JPH0557013A - TiまたTi合金製複合インプラントおよびその製造法 - Google Patents

TiまたTi合金製複合インプラントおよびその製造法

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JPH0557013A
JPH0557013A JP3254806A JP25480691A JPH0557013A JP H0557013 A JPH0557013 A JP H0557013A JP 3254806 A JP3254806 A JP 3254806A JP 25480691 A JP25480691 A JP 25480691A JP H0557013 A JPH0557013 A JP H0557013A
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JP
Japan
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alloy
coarse powder
tricalcium phosphate
implant
compound
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JP3254806A
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Motoi Sakai
基 酒井
Shinichi Miyamoto
伸一 宮本
Tateaki Sahira
健彰 佐平
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯科および整形外科の分野で使用される生体
親和性に優れたTiまたはTi合金製複合インプラント
およびその製造法を提供する。 【構成】 TiまたはTi合金製インプラント本体の表
面に、燐酸カルシウム系セラミックス粗粉末または顆粒
が一部露出するように埋め込まれているTiまたはTi
合金製複合インプラント、および燐酸カルシウム系セラ
ミックス粗粉末または顆粒が鋳型のキャビティ内面に一
部突出露出するように埋込まれて保持されている鋳型に
TiまたはTi合金を鋳込むTiまたはTi合金製複合
インプラントの製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、歯科および整形外科
の分野で使用される生体親和性に優れたTiまたはTi
合金製複合インプラントおよびその製造法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、人工関節、人工歯根などの生体
に埋設されるインプラントは、例えば、ステンレス鋼、
Co−Cr合金、TiまたはTi合金などの耐蝕性に優
れた金属または合金で製造されている。
【0003】その中でもTiまたはTi合金は、軽量で
人体組織および体液に対する耐蝕性は優れており、さら
に人体組織に対して炎症、過敏症、アレルギー症などの
原因となることがないところからインプラント材料とし
て特に適していることも知られている。
【0004】しかしながら、TiまたはTi合金製イン
プラントは、他の金属または合金製インプラントと同様
に長期の生体親和性に劣っている。そのためTiまたは
Ti合金製インプラント本体の表面に生体親和性に優れ
たハイドロキシアパタイトまたは燐酸3カルシウムなど
の燐酸カルシウム系セラミックス層を溶射または焼結に
より被覆したTiまたはTi合金製複合インプラントも
提供されている(特公昭58−39533号広報参
照)。
【0005】上記燐酸カルシウム系セラミックス層は、
TiまたはTi合金製インプラント本体の表面に対する
密着性が悪く、そのためにいろいろな工夫が成されてい
る。例えば、特開昭63−160666号公報には、
W、Mo、Geなどの金属を被覆したセラミックス粒を
用意し、この金属被覆したセラミックス粒をTiまたは
Ti合金製インプラント本体の表面に溶着し、この溶着
した金属被覆セラミックス粒の表面を研磨して中のセラ
ミックスを露出せしめ、上記露出したセラミックス面に
ハイドロキシアパタイトまたは燐酸3カルシウムなどの
燐酸カルシウム系セラミックス層を被覆したTiまたは
Ti合金製複合インプラントが記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記TiまたはTi合
金製複合インプラントは、燐酸カルシウム系セラミック
ス層とTiまたはTi合金製インプラントとの間にW、
Mo、Geなどの金属を介在させることによりTiまた
はTi合金製インプラントに対する燐酸カルシウム系セ
ラミックス層の密着性が大幅に改善されたが、その製造
工程は複雑であり、コストのかかるものであった。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
低コストでしかもTiまたはTi合金製インプラント本
体の表面にに燐酸カルシウム系セラミックスが強固に密
着したTiまたはTi合金製インプラントを開発すべく
研究を行った結果、燐酸カルシウム系セラミックス粗粉
末または顆粒を鋳型の内部に保持しておいた鋳型の内部
にTiまたはTi合金溶湯を鋳込むことにより製造され
た、TiまたはTi合金製インプラント本体の表面に燐
酸カルシウム系セラミックス粒子または顆粒が一部露出
するように埋め込まれているインプラントは、Tiまた
はTi合金と燐酸カルシウム系セラミックス粗粉末また
は顆粒との境界にチタン酸カルシウム層が形成されとと
もにアンカー効果も伴って、TiまたはTi合金インプ
ラント本体と燐酸カルシウム系セラミックス粗粉末また
は顆粒との結合を一層強固なものとし、製造コストも少
なく、さらに生体親和性も優れている、という知見を得
たのである。
【0008】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、(1)TiまたはTi合金製インプラ
ント本体の表面に、燐酸カルシウム系セラミックス粗粉
末または顆粒が一部露出するように埋め込まれているT
iまたはTi合金製複合インプラント、(2) 上記燐
酸カルシウム系セラミックス粗粉末または顆粒の一部露
出面は、上記TiまたはTi合金製インプラント本体の
表面と同一平面を成すように研磨されているTiまたは
Ti合金製複合インプラント、(3) 燐酸カルシウム
系セラミックス粗粉末または顆粒が鋳型のキャビティ内
面に一部突出露出するように埋込まれて保持されている
鋳型にTiまたはTi合金を鋳込むTiまたはTi合金
製複合インプラントの製造法、に特徴を有するものであ
る。
【0009】上記燐酸カルシウム系セラミックス粗粉末
または顆粒は、粒径が1mm以上、好ましくは1mm〜
2.5mmの範囲内の所定の粒径を有するハイドロキシ
アパタイトまたは燐酸3カルシウムの粒子または顆粒で
あることが好ましい。
【0010】
【実施例】次に、この発明のTiまたはTi合金製複合
インプラントおよびその製造法を図面を用いて説明す
る。
【0011】実施例1 まず、図1に示されるような、Ti合金製人工股関節と
同一形状の臘型1を作製した。一方、燐酸3カルシウム
粗粉末として、湿式合成した燐酸カルシウム粉末を温
度:800℃で約3時間仮焼後、湿式ボールミルにて約
10時間粉砕し、バインダーを加え、スラリー中に分散
し、それをスプレードライすることによって得られる粉
末を造粒あるいは金型プレスで成形後、大気中、温度:
800℃で仮焼し、さらに温度:1200℃で焼成する
ことにより、丸みのある粒径:1〜2.5mmの範囲内
の燐酸3カルシウム粗粉末を用意した。
【0012】上記燐酸3カルシウム粗粉末を加熱し、上
記臘型1の表面に上記加熱した燐酸3カルシウム粗粉末
2をふりかけたのち、臘型1の表面に付着した燐酸3カ
ルシウム粗粉末2を押つけるか、あるいは上記燐酸3カ
ルシウム粗粉末を幾何学的配置に保持する凹部をもつ保
持具を用意し、保持具ごと加熱し、上記臘型1の表面に
押し付けることにより図2および図2のIII−III
断面図である図3に示されるような燐酸3カルシウム粗
粉末2が一部突出露出し、一部臘型1内に埋込まれてい
る複合臘型を作製した。
【0013】この複合臘型を、シリカ・フラワをエチ
ルシリケートの水溶液に混ぜて泥状とした被覆剤中に浸
漬し、乾燥させた後、水分を30%含んだアルミナ:2
0%、残部:ジルコニアからなる鋳型剤を被覆し、バッ
クアップ用充填剤を流し込み、充填剤が固まった後、加
熱して臘型1の臘を溶かし出すと、図4の断面図に示さ
れるように、鋳型のキャビティ5内面に燐酸3カルシウ
ム粗粉末2が一部突出露出し一部埋込まれている精密鋳
造鋳型4がえられる。
【0014】この精密鋳造鋳型4に温度:1800℃の
Ti−6%Al−4%VのTi合金溶湯をA方向から鋳
込むと、図5に示されるような、Ti合金人工股関節本
体6の表面に燐酸3カルシウム粗粉末2が一部突出露出
し一部埋込まれているTi合金製複合人工股関節を製造
することができる。
【0015】燐酸3カルシウム粗粉末の粒径が小さい場
合は、燐酸3カルシウム粗粉末2が一部突出露出し一部
埋込まれているTi合金製複合人工股関節をそのまま使
用することができるが、燐酸3カルシウム粗粉末2の粒
径が大きい場合は、突出し部を研磨し、図6に示される
ように、Ti合金製人工股関節本体6の表面と同一平面
を成すようにする方が好ましい。
【0016】上記Ti合金精密鋳造に際して、Ti合金
溶湯が燐酸3カルシウム粗粉末2に接触し、上記Ti合
金溶湯が固まるまでに、Ti合金と燐酸3カルシウムと
の境界に図7にしめされるようなチタン酸カルシウム層
7が形成され、このチタン酸カルシウム層7がTi合金
インプラント本体6と燐酸3カルシウム粗粉末2との結
合を一層強固なものにするのである。したがって、この
発明のTi合金製複合人工股関節の本体は、Ti合金と
することが必要である。
【0017】このようにして得られたこの発明のTi合
金製複合人工股関節を曲げ加工し、燐酸3カルシウム粗
粉末の脱落を調べたが、脱落は認められかった。
【0018】実施例2 燐酸カルシウム系セラミックス粗粉末として粒径:1〜
2.5mmのハイドロキシアパタイト顆粒を用意し、こ
のハイドロキシアパタイト顆粒を鋳型内に一部突出露出
した精密鋳造鋳型を実施例1と同様にして作製し、この
精密鋳造鋳型に温度:1800℃の純Ti溶湯を鋳込む
ことにより、図5と同一形状を有する純Ti人工股関節
本体の表面にハイドロキシアパタイト顆粒が一部突出し
一部埋め込まれている純Ti製複合人工股関節を製造
し、純Ti製複合人工股関節を曲げ加工し、ハイドロキ
シアパタイト顆粒の脱落を調べたが、脱落は認められな
かった。
【0019】実施例3 Ti合金製人工歯根と同一形状の人工歯根臘型を用意
し、さらに、実施例1と同様にして粒径:1mm〜1.
5mmの範囲内の燐酸3カルシウム粗粉末を作製した。
【0020】上記燐酸3カルシウム粗粉末を加熱し、上
記人工歯根臘型の表面に上記加熱した燐酸3カルシウム
粗粉末をふりかけたのち、人工歯根臘型の表面に付着し
た燐酸3カルシウム粗粉末を押つけることにより実施例
1と同様にして燐酸3カルシウム粗粉末が一部突出露出
するように埋込まれている人工歯根複合臘型を作製し
た。
【0021】この人工歯根複合臘型を用い、実施例1と
同様にして、鋳型内部に燐酸3カルシウム粗粉末が一部
突出露出し一部埋め込まれている精密鋳造鋳型がえられ
る。
【0022】この精密鋳造鋳型に温度:1800℃のT
i−6%Al−4%VのTi合金溶湯を鋳込むと、Ti
合金人工歯根本体の表面に燐酸3カルシウム粗粉末が一
部突出し一部埋め込まれているTi合金製複合人工歯根
を製造し、突出し部を研磨し、図8に示されるような、
Ti合金製人工歯根本体の表面と同一平面を成すTi合
金製複合人工歯根を製造することができる。
【0023】上記精密鋳造に際して、Ti合金溶湯が燐
酸3カルシウム粗粉末に接触し、上記Ti合金溶湯が固
まるまでに、Ti合金と燐酸3カルシウムとの境界にチ
タン酸カルシウム層が形成され、Ti合金人工歯根本体
8と燐酸3カルシウム粗粉末2との結合を一層強固なも
のとなることも実施例1と同様である。
【0024】このようにして得られたこの発明のTi合
金製複合人工歯根を曲げ加工し、燐酸3カルシウム粗粉
末の脱落を調べたが、脱落は認められなかった。
【0025】
【発明の効果】この発明は、TiまたはTi合金を燐酸
カルシウム系セラミックス粗粉末または顆粒が鋳型のキ
ャビティ内面に一部突出露出するように埋込まれて保持
されている鋳型に鋳造するだけで、TiまたはTi合金
製インプラント本体の表面に、燐酸カルシウム系セラミ
ックス粗粉末または顆粒が一部露出するように強固に埋
込まれているTiまたはTi合金製複合インプラントを
従来よりもコストを安く簡単に製造することができ、医
療産業上優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】人工股関節の臘型の側面図である。
【図2】燐酸3カルシウム粗粉末が一部突出露出し一部
臘型内に埋込まれている複合臘型の側面図である。
【図3】図2のIII−III断面図である。
【図4】鋳型のキャビティ内面に燐酸3カルシウム粗粉
末が一部突出露出し一部埋込まれている精密鋳造鋳型の
断面図である。
【図5】Ti合金人工股関節本体の表面に燐酸3カルシ
ウム粗粉末が一部突出露出し一部埋込まれているTi合
金製複合人工股関節の側面図である。
【図6】Ti合金人工股関節本体の表面に燐酸3カルシ
ウム粗粉末が一部露出し一部埋込まれているTi合金製
複合人工股関節の側面図である。
【図7】図6のVII−VII断面図である。
【図8】Ti合金製複合人工歯根の側面図である。
【符号の説明】
1 臘型 2 燐酸3カルシウム粗粉末 3 複合臘型 4 精密鋳造鋳型 5 キャビティ 6 Ti合金人工股関節本体 7 チタン酸カルシウム層 8 Ti合金製複合人工歯根本体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TiまたはTi合金製インプラント本体
    の表面に、燐酸カルシウム系セラミックス粗粉末または
    顆粒が一部露出するように埋込まれていることを特徴と
    するTiまたはTi合金製複合インプラント。
  2. 【請求項2】 上記燐酸カルシウム系セラミックス粗粉
    末または顆粒の一部露出面は、上記TiまたはTi合金
    製インプラント本体の表面と同一平面を成すように研磨
    されていることを特徴とする請求項1記載のTiまたは
    Ti合金製複合インプラント。
  3. 【請求項3】 上記燐酸カルシウム系セラミックスは、
    ハイドロキシアパタイトまたは燐酸3カルシウムである
    ことを特徴とする請求項1または2記載のTiまたはT
    i合金製複合インプラント。
  4. 【請求項4】 燐酸カルシウム系セラミックス粗粉末ま
    たは顆粒が鋳型のキャビティ内面に一部突出露出するよ
    うに埋込まれて保持されている鋳型にTiまたはTi合
    金を鋳込むことを特徴とするTiまたはTi合金製複合
    インプラントの製造法。
JP3254806A 1991-09-05 1991-09-05 TiまたTi合金製複合インプラントおよびその製造法 Pending JPH0557013A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2353968B (en) * 1999-07-26 2002-08-28 Agency Ind Science Techn Mold for uniform pressing of substrate side faces
KR100392140B1 (ko) * 2000-08-16 2003-07-22 성열보 항생제 혼합시멘트 충전물 제작방법
KR101281522B1 (ko) * 2011-05-13 2013-07-03 주식회사 바이오머테리얼즈코리아 치과용 임플란트 픽스쳐
CN110180991A (zh) * 2019-06-12 2019-08-30 鹰普航空零部件(无锡)有限公司 一种薄壁铝合金航空泵体的精密铸造工艺

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