TWI605797B - Methods of making dental implants and dental implants - Google Patents

Description

牙科用植入物及牙科植入物之製造方法

本發明係關於一種牙科用植入物及牙科用植入物之製造方法者。

由於牙科用植入物具備連接活體內外之形態，故而需要防禦來自活體外之細菌、異物等之侵入等，並且長期耐受平均300N左右之咀嚼力。該咀嚼力並非總是自一方向施加，又，經常發生堅硬之食物自各個方向與牙齦、假牙等碰撞之情形，故而植入後之牙槽骨之早期結合性或與位於活體內外之邊界之牙齦之早期穩定性變得必要。

日本特開平4-371146號公報中記載有於使用電漿熔射法將磷酸鈣化合物熔射被覆後，進行水熱處理，而形成再結晶化之磷灰石被覆層。

日本特開平2-161939號公報中揭示有一種單片式之人工牙根，其於牙槽骨植入部形成形成有切割面之螺釘部，於牙齦周邊之芯材形成連續之凹部。

日本特開2005-270529號中揭示有形成自螺釘部放射狀地擴大之支台部之構成。

於日本特開2007-143772中，形成***時將骨殘渣排出至骨外之適當之深度逐漸地變淺之螺釘部，於上部，以使牙醫、牙科技工等可根據患者而加工尺寸之方式形成容積大於牙槽骨植入部之芯材的支台 部，以使牙齦和將該容積較大之部分與骨植入部之間連接之傾斜部分接觸之方式形成。

於與牙齦之接觸部位呈放射狀地擴大之形狀，除了增大與牙齦之接觸面以外，亦可使植入物於牙槽骨上穩定，但由於重心變高，亦有植入時變為不穩定之狀態之情形。

[專利文獻1]日本特開平4-371146號公報

[專利文獻2]日本特開2007-143772號公報

[專利文獻3]日本特開平2-161939號公報

[專利文獻4]日本特開2005-270529號公報

[專利文獻5]日本特開平9-99053號公報

日本特開平4-371146號公報所記載之利用電漿熔射法之被覆、及利用水熱處理之灰石再結晶化之方法作為獲得活體親和性高之植入物之方法優異，但由於電漿熔射係於超高溫下將磷酸鈣化合物熔融並吹送至芯材，故而根據溫度及熔射時間，即便實施其後之再結晶處理，亦未能充分形成用於羥磷灰石結晶之結晶核，或者結晶之成長不充分，因此為了獲得於表面形成有適當成長之灰石結晶的植入物，有時變得需要進行電漿溫度或熔射時間之繁雜之調整。

又，由於牙科植入物係貫通活體內外而植入，故而牙齦與植入物於接觸面之穩定結合係更重要之課題。

日本特開平9-99053號公報中記載有對與牙齦之接觸面進行鏡面研磨等而去除微小之凹凸，並對該面實施水熱處理而形成氧化皮膜，記載有謀 求與牙齦之穩定結合之主旨。與牙齦之接觸面為活體外與活體內之邊界，來自該部分之感染即便與牙槽骨之結合良好，亦非作為牙科用植入物而穩定之狀態，故而要求更早期之結合性。

進而，牙科用植入物於構造方面亦需要耐受咀嚼力，即便與活體之親和性良好，折斷時仍必須更換，給患者帶來大的負擔。

日本特開2005-270529中揭示有相對於對牙槽骨植入之部分，螺紋均處於相對較高之狀態的螺釘部，日本特開平2-161939號公報中揭示有藉由使供牙齦進入之部分形成凹部等，增大與活體之接觸面，而進一步謀求與牙槽骨、牙齦之結合性之構成，然而於長期存在由咀嚼力等產生之荷重之情形時，需要考慮折斷之可能性。

因此，雖然於與活體組織之接觸部位設置凹凸，可擴大接觸面之面積，可謀求由骨組織之侵入產生之穩定性，但相應地強度降低，亦成為折斷之原因。因此，有時較佳為儘量不形成凹凸而如圓柱體般具有更接***面狀之側面的柱狀體構造，但不易找到用以顯示對牙槽骨之埋入深度之標記，又，與活體之接觸面積減小，而有損及植入後之穩定性之虞。

鑒於上述情況，本發明具有如下見解：於在與牙槽骨之接觸面使羥磷灰石結晶成長而成之具有再結晶面之牙科用植入物(人工牙根)中，羥磷灰石結晶形成為針狀及/或柱狀(六角柱狀)，且其長度成長為2μm至7μm左右，且形成由該羥磷灰石結晶沿固定方向排列而成之排列狀結晶群及自植入物表面放射狀地延伸之狀態之放射狀結晶群所佔據之植入物表面，藉此該等純粹之羥磷灰石結晶狀態會產生造骨作用，從而完成本發明。

所謂排列狀結晶群表示例如圖2(a)、(b)所示之沿固定方向排列(配向)之狀態的彙聚一處之結晶列，所謂放射狀結晶群表示自植入物表面朝外放射狀地延伸之狀態的彙聚一處之結晶集合體，圖2(a)、(b)表示植入 物表面由複數個排列狀結晶群與複數個放射狀結晶群所佔據之狀態。

圖1與圖2(b)係對同一部位改變倍率而拍攝之電子顯微鏡照片。圖1係於×1000下拍攝，圖2(a)、(b)均於×10000下拍攝。圖2(a)大量拍攝到六角柱狀之羥磷灰石結晶，圖2(b)拍攝到針狀之羥磷灰石結晶。

並且，作為形成以此種羥磷灰石結晶狀態所佔據之植入物表面之方法，有如下見解從而完成本發明：藉由將含有不同熔點之磷酸鈣系化合物之材料利用基於上述熔點較低之磷酸鈣系化合物之熔點溫度的電漿熔射而熔射被覆至芯材之步驟，而獲得一邊使內部大量存在用於再結晶之結晶核一邊與芯材充分結合的被覆層，而形成由再結晶化後之結晶狀態為針狀及/或柱狀之磷酸鈣系化合物之結晶且以長度2μm~7μm沿同一方向排列而成之結晶列及放射狀之結晶所覆蓋者，令人驚奇的是，自植入物表面藉由造骨作用，可使植入後之植入物儘量地穩定化。

本體之材料可例示鈦、鈦合金、不鏽鋼、氧化鋯、部分穩定化氧化鋯、氧化鋁、CaO-Na₂O-P₂O₅-SiO₂形玻璃(生物玻璃)等金屬材料或陶瓷材料及該等材料之複合材料，其中，鈦、鈦合金於強度、活體親和性等方面較佳。

形成成為起始原料之複合材料的磷酸鈣化合物係表示羥磷灰石、磷酸四鈣、α-磷酸三鈣、β-磷酸三鈣、磷酸二鈣、磷酸二鈣二水合物等各種磷酸鈣等者，但若為至少於水熱處理後，以羥磷灰石之形式再結晶化，成為以複數個排列狀結晶群與複數個放射狀結晶群來佔據植入物表面之狀態者，則不限於上述者。

關於自植入物表面之造骨作用

於本發明中，形成於與所形成之骨組織接觸之部位的再結晶化之羥磷灰石結晶呈針狀及/或六角等之柱狀，沿固定方向成長並排列，或放射狀 地排列。其有助於獲得與膠原蛋白之匹配性(磊晶(epitaxy))，從而產生造骨作用。

具體而言，如圖1及圖2所示，將針狀及/或柱狀之純粹之再結晶化羥磷灰石沿固定方向成長並排列之區域及形成為放射狀之區域密集之面，於自血液成分中分化之破骨細胞之情形時將針狀及/或柱狀之再結晶羥磷灰石視為天然形成之人骨之凹凸狀態等，安裝於結晶之前端，將該結晶自其前端溶解，而加以吸收。

於利用破骨細胞溶解、吸收羥磷灰石結晶後，骨芽細胞基於 起因於破骨細胞之訊號或狀況開始活動。

骨芽細胞以破骨細胞溶解、吸收針狀及/或柱狀之羥磷灰石結晶之部位為中心，相對於羥磷灰石結晶之間隙，根據情形進行變形等而進行進入活動。

骨芽細胞等所分泌之骨調素、骨鈣素、骨涎蛋白等骨相關蛋白質、及骨芽細胞等所產生之具有纖維狀等之膠原蛋白吸附蓄積於針狀及/或柱狀之羥磷灰石結晶之間隙。

進而，羥磷灰石分子沈積於膠原蛋白纖維之表面等。

沈積於膠原蛋白纖維之表面等的羥磷灰石分子之一部分利用藉由針狀及/或柱狀之羥磷灰石之溶解等所產生之過飽和之“場所”之形成，而於早期在活體內析出羥磷灰石結晶。

沈積及析出之羥磷灰石發揮使膠原蛋白纖維彼此結合，或使新生結晶灰石與針狀及/或柱狀之羥磷灰石結晶結合等黏固劑般之作用，而形成骨之基礎。

進而，進行新生骨之形成後之骨芽細胞成為骨細胞而埋入該基礎中，並且重複進行上述作用，從而進行新生骨之造骨作用。

如此，藉由針狀及/或柱狀(六角)之羥磷灰石結晶而形成之植入物 表面會支持骨芽細胞等之功能，成為用以形成新生骨之優異踏腳點。

自該植入物表面之造骨作用由於與自牙槽骨側之造骨作用一同進行，故而實現了迅速且牢固之植入物表面與骨組織之結合。

僅含鈦材之植入物

其次，作為比較例，對僅含鈦芯材之植入物進行說明。

通常，僅有鈦芯材之植入物由於鈦本身並無生物活性，故而新生骨自植入物體側不成長，無造骨作用，因此於鈦芯材之情形時，僅有因自牙槽骨側之新生骨之增加所產生者可謀求與植入物之接觸。又，植入物與骨組織僅為接觸，植入物與骨之間並無除物理性接觸以外之化學性作用。相對於此，本發明藉由誘導破骨細胞，結果誘導了骨芽細胞等而發揮造骨作用，形成新生骨，藉此植入物與牙槽骨獲得由離子交換產生之化學結合。因此，藉由自骨-植入物雙方之造骨作用，比僅有鈦芯材之植入物更早期地實現骨之結合。

又，藉由針狀及/或柱狀之磷酸鈣化合物結晶沿同一方向排列之區域(排列狀結晶群)及自植入物表面朝外放射狀地配置之區域(放射狀結晶群)而佔據植入物表面，藉此該製成之新生骨緊密地結合，因此為獲得更高之結合力者。

本發明之不同熔點之磷酸鈣系化合物於上述所示之材料 中，表示例如熔點(1670°以上)較高之磷酸三鈣與熔點較低(1650°以下)之羥磷灰石之組合等者，所謂基於上述熔點較低之磷酸鈣系化合物之熔點的電漿熔射，係指進行調整電漿熔射之熔射條件(載氣、電漿氣體、二次氣體等各種氣體之種類、流量、壓力、溫度，或電漿輸出用、例如用於電弧放電之電壓、電流、頻率)而設定為較低熔點之磷酸鈣化合物粉末大致熔融之熱量的電漿熔射者，此時，表示至少由所被覆之熔點較高之磷酸鈣化合物構成之原材料粉末中殘留結晶粉末之狀態。

再者，上述熔點為代表值，實際上兩者之熔點之差值有時為100°以上。

另外，可例示如下情形：設為與熔點較高之磷酸鈣化合物之熔點溫度相同或其上之溫度，並縮短熔射時間，而進行熔點溫度較低之磷酸鈣化合物之熔融後，在熔點較高之磷酸鈣化合物完全成為熔融狀態之前，進行熔射直至作為原料之粉末之結晶大量殘留之時間點。

即，只要為調整成形成如下狀態之電漿熔射即可：藉由電漿熔射，將熔點較低之磷酸鈣化合物熔射被膜，形成高結合性之被覆層，形成熔射原料粉末之結晶殘留於該被覆層上之狀態的含有熔點較高之磷酸鈣系化合物之狀態。

較低熔點之磷酸鈣化合物較佳為相對於總重量，以1%~15%左右之比率進行摻合。

電漿熔射時之電漿溫度之調整例如可調整進行電漿放電時 之電流及電壓、頻率、各種氣體之量、種類、壓力等而進行，或亦可利用調整所混入之鋁金屬之量、成分而調整了游離度之熱電漿等而進行。可期待於利用除電漿熔射以外之方法(高速火焰熔射)形成熔射皮膜時，亦藉由調整熱源而獲得同樣之效果。

又，熔點較高之磷酸鈣系化合物只要為藉由水熱處理而使羥磷灰石之針狀及/或柱狀之結晶成長，從而形成於與牙槽骨接觸之植入物表面上配向、排列而成之結晶列及放射狀之結晶狀態者即可，較佳可例示α-磷酸三鈣及/或β-磷酸三鈣。

水熱處理表示將被覆後之芯材浸漬於水、磷酸根離子與鈣離子共存之水溶液或磷酸鈣水溶液或該等之水蒸汽環境後，於高溫高壓下放置之處理。水熱處理較佳為使用高壓釜處理用之裝置而進行。

共存於水熱合成處理之水中之磷酸根離子以PO₄表示，除羥 磷灰石、磷酸三鈣、磷酸四鈣、磷酸氫鈣等磷酸鈣化合物以外，亦可例示 磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、磷酸銨等。鈣離子除上述磷酸鈣化合物以外，亦可例示碳酸鈣、氯化鈣、硝酸鈣、氫氧化鈣等。又，考慮金屬之耐腐蝕性、化學穩定性等，亦包含添加有Mg、Sr、Fe、Cr、Ti、Zr、Co、Mo、Al、Si、V、F等之各種離子者。

又，為了促進結晶化及結晶成長，較佳為將供浸漬之水溶液、及環境之磷酸根離子及鈣離子之濃度設為過飽和或局部過飽和之狀態。過飽和狀態之形成，可例示將磷酸鈣等投入水溶液直至磷酸根離子及鈣離子之濃度成為過飽和之程度的態樣，此外，於將電漿熔射後之芯材浸漬於水之情形時，較佳為所被覆之熔融狀態之熔點較低的磷酸鈣化合物以溶出量計為可形成過飽和狀態之水溶液的水量。又，亦可加入在電漿熔射時自芯材逃逸之磷酸鈣複合材料之殘渣。

處理時間揭示為5小時~50小時，較佳為7小時~28小時 左右，但根據處理之根數、被覆層之厚度、材料等而進行適當調整，並非限於該範圍。藉由水熱處理，殘留或產生之被覆層之結晶核成長，形成針狀及/或柱狀(較佳為六角柱狀)之羥磷灰石。

此種羥磷灰石之結晶狀態之結晶的長度較佳為2μm至7μm，較佳為以沿著芯材表面之方式排列而成之排列狀結晶群及自芯材表面放射狀地形成之放射狀結晶群共存之狀態，且為佔據與植入物之牙槽骨之接觸表面之狀態。再者，與牙槽骨接觸之植入物表面預先實施過噴砂等使表面粗面化之處理，故而亦有排列方向成為沿著表面之凹凸之狀態之情形，只要為圖1、2所示之結晶之排列狀態及放射狀態即可。

若成長之結晶為2μm以下，則有羥磷灰石以外之磷酸鈣化合物殘留之可能性，若為7μm以上，則結晶折斷之可能性增高。對於如此利用水熱處理之結晶成長，雖例示水熱處理之時間為7小時至28小時左右，但亦有根據水熱處理時之添加物或被覆層之狀態有時成為該範圍外之情形。

水熱處理之溫度較佳為110°至125°。若為110°以下，則結晶成長不充分，若為125°以上，則被覆層變得脆弱。關於上述水熱處理之時間，即便於該範圍外，亦可謂相同之情況。

再者，藉由水熱處理的結晶之培養例如若延長處理時間，則結晶進一步成長，但若超出上述結晶之長度範圍，則成長過量而變脆，並且發生剝離。

進而本發明，對更接近圓柱體之形狀之金屬芯材與牙齦之接 觸面進行研磨，較佳為於進行鏡面研磨之研磨面，製成含有鈣成分與磷成分、較佳為結晶化或植入後結晶藉由與唾液等水分之接觸而成長之羥磷灰石等磷酸鈣化合物之水熱合成被膜，藉此提高金屬芯材與牙齦之親和性、植入後之羥磷灰石結晶之成長所產生之早期結合性，於牙齦接觸部位將活體內外早期地封鎖，而實現長期穩定之牙科用植入物。

較佳為該水熱合成皮膜於藉由電漿熔射之磷酸鈣複合材料之熔射後，進行羥磷灰石結晶之表現及成長時之水熱處理時，同時進行。

水熱合成皮膜係藉由將芯材之研磨面浸漬於過飽和或局部過飽和之水溶液的水熱處理，於存在或產生結晶核之狀態下形成。即便並非過飽和之水溶液，亦可為接近過飽和之濃度之水溶液，又，若延長水熱合成時間，則有時亦可不使用過飽和水溶液。

進而，水熱合成被膜於與牙齦接觸之狀態下，藉由與唾液、 其他體液之接觸，會產生自水熱合成被膜溶出之磷酸根離子與鈣離子共存之水溶液為過飽和或局部過飽和狀態局部存在之情形，藉此亦有該等結晶核成長而培養羥磷灰石結晶之情形，芯材與牙齦之結合性進一步提高。

更接近圓柱體之形狀較佳為至少於自螺釘部至牙齦接觸部為止之範圍內由無凹凸之筒狀體來形成。

進而，本發明於柱狀之本體之牙槽骨植入部形成：螺釘部，其螺紋之 高度與柱狀之半徑相同或為其以下，溝槽之深度朝支台方向變淺，最終成為與柱狀之表面相同之狀態；及牙冠安裝部，其具備於支台方向上具有收斂性之形狀；藉由形成形成至植入於上述柱狀之本體之牙槽骨之部位為止的再結晶化陶瓷被覆部、及對上述柱狀之本體之牙齦接觸部進行鏡面研磨之研磨部，而使形狀進一步接近柱狀體，從而消除折斷之擔憂。

又，由於本發明為接近於圓柱體之形狀，故而外表變得無特 徵，成為需要注意至何處為止係牙槽骨植入部之形狀，但由於可將再結晶化陶瓷被覆部與鏡面狀之牙齦接觸部之邊界明確地設定為牙槽骨植入位置，故而於實施手術時，使用者可進行適當之植入。

關於形成於芯材與牙齦接觸面之水熱合成皮膜

金屬材料表面為了去除表面之微小凹凸，預先使用藉由研磨紙、面拋光輪、滾光等之機械研磨、化學研磨、電解研磨等方法進行研磨後，較佳為於進行鏡面研磨後藉由進行水熱合成處理而形成含有磷成分與鈣成分之水熱合成皮膜。

水熱合成處理較佳為與用於「在利用上述由磷酸鈣複合材料所形成之被覆層表現及培養羥磷灰石結晶等」的再結晶化之水熱處理同時進行。處理時間可與對熔射被覆層表面之處理時間相同，亦可為其以下或其以上，為了使製造步驟相同，較佳為相同時間進行相同處理。

將鏡面研磨後之含有磷成分與鈣成分之由水熱合成處理而形成之水熱合成皮膜之厚度及成分之一例示於表1。

於表1中，處理後，鈣成分與磷成分分別存在，由水熱合成形成之含有磷酸鈣化合物之皮膜的厚度亦成為2倍。藉由將金屬表面設為含有磷成分與鈣成分之厚度為2倍左右之水熱合成皮膜，可謀求水熱合成皮膜與牙齦之早期結合。

又，由於牙齦及口腔內為唾液等體液之水分豐富之部位，故 而本發明之形成於牙齦部之水熱合成膜於植入後，亦可使羥磷灰石結晶析出及成長，可促進活體親和性、牙齦結合性。

又，作為水熱合成方法，可使用文獻及主頁(例如J.Ceram.Soc.Japan,Vol.107,N0.10,pp.907-912,1999.中所記載之方法及http：//eim.ceram.titech.ac.jp/fields_j/hydrothermal/multi.html中所記載之方法)所記載之形成於鈦芯材上之多層結晶膜之製造方法作為參考。

較佳為藉由研磨鈦芯材表面，較佳為鏡面研磨或研磨至與其接近之狀態，而於去除表面之微細之凹凸後之狀態下形成水熱合成皮膜。

根據該方法，藉由於芯材之與牙齦之接觸面上，於利用研磨而去除微小之凹凸之狀態下形成含有羥磷灰石結晶或結晶核之水熱合成皮膜，可實現與牙齦之早期結合性。

本發明利用含有熔點不同之磷酸鈣系化合物之材料，將芯材 以基於上述磷酸鈣系化合物中熔點較低之磷酸鈣之熔點之態樣進行熔射被覆後，實施水熱處理而具備再結晶化陶瓷被覆部，藉此可促進自植入物表面之造骨作用，而謀求與骨組織之早期之穩定化。

又，關於與牙齦之接觸面，藉由於利用研磨去除微小之凹凸而成之面，在磷酸鹽及鈣鹽之濃度過飽和或局部過飽和之狀態下實施水熱處理，而形成含有羥磷灰石結晶或其結晶核之皮膜部，從而更早期地與活體組織結合，藉此實現穩定之牙科用植入物。

1‧‧‧本體

1A‧‧‧凹部

2‧‧‧螺釘部

3‧‧‧假牙安裝部

4‧‧‧再結晶化陶瓷被覆部

5‧‧‧水熱合成皮膜部

6‧‧‧假牙安裝部(支台部)

7‧‧‧牙槽骨植入部

8‧‧‧切割面

11‧‧‧本體之直徑

21‧‧‧第1螺釘部

22‧‧‧第2螺釘部

23‧‧‧螺釘部2之外形

24‧‧‧溝槽

31‧‧‧牙槽骨

32‧‧‧牙齦部

33‧‧‧牙冠(假牙)

圖1係用以說明本發明之一實施例之圖。

圖2係用以說明本發明之一實施例之圖。

圖3係表示本發明之另一實施例之圖。

圖4係表示本發明之另一實施例之圖。

圖5係用以說明圖4所示之實施例之圖。

圖6係用以說明圖4所示之實施例之圖。

圖7係用以說明本發明之實施例之圖。

本發明係將含有不同熔點之磷酸鈣系化合物之複合材料作為起始原料，藉由基於其中熔點較低之磷酸鈣化合物之熔點溫度的電漿熔射，被覆於預先經過噴砂處理之芯材、即埋入牙槽骨之部位，藉此使基於熔點較高之磷酸鈣化合物之結晶核大量殘存於被覆層表面，並經由其後之水熱處理之結晶成長，至少於植入於芯材之骨組織內之面形成由針狀及/或柱狀之磷酸鈣系化合物之結晶、即長度為2μm~7μm之沿同一方向排列而成之結晶列及放射狀之結晶覆蓋之狀態的所謂再結晶化陶瓷被覆層。

如此，藉由形成由針狀及/或柱狀之結晶化之羥磷灰石沿同一方向排列之區域及自植入物表面朝外放射狀地延伸之區域所佔據之被覆層，發現該被覆層側之更有效之造骨作用，從而實現獲得植入後於短期內穩定之植入物。

另一方面，關於與牙齦之接觸面，藉由設為於與牙齦之接觸面上形成含有表面凹凸被研磨至最小化程度之研磨面與磷酸鈣化合物之結晶及/或結晶核的水熱合成皮膜之構成，而促進與牙齦之結合。

可預防由對於貫通活體內外之牙科植入物之咀嚼所致之搖動等所產生 之植入物與牙齦之接合面間的細菌感染，而變得可早期實現活體穩定性。

可揭示如下之製造方法例：於牙槽骨與芯材之接觸面形成由磷酸鈣複合材料形成之熔射被覆層，且於牙齦與芯材之接觸面設置水熱合成皮膜部之情形時，牙槽骨埋入部藉由對其表面噴砂而於表面上形成凹凸，於牙齦接觸面上形成消除了該表面之凹凸之研磨面，並於其後實施水熱處理。

再者，熔射被覆層與水熱合成皮膜較佳為於一根芯材上形成二者，但於例如兩片式、即牙槽骨埋入部與牙齦接觸部分開之情形，有時實施根據各自目的之處理。

進而對於本發明，即便於施加咀嚼力等較大荷重時，亦應使 折斷等危險性成為最小限度，於圓柱狀體之芯材之一端僅形成必要程度之螺釘部，將其他部位，即植入於骨組織內之範圍與牙齦的接觸部位設為圓柱狀，進而於植入於骨組織內之部分形成上述再結晶化陶瓷被覆層，並且於與牙齦之接觸部形成含有研磨面與磷酸鈣化合物之結晶及/或結晶核之水熱合成皮膜，藉此於與牙槽骨之接觸面，藉由自植入物表面之造骨作用，早期地進行與牙槽骨之結合，並且變得可實現與牙齦及骨組織之早期結合，而變得可實現長期穩定之牙科用植入物之植入。

進而本發明為了可耐受長期之咀嚼，只要為溝槽之深度朝著支台方向變淺，最終成為與本體相同之表面之螺釘部、及利用再結晶化陶瓷被覆層及水熱合成皮膜部而設定向牙槽骨內植入之範圍之圓柱體即可，但根據情形，亦可利用模仿四角柱、三角柱、牙根形態之設計等形成植入物。

本發明於作為貫通活體內外之部位之牙齦接觸面，形成去除了表面之微小凹凸之面，於該面形成含有磷酸鈣化合物之結晶及/或結晶核之水熱合成皮膜，藉此可於早期預防來自牙齦與植入物之接觸面的感染，作為全體而謀求早期之穩定化，因此即便為具有接近圓柱狀之構成之形狀，亦可實現作為牙科用植入物而穩定之使用。

此種水熱合成皮膜於水熱處理時，藉由使用水或磷酸鈣水溶液、磷酸根離子及鈣離子共存之水溶液，即磷酸等之濃度成為過飽和或局部過飽和之狀態者，電漿熔射被覆層可促進羥磷灰石結晶之成長，於與牙齦之接觸面，可形成羥磷灰石結晶。

再者，浸漬於水中時，基於由不同熔點之磷酸鈣化合物構成之複合材料中熔點較低之磷酸鈣化合物之熔點而進行電漿熔射被覆時，由於所產生之熔融物會溶出至水中，而減少水之量，因此形成過飽和或局部過飽和之磷酸鈣溶液。

該過飽和或局部過飽和之磷酸鈣水溶液使存在於藉由電漿 熔射而被覆之磷酸鈣化合物中之結晶核成長，形成針狀及/或柱狀之羥磷灰石結晶沿同一方向排列之區域及自植入物表面朝外放射狀地延伸之區域，並且於作為與牙齦之接觸面的研磨面表面上，形成可形成羥磷灰石結晶之水熱合成皮膜。

針對具有進行研磨而表面上無微小之凹凸之狀態的牙齦接觸面、及利用噴砂等將表面粗面化後利用電漿熔射而被覆磷酸鈣化合物之牙槽骨埋入部的一根植入物芯材，實施水熱處理，藉此於牙槽骨接觸面形成針狀及/或柱狀之羥磷灰石結晶之沿同一方向排列之區域及自植入物表面朝外放射狀地延伸之區域，於與牙齦之接觸面之水熱合成皮膜上形成羥磷灰石結晶及/或結晶核。

對本發明之一實施例進行說明。

將分別利用濕式合成法合成而生成之α-磷酸三鈣粉末與羥磷灰石粉末以羥磷灰石粉末相對於總體之重量成為5%~9%之方式摻合兩者而獲得複合材料，將其作為起始原料。

對鈦芯材、即埋入牙槽骨之部位進行噴砂處理，而於芯材表面形成凹凸。又，對與牙齦之接觸面進行研磨，使其成為去除微小之凹凸之狀態。

於進行噴砂處理之面，進行基於羥磷灰石之熔點之電漿熔射而形成被覆層。

被覆後，於溫度110℃~125℃、壓力0.1~0.2Mpa之狀態下於PH值5.5~12之水溶液中浸漬9小時至28小時。

所獲得之被覆層例如如圖1及圖2(a)、(b)之電子顯微鏡照片所示，變為成長至長度為2μm~7μm左右之針狀及/或六角柱狀之羥磷灰石結晶朝一方向排列之狀態及相對於植入物表面放射狀地延伸之狀態混合存在之植入物表面。

以下，對本發明之另一實施例進行說明。

將利用濕式合成法合成β-磷酸三鈣時，以羥磷灰石相對於總體之重量成為1%~15%之方式調整之漿料乾燥、造粒而獲得複合粉末，將其作為起始原料。

對鈦製金屬芯材、即埋入牙槽骨之部位，使用噴砂處理而使表面粗面化，形成藉由基於羥磷灰石之熔點之電漿熔射所形成之被覆層。又，對於芯材上之與牙齦之接觸面，預先實施利用滾光加工之鏡面研磨。

被覆後，於溫度110℃~125℃、壓力0.1~0.2Mpa之狀態下於PH值5.5~12之磷酸鈣水溶液中浸漬9小時至28小時。

結果與上述實施例同樣地，獲得具有成長至長度為2μm~7μm左右之針狀及/或六角柱狀之羥磷灰石結晶朝一方向排列之狀態及相對於植入物表面放射狀地延伸之狀態混合存在之植入物表面的牙科用植入物。

圖1及圖2(a)、(b)所示最終利用羥磷灰石之結晶沿同一方向排列之區域、及自植入物表面朝外方向放射狀地配置之區域，形成專有之植入物表面。

以下，對本發明之另一實施例進行說明。

分別利用濕式合成法合成而生成α-磷酸三鈣粉末與羥磷灰石粉末， 以羥磷灰石粉末相對於全體之重量成為5%~15%之方式摻合兩者而獲得複合粉末，將其作為起始原料。

對鈦芯材之埋入牙槽骨之部位，使用噴砂處理而使表面粗面化，形成藉由基於羥磷灰石之熔點之電漿熔射所形成之被覆層。又，對於同一芯材之與牙齦之接觸面，預先實施鏡面研磨(布拋光輪研磨)。

被覆後，將每根牙科用植入物於溫度110℃~125℃、壓力0.1~0.2Mpa之狀態下於4cc至8cc之水中浸漬9小時至28小時。

結果，藉由減少水量，於水熱處理時，熔融之羥磷灰石溶出至水中而形成含有磷酸成分與鈣成分之局部過飽和之水溶液，獲得具有成長至長度為2μm~7μm左右之針狀及/或六角柱狀之羥磷灰石結晶朝一方向排列之狀態及相對於植入物表面放射狀地延伸之狀態混合存在之植入物表面的牙科用植入物。

將藉由上述製法而獲得之人工牙根之樣本埋入成犬之大腿骨及牙槽骨中，埋入後，自第1週起至第4週為止，每2週屠殺並自顎骨及大腿骨拔出植入物，測定該情形時之拔出強度。將結果示於圖7。

根據圖7，可確認於第4週，拔出強度提高至可安裝牙冠之程度，實現與骨組織之結合。如圖7所示般強度提高，可認定利用氫鍵之化學結合之程度增加，即生物學結合強度增加。

圖3係表示本發明之另一實施例之圖。

1為本體，表示利用鈦材、鈦合金材等形成為圓柱狀者。

2為螺釘部，於對設置於牙槽骨上之穿孔進行***旋接時使用。螺釘部2之上部形成有凹部1A。

3為假牙安裝部，若為一片式，則為牙冠安裝之部分，於兩片式之情形時為表示上部構造之部分，例如係具備朝本體之上部方向收斂之形狀者。

4為再結晶化陶瓷被覆部，由再結晶化之羥磷灰石等之磷酸鈣再結晶化 陶瓷被覆部形成，藉由再結晶化，於表面為粗糙之狀態下，以顯示比本體之直徑大一圈之狀態之程度進行被覆。

5為水熱合成皮膜部，對表面進行拋光輪等研磨材之處理，較佳為成為鏡面狀之部分，係主要與牙齦接觸之部分。

亦有即便不加工成鏡面，至少研磨至與牙齦之反應性較低之狀態即可之情形。

水熱合成皮膜部5係藉由將含有磷酸三鈣等磷酸鹽與鈣鹽 之水溶液於較佳為成為過飽和之狀態下進行水熱合成處理，而具備特定之厚度且含有磷成分與鈣成分，根據情形，形成含有羥磷灰石結晶及/或結晶核之水熱合成皮膜。再者，水熱合成皮膜雖然厚於不進行處理之情形時自然產生之氧化皮膜之膜厚，但即便於羥磷灰石結晶及/或結晶核析出之狀態下，亦薄而透明，故而無損鏡面之光輝，可調整牙槽骨植入時之植入物之深度。該水熱合成皮膜形成中，由於進行上述水熱合成處理而形成，故而含有磷成分及鈣成分，進而合成該等，並轉化為羥磷灰石等磷酸鈣化合物層之情形或形成結晶析出之狀態之情形亦較多，進而藉由與唾液等之水分的接觸而促進結晶化，可促進與牙齦之結合。

6為假牙安裝部，由假牙、安裝牙冠之部分、及牙齦接觸部分形成。

7為牙槽骨植入部，與再結晶化陶瓷被覆部4具有相同範圍。

8為切割面，有時具有防止本體1旋轉之作用。較佳為切割面8係對相對向之面實施。

較佳為水熱合成皮膜部5與再結晶化陶瓷被覆部4之部位形成圓柱狀且凹凸較少之狀態，而提高耐久性。

圖4係表示本發明之另一實施例之圖。圖4中所示之實施例 包含藉由於圖3中所示之螺釘部2與本體1之間將凹部1A形成為圓周狀，而降低咀嚼力等荷重所致之折斷之可能性的構成。

圖4(a)表示未形成被覆層、皮膜部之狀態。圖4(b)為形成有被覆層及皮膜部者。

1為本體，表示藉由鈦材、鈦合金材等形成為圓柱狀者。

2為螺釘部，21為第1螺釘部，具有螺釘之溝槽24朝假牙安裝部(支台部)6之方向逐漸變淺，而與本體1之表面變得相同之形狀。

22為第2螺釘部，螺釘之溝槽之深度固定。再者，有時螺釘部2之前端、即相當於本體1之底部之部分藉由成形為球面狀於可緩和植入時對活體之影響方面較佳。

螺釘部2只要以至少沿支台部方向溝槽24變淺之狀態形成即可，並非必須形成分為第1與第2之螺釘部。

又，有時將螺釘部2之外形23設定為與本體之直徑11相同 或其以下時於簡化實施手術等方面較佳。螺釘部2之長度(第1螺釘部21+第2螺釘部22)及去除螺釘部2之長度的長度雖然有根據植入部位而可適當選擇之品種，但較佳為至少根據再結晶化陶瓷被覆部4與水熱合成皮膜部5之配置而明定牙槽骨植入之範圍。

3為假牙安裝部，若為一片式，則為牙冠安裝之部分，於兩片式之情形時為表示上部構造之部分，例如係具備朝本體之上部方向收斂之形狀者，前端顯示為如圖4所示之具有平面狀之狀態，該形狀可根據牙冠之形狀等而適當變更。

4為再結晶化陶瓷被覆部，藉由上述方法，由再結晶化之羥 磷灰石等磷酸鈣再結晶化陶瓷被覆部形成，於表面為粗糙之狀態下，成為自本體之直徑起具有厚度之狀態。

5為水熱合成皮膜部，為利用拋光輪等研磨材處理表面而成為鏡面狀之部分，為主要與牙齦接觸之部分。水熱合成皮膜部5進而利用含有α-TCP、β-TCP等磷酸鈣化合物之水溶液、水蒸氣環境等且於磷酸鹽及鈣鹽 之濃度成為過飽和之狀態下，實施水熱合成處理，藉此形成具備特定厚度之水熱合成皮膜。再者，水熱合成皮膜為數奈米左右而較薄，故而無損鏡面之光輝，成為牙槽骨植入時之植入物之植入深度之標準。對於該水熱合成皮膜之形成，由於進行上述水熱合成處理而形成，故而含有磷成分及鈣成分，進而進行包含所合成之羥磷灰石及其結晶之水熱合成皮膜化，而促進與牙齦之結合。

6為假牙安裝部，由假牙、安裝牙冠之部分、及牙齦接觸部分形成。

7為牙槽骨植入部，與再結晶化陶瓷被覆部4具有相同範圍。

8為切割面，有時具有防止本體1旋轉之作用。較佳為切割面8係對相對向之面實施。

圖4(a)中，已加工芯材之狀態且未形成被覆層之狀態之 牙科用植入物根據門牙、槽牙，其形狀有所不同，又，根據患者之口腔內之狀態，較佳為準備大量之長度不變、進而變長或變短，變粗或變細之尺寸不同的螺釘部2。

圖4及圖6中所示之實施例表示整體接近圓柱狀之單片式之牙科用植入物。本發明亦包含兩片式之牙科用植入物之形態，但如單片式般以植入後立刻自牙齦向上部突出之狀態，貫通活體內外者顯示較佳之構成。

圖4及圖6中所示之實施例與圖3中所示之實施例相比，如圖4(a)中所示般為形狀上凹凸較少之柱狀體，進而有時大量存在尺寸不同之植入物，故而於牙槽骨內植入了多深之方面仍不明確。又，實際上亦有利用其他方法進行表面處理或被覆之植入物，亦有所獲得之再結晶化陶瓷被覆部顏色亦與周邊不同，成為不同狀態者，原本多為因金屬特有之配色，而不顯眼，又，並非成為足以判斷從何處起至何處為止形成牙槽骨植入部的指標，但本發明可根據再結晶化陶瓷被覆部及水熱合成皮膜部之形狀、顏色，明確顯示額骨植入位置。

圖4(b)實際上係將由再結晶化陶瓷形成之再結晶化陶瓷 被覆部4及皮膜部施加於圖4(a)上者。

如圖4中所示般，為於圓柱狀之本體1上形成再結晶化之陶瓷被覆層者，利用藉由再結晶之結晶成長，而整體具備厚度，從而成為可一眼識別牙槽骨植入部7之狀態。

水熱合成皮膜部5為雖然形成有合成皮膜，但平滑且閃著銀色光輝之狀態，只要形成與牙齦之接觸面即可，即便形成至其上方，於不妨礙對牙冠(假牙)等之安裝的範圍內，水熱合成皮膜部5之寬度並無特別限定。

將安裝有圖4所示之牙科用植入物之例示於圖5。

圖5概略性地表示於藉由治具將牙槽骨31穿孔之狀態下，將本發明之具備再結晶化陶瓷被覆部4之螺釘部2旋接並安裝之狀態。

於牙槽骨31被穿孔之狀態下，將再結晶化陶瓷被覆部4之螺釘部2以擰入之方式***，此時殘渣向假牙安裝部(支台部)6方向排出。

此係植入至再結晶化陶瓷被覆部4與水熱合成皮膜部5之邊界之狀態。有時對牙槽骨之穿孔較佳為根據作為再結晶化陶瓷被覆部4之寬度的牙槽骨植入部7之長度而進行。

32為牙齦部，亦可與水熱合成皮膜部5之範圍不一致，但較佳為至少寬於牙齦寬度。

33為牙冠(假牙)，為根據槽牙、門牙而改變形狀者，可根據治療部位而適當選擇。

[產業上之可利用性]

本發明係如下牙科用植入物，其藉由具有於表面由長度為2μm至7μm之針狀及/或柱狀之羥磷灰石結晶沿同一方向排列而成之排列狀結晶群及/或自植入物表面朝外放射狀地延伸之放射狀結晶群所佔據之植入物表面的牙科用植入物，產生自植入物表面之造骨作用，術後早期 地穩定化，例如術後經過4週左右，獲得可安裝牙冠之程度之結合力。

又，總之，於與牙齦之接觸面上形成了可形成磷酸鈣之結晶之皮膜，與牙齦之結合性變得良好，進而可提供長期穩定之牙科用植入物，成為於牙科植入物領域利用價值極高者。

Claims (5)

1. 一種牙科用植入物，其具有再結晶化羥磷灰石被覆部，該再結晶化羥磷灰石被覆部係被長度為2μm~7μm之針狀及/或柱狀之羥磷灰石之結晶沿固定方向排列而成之排列狀結晶群、及/或自芯材表面放射狀地延伸之放射狀結晶群覆蓋而成，上述羥磷灰石之結晶係以下述方式而形成，即，將含有相對於總體之重量為1%~15%之羥磷灰石及具有比上述羥磷灰石之熔點要高之熔點的磷酸鈣系化合物之複合材料，基於該羥磷灰石之熔點進行熔射被覆而於芯材形成被覆層，對於該被覆層，進行將每根芯材於4cc至8cc之水中以溫度110℃~125℃、壓力0.1~0.2Mpa、浸漬9小時至28小時之水熱處理而形成。
2. 如申請專利範圍第1項之牙科用植入物，其中，該磷酸鈣系化合物係α-磷酸三鈣或β-磷酸三鈣。
3. 如申請專利範圍第1項之牙科用植入物，其中，該芯材之與牙齦接觸的部位係研磨面。
4. 如申請專利範圍第1項之牙科用植入物，其中，該芯材之形成被覆層的部位，係預先經粗面處理。
5. 一種牙科用植入物之製造方法，用於製造申請專利範圍第1至4項中任一項之牙科用植入物，其係將含有相對於總體之重量為1%~15%之羥磷灰石及具有比上述羥磷灰石之熔點要高之熔點的磷酸鈣系化合物之複合材料，基於該羥磷灰石之熔點進行熔射被覆而於芯材形成被覆層，然後，對於該被覆層進行下述水熱處理，即，將每根芯材於4cc至8cc之水中以溫度110℃~125℃、壓力0.1~0.2Mpa浸漬9小時至28小時，從而形成被長度為2μm~7μm之針狀及/或柱狀之羥磷灰石之結晶沿固定方向排列而成之排列狀結晶群、及/或自芯材表面放射 狀地延伸之放射狀結晶群覆蓋而成的再結晶化羥磷灰石被覆部。