(57)【要約】【課題】高い骨密着性が得られるインプラント体などを提供する。【解決手段】骨２に埋め込まれて骨結合するインプラント体１０は、外表面１０Ｓに、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された溝を有する。インプラント体１０の中心穴に嵌合するアバットメント体８は、外表面８Ｓに、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された溝を有する。溝の深さが１μｍ以上１ｍｍ以下である。溝の内面に、ひび割れが形成される。溝は、レーザー光を照射しつつ走査して形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨に埋め込まれて骨結合するインプラント体であって、
外表面に、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された溝を有するインプラント体。
【請求項２】
前記溝は、深さが１μｍ以上１ｍｍ以下である請求項１に記載のインプラント体。
【請求項３】
前記溝の内面に、ひび割れが形成される請求項１又は２に記載のインプラント体。
【請求項４】
チタンまたはジルコニアからなる請求項１から３のうちいずれか一項に記載のインプラント体。
【請求項５】
インプラント体の中心穴に嵌合するアバットメント体であって、
外表面に、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された溝を有するアバットメント体。
【請求項６】
前記溝は、深さが１μｍ以上１ｍｍ以下である請求項５に記載のアバットメント体。
【請求項７】
前記溝の内面に、ひび割れが形成される請求項５又は６に記載のアバットメント体。
【請求項８】
チタンまたはジルコニアからなる請求項５から７のうちいずれか一項に記載のアバットメント体。
【請求項９】
請求項１から４に記載のインプラント体と、
請求項５から８に記載のインプラント体と、
を備えるインプラント。
【請求項１０】
骨に埋め込まれて骨結合するインプラント体と、前記インプラント体の中心穴に嵌合するアバットメント体と、を備えるインプラントの製造方法であって、
前記インプラント体又は前記アバットメント体の少なくとも一方の外表面に対して、レーザー光を照射しつつ走査して、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下の溝を形成する工程を有するインプラントの製造方法。
【請求項１１】
前記レーザー光は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ４レーザーの基本波である請求項１から７のうちいずれか一項に記載のインプラント体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプラント体、アバットメント体、インプラント、インプラントの製造方法に関する。例えば永久歯の歯根欠損等の際に顎の骨に埋め込まれる歯科用インプラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
体内に埋め込まれるインプラントとして、特に歯科用インプラントが注目されている。歯科用インプラントは、一般に、虫歯や破損により永久歯の歯根が失われた場合、歯槽骨に設けた穴にインプラント体を挿入して固定するものである。
歯科用インプラントは、歯槽骨に固定されるインプラント体（フィクスチャー）と、インプラント体に螺着され人工歯冠を装着可能なアバットメント体と、で構成される。
【０００３】
インプラント体の外表面は、骨に直接接触する面であり、一般的に雄ネジが形成される。
インプラントの外表面の性状によってインプラント体と骨の結合に差が生じることが明らかにされている。外表面が滑らかなインプラント体よりも、外表面に粗面加工を施したインプラント体のほうが、高い骨結合（骨密着性）を得られることが報告されている。
【０００４】
また、骨とインプラント体が結合（骨結合：osseointegration）するまでには、数週から数か月の期間を要する。この期間にインプラント体に過度な力が加わると、周囲の骨や粘膜組織に損傷を与えたり、結合が遅れたり、結合されづらくなる虞がある。このため、骨とインプラント体の結合期間の短縮が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
外表面に粗面加工を施したインプラント体を用いた場合であっても、骨結合が十分ではない場合もある。このため、より高い骨密着性が得られるインプラント体の実現が要請されている。
また、外表面に粗面加工を施したインプラント体を用いた場合であっても、骨結合期間には数週間以上を要する。このため、さらなる骨結合期間の短縮が要請されている。
【０００７】
本発明の目的は、高い骨密着性が得られるインプラント体、アバットメント体、インプラント、インプラントの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のインプラント体の第一実施態様は、骨に埋め込まれて骨結合するインプラント体であって、外表面に、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された溝を有する。
前記溝は、外表面のうち、骨に直接接触する領域に、形成されることが好ましい。
前記幅は、５〜５００μｍであることが好ましい。
【０００９】
本発明のインプラント体の第二実施態様は、第一実施態様において、前記溝は、深さが１μｍ以上１ｍｍ以下である。
前記溝は、深さが５〜５００μｍであることが好ましい。
【００１０】
前記溝が複数かつ平行に形成され、前記溝同士の間隔が１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。
前記間隔は、５〜５００μｍであることが好ましい。
前記溝同士が格子形に配置形成されることが好ましい。
前記溝は、断面形状が三角形に形成されることが好ましい。
【００１１】
本発明のインプラント体の第三実施態様は、第一又は第二実施態様において、前記溝の内面に、ひび割れが形成される。
【００１２】
本発明のインプラント体の第四実施態様は、第一から第三実施態様のいずれかにおいて、インプラント体がチタンまたはジルコニアからなる。
【００１３】
本発明のアバットメント体の第一実施態様は、インプラント体の中心穴に嵌合するアバットメント体であって、外表面に、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された溝を有する。
前記溝は、外表面のうち、歯茎に直接接触する領域に、形成されることが好ましい。
前記幅は、５〜５００μｍであることが好ましい。
【００１４】
本発明のアバットメント体の第二実施態様は、第一実施態様において、前記溝は、深さが１μｍ以上１ｍｍ以下である。
前記溝は、深さが５〜５００μｍであることが好ましい。
【００１５】
前記溝が複数かつ平行に形成され、前記溝同士の間隔が１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。
前記間隔は、５〜５００μｍであることが好ましい。
前記溝同士が格子形に配置形成されることが好ましい。
前記溝は、断面形状が三角形に形成されることが好ましい。
【００１６】
本発明のアバットメント体の第三実施態様は、第一又は第二実施態様において、前記溝の内面に、ひび割れが形成される。
【００１７】
本発明のアバットメント体の第四実施態様は、第一から第三実施態様のいずれかにおいて、インプラント体がチタンまたはジルコニアからなる。
【００１８】
本発明のインプラントの実施態様は、本発明のインプラント体の第一から第四実施態様のいずれか一つと、本発明のアバットメント体の第一から第四実施態様のいずれか一つと、を備える。
【００１９】
本発明のインプラントの製造方法の第一実施態様は、骨に埋め込まれて骨結合するインプラント体と、前記インプラント体の中心穴に嵌合するアバットメント体と、を備えるインプラントの製造方法であって、前記インプラント体又は前記アバットメント体の少なくとも一方の外表面に対して、レーザー光を照射しつつ走査して、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下の溝を形成する工程を有する。
【００２０】
本発明のインプラントの製造方法の第二実施態様は、第一実施態様において、前記レーザー光は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ４レーザーの基本波である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のインプラント体によれば、強固な骨結合が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るインプラントを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインプラント体を示す図である。
【図３】インプラント体に形成した微細溝を示す図である。
【図４】図３の拡大図である
【図５】平板状のジルコニア材に形成した微細溝を示す図である。
【図６】図５の拡大図である。
【図７】微細溝の三次元計測データを示す図である。
【図８】微細溝の側面図である。
【図９】図８の拡大図である。
【図１０】微細溝の縦断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、下記説明において示す各種寸法等は一例である。
【００２４】
〔歯科用インプラント〕
図１は、歯科用インプラントを示す図である。
図２は、本発明の実施形態に係るインプラント体を示す図である。
【００２５】
インプラント５は、歯科分野において使用される。インプラント５は、歯槽骨２に固定されるインプラント体１０と、インプラント体１０に対して着脱可能なアバットメント体８と、を備えている。
アバットメント体８には、人工歯冠６が装着される。
【００２６】
インプラント体１０の外表面１０Ｓには、雄ネジ１２が形成される。雄ネジ１２を歯槽骨２に形成した穴に螺合することで、インプラント体１０が歯槽骨２に固定される。
アバットメント体８の外表面８Ｓには接着剤等を用いて人工歯冠６が装着される。インプラント体１０とアバットメント体８との当接部Ｓは、歯茎４または歯槽骨２によって覆われることになる。
当接部Ｓの当接面は精度良く仕上げられて、当接面が相互に密着して異物の侵入を防止する。
【００２７】
インプラント体１０は、チタンやジルコニア等のセラミックス材料で形成された円柱状（軸形）の部材である。インプラント体１０は、フィクスチャーとも呼ばれる。
インプラント体１０の外表面には、雄ネジ１２が形成される。インプラント体１０の後端面には、中心穴１３が開口する。
インプラント体１０の形状（長さ、太さ等）は、任意である。雄ネジ１２や中心穴１３が存在しない場合であってもよい。
【００２８】
図３は、インプラント体１０に形成した微細溝Ｍを示す図である。
図４は、図３の拡大図である。
図３、図４は、いずれも、インプラント体１０をマイクロスコープを用いて撮影した写真である。
【００２９】
インプラント体１０の外表面１０Ｓには、微細溝Ｍが形成される。外表面１０Ｓには、雄ネジ１２が形成された外周面を含まれる。さらに、外表面１０Ｓには、先端面や雄ネジ１２（ネジ面）も含まれる。
【００３０】
微細溝Ｍは、インプラント体１０の外表面１０Ｓのうちの、任意の領域（部位）に形成される。微細溝Ｍが形成される領域は、１箇所であってもよいし、複数箇所であってもよい。微細溝Ｍが形成される領域の面積は、任意である。図２に示すように、外表面１０Ｓのほぼ全面に微細溝Ｍを形成してもよい。
特に、外表面１０Ｓのうち、歯槽骨２に直接接触する領域に、微細溝Ｍを形成することが好ましい。
【００３１】
微細溝Ｍの断面形状は、三角形(二等辺三角形)に形成される。微細溝Ｍの断面形状は、三角形に限らず、例えば半円弧形や、矩形等であってもよい。
また、微細溝Ｍの内面（表面層）には、多数のひび割れＷが形成される。
【００３２】
外表面１０Ｓに微細溝Ｍを形成するのは、外表面１０Ｓの粗面化と表面積増加のためである。さらに、微細溝Ｍの内面に形成された多数のひび割れＷに対して、骨細胞が侵入することにより、高い骨密着性及び骨結合を得ることが可能となる。
特に、外表面１０Ｓの表面積増加により、ひび割れＷの数量も増加するので、骨結合期間の短縮化が可能となる。
【００３３】
微細溝Ｍの本数は、任意である。微細溝Ｍの本数は、１本でもよいが、多数（複数）であることが好ましい。微細溝Ｍは、直線に限らず、曲線であってもよい。
複数の微細溝Ｍを形成する場合には、複数の微細溝Ｍ同士を平行に形成することが好ましい。インプラント体１０の軸方向(長手方向)に対する微細溝Ｍの延在方向の角度は任意である。さらに、複数の微細溝Ｍ同士を格子形に形成することが好ましい。
これにより、外表面１０Ｓの粗面化と表面積増加を効率的に実現できる。
【００３４】
微細溝Ｍは、レーザー加工機を用いて形成する。
インプラント体１０は、予め、プレス成形処理、予備焼結処理、本焼結処理を経て形成される。このインプラント体１０の外表面１０Ｓに対して、レーザー光を照射して外表面１０Ｓを彫り刻むことにより、微細溝Ｍが形成される。一本の微細溝Ｍを形成するには、同一箇所に、レーザー光を照射しながら１回以上走査する。走査回数が増加するに従って、微細溝Ｍの深さや幅が増加する。
【００３５】
レーザー光には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ４レーザーが用いられる。例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザーの基本波（固体レーザー：波長１０６４ｎｍ、ファイバーレーザー：１０９０ｎｍ）を用いることができる。レーザー光の光径（直径）は、例えば５〜５０μｍである。
【００３６】
インプラント体１０の外表面１０Ｓに対して、水分を含む空気中でレーザー光を照射することにより、外表面１０Ｓが彫り込まれる。これと同時に、インプラント体１０の母材よりも低い硬度の水酸化ジルコニウム等の表面層が形成される。
より詳細には、短波長レーザー光が照射された母材（ジルコニア等）は、レーザー光の高エネルギーによって表面性状が変わって粗面化する。これと同時に、ジルコニア等と水分とが反応してハイドロオキサイト系の物質（水酸化ジルコニウム等）が表面層に形成される。そして、水酸化ジルコニウム等の表面層には、多数のひび割れＷが形成されて、低硬度化する。
このように、軟質な水酸化ジルコニウム等を表面層に形成することにより、インプラント体１０と骨組織が密着し易くなって、強固な骨結合が得られる。
【００３７】
複数の微細溝Ｍ同士を格子形に形成する場合には、レーザー光を直行する二方向（上下方向及び左右方向）に一定間隔で走査する。この際の間隔が、微細溝Ｍ同士の間隔となる。
微細溝Ｍの溝の幅や深さは、同一箇所に対する照射回数、走査速度、レーザー光出力等に応じて定まる。
【００３８】
微細溝Ｍの幅は、１μｍ以上１ｍｍ以下に形成される。特に、微細溝Ｍの幅は、５〜５００μｍであることが好ましい。
微細溝Ｍの幅が１μｍ以上であるのは、外表面１０Ｓの表面積増加とひび割れＷの形成を確実に行うためである。また、幅が１μｍ以下の溝を形成するのは、困難かつ非効率であるからである。
微細溝Ｍの幅が１ｍｍ以下である理由は、インプラント体１０の強度低下を招かないようにするためである。
複数の微細溝Ｍを形成する場合には、均一な幅にしてもよいし、異なる幅にしてもよい。また、各微細溝Ｍにおいても、長手方向にわたって均一な幅にしてもよいし、異なる幅にしてもよい。
【００３９】
微細溝Ｍの深さは、１μｍ以上１ｍｍ以下である。特に、微細溝Ｍの深さは、５〜５００μｍであることが好ましい。
微細溝Ｍの深さが１μｍ以上であるのは、外表面１０Ｓの表面積増加とひび割れＷの形成を確実に行うためである。また、深さが１μｍ以下の溝を形成するのは、困難かつ非効率であるからである。
微細溝Ｍの深さが１ｍｍ以下である理由は、インプラント体１０の強度低下を招かないようにするためである。
複数の微細溝Ｍを形成する場合には、均一な深さにしてもよいし、異なる深さにしてもよい。また、各微細溝Ｍにおいても、長手方向にわたって均一な深さにしてもよいし、異なる深さにしてもよい。
【００４０】
複数の微細溝Ｍが平行に形成される場合には、微細溝Ｍ同士の間隔は、１μｍ以上１ｍｍ以下である。特に、微細溝Ｍ同士の間隔は、５〜５００μｍであることが好ましい。
微細溝Ｍ同士の間隔が１μｍ以上であるのは、微細溝Ｍ同士の間の部位の強度を確保して、インプラント体１０の強度低下を招かないようにするためである。また、１μｍ以下の間隔で溝を形成するのは、困難かつ非効率であるからである。
微細溝Ｍ同士の間隔が１ｍｍ以下である理由は、微細溝Ｍの数を増やして、外表面１０Ｓの表面積増加とひび割れＷの形成を確実に行うためである。
複数の微細溝Ｍを形成する場合には、均一な間隔にしてもよいし、異なる間隔にしてもよい。
【００４１】
インプラント体１０を本焼結処理した後に、微細溝Ｍを形成する場合について説明したが、これに限らない。インプラント体１０を予備焼結処理した後に、微細溝Ｍを形成してもよい。この場合には、その後の本焼結処理によりインプラント体１０が収縮して、微細溝Ｍの幅や深さも小さくなる。そこで、インプラント体１０の収縮を見込んで、微細溝Ｍの幅や深さを予め大きく形成しておく。これにより、本焼結処理後に形成した場合と同一形状の微細溝Ｍが得られる。
レーザー光を用いて微細溝Ｍを形成した後に本焼結処理を行うため、インプラント体１０の外表面の硬度は低下しない。しかし、インプラント体１０の外表面１０Ｓの表面積が増加しているので、従来に比べて強固な骨結合が得られる。
【００４２】
アバットメント体８の外表面８Ｓに、微細溝Ｍを形成してもよい。アバットメント体８の外表面８Ｓには、外周面が含まれる。外表面８Ｓのうち、歯茎４に直接接触する領域に、微細溝Ｍを形成することが好ましい。アバットメント体８をインプラント体１０の中心穴１３に挿入し、さらにアバットメント体８に人工歯冠６を装着したとき、外部に露出する領域に、微細溝Ｍを形成する。
【００４３】
微細溝Ｍは、アバットメント体８の外表面８Ｓのうちの、任意の領域（部位）に形成される。微細溝Ｍが形成される領域は、１箇所であってもよいし、複数箇所であってもよい。微細溝Ｍが形成される領域の面積は、任意である。
微細溝Ｍの形状、製造方法等は、インプラント体１０の外表面１０Ｓに形成した微細溝Ｍと同一である。
これにより、アバットメント体８と歯茎４の結合が従来に比べて強固になる。
【００４４】
インプラント体１０の外表面１０Ｓとアバットメント体８の外表面８Ｓの両方にそれぞれ微細溝Ｍを形成することにより、インプラント５の人体に対する結合（骨結合を含む）がより強固になる。
【００４５】
〔微細溝Ｍの検証〕
図５は、平板状のジルコニア材に形成した微細溝Ｍを示す図である。
図６は、図５の拡大図である。
図７は、微細溝Ｍの三次元計測データを示す図である。
図８は、微細溝Ｍの側面拡大図である。
図９は、図８の拡大図である。
図１０は、微細溝Ｍの縦断面拡大図である。
図５、図６、図８、図９、図１０は、いずれも、微細溝ＭをＳＥＭを用いて撮影した写真である。図７は、微細溝Ｍを三次元測定器を用いて計測した結果を表示したものである。
【００４６】
微細溝Ｍの形成結果を検証するため、平板状のジルコニア材に対して複数の微細溝Ｍを形成して、ＳＥＭ等を用いて観察した。微細溝Ｍの形成方法は、インプラント体１０の外表面１０Ｓに対して微細溝Ｍを形成した方法を同一である。
【００４７】
図５〜図１０に示すように、微細溝Ｍは、幅が１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された。具体的には、微細溝Ｍの幅を約１０μｍ程度に形成することができた。レーザー光の出力や光径等を調整することにより、微細溝Ｍの幅を５〜５００μｍに形成することも可能である。
【００４８】
図５〜図１０に示すように、微細溝Ｍは、深さが１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された。具体的には、微細溝Ｍの深さを約１５０μｍ程度に形成することができた。レーザー光の走査回数を調整することにより、微細溝Ｍの深さを５〜５００μｍに形成することも可能である。
【００４９】
図５〜図１０に示すように、複数の微細溝Ｍ同士の間隔は、１μｍ以上１ｍｍ以下に形成された。具体的には、微細溝Ｍ同士の間隔を約５０μｍに形成することができた。レーザー光の走査間隔（ピッチ）を調整することにより、微細溝Ｍ同士の間隔を５〜５００μｍに形成することも可能である。
【００５０】
図８、図１０に示すように、微細溝Ｍの断面形状は、三角形（二等辺三角形）に形成された。
さらに、図１０に示すように、微細溝Ｍの内面には、多数のひび割れＷが形成された。
このように、ジルコニア材に対して微細溝Ｍを形成できることが確認できた。
【００５１】
本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。実施形態で挙げた具体的な材料や層構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００５２】
上記実施形態では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ４レーザーによるレーザー光を使用したが、これに限らない。ジルコニア等の母材の表面を水酸化して水酸化ジルコニウム等を形成可能な高エネルギーのレーザー光であれば、他のレーザー光を採用してもよい。例えば、他の固定レーザーによるレーザー光や高調波によるレーザー光を使用してもよい。
【００５３】
上記実施形態では、歯槽骨の穿孔に挿入されて固定される歯科用インプラント（人工歯根である）のインプラント体について説明したが、本発明のインプラント体はこれに限らない。
本発明のインプラント体は、他の部分の骨に埋設等して接触状態に固定されるインプラント体であってもよい。例えば、骨折や良性腫瘍の切除などで生じた骨の欠損した部分又は腰椎手術で取り除いた軟骨などを補うために、本発明のインプラント体を人工骨や骨補填材として適用してもよい。また、人工関節の部材、骨折部位の固定に使用する骨接合材料、脊椎の固定器具等に対して、本発明のインプラント体を採用してもよい。
【００５４】
上記実施形態では、レーザー光を用いて微細溝Ｍを形成したが、これに限らない。切削加工により微細溝Ｍを形成してもよい。特に、歯科用インプラント以外のインプラント体では、切削加工により微細溝を形成することもできる。この場合には、微細溝Ｍの幅が１μｍ以上１ｍｍ以下、深さが１μｍ以上１ｍｍ以下、微細溝Ｍ同士の間隔が１μｍ以上１ｍｍ以下にすることが好ましい。
【００５５】
上記実施形態では、インプラント体を形成する生体適合性セラミックス材料として、ジルコニア（酸化ジルコニウム）を採用したが、これに限らない。生体適合性セラミックス材料として、アルミナ（酸化アルミニウム）や酸化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化シリコーン、酸化マグネシウム、酸化セリウム等を採用してもよい。さらに、チタンやチタン合金等の金属材料を採用してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
２…歯槽骨（骨）、  ４…歯茎、  ５…インプラント、  ８…アバットメント体、  ８Ｓ…外表面、  １０…インプラント体、  １０Ｓ…外表面、  Ｍ…微細溝、  Ｗ…割れ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014124500.tif 000009
【図８】
2014124500.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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