JPS6266864A - Implant material - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は人工骨、人工関節或いは人工歯根などとして、
人体各部の骨の代用、もしくは代行を目的とするインプ
ラント材料に係る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field 1] The present invention is applicable to artificial bones, artificial joints, artificial tooth roots, etc.
It relates to implant materials intended to substitute or replace bones in various parts of the human body.

［技術の背景］ 生体工学の発達に伴なって、最近では人体の骨組織内に
関節或いは歯根等の形状に加工した人工材料を挿入（埋
植）し、失われた生体の機能の回復を目的とするインプ
ラント術が脚光を浴びている。[Technical background] With the development of bioengineering, artificial materials shaped like joints or tooth roots are inserted (implanted) into the bone tissue of the human body to restore lost biological functions. Implant surgery for this purpose is in the spotlight.

このインプラント術に用いられる人工材料として従来、
コバルト−・クロム合金、チタン、タンタル等の金属材
料やヒドロキシアパタイト、ジルコニア、アルミナ、ガ
ラス状カーボン等のセラミックス材料が知られている。Traditionally, artificial materials used in this implant procedure include
Metal materials such as cobalt-chromium alloy, titanium, and tantalum, and ceramic materials such as hydroxyapatite, zirconia, alumina, and glassy carbon are known.

しかしながら、金属材料は機械的強度に優れる反面、生
体に対する親和性に乏しく、中には金属イオンの溶出に
より為宿性を有するものもある。一方、セラミックス材
料は生体に対する親和性に優れるが、機械的特性の・点
で不満を残す。However, although metal materials have excellent mechanical strength, they have poor affinity for living organisms, and some of them have hostility due to elution of metal ions. On the other hand, although ceramic materials have excellent affinity for living organisms, they remain unsatisfactory in terms of mechanical properties.

即ち、従来の人工材料は生体に対する毒性、骨との親和
性或いは耐久性°等に関し、各々−良一短があり、必ず
しも満足するインプラント材料とは言い難いものである
。そこでこれ等の課題を解決するものとして、異種材料
を組合せる試みがなされている。That is, conventional artificial materials have their own merits and demerits in terms of toxicity to living organisms, compatibility with bones, durability, etc., and it is difficult to say that they are necessarily satisfactory implant materials. In order to solve these problems, attempts have been made to combine different materials.

例えば金属材料と他の材料を複合一体化したインプラン
ト材料として、特開昭５３−２８９９７は金属基材の外
周に、セラミック粉末及びヒト０キシアパタイト粉末の
溶射層を形成せしめるインプラント材料を開示する。前
記インプラント材料はヒドロキシアパタイトのもつ生体
親和特性と、金属基材のもつ機械的特性を相互に生かす
ものとして期待されるが、金属基材と溶射層材との熱膨
張の違いから、溶射層にクラックを生じやすく、そのク
ラックから金属イオンの溶出が懸念される。For example, as an implant material in which a metal material and other materials are integrated into a composite, JP-A-53-28997 discloses an implant material in which a sprayed layer of ceramic powder and human oxyapatite powder is formed on the outer periphery of a metal base material. The above-mentioned implant material is expected to take advantage of both the biocompatible properties of hydroxyapatite and the mechanical properties of the metal base material, but due to the difference in thermal expansion between the metal base material and the sprayed layer material, Cracks are likely to occur, and there is concern that metal ions may be leached from the cracks.

また、特開昭５７−１５６７５７は金属基材の外表面を
、ポリサル７オン、高密度ボリエヂレン、ポリメチルメ
タクリレート等の熱可塑性高分子単独又はそれ等にリン
酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト等の無機質を２０
〜３０％添加した組成物を被覆するインプラント材料を
開示する。しかしながら、これらの熱可塑性高分子は金
属基材との接着性、生体内での安定性、骨形成性、機械
特性等が不充分であり、実用上信頼できるものと言い難
い。Furthermore, in JP-A-57-156757, the outer surface of a metal base material is coated with a thermoplastic polymer such as polysal-7one, high-density polyethylene, or polymethyl methacrylate alone, or with an inorganic material such as calcium phosphate or hydroxyapatite.
Implant materials coated with ~30% loaded compositions are disclosed. However, these thermoplastic polymers are insufficient in adhesion to metal substrates, stability in vivo, osteogenicity, mechanical properties, etc., and cannot be said to be practically reliable.

［発明の目的］ 本発明は前記実状に鑑み、生体親和性、生体安定性、機
械的特性等ともに優れる実用上信頼できるインプラント
材料の提供を目的とする。[Object of the Invention] In view of the above-mentioned circumstances, the present invention aims to provide a practically reliable implant material that is excellent in biocompatibility, biostability, mechanical properties, etc.

［発明の効果］ 前記目的は本発明による、金属基材の外周に熱硬化性樹
脂の層を形成してなる複合一体化されたインプラント材
料によって達成される。[Effects of the Invention] The above object is achieved by the composite integrated implant material according to the present invention, which is formed by forming a layer of thermosetting resin on the outer periphery of a metal base material.

本発明のインプラント材料は前記諸特性に優れる熱硬化
性樹脂と金属基材を一体複合化し、各々の特性を活かし
たちので、生体親和性、生体安定性、機械的特性等に優
れる実用上信頼できるものである。又、本発明のインプ
ラント材料を人工歯根として用いた場合、熱硬化性樹脂
のもつ適度な弾性率、硬度によって生体に対する違和感
のないのも特徴である。The implant material of the present invention integrates a thermosetting resin with excellent properties as mentioned above and a metal base material, and takes advantage of each property, so it is practically reliable and has excellent biocompatibility, biostability, mechanical properties, etc. It is something. Furthermore, when the implant material of the present invention is used as an artificial tooth root, it is characterized by the fact that it does not cause any discomfort to the living body due to the appropriate elastic modulus and hardness of the thermosetting resin.

［発明の概要１ 本発明に係る熱硬化性樹脂は長時間生体内に埋植するの
で樹脂の劣化、生体１胞の崩壊など起さない生体適合性
の良好なものであることが必要であり、例えば、ビスフ
ェノールＡ−グリシジルメタクリレート、１．３−ブタ
ンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメ
タクリレート（１Ｇ）、ジエチレングリコールジメタク
リレート（２Ｇ）、トリエチレングリコールジメタクリ
レート（３Ｇ）等の重縮合物等を例示でき、特に３Ｇは
生体に対する害がなく、骨形成し易い等の利点があり好
ましいものである。前記熱硬化性樹脂は単独又は混合物
で使用する。[Summary of the invention 1 The thermosetting resin according to the present invention is implanted in a living body for a long period of time, so it is necessary to have good biocompatibility that does not cause deterioration of the resin or collapse of living cells. Examples include polycondensates such as bisphenol A-glycidyl methacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate (1G), diethylene glycol dimethacrylate (2G), and triethylene glycol dimethacrylate (3G). In particular, 3G is preferable because it has advantages such as no harm to living organisms and easy bone formation. The thermosetting resins may be used alone or in a mixture.

本発明に係る金属基材は公知のすべての金属及び合金を
包含するが、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金、Ｇｏ−Ｏｒ−Ｍ
ｏ系合金、ステンレス１４１　Ｂ−８，３１６Ｌ、チタ
ン、タンタル等の生体組織に為害作用が極めて少ない、
且つ、充分な機械的強度を有し、従来より人工材料とし
て使用されてきた密な又は多孔性のものが好ましい。The metal base material according to the present invention includes all known metals and alloys, including Co-Cr-Ni alloy, Go-Or-M
O-based alloys, stainless steel 141 B-8, 316L, titanium, tantalum, etc. have very little harmful effect on living tissues.
In addition, dense or porous materials that have sufficient mechanical strength and have been conventionally used as artificial materials are preferred.

金属基材は樹脂組成物とのアンカー効果及びインプラン
ト後の外力分散等のため、その外周に独立及び／又は連
続する溝を設けても良い。金属基材の形状大きさは特に
限定されるものでなく、ビン型、スクリュー型、ブレー
ド型、アンカー型、プレート型、メツシュ型等であり、
その断面も角、円、だ円等いずれでも良い。The metal base material may be provided with independent and/or continuous grooves on its outer periphery for anchoring effect with the resin composition and dispersion of external force after implantation. The shape and size of the metal base material is not particularly limited, and may be bottle-shaped, screw-shaped, blade-shaped, anchor-shaped, plate-shaped, mesh-shaped, etc.
Its cross section may also be square, circular, oval, etc.

本発明のインプラント材料を得る方法としては、特に限
定されないが、例えば、前記金属材料を成形、焼結、鋳
造成いは切削加工、至適研摩、更に必要に応じ表面処理
して得た芯材を鋳型にセットし、硬化剤等を常法に従っ
て予め配合した前記樹脂層ツマ−を流し込み、常圧又は
加圧下に加熱硬化後必要に応じ樹脂組成物表面を切削、
研摩することにより製造できる。The method for obtaining the implant material of the present invention is not particularly limited, but for example, the core material obtained by molding, sintering, casting, cutting, optimally polishing, and further surface-treating the metal material as necessary. is set in a mold, the resin layer is poured in which a curing agent and the like are mixed in advance according to a conventional method, and after curing by heating under normal pressure or pressure, the surface of the resin composition is cut as necessary.
It can be manufactured by polishing.

なお、常法の熱硬化法では樹脂層に内部歪を生じ芯材と
の界面でクラックが発生し易く、この為、温度・時間等
の硬化条件を慎重に選ぶ必要がある。In addition, in the conventional heat curing method, internal strain occurs in the resin layer and cracks are likely to occur at the interface with the core material, so it is necessary to carefully select curing conditions such as temperature and time.

この常法の熱硬化法の課題は熱硬化性樹脂（モノマー）
に、予め粉状或いは粗粒状等の形状の熱硬化性重縮合物
（ポリマー）を５〜９５重量％、好ましくは２０〜８０
重畿％添加しておくことにより解決することができる。The problem with this conventional thermosetting method is that the thermosetting resin (monomer)
5 to 95% by weight, preferably 20 to 80% by weight of a thermosetting polycondensate (polymer) in the form of powder or coarse particles, etc.
This can be solved by adding 50%.

添加するポリマーの形状は特に限定されるものでなく、
通常平均粒径としては２〜５００μ好ましくは１０〜２
００μ程度のものである。The shape of the added polymer is not particularly limited,
Usually the average particle size is 2 to 500μ, preferably 10 to 2
It is about 00μ.

樹脂組成物の外表面は平滑又はスクリュー状等の凹凸の
形状いずれでも良い。The outer surface of the resin composition may be smooth or have an uneven shape such as a screw shape.

前記本発明のインプラント材料の適応箇所は特に規定し
ないが、山内、骨内、骨膜下、粘膜内などに使用され得
ることは言うまでもない。Although the application site of the implant material of the present invention is not particularly limited, it goes without saying that it can be used in the mountain, in the bone, subperiosteal, in the mucosa, etc.

なお、本発明のインプラント材料を人工歯根として使用
する場合、内縁上皮近傍に（ＤＩする部分の樹脂成形物
の外周にヒドロキシアパタイト単味よりなる構造物を配
設しても良い。更に前記上皮近傍部分の樹脂成形物の形
状をつば状とし、上皮付着性を向上せしめるようにして
も良い。In addition, when the implant material of the present invention is used as an artificial tooth root, a structure made of hydroxyapatite alone may be provided near the inner edge epithelium (around the outer periphery of the resin molding at the part to be DI). The shape of the resin molded part may be made into a brim shape to improve epithelial adhesion.

以下、本発明のインプラント材料の基本的な製造法を述
べる。The basic manufacturing method of the implant material of the present invention will be described below.

３Ｇモノマー（アクリエステル３ＥＤ　：三菱レーヨン
社製）５０ｇと平均粒径２３μの３Ｇポリマ一５０ｇを
セパラブルフラスコに入れ、真空上室温で撹拌・脱気処
理を行なった。50 g of 3G monomer (Acryester 3ED, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) and 50 g of 3G polymer having an average particle size of 23 μm were placed in a separable flask, and stirred and degassed under vacuum at room temperature.

次いで、このフラスコ内に硬化剤（ｔ−ブチルパーオク
トエート）０．５１ｉｌｉ％を加え、３０分間撹拌混合
した。Next, 0.51 ili% of a curing agent (t-butyl peroctoate) was added to the flask and mixed with stirring for 30 minutes.

その後、直径３履φ、長さ１００ｍｇ＋のチタン製棒を
予め固定した内径４履φのガラス管内に、前記調製樹脂
液を流し込み下記条件で硬化処理した。Thereafter, the prepared resin liquid was poured into a glass tube with an inner diameter of 4 φ and into which a titanium rod with a diameter of 3 φ and a length of 100 mg+ was fixed in advance, and was cured under the following conditions.

−硬化条件− ５５℃（５時間）−６５℃（２１１１１１ｆｌ）−７０
℃（１時間）−８５℃（１時ｆｌ）−１（１０℃（１時
間）−１１０℃（０，５時間）−１２０℃（０，５時間
） 本発明のインプラント材料は、必要に応じ任意の形状に
加工し実用に供する。-Curing conditions- 55°C (5 hours) -65°C (211111fl) -70
°C (1 hour) - 85 °C (1 hour fl) -1 (10 °C (1 hour) - 110 °C (0,5 hour) - 120 °C (0,5 hour) Process it into any shape and put it into practical use.

添附の図面に本発明のインプラント材料による人工歯根
の一実施態様を示す。第１図はその縦断面図で、第２図
はその内部構造を示す横断面図である。即ち例えばチタ
ニウム又はコバルト系合金を使用してインプラント材料
本体１の芯体３を構成し、その外表面をトリエチレング
リコールジメタクリレート重縮合性樹脂１１！２により
芯体３を被覆してあり、芯体３にはスクリュー状の溝４
を設けである。The accompanying drawings show an embodiment of an artificial tooth root made of the implant material of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view thereof, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing its internal structure. That is, for example, titanium or cobalt alloy is used to constitute the core body 3 of the implant material main body 1, and the outer surface of the core body 3 is coated with triethylene glycol dimethacrylate polycondensation resin 11!2. The body 3 has a screw-shaped groove 4
This is provided.

本発明のインプラント材料の上部には規格型の既製人工
歯冠を自由に選択して接着固定して使用することができ
る。A standard ready-made artificial tooth crown can be freely selected and adhesively fixed to the upper part of the implant material of the present invention.

水晶を成人の顎骨に押入し、１２ケ月を経過した時点で
Ｘ線で観察したが、良好な骨形成がみられ、また炎「等
の巽常は全く認められなかった。A crystal was inserted into the jawbone of an adult, and after 12 months, it was observed using X-rays, and good bone formation was observed, and no signs of inflammation or the like were observed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明インプラント材料の縦断面図、第２図は
横断面図である。 １・・・インプラント材料本体、 ２・・・樹脂組成物部、 ３・・・金属芯体、 ４・・・スクリュー状の溝。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the implant material of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Implant material body, 2... Resin composition part, 3... Metal core, 4... Screw-shaped groove.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）金属基材の外周に、熱硬化性樹脂層を形成してな
るインプラント材料。(1) An implant material formed by forming a thermosetting resin layer around the outer periphery of a metal base material. （２）熱硬化性樹脂がトリエチレングリコールジメタク
リレート重縮合性樹脂であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載のインプラント材料。(2) The implant material according to claim 1, wherein the thermosetting resin is a triethylene glycol dimethacrylate polycondensation resin.