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JPH0663114A - Joining paste and manufacture of artificial bone using it - Google Patents

Joining paste and manufacture of artificial bone using it

Info

Publication number
JPH0663114A
JPH0663114A JP4238989A JP23898992A JPH0663114A JP H0663114 A JPH0663114 A JP H0663114A JP 4238989 A JP4238989 A JP 4238989A JP 23898992 A JP23898992 A JP 23898992A JP H0663114 A JPH0663114 A JP H0663114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
artificial bone
cao
semi
bonding paste
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.)
Pending
Application number
JP4238989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiyunsuke Komatsudani
俊介 小松谷
Takehiro Shibuya
武宏 渋谷
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.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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 Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to JP4238989A priority Critical patent/JPH0663114A/en
Publication of JPH0663114A publication Critical patent/JPH0663114A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide joining paste good for joining artificial bone members and a manufacture of an artificial bone by which a bone of a complicated form can be easily manufactured by using the joining paste and characteristics such as mechanical strength or the like may not be damaged. CONSTITUTION:A rectangular glass sintered body 11 and semi-cylindrical glass sintered bodies 12, 13, 14, 15 are prepared from SiO2-P2O5-CaO-MgO base crystalline glass. On the other hand, joining paste is prepared from SiO2-P2O5-CaO-MgO base crystalline glass powder, ethanol, propanol and polyvinylbutyral. Subsequently, the joining paste is applied to the lower surface 12a, 13a, 14a, 15a of semi- cylindrical glass sintered bodies 12, 13, 14, 15, and forced to be in contact with the upper surface 11a and the lower surface 11b of the rectangular glass sintered body 11 and dried. After that, the above bodies are treated by heat to obtain an artificial bone 10 having semi-cylindrical projections at the upper and lower surfaces.

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、接合用ペースト及びこ
れを用いた人工骨の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding paste and a method for manufacturing artificial bone using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、人工骨材料としてはTi合金等の
金属、アルミナ、アパタイト、リン酸カルシウム等のセ
ラミックス、SiO2 −P25 −CaO−MgO系、
SiO2 −CaO−MgO系等の結晶化ガラスが知られ
ている。これらの中でもSiO2 −P25 −CaO−
MgO系結晶化ガラスやSiO2 −CaO−MgO系結
晶化ガラスは、高強度で、しかも生体活性に優れた有用
な材料であり、特に注目されている。
2. Description of the Related Art At present, artificial bone materials include metals such as Ti alloys, ceramics such as alumina, apatite and calcium phosphate, SiO 2 —P 2 O 5 —CaO—MgO based materials,
Crystallized glass such as SiO 2 —CaO—MgO system is known. SiO Among these 2 -P 2 O 5 -CaO-
The MgO-based crystallized glass and the SiO 2 —CaO—MgO-based crystallized glass are useful materials having high strength and excellent bioactivity, and are particularly attracting attention.

【0003】ところで上記したような結晶化ガラスは表
面から内部へ向かって結晶が析出する、いわゆる表面結
晶化タイプの結晶化ガラスであるため、鋳造法により成
形されたガラスを結晶化熱処理すると体積収縮が起こっ
てクラックが発生してしまう。それゆえこのような材料
を用いて人工骨を作製する場合、薄板状に成形されたガ
ラスを粉砕して200メッシュ以下の粉末とし、これを
ラバープレス法等によって加圧成形した後、該成形物を
焼成してガラス粉末を焼結、結晶化させ、さらに所望の
形状になるように切削加工する方法が採用されている。
By the way, the crystallized glass as described above is a so-called surface crystallized type of crystallized glass in which crystals are precipitated from the surface to the inside. Therefore, when the glass molded by the casting method is heat-treated for crystallization, volume shrinkage occurs. Occurs and cracks occur. Therefore, in the case of producing an artificial bone using such a material, glass molded into a thin plate is pulverized into powder of 200 mesh or less, which is pressure-molded by a rubber press method or the like, and then the molded product is obtained. Is used to sinter the glass powder to crystallize it, and further to cut it into a desired shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような方
法では、加工に多大な労力と時間を要し、また高度な加
工技術を要するために生産性が低いこと、加工による形
状の自由度に制限があり、複雑な形状が得難いこと、加
工量が多いためにクラックが生じて得られる人工骨の機
械的強度が低下し易いこと等の問題を有している。
However, in such a method, a great deal of labor and time are required for processing, and the productivity is low due to the need for advanced processing technology, and the degree of freedom of shape due to processing is limited. However, there are problems that it is difficult to obtain a complicated shape and that the mechanical strength of the artificial bone obtained by cracking due to the large amount of processing is likely to decrease.

【0005】このような事情から、複数個のガラス部材
を接合して複雑な形状の人工骨を作製することが試みら
れているが、接合のための接着剤として適当なものが存
在しないのが現状である。
Under these circumstances, it has been attempted to join a plurality of glass members to produce an artificial bone having a complicated shape, but there is no suitable adhesive for joining. The current situation.

【0006】即ち、従来よりチタン等の高強度部材とリ
ン酸カルシウム等の生体活性部材とを接合するための接
着剤が種々提案されている。例えば特公平2−3778
6号には、2,2ビス[4−(3メタクリロキシ−2−
ハイドロキシプロボキシ)フェニル]プロパン(BiS
−GMA)と、トリエチレングリコールジメタクリレー
ト(TEGDMA)と、ベンゾルパーオキシド(BP
O)と、4−メタクリロキシエチルトリメリット酸及び
/又はその無水物(4−META)と、フィラーとを含
有する生体材料用接着剤が開示されている。また特開平
2−225382号には、水溶性高分子物質の水溶液中
にセラミック原料を充填剤として含有する接合材料が開
示されている。
That is, conventionally, various adhesives have been proposed for joining a high-strength member such as titanium and a bioactive member such as calcium phosphate. For example, Japanese Patent Publication No. 2-3778
No. 6 contains 2,2 bis [4- (3methacryloxy-2-
Hydroxypropoxy) phenyl] propane (BiS
-GMA), triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA), benzol peroxide (BP)
O), 4-methacryloxyethyl trimellitic acid and / or its anhydride (4-META), and a filler for biomaterials containing a filler are disclosed. Further, JP-A-2-225382 discloses a bonding material containing a ceramic raw material as a filler in an aqueous solution of a water-soluble polymer substance.

【0007】しかしながら上記特公平2−37786号
の接着剤は、長期埋入によって生体内でBis−GMA
が劣化し、フィラーが脱落するおそれがある。またフィ
ラーに樹脂粉末を使用する場合、接着剤が生体活性を示
さないために、接着剤が接着面からはみ出すとガラス部
材の生体活性を損なうという欠点がある。特に生体活性
を有する多孔質なガラス部材を接着する場合、気孔内に
接着剤が侵入し、気孔内部の生体活性を阻害したり、気
孔内部への新生骨の増生侵入を阻害するという問題が生
じる。一方、特開平2−22538号に開示の接合材料
は、人工骨部材同士をセラミックス充填剤の焼結により
接合させるものであり、充填剤と同材質の人工骨部材の
接合にしか適用できない。それゆえガラス部材同士を接
合することが不可能である。また焼結による接合のた
め、接合部の強度が低いという問題も有している。
However, the adhesive of Japanese Patent Publication No. 2-37786 mentioned above does not allow Bis-GMA in vivo due to long-term implantation.
May deteriorate and the filler may fall off. Further, when resin powder is used as the filler, there is a drawback that the adhesive does not exhibit bioactivity, and thus the bioactivity of the glass member is impaired if the adhesive protrudes from the adhesive surface. In particular, when a porous glass member having bioactivity is adhered, there is a problem that the adhesive enters the pores to inhibit the bioactivity inside the pores or inhibit the invasion of new bone into the pores. . On the other hand, the joining material disclosed in JP-A-2-22538 is for joining artificial bone members to each other by sintering of a ceramic filler, and can be applied only to joining artificial bone members made of the same material as the filler. Therefore, it is impossible to join the glass members together. Further, since the joining is performed by sintering, there is a problem that the strength of the joining portion is low.

【0008】本発明の目的は、人工骨部材、特にガラス
からなる人工骨部材の接合に好適な接合用ペーストと、
この接合用ペーストを用い、複雑な形状でも容易に得ら
れ、しかも機械的強度等の特性を損なわない人工骨の製
造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a bonding paste suitable for bonding an artificial bone member, particularly an artificial bone member made of glass,
An object of the present invention is to provide a method for producing an artificial bone, which can easily obtain a complicated shape by using this bonding paste and does not impair properties such as mechanical strength.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の接合用ペースト
は、主成分としてSiO2 とCaOを含有し、生体活性
を示す結晶性ガラス粉末と、有機溶剤と、バインダーと
からなることを特徴とする。
The bonding paste of the present invention is characterized in that it contains SiO 2 and CaO as main components and comprises a crystalline glass powder exhibiting bioactivity, an organic solvent, and a binder. To do.

【0010】また本発明の人工骨の製造方法は、生体活
性を示すガラス部材を複数個用意する工程と、主成分と
してSiO2 とCaOを含有し、生体活性を示す結晶性
ガラス粉末と、有機溶剤と、バインダーとからなる接合
用ペーストを用意する工程と、少なくとも1つのガラス
部材の表面に、前記接合用ペーストを塗布する工程と、
該ガラス部材の接合用ペーストが塗布された部分に、他
のガラス部材を接触させた後、これらを熱処理してバイ
ンダーを燃焼除去し、また結晶性ガラス粉末を軟化させ
てガラス部材同士を接合させるとともに結晶化させる工
程とからなることを特徴とする。
The method for producing an artificial bone according to the present invention comprises the steps of preparing a plurality of glass members exhibiting bioactivity, a crystalline glass powder containing SiO 2 and CaO as main components and exhibiting bioactivity, and an organic compound. A step of preparing a bonding paste comprising a solvent and a binder, and a step of applying the bonding paste to the surface of at least one glass member,
Another glass member is brought into contact with the portion of the glass member where the bonding paste is applied, and then heat-treated to burn and remove the binder, and the crystalline glass powder is softened to bond the glass members together. And crystallization process.

【0011】[0011]

【作用】本発明の接合用ペーストは、熱処理するとペー
スト中の結晶性ガラス粉末が軟化して人工骨部材同士を
融着一体化させるとともに該ガラス粉末が結晶化するた
め、人工骨部材同士を強固に接合できる。
When the bonding paste of the present invention is heat-treated, the crystalline glass powder in the paste is softened so that the artificial bone members are fused and integrated with each other and the glass powder is crystallized. Can be joined to.

【0012】またこのようにして形成された結晶化ガラ
スからなる接合部分は生体活性を示し、生体内でシリカ
イオンやカルシウムイオン等を溶出して体液中からハイ
ドロキシアパタイトを析出させることができる。それゆ
え被接合物である人工骨部材の生体活性を阻害すること
がない。また人工骨部材に生体活性がない場合でも、接
合部分から溶出したシリカイオンやカルシウムイオンに
よって人工骨部材表面にハイドロキシアパタイトを析出
させ、自然骨との結合を可能にする。
Further, the joint portion made of crystallized glass thus formed exhibits bioactivity, and it is possible to elute silica ions, calcium ions and the like in the living body to precipitate hydroxyapatite from the body fluid. Therefore, the biological activity of the artificial bone member that is the object to be bonded is not impaired. Even when the artificial bone member has no bioactivity, silica ions and calcium ions eluted from the joint portion cause hydroxyapatite to deposit on the surface of the artificial bone member, enabling bonding with natural bone.

【0013】本発明において使用する結晶性ガラス粉末
は、熱処理するとアパタイト(Ca10(PO46
O)、ウオラストナイト(CaO・SiO2 )、ジオプ
サイド(CaO・MgO・2SiO2 )等の結晶を析出
する性質を有するものであり、またガラス中からシリカ
イオンやカルシウムイオンを溶出し、生体活性を示すも
のである。なお結晶性ガラス粉末の組成に限定はない
が、特にSiO2 22.0〜50.0%、P25 8.
0〜30.0%、CaO20.0〜53.0%、MgO
1.0〜16.0%、Al23 0〜9.0%、F2
0〜2.0%、B23 0〜5.0%からなり、アパタ
イトと、ウオラストナイト及びジオプサイドの少なくと
も1種を析出するSiO2 −CaO−MgO−P25
系ガラスや、少なくとも90%以上がSiO2 40.0
〜60.0%、CaO 30.0〜45.0%、MgO
1.0〜17.0%からなり、ウオラストナイトを析
出するSiO2 −CaO−MgO系ガラス等が強度が高
く、しかも高い生体活性を示すため好ましい。
The crystalline glass powder used in the present invention is apatite (Ca 10 (PO 4 ) 6
O), wollastonite (CaO · SiO 2 ), diopside (CaO · MgO · 2SiO 2 ), etc., has the property of precipitating crystals, and it also elutes silica and calcium ions from the glass and is bioactive. Is shown. The composition of the crystalline glass powder is not limited, but particularly SiO 2 22.0 to 50.0%, P 2 O 5 8.
0-30.0%, CaO20.0-53.0%, MgO
1.0 to 16.0%, Al 2 O 3 0 to 9.0%, F 2
SiO 2 —CaO—MgO—P 2 O 5 which consists of 0 to 2.0% and B 2 O 3 to 5.0% and precipitates apatite and at least one of wollastonite and diopside.
System glass and at least 90% or more of SiO 2 40.0
~ 60.0%, CaO 30.0-45.0%, MgO
A SiO 2 —CaO—MgO-based glass or the like that is 1.0 to 17.0% and precipitates wollastonite is preferable because it has high strength and exhibits high bioactivity.

【0014】有機溶剤としては、ガラス粉末の分散性が
よいメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル、イソプロピルアルコール等のアルコール類を単独
で、或は混合して使用することが好ましい。なお本発明
において、溶媒として有機溶剤を使用する理由(水を使
用しない理由)は、上記したような生体活性を有する結
晶性ガラス粉末は有機溶剤とは反応しないが、水とは反
応し易く、焼結性や結晶化特性の低下を招くためであ
る。
As the organic solvent, it is preferable to use alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol and isopropyl alcohol, which have good dispersibility of glass powder, alone or in combination. In the present invention, the reason for using an organic solvent as a solvent (the reason for not using water) is that the crystalline glass powder having bioactivity as described above does not react with an organic solvent, but easily reacts with water, This is because the sinterability and crystallization characteristics are deteriorated.

【0015】バインダーとしては、結合力や分散性に優
れたポリビニルブチラール(以下、PVBと略す)やエ
チルセルロースを使用することが好ましい。
As the binder, it is preferable to use polyvinyl butyral (hereinafter abbreviated as PVB) or ethyl cellulose which has excellent binding force and dispersibility.

【0016】また結晶性ガラス粉末、有機溶剤及びバイ
ンダーの混合割合は、重量百分率で結晶性ガラス粉末5
〜90%、有機溶剤10〜95%、バインダー0.1〜
20%である。これらの割合を上記のように限定した理
由は次の通りである。結晶性ガラス粉末が5%より少な
いと人工骨部材を十分に接合できず、90%より多いと
ペーストにならない。有機溶剤が10%より少ないとペ
ーストにならず、95%より多いと人工骨部材を十分に
接合できない。バインダーが0.1%より少ないと接着
力が弱く、ガラス粉末を人工骨部材に固着させることが
できず、20%より多いとガラス粉末の焼結性を疎外
し、接合部の強度が低下する。
The mixing ratio of the crystalline glass powder, the organic solvent and the binder is 5% by weight of the crystalline glass powder.
~ 90%, organic solvent 10 ~ 95%, binder 0.1 ~
20%. The reason why these ratios are limited as described above is as follows. If the amount of the crystalline glass powder is less than 5%, the artificial bone member cannot be sufficiently joined, and if it is more than 90%, the paste is not formed. If the organic solvent is less than 10%, the paste will not be formed, and if it is more than 95%, the artificial bone member cannot be sufficiently joined. If the amount of the binder is less than 0.1%, the adhesive strength is weak and the glass powder cannot be fixed to the artificial bone member. If the amount of the binder is more than 20%, the sinterability of the glass powder is excluded and the strength of the joint is lowered. .

【0017】なお本発明の接合用ペーストは、ガラス部
材同士の接合用としてだけでなく、セラミックス部材同
士、金属部材同士、ガラス部材とセラミックス部材、ガ
ラス部材と金属部材、セラミックス部材と金属部材等種
々の材料を用いて人工骨を作製する際にも使用すること
が可能である。
The bonding paste of the present invention is not only used for bonding glass members to each other, but also to ceramic members, metal members, glass members and ceramic members, glass members and metal members, ceramic members and metal members, and the like. It can also be used when producing an artificial bone using the above materials.

【0018】次に、前記接合用ペーストを用いた本発明
の人工骨の製造方法を説明する。
Next, a method of manufacturing the artificial bone of the present invention using the above-mentioned bonding paste will be described.

【0019】まず生体活性を示すガラス部材を複数個用
意する。ガラス部材に使用するガラスは生体活性を示す
ものであれば制限はないが、特に先記したSiO2 −P
2 5 −CaO−MgO系やSiO2 −CaO−MgO
系の結晶性ガラス又は結晶化ガラスからなるものを使用
することが好ましい。これらのガラスは、先記したよう
に生体内でシリカイオンやカルシウムイオンを溶出する
ため、高い生体活性を示す。なおガラス部材は、接合時
の熱処理による体積収縮を極力防止するために、ガラス
粉末を焼結、或は焼結結晶化させたものを使用すること
が望ましい。
First, for a plurality of glass members exhibiting bioactivity
I mean. The glass used for the glass member shows bioactivity
There is no limitation as long as it is one, but especially the above-mentioned SiO2 -P
2 O Five -CaO-MgO system and SiO2 -CaO-MgO
Use of crystalline glass or crystallized glass
Preferably. These glasses are as described above
Elute silica ions and calcium ions in vivo
Therefore, it exhibits high bioactivity. Note that the glass members are
In order to prevent volume shrinkage due to heat treatment of
Use powder that is sintered or sintered and crystallized
Is desirable.

【0020】また先記した接合用ペーストを用意する。Further, the above-mentioned bonding paste is prepared.

【0021】次いで少なくとも1つのガラス部材の表面
に、前記接合用ペーストを塗布する。
Next, the bonding paste is applied to the surface of at least one glass member.

【0022】さらに該ガラス部材の接合用ペーストが塗
布された部分に、他のガラス部材を接触させ、乾燥させ
る。その後、これらを熱処理してバインダーを燃焼除去
し、また結晶性ガラス粉末を軟化させてガラス部材同士
を接合させるとともに結晶化させる。熱処理温度は、ペ
ーストに含まれる結晶性ガラス粉末が上記SiO2 −P
25 −CaO−MgO系ガラスやSiO2 −CaO−
MgO系ガラスの場合、1000〜1200℃が適当で
ある。なおガラス部材が結晶性ガラスからなる場合は、
このとき同時に結晶化させればよい。
Further, another glass member is brought into contact with the portion of the glass member coated with the bonding paste and dried. Then, these are heat-treated to burn and remove the binder, and the crystalline glass powder is softened to bond the glass members together and crystallize. The heat treatment temperature is such that the crystalline glass powder contained in the paste is SiO 2 -P
2 O 5 -CaO-MgO glass and SiO 2 -CaO-
In the case of MgO-based glass, 1000 to 1200 ° C is suitable. When the glass member is made of crystalline glass,
At this time, it may be crystallized at the same time.

【0023】このようにして作製された人工骨は、殺
菌、洗浄して使用されるが、必要に応じてさらに穴開け
や面取り等の後加工を施しても良い。
The artificial bone thus produced is used after being sterilized and washed, but it may be subjected to post-processing such as punching or chamfering if necessary.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.

【0025】(実施例1)まず生体活性を示すガラス部
材として、図1(a)に示すような矩形状ガラス焼結体
11、及び半円柱状ガラス焼結体12、13、14、1
5をそれぞれ用意した。また接合用ペーストP1 を用意
した。
Example 1 First, as a glass member exhibiting bioactivity, a rectangular glass sintered body 11 and semi-cylindrical glass sintered bodies 12, 13, 14, 1 as shown in FIG.
5 were prepared respectively. Also, a bonding paste P 1 was prepared.

【0026】矩形状ガラス焼結体11、及び半円柱状ガ
ラス焼結体12、13、14、15は次のようにして作
製した。
The rectangular glass sintered body 11 and the semi-cylindrical glass sintered bodies 12, 13, 14, and 15 were manufactured as follows.

【0027】重量%でSiO2 34.0%、CaO 4
4.7%、MgO 4.6%、P25 16.2%、F2
0.5%の組成を有するようにガラス原料を調合し、
白金坩堝に入れて1400〜1600℃で3時間熔融し
た後、ロール成形し、ボールミルにて粉砕した。さらに
この粉砕物を200メッシュの篩で分級してガラス粉末
1 を得た。なおこのガラス粉末G1 は、1000〜1
200℃で1〜4時間熱処理するとアパタイト、ウオラ
ストナイト及びジオプサイドを析出し、生体活性を示す
結晶性ガラスである。
% By weight of SiO 2 34.0%, CaO 4
4.7%, MgO 4.6%, P 2 O 5 16.2%, F 2
Formulate the glass raw material so as to have a composition of 0.5%,
The mixture was placed in a platinum crucible and melted at 1400 to 1600 ° C. for 3 hours, then roll-formed and crushed by a ball mill. Further, this pulverized product was classified with a 200-mesh sieve to obtain glass powder G 1 . Note the glass powder G 1 is 1,000 to
It is a crystalline glass that exhibits bioactivity by precipitating apatite, wollastonite and diopside when heat-treated at 200 ° C. for 1 to 4 hours.

【0028】次にガラス粉末G1 を矩形状及び半円柱状
にプレス成形した。さらに60℃/時の速度で昇温し、
750℃で2時間焼成することによって、30×15×
10mmの大きさの矩形状ガラス焼結体11、及び5φ
×15mmの大きさの半円柱状ガラス焼結体12、1
3、14、15を作製した。
Next, the glass powder G 1 was pressed into a rectangular shape and a semi-cylindrical shape. Further, the temperature is raised at a rate of 60 ° C./hour,
By firing at 750 ° C. for 2 hours, 30 × 15 ×
Rectangular glass sintered body 11 having a size of 10 mm, and 5φ
Semi-cylindrical glass sintered body 12, 1 with a size of 15 mm
3, 14, and 15 were produced.

【0029】また接合用ペーストP1 は、ガラス粉末G
1 と、エタノールと、プロパノールと、PVBとを、重
量%でそれぞれ83.0%、8.3%、8.3%、0.
4%の割合で混練して作製した。
The bonding paste P 1 is a glass powder G.
1 , 1 %, ethanol, propanol, and PVB were 83.0%, 8.3%, 8.3%, and 0.
It was prepared by kneading at a ratio of 4%.

【0030】次いで半円柱状ガラス焼結体12、13、
14、15の下面12a、13a、14a、15aに接
合用ペーストP1 をそれぞれ塗布し、図1(a)に示す
ように矩形状ガラス焼結体11の上面11a及び下面1
1bに接触させ、乾燥させた。
Next, the semi-cylindrical glass sintered bodies 12, 13,
The bonding paste P 1 is applied to the lower surfaces 12a, 13a, 14a, 15a of the respective 14, 15 to form the upper surface 11a and the lower surface 1 of the rectangular glass sintered body 11 as shown in FIG. 1 (a).
It was contacted with 1b and dried.

【0031】さらにこれらを60℃/時の速度で昇温
し、1100℃で2時間熱処理することによって、PV
Bを燃焼除去し、またペースト中に含まれていたガラス
粉末を軟化させて矩形状ガラス焼結体11と半円柱状ガ
ラス焼結体12、13、14、15とを融着一体化させ
るとともに、全体を結晶化させて、図1(b)に示すよ
うな上下面に半円柱状の突起部を有する緻密な人工骨1
0を得た。
Further, these are heated at a rate of 60 ° C./hour and heat-treated at 1100 ° C. for 2 hours to obtain PV.
B is burned and removed, and the glass powder contained in the paste is softened to fuse and integrate the rectangular glass sintered body 11 and the semi-cylindrical glass sintered bodies 12, 13, 14, and 15. , The entire body is crystallized, and a dense artificial bone 1 having semi-cylindrical protrusions on the upper and lower surfaces as shown in FIG. 1 (b)
I got 0.

【0032】(実施例2)まず生体活性を示すガラス部
材として、図2(a)に示すようなペレット状結晶化ガ
ラス緻密体21、22、円柱状結晶化ガラス緻密体2
3、及び半円筒状結晶化ガラス多孔体24、25をそれ
ぞれ用意した。また接合用ペーストP2 を用意した。
(Example 2) First, as glass members exhibiting bioactivity, pelletized crystallized glass compacts 21, 22 and columnar crystallized glass compacts 2 as shown in FIG.
3 and semi-cylindrical crystallized glass porous bodies 24 and 25 were prepared, respectively. Also, a bonding paste P 2 was prepared.

【0033】ペレット状結晶化ガラス緻密体21、22
及び円柱状結晶化ガラス緻密体23は次のようにして作
製した。
Pelletized crystallized glass dense bodies 21, 22
The columnar crystallized glass dense body 23 was manufactured as follows.

【0034】重量百分率で、SiO2 53.0%、Ca
O 39.5%、MgO 7.5%の組成を有するよう
にガラス原料を調合した後、実施例1と同様にして熔
融、成形、粉砕、分級し、ガラス粉末G2 を得た。なお
ガラス粉末G2 は1000〜1200℃で1〜4時間熱
処理するとウオラストナイトを析出し、生体活性を示す
結晶性ガラスである。
By weight percentage, SiO 2 53.0%, Ca
A glass raw material was prepared so as to have a composition of O 39.5% and MgO 7.5%, and then melted, shaped, crushed and classified in the same manner as in Example 1 to obtain a glass powder G 2 . Note the glass powder G 2 is deposited a wollastonite Heat treatment for 1 to 4 hours at 1000 to 1200 ° C., a crystalline glass showing the biological activity.

【0035】次いでガラス粉末G2 をペレット状及び円
柱状にプレス成形し、さらに60℃/時の速度で昇温
し、1100℃で2時間焼成して結晶化させた。このよ
うにして10φ×3mmの大きさのペレット状結晶化ガ
ラス緻密体21、22、及び4φ×14mmの大きさの
円柱状結晶化ガラス緻密体23を得た。
Next, the glass powder G 2 was press-molded into pellets and cylinders, further heated at a rate of 60 ° C./hour and fired at 1100 ° C. for 2 hours to be crystallized. Thus, pelletized crystallized glass compacts 21 and 22 having a size of 10φ × 3 mm and columnar crystallized glass compacts 23 having a size of 4φ × 14 mm were obtained.

【0036】半円筒状結晶化ガラス多孔体24、25は
次のようにして用意した。まずガラス粉末G2 と、エタ
ノールと、プロパノールと、PVBとを、重量%でそれ
ぞれ76.3%、7.6%、15.3%、0.8%の割
合で混練してスラリー状にし、これを半円筒状のウレタ
ンフォームに含浸させ、乾燥させた。その後、これらを
60℃/時の速度で昇温し、1100℃で2時間焼成す
ることによって、外径10mm、内径4mm、高さ14
mmの半円筒状の結晶化ガラス多孔体24、25を作製
した。
Semi-cylindrical crystallized glass porous bodies 24 and 25 were prepared as follows. First, glass powder G 2 , ethanol, propanol, and PVB were kneaded at a weight percentage of 76.3%, 7.6%, 15.3%, and 0.8% to form a slurry, This was impregnated in a semi-cylindrical urethane foam and dried. Then, these are heated at a rate of 60 ° C./hour and baked at 1100 ° C. for 2 hours to give an outer diameter of 10 mm, an inner diameter of 4 mm and a height of 14 mm.
mm cylindrical semi-cylindrical crystallized glass porous bodies 24 and 25 were produced.

【0037】また接合用ペーストP2 は、ガラス粉末G
2 と、エタノールと、プロパノールと、ブタノールと、
PVBと、エチルセルロースとを、重量%でそれぞれ7
9.4%、7.9%、7.9%、4.0%、0.4%、
0.4%の割合で混練して作製した。
The bonding paste P 2 is a glass powder G.
2 , ethanol, propanol, butanol,
PVB and ethyl cellulose are each 7% by weight.
9.4%, 7.9%, 7.9%, 4.0%, 0.4%,
It was prepared by kneading at a ratio of 0.4%.

【0038】次に、円柱状結晶化ガラス緻密体23の上
面23a及び下面23bに接合用ペーストP2 を塗布
し、図2(a)に示すように2枚のペレット状結晶化ガ
ラス緻密体21、22を接触させ、乾燥させた。さらに
円柱状結晶化ガラス緻密体23の側面23c、半円筒状
結晶化ガラス多孔体24、25の上面24a、25aと
下面24b、25bにそれぞれ接合用ペーストP2 を塗
布し、図2(b)に示すように円柱状結晶化ガラス緻密
体23の側面23cに2個の半円筒状結晶化ガラス多孔
体24、25を接触させて、乾燥させた。
Next, the bonding paste P 2 is applied to the upper surface 23a and the lower surface 23b of the cylindrical crystallized glass compact body 23, and as shown in FIG. 2A, two pelletized crystallized glass compact bodies 21 are formed. , 22 were contacted and dried. Further, the bonding paste P 2 is applied to the side surface 23c of the columnar crystallized glass dense body 23, the upper surfaces 24a and 25a and the lower surfaces 24b and 25b of the semi-cylindrical crystallized glass porous bodies 24 and 25, respectively, as shown in FIG. As shown in (2), two semi-cylindrical crystallized glass porous bodies 24 and 25 were brought into contact with the side surface 23c of the columnar crystallized glass dense body 23 and dried.

【0039】その後、これらを60℃/時の速度で昇温
し、1100℃で2時間焼成することによって、PVB
及びエチルセルロースを燃焼除去し、またペースト中に
含まれていたガラス粉末を軟化させて、ペレット状結晶
化ガラス緻密体21、22と、円柱状結晶化ガラス緻密
体23と、半円筒状結晶化ガラス多孔体24、25とを
融着一体化させ、図2(c)に示すような側面に多孔質
部分を有する人工骨20を得た。
Thereafter, these are heated at a rate of 60 ° C./hour and baked at 1100 ° C. for 2 hours to obtain PVB.
And ethyl cellulose are burned and removed, and the glass powder contained in the paste is softened to give pellet-shaped crystallized glass compacts 21, 22, a columnar crystallized glass compact 23, and a semi-cylindrical crystallized glass. The porous bodies 24 and 25 were fused and integrated to obtain an artificial bone 20 having a porous portion on the side surface as shown in FIG. 2 (c).

【0040】このようにして得られた人工骨20を、ビ
ーグル犬の大腿骨に人工的に形成した欠損部に埋入し、
術後の経過を観察したところ、8週間後には自然骨と強
固に結合しているのが認められた。
The artificial bone 20 thus obtained is embedded in a defect portion artificially formed in the femur of a beagle dog,
When the postoperative course was observed, it was confirmed that the bone was tightly bound to natural bone after 8 weeks.

【0041】なお実施例1及び2では、接合用ペースト
の結晶性ガラス粉末とガラス部材とが同一組成の場合を
示したが、本発明はこれに限られるものではなく、異な
るガラス組成同士の場合でも適用することが可能であ
る。
In Examples 1 and 2, the crystalline glass powder of the bonding paste and the glass member have the same composition, but the present invention is not limited to this, and different glass compositions are used. But it can be applied.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明の接合用ペー
ストを用いれば、人工骨部材、特にガラスからなる人工
骨部材を強固に接合することができる。また使用する結
晶性ガラス粉末が生体活性を示し、自然骨との結合に寄
与するため、人工骨部材の接合用として好適である。
As described above, by using the bonding paste of the present invention, it is possible to firmly bond an artificial bone member, particularly an artificial bone member made of glass. Further, the crystalline glass powder to be used exhibits bioactivity and contributes to the bond with the natural bone, and thus is suitable for joining the artificial bone member.

【0043】また本発明の人工骨の製造方法によれば、
ガラス部材を適当に組み合わせて用いることにより、複
雑な形状の人工骨を容易に、しかも機械的強度等の特性
を損なわずに作製することができる。また生体活性を示
すガラス部材及び接合用ペーストを使用するため、高い
生体活性を示す人工骨を得ることが可能である。
According to the method for producing an artificial bone of the present invention,
By using the glass members in an appropriate combination, it is possible to easily manufacture an artificial bone having a complicated shape without impairing the characteristics such as mechanical strength. Further, since the glass member and the bonding paste exhibiting bioactivity are used, it is possible to obtain an artificial bone exhibiting high bioactivity.

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

【図1】本発明の人工骨の製造方法の一実施例を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the method for manufacturing an artificial bone of the present invention.

【図2】本発明の人工骨の製造方法の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the method for manufacturing an artificial bone of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 上下面に半円柱状の突起部を有する人工骨 11 矩形状ガラス焼結体 12、13、14、15 半円柱状ガラス焼結体 20 側面に多孔質部分を有する人工骨 21、22 ペレット状結晶化ガラス緻密体 23 円柱状結晶化ガラス緻密体 24、25 半円筒状結晶化ガラス多孔体 10 Artificial bone having semi-cylindrical projections on the upper and lower surfaces 11 Rectangular glass sintered body 12, 13, 14, 15 Semi-cylindrical glass sintered body 20 Artificial bone having a porous portion on the side surface 21, 22 Pellet shape Crystallized glass dense body 23 Columnar crystallized glass dense body 24, 25 Semi-cylindrical crystallized glass porous body

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主成分としてSiO2 とCaOを含有
し、生体活性を示す結晶性ガラス粉末と、有機溶剤と、
バインダーとからなることを特徴とする接合用ペース
ト。
1. A crystalline glass powder containing SiO 2 and CaO as main components and exhibiting bioactivity, and an organic solvent,
A bonding paste comprising a binder.
【請求項2】 結晶性ガラス粉末が、SiO2 −P2
5 −CaO−MgO系ガラス又はSiO2 −CaO−M
gO系ガラスからなることを特徴とする請求項1の接合
用ペースト。
2. The crystalline glass powder is SiO 2 —P 2 O.
5 -CaO-MgO based glass or SiO 2 -CaO-M
The bonding paste according to claim 1, which is made of gO-based glass.
【請求項3】 生体活性を示すガラス部材を複数個用意
する工程と、主成分としてSiO2 とCaOを含有し、
生体活性を示す結晶性ガラス粉末と、有機溶剤と、バイ
ンダーとからなる接合用ペーストを用意する工程と、少
なくとも1つのガラス部材の表面に、前記接合用ペース
トを塗布する工程と、該ガラス部材の接合用ペーストが
塗布された部分に、他のガラス部材を接触させた後、こ
れらを熱処理してバインダーを燃焼除去し、また結晶性
ガラス粉末を軟化させてガラス部材同士を接合させると
ともに結晶化させる工程とからなることを特徴とする人
工骨の製造方法。
3. A process of preparing a plurality of bioactive glass members, containing SiO 2 and CaO as main components,
A step of preparing a bonding paste composed of a crystalline glass powder exhibiting bioactivity, an organic solvent, and a binder, a step of applying the bonding paste to the surface of at least one glass member, and a step of applying the glass member. Other glass members are brought into contact with the portion where the bonding paste is applied, and then these are heat-treated to burn and remove the binder, and the crystalline glass powder is softened to bond the glass members to each other and crystallize them. A method for producing an artificial bone, which comprises the steps of:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU731707B2 (en) * 1998-10-13 2001-04-05 Mitsui Chemicals, Inc. Binder composition and process for the production of a board using the same
US7695580B2 (en) * 2006-01-17 2010-04-13 Air Products And Chemicals, Inc. Method of forming a ceramic to ceramic joint

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