JPS59189842A - 遠心分散成形による複合インプラント材の製造方法 - Google Patents
遠心分散成形による複合インプラント材の製造方法Info
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- JPS59189842A JPS59189842A JP58062795A JP6279583A JPS59189842A JP S59189842 A JPS59189842 A JP S59189842A JP 58062795 A JP58062795 A JP 58062795A JP 6279583 A JP6279583 A JP 6279583A JP S59189842 A JPS59189842 A JP S59189842A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、人工の骨置換材料の改良に関するもので、合
成ヒドロキシアパタイト粒子(以下アパタイトという)
と、八β及びAIL系合金等よりなる金属材料又は樹脂
材料をその主たる成分とする材料(以下母材という)に
対し、以下に述べる特殊な遠心分散法によって、母材の
表面の極薄肉部のみにアパタイトを分散させ、内部は母
材のみよりなる、強靭な人工骨1人工歯根等のインブラ
ントに応用するものである。
成ヒドロキシアパタイト粒子(以下アパタイトという)
と、八β及びAIL系合金等よりなる金属材料又は樹脂
材料をその主たる成分とする材料(以下母材という)に
対し、以下に述べる特殊な遠心分散法によって、母材の
表面の極薄肉部のみにアパタイトを分散させ、内部は母
材のみよりなる、強靭な人工骨1人工歯根等のインブラ
ントに応用するものである。
従来のアパタイトを使用したインブラント材については
特開昭55−50349号「歯科用複合材」及び特開昭
56−45814号「ヒドロキシアパタイト、その陶材
及びその製造方法」の明細書にアパタイトは骨との親和
性が極めて良好であること、また、これを樹脂等に混合
成形することによってインブラントに使用する旨記載さ
れている。
特開昭55−50349号「歯科用複合材」及び特開昭
56−45814号「ヒドロキシアパタイト、その陶材
及びその製造方法」の明細書にアパタイトは骨との親和
性が極めて良好であること、また、これを樹脂等に混合
成形することによってインブラントに使用する旨記載さ
れている。
このアパタイトは主としてリン酸カルシウムよりなるセ
ラミックス材料であって、耐応力及び耐衝撃性に乏しく
最近の臨床例によれば、応力の比較的低い骨部位の欠損
を補充するためにのみ用いられ、応力の高い関節部分、
歯科用インブラントとしては、その使用が困難である。
ラミックス材料であって、耐応力及び耐衝撃性に乏しく
最近の臨床例によれば、応力の比較的低い骨部位の欠損
を補充するためにのみ用いられ、応力の高い関節部分、
歯科用インブラントとしては、その使用が困難である。
また、前記「歯科用複合材」 (特開昭55−5034
9)に記載されているように、樹脂等の母材に該アパタ
イトを均一に分散させて成る複合材については、第1図
(イ)、(ロ)、そして(ハ)に夫々示すように、円柱
形状の人工骨で100μm〜500μmのアパタイト粒
とポリエチレンが混合され、主に大腿骨等の棒状の骨に
インブラントされるもの、歯科で主に使用されるインブ
ラントの材料で、アパタイトとフェノール樹脂が混合さ
れており、その骨への埋込部に凹凸があるもの、そして
人工骨の一種として人工関節等に使用される関節窩のう
ち股関節に適用されるもの等が考えられる。
9)に記載されているように、樹脂等の母材に該アパタ
イトを均一に分散させて成る複合材については、第1図
(イ)、(ロ)、そして(ハ)に夫々示すように、円柱
形状の人工骨で100μm〜500μmのアパタイト粒
とポリエチレンが混合され、主に大腿骨等の棒状の骨に
インブラントされるもの、歯科で主に使用されるインブ
ラントの材料で、アパタイトとフェノール樹脂が混合さ
れており、その骨への埋込部に凹凸があるもの、そして
人工骨の一種として人工関節等に使用される関節窩のう
ち股関節に適用されるもの等が考えられる。
しかし、これらはいずれも樹脂(母材)とアパタイトが
9:1〜4:6程度の体積比で混合、加熱、攪拌されて
形成され、適宜の形状加工が施されたもので、表面に多
量のアパタイトの占積率が要求されると同時に多量のア
パタイトが母材となる樹脂材料の中央部まで均一に分散
している(以下、この製法を全体分散という)。このよ
うにして製造された複合材は強度、特に耐衝撃性に欠け
るためインブラントとしての長期使用に際し、変形ある
いは破壊の起こる可能性が高く、母材全体に均一に混合
する手法は8、用途によっては必ずしも適正ではないこ
とが判明した。
9:1〜4:6程度の体積比で混合、加熱、攪拌されて
形成され、適宜の形状加工が施されたもので、表面に多
量のアパタイトの占積率が要求されると同時に多量のア
パタイトが母材となる樹脂材料の中央部まで均一に分散
している(以下、この製法を全体分散という)。このよ
うにして製造された複合材は強度、特に耐衝撃性に欠け
るためインブラントとしての長期使用に際し、変形ある
いは破壊の起こる可能性が高く、母材全体に均一に混合
する手法は8、用途によっては必ずしも適正ではないこ
とが判明した。
また、母材中央部に分散させたアパタイトは、骨との親
和性に対して何の効果も発揮しないばかりか、材料の強
度低下を助長するという欠点がある。
和性に対して何の効果も発揮しないばかりか、材料の強
度低下を助長するという欠点がある。
本発明は、発明者らが独自に開発した遠心分散法によっ
て得られた材料及びその製法に関するものであり、ルツ
ボや鋳型の中に固体又は液体の母材にアパタイト粒又は
その混合物を混合し、必要に応じてルツボ又は鋳型を加
熱しながら、重力倍数で5G〜3000Gの遠心力下で
回転させることによって、ルツボ又は鋳型内の母材とア
パタイトの比重の差(アパタイト3.1、樹脂的0.9
〜1.4.AI2系2.5)により、アパタイトは母材
の表面部2mm以下程度にのみほぼ均一に分散し、母材
の中央部には、アパタイトかまった(分散しない成形体
を得ることができる。この成形体の好ましい直径は、適
用される部位にもよるが、人工骨1人工間節用には15
〜5Qmm、また人工歯根として使用する場合には4〜
10mm程度のものである。
て得られた材料及びその製法に関するものであり、ルツ
ボや鋳型の中に固体又は液体の母材にアパタイト粒又は
その混合物を混合し、必要に応じてルツボ又は鋳型を加
熱しながら、重力倍数で5G〜3000Gの遠心力下で
回転させることによって、ルツボ又は鋳型内の母材とア
パタイトの比重の差(アパタイト3.1、樹脂的0.9
〜1.4.AI2系2.5)により、アパタイトは母材
の表面部2mm以下程度にのみほぼ均一に分散し、母材
の中央部には、アパタイトかまった(分散しない成形体
を得ることができる。この成形体の好ましい直径は、適
用される部位にもよるが、人工骨1人工間節用には15
〜5Qmm、また人工歯根として使用する場合には4〜
10mm程度のものである。
母材については、ACA7!系合金、フェノール樹脂、
ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂。
ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂。
エポキシ樹脂、テフロン樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリメチルメタクリレートの1種又は2種以上の
混合物、又はポリマーを構成するモノマーの2種以上か
らなる共重合物を用いることができる。
スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリメチルメタクリレートの1種又は2種以上の
混合物、又はポリマーを構成するモノマーの2種以上か
らなる共重合物を用いることができる。
更に製法について詳述すれば、母材が常温で粉粒状の熱
可塑性樹脂材料等の場合、母材粉末とアパタイト粒を均
一に混合して鋳型又はルツボ内に入れ、加熱溶融後、ル
ツボ又は鋳型をその中心線の回りに重力倍数50G〜1
0.00 Gの遠心力で回転し、冷却することにより、
その表層部のみにアパタイト粒を分散させる。母材が常
温で液体の熱硬化性樹脂や常温硬化性樹脂等(熱硬化性
樹脂に含まれる)の場合、母材液体とアパタイト粒を均
一に混合して入れ、熱硬化性樹脂は加熱しながら、又は
加熱後予め硬化剤を混合した常温硬化性樹脂はそのまま
の状態で、ルツボ又は鋳型をその中心線の回りに重力倍
数5G〜100Gの遠心力で回転することにより、その
表層部のみにアパタイト粒を分散さぜる。母材がACA
A金合金の金属材料の場合、棒状の母材固体をルツボ又
は鋳型内に入れ、アパタイト又はその混合物を母材とル
ツボ又は鋳型の間げきに入れ、加熱溶融後、ルツボ又は
鋳型の中心線をその回転半径の方向として重力倍数xo
ooc〜2700Gの遠心力の回転下で冷却することに
より、その表層部のみにアパタイト粒を分散させる。
可塑性樹脂材料等の場合、母材粉末とアパタイト粒を均
一に混合して鋳型又はルツボ内に入れ、加熱溶融後、ル
ツボ又は鋳型をその中心線の回りに重力倍数50G〜1
0.00 Gの遠心力で回転し、冷却することにより、
その表層部のみにアパタイト粒を分散させる。母材が常
温で液体の熱硬化性樹脂や常温硬化性樹脂等(熱硬化性
樹脂に含まれる)の場合、母材液体とアパタイト粒を均
一に混合して入れ、熱硬化性樹脂は加熱しながら、又は
加熱後予め硬化剤を混合した常温硬化性樹脂はそのまま
の状態で、ルツボ又は鋳型をその中心線の回りに重力倍
数5G〜100Gの遠心力で回転することにより、その
表層部のみにアパタイト粒を分散さぜる。母材がACA
A金合金の金属材料の場合、棒状の母材固体をルツボ又
は鋳型内に入れ、アパタイト又はその混合物を母材とル
ツボ又は鋳型の間げきに入れ、加熱溶融後、ルツボ又は
鋳型の中心線をその回転半径の方向として重力倍数xo
ooc〜2700Gの遠心力の回転下で冷却することに
より、その表層部のみにアパタイト粒を分散させる。
また、アパタイト粒に予めアルミナ又はA1等の粉末を
混合することにより、第2図にみられるようにアパタイ
ト粒10の周辺に隙間のない母材30(AC3A)との
高い密着性を得ることができる。なお、第2図中30a
はアルミナ粉であり30bは表面である。また、この方
法によってアパタイトの分布密度も極めて容易に制御す
ることができ、第3図にアルミナ粉末のアパタイトとの
混合比に対する分散密度の関係を示した。更に、分散層
と母材の間の密着強度にもアルミナ又はAβ粉末のアパ
タイトとの混合が重要である事が本発明者らの実験によ
り明らかとなった。また、樹脂を母材とした場合、アパ
タイト粒に混ぜてアルミナ粉を分散させたところ、機械
的性質としては、成形体表面の硬さ、圧縮破壊強さを、
また生体親和性としては、骨との結合性を向上させるこ
とができた。
混合することにより、第2図にみられるようにアパタイ
ト粒10の周辺に隙間のない母材30(AC3A)との
高い密着性を得ることができる。なお、第2図中30a
はアルミナ粉であり30bは表面である。また、この方
法によってアパタイトの分布密度も極めて容易に制御す
ることができ、第3図にアルミナ粉末のアパタイトとの
混合比に対する分散密度の関係を示した。更に、分散層
と母材の間の密着強度にもアルミナ又はAβ粉末のアパ
タイトとの混合が重要である事が本発明者らの実験によ
り明らかとなった。また、樹脂を母材とした場合、アパ
タイト粒に混ぜてアルミナ粉を分散させたところ、機械
的性質としては、成形体表面の硬さ、圧縮破壊強さを、
また生体親和性としては、骨との結合性を向上させるこ
とができた。
このようにして、母材中央部には殆んどアパタイトが分
散せずに表面のみ1分散中0.05〜2m m 、分散
密度10〜90%、分散高さ10Gmm以下の複合材料
が製造できた。
散せずに表面のみ1分散中0.05〜2m m 、分散
密度10〜90%、分散高さ10Gmm以下の複合材料
が製造できた。
また、人工関節窩等の鋳型を、中心線を含む平面にて分
割できる構造にする事により、ネジ等複雑な形状につい
ても容易に製造することができる。
割できる構造にする事により、ネジ等複雑な形状につい
ても容易に製造することができる。
硬さについては、AC3Aを母材とした場合、重力倍数
に対するビッカース硬さを第4図に示した。ビッカース
硬さは、重力倍数2680G(800℃)で最大値に達
し、母材のみの場合(OG)の2倍以上となる。
に対するビッカース硬さを第4図に示した。ビッカース
硬さは、重力倍数2680G(800℃)で最大値に達
し、母材のみの場合(OG)の2倍以上となる。
また第5図にポリエステルにアパタイトを分散させた場
合の重力倍数に対する分散層w (A)と圧縮破壊強度
比Pc/ Po (B )を示す。第5図によれば、重
力倍数が増加するにつれて、圧縮破壊強度は増加し、例
えば重力倍数80G5分散巾0.185mmのときの圧
縮破壊強度は母材のみの場合(OG)の約3倍となるこ
とがわかる。
合の重力倍数に対する分散層w (A)と圧縮破壊強度
比Pc/ Po (B )を示す。第5図によれば、重
力倍数が増加するにつれて、圧縮破壊強度は増加し、例
えば重力倍数80G5分散巾0.185mmのときの圧
縮破壊強度は母材のみの場合(OG)の約3倍となるこ
とがわかる。
このようにして製造した成形体の衝撃強度は分散の巾W
が大きくなるにつれて低下する。このようすを第6図に
母材がAC3Aの場合のシャルピー衝撃強度で示す。横
軸に成形体の直径りに対する分散層Wをw/hで示し、
縦軸に母材のみの衝撃強度UOに対する成形体の衝撃強
度比υ/lloを示した。第6図によれば1例えば分散
中比w/h=0.04のときの衝撃強度は母材のみの場
合の衝撃強度UOに対して約80%になり、全体分散し
た場合(W/h=1.0)の約20%と比べ約4倍の衝
撃強度をもつ。
が大きくなるにつれて低下する。このようすを第6図に
母材がAC3Aの場合のシャルピー衝撃強度で示す。横
軸に成形体の直径りに対する分散層Wをw/hで示し、
縦軸に母材のみの衝撃強度UOに対する成形体の衝撃強
度比υ/lloを示した。第6図によれば1例えば分散
中比w/h=0.04のときの衝撃強度は母材のみの場
合の衝撃強度UOに対して約80%になり、全体分散し
た場合(W/h=1.0)の約20%と比べ約4倍の衝
撃強度をもつ。
同様に第7図に母材をポリエステルとした場合、w/h
=0.02のときのU/Uoは約70%であり、全体分
散した場合の約18%と比べやはり約4倍の強度をもつ
。しかも、表面におけるアパタイト粒の分散密度を第3
図のように大巾に変化させても、同程度の分散rIJで
あれば全体としての強度が殆んど変化しないという利点
がある。
=0.02のときのU/Uoは約70%であり、全体分
散した場合の約18%と比べやはり約4倍の強度をもつ
。しかも、表面におけるアパタイト粒の分散密度を第3
図のように大巾に変化させても、同程度の分散rIJで
あれば全体としての強度が殆んど変化しないという利点
がある。
また、この遠心分散法を応用することにより、単−母材
中の分散のみならず、例えばその半径方向に母材質の異
なる多層構造をもつ複合材料を成形すること、AlやA
4合金以外の金属についても、その表面への部分的な分
散等が可能である。以下、本発明の実施例について説明
する。
中の分散のみならず、例えばその半径方向に母材質の異
なる多層構造をもつ複合材料を成形すること、AlやA
4合金以外の金属についても、その表面への部分的な分
散等が可能である。以下、本発明の実施例について説明
する。
実施例1゜
第8図にポリエステル樹脂を母材とし、アパタイトを分
散させる製法を示す。第8図(イ)における1はステン
レスよりなる内径約27mm、深さ100mmの型で、
一方約80μmのアパタイト粒2(1,7cc)と予め
硬化剤を混合した液状のポリエステル樹脂3(50cc
)を混合して型に注入する。
散させる製法を示す。第8図(イ)における1はステン
レスよりなる内径約27mm、深さ100mmの型で、
一方約80μmのアパタイト粒2(1,7cc)と予め
硬化剤を混合した液状のポリエステル樹脂3(50cc
)を混合して型に注入する。
次に、型を回転台la上に固定し、その中心線にそって
1390rpmで回転させ、樹脂を凝固させる(口)。
1390rpmで回転させ、樹脂を凝固させる(口)。
この際の遠心力は重力倍数でほぼ34Gである。このよ
うにして成形された材料の断面を(ハ)に示し、アパタ
イトの分散層4及びアパタイトの存在しない中央部5が
形成され、前記分散層4のうちの第8図(ハ)の番号6
の部分の拡大図が第8図の(ニ)であリ、第8図の(ニ
)の番号7は表面、そして8は分散したアパタイト粒で
ある。また、この場合の表面でのアパタイトの分散密度
は60%。
うにして成形された材料の断面を(ハ)に示し、アパタ
イトの分散層4及びアパタイトの存在しない中央部5が
形成され、前記分散層4のうちの第8図(ハ)の番号6
の部分の拡大図が第8図の(ニ)であリ、第8図の(ニ
)の番号7は表面、そして8は分散したアパタイト粒で
ある。また、この場合の表面でのアパタイトの分散密度
は60%。
その分散中は100μm、そして成形体の衝撃値は母材
の70%である。なお第8図(ロ)中の1bは加熱用の
ヒーターである。
の70%である。なお第8図(ロ)中の1bは加熱用の
ヒーターである。
次に、上記製法により表面のみにアパタイトを分散させ
た試料の骨との結合反応についての実験について述べる
と、この成形体よりその表面を含んで切り出した4 m
m X 2 min、X 15 mmの試料(ホ)の表
面を除去してアパタイト粒子を露出させ、第8図の(へ
)に示す如く、家兎の大腿骨9にインブラントしく第8
図の(へ)中の9aの如し。)、1ケ月間の飼育の後取
り出したもののマイクロラジオダラムによる拡大組織写
真を第9図に示す。分散されたアパタイト10が骨11
と結合反応を示し、異物に対する拒否反応もなく、イン
ブラント材と骨との間に強い密着性をもつことがわかる
。なお第9図中12は母材ポリエステル樹脂である。
た試料の骨との結合反応についての実験について述べる
と、この成形体よりその表面を含んで切り出した4 m
m X 2 min、X 15 mmの試料(ホ)の表
面を除去してアパタイト粒子を露出させ、第8図の(へ
)に示す如く、家兎の大腿骨9にインブラントしく第8
図の(へ)中の9aの如し。)、1ケ月間の飼育の後取
り出したもののマイクロラジオダラムによる拡大組織写
真を第9図に示す。分散されたアパタイト10が骨11
と結合反応を示し、異物に対する拒否反応もなく、イン
ブラント材と骨との間に強い密着性をもつことがわかる
。なお第9図中12は母材ポリエステル樹脂である。
実施例2゜
次にAl1合金であるAC3Aを母材とした場合につい
て述べると、第10図に示すようにアパタイト粒21
(0,7’5 c c)とアルミナ粉末22(0,7
5cc)を混合し、直径2Qmm。
て述べると、第10図に示すようにアパタイト粒21
(0,7’5 c c)とアルミナ粉末22(0,7
5cc)を混合し、直径2Qmm。
長さ105mmのルツボ23とAC3A棒材24(30
,5g)とのすきまに入れ(イ)、ヒーター27で70
0℃に加熱溶融した後、型の中心線をその回転半径方向
として3500rpm(約2000G)の回転下で放冷
し成形した(口)。この場合のアパタイトの分散中は1
mm、分散密度は48%で、シャルピー衝撃値はAC3
A母材のみの場合の約75%である。なお、第10図中
、25はAC3A、26はアパタイトとアルミナの分散
層、28はこの場合の回転の中心線を示し、29がその
回転方向を表わす。 実施例1.と同様に切り出した試
料4mmx2mmx 15mmを家兎にインブラントし
、1ケ月後の組織を観察したところ、アパタイトが骨と
結合し、高い密着性をもつことが確認された。
,5g)とのすきまに入れ(イ)、ヒーター27で70
0℃に加熱溶融した後、型の中心線をその回転半径方向
として3500rpm(約2000G)の回転下で放冷
し成形した(口)。この場合のアパタイトの分散中は1
mm、分散密度は48%で、シャルピー衝撃値はAC3
A母材のみの場合の約75%である。なお、第10図中
、25はAC3A、26はアパタイトとアルミナの分散
層、28はこの場合の回転の中心線を示し、29がその
回転方向を表わす。 実施例1.と同様に切り出した試
料4mmx2mmx 15mmを家兎にインブラントし
、1ケ月後の組織を観察したところ、アパタイトが骨と
結合し、高い密着性をもつことが確認された。
実施例3゜
人工股関節に用いられる人口臼蓋については、第11図
(イ)に示すステンレス製の型、又は、これを中心線を
含む面で分離可能とした割り型31を用いる。この場合
、型31の内径は30mmであり、下部にネジ32が切
削加工によって設けられている。この型内に約80μm
のアパタイト粒をその体積で6%、及び長さ6mmのガ
ラス繊維(EC3)を4%混合した液状のポリエステル
樹脂を入れ、型の中心線のまわりに1366rpm (
40G)で回転させてアパタイトの分散中0.23 m
m、分散密度50%の成形体を得た。更に、母材のポリ
エステル樹脂が半凝固状態のとき2回転によって生じた
中央部の空隙に既存の人工関節の摺動部に用いられてい
る超高密度ポリエチレンの粉末を投入し、加熱溶融して
、臼蓋ソケット部33を成形した。 この成形体を切削
したものが第11図(ロ)に示す口蓋で、その人体への
適用例を(ハ)に示した。図中33は、人工骨頭36の
摺動する凹部、34は超高密度ポリエチレン、35はポ
リエステルとガラス繊維で、その外周部38にアパタイ
トが分散しており、このネジ部を骨盤骨37にインブラ
ントして人工関節として使用する。
(イ)に示すステンレス製の型、又は、これを中心線を
含む面で分離可能とした割り型31を用いる。この場合
、型31の内径は30mmであり、下部にネジ32が切
削加工によって設けられている。この型内に約80μm
のアパタイト粒をその体積で6%、及び長さ6mmのガ
ラス繊維(EC3)を4%混合した液状のポリエステル
樹脂を入れ、型の中心線のまわりに1366rpm (
40G)で回転させてアパタイトの分散中0.23 m
m、分散密度50%の成形体を得た。更に、母材のポリ
エステル樹脂が半凝固状態のとき2回転によって生じた
中央部の空隙に既存の人工関節の摺動部に用いられてい
る超高密度ポリエチレンの粉末を投入し、加熱溶融して
、臼蓋ソケット部33を成形した。 この成形体を切削
したものが第11図(ロ)に示す口蓋で、その人体への
適用例を(ハ)に示した。図中33は、人工骨頭36の
摺動する凹部、34は超高密度ポリエチレン、35はポ
リエステルとガラス繊維で、その外周部38にアパタイ
トが分散しており、このネジ部を骨盤骨37にインブラ
ントして人工関節として使用する。
実施例4゜
歯科用のインブラント材料として第12図にその一例を
示す。耐熱ステンレスによって製造した型又は割り型4
1の下にはネジ42が設けられている。この型にAC3
Aの棒状材料を入れ、そのすきまにアパタイト粒とアル
ミナ粉末の1:1の混合物を挿入し、約700℃に加熱
溶融した後、型の中心線をその回転半(条の方向として
約350Orpm(約2000G)で回転させて、アパ
タイトの分散中0.3mm、分散密度50%の歯科用イ
ンブラント材を製造したこの成形体は、その衝撃強度は
母材のみの場合の約70%であり、歯科用インブラント
に求められている強度として、充分なものである。
示す。耐熱ステンレスによって製造した型又は割り型4
1の下にはネジ42が設けられている。この型にAC3
Aの棒状材料を入れ、そのすきまにアパタイト粒とアル
ミナ粉末の1:1の混合物を挿入し、約700℃に加熱
溶融した後、型の中心線をその回転半(条の方向として
約350Orpm(約2000G)で回転させて、アパ
タイトの分散中0.3mm、分散密度50%の歯科用イ
ンブラント材を製造したこの成形体は、その衝撃強度は
母材のみの場合の約70%であり、歯科用インブラント
に求められている強度として、充分なものである。
その具体的な適用例を第12図(ロ)に示す。顎骨43
にインブラントされたネジ部44はアパタイトの骨との
親和性のよさから、強固に保持され、長期間の使用にゆ
るみを生じない。
にインブラントされたネジ部44はアパタイトの骨との
親和性のよさから、強固に保持され、長期間の使用にゆ
るみを生じない。
但し、図中45は人工歯冠、46は人工歯根、47は歯
肉を示す。
肉を示す。
このように、本発明は人体に用いられるインブラント材
料として、生体、特に骨との親和性が極めてよく、しか
も高い応力のかかる部位にも使用できる高い強度をもつ
画期的な複合材料とその製法を提供するものである。
料として、生体、特に骨との親和性が極めてよく、しか
も高い応力のかかる部位にも使用できる高い強度をもつ
画期的な複合材料とその製法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
4図面の簡単な説明
一部破断した従来のインブラント材の斜視図で(イ)は
円柱状の人口骨、 (ロ)は歯科用、 (ハ)は股間接
用人口目蓋である。 二二=合金に、アパタイト粒とアルミナ粉をその体積比
1:1で混合したものを遠心分散させた場合の組織写真
。 第3図 母材がAC3Aの場合のアパタイト粒とアルミナ粉又は
Aβ粉の混合率と分散密度の関係を示すグラフ。 第4図 母材AC3Aにアパタイト粒を分散させた場合の表面の
ビッカース硬さと重力倍数と、の関係を示すグラフ。 第5図 ポリエステルを母材とした場合の重力倍数に対する分散
中と圧縮破壊強度比を示すグラフ。 第6図 AC3Aを母材とした場合の分散中止に対する′シャル
ピー衝撃強度比を示すグラフ。 第7図 母材がポリエステルの場合の分散中止とシャルピー衝撃
強度比の関係のグラフ。 第8図 ポリエステルに、アパタイトを混合して成形したときの
工程図と家兎へのインブラントの手順を示す。 第9図 母材をポリエステル樹脂とした場合の、家兎の大腿骨へ
、のインブラント後、1ケ月のアパタイト粒と骨との結
合を示す組織写真。 第10図 母材をAC3Aとした場合の遠心分散法の概略説明図。 第11図 人工臼蓋用の鋳型(イ)及び、これにより遠心分散法で
作製した人工臼蓋(ロ)、その適用例(ハ)を示す。 第12図 人工歯根用の鋳型(イ)及び、これにより遠心分散法で
作製した人工歯根の適用例(ロ)を示す。 3.5,12,24,25,30.、j5・・母材。 2.8,21.10・・・アパタイト。 4.38.44・・・アパタイトの分散層。 26・・・アパタイトとアルミナの分散層。 9a・・・人工骨。 46・・・人工歯根。 特許出願人 1イシシm5ii株式嘗社 代表者中井令夫 第1図 第3図 アにタイ1と絢未(Alス・Jフルミツ)のう毘イデ毫
(1)第4図 第511 第6図 第7aIff W/h 、分1丈珀−力1ろシχルし゛一槽丁撃強度C乙第8図 第10図 (ハ) 第12 i5!1l −2/
円柱状の人口骨、 (ロ)は歯科用、 (ハ)は股間接
用人口目蓋である。 二二=合金に、アパタイト粒とアルミナ粉をその体積比
1:1で混合したものを遠心分散させた場合の組織写真
。 第3図 母材がAC3Aの場合のアパタイト粒とアルミナ粉又は
Aβ粉の混合率と分散密度の関係を示すグラフ。 第4図 母材AC3Aにアパタイト粒を分散させた場合の表面の
ビッカース硬さと重力倍数と、の関係を示すグラフ。 第5図 ポリエステルを母材とした場合の重力倍数に対する分散
中と圧縮破壊強度比を示すグラフ。 第6図 AC3Aを母材とした場合の分散中止に対する′シャル
ピー衝撃強度比を示すグラフ。 第7図 母材がポリエステルの場合の分散中止とシャルピー衝撃
強度比の関係のグラフ。 第8図 ポリエステルに、アパタイトを混合して成形したときの
工程図と家兎へのインブラントの手順を示す。 第9図 母材をポリエステル樹脂とした場合の、家兎の大腿骨へ
、のインブラント後、1ケ月のアパタイト粒と骨との結
合を示す組織写真。 第10図 母材をAC3Aとした場合の遠心分散法の概略説明図。 第11図 人工臼蓋用の鋳型(イ)及び、これにより遠心分散法で
作製した人工臼蓋(ロ)、その適用例(ハ)を示す。 第12図 人工歯根用の鋳型(イ)及び、これにより遠心分散法で
作製した人工歯根の適用例(ロ)を示す。 3.5,12,24,25,30.、j5・・母材。 2.8,21.10・・・アパタイト。 4.38.44・・・アパタイトの分散層。 26・・・アパタイトとアルミナの分散層。 9a・・・人工骨。 46・・・人工歯根。 特許出願人 1イシシm5ii株式嘗社 代表者中井令夫 第1図 第3図 アにタイ1と絢未(Alス・Jフルミツ)のう毘イデ毫
(1)第4図 第511 第6図 第7aIff W/h 、分1丈珀−力1ろシχルし゛一槽丁撃強度C乙第8図 第10図 (ハ) 第12 i5!1l −2/
Claims (2)
- (1)熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、、Aj!、又はA
l系合金より成る母材を内部に位置せしめ、前記母材の
外表面にはヒドロキシアパタイト粒子を分散するように
して一体とした人工骨又は、人工歯根用の複合インブラ
ント材。 - (2) ヒドロキシアパタイト粒子、と、熱硬化性樹
脂、熱可塑性樹脂、Al又はA1合金よりなる母材とを
成形型に混入し、加熱後、又は加熱しながら前記成形型
を回転させて遠心力により分散を行い、次に冷却、凝固
させることにより、前記ヒドロキシアパタイト粒子を前
記母材の表面部に分散させるようにした人工骨又は人工
歯根用の複合インブラント材の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58062795A JPS59189842A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 遠心分散成形による複合インプラント材の製造方法 |
DE3412915A DE3412915C2 (de) | 1983-04-08 | 1984-04-05 | Verfahren zur Herstellung eines Implantats |
US06/598,020 US4610693A (en) | 1983-04-08 | 1984-04-09 | Implanting article molded by centrifugal dispersion and the method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58062795A JPS59189842A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 遠心分散成形による複合インプラント材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59189842A true JPS59189842A (ja) | 1984-10-27 |
JPS6344381B2 JPS6344381B2 (ja) | 1988-09-05 |
Family
ID=13210635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58062795A Granted JPS59189842A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 遠心分散成形による複合インプラント材の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4610693A (ja) |
JP (1) | JPS59189842A (ja) |
DE (1) | DE3412915C2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4722870A (en) * | 1985-01-22 | 1988-02-02 | Interpore International | Metal-ceramic composite material useful for implant devices |
KR890003069B1 (ko) * | 1985-06-10 | 1989-08-21 | 구레하 가가꾸 고오교오 가부시끼가이샤 | 이식 물질 |
DD243855B1 (de) * | 1985-12-05 | 1991-09-19 | Chemnitz Tech Hochschule | Aktives implantat |
EP0494706B1 (en) * | 1986-03-17 | 1995-06-28 | Sumitomo Electric Industries Limited | A process for the production of a fibre or whisker reinforced ceramic compact |
US5312789A (en) * | 1987-05-27 | 1994-05-17 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive grits formed of ceramic, impregnation method of making the same and products made therewith |
AU604899B2 (en) * | 1987-05-27 | 1991-01-03 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Abrasive grits formed of ceramic, impregnation method of making the same and products made therewith |
DE68909522T2 (de) * | 1988-07-05 | 1994-02-24 | Shell Int Research | Metall-Matrix-Verbundschleudergiessen. |
US5013648A (en) * | 1988-09-09 | 1991-05-07 | Em Diagnostic Systems, Inc. | Enzymatic detection of monovalent anions |
DE4409836A1 (de) * | 1994-03-22 | 1995-09-28 | Draenert Klaus | Vorrichtung zum mechanischen Schutz eines Implantats oder Transplantats beim Einführen in einen und/oder Verbleiben in einem lebenden Körper |
EP0747024A3 (en) * | 1995-06-09 | 1998-03-18 | Bristol-Myers Squibb Company | Orthopaedic bearing component and method for making the same |
DE59609458D1 (de) * | 1996-12-23 | 2002-08-22 | Robert Mathys Stiftung Bettlac | Bioaktive oberflächenschicht für knochenimplantate |
US6116911A (en) * | 1997-03-27 | 2000-09-12 | The Johns Hopkins University | Bone substitute for training and testing |
ITMI20010089A1 (it) * | 2001-01-18 | 2002-07-18 | Consiglio Nazionale Ricerche | Metodo per l'ottenimento di un materiale composito polimero/ceramico bicompatibile avente una porosita' predeterminata |
US8329219B2 (en) | 2009-12-22 | 2012-12-11 | Cook Biotech Incorporated | Methods for producing ECM-based biomaterials |
CN103421990B (zh) * | 2013-05-15 | 2015-09-30 | 锡山区羊尖泓之盛五金厂 | 一种固骨钢钉的合金材料 |
DE102017121482B4 (de) * | 2017-09-15 | 2023-02-23 | Crashtest-Service.Com Gmbh | Dummy für die Unfallforschung und Forensik |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5450194A (en) * | 1977-09-27 | 1979-04-19 | Ngk Spark Plug Co | High strength portion material for living body and its preparation |
JPS558797A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-22 | Battelle Institut E V | Artificial bone material* which can be planted* by calcium phosphate ceramics in mother material |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1303139B (ja) * | 1971-04-22 | |||
US3468997A (en) * | 1963-03-14 | 1969-09-23 | Beckman Instruments Inc | Method of making a high strength rotary member |
GB1380262A (en) * | 1971-03-10 | 1975-01-08 | Ici Ltd | Shaped articles |
IL44697A (en) * | 1974-04-23 | 1977-06-30 | Sneer M | Dental implants |
DE2546824C2 (de) * | 1975-10-18 | 1986-05-07 | Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar | Beschichtete Endoprothese und Verfahren zu ihrer Herstellung |
SE416443B (sv) * | 1975-12-30 | 1981-01-05 | Sumitomo Chemical Co | Implantat for ben, leder eller tandrotter |
JPS5839533B2 (ja) * | 1975-12-30 | 1983-08-30 | 住友化学工業株式会社 | インプラントノセイゾウホウホウ |
JPS59219B2 (ja) * | 1976-06-07 | 1984-01-05 | 旭光学工業株式会社 | 人工歯、人工骨及びその製造方法 |
DE2824118B2 (de) * | 1978-06-01 | 1980-07-10 | Guido Dr.Med.Dent. 8100 Garmisch-Partenkirchen Riess | Dentales Implantat |
JPS54138006A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Kyoto Ceramic | Bone break filling ceramic member |
DE2905647A1 (de) * | 1979-02-14 | 1980-08-21 | Riess Guido Dr | Als knochenimplantat ausgebildetes verankerungselement |
DE2928007A1 (de) * | 1979-07-11 | 1981-01-15 | Riess Guido Dr | Knochen-implantatkoerper fuer prothesen und knochenverbindungsstuecke sowie verfahren zu seiner herstellung |
JPS5645814A (en) * | 1979-09-25 | 1981-04-25 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Hydroxyapatite, its ceramic material and its manufacture |
JPS577856A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-16 | Mitsubishi Mining & Cement Co | Manufacture of calcium phosphate porous body |
JPS57118849A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-23 | Kubota Ltd | Abrasion resistant centrifugally cast casting of cast iron and its production |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP58062795A patent/JPS59189842A/ja active Granted
-
1984
- 1984-04-05 DE DE3412915A patent/DE3412915C2/de not_active Expired
- 1984-04-09 US US06/598,020 patent/US4610693A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5450194A (en) * | 1977-09-27 | 1979-04-19 | Ngk Spark Plug Co | High strength portion material for living body and its preparation |
JPS558797A (en) * | 1978-06-23 | 1980-01-22 | Battelle Institut E V | Artificial bone material* which can be planted* by calcium phosphate ceramics in mother material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3412915C2 (de) | 1986-12-18 |
US4610693A (en) | 1986-09-09 |
DE3412915A1 (de) | 1984-10-25 |
JPS6344381B2 (ja) | 1988-09-05 |
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