JP2001054565A - 骨の欠損部等への充填材 - Google Patents
骨の欠損部等への充填材Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生体適合性に優れ、所望の形状に加工するこ
とが容易で、更に骨形成能を促進し、骨に吸収置換され
る。 【解決手段】 生体内における適合性及び周囲の骨形成
が良好な水酸アパタイト等からなる第１無機化合物１１
と生体内において毒性がなくかつ高い吸収性を有するピ
ロリン酸カルシウム等からなる第２無機化合物１２とを
含み、その含有割合が第２無機化合物１００体積％に対
して第１無機化合物１〜１００００体積％である。第１
無機化合物が第２無機化合物内に分散するか、又は第１
無機化合物の粒子間の接触部に第２無機化合物が存在す
るか、又は第１無機化合物の粒子内に第２無機化合物が
存在する。
とが容易で、更に骨形成能を促進し、骨に吸収置換され
る。 【解決手段】 生体内における適合性及び周囲の骨形成
が良好な水酸アパタイト等からなる第１無機化合物１１
と生体内において毒性がなくかつ高い吸収性を有するピ
ロリン酸カルシウム等からなる第２無機化合物１２とを
含み、その含有割合が第２無機化合物１００体積％に対
して第１無機化合物１〜１００００体積％である。第１
無機化合物が第２無機化合物内に分散するか、又は第１
無機化合物の粒子間の接触部に第２無機化合物が存在す
るか、又は第１無機化合物の粒子内に第２無機化合物が
存在する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医科、歯科などで
骨の欠損部又は空隙部に充填して当該箇所を修復するた
めに用いられる充填材に関するものである。
骨の欠損部又は空隙部に充填して当該箇所を修復するた
めに用いられる充填材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から歯科、整形外科、外科等の医療
分野で骨に欠損部等が生じた場合、高分子やセラミック
ス等種々の材料を用いた骨充填材が使用されている。セ
ラミックス材料のうち、アパタイトは生体適合性に優
れ、充填材の周囲に新生骨を形成し得る性質を有してい
る。
分野で骨に欠損部等が生じた場合、高分子やセラミック
ス等種々の材料を用いた骨充填材が使用されている。セ
ラミックス材料のうち、アパタイトは生体適合性に優
れ、充填材の周囲に新生骨を形成し得る性質を有してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このアパタイトは長期
にわたり生体内に残存し、本来の骨とは物性等の異なる
ものとして存在する。従って、加工が容易に出来、充填
した材料が骨に吸収置換され得る充填材が望まれてい
る。一方、生体内で吸収性を有する高分子材料のポリ乳
酸（以下、ＰＬＡという。）が開発されている。しかし
このＰＬＡは骨形成能に乏しいため、ＰＬＡに骨形成能
を有する骨形成蛋白を含ませることや、ＰＬＡにリン酸
カルシウムを混合する等の試みがなされている。しかし
前者の場合には、骨形成蛋白は極めて高価であるため、
この複合材料は実用的でない。また後者の場合には、Ｐ
ＬＡの配合割合が高くなるほど骨形成能が低下すること
から問題がある。
にわたり生体内に残存し、本来の骨とは物性等の異なる
ものとして存在する。従って、加工が容易に出来、充填
した材料が骨に吸収置換され得る充填材が望まれてい
る。一方、生体内で吸収性を有する高分子材料のポリ乳
酸（以下、ＰＬＡという。）が開発されている。しかし
このＰＬＡは骨形成能に乏しいため、ＰＬＡに骨形成能
を有する骨形成蛋白を含ませることや、ＰＬＡにリン酸
カルシウムを混合する等の試みがなされている。しかし
前者の場合には、骨形成蛋白は極めて高価であるため、
この複合材料は実用的でない。また後者の場合には、Ｐ
ＬＡの配合割合が高くなるほど骨形成能が低下すること
から問題がある。
【０００４】また、このリン酸カルシウムとＰＬＡの複
合材料を作製するために、ＰＬＡを加熱変形させる方
法、ＰＬＡを溶媒等に溶解させこれにリン酸カルシウム
を添加する方法があるが、前者の方法では加熱によりＰ
ＬＡの重合度が低くなり生体内において炎症性反応が生
じるおそれがある。また、後者の方法ではリン酸カルシ
ウムは有機質を吸着する性質があり使用した溶媒が複合
材に残存し、これが生体に悪影響を及ぼすおそれが高
く、それぞれに問題がある。
合材料を作製するために、ＰＬＡを加熱変形させる方
法、ＰＬＡを溶媒等に溶解させこれにリン酸カルシウム
を添加する方法があるが、前者の方法では加熱によりＰ
ＬＡの重合度が低くなり生体内において炎症性反応が生
じるおそれがある。また、後者の方法ではリン酸カルシ
ウムは有機質を吸着する性質があり使用した溶媒が複合
材に残存し、これが生体に悪影響を及ぼすおそれが高
く、それぞれに問題がある。
【０００５】本発明の目的は、生体適合性に優れ、所望
の形状に加工することが容易で、更に骨形成能を促進
し、骨に吸収置換し得る骨の欠損部等への充填材を提供
することにある。本発明の別の目的は、安価で実用的で
あって、充填した後、生体に悪影響を及さず、骨の欠損
部等への充填材を提供することにある。本発明の更に別
の目的は、溶出する化合物が新生骨形成に利用可能な成
分を有する骨の欠損部等への充填材を提供することにあ
る。
の形状に加工することが容易で、更に骨形成能を促進
し、骨に吸収置換し得る骨の欠損部等への充填材を提供
することにある。本発明の別の目的は、安価で実用的で
あって、充填した後、生体に悪影響を及さず、骨の欠損
部等への充填材を提供することにある。本発明の更に別
の目的は、溶出する化合物が新生骨形成に利用可能な成
分を有する骨の欠損部等への充填材を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように生体内における適合性及び周囲の骨形
成が良好な第１無機化合物１１と生体内において毒性が
なくかつ高い吸収性を有する第２無機化合物１２とを含
み、その含有割合が第２無機化合物１００体積％に対し
て第１無機化合物１〜１００００体積％であることを特
徴とする骨の欠損部等への充填材である。請求項２に係
る発明は、請求項１に係る発明であって、第１無機化合
物１１が第２無機化合物１２内に分散してなる骨の欠損
部等への充填材である。請求項３に係る発明は、請求項
１に係る発明であって、第１無機化合物１１の粒子間の
接触部に第２無機化合物１２が存在してなる骨の欠損部
等への充填材である。
図１に示すように生体内における適合性及び周囲の骨形
成が良好な第１無機化合物１１と生体内において毒性が
なくかつ高い吸収性を有する第２無機化合物１２とを含
み、その含有割合が第２無機化合物１００体積％に対し
て第１無機化合物１〜１００００体積％であることを特
徴とする骨の欠損部等への充填材である。請求項２に係
る発明は、請求項１に係る発明であって、第１無機化合
物１１が第２無機化合物１２内に分散してなる骨の欠損
部等への充填材である。請求項３に係る発明は、請求項
１に係る発明であって、第１無機化合物１１の粒子間の
接触部に第２無機化合物１２が存在してなる骨の欠損部
等への充填材である。
【０００７】請求項４に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、第１無機化合物１１の粒子内に第２無機化
合物１２が存在してなる骨の欠損部等への充填材であ
る。この請求項１ないし４に係る発明では、充填材１０
を骨欠損部１４等へ充填すると、生体内において高い吸
収性を有する第２無機化合物１２が生体内に溶出すると
ともに、生体内において低い吸収性を有する第１無機化
合物１１は骨欠損部１４内に残存し、その第１無機化合
物１１周囲に骨１３を形成しつつ、一部が生体内で溶解
するとともに生体内のマクロファージ及び破骨細胞に取
り込まれるか、若しくはこれらにより溶解され消失し、
徐々に骨１３に吸収置換される。第１無機化合物１１の
周囲に存在する第２無機化合物１２が消失した後の粒径
は２００μｍを越えるとマクロファージ及び破骨細胞に
より取り込みが困難となり骨欠損部１４内に残存する可
能性が高く、吸収置換の点から好ましくない。
明であって、第１無機化合物１１の粒子内に第２無機化
合物１２が存在してなる骨の欠損部等への充填材であ
る。この請求項１ないし４に係る発明では、充填材１０
を骨欠損部１４等へ充填すると、生体内において高い吸
収性を有する第２無機化合物１２が生体内に溶出すると
ともに、生体内において低い吸収性を有する第１無機化
合物１１は骨欠損部１４内に残存し、その第１無機化合
物１１周囲に骨１３を形成しつつ、一部が生体内で溶解
するとともに生体内のマクロファージ及び破骨細胞に取
り込まれるか、若しくはこれらにより溶解され消失し、
徐々に骨１３に吸収置換される。第１無機化合物１１の
周囲に存在する第２無機化合物１２が消失した後の粒径
は２００μｍを越えるとマクロファージ及び破骨細胞に
より取り込みが困難となり骨欠損部１４内に残存する可
能性が高く、吸収置換の点から好ましくない。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。図１（ｂ）に示すように本発明の充填材１０は第
２無機化合物１２の粉末又は顆粒に第１無機化合物１１
の粉末又は顆粒が分散して構成され、多孔質の形状を有
する。第１無機化合物は第２無機化合物１００体積％に
対して１〜１００００体積％分散する。好ましくは５〜
５０００体積％分散する。この下限値未満では新生骨の
形成が不十分であり、上限値を越えると骨１３との吸収
置換においての不具合がある。第１無機化合物１１は第
２無機化合物１２より高い骨形成能を有し、第２無機化
合物１２は第１無機化合物１１より生体内において高い
吸収性を有する。
いて説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。図１（ｂ）に示すように本発明の充填材１０は第
２無機化合物１２の粉末又は顆粒に第１無機化合物１１
の粉末又は顆粒が分散して構成され、多孔質の形状を有
する。第１無機化合物は第２無機化合物１００体積％に
対して１〜１００００体積％分散する。好ましくは５〜
５０００体積％分散する。この下限値未満では新生骨の
形成が不十分であり、上限値を越えると骨１３との吸収
置換においての不具合がある。第１無機化合物１１は第
２無機化合物１２より高い骨形成能を有し、第２無機化
合物１２は第１無機化合物１１より生体内において高い
吸収性を有する。
【０００９】これらの一例を示すと次の通りである。即
ち、第１無機化合物１１は水酸アパタイト、水酸炭酸ア
パタイト、リン酸三カルシウム及びリン酸四カルシウム
等の骨形成能が高い化合物が挙げられる。これらの化合
物は第１無機化合物１１中に１種又は２種以上含まれ
る。特に水酸アパタイト、水酸炭酸アパタイト及びリン
酸三カルシウムが骨形成に優れており好ましい。また、
第２無機化合物１２はピロリン酸カルシウム、リン酸水
素カルシウム、炭酸カルシウム及び硫酸カルシウム等の
生体内において高い吸収性を有する化合物が挙げられ
る。これらの化合物は第２無機化合物１２中に１種又は
２種以上含まれる。特にピロリン酸カルシウム、リン酸
水素カルシウム及び炭酸カルシウムはこれらが溶解して
できる無機イオンが生体内に存在するイオンでかつ骨の
形成に利用できる性質であるため好ましい。
ち、第１無機化合物１１は水酸アパタイト、水酸炭酸ア
パタイト、リン酸三カルシウム及びリン酸四カルシウム
等の骨形成能が高い化合物が挙げられる。これらの化合
物は第１無機化合物１１中に１種又は２種以上含まれ
る。特に水酸アパタイト、水酸炭酸アパタイト及びリン
酸三カルシウムが骨形成に優れており好ましい。また、
第２無機化合物１２はピロリン酸カルシウム、リン酸水
素カルシウム、炭酸カルシウム及び硫酸カルシウム等の
生体内において高い吸収性を有する化合物が挙げられ
る。これらの化合物は第２無機化合物１２中に１種又は
２種以上含まれる。特にピロリン酸カルシウム、リン酸
水素カルシウム及び炭酸カルシウムはこれらが溶解して
できる無機イオンが生体内に存在するイオンでかつ骨の
形成に利用できる性質であるため好ましい。
【００１０】第１無機化合物１１と第２無機化合物１２
とを混合する具体的な方法としては、カルシウムイオン
を含む化合物を水に懸濁し、この懸濁液にリン酸を添加
する方法、リン酸カルシウムに希釈したリン酸水溶液を
含ませる方法及びリン酸カルシウム顆粒を水で練った硫
酸カルシウムと混合する方法等がある。加工性を良好に
するには充填材１０は多孔質にすることが好ましい。こ
の多孔質を有する充填材１０を製造するときには、まず
第１無機化合物１１と第２無機化合物１２を混合、微粉
砕し、水を加えてスラリーとする。このスラリーを一定
容器に注入し、発泡材としてＨ2Ｏ2等の発泡源を加えス
ラリーを発泡させる。発泡させたスラリーを乾燥させ、
その後焼成して脱型する方法により製造できる。充填材
１０を多孔質にすることにより所望の形状に加工するこ
とが容易で、施術中でも形状の補正を行うことができ
る。
とを混合する具体的な方法としては、カルシウムイオン
を含む化合物を水に懸濁し、この懸濁液にリン酸を添加
する方法、リン酸カルシウムに希釈したリン酸水溶液を
含ませる方法及びリン酸カルシウム顆粒を水で練った硫
酸カルシウムと混合する方法等がある。加工性を良好に
するには充填材１０は多孔質にすることが好ましい。こ
の多孔質を有する充填材１０を製造するときには、まず
第１無機化合物１１と第２無機化合物１２を混合、微粉
砕し、水を加えてスラリーとする。このスラリーを一定
容器に注入し、発泡材としてＨ2Ｏ2等の発泡源を加えス
ラリーを発泡させる。発泡させたスラリーを乾燥させ、
その後焼成して脱型する方法により製造できる。充填材
１０を多孔質にすることにより所望の形状に加工するこ
とが容易で、施術中でも形状の補正を行うことができ
る。
【００１１】図１（ａ）に示すように、この実施の形態
では充填材１０は多数の小さなブロック体１０ａからな
り、これらのブロック体１０ａを骨１３の欠損部１４の
形状に合うように詰め込んで充填する。充填材１０の各
ブロック体１０ａ間にできる隙間とブロック体１０ａ内
の孔は新生骨１７（図２）を形成する初期の骨細胞等が
入り込むための連通孔１６となる。充填後、充填材１０
中の第２無機化合物１２は時間の経過とともに生体内へ
溶出する。この第２無機化合物１２が溶け出すといまま
で第２無機化合物１２があった部分も新たに連通孔１６
となり、図２に示すようにこれらの連通孔１６内にも骨
細胞等が入り込み、新生骨１７が形成される。
では充填材１０は多数の小さなブロック体１０ａからな
り、これらのブロック体１０ａを骨１３の欠損部１４の
形状に合うように詰め込んで充填する。充填材１０の各
ブロック体１０ａ間にできる隙間とブロック体１０ａ内
の孔は新生骨１７（図２）を形成する初期の骨細胞等が
入り込むための連通孔１６となる。充填後、充填材１０
中の第２無機化合物１２は時間の経過とともに生体内へ
溶出する。この第２無機化合物１２が溶け出すといまま
で第２無機化合物１２があった部分も新たに連通孔１６
となり、図２に示すようにこれらの連通孔１６内にも骨
細胞等が入り込み、新生骨１７が形成される。
【００１２】更に、溶出されずに残存している第１無機
化合物１１は、図示しないが新生骨１７が形成される過
程で新生骨を形成するとともに徐々に生体内のマクロフ
ァージ及び破骨細胞に取り込まれ、若しくは溶解され消
失し、骨１３に吸収置換される。なお、上記実施の形態
では図１（ａ）に示すように骨欠損部１４に多数のブロ
ック体１０ａを詰め込んだ例を説明したが、充填材１０
を多孔体とし、充填前に骨欠損部１４に相応した形状に
加工し、それをはめ込んでもよい。また、上記実施の形
態では充填材１０を粒状として骨欠損部１４に充填して
もよい。この場合、充填材１０が骨欠損部１４内から流
出するおそれがあるが骨欠損部１４を骨膜１８及び図示
しない骨膜や筋肉等で覆うことにより防止することがで
きる。
化合物１１は、図示しないが新生骨１７が形成される過
程で新生骨を形成するとともに徐々に生体内のマクロフ
ァージ及び破骨細胞に取り込まれ、若しくは溶解され消
失し、骨１３に吸収置換される。なお、上記実施の形態
では図１（ａ）に示すように骨欠損部１４に多数のブロ
ック体１０ａを詰め込んだ例を説明したが、充填材１０
を多孔体とし、充填前に骨欠損部１４に相応した形状に
加工し、それをはめ込んでもよい。また、上記実施の形
態では充填材１０を粒状として骨欠損部１４に充填して
もよい。この場合、充填材１０が骨欠損部１４内から流
出するおそれがあるが骨欠損部１４を骨膜１８及び図示
しない骨膜や筋肉等で覆うことにより防止することがで
きる。
【００１３】また、上記実施の形態では、図１（ｂ）に
示すように第１無機化合物が第２無機化合物内に分散す
る例を説明したが、図３（ａ）に示すように、第１無機
化合物の粒子間の接触部に第２無機化合物が配置して構
成される形態でもよい。更に、図３（ｂ）に示すように
第１無機化合物の粒子内に第２無機化合物が配置して構
成される形態でもよい。
示すように第１無機化合物が第２無機化合物内に分散す
る例を説明したが、図３（ａ）に示すように、第１無機
化合物の粒子間の接触部に第２無機化合物が配置して構
成される形態でもよい。更に、図３（ｂ）に示すように
第１無機化合物の粒子内に第２無機化合物が配置して構
成される形態でもよい。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の充填材は生
体内において吸収性の異なる２種以上の無機化合物から
なり、粉末又は顆粒の第１無機化合物が粉末又は顆粒の
第２無機化合物内に分散するか、又は粉末又は顆粒の第
１無機化合物の粒子間の接触部に粉末又は顆粒の第２無
機化合物が配置して構成されるか、又は粉末又は顆粒の
第１無機化合物の粒子内に粉末又は顆粒の第２無機化合
物が配置して構成されるため、骨欠損部等に充填した
後、まず生体内において高い吸収性を有する第２無機化
合物が溶け出し、残った第１無機化合物は骨形成能を促
進させる。その後、第１無機化合物は細分化され、細分
化された第１無機化合物は、ミクロファージや破骨細胞
により取り込まれ、若しくは溶解され徐々に消失する。
この結果、充填材が全て骨と吸収置換されるので生体適
合性に優れ、本来の骨組織が骨欠損部に形成され骨欠損
部の物性を骨欠損前の物性と同一になるまで回復し得る
効果を奏する。
体内において吸収性の異なる２種以上の無機化合物から
なり、粉末又は顆粒の第１無機化合物が粉末又は顆粒の
第２無機化合物内に分散するか、又は粉末又は顆粒の第
１無機化合物の粒子間の接触部に粉末又は顆粒の第２無
機化合物が配置して構成されるか、又は粉末又は顆粒の
第１無機化合物の粒子内に粉末又は顆粒の第２無機化合
物が配置して構成されるため、骨欠損部等に充填した
後、まず生体内において高い吸収性を有する第２無機化
合物が溶け出し、残った第１無機化合物は骨形成能を促
進させる。その後、第１無機化合物は細分化され、細分
化された第１無機化合物は、ミクロファージや破骨細胞
により取り込まれ、若しくは溶解され徐々に消失する。
この結果、充填材が全て骨と吸収置換されるので生体適
合性に優れ、本来の骨組織が骨欠損部に形成され骨欠損
部の物性を骨欠損前の物性と同一になるまで回復し得る
効果を奏する。
【図１】（ａ） 本発明の充填材を骨欠損部に充填した
状態の模式図。 （ｂ） 図１（ａ）Ａ部の拡大図。
状態の模式図。 （ｂ） 図１（ａ）Ａ部の拡大図。
【図２】（ａ） 本発明の第１無機化合物が骨欠損部内
に残っている状態の模式図。 （ｂ） 図２（ａ）Ａ部の拡大図。
に残っている状態の模式図。 （ｂ） 図２（ａ）Ａ部の拡大図。
【図３】（ａ） 本実施の形態における第１無機化合物
と第２無機化合物の別の形態を示す模式図。 （ｂ） 本実施の形態における第１無機化合物と第２無
機化合物の更に別の形態を示す模式図。
と第２無機化合物の別の形態を示す模式図。 （ｂ） 本実施の形態における第１無機化合物と第２無
機化合物の更に別の形態を示す模式図。
１０ 充填材 １１ 第１無機化合物 １２ 第２無機化合物 １３ 骨
Claims (5)
- 【請求項１】 生体内における適合性及び周囲の骨形成
が良好な第１無機化合物(11)と生体内において毒性がな
くかつ高い吸収性を有する第２無機化合物(12)とを含
み、その含有割合が第２無機化合物１００体積％に対し
て第１無機化合物１〜１００００体積％であることを特
徴とする骨の欠損部等への充填材。 - 【請求項２】 第１無機化合物(11)が第２無機化合物(1
2)内に分散してなる請求項１記載の骨の欠損部等への充
填材。 - 【請求項３】 第１無機化合物(11)の粒子間の接触部に
第２無機化合物(12)が存在してなる請求項１記載の骨の
欠損部等への充填材。 - 【請求項４】 第１無機化合物(11)の粒子内に第２無機
化合物(12)が存在してなる請求項１記載の骨の欠損部等
への充填材。 - 【請求項５】 第１無機化合物(11)が水酸アパタイト、
水酸炭酸アパタイト、リン酸三カルシウム及びリン酸四
カルシウムからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
化合物であり、第２無機化合物(12)がピロリン酸カルシ
ウム、リン酸水素カルシウム、炭酸カルシウム及び硫酸
カルシウムからなる群より選ばれた１種又は２種以上の
化合物である請求項１ないし４いずれか記載の骨の欠損
部等への充填材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11233393A JP2001054565A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 骨の欠損部等への充填材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11233393A JP2001054565A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 骨の欠損部等への充填材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001054565A true JP2001054565A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16954394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11233393A Withdrawn JP2001054565A (ja) | 1999-08-20 | 1999-08-20 | 骨の欠損部等への充填材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001054565A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007528234A (ja) * | 2003-06-26 | 2007-10-11 | クラサン アーゲー | 骨形成剤および製造方法 |
| JP2015531263A (ja) * | 2012-09-06 | 2015-11-02 | シンセス・ゲーエムベーハーＳｙｎｔｈｅｓ ＧｍｂＨ | 三次元足場を形成するための生体吸収性セミラック組成物 |
-
1999
- 1999-08-20 JP JP11233393A patent/JP2001054565A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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