JPH03191963A - リン酸カルシウム質多孔体骨補填材 - Google Patents
リン酸カルシウム質多孔体骨補填材Info
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- JPH03191963A JPH03191963A JP1331223A JP33122389A JPH03191963A JP H03191963 A JPH03191963 A JP H03191963A JP 1331223 A JP1331223 A JP 1331223A JP 33122389 A JP33122389 A JP 33122389A JP H03191963 A JPH03191963 A JP H03191963A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、新生骨の形成を促進し、生体親和性に優れ、
且つ高強度を有するリン酸カルシウム質多孔体骨補填材
に関する。
且つ高強度を有するリン酸カルシウム質多孔体骨補填材
に関する。
〈従来の技術〉
従来骨欠損部及び骨空隙部等に充てんし、新生骨を形成
するための三次元網目構造を有する多孔体は種々開発が
なされており１例えば特開昭５６−１６６８４３号公報
には、新生骨が生成しやすい凹凸部を有する空孔チャン
ネルを備えた三次元網目構造の骨欠損部及び骨空隙部充
てん材が提供されている。またリン酸カルシウム原料ス
ラリーに、過酸化水素等の発抱剤を添加して発泡させる
発泡法条孔質骨補填材等も知られている。
するための三次元網目構造を有する多孔体は種々開発が
なされており１例えば特開昭５６−１６６８４３号公報
には、新生骨が生成しやすい凹凸部を有する空孔チャン
ネルを備えた三次元網目構造の骨欠損部及び骨空隙部充
てん材が提供されている。またリン酸カルシウム原料ス
ラリーに、過酸化水素等の発抱剤を添加して発泡させる
発泡法条孔質骨補填材等も知られている。
しかしながら、前記骨欠損部及び骨空隙部充てん材は、
均一な気孔径を有するものの強度が十分でなく、また前
記発泡法条孔質骨補填材では、気孔が不連続であり、且
つ気孔に方向性があるため骨芽細胞が侵入しにくいとい
う欠点がある。
均一な気孔径を有するものの強度が十分でなく、また前
記発泡法条孔質骨補填材では、気孔が不連続であり、且
つ気孔に方向性があるため骨芽細胞が侵入しにくいとい
う欠点がある。
〈発明が解決しようとする課題〉
従って本発明の目的は、生体親和性に優れ、新生骨の形
成を促進し得る高強度なリン酸カルシウム質多孔体骨補
填材を提供することにある。
成を促進し得る高強度なリン酸カルシウム質多孔体骨補
填材を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉
本発明によれば、骨芽細胞が多孔体中心部まで侵入し得
る連通した空孔チャンネルを有する三次元網目構造のリ
ン酸カルシウム質多孔体であって。
る連通した空孔チャンネルを有する三次元網目構造のリ
ン酸カルシウム質多孔体であって。
該多孔体骨格に、孔径０．５μｍ以下の細孔を有し、且
つ該細孔の気孔率が、前記空孔チャンネル及び細孔の気
孔全体に対して、５〜５０％であるリン酸カルシウム質
多孔体骨補填材が提供される。
つ該細孔の気孔率が、前記空孔チャンネル及び細孔の気
孔全体に対して、５〜５０％であるリン酸カルシウム質
多孔体骨補填材が提供される。
以下本発明を更に詳細に説明する。
本発明のリン酸カルシウム質多孔体骨補填材は、連通し
た空孔チャンネルを有し、且つ特定の気孔率を有する孔
径０．５μｍ以下の細孔が、多孔体骨格に形成されるこ
とを特徴とする。
た空孔チャンネルを有し、且つ特定の気孔率を有する孔
径０．５μｍ以下の細孔が、多孔体骨格に形成されるこ
とを特徴とする。
本発明において、多孔体を形成するリン酸カルシウム化
合物としては、ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２０若しくはＣａＨ
ＰＯ，、Ｃａ、（ＰＯ，）、ＩＣａ、（ＰＯ４） ３０
Ｈ，Ｃａ４０ （ＰＯ，） ２゜、Ｃａ、 Ｐ ４ Ｑ
、ｔｘ ｔ、Ｃａ 、（Ｐ、ｏａ） Ｉｔ Ｃａ、Ｐ２
Ｏ７゜Ｃａ （Ｈ，Ｐ Ｏ４）、 ・Ｈ□Ｏ等を挙げる
ことができ、単独若しくは２種以上の混合物として用い
ることができる。これらの化合物のうち、リン酸二カル
シウム（ｃａ、（ｐｏ４）２）ｔ ヒドロキシアパタイ
ト（Ｃａ、（ＰＯ，） ３０Ｉ（）、リン酸四カルシウ
ム（Ｃａ ４０ （Ｐ Ｏ４） ｚ）を用いた場合に特
に新生骨の生成が早く、好ましい化合物であるといえる
。最も好ましい化合物はこれらの中でも特に新生骨の生
成が早いヒドロキシアパタイトであり、中でも５００℃
以上、特に好ましくは７００〜１２５０℃で熱処理して
得たヒドロキシアパタイトが特に新生骨の生成が早く好
ましい。熱処理の上限温度については特に限定されるも
のではないが、ヒドロキシアパタイトが分解を開始する
ので、分解温度以下とすべきである。また本発明にて使
用し得るリン酸カルシウム化合物は公知の製造方法によ
り１人工的に合成されたものであっても又。
合物としては、ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２０若しくはＣａＨ
ＰＯ，、Ｃａ、（ＰＯ，）、ＩＣａ、（ＰＯ４） ３０
Ｈ，Ｃａ４０ （ＰＯ，） ２゜、Ｃａ、 Ｐ ４ Ｑ
、ｔｘ ｔ、Ｃａ 、（Ｐ、ｏａ） Ｉｔ Ｃａ、Ｐ２
Ｏ７゜Ｃａ （Ｈ，Ｐ Ｏ４）、 ・Ｈ□Ｏ等を挙げる
ことができ、単独若しくは２種以上の混合物として用い
ることができる。これらの化合物のうち、リン酸二カル
シウム（ｃａ、（ｐｏ４）２）ｔ ヒドロキシアパタイ
ト（Ｃａ、（ＰＯ，） ３０Ｉ（）、リン酸四カルシウ
ム（Ｃａ ４０ （Ｐ Ｏ４） ｚ）を用いた場合に特
に新生骨の生成が早く、好ましい化合物であるといえる
。最も好ましい化合物はこれらの中でも特に新生骨の生
成が早いヒドロキシアパタイトであり、中でも５００℃
以上、特に好ましくは７００〜１２５０℃で熱処理して
得たヒドロキシアパタイトが特に新生骨の生成が早く好
ましい。熱処理の上限温度については特に限定されるも
のではないが、ヒドロキシアパタイトが分解を開始する
ので、分解温度以下とすべきである。また本発明にて使
用し得るリン酸カルシウム化合物は公知の製造方法によ
り１人工的に合成されたものであっても又。
骨などから得られる天然のものを用いてもよい。
本発明では前記リン酸カルシウム化合物を多孔体として
用い、多孔体骨格に孔径０，５μｍ以下の細孔を設ける
。ここで第１図に示す本発明のリン酸カルシウム質多孔
体骨補填材１部拡大断面図により空孔チャンネルと細孔
との関係を説明する。
用い、多孔体骨格に孔径０，５μｍ以下の細孔を設ける
。ここで第１図に示す本発明のリン酸カルシウム質多孔
体骨補填材１部拡大断面図により空孔チャンネルと細孔
との関係を説明する。
第１図において、ｌはリン酸カルシウム化合物の焼結体
であって、多孔体骨格を示し、２は多孔体内において、
連通ずる空孔チャンネルを示す。前記多孔体骨格１には
、孔径０．５μｍ以下の細孔３が設けられており、前記
空孔チャンネル２に侵入する骨芽細胞が細孔３にも侵入
し、従来にない優れた生体親和性及び早い新生骨の形成
を期待することができる。尚第１図に表わされるリン酸
カルシウム質多孔体骨補填材１部拡大断面図は、説明の
ために平面的に示されているが、実際には三次元網目構
造を有する多孔体である。前記細孔の孔径が０．５μｍ
を超える場合には、細胞の増殖性が低下するので好まし
くない。また前記細孔の気孔率は、空孔チャンネル及び
細孔の気孔全体に対して５〜５０％の範囲である。前記
細孔の気孔率が５％未満の場合には、細胞の初期付着性
が悪くなり、また５０％を超える場合には、多孔体強度
が低下し、実用性に問題が生じるので前記範囲とする必
要がある。また空孔チャンネル及び細孔の合計気孔率は
、４０〜９７％であるのが好ましい。前記空孔チャンネ
ルは、骨芽細胞が多孔体中心部まで侵入し得るように連
通しておれば、特に限定されるものではないが、骨芽細
胞の侵入を更にスムーズにするために好ましくは孔径５
０μｍ以上であるのが望ましい。
であって、多孔体骨格を示し、２は多孔体内において、
連通ずる空孔チャンネルを示す。前記多孔体骨格１には
、孔径０．５μｍ以下の細孔３が設けられており、前記
空孔チャンネル２に侵入する骨芽細胞が細孔３にも侵入
し、従来にない優れた生体親和性及び早い新生骨の形成
を期待することができる。尚第１図に表わされるリン酸
カルシウム質多孔体骨補填材１部拡大断面図は、説明の
ために平面的に示されているが、実際には三次元網目構
造を有する多孔体である。前記細孔の孔径が０．５μｍ
を超える場合には、細胞の増殖性が低下するので好まし
くない。また前記細孔の気孔率は、空孔チャンネル及び
細孔の気孔全体に対して５〜５０％の範囲である。前記
細孔の気孔率が５％未満の場合には、細胞の初期付着性
が悪くなり、また５０％を超える場合には、多孔体強度
が低下し、実用性に問題が生じるので前記範囲とする必
要がある。また空孔チャンネル及び細孔の合計気孔率は
、４０〜９７％であるのが好ましい。前記空孔チャンネ
ルは、骨芽細胞が多孔体中心部まで侵入し得るように連
通しておれば、特に限定されるものではないが、骨芽細
胞の侵入を更にスムーズにするために好ましくは孔径５
０μｍ以上であるのが望ましい。
本発明のリン酸カルシウム質多孔体骨補填材は、前記連
通した空孔チャンネルを有し、且つ特定の細孔を有する
ので、はぼ均等な三次元方向からの強度を備え、好まし
くは前記三次元方向からの強度が夫々５０ｋｇ／ｄ以上
である多孔体骨補填材であるのが望ましい。
通した空孔チャンネルを有し、且つ特定の細孔を有する
ので、はぼ均等な三次元方向からの強度を備え、好まし
くは前記三次元方向からの強度が夫々５０ｋｇ／ｄ以上
である多孔体骨補填材であるのが望ましい。
本発明のリン酸カルシウム質多孔体骨補填材を調製する
には１例えば前記リン酸カルシウム化合物をスラリーと
し、該スラリーに、ポリビニルアルコール、メチルセル
ロース、デンプン、ショ糖等の可燃性有機物とリン酸カ
ルシウム系微粉末とを添加して混合した後、過酸化水素
、尿素、ドライアイス、硝酸アンモニウム等の発泡剤を
加えて。
には１例えば前記リン酸カルシウム化合物をスラリーと
し、該スラリーに、ポリビニルアルコール、メチルセル
ロース、デンプン、ショ糖等の可燃性有機物とリン酸カ
ルシウム系微粉末とを添加して混合した後、過酸化水素
、尿素、ドライアイス、硝酸アンモニウム等の発泡剤を
加えて。
発泡リン酸カルシウム質スラリーを製造する。次いで該
発泡リン酸カルシウム質入ラリ−を、空孔チャンネルが
連続しており、三次元網状構造を有するウレタンホーム
等の多孔体有機質樹脂に注入又は含浸させた後、乾燥し
、該多孔体有機質樹脂を除去するため船こ加熱する方法
等により得ることができる。前記方法において、発泡リ
ン酸カルシウム質スラリーの平均粒径は好ましくは０．
１〜２０μｍであり、リン酸カルシウム系微粉末の粒径
は０．１〜３０μｍであるのが好ましい。また該スラリ
ーに添加するリン酸カルシウム系微粉末及び可燃性有機
物の配合割合は、発泡リン酸カルシウム質スラリー全体
に対して、夫々０．１〜５０重量％であるのが好ましく
、また発泡剤を１．０〜２０重量％添加するのが好まし
い。この際発泡リン酸カルシウム質スラリー全体は、１
００重量％となるように調整する。更に前記乾燥及び加
熱は、各成分の種類により異なるが、乾燥する場合３０
〜１１０℃にて、１２〜１６０時間行うのが好ましく、
また加熱は５００〜１２５０℃にて行うのが望ましい。
発泡リン酸カルシウム質入ラリ−を、空孔チャンネルが
連続しており、三次元網状構造を有するウレタンホーム
等の多孔体有機質樹脂に注入又は含浸させた後、乾燥し
、該多孔体有機質樹脂を除去するため船こ加熱する方法
等により得ることができる。前記方法において、発泡リ
ン酸カルシウム質スラリーの平均粒径は好ましくは０．
１〜２０μｍであり、リン酸カルシウム系微粉末の粒径
は０．１〜３０μｍであるのが好ましい。また該スラリ
ーに添加するリン酸カルシウム系微粉末及び可燃性有機
物の配合割合は、発泡リン酸カルシウム質スラリー全体
に対して、夫々０．１〜５０重量％であるのが好ましく
、また発泡剤を１．０〜２０重量％添加するのが好まし
い。この際発泡リン酸カルシウム質スラリー全体は、１
００重量％となるように調整する。更に前記乾燥及び加
熱は、各成分の種類により異なるが、乾燥する場合３０
〜１１０℃にて、１２〜１６０時間行うのが好ましく、
また加熱は５００〜１２５０℃にて行うのが望ましい。
この際乾燥及び加熱は、数回に分割して行うこともでき
る。前記方法において、加熱工程を行うことにより、多
孔質有機質樹脂が焼失して、空孔チャンネルが連続気孔
となり、しかも加熱の際に発泡剤により発生する気孔が
、スラリー内に拘束されるので、均一な細孔を多孔質骨
格に形成することができる。
る。前記方法において、加熱工程を行うことにより、多
孔質有機質樹脂が焼失して、空孔チャンネルが連続気孔
となり、しかも加熱の際に発泡剤により発生する気孔が
、スラリー内に拘束されるので、均一な細孔を多孔質骨
格に形成することができる。
〈発明の効果〉
本発明のリン酸カルシウム質多孔体骨補填材は、骨芽細
胞が多孔体中心部にまで侵入し得る連通した空孔チャン
ネル及び多孔体骨格に特定な細孔を設けているので、生
体親和性に優れており、新生骨の形成を速やかに行うこ
とができる。また、三次元方向からの機械的強度もほぼ
均等に優れているので、今後従来の多孔体骨補填材に変
っての使用が期待される。
胞が多孔体中心部にまで侵入し得る連通した空孔チャン
ネル及び多孔体骨格に特定な細孔を設けているので、生
体親和性に優れており、新生骨の形成を速やかに行うこ
とができる。また、三次元方向からの機械的強度もほぼ
均等に優れているので、今後従来の多孔体骨補填材に変
っての使用が期待される。
〈実施例〉
以下本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明す
るが１本発明はこれらに限定されるものではない。
るが１本発明はこれらに限定されるものではない。
ス」１」Ｙ
平均粒径２μｍのヒドロキシアパタイトスラリー４５０
ｇに１粒径１〜２０μｍのヒドロキシアパタイト微粉
末１５０ｇ及びポリビニルアルコール粉末２０ｇを添加
して混合した後、３０重量％過酸化水素水２４ｃｃを加
えて発泡リン酸カルシウム質スラリーを調製した。次い
で得られたスラリーをウレタンホームに注入し、乾燥機
により１１０℃ ２４時間の条件で発泡、乾燥を行った
。
ｇに１粒径１〜２０μｍのヒドロキシアパタイト微粉
末１５０ｇ及びポリビニルアルコール粉末２０ｇを添加
して混合した後、３０重量％過酸化水素水２４ｃｃを加
えて発泡リン酸カルシウム質スラリーを調製した。次い
で得られたスラリーをウレタンホームに注入し、乾燥機
により１１０℃ ２４時間の条件で発泡、乾燥を行った
。
次に得られた乾燥物を、商品名［ボックス炉」（光性リ
ンドバーグ（株）１１）の電気炉内に移し、室温〜５０
０℃まで１℃／分で昇温し、続いて５００〜９００℃ま
で２℃／分で昇温した。その後９００℃で３時間保持し
た後、５℃／分で室温まで降温し、多孔体骨補填材を得
た。得られた多孔体骨補填材中の多孔体骨格に存在する
孔径０．５μｍ以下の細孔の気孔率をポロシメータ（島
津製作所株式会社製）により測定したところ３４．４％
であった。また全気孔（平均径１００μｍの連続する空
孔チャンネルと細孔との合計）の気孔率は５５％であっ
た。更に得られた多孔体骨補填材を１０Ｘ１０Ｘ］、０
ｆｆｉに切り出し、上部、下部及び横部の３方向から力
を加えた際の圧縮強度を測定したところ、上部１６２．
２ｋｇ／ｄ、下部１７０．０ｋｇ／ａｄ、横部１５７．
７ｋｇ／ｆｆｌであった。
ンドバーグ（株）１１）の電気炉内に移し、室温〜５０
０℃まで１℃／分で昇温し、続いて５００〜９００℃ま
で２℃／分で昇温した。その後９００℃で３時間保持し
た後、５℃／分で室温まで降温し、多孔体骨補填材を得
た。得られた多孔体骨補填材中の多孔体骨格に存在する
孔径０．５μｍ以下の細孔の気孔率をポロシメータ（島
津製作所株式会社製）により測定したところ３４．４％
であった。また全気孔（平均径１００μｍの連続する空
孔チャンネルと細孔との合計）の気孔率は５５％であっ
た。更に得られた多孔体骨補填材を１０Ｘ１０Ｘ］、０
ｆｆｉに切り出し、上部、下部及び横部の３方向から力
を加えた際の圧縮強度を測定したところ、上部１６２．
２ｋｇ／ｄ、下部１７０．０ｋｇ／ａｄ、横部１５７．
７ｋｇ／ｆｆｌであった。
去１１」象
孔径０．５μｍの細孔が全気孔に対して、５％、３５％
及び５０％となるように調製した以外は。
及び５０％となるように調製した以外は。
実施例１と同様に多孔体骨補填材を製造した。次いで得
られた多孔体骨補填材を夫々０．５〜１０ｍに粉砕し、
１．４φａＩＩＸ２．３Ｌｃｓのカラム（Ｐｈａｒｍａ
ｃｉａ株式会社製）に充填した後、該カラムに３Ｔ３−
Ｅ１細胞１０’／ｃｃを３代流し、通過した溶液中の細
胞の残存率を測定した。その結果を表１に示す。
られた多孔体骨補填材を夫々０．５〜１０ｍに粉砕し、
１．４φａＩＩＸ２．３Ｌｃｓのカラム（Ｐｈａｒｍａ
ｃｉａ株式会社製）に充填した後、該カラムに３Ｔ３−
Ｅ１細胞１０’／ｃｃを３代流し、通過した溶液中の細
胞の残存率を測定した。その結果を表１に示す。
ル豊舊よ
孔径０．５μｍの細孔が全気孔に対して、１％、７０％
となるように調製した以外は、実施例２と同様に多孔体
骨充填材を夫々製造し、試験を行った。その結果を表１
に示す。
となるように調製した以外は、実施例２と同様に多孔体
骨充填材を夫々製造し、試験を行った。その結果を表１
に示す。
（以下余白）
表
１
表１より、孔径０．５μｍの細孔の全気孔に対する気孔
率が５〜５０％の範囲では、細胞の付着性が良好である
ことが判った。
率が５〜５０％の範囲では、細胞の付着性が良好である
ことが判った。
失り銖主
実施例１で製造した多孔体骨補填材を５×５×５園に切
断し、ピーグル犬の脛骨に埋入した。４週間後、多孔体
骨補填材を取り出し、切断して、切断面の新生骨量をＷ
Ａ察したところ、良好に新生骨が形成されていることが
判った。
断し、ピーグル犬の脛骨に埋入した。４週間後、多孔体
骨補填材を取り出し、切断して、切断面の新生骨量をＷ
Ａ察したところ、良好に新生骨が形成されていることが
判った。
第１図は、本発明のリン酸カルシウム質多孔体骨補填材
の１部拡大断面図である。 ｌ・・多孔体骨格、２・・空孔チャンネル、３・・細孔
。 第 図
の１部拡大断面図である。 ｌ・・多孔体骨格、２・・空孔チャンネル、３・・細孔
。 第 図
Claims (1)
- 骨芽細胞が多孔体中心部まで侵入し得る連通した空孔チ
ャンネルを有する三次元網目構造のリン酸カルシウム質
多孔体であって、該多孔体骨格に、孔径０．５μｍ以下
の細孔を有し、且つ該細孔の気孔率が、前記空孔チャン
ネル及び細孔の気孔全体に対して、５〜５０％であるリ
ン酸カルシウム質多孔体骨補填材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331223A JPH03191963A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | リン酸カルシウム質多孔体骨補填材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1331223A JPH03191963A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | リン酸カルシウム質多孔体骨補填材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03191963A true JPH03191963A (ja) | 1991-08-21 |
| JPH0534020B2 JPH0534020B2 (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=18241273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1331223A Granted JPH03191963A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | リン酸カルシウム質多孔体骨補填材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03191963A (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-12-22 JP JP1331223A patent/JPH03191963A/ja active Granted
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