JPH0358744B2 - - Google Patents
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- JPH0358744B2 JPH0358744B2 JP61288738A JP28873886A JPH0358744B2 JP H0358744 B2 JPH0358744 B2 JP H0358744B2 JP 61288738 A JP61288738 A JP 61288738A JP 28873886 A JP28873886 A JP 28873886A JP H0358744 B2 JPH0358744 B2 JP H0358744B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- implant
- coating layer
- layer
- calcium phosphate
- bone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Materials For Medical Uses (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Prostheses (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、特に歯科、整形外科における医療
用インプラントの改良に関する。
（従来の技術）
従来、Co−Cr合金、Ti合金、ステンレス製の
インプラントが多数医療分野で使用されている
が、長期間体内に埋設されると体内の組織液や体
液により、あるいは体内の組織体との摩擦によつ
てインプラントが腐食し、インプラント基体の成
分イオンが体内に溶出し、マクロフアージを損傷
したり、細胞内に侵入して炎症性細胞や巨大細胞
発生の原因となるものである。そこで、インプラ
ント材の表面にコーテイング等の表面処理を施
し、インプラント材の成分イオンの溶出を防止す
る方法が種々提案されている。（特公昭49−
24429，特開昭59−82849，特開昭61−176354）。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、前期発明によつても、未だ耐食
性、耐久性、生体親和性が不十分であり、特に燐
酸カルシウム材料は埋入後、骨に転化するもので
あるから、骨と金属とが直接に接触することとな
り金属が腐食し為害性を現すおそれがあつて、長
期間の使用が行なわれる若年者に用いる整形外科
の利用としては不完全である。
この発明は上記従来のものの欠点を改良するも
のであり、インプラントの耐蝕性、耐久性、生体
親和性を向上させ、インプラントの長期間にわた
る安全使用を可能とするものである。
（問題点を解決するための手段）
Co−Cr合金、ステンレス、Ti合金等の生体金
属よりなるインプラント基体の表面に、Ｗ，Mo
又はGeよりなる層を介して、SiO2−B2O3−
Na2O系ガラスにより第１被覆層を設け、更にこ
の第１被覆層上にリン酸カルシウム塩による第２
被覆層を設けてなるものであり、その上に、Ｗ，
Mo又はGeよりなる層を従来方法により0.5〜20μ
ｍ施してなるものである。
（作用）
上記の構成をもつので、Ｗ，Mo又はGeよりな
る層がインプラント素材メタルの腐食、溶出を防
止し、又最上層のリン酸カルシウム塩よりなる被
膜が骨との直接接合を可能として生体親和性を向
上させ、さらに中間層となる第１被覆層のSiO2
−B2O3−Na2O系ガラスは骨転化しないのでＷ，
Mo又はGe層と生体より転化した骨との直接接触
を防止するバリヤ層として作用し、その上、素材
メタルと最上層の被膜とを強固に接着し、各コー
テイング層間の剥離や侵蝕をなくし耐久性を向上
させるものである。
（実施例）
図に示す実施例によりこの発明を更に説明す
る。１はこの発明の被膜層を具えるアパタイト複
合インプラントであり、２はインプラント基体で
あつて、Co−Cr合金、ステンレス、Ti合金等か
らなり、３はＷ，Mo又はGeよりなり、４は第一
被覆層であつて、SiO2−B2O3−Na2O系の骨に転
化しないガラスよりなり、５は第二被覆層であつ
て、リン酸カルシウム塩よりなる。第１図に示す
実施例は関節用人工骨であり、基体２はステム１
を形成し、ステム１がこの発明のインプラントで
あり、その一端には、ZrO2，アルミナ，Si3N4，
SiCよりなる骨頭部６が設けられ、第２図は、歯
科用インプラントの実施例であつて、インプラン
ト１の上部には義歯７が固定され、下部は顎骨９
に歯肉部８を通して固定されている。
このようにしてなるので、インプラント基体２
に公知のイオンプレーテイング法や溶射法、蒸着
法、メツキ法等によつてＷ，Mo又はGeの層３を
形成し、更に表１に示す組成を有するガラスとリ
ン酸カルシウム塩とをコーテイングして第１被覆
層４及び第２被覆層５とを形成する。この場合、
Ｗ，Mo，Geの層３の厚さは0.5乃至20μｍである
ことが望ましく、又リン酸カルシウム塩について
はCa／Ｐ原子比が1.4〜1.75である、例えばアパ
タイトグループ（水酸アパタイト、弗素アパタイ
ト等）特に、水酸アパタイトCa10（PO4）6（OH）2
やトリカルシウムフオスフエートCa3（PO4）2が望
ましい。なお、この発明で定義するリン酸カルシ
ウムは必ずしもこれにこだわる必要はなく、一般
に呼称されるリン酸カルシウムを多量に含むもの
からアパタイトセラミツクと称するものまで含む
ものとする。
(Industrial Application Field) This invention relates to improvements in medical implants, particularly in dentistry and orthopedics. (Prior technology) Conventionally, many implants made of Co-Cr alloy, Ti alloy, and stainless steel have been used in the medical field. The implant corrodes due to friction with the implant, and the component ions of the implant base are eluted into the body, damaging macrophages or penetrating into cells, causing the generation of inflammatory cells and giant cells. Therefore, various methods have been proposed in which the surface of the implant material is subjected to surface treatments such as coating to prevent the component ions of the implant material from being eluted. (Tokuko Showa 49-
24429, JP 59-82849, JP 61-176354). (Problems to be solved by the invention) However, even with the previous invention, corrosion resistance, durability, and biocompatibility are still insufficient, and especially calcium phosphate materials convert into bone after implantation. Therefore, there is a risk that bones and metal come into direct contact and the metal corrodes and becomes harmful, making it unsuitable for use in orthopedic surgery for young people who will be using it for a long period of time. The present invention improves the above-mentioned drawbacks of the conventional implants, improves the corrosion resistance, durability, and biocompatibility of the implant, and enables safe use of the implant over a long period of time. (Means for solving the problem) W, Mo
Or through a layer made of Ge, SiO 2 −B 2 O 3 −
A first coating layer is formed using Na 2 O glass, and a second coating layer is formed using calcium phosphate salt on top of the first coating layer.
It is formed by providing a coating layer, on which W,
A layer consisting of Mo or Ge is 0.5 to 20μ by the conventional method.
It is made by applying m. (Function) With the above structure, the layer made of W, Mo, or Ge prevents corrosion and elution of the implant material metal, and the top layer of the film made of calcium phosphate salt allows direct bonding to the bone and is biocompatible. SiO 2 of the first coating layer which improves the properties and also serves as an intermediate layer.
-B 2 O 3 -Na 2 O glass does not convert into bone, so W,
It acts as a barrier layer to prevent direct contact between the Mo or Ge layer and the bone converted from the living body, and also firmly adheres the material metal and the top layer coating, eliminating peeling and erosion between each coating layer and making it durable. It is something that improves sexuality. (Example) The present invention will be further explained with reference to an example shown in the drawings. 1 is an apatite composite implant comprising a coating layer of the present invention, 2 is an implant substrate made of Co-Cr alloy, stainless steel, Ti alloy, etc., 3 is made of W, Mo or Ge, and 4 is an implant substrate of the present invention. One covering layer is made of SiO2 - B2O3 - Na2O - based glass that does not convert into bone, and 5 is a second covering layer, which is made of calcium phosphate salt. The embodiment shown in FIG. 1 is an artificial bone for a joint, and the base body 2 is a stem 1.
The stem 1 is the implant of the present invention, and one end thereof contains ZrO 2 , alumina, Si 3 N 4 ,
A femoral head 6 made of SiC is provided, and FIG. 2 shows an embodiment of the dental implant, in which a denture 7 is fixed to the upper part of the implant 1, and a jawbone 9 to the lower part.
It is fixed through the gingival part 8. In this way, the implant base 2
A layer 3 of W, Mo or Ge is formed by a known ion plating method, thermal spraying method, vapor deposition method, plating method, etc., and further coated with glass having the composition shown in Table 1 and calcium phosphate salt. A first coating layer 4 and a second coating layer 5 are formed. in this case,
The thickness of the layer 3 of W, Mo, and Ge is preferably 0.5 to 20 μm, and the calcium phosphate salt has a Ca/P atomic ratio of 1.4 to 1.75, for example, an apatite group (hydroxyapatite, fluoroapatite, etc.). In particular, hydroxyapatite Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2
or tricalcium phosphate Ca 3 (PO 4 ) 2 is preferable. Note that the calcium phosphate defined in this invention does not necessarily have to be limited to this, and includes everything from what is commonly called a material containing a large amount of calcium phosphate to what is called apatite ceramic.
【表】
こゝでこの発明に係るアパタイト複合インプラ
ントの実施例の製造法の一例を述べれば、ステン
レス合金よりなる３mmφ×20mmｌの形状のインプ
ラント基体、テストピースを旋削により製作し、
例えばMoを真空蒸着によつて10μｍの厚さに形
成する。次に表１に示す組成のガラス原料を粘土
製のルツボに入れて、1200〜1300℃で溶融し、内
容物を水中に注入してフリツトを作る。このフリ
ツトに対して約15％の粘土と約50％の水を加えて
微粉砕してスリツプとしたものに前記インプラン
ト基体を浸漬して表面に付着させ、乾燥後、850
〜950℃に保持した焼成炉に入れて５〜10分間焼
き付けて、Moの表面に融着させる。
次に市販の試薬１級のCaCO3とP2O5をCa／Ｐ
の原子比が1.5になるように配合し1200℃に焼成
して後冷却後微粉砕しトリカルシウムフオスフエ
ートの微粉末を得てから、これを１％の有機質結
合剤と共に50％の水に入れ撹拌して燐酸カルシウ
ム塩のスリツプとし、前記第一被覆層の上にスプ
レーにて付着し、大気中1000℃にて焼きつけ、テ
ストピースとした。これを成兎の大腿骨に埋入し
たところ約１カ月で第二被覆層は骨に転化するこ
とによりテストピースは大腿骨にしつかりと固定
され、かつ第一被覆層は骨に転化することなく２
年後も骨が金属と接触することはなかつた。
なお、この実施例では一例として上記トリカル
シウムオスフエートについて述べたがこの発明は
これにこだわることなく特開昭55−56062号「高
強度リン酸カルシウム焼結体の製造方法」に述べ
られた「カルシウム／リン原子比1.4〜1.75のカ
ルシウムのリン酸塩を主体とする粉末に、焼成後
のリン酸カルシウム成分に対し、0.5〜15重量％
のカルシウム／リン原子比0.2〜0.75を有するカ
ルシウム・リン酸系フリツトを添加混合したも
の、又は特開昭55−140756号「高強度リン酸カル
シウム焼結体」に述べられたカルシウム／リン原
子比1.4〜1.75のカルシウムのリン酸塩を主体と
する粉末に、焼成後のリン酸カルシウム焼結体に
対し0.5〜15重量％のアルカリ金属、亜鉛及び／
又はアルカリ土類金属の酸化物−リン酸系フリツ
トを含有せしめたものを用いてもよい。
（発明の効果）
以上のとおりこの発明は構成されるので、第２
被覆層の骨への転化後も第１被覆層により素体の
金属イオンの溶出を防止してインプラントの安全
性を向上させ、かつ、第１被覆層によりインプラ
ント基体金属と第２被覆層とを強固に密着させて
インプラント自体の耐久性をも向上させ、しか
も、第２被覆層によりインプラントを骨との直接
接合を可能として生体親和性を向上させ、もつて
インプラントの長期間かつ安全な使用を可能とす
るものである。[Table] Here, an example of the manufacturing method of an embodiment of the apatite composite implant according to the present invention will be described. An implant base and a test piece in the shape of 3 mmφ x 20 mml made of stainless steel are manufactured by turning,
For example, Mo is formed to a thickness of 10 μm by vacuum evaporation. Next, a glass raw material having the composition shown in Table 1 is placed in a clay crucible, melted at 1200 to 1300°C, and the contents are poured into water to make a frit. Approximately 15% clay and approximately 50% water were added to this frit, and the implant base was pulverized into a slip, which was dipped into the slip and adhered to the surface. After drying,
It is placed in a firing furnace maintained at ~950°C and baked for 5 to 10 minutes to fuse it to the surface of Mo. Next, commercially available reagents grade 1 CaCO 3 and P 2 O 5 were mixed into Ca/P.
The atomic ratio of tricalcium phosphate was blended so that the atomic ratio of The mixture was poured and stirred to form a slip of calcium phosphate salt, which was sprayed onto the first coating layer and baked at 1000° C. in the atmosphere to form a test piece. When this was implanted into the femur of an adult rabbit, the second covering layer converted into bone and the test piece was firmly fixed to the femur, and the first covering layer did not convert into bone. 2
Even after many years, the bone never came into contact with metal. In this embodiment, the above-mentioned tricalcium osphate was described as an example, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, but is based on the calcium / Powder mainly composed of calcium phosphate with a phosphorus atomic ratio of 1.4 to 1.75, and 0.5 to 15% by weight of the calcium phosphate component after firing.
A mixture of calcium and phosphate frits having a calcium/phosphorus atomic ratio of 0.2 to 0.75, or a calcium/phosphorus atomic ratio of 1.4 to 1.4 as described in JP-A-55-140756 "High Strength Calcium Phosphate Sintered Body" 1.75% calcium phosphate as the main powder, 0.5 to 15% by weight of alkali metals, zinc and/or
Alternatively, a material containing an alkaline earth metal oxide-phosphoric acid frit may be used. (Effect of the invention) Since this invention is configured as described above, the second
Even after the coating layer has been converted into bone, the first coating layer prevents the elution of metal ions from the base body to improve the safety of the implant, and the first coating layer also protects the implant base metal from the second coating layer. This provides strong adhesion and improves the durability of the implant itself. Furthermore, the second coating layer allows the implant to be directly bonded to the bone, improving biocompatibility and ensuring long-term and safe use of the implant. It is possible.
第１図はこの発明の人工骨の縦断面図、第２図
歯科用インプラントを示し、第３図は被覆層の断
面である。
１……インプラント、２……基体、３……バリ
ヤー層、４……第１被覆層、５……第２被覆層、
６……骨頭部、７……義歯、８……歯肉部、９…
…顎骨。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the artificial bone of the present invention, FIG. 2 is a dental implant, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the covering layer. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Implant, 2... Substrate, 3... Barrier layer, 4... First coating layer, 5... Second coating layer,
6...Female head, 7...Denture, 8...Gingival part, 9...
…jawbone.
Claims (1)
金属よりなるインプラント基体の表面に、Ｗ，
Mo又はGeよりなる層を介して、SiO2−B2O3−
Na2O系ガラスにより第１被覆層を設け、更にこ
の第１被覆層上にリン酸カルシウム塩による第２
被覆層を設けてなるアパタイト複合インプラン
ト。 ２ 上記Ｗ、Mo又はGeよりなる層は、基体表面
に0.5〜20μｍの厚さに、イオンプレーテイング、
溶射法、蒸着法又はメツキ法により施こされてな
る特許請求の範囲第１項に記載のアパタイト複合
インプラント。[Claims] 1. W,
Through a layer made of Mo or Ge, SiO 2 −B 2 O 3 −
A first coating layer is formed using Na 2 O glass, and a second coating layer is formed using calcium phosphate salt on top of the first coating layer.
Apatite composite implant with a covering layer. 2. The above layer made of W, Mo or Ge is coated on the surface of the substrate with a thickness of 0.5 to 20 μm by ion plating,
The apatite composite implant according to claim 1, which is formed by a thermal spraying method, a vapor deposition method, or a plating method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288738A JPS63143072A (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Apatite composite implant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288738A JPS63143072A (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Apatite composite implant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63143072A JPS63143072A (en) | 1988-06-15 |
| JPH0358744B2 true JPH0358744B2 (en) | 1991-09-06 |
Family
ID=17734053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61288738A Granted JPS63143072A (en) | 1986-12-05 | 1986-12-05 | Apatite composite implant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63143072A (en) |
-
1986
- 1986-12-05 JP JP61288738A patent/JPS63143072A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63143072A (en) | 1988-06-15 |
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