特集：材料技術トレンドを読む工業材料キーワード50－生体適合性セラミックス

摘要

世界に例を見ないほどのスピードで高齢化社会となりつつあるわが国では，老化に伴う身体機能の低下，喪失に対応し，代替し得る人工股関節，人工歯根など生体材料の必要性がますます高まっている（図1）．疼痛に悩まされ杖に縋鎚らなくては歩行できなくとも，人工股関節で置き替えることで歩行が可能となる．このように体内に埋め込まれる材料は，生体適合性をもつことが必要不可欠である．生体適合性とは，インプラントされた部位でそれぞれの適切な機能を果たし得ることを意味する．例えば，関節部に適用する際，周囲に骨が生成しては支障が生じ，骨内にインプラントした場合，周囲に骨ができないのも適切でない．すなわち，体に悪さをしないこと，部位に応じた機能を発揮することが重要である．金属やポリマーは生体材料として広く使用されているが，生理環境下でイオンやモノマー溶出の恐れが指摘されている．それに対し，セラミックスは化学的に安定で，機械的特性に優れている．さらに，骨と直接結合する材料はセラミックスだけである．材料を骨に入れると線推性皮膜に取り囲まれ骨から隔離されてしまうが，水酸アパタイト(HAp)，リン酸三カルシウム，結晶化ガラスでは，材料表面に骨類似のアパタイトが生じ，骨基質中のアパタイトと結合し，骨と強固に結合する．このようなものを生体活性セラミックス，そうでないものを生体不活性セラミックスと呼び，用途に応じて使い分けられている．