コバルトクロムF75パウダー

コバルトクロム合金とも呼ばれるコバルトクロム合金は、人工股関節や人工膝関節などの整形外科用インプラントに広く使用されている生体適合性に特化した材料である。コバルトクロム合金は、生体適合性と耐食性に加え、高い強度と耐久性のような機械的特性の最適なバランスを人体に移植する際に提供します。

コバルトクロムF75パウダーの概要

コバルトクロムF75パウダーは、特にASTM F75規格の組成と粒度分布を満たすコバルトクロム合金パウダーを指します。最終用途の整形外科インプラントや歯科修復物を作成するための様々な金属3Dプリンティングプロセスで使用される汎用性の高いコバルトベースの合金粉末です。

コバルトクロムF75パウダーの主な詳細は以下の通り：

構成

• コバルトとクロムが主体で、モリブデンやその他の合金元素も少量含まれる。
• ASTM F75規格の化学成分規格に適合
• 粉末の粒度分布は通常20～63ミクロン

プロパティ

• 生体適合性と耐食性に優れ、生体内で使用可能
• 荷重を支えるインプラントのための高い強度と硬度
• 延性：破断前に応力下で多少の変形を許容する。
• 優れた耐摩耗性で耐久性がある
• 最終的な印刷部品におけるデンス、無孔質構造

生産プロセス

• ガスアトマイズ粉末製造法が好ましい
• 流動性と印刷に有利な、球形に近い滑らかなパウダー粒子が得られる。

アプリケーション

• 股関節や膝関節などの整形外科用インプラントを3Dプリントする
• クラウン、ブリッジ、部分床義歯フレームワークなどの歯科修復物を3Dプリントする。

規格

• ASTM F75 - 外科インプラント用コバルト28クロム6モリブデン合金鋳物および鋳造合金の標準仕様書
• ISO 5832-4 - インプラント - 金属材料 - 第4部：コバルト-クロム-モリブデン鋳造合金

つまり、コバルトクロムF75は、外科用インプラントの材料規格に適合するように特別に設計され、最終用途の整形外科用および歯科用器具の積層造形用に最適化された、多用途の生体適合性合金粉末である。

コバルトクロムF75粉末の組成

コバルトクロムパウダーのF75という呼称はASTM F75規格による合金の組成要求と制限を意味します。公称組成は以下の通りです：

そのため、主にコバルトとクロムが含まれ、モリブデンも多く含まれる。これらの範囲内で組成を注意深く制御することにより、最終状態の合金に望ましい特性が付与される。

クロムの含有量が高いため、耐食性と耐酸化性に優れている。コバルトは、強度と生体適合性を提供する主要なマトリックス材料として機能する。モリブデンは、荷重を受けるインプラント用途の耐摩耗性を大幅に向上させる。マンガンや窒素などの他の元素も一定量含まれることで、微細構造と性能を微調整する役割を果たす。

特性と特徴

コバルトクロムF75粉末は、合金組成の固有の冶金学的特性により、非常に高強度、耐摩耗性、生体適合性に優れた部品の積層造形を可能にする：

高い硬度と優れた延性により、コバルトクロムは耐傷性と耐摩耗性に優れ、長年の使用による微細な摩耗粉の発生を最小限に抑えます。非多孔質構造により、欠陥のない金属的完全性が確保される一方で、使用荷重下でもある程度の弾力性を保つことができる。生体適合性と高い耐食性を兼ね備えたコバルトクロムF75粉末は、体内に永続的に設置するのに適したインプラントやデバイスを製造します。

用途と用途

コバルトクロムF75粉末は、機械的、物理的、生体適合性の各特性をユニークに融合させ、生体の過酷な環境に適合するよう調整されているため、整形外科や歯科における金属積層造形に最適な材料として確立されている：

整形外科インプラント

• 人工股関節 - 大腿骨ステム、寛骨臼カップ、ライナー
• 人工膝関節 - 大腿骨コンポーネント、脛骨トレイ
• 脊椎固定 - ペディキュル・スクリュー、ロッド
• 骨折プレート、スクリュー
• 患者別インプラント

歯科修復

• クラウンとブリッジ
• インプラント・アバットメント
• 可撤式部分床義歯フレームワーク
• モデルキャスティング

コバルトクロムF75は、従来の製造方法では困難または不可能であった複雑なカスタムフィットインプラントの直接製造を可能にする。3Dプリンティングは、その硬さゆえに極めて困難なコバルトクロムの機械加工を不要にする。また、整形外科用器具の柔軟性と骨の内部成長を調整するための、オーダーメイドの格子構造も可能になります。

高い生体親和性と耐腐食性により、アレルギー反応のリスクを長期にわたって最小限に抑える一方、高い強度と剛性により、天然の骨とほぼ同等の耐荷重性を提供する。3Dプリンティングにより、コバルトクロムF75は患者の回復を早め、可動性を向上させます。

仕様

コバルトクロム製の整形外科用インプラントや歯科用デバイスは、安全性と有効性に関して厳しい規制要件を満たす必要があります。そのため、コバルトクロムF75粉末や印刷部品は、化学組成、微細構造、機械的特性、寸法精度、気孔率限界、表面仕上げ、清浄度、滅菌適合性などに及ぶ仕様に適合する必要があります。

主な規格は以下の通り：

これらの規格は、生物学的な有害反応を最小限に抑えるため、微量金属元素や不純物の厳格な上限値および下限値を定めている。また、破壊靭性、引張強度、硬度値、結晶粒径、気孔率レベル、表面仕上げ品質、腐食速度基準、寸法精度グレードなどの最低特性要件も義務付けており、臨床安全性と機器の有効性を保証している。

原料粉末と最終印刷部品の両方が、規制当局への申請と商品化前に、厳格な品質保証プロトコルを通じて、これらの仕様に対する認証試験を満たさなければならない。

利用可能なグレードと呼称

ASTM F75の化学的制限の範囲内で、コバルトクロムパウダーは、様々な3Dプリンティングプロセスに最適化された様々な標準グレードで利用可能です：

異なるサイズ分布、形状、気孔率、および化学的な微調整により、各グレードは、整形外科用および歯科用器具の製造に使用される一般的な3Dプリンティング手法と独自の互換性を持っています。

実際には、主要な金属3Dプリンターベンダーのほとんどが、F75化学組成に準拠しながらも、マシンの要件に合わせて粒子を正確に最適化した、独自のバリエーションのコバルトクロムパウダーを提供している。

主要サプライヤー

コバルトクロムF75パウダーは、規制されたヘルスケア用途に特化した材料であるため、医療用合金とパウダーの豊富な専門知識を持つ一握りの信頼できるサプライヤーによってのみ製造されています。