(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科用インプラント基体と、
上記歯科用インプラント基体の少なくとも一部に被覆されたＤＬＣ膜と、
を具備し、
上記ＤＬＣ膜は、炭素を主成分とする非晶質炭素系薄膜であって、Ｇバンドの山形状の曲線とＤバンドの山形状の曲線を合成したラマンスペクトル曲線を有し、
上記歯科用インプラント基体と上記ＤＬＣ膜との間に密着性を良くするためのＳｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ及びＮｂの少なくとも一からなる中間膜を配置していることを特徴とする歯科用インプラント。
【請求項２】
上記歯科用インプラント基体が歯槽骨に埋め込むための人工歯根であり、歯科用インプラント基体が歯槽骨に埋め込まれた際において、歯科用インプラント基体における歯槽骨から歯肉部位に位置する部分にＤＬＣ膜が被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の歯科用インプラント。
【請求項３】
上記歯科用インプラント基体は純チタン、チタン合金及びセラミックの群から選ばれた１つからなること、又は、上記歯科用インプラント基体は、チタン合金及びセラミックの群から選ばれた１つが基体に被覆されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の歯科用インプラント。
【請求項４】
上記ＤＬＣ膜の膜厚が３ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の歯科用インプラント。
【請求項５】
上記ＤＬＣ膜に、ＤＬＣよりさらに骨系細胞との親和性の良い層を被覆していることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の歯科用インプラント。
【請求項６】
上記歯科用インプラント基体におけるＤＬＣ膜が被覆されていない部分に、ＤＬＣよりさらに骨系細胞との親和性の良い層を被覆していることを特徴とする請求項５に記載の歯科用インプラント。
【請求項７】
上記骨系細胞との親和性の良い層がハイドロキシアパタイトからなることを特徴とする請求項５又は６に記載の歯科用インプラント。
【請求項８】
歯科用インプラント基体を準備する工程と、
上記歯科用インプラント基体の少なくとも一部にプラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を成膜する工程と、
を具備し、
上記ＤＬＣ膜は、炭素を主成分とする非晶質炭素系薄膜であって、Ｇバンドの山形状の曲線とＤバンドの山形状の曲線を合成したラマンスペクトル曲線を有し、
上記歯科用インプラント基体を準備する工程と上記ＤＬＣ膜を成膜する工程との間に、上記歯科用インプラント基体と上記ＤＬＣ膜との間に密着性を良くするためのＳｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ及びＮｂの少なくとも一からなる中間膜を配置する工程をさらに具備することを特徴とする歯科用インプラントの製造方法。
【請求項９】
上記ＤＬＣ膜を成膜する工程は、少なくとも炭素と水素を含む炭化水素系ガスを０．５ｍＴｏｒｒ以上５００ｍＴｏｒｒ以下の圧力下で導入し、高周波電源に接続された電極上に被成膜対象物を置き、この電極に３０Ｗ以上３０００Ｗ以下の高周波電力を印加して成膜するものであることを特徴とする請求項８に記載の歯科用インプラントの製造方法。
【請求項１０】
上記ＤＬＣ膜を成膜する工程は、少なくとも炭素と水素を含む炭化水素系ガスを０．１ｍＴｏｒｒ以上１００ｍＴｏｒｒ以下の圧力下で導入し、電源によって通電され高温に保持された熱フィラメントをカソードとして用いて、その近傍に配置した電極をアノードとして用いて、両電極間に１０Ｖ以上２００Ｖ以下の電圧を印加して１０ｍＡ以上２０００ｍＡ以下の電流を流しガスをイオン化させ、カソード・アノードから一定の距離に置いた基板電極に被成膜対象物を設置して、基板電極に２０Ｖ以上３０００Ｖ以下のバイアス電圧を印加して成膜するものであることを特徴とする請求項８に記載の歯科用インプラントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科用インプラント及びその製造方法に関する。特には、アレルギーの原因となる物質の溶出を抑制できる歯科用インプラント及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歯科用インプラントとしての人工歯根は、純チタン又はチタン合金を加工して形成されたものである。この人工歯根は、歯科医療現場で使用されるものであって歯槽骨に埋め込むことを目的する。純チタンは、生体親和性に優れているため、歯科用インプラント材料として適している。しかし、純チタンは加工が困難な材料で価格も高いため、人工歯根の材料としてはチタン合金を用いることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
人工歯根の材料としてのチタン合金には、金、銀、コバルト、クロム等の金属が含まれている。このため、これら金等の金属がイオン化し、溶出した金属イオンが体内に取り込まれることがある。これにより、人によっては金属アレルギーを誘発することがある。また、生体親和性に優れた純チタンについても、金属であるため、イオン化して金属アレルギーを誘発する可能性は否定できない。
【０００４】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、アレルギーの原因となる物質の溶出を抑制できる歯科用インプラント及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る歯科用インプラントは、歯科用インプラント基体と、
この歯科用インプラント基体の少なくとも一部に被覆されたＤＬＣ膜と、
を具備することを特徴とする。
【０００６】
上記歯科用インプラントによれば、歯科用インプラント基体の少なくとも一部にＤＬＣ膜を被覆しており、このＤＬＣ膜は化学的に安定で優れた耐食性及び生体適合性を有すると共にイオンに対する優れたバリア性を有している。このため、歯科用インプラント基体を構成する材料がイオン化しても、そのイオンの溶出を抑制することができる。
【０００７】
また、本発明に係る歯科用インプラントにおいて、上記歯科用インプラント基体が歯槽骨に埋め込むための人工歯根であり、歯科用インプラント基体が歯槽骨に埋め込まれた際において、歯科用インプラント基体における歯槽骨から歯肉部位に位置する部分にＤＬＣ膜が被覆されていることが好ましい。これにより、歯科用インプラント基体からその材料のイオンが歯槽骨及び歯肉部位に溶出するのを抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係る歯科用インプラントにおいて、上記歯科用インプラント基体は純チタン、チタン合金及びセラミックの群から選ばれた１つからなること、又は、上記歯科用インプラント基体は、チタン合金及びセラミックの群から選ばれた１つが基体に被覆されたものであることも可能である。
【０００９】
また、本発明に係る歯科用インプラントにおいては、上記歯科用インプラント基体と上記ＤＬＣ膜との間に密着性を良くするためのＳｉ系中間膜を配置していることも可能である。これにより、歯科用インプラント基体の表面状態や歯科用インプラント基体を構成する材料がＤＬＣ膜との密着性の悪いものである場合でも、歯科用インプラント基体にＤＬＣ膜を密着性良く被覆することができる。
尚、このＳｉ系中間膜としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ｎｂなどからなる膜を用いることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る歯科用インプラントにおいては、上記ＤＬＣ膜の膜厚が３ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。また、上記ＤＬＣ膜の膜厚が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る歯科用インプラントにおいては、上記ＤＬＣ膜に、ＤＬＣよりさらに骨系細胞との親和性が良い層を被覆することも可能である。また、本発明に係る歯科用インプラントにおいては、上記歯科用インプラント基体におけるＤＬＣ膜が被覆されていない部分に、ＤＬＣよりさらに骨系細胞との親和性が良い層を被覆することも可能である。なお、上記骨系細胞との親和性の良い層はハイドロキシアパタイトからなる層であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る歯科用インプラントの製造方法は、歯科用インプラント基体を準備する工程と、
この歯科用インプラント基体の少なくとも一部にプラズマＣＶＤ法によりＤＬＣ膜を成膜する工程と、
を具備することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る歯科用インプラントの製造方法において、上記ＤＬＣ膜を成膜する工程は、少なくとも炭素と水素を含む炭化水素系ガスを０．５ｍＴｏｒｒ以上５００ｍＴｏｒｒ以下の圧力下で導入し、高周波電源に接続された電極上に被成膜対象物を置き、この電極に３０Ｗ以上３０００Ｗ以下の高周波電力を印加し、３秒以上の成膜時間で成膜するものであることも可能である。
【００１４】
また、本発明に係る歯科用インプラントの製造方法において、上記ＤＬＣ膜を成膜する工程は、少なくとも炭素と水素を含む炭化水素系ガスを０．１ｍＴｏｒｒ以上１００ｍＴｏｒｒ以下の圧力下で導入し、電源によって通電され高温に保持された熱フィラメントをカソードとして用いて、その近傍に配置した電極をアノードとして用いて、両電極間に１０Ｖ以上２００Ｖ以下の電圧を印加して１０ｍＡ以上２０００ｍＡ以下の電流を流しガスをイオン化させ、カソード・アノードから一定の距離に置いた基板電極に被成膜対象物を設置して、基板電極に２０Ｖ以上３０００Ｖ以下のバイアス電圧を印加し、３秒以上の成膜時間で成膜するものであることも可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態による歯科用インプラントを歯槽骨に埋め込んだ状態を示す断面図である。
【００１６】
図１に示す歯科用インプラント３は、歯科用インプラント基体が歯槽骨１から歯肉２に植え込まれる人工歯根である。この歯科用インプラント基体における歯槽骨から歯肉部位に位置する部分にはＤＬＣ(Diamond Like Carbon)膜（図示せず）が被覆されている。
【００１７】
ここでのＤＬＣ膜は、炭素を主成分とする非晶質炭素系薄膜であって、山形状を有する曲線を２つ以上合成したラマンスペクトル曲線を持つものをいい、比較的軟らかいものから非常に硬いものまで含まれる。このラマンスペクトルは図２に示すようなものである。但し、図２に示すラマンスペクトルは単なる一例である。
【００１８】
図２に示すように、ラマンスペクトル曲線１０は、ＧバンドとＤバンドと呼ばれる２つの山を有するものであって、波数（wavenumber）が１５００付近にピークを有する山形状の曲線（Ｇバンド）１１と波数が１３００付近にピークを有する山形状の曲線（Ｄバンド）１２とを合成したものである。
【００１９】
また、ＤＬＣ膜の膜厚及び膜質は、口腔内において安全で、金属イオンの流出を抑制できると共にＤＬＣ膜の剥離を生じないものであれば良く、特に限定されるものではない。
【００２０】
ＤＬＣ膜の膜厚は、例えば３ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が３ｎｍ未満であると金属イオンのバリア性が不十分となり、膜厚が５００ｎｍより厚くなるとＤＬＣ膜が剥離しやすくなるからである。また、さらに好ましいＤＬＣ膜の膜厚は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００２１】
歯科用インプラント３の上部には義歯４が取り付けられている。なお、歯科用インプラント基体は、純チタン、チタン合金又はセラミックなどからなるもので構成されている。
【００２２】
次に、上記歯科用インプラントを製造する方法について説明する。
まず、純チタン、チタン合金などの材料を所定形状に加工することにより歯科用インプラント基体を形成する。
【００２３】
この後、この歯科用インプラント基体の一部にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によりＤＬＣ膜を成膜する。ＤＬＣ膜を成膜する具体的な部分は、歯科用インプラント３が歯槽骨に埋め込まれた際において歯科用インプラント基体における歯槽骨１から歯肉部位２に位置する部分である。これにより、歯科用インプラント３を歯槽骨１に植え込んだ際に、歯科用インプラント基体からその材料の金属イオンが歯槽骨１及び歯肉部位２に溶出するのを抑制することができる。
【００２４】
上記ＤＬＣ膜の具体的な成膜方法としては、少なくとも炭素と水素を含む炭化水素系ガスを０．５ｍＴｏｒｒ以上５００ｍＴｏｒｒ以下の圧力下で導入し、高周波電源に接続された電極上に被成膜対象物を置き、この電極に３０Ｗ以上３０００Ｗ以下の高周波電力を印加し、３秒以上の成膜時間で成膜することが望ましい。
【００２５】
また、上記ＤＬＣ膜を成膜する他の方法としては、イオン化蒸着法又はイオンプレーティング法と呼ばれる成膜方法を用いることも可能である。例えば、少なくとも炭素と水素を含む炭化水素系ガスを０．１ｍＴｏｒｒ以上１００ｍＴｏｒｒ以下の圧力下で導入し、電源によって通電され高温に保持された熱フィラメントをカソードとして用いて、その近傍に配置した電極をアノードとして用いて、両電極間に１０Ｖ以上２００Ｖ以下の電圧を印加して１０ｍＡ以上２０００ｍＡ以下の電流を流しガスをイオン化させ、カソード・アノードから一定の距離に置いた基板電極に被成膜対象物（歯科用インプラント基体）を設置して、基板電極に２０Ｖ以上３０００Ｖ以下のバイアス電圧を印加し、３秒以上の成膜時間で成膜することが望ましい。
【００２６】
尚、炭化水素系ガスとしては、少なくとも炭素と水素を含むものであれば種々のガスを用いることが可能であり、例えば、炭素と水素のみを含む化合物ガス、炭素と水素と酸素を含むガス、炭素、水素、酸素、珪素、窒素、銅、銀などを含むガス、ベンゼン、トルエン、アセチレンなどを用いることも可能である。
【００２７】
また、上記成膜条件において炭化水素系ガスの流量としては、上記圧力を実現できるガス流量であれば、種々のガス流量を用いることが可能である。
【００２８】
上記実施の形態によれば、歯科用インプラント基体にＤＬＣ膜を被覆しており、このＤＬＣ膜は化学的に安定で優れた耐食性（耐酸・アルカリ）を有すると共に金属イオンに対する優れたバリア性を有している。このため、歯科用インプラント基体を構成する金属材料がイオン化しても、その金属イオンの溶出を抑制することができる。従って、歯科用インプラントを使用した際に金属アレルギーの誘発を防止することができる。
【００２９】
また、ＤＬＣ膜は生体適合性に優れており、細胞毒性がほとんど無いという性質を有している。従って、ＤＬＣ膜を歯科用インプラント基体の表面被覆材として用いることに非常に適しており、人体に対する高い安全性を得ることができる。
【００３０】
生体適合性に優れていることは、組織適合性に優れ、非免疫性に優れ、血液適合性にも優れていることをいう。
ここで、生体適合性とは、生体埋込み材を生体内部に導入した際、又は、生体に接触させた際、生体あるいは生体構成要素の持つ本来の機能を損なわないことをいう。
【００３１】
組織適合性とは、生体埋込み材を生体内部に導入した際、又は、生体に接触させた際、生体の組織を構成する細胞にダメージを発現させないことをいう。言い換えると、細胞毒性を発現させないことである。
細胞毒性とは、本来、増殖・分化していく細胞が、ある物質と直接又は間接的に接触し、破壊されることをいう。
【００３２】
非免疫性とは、生体埋込み材を生体内部に導入した際、又は、生体に接触させた際、生体外部からの刺激（有害な異物）から生体を守る免疫反応を誘発させないことをいう。
血液適合性とは、生体埋込み材を血液と接触する部位で使用する際、不必要な血液凝固（血栓形成）を起こさないことをいう。
【００３３】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記ＤＬＣ膜にハイドロキシアパタイト等のＤＬＣより骨系細胞との親和性の良い層をさらに被覆することも可能である。また、歯科用インプラント基体におけるＤＬＣ膜が被覆されていない部分に、ＤＬＣより骨系細胞との親和性の良い層を被覆することも可能である。これにより、ＤＬＣ膜を金属イオン遮断膜として作用させると同時に、歯科用インプラントの生体親和性をさらに良くすることができる。
【００３４】
また、上記実施の形態では、歯科用インプラント基体における歯槽骨から歯肉部位に位置する部分にＤＬＣ膜を被覆しているが、歯科用インプラント基体の全表面にＤＬＣ膜を被覆することも可能である。
【００３５】
また、上記実施の形態では、歯科用インプラント基体を純チタン、チタン合金又はセラミックなどからなるもので構成しているが、これに限定されるものではなく、歯科用インプラント基体を種々の材料から形成することも可能であり、例えば、歯科用インプラント基体を、チタン合金及びセラミックの群から選ばれた１つが基体に被覆されたもので構成することも可能である。
【００３６】
また、上記実施の形態において、歯科用インプラント基体を構成する材料やその表面状態がＤＬＣ膜との密着性の悪いものである場合は、歯科用インプラント基体とＤＬＣ膜との間に、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＮｂなどからなるＳｉ系中間膜を配置することが好ましい。これにより、歯科用インプラント基体にＤＬＣ膜を密着性良く被覆することが可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、歯科用インプラント基体の少なくとも一部にＤＬＣ膜を被覆しており、このＤＬＣ膜は化学的に安定で優れた耐食性及び生体適合性を有すると共にイオンに対する優れたバリア性を有している。したがって、アレルギーの原因となる物質の溶出を抑制できる歯科用インプラント及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による歯科用インプラントを歯槽骨に埋め込んだ状態を示す断面図である。
【図２】ＤＬＣ膜のラマンスペクトルの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…歯槽骨
２…歯肉
３…歯科用インプラント
４…義歯
１０…ラマンスペクトル曲線
１１…山形状の曲線（Ｇバンド）
１２…山形状の曲線（Ｄバンド）
【図１】
0004669120.tif 000002
【図２】
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