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JPH11178912A - Bioprosthetic members - Google Patents

Bioprosthetic members

Info

Publication number
JPH11178912A
JPH11178912A JP9352950A JP35295097A JPH11178912A JP H11178912 A JPH11178912 A JP H11178912A JP 9352950 A JP9352950 A JP 9352950A JP 35295097 A JP35295097 A JP 35295097A JP H11178912 A JPH11178912 A JP H11178912A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
strength
titanium
coating layer
peak
static load
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.)
Pending
Application number
JP9352950A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Ichinomiya
優 一宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP9352950A priority Critical patent/JPH11178912A/en
Publication of JPH11178912A publication Critical patent/JPH11178912A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】生体親和性に優れ且つ剥離強度の大きな被覆層
を備え、且つ、基体の機械的強度が大きな生体補綴部材
を提供する。 【解決手段】基体の静荷重強度を900MPa以上、且
つその疲労強度が静荷重強度の半分以上となるように
し、また、上記被覆層においてX線回折におけるリン酸
カルシウム系化合物の第1ピークがチタンの第1ピーク
よりも大きいようにする。そして、被覆層の厚さを10
ミクロン以下とすることにより密着強度の低下を最小限
に抑える。
(57) Abstract: Provided is a bioprosthesis member having a coating layer having excellent biocompatibility and high peel strength, and having high mechanical strength of a base. The static load strength of the substrate is set to 900 MPa or more, and the fatigue strength thereof is set to half or more of the static load strength. In the coating layer, the first peak of the calcium phosphate compound in X-ray diffraction is the first peak of titanium. It should be larger than one peak. Then, the thickness of the coating layer is set to 10
By reducing the thickness to less than a micron, a decrease in adhesion strength is minimized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は殊に生体の硬組織と
置換したり、補綴するための生体補綴部材であって、特
にチタンを主成分とする金属基体表面に生体活性材料を
含む被覆層を形成したものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bioprosthetic member for replacing or prosthetic living tissue, and more particularly to a coating layer containing a bioactive material on the surface of a titanium-based metal substrate. With respect to what formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、生体内の高付加荷重部位を補
綴物と置換するべく、生体為害性がなく高強度材料であ
るアルミナ、ジルコニア等のセラミックスやチタン合金
などの金属材と、生体に対して活性で増殖した骨組織と
癒合するアパタイトなどの生体活性材料の利点を組み合
わせるべく、上記高強度材料に生体活性材料の被覆を行
う試みが行われてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to replace a high applied load portion in a living body with a prosthesis, a metal material such as ceramics such as alumina and zirconia, a titanium alloy and the like, which are non-hazardous to the living body and a high strength material, has been used for a living body. Attempts have been made to coat the high strength materials with bioactive materials in order to combine the advantages of bioactive materials, such as apatite, which coalesce with actively proliferating bone tissue.

【0003】セラミックに関しては、例えば、ジルコニ
アセラミクッスの表面をポーラス状にして、そこへ、水
酸化アパタイトのスラリーを流し込み焼き付けたもの
や、酸化カルシウムおよびリン酸を含むガラス質の粉体
からスラリーを調整し、該スラリーをセラミックス基体
に塗布後1000〜1200℃で焼成することによって
アパタイト結晶を含むコート層を形成すること(特開平
1−242067)などが行われている。
With respect to ceramics, for example, zirconia ceramics have a porous surface and a slurry of hydroxyapatite is poured into the surface and baked, or a slurry of glassy powder containing calcium oxide and phosphoric acid is used. After the preparation, the slurry is applied to a ceramic substrate and fired at 1000 to 1200 ° C. to form a coat layer containing apatite crystals (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-242067).

【0004】ところで、金属材については、チタン合金
基体の表面にチタンのアーク溶射等を行い、表面を粗面
化したところにアパタイトのスラリーを塗布、乾燥させ
たものが実用化されている。
[0004] By the way, as a metal material, a material obtained by applying an apatite slurry to the surface of a titanium alloy substrate by performing arc spraying of titanium or the like on a roughened surface and drying the surface is put into practical use.

【0005】また、特開平8−117324はチタンを
主成分とする金属基体の表面に、骨との接着性に優れた
被覆層を形成した生体インプラント材の製造方法に関
し、この製造方法は、チタン合金からなる金属粉末とリ
ン酸カルシウム化合物や生体活性ガラス等の生体活性物
質粉末とを含むペーストを塗布した後、真空あるいは不
活性ガス雰囲気中で熱処理することを特徴としていた。
Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 8-117324 relates to a method for producing a biological implant material in which a coating layer having excellent adhesion to bone is formed on the surface of a metal substrate containing titanium as a main component. It is characterized in that a paste containing a metal powder made of an alloy and a powder of a bioactive substance such as a calcium phosphate compound or bioactive glass is applied, and then heat-treated in a vacuum or an inert gas atmosphere.

【0006】[0006]

【従来技術の課題】上記チタン系金属基体にアパタイト
やその他の生体活性物質からなる被覆層を形成した複合
材料は、生体親和性に優れ、骨と比較的早期に癒合する
という特徴を有していたが、アーク溶射や1000℃以
上の高温での熱処理の影響で金属基体の機械的強度の大
幅劣化という問題を内在させていた。
2. Description of the Related Art A composite material in which a coating layer made of apatite or other bioactive substance is formed on the above-mentioned titanium-based metal substrate has excellent biocompatibility and has a characteristic that it is relatively quickly fused with bone. However, there is an inherent problem that the mechanical strength of the metal substrate is significantly deteriorated due to the effects of arc spraying and heat treatment at a high temperature of 1000 ° C. or higher.

【0007】また、いずれも被覆膜の膜厚が数十μm〜
100μm程度と大きかったため、被覆膜の密着強度
(剥離強度)が期待した程得られないという問題があっ
た他、膜厚が大きいため細孔内の深部等に被覆すること
が不可能であった。
[0007] In each case, the thickness of the coating film is several tens μm to
Since it was as large as about 100 μm, there was a problem that the adhesion strength (peeling strength) of the coating film could not be obtained as expected. In addition, it was impossible to coat a deep part in the pores due to the large thickness. Was.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するため、本発明は、例えばチタンを主成分とする金
属基体にチタンとリン酸カルシウム系化合物からなる被
覆層を形成する際の温度を650℃程度に抑えることに
よって、基体の静荷重強度を900MPa以上、且つそ
の疲労強度が静荷重強度の半分以上となるようにし、ま
た、上記被覆層においてX線回折におけるリン酸カルシ
ウム系化合物の第1ピークがチタンの第1ピークよりも
大きいようにする。そして、被覆層の厚さを10ミクロ
ン以下とすることにより密着強度の低下を最小限に抑え
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems in the prior art, the present invention relates to a method for forming a coating layer comprising titanium and a calcium phosphate compound on a metal substrate containing titanium as a main component. C. so that the static load strength of the substrate is 900 MPa or more, and the fatigue strength thereof is half or more of the static load strength, and the first peak of the calcium phosphate compound in X-ray diffraction in the coating layer is It should be larger than the first peak of titanium. Then, by reducing the thickness of the coating layer to 10 μm or less, a decrease in adhesion strength is minimized.

【0009】すなわち本発明は、静荷重強度が900M
Pa以上で且つ疲労強度が静荷重強度の半分以上である
チタンを主成分とする金属基体の表面にチタンとリン酸
カルシウム系化合物からなり且つチタンがX線回折にお
けるリン酸カルシウム系化合物の第1ピークよりも大き
な第1ピークを呈す平均厚さ10ミクロン以下の被覆層
を形成してなる生体補綴部材を提供せんとするものであ
る。
That is, according to the present invention, the static load strength is 900 M
The surface of a metal base containing titanium as a main component and having a fatigue strength of not less than half of the static load strength, which is Pa or more, is composed of titanium and a calcium phosphate compound, and titanium is larger than the first peak of the calcium phosphate compound in X-ray diffraction. An object of the present invention is to provide a bioprosthesis member having a coating layer having an average thickness of 10 μm or less exhibiting a first peak.

【0010】[0010]

【作用】本発明の生体インプラント材は、チタンを主成
分とする金属基体の表面にチタン金属と生体活性のある
リン酸カルシウム系化合物からなる被覆層を形成してな
るので、生体内で短期間に骨と結合し、また、基体と被
覆層にチタンを共通して含むこと、および被覆層におい
てX線回折におけるリン酸カルシウム系化合物の第1ピ
ークがチタンの第1ピークよりも大きく、また、その厚
みを10μm以下と薄くしたことにより両者の密着力の
点で有利であり、また、基体の破壊荷重を900MPa
以上で且つその疲労強度が静荷重強度の半分以上となる
ようにしたことによって、生体内でも安全に用いること
ができる。
The biological implant material of the present invention has a metal base containing titanium as a main component and a coating layer composed of titanium metal and a bioactive calcium phosphate compound formed on the surface of the metal substrate. And the base and the coating layer contain titanium in common, and in the coating layer, the first peak of the calcium phosphate compound in X-ray diffraction is larger than the first peak of titanium, and the thickness is 10 μm. It is advantageous in terms of the adhesion between the two by making the thickness as thin as possible, and the breaking load of the base is 900 MPa.
As described above, since the fatigue strength is set to be equal to or more than half of the static load strength, it can be safely used in a living body.

【0011】[0011]

【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の態様を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0012】本発明の生体補綴部材はチタンを主成分と
する金属基体の静荷重強度が900MPa以上であり、
且つ該金属基体表面に、チタンとリン酸カルシウム系化
合物からなり、X線回折におけるリン酸カルシウム系化
合物の第1ピークがチタンの第1ピークよりも大きく、
また、その厚みを10μm以下と薄くした被覆層を形成
したものであることを特徴とする。
In the bioprosthesis member of the present invention, the metal substrate mainly composed of titanium has a static load strength of 900 MPa or more,
And, on the surface of the metal base, the first peak of the calcium phosphate compound is larger than the first peak of titanium, which is composed of titanium and a calcium phosphate compound,
Further, it is characterized in that a coating layer whose thickness is reduced to 10 μm or less is formed.

【0013】本発明におけるチタンを主成分とする金属
とは、純TiもしくはTiにAl,V,Zr,Sn,N
b,Ta,Pd,Mo等を添加した合金で、例として
は、Ti−6Al−4V,Ti−6Al−7Nb等が挙
げられるが、これらに限定されるものではない。
The metal containing titanium as a main component in the present invention means pure Ti or Ti, Al, V, Zr, Sn, N
An alloy to which b, Ta, Pd, Mo, or the like is added, examples of which include Ti-6Al-4V, Ti-6Al-7Nb, but are not limited thereto.

【0014】本発明においてリン酸カルシウム系化合物
とは、ヒドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、ブ
ルッシャイト、OCP等が挙げられるが、特にこれらに
限定されない。
In the present invention, examples of the calcium phosphate compound include hydroxyapatite, tricalcium phosphate, brushite, OCP and the like, but are not particularly limited thereto.

【0015】また、上記生体補綴部材は上記静荷重強度
としては900MPa以上であることが望ましい。静荷
重強度が900MPa未満の場合、生体内で破折する可
能性があるという問題点がある。さらに、生体内での長
期間での使用を考えると、静荷重強度のみでなく疲労強
度も大きいことが望ましい。具体的には、静荷重強度の
半分以上の数値の疲労強度を有することが望ましい。
The bioprosthesis member preferably has a static load strength of 900 MPa or more. When the static load strength is less than 900 MPa, there is a problem that there is a possibility of breaking in a living body. Furthermore, considering long-term use in a living body, it is desirable that not only static load strength but also fatigue strength be large. Specifically, it is desirable to have a fatigue strength of a numerical value of half or more of the static load strength.

【0016】なお、本発明においてこれら静荷重強度お
よび疲労強度についてはJIS規格に基づいて測定する
ものとする。
In the present invention, these static load strength and fatigue strength are measured based on JIS standards.

【0017】ところで、前記被覆層はチタンとリン酸カ
ルシウム系化合物が混在したものであるが、被覆層の膜
質を良好とし、層内亀裂等が起こりにくくするために
は、リン酸カルシウム系化合物の第1ピークがチタンの
第1ピークよりも大きくすることが重要である。また、
被覆層の膜厚としては、平均膜厚で10μmとすること
が重要である。膜厚をこの程度の厚さに制御することに
より、被覆層の剥離強度を大きくするためである。
The coating layer contains a mixture of titanium and a calcium phosphate compound. However, in order to improve the film quality of the coating layer and to prevent cracks in the layer from occurring, the first peak of the calcium phosphate compound is preferably used. It is important to make it larger than the first peak of titanium. Also,
It is important that the coating layer has an average thickness of 10 μm. This is because the peel strength of the coating layer is increased by controlling the film thickness to this level.

【0018】なお、上記被覆層の平均膜厚の測定方法
は、試料を切断し、その切断面をSEM画像にて撮影し
たものから測定する。
The average thickness of the coating layer is measured by cutting a sample and photographing the cut surface with an SEM image.

【0019】以上のような構成による本発明の生体補綴
部材は、例えば、チタンを主成分とする金属基体の表面
に、チタンを主成分とする金属粉末とリン酸カルシウム
系化合物を含むペーストを塗布したり、或いは、上記金
属粉末とリン酸カルシウム系化合物を含むスラリーに金
属基体を浸漬した後、真空あるいは不活性ガス雰囲気中
で熱処理することによって得ることができる。
In the bioprosthesis member of the present invention having the above-described structure, for example, a paste containing a metal powder containing titanium as a main component and a calcium phosphate compound is applied to the surface of a metal base containing titanium as a main component. Alternatively, it can be obtained by immersing a metal substrate in a slurry containing the metal powder and a calcium phosphate compound, and then performing a heat treatment in a vacuum or an inert gas atmosphere.

【0020】このような製造方法において、これらの粉
末の平均粒径は、焼結性や粒子と基体との反応性を考慮
すると0.1〜3μm程度が好ましい。また、金属粉末
の含有率は25重量%以下5重量%以上であることが好
ましい。この含有率が25重量%を越えると骨との接着
性が低下する等の問題があり、他方、5重量%未満では
被覆層が基体から剥離し易くなる等の問題がある。
In such a production method, the average particle size of these powders is preferably about 0.1 to 3 μm in consideration of sinterability and reactivity between the particles and the substrate. The content of the metal powder is preferably 25% by weight or less and 5% by weight or more. If the content exceeds 25% by weight, there is a problem that the adhesion to bone is reduced, and if it is less than 5% by weight, there is a problem that the coating layer is easily peeled off from the substrate.

【0021】上記製造方法においてペースト或いはスラ
リーを得るためのバインダー、溶媒に関し、まず、バイ
ンダーについては、ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ングリコール、エチルセルロース、ポリオレフィン等が
挙げられる。また、溶媒としては、水、アルコール等の
有機溶媒があるが、特にそれらに限定されるものではな
い。また、ペーストに含まれる金属粉末とは、前記基体
と同様の材料若しくは水酸化チタンを粉末状にしたもの
である。
With respect to the binder and the solvent for obtaining the paste or slurry in the above-mentioned production method, the binder includes polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, ethyl cellulose, polyolefin and the like. In addition, examples of the solvent include organic solvents such as water and alcohol, but are not particularly limited thereto. The metal powder contained in the paste is the same material as that of the base or a powder of titanium hydroxide.

【0022】ペーストを調整し、金属基体に塗布する方
法としてはスプレー塗布等を用いることができる。他
方、スラリーに対しては金属基体を浸漬する。そして、
この後、金属基体に熱処理を加える。ただし、チタンを
主成分とする金属は酸化されやすく、形成される酸化膜
が非常に脆いことから、熱処理は酸素の存在しない雰囲
気で行う。そのためこの熱処理を行う前に、予め溶剤を
乾燥させ、且つ、バインダーを飛ばすための仮焼きが必
要となる。
As a method of preparing the paste and applying the paste to the metal substrate, spray coating or the like can be used. On the other hand, the metal substrate is immersed in the slurry. And
Thereafter, a heat treatment is applied to the metal substrate. However, since a metal containing titanium as a main component is easily oxidized and an oxide film to be formed is very brittle, heat treatment is performed in an atmosphere without oxygen. Therefore, before performing this heat treatment, it is necessary to dry the solvent in advance and to calcine the binder.

【0023】熱処理温度は、500℃〜650℃の温度
範囲で行うことが望ましい。650℃以上の場合、金属
基体の破壊強度が著しく劣化する恐れがあり、900M
Pa以上の破壊強度を得ることが非常に難しくなる。他
方、500℃未満では、被覆層が基体から剥離し易くな
るという恐れがある。前述の如く、熱処理の際の雰囲気
は、真空もしくは不活性ガス雰囲気中が望ましい。
The heat treatment is preferably performed at a temperature in the range of 500 ° C. to 650 ° C. If the temperature is 650 ° C. or higher, the breaking strength of the metal substrate may be significantly deteriorated.
It is very difficult to obtain a breaking strength of Pa or more. On the other hand, when the temperature is lower than 500 ° C., the coating layer may be easily peeled from the substrate. As described above, the atmosphere for the heat treatment is desirably a vacuum or an inert gas atmosphere.

【0024】なお、上記金属基体単独での元々の表面性
状について、サンドブラストは表面硬化により強度を上
げる作用がある一方で、ノッチ効果により疲労強度を低
下させるので、なるべくなら行わないことが望ましい
が、必要な場合でもRmax10μm以下になる範囲に
留めておくのが良い。
In addition, regarding the original surface properties of the metal substrate alone, sandblasting has the effect of increasing the strength by surface hardening, but the fatigue strength is reduced by the notch effect. Even if necessary, it is preferable to keep the Rmax within the range of 10 μm or less.

【0025】なお、平均膜厚を10μm以下に抑えるに
は、バインダーの濃度を適宜調整することにより可能で
ある。
The average film thickness can be controlled to 10 μm or less by appropriately adjusting the binder concentration.

【0026】実施例 以下、本発明の生体補綴部材の実施例を詳細に説明す
る。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the bioprosthesis member of the present invention will be described in detail.

【0027】表1は、本発明の実施例の試料(No.1
〜4)と比較例の試料(No.5〜8)を示すものであ
る。
Table 1 shows the samples (No. 1) of the examples of the present invention.
4 to 4) and Comparative Examples (Nos. 5 to 8).

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】金属基体として、10×15×0.2mm
の大きさのTi−6Al−4V合金を用い準備した。
As a metal substrate, 10 × 15 × 0.2 mm
Was prepared using a Ti-6Al-4V alloy having a size of

【0030】また、被覆層を構成する粉末として、チタ
ン粉末とアパタイト粉末を準備した。尚、チタン粉末お
よびアパタイト粉末の粒径はチタンについて、平均粒径
1μm、2μm、3μm、アパタイトについても平均粒
径1μm、2μm、3μmのものを平均膜厚に応じて用
いた。
Further, titanium powder and apatite powder were prepared as powders constituting the coating layer. The titanium powder and the apatite powder had an average particle diameter of 1 μm, 2 μm, and 3 μm for titanium, and the average particle diameter of 1 μm, 2 μm, and 3 μm for apatite was used according to the average film thickness.

【0031】なお、被覆層を構成するための粉末の組成
を表1に示す。
Table 1 shows the composition of the powder for forming the coating layer.

【0032】このチタン粉末、アパタイト粉末を表1に
示す割合で混合し、この混合粉末100体積%に対し
て、ポリイソブチルアクリレートを2.5体積%、ター
ピネオールを47.5体積%添加し、ペーストを作製し
た。
The titanium powder and the apatite powder were mixed at the ratios shown in Table 1, and 2.5% by volume of polyisobutyl acrylate and 47.5% by volume of terpineol were added to 100% by volume of the mixed powder. Was prepared.

【0033】次に、このペースト中に、金属基体を浸漬
し、150℃で乾燥させてから、400℃で30分間保
持することによってバインダーの脱脂を行った。そし
て、この基体を真空焼成炉内にて表1に示す温度で60
分間、熱処理した。
Next, the metal substrate was immersed in this paste, dried at 150 ° C., and held at 400 ° C. for 30 minutes to degrease the binder. Then, the substrate was placed in a vacuum firing furnace at a temperature shown in Table 1 for 60 hours.
Heat treated for minutes.

【0034】これらの各試料について、後述する被覆層
の剥離強度測定と、骨との接着性を調べ、さらに、X線
回折におけるハイドロキシアパタイトの第1ピークとチ
タンの第1ピークの高さの比を求めた。
For each of these samples, the peel strength of the coating layer, which will be described later, was measured and the adhesiveness to bone was examined. I asked.

【0035】上記剥離強度は、図1に示すように、試料
10の対向する面に位置する被覆層11に、2本の金属
製の角棒12を接着剤を用いて接着し、各角棒12を相
反する方向に引張り、被覆層11が剥離した時の力を測
定したものである。
As shown in FIG. 1, two metal square bars 12 are bonded to the coating layer 11 located on the opposite surface of the sample 10 with an adhesive, and 12 were pulled in opposite directions, and the force when the coating layer 11 was peeled off was measured.

【0036】また、骨との接着性は、各試料を家兎の脛
骨に8週間埋入した後、材料を骨ごとに切り出して樹脂
に包理し、断面方向に薄切りしたサンプルを組織学的に
観察したものであり、材料表面に形成される骨組織の有
無により評価した。
The adhesion to bone was determined by histologically examining each sample after embedding it in the tibia of a rabbit for 8 weeks, cutting out the material for each bone, embedding it in resin, and slicing it in the cross-sectional direction. And evaluated based on the presence or absence of bone tissue formed on the surface of the material.

【0037】また、JISの静荷重強度および疲労強度
の関する規定に準じた試験片(Z2241の引張試験の
1号試験片およびZ2274の回転曲げ試験の1号試験
片)をTi−6Al−4V合金を用い準備し、上記の方
法で被覆層を形成した。これらについて、静荷重強度お
よび疲労強度を測定し、その比を求めた。
In addition, a test piece (No. 1 test piece in a tensile test of Z2241 and No. 1 test piece in a rotary bending test of Z2274) in accordance with the JIS rules for static load strength and fatigue strength was used for Ti-6Al-4V alloy. And a coating layer was formed by the above method. For these, the static load strength and the fatigue strength were measured, and the ratio was determined.

【0038】その結果、試料1〜4は、基体の静荷重強
度が900MPa以上で且つ、疲労強度/静荷重強度の
比が0.5より大きく基体の機械的強度が大きく、加え
て、被覆層の剥離強度が100kgf/cm2 以上と比較的大
きかった。また、骨との接着性にも問題がなかった。な
お、試料6については、処理温度が低かったため剥離強
度が100kgf/cm2 未満となっていた。
As a result, in Samples 1 to 4, the static load strength of the substrate was 900 MPa or more, the ratio of fatigue strength / static load strength was more than 0.5, and the mechanical strength of the substrate was large. Had a relatively large peel strength of 100 kgf / cm 2 or more. In addition, there was no problem in adhesiveness to bone. Note that the peel strength of Sample 6 was less than 100 kgf / cm 2 because the processing temperature was low.

【0039】これに対して、試料6〜8の比較例につい
ては、試料6が前記ピーク高さ比が1未満で、そのため
剥離強度が100kgf/cm2 未満となっていた。また、試
料7は静荷重強度が900MPa未満と機械的強度が低
かった。また、試料8は、被覆層の膜厚が10μmより
大きく、剥離強度が100kgf/cm2 未満となっていた。
On the other hand, in Comparative Examples of Samples 6 to 8, Sample 6 had the peak height ratio of less than 1, and thus had a peel strength of less than 100 kgf / cm 2 . Sample 7 had a low mechanical strength with a static load strength of less than 900 MPa. In Sample 8, the thickness of the coating layer was larger than 10 μm, and the peel strength was less than 100 kgf / cm 2 .

【0040】[0040]

【発明の効果】叙上のように本発明によれば、チタンを
主成分とする金属基体の表面にチタン金属と生体活性の
あるリン酸カルシウム系化合物からなる被覆層を形成し
てなるので、生体内で短期間に骨と結合し、また、基体
と被覆層にチタンを共通して含むこと、および被覆層に
おいてX線回折におけるリン酸カルシウム系化合物の第
1ピークがチタンの第1ピークよりも大きく、また、そ
の厚みを10μm以下と薄くしたことにより両者の密着
力の点で有利であり、また、基体の破壊荷重を900M
Pa以上で且つその疲労強度が静荷重強度の半分以上と
なるようにしたことによって、生体補綴部材を生体内で
も安全に用いることができるという優れた効果を奏する
ものである。
As described above, according to the present invention, a coating layer composed of titanium metal and a bioactive calcium phosphate compound is formed on the surface of a metal substrate containing titanium as a main component. Bonding with bone in a short period of time, and also including titanium commonly in the substrate and the coating layer, and in the coating layer, the first peak of the calcium phosphate compound in X-ray diffraction is larger than the first peak of titanium, By making the thickness as thin as 10 μm or less, it is advantageous in terms of the adhesion between them, and the breaking load of the substrate is reduced to 900 M
By setting the fatigue strength to be Pa or more and half or more of the static load strength, an excellent effect that the bioprosthesis member can be safely used in a living body is exhibited.

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

【図1】被覆層の剥離強度の測定方法を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory view showing a method for measuring the peel strength of a coating layer.

【符号の説明】 10 試料 11 被覆層 12 角棒 13 接着剤[Description of Signs] 10 Sample 11 Coating layer 12 Square rod 13 Adhesive

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】静荷重強度が900MPa以上で且つ疲労
強度が静荷重強度の半分以上であるチタンを主成分とす
る金属基体の表面に、チタンとリン酸カルシウム系化合
物からなり且つチタンがX線回折におけるリン酸カルシ
ウム系化合物の第1ピークよりも大きな第1ピークを呈
す平均厚さ10ミクロン以下の被覆層を形成してなる生
体補綴部材。
1. A titanium-based calcium phosphate compound comprising titanium and a calcium phosphate compound on a surface of a metal base containing titanium as a main component having a static load strength of at least 900 MPa and a fatigue strength of at least half of the static load strength, and the titanium is subjected to X-ray diffraction. A bioprosthetic member comprising a coating layer having an average thickness of 10 μm or less and exhibiting a first peak larger than a first peak of a calcium phosphate compound.
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