JP2000513615A - 骨移植片用生物活性表面層 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】０．０１μｍから５ｍｍ厚の生物活性表面層が金属性骨移植片に適切である。表面層は以下の組成を有する：（Ａ）カルシウム化合物（ＣａＸ）、これは結晶燐酸カルシウム（ＣａＰ）、カルシウム燐灰石（ＣａＡｐ）および／または炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）からなり、比率は以下の式で示される：１００％（ＣａＸ）＝Σ［ｘ％（ＣａＰ）＋ｙ％（ＣａＡｐ）＋ｚ％（ＣａＣＯ₃）］、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、０≦ｘ≦１００；０≦ｙ≦１００；０≦ｚ≦１００、粒子の形が２０ｎｍから４ｍｍであり；および（Ｂ）非晶または結晶の金属酸化物（ＭｅＯ）。表面層中のＣａＸとＭｅＯの間の比率は、特定の塗膜工程の結果により好ましく変えることができる。表面層の厚さは０．０１μｍと５ｍｍの間にあり、かつＣａＸ粒子は２０ｎｍから４ｍｍの大きさである。

Description

【発明の詳細な説明】 骨移植片用生物活性表面層 この発明は、特許請求の範囲第１項の前提部分に相当する金属性骨移植片用の表面層に関するものである。金属性骨移植片、特に耐久性移植片を目的とするものは、骨の中または表面における耐久的かつ安定な固定を達成するために、しばしば生物活性層で被覆される。移植片の(Alloplastische)生物性材料が、生きている骨組織に強固に固着する化学的結合をする場合、生物活性をもつと呼ばれる。主としてプラズマ被覆により生成する現在既知の表面被覆は、種々の欠点を示す；すなわち僅かな基質接着性しかもたないこと、構成の不安定性（結晶相）、層の構造および構成における変更の可能性がほとんどまたは全くないこと、および特に作業工程および生産設備が高価なことである。 現状の技術水準によると、金属酸化物（ＭｅＯ）および燐酸カルシウム（ＣａＰ）の混合物がすでに知られているが、それについて医学分野に対する具体的な応用は開示されていない。特に、このような混合物の製造と外科的移植片用の表面層としての応用については具体的報告が全く見られない。 本発明は、ここに解決手段を提供する。本発明は、金属性基質上に骨移植片用生物活性表面層を作成することにより表面層と基質の分離が起こらないようにすることを課題の基礎とするものである。 本発明は、上述の課題を、特許請求の範囲第１項の特徴部分が示す表面層により解決するものである。 本発明による表面層は、金属酸化物とカルシウム化合物の混合物から製造される。金属性基質上へ骨移植片層を積層するためには、生物活性または生物不活性として知られる原料成分が問題になる。以下の記載において金属酸化物およびカルシウム化合物と表示した原料成分は、集合概念として理解されるべきである。生物活性表面層は、例えば、酸化チタンおよびカルシウム水酸燐灰石から構成できる。本発明の表面層は、金属相（基質）およびセラミック相（酸化物＋カルシウム化合物の層）の間で層と基質の分離を全く示さず、そのため不均一な応力がかかったときこのセラミック表面層の脱離またはひび割れが阻止される。 本発明は、それが一時的固定（例えば堡塁用ねじ(Schanzsche Shrauben)）のためであるにせよ永久的固定（例えば口腔移植片）のためであるにせよ、らせん状の移植片の場合に特に利点を有する。また、この層を緻密にまたは多孔性に作ることができる。 本発明による表面層を備えた移植片の固定は、それぞれの形状に応じて、成形仕上げのみならず、むしろ優勢的に技工仕上げでも行われる。これは、１種以上のカルシウム化合物から表面層中に形成された相に基づいて、生物活性表面層と隣接する骨組織との化学結合を基礎とするものである。 この種の表面層は、湿式化学法（例えばゾルゲル法；沈殿）により製造することができ、そのため良好な再現性と明確な特徴を確保することができる。その上、これらの方法は、従来公知の方法（ＣＶＤ、ＰＶＤまたはプラズマスプレイ法）に較べると、比較的複雑でなく割安である。 本発明のかかる表面層の好ましい発展は、これらの製造法により層の構造の種々の変形が可能になることに基づく。これらの骨誘導性および生物活性表面層は緻密であることができ、または自由に選択できる多孔度により具体的用途に適応させることができる。さらに、全層厚に亘って、構成、例えばＭｅＯ：ＣａＰ比を、生物活性に関して最適になるように任意に変更できる。 以下に、この発明およびその発展を一般的記載および２個の実施例によりさらに詳細に説明する。一般的記載 この生物活性表面層の製造に使用される原料は、１種以上の、例えばチタン、クロム、ニオブ、タンタルその他これに類するものの金属酸化物（ＭｅＯ）、または非結晶形および／もしくは結晶形であるそれらの合金、並びに結晶形の燐酸カルシウム（ＣａＰ）および／またはカルシウム燐灰石（ＣａＡｐ）および／または炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）部分を含む１種またはそれ以上のカルシウム化合物（ＣａＸ）である。この場合、燐酸カルシウム（ＣａＰ）としては、カルシウム水酸燐灰石（水酸燐灰石、ＨＡ）、Ｃａ₅（ＰＯ₄）₃ＯＨおよび／またはβ−燐酸トリカルシウム（β−ＴＣＰ）、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂またはこれに類するものが考えられる。「カルシウム燐灰石」（ＣａＡｐ）の概念には、炭酸燐灰石（ＣＯ₃Ａｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆ＣＯ₃および／またはフッ素燐灰石（ＦＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｆ₂、および／または塩素燐灰石（ＣｌＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂、および／またはオキシ燐灰石（ＯＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｏが考えられる。上記混合物は、好ましくは金属性の、表面が酸化されるかまたは酸化されない基質に被覆をもたらす。ＭｅＯとＣａＸの間の濃度比は、全層厚に亘って一定であるかまたは変動するように選択することができる。変動するＭｅＯ：ＣａＸ比は、好ましくは、金属性基質の近傍で高い数値を示すように選択される。層の厚みは０．０１μｍと５ｍｍの間であることができる。 さらに、緻密なまたは多孔性の層を作ることができる。緻密な層については、０．０１μｍと５０μｍの間の厚みが最も有効である；これに対して、多孔性の層については、１０μｍと３ｍｍの間の値である。好ましくは、緻密な層における層の厚みは０．５μｍと２０μｍの間であり、多孔性の層の場合１００μｍと１ｍｍの間である。ＣａＸ−粒子の大きさは、２ｎｍないし４ｍｍが適当である。実施例１ １モルのオルトチタン酸テトラブチル（Ｃ₁₆Ｈ₃₆Ｏ₄Ｔｉ）エタノール溶液を準備する。次いで、同容量の水と硝酸（ＨＮＯ₃）の混合物を徐々に加えてエタノール中でチタンのゾルを製造する。濃度は、Ｔｉ：Ｈ₂Ｏ＝１：２でＴｉ：ＨＮＯ₃＝１００：１になるように選択する。 さらに、０．５モルの硝酸カルシウム４水化物［Ｃａ（ＮＯ₃）・４Ｈ₂Ｏ］エタノール溶液を準備する。次いで、５酸化燐（Ｐ₂Ｏ₅）をエタノールに溶解して１モルの燐酸エステル溶液Ｈ₃ＰＯ₄；ここでＲ＝（ＣＨ₂ＣＨ₃）］を生成させる。この溶液を硝酸カルシウム溶液に混合してＣａ：Ｐ比を１０：６にする。この溶液を前もって製造したチタンゾルに徐々に添加する。 この場合、例えば基質に隣接する層の領域が高いチタン濃度を示し、他方、層の表面が高い燐酸カルシウム化合物濃度を示すように、種々のＴｉ：Ｃａ比を選択することができる。 次いで、これらの混合物を浸漬被覆法によりチタン基質上に被覆する。この操作は、Ｔｉ：Ｃａ比が次第に減少して行く溶液で幾度か繰り返す。この場合、各被覆工程の間に移植片を３５０℃に５分間加熱する。最後の被覆工程後、被覆した移植片を８５０℃に５分間加熱する。実施例２ クエン酸（Ｃ₆Ｈ₈Ｏ₇）を水に４モル濃度に溶解する。次いで、オルトチタン酸テトラブチル（Ｃ₁₆Ｈ₃₆Ｏ₄Ｔｉ）およびアセチルアセトン（Ｃ₅Ｈ₈Ｏ₂）を添加する。この際、（Ｃ₁₆Ｈ₃₆Ｏ₄Ｔｉ）：（Ｃ₅Ｈ₈Ｏ₂）：（Ｃ₆Ｈ₈Ｏ₇）の比は１：４：４になるようにする。さらに水中の酢酸カルシウム（Ｃ₄Ｈ₆ＣａＯ₄）から１モルのカルシウム溶液（Ｃａ）を製造する。ここで、５酸化燐（Ｐ₂Ｏ₅）をエタノールに溶解して１モル燐酸エステル溶液Ｈ₃ＰＯ₄；ここでＲ＝（ＣＨ₂ＣＨ₃）］を製造する。次いでこの溶液を、前もってオルトチタン酸テトラブチル、アセチルアセトンおよびクエン酸から製造した溶液に混合する。ここで前に製造した酢酸カルシウム溶液を徐々に添加し、その際Ｃａ：Ｐ比を１０：６に固定する。 このようにして、種々のＴｉ：Ｃａ比を選択することができ、それにより基質に隣接する層の領域が高いチタン濃度を示し、他方、層の表面が高い燐酸カルシウム化合物濃度を示すように製造することができる。 次いで、エチレングリコールの添加および溶媒の蒸発によりクエン酸溶液を重合させる。 次いでこれらの混合物を浸漬被覆法によりチタン基質上に被覆する。この工程は、Ｔｉ：Ｃａ比が次第に減少して行く溶液で繰り返し、この場合、各被覆工程の間に移植片を３５０℃に５分間加熱する。最後の被覆工程終了後、被覆した移植片を８５０℃に１０分間加熱しなければならない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年１月２９日（１９９９．１．２９）【補正内容】 明細書 骨移植片用生物活性表面層 この発明は、特許請求の範囲第１項の前提部分に相当する金属性骨移植片用の表面層に関するものである。金属性骨移植片、特に耐久性移植片を目的とするものは、骨の中または表面における耐久的かつ安定な固定を達成するために、しばしば生物活性層で被覆される。移植片の(Alloplastische)生物性材料が、生きている骨組織に強固に固着する化学的結合をする場合、生物活性をもつと呼ばれる。主としてプラズマ被覆により生成する現在既知の表面被覆は、種々の欠点を示す；すなわち僅かな基質接着性しかもたないこと、構成の不安定性（結晶相）、層の構造および構成における変更の可能性がほとんどまたは全くないこと、および特に作業工程および生産設備が高価なことである。 現状の技術水準によると、金属酸化物（ＭｅＯ）および燐酸カルシウム（ＣａＰ）の混合物がすでに知られているが、それについて医学分野に対する具体的な応用は開示されていない。特に、このような混合物の製造と外科的移植片用の表面層としての応用については具体的報告が全く見られない。 ドイツ国公開公報第３４１２９１５号によると、本体が内部に分散された燐灰石粒子をもつ表面部分を有し、本体中の燐灰石粒子混合物の溶融と遠心力の作用下における凝固により得られる移植片が知られている。この方法による欠点は、本体の溶融が不可欠なことと、凝固により生じ内部に分散燐灰石粒子をもつ緻密な表面部分である。 本発明は、ここに解決手段を提供する。本発明は、金属性基質上に骨移植片用生物活性表面層を作成することにより表面層と基質の分離が起こらないようにすることを課題の基礎とするものである。 本発明は、上述の課題を、特許請求の範囲第１項の特徴部分が示す表面層により解決するものである。 本発明による表面層は、金属酸化物とカルシウム化合物の混合物から製造される。金属性基質上へ骨移植片層を積層するためには、生物活性または生物不活性として知られる原料成分が問題になる。以下の記載において金属酸化物およびカルシウム化合物と表示した原料成分は、集合概念として理解されるべきである。生物活性表面層は、例えば、酸化チタンおよびカルシウム水酸燐灰石から構成できる。本発明の表面層は、金属相（基質）およびセラミック相（酸化物＋カルシウム化合物の層）の間で層と基質の分離を全く示さず、そのため不均一な応力がかかったときこのセラミック表面層の脱離またはひび割れが阻止される。 本発明は、それが一時的固定（例えば堡塁用ねじ(Schanzsche Shrauben)）のためであるにせよ永久的固定（例えば口腔移植片）のためであるにせよ、らせん状の移植片の場合に特に利点を有する。また、この層を緻密にまたは多孔性に作ることができる。 本発明による表面層を備えた移植片の固定は、それぞれの形状に応じて、成形仕上げのみならず、むしろ優勢的に技工仕上げでも行われる。これは、１種以上のカルシウム化合物から表面層中に形成された相に基づいて、生物活性表面層と隣接する骨組織との化学結合を基礎とするものである。 この種の表面層は、湿式化学法（例えばゾルゲル法；沈殿）により製造することができ、そのため良好な再現性と明確な特徴を確保することができる。その上、これらの方法は、従来公知の方法（ＣＶＤ、ＰＶＤまたはプラズマスプレイ法）に較べると、比鮫的複雑でなく割安である。 本発明のかかる表面層の好ましい発展は、これらの製造法により層の構造の種々の変形が可能になることに基づく。これらの骨誘導性および生物活性表面層は緻密であることができ、または自由に選択できる多孔度により具体的用途に適応させることができる。さらに、全層厚に亘って、構成、例えばＭｅＯ：ＣａＰ比を、生物活性に関して最適になるように任意に変更できる。 以下に、この発明およびその発展を一般的記載および２個の実施例によりさらに詳細に説明する。一般的記載 この生物活性表面層の製造に使用される原料は、１種以上の、例えばチタン、クロム、ニオブ、タンタルその他これに類するものの金属酸化物（ＭｅＯ）、または非結晶形および／もしくは結晶形であるそれらの合金、並びに結晶形の燐酸カルシウム（ＣａＰ）および／またはカルシウム燐灰石（ＣａＡｐ）および／または炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）部分を含む１種またはそれ以上のカルシウム化合物（ＣａＸ）である。この場合、燐酸カルシウム（ＣａＰ）としては、カルシウム水酸燐灰石（水酸燐灰石、ＨＡ）、Ｃａ₅（ＰＯ₄）₃ＯＨおよび／またはβ−燐酸トリカルシウム（β−ＴＣＰ）、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂またはこれに類するものが考えられる。「カルシウム燐灰石」（ＣａＡｐ）の概念には、炭酸燐灰石（ＣＯ₃Ａｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆ＣＯ₃および／またはフッ素燐灰石（ＦＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｆ₂、および／または塩素燐灰石（ＣｌＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂、および／またはオキシ燐灰石（ＯＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｏが考えられる。上記混合物は、好ましくは金属性の、表面が酸化されるかまたは酸化されない基質に被覆をもたらす。ＭｅＯとＣａＸの間の濃度比は、全層厚に亘って一定であるかまたは変動するように選択することができる。変動するＭｅＯ：ＣａＸ比は、好ましくは、金属性基質の近傍で高い数値を示すように選択される。層の厚みは、０．０１μｍと５ｍｍの間であることができる。 さらに、緻密なまたは多孔性の層を作ることができる。緻密な層については、０．０１μｍと５０μｍの間の厚みが最も有効である；これに対して、多孔性の層については、１０μｍと３ｍｍの間の値である。好ましくは、緻密な層における層の厚みは０．５μｍと２０μｍの間であり、多孔性の層の場合１００μｍと１ｍｍの間である。ＣａＸ−粒子の大きさは、２ｎｍないし４ｍｍが適当である。 好ましい実施態様の場合、燐酸カルシウム（ＣａＰ）は−カルシウム水酸燐灰石（ＨＡ）、Ｃａ₅（ＰＯ₄）₃ＯＨおよび／または−β−燐酸トリカルシウム（β−ＴＣＰ）、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂からなり、ここでΣ［ｘ₁％（ＨＡ）＋ｘ₂％（β−ＴＣＰ）］＝ｘ％；かつ０≦ｘ₁、ｘ₂≦ｘ；である。 表面層における（ＣａＰ）のＣａ：Ｐ原子比は、１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあるのが適当である。 表面層における（ＣａＣＯ₃）のＣａ：ＣＯ₃原子比は、１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあるのが適当である。 表面層における（ＣＯ₃Ａｐ）のＣａ：Ｐ原子比は、１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあるのが適当である。 （ＣａＰ）部分に関するｘについては、下記の関係が適当である：０≦ｘ≦１００、好ましくは５０≦ｘ≦１００。 好ましい実施態様において、生物活性表面層は孔がないように形成されるかまたは直径最高１μｍの孔を示す。 本発明の生物活性表面層の好ましい製造法は、金属移植片を、次第に減少して行く金属：カルシウム比をもつ、種々のカルシウムイオンおよび金属イオン含有溶液に順々に浸漬することに基づく。実施例１ １モルのオルトチタン酸テトラブチル（Ｃ₁₆Ｈ₃₆Ｏ₄Ｔｉ）エタノール溶液を準備する。次いで、同容量の水と硝酸（ＨＮＯ₃）の混合物を徐々に加えてエタノール中でチタンのゾルを製造する。濃度は、Ｔｉ：Ｈ₂Ｏ＝１：２でＴｉ：ＨＮＯ₃＝１００：１になるように選択する。 さらに、０．５モルの硝酸カルシウム４水化物［Ｃａ（ＮＯ₃）・４Ｈ₂Ｏ］エタノール溶液を準備する。次いで、５酸化燐（Ｐ₂Ｏ₅）をエタノールに溶解して１モルの燐酸エステル溶液Ｈ₃ＰＯ₄；ここでＲ＝（ＣＨ₂ＣＨ₃）］を生成させる。この溶液を硝酸カルシウム溶液に混合してＣａ：Ｐ比を１０：６にする。この溶液を前もって製造したチタンゾルに徐々に添加する。 この場合、例えば基質に隣接する層の領域が高いチタン濃度を示し、他方、層の表面が高い燐酸カルシウム化合物濃度を示すように、種々のＴｉ：Ｃａ比を選択することができる。 次いで、これらの混合物を浸漬被覆法によりチタン基質上に被覆する。この操作は、Ｔｉ：Ｃａ比が次第に減少して行く溶液で幾度か繰り返す。この場合、各被覆工程の間に移植片を３５０℃に５分間加熱する。最後の被覆工程後、被覆した移植片を８５０℃に５分間加熱する。実施例２ クエン酸（Ｃ₆Ｈ₈Ｏ₇）を水に４モル濃度に溶解する。次いで、オルトチタン酸テトラブチル（Ｃ₁₆Ｈ₃₆Ｏ₄Ｔｉ）およびアセチルアセトン（Ｃ₅Ｈ₈Ｏ₂）を添加する。この際、（Ｃ₁₆Ｈ₃₆Ｏ₄Ｔｉ）：（Ｃ₅Ｈ₈Ｏ₂）：（Ｃ₆Ｈ₈Ｏ₇）の比は１：４：４になるようにする。さらに水中の酢酸カルシウム（Ｃ₄Ｈ₆ＣａＯ₄）から１モルのカルシウム溶液（Ｃａ）を製造する。ここで、５酸化燐（Ｐ₂Ｏ₅）をエタノールに溶解して１モル燐酸エステル溶液Ｈ₃ＰＯ₄；ここでＲ＝（ＣＨ₂ＣＨ₃）］を製造する。次いでこの溶液を、前もってオルトチタン酸テトラブチル、アセチルアセトンおよびクエン酸から製造した溶液に混合する。ここで前に製造した酢酸カルシウム溶液を徐々に添加し、その際Ｃａ：Ｐ比を１０：６に固定する。 このようにして、種々のＴｉ：Ｃａ比を選択することができ、それにより基質に隣接する層の領域が高いチタン濃度を示し、他方、層の表面が高い燐酸カルシウム化合物濃度を示すように製造することができる。 次いで、エチレングリコールの添加および溶媒の蒸発によりクエン酸溶液を重合させる。 次いでこれらの混合物を浸漬被覆法によりチタン基質上に被覆する。この工程は、Ｔｉ：Ｃａ比が次第に減少して行く溶液で繰り返し、この場合、各被覆工程の間に移植片を３５０℃に５分間加熱する。最後の被覆工程終了後、被覆した移植片を８５０℃に１０分間加熱しなければならない。 請求の範囲 １． 表面層が結晶状燐酸カルシウム（ＣａＰ）および／またはカルシウム燐灰石（ＣａＡｐ）および／または炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）から構成されるカルシウム化合物（ＣａＸ）を含有し、（ＣａＸ）として粒子形状で存在するこれら３物質は全体として１００％（ＣａＸ）＝Σ［ｘ％（ＣａＰ）＋ｙ％（ＣａＡｐ）＋ｚ％（ＣａＣＯ₃）］、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、かつ ０≦ｘ≦１００ ０≦ｙ≦１００ ０≦ｚ≦１００に該当し、そしてＣａＸ粒子の大きさは２ｎｍと４ｍｍの間である、０．０１μｍと５ｍｍの間の厚みをもつ金属性骨移植片用生物活性表面層であって、表面層がさらに酸化アルミニウム以外の非結晶状または結晶状金属酸化物（ＭｅＯ）を含有し、表面層におけるＣａＸ：ＭｅＯのモル比が遊離表面に向かって下から上へ選択可能に増加することを特徴とする、金属性骨移植片用生物活性表面層。 ２． 表面層におけるＣａＸ：ＭｅＯのモル比が遊離表面に向かって下から上へ連続的に増加することを特徴とする、請求項１に記載の表面層。 ３． 燐酸カルシウム（ＣａＰ）が −カルシウム水酸燐灰石（ＨＡ）、Ｃａ₅（ＰＯ₄）₃ＯＨおよび／または −β−燐酸トリカルシウム（β−ＴＣＰ）、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂から構成され、ここでΣ［ｘ₁％（ＨＡ）＋ｘ₂％（β−ＴＣＰ）］＝ｘ％；かつ０≦ｘ₁、ｘ₂≦ｘであることを特徴とする、請求項１または２に記載の表面層。 ４． カルシウム燐灰石が： −炭酸燐灰石（ＣＯ₃Ａｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆ＣＯ₃および／または −フッ素燐灰石（ＦＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｆ₂および／または −塩素燐灰石（ＣｌＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂および／または −オキシ燐灰石（ＯＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｏであり、ここでΣ［ｙ₁％（ＣＯ₃Ａｐ）＋ｙ₂％（ＦＡｐ）＋ｙ₃％（ＣｌＡｐ）＋ｙ₄％（ＯＡｐ）］＝ｙ％;かつ０≦ｙ₁，ｙ₂，ｙ₃，ｙ₄≦ｙであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面層。 ５． 表面層における（ＣａＰ）のＣａ：Ｐ原子比が１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表面層。 ６． 表面層における（ＣａＣＯ₃）のＣａ：ＣＯ₃原子比が１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表面層。 ７． 表面層における（ＣＯ₃Ａｐ）のＣａ：Ｐ原子比が１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表面層。 ８． 表面層における（ＣＯ₃Ａｐ）のＣＯ₃：Ｐモル比が０：１と１０：１の間、好ましくは１：１０００と２：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表面層。 ９． 表面層におけるＣａＰ：ＣＯ₃Ａｐモル比が１：０と０：１の間、好ましくは１：０と２：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表面層。 １０． 表面層におけるＣａＰ：ＣａＣＯ₃モル比が１：０と０：１の間、好ましくは１：０と２：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の表面層。 １１． 表面層におけるＣＯ₃Ａｐ：ＣａＣＯ₃モル比が１：０と０：１の間、好ましくは１０：１と１：１０の間にあることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の表面層。 １２． 生物活性表面層が孔がないように形成されるかまたは直径最高１μｍの孔を示すことを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の表面層。 １３． 生物活性で孔がない表面層が０．１μｍないし５０μｍ、好ましくは０．５μｍないし２０μｍの厚みを示すことを特徴とする、請求項１２に記載の表面層。 １４． 生物活性表面層の厚みが１０μｍないし３ｍｍ、好ましくは１００μｍないし１ｍｍであること、および表面層が孔を備えていることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の表面層。 １５． 金属性基質が酸化された表面をもつことを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の表面層。 １６． （ＣａＰ）部分に関するｘについて下記の関係： ０≦ｘ≦１００が対応する、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の表面層。 １７． （ＣａＰ）部分に関するｘについて下記の関係： ５０≦ｘ≦１００が対応する、請求項１６に記載の表面層。 １８． 金属移植片を、次第に減少して行く金属：カルシウム比をもつ種々のカルシウムイオンおよび金属イオン含有溶液に順々に浸漬すること特徴とする、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載された金属移植片上の生物活性表面層の製造法。

─────────────────────────────────────────────────────フロントページの続き (72)発明者 スクラプバッハ ルイ スイス国、ツェーハー―3074 ムリ、リー トヴェク ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ０．０１μｍと５ｍｍの間の厚みをもつ金属性骨移植片用生物活性表面層であって、表面層が以下の組成： Ａ 結晶状燐酸カルシウム（ＣａＰ）および／またはカルシウム燐灰石（ＣａＡｐ）および／または炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）から構成されるカルシウム化合物（ＣａＸ）であり、ここで（ＣａＸ）として粒子形状で存在するこれら３物質は全体として１００％（ＣａＸ）＝Σ［ｘ％（ＣａＰ）＋ｙ％（ＣａＡｐ）＋ｚ％（ＣａＣＯ₃）］、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１００、かつ ０≦ｘ≦１００ ０≦ｙ≦１００ ０≦ｚ≦１００に該当し、そしてＣａＸ粒子の大きさは２０ｎｍと４ｍｍの間であり、 Ｂ 非結晶状または結晶状金属酸化物（ＭｅＯ）；および Ｃ 表面層におけるＣａＸ：ＭｅＯのモル比が遊離表面に向かって下から上へ選択可能に増加するもの、を有することを特徴とする金属性骨移植片用生物活性表面層。 ２． 表面層におけるＣａＸ：ＭｅＯのモル比が遊離表面に向かって下から上へ連続的に増加することを特徴とする、請求項１に記載の表面層。 ３． 燐酸カルシウム（ＣａＰ）が −カルシウム水酸燐灰石（ＨＡ）、Ｃａs（ＰＯ₄）₃ＯＨおよび／または −β−燐酸トリカルシウム（β−ＴＣＰ）、Ｃａ₃（ＰＯ₄）₂から構成され、ここでΣ［ｘ₁％（ＨＡ）＋ｘ₂％（β−ＴＣＰ）］＝ｘ％；かつ０≦ｘ₁、ｘ₂≦ｘであることを特徴とする、請求項１または２に記載の表面層。 ４． カルシウム燐灰石が： −炭酸燐灰石（ＣＯ₃Ａｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆ＣＯ₃および／または −フッ素燐灰石（ＦＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｆ₂および／または −塩素燐灰石（ＣｌＡｐ）、Ｃａ₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂および／または −オキシ燐灰石（ＯＡｐ）、Ｃａ₁₀（Ｐ０₄）₆Ｏであり、ここでΣ［ｙ₁％（ＣＯ₃Ａｐ）＋ｙ₂％（ＦＡｐ）＋ｙ₃％（ＣｌＡｐ）＋ｙ₄％（ＯＡｐ）］＝ｙ％；かつ０≦ｙ₁，ｙ₂，ｙ₃,ｙ₄≦ｙであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の表面層。 ５． 表面層における（ＣａＰ）のＣａ：Ｐ原子比が１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の表面層。 ６． 表面層における（ＣａＣＯ₃）のＣａ：ＣＯ₃原子比が１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の表面層。 ７． 表面層における（ＣＯ₃Ａｐ）のＣａ：Ｐ原子比が１：１０と１０：１の間、好ましくは１：４と４：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の表面層。 ８． 表面層における（ＣＯ₃Ａｐ）のＣＯ₃：Ｐモル比が０：１と１０：１の間、好ましくは１：１０００と２：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の表面層。 ９． 表面層におけるＣａＰ：ＣＯ₃Ａｐモル比が１：０と０：１の間、好ましくは１：０と２：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の表面層。 １０． 表面層におけるＣａｐ：ＣａＣＯ₃モル比が１：０と０：１の間、好ましくは１：０と２：１の間にあることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の表面層。 １１． 表面層におけるＣＯ₃Ａｐ：ＣａＣＯ₃モル比が１：０と０：１の間、好ましくは１０：１と１：１０の間にあることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の表面層。 １２． 生物活性表面層が孔がないように形成されるかまたは直径最高１μｍの孔を示すことを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の表面層。 １３． 生物活性で孔がない表面層が０．１μｍないし５０μｍ、好ましくは０．５μｍないし２０μｍの厚みを示すことを特徴とする、請求項１２に記載の表面層。 １４． 生物活性表面層の厚みが１０μｍないし３ｍｍ、好ましくは１００μｍないし１ｍｍであること、および表面層が孔を備えていることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の表面層。 １５． 金属性基質が酸化された表面をもつことを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の表面層。 １６． 表面層におけるモル比ＣａＸ／ＭｅＯが一定であることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の表面層。 １７． （ＣａＰ）部分に関するｘについて下記の関係： ０≦ｘ≦１００、好ましくは５０≦ｘ≦１００が対応する、請求項１６に記載の表面層。 １８． 金属移植片を、次第に減少して行く金属：カルシウム比をもつ種々のカルシウムイオンおよび金属イオン含有溶液に順々に浸漬すること特徴とする、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載された金属移植片上の生物活性表面層の製造法。