JP2015085098A - Implant for living body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体用インプラントに関するものである。 The present invention relates to a biological implant.
従来、生体内に埋植されるインプラントの好適な材料として、軽くて丈夫であるとともに生分解性を有するマグネシウムまたはマグネシウム合金の適応が検討されている。マグネシウムは、水との反応性が高く、水が存在する環境下で分解が進行するが、生体内においても体液や血液等の水分と反応して分解が進行する。したがって、所定期間にわたって強度が必要されるインプラントの材料としてマグネシウムまたはマグネシウム合金を用いるためには、その分解速度を制御する必要がある。そこで、マグネシウム合金の表面を耐食性を有する皮膜で覆うことによって、マグネシウム合金の分解速度を抑制する技術が知られている(例えば、特許文献1,2参照。)。 Conventionally, as a suitable material for an implant to be implanted in a living body, application of magnesium or a magnesium alloy which is light and strong and has biodegradability has been studied. Magnesium is highly reactive with water and proceeds in an environment where water is present. However, decomposition also proceeds in vivo in response to moisture such as body fluids and blood. Therefore, in order to use magnesium or a magnesium alloy as an implant material that requires strength over a predetermined period, it is necessary to control the decomposition rate. Then, the technique which suppresses the decomposition rate of a magnesium alloy by covering the surface of a magnesium alloy with the film | membrane which has corrosion resistance is known (for example, refer patent document 1, 2).
特許文献1,2では、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる母材を陽極酸化処理し、母材の表面に酸素元素およびリン元素を含む陽極酸化皮膜を形成している。特許文献1によれば、皮膜形成によって擬似体液に浸漬した際のマグネシウム合金の分解速度が抑制され、疑似体液中に12週間浸漬したときのマグネシウム合金の曲げ強さの低下量が、皮膜が無い場合には40.0%であったのに対し、皮膜が存在する場合には28.7%に抑制されることが報告されている。一方、特許文献2によれば、塩水噴霧に対して高い耐食性が得られることが報告されている。 In Patent Documents 1 and 2, a base material made of magnesium or a magnesium alloy is anodized to form an anodized film containing an oxygen element and a phosphorus element on the surface of the base material. According to Patent Document 1, the decomposition rate of the magnesium alloy when immersed in the simulated body fluid is suppressed by film formation, and the amount of decrease in the bending strength of the magnesium alloy when immersed in the simulated body fluid for 12 weeks does not include the film. In some cases, it was 40.0%, but when a film is present, it is reported to be suppressed to 28.7%. On the other hand, according to Patent Document 2, it is reported that high corrosion resistance can be obtained against salt spray.
骨折治療においては、自家骨の修復に約3ヶ月を要すると言われている。したがって、骨同士を接合するためのインプラントは、少なくとも3ヶ月間、生体内において強度を維持する必要がある。しかしながら、特許文献1では、12週間で強度が約1/3低下しており、インプラントとして必要な強度が十分に維持されているとは言えない。特許文献2は、工業用製品を対象として生活環境下での製品の耐食性を向上するものであり、生体内においても十分な耐食性を発揮することは難しい。このように特許文献1,2の技術では、生体環境での耐食性が不十分であり、治療に必要な期間にわたって必要な強度を維持することができていないという問題がある。 In fracture treatment, it is said that it takes about 3 months to repair autologous bone. Therefore, an implant for joining bones needs to maintain strength in vivo for at least three months. However, in Patent Document 1, the strength decreases by about 1/3 in 12 weeks, and it cannot be said that the strength necessary for an implant is sufficiently maintained. Patent Document 2 is intended to improve the corrosion resistance of products in a living environment for industrial products, and it is difficult to exhibit sufficient corrosion resistance even in vivo. As described above, the techniques of Patent Documents 1 and 2 have a problem that the corrosion resistance in the living environment is insufficient, and the necessary strength cannot be maintained over a period required for treatment.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、埋植後所定期間にわたって高い機械的強度を維持することができる生体用インプラントを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, Comprising: It aims at providing the biomedical implant which can maintain high mechanical strength over a predetermined period after implantation.
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる母材と、該母材の表面を覆う非晶質の皮膜とを備え、該皮膜におけるマグネシウム元素、酸素元素およびリン元素の合計含有率が、95重量%以上である生体用インプラントを提供する。
本態様によれば、上記の組成を有する非晶質の皮膜によって、生体内に埋植後の腐食による生体用インプラントの機械的強度の低下が少なくとも所定期間にわたって抑制される。これにより、埋植後所定期間にわたって高い機械的強度を維持することができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
One embodiment of the present invention includes a base material made of magnesium or a magnesium alloy, and an amorphous film covering the surface of the base material, and the total content of magnesium element, oxygen element, and phosphorus element in the film is A biomedical implant that is 95% by weight or more is provided.
According to this aspect, the amorphous film having the above composition suppresses a decrease in the mechanical strength of the living body implant due to corrosion after implantation in the living body for at least a predetermined period. Thereby, high mechanical strength can be maintained over a predetermined period after implantation.
上記態様においては、前記皮膜における、前記マグネシウム元素の含有率が25重量%以上49重量%以下であり、前記酸素元素の含有率が46重量%以上51重量%以下であり、前記リン元素の含有率が1重量%以上22重量%以下であることが好ましい。
生体環境において有効な耐食性を発揮する主要成分の含有比を上記の範囲とすることによって、埋植初期から長期間にわたって生分解による溶出量を抑制し、構造強度をより維持することができる。具体的には、埋植後120日経過しても、埋植前の機械的強度に対して80%以上の機械的強度を維持することができる。
In the above aspect, the magnesium element content in the coating is 25 wt% or more and 49 wt% or less, the oxygen element content is 46 wt% or more and 51 wt% or less, and the phosphorus element content The rate is preferably 1% by weight or more and 22% by weight or less.
By setting the content ratio of the main component exhibiting effective corrosion resistance in the living environment within the above range, the amount of elution due to biodegradation can be suppressed over a long period from the initial stage of implantation, and the structural strength can be further maintained. Specifically, a mechanical strength of 80% or more can be maintained with respect to the mechanical strength before implantation even after 120 days have elapsed since implantation.
また、上記態様においては、前記皮膜における、前記マグネシウム元素の含有率が25重量%以上34重量%以下であり、前記酸素元素の含有率が46重量%以上51重量%以下であり、前記リン元素の含有率が16重量%以上22重量%以下であることがさらに好ましい。
生体環境において有効な耐食性を発揮する主要成分の含有比を上記の範囲とすることによって、構造強度をさらに維持することができる。具体的には、埋植後90日経過しても、埋植前の機械的強度に対して85%以上の機械的強度を維持することができる。
In the above aspect, the magnesium element content in the coating is 25 wt% or more and 34 wt% or less, the oxygen element content is 46 wt% or more and 51 wt% or less, and the phosphorus element More preferably, the content of is 16 wt% or more and 22 wt% or less.
By making the content ratio of the main component exhibiting effective corrosion resistance in the living environment within the above range, the structural strength can be further maintained. Specifically, a mechanical strength of 85% or more with respect to the mechanical strength before implantation can be maintained even after 90 days have elapsed since implantation.
また、上記態様においては、前記皮膜において、前記マグネシウム元素、前記酸素元素および前記リン元素を除く残部が、不可避元素として炭素元素を含んでいてもよく、前記皮膜における前記炭素元素の含有率が、0.5重量%以下であってもよい。
このようにすることで、生体環境においてより高い耐食性を発揮することができる。
Further, in the above aspect, in the film, the remainder excluding the magnesium element, the oxygen element, and the phosphorus element may contain a carbon element as an inevitable element, and the content of the carbon element in the film is It may be 0.5% by weight or less.
By doing in this way, higher corrosion resistance can be exhibited in a living environment.
また、上記態様においては、前記皮膜が、1.6μm以上16μm以下の厚さを有していてもよい。
このようにすることで、所定期間の間は高い機械的強度を有しつつ、患部が治癒した後には生分解によって速やかに消滅させることができる。
Moreover, in the said aspect, the said membrane | film | coat may have a thickness of 1.6 micrometers or more and 16 micrometers or less.
By doing in this way, while having high mechanical strength for a predetermined period, it can be rapidly extinguished by biodegradation after the affected part has healed.
また、上記態様においては、前記生体用インプラントが、スクリュー、ピンまたはプレート状の骨接合具であってもよく、または、メッシュ構造を有する略円筒形状のステントであってもよい。
このようにすることで、骨治療または血管治療に適用することができる。
In the above aspect, the biomedical implant may be a screw, pin, or plate-shaped osteosynthesis device, or may be a substantially cylindrical stent having a mesh structure.
In this way, it can be applied to bone treatment or vascular treatment.
本発明によれば、埋植後所定期間にわたって高い機械的強度を維持することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that high mechanical strength can be maintained for a predetermined period after implantation.
本発明の一実施形態に係る生体用インプラント1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体用インプラント1は、骨折部位等に埋植される骨接合材であって、図1に示されるように、スクリュー状、ピン状、またはプレート状に成形された母材2と、該母材2の表面全体に形成された皮膜3とを備えている。
A biological implant 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
A living body implant 1 according to this embodiment is an osteosynthesis material implanted in a fracture site or the like, and as shown in FIG. 1, a base material 2 formed into a screw shape, a pin shape, or a plate shape. And a coating 3 formed on the entire surface of the base material 2.
母材2は、マグネシウム、または、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金からなる。
皮膜3は、マグネシウム(Mg)元素、酸素(O)元素およびリン(P)元素を含み、Mg元素、O元素およびP元素の合計含有率は、95重量%以上である。このようにすることで、生体内に埋植後の皮膜3および母材2の腐食が抑制され、埋植後の生体用インプラント1の機械的強度の低下が抑制される。上記3種類の元素の合計含有量が95重量%未満である場合には、生体内の環境に対して十分な耐食性が得られず、その結果、生体用インプラント1の埋植後、治療に必要な所定期間にわたって構造を維持し続けることが難しい。なお、このような皮膜3は、例えば、純Mgからなる電極を使用し、アンモニウムイオンとリン酸イオンとを含む電界液内で母材2を陽極酸化することによって形成される。
The base material 2 is made of magnesium or a magnesium alloy containing magnesium as a main component.
The film 3 includes a magnesium (Mg) element, an oxygen (O) element, and a phosphorus (P) element, and the total content of the Mg element, the O element, and the P element is 95% by weight or more. By doing in this way, corrosion of the membrane | film | coat 3 and the base material 2 after implantation in a living body is suppressed, and the fall of the mechanical strength of the implant 1 for living organisms after implantation is suppressed. When the total content of the above three types of elements is less than 95% by weight, sufficient corrosion resistance cannot be obtained with respect to the environment in the living body, and as a result, necessary for treatment after implantation of the living body implant 1 It is difficult to maintain the structure over a predetermined period. Such a coating 3 is formed, for example, by using an electrode made of pure Mg and anodizing the base material 2 in an electric field solution containing ammonium ions and phosphate ions.
皮膜3において、Mg元素の含有率が25重量%以上49重量%以下であり、O元素の含有率が46重量%以上51重量%以下であり、P元素の含有率が1重量%以上22重量%以下であることが好ましい。このようにすることで、生体内に埋植後所定期間の生体用インプラント1の機械的強度の低下量を、より低減することができる。 In the coating 3, the Mg element content is 25 wt% or more and 49 wt% or less, the O element content is 46 wt% or more and 51 wt% or less, and the P element content is 1 wt% or more and 22 wt%. % Or less is preferable. By doing in this way, the fall amount of the mechanical strength of the implant 1 for biological bodies for the predetermined period after implantation in a biological body can be reduced more.
皮膜3において、Mg元素の含有率が25重量%以上34重量%以下であり、O元素の含有率が46重量%以上51重量%以下であり、P元素の含有率が16重量%以上22重量%以下であることがさらに好ましい。このようにすることで、生体内に埋植後所定期間の生体用インプラント1の機械的強度の低下量を、さらに低減することができる。 In the coating 3, the Mg element content is 25 wt% or more and 34 wt% or less, the O element content is 46 wt% or more and 51 wt% or less, and the P element content is 16 wt% or more and 22 wt%. More preferably, it is% or less. By doing in this way, the reduction | decrease amount of the mechanical strength of the implant 1 for biological bodies for the predetermined period after implantation in a biological body can further be reduced.
皮膜3の、Mg元素、O元素およびP元素を除く残部は、炭素(C)元素を含む。このC元素は、母材2の表面に付着した有機物等に由来するもの、または、生体用インプラント1の製造過程において不可避的に含まれる不可避元素である。残部に含まれる不可避元素の含有率は、0.5重量%以下であることが好ましい。 The remainder of the film 3 excluding Mg element, O element and P element contains carbon (C) element. This C element is derived from an organic substance or the like attached to the surface of the base material 2 or an unavoidable element included in the manufacturing process of the biological implant 1. The content of inevitable elements contained in the balance is preferably 0.5% by weight or less.
また、皮膜3は、非晶質である。一般的に、結晶粒界が存在する材料は、その粒界に不純物が蓄積したり、腐食媒体が粒界に進入したりすることで腐食が促進することが知られている。一方、非晶質な材料は、結晶粒界を有さないために腐食が促進され難く、結晶性の材料に比べて高い耐食性を有する。したがって、皮膜3が非晶質であることによって、結晶性の皮膜に比べて優れた耐食性を得ることができる。 The coating 3 is amorphous. In general, it is known that a material having a crystal grain boundary promotes corrosion when impurities accumulate in the grain boundary or a corrosion medium enters the grain boundary. On the other hand, an amorphous material does not have a crystal grain boundary, so that corrosion is not easily promoted, and has higher corrosion resistance than a crystalline material. Therefore, when the film 3 is amorphous, excellent corrosion resistance can be obtained as compared with the crystalline film.
また、皮膜3が非晶質であることによって、結晶性の皮膜に比べて高い耐摩耗性を得ることができる。生体用インプラント1の埋植時に、鉗子やドライバー等の医療器具が皮膜3に接触する。このときに、結晶性の皮膜は医療器具との接触によって容易に剥がれしまうのに対し、非晶質の皮膜3は、医療器具のような硬質の物体と接触しても剥がれ難い。したがって、埋植前または埋植時の操作によって皮膜3が脱落してしまうことを防ぐことができる。 Further, since the film 3 is amorphous, it is possible to obtain higher wear resistance than the crystalline film. When the living body implant 1 is implanted, medical instruments such as forceps and a driver come into contact with the coating 3. At this time, the crystalline film is easily peeled off by contact with a medical device, whereas the amorphous film 3 is hardly peeled off even when it comes into contact with a hard object such as a medical device. Therefore, it is possible to prevent the film 3 from falling off by an operation before or at the time of implantation.
皮膜3は、1.6μm以上16μm以下の厚さを有している。皮膜3の厚さが1.6μm未満である場合には、生体用インプラント1の埋植後に、治療に必要な所定期間にわたって耐食性が得られない可能性がある。一方、皮膜3の厚さが16μmよりも大きい場合には、治療後に生体用インプラント1が生分解によって消滅するまでに時間を要し過ぎる可能性がある。 The film 3 has a thickness of 1.6 μm or more and 16 μm or less. When the thickness of the film 3 is less than 1.6 μm, there is a possibility that the corrosion resistance cannot be obtained for a predetermined period necessary for treatment after the living body implant 1 is implanted. On the other hand, when the thickness of the coating 3 is larger than 16 μm, it may take too much time for the living body implant 1 to disappear due to biodegradation after the treatment.
ここで、生分解性の生体用インプラント1の耐久期間について説明する。
骨折部の自家骨が修復されるまでの期間は、個体差はあるものの、Gurltによれば約90日程度を要する。すなわち、生体用インプラント1の機械的強度は、骨折部が治癒するまでの約90日間は、急激に低下することは好ましくない。
Here, the durability period of the biodegradable biomedical implant 1 will be described.
Although there are individual differences, the period until the fractured bone is repaired takes about 90 days according to Gurlt. That is, it is not preferable that the mechanical strength of the biomedical implant 1 rapidly decreases for about 90 days until the fracture portion is healed.
現在、生分解性インプラントとして、ポリ乳酸製材料が臨床使用されている。文献「Y. Shikinami, et al. Biomaterials 20(1999) 859-877」によれば、ポリ乳酸製の骨接合材料を擬似体液(PBS)に浸漬した場合の曲げ強度試験の結果、約90日後に初期強度から16%低下し、約120日後に初期強度から20.4%低下したことが報告されている。上記文献からポリ乳酸の初期曲げ強度は270MPaと報告されている。一方、Mg合金の初期曲げ強度は、400MPa以上である。したがって、少なくともポリ乳酸と同等の分解速度であれば、ポリ乳酸よりも高い初期曲げ強度を有している分、ポリ乳酸製の既存の骨接合材が使用されている治療範囲以上の、荷重負荷への耐久が求められる骨接合治療にも適用することができる。すなわち、初期曲げ強度が高いMgまたはMg合金を母材としたインプラント材料において、埋植初期からの強度低下が、3カ月経過時において16.3%未満であり、4カ月経過時において20.4%未満であれば、生分解性のインプラントとしての機能を十分に備えていると言える。 Currently, polylactic acid materials are clinically used as biodegradable implants. According to the document "Y. Shikinami, et al. Biomaterials 20 (1999) 859-877" It has been reported that it decreased by 16% from the initial strength and decreased by 20.4% from the initial strength after about 120 days. From the above literature, the initial bending strength of polylactic acid is reported to be 270 MPa. On the other hand, the initial bending strength of the Mg alloy is 400 MPa or more. Therefore, as long as the degradation rate is at least equal to that of polylactic acid, it has a higher initial bending strength than polylactic acid, so that the load applied is greater than the therapeutic range in which the existing bone cement made of polylactic acid is used. It can also be applied to osteosynthesis treatments that require durability. That is, in an implant material using Mg or Mg alloy as a base material having a high initial bending strength, the decrease in strength from the initial stage of implantation is less than 16.3% after 3 months, and 20.4 after 4 months. If it is less than%, it can be said that it has a sufficient function as a biodegradable implant.
本実施形態に係る生体用インプラント1によれば、生体組織の患部として、例えば、骨組織の骨折部に埋植されると、母材2の表面に設けられている皮膜3が、まず体液と接触し、母材2を構成しているMgまたはMg合金の腐食を抑制するように保護する。 According to the living body implant 1 according to the present embodiment, for example, when the living body tissue is implanted in a fractured part of a bone tissue, the coating 3 provided on the surface of the base material 2 first becomes a body fluid. It contacts and protects so that the corrosion of Mg or Mg alloy which comprises the base material 2 may be suppressed.
この場合において、皮膜3が非晶質であり、かつ、皮膜3中のMg元素、O元素およびP元素の合計含有率が95重量%以上であることによって、皮膜3の腐食が少なくとも4ヶ月間は十分に抑制され、生体用インプラント1の機械的強度の低下が、埋植直後に対して20%未満に抑制される。 In this case, the coating 3 is amorphous and the total content of Mg element, O element and P element in the coating 3 is 95% by weight or more, so that the coating 3 is corroded for at least 4 months. Is sufficiently suppressed, and the decrease in the mechanical strength of the biological implant 1 is suppressed to less than 20% compared to immediately after implantation.
特に、Mg元素が含有率を25重量%以上49重量%以下であり、O元素の含有率が46重量%以上51重量%以下であり、P元素の含有率が1重量%以上22重量%以下である場合には、埋植後90日経過時の機械的強度の低下が、埋植直後に対して15%未満に抑制される。さらにMg元素の含有率が25重量%以上34重量%以下であり、O元素の含有率が46重量%以上51重量%以下であり、P元素の含有率が16重量%以上22重量%以下である場合には、埋植後120日経過時の機械的強度の低下が、埋植直後に対して16%未満に抑制される。
このように、生体用インプラント1によれば、骨折部が治癒するまで、生体用インプラント1によって骨折部にかかる荷重をしっかりと支持し続け、高い治療効果を得ることができる。
In particular, the Mg element has a content of 25 wt% or more and 49 wt% or less, the O element content is 46 wt% or more and 51 wt% or less, and the P element content is 1 wt% or more and 22 wt% or less. In such a case, the decrease in mechanical strength after 90 days from the time of implantation is suppressed to less than 15% of that immediately after implantation. Further, the Mg element content is 25 wt% or more and 34 wt% or less, the O element content is 46 wt% or more and 51 wt% or less, and the P element content is 16 wt% or more and 22 wt% or less. In some cases, the decrease in mechanical strength when 120 days have elapsed after implantation is suppressed to less than 16% of that immediately after implantation.
Thus, according to the biomedical implant 1, the load applied to the fractured part can be firmly supported by the biomedical implant 1 until the fractured part is healed, and a high therapeutic effect can be obtained.
また、MgまたはMg合金製の母材2を使用することによって、実用に耐える薄くて小さい生体用インプラント1を製造することができる。既存の生分解性インプラントの材料として知られているポリ乳酸に比べて、MgまたはMg合金は、上述したように高い比強度を有する。したがって、同等の強度を得るために必要な体積は、ポリ乳酸製のインプラントに比べて小さくて済み、生体用インプラント1を薄化および小型化することができ、埋植された生体用インプラント1が患者に与える異物感や不快感を低減することができる。 Further, by using the base material 2 made of Mg or Mg alloy, a thin and small living body implant 1 that can withstand practical use can be manufactured. Compared with polylactic acid known as a material for existing biodegradable implants, Mg or Mg alloy has a high specific strength as described above. Therefore, the volume necessary for obtaining the same strength is smaller than that of the polylactic acid implant, and the living body implant 1 can be thinned and reduced in size. The foreign body feeling and discomfort given to the patient can be reduced.
さらに、既存の生分解性インプラントの材料として、チタンが知られているが、チタンは、生分解性を有していないため、チタン製のインプラントは、埋植後に抜去のための再手術が必要になる。本実施形態によれば、ポリ乳酸製のインプラントでは強度不足で適用が困難であった部位にも好適に適用することができ、さらに、抜去の再手術を不要にすることができる。 In addition, titanium is known as a material for existing biodegradable implants, but titanium does not have biodegradability, so titanium implants require re-operation for removal after implantation. become. According to the present embodiment, the polylactic acid implant can be suitably applied to a site that is difficult to apply due to insufficient strength, and the removal re-operation can be made unnecessary.
なお、皮膜3の形成方法は、陽極酸化処理に限定されるものではなく、非晶質膜を形成する各種の成膜方法を採用することができる。例えば、電解析出法、ゾルゲル法、ディップコート法など湿式法を用いてもよい。または、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法、電子ビーム蒸着法などの乾式法を用いてもよい。乾式法を用いた場合には、より高純度な皮膜3を形成することができる。 In addition, the formation method of the film | membrane 3 is not limited to an anodic oxidation process, The various film-forming methods which form an amorphous film | membrane are employable. For example, a wet method such as an electrolytic deposition method, a sol-gel method, or a dip coating method may be used. Alternatively, a dry method such as a sputtering method, a pulse laser deposition method, or an electron beam deposition method may be used. When the dry method is used, the coating 3 with higher purity can be formed.
また、本実施形態においては、生体用インプラント1として骨接合具について説明したが、これに代えて、本実施形態に係る生体用インプラント1は、冠動脈や末梢血管の狭くなった部位に埋植されるステントであってもよい。この場合、母材2は、メッシュ構造を有する円筒形状に成形され、皮膜3は、母材2の表面全体に形成される。 Further, in the present embodiment, the bone joint device has been described as the living body implant 1, but instead, the living body implant 1 according to the present embodiment is implanted in a narrowed part of a coronary artery or a peripheral blood vessel. It may be a stent. In this case, the base material 2 is formed into a cylindrical shape having a mesh structure, and the coating 3 is formed on the entire surface of the base material 2.
特表2012−533408号公報によれば、血管用のステントは、治療後の再狭窄を防止するために、少なくとも2ヶ月以上、好ましくは約4ヶ月、血管を補強し続けることが望まれている。すなわち、本実施形態に係る生体用インプラント1は、ステントとして用いた場合にも、治療に必要な期間にわたって必要な機械的強度を維持することができる。 According to Japanese Translation of PCT International Publication No. 2012-533408, it is desired that a vascular stent should continue to reinforce a blood vessel for at least 2 months, preferably about 4 months, in order to prevent restenosis after treatment. . That is, the living body implant 1 according to the present embodiment can maintain necessary mechanical strength over a period required for treatment even when used as a stent.
次に、本実施形態に係る生体用インプラント1の実施例として、図2に示されるように、互いに異なる組成の皮膜を有する4つの試料A,B,C,Dを作成した。また、本発明に係る試料A,B,C,Dに対する比較例として試料Eを作成した。試料Eの皮膜の組成は、特許文献1(特許第4686727号公報)に開示されている皮膜の組成範囲に該当している。 Next, as an example of the biological implant 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, four samples A, B, C, and D having coatings having different compositions were prepared. Moreover, the sample E was created as a comparative example with respect to the samples A, B, C, and D according to the present invention. The composition of the film of Sample E corresponds to the composition range of the film disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 4686727).
(試料作成)
5種類の試料A,B,C,D,Eは、それぞれASTM規格におけるWE43からなる試験片(母材2)を、アンモニウムイオンおよびリン酸イオンを含む電解液を用いて陽極酸化して得た。試験片は、JIS Z 2248(金属材料曲げ試験法)に示される形状の試験片である。混入元素とその量を制御するために電極材料を純Mgとし、電解液の濃度、純度、処理電圧、電流密度等を変更することによって、互いに異なる組成の皮膜を有する試料A,B,C,D,Eを作成した。試料Aを例に挙げて、作成条件を次に説明する。また、比較例の試料Eの作成条件も示す。
(Sample preparation)
Five types of samples A, B, C, D, and E were obtained by anodizing a test piece (base material 2) made of WE43 in ASTM standard using an electrolytic solution containing ammonium ions and phosphate ions, respectively. . The test piece is a test piece having a shape shown in JIS Z 2248 (metal material bending test method). Samples A, B, C, which have coatings having different compositions by changing the concentration, purity, processing voltage, current density, etc. of the electrolyte solution to pure Mg to control the mixed elements and their amounts D and E were created. Taking the sample A as an example, the preparation conditions will be described below. Moreover, the preparation conditions of the sample E of a comparative example are also shown.
試料Aの作成条件
母材:WE43(Mg−Y−RE−Zr合金)
電解液:アンモニウムイオン 1.9mol/L
リン酸イオン 0.01mol/L
通電治具:不純物混入を防止するために純Mg製を使用
手順:
1.リン酸液浸漬(前処理)
2.水酸化ナトリウム液浸漬(前処理)
3.陽極酸化 温度10℃、電流密度20A/dm2、電圧400V、処理時間40秒
Preparation conditions for sample A Base material: WE43 (Mg-Y-RE-Zr alloy)
Electrolytic solution: ammonium ion 1.9 mol / L
Phosphate ion 0.01 mol / L
Energizing jig: Made of pure Mg to prevent contamination by impurities
1. Immersion in phosphoric acid solution (pretreatment)
2. Sodium hydroxide solution immersion (pretreatment)
3. Anodizing temperature 10 ° C, current density 20A / dm 2 , voltage 400V, treatment time 40 seconds
試料Eの作成条件
母材:WE43(Mg−Y−RE−Zr合金)
電解液:アンモニウムイオン 1.9mol/L
リン酸イオン 0.25mol/L
通電治具:純Mg
手順:
1.リン酸液浸漬(前処理)
2.水酸化ナトリウム液浸漬(前処理)
3.陽極酸化 温度15℃、電流密度20A/dm2、電圧450V、処理時間118秒
Preparation conditions of sample E Base material: WE43 (Mg-Y-RE-Zr alloy)
Electrolytic solution: ammonium ion 1.9 mol / L
Phosphate ion 0.25 mol / L
Energizing jig: Pure Mg
procedure:
1. Immersion in phosphoric acid solution (pretreatment)
2. Sodium hydroxide solution immersion (pretreatment)
3. Anodizing temperature 15 ° C, current density 20A / dm 2 , voltage 450V, treatment time 118 seconds
本発明の実施例の試料A,B,C,Dおよび比較例のEの作成方法においては、前処理として試験片を酸処理した。この酸処理によって、試験片の表面の不純物が溶解除去されるとともに、試験片表面に均一な化成処理皮膜が形成される。これにより耐食性を高める効果が期待される。さらに、陽極酸化においてアンモニウムイオンとリン酸イオンを含む電解液を用いる場合には、酸処理においてリン酸を使用することが好ましい。リン酸で処理することによって母材表面にリン酸マグネシウムを形成した後に、アンモニウムイオンとリン酸イオンとを電解質とした陽極酸化を実施することによって、製造物の耐食性がより高くなることが確認されている。 In the preparation methods of Samples A, B, C, and D of Examples of the present invention and E of Comparative Example, the test pieces were acid-treated as pretreatment. By this acid treatment, impurities on the surface of the test piece are dissolved and removed, and a uniform chemical conversion treatment film is formed on the surface of the test piece. This is expected to increase the corrosion resistance. Furthermore, when an electrolytic solution containing ammonium ions and phosphate ions is used in anodic oxidation, it is preferable to use phosphoric acid in the acid treatment. After forming magnesium phosphate on the surface of the base material by treating with phosphoric acid, it was confirmed that the corrosion resistance of the product is improved by carrying out anodization using ammonium ions and phosphate ions as the electrolyte. ing.
水酸化ナトリウム液を用いたアルカリ処理は、酸処理において形成される不溶物質の除去を目的としている。なお、酸処理後にアルカリ処理を実施した場合と実施しなかった場合とで製造物の耐食性を評価した結果、陽極酸化の条件が同一であれば、製造物の耐食性に優位な差は確認されなかった。 The alkali treatment using a sodium hydroxide solution aims to remove insoluble substances formed in the acid treatment. In addition, as a result of evaluating the corrosion resistance of the product when the alkali treatment is performed after the acid treatment and when the alkali treatment is not performed, if the anodic oxidation conditions are the same, a difference superior to the corrosion resistance of the product is not confirmed. It was.
(皮膜の組成分析)
作成した試料A,B,C,D,Eの皮膜の組成を、アルバック・ファイ社製のQuantera IIを用い、試料表面をイオンエッチングしながらX線光電子分光(XPS)によって分析した。試料表面は外部環境との接触等によって汚染されているため、試料表面を分析しても正確な成分を得ることができない。そこで、イオンエッチングによって皮膜を削りながらXPS分析を行い、主要元素の検出量が一定になったエッチング時間帯の組成比から、皮膜の組成を決定した。
(Coating composition analysis)
The composition of the prepared samples A, B, C, D, and E was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) using Quantera II manufactured by ULVAC-PHI, while ion etching the sample surface. Since the sample surface is contaminated by contact with the external environment, an accurate component cannot be obtained even if the sample surface is analyzed. Therefore, XPS analysis was performed while cutting the film by ion etching, and the composition of the film was determined from the composition ratio in the etching time period when the detected amount of the main element was constant.
図3は、試料Aの、イオンエッチング時間と、各元素の検出量(単位:重量百分率)との関係を示している。図4は、各元素の検出量の時間変化をグラフ化したものである。さらに、検出された各元素の電子スペクトルの多重記録を図5に示す。
なお、図3、図4および図5は、いずれも試料Aの分析結果であるが、試料B,C,Dに関しても試料Aの分析結果と同じ傾向を有する分析結果が得られた。したがって、試料B,C,Dに関する分析結果の説明は省略する。
FIG. 3 shows the relationship between the ion etching time and the detected amount (unit: weight percentage) of each element of Sample A. FIG. 4 is a graph showing the change over time in the detected amount of each element. Furthermore, FIG. 5 shows multiple recording of the detected electronic spectrum of each element.
3, 4, and 5 are all the analysis results of the sample A, but the analysis results having the same tendency as the analysis results of the sample A were obtained for the samples B, C, and D. Therefore, the description of the analysis results regarding the samples B, C, and D is omitted.
図3において、試料の最表面(エッチング時間=0min)においては、炭素(C)が10.1wt%検出されているが、エッチング開始後に炭素の検出量が減少するのに伴い、他の元素(酸素(O)、マグネシウム(Mg)、リン(P)、イットリウム(Y))の検出量は上昇していた。エッチング時間15min〜20minにおいては、一時的に酸素やリンが比較的多く検出された。このことから、皮膜の母材近傍と表面近傍とでは、構成元素が異なっていると考えられる。なお、図4においては、リンの検出量に優位な変化は認められなかった。エッチング時間30min以降においては、各元素量はほぼ一定となった。 In FIG. 3, carbon (C) is detected at 10.1 wt% on the outermost surface of the sample (etching time = 0 min), but as the amount of detected carbon decreases after the etching starts, other elements ( The detected amounts of oxygen (O), magnesium (Mg), phosphorus (P), and yttrium (Y) increased. In the etching time of 15 min to 20 min, relatively large amounts of oxygen and phosphorus were temporarily detected. From this, it is considered that the constituent elements are different between the vicinity of the base material of the film and the vicinity of the surface. In FIG. 4, no significant change was observed in the detected amount of phosphorus. After the etching time of 30 minutes, the amount of each element was almost constant.
エッチング時間が100min以上の範囲において、各元素量が安定して検出された。したがって、エッチング時間100min〜180minの範囲における各元素の検出値の平均から、図1に示される皮膜の組成を決定した。 The amount of each element was stably detected in the etching time range of 100 min or more. Therefore, the composition of the film shown in FIG. 1 was determined from the average of the detected values of each element in the etching time range of 100 min to 180 min.
次に、図5に示される結果について説明すると、C元素に関して、試料Aの最表面でのみ、大きな検出エネルギースペクトルが観測されたが、イオンエッチングの進行に伴ってエネルギー量は減少した。図5において、最も下側のラインが、試料Aの皮膜の最表面のスペクトルを示しており、上のライン程皮膜の深い位置のスペクトルを示している。 Next, the results shown in FIG. 5 will be described. Regarding the C element, a large detection energy spectrum was observed only on the outermost surface of the sample A, but the amount of energy decreased with the progress of ion etching. In FIG. 5, the lowermost line shows the spectrum of the outermost surface of the film of Sample A, and the upper line shows the spectrum of the deeper position of the film.
次に、O元素およびP元素に関して、最表面で観測されたエネルギースペクトルに対して、イオンエッチングの進行に伴ってスペクトルパターンが変化している。つまり、O元素およびP元素の存在状態が、皮膜の最表面と内部との間で異なっていると考えられる。これは、試料の最表面のO元素およびP元素は表面吸着物であって、皮膜を構成している内部のO元素およびP元素は、表面吸着物とは異なる化学結合を有して存在しているためであると推察される。 Next, for the O element and the P element, the spectrum pattern changes with the progress of ion etching with respect to the energy spectrum observed on the outermost surface. That is, it is considered that the presence state of the O element and the P element is different between the outermost surface and the inside of the coating. This is because the O and P elements on the outermost surface of the sample are adsorbed on the surface, and the internal O and P elements constituting the film exist with different chemical bonds from the adsorbed on the surface. It is guessed that this is because.
次に、Mg元素およびY元素に関して、スペクトルパターンはほぼ一定であるが、エネルギー量は、イオンエッチング時間によって異なり、経時的に増加しているように観測された。Mg元素およびY元素は、母材に存在する元素であって、皮膜形成時に外部から混入する元素ではない。したがって、皮膜内のMg元素およびY元素は、母材由来のものであると考えられる。なお、図5において、括弧内の表記は、検出対象の軌道電子を示している。 Next, regarding the Mg element and the Y element, the spectrum pattern was almost constant, but the energy amount was observed to vary with the ion etching time and increase with time. The Mg element and the Y element are elements that exist in the base material, and are not elements that are mixed from the outside during film formation. Therefore, it is considered that the Mg element and Y element in the coating are derived from the base material. In FIG. 5, the notation in parentheses indicates orbital electrons to be detected.
(皮膜の結晶解析)
次に、試料Aの皮膜の結晶性を、X線回折(XRD)測定によって解析した。測定には、株式会社リガク製のMiniFlex IIを用いた。測定結果を、図6および図7に示す。
図6に示されるように、母材に含まれるMg合金の結晶構造を示すピークは観測されたが、その他の成分の結晶構造を示すピークは観測されなかった。皮膜の主成分であるO元素、Mg元素およびP元素が、酸化マグネシウムやリン酸マグネシウムの結晶成分であれば、XRD測定において、酸化マグネシウムやリン酸マグネシウム化合物の結晶構造を示すピークが観測されるはずであるが、そのようなピークは観測されなかった。
(Crystal analysis of film)
Next, the crystallinity of the film of Sample A was analyzed by X-ray diffraction (XRD) measurement. For the measurement, MiniFlex II manufactured by Rigaku Corporation was used. The measurement results are shown in FIGS.
As shown in FIG. 6, peaks indicating the crystal structure of the Mg alloy contained in the base material were observed, but peaks indicating the crystal structures of the other components were not observed. If the O element, Mg element, and P element, which are the main components of the film, are crystalline components of magnesium oxide or magnesium phosphate, peaks indicating the crystal structure of the magnesium oxide or magnesium phosphate compound are observed in the XRD measurement. As expected, no such peak was observed.
図7は、図6の測定角度20°〜40°の範囲を拡大したものである。図7に示されるように、測定角度20°〜30°の範囲において、ブロードなピークが観測された。このブロードなピークは、皮膜を形成していない試料(すなわち、母材のみからなる試料)を測定した場合には観測されなかった。すなわち、このブロードなピークは、皮膜が形成されたことによって観測されたものであって、その皮膜の結晶状態を示しており、皮膜が非晶質であることが確認された。試料B,C,Dに関しても、試料Aと同様にXRD測定した結果、皮膜が非晶質であることが確認された。 FIG. 7 is an enlarged view of the measurement angle range of 20 ° to 40 ° in FIG. As shown in FIG. 7, a broad peak was observed in the measurement angle range of 20 ° to 30 °. This broad peak was not observed when a sample having no film (that is, a sample consisting only of a base material) was measured. That is, this broad peak was observed by the formation of the film, indicating the crystalline state of the film, and it was confirmed that the film was amorphous. As for Samples B, C, and D, XRD measurement was performed in the same manner as Sample A, and as a result, it was confirmed that the film was amorphous.
なお、陽極酸化においては、電界液に含まれるイオンの種類によって陽極酸化皮膜が結晶化するしきい値濃度は異なるものの、電界液中の電解質イオンの濃度が高い程、また、処理電圧が高い程、処理時間が長くなるとともに形成される陽極酸化皮膜が結晶化する傾向がある。 In anodic oxidation, although the threshold concentration at which the anodic oxide film crystallizes differs depending on the type of ions contained in the electrolytic solution, the higher the concentration of electrolyte ions in the electrolytic solution and the higher the processing voltage, The anodized film formed tends to crystallize as the treatment time increases.
図8は、比較例の試料EのXRD測定結果を示している。皮膜が結晶構造を含んでいることを示す、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウムおよびリン酸マグネシウムに相当するピークが観測された。これらの他にも、特定不可能であったが、母材以外の結晶構造も観測された。 FIG. 8 shows the XRD measurement result of Sample E of the comparative example. Peaks corresponding to magnesium oxide, magnesium hydroxide and magnesium phosphate indicating that the film contained a crystalline structure were observed. In addition to these, crystal structures other than the base metal were also observed, although they could not be specified.
(皮膜の厚さ測定)
次に、作成した試料A,B,C,D,Eに関して、走査型電子顕微鏡(SEM)観察による皮膜の厚さ測定を行った。各試料は、樹脂で包埋した後に樹脂を硬化し、その後切断し、切断面をSEMによって観察した。使用したSEMは、日立ハイテク社製のS−4000(FE−SEM)であり、加速電圧を10kVとした。図9に、一例として試料Dの切断面のSEM画像を示す。図9において、皮膜の厚さ(図中、IIの部分の幅)は、位置によってわずかに異なるものの、平均1.6μmであると測定された。試料A,B,C,Eに関しても、試料Dと同様にSEM画像に基づいて皮膜の厚さを測定した。その測定結果を図10に示す。
(Measurement of film thickness)
Next, for the prepared samples A, B, C, D, and E, the thickness of the film was measured by observation with a scanning electron microscope (SEM). Each sample was embedded with resin, and then the resin was cured, then cut, and the cut surface was observed by SEM. The SEM used was Hitachi High-Tech S-4000 (FE-SEM), and the acceleration voltage was 10 kV. FIG. 9 shows an SEM image of the cut surface of the sample D as an example. In FIG. 9, the thickness of the film (the width of the portion II in the figure) was measured to be an average of 1.6 μm, although it slightly varied depending on the position. For Samples A, B, C, and E, the thickness of the film was measured based on the SEM image as in Sample D. The measurement results are shown in FIG.
切断面のSEM画像は、母材、皮膜および樹脂の3つの部分I,II,IIIを含む。そこで、観察された切断面に対してエネルギー分散型元素分析(EDX)による線分析を行うことによって、3つの部分I,II,IIIのうちいずれが皮膜であるかを特定した。EDXに使用した装置は、堀場製作所製のEX−250であり、線分析取り込み時間を100秒、積算時間を10分とした。 The SEM image of the cut surface includes three parts I, II, and III of the base material, the film, and the resin. Therefore, by performing line analysis by energy dispersive elemental analysis (EDX) on the observed cut surface, it was specified which of the three portions I, II, and III was a film. The apparatus used for EDX was EX-250 manufactured by HORIBA, Ltd., and the line analysis capture time was 100 seconds and the integration time was 10 minutes.
図9には、Mg元素、C元素およびP元素の線分析の結果を示している。母材、皮膜および樹脂の組成の特徴は互いに異なる。具体的には、樹脂は、多くのC元素を含み、Mg元素およびP元素を含まない。皮膜は、微量のC元素を含み、Mg元素およびP元素を含む。母材は、微量のC元素を含み、主にMg元素からなり、P元素をほとんど含まない。したがって、各位置の組成に基づいて、皮膜を特定することができる。 In FIG. 9, the result of the line analysis of Mg element, C element, and P element is shown. The characteristics of the composition of the base material, film and resin are different from each other. Specifically, the resin contains many C elements and does not contain Mg elements and P elements. The coating contains a trace amount of C element, and contains Mg element and P element. The base material contains a trace amount of C element, mainly composed of Mg element, and hardly contains P element. Therefore, the film can be specified based on the composition at each position.
図9において、Mg元素は、左側(I)から右側(III)にかけて上昇している。C元素は、左部分Iで多いのに対して右部分IIIでは少ない。P元素は、中央部分IIでは多く、右部分IIIでは少ない。これらのことから、左から順に、樹脂、皮膜、母材と配列していることが分かり、割れ目の間の部分IIが皮膜であると特定された。なお、割れ目は、包埋後の試料の切断時に生じたものであると考えられる。組成を考慮すると、皮膜は酸素を多く含むセラミクスに近い状態の層であるため、樹脂および金属製の母材に比べて切断時の負荷によって割れやすいと考えられる。 In FIG. 9, the Mg element rises from the left side (I) to the right side (III). The amount of C element is large in the left portion I, but is small in the right portion III. P element is large in the central part II and small in the right part III. From these, it was found that the resin, the film, and the base material were arranged in order from the left, and the portion II between the cracks was specified as the film. In addition, it is thought that a crack was produced at the time of the cutting | disconnection of the sample after embedding. Considering the composition, since the film is a layer in a state close to a ceramic containing a large amount of oxygen, it is considered that the film is more susceptible to cracking due to a load during cutting as compared with a resin and a metal base material.
(擬似体液浸漬後の曲げ試験)
次に、試料A,B,C,D,Eについて、体内に埋植後の強度変化を模擬評価するために、擬似体液(PBS(−)溶液)に所定期間にわたって浸漬した後に、JIS Z 2248(金属材料曲げ試験方法)に準じて曲げ試験を行った。具体的には、試料A,B,C,D,Eを37℃に維持した疑似体液に30、60、90および120日間浸漬し、浸漬後の各試料を曲げ試験に供した。その曲げ試験結果を、図11に示す。なお、浸漬前の試料A,B,C,D,Eおよび母材の強度は、いずれもWE43の平均強度である416MPaと略同じであり、皮膜の有無による強度の差異は認められなかった。図11のグラフにおいて、各試料A,B,C,D,Eの曲げ強度の測定値(縦軸)は、各試料の浸漬日数0日における曲げ強度を100として規格化した値である。
(Bending test after immersion in simulated body fluid)
Next, after immersing samples A, B, C, D, and E in simulated body fluid (PBS (−) solution) for a predetermined period in order to simulate the change in strength after implantation in the body, JIS Z 2248 A bending test was performed according to (Metal material bending test method). Specifically, samples A, B, C, D, and E were immersed in simulated body fluid maintained at 37 ° C. for 30, 60, 90, and 120 days, and each sample after immersion was subjected to a bending test. The bending test result is shown in FIG. Note that the strengths of the samples A, B, C, D, E and the base material before immersion were substantially the same as 416 MPa, which is the average strength of WE43, and no difference in strength due to the presence or absence of the film was observed. In the graph of FIG. 11, the measured value (vertical axis) of the bending strength of each sample A, B, C, D, E is a value normalized with the bending strength at 0 days of immersion of each sample as 100.
図11の曲げ試験の結果から、母材が同じであっても皮膜が異なることによって、浸漬後の曲げ強度の低下量が異なることが確認された。全体としては、曲げ強度の低下量は、浸漬初期において大きく、浸漬時間が長くなる程小さくなる傾向があった。この理由の1つとして、試料から溶出したMgイオンと疑似体液中のリン酸成分との反応による白色のリン酸マグネシウムの形成が各試料の表面に見られたことから、試料からの溶出物と擬似体液との反応析出によって試料の表面に新たな皮膜が形成され、それによって試料の浸食が抑制されて強度の低下量が小さくなったと考えられる。 From the results of the bending test in FIG. 11, it was confirmed that the amount of decrease in bending strength after immersion differs depending on the coating even when the base material is the same. As a whole, the amount of decrease in bending strength tended to be large in the initial stage of immersion and decreased with increasing immersion time. One reason for this is that white magnesium phosphate was formed on the surface of each sample due to the reaction between the Mg ions eluted from the sample and the phosphate component in the simulated body fluid. It is considered that a new film was formed on the surface of the sample by reaction precipitation with the simulated body fluid, thereby suppressing the erosion of the sample and reducing the amount of decrease in strength.
試料A,B,Cに関しては、疑似体液に90日浸漬後に83.7%以上、120日後に79.6%以上の強度を維持しており、生分解性の生体用インプラントとして有効に構造を保持可能であることが確認された。
試料Dに関しては、擬似体液に90日浸漬後の強度は83.7%を下回っていたが、120日浸漬後では79.6%以上の強度を維持していた。この結果から、荷重負荷が大きい骨接合用インプラントとしては適さないかもしれないが、比較的荷重負荷が小さい消化器器官用のインプラントとしては有効に使用できると考えられる。
比較例である試料Eに関しては、浸漬初期からの強度の低下量が大きく、生体内に埋植後の構造の維持は難しく、生分解性のインプラントとしては有効ではないと考えられる。
Samples A, B, and C maintain a strength of 83.7% or more after being immersed in a simulated body fluid for 90 days, and 79.6% or more after 120 days, and have an effective structure as a biodegradable biological implant. It was confirmed that it could be retained.
Regarding sample D, the strength after 90 days immersion in simulated body fluid was less than 83.7%, but after 120 days immersion, the strength was maintained at 79.6% or more. From this result, although it may not be suitable as an osteosynthesis implant with a large load, it is considered that it can be effectively used as an implant for a digestive organ with a relatively small load.
Regarding sample E, which is a comparative example, the amount of decrease in strength from the initial stage of immersion is large, and it is difficult to maintain the structure after implantation in a living body, and it is considered that it is not effective as a biodegradable implant.
以上の曲げ試験の結果、Mg元素、O元素およびP元素の合計含有率が95重量%以上であり、かつ、非晶質である皮膜を備える本発明の試料A,B,C,Dは、比較例Eに比べて、生体環境において優れた耐食性を有し、治療期間にわたって高い強度を維持することができることが確認された。 As a result of the above bending test, the samples A, B, C, and D of the present invention provided with a film in which the total content of Mg element, O element and P element is 95% by weight or more and which is amorphous are as follows: Compared to Comparative Example E, it was confirmed that it has excellent corrosion resistance in the living environment and can maintain high strength over the treatment period.
(生体内での分解試験)
次に、本発明の生体用インプラントを生体に埋植し、所定期間経過後の移植部位の病理検査を行った。具体的には、試料Aと同じ条件で作成したピン状の生体用インプラントを、ミニブタの大腿骨に埋植し、埋植から90日後に大腿骨から埋植部位を採取し、得られた埋植部位を病理検査に供した。その結果を図11に示す。
(In vivo degradation test)
Next, the living body implant of the present invention was implanted in a living body, and a pathological examination of the transplanted site after a predetermined period of time was performed. Specifically, a pin-shaped biomedical implant created under the same conditions as in sample A was implanted in the femur of a minipig, and after 90 days from implantation, the implantation site was collected from the femur, and the obtained implant was obtained. The planting site was subjected to pathological examination. The result is shown in FIG.
図12に示されるように、中心部の円形の生体用インプラントとその周辺の骨組織との界面に、リン酸マグネシウム等の物質からなる薄い層が確認された。この物質は、生体用インプラントの生分解が進行して生体用インプラントの成分が体液と反応することによって生成されたものである。この結果から、埋植後90日経過しても、インプラントが骨内において構造を維持しており、骨を安定に固定可能であることが確認された。これと同時に、インプラントの周辺の骨組織には、インプラントの生分解反応による異常は発生していないことも確認された。 As shown in FIG. 12, a thin layer made of a substance such as magnesium phosphate was confirmed at the interface between the circular biomedical implant in the center and the surrounding bone tissue. This substance is produced by the biodegradation of the biomedical implant progressing and the components of the biomedical implant react with the body fluid. From this result, it was confirmed that the implant maintained the structure in the bone even after 90 days had elapsed after implantation, and the bone could be stably fixed. At the same time, it was also confirmed that no abnormality due to the biodegradation reaction of the implant occurred in the bone tissue around the implant.
1 生体用インプラント
2 母材
3 皮膜
1 Biomedical implant 2 Base material 3 Coating
Claims (8)
該皮膜におけるマグネシウム元素、酸素元素およびリン元素の合計含有率が、95重量%以上である生体用インプラント。 A base material made of magnesium or a magnesium alloy, and an amorphous film covering the surface of the base material,
A biomedical implant in which the total content of magnesium element, oxygen element and phosphorus element in the coating is 95% by weight or more.
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