山梨医科大学紀要　第9巻，055-068(1992)

整形外科領域における生体材料について

浜田良機、赤松功也、戸島忠人、
立木　繁、堀内忠一

　整形外科領域では、金属、プラスチックス、セラミックスが機械的強度と耐摩耗性など材料の特色を生かして臨床的に応用されている。316Lステンレス鋼は骨折固定材料として用いられ、コバルトクローム合金とチタン合金は、主として人工運動器の素材として利用されてきている。特に後者は軽量で優れた機械的強度と生体親和性という点で、セメントレス人工運動器の素材として注目されている。プラスチックスでは人工運動器の構成体である人工軟骨として利用されている高密度ポリエチレン（HDP）と骨と人工運動器の固定に利用されるpolyーmethylmethacrylate(PMMA)がある。セラミックスは生体親和性は良好であるが、機械的強度に劣る。そこでアルミナセラミックスは modular typeの骨頭部や骨欠損部補填用人工骨として利用され、アパタイトセラミックスは骨欠損部補填用人工骨として、あるいはコーティング材として利用されている。

キーワード：生体材料、金属、プラスチックス、セラミックス、人工運動器



Biomaterials in Orthopaedic Field

Yoshiki HAMADA, Noriya AKAMATSU, Tadahito TOSHIMA,
Shigeru TACHIGI and Tadahiro HORIUCHI

The biomaterials used in orthopaedic field must have greater mechanical strength and resistance to friction than those used in other fields. In a point of view, metal is the most common biomaterial. Recently, however, plastics and ceramics have been developed and clinically applied for their respective advantages.
316L stainless steel has been using in fracture fixation devices. Cobalt-chrome alloy was used for artificial joint fixed to bone with bone cement. Titanium alloys were used to cementless artificial joints or some of fracture fixation device because of their lightness, excellent mechanical strength, and biocompatibility.
Of plastics, high-density polyethylene (HDP) has become available as a material for artificial cartilage to prevent abrasion on joint surface of artificial joint in metal back system. Poly-methylmethacrylate (PMMA) has also been used to anchor bone to artificial joints. Its wide use is based on its promised rigid fixation immediately after operation and early rehabilitation. However, there have been many reports of looseing cases in the long postoperative course. Therefore cementless artificial joint has emerged and become popular.
Ceramics have superior biocompatibility to metal and plastics. Alumina and apatite ceramics have already been put to clinical use. Zirconium, AW glass ceramics, and calcium triphosphate are also under study for clinical application. Alumina ceramics was used in the femoral head of total hip system as modular type and artificial bone packing the bone defect. Apatite ceramics was inappropriate for main body of artificial joints because of poor mechanical strength. Nonetheless, It has superior biocompatibility and combines directly with bone. To capitalize on these advantages, apatite ceramics is used to coating material and artificial bone.



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