JPS6146418B2 - - Google Patents
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- JPS6146418B2 JPS6146418B2 JP55077841A JP7784180A JPS6146418B2 JP S6146418 B2 JPS6146418 B2 JP S6146418B2 JP 55077841 A JP55077841 A JP 55077841A JP 7784180 A JP7784180 A JP 7784180A JP S6146418 B2 JPS6146418 B2 JP S6146418B2
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Classifications
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Description
本発明はインプラント用生体活性ガラス及びガ
ラスセラミクスに関する。 生体内の硬組織特に骨と化学的に直接結合する
能力を有する材料として生体活性ガラス及びガラ
スセラミクスが知られている。これらは生体内で
体液と接することにより反応する。具体的にはガ
ラス及びガラスセラミクスの表面からそれらの構
成原子であるところのNa，Ca，Ｐ，Ｂ，Siなど
のイオンが溶け出して表面に細孔が形成され、こ
の細孔に生体活性ガラス及びガラスセラミクスか
ら溶出したＰ，Caイオンおよび生体の造骨作用
に基づくＰ，Caの各イオンが沈着し、かつ結晶
化して骨物質であるところのヒドロキシアパタイ
トを形成する。これにより骨とガラス及びガラス
セラミクスとが化学的に直接結合する。この説明
は文献J.Biomed.Mater.Res.Symp.No.２（Part1）
117−141（1971）に詳しい。しかしながら、生体
活性ガラス及びガラスセラミクスは単体でインプ
ラントとして使用するには力学的強度が十分でな
い。 これを解決する方法として使用時の荷重に耐え
る強度の大きい芯体に生体活性ガラス及びガラス
セラミクスを被覆することが行なわれている。被
覆は生体活性ガラス及びガラスセラミクスを熔融
状態にすることを基本とし種々の方法で行なわれ
るが、均一な被覆を得るためにはほうろう法（エ
ナメル法）を応用することが望ましい。ほうろう
法を用いるためには、芯体に熱膨張率が適合しし
かも低融性の生体活性ガラス及びガラスセラミク
スが必要である。芯体と生体活性ガラス及びガラ
スセラミクスの熱膨張率が適合しないと被覆層に
亀裂が生じ、低融性でなければ高温の熔融状態に
ある生体活性ガラス及びガラスセラミクスが芯体
に接し芯体に障害を与える恐れがありまた形成さ
れた被覆層が変質する恐れがあるからである。こ
のように生体活性ガラス及びガラスセラミクスを
芯体に被覆してインプラントとして使用する場
合、生体活性ガラス及びガラスセラミクスには、
表面からの各種イオンの溶出の反応性と熱膨張率
との両者を同時に満足し、しかも低融性であるこ
とが要求される。 しかしながら、従来の生体活性ガラス及びガラ
スセラミクス（例えば特開昭53−145394）の組成
範囲では反応性と熱膨張率との組み合わせを自由
に選ぶことができなかつた。なぜなら芯体に適合
する熱膨張率を与えると、それに対応して反応性
も決まつてしまうからである。このために、従来
の生体活性ガラス及びガラスセラミクスを一定の
芯体に被覆してインプラントとして使用する場合
には、芯体により熱膨張率が決定されるのでイン
プラントの反応性は選択の余地のないものとなつ
ていた。 本発明の目的は、生体内で体液と接することに
より表面からイオンが溶出する反応の反応性と熱
膨張率との組み合わせとを自由に決定することが
でき、しかも低融性であるインプラント用生体活
性ガラス及びガラスセラミクスを提供することに
ある。 本発明者は、まず特開昭53−145394号公報に記
載された組成からなる生体活性ガラスを、ラツト
の大腿骨、兎の頭骨及び犬の顎骨に埋植し各骨と
の化学的結合の強度を調べた。この結果生体の種
類、同種生体においてもその年齢、健康状態及び
埋植部位によつて生体活性ガラスと骨との間の化
学的結合力に差違があることを見出した。この現
象は個々の生体及び埋植部位の造骨能力の差によ
るものである。生体に埋植された生体活性ガラス
及びガラスセラミツクの表面からイオンが溶出す
る反応により細孔が形成され、また表面反応の進
行と同時に生体の造骨作用により新生骨が細孔内
部を満してゆくのであるが、この表面反応と造骨
作用の両速度が同程度である場合に生体活性ガラ
ス及びガラスセラミクスと骨との完全な結合が得
られる。したがつて生体活性ガラス及びガラスセ
ラミクスの反応性が埋植部位の造骨能力に対応で
きない場合に結合力が低下するのである。 したがつてインプラントの臨床への応用に当つ
ては対象となる生体及び埋植部位の造骨能力に対
応した反応性を有する生体活性ガラス及びガラス
セラミクスを使用することが必要である。生体活
性ガラス及びガラスセラミクスの生体内での反応
においてはその表面からNa，Ca，Ｐ，Ｂ，Siな
どのイオンが溶け出すのであるが、Na，Caイオ
ンの溶出量が多く、Ｐ，Ｂ，SiなどはNa，Caの
溶出によりガラス構造が破壊されることにより
徐々に溶出する。したがつて生体活性ガラス及び
ガラスセラミクスの生体に対する反応性を評価す
るためには、生体外で体液類似の緩衝溶液の中に
これらを保持し、主にNaイオンの溶出に原因す
る溶液全体のPH変化を観察すればよい。 本発明者は、生体活性ガラス及びガラスセラミ
クスにTiO2を導入すると微量でも反応性を効果
的に抑制できることを見出し、このことを利用し
て芯体に被覆して用いる生体活性ガラス及びガラ
スセラミクスの反応性の範囲を広げることに成功
した。また、前記の公知ガラスでは、低融性を実
現するために多量のB2O3を導入する必要があ
り、この結果反応性が過剰に増し、骨との強度の
大きい結合は達成されなかつたが、本発明によれ
ば多量のB2O3を導入し低融性を達成してもTiO2
の反応抑制効果により適当な反応性を持つ生体活
性ガラス及びガラスセラミクスを得ることができ
る。 本発明による生体活性ガラス及びガラスセラミ
クスは本質的に以下の組成から成つている。各数
値はモルパーセント（mol％）である。 SiO2 35〜60 B2O3 ５〜15 Na2O 10〜30 CaO ５〜40 TiO2 0.5〜10 P2O5 ０〜15 K2O ０〜20 Li2O ０〜10 Na2O＋K2O＋Li2O 10〜30 MgO ０〜５ CaO＋MgO ５〜40 Al2O3＋ZrO2＋Nb2O5 ０〜８ TiO2＋Al2O3＋ZrO2＋Nb2O5 0.5〜10 La2O3＋Ta2O5＋Y2O3 ０〜８ F2 ０〜15 尚、本発明においてはガラスとガラスセラミク
スとを区別する必要はなく、周知のごとくガラス
の一部又は全部を結晶化してセラミクスとするこ
とにより強度を高めることができる。 以下、本発明による上記組成範囲の限定理由に
ついて述べる。 TiO2は反応性を制御する成分であるが、10mol
％以上導入すると低融性とならず、0.5mol％以下
ではTiO2の反応抑制効果が有効に発揮されず適
当な反応性とならない。B2O3，Na2O，CaOは
TiO2よりははるかに効果が小さいが反応性に影
響を与え、その量が多いほど反応性が増加する。
したがつてこれらの量が極端に多い場合または少
ない場合にはTiO2を用いても反応性を適当な範
囲に合わせることができない。このことから、
B2O3の上限は15mol％ 下限は5mol％、Na2Oの
上限は30mol％ 下限は10mol％、CaOの上限は
40mol％ 下限は5mol％となる。ガラス構成酸化
物であるSiO2は、その量が少なくなると反応性
が増加するが、効果はTiO2に比較して著しく小
さい。SiO2を60mol％以上とすると低融性となら
ず、35mol％以下とするとTiO2で抑制しても反応
性を適当な範囲に合わせることができない。K2O
及びLi2OはNa2Oと置換して反応性、低融化に対
して同様の効果を得ることができる。Li2Oが
10mol％以上となると生体との親和性を得ること
ができない。MgOはCaOに置換して導入できる
が、5mol％以上では親和性を得ることができな
い、Al2O3，ZrO及びNb2O5はTiOに置換して導入
することができるが、合計で8mol％以上となる
と低融性とすることができない。F2は低融化を
助けるために導入するが、15mol％以上とすると
適当な反応性を得られない。La2O3，Ta2O5及び
Y2O3が合計で8mol％以上となると低融性とする
ことができない。P2O5が15mol％以上では適当な
反応性を得ることができない。 上記組成のうち SiO2 40〜60mol％ B2O3 ８〜15 Na2O 15〜30 CaO ８〜30 P2O5 ０〜８ TiO2 0.5〜８ F2 ０〜15 の組成範囲のものは特に金属芯体にほうろう法で
被覆するのに適している。これはこの組成範囲に
基くガラス及びガラスセラミクスは、B2O3の量
が多いため十分に低融性であり、かつNa2O量が
多いため金属との結合強度がより大きくなるから
である。従来の生体活性ガラス及びガラスセラミ
クスは粉末状態でも熔融温度が高いため、ほうろ
う法で金属芯体に被覆しようとすると金属イオン
が著しくガラス中へ拡散してしまい、生体活性ガ
ラス及びガラスセラミクスの生体活性作用が損な
われた。 以下に本発明による生体活性ガラス及びガラス
セラミクスの実施例について述べる。 表１に示す４種の組成から成るガラス及びガラ
スセラミクスでは、従来のものより比較的多量の
B2O3をほぼ同じ割合だけ導入し、SiO2，Na2O，
CaOもほぼ同割合としつつ、TiO2の量を変え
た。
ラスセラミクスに関する。 生体内の硬組織特に骨と化学的に直接結合する
能力を有する材料として生体活性ガラス及びガラ
スセラミクスが知られている。これらは生体内で
体液と接することにより反応する。具体的にはガ
ラス及びガラスセラミクスの表面からそれらの構
成原子であるところのNa，Ca，Ｐ，Ｂ，Siなど
のイオンが溶け出して表面に細孔が形成され、こ
の細孔に生体活性ガラス及びガラスセラミクスか
ら溶出したＰ，Caイオンおよび生体の造骨作用
に基づくＰ，Caの各イオンが沈着し、かつ結晶
化して骨物質であるところのヒドロキシアパタイ
トを形成する。これにより骨とガラス及びガラス
セラミクスとが化学的に直接結合する。この説明
は文献J.Biomed.Mater.Res.Symp.No.２（Part1）
117−141（1971）に詳しい。しかしながら、生体
活性ガラス及びガラスセラミクスは単体でインプ
ラントとして使用するには力学的強度が十分でな
い。 これを解決する方法として使用時の荷重に耐え
る強度の大きい芯体に生体活性ガラス及びガラス
セラミクスを被覆することが行なわれている。被
覆は生体活性ガラス及びガラスセラミクスを熔融
状態にすることを基本とし種々の方法で行なわれ
るが、均一な被覆を得るためにはほうろう法（エ
ナメル法）を応用することが望ましい。ほうろう
法を用いるためには、芯体に熱膨張率が適合しし
かも低融性の生体活性ガラス及びガラスセラミク
スが必要である。芯体と生体活性ガラス及びガラ
スセラミクスの熱膨張率が適合しないと被覆層に
亀裂が生じ、低融性でなければ高温の熔融状態に
ある生体活性ガラス及びガラスセラミクスが芯体
に接し芯体に障害を与える恐れがありまた形成さ
れた被覆層が変質する恐れがあるからである。こ
のように生体活性ガラス及びガラスセラミクスを
芯体に被覆してインプラントとして使用する場
合、生体活性ガラス及びガラスセラミクスには、
表面からの各種イオンの溶出の反応性と熱膨張率
との両者を同時に満足し、しかも低融性であるこ
とが要求される。 しかしながら、従来の生体活性ガラス及びガラ
スセラミクス（例えば特開昭53−145394）の組成
範囲では反応性と熱膨張率との組み合わせを自由
に選ぶことができなかつた。なぜなら芯体に適合
する熱膨張率を与えると、それに対応して反応性
も決まつてしまうからである。このために、従来
の生体活性ガラス及びガラスセラミクスを一定の
芯体に被覆してインプラントとして使用する場合
には、芯体により熱膨張率が決定されるのでイン
プラントの反応性は選択の余地のないものとなつ
ていた。 本発明の目的は、生体内で体液と接することに
より表面からイオンが溶出する反応の反応性と熱
膨張率との組み合わせとを自由に決定することが
でき、しかも低融性であるインプラント用生体活
性ガラス及びガラスセラミクスを提供することに
ある。 本発明者は、まず特開昭53−145394号公報に記
載された組成からなる生体活性ガラスを、ラツト
の大腿骨、兎の頭骨及び犬の顎骨に埋植し各骨と
の化学的結合の強度を調べた。この結果生体の種
類、同種生体においてもその年齢、健康状態及び
埋植部位によつて生体活性ガラスと骨との間の化
学的結合力に差違があることを見出した。この現
象は個々の生体及び埋植部位の造骨能力の差によ
るものである。生体に埋植された生体活性ガラス
及びガラスセラミツクの表面からイオンが溶出す
る反応により細孔が形成され、また表面反応の進
行と同時に生体の造骨作用により新生骨が細孔内
部を満してゆくのであるが、この表面反応と造骨
作用の両速度が同程度である場合に生体活性ガラ
ス及びガラスセラミクスと骨との完全な結合が得
られる。したがつて生体活性ガラス及びガラスセ
ラミクスの反応性が埋植部位の造骨能力に対応で
きない場合に結合力が低下するのである。 したがつてインプラントの臨床への応用に当つ
ては対象となる生体及び埋植部位の造骨能力に対
応した反応性を有する生体活性ガラス及びガラス
セラミクスを使用することが必要である。生体活
性ガラス及びガラスセラミクスの生体内での反応
においてはその表面からNa，Ca，Ｐ，Ｂ，Siな
どのイオンが溶け出すのであるが、Na，Caイオ
ンの溶出量が多く、Ｐ，Ｂ，SiなどはNa，Caの
溶出によりガラス構造が破壊されることにより
徐々に溶出する。したがつて生体活性ガラス及び
ガラスセラミクスの生体に対する反応性を評価す
るためには、生体外で体液類似の緩衝溶液の中に
これらを保持し、主にNaイオンの溶出に原因す
る溶液全体のPH変化を観察すればよい。 本発明者は、生体活性ガラス及びガラスセラミ
クスにTiO2を導入すると微量でも反応性を効果
的に抑制できることを見出し、このことを利用し
て芯体に被覆して用いる生体活性ガラス及びガラ
スセラミクスの反応性の範囲を広げることに成功
した。また、前記の公知ガラスでは、低融性を実
現するために多量のB2O3を導入する必要があ
り、この結果反応性が過剰に増し、骨との強度の
大きい結合は達成されなかつたが、本発明によれ
ば多量のB2O3を導入し低融性を達成してもTiO2
の反応抑制効果により適当な反応性を持つ生体活
性ガラス及びガラスセラミクスを得ることができ
る。 本発明による生体活性ガラス及びガラスセラミ
クスは本質的に以下の組成から成つている。各数
値はモルパーセント（mol％）である。 SiO2 35〜60 B2O3 ５〜15 Na2O 10〜30 CaO ５〜40 TiO2 0.5〜10 P2O5 ０〜15 K2O ０〜20 Li2O ０〜10 Na2O＋K2O＋Li2O 10〜30 MgO ０〜５ CaO＋MgO ５〜40 Al2O3＋ZrO2＋Nb2O5 ０〜８ TiO2＋Al2O3＋ZrO2＋Nb2O5 0.5〜10 La2O3＋Ta2O5＋Y2O3 ０〜８ F2 ０〜15 尚、本発明においてはガラスとガラスセラミク
スとを区別する必要はなく、周知のごとくガラス
の一部又は全部を結晶化してセラミクスとするこ
とにより強度を高めることができる。 以下、本発明による上記組成範囲の限定理由に
ついて述べる。 TiO2は反応性を制御する成分であるが、10mol
％以上導入すると低融性とならず、0.5mol％以下
ではTiO2の反応抑制効果が有効に発揮されず適
当な反応性とならない。B2O3，Na2O，CaOは
TiO2よりははるかに効果が小さいが反応性に影
響を与え、その量が多いほど反応性が増加する。
したがつてこれらの量が極端に多い場合または少
ない場合にはTiO2を用いても反応性を適当な範
囲に合わせることができない。このことから、
B2O3の上限は15mol％ 下限は5mol％、Na2Oの
上限は30mol％ 下限は10mol％、CaOの上限は
40mol％ 下限は5mol％となる。ガラス構成酸化
物であるSiO2は、その量が少なくなると反応性
が増加するが、効果はTiO2に比較して著しく小
さい。SiO2を60mol％以上とすると低融性となら
ず、35mol％以下とするとTiO2で抑制しても反応
性を適当な範囲に合わせることができない。K2O
及びLi2OはNa2Oと置換して反応性、低融化に対
して同様の効果を得ることができる。Li2Oが
10mol％以上となると生体との親和性を得ること
ができない。MgOはCaOに置換して導入できる
が、5mol％以上では親和性を得ることができな
い、Al2O3，ZrO及びNb2O5はTiOに置換して導入
することができるが、合計で8mol％以上となる
と低融性とすることができない。F2は低融化を
助けるために導入するが、15mol％以上とすると
適当な反応性を得られない。La2O3，Ta2O5及び
Y2O3が合計で8mol％以上となると低融性とする
ことができない。P2O5が15mol％以上では適当な
反応性を得ることができない。 上記組成のうち SiO2 40〜60mol％ B2O3 ８〜15 Na2O 15〜30 CaO ８〜30 P2O5 ０〜８ TiO2 0.5〜８ F2 ０〜15 の組成範囲のものは特に金属芯体にほうろう法で
被覆するのに適している。これはこの組成範囲に
基くガラス及びガラスセラミクスは、B2O3の量
が多いため十分に低融性であり、かつNa2O量が
多いため金属との結合強度がより大きくなるから
である。従来の生体活性ガラス及びガラスセラミ
クスは粉末状態でも熔融温度が高いため、ほうろ
う法で金属芯体に被覆しようとすると金属イオン
が著しくガラス中へ拡散してしまい、生体活性ガ
ラス及びガラスセラミクスの生体活性作用が損な
われた。 以下に本発明による生体活性ガラス及びガラス
セラミクスの実施例について述べる。 表１に示す４種の組成から成るガラス及びガラ
スセラミクスでは、従来のものより比較的多量の
B2O3をほぼ同じ割合だけ導入し、SiO2，Na2O，
CaOもほぼ同割合としつつ、TiO2の量を変え
た。
【表】
【表】
表１から分るようにこれらの組成からなる生体
活性ガラス及びガラスセラミクスは熱膨張率が等
しく、粉末状態での溶融温度が690℃近辺という
極めて低融性である。しかも第１図に示したごと
くTiO2の量を変えることで反応性を変化させる
ことに成功している。第１図は、表１に示した４
種の組成からなるガラス及びガラスセラミクスを
生体類似緩衝溶液中に保持した場合の、溶液のPH
変化の様子を示したグラフである。縦軸が溶液の
PHであり、横軸は対数で表わした処理時間（hr）
である。この図に示されるように、TiO2の割合
が最も少ない組成(1)のガラスは最も高いPHにな
り、TiO2の割合が最も多い組成(4)のガラスはPH
の上昇が最も小さくなつている。従つてTiO2の
割合を多くするほど、PHの上昇を少なくできる、
すなわち生体との反応性を小さくできることが明
らかである。 本発明者は、反応性の比較的大きい表１の(1)の
組成を有する生体活性ガラス及びガラスセラミク
スを造骨作用の大きいラツトの大腿骨に、反応性
の比較的小さい表１の(3)の組成を有する生体活性
ガラス及びガラスセラミクスを造骨作用の小さい
犬の顎骨に各々埋植したところどちらの場合にも
生体活性ガラス及びガラスセラミクスと骨との強
度の大きい結合を得た。この結果を次の表１の２
に示す。
活性ガラス及びガラスセラミクスは熱膨張率が等
しく、粉末状態での溶融温度が690℃近辺という
極めて低融性である。しかも第１図に示したごと
くTiO2の量を変えることで反応性を変化させる
ことに成功している。第１図は、表１に示した４
種の組成からなるガラス及びガラスセラミクスを
生体類似緩衝溶液中に保持した場合の、溶液のPH
変化の様子を示したグラフである。縦軸が溶液の
PHであり、横軸は対数で表わした処理時間（hr）
である。この図に示されるように、TiO2の割合
が最も少ない組成(1)のガラスは最も高いPHにな
り、TiO2の割合が最も多い組成(4)のガラスはPH
の上昇が最も小さくなつている。従つてTiO2の
割合を多くするほど、PHの上昇を少なくできる、
すなわち生体との反応性を小さくできることが明
らかである。 本発明者は、反応性の比較的大きい表１の(1)の
組成を有する生体活性ガラス及びガラスセラミク
スを造骨作用の大きいラツトの大腿骨に、反応性
の比較的小さい表１の(3)の組成を有する生体活性
ガラス及びガラスセラミクスを造骨作用の小さい
犬の顎骨に各々埋植したところどちらの場合にも
生体活性ガラス及びガラスセラミクスと骨との強
度の大きい結合を得た。この結果を次の表１の２
に示す。
【表】
尚、試験方法は次の通りである。
ラツト：生体活性ガラスで直径1.3mm長さ４mm
の円柱を作り、これをラツトの大腿骨に直
角に埋植し、４週間後にと殺して、前記円
柱を大腿骨から押し出すのに要する力
（Kg）を測定し、他方、大腿骨と前記円柱
との接触面積（mm2）を求め、前記測定値
（Kg）を接触面積（mm2）で割り、その商を
結合強度（Kg／mm2）とした。 犬：円錐台状の鉄基オーステナイト合金製の芯
体に生体活性ガラスを被覆して“上面直径
4.1mm、底面直径３mm、長さ8.5mmガラス層
の厚さ0.5mmのインプラント”を製作し、
これを顎骨に埋植し、半年後にと殺し、埋
植したインプラントを顎骨から引き抜くの
に要する力（Kg）を測定し、その測定値を
結合強度（Kg）とした。 また特開昭53−145394号公報に記載されている
組成からなる生体活性ガラスを同様に埋植したと
ころ、ネズミの大腿骨とは強度の大きい結合が得
られたが犬の顎骨とは強度の比較的小さい結合し
か得られなかつた。 また、前掲特開昭53−145394号公報に開示され
た公知の生体活性ガラス（バイオガラス）では、
粉末状態での溶融温度1100℃程度あるいはそれ以
上であり、本発明のものに比べて極めて高温であ
つた。これら公知の組成のものに、B2O3を導入
することによつてある程度低融化することができ
るが、10mol％以上のB2O3を導入すると反応抑制
成分が存在しないために、反応性が過剰になり、
本発明のように適当な反応性を得ることができな
くなる。 次に、本発明による他の実施例の組成を表２及
び表３に示す。
の円柱を作り、これをラツトの大腿骨に直
角に埋植し、４週間後にと殺して、前記円
柱を大腿骨から押し出すのに要する力
（Kg）を測定し、他方、大腿骨と前記円柱
との接触面積（mm2）を求め、前記測定値
（Kg）を接触面積（mm2）で割り、その商を
結合強度（Kg／mm2）とした。 犬：円錐台状の鉄基オーステナイト合金製の芯
体に生体活性ガラスを被覆して“上面直径
4.1mm、底面直径３mm、長さ8.5mmガラス層
の厚さ0.5mmのインプラント”を製作し、
これを顎骨に埋植し、半年後にと殺し、埋
植したインプラントを顎骨から引き抜くの
に要する力（Kg）を測定し、その測定値を
結合強度（Kg）とした。 また特開昭53−145394号公報に記載されている
組成からなる生体活性ガラスを同様に埋植したと
ころ、ネズミの大腿骨とは強度の大きい結合が得
られたが犬の顎骨とは強度の比較的小さい結合し
か得られなかつた。 また、前掲特開昭53−145394号公報に開示され
た公知の生体活性ガラス（バイオガラス）では、
粉末状態での溶融温度1100℃程度あるいはそれ以
上であり、本発明のものに比べて極めて高温であ
つた。これら公知の組成のものに、B2O3を導入
することによつてある程度低融化することができ
るが、10mol％以上のB2O3を導入すると反応抑制
成分が存在しないために、反応性が過剰になり、
本発明のように適当な反応性を得ることができな
くなる。 次に、本発明による他の実施例の組成を表２及
び表３に示す。
【表】
【表】
【表】
表２では、表１で表した組成にフツ化物を導入
することにより全体的に反応性を下げた一連の組
成を示す。第１図と同様にPH変化を示した第２図
から分るように、この場合にはフツ化物を導入す
ることで全体の反応性を下げかつTiO2の量を変
えることで反応性を変化させている。 また一定の芯体に被覆するために等しい熱膨張
率を持ち、しかも粉末状態での溶融温度が約670
℃と低融性である。以上のような組成にさらに次
のような成分を添加することができ、その例が表
３に示す組成である。K2O及びLi2OはNa2Oと置
換して同様の効果を得ることができる。Al2O3，
ZrO2及びNb2O5は反応抑制成分として導入し
TiO2の働きを補うことができる。La2O3、Ta2O5
及びY2O3は導入すると少量でもレントゲン線吸
収率の高い生体活性ガラス及びガラスセラミクス
を得ることができる。このことにより埋植後の観
察が容易となる。P2O5は生体との親和性を増
す。MgOはCaOと置換してCaOと類似の効果を
得ることができる。 表３に示した組成はいずれも低融性であり、こ
れらのPH変化を示す第３図から分るように適当な
反応性を有している。またこれらの組成でも反応
抑制成分であるTiO2，Al2O3，ZrO2及びNb2O5の
量を微量変化させることにより反応性を変えるこ
とができる。 更にまた別の実施例の組成を表４に示す。この
組成のガラスと比較のために各組成からTiO2を
除いた組成のガラスとを、体液類似の緩衝溶液に
浸し、その溶液のPH変化を調べた。この結果を第
４図に示す。図中、実線は実施例のガラス、点線
は比較例のガラスである。
することにより全体的に反応性を下げた一連の組
成を示す。第１図と同様にPH変化を示した第２図
から分るように、この場合にはフツ化物を導入す
ることで全体の反応性を下げかつTiO2の量を変
えることで反応性を変化させている。 また一定の芯体に被覆するために等しい熱膨張
率を持ち、しかも粉末状態での溶融温度が約670
℃と低融性である。以上のような組成にさらに次
のような成分を添加することができ、その例が表
３に示す組成である。K2O及びLi2OはNa2Oと置
換して同様の効果を得ることができる。Al2O3，
ZrO2及びNb2O5は反応抑制成分として導入し
TiO2の働きを補うことができる。La2O3、Ta2O5
及びY2O3は導入すると少量でもレントゲン線吸
収率の高い生体活性ガラス及びガラスセラミクス
を得ることができる。このことにより埋植後の観
察が容易となる。P2O5は生体との親和性を増
す。MgOはCaOと置換してCaOと類似の効果を
得ることができる。 表３に示した組成はいずれも低融性であり、こ
れらのPH変化を示す第３図から分るように適当な
反応性を有している。またこれらの組成でも反応
抑制成分であるTiO2，Al2O3，ZrO2及びNb2O5の
量を微量変化させることにより反応性を変えるこ
とができる。 更にまた別の実施例の組成を表４に示す。この
組成のガラスと比較のために各組成からTiO2を
除いた組成のガラスとを、体液類似の緩衝溶液に
浸し、その溶液のPH変化を調べた。この結果を第
４図に示す。図中、実線は実施例のガラス、点線
は比較例のガラスである。
【表】
以上のように本発明によれば、TiO2の導入に
より生体活性ガラス及びガラスセラミクスの持つ
反応性と熱膨張率との組み合わせを自由に決定で
きる範囲を広げることができた。従つて一種類の
芯体に対して各種の反応性を持つ生体活性ガラス
及びガラスセラミクスを被覆できるので、一定の
芯体を有しながらも種々の反応性を持つインプラ
ントを提供できる。このことによりインプラント
を行う術者は、患者の年齢、健康、埋植部位によ
り決まる造骨能力に最も適合性を持つインプラン
トを選択することができ、よりよい治癒状態を得
ることができる。また本発明の組成によるガラス
及びガラスセラミクスは、低融性であるために芯
体に対してほうろう法により被覆できるので、作
業性が高いばかりでなく、均一な被覆を得られる
ため被覆後の加工が容易となる。このように本発
明のインプラント医療に対する寄与は極めて大き
いものである。
より生体活性ガラス及びガラスセラミクスの持つ
反応性と熱膨張率との組み合わせを自由に決定で
きる範囲を広げることができた。従つて一種類の
芯体に対して各種の反応性を持つ生体活性ガラス
及びガラスセラミクスを被覆できるので、一定の
芯体を有しながらも種々の反応性を持つインプラ
ントを提供できる。このことによりインプラント
を行う術者は、患者の年齢、健康、埋植部位によ
り決まる造骨能力に最も適合性を持つインプラン
トを選択することができ、よりよい治癒状態を得
ることができる。また本発明の組成によるガラス
及びガラスセラミクスは、低融性であるために芯
体に対してほうろう法により被覆できるので、作
業性が高いばかりでなく、均一な被覆を得られる
ため被覆後の加工が容易となる。このように本発
明のインプラント医療に対する寄与は極めて大き
いものである。
第１図、第２図、第３図および第４図は、本発
明による実施例および比較例として表１、表２、
表３および表４に示した各組成から成るガラスお
よびガラスセラミクスのPH変化の様子を表わすグ
ラフである。
明による実施例および比較例として表１、表２、
表３および表４に示した各組成から成るガラスお
よびガラスセラミクスのPH変化の様子を表わすグ
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ モルパーセントで SiO2 35〜60 B2O3 ５〜15 Na2O 10〜30 CaO ５〜40 TiO2 0.5〜10 P2O5 ０〜15 K2O ０〜20 Li2O ０〜10 Na2O＋K2O＋Li2O 10〜30 MgO ０〜５ CaO＋MgO ５〜40 Al2O3＋ZrO2＋Nb2O5 ０〜８ TiO2＋Al2O3＋ZrO2＋Nb2O5 0.5〜10 La2O3＋Ta2O5＋Y2O3 ０〜８ F2 ０〜15 からなることを特徴とするインプラント用生体活
性ガラス及びガラスセラミクス。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7784180A JPS573739A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Bioactive glass and glass ceramic |
| GB8117747A GB2080281B (en) | 1980-06-11 | 1981-06-10 | Biologically active glass |
| DE19813123220 DE3123220A1 (de) | 1980-06-11 | 1981-06-11 | Biologisch aktive glas- und glaskeramik-zusammensetzung sowie ein hiermit ueberzogenes implantat |
| US06/476,041 US4437192A (en) | 1980-06-11 | 1983-03-16 | Implants of biologically active glass or glass ceramic containing titania |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7784180A JPS573739A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Bioactive glass and glass ceramic |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS573739A JPS573739A (en) | 1982-01-09 |
| JPS6146418B2 true JPS6146418B2 (ja) | 1986-10-14 |
Family
ID=13645268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7784180A Granted JPS573739A (en) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | Bioactive glass and glass ceramic |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4437192A (ja) |
| JP (1) | JPS573739A (ja) |
| DE (1) | DE3123220A1 (ja) |
| GB (1) | GB2080281B (ja) |
Families Citing this family (64)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950046A (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-22 | コ−ニング・グラス・ワ−クス | 歯科用品、歯科治療等に用いられる汚染抵抗の優れたマイカ組成物 |
| DE3241589A1 (de) * | 1982-11-10 | 1984-05-17 | Pfaudler-Werke Ag, 6830 Schwetzingen | Implantate und verfahren zu deren herstellung |
| US4576922A (en) * | 1983-01-05 | 1986-03-18 | The Regents Of The University Of Michigan | High expansion dental crown core ceramic composition |
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