JP2003321281A - Porous calcium phosphate body - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リン酸カルシウム
多孔体に関し、更に詳しくは、生体内に埋入したとき、
生体組織が多孔体に侵入し易く、且つ生体に吸収され易
いリン酸カルシウム多孔体に関する。本発明は、人工
骨、人工関節及び人工歯根等を形成する材料分野におい
て幅広く利用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a calcium phosphate porous body, and more specifically, when it is embedded in a living body,
The present invention relates to a calcium phosphate porous body in which biological tissue easily penetrates into the porous body and is easily absorbed by the living body. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used in the field of materials for forming artificial bones, artificial joints, artificial tooth roots and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、骨補填材として様々な材料が開発
されている。それらのうちの多くは水酸アパタイト焼結
体に関する材料である。水酸アパタイトは、生体内の硬
組織の無機成分と同じ成分であり、生体親和性に優れ、
骨と直接化学的に結合する生体活性材料であることが知
られている。しかし、焼結により得られる水酸アパタイ
ト焼結体は、結晶性が高く、安定しており、結晶性が低
い生体骨とは異なったものであるため、生体に吸収され
にくいことが確認されている。つまり、このような骨補
填材を生体内に長期間に渡って埋入した場合、埋入した
骨補填材がそのまま残存する。しかし、理想的には、骨
欠損部に充填された骨補填材は、骨欠損部が修復される
までの初期においては、骨欠損部の補強又は固定の役割
を持ち、骨欠損部が修復されるにつれて骨補填材自身が
生体内に吸収され、最終的には生体骨と置換されること
が望ましい。2. Description of the Related Art In recent years, various materials have been developed as bone filling materials. Most of them are materials related to the hydroxyapatite sintered body. Hydroxyapatite is the same component as the inorganic component of hard tissue in the living body, and has excellent biocompatibility,
It is known to be a bioactive material that chemically bonds directly to bone. However, the hydroxyapatite sintered body obtained by sintering has high crystallinity and is stable, and since it is different from living bone with low crystallinity, it has been confirmed that it is difficult to be absorbed by the living body. There is. That is, when such a bone filling material is embedded in a living body for a long period of time, the embedded bone filling material remains as it is. However, ideally, the bone filling material filled in the bone defect has a role of reinforcing or fixing the bone defect in the early stage until the bone defect is repaired, and the bone defect is repaired. It is desirable that the bone filling material itself be absorbed into the living body as it grows and eventually replaced with living bone.
【０００３】これに対し、水和反応により得られるリン
酸カルシウム系の骨補填材が提案されている。このリン
酸カルシウム系の骨補填材の主な成分としては、低結晶
性の水酸アパタイト、リン酸八カルシウム、リン酸水素
カルシウム水和物等が挙げられる。これらの中でも、特
に低結晶性の水酸アパタイトは、体温に近い反応により
得られるため、生体内で生成される硬組織の無機成分と
類似している。そのため、生体親和性に優れ、生体内に
長期間に渡って埋入した際には、徐々に生体骨として吸
収されていく。更に、リン酸八カルシウムは、水酸アパ
タイトの前駆体として知られており、徐々に低結晶性の
水酸アパタイトに転移していくため、生体内において同
様に吸収される。また、リン酸水素カルシウム水和物
は、水酸アパタイトよりも溶解性が高いため、より速く
生体内に吸収され得る。On the other hand, a calcium phosphate-based bone filling material obtained by a hydration reaction has been proposed. Main components of this calcium phosphate-based bone filling material include low crystalline hydroxyapatite, octacalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate hydrate and the like. Among these, hydroxyapatite having a particularly low crystallinity is obtained by a reaction close to the body temperature, and thus is similar to the inorganic component of the hard tissue produced in the living body. Therefore, it has excellent biocompatibility, and when it is implanted in a living body for a long period of time, it is gradually absorbed as living bone. Further, octacalcium phosphate is known as a precursor of hydroxyapatite, and gradually transfers to hydroxyapatite of low crystallinity, so that it is similarly absorbed in vivo. Further, since calcium hydrogen phosphate hydrate has higher solubility than hydroxyapatite, it can be absorbed into the body faster.
【０００４】これらの骨補填材は十分な性能を有するも
のではあるが、現在では、骨欠損部の修復機能に加え、
骨補填材と生体骨とが複合化し、より生体と適合するも
のが求められており、骨組織や血管等の生体組織が骨補
填材の内部に侵入し易いものが要求されている。そのた
め、水和反応により得られるリン酸カルシウム系骨補填
材においては、骨補填材が多孔体となるように、ポリ乳
酸などの生体内吸収性高分子を添加したものが提案され
ている（特開平５−２３３８７号公報、特開平５−２３
３８８号公報、特開平７−３１６７３号公報等）。Although these bone filling materials have sufficient performance, at present, in addition to the function of repairing a bone defect,
There is a demand for a material that is more compatible with a living body by combining a bone filling material and living bone, and that a living tissue such as a bone tissue or a blood vessel easily penetrates inside the bone filling material. Therefore, a calcium phosphate-based bone filling material obtained by a hydration reaction has been proposed in which a bioresorbable polymer such as polylactic acid is added so that the bone filling material becomes a porous body (Japanese Patent Laid-Open No. H05-53242). No. 23387, JP-A-5-23
388, JP-A-7-31673, etc.).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の生体内
吸収性高分子を用いた場合、骨補填材が気孔を形成する
ためには、ポリ乳酸などの生体内吸収性高分子が生体内
で吸収される必要があり、これには長時間を要するの
で、骨欠損部へ充填直後からの骨補填材内部への骨組織
等の侵入は望めない。更に、生体内吸収性高分子は、ビ
ーズ状、凹凸状等の形態で配合されるため、形成された
気孔構造にネックが生じ、生体組織が骨補填材の内部へ
十分に侵入可能な孔径数百μｍオーダーの連続気孔の形
成は困難である。また、連続気孔を得るために添加量を
多くすると、骨補填材自身の強度が低下することが危惧
される。本発明は、上記課題を解決するものであり、生
体内に埋入したとき、生体組織が多孔体に侵入し易く、
且つ生体に吸収され易いリン酸カルシウム多孔体を提供
することを目的とする。However, when the above-mentioned bioabsorbable polymer is used, in order for the bone filling material to form pores, bioabsorbable polymer such as polylactic acid should be used in vivo. Since it needs to be absorbed, and this takes a long time, it is not possible to expect the penetration of bone tissue or the like into the bone prosthetic material immediately after filling the bone defect portion. Furthermore, since the bioabsorbable polymer is mixed in the form of beads, unevenness, etc., a neck occurs in the formed pore structure, and the number of pores is large enough to allow biological tissue to penetrate into the bone substitute material. It is difficult to form continuous pores on the order of 100 μm. In addition, if the amount of addition is increased to obtain continuous pores, the strength of the bone filling material itself may decrease. The present invention is to solve the above problems, when implanted in a living body, the biological tissue easily invades the porous body,
Moreover, it is an object to provide a calcium phosphate porous body that is easily absorbed by the living body.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明のリン酸カルシウ
ム多孔体は、リン酸カルシウム系粉体と、水を含有する
硬化液とを混練してなるリン酸カルシウムペーストを水
和硬化させた硬化体からなるリン酸カルシウム多孔体に
おいて、該リン酸カルシウム多孔体の気孔率が３０〜９
０％であり、全気孔のうちの３０〜７０％の気孔は径方
向の寸法が１０〜１０００μｍの連通した気孔であり、
且つ表面に開口していることを特徴とする。また、本発
明においては、上記リン酸カルシウム系粉体の主成分
が、リン酸水素カルシウム粉体及びリン酸四カルシウム
粉体であるリン酸カルシウム多孔体とすることができ
る。更に、上記リン酸カルシウムペーストは多糖類を含
有するリン酸カルシウム多孔体とすることができる。ま
た、上記多糖類は、デキストラン及びデキストラン硫酸
塩のうちの少なくとも一方である多孔体とすることがで
きる。The calcium phosphate porous body of the present invention comprises a calcium phosphate porous body composed of a cured body obtained by hydrating and curing a calcium phosphate paste prepared by kneading a calcium phosphate-based powder and a hardening liquid containing water. In, the porosity of the calcium phosphate porous body is 30 to 9
0%, 30 to 70% of all the pores are continuous pores having a radial dimension of 10 to 1000 μm,
Moreover, it is characterized in that it has an opening on the surface. Further, in the present invention, the calcium phosphate-based powder may be a calcium phosphate porous body in which the main components are calcium hydrogen phosphate powder and tetracalcium phosphate powder. Further, the calcium phosphate paste may be a calcium phosphate porous body containing a polysaccharide. Further, the above-mentioned polysaccharide can be a porous body which is at least one of dextran and dextran sulfate.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明のリン酸カルシウム多孔体は、表面に開口
する気孔を備える。尚、多孔体は閉鎖孔を有していても
よい。多孔体の上記「気孔率」は３０〜９０％（好まし
くは３５〜８５％、より好ましくは４０〜７０％）であ
る。気孔率が３０％未満の場合は、表面に開口する気孔
の割合も低くなってしまい、多孔体内部に生体組織が十
分に侵入することができない。一方、９０％を超える場
合は、多孔体の強度が不十分となる。リン酸カルシウム
多孔体の気孔率は、ポロシメーター（「ポアサイザー９
３２０」、マイクロメリティクス社製）による水銀圧入
法、ＪＩＳ Ｃ２１４１に規定される含水重量等による
算出、又は重量、体積、真比重による算出等により測定
できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. The calcium phosphate porous body of the present invention has pores opened on the surface. The porous body may have closed pores. The above "porosity" of the porous body is 30 to 90% (preferably 35 to 85%, more preferably 40 to 70%). When the porosity is less than 30%, the ratio of the pores opened on the surface is also low, and the living tissue cannot sufficiently penetrate into the inside of the porous body. On the other hand, when it exceeds 90%, the strength of the porous body becomes insufficient. The porosity of the calcium phosphate porous body is measured by the porosimeter (“Poresizer 9
320 ", manufactured by Micromeritics Co., Ltd.), the mercury porosimetry method, the water content weight specified in JIS C2141, or the weight, volume, and true specific gravity.
【０００８】また、多孔体の全気孔のうちの３０〜７０
％（好ましくは３５〜６５％、より好ましくは４０〜６
０％）の気孔は、多孔体の表面に開口している。この割
合が３０％未満の場合、多孔体内部へ生体組織が十分に
侵入することができない。一方、７０％を超える場合
は、多孔体の強度が不十分となる。更に、この気孔は連
通しており、その径方向の寸法は１０〜１０００μｍ
（好ましくは２０〜８００μｍ、より好ましくは３０〜
５００μｍ）である。径方向の寸法が１０μｍ未満の箇
所がある場合、表面に開口していても、骨組織等の生体
組織が多孔体の内部へ十分に侵入することができない。
一方、径方向の寸法が１０００μｍを超える箇所がある
場合、その部分で多孔体の強度が低下する。また、表面
に開口しており、且つ特定の寸法である気孔は方向性を
有するように連通して形成されていてもよいし、３次元
的に任意な方向に連通して形成されていてもよい。In addition, 30 to 70 of all the pores of the porous body are used.
% (Preferably 35-65%, more preferably 40-6)
0% of the pores are open on the surface of the porous body. If this ratio is less than 30%, the living tissue cannot sufficiently penetrate into the inside of the porous body. On the other hand, when it exceeds 70%, the strength of the porous body becomes insufficient. Further, these pores are in communication with each other, and the radial dimension thereof is 10 to 1000 μm.
(Preferably 20 to 800 μm, more preferably 30 to
500 μm). When there is a portion having a radial dimension of less than 10 μm, biological tissue such as bone tissue cannot sufficiently penetrate into the inside of the porous body even if it is opened on the surface.
On the other hand, when there is a portion having a radial dimension of more than 1000 μm, the strength of the porous body decreases at that portion. Further, the pores which are open on the surface and have a specific size may be formed so as to communicate with each other so as to have directionality, or may be formed so as to be three-dimensionally communicated in any direction. Good.
【０００９】多孔体表面に開口する気孔の径方向の寸法
はポロシメーター（「ポアサイザー９３２０」、マイク
ロメリティクス社製）による水銀圧入法、又は走査型電
子顕微鏡像からの算出等により測定できる。更に、表面
に開口しており、且つ特定の寸法である気孔の割合は、
この気孔の体積及び全気孔の体積をポロシメーター
（「ポアサイザー９３２０」、マイクロメリティクス社
製）による水銀圧入法等により測定し、下記式より算出
できる。
表面に開口する気孔の割合（％）＝（表面に開口する気
孔の体積／全気孔の体積）×１００The radial dimension of the pores opened on the surface of the porous body can be measured by a mercury porosimetry method using a porosimeter ("Poresizer 9320", manufactured by Micromeritics) or by calculation from a scanning electron microscope image. Furthermore, the percentage of pores that are open to the surface and that have a specific size is
The volume of the pores and the volume of all the pores are measured by a mercury porosimetry method using a porosimeter (“Poresizer 9320”, manufactured by Micromeritics Co., Ltd.) and can be calculated from the following formula. Percentage of pores open on the surface (%) = (volume of pores open on the surface / volume of all pores) × 100
【００１０】このような多孔体を形成する手段として
は、特に限定されるものではないが、例えば、（１）リ
ン酸カルシウムペーストの多数箇所に針の刺入、抜去を
行い、その後、硬化させ、多孔体を形成する。（２）リ
ン酸カルシウムペーストを押出器具等により繊維状に押
出し、そのまま硬化させ、或いは、繊維状に押出された
ペーストを網状の成形体とした後、硬化させ、多孔体を
形成する。（３）表面に開口し、且つ孔径が所定値で連
続している孔を形成することができる突起物等の孔形成
手段を内部に有する型などにリン酸カルシウムペースト
を充填して硬化させた後、脱型し、多孔体を形成する。
（４）リン酸カルシウムペーストの硬化体を顆粒状に成
形したリン酸カルシウム系顆粒と、リン酸カルシウムペ
ーストとを混合し、或いは、リン酸カルシウム系粉体を
顆粒状に成形したリン酸カルシウム粉体顆粒と、硬化液
とを混合し、その後、硬化させ、顆粒間隙を気孔とする
多孔体を形成する等が挙げられる。The means for forming such a porous body is not particularly limited, but, for example, (1) needles are inserted into and removed from a large number of places of the calcium phosphate paste, and then cured to form a porous body. Form the body. (2) Calcium phosphate paste is extruded into a fibrous shape with an extruding device or the like and cured as it is, or the fibrous extruded paste is made into a net shaped body and then cured to form a porous body. (3) After the calcium phosphate paste is filled into a mold or the like having a hole forming means such as a protrusion capable of forming holes continuous on the surface and having a hole diameter of a predetermined value and then cured, and then cured, The mold is removed to form a porous body.
(4) Calcium phosphate-based granules obtained by shaping a hardened body of calcium phosphate paste into granules and calcium phosphate paste are mixed together, or calcium phosphate powder granules obtained by shaping calcium phosphate-based powder into granules are mixed with a hardening liquid. Then, it is hardened to form a porous body having pores in the granules.
【００１１】上記（１）の手段により多孔体を形成する
場合、針の直径を変化させることで、形成される気孔の
径方向の寸法を調整することができる。また、針の刺
入、抜去の回数により気孔率を調整することができる。
上記（２）の手段により多孔体を形成する場合、押出器
具等の押出口の大きさや形状により、形成される気孔の
径方向の寸法、及び気孔率を調整することができる。上
記（３）の手段により多孔体を形成する場合、突起物等
の孔形成手段の寸法、形状、形成密度等により、形成さ
れる気孔の径方向の寸法、及び気孔率を調整することが
できる。上記（４）の手段により多孔体を形成する場
合、リン酸カルシウム系顆粒又はリン酸カルシウム粉体
顆粒の粒径、及び、リン酸カルシウムペーストの量又は
硬化液の量により、形成される気孔の径方向の寸法、及
び気孔率を調整することができる。When the porous body is formed by the means (1), the diameter of the formed pores can be adjusted by changing the diameter of the needle. In addition, the porosity can be adjusted by the number of times the needle is inserted and removed.
When the porous body is formed by the means of the above (2), the radial dimension and the porosity of the formed pores can be adjusted by the size and shape of the extrusion port of the extrusion device or the like. When the porous body is formed by the means of the above (3), the radial dimension of the formed pores and the porosity can be adjusted by the size, shape, formation density and the like of the hole forming means such as protrusions. . When the porous body is formed by the means of the above (4), the diameter of the pores formed in the radial direction, depending on the particle size of the calcium phosphate-based granules or the calcium phosphate powder granules, and the amount of the calcium phosphate paste or the amount of the hardening liquid, and Porosity can be adjusted.
【００１２】上記「リン酸カルシウム系粉体」として
は、特に限定されず、リン酸四カルシウム、無水リン酸
水素カルシウム、リン酸水素カルシウム水和物、無水リ
ン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和
物、α−リン酸三カルシウム及びβ−リン酸三カルシウ
ム等の粉体が挙げられる。これらのうちで、リン酸水素
カルシウム水和物は、水酸アパタイトより溶解性が高
く、吸収され易い点で好ましい。更に、このリン酸カル
シウム系粉体としては、２種以上を組み合わせることに
より、リン酸水素カルシウム水和物、或いはリン酸八カ
ルシウム等を生成するものを使用することもできる。こ
れらのリン酸カルシウム系粉体は１種のみであってもよ
いし、２種以上が併含されていてもよい。また、炭酸カ
ルシウム等のリン成分を含まないカルシウム化合物粉体
が含有されていてもよい。The above-mentioned "calcium phosphate powder" is not particularly limited, and it includes tetracalcium phosphate, anhydrous calcium hydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate hydrate, anhydrous calcium dihydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate water. Powders such as hydrates, α-tricalcium phosphate and β-tricalcium phosphate can be mentioned. Of these, calcium hydrogen phosphate hydrate is preferable because it has higher solubility than hydroxyapatite and is easily absorbed. Further, as the calcium phosphate-based powder, it is also possible to use one that produces calcium hydrogen phosphate hydrate, octacalcium phosphate, or the like by combining two or more kinds. These calcium phosphate powders may be used alone or in combination of two or more. Further, calcium compound powder containing no phosphorus component such as calcium carbonate may be contained.
【００１３】更に、リン酸カルシウム系粉体の主成分
が、リン酸水素カルシウム粉体及びリン酸四カルシウム
粉体であることが好ましい。これら２種類の粉体の量比
は特に限定されないが、モル比で８／２〜２／８、特に
６／４〜４／６、更には等量程度であることが好まし
い。この範囲の量比とすることで、より好ましい硬化速
度を有するペーストとすることができる。尚、リン酸水
素カルシウム粉体とは、リン酸水素カルシウム二水和物
及び無水リン酸水素カルシウムのうちの少なくとも一方
の粉体を意味する。更に、主成分とは、リン酸カルシウ
ム系粉体を１００質量％とした場合に、リン酸水素カル
シウム粉体及びリン酸四カルシウム粉体が、合計で６０
質量％以上、特に８０質量％以上、更には実質的に１０
０質量％であることを意味する。これら２種類の粉体が
合計で６０質量％以上であれば、適度な硬化速度を有
し、充填性及び形態付与性に優れ、充填後は十分な速さ
で硬化するリン酸カルシウムペーストとすることができ
る。Further, the main components of the calcium phosphate-based powder are preferably calcium hydrogenphosphate powder and tetracalcium phosphate powder. The amount ratio of these two kinds of powders is not particularly limited, but it is preferable that the molar ratio is 8/2 to 2/8, particularly 6/4 to 4/6, and more preferably about the same amount. By setting the amount ratio within this range, a paste having a more preferable curing rate can be obtained. The calcium hydrogen phosphate powder means at least one of calcium hydrogen phosphate dihydrate and anhydrous calcium hydrogen phosphate. Further, the main component means that the total amount of calcium hydrogen phosphate powder and tetracalcium phosphate powder is 60 when the calcium phosphate powder is 100% by mass.
Mass% or more, particularly 80 mass% or more, and further substantially 10
It means 0 mass%. When the total content of these two kinds of powders is 60% by mass or more, it is possible to obtain a calcium phosphate paste that has an appropriate curing rate, is excellent in filling property and form imparting property, and is cured at a sufficient speed after filling. it can.
【００１４】また、リン酸水素カルシウム粉体及びリン
酸四カルシウム粉体を主成分とするリン酸カルシウム系
粉体の調製方法は特に限定されず、どのような方法によ
って調製された粉体も使用することができる。例えば、
リン酸水素カルシウム粉体及びリン酸四カルシウム粉体
等を混合して得ることができる。このリン酸水素カルシ
ウム粉体としては、リン酸水素カルシウム二水和物又は
無水物として市販されているものをそのまま用いること
もできるし、この二水和物を１２０℃程度の温度で加熱
し、脱水したものを用いることもできる。更に、リン酸
四カルシウム粉体としては、炭酸カルシウムとリン酸水
素カルシウム二水和物との等モル混合物を成形後、１４
５０〜１５５０℃で焼成し、平均粒径が約１００μｍ程
度の粉体に整粒したもの等を用いることができる。The method for preparing the calcium phosphate-based powder containing calcium hydrogen phosphate powder and tetracalcium phosphate powder as main components is not particularly limited, and powder prepared by any method can be used. You can For example,
It can be obtained by mixing calcium hydrogen phosphate powder and tetracalcium phosphate powder. As the calcium hydrogen phosphate powder, commercially available calcium hydrogen phosphate dihydrate or anhydrous may be used as it is, or the dihydrate may be heated at a temperature of about 120 ° C. A dehydrated product can also be used. Further, as the tetracalcium phosphate powder, after molding an equimolar mixture of calcium carbonate and calcium hydrogen phosphate dihydrate, 14
It is possible to use, for example, one obtained by firing at 50 to 1550 ° C. and sizing into a powder having an average particle size of about 100 μm.
【００１５】上記「水を含有する硬化液」としては、特
に限定されないが、純水、蒸留水等の水のみであっても
よいし、下記の多糖類等を含む水溶液であってもよい。
水を含有する硬化液と、リン酸カルシウム系粉体との量
比も限定されないが、この量比は質量比［水を含有する
硬化液／リン酸カルシウム系粉体（液粉比）］で０．２
〜０．４（より好ましくは０．２５〜０．３５）とする
ことが好ましい。この量比が０．２未満では、ペースト
の粘度が高くなり、所定の形態を付与することが容易で
はない。一方、量比が０．４を越えると、ペーストの粘
度が低くなって取り扱い易くはなるが、ペーストが、体
液との接触によって崩壊し易くなる傾向にある。The "hardening liquid containing water" is not particularly limited, but may be pure water, distilled water, or other water alone, or an aqueous solution containing the following polysaccharides or the like.
The amount ratio of the hardening liquid containing water and the calcium phosphate-based powder is not limited, but this amount ratio is 0.2 in terms of mass ratio [hardening liquid containing water / calcium phosphate-based powder (liquid powder ratio)].
It is preferable to set to 0.4 (more preferably 0.25 to 0.35). If this quantity ratio is less than 0.2, the viscosity of the paste will be high, and it will not be easy to impart a predetermined form. On the other hand, when the amount ratio exceeds 0.4, the paste has a low viscosity and is easy to handle, but the paste tends to collapse due to contact with body fluid.
【００１６】また、リン酸カルシウムペーストを１００
質量％とした場合に、リン酸カルシウム系粉体及び硬化
液の合計が８０質量％以上であることが好ましく、この
合計が８５質量％以上、特に９０質量％以上であっても
よく、更には実質的に１００質量％であってもよい。リ
ン酸カルシウム系粉体及び硬化液の合計を８０質量％以
上とすることで、適度な硬化速度を有し、充填性及び形
態付与性等に優れ、充填後は十分な速さで硬化させるこ
とができるリン酸カルシウムペーストとすることができ
る。In addition, 100 parts of calcium phosphate paste is used.
In the case of mass%, the total of the calcium phosphate-based powder and the curing liquid is preferably 80% by mass or more, and the total may be 85% by mass or more, particularly 90% by mass or more. It may be 100% by mass. By setting the total amount of the calcium phosphate-based powder and the hardening liquid to 80% by mass or more, it has an appropriate hardening speed, is excellent in filling property and form imparting property, and can be hardened at a sufficient speed after filling. It can be a calcium phosphate paste.
【００１７】硬化液にはリン酸カルシウムペーストの形
態付与性の向上、生体内での崩壊の抑制等の観点から、
多糖類等の水溶性高分子を含有させることが好ましい。
水溶性高分子は１種のみを使用してもよいし、２種以上
を併用することもできる。なかでも、多糖類を含有させ
ることが好ましい。この多糖類としては、各種の単糖類
がポリグリコシル化し、高分子化したもの等を用いるこ
とができ、特に、デキストラン及びデキストラン硫酸塩
のうちの少なくとも一方を用いることが好ましい。デキ
ストラン硫酸塩としては、デキストラン硫酸ナトリウム
及びデキストラン硫酸カリウム等のアルカリ金属塩が特
に好ましく、これらは１種のみを使用してもよいし、２
種以上を併用することもできる。また、デキストランと
その硫酸塩とを併用することもできる。デキストラン及
びその硫酸塩は、水に易溶性であるため、容易に均質な
ペーストとすることができる。From the viewpoint of improving the form imparting property of the calcium phosphate paste and suppressing the disintegration in the living body,
It is preferable to include a water-soluble polymer such as a polysaccharide.
As the water-soluble polymer, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination. Especially, it is preferable to contain a polysaccharide. As the polysaccharide, those obtained by polyglycosing various monosaccharides into a polymer and the like can be used, and in particular, at least one of dextran and dextran sulfate is preferably used. As the dextran sulfate, alkali metal salts such as sodium dextran sulfate and potassium dextran sulfate are particularly preferable, and only one of these may be used, or 2
It is also possible to use two or more species together. Also, dextran and its sulfate salt can be used in combination. Since dextran and its sulfate are easily soluble in water, a homogeneous paste can be easily obtained.
【００１８】多糖類の配合量は、水を１００質量％とし
た場合に、１〜１５０質量％（好ましくは５〜１３０質
量％、より好ましくは１０〜１００質量％）とすること
ができる。この場合、水に溶解した多糖類がリン酸カル
シウム系粉体の粒子間を接合するため、ペーストが適度
な粘性を有するものとなり、形態付与性に優れたペース
トとなる。多糖類の含有量が１質量％未満の場合、形態
付与のし易さ等、多糖類を含有させることによる特有の
作用、効果が低減することがある。一方、含有量が１５
０質量％を越える場合、ペーストの粘度が高くなる傾向
にあり、形態付与が困難になることがある。また、水の
量比を比較的高めにすることで、ペーストの粘度を適度
に下げ、骨欠損部等への注射器などによる充填を容易に
することができ、それによって患者への負担を軽減する
こともできる。The content of the polysaccharide can be 1 to 150% by mass (preferably 5 to 130% by mass, more preferably 10 to 100% by mass) when the amount of water is 100% by mass. In this case, since the polysaccharide dissolved in water bonds the particles of the calcium phosphate-based powder to each other, the paste has an appropriate viscosity, and the paste has excellent morphological property. When the content of the polysaccharide is less than 1% by mass, peculiar actions and effects due to the inclusion of the polysaccharide, such as easiness of imparting morphology, may be reduced. On the other hand, the content is 15
If it exceeds 0% by mass, the viscosity of the paste tends to be high, and it may be difficult to impart morphology. In addition, by relatively increasing the amount ratio of water, the viscosity of the paste can be appropriately reduced, and filling of bone defects with a syringe or the like can be facilitated, thereby reducing the burden on the patient. You can also
【００１９】更に、リン酸カルシウムペーストには、用
途に応じて、硫酸バリウム、次炭酸ビスマス等のＸ線造
影剤を含有させることもできる。また、抗ガン剤、抗生
物質等の薬物を混ぜ合わせ、薬物徐放性を付加させるこ
ともでき、タンパク質、ホルモン又は細胞等と複合化さ
せ、骨欠損部へ充填した際の骨形成を更に促進させるこ
ともできる。尚、これらを添加させる操作は、上記リン
酸カルシウム系粉体と水を含有する硬化液とを混練して
ペーストにする前、混練中及び混練後の全ての工程にお
いて可能である。Further, the calcium phosphate paste may contain an X-ray contrast agent such as barium sulfate or bismuth subcarbonate depending on the application. In addition, drugs such as anti-cancer agents and antibiotics can be mixed to add sustained release of the drug, which can be complexed with proteins, hormones, cells, etc. to further promote bone formation when filling bone defect sites. You can also let it. The operation of adding these is possible in all steps before, during, and after kneading the calcium phosphate-based powder and the hardening liquid containing water into a paste.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳しく説
明する。
（１）リン酸カルシウム多孔体（実施例１〜３、及び比
較例１）及び水酸アパタイト焼結多孔体（比較例２）の
作製
実施例１
等モル量の無水リン酸水素カルシウム粉体と、リン酸四
カルシウム粉体とをライカイ器によって混合してリン酸
カルシウム系粉体を得た。その後、得られたリン酸カル
シウム系粉体と、予め多糖類を含有させた硬化液（５０
質量％デキストラン硫酸ナトリウム水溶液）とを、液粉
比（硬化液／リン酸カルシウム系粉体）０．３で混練
し、リン酸カルシウムペーストを調製した。このリン酸
カルシウムペーストに直径２００μｍの金属針の刺入、
抜去を多数箇所に行った後、リン酸カルシウムペースト
を硬化させ、リン酸カルシウム多孔体（略円柱形状、直
径６ｍｍ、高さ８ｍｍ）を得た。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. (1) Preparation of Porous Calcium Phosphate (Examples 1 to 3 and Comparative Example 1) and Sintered Hydroxyapatite Porous Body (Comparative Example 2) Example 1 An equimolar amount of anhydrous calcium hydrogen phosphate powder and phosphorus The tetracalcium acid powder was mixed with a liquor to obtain a calcium phosphate-based powder. Then, the obtained calcium phosphate-based powder and a hardening liquid (50
A mass% dextran sodium sulfate aqueous solution) was kneaded at a liquid powder ratio (hardening liquid / calcium phosphate-based powder) of 0.3 to prepare a calcium phosphate paste. Insert a metal needle with a diameter of 200 μm into this calcium phosphate paste,
After the removal was carried out at many places, the calcium phosphate paste was hardened to obtain a calcium phosphate porous body (substantially cylindrical shape, diameter 6 mm, height 8 mm).
【００２１】実施例２及び実施例３
実施例１と同様にしてリン酸カルシウムペーストを調製
し、このリン酸カルシウムペーストにそれぞれ直径４０
０μｍ（実施例２）、５０μｍ（実施例３）の金属針の
刺入、抜去を多数箇所に行った後、リン酸カルシウムペ
ーストを硬化させ、各リン酸カルシウム多孔体（略円柱
形状、直径６ｍｍ、高さ８ｍｍ）を得た。Example 2 and Example 3 Calcium phosphate paste was prepared in the same manner as in Example 1, and the calcium phosphate paste had a diameter of 40 mm.
After inserting and withdrawing a metal needle of 0 μm (Example 2) and 50 μm (Example 3) into a large number of places, the calcium phosphate paste was hardened and each calcium phosphate porous body (substantially cylindrical shape, diameter 6 mm, height 8 mm). ) Got.
【００２２】比較例１
実施例１と同様にしてリン酸カルシウムペーストを調製
した後、硬化させ、リン酸カルシウム多孔体（略円柱形
状、直径６ｍｍ、高さ８ｍｍ）を得た。Comparative Example 1 A calcium phosphate paste was prepared and cured in the same manner as in Example 1 to obtain a calcium phosphate porous body (substantially cylindrical shape, diameter 6 mm, height 8 mm).
【００２３】比較例２
水酸アパタイトに平均粒径２００μｍの可燃性粒子を混
合し、プレス成形後、１３００℃で焼成し、水酸アパタ
イト焼結多孔体（略円柱形状、直径６ｍｍ、高さ８ｍ
ｍ）を得た。Comparative Example 2 Hydroxyapatite was mixed with combustible particles having an average particle size of 200 μm, press-molded and fired at 1300 ° C. to give a hydroxyapatite sintered porous body (substantially cylindrical shape, diameter 6 mm, height 8 m).
m) was obtained.
【００２４】（２）リン酸カルシウム多孔体、及び水酸
アパタイト焼結多孔体の評価
リン酸カルシウム多孔体（実施例１〜３及び比較例１）
及び水酸アパタイト焼結多孔体（比較例２）の気孔率、
並びに表面に開口する気孔の割合及びこの気孔の径方向
の寸法を前述の方法により求めた。表面に開口する気孔
の径方向の寸法及び気孔率は、ポロシメーター（「ポア
サイザー９３２０」、マイクロメリティクス社製）を用
いて測定した。(2) Evaluation of Calcium Phosphate Porous Body and Hydroxyapatite Sintered Porous Body Calcium phosphate porous body (Examples 1 to 3 and Comparative Example 1)
And the porosity of the hydroxyapatite sintered porous body (Comparative Example 2),
The ratio of the pores opened on the surface and the radial dimension of the pores were determined by the above-mentioned method. The radial dimension and the porosity of the pores opened on the surface were measured using a porosimeter (“Poresizer 9320”, manufactured by Micromeritics).
【００２５】[0025]
【表１】 [Table 1]
【００２６】また、各リン酸カルシウム多孔体、及び水
酸アパタイト焼結多孔体の結晶相を、Ｘ線回折法により
同定した。その結果を表１に併記した。また、実施例１
及び比較例２のＸ線回折チャートを図１［実施例１：
（ｂ）、比較例２：（ａ）］に示す。更に、図１を拡大
したものを図２に示す。尚、Ｘ線回折は、Ｘ線回折装置
（理学電気工業社製、型式「ＲＵ−２００Ｔ」）を用い
て行った。また、図２中のリン酸四カルシウムのピーク
は未反応物である。The crystal phase of each calcium phosphate porous body and hydroxyapatite sintered porous body was identified by the X-ray diffraction method. The results are also shown in Table 1. In addition, Example 1
The X-ray diffraction chart of Comparative Example 2 is shown in FIG.
(B), Comparative Example 2: (a)]. Further, an enlarged view of FIG. 1 is shown in FIG. The X-ray diffraction was performed using an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Denki Kogyo KK, model "RU-200T"). Moreover, the peak of tetracalcium phosphate in FIG. 2 is an unreacted substance.
【００２７】更に、各リン酸カルシウム多孔体、及び水
酸アパタイト焼結多孔体をウサギ大腿骨骨欠損部に埋入
し、１週間後及び１ヶ月後の新生骨量、及び多孔体或い
は焼結多孔体内部への生体組織の侵入量を、コンタクト
マイクロラジオグラフ（ＣＭＲ）により測定し、下記に
示す評価方法により評価した。これらの結果を表２に示
す。Further, each calcium phosphate porous body and hydroxyapatite sintered porous body were embedded in a bone defect of a femur of a rabbit, and the new bone amount after 1 week and 1 month, and the porous body or the sintered porous body. The amount of living tissue invading the inside was measured by a contact microradiograph (CMR) and evaluated by the evaluation method shown below. The results are shown in Table 2.
【００２８】新生骨量
１週間後及び１カ月後の新生骨量を下記式より算出し、
下記の判断基準に基づき評価した。
（多孔体断面において新生骨と接触している辺縁部の長
さ／多孔体全周長）×１００（％）
「○」；７０％以上のもの
「△」；３０％以上、７０％未満のものNew bone mass The new bone mass after 1 week and 1 month was calculated from the following formula,
It evaluated based on the following judgment criteria. (Length of edge part in contact with new bone in cross-section of porous body / total circumference of porous body) x 100 (%) "○": 70% or more "△"; 30% or more and less than 70% Things
【００２９】骨侵入量
１週間後及び１カ月後の骨侵入量を下記式より算出し、
下記の判断基準に基づき評価した。
［多孔体断面における多孔体の気孔内部に侵入した骨面
積／多孔体の気孔（１０〜１０００μｍ）部分の断面
積］×１００（％）
「○」；７０％以上のもの
「△」；３０％以上、７０％未満のもの
「×」；３０％未満のものBone Penetration Amount of bone penetration after 1 week and 1 month was calculated from the following formula,
It evaluated based on the following judgment criteria. [Bone area invading inside pores of porous body in cross section of porous body / cross-sectional area of pore (10 to 1000 μm) portion of porous body] × 100 (%) “○”; 70% or more “△”; 30% Above, less than 70% "x"; less than 30%
【００３０】吸収量
１週間後及び６カ月後の吸収量を下記式より算出し、下
記の判断基準に基づき評価した。
（多孔体断面における残存する多孔体面積／埋入前の多
孔体の断面積）×１００（％）
「○」；この割合が３０％以下のもの
「△」；３０％を超えて、７０％未満のもの
「×」；７０％を超えるものAbsorbed amount The absorbed amount after 1 week and 6 months was calculated by the following formula and evaluated based on the following criteria. (Area of remaining porous material in cross section of porous material / cross-sectional area of porous material before embedding) × 100 (%) “◯”; Those with this ratio of 30% or less “△”; more than 30% and 70% Less than "x"; more than 70%
【００３１】[0031]
【表２】 [Table 2]
【００３２】（３）実施例の効果
表１及び表２によれば、比較例１のリン酸カルシウム多
孔体は、結晶相が低結晶性水酸アパタイトであり、気孔
率が３３％であったが、表面に開口する気孔の割合が０
％であったため、骨補填材として用いた際の、１週間後
及び１ヵ月後の骨侵入量が共に「×」と劣っていた。
尚、１週間後及び１ヵ月後の新生骨量においては共に
「○」であり、１ヵ月後及び６ヵ月後の吸収量はそれぞ
れ「△」、「○」であった。更に、水酸アパタイト粉末
と可燃性粒子とを混合して作製した、水酸アパタイト焼
結多孔体である比較例２は、気孔率が７０％、表面に開
口する気孔の割合が７０％であり、この気孔の径方向の
寸法が連続して１００〜２００μｍであったが、多孔体
の結晶相が高結晶性アパタイト（図１参照）であったた
め、骨補填材として用いた際の、１ヵ月後及び６ヵ月後
の吸収量が共に「×」と劣っていた。尚、１週間後及び
１ヵ月後の新生骨量においてはそれぞれ「△」、「○」
であり、１週間後及び１ヵ月後の骨侵入量においてはそ
れぞれ「△」、「○」であった。(3) Effects of Examples According to Tables 1 and 2, the calcium phosphate porous body of Comparative Example 1 had a low crystalline crystalline hydroxyapatite crystal phase and a porosity of 33%. The ratio of pores open on the surface is 0
%, The bone penetration amount after 1 week and after 1 month when used as a bone substitute material was inferior as “x”.
The amount of new bone after 1 week and 1 month was “◯”, and the amount of resorption after 1 month and 6 months was “Δ” and “◯”, respectively. Furthermore, Comparative Example 2 which is a hydroxyapatite sintered porous body prepared by mixing hydroxyapatite powder and combustible particles has a porosity of 70% and a ratio of pores opened on the surface is 70%. The radial dimension of the pores was 100 to 200 μm continuously, but since the crystalline phase of the porous body was highly crystalline apatite (see FIG. 1), one month when used as a bone substitute material After 6 months and after 6 months, the absorption was inferior as "x". The new bone masses after 1 week and 1 month were “△” and “○”, respectively.
The bone penetration amounts after 1 week and 1 month were “Δ” and “◯”, respectively.
【００３３】これに対して、実施例１〜３のリン酸カル
シウム多孔体は、全てにおいて多孔体の結晶相が低結晶
性の水酸アパタイトであった。また、多孔体の気孔率が
それぞれ５４％、６３％、７６％、表面に開口する気孔
の割合がそれぞれ４５％、５２％、６６％であり、これ
らの気孔は連通しており、その径方向の寸法がそれぞれ
１５０〜２５０μｍ、３００〜５００μｍ、１０〜１０
０μｍであった。そのため、実施例１〜３のリン酸カル
シウム多孔体を補填材として用いた際の、１週間後及び
１ヵ月後の骨侵入量及び新生骨量においては全て「○」
であり、１ヵ月後及び６ヵ月後の吸収量がそれぞれ
「△」、「○」と、非常に性能バランスに優れていた。On the other hand, all of the calcium phosphate porous bodies of Examples 1 to 3 were hydroxyapatite having a low crystalline crystalline phase. The porosities of the porous bodies are 54%, 63%, and 76%, respectively, and the proportions of the pores open to the surface are 45%, 52%, and 66%, respectively. Are 150 to 250 μm, 300 to 500 μm, and 10 to 10, respectively.
It was 0 μm. Therefore, when the calcium phosphate porous bodies of Examples 1 to 3 were used as a filling material, the bone invasion amount and new bone amount after 1 week and 1 month were all “◯”.
The absorption amount after 1 month and after 6 months was “Δ” and “◯”, respectively, and the performance balance was excellent.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明のリン酸カルシウム多孔体は、特
定の気孔率であり、且つ特定の表面に開口する気孔を有
するため、生体内に埋入したとき、骨組織等の生体組織
が侵入し易く、更には低結晶性のアパタイト等から構成
されているため生体に吸収され易い。また、リン酸カル
シウム系粉体として、リン酸四カルシウム及びリン酸水
素カルシウムを含むことで、充填性及び形態付与性に優
れるリン酸カルシウムペーストを調製できる。更に、多
糖類を含有させることで、特に特定の多糖類を含有させ
ることで、充填性及び形態付与性に優れるリン酸カルシ
ウムペーストを調製できる。EFFECTS OF THE INVENTION The calcium phosphate porous body of the present invention has a specific porosity and has pores opening on a specific surface, so that when implanted in a living body, biological tissue such as bone tissue easily penetrates. Moreover, since it is composed of low crystalline apatite or the like, it is easily absorbed by the living body. Further, by including tetracalcium phosphate and calcium hydrogenphosphate as the calcium phosphate-based powder, it is possible to prepare a calcium phosphate paste excellent in filling property and form imparting property. Furthermore, by containing a polysaccharide, particularly a specific polysaccharide, it is possible to prepare a calcium phosphate paste having excellent filling properties and form imparting properties.
【図１】実施例１及び比較例１のＸ線回折結果を示すチ
ャートによる説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram with a chart showing X-ray diffraction results of Example 1 and Comparative Example 1.
【図２】図１を拡大した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram in which FIG. 1 is enlarged.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） //(Ｃ０４Ｂ 28/34 Ｃ０４Ｂ 111:40 24:38） 35/00 Ｓ 111:40 (72)発明者 笠原 真二郎 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 岩元 孝一 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 服部 昌晃 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 中村 耕三 東京都練馬区北町２−23−13 (72)発明者 織田 弘美 埼玉県和光市本町31−14−211 Ｆターム(参考） 4C059 AA02 4C081 AB02 AB06 BA02 BA13 CD01 CF01 CF02 DA01 DB03 DC12 4G012 PB39 PC01 PC11 PE02 PE04 4G019 FA13 4G030 AA08 AA41 BA35 CA09 Front page continued (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // (C04B 28/34 C04B 111: 40 24:38) 35/00 S 111: 40 (72) Inventor Shinjiro Kasahara Nagoya No. 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Japan (72) Inventor Koichi Iwamoto 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya (72) Inventor, Japan Special Ceramics Co., Ltd. Masaaki Hattori Takatsuji, Mizuho-ku, Nagoya No. 14-18, Machi Special Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Kozo Nakamura 2-23-13 Kitamachi, Nerima-ku, Tokyo (72) Inventor Hiromi Oda 31-14-211, Honmachi, Wako-shi, Saitama F-term (reference) 4C059 AA02 4C081 AB02 AB06 BA02 BA13 CD01 CF01 CF02 DA01 DB03 DC12 4G012 PB39 PC01 PC11 PE02 PE04 4G019 FA13 4G030 AA08 AA41 BA35 CA09
Claims (4)
る硬化液とを混練してなるリン酸カルシウムペーストを
水和硬化させた硬化体からなるリン酸カルシウム多孔体
において、該リン酸カルシウム多孔体の気孔率が３０〜
９０％であり、全気孔のうちの３０〜７０％の気孔は径
方向の寸法が１０〜１０００μｍの連通した気孔であ
り、且つ表面に開口していることを特徴とするリン酸カ
ルシウム多孔体。1. A calcium phosphate porous body comprising a cured body obtained by hydrating and curing a calcium phosphate paste obtained by kneading a calcium phosphate-based powder and a hardening liquid containing water, and the porosity of the calcium phosphate porous body is 30 to 30.
90%, 30 to 70% of all pores are continuous pores having a radial dimension of 10 to 1000 μm, and are open on the surface, a calcium phosphate porous body.
が、リン酸水素カルシウム粉体及びリン酸四カルシウム
粉体である請求項１記載のリン酸カルシウム多孔体。2. The calcium phosphate porous body according to claim 1, wherein the main components of the calcium phosphate-based powder are calcium hydrogen phosphate powder and tetracalcium phosphate powder.
類を含有する請求項１又は２に記載のリン酸カルシウム
多孔体。3. The calcium phosphate porous body according to claim 1, wherein the calcium phosphate paste contains a polysaccharide.
トラン硫酸塩のうちの少なくとも一方である請求項３記
載のリン酸カルシウム多孔体。4. The calcium phosphate porous body according to claim 3, wherein the polysaccharide is at least one of dextran and dextran sulfate.
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