CN115887757A - 多孔质复合体、骨再生材料以及多孔质复合体的制造方法 - Google Patents

多孔质复合体、骨再生材料以及多孔质复合体的制造方法 Download PDF

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CN115887757A
CN115887757A CN202211653168.3A CN202211653168A CN115887757A CN 115887757 A CN115887757 A CN 115887757A CN 202211653168 A CN202211653168 A CN 202211653168A CN 115887757 A CN115887757 A CN 115887757A
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porous composite
collagen
porous
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bone regeneration
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岩井敦史
梶井文彦
田中秀典
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

本发明提供与以往相比压缩强度优异且包含OCP和胶原的多孔质复合体、包含该多孔质复合体的骨再生材料、以及多孔质复合体的制造方法。该多孔质复合体的特征在于,包含磷酸八钙和胶原,由水银孔率计测定的气孔径为5~40μm,且71~200μm的气孔在200μm以下的气孔整体中占据的比例为8%以下。

Description

多孔质复合体、骨再生材料以及多孔质复合体的制造方法
本申请是申请号为201580063040.3、申请日为2015年6月12日、发明名称为“多孔质复合体、骨再生材料以及多孔质复合体的制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及多孔质复合体、骨再生材料以及多孔质复合体的制造方法。
背景技术
作为以往使用的骨再生材料,已知有羟磷灰石(HA)等磷酸钙(例如参照专利文献2:日本特开2010-273847号公报,专利文献3:日本特开2003-260124号公报,专利文献4:日本特开2009-132601号公报,专利文献5:日本特开2005-279078号公报)。
近年来,知晓作为HA的前驱物质的磷酸八钙(Octacalcium phosphate,以下称作“OCP”)与HA、β-第三磷酸钙(β-TCP)等其它磷酸钙相比,骨再生的促进作用高,在生物体内的吸收性也高(例如参照专利文献1:日本特开2006-167445号公报)。这样,OCP在磷酸钙中作为骨再生材料具有特别优异的特性。
但是,OCP为无机物,因此缺乏形状赋予性。因此,以单独的OCP的形式难以应用于宽范围的骨缺损部的再生等。因此,提出了将OCP与胶原的复合体用作骨再生材料(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-167445号公报
专利文献2:日本特开2010-273847号公报
专利文献3:日本特开2003-260124号公报
专利文献4:日本特开2009-132601号公报
专利文献5:日本特开2005-279078号公报
发明内容
发明要解决的课题
骨再生材料通常应用于无固定形状的骨缺损。对于骨再生材料,要求具备骨再生促进能力是不言而喻的,也要求应用于体内等时的良好的操作性。但是,骨再生材料所用的OCP与胶原的复合体为了作为用于骨再生的成骨细胞的根基发挥功能而需要采用多孔质体。这样的多孔质复合体通常压缩强度低,在处理时容易发生破损等,因此,存在操作性差这样的问题点。
本发明是鉴于上述课题而完成的,其目的在于提供一种与以往相比压缩强度优异且包含OCP和胶原的多孔质复合体、包含该多孔质复合体的骨再生材料以及多孔质复合体的制造方法。
用于解决课题的方案
由多孔质复合体构成的骨再生材料通过多孔质体构造使成骨细胞进入到多孔质内部,从而实现了促进新生骨形成的内部骨形成。为了使成骨细胞进入,需要具有一定的孔径,通常,孔径越大,成骨细胞越容易进入到多孔质内部。另一方面,发明人发现,当孔径变大时,多孔质复合体本身的强度变弱。对此,发明人进行了深入研究,结果发现了如下的多孔质复合体:多孔质复合体通过具有一定的孔径而容易使成骨细胞进入到内部,作为骨再生的根基有效地发挥功能,并且,具有适度的强度,在进行临床手术等时易于处理,操作性优异。本发明提供以下所代表的发明。
(1)一种多孔质复合体,其特征在于,所述多孔质复合体包含磷酸八钙和胶原,由水银孔率计测定的气孔径为5~40μm,且71~200μm的气孔在200μm以下的气孔整体中占据的比例为8%以下。
(2)一种骨再生材料,其中,所述骨再生材料包含(1)所记载的多孔质复合体。
(3)一种多孔质复合体的制造方法,所述多孔质复合体包含磷酸八钙和胶原,其特征在于,包括以下工序:将包含磷酸八钙和胶原的凝胶、溶胶或液体浸渍于液体冷媒进行冻结。
(4)一种多孔质复合体,其中,所述多孔质复合体是通过(3)所记载的制造方法而得到的、包含磷酸八钙和胶原的多孔质复合体。
发明效果
根据本发明,能够提供与以往相比压缩强度优异的包含OCP和胶原的多孔质复合体、包含该多孔质复合体的骨再生材料以及多孔质复合体的制造方法。本发明的多孔质复合体通过具有规定的气孔径而使成骨细胞进入到内部,促进骨再生。另外,通过具有适度的压缩强度,具有如下的优异效果:在手术等时容易利用镊子等与骨缺损部的形状匹配地进行切断等加工,且在处理时难以发生破损等。
附图说明
图1是表示关于实施例1的气孔径测定中的细孔分布曲线的图表。
图2是用于说明压缩强度的测定方法的示意图。
图3是利用SEM拍摄在实施例1中制作的多孔质复合体的截面而得到的放大照片。
图4是利用SEM拍摄在比较例1中制作的多孔质复合体的截面而得到的放大照片。
图5是表示实施例1与比较例1的气孔径测定中的细孔分布曲线的比较的图表。
附图标记说明:
1样本,21试料台,22十字头。
具体实施方式
[多孔质复合体]
本发明的多孔质复合体是包含磷酸八钙和胶原的多孔质的复合体(OCP/胶原复合体)。本发明的多孔质复合体的优选方案采用如下的多孔质复合体:胶原形成以纤维状或膜状三维地随机存在的海绵状构造,OCP在该海绵状构造中作为颗粒而存在。
OCP(Ca8H2(PO4)6·5H2O)能够通过各种公知的方法进行调制,例如能够通过LeGeros的滴下法(LeGeros RZ,Calcif Tissue Int 37:194-197,1985)、使用了日本特开平5-070113号公报所公开的合成装置(三流管)的方法等进行调制。另外,能够通过混合法进行调制,具体地说,例如通过将磷酸二氢钠水溶液和醋酸钙水溶液在适当的条件下进行混合,并回收所生成的沉淀物,从而能够得到OCP。优选使从沉淀物得到的OCP干燥,并利用电动磨等进行粉碎,从而形成颗粒状的粉体来使用。粒径优选为10~1000μm的范围,更优选调制为300~500μm。
作为胶原,对其来源、性状等未特别限定,能够使用各种胶原。优选使用通过利用蛋白分解酵素(例如胃蛋白酶、链霉蛋白酶等)进行可溶化而得到的、去除了端肽的酵素可溶化胶原。作为胶原的类型,优选采用作为纤维性胶原的I型、II型、III型以及IV型胶原,尤其优选采用在生物体内大量含有的I型胶原、或者I型以及III型胶原的混合物。作为原料,并未特别限定,但能够优选使用来源于猪、牛等的皮肤、骨头、腱等的胶原。由于胶原是源自生物体的成分,因此,具有安全性高这样的优点,尤其是酵素可溶化胶原的变应原性也低,故是优选的。作为上述的胶原,也可以使用市售的产品。
在本发明的多孔质复合体中,OCP与胶原的配合比能够根据所希望的形状赋予性、操作性、生物体亲和性等而适当调整。OCP相对于胶原1重量部的配合比优选为0.5~35重量部,更优选为1~20重量部,进一步优选为2~10重量部。当OCP相对于胶原1小于0.5时,得到的复合体的骨再生功能有可能较差,另外,当超过35时,形状赋予性有可能下降。
本发明的多孔质复合体的气孔径优选为5~40μm。在气孔径超过40μm的情况下,具有多孔质复合体的压缩强度下降至小于0.3Mpa的趋势。另一方面,在气孔径小于5μm的情况下,难以使成骨细胞等骨代谢系细胞侵入,骨再生的促进作用有可能下降。
本发明的多孔质复合体的气孔径更优选为7~36μm,进一步优选为10~20μm。
气孔径通过使用基于水银孔率计(Mercury porosimeter)的细孔分布测定来进行测定,具体地说通过以下的方法进行测定。
(气孔径测定)
作为前处理,在120℃下将样本恒温干燥四小时。针对前处理后的各样本,通过使用了以下的测定装置的水银压入法,在以下的条件下求出细孔径0.0018~200μm的细孔分布。
测定装置:自动压汞仪IV9520(micromeritics公司制)
测定条件:样本与水银的接触角:140deg
水银的表面张力:0.48N/m(以1dyne=10-5N进行换算)
本发明中的气孔径是指,在根据通过水银压入法测定出的测定压力得到的细孔分布曲线中表示具有最大面积的峰值的极大值的细孔径的值。
此外,本发明的多孔质复合体的特征在于,在通过上述水银压入法测定出的细孔分布中,71~200μm的大小的气孔在200μm以下的气孔整体中占据的比例为8%以下。优选为3~8%。
气孔比例使用由水银孔率计测定出的累积细孔容积以及全部细孔容积通过下式表示。
气孔比例(%)=累积细孔容积/全部细孔容积×100
本发明的多孔质复合体意味着气孔的分布较窄、具有更加均匀的气孔径。由此,能够在多孔质复合体整体的范围内提供均质的细胞根基,并且,能够赋予均匀的构造特性。以往难以实现更加均匀的细孔。例如,在TANUMA Y.et al.(TISUUE ENGINEERING:Part A,Volume 18,Numbers 5and 6,2012)中记载有由OCP和胶原构成且气孔径为30μm以下的复合体。然而,本发明人对TANUMA Y.et al所记载的细孔分布曲线进行了解析,其结果是,71μm以上的气孔径在气孔整体中占据的比例为约9~15%,细孔分布宽,存在较多的大气孔径。
本发明的多孔质复合体通过具有所述范围的气孔径,从而压缩强度优异。多孔质复合体的压缩强度优选为0.3MPa以上,更优选为0.3MPa以上且3.0MPa以下,进一步优选为0.3MPa以上且1.0MPa以下。在压缩强度小于0.3Mpa的情况下,具有多孔质复合体的操作性下降的趋势。即,在将本发明的多孔质复合体填充于骨缺损部之际所述复合体损坏或气孔压扁时,对之后的骨再生造成不良影响。具体地说,在医生使用工具对具有各种形状的骨缺损部进行无间隙地填充多孔质复合体的手术时,表示不发生所述复合体的损坏或气孔压扁的指标为压缩强度0.3MPa以上。对上限未特别限定,但从向骨缺损部进行填充时的操作容易性的观点出发,优选为3.0MPa以下。
本发明中的压缩强度通过下述的方法进行测定。
(压缩强度测定)
在温度为25℃且湿度为65%的环境下,将直径为9.0mm、高度为15mm的圆柱状试料(样本)在磷酸缓冲生理盐水(10mM磷酸钠,0.14M氯化钠,pH7.4)中浸渍30分钟。然后,轻轻擦掉样本表面的水气,使用拉伸压缩试验机(负载传感器容量:1kN)沿圆柱的上下方向施加单轴负载。而且,将在使负载阶段性地变化时样本损坏的最小负载设为损坏时负载。“识别到样本的损坏”是指,在通过目视观察试料时,确认到明显的皲裂或发生剥落。目视能够通过肉眼观察来进行,在肉眼观察困难的情况下,也能够使用如下方法:利用摄像机等进行放大拍摄,并利用监视器通过目视进行观察。
具体地说,参照图2,在将样本1设置于试料台21上之后,使十字头(按压工具)22以10mm/mmin的速度下降,在负载传感器显示2.5N时,使十字头22停止并解除负载。观察试料台的样本,若未发生损坏,则将该样本放回到试料台而再次进行设置,同样使十字头下降,直至负载传感器显示5N。使负载每次增加2.5N,反复进行该操作,将首次识别到样本的损坏时的负载设为损坏时负载。
本发明中的压缩强度根据上述损坏时负载和样本的截面积(与圆柱的厚度方向垂直的截面中的截面积),以式1表示。
Cs=F/S···(式1)
Cs:压缩强度(Pa)
F:损坏时负载(N)
S:样本的截面积(m2)
多孔质复合体的气孔率(空隙率)优选为80~98%,更优选为85~95%。进一步优选为85~90%。气孔率使用通过水银压入法测定的全部细孔容积和表观密度,通过下式2求出。
气孔率(%)=全部细孔容积/{(1/表观密度)+全部细孔容积}×100(式2)
本发明的多孔质复合体的形状优选为长方体(块体)、圆筒体或平板状、或者颗粒。在为长方体的情况下的大小优选为5mm×5mm×5mm以上的大小,通常,上限优选为100mm×100mm×100mm以内的范围。长方体不局限于立方体。就在为圆筒状的情况下的大小而言,直径优选为5~50mm,高度优选为1~50mm的范围。在为颗粒状的情况下,形状不局限于球体,也可以为无固定形状,但直径优选为0.1~10mm。
本发明的多孔质复合体通过填补于骨缺损部而被使用,但在骨缺损部存在充分的血液或体液的情况下,将多孔质复合体直接填补于骨缺损部或者切成适当的形状进行填补。在骨缺损部不存在充分的血液等、或者无法以原始的形状填补多孔质复合体的情况下,能够将多孔质复合体浸渍于血液或生理盐水等,在确认到多孔质复合体显示出海绵状的弹力性之后,将多孔质复合体填补于骨缺损部。
[多孔质复合体的制造方法]
本发明的多孔质复合体的制造方法优选采用将OCP与胶原混合的制造方法,能够使用如下所述的制造方法。
(a)将OCP与胶原混合而复合化的方法
首先,向已将浓度、pH等调整为能够凝胶化的范围的胶原溶液添加OCP,进行充分地混匀来制作OCP与胶原的混合物。接着,将该混合物放入适当的模具进行成型、冻结、冻结干燥,由此得到复合体。对所得到的该复合体实施热脱水交联处理,进而通过惯用的灭菌法(例如γ线照射、电子线照射、环氧乙烷气体等)进行灭菌。
(b)将OCP悬浊液混合而复合化的方法
利用适当的缓冲液(例如磷酸缓冲液、三羟甲基氨基烷缓冲液、醋酸钠缓冲液等)将适当浓度的胶原酸性溶液无菌地调整为pH5.5~7.5,在胶原凝胶化之前添加OCP,调制胶原与OCP的悬浊液。然后,在将pH保持为中性至弱碱性的状态下使悬浊液流入模具,在赋予形状之后,以适当的温度(例如37℃)使其凝胶化,并反复进行水清洗来去除缓冲液的盐等,形成复合载体,与上述同样地进行冻结干燥以及灭菌处理。
(c)使OCP在胶原中析出而复合化的方法
利用适当的缓冲液(例如磷酸缓冲液、三羟甲基氨基烷缓冲液、醋酸钠缓冲液等)将适当浓度的胶原酸性溶液无菌地调整为pH 5.5~7.5,在胶原凝胶化之前添加钙溶液以及磷酸溶液,使OCP在胶原上析出。然后,在将pH保持为中性至弱碱性的状态下使胶原流入模具,在赋予形状之后,以适当的温度(例如37℃)使其凝胶化,然后反复进行水清洗来去除缓冲液等的盐,形成复合载体,与上述同样地进行冻结干燥以及灭菌处理。
需要说明的是,OCP的析出基于由Ca2+、PO4 3-、pH等决定的过饱和度(离子积/溶度积)而实现。因此,关于OCP,能够在成为过饱和的条件下,将Ca2+溶液以及PO4 3-溶液注入调节pH后的胶原溶液,从而使OCP析出。OCP在胶原间隙中自发地析出,或者在胶原纤维的表面上作为核而析出。
本发明的多孔质复合体的制造方法优选包括如下工序:在将包含磷酸八钙和胶原的凝胶、溶胶或液体浸渍于液体冷媒并冻结之后,进行冻结干燥。需要说明的是,“将凝胶、溶胶或液体浸渍于液体冷媒进行冻结”例如也包括如下方式:在将收容有凝胶、溶胶或液体的容器密封之后,将该容器浸渍于液体冷媒,使凝胶、溶胶或液体冻结。
液体冷媒是温度比包含磷酸八钙和胶原的凝胶、溶胶或液体的冻结温度低的液体,例如举出甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、液体氮。该液体冷媒的温度优选为-20℃以下,更优选为-40℃以下,进一步优选为-80℃以下。
认为通过将包含磷酸八钙和胶原的凝胶、溶胶或液体浸渍于液体冷媒而使其迅速冻结,由此能够减小所得到的多孔质复合体的气孔径。以往,广泛知晓利用-20℃的冷冻室或-80℃的深冻冷冻室进行冻结的方法。本发明的特征之一在于,通过使用液体冷媒,不仅能够以-196℃的液体氮进行制作,在-40℃、-80℃等比较高的温度下也能够进行制作,在发现气孔径的大小不只是取决于温度这一方面具有优异的效果。
优选对本发明的多孔质复合体实施热处理。通过热处理,OCP分子构造的一部分毁坏而容易引起骨形成系细胞的侵入,从而促进骨再生,并且胶原发生交联而提高形状保持力。
热处理的温度优选为50~200℃,更优选为60~180℃。另外,热处理优选在减压条件下进行。压力优选为0~3000Pa,更优选为0~300Pa。热处理的处理时间优选为0.1~10日,更优选为0.5~5日。
[骨再生材料]
本发明还涉及包含上述的多孔质复合体的骨再生材料。骨再生材料能够用于齿科口腔外科区域、整形外科区域中的骨缺损修复、开颅或开胸术后的骨缺损修复等。例如,在齿科口腔外科领域,对于因牙周病、囊腔、萎缩牙槽嵴、下颚裂部、拔牙窝等产生的骨缺损,通过填补由多孔质复合体构成的骨再生材料,能够在数周间至数月后确认优异的骨再生效果。在整形外科领域,对于例如因骨肿瘤切除后的骨缺损、骨折等外伤产生的骨缺损,能够将该骨再生材料填补于骨缺损部来促进骨再生。
骨再生材料除了OCP以及胶原之外,例如也可以含有具有骨形成能力的细胞因子(bone morphogenetic protein-2,transforming growth factorβ1等),通过含有这样的细胞因子,能够加速骨再生速度。
除此以外,骨再生材料能够含有在该领域中惯用的配合成分。作为这样的配合成分,例如能够举出生物体吸收性高分子(聚乙醇酸、聚乳酸、聚乳酸-聚乙二醇共聚物等)、OCP以外的生物体吸收性磷酸钙(β-TCP等)。
实施例
以下,举出实施例来进一步详细说明本发明,但本发明不局限于此。
(实施例1)
(1)OCP的调制
首先,以如下方式调制出OCP调制用的1液以及2液。
[1液]将磷酸二氢钠二水和物31.2g溶解于蒸馏水2500g,调制出1液。
[2液]将醋酸钙一水和物35.2g溶解于蒸馏水2500g,调制出2液。
接下来,将1液放入可分离烧瓶,利用有罩加热器升温至70℃。接下来,向搅拌机(东京理化器械公司制,MAZELA Z)安装搅拌叶片(叶片直径12cm),一边以250rpm的速度进行搅拌,一边以约28mL/min的速度向1液滴下2液。滴下结束后,再以70℃、250rpm对1液与2液的混合液搅拌两小时。
接下来,使用膜过滤器(孔径3μm,ADVANTEC东洋公司制,A300A293C)对上述混合液中生成的沉淀物进行过滤并进行回收。使回收到的沉淀物分散于蒸馏水1500mL,搅拌15分钟并进行清洗。再反复进行三次同样的过滤、清洗工序。
接下来,使用恒温干燥机,以30℃将清洗后的沉淀物干燥24小时。利用电动磨将干燥后的沉淀物粉碎之后,使用筛子将粒径分级为300~500μm,得到粉体。最后,对得到的粉体以120℃进行了两小时的干热灭菌。
(2)OCP/胶原复合体(多孔质复合体)的调制
将包含I型以及III型胶原的源自猪皮的胶原(日本ham公司制,NMP胶原PS)1重量部溶解于冷却至4℃的蒸馏水200重量部,得到约0.5重量%的胶原溶液。在将液体温度保持为4℃的状态下向胶原水溶液添加氢氧化钠水溶液,将pH调整为约7.4,得到胶原悬浊液。接着,向胶原悬浊液添加OCP(粒径300~500μm)而使得胶原与OCP的重量比成为77:23之后,在室温下进一步进行搅拌,得到OCP/胶原悬浊液。
接下来,将得到的OCP/胶原悬浊液放入离心瓶,使用离心分离机(TOMY精工公司制,GRX-250)以7000×g的离心力进行20分钟的离心。接着,以OCP/胶原悬浊液中的胶原成为3重量%的方式废弃上清液之后,利用药匙对内容物进行约两分钟的混合,得到OCP/胶原复合凝胶。将该OCP/胶原复合凝胶放入具有圆柱状的内部空间的塑料容器(内径8.5mm,容积约3.0cm3),以230×g的离心力进行一分钟的离心而使其脱泡。
封闭容器,将容器浸渍于远超出被冻结体的容积的冷却至-80℃的甲醇而迅速地进行了冻结。打开容器后,利用冻结干燥机对冻结体进行干燥(-10℃,48小时)而使其成形。接着,在减压状态下,以150℃对冻结体加热24小时并进行热脱水交联之后,利用手术刀切割成厚度1.5mm或15mm。最后,照射电子线(15kGy)而进行灭菌。这样,得到了实施例1的多孔质复合体(OCP/胶原复合体)。
(实施例2、实施例3、比较例1以及比较例2)
在实施例2中,使用-196℃的液体氮进行了被冻结体的冻结。在实施例3中,使用冷却至-40℃的甲醇进行了被冻结体的冻结。在比较例1中,使用设定为-80℃的冷冻库进行了被冻结体的冻结。在比较例2中,使用设定为-20℃的冷冻库进行了被冻结体的冻结。
除此以外,以与实施例1同样的方式得到了实施例2、实施例3、比较例1以及比较例2的多孔质复合体(OCP/胶原复合体)。
(气孔径测定)
针对由上述实施例1~3以及比较例1和2得到的直径为8.5mm、厚度为1.5mm的圆柱状(平板状)的样本,以如下方式测定了气孔径。
作为前处理,以120℃对样本恒温干燥4小时。关于前处理后的各样本,通过使用以下的测定装置的水银压入法,按照以下的条件求出细孔径0.0018~100μm的细孔分布。图1示出得到的细孔分布曲线。
测定装置:自动压汞仪IV9520(micromeritics公司制)
测定条件:样本与水银的接触角:140deg
水银的表面张力0.48N/m(以1dyne=10-5N进行换算)
使用下述的Washburn式计算出细孔径。
Washburn式:PD=-4σcosθ
P:压力(Pa)
σ:水银的表面张力(N/m)
D:细孔直径(m)
θ:水银与试料的接触角(deg)
需要说明的是,本发明中的气孔径是指,在根据通过水银压入法测定出的测定压力得到的细孔分布曲线中表示具有最大面积的峰值的极大值的细孔径的值。但是,由于图1所示的孔径分布曲线(Log Differential Intrusion)的细孔径为半径,因此,实施例1的样本的气孔径为7.5×2=15μm。
(气孔比例)
根据由水银孔率计测定出的累积细孔容积以及全部细孔容积,使用下式计算出气孔比例。
气孔比例(%)=累积细孔容积/全部细孔容积×100
例如,在实施例1的情况下,超过71μm的范围的累积细孔容积为0.203m/g,全部细孔容积为6.22mL/g。因此,超过71μm的气孔的比例为0.203/6.22×100=3.2%。
另外,针对以同一条件制作出的三个样本进行气孔径的测定,求出气孔径的平均值。另外,求出71μm~200μm的气孔在孔径(细孔直径)分布曲线整体中占据的比例。表1示出关于上述实施例以及比较例的气孔径的测定结果。另外,作为代表,图3以及图4示出实施例1和比较例1的气孔径的样子,图5示出实施例1与比较例1的孔径分布曲线的比较。
(压缩强度测定)
在温度为25℃且湿度为65%的环境下,将直径为9.0mm、高度为15mm的圆柱状试料(样本)在磷酸缓冲生理盐水(10mM磷酸钠,0.14M氯化钠,pH7.4)中浸渍30分钟。然后,轻轻擦掉试料表面的水气,使用精密万能试验机(AutographAGS-J,株式会社岛津制作所制,负载传感器容量:1kN),如图2所示那样施加了单轴负载。而且,将在使负载阶段性地变化时试料损坏的最小负载设为损坏时负载。
具体地说,参照图2,在将样本1设置于试料台21之后,使十字头(按压工具)22以10mm/min的速度下降,在负载传感器显示2.5N时,使十字头22停止并除去负载。观察试料台的样本,若未发生损坏,则将该样本放回到试料台而再次进行设置,同样使十字头下降,直至负载传感器显示5N。使负载每次增加2.5N,反复进行该操作,将首次识别到样本的损坏时的负载设为损坏时负载。需要说明的是,在该试验中,“识别到样本的损坏”是指,在通过目视观察试料时,确认到明显的皲裂或发生剥落。
本发明中的压缩强度根据上述损坏时负载和样本的截面积(与圆柱的厚度方向垂直的截面中的截面积),以式1表示。
Cs=F/S···(式1)
Cs:压缩强度(Pa)
F:损坏时负载(N)
S:样本的截面积(m2)
需要说明的是,样本的截面积约为(0.0045)2×3.14=6.36×10-5m2
另外,针对以同一条件制作出的三个样本进行压缩强度的测定,求出压缩强度的平均值。表1示出关于上述实施例以及比较例的压缩强度的测定结果。
[表1]
Figure BDA0004007743600000131
根据表1所示的结果可知,通过与比较例相比更为迅速的冻结方法、即浸渍于液体冷媒而制作出的实施例1~3的样本(多孔质复合体)的气孔径成为5~40μm的范围内,与比较例的气孔径相比,实施例1~3的气孔径小。另外可知,气孔径处于5~40μm的范围内的实施例1~3的样本具有0.3MPa以上的较高的压缩强度。
关于71μm以上的气孔比例,实施例1~3的样本为8%以下,与此相对,比较例为14%以上,显示出较高的比例。由此表示,实施例1~3的样本的气孔径的分布窄,且具有更加均匀的构造特性。需要说明的是,实施例1的气孔率为89%,比较例1的气孔率为92%。
应该认为此次公开的实施方式以及实施例的所有方面均是例示,不是限制性的内容。本发明的范围由请求保护的范围示出,而非上述的说明,包含与请求保护的范围等同含义以及范围内的全部变更。
工业实用性
本发明的多孔质复合体以及包含该多孔质复合体的骨再生材料兼具加工容易性和机械的强度,具有优异的操作性,且具有较高的骨再生能力,因此,主要在齿科口腔外科领域、整形外科领域的骨缺损修复中是有用的。

Claims (5)

1.一种多孔质复合体,其中,
所述多孔质复合体包含磷酸八钙和胶原,由水银孔率计测定的气孔径为7.4~20μm,且71~200μm的气孔在200μm以下的气孔整体中占据的比例为3%以上且8%以下,且压缩强度为0.3MPa以上且3.0MPa以下。
2.根据权利要求1所述的多孔质复合体,其中,
所述气孔径为10~20μm。
3.一种骨再生材料,其中,
所述骨再生材料包含权利要求1所述的多孔质复合体。
4.一种多孔质复合体的制造方法,所述多孔质复合体为权利要求1所述的多孔质复合体,包含磷酸八钙和胶原,其中,
所述多孔质复合体的制造方法包括以下工序:
在胶原凝胶化之前添加钙溶液以及磷酸溶液,使磷酸八钙在胶原上析出;以及
将包含磷酸八钙和胶原的凝胶、溶胶或液体浸渍于液体冷媒进行冻结,以使所述多孔质复合体由水银孔率计测定的气孔径为5~40μm,且71~200μm的气孔在200μm以下的气孔整体中占据的比例为3%以上且8%以下,且压缩强度为0.3MPa以上且3.0MPa以下。
5.一种多孔质复合体,其中,
所述多孔质复合体是通过权利要求4所述的制造方法而得到的、包含磷酸八钙和胶原的多孔质复合体。
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