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JP3011325B2 - Titanium wire for living body and method for producing the same - Google Patents

Titanium wire for living body and method for producing the same

Info

Publication number
JP3011325B2
JP3011325B2 JP7042605A JP4260595A JP3011325B2 JP 3011325 B2 JP3011325 B2 JP 3011325B2 JP 7042605 A JP7042605 A JP 7042605A JP 4260595 A JP4260595 A JP 4260595A JP 3011325 B2 JP3011325 B2 JP 3011325B2
Authority
JP
Japan
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ppm
less
fastening
living body
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7042605A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH08131532A (en
Inventor
進 澤田
建夫 大橋
毅昭 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eneos Corp
Original Assignee
Japan Energy Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Energy Corp filed Critical Japan Energy Corp
Priority to JP7042605A priority Critical patent/JP3011325B2/en
Priority to EP95114265A priority patent/EP0700685A3/en
Priority to US08/526,612 priority patent/US5849417A/en
Publication of JPH08131532A publication Critical patent/JPH08131532A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3011325B2 publication Critical patent/JP3011325B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は生体内で、例えば人骨の
締結などに使用される生体用締結チタンワイヤーおよび
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a titanium wire for use in a living body, for example, for fastening a human bone, and a method of manufacturing the same.

【0002】このようなチタンワイヤーは、手術中に容
易にかつ強固に締結でき、また生体内での安全性の高い
ことが必要とされるが、本発明は以下に述べるように、
このような目的に適した優れたチタンワイヤーを提供す
る。
[0002] Such a titanium wire is required to be able to be easily and firmly fastened during the operation and to have high safety in a living body.
An excellent titanium wire suitable for such a purpose is provided.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年、整形外科あるいは口腔外科の分野
などにおいて、人工骨や人工歯根などを生体に埋め込む
ことが行われている。特に、骨損傷に至った場合には、
損傷を受けた箇所に人工骨を埋設したり、骨が回復する
まで補強または固定したりする。また、脊椎手術などで
は骨の移植などが行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of orthopedic surgery or oral surgery, implanting artificial bones, artificial roots, and the like into a living body has been performed. Especially when bone damage occurs
Implant artificial bone in the damaged area, or reinforce or fix until the bone recovers. In spine surgery and the like, bone transplantation and the like are performed.

【0004】一般に、このような人工骨または関節材に
はステンレス鋼やクロムーコバルト系材料が多く使用さ
れている。しかし、ステンレス鋼は人工関節置換術後に
悪性腫瘍の合併をみたという報告が少なからずあり、最
近生体内における毒性のある金属イオンの溶出が問題視
されてきた。
In general, stainless steel and chromium-cobalt based materials are often used for such artificial bones or joint materials. However, there have been many reports that stainless steel has been associated with malignant tumors after artificial joint replacement, and the elution of toxic metal ions in vivo has recently been regarded as a problem.

【0005】ステンレス鋼は一般に耐食性材料と言われ
ているが、手術や使用中のステンレス鋼自体の傷の発生
によって表面の耐食性皮膜(不働態膜)が部分的に破壊
され、通常、大気中ならばその不働態膜が急速に再生す
るのであるが、体内では酸素分圧が低いため、長期にわ
たって生地が露出し、ステンレス鋼の主要添加成分元素
であるニッケルなどの金属イオンが溶出している可能性
もある。金属ニッケル自身はアレルギーまたは発癌性物
質としての毒性を持つという報告がなされている。
[0005] Stainless steel is generally referred to as a corrosion-resistant material. However, the surface of the corrosion-resistant film (passive film) is partially destroyed due to scratches on the stainless steel itself during surgery or use. If the passive film regenerates rapidly, the oxygen partial pressure in the body is low, so the fabric is exposed for a long period of time, and metal ions such as nickel, which is a main additive element of stainless steel, may elute. There is also. It has been reported that metallic nickel itself has toxicity as an allergic or carcinogenic substance.

【0006】以上の外、体内に埋設される金属として
は、骨相互または骨と人工骨または移植骨などの固定ま
たは補強のために、金属製のワイヤーが使用される。こ
の金属製ワイヤーとしては、やはり強度が高いという特
徴を活かし、ステンレス鋼製ワイヤーが多く用いられて
いる。しかし、先に述べた金属性人工骨との間でガルバ
ニック腐食が発生し、金属イオンの溶出がより起こりや
すくなるという危険がある。このような問題が発生して
きていることから、生体用締結ワイヤーとして次のよう
な性質が要求されるようになってきている。
[0006] In addition to the above, as a metal to be buried in the body, a metal wire is used to fix or reinforce the bone or the bone and the artificial bone or the implanted bone. As the metal wire, a stainless steel wire is often used, taking advantage of its high strength. However, there is a danger that galvanic corrosion occurs between the above-mentioned metallic artificial bone and metal ions are more easily eluted. Due to the occurrence of such a problem, the following properties are required as a fastening wire for a living body.

【0007】生体適合性 細胞毒性を示さないことまたはそれ自体毒性を持たない
こと 金属イオンとなって溶出しないこと 生体組織との適合性がよいこと 発癌性および抗原性がないこと 代謝異常を起こさないこと 血液凝固または溶血を起こさないこと
Biocompatibility No cytotoxicity or no toxicity per se. No elution as metal ions. Good compatibility with living tissue. No carcinogenicity and no antigenicity. No metabolic abnormalities. Do not cause blood clotting or hemolysis

【0008】機械的性質 適度な静的強度および延性をもつこと 充分な疲労強度をもつこと[0008] Mechanical properties: To have appropriate static strength and ductility. To have sufficient fatigue strength.

【0009】[0009]

【発明が解決しょうとする課題】以上のような問題があ
ることから、毒性をもつ金属またはそれを成分として含
有する合金材料を用いることが忌避されるようになって
きた。
Because of the above problems, the use of toxic metals or alloy materials containing them as a component has been avoided.

【0010】このようなことからステンレス鋼やクロム
ーコバルト系材料に替わる材料として、耐食性に優れか
つより軽量であるチタン材に着目するようになってき
た。
For these reasons, attention has been focused on titanium materials which are excellent in corrosion resistance and lighter as a material replacing stainless steel and chromium-cobalt materials.

【0011】このチタン材は純チタンとチタン合金に大
きく分けられる。純チタンは酸素量により強度が変化
し、JIS規格では酸素量の低いものから1種〜3種に
分けられて規定されている。
This titanium material is roughly divided into pure titanium and titanium alloy. Pure titanium varies in strength depending on the amount of oxygen, and is defined in JIS standards as being divided into one to three types from those having a low oxygen amount.

【0012】一方、チタン合金はV、Mo、Fe、Cr
などのβ安定化元素の増加に従い、室温までβ相が存在
するようになるが、このβ相の有無によってα型、α−
β型及びβ型の3種に分類される。チタン合金は中でも
医療用としてTi−6Al−4Vが知られている。これ
はアメリカASTMおよびISO規格に外科用インプラ
ント材料として規定されているものである。しかし、こ
の合金は単独で用いると強い細胞毒性を示すと言われて
いるVが含まれているため、その危険性を指摘する研究
者もおり、このためVフリーの生体用チタン合金の開発
も行われている。
On the other hand, titanium alloys include V, Mo, Fe, Cr
As β-stabilizing elements increase, a β-phase becomes present up to room temperature.
It is classified into three types, β-type and β-type. Among the titanium alloys, Ti-6Al-4V is known for medical use. It is defined in the American ASTM and ISO standards as a surgical implant material. However, since this alloy contains V, which is said to exhibit strong cytotoxicity when used alone, some researchers have pointed out the dangers. Is being done.

【0013】純チタンについては、その不純物含有量と
して酸素1500ppm以下、窒素500ppm以下、
鉄3000ppm以下、水素130ppm以下などであ
るがこのような不純物含有量で細胞毒性で特に懸念され
るものはないと考えられている。
With respect to pure titanium, the impurity content of oxygen is 1500 ppm or less, nitrogen is 500 ppm or less,
Although it is 3000 ppm or less of iron and 130 ppm or less of hydrogen, it is considered that there is no particular concern about cytotoxicity due to such impurity content.

【0014】いずれにしても、このようにチタン材料が
他の材料に比べその特性上の優位性が明らかなので、近
年急速に生体材料としての利用および新しい材料の研究
が増えてきている。
In any case, since the titanium material is clearly superior to other materials in characteristics, the use as a biomaterial and the research on new materials are rapidly increasing in recent years.

【0015】しかし、人工骨と生体用締結ワイヤーが同
じ場所で使用されると、両者の接触部が生体内で体液に
浸っていることになるので、ガルバニ腐食が発生する危
険が大きい。これはステンレス鋼などの異種材料を使用
する時に特に著しい。したがって純チタンやチタン合金
を人工骨などの生体用インプラント材料として使用する
ときのには、同種のチタン製ワイヤーを用いることが望
ましい。
However, if the artificial bone and the fastening wire for a living body are used in the same place, the contact portion between the two is immersed in the body fluid in the living body, and there is a great risk of galvanic corrosion occurring. This is particularly noticeable when using dissimilar materials such as stainless steel. Therefore, when using pure titanium or a titanium alloy as an implant material for a living body such as an artificial bone, it is desirable to use the same type of titanium wire.

【0016】しかしながら、チタン材はステンレス鋼ワ
イヤーに比べ機械的強度や伸びに劣るなどといわれてお
り、チタン系材料が生体用締結ワイヤーとして適した材
料であるか否かまだ結論が出ていないのが現状である。
[0016] However, it is said that titanium material is inferior in mechanical strength and elongation as compared with stainless steel wire, and it has not yet been concluded whether titanium-based material is a material suitable as a fastening wire for living body. Is the current situation.

【0017】特にこのような生体用締結ワイヤーとして
問題となるのは、ワイヤーの締結である。ワイヤーで骨
を固定する際には、一般に捻じりによって行うのが普通
であるが、この捻じりによる締結が対象物にきっちりと
巻きつけられ、弛みが生じないようにできること、そし
て締結中および締結後においてもワイヤーの破断が生じ
ないことが必要である。
A particular problem with such a fastening wire for a living body is the fastening of the wire. When fixing a bone with a wire, it is general to perform twisting in general.However, the fastening by twisting can be tightly wound around the object so that it does not loosen, and during and after fastening It is necessary that the wire does not break even afterwards.

【0018】このような締結ワイヤーとしてJIS規格
純チタン一種または酸素を増やして強度を高めた二種J
IS規格が提案され、比較的良い締結性を示すという研
究報告もなされている。しかし、上記に示すようにJI
S規格の純チタンは、数回の捻じりで破断したり、また
対象物にきっちりと巻きつけられずにすき間を残した状
態で破断するなどの問題がある。純チタンは細胞毒性な
どでの問題はないが、このような未解決の問題を残して
いるのが実情である。
As such a fastening wire, one kind of JIS standard pure titanium or two kinds of J with increased strength by increasing oxygen.
The IS standard has been proposed and research reports have shown that it shows relatively good fastening properties. However, as shown above,
S-grade pure titanium has problems such as breaking with several twists or breaking with a gap left without being tightly wound around the object. Pure titanium has no problem with cytotoxicity, etc., but the fact remains that such unsolved problems remain.

【0019】また、このような問題から締結法に工夫を
こらし、かしめによる機械的固着法も提案されている
が、多くの手術用具にさらに加えてかしめのための特殊
な工具を必要とし、またある程度熟練を要するなど締結
作業がどうしても煩雑になるという欠点があるため、根
本的な解決策とは言えない面がある。
In view of such problems, a method of fastening has been devised to improve the fastening method, and a mechanical fixing method by caulking has been proposed. However, a special tool for caulking is required in addition to many surgical tools, and There is a drawback that the fastening work is inevitably complicated, such as requiring a certain level of skill, and thus there is a face that cannot be said to be a fundamental solution.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記のような問題につき
鋭意試験および研究の結果、本発明者らは、チタンの含
有される微量不純物をさらに厳密に調製することによ
り、ワイヤーの締結に際し、弛みや破断のない生体用締
結ワイヤーとして適合できる優れた素材を見い出し、本
発明に至った。
As a result of diligent tests and studies on the above-mentioned problems, the present inventors have found that the trace impurities contained in titanium are more strictly prepared, so that when the wires are fastened, they become loose. The present invention has found an excellent material that can be used as a fastening wire for living body without breakage or breakage.

【0021】すなわち、本第1の発明は、ガス成分であ
る酸素300ppm以下、水素50ppm以下、窒素2
00ppm以下、炭素400ppm以下、かつガス成分
を除く不純物が100ppm以下、残部チタンである生
体用締結チタンワイヤーに関する。
That is, in the first aspect of the present invention, the gas components of 300 ppm or less of oxygen, 50 ppm or less of hydrogen,
The present invention relates to a fastening titanium wire for a living body, which is 00 ppm or less, carbon is 400 ppm or less, impurities other than gas components are 100 ppm or less, and the balance is titanium.

【0022】次に、第2の発明は、酸素の含有量を好ま
しい範囲に制限したガス成分である酸素200ppm以
下、水素50ppm以下、窒素200ppm以下、炭素
400ppm以下、かつガス成分を除く不純物が100
ppm以下、残部チタンである生体用締結チタンワイヤ
ーに関する。
Next, a second aspect of the present invention is to provide a gas component having an oxygen content limited to a preferred range of 200 ppm or less of oxygen, 50 ppm or less of hydrogen, 200 ppm or less of nitrogen, 400 ppm or less of carbon, and 100% or less of impurities other than the gas component.
The present invention relates to a fastening titanium wire for a living body which is not more than ppm and the balance is titanium.

【0023】次に、第3の発明は、酸素の含有量をさら
に好ましい範囲に制限したガス成分である酸素100p
pm以下、水素50ppm以下、窒素200ppm以
下、炭素400ppm以下、かつガス成分を除く不純物
が100ppm以下、残部チタンである生体用締結チタ
ンワイヤーに関する。
Next, a third aspect of the present invention relates to a gas component having an oxygen content of 100 p.p.m.
The present invention relates to a fastening titanium wire for a living body, which is pm or less, hydrogen is 50 ppm or less, nitrogen is 200 ppm or less, carbon is 400 ppm or less, impurities other than gas components are 100 ppm or less, and the balance is titanium.

【0024】次に、第4の発明は、水素の含有量をより
好ましい30ppm以下に制限した上記1乃至3のそれ
ぞれに該当する発明に関する。
Next, a fourth invention relates to the invention corresponding to each of the above 1 to 3, wherein the content of hydrogen is more preferably limited to 30 ppm or less.

【0025】次に、第5の発明は、水素の含有量をさら
に好ましい20ppm以下に制限した上記1乃至3のそ
れぞれに該当する発明に関する。
Next, the fifth invention relates to the invention corresponding to each of the above-mentioned items 1 to 3, wherein the content of hydrogen is further restricted to 20 ppm or less.

【0026】次に、第6の発明は、窒素の含有量をより
好ましい100ppm以下に制限した上記1乃至5のそ
れぞれに該当する発明に関する。
Next, the sixth invention relates to the invention corresponding to each of the above-mentioned 1 to 5, wherein the content of nitrogen is more preferably limited to 100 ppm or less.

【0027】次に、第7の発明は、窒素の含有量をさら
に好ましい50ppm以下に制限した上記1乃至5のそ
れぞれに該当する発明に関する。
Next, the seventh invention relates to the invention corresponding to each of the above 1 to 5, wherein the nitrogen content is further restricted to 50 ppm or less.

【0028】次に、第8の発明は、窒素の含有量をさら
にもっと好ましい20ppm以下に制限した上記1乃至
5のそれぞれに該当する発明に関する。
Next, an eighth invention relates to the invention corresponding to each of the above-mentioned 1 to 5, wherein the nitrogen content is further restricted to 20 ppm or less.

【0029】次に、第9の発明は、炭素の含有量をより
好ましい200ppm以下に制限した上記1乃至8のそ
れぞれに該当する発明に関する。
Next, a ninth invention relates to the invention corresponding to each of the above 1 to 8, wherein the content of carbon is more preferably limited to 200 ppm or less.

【0030】次に、第10の発明は、炭素の含有量をさら
に好ましい100ppm以下に制限した上記1乃至8の
それぞれに該当する発明に関する。
Next, a tenth invention relates to the invention corresponding to each of the above-mentioned 1 to 8, wherein the content of carbon is further limited to 100 ppm or less.

【0031】次に、第11の発明は、炭素の含有量をさら
にもっと好ましい50ppm以下に制限した上記1乃至
8のそれぞれに該当する発明に関する。
Next, an eleventh invention relates to the invention corresponding to each of the above-mentioned 1 to 8, wherein the content of carbon is restricted to an even more preferable 50 ppm or less.

【0032】次に、第12の発明は、ガス成分を除く不純
物が50ppm以下に制限した上記1乃至11のそれぞれ
に該当する発明に関する。
Next, a twelfth invention relates to the invention corresponding to each of the above-mentioned 1 to 11, wherein impurities other than gas components are limited to 50 ppm or less.

【0033】次に、第13の発明は、ガス成分を除く不純
物が20ppm以下に制限した上記1乃至12のそれぞれ
に該当する発明に関する。
Next, a thirteenth invention relates to the invention corresponding to each of the above-mentioned 1 to 12, wherein impurities other than gas components are limited to 20 ppm or less.

【0034】次に、第14の発明は、平均結晶粒径が5μ
m〜150μmである上記1乃至13のそれぞれに該当す
る発明に関する。
Next, according to a fourteenth aspect, the average crystal grain size is 5 μm.
The present invention relates to the invention corresponding to each of the above items 1 to 13 having a size of m to 150 μm.

【0035】さらに、第15の発明は、生体用締結チタン
ワイヤーを得る最適な方法として、最終冷間伸線加工
後、400℃〜900℃の温度域、好ましくは500℃
〜700℃の温度域、より好ましくは550℃〜650
℃の温度域で、焼鈍することを特徴とする上記1乃至14
のそれぞれに該当する生体用締結チタンワイヤーの製造
方法の発明に関する。(ここで、「課題を解決するため
の手段」の項においてカウントする発明数は、説明の便
宜のために省略したものであって、実際の発明数はその
組合わせであり、請求項においてカウントするものであ
る。)
Further, a fifteenth aspect of the present invention relates to an optimal method for obtaining a titanium wire for a living body, which is a temperature range of 400 ° C. to 900 ° C., preferably 500 ° C. after final cold drawing.
~ 700 ° C, more preferably 550 ° C ~ 650
1 to 14 characterized by annealing in a temperature range of ℃.
The present invention relates to an invention of a method for manufacturing a fastening titanium wire for a living body corresponding to each of the above. (Here, the number of inventions counted in the section of “Means for Solving the Problems” is omitted for convenience of explanation, and the actual number of inventions is a combination thereof. To do.)

【0036】[0036]

【作用】以下に本発明の詳細およびその作用について説
明する。まず、本生体用締結チタンワイヤーに含まれる
酸素などの限定理由について詳細に説明する。
The details of the present invention and its operation will be described below. First, the reasons for limitation of oxygen and the like contained in the living body fastening titanium wire will be described in detail.

【0037】酸素(O):本発明において、酸素は30
0ppm以下とする。酸素が300ppmを超えると、
延性が悪くなり、最低必要とされる伸びが30%未満と
なる。
Oxygen (O): In the present invention, oxygen is 30
0 ppm or less. When oxygen exceeds 300 ppm,
The ductility is poor and the minimum required elongation is less than 30%.

【0038】また、後述するように捻じり締結の際に、
固定対象物の根元まで巻きつかず間隙が広く開いてしま
うか、または無理して巻きつけても巻きつけが完了しな
いうちに破断してしまう(後述する説明図のタイプBの
破断)。場合によっては捻じり部ではなく単線との遷移
部で破断が起こり(後述する説明図のタイプCの破
断)、生体用締結ワイヤーとして不適である。
Further, as described later, at the time of torsion fastening,
The gap is widened without winding up to the root of the fixed object, or the gap is broken before winding is completed even if it is forcibly wound (breakage of type B in an explanatory diagram described later). In some cases, a break occurs at a transition portion with a single wire instead of a twisted portion (a breakage of type C in an explanatory diagram described later), which is unsuitable as a living body fastening wire.

【0039】このようなワイヤーを使用すると締結が十
分でないということの外に、特に手術中に破断が発生し
易くなり、手術のやり直しを余儀なくされ時間がかかる
などの問題が発生する。
When such a wire is used, in addition to the fact that the fastening is not sufficient, breakage is apt to occur particularly during the operation, so that the operation must be performed again and it takes time, for example.

【0040】この酸素は好ましくは200ppm以下、
より好ましくは100ppm以下である。これによって
後述するテスト結果に示すように、固定すべき対象物の
根元まで巻きつくのに十分な延性(伸び)を有し、生体
用締結チタンワイヤーとして好適である。
This oxygen is preferably less than 200 ppm,
More preferably, it is 100 ppm or less. As a result, as shown in the test results described later, the titanium wire has sufficient ductility (elongation) to be wound around the root of the object to be fixed, and is suitable as a living body fastening titanium wire.

【0041】水素(H):本発明において、水素は50
ppm以下とする。水素は酸素に比べてもより少量で延
性に影響を与える。水素が50ppmを超えると、他の
不純物を低減させても延性が急激に悪くなり、最低必要
とされる伸びが30%未満となる。
Hydrogen (H): In the present invention, hydrogen is 50
ppm or less. Hydrogen affects ductility in smaller amounts than oxygen. When the hydrogen content exceeds 50 ppm, the ductility rapidly deteriorates even if other impurities are reduced, and the minimum required elongation becomes less than 30%.

【0042】また、上記酸素と同様に、後述するような
捻じり締結の際に、固定対象物の根元まで巻きつかず間
隙が広く開いてしまうか、または無理して巻きつけても
巻きつけが完了しないうちに破断してしまう(後述する
説明図のタイプBの破断)。場合によっては捻じり部で
はなく単線との遷移部で破断が起こり(後述する説明図
のタイプCの破断)、生体用締結ワイヤーとして不適で
ある。
Also, similarly to the above-mentioned oxygen, at the time of torsion fastening as described later, the gap is widened without winding up to the root of the fixed object, or the winding is performed even if it is forcibly wound. It breaks before it is completed (type B breakage in an explanatory diagram described later). In some cases, a break occurs at a transition portion with a single wire instead of a twisted portion (a breakage of type C in an explanatory diagram described later), which is unsuitable as a living body fastening wire.

【0043】このようなワイヤーを使用すると締結が十
分でないということの外に、特に手術中に破断が発生し
易くなり、手術のやり直しを余儀なくされ時間がかかる
などの問題が発生する。この水素は好ましくは30pp
m以下、より好ましくは20ppm以下である。
When such a wire is used, in addition to the fact that the fastening is not sufficient, breakage is liable to occur particularly during the operation, so that the operation must be performed again and it takes time. This hydrogen is preferably 30 pp
m, more preferably 20 ppm or less.

【0044】以上によって後述するテスト結果に示すよ
うに、固定すべき対象物の根元まで巻きつくのに十分な
延性(伸び)を有し、生体用締結チタンワイヤーとして
好適である。
As described above, as shown in the test results described later, it has sufficient ductility (elongation) to be wound around the root of the object to be fixed, and is suitable as a fastening titanium wire for living bodies.

【0045】窒素(N):本発明において、窒素は20
0ppm以下とする。窒素は酸素に比べると約1.5倍
の延性低下が認められる。窒素が200ppmを超える
と、他の不純物を低減させても延性が急激に悪くなり、
最低必要とされる伸びが30%未満となる。
Nitrogen (N): In the present invention, nitrogen is 20
0 ppm or less. Nitrogen has a ductility reduction of about 1.5 times that of oxygen. When nitrogen exceeds 200 ppm, ductility rapidly deteriorates even if other impurities are reduced,
The minimum required elongation is less than 30%.

【0046】また、上記酸素と同様に、後述するような
捻じり締結の際に、固定対象物の根元まで巻きつかず間
隙が広く開いてしまうか、または無理して巻きつけても
巻きつけが完了しないうちに破断してしまう(後述する
説明図のタイプBの破断)。場合によっては捻じり部で
はなく単線との遷移部で破断が起こり(後述する説明図
のタイプCの破断)、生体用締結ワイヤーとして不適で
ある。
Also, similarly to the above-mentioned oxygen, at the time of torsion fastening as described later, the gap is widened without winding up to the root of the fixed object, or the winding is forcibly wound. It breaks before it is completed (type B breakage in an explanatory diagram described later). In some cases, a break occurs at a transition portion with a single wire instead of a twisted portion (a breakage of type C in an explanatory diagram described later), which is unsuitable as a living body fastening wire.

【0047】このようなワイヤーを使用すると締結が十
分でないということの外に、特に手術中に破断が発生し
易くなり、手術のやり直しを余儀なくされ時間がかかる
などの問題が発生する。
When such a wire is used, in addition to the fact that the fastening is not sufficient, breakage is apt to occur particularly during the operation, so that the operation must be performed again and it takes time, for example.

【0048】この窒素は好ましくは100ppm以下、
より好ましくは50ppm以下である。さらに好ましく
は20ppm以下とする。以上によって後述するテスト
結果に示すように、固定すべき対象物の根元まで巻きつ
くのに十分な延性(伸び)を有し、生体用締結チタンワ
イヤーとして好適である。
This nitrogen is preferably less than 100 ppm,
More preferably, it is 50 ppm or less. More preferably, it is 20 ppm or less. As described above, as shown in the test results described later, the wire has sufficient ductility (elongation) to be wound around the root of the object to be fixed, and is suitable as a living body fastening titanium wire.

【0049】炭素(C):本発明において、炭素は40
0ppm以下とする。炭素はTi中に侵入型固溶体元素
として存在し、Tiの強度を増加させる働きがあるが、
逆にこれは酸素に比べると同一濃度では約0.75倍の
延性低下となる。
Carbon (C): In the present invention, carbon is 40
0 ppm or less. Carbon exists as an interstitial solid solution element in Ti and has the function of increasing the strength of Ti.
Conversely, this results in about 0.75 times lower ductility at the same concentration than oxygen.

【0050】炭素は400ppmを超えると、他の不純
物を低減させても延性が急激に悪くなり、最低必要とさ
れる伸びが30%未満となる。また、上記酸素と同様
に、後述するような捻じり締結の際に、固定対象物の根
元まで巻きつかず間隙が広く開いてしまうか、または無
理して巻きつけても巻きつけが完了しないうちに破断し
てしまう(後述する説明図のタイプBの破断)。場合に
よっては捻じり部ではなく単線との遷移部で破断が起こ
り(後述する説明図のタイプCの破断)、生体用締結ワ
イヤーとして不適である。
When the content of carbon exceeds 400 ppm, the ductility rapidly deteriorates even if other impurities are reduced, and the minimum required elongation becomes less than 30%. Further, similarly to the above-described oxygen, at the time of torsion fastening as described later, the gap is wide open without winding up to the root of the fixed object, or the winding is not completed even if it is forcibly wound. (The type B in the explanatory diagram described later). In some cases, a break occurs at a transition portion with a single wire instead of a twisted portion (a breakage of type C in an explanatory diagram described later), which is unsuitable as a living body fastening wire.

【0051】このようなワイヤーを使用すると締結が十
分でないということの外に、特に手術中に破断が発生し
易くなり、手術のやり直しを余儀なくされ時間がかかる
などの問題が発生する。
When such a wire is used, in addition to the fact that the fastening is not sufficient, breakage is liable to occur particularly during the operation, so that the operation must be performed again and it takes a long time.

【0052】この炭素は好ましくは200ppm以下、
より好ましくは100ppm以下である。さらに好まし
くは50ppm以下とする。以上によって後述するテス
ト結果に示すように、固定すべき対象物の根元まで巻き
つくのに十分な延性(伸び)を有し、生体用締結チタン
ワイヤーとして好適である。
This carbon is preferably less than 200 ppm,
More preferably, it is 100 ppm or less. More preferably, it is 50 ppm or less. As described above, as shown in the test results described later, the wire has sufficient ductility (elongation) to be wound around the root of the object to be fixed, and is suitable as a living body fastening titanium wire.

【0053】上記ガス成分以外の不純物:本発明におい
て、このガス成分以外の不純物は100ppm以下とす
る。
Impurities other than the above gas components: In the present invention, impurities other than the above gas components are set to 100 ppm or less.

【0054】ガス成分以外の不純物の量が、ある量を超
えると延性が急激に悪くなり、最低必要とされる伸びが
30%未満となる。そして、上記酸素と同様に、後述す
るような捻じり締結の際に、固定対象物の根元まで巻き
つかず間隙が広く開いてしまうか、または無理して巻き
つけても巻きつけが完了しないうちに破断してしまう
(後述する説明図のタイプBの破断)。場合によっては
捻じり部ではなく単線との遷移部で破断が起こり(後述
する説明図のタイプCの破断)、生体用締結ワイヤーと
して不適である。
When the amount of impurities other than gas components exceeds a certain amount, ductility rapidly deteriorates, and the minimum required elongation becomes less than 30%. Then, similarly to the above-described oxygen, at the time of torsion fastening as described below, the gap is wide open without winding up to the root of the fixed object, or the winding is not completed even if it is forcibly wound. (The type B in the explanatory diagram described later). In some cases, a break occurs at a transition portion with a single wire instead of a twisted portion (a breakage of type C in an explanatory diagram described later), which is unsuitable as a living body fastening wire.

【0055】このようなワイヤーを使用すると締結が十
分でないということの外に、特に手術中に破断が発生し
易くなり、手術のやり直しを余儀なくされ時間がかかる
などの問題が発生する。このガス成分以外の不純物は好
ましくは50ppm以下、より好ましくは20ppm以
下である。
When such a wire is used, in addition to being insufficiently fastened, breakage is liable to occur particularly during the operation, so that the operation must be performed again and it takes time, for example. The impurities other than the gas components are preferably at most 50 ppm, more preferably at most 20 ppm.

【0056】以上によって後述するテスト結果に示すよ
うに、固定すべき対象物の根元まで巻きつくのに十分な
延性(伸び)を有し、生体用締結チタンワイヤーとして
好適である。
As described above, as shown in the test results described later, it has sufficient ductility (elongation) to be wound around the root of the object to be fixed, and is suitable as a fastening titanium wire for a living body.

【0057】ワイヤーの引っ張り強さ、耐力(降伏応
力)についての説明 以上において、生体用締結チタンワイヤーの不純物の限
定について述べたが、生体用締結ワイヤーとしても骨の
固定または締結に用いるので十分な引っ張り強さと耐力
が必要とされる。引っ張り強さと耐力についてはそれぞ
れ180MPa、70MPa以上を保有することが望ま
しい。
Description of Tensile Strength and Yield Strength (Yield Stress) of the Wire In the above, the limitation of impurities in the living body fastening titanium wire has been described. However, the living body fastening wire is sufficient for fixing or fastening bone. Tensile strength and strength are required. It is desirable to have a tensile strength and a proof stress of 180 MPa and 70 MPa or more, respectively.

【0058】上記に説明した不純物は大なり小なり通常
チタンの強度の増加をもたらすので、ある程度の存在は
むしろ好ましい。しかし、過剰の存在は生体用締結ワイ
ヤーに必要とされる高延性やしなやかさという特性が失
われるという傾向がある。延性を犠牲にして強度を高め
た場合、締結ワイヤーの破断という危険が生ずるので避
けなければならない。
The presence of some of the impurities described above is rather preferred, as the impurities described above will generally be more or less likely to increase the strength of titanium. However, the presence of excess tends to lose the properties of high ductility and pliability required for biomedical fastening wires. If the strength is increased at the expense of ductility, the risk of breaking the fastening wire arises and must be avoided.

【0059】このように、高延性は生体用締結ワイヤー
にとって必要不可欠である。一般に、引っ張り強さ、耐
力についてはそれぞれ180MPa、70MPa以上を
保有すれば、実用上不都合は無く、生体用締結ワイヤー
として好適である。
As described above, high ductility is indispensable for a fastening wire for a living body. Generally, if the tensile strength and the proof strength are 180 MPa and 70 MPa or more, respectively, there is no practical inconvenience and it is suitable as a living body fastening wire.

【0060】なお、大きな荷重がかかる骨の接合に使用
する場合などにおいて極力強度を上げようとするときに
は、線径を大きくしたり、数本のワイヤーを編んで強度
を高めた締結ワイヤーとすることもできるので、必要に
応じてこのような手法を採用することもできる。本発明
の生体用締結チタンワイヤーは以上の条件を十分に満た
している。
When the strength is to be increased as much as possible when the bone is used for joining a bone which is subjected to a large load, it is necessary to increase the wire diameter or to knit several wires to form a fastening wire having increased strength. Therefore, such a method can be adopted as necessary. The fastening titanium wire for living body of the present invention sufficiently satisfies the above conditions.

【0061】次に、平均結晶粒径などについて説明す
る。本発明においては平均結晶粒径を5μm〜150μ
mとするのが望ましい。結晶粒径が小さい程靱性が増す
が、実際上5μm未満のものは製造が難しく、また製造
できたとしても一部に歪みが残り、延性値が低下する。
また逆に平均結晶粒径が大きい場合、特に150μmを
超えると、線径に対して結晶粒の数が少なくなって局部
的に延性が劣化するので、この場合も好ましくない。
Next, the average crystal grain size and the like will be described. In the present invention, the average grain size is 5 μm to 150 μm.
m is desirable. The smaller the crystal grain size, the higher the toughness. However, in practice, the one with a grain size of less than 5 μm is difficult to manufacture, and even if it can be manufactured, some of the strain remains and the ductility value decreases.
On the other hand, when the average crystal grain size is large, especially when it exceeds 150 μm, the number of crystal grains becomes small with respect to the wire diameter, and the ductility is locally deteriorated.

【0062】次に、製造方法の詳細について説明する。
所定の成分調製を行ったチタン材を溶解鋳造してチタン
インゴットを作製する。 ガス成分である酸素、窒素、
水素、炭素などの不純物を除去して所定量以下とするに
は、真空アーク溶解法、電子ビーム溶解法などを用いる
ことができる。得られたチタンインゴットを必要に応じ
て鍛造した後、みぞロール圧延、スエージ加工、伸線加
工を行って、例えばφ1.7、φ1.0、φ0.8、φ
0.4など所定の径のワイヤーに作製する。ワイヤーの
径を調製するには適宜ダイスの径を変えて伸線加工をす
ることにより行う。断面減少率は約30〜90%であ
る。
Next, details of the manufacturing method will be described.
A titanium ingot is prepared by melting and casting a titanium material for which a predetermined component has been prepared. The gas components oxygen, nitrogen,
In order to remove impurities such as hydrogen and carbon to a predetermined amount or less, a vacuum arc melting method, an electron beam melting method, or the like can be used. After forging the obtained titanium ingot as necessary, groove rolling, swaging, and wire drawing are performed, and for example, φ1.7, φ1.0, φ0.8, φ
It is made into a wire having a predetermined diameter such as 0.4. The diameter of the wire is adjusted by appropriately changing the diameter of the die and performing wire drawing. The area reduction rate is about 30 to 90%.

【0063】この加工工程の途中で中間焼鈍(400〜
900℃の温度域、好ましくは500〜700℃の温度
域、より好ましくは550〜650℃の温度域で、およ
そ10秒〜5時間)を行う。
In the course of this processing step, intermediate annealing (400 to
(In a temperature range of 900 ° C., preferably in a temperature range of 500 to 700 ° C., more preferably in a temperature range of 550 to 650 ° C., for about 10 seconds to 5 hours).

【0064】上記の製造工程に替えて、圧延により板状
にしたものを角形棒状に切断し、さらにこの角棒の角を
グラインダーなどで切除した後、スエージ加工、伸線加
工を行って作製することもできる。
In place of the above-described manufacturing process, a plate-like material obtained by rolling is cut into a square rod, and the corners of the square bar are cut off with a grinder or the like, followed by swaging and drawing. You can also.

【0065】最終加工後400〜900℃の温度域、好
ましくは500〜700℃の温度域、より好ましくは5
50〜650℃の温度域で、およそ5秒〜5時間最終焼
鈍する。上記加工および焼鈍を通じて所定の結晶粒(例
えば、平均結晶粒径が5μm〜150μm)に調製す
る。中間焼鈍および最終焼鈍は連続またはバッチ式のい
ずれも使用できる。このようにして所定の径のチタンワ
イヤーを作製する。
After the final processing, a temperature range of 400 to 900 ° C., preferably 500 to 700 ° C., more preferably 5 to 700 ° C.
The final annealing is performed in a temperature range of 50 to 650 ° C. for about 5 seconds to 5 hours. A predetermined crystal grain (for example, an average crystal grain size of 5 μm to 150 μm) is prepared through the above processing and annealing. Intermediate annealing and final annealing can be used either continuously or batchwise. Thus, a titanium wire having a predetermined diameter is manufactured.

【0066】以上に説明した本発明の生体用締結チタン
ワイヤーは、生体内で人骨や人工骨の締結などに使用さ
れ、固定すべき対象物の根元まで巻きつくのに十分な延
性(伸び)を有し、手術中に容易にかつ強固に締結で
き、また生体内での安全性の高い優れた特性を有する。
The fastening titanium wire for a living body of the present invention described above is used for fastening a human bone or an artificial bone in a living body, and has sufficient ductility (elongation) to be wound around the root of an object to be fixed. It can be easily and firmly fastened during surgery, and has excellent characteristics of high in-vivo safety.

【0067】[0067]

【実施例及び比較例】以下、本発明を実施例により(比
較例と対比して)説明する。成分調製を行ったチタン材
を溶解鋳造してチタンインゴットを作製した。ガス成分
である酸素、窒素、水素、炭素などの不純物を除去には
電子ビーム溶解法を用いた。
Examples and Comparative Examples Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples (compared with Comparative Examples). Titanium ingots were prepared by melting and casting the titanium materials for which the components had been prepared. An electron beam melting method was used to remove impurities such as oxygen, nitrogen, hydrogen, and carbon as gas components.

【0068】得られたチタンインゴットを鍛造した後、
みぞロール圧延、スエージ加工、伸線加工を行って、φ
1.0およびφ0.8の径のワイヤーを作製した。断面
減少率は約30〜90%である。この加工工程の途中、
400〜900℃の温度域で中間焼鈍を行った。最終加
工後400〜900℃の温度域で最終焼鈍した。平均結
晶粒径が5μm〜150μmであった。
After forging the obtained titanium ingot,
Groove roll rolling, swaging, wire drawing, φ
Wires having diameters of 1.0 and φ0.8 were produced. The area reduction rate is about 30 to 90%. During this processing step,
Intermediate annealing was performed in a temperature range of 400 to 900 ° C. After the final processing, final annealing was performed in a temperature range of 400 to 900 ° C. The average crystal grain size was 5 μm to 150 μm.

【0069】このようにして作成したチタンワイヤーの
供試材の成分分析値は表1に示す通りである。表1の試
料番号(1〜19)に示す値は20のサンプルの平均値
である。成分分析値は一桁を四捨五入したものである。
Table 1 shows the component analysis values of the test materials of the titanium wire prepared as described above. The values shown in the sample numbers (1 to 19) in Table 1 are the average values of 20 samples. Component analysis values are rounded to the nearest single digit.

【0070】この他、上記の製造工程に替えて、圧延に
より板状にしたものを角形棒状に切断し、さらにこの角
棒の角をグラインダーなどで切除した後、同様にスエー
ジ加工、伸線加工を行ってチタンワイヤーを作製した
が、成分分析値が本発明の範囲に入るものについては、
特性上に差異がなかった。
In addition, instead of the above-described manufacturing process, the plate-shaped material obtained by rolling is cut into a square rod, and the corners of the square bar are cut off with a grinder or the like, and then swaged and drawn. Was performed to produce a titanium wire, but for those whose component analysis values fall within the scope of the present invention,
There was no difference in characteristics.

【0071】また、焼鈍温度域500℃〜700℃およ
び550℃〜650℃ならびに平均結晶粒径の差異によ
って、本発明の説明において「より好適な範囲」と記載
した数値範囲から遠ざかるものについては、「より好適
な範囲」の特性値よりも多少バラツキが多くなる傾向に
あるが、成分分析値が本発明の範囲に入るものについて
は、特性上に特に差異がなかった。
Further, due to differences in the annealing temperature range of 500 ° C. to 700 ° C. and 550 ° C. to 650 ° C., and the average crystal grain size, those which depart from the numerical range described as “more preferable range” in the description of the present invention are as follows: There is a tendency for the dispersion to be slightly larger than the characteristic value in the “more preferable range”, but there is no particular difference in the characteristic when the component analysis value falls within the range of the present invention.

【0072】比較のために同様な製造工程をへて、不純
物の成分調製をしたチタンワイヤーを作製した。
For comparison, a similar manufacturing process was performed to produce a titanium wire in which impurities were prepared.

【0073】その供試材の成分分析値を同様に表1に併
記する。表1の試料番号(20〜30)に示す値は本発
明の実施例と同様に20のサンプルの平均値である。ま
た、同じく成分分析値は一桁を四捨五入したものであ
る。
Table 1 also shows the component analysis values of the test materials. The values shown in the sample numbers (20 to 30) in Table 1 are average values of 20 samples as in the example of the present invention. Similarly, the component analysis values are obtained by rounding one digit.

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】次に、各供試材を用いて、以下に述べる試
験を行った。 (1)引っ張り試験(伸びの測定) 標点間距離:70mm、引っ張り速度10mm/mi
n、標点間の直径:1.0mmおよび0.8mmの二種
類のワイヤーについて引っ張り試験を行った。
Next, the following test was performed using each test material. (1) Tensile test (measurement of elongation) Distance between gauge points: 70 mm, tensile speed 10 mm / mi
A tensile test was performed on two types of wires having n and a diameter between the reference points: 1.0 mm and 0.8 mm.

【0076】(2)捻じり(捩じり)試験 巻きつけ対象治具:直径20mmの丸棒固定治具、回転
数:60rpm、線径1.0mmおよび0.8mmの二
種類のワイヤーについて捻じり(捩じり)試験を行っ
た。
(2) Twisting (Torsion) Test A jig to be wound: a round bar fixing jig having a diameter of 20 mm, the number of rotations: 60 rpm, and two kinds of wires having a wire diameter of 1.0 mm and 0.8 mm were twisted. (Torsion) test.

【0077】以上の引っ張り試験(伸びの測定)の結果
を表1および図1乃至図5に示す。表1から明らかなよ
うに、本発明例の試料1〜19においては、いずれも伸
びが30%以上であり良好な延性を示す。特にガス成分
である酸素200ppm以下、水素30ppm以下、窒
素100ppm以下、炭素100ppm以下、ガス成分
以外の不純物が50ppm以下でより延性度が高い。よ
り好ましくは酸素100ppm以下、水素20ppm以
下、窒素20ppm以下、炭素50ppm以下、ガス成
分以外の不純物が20ppm以下であり、これらにより
いずれも極めて高い延性を示す。
The results of the above tensile test (measurement of elongation) are shown in Table 1 and FIGS. As is evident from Table 1, all of Samples 1 to 19 of the present invention have an elongation of 30% or more and exhibit good ductility. In particular, ductility is higher when the gas components are oxygen 200 ppm or less, hydrogen 30 ppm or less, nitrogen 100 ppm or less, carbon 100 ppm or less, and impurities other than gas components 50 ppm or less. More preferably, oxygen is 100 ppm or less, hydrogen is 20 ppm or less, nitrogen is 20 ppm or less, carbon is 50 ppm or less, and impurities other than gas components are 20 ppm or less, all of which exhibit extremely high ductility.

【0078】これに対して比較例として提示した試料2
0〜30においては、いずれも伸びが30%未満となり
延性が極めて劣っていることが分かる。これらの比較例
の試料20〜30はいずれも酸素300ppm、水素5
0ppm、窒素200ppm、炭素400ppm、ガス
成分以外の不純物が100ppmのいずれかを超えるも
のであり、生体用締結チタンワイヤーとして不適切な材
料である。
On the other hand, sample 2 presented as a comparative example
In the case of 0 to 30, the elongation was less than 30% and the ductility was extremely poor. Samples 20 to 30 of these comparative examples were all 300 ppm of oxygen and 5 ppm of hydrogen.
0 ppm, 200 ppm of nitrogen, 400 ppm of carbon, and impurities other than gas components exceeding 100 ppm, which are unsuitable materials for fastening titanium wires for living bodies.

【0079】図1は試料1,2,3,4および比較例2
0,21,22を示し、酸素含有量による伸びの変化を
示したものである。
FIG. 1 shows samples 1, 2, 3, 4 and Comparative Example 2.
0, 21 and 22 show changes in elongation depending on the oxygen content.

【0080】図2は試料1,5,6,7および比較例2
3,24を示し、炭素含有量による伸びの変化を示した
ものである。
FIG. 2 shows Samples 1, 5, 6, 7 and Comparative Example 2.
3 and 24 show changes in elongation depending on the carbon content.

【0081】図3は試料1,8,9,10および比較例
25,26を示し、窒素含有量による伸びの変化を示し
たものである。
FIG. 3 shows Samples 1, 8, 9, and 10 and Comparative Examples 25 and 26, showing the change in elongation depending on the nitrogen content.

【0082】図4は試料1,11,12,13および比
較例27,28を示し、水素含有量による伸びの変化を
示したものである。
FIG. 4 shows Samples 1, 11, 12, and 13 and Comparative Examples 27 and 28, showing changes in elongation depending on the hydrogen content.

【0083】図5は試料1,14,15,16および比
較例29,30を示し、ガス成分以外の不純物含有量に
よる伸びの変化を示したものである。いずれも本発明の
実施例の伸びが比較例に対して良好であることが一目瞭
然である。
FIG. 5 shows Samples 1, 14, 15, and 16 and Comparative Examples 29 and 30, showing changes in elongation due to the content of impurities other than gas components. In each case, it is obvious that the elongation of the example of the present invention is better than that of the comparative example.

【0084】なお、同引っ張り試験における引っ張り強
さ、耐力についてはそれぞれ180MPa、70MPa
以上を保有しており、実用上不都合は無く生体用締結ワ
イヤーとして好適である。
The tensile strength and proof stress in the tensile test were 180 MPa and 70 MPa, respectively.
Having the above, there is no practical inconvenience and it is suitable as a living body fastening wire.

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】捻じり(捩じり)試験の結果を表1、表
2、図6乃至図10に、そして図11に破断形態の分類
を示す。
The results of the torsion test are shown in Tables 1 and 2, FIGS. 6 to 10, and FIG. 11 shows the classification of the fracture modes.

【0087】図11に示すように、捻じり(捩じり)試
験により直径20mmの丸棒固定治具に回転数:60r
pmで巻きつけた状態を示す。タイプAでは殆ど間隙を
開けずに(間隙1.0mm未満)治具の根元まできれい
に巻きつけられた状態を示す。
As shown in FIG. 11, a 20 mm diameter round bar fixing jig was subjected to a torsion (torsion) test at a rotational speed of 60 r.
It shows the state wound by pm. Type A shows a state in which the jig is wound neatly to the base of the jig with little gap (less than 1.0 mm gap).

【0088】そして破断に至るとき(過剰な巻きつけに
よって)の破断の形態は捻じり部の途中、即ち加工歪み
が集中する場所であり良好な破断形態を示す。
When the fracture occurs (by excessive winding), the fracture form is in the middle of the twisted portion, that is, the place where the processing strain is concentrated, and shows a favorable fracture form.

【0089】これに対しタイプBでは治具の根元まで巻
きつけられない状態(間隙1.0mm以上)で破断に至
る。この場合はワイヤーの延性が十分でない場合に起こ
る。この場合には締結に弛みが生ずることとなる。
On the other hand, in the case of type B, the jig is broken when it cannot be wound up to the base of the jig (a gap of 1.0 mm or more). This occurs when the ductility of the wire is not sufficient. In this case, loosening occurs in the fastening.

【0090】さらにタイプCでは巻きつけ部とワイヤー
単線(素線)の遷移部で破断に至る。この状態は締結ワ
イヤーとしては完全に不適切である。
Further, in the case of type C, breakage occurs at the transition between the winding portion and the single wire (elementary wire). This condition is completely unsuitable for a fastening wire.

【0091】表2から明らかなように、本発明の実施例
で示す試料1〜19においては、1.0mm径および
0.8mm径いずれもタイプAの破断形態を示し、殆ど
間隙を開けずに(間隙1.0mm未満)治具の根元まで
きれいに巻きつけられことを示している。
As is clear from Table 2, in the samples 1 to 19 shown in the examples of the present invention, both the 1.0 mm diameter and the 0.8 mm diameter show the type A fracture mode, and almost no gap is formed. (The gap is less than 1.0 mm) This indicates that the jig can be wound neatly to the base.

【0092】治具への巻きつけの間隙の詳細については
表1および図6乃至図10に示す。これらから明らかな
ように、試料1〜19においてはいずれも間隙1.0m
m未満であり、上記延性に富む程良好である。試料によ
っては間隙が0で、根元まできっちりと巻きつけられて
いるものさえ存在する。
The details of the gap for winding around the jig are shown in Table 1 and FIGS. As is clear from these, the gap was 1.0 m in each of the samples 1 to 19.
m, and the better the ductility, the better. Some samples have a gap of 0 and are even wound tightly to the root.

【0093】これに対して比較例の試料20〜30で
は、タイプBまたはタイプCの破断形態を示し、表1お
よび図6乃至図10に示すように、治具の根元まで巻き
つけられない状態(間隙1.0mm以上)で破断に至る
かまたは巻きつけ部とワイヤー単線(素線)の遷移部で
破断に至る。これらは生体用締結チタンワイヤーとして
不適切であり、手術中または術後に破断したり、締結が
十分でないという危険が生ずる。
On the other hand, the samples 20 to 30 of the comparative examples show the broken form of the type B or the type C, and as shown in Table 1 and FIGS. (With a gap of 1.0 mm or more), or breakage occurs at the transition between the wound portion and the single wire (elementary wire). These are unsuitable as fastening titanium wires for living bodies, and there is a risk that the wires may break during or after surgery or that the fastening may not be sufficient.

【0094】[0094]

【発明の効果】チタンは対疲労強度、引っ張り強さ、耐
食性、生体適合性については、既に良好であることが知
られているが、本発明においては従来問題となっていた
締結性についての重要な問題を解決したものである。し
かも、この解決策において一切の毒性または溶解性を示
す成分元素を使用していない。
As described above, titanium is known to have good fatigue strength, tensile strength, corrosion resistance and biocompatibility. It is a solution to the problem. Moreover, no toxic or soluble constituent elements are used in this solution.

【0095】以上に説明したように、本発明の生体用締
結チタンワイヤーは、生体内で人骨や人工骨の締結など
に使用され、固定すべき対象物の根元まで巻きつくのに
十分な延性(伸び)を有し、手術中に容易にかつ強固に
締結でき、また生体内での安全性の高い優れた特性を有
する。特に、移植骨の固定などにおいても優れた機能を
発揮する。
As described above, the fastening titanium wire for a living body of the present invention is used for fastening a human bone or an artificial bone in a living body, and has sufficient ductility to be wound up to the root of an object to be fixed. (Elongation), can be easily and firmly fastened during surgery, and have excellent properties that are highly safe in vivo. In particular, it exerts an excellent function in fixing bone grafts and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 酸素含有量による伸びの変化の説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a change in elongation due to an oxygen content.

【図2】 炭素含有量による伸びの変化の説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a change in elongation according to a carbon content.

【図3】 窒素含有量による伸びの変化の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a change in elongation depending on a nitrogen content.

【図4】 水素含有量による伸びの変化の説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a change in elongation due to a hydrogen content.

【図5】 ガス成分以外の不純物含有量による伸びの変
化の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a change in elongation due to the content of impurities other than gas components.

【図6】 酸素含有量による間隙の変化の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a change in a gap depending on an oxygen content.

【図7】 炭素含有量による間隙の変化の説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a change in a gap depending on a carbon content.

【図8】 窒素含有量による間隙の変化の説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a change in a gap depending on a nitrogen content.

【図9】 水素含有量による間隙の変化の説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a change in a gap due to a hydrogen content.

【図10】 ガス成分以外の不純物含有量による間隙の
変化を示したものである。
FIG. 10 shows a change in a gap due to an impurity content other than a gas component.

【図11】 破断形態の分類を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a classification of a fracture mode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−211164(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61L 17/00 - 31/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-211164 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61L 17/00-31/00

Claims (30)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガス成分である酸素300ppm以下、
水素50ppm以下、窒素200ppm以下、炭素40
0ppm以下、かつガス成分を除く不純物が100pp
m以下、残部チタンである生体用締結チタンワイヤー。
Claims: 1. An oxygen gas component of 300 ppm or less,
Hydrogen 50 ppm or less, nitrogen 200 ppm or less, carbon 40
0 ppm or less, and impurities other than gas components are 100 pp
m, a titanium fastening wire for a living body, the remainder being titanium.
【請求項2】 ガス成分である酸素200ppm以下、
水素50ppm以下、窒素200ppm以下、炭素40
0ppm以下、かつガス成分を除く不純物が100pp
m以下、残部チタンである生体用締結チタンワイヤー。
2. A gas component of oxygen of 200 ppm or less,
Hydrogen 50 ppm or less, nitrogen 200 ppm or less, carbon 40
0 ppm or less, and impurities other than gas components are 100 pp
m, a titanium fastening wire for a living body, the remainder being titanium.
【請求項3】 ガス成分である酸素100ppm以下、
水素50ppm以下、窒素200ppm以下、炭素40
0ppm以下、かつガス成分を除く不純物が100pp
m以下、残部チタンである生体用締結チタンワイヤー。
3. Oxygen as a gas component is 100 ppm or less,
Hydrogen 50 ppm or less, nitrogen 200 ppm or less, carbon 40
0 ppm or less, and impurities other than gas components are 100 pp
m, a titanium fastening wire for a living body, the remainder being titanium.
【請求項4】 水素30ppm以下であることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載の生体用締結チタ
ンワイヤー。
4. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein the hydrogen content is 30 ppm or less.
【請求項5】 水素20ppm以下であることを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載の生体用締結チタ
ンワイヤー。
5. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein hydrogen is 20 ppm or less.
【請求項6】 窒素100ppm以下であることを特徴
とする請求項1乃至5のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤー。
6. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein the nitrogen content is 100 ppm or less.
【請求項7】 窒素50ppm以下であることを特徴と
する請求項1乃至5のいずれかに記載の生体用締結チタ
ンワイヤー。
7. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein nitrogen is 50 ppm or less.
【請求項8】 窒素20ppm以下であることを特徴と
する請求項1乃至5のいずれかに記載の生体用締結チタ
ンワイヤー。
8. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein the nitrogen is 20 ppm or less.
【請求項9】 炭素200ppm以下であることを特徴
とする請求項1乃至8のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤー。
9. The living body fastening titanium wire according to claim 1, wherein the carbon content is 200 ppm or less.
【請求項10】 炭素100ppm以下であることを特
徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の生体用締結
チタンワイヤー。
10. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein the carbon content is 100 ppm or less.
【請求項11】 炭素50ppm以下であることを特徴
とする請求項1乃至8のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤー。
11. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein the carbon content is 50 ppm or less.
【請求項12】 ガス成分を除く不純物が50ppm以
下であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに
記載の生体用締結チタンワイヤー。
12. The living body fastening titanium wire according to claim 1, wherein impurities other than gas components are 50 ppm or less.
【請求項13】 ガス成分を除く不純物が20ppm以
下であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに
記載の生体用締結チタンワイヤー。
13. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein impurities other than gas components are 20 ppm or less.
【請求項14】 平均結晶粒径が5μm〜150μmで
あることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載
の生体用締結チタンワイヤー。
14. The fastening titanium wire for a living body according to claim 1, wherein the average crystal grain size is 5 μm to 150 μm.
【請求項15】 最終冷間伸線加工後、400℃〜90
0℃の温度域で焼鈍することを特徴とするガス成分であ
る酸素300ppm以下、水素50ppm以下、窒素2
00ppm以下、炭素400ppm以下、かつガス成分
を除く不純物が100ppm以下、残部チタンである生
体用締結チタンワイヤーの製造方法。
15. After the final cold drawing, at 400 ° C. to 90 ° C.
Annealing in a temperature range of 0 ° C. is a gas component of 300 ppm or less of oxygen, 50 ppm or less of hydrogen,
A method for producing a fastening titanium wire for a living body, which is 00 ppm or less, carbon is 400 ppm or less, impurities other than gas components are 100 ppm or less, and the balance is titanium.
【請求項16】 最終冷間伸線加工後、400℃〜90
0℃の温度域で焼鈍することを特徴とするガス成分であ
る酸素200ppm以下、水素50ppm以下、窒素2
00ppm以下、炭素400ppm以下、かつガス成分
を除く不純物が100ppm以下、残部チタンである生
体用締結チタンワイヤーの製造方法。
16. After final cold drawing, 400 ° C. to 90 ° C.
Annealing in a temperature range of 0 ° C. is a gas component of 200 ppm or less of oxygen, 50 ppm or less of hydrogen,
A method for producing a fastening titanium wire for a living body, which is 00 ppm or less, carbon is 400 ppm or less, impurities other than gas components are 100 ppm or less, and the balance is titanium.
【請求項17】 最終冷間伸線加工後、400℃〜90
0℃の温度域で焼鈍することを特徴とするガス成分であ
る酸素100ppm以下、水素50ppm以下、窒素2
00ppm以下、炭素400ppm以下、かつガス成分
を除く不純物が100ppm以下、残部チタンである生
体用締結チタンワイヤーの製造方法。
17. After final cold drawing, at 400 ° C. to 90 ° C.
Annealing in a temperature range of 0 ° C. is characterized by gas components of oxygen 100 ppm or less, hydrogen 50 ppm or less, nitrogen 2
A method for producing a fastening titanium wire for a living body, which is 00 ppm or less, carbon is 400 ppm or less, impurities other than gas components are 100 ppm or less, and the balance is titanium.
【請求項18】 最終冷間伸線加工後、500℃〜70
0℃の温度域で焼鈍することを特徴とする請求項15乃至
17のいずれかに記載の生体用締結チタンワイヤーの製造
方法。
18. After the final cold drawing, at 500 ° C. to 70
Annealed in a temperature range of 0 ° C.
18. The method for producing a fastened titanium wire for living body according to any one of 17.
【請求項19】 最終冷間伸線加工後、550℃〜65
0℃の温度域で焼鈍することを特徴とする請求項15乃至
17のいずれかに記載の生体用締結チタンワイヤーの製造
方法。
19. 550 ° C.-65 after final cold drawing
Annealed in a temperature range of 0 ° C.
18. The method for producing a fastened titanium wire for living body according to any one of 17.
【請求項20】 水素30ppm以下であることを特徴
とする請求項15乃至19のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤーの製造方法。
20. The method according to claim 15, wherein the hydrogen content is 30 ppm or less.
【請求項21】 水素20ppm以下であることを特徴
とする請求項15乃至19のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤーの製造方法。
21. The method according to claim 15, wherein the hydrogen content is 20 ppm or less.
【請求項22】 窒素100ppm以下であることを特
徴とする請求項15乃至21のいずれかに記載の生体用締結
チタンワイヤーの製造方法。
22. The method according to claim 15, wherein the nitrogen content is 100 ppm or less.
【請求項23】 窒素50ppm以下であることを特徴
とする請求項15乃至21のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤーの製造方法。
23. The method according to claim 15, wherein nitrogen is 50 ppm or less.
【請求項24】 窒素20ppm以下であることを特徴
とする請求項15乃至21のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤーの製造方法。
24. The method according to claim 15, wherein the nitrogen content is 20 ppm or less.
【請求項25】 炭素200ppm以下であることを特
徴とする請求項15乃至24のいずれかに記載 の生体用締
結チタンワイヤーの製造方法。
25. The method according to claim 15, wherein the carbon content is 200 ppm or less.
【請求項26】 炭素100ppm以下であることを特
徴とする請求項15乃至24のいずれかに記載の生体用締結
チタンワイヤーの製造方法。
26. The method according to claim 15, wherein the carbon content is 100 ppm or less.
【請求項27】 炭素50ppm以下であることを特徴
とする請求項15乃至24のいずれかに記載の生体用締結チ
タンワイヤーの製造方法。
27. The method for producing a living fastening titanium wire according to claim 15, wherein the carbon content is 50 ppm or less.
【請求項28】 ガス成分を除く不純物が50ppm以
下であることを特徴とする請求項15乃至27のいずれかに
記載の生体用締結チタンワイヤーの製造方法。
28. The method according to claim 15, wherein impurities other than gas components are 50 ppm or less.
【請求項29】 ガス成分を除く不純物が20ppm以
下であることを特徴とする請求項15乃至27のいずれかに
記載の生体用締結チタンワイヤーの製造方法。
29. The method according to claim 15, wherein impurities other than gas components are 20 ppm or less.
【請求項30】 平均結晶粒径が5μm〜150μmで
あることを特徴とする請求項15乃至29のいずれかに記載
の生体用締結チタンワイヤーの製造方法。
30. The method according to claim 15, wherein the average crystal grain diameter is 5 μm to 150 μm.
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