(57)【要約】【課題】  硬組織との結合力に優れた生体インプラント材料を製造するための製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の生体インプラント材料の製造方法は、アルカリ処理工程と温水処理工程とを含み、アルカリ処理工程では、チタンまたはチタン合金で形成された基体を、アルカリ水溶液に浸漬し、温水処理工程では、前記アルカリ水溶液に浸漬した基体を、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に、３時間以上３６時間以下浸漬する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に埋植される生体インプラント材料の製造方法であって、
チタンまたはチタン合金で形成された基体を、アルカリ水溶液に浸漬するアルカリ処理工程と、
前記アルカリ水溶液に浸漬した基体を、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に、３時間以上３６時間以下浸漬する温水処理工程と、を含むことを特徴とする生体インプラント材料の製造方法。
【請求項２】
前記液温が、３０℃以上３５℃以下であることを特徴とする請求項１記載の生体インプラント材料の製造方法。
【請求項３】
万能試験機によるせん断荷重付加試験によって測定される、骨との結合力を示す破断応力が１．６０ＭＰａ以上２．２０ＭＰａ以下である生体インプラント材料を得ることを特徴とする請求項１または２記載の生体インプラント材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内に埋植される生体インプラント材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内において骨や歯根などの硬組織と代替されるように埋植される生体インプラント材料として、チタンやチタン合金などの金属材料を基体として用い、その基体の表面に硬組織への親和性を有する皮膜を形成したものが知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、チタンまたはその合金からなる基材をアルカリ性水溶液に浸け、続いて４０℃以上の水に１時間以上または８０℃以上の水に１分以上浸けることで、基材の表面にアナターゼを含み非晶質チタン酸塩を実質的に含まず、かつチタン金属濃度が内部に向かうにつれて高くなる皮膜を形成する生体インプラントの製造方法が開示されている。この製造方法で得られた生体インプラントは、生体中で短期間にアパタイト層を形成することが期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８７７５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アナターゼは、アパタイト形成能力に優れているため、特許文献１に開示された製造方法で製造された生体インプラントは、アパタイトの形成能力に優れたものである。
【０００６】
特許文献１では、アナターゼが析出した生体インプラントと、アナターゼが析出しなかった生体インプラントについて、ウサギの脛骨との結合力を比較しており、アナターゼが析出したインプラント材料のほうが、アナターゼが析出しなかったインプラント材料よりも結合力が高かったことが記載されている。アナターゼが析出しなかったものは、アパタイトの形成能力に大きく劣るので、相対的に骨との結合力は小さくなり、アナターゼが析出したものは、アパタイトの形成能力が高いので、相対的に骨との結合力は大きくなる。
【０００７】
本願発明者らは、生体インプラント材料の製造方法において、骨との結合力は、アパタイト形成能力だけではなく、生体インプラント材料表層の皮膜強度にも関係することを見出し、本願発明に至ったものである。
【０００８】
本発明の目的は、硬組織との結合力に優れた生体インプラント材料を製造するため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】
【０００９】
本発明は、生体内に埋植される生体インプラント材料の製造方法であって、
チタンまたはチタン合金で形成された基体を、アルカリ水溶液に浸漬するアルカリ処理工程と、
前記アルカリ水溶液に浸漬した基体を、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に、３時間以上３６時間以下浸漬する温水処理工程と、を含むことを特徴とする生体インプラント材料の製造方法である。
さらに、本発明は、前記液温が、３０℃以上３５℃以下が好ましい。
【００１０】
また本発明は、万能試験機によるせん断荷重付加試験によって測定される、骨との結合力を示す破断応力が１．６０ＭＰａ以上２．２０ＭＰａ以下である生体インプラント材料を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アルカリ処理工程で、チタンまたはチタン合金で形成された基体を、アルカリ水溶液に浸漬し、アルカリ水溶液に浸漬した基体を、温水処理工程で、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に、３時間以上３６時間以下浸漬する。
【００１２】
これにより、埋植される骨などの硬組織との親和性が高く、硬組織との結合力に優れた生体インプラント材料が得られる。
【００１３】
また本発明によれば、温水処理工程における前記液温が、３０℃以上３５℃以下であることが特に好ましい。
【００１４】
また本発明によれば、万能試験機によるせん断荷重付加試験によって測定される、骨との結合力を示す破断応力が１．６０ＭＰａ以上２．２０ＭＰａ以下である生体インプラント材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態である生体インプラント材料の製造方法の製造工程を示す工程図である。
【図２】本発明の第２実施形態である生体インプラント材料の製造方法の製造工程を示す工程図である。
【図３】温水処理工程で液温３５℃、浸漬時間２４時間で処理した試験片の、擬似液浸漬後の表面を示すＳＥＭ写真である。
【図４】温水処理工程で液温８０℃、浸漬時間２４時間で処理した試験片の、擬似液浸漬後の表面を示すＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態である生体インプラント材料の製造方法の製造工程を示す工程図である。本実施形態の製造方法は、基体形成工程ｓ１と、脱脂工程ｓ２と、アルカリ処理工程ｓ３と、温水処理工程ｓ４と、加熱処理工程ｓ５とを含む。
【００１７】
基体形成工程ｓ１では、チタンまたはチタン合金を素材として、生体インプラント材料となる基体が形成される。基体を構成するチタン合金としては、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎ、Ｔｉ−３Ａｌ−１３Ｖ−１１Ｃｒ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｎｂ−３Ｔａ、Ｔｉ−１５Ｚｒ−４Ｎｂ−４Ｔａ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｍｏ−Ｔａ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｎｂ−Ｔａ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−７Ｎｂなどを挙げることができる。
【００１８】
脱脂工程ｓ２では、基体形成工程ｓ１で形成された基体の表面に付着した油分などを脱脂する。この脱脂工程ｓ２では、たとえば、アセトンでまず脱脂洗浄が行われ、次いで蒸留水で洗浄が行われ、脱脂処理が終了する。
【００１９】
アルカリ処理工程ｓ３では、脱脂工程ｓ２で脱脂が行われた基体を、アルカリ水溶液に浸漬する。アルカリ水溶液は、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）などのアルカリ金属イオン、および、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）などのアルカリ土類金属イオンの少なくともいずれか一方の金属イオンを含有する水溶液として作製されたものであり、たとえば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液または水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液として作製されたものである。
【００２０】
アルカリ水溶液における、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンの少なくともいずれか一方の金属イオンの濃度は、０．１Ｍ（モル濃度）以上２０Ｍ以下が好ましく、３Ｍ以上１０Ｍ以下が特に好ましい。また、アルカリ処理工程ｓ３では、アルカリ水溶液の液温が４０℃以上９０℃以下に設定され、基体のアルカリ水溶液への浸漬時間が１２時間以上９６時間以下であることが好ましい。
【００２１】
前述したアルカリ処理により、基体の表面には、チタンまたはチタン合金と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、酸素とを含有して、骨や歯根などの硬組織と親和性を有する皮膜が形成される。具体的には、アルカリ処理を経た基体の表面には、アルカリチタン酸塩を含有して硬組織親和性を有する皮膜が形成される。なお、チタンおよびチタン合金の表面には、元来、強酸および強塩基のいずれとも反応する両性物質である酸化チタン（ＴｉＯ２）に近い組成の酸化物よりなる薄い膜が存在する。そのため、チタンまたはチタン合金で形成された基体をアルカリ処理工程ｓ３にてアルカリ水溶液中に浸漬すると、反応量の少ない内部から反応量の多い外部に向かって酸化チタンおよびアルカリチタン酸塩の濃度が漸増する濃度勾配をもって、基体の表面にアルカリチタン酸塩が生成されることになる。
【００２２】
温水処理工程ｓ４では、アルカリ処理工程ｓ３において、硬組織親和性を有する皮膜が形成された基体（以下では「皮膜形成基体」という）を、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に、３時間以上３６時間以下浸漬する。
【００２３】
温水処理工程ｓ４において、皮膜形成基体を浸漬するための水は、たとえば蒸留水、脱イオン水、純水および超純水などを用いることができる。温水処理工程ｓ４では、処理槽に貯留された水を所定の液温に調節し、皮膜形成基体の全体が温水内に浸かるように浸漬し、浸漬時間が所定時間経過した時点で処理槽から基体を取出す。
【００２４】
このような温水への浸漬処理操作において、基体を温水に浸漬するときの、温水の量は、基体の表面積の総和に応じて設定される。具体的には、温水の量は、下記式（１）を満たすように設定される。
１（ｍＬ／ｃｍ２）≦Ｖ１／Ｓ１≦１００（ｍＬ／ｃｍ２）            …（１）
［式中、Ｖ１は温水の体積（ｍＬ）を示し、Ｓ１は温水に浸漬する基体の表面積（ｃｍ２）の総和を示す。］
【００２５】
また、温水の量は、下記式（２）を満たすように設定されるのがより好ましい。
３（ｍＬ／ｃｍ２）≦Ｖ１／Ｓ１≦５０（ｍＬ／ｃｍ２）              …（２）
［式中、Ｖ１は温水の体積（ｍＬ）を示し、Ｓ１は温水に浸漬する基体の表面積（ｃｍ２）の総和を示す。］
【００２６】
詳細については後述するが、温水処理工程ｓ４を、上記のような液温の範囲内であって、浸漬時間の範囲内で行うことにより、硬組織との結合力に優れる生体インプラント材料を得ることができる。また、液温と浸漬時間の上記範囲は、生体インプラント材料表面におけるアパタイト形成能力に優れた範囲とは異なるものである。生体インプラント材料の表面がアパタイトの形成能力に優れていたとしても、その生体インプラント材料の硬組織との結合力が大きいとは限らない。後述の実施例に示すように、アパタイトの形成能力が同程度に優れている生体インプラント材料であっても、硬組織との結合力については、明らかに有意差が見られる。
【００２７】
アパタイトは、生体内で生成される骨など硬組織の主成分であるため、生体インプラント材料の表面特性として、アパタイトが形成され易いほど硬組織との親和性が高く、硬組織との結合力も高いものと考えられていた。しかしながら、本願発明者らは、表面におけるアパタイト形成能力が同じ生体インプラント材料であっても、温水処理工程ｓ４における処理条件が異なると、硬組織との結合力が相違することを見出した。特に、皮膜形成基体を浸漬する温水の液温条件については、２０℃とした場合と４０℃とした場合とで、生体インプラント材料と硬組織との結合力は同程度であり、液温を３０℃以上４０℃未満とした場合は、液温を２０℃とした場合および４０℃とした場合に比べて結合力が大きくなる。
【００２８】
アパタイト形成能力だけを見ると、液温を３０℃以上４０℃未満とした場合と、４０℃とした場合とで同程度であり、生体インプラント材料のアパタイト形成能力と硬組織との結合力とは相関しない。したがって、温水処理工程ｓ４における処理条件は、生体インプラント材料の表面におけるアパタイト形成能力に着目した場合と、硬組織との結合力に着目した場合とでは異なる。
【００２９】
このような観点から、本願発明者らは、温水処理工程ｓ４における処理条件として、上記のように、皮膜形成基体を、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に、３時間以上３６時間以下浸漬することとした。これらの範囲から処理条件が外れた場合、たとえば、液温が３０℃未満であったり、浸漬時間が３時間未満では、アパタイトの形成能力が低下するので、生体インプラント材料と硬組織との結合力が低下し、好ましくない。また、液温が４０℃以上であったり、浸漬時間が３６時間を超えると、アパタイトの形成能力は高いが、硬組織との結合力は低下してしまうので、好ましくない。
【００３０】
皮膜強度だけを見ると、液温が２０℃以上４０℃未満では皮膜強度に差は見られないが、硬組織との結合力には差が見られる。また、温水処理工程を行わない場合は、皮膜の強度が高いにも拘わらず、硬組織との結合力は低い。硬組織との結合力はアパタイト形成能力と皮膜強度とに依存しており、温水処理工程ｓ４では、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に浸漬することが好ましい。
【００３１】
また、液温について、好ましくは３０℃以上３８℃以下であり、より好ましくは３０℃以上３５℃以下である。浸漬時間について、好ましくは６時間以上２４時間以下であり、より好ましくは１２時間以上２４時間以下である。
【００３２】
加熱処理工程ｓ５では、温水処理工程ｓ４が終了した皮膜形成基体を加熱する加熱処理が行われる。この加熱処理工程ｓ５においては、チタンまたはチタン合金の転移温度以下の温度である、３００℃以上８００℃以下の温度で、３０分間以上２４時間以下の範囲内の時間で加熱される。このように加熱処理が行われることで、皮膜形成基体の表面において酸素が拡散し、硬組織と親和性を有する皮膜の厚みが増加し、皮膜構造の安定性も増加することになる。なお、加熱処理の温度が３００℃未満では、皮膜形成基体の表面において酸素が十分に拡散して供給されず、皮膜の厚みを十分に確保することが困難になる。一方、加熱処理の温度が８００℃を超えると、チタンまたはチタン合金の転移温度に達してしまい、皮膜形成基体の機械的強度の低下を招いてしまうため望ましくない。
【００３３】
このような加熱処理工程ｓ５が終了することで、生体インプラント材料の製造が完了することになる。生体インプラント材料の表層部分に形成された硬組織と親和性を有する皮膜（アナターゼ皮膜）においては、金属チタンの濃度が外部に向かって漸減し、一方、酸化チタンおよびアルカリチタン酸塩の濃度は、外部に向かって漸増するように形成されている。
【００３４】
生体インプラント材料の表層部分に形成された硬組織と親和性を有する皮膜においては、緩やかな濃度勾配で濃度が変化するように酸化チタンおよびアルカリチタン酸塩が含有されるため、基体と形成された皮膜との界面が、強固に接合されることになる。そして、生体インプラント材料が生体内に埋植されて体液と接触した状態では、この皮膜の表面にカルシウムやリンと反応し易い水酸化チタン基が生成される。生成した水酸化チタン基は、反応性に富み、体液中の骨形成成分と反応してアパタイト核が生成されることになる。
【００３５】
図２は、本発明の第２実施形態である生体インプラント材料の製造方法の製造工程を示す工程図である。本実施形態の製造方法は、基体形成工程ａ１と、脱脂工程ａ２と、アルカリ処理工程ａ３と、温水処理工程ａ４と、加熱処理工程ａ５と、水蒸気吹付け処理工程ａ６とを含む。
【００３６】
基体形成工程ａ１では、前述した第１実施形態における基体形成工程ｓ１と同様にして、チタンまたはチタン合金で形成された基体が形成される。このとき、基体の表面には、まだ皮膜は形成されていない。
【００３７】
脱脂工程ａ２では、前述した第１実施形態における脱脂工程ｓ２と同様にして、基体形成工程ａ１で形成された基体の表面に付着した油分などを脱脂する。
【００３８】
アルカリ処理工程ａ３では、前述した第１実施形態におけるアルカリ処理工程ｓ３と同様にして、脱脂工程ａ２で脱脂が行われた基体をアルカリ水溶液に浸漬することで、基体の表面に、アルカリチタン酸塩を含有する皮膜を形成し、皮膜形成基体を得る。
【００３９】
温水処理工程ａ４では、前述した第１実施形態における温水処理工程ｓ４と同様にして、皮膜形成基体を、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に、３時間以上３６時間以下浸漬する。
【００４０】
加熱処理工程ａ５では、前述した第１実施形態における加熱処理工程ｓ５と同様にして、温水処理が終了した皮膜形成基体を加熱する。加熱処理条件（温度、時間など）は、加熱処理工程ｓ５と同様である。加熱処理が行われることで、皮膜形成基体の表面において酸素が拡散し、硬組織と親和性を有する皮膜の厚みが増加し、皮膜構造の安定性も増加することになる。このような加熱処理工程ａ５によって、皮膜形成基体の表面においては、金属チタンの濃度が外部に向かって漸減し、一方、酸化チタンおよびアルカリチタン酸塩の濃度が外部に向かって漸増するアナターゼ皮膜が形成される。
【００４１】
水蒸気吹付け処理工程ａ６では、加熱処理工程ａ５において加熱した後の皮膜形成基体の表面に、水蒸気を吹付ける。水蒸気吹付け処理工程ａ６では、水蒸気が噴射されるノズルを有する水蒸気噴射装置を用い、該ノズルの先端部から噴射された水蒸気を、加熱処理後の皮膜形成基体の表面に吹付ける。水蒸気噴射装置としては、たとえば、株式会社ジーシー製のスチームクリーナー（型式：ＳＴ−ＩＩ）を挙げることができる。水蒸気吹付けの際、皮膜形成基体を回転または揺動させながら吹付けてもよい。
【００４２】
水蒸気噴射装置における水蒸気の噴射条件としては、たとえば、圧力が０．４０ＭＰａ以上０．４５ＭＰａ以下に設定され、水蒸気噴射量が３０（ｍＬ／３０秒）以上５５（ｍＬ／３０秒）以下に設定される。
【００４３】
水蒸気吹付け処理工程ａ６において、加熱処理後の皮膜形成基体の表面に水蒸気を吹付けることで、皮膜形成基体の表面に形成された皮膜に存在する剥離しやすい部分を除去することができる。
【００４４】
また、水蒸気を皮膜形成基体に対して吹付ける吹付け位置から皮膜形成基体の表面までの離間距離、すなわち、水蒸気噴射装置のノズル先端部から皮膜形成基体の表面までの離間距離は、３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、皮膜形成基体の表面に水蒸気を吹付ける吹付け時間は、前記離間距離に応じて、５秒間以上１２０秒間以下の範囲から選ばれることが好ましい。
【００４５】
以上のような水蒸気吹付け処理工程ａ６が終了することで、生体インプラント材料の製造が完了することになる。
【実施例】
【００４６】
第１実施形態（水蒸気吹付け処理工程無し）および第２実施形態（水蒸気吹付け処理工程有り）のそれぞれに基づく製造方法で生体インプラント材料を製造して各評価を行った。
【００４７】
＜基体形成工程＞
生体インプラント材料を構成する基体を擬似的に再現する、円柱状の基体片を準備した。この基体片は、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）により形成されており、直径が４ｍｍ、長さが１０ｍｍの直円柱型である。
【００４８】
＜脱脂工程＞
前記基体片をアセトンで脱脂洗浄し、次いで蒸留水で洗浄した。
【００４９】
＜アルカリ処理工程＞
脱脂処理後の基体片を、８０℃に保持された５Ｍ水酸化ナトリウム水溶液に４８時間浸漬した。
【００５０】
＜温水処理工程＞
温水処理工程では、蒸留水の液温を、２０℃、３０℃、３５℃、４０℃、８０℃とし、各液温において、それぞれ浸漬時間を、３時間、６時間、１２時間、２４時間とした。
【００５１】
＜加熱処理工程＞
上記の各条件における温水処理後の皮膜形成基体片を、６００℃で１時間加熱した。
【００５２】
＜水蒸気吹付け処理工程＞
上記の基体形成工程から加熱処理工程までは、第１実施形態および第２実施形態共通の処理条件である。第２実施形態では、下記の条件でさらに水蒸気吹付け処理を行った。
【００５３】
水蒸気噴射装置として、株式会社ジーシー製のスチームクリーナー（型式：ＳＴ−ＩＩ）を用い、水蒸気吹付け条件を以下のように設定した。
・水蒸気の噴射圧力：０．４ＭＰａ
・水蒸気噴射量：５５ｍＬ／３０秒
・ノズル先端部と基体片の表面との離間距離：５５ｍｍ
・水蒸気吹付け時間：１０秒間
【００５４】
加熱処理工程が終了することで、第１実施形態に基づいて生体インプラント材料を擬似的に再現した、試験片を得た。また水蒸気吹付け処理工程が終了することで、第２実施形態に基づいて生体インプラント材料を擬似的に再現した、試験片を得た。
【００５５】
＜硬組織との結合力の評価＞
第１実施形態に基づいて製造した直径４ｍｍ、長さ１０ｍｍの直円柱型の各試験片を、白色ウサギの脛骨近位部に埋植し、８週間飼育したのち、試験片と脛骨との結合力を評価した。
【００５６】
結合力は、脛骨に埋植された試験片に対して、試験片の軸線方向にせん断荷重を与えて、試験片と試験片が結合した周囲骨との境界が破断したときのせん断荷重を、直円柱型試験片の側面積（４ｍｍ×π×１０ｍｍ）で割り、算出された破断応力（ＭＰａ）を結合力として評価した。測定装置は、万能試験機（インストロンジャパン製、モデル１１２３）を用い、試験片が埋植された脛骨を台座状に樹脂で固定し、クロスヘッド速度を０．５ｍｍ／ｍｉｎとして試験片にせん断荷重を与えた。結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
上記のような測定方法による評価であるので、破断応力が大きいほど試験片と脛骨との結合力が大きいことを示している。
【００５９】
表１からは、いずれの浸漬時間においても、液温が２０℃および４０℃の場合が、３０℃および３５℃の場合よりも結合力が小さく、８０℃の場合にさらに小さくなる傾向は同じであることがわかる。
【００６０】
＜アパタイト形成能力の評価＞
各試験片を、ヒトの体液とほぼ等しい無機イオン濃度を有する擬似体液に４日間浸漬し、アパタイトの形成の有無を評価した。擬似体液としては、各イオン濃度がＫ＋：５．０［ｍＭ］、Ｎａ＋：１４２［ｍＭ］、Ｍｇ２＋：１．５［ｍＭ］、Ｃａ２＋：２．５［ｍＭ］、Ｃｌ−：１４８［ｍＭ］、ＨＣＯ３−：４．２［ｍＭ］、ＨＰＯ２−：１．０［ｍＭ］、ＳＯ４２−：０．５［ｍＭ］の組成を有し、トリス−ヒドロキシメチル−アミノメタンおよび塩酸にて３７℃のｐＨ＝７．４に調製したものを用いた。
【００６１】
図３は、温水処理工程で液温３５℃、浸漬時間２４時間で処理した試験片の、擬似体液浸漬後の表面を示すＳＥＭ写真であり、図４は、温水処理工程で液温８０℃、浸漬時間２４時間で処理した試験片の、擬似液浸漬後の表面を示すＳＥＭ写真である。図示してはいないが、これら以外に、温水処理工程で液温２０℃、浸漬時間２４時間で処理した試験片、温水処理工程で液温３０℃、浸漬時間２４時間で処理した試験片、温水処理工程で液温４０℃、浸漬時間２４時間で処理した試験片についても同様に、擬似体液に４日間浸漬し、アパタイトの形成の有無を評価した。
【００６２】
評価は、ＳＥＭ写真による表面観察によって行い、評価基準として、材料表面にアパタイトの形成がほとんど見られないものを「×」とし、材料表面の一部分にアパタイトの形成が見られたものを「△」とし、一部材料表面が見えるが、大部分にアパタイトの形成が見られたものを「○」とし、材料表面の全てに、アパタイトの形成が見られたものを「◎」とした。
【００６３】
＜皮膜強度の評価＞
各試験片の表面に、Ｓｃｏｔｃｈ（登録商標）テープを貼って剥がし、その剥がしたテープに皮膜の脱落片が付着しているか否かをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察した。テープに皮膜の脱落片が付着していなかった場合には、皮膜強度が高いので評価結果を「○」とし、テープ剥離面全体に下地の基体が観察された場合には皮膜と基体との接合強度が弱いので評価結果を「×」とした。また、テープに皮膜の脱落片の付着が有り、テープ剥離面の一部に下地の基体が観察された場合は、皮膜強度がやや弱いので評価結果を「△」とした。
【００６４】
結果を表２に示す。結合力とアパタイト形成能力および皮膜強度とを比較するために、表２には、表１の結合力（破断応力）の結果を併記する。また、温水処理工程を行わないこと以外は他の試験片と同様にして、比較例の試験片を作製した。比較例の評価結果を、液温が「＊」として表２に記載する。
【００６５】
【表２】
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【００６６】
表２からわかるように、液温が比較的低い２０℃の場合には、アパタイト形成能力にやや劣り、その結果結合力が小さくなっているものと考えられる。その一方で、液温が比較的高い４０℃および８０℃の場合は、アパタイト形成能力は、液温が３０℃および３５℃の場合と同程度に優れたものであったが、結合力については、アパタイト形成能力が優れているのにもかかわらず、液温が４０℃および８０℃の場合に、液温が３０℃および３５℃の場合よりも明らかに劣っていることがわかった。
【００６７】
液温が４０℃以下の場合は、皮膜強度には差が見られなかったが、結合力には差が見られ、液温が３５℃の場合に結合力が高かった。また、温水処理をしない比較例では、皮膜強度は高いにもかかわらず、結合力では温水処理した実施例より明らかに劣っていることがわかった。
【００６８】
骨との結合力はアパタイト形成能力と皮膜強度とに依存しており、液温が３０℃以上４０℃未満の温水に浸漬することが好ましい。このような温水処理によって、破断応力が１．６０ＭＰａ以上２．２０ＭＰａ以下の生体インプラント材料を得ることができる。
【００６９】
なお、第２実施形態に基づいて製造した試験片でも同様に評価し、第１実施形態と同じ液温が３０℃以上４０℃未満の温水に浸漬することが好ましい結果が得られた。
【００７０】
このように、アパタイト形成能力と皮膜強度とに着目し、骨との結合力から判断すると、第１実施形態および第２実施形態のいずれにおいても温水処理工程の処理条件として、液温を３０℃以上４０℃未満とすることが好ましく、３０℃以上３５℃以下とすることが特に好ましいと言える。
【図１】
2013230197.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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