表面に巻き付け、あるいは挿入して取り付けることにより、全方向よりの咬合力印加に対応したものとすることが可能となる。更にフィクスチャー表面に、図１２、図１３に示したように線材１６，１７，１９を編組した網状材１８，２０を巻着取り付けることにより同様の対応が可能となる。 Next, when the direction of stress application to the fixture due to the occlusal force is not determined, the porous plate material is used as a mounting member to the fixture as corresponding to stress application from any direction. In this case, as shown in FIG. 9, the thin plate material or the cylindrical material 12 is drilled by laser processing to form a porous plate 11, or as shown in FIG. Further, it is possible to twist the wire rod into a cylindrical pipe shape 15 as shown in FIG. By wrapping or inserting these on a smooth fixture surface, it becomes possible to cope with application of occlusal force from all directions. Further, the same measures can be taken by attaching the mesh members 18 and 20 braided with the wire members 16, 17, and 19 as shown in FIGS. 12 and 13 to the fixture surface.

上記、フィクスチャーへのその表面積拡大、新生骨の絡み付き固定強化と、咬合力の新生骨の骨吸収防止のための刺戟を目的とした取付け部材についての形状、溶着間距離等は人工歯根インプラントの顎骨の埋入植立部位、患者の咬合力等を勘案して適切に選定することができる。ここには人工歯根インプラントに関して記したが、人工骨インプラントについても全く同様に実施が可能である。 The shape of the mounting member for the purpose of acupuncture to increase the surface area of the fixture, strengthen and fix the entangled bone, and prevent bone resorption of the occlusal force, the distance between welds, etc. Appropriate selection can be made in consideration of the implantation site of the jawbone, the patient's occlusal force, and the like. Although an artificial tooth implant is described here, an artificial bone implant can be implemented in exactly the same manner.

次に取付け部材を溶着したフィクスチャーまたは人工骨インプラントの表面にはハイドロキシアパタイトをレーザーアブレーション法によりコーティングする。このハイドロキシアパタイトのコーティング膜厚はこれら構成金属基体表面に密着よく剥離の生じないよう５００〜１００００Å程度のものとする。 Next, the surface of the fixture or artificial bone implant to which the attachment member is welded is coated with hydroxyapatite by a laser ablation method. The coating thickness of the hydroxyapatite is about 500 to 10,000 mm so that the surface of these constituent metal substrates does not adhere and peel easily.

レーザーアブレーション法によりハイドロキシアパタイトをコーティングする方法としてインサイチュ法とポストアニーリング法があるが、本発明では金属基体表面へ取り付けた取付け部材の間隙内部にまでコーティングを及ぼすため、水蒸気または水蒸気含有ガス圧中でコーティングをするインサイチュ法によった。
純化学量論的ハイドロキシアパタイトの下層コーティングとしては人工歯根用インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの構成金属基体の吸蔵ガスを除去し、かつ表面を浄化した後、図１４に示すようにレーザーアブレーション成膜装置の真空成膜チャンバー２１内で、上記構成金属基体をヒーター温度制御器３２を備えたヒーター２４上の取付回転台２３に設置し、ターゲット２５として化学量論的ハイドロキシアパタイト粉末を金型で加圧成型したものを上記構成金属基体に対向する位置に設置する。この状態で真空成膜チャンバー２１内をロータリーポンプおよびターボ分子ポンプ２２により所定の真空度まで排気する。 There are in situ method and post-annealing method for coating hydroxyapatite by laser ablation method. However, in the present invention, the coating is applied to the inside of the gap of the mounting member attached to the surface of the metal substrate. According to the in situ method of coating.
As a lower layer coating of pure stoichiometric hydroxyapatite, the occlusion gas of the metal base of the artificial dental implant fixture or artificial bone implant is removed and the surface is purified, and then laser ablation film formation is performed as shown in FIG. In the vacuum film forming chamber 21 of the apparatus, the above-mentioned metal base is placed on a mounting turntable 23 on a heater 24 equipped with a heater temperature controller 32, and a stoichiometric hydroxyapatite powder is added as a target 25 by a mold. The pressure-molded product is placed at a position facing the above-described metal substrate. In this state, the inside of the vacuum film forming chamber 21 is evacuated to a predetermined vacuum level by the rotary pump and the turbo molecular pump 22.

排気後上記金属基体をヒーター２４により所定の温度に昇温する。次に該真空成膜チャンパー内にガス導入経路２６Ａを介してガス導入ノズル２６より水蒸気または水蒸気含有ガスを導入し、ＡｒＦエキシマレーザー２７をミラー２８、レンズ２９、スリット３１を介して真空成膜チャンバー２１の窓３０からターゲット２５に照射し、ハイドロキシアパタイトの分解された蒸発成分原子、イオンクラスタを対向する上記構成金属基体を取付回転台２３を介して回転させながら該表面にコーティングする。コーティング膜の膜厚は膜厚計３４によって測定する。なおチャンバー２１内の温度は温度計３３によって測定する。 After evacuation, the metal substrate is heated to a predetermined temperature by the heater 24. Next, water vapor or a water vapor-containing gas is introduced from the gas introduction nozzle 26 through the gas introduction path 26A into the vacuum film formation chamber, and the ArF excimer laser 27 is supplied to the vacuum film formation chamber through the mirror 28, the lens 29, and the slit 31. A target 25 is irradiated through a window 30 of 21, and the above-described constituent metal substrate facing the evaporated component atoms and ion clusters of hydroxyapatite are coated on the surface while rotating through the mounting turntable 23. The film thickness of the coating film is measured by a film thickness meter 34. The temperature in the chamber 21 is measured by a thermometer 33.

上記水蒸気含有ガスとしては、例えば酸素ガス−水蒸気混合ガス、アルゴンガス−水蒸気混合ガス、ヘリウムガス−水蒸気混合ガス、窒素ガス−水蒸気混合ガス、空気−水蒸気混合ガス、過酸化水素−水蒸気混合ガス等が使用される。 Examples of the steam-containing gas include oxygen gas-steam mixed gas, argon gas-steam mixed gas, helium gas-steam mixed gas, nitrogen gas-steam mixed gas, air-steam mixed gas, and hydrogen peroxide-steam mixed gas. Is used.

この場合、水蒸気または水蒸気含有ガスのガス圧を大きくすると、ハイドロキシアパタイトの分解成分は構成金属基体表面上に化学量論的ハイドロキシアパタイトとしてＣ軸方向に略そろって結晶化して成長しながらコーティングが行われる。 In this case, when the gas pressure of the water vapor or the water-containing gas is increased, the decomposition component of hydroxyapatite is coated on the surface of the constituent metal substrate while growing as a stoichiometric hydroxyapatite crystallizing substantially in the C-axis direction. Is called.

上記方法において、前記したようにコーティング膜厚を５００〜１００００Å程度に薄くコーティングすると、ハイドロキシアパタイトコーティング膜は、人工歯根インプラント１３のフィクスチャー表面に密着よく強固にコーティングすることができる。
しかし、上記コーティングを当初より水蒸気または水蒸気含有ガス圧中で行うと構成金属基体表面とコーティング膜との界面には該金属基体の酸化物が形成する。コーティング膜と金属基体との密着強度を更に上げるためには、界面における酸化物層の生成をさけることが好ましい。 In the above method, when the coating film thickness is thinly coated to about 500 to 10,000 mm as described above, the hydroxyapatite coating film can be firmly and firmly coated on the fixture surface of the artificial dental implant 13.
However, if the coating is performed from the beginning in water vapor or water vapor-containing gas pressure, an oxide of the metal substrate is formed at the interface between the surface of the constituent metal substrate and the coating film. In order to further increase the adhesion strength between the coating film and the metal substrate, it is preferable to avoid the formation of an oxide layer at the interface.

このために上記コーティングの実施前に真空成膜チャンパー２１内を高真空１×１０^-7Ｔｏｒｒ程度に排気後、人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントをヒーター２４により所定の温度に昇温し、取付回転台２３を介して構成金属基体を回転させながら、そのままの真空中でＡｒＦエキシマレーザーをハイドロキシアパタイトターゲットに照射する。この照射を短時間とし、ハイドロキシアパタイトの分解生成物を上記金属基体表面に極く薄く３００Å程度にコーティングする。このハイドロキシアパタイト分解生成物薄膜は、その後に引き続き実施する水蒸気または水蒸気含有ガス中でのコーティングにおいて、金属基体表面に酸化膜が生成されることなく、さらに強固なコーティングを実施することができる。 For this purpose, the vacuum film formation chamber 21 is evacuated to a high vacuum of about 1 × 10 ⁻⁷ Torr before the coating is performed, and then the artificial root implant fixture or the artificial bone implant is heated to a predetermined temperature by the heater 24. The ArF excimer laser is irradiated to the hydroxyapatite target in the same vacuum while rotating the constituent metal substrate via the mounting turntable 23. This irradiation is performed for a short time, and the decomposition product of hydroxyapatite is coated on the surface of the metal substrate very thinly to about 300 mm. This hydroxyapatite decomposition product thin film can be coated more strongly without forming an oxide film on the surface of the metal substrate in the subsequent coating in water vapor or water vapor-containing gas.

従来、ハイドロキシアパタイトのコーティング方法としては化学蒸着法、物理蒸着法等の気相法、液相法、固相法等があり実施されているが、上記記載のレーザーアブレーション法以外の方法による場合はコーティング膜厚が通常１μｍ以上のものとなり、コーティング膜と基体金属との密着性が弱く剥離し易いものとなる。上記レーザーアブレーション法により化学量論的ハイドロキシアパタイトのコーティングをした場合、そのコーティング膜は緻密な膜となり、化学量論的純ハイドロキシアパタイトの多結晶膜となり、生体への溶出のないコーティング膜となる。 Conventionally, as a hydroxyapatite coating method, a chemical vapor deposition method, a vapor phase method such as a physical vapor deposition method, a liquid phase method, a solid phase method, and the like have been implemented, but in the case of a method other than the laser ablation method described above, The coating film thickness is usually 1 μm or more, and the adhesion between the coating film and the base metal is weak and easy to peel off. When the stoichiometric hydroxyapatite is coated by the laser ablation method, the coating film becomes a dense film, becomes a polycrystalline film of stoichiometric pure hydroxyapatite, and does not elute into the living body.

人工歯根インプラントの場合、そのフィクスチャー金属基体表面へのハイドロキシアパタイトのコーティングにおいて、下層として生体に溶出し難い化学量論的組成のハイドロキシアパタイトをコーティングし、この上に天然歯あるいはこれに類似の組成をもったものとして置換型ハイドロキシアパタイトおよびＨ₄Ｐ₂Ｏ₇またはその他の成分を含有させてコーティングすることもできる。図１５に人工歯根インプラント、図１６に人工歯根のフィクスチャーの一例を示す。図１５において、３５は人工歯、３６は天然歯、３７は人工歯根であり、図１６において３８はフィクスチャー金属基体であり、３９には下層の化学量論的ハイドロキシアパタイトのコーティング膜を、４０には上層の天然歯あるいはこれに類似組成のハイドロキシアパタイトコーティングしたものを示した。 In the case of an artificial root implant, the hydroxyapatite coating on the surface of the fixture metal base is coated with a hydroxyapatite having a stoichiometric composition that is difficult to elute into the living body as a lower layer, and a natural tooth or similar composition thereon. It is also possible to coat by including substituted hydroxyapatite and H ₄ P ₂ O ₇ or other components. FIG. 15 shows an example of an artificial dental implant, and FIG. 16 shows an example of an artificial dental root fixture. 15, 35 is an artificial tooth, 36 is a natural tooth, 37 is an artificial tooth root, 38 in FIG. 16 is a fixture metal base, 39 is a coating film of the lower stoichiometric hydroxyapatite, 40 Shows the upper natural teeth or those coated with hydroxyapatite of similar composition.

この上層として天然歯をターゲットとしてそのままコーティングする場合、天然歯においては個々人によってその組成が異なるものとなる。図１７に示した天然歯の場合は、歯髄４３の外側構成部分のエナメル質部４１、象牙質部４２によって組成が異なる。図１７において、４４はセメント質、４５は歯根膜、４６は歯槽骨、４７は歯肉である。一事例として表１に人体天然骨および天然歯分析例を示した。 When natural teeth are directly coated as an upper layer, the composition of natural teeth varies depending on the individual. In the case of the natural tooth shown in FIG. 17, the composition differs depending on the enamel part 41 and the dentin part 42 of the outer constituent part of the dental pulp 43. In FIG. 17, 44 is cementum, 45 is periodontal ligament, 46 is alveolar bone, and 47 is gum. As an example, Table 1 shows an example of human body natural bone and natural tooth analysis.

従って天然歯をターゲットにする場合においては、天然歯の各構成部分の粉砕混合粉体の成型体をターゲットとすると、コーティング膜組成は構成部分の平均的な組成となる。 Therefore, in the case of targeting natural teeth, the coating film composition becomes an average composition of the constituent parts when the molded product of the pulverized mixed powder of each constituent part of the natural teeth is targeted.

また、天然歯類似の組成のコーティング膜を形成する場合には、インプラント埋入患者の天然歯の分析組成結果を基にした類似組成とするか、前記一般的組成における平均的組成をもって天然歯と類似の組成とすることにした。これは、従来の化学量論的ハイドロキシアパタイトのコーティング膜よりより天然歯組成に近づけた組成のコーティング膜をインプラント表面に形成し、生体内へのインプラント埋入後の定着の早期化を計ることを目的とする。 Further, when forming a coating film having a composition similar to that of natural teeth, the coating film should have a similar composition based on the analysis composition result of the natural teeth of the implant-implanted patient, or the average composition in the general composition and the natural teeth. It was decided to have a similar composition. This is to form a coating film on the implant surface with a composition closer to the natural tooth composition than the conventional stoichiometric hydroxyapatite coating film, and to accelerate the colonization after implantation in the living body. Objective.

天然歯をそのまま、あるいは天然歯類似の組成の置換型ハイドロキシアパタイトは、その化学構造組成が化学量論的ハイドロキシアパタイトＣａ₁₀（ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂のＣａの一部をＮａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｓｒ²⁺各イオン等で置換されたもの、あるいはＰＯ₄基をＣＯ₃ ^2-、あるいは他のイオンで、ＯＨ基をＣｌ^-、Ｆ^-で置換されている。 Substituted hydroxyapatite with a natural tooth as it is or a composition similar to that of natural teeth is a part of Ca whose stoichiometric hydroxyapatite Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ is composed of Na ⁺ , K Those substituted with ions such as ⁺ , Mg ²⁺ and Sr ²⁺ , or the PO ₄ group is substituted with CO ₃ ²⁻ or other ions, and the OH group is substituted with Cl ⁻ or F ⁻ .

人工歯根インプラントの表層のコーティング膜が天然歯、あるいはこれに類似の組成をもつことにより、人工歯根インプラントが顎骨内に埋入植立された場合、埋入時にインプラントのコーティング膜がマクロファージ、異物検知細胞による検知活動において、化学量論的ハイドロキシアパタイトよりより生体に近いことを検知し、生体物質としての検知、判断を迅速なものとして埋入植立後の定着を良好なものとする。 When the artificial dental implant is implanted in the jaw bone, the coating film on the surface layer of the artificial dental implant is a natural tooth or a similar composition. In the detection activity by, we detect that it is closer to the living body than the stoichiometric hydroxyapatite, and make the detection and judgment as a biological substance quicker, and the establishment after implantation will be better.

上記上層となるコーティングは、下層の化学量論的ハイドロキシアパタイトのコーティングと同様にレーザーアブレーション法により上記下層に連続してコーティングを実施する。この際のターゲットは天然歯、あるいはこれらに類似した組成のものを用いる。
ハイドロキシアパタイトのコーティング法としてレーザーアブレーション法はターゲット組成とコーティング膜組成は他のコーティング法に較べより転写性の優れたコーティング法となる。 In the same manner as the coating of the lower stoichiometric hydroxyapatite, the upper coating is continuously applied to the lower layer by a laser ablation method. In this case, natural teeth or those having a composition similar to these are used.
As a coating method for hydroxyapatite, the laser ablation method is a coating method in which the target composition and the coating film composition are more transferable than other coating methods.

Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｓｒ²⁺置換のハイドロキシアパタイトのターゲットの作製において、母体となるハイドロキシアパタイトとして化学量論的ハイドロキシアパタイトをそのまま利用してもよいが、Ｃａ₃(ＰＯ₄)₂を酸素ー水蒸気混合ガス中で６００℃１０時間の焼成することによってＣａのモル比が１０％少ないＣａ₉(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂が安定した結晶として得られることから、この組成比のハイドロキシアパタイトに上記の必要とされるＮａ、Ｋ、Ｍｇ等の炭酸塩を混合し、酸素ー水蒸気混合ガス中で更に６００℃１０時間の焼成をすると、いずれのイオンもＣａ₉Ｎａ₁(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂のようにドーピングされたイオン置換型ハイドロキシアパタイトの安定した結晶が得られる。 In the preparation of Na ⁺ , K ⁺ , Mg2 ⁺ , and Sr2 ⁺ substituted hydroxyapatite targets, the stoichiometric hydroxyapatite may be used as it is as the base hydroxyapatite, but Ca ₃ (PO ₄ ) _By calcining ₂ in an oxygen-water vapor mixed gas at 600 ° C. for 10 hours, Ca ₉ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ having a Ca molar ratio of 10% is obtained as a stable crystal. When the required carbonates such as Na, K, Mg, etc. are mixed with hydroxyapatite and calcined in an oxygen-water vapor mixed gas at 600 ° C. for 10 hours, all the ions are Ca ₉ Na ₁ (PO ₄ ) Stable crystals of ion-substituted hydroxyapatite doped as ₆ (OH) ₂ are obtained.

上記の方法において人工歯根インプラントの場合、Ｃａ／Ｐ比を天然歯組成に類似のものとすると共に、上記Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｓｒ²⁺で置換したＣａ₉Ｋ₁(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂構造のターゲットも併用して人工歯根インプラント表面に上層コーティングを行い天然歯と類似の組成のコーティング膜を作製する。更にＯＨ基にＣｌ^-、Ｆ^-を置換するにはコーティングしたインプラントをこれらの塩の水溶液中に浸漬するとハイドロキシアパタイトの特性としてＣｌ、ＦはＯＨ基と置換することができる。この処理により天然歯に更に近い組成をもったコーティングを実施することができる。人工骨インプラントの場合も人工骨組成または人工骨類似組成で同様にコーティングする。 In the case of an artificial root implant in the above method, the Ca / P ratio is similar to that of the natural tooth composition, and Ca ₉ K ₁ (PO ₄₎ substituted with Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ and Sr ²⁺ is used. ) ₆ (OH) ₂ structure target is also used in combination, and the artificial dental implant surface is coated with an upper layer to produce a coating film having a composition similar to that of natural teeth. Furthermore Cl to OH groups ^-, F ^- can be Cl, F is to be replaced with OH groups the coated implant to replace the characteristics of the hydroxyapatite is dipped in an aqueous solution of these salts. By this treatment, a coating having a composition closer to that of natural teeth can be performed. In the case of an artificial bone implant, it is similarly coated with an artificial bone composition or an artificial bone-like composition.

図１８に人工歯根インプラントフィクスチャーの表面積を拡大し、新生骨との絡み付きを良くすると共に、新生骨の骨吸収を防止する構成のフィクスチャーを示した。このフィクスチャーはフィクスチャー表面４８に線材５０を取付け部材としてコイル状に巻き付けたものである。フィクスチャー金属基体外周表面には線材巻き付けと、溶着のための軸線方向に沿って縦線突条４９の加工を行い、この突条表面に線材５０を巻き付け点溶着５１している。これによりコイル状に巻き付けた線材５０とフィクスチャー４８との間およびコイル状に巻き付けた線材間に間隙ができ、新生骨の絡み付きをよくし、更に、この部分には外部応力が印加された際、応力による弾性歪が生ずるよう構成され新生骨の骨吸収を防止する。 FIG. 18 shows a fixture having a configuration in which the surface area of the artificial root implant fixture is enlarged to improve the entanglement with the new bone and prevent bone resorption of the new bone. In this fixture, a wire 50 is wound around a fixture surface 48 as a mounting member in a coil shape. A wire rod is wound on the outer peripheral surface of the fixture metal base and a vertical wire protrusion 49 is processed along the axial direction for welding, and the wire 50 is wound around the surface of the protrusion to be spot-welded 51. As a result, a gap is formed between the wire 50 wound in the coil shape and the fixture 48 and between the wire wound in the coil shape, and the entanglement of the new bone is improved. Further, when external stress is applied to this portion It is configured to generate elastic strain due to stress and prevent bone resorption of new bone.

このチタンを金属基体とする人工歯根フィクスチャーを図１４に示すレーザーアブレーション成膜装置の真空成膜チャンバー２１内のヒーター２４と接するフィクスチャーを取付回転台２３に設置しコーティングを行う。コーティングを行うに先立ちフィクスチャー表面はアセトン、超純水で超音波洗浄を行い、成膜チャンバー２１内の取付回転台２３に設置する。成膜チャンバー２１内を排気系のロータリーポンプおよびターボ分子ポンプ２２により１×１０^-7Ｔｏｒｒに排気後、フィクスチャーをヒーター２４により３００℃に昇温、脱ガスを行う。 The artificial tooth fixture having titanium as a metal base is coated on the mounting turntable 23 with a fixture in contact with the heater 24 in the vacuum film forming chamber 21 of the laser ablation film forming apparatus shown in FIG. Prior to coating, the fixture surface is subjected to ultrasonic cleaning with acetone and ultrapure water and placed on a mounting turntable 23 in the film forming chamber 21. The inside of the film forming chamber 21 is evacuated to 1 × 10 ⁻⁷ Torr by an exhaust system rotary pump and a turbo molecular pump 22, and then the fixture is heated to 300 ° C. by the heater 24 and degassed.

次に、加熱したフィクスチャーを回転させながら、各種ターゲット設置台に設置した化学量論的組成のハイドロキシアパタイトのターゲット２５にＡｒＦエキシマレーザー源２７よりレーザーを照射し３分間３００Å程度の膜厚にプレコーティングを行う。その後酸素ガス−水蒸気混合ガスを導入し、フィクスチャー温度を５３０℃に昇温してガス圧１００ｍＴｏｒｒでインサイチュ法により下層として化学量論的組成のハイドロキシアパタイトを３０００Åの膜厚にコーティングする。 Next, while rotating the heated fixture, a laser is irradiated from the ArF excimer laser source 27 to the hydroxyapatite target 25 of stoichiometric composition installed on various target installation bases, and the film thickness is about 300 mm for 3 minutes. Apply coating. Thereafter, an oxygen gas-water vapor mixed gas is introduced, the fixture temperature is raised to 530 ° C., and a hydroxyapatite having a stoichiometric composition is coated as a lower layer by an in situ method at a gas pressure of 100 mTorr to a film thickness of 3000 mm.

フィクスチャーへ上記下層コーティングを行った後、引き続き真空成膜チャンバー２１内の各種ターゲット設置台２５に設置された天然歯ターゲットにレーザーを照射し、上層として天然歯組成のハイドロキシアパタイトを膜厚３０００Å程度にコーティングする。
コーティング後４５０℃１０時間、酸素ガス−水蒸気混合ガス中でポストアニーリングを行なう。これにより、化学量論的組成のハイドロキシアパタイトを下層とし、その上に上層として天然歯組成のハイドロキシアパタイトコーティングした２層構造の人工歯根フィクスチャーを作製した。 After the lower layer coating is applied to the fixture, the natural tooth target placed on the various target placement bases 25 in the vacuum film formation chamber 21 is subsequently irradiated with laser, and the hydroxyapatite having a natural tooth composition is formed as an upper layer with a thickness of about 3000 mm. To coat.
Post-annealing is performed in an oxygen gas-water vapor mixed gas at 450 ° C. for 10 hours after coating. As a result, a two-layer artificial root fixture having a hydroxyapatite having a stoichiometric composition as a lower layer and a hydroxyapatite coating having a natural tooth composition formed thereon as an upper layer was prepared.

図１９に示すように、人工歯根インプラントのチタン材よりなるフィクスチャーの金属基体５２の表面に同じく細孔をあけたチタン薄板筒状材５３を挿入し、一端を溶着５４固定してフィクスチャーの基体を構成した。この表面上にハイドロキシアパタイトをコーティングして人工歯根インプラントとした。 As shown in FIG. 19, a titanium thin plate tubular member 53 having a similar hole is inserted into the surface of a metal base 52 of a fixture made of titanium material for an artificial dental implant, and one end is welded 54 and fixed. A substrate was constructed. This surface was coated with hydroxyapatite to obtain an artificial dental implant.

この実施例では天然歯類似組成のハイドロキシアパタイトのコーティングを行うこととした
化学量論的ハイドロキシアパタイトのＣａ／Ｐ比がモル比で１．６７、重量比で２．１５である。こゝで天然歯組成ではこの比が小である。従って化学量論的ハイドロキシアパタイト粉末に所望の比率になるようＣａＣＯ₃、ＣａＣｌ₂等のＣａ化合物、Ｐ₂Ｏ₅、Ｈ₄Ｐ₂Ｏ₇等のＰ化合物、およびＣａ₃(ＰＯ₄)₂、ＣａＨＰＯ₄、Ｃａ（Ｈ₂ＰＯ₄）₂等のリン酸カルシウム化合物のいずれかまたはこれらの二種以上の粉末を、添加混合して成形し、ＣａとＰの比を天然歯と類似の組成としたターゲットを作製する。このターゲットを真空成膜チャンバー内の各種ターゲット設置台に設置する。 In this example, the Ca / P ratio of the stoichiometric hydroxyapatite to be coated with hydroxyapatite having a natural tooth-like composition is 1.67 in terms of molar ratio and 2.15 in terms of weight. This ratio is small in the natural tooth composition. Therefore, a Ca compound such as CaCO ₃ and CaCl ₂ , a P compound such as P ₂ O ₅ and H ₄ P ₂ O ₇ , and Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ , so as to obtain a desired ratio to the stoichiometric hydroxyapatite powder. One of calcium phosphate compounds such as CaHPO ₄ and Ca (H ₂ PO ₄ ) ₂ or two or more of these powders are added and mixed to form a target having a ratio of Ca and P similar to that of natural teeth Is made. This target is installed on various target installation bases in the vacuum film formation chamber.

Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｓｒ²⁺添加のターゲットとしてはＣａ₃(ＰＯ₄)₂を酸素ー水蒸気雰混合ガス中で６００℃１０時間焼成することにより化学量論的ハイドロキシアパタイトよりＣａのモル比が１０％少ないＣａ₉(ＰＯ₄)₂(ＯＨ)₂の構造をもった安定した結晶を作製する。この出発原料材にＮａ₂ＣＯ₃をＣａのモル比で９対１の割合で混合し、前記同様酸素−水蒸気混合ガス中で６００℃１０時間の焼成によりＣａ₉Ｎａ₁(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂ の組成構造の安定したＮａイオン置換型ハイドロキシアパタイト結晶を作製する。同様にＫ₂ＣＯ₃、ＭｇＣＯ₃、またはＳｒＣＯ₃を添加して同様のＣａ₉Ｋ₁(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂ 、Ｃａ₉Ｍｇ_1/2(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂ 、Ｃａ₉Ｓｒ_1/2(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂の組成構造の安定した結晶を作製する。これらの粉体をそれぞれ成型してレーザーアブレーションのＮａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｓｒ²⁺添加のターゲットとして、真空成膜チャンバー内の各種ターゲット設置台に設置する。 Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ , and Sr ^{2+ are} added as a target by calcining Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ in a mixed gas of oxygen-steam atmosphere at 600 ° C. for 10 hours from stoichiometric hydroxyapatite. A stable crystal having a Ca ₉ (PO ₄ ) ₂ (OH) ₂ structure with a molar ratio of 10% less is prepared. This starting material was mixed with Na ₂ CO ₃ at a Ca molar ratio of 9: 1, and calcined at 600 ° C. for 10 hours in an oxygen-water vapor mixed gas as described above to obtain Ca ₉ Na ₁ (PO ₄ ) ₆ ( A stable Na ion-substituted hydroxyapatite crystal having a composition structure of (OH) ₂ is prepared. Similarly, by adding K ₂ CO ₃ , MgCO ₃ , or SrCO ₃ , the same Ca ₉ K ₁ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ , Ca ₉ Mg _1/2 (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ , Ca A crystal having a stable composition structure of ₉ Sr _1/2 (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ is prepared. Each of these powders is molded and placed on various target installation bases in a vacuum film formation chamber as targets for laser ablation Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ and Sr ²⁺ addition.

本実施例における人工歯根インプラントへのハイドロキシアパタイトのコーティングにおいては真空成膜チャンバー内に下層となる化学量論的ハイドロキシアパタイト成形体であるターゲット、天然歯と類似のＣａとＰの比になるように調整したハイドロキシアパタイトの混合成形体であるターゲット、前記Ｎａイオン置換のＣａ₉Ｎａ₁(ＰＯ₄)₂(ＯＨ)₂の成形体であるターゲット、Ｋ置換のＣａ₉Ｋ₁(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂の成形体であるターゲット、Ｍｇ置換のＣａ₉Ｍｇ_1/2(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂の成形体であるターゲット、Ｓｒイオン置換のＣａ₉Ｓｒ_1/2(ＰＯ₄)₆(ＯＨ)₂の成形体であるターゲットのそれぞれを、レーザー照射可能な位置にある各種ターゲット設置台に設置する。 In the hydroxyapatite coating on the artificial dental root implant in this example, the ratio of Ca and P is similar to that of the target, natural tooth, which is a stoichiometric hydroxyapatite molded body as a lower layer in the vacuum film formation chamber. Target which is a mixed molded product of hydroxyapatite, target which is a molded product of Na ion-substituted Ca ₉ Na ₁ (PO ₄ ) ₂ (OH) ₂ , K-substituted Ca ₉ K ₁ (PO ₄ ) ₆ ( OH) ₂ target, Mg-substituted Ca ₉ Mg _1/2 (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ target, Sr ion-substituted Ca ₉ Sr _1/2 (PO ₄ ) ₆ Each target, which is a molded body of (OH) ₂ , is installed on various target installation bases at positions where laser irradiation is possible.

人工歯根インプラントの上記フィクスチャー表面に下層として真空中で化学量論的組成のハイドロキシアパタイトをプレコーティングした後、水蒸気含有ガスを導入、このガス圧中で引き続きレーザーを各種ターゲットに順次必要時間照射し、天然歯組成に類似したＣａ／Ｐ比のハイドロキシアパタイト、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｍｇ²⁺、Ｓｒ²⁺のイオン置換型ハイドロキシアパタイトを所望の組成比になるようコーティング時間を変えて繰り返し、コーティング膜厚を５００〜１００００Å程度として人工歯根インプラントとした。 After pre-coating hydroxyapatite of stoichiometric composition in vacuum as a lower layer on the above-mentioned fixture surface of artificial dental implant, water vapor containing gas is introduced, and laser is continuously irradiated to various targets for the required time in this gas pressure. , Hydroxyapatite with a Ca / P ratio similar to that of natural teeth, ion-substituted hydroxyapatite with Na ⁺ , K ⁺ , Mg ²⁺ , and Sr ²⁺ are repeatedly applied at different coating times to achieve the desired composition ratio. The film thickness was set to about 500 to 10,000 mm to obtain an artificial root implant.

図２０には人工歯根インプラントのフィクスチャー表面にフィクスチャー金属基体５５と同種のチタン線材５６，５８を巻線方向を変えて２層に巻着し、その巻線の両端をそれぞれ金属基体に点溶着５７，５９してフィクスチャーを構成した。
このフィクスチャー表面に前記実施例１または実施例２に示したと同様のハイドロキシアパタイトをコーティングした。コーティングとしては最初に真空中でプレコーティングを行った後、水蒸気含有ガス圧中で化学量論的ハイドロキシアパタイトの下層をコーティングし、引続き上層コーティングをインサイチュー法によりコーティングを行った。フィクスチャー金属基体５５上に巻着した線材５８の間隙内部にまでコーティングを及ぼし人工歯根インプラントとした。 In FIG. 20, titanium wire materials 56 and 58 of the same type as the fixture metal base 55 are wound in two layers on the fixture surface of the artificial dental root implant, and both ends of the winding are respectively attached to the metal base. A fixture was formed by welding 57 and 59.
The same hydroxyapatite as shown in Example 1 or Example 2 was coated on the fixture surface. As the coating, first, pre-coating was performed in a vacuum, and then a lower layer of stoichiometric hydroxyapatite was coated in a gas pressure containing water vapor, and then the upper layer coating was performed by an in situ method. A coating was applied to the inside of the gap of the wire 58 wound around the fixture metal base 55 to obtain an artificial root implant.

図２１には脛骨の骨幹部骨折用髄内釘を本発明に関わる人工骨インプラント６０の一例として示した。骨折治療においては骨折部位により各種形状のそれぞれに適切な髄内釘が使用されている。図２２においては足関節の変形、外傷による変形癒合等の症例に足関節の固定、歩行困難の解消のため用いられる髄内釘に本発明の構成を適用した事例を示した。図の７０は本体となるチタンの釘材で骨の固定のためのスクリュー７２およびスクリュー穴があけられている。この本体の中間部位にチタン細線７１をブレードに編組した筒状材を挿入、その両端の線材端を金属基体本体表面にスポット溶接により点溶着７３した。この髄内釘表面にプレコーティングとしてハイドロキシアパタイトを真空中で薄くレーザーアブレーション法によりコーティングし、その上に水蒸気含有ガス圧中で同じくレーザーアブレーション法でハイドロキシアパタイトをコーティングした。コーティング膜の最外層は天然骨組成とし、コーティング膜厚は５００〜１００００Åのものとした。 FIG. 21 shows an intramedullary nail for a tibia diaphysis fracture as an example of an artificial bone implant 60 according to the present invention. In fracture treatment, an intramedullary nail suitable for each of various shapes is used depending on the fracture site. FIG. 22 shows an example in which the configuration of the present invention is applied to an intramedullary nail used for fixing an ankle joint and resolving difficulty in walking in cases such as ankle joint deformation and deformation fusion caused by trauma. 70 in the figure is a titanium nail material as a main body, and a screw 72 and screw holes for bone fixation are formed. A cylindrical material braided with a titanium fine wire 71 was inserted into the intermediate portion of the main body, and the ends of the wire material at both ends were spot welded 73 to the surface of the metal base body by spot welding. As a pre-coating on this intramedullary nail surface, hydroxyapatite was thinly coated in a vacuum by a laser ablation method, and then a hydroxyapatite was coated by a laser ablation method in a gas pressure containing water vapor. The outermost layer of the coating film had a natural bone composition, and the coating film thickness was 500 to 10,000 mm.

人工骨インプラントの場合、取付け部材は人工歯根インプラントと比較して、インプラント表面に印加される応力の方向が一定方向とならないため、その構成を配慮し、これに対処したものとした。 In the case of an artificial bone implant, since the direction of the stress applied to the implant surface is not a fixed direction as compared with an artificial dental root implant, the attachment member is designed to cope with this.

以上本発明における実施例を示したが、これらは本発明に関わる実施の形態の一例を示したもので、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Although the examples of the present invention have been described above, these are examples of the embodiments related to the present invention, and the present invention is not limited to these examples.

本発明においては、生体との適合性が良好でかつ生体内に強固に固定される人工歯根インプラントフィクスチャーおよび人工骨インプラントが提供される。 In the present invention, there are provided an artificial root implant fixture and an artificial bone implant that have good compatibility with a living body and are firmly fixed in the living body.

図１〜図２２は本発明の一実施例を示すものである。
円断面単線巻きコイルの説明図平断面単線巻きコイルの説明図半円断面単線巻きコイルの説明図円断面単線巻きコイル外観説明図平断面単線巻きコイル外観説明図人工歯根インプラントでネジ溝切削フィクスチャーの溝内に単線を溝に添わせて巻付け、コイル端を溝内に溶着した人工歯根インプラントイ：斜視図ロ：側面図撚り線断面図（７本撚り）撚り線断面図（４９本撚り）レーザーにより細孔加工した薄板筒状材説明図パンチングにより細孔を開けた薄板筒状材説明図線材を筒状に撚ったケーブルチューブ説明図円断面細線を２本持ちで編組したブレードチューブ説明図平断面細線を１本持ちで編組したブレードチューブ説明図レーザーアブレーション成膜装置の説明図人工歯根インプラントを顎骨に埋入植立した状態の説明図外表面にネジ溝を切削した人工歯根インプラントフィクスチャーの断面図天然歯の断面図実施例１における細線を巻付けた人工歯根インプラントフィクスチャーイ：縦断面図ロ：側断面図実施例２における細孔をあけた薄板筒状材を取付けた人工歯根インプラントフィクスチャーイ：縦断面図ロ：側断面図実施例３における細線を二層巻きで取付けた人工歯根インプラントフィクスチャーイ：縦断面図ロ：側断面図脛骨幹部骨折用髄内釘の外観図実施例４における足関節固定用髄内釘に本発明を適用した事例の説明図 1 to 22 show an embodiment of the present invention.
Illustration of circular section single wire winding coil Illustration of flat section single wire wound coil Explanatory drawing of semicircular cross section single wire coil Circular cross-sectional single wire coil appearance explanatory drawing External view of flat section single wire wound coil Artificial root implant with artificial root implants wound with a single wire attached to the groove of the thread groove cutting fixture and the coil end welded in the groove b: perspective view b: side view Twisted wire cross section (7 strands) Stranded wire cross section (49 strands) Illustration of thin cylindrical material processed by laser Illustration of thin cylindrical material with pores opened by punching Cable tube explanatory diagram of twisted wire rod Illustration of blade tube braided with two circular cross-sections Illustration of blade tube braided with one flat cross-section thin wire Illustration of laser ablation deposition system Explanatory drawing of the state in which the artificial root implant is implanted in the jawbone Cross-sectional view of an artificial dental implant fixture with a thread cut on the outer surface Cross section of natural tooth Artificial root implant fixture with wound thin wire in Example 1 B: Longitudinal section B: Side section Artificial Root Implant Fixture with Thin Plate Tubular Material with Openings in Example 2 B: Longitudinal Section B: Side Section Artificial root implant fixture with thin wire attached in two layers in Example 3 i: longitudinal section b: side section External view of intramedullary nail for tibial shaft fracture Explanatory drawing of the example which applied this invention to the intramedullary nail for ankle joint fixation in Example 4

符号の説明Explanation of symbols

４フィクスチャー金属基体
５スクリュー溝
６巻付細線
７芯
８ストランド
９芯ロープ
１０ストランド
１１細孔
１２薄板筒状材
１３細孔
１４薄板筒状材
１５撚り細線
１６二本撚り丸細線１
１７二本撚り丸細線２
１８細隙
１９平撚り細線
２０細隙
２１真空成膜チャンバー
２２排気系ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプ
２３取付け回転台
２４ヒーター
２５ターゲット設置台
２６ガス導入ノズル
２７ＡｒＦエキシマレーザー光源
２８ミラー
２９レンズ
３０窓
３１スリット
３２ヒーター温度制御器
３３温度計
３４膜厚計
３５人口歯３６天然歯
３７フィクスチャー
３８フィクスチャー金属基体
３９下層ハイドロキシアパタイトコート
４０上層ハイドロキシアパタイトコート
４１エナメル質部
４２象牙質部
４３歯髄
４４セメント質部
４５歯根膜
４６歯槽骨
４７歯肉
４８フィクスチャー金属基体
４９縦線状突起
５０細線
５１点溶着
５２フィクスチャー金属基体
５３チタン薄板筒状材
５４点溶着
５５フィクスチャー金属基体
５６下層巻線
５７点溶着
５８上層巻線
５９点溶着
６０人工骨インプラント
７０髄内釘本体
７１チタン細線編組ブレード
７２固定用スクリュー
７３点溶着 4 Fixture Metal Substrate 5 Screw Groove 6 Wound Thin Wire 7 Core 8 Strand 9 Core Rope 10 Strand 11 Pore 12 Thin Plate Cylindrical Material 13 Pore 14 Thin Plate Cylindrical Material 15 Twisted Fine Wire 16 Double Twisted Round Wire 1
17 Double twisted round wire 2
18 slit 19 flat twisted wire 20 slit 21 vacuum film forming chamber 22 exhaust system rotary pump, turbo molecular pump 23 mounting rotary table 24 heater 25 target installation table 26 gas introduction nozzle 27 ArF excimer laser light source 28 mirror 29 lens 30 window 31 Slit 32 Heater temperature controller 33 Thermometer 34 Film thickness meter 35 Artificial tooth 36 Natural tooth 37 Fixture 38 Fixture metal substrate 39 Lower layer hydroxyapatite coat 40 Upper layer hydroxyapatite coat 41 Enamel part 42 Dentin part 43 Dental pulp 44 Cementum Part 45 Periodontal ligament 46 Alveolar bone 47 Gingiva 48 Fixture metal base 49 Longitudinal protrusion 50 Fine line 51 Spot weld 52 Fixture metal base 53 Titanium sheet cylindrical material 54 Point weld 55 Fixture Over the metal substrate 56 underlying winding 57 points welding 58 upper winding 59 points welding 60 artificial bone implants 70 intramedullary nail body 71 titanium fine wire braid blade 72 fixing screw 73 points welded

Claims

人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの金属基体外周表面に、該金属基体を構成する金属と同質の線材を巻着または軸方向に沿って並列せしめることによって被覆、溶着固定し、該基体外周表面と上記溶着固定した該線材間隙を透して該線材内側および該金属基体の外周表面にハイドロキシアパタイトをコーティングしたことを特徴とする人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 Coated, welded, and fixed to the outer peripheral surface of the metal base of the artificial root implant fixture or artificial bone implant by winding or aligning the same wire as the metal constituting the metal base along the axial direction. And an artificial root implant or an artificial bone implant, wherein hydroxyapatite is coated on the inner side of the wire and the outer peripheral surface of the metal substrate through the gap between the welded and fixed wire.

人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの金属基体外周表面に網目状に細孔を設けた該金属基体を構成する金属と同質の板材あるいは細線を編組した網状材を巻着するか、該板材あるいは細線を筒状材に形成したものを挿入、溶着固定し、該金属基体外周表面と溶着固定した該板材または網状材または筒状材の孔内面と底部基体構成金属表面にハイドロキシアパタイトをコーティングしたことを特徴とする人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 A plate material of the same quality as the metal constituting the metal base, or a net material braided with fine wires, wound around the outer peripheral surface of the metal base of the artificial root implant fixture or artificial bone implant, or the plate or A thin wire formed in a cylindrical material is inserted, welded, and fixed, and the inner surface of the hole of the plate, net, or cylindrical material that has been welded and fixed to the outer surface of the metal base and the metal surface of the bottom base are coated with hydroxyapatite. An artificial dental root implant or an artificial bone implant characterized by.

人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの金属基体外周表面にネジ溝を形成し、このネジ溝部に添わせて該金属基体を構成する金属と同質の線材を巻着、溶着固定し、該金属基体外周表面と線材と溶着固定したネジ溝部との間隙表面にハイドロキシアパタイトをコーティングしたことを特徴とする人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 A screw groove is formed on the outer peripheral surface of the metal base of the artificial root implant fixture or artificial bone implant, and a wire of the same quality as that of the metal constituting the metal base is wound along the screw groove and welded and fixed. An artificial root implant or an artificial bone implant characterized in that hydroxyapatite is coated on a gap surface between an outer peripheral surface and a thread groove portion welded and fixed to a wire.

該金属基体外周表面に溶着固定する線材を撚り線とした請求項１または３に記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 The artificial dental root implant or artificial bone implant according to claim 1 or 3, wherein the wire material welded and fixed to the outer peripheral surface of the metal base is a stranded wire.

該金属基体外周表面へ取付ける上記線材、板材、網線材または筒状材である取付け部材の溶着固定をその両端部あるいはその接触部の一部においてスポット溶接またはシーム溶接を適用した請求項１〜４のいずれかに記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 The spot fixing or seam welding is applied to the both ends or a part of the contact part for the welding fixation of the attachment member which is the said wire, plate, mesh wire, or cylindrical material attached to the outer peripheral surface of the metal substrate. The artificial tooth root implant or the artificial bone implant according to any one of the above.

上記人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントへのハイドロキシアパタイトコーティングをレーザーアブレーション法によりコーティングした請求項１〜５のいずれかに記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 The artificial dental root implant or the artificial bone implant according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydroxyapatite coating on the artificial dental root implant fixture or the artificial bone implant is coated by a laser ablation method.

上記ハイドロキシアパタイトのコーティングのレーザーアブレーションを水蒸気または水蒸気含有のガス圧、５〜２０ｍＴｏｒｒ中でコーティングした請求項６に記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 The artificial dental implant or bone implant according to claim 6, wherein the laser ablation of the hydroxyapatite coating is coated in water vapor or water vapor containing gas pressure at 5 to 20 mTorr.

上記ハイドロキシアパタイトのコーティングにおいて、事前に１×１０^-7〜１×１０^-10Ｔｏｒｒ前後の真空中でハイドロキシアパタイトをプレコーティングした請求項７に記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 The artificial dental root implant or artificial bone implant according to claim 7, wherein the hydroxyapatite coating is pre-coated with hydroxyapatite in a vacuum of about 1 x ^10-7 to 1 x ^10-10 Torr in advance.

上記ハイドロキシアパタイトの人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント外周表面へのハイドロキシアパタイトのコーティング膜厚を５００〜１００００Åとした請求項１または２または３に記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 The artificial dental root implant or artificial bone implant according to claim 1, 2 or 3, wherein the hydroxyapatite coating thickness on the outer peripheral surface of the hydroxyapatite artificial dental implant or artificial bone implant is 500 to 10,000 mm.

上記ハイドロキシアパタイトを組成の異なる多層コーティングとし、最外層コーティングの組成を天然歯または天然歯類似組成として、水蒸気または水蒸気含有ガス圧中でインサイチュー法によりコーティングした請求項１〜９のいずれか一つに記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 The hydroxyapatite is a multi-layer coating having a different composition, and the outermost layer coating is a natural tooth or a natural tooth-like composition, and is coated by an in situ method in water vapor or water vapor-containing gas pressure. The artificial dental root implant or artificial bone implant described in 1.

上記人工骨インプラントにおいて、その表面積拡大と、外部より応力が印加された場合に応力に伴う変形歪が生じる取付け部材を、人工骨インプラントの基体表面に溶着し、その表面にハイドロキシアパタイトをコーティングし、このコーティングが多層であり、上層に人工歯根インプラントが天然歯または天然歯類似組成のハイドロキシアパタイトのコーティングを行うのに対して、人工骨インプラントの場合、天然骨または天然骨類似組成のハイドロキシアパタイトをコーティングした請求項１〜１０のいずれか一つに記載の人工骨インプラント。 In the artificial bone implant, the surface area is expanded, and when a stress is applied from the outside, an attachment member that generates deformation strain due to the stress is welded to the base surface of the artificial bone implant, and the surface is coated with hydroxyapatite. This coating is multi-layered, and the artificial root implant is coated with hydroxyapatite with a natural tooth or natural tooth-like composition on the upper layer, whereas in the case of an artificial bone implant, it is coated with natural bone or hydroxyapatite with a natural bone-like composition The artificial bone implant according to any one of claims 1 to 10.

人工歯根インプラントフィクスチャーまたは人工骨インプラントの金属基体表面に巻着する線材を複数本の並列巻着とし、その両端部あるいはその途中の接触部の一部をスポット溶接またはシーム溶接した請求項１または５または１１に記載の人工歯根インプラントまたは人工骨インプラント。 A wire rod wound around the surface of a metal substrate of an artificial dental root implant fixture or an artificial bone implant is formed into a plurality of parallel windings, and both ends thereof or part of a contact portion in the middle thereof are spot-welded or seam-welded. The artificial dental root implant or artificial bone implant according to 5 or 11.