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JP2000245823A - 複合型リン酸カルシウム人工骨 - Google Patents

複合型リン酸カルシウム人工骨

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JP2000245823A
JP2000245823A JP11055842A JP5584299A JP2000245823A JP 2000245823 A JP2000245823 A JP 2000245823A JP 11055842 A JP11055842 A JP 11055842A JP 5584299 A JP5584299 A JP 5584299A JP 2000245823 A JP2000245823 A JP 2000245823A
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JP
Japan
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phosphate
calcium
mixture
artificial bone
bone
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JP11055842A
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Hiroyasu Takeuchi
啓泰 竹内
Masahiro Hirano
昌弘 平野
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】骨欠損部の形状に十分フィットさせることが可
能で、かつ生体親和性が良好でかつ材料周囲での骨形成
に優れる 【解決手段】本発明の複合型リン酸カルシウム人工骨
は、中心にブロック状リン酸カルシウム人工骨を有し、
周辺にペースト状リン酸カルシウムを配置してなること
を特徴とする。前記ペースト状リン酸カルシウムが、リ
ン酸カルシウム類を粉体の主成分とし、水を液体の主成
分とするものからなり、該リン酸カルシウム類が、α型
リン酸3カルシウム又はリン酸4カルシウムの各単体及
びこれらの混合物、α型リン酸3カルシウムとリン酸4
カルシウムとリン酸水素カルシウム及び/又はリン酸2
水素カルシウムの混合物、α型リン酸3カルシウムとリ
ン酸水素カルシウム及び又はリン酸2水素カルシウムの
混合物、リン酸4カルシウムとリン酸水素カルシウム及
び又はリン酸2水素カルシウムとの混合物のいずれかで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医科用に用いる複
合型リン酸カルシウム人工骨に関し、更に詳しくは骨欠
損部の形状を選ぶ必要がなく、骨欠損部の形状に十分フ
ィットさせることが可能で、かつ生体親和性の良好なす
る複合型リン酸カルシウム人工骨に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、リン酸カルシウム製の人工骨
が用いられている。これらは、水酸アパタイトやリン酸
3カルシウム等のリン酸カルシウム系のセラミックスを
主成分とする人工骨であり、整形外科、脳神経外科、口
腔外科の領域で広く使用されている。これらの製品は一
定の外形を有しており、手術毎に個々の骨欠損の形状に
合わせた製品を購入するか、製品を骨欠損に合うように
加工することにより用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ごとき既製品又はその加工物を用いる場合には、骨欠損
部の形状に合わせるように用いても、骨欠損部の形状に
きれいに合致することは殆どなく、ある程度の不均一な
隙間が残ったとしても、そのまま放置されており、充填
後可動状態であることが多く、このため材料周囲におけ
る骨形成の点でも問題のあるものであった。そこで、本
発明者等は、これらの問題点について種々検討したとこ
ろ、骨欠損部にブロック状リン酸カルシウム人工骨を配
置する際、該ブロック状リン酸カルシウム人工骨の周辺
にペースト状リン酸カルシウムを存在させることによ
り、骨欠損部の形状とは無関係にブロック状リン酸カル
シウム人工骨を使用することができ、しかも骨欠損部の
形状に十分フィットさせることが可能で、かつ生体親和
性が良好でかつ材料周囲での骨形成に優れていることを
見出し、ここに本発明をなすに至った。
【0004】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、骨欠損部の形状を選ばず使用でき、骨欠損部の形
状に十分フィットさせることが可能で、かつ生体親和性
が良好でかつ材料周囲での骨形成に優れた複合型リン酸
カルシウム人工骨を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、以
下の各発明によってそれぞれ達成される。
【0006】(1)中心にブロック状リン酸カルシウム
人工骨を有し、周辺にペースト状リン酸カルシウムを配
置してなることを特徴とする複合型リン酸カルシウム人
工骨。 (2)前記ブロック状リン酸カルシウム人工骨が、水酸
アパタイト、炭酸化アパタイト、α型リン酸3カルシウ
ム、β型リン酸3カルシウム、リン酸4カルシウムのう
ちの1種または複数の混合物よりなることを特徴とする
前記第1項に記載の複合型リン酸カルシウム人工骨。 (3)前記ペースト状リン酸カルシウムが、リン酸カル
シウム類を粉体の主成分とし、水を液体の主成分とする
ものからなり、該リン酸カルシウム類が、α型リン酸3
カルシウム又はリン酸4カルシウムの各単体及びこれら
の混合物、α型リン酸3カルシウムとリン酸4カルシウ
ムとリン酸水素カルシウム及び/又はリン酸2水素カル
シウムの混合物、α型リン酸3カルシウムとリン酸水素
カルシウム及び又はリン酸2水素カルシウムの混合物、
リン酸4カルシウムとリン酸水素カルシウム及び又はリ
ン酸2水素カルシウムとの混合物のいずれかであること
を特徴とする前記第1項又は第2項に記載の複合型リン
酸カルシウム人工骨。
【0007】本発明の複合型リン酸カルシウム人工骨
は、中心にブロック状リン酸カルシウム人工骨を有し、
周辺にペースト状リン酸カルシウムを配置してなること
を特徴とするもので、このような構成を有することによ
り、骨欠損部の形状を選ばず使用でき、骨欠損部の形状
に十分適合させることができ、かつ生体親和性が良好で
あり、材料周囲での骨形成に優れた効果を奏するもので
ある。
【0008】本発明に用いられるブロック状リン酸カル
シウム人工骨が、水酸アパタイト、炭酸化アパタイト、
α型リン酸3カルシウム、β型リン酸3カルシウム、リ
ン酸4カルシウムのうちの1種または複数の混合物より
なることにより、いっそう優れた前記効果を奏するもの
である。
【0009】本発明の複合型リン酸カルシウム人工骨に
おいて、ペースト状リン酸カルシウムが、リン酸カルシ
ウム類を粉体の主成分とし、水を液体の主成分とするも
のからなることにより、手術時に極めて簡単にペースト
を形成することができ、また前記リン酸カルシウム類
が、α型リン酸3カルシウム又はリン酸4カルシウムの
各単体及びこれらの混合物、α型リン酸3カルシウムと
リン酸4カルシウムとリン酸水素カルシウム及び/又は
リン酸2水素カルシウムの混合物、α型リン酸3カルシ
ウムとリン酸水素カルシウム及び又はリン酸2水素カル
シウムの混合物、リン酸4カルシウムとリン酸水素カル
シウム及び又はリン酸2水素カルシウムとの混合物のい
ずれかであることにより、生体親和性が良好で、かつ高
強度を有し、したがって強度が要求される部位に単独で
使用することができる複合型リン酸カルシウム人工骨が
得られる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、詳細に本発明の実施の形
態を説明するが、本発明は、これらに限定されるもので
はない。
【0011】本発明では、中心部にブロック状リン酸カ
ルシウム人工骨を配し、骨と接する周辺にペースト状リ
ン酸カルシウムを配置してなる複合型リン酸カルシウム
人工骨であるが、ブロック状リン酸カルシウム人工骨と
しては、水酸アパタイト、炭酸含有アパタイト、α型リ
ン酸3カルシウム、β型リン酸3カルシウム、リン酸4
カルシウムのうちの1種または複数の混合物よりなるリ
ン酸カルシウム人工骨が好適に使用でき、これが緻密体
であるか、多孔体であるかを問わない。
【0012】またペースト状リン酸カルシウムとして
は、リン酸カルシウム類の粉体を水を主成分とする液剤
で練和することにより、37℃で約10分程度で硬化す
る水硬性のペースト状リン酸カルシウムが好適に使用で
きる(特開昭64−37445号公報、「FCレポー
ト」Vol.6(1988),p475−480,日本
ファインセッラミックス協会など)。ペースト状リン酸
カルシウムは、具体的には、リン酸カルシウム類のα型
リン酸3カルシウム、リン酸4カルシウム等を粉体の主
成分とし、水を液体の主成分とするものからなる。
【0013】更に詳細には該粉体の主成分が、α型リン
酸3カルシウム又はリン酸4カルシウムの各単体及びこ
れらの混合物、α型リン酸3カルシウムとリン酸4カル
シウムとリン酸水素カルシウム及び/又はリン酸2水素
カルシウムの混合物、α型リン酸3カルシウムとリン酸
水素カルシウム及び又はリン酸2水素カルシウムの混合
物、リン酸4カルシウムとリン酸水素カルシウム及び又
はリン酸2水素カルシウムとの混合物のいずれかである
ペースト状リン酸カルシウムが好ましい。ここで、α型
リン酸3カルシウムとリン酸水素カルシウム及び又はリ
ン酸2水素カルシウムの混合物とは、α型リン酸3カル
シウムとリン酸水素カルシウムの混合物、α型リン酸3
カルシウムとリン酸2水素カルシウムの混合物、α型リ
ン酸3カルシウムとリン酸水素カルシウムとリン酸2水
素カルシウムの混合物のいずれかであり、またリン酸4
カルシウムとリン酸水素カルシウム及び又はリン酸2水
素カルシウムとの混合物とは、リン酸4カルシウムとリ
ン酸水素カルシウムの混合物、リン酸4カルシウムとリ
ン酸2水素カルシウムとの混合物、リン酸4カルシウム
とリン酸水素カルシウムとリン酸2水素カルシウムとの
混合物のいずれかである。これらの混合物は、任意の割
合で混合することができる。
【0014】これらのペースト状リン酸カルシウムは、
硬化後、生体内の環境で水酸アパタイトに構造を変え、
最終的には40〜90MPaの圧縮強度を発揮する。硬
化後水酸アパタイトに変化するため、生体親和性は良好
で、硬化体周囲に新生骨を伝導するとともに生体の骨と
直接接着する。また、硬化前のまだ流動性を有するペー
ストは、中心に配置されたブロック状人工骨が多孔体の
場合はこの多孔体孔に侵入し、硬化後はこれと機械的に
噛み合って一体化する。
【0015】次に、これらを組み合わせた使用法につい
て述べる。まず、補填を計画する骨欠損部に対して、こ
れより少し小さめのブロック状人工骨を用意する。この
ブロック状人工骨の周囲にペースト状人工骨を配置す
る。それには例えば、ペースト状人工骨の粉体と液体を
適度な粘性(流動性)に練和し、そのペーストをブロッ
ク状人工骨自体の周囲に塗り込み、それが硬化する前に
骨欠損部に押し込んで固定する。この際、周囲に塗り込
むペーストの量や粘度を、ブロックと骨欠損部の大きさ
や出血量の違い等から適度に調整する必要がある。すな
わち、ブロックと周囲の骨との間隙が大きい場合は、や
や粘度の高い(流動性の低い)ペースト、あるいは粘土
状にして塗布すべきであり、逆に隙間が小さい場合は流
動性の高い、柔らかいペーストを塗布する。又、出血量
の多い場所では、出来るだけ硬めのペースト又は粘土状
にして塗布することが好ましい。これらを考慮すると、
使用される時の粉液比の範囲は、粉体100重量部に対
して10〜100重量部である。好ましくは20〜50
重量部である。
【0016】なお、以上の方法とは逆に、先に流動状又
は粘土状のペースト状人工骨を骨欠損部に塗り込んでお
き、その硬化前に、ブロック状人工骨を押し込んで固定
することも可能である。この結果、ブロック状人工骨は
それよりも大きな骨欠損部に対して、一切加工を要さず
に確実に補填することが可能となる。また、ペースト状
人工骨は硬化前は自由に形状を変化させ得るから、ブロ
ック状人工骨と、骨欠損部の間の空隙を完全に封鎖させ
ることが出来る。
【0017】(作用)ブロック状人工骨に適用したと
き、ペースト状リン酸カルシウムは、硬化後、生体内の
環境で水酸アパタイトに構造を変え、良好な圧縮強度を
発揮する。また硬化後水酸アパタイトに変化するため、
生体親和性は良好で、硬化体周囲に新生骨を形成すると
ともに生体の骨と直接接着する。
【0018】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0019】〔実施例1〕図1は、塩化ビニール製の型
枠を示す斜視図であり、このような型枠1を作製し、こ
れを骨欠損部とみなす。次に図2のa(平面図)及びc
(側面図)に示されるようなアパタイト人工骨「ボンフ
ィル タイプHF−20」(三菱マテリアル株式会社
製)2を用意し、図2のb(側面図)のようにアパタイ
ト人工骨2の側面にペースト状リン酸カルシウム5を塗
布した。使用したペースト状リン酸カルシウム5は表1
に示すもので、粉体10gを液体3.0mlで練和し
た。なお、塗布量は一方の側面につき、それぞれ1cc
とした。
【0020】練和を開始したときから5分後、ややペー
ストの流動性が低下したところへ、「ボンフィル タイ
プHF−20」2を型枠1の凹部4に押し込んだ。その
後、約5分程度手で支えたところ、概ね固定されたの
で、更に30分程度37℃に保持した。この時点で、ペ
ースト状人工骨は型枠と隙間を形成することなく完全に
硬化しており、その結果、ボンフィル2は型枠1の凹部
4内に確実に固定された。このように、本発明によっ
て、ブロック状リン酸カルシウム人工骨だけでは形状が
合致しない空隙でも、簡単にまた、隙間なく確実に充填
することが可能であった。
【0021】
【表1】
【0022】〔原材料〕α型リン酸3カルシウム:水酸
化カルシウム(関東化学社製)3モルを水3リットルに
溶かし、これにリン酸(ラサ工業社製)を2モル、徐々
に滴下して合成した。リン酸4カルシウム:水酸化カル
シウム(関東化学社製)4モルを水3リットルに溶か
し、これにリン酸(ラサ工業社製)2モルを、徐々に滴
下して合成した。なお、表1で使用した材料は、リン酸
水素カルシウム(関東化学社製)、コンドロイチン硫酸
ナトリウム(関東化学社製)、コハク酸二ナトリウム無
水塩(純正化学社製)である。
【0023】〔実施例2〕図3の斜視図に示されるよう
に、ペースト状リン酸カルシウム5を先に型枠1の凹部
4に塗り込んだ以外は、実施例1と同様にした。その結
果、実施例1で得られたと同様に、簡単にまた、隙間な
く確実に空隙を充填することができた。実施例1及び2
のいずれのものも、ペースト状リン酸カルシウムが硬化
して水酸アパタイトに変化した強度(圧縮破壊荷重)
は、前者、後者ともに344kgf/cm2 付近の値が
得られた。
【0024】
【発明の効果】本発明により、加工が不要で骨欠損部の
形状を選ばず使用でき、骨欠損部の形状に十分フィット
させることが可能で、かつ生体親和性が良好な複合型リ
ン酸カルシウム人工骨が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において、骨欠損部として用いられる型
枠を示す斜視図である。
【図2】人工骨の形状を示す側面図である。図2のa
は、平面図であり、図2のbは、側面図であり、図2の
cは、側面図である。
【図3】本発明に用いられる型枠にペースト状リン酸カ
ルシウムを適用した別の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 型枠(骨欠損部) 5 ペースト状リ
ン酸カルシウム 2 人工骨 3 接続凸部 4 接続凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C081 AB03 AB04 AC03 AC04 BA11 BA17 BB08 BC02 CD072 CE08 CE11 CF011 CF012 CF021 CF022 CF031 CF032 DA01 DA14 DC13 EA05 4C097 AA01 BB01 BB05 CC01 CC05 DD07 EE16 FF04 MM04 SC01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中心にブロック状リン酸カルシウム人工骨
    を有し、周辺にペースト状リン酸カルシウムを配置して
    なることを特徴とする複合型リン酸カルシウム人工骨。
  2. 【請求項2】前記ブロック状リン酸カルシウム人工骨
    が、水酸アパタイト、炭酸化アパタイト、α型リン酸3
    カルシウム、β型リン酸3カルシウム、リン酸4カルシ
    ウムのうちの1種または複数の混合物よりなることを特
    徴とする請求項1に記載の複合型リン酸カルシウム人工
    骨。
  3. 【請求項3】前記ペースト状リン酸カルシウムが、リン
    酸カルシウム類を粉体の主成分とし、水を液体の主成分
    とするものからなり、該リン酸カルシウム類が、α型リ
    ン酸3カルシウム又はリン酸4カルシウムの各単体及び
    これらの混合物、α型リン酸3カルシウムとリン酸4カ
    ルシウムとリン酸水素カルシウム及び/又はリン酸2水
    素カルシウムの混合物、α型リン酸3カルシウムとリン
    酸水素カルシウム及び又はリン酸2水素カルシウムの混
    合物、リン酸4カルシウムとリン酸水素カルシウム及び
    又はリン酸2水素カルシウムとの混合物のいずれかであ
    ることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の複合
    型リン酸カルシウム人工骨。
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