(57)【要約】【課題】  生体適合Ｍｇ合金を提供する。【解決手段】  約１５〜８０wt％のアルミニウム（Ａｌ）と、約７〜４０wt％のイットリウム（Ｙ）と、約１０〜７０wt％のマグネシウム（Ｍｇ）とを含む生体適合Ｍｇ合金である。歯科用材料としては、約４５〜８０wt％のアルミニウムと、約７〜４０wt％のイットリウムと、約１０〜４０wt％のマグネシウムとを含む生体適合Ｍｇ合金であるのが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムとイットリウムを含有する生体適合Ｍｇ合金であって、
アルミニウムが約１５wt％以上であり、イットリウムが約７wt％以上である生体適合Ｍｇ合金。
【請求項２】
アルミニウムが約８０wt％以下である、請求項１に記載の生体適合Ｍｇ合金。
【請求項３】
アルミニウムが約４５以上である、請求項１又は２に記載の生体適合Ｍｇ合金。
【請求項４】
イットリウムが約４０wt％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体適合Ｍｇ合金。
【請求項５】
約１５〜８０wt％のアルミニウムと、約７〜４０wt％のイットリウムと、約１０〜７０wt％のマグネシウムとを含む生体適合Ｍｇ合金。
【請求項６】
約４５〜８０wt％のアルミニウムと、約７〜４０wt％のイットリウムと、約１０〜４０wt％のマグネシウムとを含む生体適合Ｍｇ合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｍｇ合金に関し、より詳しくは、歯科用材料や人工関節などに適用することのできる生体適合Ｍｇ合金に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２にも記載しているように軽量材料として自動車、家庭用電化製品などのフレームに利用可能なＭｇ合金として、Ｍｇ-Ｌｉ合金が知られており、このＭｇ合金は携帯用コンピュータなどのフレームなどに使用され始めている。
【０００３】
ところで、従来から、金属床や支台歯などの歯科用材料は金合金やパラジウム合金が用いられているが、これらの材料は高価であり、患者にとって金銭的な負担が大きい。Ｍｇは、自然界に大量に存在し、比較的安価に入手可能であるだけでなく、人体にとっても必須金属であることから、これを歯科用材料、医科用材料に適用できれば患者に対する経済的な負担を軽減できるだけでなく、その軽量な特性は患者にとっても望ましいことである。このような観点から、本件発明者らは、Ｍｇ合金を鋳造するのに好適な鋳造方法を提案した（特許文献３）。
【特許文献１】特開平９−２４１７７８号公報
【特許文献２】特開平８−１３４５８１号公報
【特許文献３】特開２００３−１８１６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｍｇ合金は、これまで工業用材料として様々な角度から検討されているが、生体適合材料の観点からの提案を見受けることはできない。
【０００５】
本発明の目的は、生体適合Ｍｇ合金を提供することにある。
本発明の更なる目的は、医科用材料に適用可能なＭｇ合金を提供することにある。
本発明の更なる目的は、歯科用材料に適用可能なＭｇ合金を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
アルミニウム（Ａｌ）、イットリウム（Ｙ）が共に生体適合性を備えていることに着目し、少なくともアルミニウム、イットリウムを含有するＭｇ合金について主に耐腐食性に関する検証を行った結果、アルミニウムが約１５wt％以上、イットリウムが約７wt％以上である生体適合Ｍｇ合金を見出すに至った。
【０００７】
医科用材料と歯科用材料とでは要求される耐腐食性の程度が異なる。したがって、歯科用金属材料のＪＩＳ規格に従いpH＝2.2で耐腐食性の有無を試験した結果、約４５〜８０wt％のアルミニウムと、約７〜４０wt％のイットリウムと、約１０〜４０wt％のマグネシウムとを含む生体適合Ｍｇ合金であれば要求を満たすことができることを知った。また、弱酸性に耐えることができれば医科用材料として利用可能であるという視点から、pH＝６で耐腐食性の有無を試験した結果、約４５〜８０wt％のアルミニウムと、約７〜４０wt％のイットリウムと、約１０〜４０wt％のマグネシウムとを含む生体適合Ｍｇ合金であれば要求を満たすことができることを知った。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本件発明者は、様々な成分割合のＡｌ−Ｙ−Ｍｇ合金を製造し、各試料からテストピースを作って耐腐食性を検討した。耐腐食性のテストは、歯科用金属材料のＪＩＳ規格を基準に歯科用材料としての適否を判断した。
【０００９】
歯科用金属材料のＪＩＳ規格によれば、溶出試験法として、「乳酸0.1 mol/l(0.9％)と塩化ナトリウム0.1 mol/l(0.58%)を含む水溶液（pH=2.2〜2.4  約10ml）に３７℃で７日間浸漬させる」と規定し、浸漬した試験片と未浸漬の試験片の表面を拡大することなく目視で比較して、浸漬した試験片に顕著な化学的腐食が現れているか否かによって判定する、と規定している。
【００１０】
本発明のうち、歯科用材料に適したＭｇ合金については、ＪＩＳ規格に従い純度９０〜９２％の乳酸を使ってpH2.2の水溶液を調製し、この酸性水溶液に浸漬した試験片と未浸漬の試験片の表面を拡大することなく目視で比較して、浸漬した試験片に顕著な化学的腐食が現れているか否かによって判定した。
【００１１】
本発明のうち、医科用材料に適したＡｌ−Ｙ−Ｍｇ合金については、上記歯科用金属材料のＪＩＳ規格に準拠して、純度９０〜９２％の乳酸を使ってpH6.0の水溶液を調製し、この弱酸性水溶液に３７℃で７日間浸漬させて、浸漬した試験片と未浸漬の試験片の表面を拡大することなく目視で比較して、浸漬した試験片に顕著な化学的腐食が現れているか否かによって医科用材料としての適否を判定した。
【００１２】
下記の一覧は、実際に試料を作成して耐腐食性を試験した各サンプ（Ａｌ−Ｙ−Ｍｇ合金）の成分割合及び耐腐食性の判定結果を示す。下記の一覧の項目「腐食度」はpH2.2の水溶液に浸漬させた判定結果であり、「○」印は浸漬した試験片に顕著な化学的腐食が全く現れていないことを意味し、「△」印は浸漬した試験片に若干の化学的腐食が見られたことを意味する。なお、下記の一覧で、Ｍｇ、Ｙ、Ａｌの各成分の重量％の数値は小数点以下を四捨五入した値である。
【００１３】
試料No    Ｍｇ    Ｙ    Ａｌ(wt%)  腐食度（pH2.2）
No. 1      40     15     45            ○  
No. 2      35     20     45            ○  
No. 3      37     13     50            ○  
No. 4      31     19     50            ○  
No. 5      33     12     55            ○  
No. 6      28     17     55            ○  
No. 7      11     34     55            ○  
No. 8      29     11     60            ○  
No. 9      25     15     60            ○  
【００１４】
試料No    Ｍｇ    Ｙ    Ａｌ(wt%)  腐食度（pH2.2）
No.10      10     30     60            ○  
No.11      18      7     75            ○  
No.12      10     10     80            ○  
No.13      41     14     45            ○  
No.14      35     20     45            ○  
No.15      18      7     75            ○  
No.16      15     10     75            ○  
No.17      23     27     50            ○  
No.18      17     33     50            ○  
No.19      16     34     50            ○  
【００１５】
試料No    Ｍｇ    Ｙ    Ａｌ(wt%)  腐食度（pH2.2）
No.20      55     20     25            △  
No.21      40     10     50            △  
No.22      35     15     50            △  
No.23      30     20     50            △  
No.24      29     21     50            △  
No.25      25     25     50            △  
No.26      20     30     50            △  
【００１６】
上述した（pH2.2）腐食度テストで「△」評価だった試料及び上記の一覧に記載しなかったが評価「×」（浸漬した試験片に顕著な化学的腐食が見られた）の試料に関して、pH6.0の水溶液で、浸漬した試験片に顕著な化学的腐食が現れているか否かによって医科用材料としての適否を判定した。その一覧は次のとおりである。なお、下記の一覧で、Ｍｇ、Ｙ、Ａｌの各金属の重量％の数値は小数点以下を四捨五入した値である。
【００１７】
試料No    Ｍｇ    Ｙ    Ａｌ(wt%)  腐食度（pH6.0）
No.30      62     23     15            ○  
No.31      53     32     15            ○  
No.32      55     20     25            ○  
No.33      46     29     25            ○  
No.34      48     17     35            ○  
No.35      40     25     35            ○  
No.36      66     15     19            ○  
No.37      48     11     41            ○  
No.38      35     15     50            ○  
No.39      30     20     50            ○  
【００１８】
試料No    Ｍｇ    Ｙ    Ａｌ(wt%)  腐食度（pH6.0）
No.40      28     22     50            ○  
No.41      25     25     50            ○  
No.42      20     30     50            ○  
【００１９】
以上の試験結果の代表例を図１の三成分系平衡状態図に示す。黒丸は、pH＝2.2の耐腐食性試験では評価「△」又は「×」であったが、pH＝６の耐腐食性試験では評価「○」の試料を示す。白丸は、pH＝2.2の耐腐食性試験で評価「○」の試料を示す。
【００２０】
なお、他の生体適合金属を含んだＡｌ−Ｙ−Ｍｇ合金（例えばビスマス（Ｂｉ）を0.1〜１wt％含有）で耐腐食性の試験を行ったが、これによる顕著な違いは見あたらなかった。Ａｌ−Ｙ−Ｍｇ合金に含有可能な他の生体適合金属としてはインジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）を挙げることができる。
【００２１】
図１の三成分系平衡状態図及び上記の一覧（pH=2.2及びpH=6.0）から理解できるように、Ａｌ：約１５〜８０wt％、Ｙ：約７〜４０wt％、Ｍｇ：約１０〜７０wt％、好ましくは、軽量化の観点からＡｌ：約１５〜５０wt％、Ｙ：約７〜３５wt％、Ｍｇ：約４０〜７０wt％で囲まれた領域に含まれるＡｌ−Ｙ−Ｍｇ合金を医科用材料として利用することができる。
【００２２】
また、図１の三成分系平衡状態図及び上記の一覧（pH=2.2）から理解できるように、Ａｌ：約４５〜８０wt％、Ｙ：約７〜４０wt％、Ｍｇ：約１０〜４０wt％で囲まれた領域、好ましくは、Ａｌ：約４５〜７５wt％、Ｙ：約７〜２０wt％、Ｍｇ：約１５〜４０wt％で囲まれた領域に含まれるＡｌ−Ｙ−Ｍｇ合金を歯科用材料として利用することができる。
【００２３】
本発明によれば、安価で且つ軽量な医科用又は歯科用材料として利用可能なＡｌ−Ｙ−Ｍｇ合金を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】耐腐食性試験した様々な成分割合のＡｌ−Ｙ−Ｍｇ合金のうち代表的な具体例をプロットした三成分系平衡状態図である。
【図１】
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