JP5677722B2 - 硬組織代替材料の製造方法、及びその製造方法において用いられる処理溶液 - Google Patents
硬組織代替材料の製造方法、及びその製造方法において用いられる処理溶液 Download PDFInfo
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る硬組織代替材料の製造方法によって製造された硬組織代替材料1を示す正面図である。この硬組織代替材料1は、人工股関節において用いられる大腿骨コンポーネントとして形成されている。図2は、硬組織代替材料1が人工股関節において用いられた状態を示す断面図であって、大腿骨100及び骨盤101の断面の一部とともに示している(図2では、骨盤101については断面状態を示す斜線の図示を省略している)。図1及び図2に示すように、大腿骨コンポーネントとして形成された硬組織代替材料1は、大腿骨100の髄腔部100aに一端側が埋植される棒状に形成されたステム部材として構成されている。この硬組織代替材料1は、骨頭ボール部材102と組み合わされた状態で人工股関節として適用される。尚、骨頭ボール部材102は、大腿骨100において骨盤101の臼蓋101a側に配置される。そして、骨頭ボール部材102は、臼蓋101aに配置されるとともに外側と内側の二層構造の半球殻部材を有する臼蓋カップ103に対して、外形の球面部分において摺動するように配置される。
次に、硬組織代替材料1を製造するための本実施形態に係る硬組織代替材料の製造方法について詳しく説明する。図3は、本実施形態の硬組織代替材料の製造方法に係る製造工程を示す工程図である。図3に示すように、硬組織代替材料の製造方法における製造工程としては、基体形成工程S101、アルカリ水溶液作製工程S102、脱脂工程S103、アルカリ処理工程S104、洗浄工程S105、及び加熱処理工程S106が備えられている。尚、図3においては、アルカリ水溶液作製工程S102が基体形成工程S101及び脱脂工程S103の間のタイミングでのみ行われる場合を例示しているが、この通りでなくてもよく、アルカリ水溶液作製工程S102はアルカリ処理工程S104の前の任意のタイミングで行われてもよい。
以上説明した本実施形態の硬組織代替材料の製造方法によると、金属材料で形成された基体11をアルカリ水溶液に浸漬することで硬組織親和性を有する皮膜12を基体11の表面に形成し、その基体11を加熱することで酸素を拡散させて処理層としての皮膜12の厚みを増加させ、また皮膜構造の安定性を増加させることができる。これにより、金属材料の基体11の表面に簡便な方法によって硬組織親和性を有する皮膜12を形成することができるとともに金属とアパタイトとの高い接合強度を確保することができる硬組織代替材料1を製造することができる。また、前述のように、アルカリ水溶液における金属イオン濃度が所定の範囲に収まるように調整されることで、製造ロットが異なっていても、皮膜12の色調が所定の色調に統一されて安定化することが、確認された。このため、アルカリ処理工程S104と加熱処理工程S106とが金属材料の基体11に施されることで、基体11の表面に形成される皮膜12に関し、安定した色調を実現することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、次のように変更して実施してもよい。
11 基体
12 皮膜
Claims (3)
- 生体内において硬組織と代替されるように埋植される硬組織代替材料を製造する、硬組織代替材料の製造方法であって、
金属材料で形成された前記硬組織代替材料の基体をアルカリ金属イオン及び/又はアルカリ土類金属イオンを含有するアルカリ水溶液に浸漬させ、前記基体の表面に、前記金属材料と酸素とを含有して硬組織への親和性を有する皮膜を形成するアルカリ処理工程と、
前記アルカリ処理工程が終了した前記基体を加熱して前記基体の表面における処理層である前記皮膜の厚みと安定性を増加させる加熱処理工程と、
を備え、
前記アルカリ処理工程で用いられる前記アルカリ水溶液は、当該アルカリ水溶液における前記アルカリ金属イオン及び/又は前記アルカリ土類金属イオン以外の金属イオン濃度が所定の範囲に収まるように調整され、
前記アルカリ処理工程で用いられる前記アルカリ水溶液は、当該アルカリ水溶液における前記金属イオン濃度が飽和濃度となるように調整されることで、当該金属イオン濃度が所定の範囲に収まるように調整され、
前記アルカリ処理工程で用いられる前記アルカリ水溶液において前記金属イオン濃度が調整される金属イオンは、前記金属材料を構成する金属元素と同じ金属イオンであり、
前記金属イオンは、チタンイオン、タンタルイオン、及びジルコニウムイオンのいずれかであることを特徴とする、硬組織代替材料の製造方法。 - 生体内において硬組織と代替されるように埋植される硬組織代替材料を製造する、硬組織代替材料の製造方法であって、
金属材料で形成された前記硬組織代替材料の基体をアルカリ金属イオン及び/又はアルカリ土類金属イオンを含有するアルカリ水溶液に浸漬させ、前記基体の表面に、前記金属材料と酸素とを含有して硬組織への親和性を有する皮膜を形成するアルカリ処理工程と、
前記アルカリ処理工程が終了した前記基体を加熱して前記基体の表面における処理層である前記皮膜の厚みと安定性を増加させる加熱処理工程と、
を備え、
前記アルカリ処理工程で用いられる前記アルカリ水溶液は、当該アルカリ水溶液における前記アルカリ金属イオン及び/又は前記アルカリ土類金属イオン以外の金属イオン濃度が所定の範囲に収まるように調整され、
前記金属材料は、チタン又はチタン合金であり、
前記皮膜は、アルカリチタン酸塩を含有し、
前記アルカリ処理工程で用いられる前記アルカリ水溶液は、当該アルカリ水溶液における前記金属イオン濃度が1.3mg/L以上で1.6mg/L以下の範囲に収まるように調整されることを特徴とする、硬組織代替材料の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の硬組織代替材料の製造方法において用いられる処理溶液であって、
金属材料で形成されて前記硬組織代替材料の基体をアルカリ金属イオン及び/又はアルカリ土類金属イオンを含有するアルカリ水溶液に浸漬させ、前記基体の表面に、前記金属材料と酸素とを含有して硬組織への親和性を有する皮膜を形成するアルカリ処理工程において、前記アルカリ金属イオン及び/又は前記アルカリ土類金属イオン以外の金属イオン濃度が所定の範囲に収まるように調整される前記アルカリ水溶液として用いられることを特徴とする、処理溶液。
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