JP2000254220A - Organism active cement composition - Google Patents

Organism active cement composition

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JP2000254220A
JP2000254220A JP11059623A JP5962399A JP2000254220A JP 2000254220 A JP2000254220 A JP 2000254220A JP 11059623 A JP11059623 A JP 11059623A JP 5962399 A JP5962399 A JP 5962399A JP 2000254220 A JP2000254220 A JP 2000254220A
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Japan
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powder
bioactive
methacrylate
weight
cement
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JP11059623A
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Japanese (ja)
Inventor
Ken Choju
研 長寿
Kiyoyuki Okunaga
清行 奥長
Satoshi Yoshihara
聡 吉原
Yoshiaki Kitamura
嘉朗 北村
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organism active cement composition having a mechanical strength. SOLUTION: This organism active cement comprises an organism active filler powder, a methacrylate type polymer powder, a methacrylate type monomer, a polymerization initiator and a polymerization accelerator. The organism active filler powder is spherical and a weight average molecular weight of the methacrylate type polymer powder is 150,000 or more.

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、整形外科分野や口腔外
科分野等で用いられるインプラント材料の接着固定や骨
欠損部の充填、脳神経外科分野における頭蓋欠損部の再
建等に使用される生体活性セメント組成物に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to bioactivity used for adhesive fixation of implant materials used in the fields of orthopedics and oral surgery, filling of bone defects, reconstruction of cranial defects in neurosurgery, and the like. The present invention relates to a cement composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、整形外科分野や口腔外科分野等で
用いられるインプラント材料の接着固定や骨欠損部の充
填、脳神経外科分野における頭蓋欠損部の再建等に使用
されるセメント材料として、自然骨と直接結合する生体
活性セメントが提案されている。例えば、PMMAセメ
ントに生体活性フィラー粉末(アパタイト、Ca含有ガ
ラス等)を添加したセメントが提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, natural bone is used as a cement material for adhesive fixation of implant materials and filling of bone defects and reconstruction of cranial defects in the field of neurosurgery, which are used in the fields of orthopedics and oral surgery. Bioactive cements have been proposed that combine directly with the cement. For example, a cement in which a bioactive filler powder (apatite, Ca-containing glass, etc.) is added to PMMA cement has been proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記生体活性セメント
は、生体内で硬化すると、硬化体表面に露出したフィラ
ー粉末からCaイオンが溶出し、体液と反応して硬化体
表面にアパタイト層を形成する結果、自然骨と化学的に
結合することができる。
When the above bioactive cement is cured in a living body, Ca ions are eluted from the filler powder exposed on the surface of the cured product, and react with the body fluid to form an apatite layer on the surface of the cured product. As a result, it can be chemically bonded to natural bone.

【0004】ところでPMMAセメントは、一般に機械
的強度があまり高くないことが知られている。上記生体
活性セメントは、生体活性フィラー粉末の添加によって
機械的強度が多少改善されるものの、未だ不十分であ
り、さらなる改善が求められている。
[0004] Incidentally, it is known that PMMA cement generally has not so high mechanical strength. Although the mechanical strength of the bioactive cement is slightly improved by the addition of the bioactive filler powder, it is still insufficient, and further improvement is required.

【0005】本発明の目的は、機械的強度の高い生体活
性セメント組成物を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a bioactive cement composition having high mechanical strength.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者等は種々の検討
を行った結果、PMMAセメントを用いた生体活性セメ
ントは、生体活性フィラー粉末の形状が真球に近いほ
ど、またメタクリレート系ポリマー粉末の分子量が大き
いほど機械的強度が高くなることを見いだし、本発明と
して提案するものである。
The present inventors have conducted various studies. As a result, the bioactive cement using PMMA cement has been found to be more suitable as the shape of the bioactive filler powder is closer to a true sphere and the methacrylate-based polymer powder is obtained. It has been found that the larger the molecular weight of the polymer, the higher the mechanical strength, and this is proposed as the present invention.

【0007】即ち、本発明の生体活性セメント組成物
は、生体活性フィラー粉末と、メタクリレート系ポリマ
ー粉末と、メタクリレート系モノマーと、重合開始剤
と、重合促進剤からなる生体活性セメントにおいて、生
体活性フィラー粉末が球状であり、メタクリレート系ポ
リマー粉末の重量平均分子量が15万以上であることを
特徴とする。
That is, the bioactive cement composition of the present invention comprises a bioactive filler comprising a bioactive filler powder, a methacrylate polymer powder, a methacrylate monomer, a polymerization initiator, and a polymerization accelerator. The powder is spherical, and the weight average molecular weight of the methacrylate polymer powder is 150,000 or more.

【0008】[0008]

【作用】本発明の生体活性セメント組成物は、球状の生
体活性フィラー粉末と重量平均分子量が15万以上のメ
タクリレートポリマー粉末を併用することにより、非常
に高い機械的強度を得ることができる。
The bioactive cement composition of the present invention can achieve extremely high mechanical strength by using a spherical bioactive filler powder and a methacrylate polymer powder having a weight average molecular weight of 150,000 or more.

【0009】本発明において使用する生体活性フィラー
粉末は、生体内に埋入すると自然骨と化学的に結合する
という特徴を有するものであり、これによってセメント
硬化体が自然骨と結合できる。生体活性フィラー粉末と
しては、ハイドロキシアパタイト、第3リン酸カルシウ
ム等のリン酸カルシウム化合物や、CaO−SiO2
25−MgO−CaF2系等のCa含有ガラス又は結
晶化ガラスが使用できる。特に重量%でCaO 30〜
70%、SiO2 30〜70%、P25 0〜40%、
MgO 0〜20%、CaF2 0〜5%、好ましくはC
aO 40〜50%、SiO2 30〜40%、P25
10〜20%、MgO 0.5〜10%、CaF2 0〜
2%の組成を有するCaO−SiO2−P25−MgO
−CaF 2系ガラス又は結晶化ガラスを使用することが
望ましい。なお結晶化ガラスよりもガラスの方が生体活
性が高いため、より高い生体活性を得たい場合には、ガ
ラスを選択すればよい。
The bioactive filler used in the present invention
Powder chemically bonds with natural bone when implanted in vivo
It has the characteristic that cement
The cured body can be combined with natural bone. With bioactive filler powder
And hydroxyapatite, tertiary calcium phosphate
Calcium phosphate compounds such asTwo
PTwo OFive-MgO-CaFTwoSystem containing Ca or glass
Crystallized glass can be used. In particular, CaO 30% by weight
70%, SiOTwo 30-70%, PTwo OFive 0-40%,
MgO 0-20%, CaFTwo 0-5%, preferably C
aO 40-50%, SiOTwo 30-40%, PTwo OFive 
10-20%, MgO 0.5-10%, CaFTwo 0 to
CaO-SiO having a composition of 2%Two−PTwo OFive-MgO
-CaF TwoSystem glass or crystallized glass can be used
desirable. Glass is more bioactive than crystallized glass.
If you want to obtain higher biological activity,
You just have to select the lath.

【0010】また生体活性フィラー粉末には、セメント
硬化体の機械的強度を高める効果の大きい球状の形態を
有するものを使用する。フィラー粉末の形態は、真球に
近いものほど機械的強度向上の効果が高く好ましいが、
楕円球、紡錘状、瓢箪状等鋭角部が殆どない丸みを帯び
た形状であってもよく、また表面に若干の凹凸があって
も差し支えない。球状のフィラー粉末を得るには、例え
ばガラス(或いは結晶化ガラス)粉末を高温の炎に供給
して再溶融した後、急冷すればよい。このようなフィラ
ー粉末は、粉砕等で生じた粒子中のクラックが再溶融時
に消失し、滑らかな火造りの表面を有するため、粒子そ
のものの機械的強度が高く、セメント硬化体の機械的強
度を向上させることができる。しかも良好な流動性を示
し、またモノマーとの馴染みがよい。
[0010] As the bioactive filler powder, a powder having a spherical shape having a large effect of increasing the mechanical strength of the hardened cement is used. The form of the filler powder is preferably higher as the shape closer to a true sphere is more effective in improving the mechanical strength,
The shape may be a rounded shape having almost no sharp corners such as an elliptical sphere, a spindle shape, a gourd shape, or the surface may have some irregularities. To obtain a spherical filler powder, for example, a glass (or crystallized glass) powder may be supplied to a high-temperature flame, re-melted, and then rapidly cooled. In such filler powder, cracks in particles generated by pulverization and the like disappear when remelted, and have a smooth fired surface, so that the mechanical strength of the particles themselves is high, and the mechanical strength of the cement hardened body is increased. Can be improved. Moreover, it shows good fluidity, and has good compatibility with monomers.

【0011】なお生体活性フィラー粉末の含有量は10
〜80重量%であることが好ましい。生体活性フィラー
粉末の含有量が10重量%より少ないと生体活性が不十
分となり、80重量%を超えるとセメントの操作性が悪
くなるとともに、モノマーが重合し難くなって機械的強
度が低下する。またシランカップリング処理しておく
と、メタクリレート系モノマーとの馴染みがよくなって
セメント硬化体の強度が大きくなるとともに、粉末表面
が疎水基を持つために血液の阻害性がなくなり、セメン
トが硬化し易くなる。なおシランカップリング処理を施
すに当たっては、弱酸〜中性領域(pH5〜8程度)で
行うことが好ましい。
The content of the bioactive filler powder is 10
Preferably it is ~ 80% by weight. When the content of the bioactive filler powder is less than 10% by weight, the bioactivity becomes insufficient. When the content exceeds 80% by weight, the operability of the cement is deteriorated, and the monomer is hardly polymerized, and the mechanical strength is reduced. In addition, if silane coupling treatment is performed, familiarity with the methacrylate monomer is improved, and the strength of the cured cement body is increased.In addition, since the powder surface has a hydrophobic group, blood inhibition is lost, and the cement hardens. It will be easier. The silane coupling treatment is preferably performed in a weak acid to neutral range (about pH 5 to 8).

【0012】本発明において使用するメタクリレート系
ポリマー粉末は、メタクリレート系モノマーの重合に必
要な成分であり、モノマーにより膨潤、溶解を起こし、
硬化体を形成するのに有効に働く。ポリマー粉末として
は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)粉末や、メ
タクリレートとスチレンの共重合体粉末、メタクリレー
トと2,2−ビス[4−(3メタクリロキシ−2−ハイ
ドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン(Bis−G
MA)の共重合体粉末等を使用することができる。
The methacrylate polymer powder used in the present invention is a component necessary for the polymerization of the methacrylate monomer, and swells and dissolves with the monomer.
It works effectively to form a cured body. Examples of the polymer powder include polymethyl methacrylate (PMMA) powder, methacrylate and styrene copolymer powder, and methacrylate and 2,2-bis [4- (3 methacryloxy-2-hydroxypropoxy) phenyl] propane (Bis-G).
MA) or the like.

【0013】またポリマー粉末は、分子量が大きいほど
樹脂自体の強度が高くなる。しかもセメント重合時のモ
ノマーへの溶解が表面のみに止まり、芯の部分の殆どが
硬化体中に残ってフィラーとして作用し、機械的強度の
向上に寄与するものと考えられる。このためメタクリレ
ート系ポリマー粉末には、15万以上の重量平均分子量
を有するものを使用する。重量平均分子量が15万より
小さいポリマーを使用すると、樹脂自体の強度が低くな
り、また重合時に殆ど溶解してしまい、十分に高い機械
的強度が得られなくなる。なおポリマー粉末の重量平均
分子量は大きいほど好ましいが、150万を超えるポリ
マーを使用すると膨潤、溶解しにくくなり、操作性が悪
くなるため好ましくない。メタクリレート系ポリマー粉
末の重量平均分子量の好ましい範囲は20万〜130万
である。
[0013] The higher the molecular weight of the polymer powder, the higher the strength of the resin itself. Moreover, it is considered that the dissolution in the monomer during the polymerization of the cement is stopped only on the surface, and most of the core remains in the cured product and acts as a filler, contributing to the improvement of mechanical strength. Therefore, a methacrylate-based polymer powder having a weight average molecular weight of 150,000 or more is used. When a polymer having a weight-average molecular weight of less than 150,000 is used, the strength of the resin itself is reduced, and the resin is almost dissolved during polymerization, so that a sufficiently high mechanical strength cannot be obtained. The larger the weight average molecular weight of the polymer powder is, the more preferable it is. However, if the polymer exceeds 1.5 million, it is difficult to swell and dissolve, and the operability is deteriorated. The preferred range of the weight average molecular weight of the methacrylate polymer powder is from 200,000 to 1.3 million.

【0014】メタクリレート系ポリマー粉末の形状には
制限はないが、セメント硬化体の機械的強度を高める効
果がある球状の形態を有するものを使用することが望ま
しい。また平均粒子径は、1〜500μm、特に1〜1
00μmの範囲にあることが好ましい。平均粒子径が1
μmより小さいとセメントの粘性が高くなりすぎて操作
しにくくなり、500μmを超えるとモノマーへの溶解
速度が遅くなりすぎ、また手触り感がざらざらして操作
しづらくなる。さらにメタクリレート系ポリマー粉末の
含有量は5〜80重量%であることが好ましく、これよ
り多くなると相対的に生体活性フィラー粉末が少なくな
るために生体活性が低下し、逆に少なすぎると操作性が
悪くなるとともに、メタクリレート系モノマーが重合し
難くなって機械的強度が低下する。
The shape of the methacrylate-based polymer powder is not limited, but it is desirable to use a hardened cement having a spherical shape which has the effect of increasing the mechanical strength. The average particle size is 1 to 500 μm, especially 1 to 1 μm.
It is preferably in the range of 00 μm. Average particle size is 1
If it is smaller than μm, the viscosity of the cement becomes too high, making it difficult to operate, and if it exceeds 500 μm, the dissolution rate in the monomer becomes too slow, and the feel becomes rough and operation becomes difficult. Further, the content of the methacrylate-based polymer powder is preferably from 5 to 80% by weight. When the content is more than this, the bioactive filler powder becomes relatively small, so that the bioactivity is reduced. At the same time, the methacrylate monomer is hardly polymerized and the mechanical strength is reduced.

【0015】本発明において使用するメタクリレート系
モノマーは、2次元重合するモノマーであり、ジメタク
リレート系モノマーほど高い初期強度は得られないもの
の、硬化時に急激に粘性が増大しないため操作性に優れ
る。また硬化後は、体内で長期にわたって安定し、機械
的強度が低下し難い。メタクリレート系モノマーとして
は、現在整形外科領域で使用されているメチルメタクリ
レート(MMA)が最も好ましいが、これ以外にもエチ
ルメタクリレート等が使用可能である。なおメタクリレ
ート系モノマーの含有量は10〜60重量%が好まし
い。メタクリレート系モノマーが10重量%より少ない
と重合し難くなって機械的強度が低下し、60重量%よ
り多くなると生体活性が低下する。
The methacrylate monomer used in the present invention is a monomer which undergoes two-dimensional polymerization. Although it does not have a high initial strength as compared with the dimethacrylate monomer, its operability is excellent because the viscosity does not increase rapidly during curing. After curing, it is stable in the body for a long period of time, and the mechanical strength is not easily reduced. As the methacrylate-based monomer, methyl methacrylate (MMA), which is currently used in the field of orthopedic surgery, is most preferable, but ethyl methacrylate and the like can also be used. The content of the methacrylate monomer is preferably from 10 to 60% by weight. If the amount of the methacrylate-based monomer is less than 10% by weight, it is difficult to polymerize and the mechanical strength is reduced. If the amount is more than 60% by weight, the biological activity is reduced.

【0016】メタクリレート系モノマーに加え、ジメタ
クリレート系モノマーを添加することができる。ジメタ
クリレート系モノマーは、3次元的に重合して高強度の
ポリマーとなるモノマーであり、硬化後は体内で長期に
わたって安定し、機械的強度が低下し難いものである。
ジメタクリレート系モノマーとしてはBis−GMA、
2,2−ビス(4−メタクリロキシエトキシフェニル)
プロパン(Bis−MEPP)、トリエチレングリコー
ルジメタクリレート(TEGDMA)、ジエチレングリ
コールジメタクリレート(DEGDMA)、エチレング
リコールジメタクリレート(EGDMA)等を使用する
ことができる。
In addition to methacrylate monomers, dimethacrylate monomers can be added. A dimethacrylate monomer is a monomer that is polymerized three-dimensionally to become a high-strength polymer, and after curing, is stable in the body for a long period of time, and is unlikely to have low mechanical strength.
Bis-GMA as a dimethacrylate monomer,
2,2-bis (4-methacryloxyethoxyphenyl)
Propane (Bis-MEPP), triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA), diethylene glycol dimethacrylate (DEDMA), ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), and the like can be used.

【0017】なお、生体活性フィラー粉末、メタクリレ
ート系ポリマー粉末等からなる粉末成分と、メタクリレ
ート系モノマーやジメタクリレート系モノマーからなる
液体成分の粉液比は、重量比で粉末:液体が50:50
〜90:10であることが望ましい。
The powder-liquid ratio of a powder component composed of a bioactive filler powder, a methacrylate-based polymer powder, etc. to a liquid component composed of a methacrylate-based monomer or a dimethacrylate-based monomer is 50:50 by weight.
Desirably, the ratio is up to 90:10.

【0018】さらに本発明の生体活性セメント組成物
は、重合開始剤と重合促進剤を含有する。
Further, the bioactive cement composition of the present invention contains a polymerization initiator and a polymerization accelerator.

【0019】重合開始剤は粉末成分に添加して使用す
る。添加量は液体成分100重量部に対して0.1〜1
0重量部が好ましく、0.1重量部より少ないと効果が
殆どなく、10重量部より多いと硬化時間が速くなり過
ぎて操作性が悪くなりやすい。なお重合開始剤として
は、過酸化ベンゾイル、トリ−n−ブチルボラン等を使
用することができる。
The polymerization initiator is used after being added to the powder component. The addition amount is 0.1 to 1 with respect to 100 parts by weight of the liquid component.
0 parts by weight is preferable, and if less than 0.1 parts by weight, there is almost no effect, and if more than 10 parts by weight, the curing time becomes too fast, and the operability tends to deteriorate. In addition, as a polymerization initiator, benzoyl peroxide, tri-n-butylborane, or the like can be used.

【0020】重合促進剤は液体成分に添加して使用す
る。添加量は液体成分100重量部に対して0.1〜8
重量部が好ましい。重合促進剤が0.1重量部より少な
いとモノマーを重合させる際に100℃以上に加熱しな
ければ硬化しないので、実際の手術では使用できない。
また8重量部より多いと硬化時間が速くなり過ぎて操作
性が悪くなりやすい。なお重合促進剤としては、N,N
−ジメチル−P−トルイジン等の第3級アミンを使用す
ることができる。
The polymerization accelerator is used by adding it to the liquid component. The addition amount is 0.1 to 8 with respect to 100 parts by weight of the liquid component.
Parts by weight are preferred. If the amount of the polymerization accelerator is less than 0.1 part by weight, it will not be cured unless heated to 100 ° C. or more when polymerizing the monomer, so that it cannot be used in actual surgery.
On the other hand, if the amount is more than 8 parts by weight, the curing time becomes too fast, and the operability is likely to deteriorate. As the polymerization accelerator, N, N
Tertiary amines such as -dimethyl-P-toluidine can be used.

【0021】また本発明の生体活性セメント組成物は、
上記成分以外にもアルミナ、シリカ、薬剤、骨形成因
子、重合抑制剤、重合禁止剤、酸化防止剤等種々の成分
を必要に応じて添加することができる。
Further, the bioactive cement composition of the present invention comprises
In addition to the above components, various components such as alumina, silica, a drug, a bone forming factor, a polymerization inhibitor, a polymerization inhibitor, and an antioxidant can be added as necessary.

【0022】本発明の生体活性セメント組成物の提供形
態は、粉末−液体系であり、ユーザーは粉末と液体を混
合して使用すればよい。
The form of providing the bioactive cement composition of the present invention is a powder-liquid system, and the user may use a mixture of powder and liquid.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.

【0024】表1、2は本発明の実施例(試料No.1
〜8)、表3は比較例(試料No.9〜11)を示すも
のである。
Tables 1 and 2 show examples of the present invention (sample No. 1).
To 8) and Table 3 show comparative examples (Sample Nos. 9 to 11).

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】[試料の調製]各試料は次のようにして調
製した。
[Preparation of Samples] Each sample was prepared as follows.

【0029】まず生体活性フィラー粉末とメタクリレー
ト系ポリマー粉末を用意した。
First, a bioactive filler powder and a methacrylate polymer powder were prepared.

【0030】生体活性フィラー粉末は次のようにして調
製した。まず、重量%でCaO 45%、SiO2 34
%、P25 16%、MgO 4.5%、CaF2 0.
5%の組成を有するCa含有ガラスを粉砕、分級したガ
ラス粉末と、これを1050℃で5時間熱処理して結晶
化させた後、再度粉砕、分級して得た結晶化ガラス粉末
を用意した。次にガラス粉末又は結晶化ガラス粉末を1
500℃以上の火炎中に供給して再溶融しながら吹き飛
ばした後、急冷することによって、比表面積が1.0m
2/gの球状生体活性フィラー粉末を作製した。また破
砕物状フィラーは、比表面積が1.0m2/gとなるよ
うに調整したガラス粉末を用いた。続いて各粉末をpH
6に調製したシランカップリング剤で表面処理を施し
た。
The bioactive filler powder was prepared as follows. First, CaO 45% by weight and SiO 2 34
%, P 2 O 5 16%, MgO 4.5%, CaF 2 0.
A glass powder obtained by pulverizing and classifying a Ca-containing glass having a composition of 5% and a crystallized glass powder obtained by heat-treating this at 1050 ° C. for 5 hours for crystallization and then pulverizing and classifying again were prepared. Next, add glass powder or crystallized glass powder to 1
After being supplied into a flame of 500 ° C. or more and blown off while being re-melted, the specific surface area is 1.0 m by rapid cooling.
A 2 / g spherical bioactive filler powder was prepared. The crushed filler used was glass powder adjusted to have a specific surface area of 1.0 m 2 / g. Next, the pH of each powder
The surface treatment was performed with the silane coupling agent prepared in No. 6.

【0031】メタクリレート系ポリマー粉末としては、
平均粒径30〜100μm、重量平均分子量5〜130
万のPMMA粉末を用意した。
As the methacrylate polymer powder,
Average particle size 30 to 100 μm, weight average molecular weight 5 to 130
Ten thousand PMMA powders were prepared.

【0032】次に生体活性フィラー粉末とメタクリレー
ト系ポリマー粉末を表に示す割合で秤量し、さらに重合
開始剤として過酸化ベンゾイルを添加して混合した。
Next, the bioactive filler powder and the methacrylate-based polymer powder were weighed at the ratios shown in the table, and benzoyl peroxide was added as a polymerization initiator and mixed.

【0033】また、メタクリレート系モノマーとしてM
MAを用意し、さらに重合促進剤としてN,N−ジメチ
ル−p−トルイジンを添加して混練した。
As the methacrylate monomer, M
MA was prepared, and N, N-dimethyl-p-toluidine was added as a polymerization accelerator and kneaded.

【0034】このようにして粉末−液体系の試料を得
た。
Thus, a powder-liquid type sample was obtained.

【0035】なお過酸化ベンゾイル、N,N−ジメチル
−p−トルイジンの添加量は、約7分で硬化するよう
に、それぞれモノマーの総量100重量部に対して5重
量部、及び2重量部とした。
The amounts of benzoyl peroxide and N, N-dimethyl-p-toluidine were 5 parts by weight and 2 parts by weight, respectively, with respect to 100 parts by weight of the total amount of the monomers so that the curing was effected in about 7 minutes. did.

【0036】[評価]各試料についてアパタイト形成
能、硬化体の曲げ強度、及び操作性について評価した。
結果を表に示す。
[Evaluation] Each sample was evaluated for apatite-forming ability, bending strength of the cured product, and operability.
The results are shown in the table.

【0037】表から明らかなように、本発明の実施例で
ある試料No.1〜9は、何れも疑似体液中でのアパタ
イトの形成能を有していた。さらに硬化体の曲げ強度は
初期で120MPa以上、生理食塩水浸漬後の強度が1
05MPa以上であり非常に高強度であった。また操作
性が良好であった。
As is clear from the table, the sample No. Nos. 1 to 9 all had the ability to form apatite in the simulated body fluid. Furthermore, the flexural strength of the cured body is 120 MPa or more at the initial stage, and the strength after immersion in physiological saline is 1
It was at least 05 MPa and very high strength. The operability was good.

【0038】一方、比較例であるNo.8及び9の試料
は、アパタイトの形成が認められ、また操作性が良好で
あったが、重量平均分子量の小さなPMMA粉末を使用
したために機械的強度が低かった。またNo.10の試
料は、アパタイトの形成が認められ、また操作性が良好
であったが、生体活性フィラー粉末として破砕物を使用
したために機械的強度が低かった。
On the other hand, the comparative example No. Samples 8 and 9 showed formation of apatite and had good operability, but had low mechanical strength due to the use of PMMA powder having a small weight average molecular weight. No. In the sample No. 10, the formation of apatite was recognized and the operability was good, but the mechanical strength was low because the crushed material was used as the bioactive filler powder.

【0039】なおアパタイト形成能は、セメント硬化直
後に37℃の擬似体液中に浸漬し、3日後に取り出して
その表面を電子顕微鏡で観察し、アパタイト結晶の有無
を確認することによって行った。曲げ強度は、各試料を
混練して硬化させ、3×4×20mmの大きさの試験片
を作製した後、初期強度及び生理食塩水に1ヶ月間浸漬
した後の強度を3点曲げ試験(スパン16mm)にて評
価したものである。操作性は、セメントを手で混練した
ときの作業のし易さを評価した。
The apatite-forming ability was determined by immersing the cement in a simulated body fluid at 37 ° C. immediately after setting the cement, taking out the specimen three days later, observing the surface with an electron microscope, and confirming the presence or absence of apatite crystals. The flexural strength was determined by kneading and hardening each sample to prepare a test piece having a size of 3 × 4 × 20 mm. Then, the initial strength and the strength after being immersed in physiological saline for one month were evaluated by a three-point bending test ( (Span 16 mm). As for operability, the easiness of work when the cement was kneaded by hand was evaluated.

【0040】[0040]

【発明の効果】粉末−液体系で提供される本発明の生体
活性セメント組成物は、粉末と液体を混合すると重合反
応がおこり、3〜15分程度の時間で硬化が完了する
が、適度な粘度を有するために操作性がよく、硬化まで
の時間内に所望の形状に成形でき、また適用部位へ容易
に充填することが可能である。
According to the bioactive cement composition of the present invention provided in a powder-liquid system, a polymerization reaction occurs when the powder and the liquid are mixed, and the curing is completed in about 3 to 15 minutes. It has good operability due to its viscosity, and can be formed into a desired shape within the time until curing, and can be easily filled into the application site.

【0041】また生体内で硬化したセメントは、生体活
性フィラー粉末によって硬化体表面に生体類似のアパタ
イト層を形成する。これにより、セメント硬化体が自然
骨と化学的に結合することができる。
The cement hardened in the living body forms an apatite layer similar to the living body on the surface of the hardened material by the bioactive filler powder. Thereby, the hardened cement can chemically bond with the natural bone.

【0042】しかも硬化体は実用上十分な機械的強度を
有している。
Moreover, the cured product has practically sufficient mechanical strength.

【0043】このように本発明の生体活性セメント組成
物は、自然骨と直接結合し、また機械的強度が高く、し
かも操作性に優れており、整形外科分野、脳神経外科分
野、口腔外科分野等の領域におけるインプラント材料の
接着固定用、骨欠損部の充填用、頭蓋欠損部の再建用等
として好適である。
As described above, the bioactive cement composition of the present invention directly bonds to natural bone, has high mechanical strength, and is excellent in operability, and is used in the fields of orthopedic surgery, neurosurgery, oral surgery and the like. It is suitable for bonding and fixing an implant material, filling a bone defect, reconstructing a skull defect, etc.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 嘉朗 滋賀県大津市晴嵐2丁目7番1号 日本電 気硝子株式会社内 Fターム(参考) 4C081 AB04 AB06 AC04 BA13 BB04 BB08 BB09 CA082 CC05 CC08 CE08 CE11 CF011 CF021 CF031 CF041 CF051 CF061 CF132 CF152 DB02 DC03 DC13 EA05 4C089 AA06 BA03 BA11 BA13 BA16 BC06 BC13 BD01 BD02 BE02 CA03 CA07 CA09  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yoshiro Kitamura 2-7-1 Hararashi, Otsu-shi, Shiga F-term in Nippon Electric Glass Co., Ltd. 4C081 AB04 AB06 AC04 BA13 BB04 BB08 BB09 CA082 CC05 CC08 CE08 CE11 CF011 CF021 CF031 CF041 CF051 CF061 CF132 CF152 DB02 DC03 DC13 EA05 4C089 AA06 BA03 BA11 BA13 BA16 BC06 BC13 BD01 BD02 BE02 CA03 CA07 CA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生体活性フィラー粉末と、メタクリレー
ト系ポリマー粉末と、メタクリレート系モノマーと、重
合開始剤と、重合促進剤からなる生体活性セメントにお
いて、生体活性フィラー粉末が球状であり、メタクリレ
ート系ポリマー粉末の重量平均分子量が15万以上であ
ることを特徴とする生体活性セメント組成物。
1. A bioactive cement comprising a bioactive filler powder, a methacrylate polymer powder, a methacrylate monomer, a polymerization initiator, and a polymerization accelerator, wherein the bioactive filler powder is spherical, and the methacrylate polymer powder A bioactive cement composition characterized by having a weight average molecular weight of 150,000 or more.
【請求項2】 メタクリレート系ポリマー粉末が球状で
あることを特徴とする請求項1の生体活性セメント組成
物。
2. The bioactive cement composition according to claim 1, wherein the methacrylate polymer powder is spherical.
【請求項3】 メタクリレート系ポリマー粉末の平均粒
径が1〜500μmの範囲にあることを特徴とする請求
項1又は2の生体活性セメント組成物。
3. The bioactive cement composition according to claim 1, wherein the methacrylate-based polymer powder has an average particle size in the range of 1 to 500 μm.
【請求項4】 生体活性フィラー粉末が、Caを含有す
るガラス又は結晶化ガラスからなることを特徴とする請
求項1の生体活性セメント組成物。
4. The bioactive cement composition according to claim 1, wherein the bioactive filler powder is made of glass containing Ca or crystallized glass.
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