JP2562283B2 - 生体用インプラント部品およびその製造方法 - Google Patents
生体用インプラント部品およびその製造方法Info
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- Dental Prosthetics (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体用インプラント部
品の製造方法、さらに詳しくは、例えば臨床医学の分野
において、人間の体内に埋め込まれる人工歯根、人工関
節等として用いるための酸化カルシウムおよび燐を含む
化合物を基材の表面に蒸着させた生体用インプラント部
品およびその製造方法に関するものである。
品の製造方法、さらに詳しくは、例えば臨床医学の分野
において、人間の体内に埋め込まれる人工歯根、人工関
節等として用いるための酸化カルシウムおよび燐を含む
化合物を基材の表面に蒸着させた生体用インプラント部
品およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、基材の表面に、蒸着により薄膜を
形成する方法として、プラズマスプレイ法が公知であ
る。一方、近年、新材料開発が盛んに行われているなか
で、新たな生体材料の開発が特に注目されている。例え
ば臨床医学の分野において用いられる人工歯根、人工関
節等の生体用インプラント部品は、長期にわたって生体
内に置かれるため、耐久性および生体との親和性等の点
で極めて厳しい材料の制限を受ける。即ち、この材料
は、機械的強度、化学的安定性、耐食性、非毒性、生体
親和性等の多くの点で優れた特性を有することが要求さ
れる。しかしながら、これらの要求のすべてを満たす単
独材料はなく、複合材料の開発に頼らざるを得ない。人
工歯根、人工関節の場合においても、生体親和性、化学
的安定性等の特性は、殆どが表面の材料組成によって決
定されるため、表面加工、特に上記蒸着による薄膜形成
の必要性が生じる。
形成する方法として、プラズマスプレイ法が公知であ
る。一方、近年、新材料開発が盛んに行われているなか
で、新たな生体材料の開発が特に注目されている。例え
ば臨床医学の分野において用いられる人工歯根、人工関
節等の生体用インプラント部品は、長期にわたって生体
内に置かれるため、耐久性および生体との親和性等の点
で極めて厳しい材料の制限を受ける。即ち、この材料
は、機械的強度、化学的安定性、耐食性、非毒性、生体
親和性等の多くの点で優れた特性を有することが要求さ
れる。しかしながら、これらの要求のすべてを満たす単
独材料はなく、複合材料の開発に頼らざるを得ない。人
工歯根、人工関節の場合においても、生体親和性、化学
的安定性等の特性は、殆どが表面の材料組成によって決
定されるため、表面加工、特に上記蒸着による薄膜形成
の必要性が生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】生体用インプラント部
品の場合、基材の表面に厚さ数μｍ或はそれ以下のオー
ダの薄膜を形成することが要求される。また、生体親和
性という観点からみれば、基材の表面の薄膜の材料とし
ては、骨の主たる構成物質であるハイドロキシアパタイ
ト（3Ca3(PO4)2・Ca(OH)2）が望ましい。しかしながら、
ハイドロキシアパタイトの粉末を高熱プラズマ中で溶融
させて、基材に噴射させて蒸着させるプラズマスプレイ
法の場合、基材と蒸着された膜との温度差が大きく、膜
の密着性が悪いという問題および基材の過熱の問題等が
生じる。また、この方法では、μｍ以下の膜厚制御はで
きず、必要以上に大きい膜厚が生体親和性を害するとい
う問題も考えられる。さらに、この方法により蒸着され
た膜の組成はハイドロキシアパタイトの組成とは大きく
異なったものになってしまうという問題もある。本発明
は、斯る従来の問題点に鑑みてなされたもので、機械的
強度、化学的安定性、耐食性、非毒性、生体親和性、密
着性等の点で優れた特性を有するハイドロキシアパタイ
ト、或はこれに近い組成を有する物質を蒸着させた生体
用インプラント部品およびその製造方法を提供しようと
するものである。
品の場合、基材の表面に厚さ数μｍ或はそれ以下のオー
ダの薄膜を形成することが要求される。また、生体親和
性という観点からみれば、基材の表面の薄膜の材料とし
ては、骨の主たる構成物質であるハイドロキシアパタイ
ト（3Ca3(PO4)2・Ca(OH)2）が望ましい。しかしながら、
ハイドロキシアパタイトの粉末を高熱プラズマ中で溶融
させて、基材に噴射させて蒸着させるプラズマスプレイ
法の場合、基材と蒸着された膜との温度差が大きく、膜
の密着性が悪いという問題および基材の過熱の問題等が
生じる。また、この方法では、μｍ以下の膜厚制御はで
きず、必要以上に大きい膜厚が生体親和性を害するとい
う問題も考えられる。さらに、この方法により蒸着され
た膜の組成はハイドロキシアパタイトの組成とは大きく
異なったものになってしまうという問題もある。本発明
は、斯る従来の問題点に鑑みてなされたもので、機械的
強度、化学的安定性、耐食性、非毒性、生体親和性、密
着性等の点で優れた特性を有するハイドロキシアパタイ
ト、或はこれに近い組成を有する物質を蒸着させた生体
用インプラント部品およびその製造方法を提供しようと
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明は、基材の表面に酸化カルシウムおよび、
燐を含む化合物を蒸着させて薄膜を形成するとともに、
上記基材と上記薄膜との界面部に原子混合層を形成し
た。
に、第１発明は、基材の表面に酸化カルシウムおよび、
燐を含む化合物を蒸着させて薄膜を形成するとともに、
上記基材と上記薄膜との界面部に原子混合層を形成し
た。
【０００５】また、第２発明は、高真空中で、この照射
と同時に、或は交互に基材に向けてアシスト用イオンビ
ームを照射し、基材表面を覆う雰囲気中の酸素および−
ＯＨ基の量を制御しつつ上記ターゲット物質である酸化
カルシウムおよび燐を含む化合物を上記表面に蒸着させ
て薄膜を形成するようにした。
と同時に、或は交互に基材に向けてアシスト用イオンビ
ームを照射し、基材表面を覆う雰囲気中の酸素および−
ＯＨ基の量を制御しつつ上記ターゲット物質である酸化
カルシウムおよび燐を含む化合物を上記表面に蒸着させ
て薄膜を形成するようにした。
【０００６】さらに、第３発明は、スパッタリング用イ
オンビームの照射を受けてスパッタリングした上記化合
物を上記表面に蒸着させるようにした。
オンビームの照射を受けてスパッタリングした上記化合
物を上記表面に蒸着させるようにした。
【０００７】さらに、第４発明は、蒸発させた上記化合
物を上記表面に蒸着させるようにした。
物を上記表面に蒸着させるようにした。
【０００８】さらに、第５発明は、上記アシスト用イオ
ンビームのエネルギを１０ｅＶから４００００ｅＶの範
囲内とし、上記基材への到達比（アシスト用イオンの個
数÷上記表面に到達する化合物の分子（分子量Ｍ）の個
数）を０．００１×Ｍから１×Ｍの範囲内とした。
ンビームのエネルギを１０ｅＶから４００００ｅＶの範
囲内とし、上記基材への到達比（アシスト用イオンの個
数÷上記表面に到達する化合物の分子（分子量Ｍ）の個
数）を０．００１×Ｍから１×Ｍの範囲内とした。
【０００９】
【作用】上記第１発明のように構成することにより、基
材と薄膜との密着性および薄膜の緻密性がよくなるとと
もに、インプラント部品の表面の組成が骨の組成と同一
かこれに近いものとなることによって生体適合性がよく
なる。また、第２〜第５発明のように構成することによ
り、表面の組成が骨の組成と同一かこれに近いインプラ
ント部品の製造ができるようになる。
材と薄膜との密着性および薄膜の緻密性がよくなるとと
もに、インプラント部品の表面の組成が骨の組成と同一
かこれに近いものとなることによって生体適合性がよく
なる。また、第２〜第５発明のように構成することによ
り、表面の組成が骨の組成と同一かこれに近いインプラ
ント部品の製造ができるようになる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。図１は、第１発明に係る生体用インプラント
部品を示し、基材１の表面を薄膜２で覆って形成されて
いる。この薄膜２は、上記表面に酸化カルシウムおよび
燐を含む化合物（Cax(POα)y(OH)z）を蒸着させて形成
されており、その厚さ数μｍ或はそれ以下オーダであ
る。なお、本実施例は、例えば人口歯根として用いられ
るものを示したが、このようにねじ形状の他、筒形状の
ものでもよく、その形状は何等限定されないことは言う
までもない。したがって、第１発明に係る生体用インプ
ラント部品が、人口関節として用いられる場合は、この
インプラント部品は元の関節の形状に形成される。ここ
で、基材１の材料としては、特に限定するものではない
が、チタン、ステンレス、各種合金、セラミックス、高
分子材料等が使用できる。また、上述したハイドロキシ
アパタイト（3Ca3(PO4)2・Ca(OH)2）は上記化合物の内の
一物質であり、薄膜２は、骨の組成と同一か、これに近
い組成を有するものとなっており、生体適合性の点で優
れている。さらに付言すれば、この薄膜２は、この生体
適合性を考慮し、インプラントの目的（例：人工歯根，
人工関節等）に応じて、最適な組成を有するものとなる
ように調整され、形成される。なお、以下、この化合物
をアパタイト系物質という。さらに、後述するように、
基材１と薄膜２との界面部には原子混合層が形成され、
基材１に対する薄膜２の密着性および薄膜２の緻密性は
良好なものとなっている。
説明する。図１は、第１発明に係る生体用インプラント
部品を示し、基材１の表面を薄膜２で覆って形成されて
いる。この薄膜２は、上記表面に酸化カルシウムおよび
燐を含む化合物（Cax(POα)y(OH)z）を蒸着させて形成
されており、その厚さ数μｍ或はそれ以下オーダであ
る。なお、本実施例は、例えば人口歯根として用いられ
るものを示したが、このようにねじ形状の他、筒形状の
ものでもよく、その形状は何等限定されないことは言う
までもない。したがって、第１発明に係る生体用インプ
ラント部品が、人口関節として用いられる場合は、この
インプラント部品は元の関節の形状に形成される。ここ
で、基材１の材料としては、特に限定するものではない
が、チタン、ステンレス、各種合金、セラミックス、高
分子材料等が使用できる。また、上述したハイドロキシ
アパタイト（3Ca3(PO4)2・Ca(OH)2）は上記化合物の内の
一物質であり、薄膜２は、骨の組成と同一か、これに近
い組成を有するものとなっており、生体適合性の点で優
れている。さらに付言すれば、この薄膜２は、この生体
適合性を考慮し、インプラントの目的（例：人工歯根，
人工関節等）に応じて、最適な組成を有するものとなる
ように調整され、形成される。なお、以下、この化合物
をアパタイト系物質という。さらに、後述するように、
基材１と薄膜２との界面部には原子混合層が形成され、
基材１に対する薄膜２の密着性および薄膜２の緻密性は
良好なものとなっている。
【００１１】次に、第２，第３，第５発明に係る生体用
インプラント部品の製造方法が適用される装置の概略を
図２に示す。この装置は、イオンビームアシストスパッ
タ蒸着法を採用したもので、真空ポンプ１１により真空
引きされ、高真空状態に保たれたチャンバー１２を備え
ている。なお、真空ポンプ１１は必ずしも１台に限るも
のでなく、複数台であってもよい（例：低真空用，高真
空用）。このチャンバー１２内には、ターゲット支持台
１３が配置されており、その上にターゲット物質である
アパタイト系物質１４が置かれている。このアパタイト
系物質１４には、イオン源１５からスパッタリング用イ
オンビームが照射されるようになっている。本実施例で
は、イオン源１５には、開閉弁１６を介してアルゴンガ
ス供給源１７が接続してあり、アパタイト系物質１４に
アルゴンのイオンビームを照射してアパタイト系物質を
スパッタさせるようにしてある。
インプラント部品の製造方法が適用される装置の概略を
図２に示す。この装置は、イオンビームアシストスパッ
タ蒸着法を採用したもので、真空ポンプ１１により真空
引きされ、高真空状態に保たれたチャンバー１２を備え
ている。なお、真空ポンプ１１は必ずしも１台に限るも
のでなく、複数台であってもよい（例：低真空用，高真
空用）。このチャンバー１２内には、ターゲット支持台
１３が配置されており、その上にターゲット物質である
アパタイト系物質１４が置かれている。このアパタイト
系物質１４には、イオン源１５からスパッタリング用イ
オンビームが照射されるようになっている。本実施例で
は、イオン源１５には、開閉弁１６を介してアルゴンガ
ス供給源１７が接続してあり、アパタイト系物質１４に
アルゴンのイオンビームを照射してアパタイト系物質を
スパッタさせるようにしてある。
【００１２】このスパッタリング用イオンビームのエネ
ルギは０．４〜６．０ｋｅＶの範囲内が好ましく、照射
角度は、アパタイト系物質１４の表面の法線に対する角
度が４５゜となるようにするのが好ましいが、本発明は
これらの数値に限定するものではない。また、このスパ
ッタリング用のガスは、不活性ガスであることが好まし
いが、これに限定するものではなく、スパッタさせ得る
程度の重量を有し、イオン化が容易で、スパッタさせら
れたアパタイト系物質中に不純物を混入させないもので
ある。一方、チャンバー１２の上部には、温度調節可能
で、かつ回転可能な基材支持部１８が設けられており、
この基材支持部１８に、例えばチタン、ステンレス、セ
ラミックス、或は高分子物質を、使用目的（例：人口歯
根、人口関節）に適した形状に形成された基材１９が支
持されている。基材支持部１８の側方には、蒸着率を監
視するためのモニター装置２０が配置されている。
ルギは０．４〜６．０ｋｅＶの範囲内が好ましく、照射
角度は、アパタイト系物質１４の表面の法線に対する角
度が４５゜となるようにするのが好ましいが、本発明は
これらの数値に限定するものではない。また、このスパ
ッタリング用のガスは、不活性ガスであることが好まし
いが、これに限定するものではなく、スパッタさせ得る
程度の重量を有し、イオン化が容易で、スパッタさせら
れたアパタイト系物質中に不純物を混入させないもので
ある。一方、チャンバー１２の上部には、温度調節可能
で、かつ回転可能な基材支持部１８が設けられており、
この基材支持部１８に、例えばチタン、ステンレス、セ
ラミックス、或は高分子物質を、使用目的（例：人口歯
根、人口関節）に適した形状に形成された基材１９が支
持されている。基材支持部１８の側方には、蒸着率を監
視するためのモニター装置２０が配置されている。
【００１３】また、基材１９には、スパッタリング用イ
オンビームの照射と同時に、或はこの照射と交互にアシ
スト用イオンビームを照射するイオン源２１が設けられ
ている。本実施例では、このイオン源２１は開閉弁２２
を介して酸素ガス供給源２３が接続されており、基材１
９に向けて酸素のイオンビームを照射するようになって
いる。このイオンビームのエネルギは１０〜４００００
ｅＶの範囲内とするのが好ましい。また、基材１９への
到達比（イオン源２１から放出されるイオンの個数÷ス
パッタリングさせられるアパタイト系物質の分子（分子
量Ｍ）の個数）を０．００１×Ｍ〜１×Ｍの範囲内とす
るのが好ましい。このアシスト用ビームのイオン種とし
ては、酸素の様な活性イオン種が好ましいが、これに限
定するものでなく、後述するイオンビームミキシングを
促進するものであれば不活性イオン種も含まれる。さら
に、本実施例では、開閉弁２４を介して酸素ガス供給源
２５に接続され、基材１９に向けて酸素ガスを供給する
酸素ガス供給部２６が設けられている。好ましくは、蒸
着面でのチャージアップを阻止する手段を設けるのがよ
く、この手段自体は公知のものである。
オンビームの照射と同時に、或はこの照射と交互にアシ
スト用イオンビームを照射するイオン源２１が設けられ
ている。本実施例では、このイオン源２１は開閉弁２２
を介して酸素ガス供給源２３が接続されており、基材１
９に向けて酸素のイオンビームを照射するようになって
いる。このイオンビームのエネルギは１０〜４００００
ｅＶの範囲内とするのが好ましい。また、基材１９への
到達比（イオン源２１から放出されるイオンの個数÷ス
パッタリングさせられるアパタイト系物質の分子（分子
量Ｍ）の個数）を０．００１×Ｍ〜１×Ｍの範囲内とす
るのが好ましい。このアシスト用ビームのイオン種とし
ては、酸素の様な活性イオン種が好ましいが、これに限
定するものでなく、後述するイオンビームミキシングを
促進するものであれば不活性イオン種も含まれる。さら
に、本実施例では、開閉弁２４を介して酸素ガス供給源
２５に接続され、基材１９に向けて酸素ガスを供給する
酸素ガス供給部２６が設けられている。好ましくは、蒸
着面でのチャージアップを阻止する手段を設けるのがよ
く、この手段自体は公知のものである。
【００１４】そして、斯る構成により、基材１９の表面
を覆う雰囲気中の酸素，−ＯＨ基の量が酸素ガス供給部
２６，イオン源２１により調節されつつ、上記表面にア
パタイト系物質が蒸着されていき、厚さ数μｍ或はそれ
以下の薄膜が形成される。この蒸着は、上記チャージア
ップを阻止することにより促進される。この薄膜形成に
際して、基材１９と薄膜との界面部で、アシスト用イオ
ンビームの照射による原子混合、即ちイオンビームミキ
シングが行われ、上記界面部に原子混合層が形成され
る。このイオンビームによる前処理が行われることによ
り、基材１９と薄膜との密着性が極めて良好となり、こ
れと同時に薄膜の緻密化が促進され、生体適合性に優れ
たインプラント部品が得られる。また、上記雰囲気中の
酸素，−ＯＨ基の量を調整しつつ、アシスト用のイオン
ビームの同時照射、或は交互照射が行われることによ
り、アパタイト系物質の化学量論的な組成比（上記ｘ：
ｙ：ｚ，α）の制御が行われ、生体に適合した組成のも
のが形成される。
を覆う雰囲気中の酸素，−ＯＨ基の量が酸素ガス供給部
２６，イオン源２１により調節されつつ、上記表面にア
パタイト系物質が蒸着されていき、厚さ数μｍ或はそれ
以下の薄膜が形成される。この蒸着は、上記チャージア
ップを阻止することにより促進される。この薄膜形成に
際して、基材１９と薄膜との界面部で、アシスト用イオ
ンビームの照射による原子混合、即ちイオンビームミキ
シングが行われ、上記界面部に原子混合層が形成され
る。このイオンビームによる前処理が行われることによ
り、基材１９と薄膜との密着性が極めて良好となり、こ
れと同時に薄膜の緻密化が促進され、生体適合性に優れ
たインプラント部品が得られる。また、上記雰囲気中の
酸素，−ＯＨ基の量を調整しつつ、アシスト用のイオン
ビームの同時照射、或は交互照射が行われることによ
り、アパタイト系物質の化学量論的な組成比（上記ｘ：
ｙ：ｚ，α）の制御が行われ、生体に適合した組成のも
のが形成される。
【００１５】図３は、図２に示す装置において原子混合
層が形成される状態を単純化して示したもので、図２に
示す部分と共通する部分には同一番号を付してある。図
３においてＡの部分が基材１９を、Ｂが原子混合層から
なる界面部を、Ｃが薄膜が形成される部分を示してい
る。図４は、スパッタリング用イオンビームのエネルギ
を３０００ｅＶとし、アシスト用のイオンビーム電流Ｉ
（μＡ／ｃｍ2）を変えて基材への到達比を０から０．
００６５×Ｍまで種々変化させて形成した薄膜につい
て、スクラッチテスト法を採用して、薄膜を剥離させる
のに要する力Ｆ（ｇｆ）を実測した結果を示したもので
ある。なお、図４において○印は基材がＳｉの場合、●
印は基材がＴｉの場合を示している。いずれの場合も、
イオンビーム電流Ｉが５μＡ／ｃｍ2のときに、密着性
が最も良好となり、金属と異なった材料にも本発明が適
用できることを示している。また、均一性が極めて良好
な薄膜が形成された。
層が形成される状態を単純化して示したもので、図２に
示す部分と共通する部分には同一番号を付してある。図
３においてＡの部分が基材１９を、Ｂが原子混合層から
なる界面部を、Ｃが薄膜が形成される部分を示してい
る。図４は、スパッタリング用イオンビームのエネルギ
を３０００ｅＶとし、アシスト用のイオンビーム電流Ｉ
（μＡ／ｃｍ2）を変えて基材への到達比を０から０．
００６５×Ｍまで種々変化させて形成した薄膜につい
て、スクラッチテスト法を採用して、薄膜を剥離させる
のに要する力Ｆ（ｇｆ）を実測した結果を示したもので
ある。なお、図４において○印は基材がＳｉの場合、●
印は基材がＴｉの場合を示している。いずれの場合も、
イオンビーム電流Ｉが５μＡ／ｃｍ2のときに、密着性
が最も良好となり、金属と異なった材料にも本発明が適
用できることを示している。また、均一性が極めて良好
な薄膜が形成された。
【００１６】さらに、上記雰囲気中の酸素，−ＯＨ基の
量を調整、スパッタリング用イオンビームの照射角度の
調整等、加工諸条件を変えて、到達比が０．００１×Ｍ
〜１×Ｍの範囲内で、イオンビームミキシングを行わせ
つつ、蒸着された膜の表面におけるアシスト用イオンビ
ームの作用に基づくスパッタリングによる膜厚減少を抑
制して膜厚を増大させることにより、数ｎｍから数μｍ
までの膜厚調節ができる。このようにして形成されたア
パタイト系物質の薄膜で覆われたインプラント部品は、
耐食性において極めて優れている。さらに、アシスト用
のイオンビームの電流およびエネルギ、酸素ガス供給部
２６からの酸素ガス量を変えることにより、薄膜中の超
微細空洞の密度，寸法を変えることができ、この密度，
寸法を適宜調整することにより、ポーラス状のものから
高緻密のものまで、適宜表面の粗さを調節でき、生体親
和性を向上させることができる。
量を調整、スパッタリング用イオンビームの照射角度の
調整等、加工諸条件を変えて、到達比が０．００１×Ｍ
〜１×Ｍの範囲内で、イオンビームミキシングを行わせ
つつ、蒸着された膜の表面におけるアシスト用イオンビ
ームの作用に基づくスパッタリングによる膜厚減少を抑
制して膜厚を増大させることにより、数ｎｍから数μｍ
までの膜厚調節ができる。このようにして形成されたア
パタイト系物質の薄膜で覆われたインプラント部品は、
耐食性において極めて優れている。さらに、アシスト用
のイオンビームの電流およびエネルギ、酸素ガス供給部
２６からの酸素ガス量を変えることにより、薄膜中の超
微細空洞の密度，寸法を変えることができ、この密度，
寸法を適宜調整することにより、ポーラス状のものから
高緻密のものまで、適宜表面の粗さを調節でき、生体親
和性を向上させることができる。
【００１７】図５は、第２，第４，第５発明に係る生体
用インプラント部品の製造方法が適用される装置を示
し、図２に示す装置と互いに共通する部分には、同一番
号を付して説明を省略する。この装置は、いわゆるイオ
ンビームアシスト蒸着法を適用したもので、ターゲット
物質支持台３１上に支持されたアパタイト系物質１４に
対して電子銃３２から電子ビームを照射させて、アパタ
イト系物質１４を蒸発させ、上記装置の場合と同様にし
て基材１９上にアパタイト系物質を蒸着させ、インプラ
ント部品を形成するようにしたものである。
用インプラント部品の製造方法が適用される装置を示
し、図２に示す装置と互いに共通する部分には、同一番
号を付して説明を省略する。この装置は、いわゆるイオ
ンビームアシスト蒸着法を適用したもので、ターゲット
物質支持台３１上に支持されたアパタイト系物質１４に
対して電子銃３２から電子ビームを照射させて、アパタ
イト系物質１４を蒸発させ、上記装置の場合と同様にし
て基材１９上にアパタイト系物質を蒸着させ、インプラ
ント部品を形成するようにしたものである。
【００１８】図２に示す装置において、スパッタリング
用イオンビームの電流，エネルギの調整をしていたのに
代えて、この図５に示す装置では電子銃３２からの電子
ビームの電流、エネルギを調整する以外は、上記同様に
酸素ガス供給部２６，イオン源２１により酸素，−ＯＨ
基の量を調節しつつ基材１９上への蒸着が行われる。そ
して、この装置により上記同様のインプラント部品が形
成される。なお、アパタイト系物質１４を蒸発させる手
段は、電子銃３２に限定されるものでなく、アパタイト
系物質１４を加熱して蒸発させ得るものならばよい。
用イオンビームの電流，エネルギの調整をしていたのに
代えて、この図５に示す装置では電子銃３２からの電子
ビームの電流、エネルギを調整する以外は、上記同様に
酸素ガス供給部２６，イオン源２１により酸素，−ＯＨ
基の量を調節しつつ基材１９上への蒸着が行われる。そ
して、この装置により上記同様のインプラント部品が形
成される。なお、アパタイト系物質１４を蒸発させる手
段は、電子銃３２に限定されるものでなく、アパタイト
系物質１４を加熱して蒸発させ得るものならばよい。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、第１発
明によれば、基材の表面に酸化カルシウムおよび燐を含
む化合物を蒸着させて薄膜を形成するとともに、上記基
材と上記薄膜との界面部に原子混合層を形成してある。
このため、この第１発明に係る生体用インプラント部品
は、機械的強度、化学的安定性、耐食性、非毒性、生体
親和性、薄膜の微小膜厚、密着性、緻密性等の多くの点
で優れた特性を備えさせという効果を奏する。
明によれば、基材の表面に酸化カルシウムおよび燐を含
む化合物を蒸着させて薄膜を形成するとともに、上記基
材と上記薄膜との界面部に原子混合層を形成してある。
このため、この第１発明に係る生体用インプラント部品
は、機械的強度、化学的安定性、耐食性、非毒性、生体
親和性、薄膜の微小膜厚、密着性、緻密性等の多くの点
で優れた特性を備えさせという効果を奏する。
【００２０】また、第２発明によれば、高真空中で、こ
の照射と同時に、或は交互に基材に向けてアシスト用イ
オンビームを照射し、基材表面を覆う雰囲気中の酸素お
よび−ＯＨ基の量を制御しつつ上記ターゲット物質であ
る酸化カルシウムおよび燐を含む化合物を上記表面に蒸
着させて薄膜を形成するようにしてある。
の照射と同時に、或は交互に基材に向けてアシスト用イ
オンビームを照射し、基材表面を覆う雰囲気中の酸素お
よび−ＯＨ基の量を制御しつつ上記ターゲット物質であ
る酸化カルシウムおよび燐を含む化合物を上記表面に蒸
着させて薄膜を形成するようにしてある。
【００２１】さらに、第３発明によれば、スパッタリン
グ用イオンビームの照射を受けてスパッタリングした上
記化合物を上記表面に蒸着させるようにしてある。
グ用イオンビームの照射を受けてスパッタリングした上
記化合物を上記表面に蒸着させるようにしてある。
【００２２】さらに、第４発明によれば、蒸発させた上
記化合物を上記表面に蒸着させるようにしてある。
記化合物を上記表面に蒸着させるようにしてある。
【００２３】さらに、第５発明によれば、上記アシスト
用イオンビームのエネルギを１０ｅＶから４００００ｅ
Ｖの範囲内とし、上記基材への到達比（アシスト用イオ
ンの個数÷上記表面に到達する化合物の分子（分子量
Ｍ）の個数）を０．００１×Ｍから１×Ｍの範囲内とし
てある。
用イオンビームのエネルギを１０ｅＶから４００００ｅ
Ｖの範囲内とし、上記基材への到達比（アシスト用イオ
ンの個数÷上記表面に到達する化合物の分子（分子量
Ｍ）の個数）を０．００１×Ｍから１×Ｍの範囲内とし
てある。
【００２４】このため、数ｎｍから数μｍまでの薄膜の
膜厚を調節して、密着性、緻密性が良好な薄膜形成が可
能となり、機械的強度、化学的安定性、耐食性、非毒
性、生体親和性等の多くの点で優れた特性を備えた生体
用インプラント部品の製造が可能になるという効果を奏
する。
膜厚を調節して、密着性、緻密性が良好な薄膜形成が可
能となり、機械的強度、化学的安定性、耐食性、非毒
性、生体親和性等の多くの点で優れた特性を備えた生体
用インプラント部品の製造が可能になるという効果を奏
する。
【図１】 第１発明に係る生体用インプラント部品の一
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図２】 第２、第３、第５発明に係る製造方法が適用
され、第１発明に係る生体用インプラント部品を製造す
るイオンビームアシストスパッタリング蒸着法を採用し
た装置の概略を示す図である。
され、第１発明に係る生体用インプラント部品を製造す
るイオンビームアシストスパッタリング蒸着法を採用し
た装置の概略を示す図である。
【図３】 図２に示す装置において原子混合層が形成さ
れる状態を単純化して示した図である。
れる状態を単純化して示した図である。
【図４】 アシスト用イオンビーム電流と薄膜を剥離さ
せるのに要する力との関係を示す図である。
せるのに要する力との関係を示す図である。
【図５】 第２、第４、第５発明に係る製造方法が適用
され、第１発明に係るイオンビームアシスト蒸着法を採
用した生体用インプラント部品を製造する装置の概略を
示す図である。
され、第１発明に係るイオンビームアシスト蒸着法を採
用した生体用インプラント部品を製造する装置の概略を
示す図である。
１ 基材 ２ 薄膜 １１ 真空ポンプ １２ チャンバー １４ アパタイト系物質 １５ イオン源 １７ アルゴンガス供給源 １９ 基材 ２１ イオン源 ２３，２５ 酸素
ガス供給源 ２６ 酸素ガス供給部 ３２ 電子銃
ガス供給源 ２６ 酸素ガス供給部 ３２ 電子銃
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 14/46 Ｃ２３Ｃ 14/46 Ｂ
Claims (5)
- 【請求項１】 基材の表面に酸化カルシウムおよび燐を
含む化合物を蒸着させて薄膜を形成するとともに、上記
基材と上記薄膜との界面部に原子混合層を形成したこと
を特徴とする生体用インプラント部品。 - 【請求項２】 高真空中で、この照射と同時に、或は交
互に基材に向けてアシスト用イオンビームを照射し、基
材表面を覆う雰囲気中の酸素および−ＯＨ基の量を制御
しつつ上記ターゲット物質である酸化カルシウムおよび
燐を含む化合物を上記表面に蒸着させて薄膜を形成する
ことを特徴とする生体用インプラント部品の製造方法。 - 【請求項３】 スパッタリング用イオンビームの照射を
受けてスパッタリングした上記化合物を上記表面に蒸着
させることを特徴とする請求項２項に記載の生体用イン
プラント部品の製造方法。 - 【請求項４】 蒸発させた上記化合物を上記表面に蒸着
させることを特徴とする請求項２項に記載の生体用イン
プラント部品の製造方法。 - 【請求項５】 上記アシスト用イオンビームのエネルギ
を１０ｅＶから４００００ｅＶの範囲内とし、上記基材
への到達比（アシスト用イオンの個数÷上記表面に到達
する化合物の分子（分子量Ｍ）の個数）を０．００１×
Ｍから１×Ｍの範囲内としたことを特徴とする請求項３
または４に記載の生体用インプラント部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186930A JP2562283B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 生体用インプラント部品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6186930A JP2562283B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 生体用インプラント部品およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856963A JPH0856963A (ja) | 1996-03-05 |
| JP2562283B2 true JP2562283B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=16197209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6186930A Expired - Fee Related JP2562283B2 (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-09 | 生体用インプラント部品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562283B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3836444B2 (ja) | 2002-05-30 | 2006-10-25 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ハイドロキシアパタイト複合体およびその製造方法、ならびに、それを用いた医療用材料 |
| US20060068224A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-03-30 | George Grobe | Coated biomedical device and associated method |
| JP4522822B2 (ja) * | 2004-11-11 | 2010-08-11 | 学校法人近畿大学 | 高生体親和性を持つ多孔質インプラント及びその製造方法 |
| US8360000B2 (en) | 2005-11-28 | 2013-01-29 | Japan Science And Technology Agency | Flocked medical instrument to be placed in the body, method of producing the medical instrument to be placed in the body and apparatus for producing the medical instrument to be placed in the body |
| WO2010017451A2 (en) * | 2008-08-07 | 2010-02-11 | Exogenesis Corporation | Medical device for bone implant and method for producing such a device |
| WO2014048555A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | Straumann Holding Ag | A dental implant or abutment comprising a ceramic body covered with a monomolecular phosphate layer |
-
1994
- 1994-08-09 JP JP6186930A patent/JP2562283B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0856963A (ja) | 1996-03-05 |
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