CN101351234A - 粘固粉用材料及粘固粉 - Google Patents

Abstract

一种粘固粉用材料，包含：将肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于表面的钙盐的粉体，所述粉体的表面系数是60～120m²/g。一种粘固粉用材料的制造方法，包括：混合调节为碱性的含有钙离子的溶液、和含有磷酸离子的溶液，得到沉淀物的工序；将含有沉淀物的体系保持为碱性的同时熟化，得到钙盐的粉体的工序；回收钙盐的粉体，并将该粉体干燥的工序；及将所干燥的钙盐的粉体浸渍于肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐的溶液中，将肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于所述钙盐的粉体的表面的工序。

Description

粘固粉用材料及粘固粉

技术领域

本发明涉及粘固粉(cement，セメント)用材料及粘固粉。

背景技术

磷酸钙具有与脊椎动物的骨或牙等硬组织中所见的无机物质大致相同的组成或结构，该磷酸钙是显示生物体适合性的生物体活性材料组。

其中，羟基磷灰石即使埋入在生物体内，也不引起生物体的排异反应或坏死，具有容易被生物体硬组织同化，与其容易直接结合的性质，因此，期待作为骨缺损部及骨空隙部等的修复用材料。羟基磷灰石的材料形式有致密体、多孔体、颗粒、粘固粉等，但能够成形为任意形状的磷灰石才是粘固粉才是期待今后发展的材料。

然而，以往的磷灰石粘固粉的固化时间长，另外，埋入生物体内到被生物体硬组织同化，与其结合为止的骨诱导期间长达4～5周，这已被人所知。其性质与患者的苦痛有关系，因此，这一点已成了现行的磷灰石粘固粉的缺点(专利文献1)。另外，以往的磷灰石粘固粉还具有弯曲强度弱的缺点(非专利文献1)。另外，在以往的磷灰石粘固粉中，由于在固化时伴随酸·碱反应，因此，在生物体内固化为止的期间，局部发生pH变动，导致引起炎症反应。

另外，由β-磷酸三钙构成的多孔体作为在移植骨的提取部或肿瘤切除后的填补材料使用，但还不能确定针对像大腿骨或胫骨等支撑高负荷的长管骨的广范围的缺损的适用。这是因为不能在短期内得到经得起负荷长管骨和人工骨的界面产生的过大的应力程度的骨结合力。由β-磷酸三钙构成的多孔体逐渐被生物体置换需要长时间，因此，在现实的治疗中，难以在没有其他固定材料的情况下使用于负荷部分(专利文献2)。由于β-磷酸三钙具有被生物体骨置换的特性，因此，临床现场中寻求由β-磷酸三钙构成的粘固粉用材料的开发，但还未开发由β-磷酸三钙单一成分构成的生物体吸收性粘固粉。

因此，本发明人等中的一人提出了：利用解决了上述问题的“螯合物固化型骨修复用粘固粉”、即肌醇磷酸的螯合物固化作用，固化时不伴随pH变化，以单一成分固化的粘固粉(专利文献2)。肌醇存在于动植物的生物体内，而且是安全性极高的物质，还具有比得上EDTA的螯合物。

在整形外科领域及牙科领域，可以期待该粘固粉作为注入的骨填充材料广泛应用，但压缩强度是6～7MPa，在力学强度方面还需要进一步研究，因此，在适用于施加14MPa以上的高负荷的部位(脊椎的压迫骨折等)时存在问题。

专利文献1：特开平5-229808号公报

专利文献2：特开2005-95346号公报

非专利文献1：金泽孝文著“磷”第65～86页(研成社、1997年)

非专利文献2：日本化学会编“第6版、化学手册、应用化学编II”第1485页(丸善、2003年)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种粘固粉用材料及粘固粉，其在固化时不伴随pH变化，具有良好的生物体适合性及能够适用于施加高负荷的部位(脊椎的压迫骨折等)的14MPa以上的压缩强度。

本发明的上述技术问题，通过以下的方案来实现。

<1>一种粘固粉用材料，其特征在于，

包含：将肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于表面的钙盐的粉体，

所述粉体的表面系数是60～120m²/g。

<2>根据<1>所述的粘固粉用材料，其中，

所述肌醇磷酸是植酸(フイチン酸)(肌醇六磷酸(イノシト一ル六リン酸))。

<3>根据<1>或<2>所述的粘固粉用材料，其中，

所述钙盐是磷酸钙。

<4>根据<3>所述的粘固粉用材料，其中，

所述磷酸钙是羟基磷灰石。

<5>根据<4>所述的粘固粉用材料，其中，

利用X线衍射得到的所述羟基磷灰石的粉体的(002)面的半值宽度是0.30～0.45°。

<6>根据<1>～<5>中任一项所述的粘固粉用材料，其中，

所述粉体的中位径是5～20μm的范围，粒径为3～50μm的粉体的含有比率是整体的60体积％以上。

<7>一种粘固粉用材料的制造方法，其特征在于，其是<1>～<6>中任一项所述的粘固粉用材料的制造方法，包括：

混合调节为碱性的含有钙离子的溶液、和含有磷酸离子的溶液，得到沉淀物的工序；

将含有所述沉淀物的体系保持为碱性的同时熟化，得到钙盐的粉体的工序；

回收所述钙盐的粉体，并将该粉体干燥的工序；及

将所述干燥的钙盐的粉体浸渍于肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐的溶液中，将肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于所述钙盐的粉体的表面的工序。

<8>根据<7>所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

将含有所述沉淀物的体系的温度保持在20～70℃，得到粉体。

<9>根据<7>或<8>所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

回收所述钙盐的粉体，并将该粉体干燥的工序是冻结干燥或在50～150℃下加热干燥的工序。

<10>根据<7>～<9>中任一项所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

还包括：粉碎干燥的钙盐的粉体的工序。

<11>根据<10>所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

在所述粉碎的工序中，粉碎的方法是利用容器驱动介质磨机的湿式粉碎。

<12>一种粘固粉用材料的制造方法，其特征在于，其是<1>～<6>中任一项所述的粘固粉用材料的制造方法，包括：

混合调节为碱性的含有钙离子的溶液、含有磷酸离子的溶液、和含有肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐的溶液，得到沉淀物的工序；

将含有所述沉淀物的体系保持为碱性的同时熟化，得到具有肌醇磷酸的钙盐的粉体的工序。

<13>一种粘固粉，其特征在于，

混炼(混練)选自由<1>～<6>中任一项所述的粘固粉用材料、及利用7～12所述的粘固粉用材料的制造方法得到的粘固粉用材料构成的组中的至少一种粘固粉用材料、和水性溶剂，并固化。

<14>根据<13>所述的粘固粉，其中，

固化后的压缩强度是14MPa以上。

本发明的粘固粉用材料提供在固化时不伴随pH变动，具有良好的生物体适合性及能够适用于施加高负荷的部位(脊椎的压迫骨折等)的14MPa以上的压缩强度的粘固粉。本发明的粘固粉填充哦在骨的缺损部或空隙部等中，容易产生新生骨，容易使其与生物体的硬组织一体化。

附图说明

图1是表示湿式合成HAp/IP₆粉体、110℃干燥HAp/IP₆粉体及临时煅烧HAp/IP₆粉体的粒度分布测定结果的图。

图2是表示湿式合成HAp/IP₆粉体、110℃干燥HAp/IP₆粉体及临时煅烧HAp/IP₆粉体的表面系数测定结果的图。

图3是表示湿式合成HAp/IP₆粉体、110℃干燥HAp/IP₆粉体及临时煅烧HAp/IP₆粉体的利用X线衍射法(XRD)得到的X线衍射图。

图4是表示HAp/IP₆粉体、于式粉碎HAp/IP₆粉体及湿式粉碎HAp/IP₆粉体的粒度分布测定结果的图。

具体实施方式

本发明的粘固粉用材料的特征在于，包含：将肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于表面的钙盐的粉体，所述粉体的表面系数是60～120m²/g。

以下，对本发明的粘固粉用材料进行说明。

<肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐>

本发明中使用的肌醇磷酸，可以举出肌醇磷酸、肌醇二磷酸、肌醇三磷酸、肌醇四磷酸、肌醇五磷酸、植酸(肌醇六磷酸)。

作为肌醇磷酸的盐，优选碱金属盐或碱土类金属盐，可以举出钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、钡盐等。

其中，优选植酸、植酸钠盐、或植酸钾盐。在使用植酸的情况下，用氢氧化钠或氢氧化钾调节pH为6～11，因此，实质上使用植酸钠盐或植酸钾盐。

还有，知道的有，植酸钠盐例如有植酸钠盐38水合物、植酸钠盐47水合物、植酸钠盐12水合物等一样结晶水含量不同的各种水合物，但均优选使用。

在本发明中，植酸(以下，还称为“IP₆”)或植酸碱金属盐的制造方法不特别限定，用任一种方法制造也可。例如，植酸钠盐可以用稀盐酸萃取脱脂的植物的种子粉末，从萃取液中萃取不溶性铜盐、铁盐等，将其精制后，转换为钠盐，向其中加入乙醇，使其沉淀来得到。

<钙盐>

作为钙盐，可以优选使用磷酸钙、碳酸钙等。可以单独使用其中一种，也可以同时使用两种。在单独使用一种的情况下，优选使用磷酸钙。

作为磷酸钙，优选羟基磷灰石、α-磷酸三钙、β-磷酸三钾、磷酸四钙、磷酸八钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、非晶质磷酸钙，尤其优选羟基磷灰石、α-磷酸三钙、β-磷酸三钙，尤其优选羟基磷灰石。可以单独使用其中一种，也可以同时使用两种以上。

<表面系数>

在本发明中，将所述肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于表面的、钙盐的粉体的表面系数是60～120m²/g，优选80～120m²/g，更优选100～120m²/g。若所述粉体的表面系数小于60m²/g，则在钙盐的粉体的表面不能吸附所述肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐，因此，减少螯合物磷灰石，在作为粘固粉用材料使用的情况下，得不到充分的压缩强度的粘固粉。

粉体的表面系数(Specific Surface Area；SSA)可以使用微粒自动表面系数测定装置富路索普III2305(岛津制作所)利用BET法来测定。致冷剂使用液氮。饱和吸附量的修正值使用以下的式算出。

S＝(273.2/气温(℃))×(气压(mmHg)/760)×((6.023×10²³×16.2×10^-20)/(22.414×10))×(1-(氮的比例(％)×气压(mmHg))/775)

测定用致冷剂冷却试料时吸附于粉体的气体量(吸附数据)、和从致冷剂取出试料时从粉体放出的气体量(解吸数据)。解吸数据作为实验值采用。

<利用X线衍射得到的半值宽度>

在本发明中，利用X线衍射得到的羟基磷灰石的粉体的(002)面的衍射线的半值宽度优选0.30～0.45°，更优选0.32～0.45°，进而优选0.35～0.45°。若所述半值宽度小于0.30°，则得不到充分的压缩强度。

利用X线衍射法可以综合评价羟基磷灰石等微晶的取向性、结晶结构的确定、和结构结晶成分的同定、结晶性的评价、微晶的三维集合组织。

其中，可以通过测定各衍射线的半值宽度来进行结晶性的评价。所述羟基磷灰石的粉体的(002)面的半值宽度可以以Bragg角(2θ)是25.6°的衍射峰为基础算出。半值宽度是强度成为一半的位置的衍射峰的宽度，单位是度。该半值宽度变大则表示结晶性降低。还有，结晶性取决于微晶的大小和晶格歪斜，在微晶小，晶格歪斜大的情况下，结晶性降低。从而，在本发明中，优选半值宽度大，结晶性低的钙盐的粉体。

<钙盐的粉体的制造方法>

使用于本发明的粘固粉用材料的钙盐的粉体的制造方法不特别限定，可以用任一种方法制造。作为钙盐的粉体的制造方法，例如，优选干式法、半干式法、湿式法等，优选湿式法。若为湿式法，则能够效率良好地批量生产低结晶性且表面系数大的高纯度的钙盐的粉体。

<粘固粉用材料的制造方法1>

<利用湿式法的钙盐的粉体的制造>

对用湿式法制造本发明中使用的钙盐的粉体的情况进行说明。

在本发明中，钙盐的粉体的制造方法的特征在于，包括：(工序1)将调节为碱性的含有钙离子的溶液、和含有磷酸离子的溶液混合，得到沉淀物的工序；(工序2)将含有所述沉淀物的体系保持为碱性的同时熟化，得到钙盐的粉体的工序；(工序3)回收并干燥所述钙盐的粉体的工序。

对(工序1)及(工序2)进行说明。

(工序1)混合调节为碱性的含有钙离子的溶液、和含有磷酸离子的溶液，得到沉淀物的工序中，混合的方法不限定，例如，可以使用同时混合法、单侧混合法、或它们的组合等中的任一种。

同时混合法是向形成磷酸钙的沉淀槽中同时注入调节为碱性的含有钙离子的溶液及含有磷酸离子的溶液的方法，作为一个例子，可以举出将在生成钙盐的沉淀的液相中的钙离子浓度和磷酸离子浓度之比保持为恒定的方法、所谓的控制双喷注法(controled double jet)。

单侧混合法是向调节为碱性的钙离子过剩(或磷酸离子过剩)的溶液添加含有磷酸离子(或钙离子)的溶液，形成钙盐的沉淀的方法。以下，将作为钙盐的羟基磷灰石的合成作为例子，对单侧混合法进行说明。

向预先调节为碱性的氢氧化钙等含有钙离子的溶液中，滴入含有磷酸离子的溶液，将含有得到的沉淀的体系保持为碱性的同时使其熟化，则得到羟基磷灰石，作为用于调节溶液的pH的碱性物质，优选使用氨。反应液中的pH优选7～12，更优选10～11。

含有钙离子的溶液的浓度优选0.5～2.0M，更优选0.7～1.5M，进而优选0.9～1.1M。另外，含有磷酸离子的溶液的浓度优选0.3～1.2M，更优选0.42～0.9M，进而优选0.54～0.66M。

在钙盐为羟基磷灰石的情况下，含在羟基磷灰石的粉体中的Ca元素和P元素之比优选Ca元素/P元素＝1.60～1.70，更优选1.63～1.69。通过调节含有钙离子的溶液、和含有磷酸离子的溶液的浓度之比来调节Ca元素和P元素。例如，通过含有钙离子的溶液的摩尔浓度和磷酸水溶液的摩尔浓度之比设为5∶3，能够将溶液中的Ca元素和P元素之比调节为约1.67。

若Ca元素和P元素之比为上述数值的范围内，则能够有效地得到羟基磷灰石的粉体。另外，在将上述范围的羟基磷灰石作为粘固粉用材料使用的情况下，得到压缩强度优越的粘固粉。

在(工序1)中，反应槽的温度通常为20～70℃，优选30～50℃，尤其优选30～40℃。若为上述数值范围内，则能够容易地配制表面系数高的磷灰石微晶。

为了防止空气中的二氧化碳进入钙盐的粉体中，在氮气等惰性气体气氛下进行一系列的操作。在该方法中，使用的材料的纯度反映在得到的钙盐的粉体的纯度上。从而，若使用高纯度的材料，则能够得到高纯度的钙盐的粉体。

对(工序3)回收所述钙盐的粉体，并将该粉体干燥的工序进行说明。

回收钙盐的粉体，并将该粉体干燥的工序优选为冻结干燥或在50～150℃下加热干燥的工序，更优选冻结干燥。若为冻结干燥，则能够得到表面系数大的钙盐的粉体。

在回收并干燥所述钙盐的粉体，并将该粉体干燥的工序为冻结干燥的情况下，干燥温度优选-100～-50℃，更优选-90～-70℃。干燥时间优选1～48小时。

另外，在回收并干燥所述钙盐的粉体的工序为加热干燥的情况下，优选干燥温度为50～150℃，更优选70～130℃，进而优选90～120℃。

以往，为了减少自所适用的生物体的排异反应而利用热处理或向酸性溶液中的浸渍来从钙盐的粉体除去有机成分等。在热处理的情况下，能够通过在300～700℃下，进行1～1,000小时的热处理来除去有机成分等。

而且在600～1,400℃下对除去有机成分的钙盐的粉体进行临时煅烧(仮烧)，调节磷酸钙系物质的结晶粒径、多孔质度、取向性、力学特性。

本发明的粘固粉用材料中使用的钙盐不含有引起从生物体发生排异反应的物质。因此，不需要利用热处理等除去有机成分等。另外，通过不进行600～1,400℃的临时煅烧，而进行冻结干燥或在50～150℃的范围下进行加热干燥，能够得到低结晶性且表面系数大的钙盐的粉体。

<中位径>

本发明的粘固粉用材料中使用的钙盐的粉体的中位径优选3～50μm的范围，更优选5～20μm。若为上述数值范围内，则得到表面系数大的粉体，因此，得到压缩强度优越的粘固粉。粉体的中位径可以例如通过使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置LA-300(堀场制作所制)来算出。

<粒度分布>

钙盐的粉体的粒度分布优选粒径为3～50μm的粉体的比率(体积％)是整体的60％以上，更优选整体的80％以上。

该比率例如可以通过根据使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置LA-300(堀场制作所制)得到的测定结果，将粒径与频度积算的关系图表化，然后由3～50μm的范围的频度积算量来求出。

<粉碎机>

在本发明中，为了增大所述钙盐的表面系数，优选包括将钙盐的粉体机械性粉碎的工序。通过机械性粉碎，不仅能够增大表面系数，而且有效地降低结晶性。

作为机械性粉碎钙盐的粉体的方法，可以使用各种粉碎机。作为粉碎机，只要是能够使粉体的表面系数或粒径达到希望的范围，就可以使用公知的粉碎机，不限定，但具体来说，可以举出理事磙子磨机、高速旋转磨机、容器驱动介质磨机、及介质搅拌磨机等，其中优选容器驱动介质磨机。

容器驱动介质磨机通常是向圆筒状磨机容器内填充钢球、陶器球、玉石、钢制杆、卵(砾)石或珠等粉碎介质，驱动磨机容器，由此进行粉碎的微粉碎机。根据磨机的运动方式的不同而大体分为滚动磨机、震动磨机、行星磨机之类，可以优选使用行星磨机。另外，根据粉碎介质的种类，分类为球磨机、卵(砾)石磨机、杆磨机等，优选球磨机。从而，在本发明中，优选使用行星球磨机。

行星球磨机是圆筒状粉碎容器自转的同时，围绕与自转轴平行的磨机中心轴而公转的形式的磨机，具体来说，可以举出行星型球磨机P-4、P-5、P-6、及P-7(FRITSCH公司制)。

所述行星球磨机可以使用以往公知的介质作为粉碎介质，不限定，但可以例示钢球(SWRM、SUJ₂、SUS440、铬钢)、陶瓷(高氧化铝、皂石、氧化锆(氧化锆)、碳化硅、氮化硅)、玻璃(通常为钠玻璃、无碱玻璃、高压玻璃(ハイビ一))、超硬球(钨碳化物)、天然石(火石SiO₂)、及塑料聚酰胺等，其中优选使用氧化锆(氧化锆)。

粉碎介质的莫氏硬度优选8.0～9.0。若为上述数值范围，则能够反复使用介质的磨损或损伤。氧化锆的莫氏硬度是8.5。粉碎介质的直径优选10～40mm，更优选10～20mm。

本发明中，粉碎优选湿式粉碎。

通常，湿式粉碎与干式粉碎相比，更适合微粉的生成。这被认为是通过液体润湿粒子表面来降低粒子的表面能的效果(Rehbinder效果)、和抑制粒子相互的凝聚作用来保持磨机内的碎料的分散状态的所谓它们的协同作用产生的效果。另外，在用干式进行微粉碎的情况下，微细粒子被粉碎介质涂敷，引起缓冲现象，导致粉碎效率降低。

<肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐的吸附>

为了将肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐(以下，有时还称为肌醇磷酸等)吸附于钙盐的粉体的表面，在肌醇磷酸等稀薄的溶液中浸渍处理钙盐的粉体。认为肌醇磷酸等化学性地吸附于钙盐的粉体表面。

在将上述钙盐的粉体与上述肌醇磷酸等的水溶液混合，并将其吸附于粉体表面后，分离并干燥粉体，由此，得到将肌醇磷酸等吸附于钙盐的粉体的粉体。

在使用肌醇磷酸等的水溶液的情况下，向所述水溶液中预先添加碱水溶液，优选调节为pH6～11，更优选pH6～8。用于调节pH而使用的碱水溶液不特别限定，可以举出氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液等。

作为肌醇磷酸等的水溶液的浓度，优选1,000～10,000ppm，更优选1,000～5,000ppm，进而优选1,000～2,500ppm。

作为肌醇磷酸等和钙盐之比，优选0.001～0.1，更优选0.001～0.05。

吸附的方法不特别限定，将浸渍钙盐的粉体的肌醇磷酸等的水溶液适当地搅拌并振动的同时进行吸附，吸附结束后，分离目的粉体。

混合温度优选20～60℃，更优选20～40℃。另外，混合时间优选2～24小时，更优选2～10小时。

用于吸附肌醇磷酸等的粉体的干燥温度与回收钙盐的粉体并将其干燥的工序相同，优选冻结干燥或在50～150℃下加热干燥，更优选冻结干燥。另外，干燥时间优选12～48小时，更优选12～24小时。

利用上述方法配制的粘固粉用材料由在钙盐的粉体的表面吸附有肌醇磷酸等的粉体构成。尤其，将向钙盐的粉体的肌醇磷酸等的吸附可以由其吸附等温线的朗缪尔作图近似为单分子层均一吸附。

<粘固粉用材料的制造方法2>

另外，作为粘固粉用材料的制造方法，还可以采用以下的方法。

具体来说，可以采用一种粘固粉用材料的制造方法，其特征在于，包括：混合调节为碱性的含有钙离子的溶液、含有磷酸离子的溶液、和含有肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐的溶液，得到沉淀物的工序；将含有所述沉淀物的体系保持为碱性的同时熟化，得到具有肌醇磷酸的钙盐的粉体的工序。

即，与将肌醇磷酸等吸附于所述钙盐的粉体的所述制造方法不同，其特征在于，在钙盐的合成时，同时添加含有肌醇磷酸等的溶液。溶液的混合方法不限于与在先叙述的粘固粉用材料的制造方法，但例如可以使用单侧混合法、同时混合法或它们的组合的任一种。

<粘固粉>

其次，对本发明的粘固粉进行说明。

在水性溶剂中混炼本发明的粘固粉用材料，并将其作为糊剂使用。作为水性溶剂，主要使用水，但还可以使用添加了乙醇等与水混合的溶剂的溶剂。可以通过向骨缺损部等患部填充混炼的粘固粉用材料，使其固化来配制粘固粉。

作为混炼时间，优选在3分钟内结束混炼至填充。水性溶剂的pH优选为pH6～11，更优选pH6～8。

粘固粉用材料和水性溶剂的重量比、即固液比(粉体/混炼液)通常为1/0.30～1/0.60，优选1/0.31～1/0.45，更优选1/0.32～1/0.40。若在上述数值的范围，则能够得到在固化后压缩强度优越的粘固粉。

在水性溶液中混炼本发明的粘固粉用材料时，根据使用的疾患，也可以添加淀粉、氨基葡聚糖、藻朊酸、壳多糖、壳聚糖、肝磷酯等多糖类、骨胶原、明胶及它们的衍生物等蛋白质、抗风湿症治疗剂、抗炎症剂、抗生物质、抗肿瘤剂、骨诱导因子、视黄酸衍生物等生理活性物质。

若向骨缺损部等患部填充上述糊剂，则在2～3分钟内开始固化，在约10分钟内固化，成为粘固粉。粘固粉与新生骨结合，与生物体组织一体化。

本发明的粘固粉与以往的磷灰石粘固粉不同，在固化时不引起酸·碱反应，因此，在固化前后不发生pH变化。从而，本发明的粘固粉引起炎症反应的可能性小。

本发明的粘固粉的固化时间短，因此，能够缩短治疗时间，能够减少患者的苦痛。本发明的粘固粉可以使用于骨折、骨疏松症、慢性关节风湿症等的治疗。

在本发明中，通过将粘固粉原料形成为微粒，成功实现粘固粉试片的高强度化。在本发明中至今得到的粘固粉的压缩强度是约14～25MPa，能够适用于施加负荷的部位。尤其，随着超高龄化社会的到来，高龄人特有的“压迫骨折”有关的治疗正在大幅增加的事实不言而喻，通过注入本发明提供“高强度螯合物固化型骨修复粘固粉”，将其适用于脊椎的压迫骨折，从而能够构筑临床上低侵袭(对身体的负担或影响少)的治疗法。从广域观点来看，该新的基于粘固粉的治疗法的构筑约束QOL(生活的质量)的提高。

实施例

(实施例1)

<合成条件的研究>

作为合成条件的研究，以表1所示的实验条件进行了HAp9羟基磷灰石)的合成。

实验参数为以下五种。

合成温度(37、50、70℃)、

搅拌速度(200、400、800rpm)、

试剂浓度(0.1M氢氧化钙和0.06M磷酸、0.5M氢氧化钙和0.3M磷酸、1.0M氢氧化钙和0.6M磷酸、2.0M氢氧化钾和1.2M磷酸)、

pH调节剂(25％NH₄OH、1.5M NaoH、1.5M KOH)、

磷酸滴入速度(17、4.2ml/分钟)

<利用湿式合成的HAp粉体的配制>

以下，示出具体合成方法。

首先，配制氢氧化钙悬浊液500cm³，向其中滴入磷酸水溶液500cm³。氢氧化钙和磷酸的浓度调节为Ca/P＝1.67(摩尔比)。另外，用pH调节剂调节为：反应槽中的pH成为10＜pH＜11。在磷酸水溶液的滴入结束后，进而搅拌1小时，然后，将其静置于设定为37℃的保温箱中24小时，使其熟化。熟化后，用抽吸过滤，回收HAp浆料，将其在-80℃的冷冻装置中冻结一晚。使用冷冻干燥机Free Zone(商标)(LABCONCO制)将冻结的HAp浆料干燥24小时，得到湿式合成HAp粉体。

<植酸(IP₆)水溶液的配制>

精确称量1.00g的50重量％IP₆(和光纯药工业株式会社制)，用精制水稀释为300cm³左右后，使用氢氧化钠水溶液和盐酸将pH调节为7.3，使用容量瓶注满500cm³，由此配制浓度1,000ppm的IP₆水溶液。

<利用表面改性的湿式合成HAp/IP₆粉体的配制>

在浓度1,000ppm的IP₆水溶液中使湿式合成HAp粉体10.0g悬浊，以37℃、搅拌速度400rpm进行搅拌5小时。将其抽吸过滤，用纯化水清洗得到的浆料后，在-80℃下冻结一晚。使用冷冻干燥机Free Zone(商标)(LABCONCO制)将冻结的HAp/IP₆浆料干燥24小时，得到湿式合成HAp/IP₆粉体。

<粘固粉的制作>

使用湿式合成HAp/IP₆粉体，制作粘固粉。粘固粉的制作如下制作，即：相对于各粉体0.2g，添加纯化水70～120μl(固液比(粉体/混练液)：1/0.35～1/0.60)，使用橡胶辊进行混炼，将其填满在

金属模具成形器中，以2kN的成形压力进行单轴加压成形而制作。在空气中，将成形的粘固粉试片干燥24小时。粘固粉试片的尺寸如下：

高度6～8mm、重量0.2g。

<粘固粉的力学特性评价>

粘固粉的力学特性均用压缩强度试验评价。试验机使用SHIMADZU制AUTOGRAPH-AGS-J。测定条件如下所示。

十字头速度：0.5mm·s^-1

设定负荷：5kN

AUTO STOP：ON

测定使用以表1的条件制作的粘固粉用材料制作的粘固粉的压缩强度。结果示出在表1中。

[表1]

从表1的结果可知，以下的实验例中，选择了固液比1/0.35下得到高压缩强度的实验参数。作为HAp的湿式合成条件，具体来说，合成温度为37℃，搅拌速度为200rmp，作为试剂浓度的氢氧化钾浓度为0.5M，磷酸浓度为0.3M，pH调节剂为25％NH₄OH，磷酸滴入速度为17ml/分钟。

<湿式合成中的干燥方法及临时煅烧引起的粉体性质的变化>

(实施例2)

<冻结干燥HAp/IP₆粉体的配制>

使用实施例1中得到合成条件，得到“冻结干燥HAp/IP₆粉体”。

使用得到的冻结干燥HAp/IP₆粉体，与实施例1相同地，制作粘固粉，测定粘固粉的压缩强度。结果示出在表2中。

<中位径及粒度分度测定>

使用激光衍射/散射式粒度分布测定装置LA-300(堀场制作所制)，测定冻结干燥HAp/IP₆粉体的中位径及粒度分布。将试剂分散在纯化水中，用流动池进行测定。冻结干燥HAp/IP₆粉体的中位径示出在表2中，粒度分布测定的结果示出在图1中。

<表面系数的测定>

使用微粒自动表面系数测定装置富路索普III2305(岛津制作所)利用BET法测定冻结干燥HAp粉体的表面系数(Specific surface area；SSA)。试剂量为0.2g，致冷剂使用液氮。饱和吸附量的修正值使用以下的式算出。

SSA＝(273.2/气温(℃))×(气压(mmHg)/760)×((6.023×10²³×16.2×10^-20)/(22.414×10))×(1-(氮的比例(％)×气压(mmHg))/775)

测定用致冷剂冷却试料时吸附于粉体的气体量(吸附数据)、和从致冷剂取出试料时从粉体放出的气体量(解吸数据)。解吸数据作为实验值采用。冻结干燥HAp粉体的表面系数测定的结果示出在表2及图2中。

<利用X线衍射法(XRD)的结晶相的同定>

使用粉末X线衍射装置，利用X线衍射法同定HAp/IP₆粉体。使用Rigaku MiniFlex(理学设备制)，在施加电压30kV、管电流15mA下进行测定。表面改性前后的粉体的结晶相的同定使用JCPDS卡进行。得到的X线衍射图示出在图3中。另外，(002)面的半值宽度示出在表2中。

(实施例3)

<110℃干燥HAp/IP₆粉体的配制>

与实施例2相同地进行湿式合成，熟化后，利用抽吸过滤回收HAp浆料，使浆料在300cm³的丙酮中悬浮，然后，再次利用抽吸过滤进行回收。回收的HAp浆料风干至丙酮消失，然后，在设定为110℃的干燥机中干燥两天。除此之外，与实施例2相同地，得到<110℃干燥HAp/IP₆粉体>。

得到的110℃干燥HAp/IP₆粉体的中位径示出在表2中，粒度分布测定的结果示出在图1中，表面系数测得的结果示出在图2中，X线衍射图示出在图3中，半值宽度示出在表2中。另外，使用得到的110℃干燥HAp/IP₆粉体，与实施例1相同地，制作粘固粉，将测定的粘固粉的压缩强度的结果示出在表2中。

(比较例1～4)

<临时煅烧HAp/IP₆粉体的配制>

与实施例3相同地，将回收的HAp浆料风干至丙酮消失，然后使用箱型电炉(光洋热系统制)，分别在温度(600℃、800℃、1,000℃、1，200℃)下临时煅烧。除此之外，与实施例2相同地，得到“临时煅烧HAp/IP₆粉体(600℃、800℃、1,000℃、1,200℃)”。

得到的各临时煅烧HAp/IP₆粉体的中位径示出在表2中，粒度分布测定的结果示出在图1中，表面系数测定的结果示出在图2中，X线衍射图示出在图3中，半值宽度示出在表2中。另外，使用得到的各临时煅烧HAp/IP₆粉体，与实施例1相同地，制作粘固粉，将测定的粘固粉的压缩强度的结果示出在表2中。

[表2]

<利用球磨机粉碎的原材料粉体的微粒化>

(实施例4)

<干式粉碎HAp/IP₆粉体的制作>

使用P-6行星型球磨机(FRITSCH制)，在下述条件下，粉碎与实施例2相同地得到的湿式合成HAp粉体。

向氧化锆制罐中加入用与实施例2相同的方法配制的湿式合成HAp粉体10.0g和

氧化锆球50个，以转速300rpm干式粉碎5分钟。粉碎后，使用纯化水，从容器将其洗出，并回收试剂，利用抽吸过滤回收粉碎HAp浆料。在-80℃下，冻结所回收的浆料一晚，然后，使用使用冷冻干燥机Free Zone(商标)(LABCONCO制)干燥24小时，形成为干式粉碎HAp粉体。

除此之外，与实施例2相同地，得到“干式粉碎HAp/IP₆粉体”。得到的干式粉碎HAp/IP₆粉体的粒度分布测定的结果示出在图4中，中位径、表面系数及半值宽度示出在表3中。另外，使用得到的干式粉碎HAp/IP₆粉体，将固液比(粉体/混炼液)设为1/0.31～1/0.60之外，与实施例1相同地，制作粘固粉，将测定粘固粉的压缩强度的结果示出在表3中。

(实施例5)

<湿式粉碎HAp/IP₆粉体的制作>

向氧化锆制罐中加入用与实施例2相同的方法配制的湿式合成HAp粉体10.0g和

氧化锆球50个，以转速300rpm湿式粉碎5分钟。除此之外，与实施例4相同地，得到“湿式粉碎HAp/IP₆粉体”。得到的干式粉碎HAp/IP₆粉体的粒度分布测定的结果示出在图4中，中位径、表面系数及半值宽度示出在表3中。另外，使用得到的干式粉碎HAp/IP₆粉体，将固液比(粉体/混炼液)设为1/0.31～1/0.60之外，与实施例1相同地，制作粘固粉，将测定粘固粉的压缩强度的结果示出在表3中。

[表3]

<螯合剂及其添加方法的研究>

(比较例5)

<HAp/EDTA粉体的配制>

在浓度1,000ppm的EDTA溶液200cm³中使与实施例2相同地配制的湿式合成HAp粉体10.0g悬浮，在37℃、搅拌速度400rpm下搅拌5小时。除此之外，与实施例2相同地，得到“HAp/EDTA粉体”。

得到的HAp/EDTA粉体的中位径、表面系数及半值宽度示出在表4中。另外，使用HAp/EDTA粉体，与实施例1相同地制作粘固粉，将测定粘固粉的压缩强度的结果示出在表4中。

(实施例6、7)

<变化螯合剂浓度的情况>

与实施例2相同的步骤，配制湿式合成HAp粉体后，分别在调节为5,000ppm或10,000ppm的IP₆水溶液200cm³中使粉体10.0g悬浮，在37℃、搅拌速度400rpm下搅拌5小时。除此之外，与实施例2相同地得到“HAp/5000IP₆粉体”、及“HAp/10000P₆粉体”。得到的各粉体的中位径、表面系数及半值宽度示出在表4中。另外，使用各粉体，与实施例1相同地，制作粘固粉，将测定粘固粉的压缩强度的结果示出在表4中。

<变化IP₆的添加时间间隔的情况>

以时间间隔1～3的三个添加时间间隔添加IP₆，分别合成HAp/IP₆粉体。

还有，时间间隔1是按照以往的方法(实施例2)。

(实施例8)

<以HAp浆料的状态添加了IP₆的情况(时间间隔2)>

与实施例2相同地进行湿式合成，熟化后，利用抽吸过滤回收HAp浆料。不干燥回收的浆料，在浓度1,000ppm的IP₆水溶液500cm³中使其悬浮，在搅拌速度400rpm、37℃下搅拌5小时。将其抽吸过滤，用纯化水清洗得到的浆料，然后在-80℃下冻结一晚。使用使用冷冻干燥机Free Zone(商标)(LABCONCO制)，以24小时干燥冻结的HAp/IP₆浆料，得到“湿式HAp/IP₆粉体(时间间隔2)”。得到的湿式HAp/IP₆粉体(时间间隔2)的中位径、表面系数及半值宽度示出在表4中。另外，使用湿式HAp/IP₆粉体(时间间隔2)，与实施例1相同地制作粘固粉，将测定粘固粉的压缩强度的结果示出在表4中。

(实施例9)

<合成时添加IP₆的情况(时间间隔3)>

以每分钟17cm³的速度向浓度0.5M的氢氧化钙悬浮液500cm³中滴入0.3M的磷酸水溶液500cm³和浓度1,000ppm的IP₆水溶液500cm³。此时，以搅拌速度200rpm、溶液中的温度保持37℃，以25％NH₄OH溶液调节以使溶液的pH变为10＜pH＜11。滴入磷酸后，进而搅拌1小时，然后在设定为37℃的保温箱中静置24小时，使其熟化。熟化后，抽吸过滤，回收HAp浆料，在-80℃下冻结一晚。使用冷冻干燥机Free Zone(商标)(LABCONCO制)，干燥冻结的HAP/IP₆浆料24小时，得到“湿式HAP/IP₆粉体(时间间隔3)”。得到的湿式HAp/IP₆粉体(时间间隔3)的中位径、表面系数及半值宽度示出在表4中。另外，使用湿式HAp/IP₆粉体(时间间隔3)，与实施例1相同地制作粘固粉，将测定粘固粉的压缩强度的结果示出在表4中。

(比较例6)

利用网眼37μm的筛子将HAp-100(羟基磷灰石、太平化学制)分级，得到中位径18.3μm的HAp-100粉体(表面系数48.3m²/g)。向IP₆水溶液50ml(3.0mM、pH7.3、0.15mmol)中加入得到的已分级的HAp-10粉体2.5g，振动5小时。利用抽吸过滤滤取HAp-100/IP₆，在减压下干燥24小时。以固液比1/0.60(重量比)向配制的HAp-100/IP₆中混合水，混炼1分钟后，将其填充于成形器中。测定固化的粘固粉的压缩强度的结果，压缩强度是6.8MPa。

<实施例10>

(1)生物体疑似体液的配制

向约700ml的蒸馏水中依次添加氯化钠(7.996g)、碳酸氢钠(0.350g)、氯化钾(0.224g)、磷酸氢钾三水合物(0.228g)、氯化镁六水合物(0.305g)、1M盐酸(40ml)、氯化钾(0.278g)、硫酸钠(0.071g)及三羟基甲基氨基甲烷(6.057g)。使用1M盐酸，调节pH为7.40，然后添加蒸馏水，将总液量设为1,000ml。

(2)生物体疑似体液的浸渍实验

在生物体疑似体液中浸渍实施例1中配制的粘固粉，经时性测定粘固粉的压缩强度及生物体疑似体液中的钙离子或磷离子浓度。

生物体疑似体液中的钙离子或磷离子的离子浓度经时性减少，6天后，成为恒定的离子浓度。其结果表示：在粘固粉上析出有磷酸钙，若考虑疑似体液中的钙离子及磷酸离子浓度的经时变化，则推测为析出的是HAp。

另外，在生物体疑似体液中浸渍30天后，测定粘固粉的压缩强度，结果显示19.1MPa的压缩强度。

<实施例11>

在聚苯乙烯盘中将骨芽(骨芽)细胞样细胞(MC3T3-E1)(6×10⁴个)播种，培养1天。向所述聚苯乙烯盘中设置过渡井(トランスウエル)，投入实施例1中配制的粘固粉，将2、4、6及8天后的细胞数目计数。

经时增加细胞数目，6天后达到饱和密度。从该结果可知，本发明具有良好的生物体适合性。

Claims (14)

1.一种粘固粉用材料，其特征在于，

包含：使肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于表面的、钙盐的粉体，

所述粉体的表面系数是60～120m²/g。

2.根据权利要求1所述的粘固粉用材料，其中，

所述肌醇磷酸是植酸(肌醇六磷酸)。

3.根据权利要求1或2所述的粘固粉用材料，其中，

所述钙盐是磷酸钙。

4.根据权利要求3所述的粘固粉用材料，其中，

所述磷酸钙是羟基磷灰石。

5.根据权利要求4所述的粘固粉用材料，其中，

利用X线衍射得到的所述羟基磷灰石的粉体的(002)面的半值宽度是0.30～0.45°。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的粘固粉用材料，其中，

所述粉体的中位径在5～20μm的范围、粒径为3～50μm的粉体的含有比率在整体的60体积％以上。

7.一种粘固粉用材料的制造方法，其是权利要求1～6中任一项所述的粘固粉用材料的制造方法，其特征在于，包括：

将调节为碱性后的含有钙离子的溶液、和含有磷酸离子的溶液混合，得到沉淀物的工序；

使含有所述沉淀物的体系保持为碱性的同时熟化，得到钙盐的粉体的工序；

回收并干燥所述钙盐的粉体的工序；及

使所述干燥后的钙盐的粉体浸渍于肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐的溶液中，使肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐吸附于所述钙盐的粉体的表面的工序。

8.根据权利要求7所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

将含有所述沉淀物的体系的温度保持在20～70℃，得到粉体。

9.根据权利要求7或8所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

回收并干燥所述钙盐的粉体的工序是冻结干燥或在50～150℃下加热干燥的工序。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

还包括：粉碎干燥后的钙盐的粉体的工序。

11.根据权利要求10所述的粘固粉用材料的制造方法，其中，

在所述粉碎的工序中，粉碎的方法是利用容器驱动介质磨机的湿式粉碎。

12.一种粘固粉用材料的制造方法，其特征在于，其是权利要求1～6中任一项所述的粘固粉用材料的制造方法，包括：

将调节为碱性的含有钙离子的溶液、含有磷酸离子的溶液混合、和含有肌醇磷酸及/或该肌醇磷酸的盐的溶液，得到沉淀物的工序；

将含有所述沉淀物的体系保持为碱性的同时熟化，得到具有肌醇磷酸的钙盐的粉体的工序。

13.一种粘固粉，其特征在于，

将从权利要求1～6所述的粘固粉用材料、及利用权利要求7～12所述的粘固粉用材料的制造方法得到的粘固粉用材料构成的组中选择的至少一种粘固粉用材料与水性溶剂混炼，并固化。

14.根据权利要求13所述的粘固粉，其中，

固化后的压缩强度是14MPa以上。

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