JP2001164073A - 生体活性セメント組成物 - Google Patents
生体活性セメント組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生体活性が高く、作業性の良い生体活性セメ
ント組成物を提供することである。 【解決手段】 Ｃａを含有する平均粒子径が２０μｍ以
下のガラス又は結晶化ガラスからなる生体活性フィラー
粉末と、質量平均分子量が１５万以上であるメタクリレ
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、重合促進剤とからなることを特徴とす
る。
ント組成物を提供することである。 【解決手段】 Ｃａを含有する平均粒子径が２０μｍ以
下のガラス又は結晶化ガラスからなる生体活性フィラー
粉末と、質量平均分子量が１５万以上であるメタクリレ
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、重合促進剤とからなることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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骨欠損
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。
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骨欠損
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。
【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骨欠損部の再建等に使
用されるセメントとして、ＰＭＭＡセメントが広く知ら
れている。ところがＰＭＭＡセメントには生体活性がな
いため、自然骨と化学的に直接結合することができな
い。そこで近年、ＰＭＭＡセメントにＣａ含有ガラス等
の生体活性フィラーを添加した生体活性セメントが提案
されている。
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骨欠損部の再建等に使
用されるセメントとして、ＰＭＭＡセメントが広く知ら
れている。ところがＰＭＭＡセメントには生体活性がな
いため、自然骨と化学的に直接結合することができな
い。そこで近年、ＰＭＭＡセメントにＣａ含有ガラス等
の生体活性フィラーを添加した生体活性セメントが提案
されている。
【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
直接結合することができる。ところが、十分に生体活性
が高く、しかも作業性の良い生体活性セメントは、まだ
得られていないのが現状である。
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
直接結合することができる。ところが、十分に生体活性
が高く、しかも作業性の良い生体活性セメントは、まだ
得られていないのが現状である。
【０００４】本発明の目的は、生体活性が高く、作業性
の良い生体活性セメント組成物を提供することである。
の良い生体活性セメント組成物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の生体活性セメン
ト組成物は、Ｃａを含有する平均粒子径が２０μｍ以下
のガラス又は結晶化ガラスからなる生体活性フィラー粉
末と、質量平均分子量が１５万以上であるメタクリレー
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、重合促進剤とからなることを特徴とする。
ト組成物は、Ｃａを含有する平均粒子径が２０μｍ以下
のガラス又は結晶化ガラスからなる生体活性フィラー粉
末と、質量平均分子量が１５万以上であるメタクリレー
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、重合促進剤とからなることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】生体活性セメントの生体活性及び
作業性は、生体活性フィラー粉末の平均粒子径，メタク
リレート系ポリマーの分子量によって大幅に変化する。
本発明の生体活性フィラーのガラス又は結晶化ガラス粉
末は、Ｃａを含んでいてＣａイオンを溶出するので、生
体活性を有するが、特に平均粒子径が小さくなると、粉
体などの充填空間を含めた密度いわゆる嵩密度が小さく
なって比表面積が大きくなるため、生体活性フィラーが
セメント表面に露出し易いので生体活性は高くなる。ま
た、メタクリレート系ポリマーの質量平均分子量が大き
いほどモノマーによる溶解度は小さくなり、セメント表
面に生体活性フィラーが露出し易いため、生体活性が高
くなる。
作業性は、生体活性フィラー粉末の平均粒子径，メタク
リレート系ポリマーの分子量によって大幅に変化する。
本発明の生体活性フィラーのガラス又は結晶化ガラス粉
末は、Ｃａを含んでいてＣａイオンを溶出するので、生
体活性を有するが、特に平均粒子径が小さくなると、粉
体などの充填空間を含めた密度いわゆる嵩密度が小さく
なって比表面積が大きくなるため、生体活性フィラーが
セメント表面に露出し易いので生体活性は高くなる。ま
た、メタクリレート系ポリマーの質量平均分子量が大き
いほどモノマーによる溶解度は小さくなり、セメント表
面に生体活性フィラーが露出し易いため、生体活性が高
くなる。
【０００７】本発明においては、平均粒子径が２０μｍ
以下の生体活性フィラー粉末を使用する。生体活性フィ
ラー粉末の粒子径が小さいほど、嵩密度が小さくなって
比表面積が大きくなるため、セメント表面に生体活性フ
ィラー粉末が露出し易くなるので生体活性が高くなる。
また好ましくは平均粒子径が０．１〜１０μｍにすると
生体活性が更に高くなる。しかしながら平均粒子径が２
０μｍを超えると十分な生体活性が得られなくなり、ま
たセメントの混練時に、ざらざら感が発生して作業性も
悪くなる。ところで、球形の形態を有するガラスビーズ
又は結晶化ガラスビーズをセメント用フィラーとして使
用すると、モノマーとの馴染みがよく良好な流動性を示
すため、作業性のよいセメント材料を得ることができ
る。また、セメント内に発生した応力集中を防止するこ
とができるので，セメントの硬化体の機械的強度も向上
させることができる。
以下の生体活性フィラー粉末を使用する。生体活性フィ
ラー粉末の粒子径が小さいほど、嵩密度が小さくなって
比表面積が大きくなるため、セメント表面に生体活性フ
ィラー粉末が露出し易くなるので生体活性が高くなる。
また好ましくは平均粒子径が０．１〜１０μｍにすると
生体活性が更に高くなる。しかしながら平均粒子径が２
０μｍを超えると十分な生体活性が得られなくなり、ま
たセメントの混練時に、ざらざら感が発生して作業性も
悪くなる。ところで、球形の形態を有するガラスビーズ
又は結晶化ガラスビーズをセメント用フィラーとして使
用すると、モノマーとの馴染みがよく良好な流動性を示
すため、作業性のよいセメント材料を得ることができ
る。また、セメント内に発生した応力集中を防止するこ
とができるので，セメントの硬化体の機械的強度も向上
させることができる。
【０００８】生体活性フィラーとしてガラス又は結晶化
ガラス粉末の好適な組成範囲は、質量％でＣａＯ ３０
〜７０％、ＳｉＯ2 ３０〜７０％、Ｐ2 Ｏ5 ０〜４０
％、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＦ2 ０〜５％、好ましく
はＣａＯ ４０〜５０％、ＳｉＯ2 ３０〜４０％、Ｐ2
Ｏ5 １０〜２０％、ＭｇＯ ０．５〜１０％、ＣａＦ2
０〜２％である。
ガラス粉末の好適な組成範囲は、質量％でＣａＯ ３０
〜７０％、ＳｉＯ2 ３０〜７０％、Ｐ2 Ｏ5 ０〜４０
％、ＭｇＯ ０〜２０％、ＣａＦ2 ０〜５％、好ましく
はＣａＯ ４０〜５０％、ＳｉＯ2 ３０〜４０％、Ｐ2
Ｏ5 １０〜２０％、ＭｇＯ ０．５〜１０％、ＣａＦ2
０〜２％である。
【０００９】なお生体活性フィラー粉末の含有量は２０
〜８０質量％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２０質量％より少ないと生体活性が不十
分となり、８０質量％を超えるとセメントの作業性が悪
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。これは、ｐＨが５より低いとガラ
ス表面が侵食されて生体活性が低くなり、ｐＨが８より
高いとシランカップリング処理が困難になるためであ
る。
〜８０質量％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２０質量％より少ないと生体活性が不十
分となり、８０質量％を超えるとセメントの作業性が悪
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。これは、ｐＨが５より低いとガラ
ス表面が侵食されて生体活性が低くなり、ｐＨが８より
高いとシランカップリング処理が困難になるためであ
る。
【００１０】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、モノマーによる溶解が起こって、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−ＧＭ
Ａ）の共重合体粉末等を使用することができる。
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、モノマーによる溶解が起こって、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−ＧＭ
Ａ）の共重合体粉末等を使用することができる。
【００１１】またポリマー粉末は、質量平均分子量が１
５万以上のメタクリレート系ポリマーを使用する。ポリ
マー粉末の質量平均分子量が大きいほど、モノマーによ
る溶解度は小さくなり、セメント表面に生体活性フィラ
ーが露出し易いため、生体活性が高くなる。また、ポリ
マーの質量平均分子量は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。一方、質量平均分子量が１５万より小さ
いポリマーを使用すると、重合時にほとんど溶解してし
まい、生体活性フィラーが樹脂に覆われて生体活性が低
くなり、また、ポリマー粉末がほとんど溶けてしまうの
で、べとべとして作業性も悪くなる。しかも、樹脂自体
の強度が低く、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
の質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溶解しにくくなり、作業性
が悪くなるため好ましくない。メタクリレート系ポリマ
ー粉末の質量平均分子量の好ましい範囲は２０万〜１３
０万である。
５万以上のメタクリレート系ポリマーを使用する。ポリ
マー粉末の質量平均分子量が大きいほど、モノマーによ
る溶解度は小さくなり、セメント表面に生体活性フィラ
ーが露出し易いため、生体活性が高くなる。また、ポリ
マーの質量平均分子量は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。一方、質量平均分子量が１５万より小さ
いポリマーを使用すると、重合時にほとんど溶解してし
まい、生体活性フィラーが樹脂に覆われて生体活性が低
くなり、また、ポリマー粉末がほとんど溶けてしまうの
で、べとべとして作業性も悪くなる。しかも、樹脂自体
の強度が低く、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
の質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溶解しにくくなり、作業性
が悪くなるため好ましくない。メタクリレート系ポリマ
ー粉末の質量平均分子量の好ましい範囲は２０万〜１３
０万である。
【００１２】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、生体活性と作業性においては、平均粒子
径１〜５００μｍ、特に１〜１００μｍの範囲にあるこ
とが好ましい。平均粒子径が１μｍより小さくなると、
ポリマーがほとんど溶解して生体活性フィラー粉末を覆
ってしまうので生体活性が悪くなる。また、セメントの
粘度も高くなりすぎて作業性は悪くなる。一方、平均粒
子径が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作業がしづら
くなる。なお、球状の形態を有するポリマー粉末を使用
すると、セメント硬化体の機械的強度を高める効果があ
るので望ましい。さらにメタクリレート系ポリマー粉末
の含有量は５〜８０質量％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、逆に少なすぎると作業性
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。
制限はないが、生体活性と作業性においては、平均粒子
径１〜５００μｍ、特に１〜１００μｍの範囲にあるこ
とが好ましい。平均粒子径が１μｍより小さくなると、
ポリマーがほとんど溶解して生体活性フィラー粉末を覆
ってしまうので生体活性が悪くなる。また、セメントの
粘度も高くなりすぎて作業性は悪くなる。一方、平均粒
子径が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作業がしづら
くなる。なお、球状の形態を有するポリマー粉末を使用
すると、セメント硬化体の機械的強度を高める効果があ
るので望ましい。さらにメタクリレート系ポリマー粉末
の含有量は５〜８０質量％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、逆に少なすぎると作業性
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。
【００１３】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、硬化時に急激に粘度が増大しないため作業性に優れ
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質量％が好まし
い。メタクリレート系モノマーが１０質量％より少ない
と重合し難くなって機械的強度が低下し、６０質量％よ
り多くなると生体活性が低下する。
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、硬化時に急激に粘度が増大しないため作業性に優れ
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質量％が好まし
い。メタクリレート系モノマーが１０質量％より少ない
と重合し難くなって機械的強度が低下し、６０質量％よ
り多くなると生体活性が低下する。
【００１４】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。
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。
【００１５】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、質量比で粉末：液体が５０：５０
〜９０：１０であることが望ましい。
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、質量比で粉末：液体が５０：５０
〜９０：１０であることが望ましい。
【００１６】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。
は、重合開始剤と重合促進剤を含有する。
【００１７】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質量部に対して０．１〜１
０質量部が好ましく、０．１質量部より少ないと効果が
殆どなく、１０質量部より多いと硬化時間が速くなり過
ぎて作業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。
る。添加量は液体成分１００質量部に対して０．１〜１
０質量部が好ましく、０．１質量部より少ないと効果が
殆どなく、１０質量部より多いと硬化時間が速くなり過
ぎて作業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。
【００１８】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質量部に対して０．１〜８
質量部が好ましい。重合促進剤が０．１質量部より少な
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質量部より多いと硬化時間が速くなり過ぎて作業
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。
る。添加量は液体成分１００質量部に対して０．１〜８
質量部が好ましい。重合促進剤が０．１質量部より少な
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質量部より多いと硬化時間が速くなり過ぎて作業
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】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。
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。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】表１、２は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１
〜９）、表３は比較例（試料Ｎｏ．１０、１１）を示す
ものである。
〜９）、表３は比較例（試料Ｎｏ．１０、１１）を示す
ものである。
【００２６】各試料は次のようにして調製した。
【００２７】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。
ト系ポリマー粉末を用意した。
【００２８】生体活性フィラー粉末は、２種類の形状
（ビーズ、破砕物）を用意するため次のようにして調製
した。まず、質量％でＣａＯ ４５％、ＳｉＯ2 ３４
％、Ｐ2Ｏ5 １６％、ＭｇＯ ４．５％、ＣａＦ2 ０．
５％の組成を有するガラスを溶融、粉砕した後、それを
１５００℃以上のガスバーナー火炎中に噴霧することで
ガラスビーズを得た。結晶化ガラスビーズは、得られた
ガラスビーズを１０００℃で加熱処理することによって
得た。破砕物のガラスは、上記溶融、粉砕したものを使
用した。次にビーズ及び破砕物は、ｐＨ６に調製したシ
ランカップリング剤で表面処理を施した。なお、各ガラ
ス粉末の平均粒子径は、粉砕時間を変化させて調整し
た。
（ビーズ、破砕物）を用意するため次のようにして調製
した。まず、質量％でＣａＯ ４５％、ＳｉＯ2 ３４
％、Ｐ2Ｏ5 １６％、ＭｇＯ ４．５％、ＣａＦ2 ０．
５％の組成を有するガラスを溶融、粉砕した後、それを
１５００℃以上のガスバーナー火炎中に噴霧することで
ガラスビーズを得た。結晶化ガラスビーズは、得られた
ガラスビーズを１０００℃で加熱処理することによって
得た。破砕物のガラスは、上記溶融、粉砕したものを使
用した。次にビーズ及び破砕物は、ｐＨ６に調製したシ
ランカップリング剤で表面処理を施した。なお、各ガラ
ス粉末の平均粒子径は、粉砕時間を変化させて調整し
た。
【００２９】メタクリレート系ポリマー粉末としては、
平均粒径５〜１００μｍのＰＭＭＡ球形粉末を用意し
た。
平均粒径５〜１００μｍのＰＭＭＡ球形粉末を用意し
た。
【００３０】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。
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。
【００３１】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。
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。
【００３２】このようにして粉末−液体系の試料を得
た。
た。
【００３３】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質量部に対して５質
量部、及び２質量部とした。
−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質量部に対して５質
量部、及び２質量部とした。
【００３４】以上のような手順にて作製した各試料につ
いて、生体活性フィラー粉末の形状、平均粒子径、比表
面積及びＰＭＭＡ粉末の質量平均分子量を評価した。更
に各試料について、生体活性の有無、作業性、曲げ強度
を評価した。これらの結果を表１、２、３に示す。
いて、生体活性フィラー粉末の形状、平均粒子径、比表
面積及びＰＭＭＡ粉末の質量平均分子量を評価した。更
に各試料について、生体活性の有無、作業性、曲げ強度
を評価した。これらの結果を表１、２、３に示す。
【００３５】生体活性フィラー粉末の粒子形状は、目視
及び光学顕微鏡で確認した。その平均粒子径は、レーザ
ー回折式の粒度分布測定機で測定してＤ50値で示した。
一方、それらの粒子の比表面積は、ＢＥＴ法によって測
定した。ＰＭＭＡの質量平均分子量は、ＧＰＣ(Ｇｅｌ
Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ
ｙ)で測定した。生体活性の有無は、アパタイト形成能
いわゆる擬似体液中でアパタイトが析出するかどうかを
セメント硬化体試料を用いて評価した。具体的には、３
７℃の擬似体液中に試料を１日、又は３日間浸漬後、粒
子表面にアパタイトの針状結晶が析出しているかどうか
を電子顕微鏡で観察し評価した。作業性は、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。セメント
の曲げ強度は、セメント硬化体から大きさ３×４×２０
ｍｍの試料片を作製し、３点曲げ強度試験によって評価
した。
及び光学顕微鏡で確認した。その平均粒子径は、レーザ
ー回折式の粒度分布測定機で測定してＤ50値で示した。
一方、それらの粒子の比表面積は、ＢＥＴ法によって測
定した。ＰＭＭＡの質量平均分子量は、ＧＰＣ(Ｇｅｌ
Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ
ｙ)で測定した。生体活性の有無は、アパタイト形成能
いわゆる擬似体液中でアパタイトが析出するかどうかを
セメント硬化体試料を用いて評価した。具体的には、３
７℃の擬似体液中に試料を１日、又は３日間浸漬後、粒
子表面にアパタイトの針状結晶が析出しているかどうか
を電子顕微鏡で観察し評価した。作業性は、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。セメント
の曲げ強度は、セメント硬化体から大きさ３×４×２０
ｍｍの試料片を作製し、３点曲げ強度試験によって評価
した。
【００３６】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、フィラーの平均粒子径が５〜
２０μｍであるため、比表面積は０．１〜０．６ｍ2／
ｇと大きかった。また質量平均分子量が３０万以上のＰ
ＭＭＡ粉末を使用している。このため、何れも1日で疑
似体液中でのアパタイトが析出して生体活性があること
が確認された。また作業性も良好であった。セメントの
曲げ強度は、１１５ＭＰa以上と実用上十分な強度を有
しており、特に生体活性フィラー粉末がビーズ(球形)の
場合は１２０〜１３５ＭＰaと高くなることが確認され
た。
ある試料Ｎｏ．１〜９は、フィラーの平均粒子径が５〜
２０μｍであるため、比表面積は０．１〜０．６ｍ2／
ｇと大きかった。また質量平均分子量が３０万以上のＰ
ＭＭＡ粉末を使用している。このため、何れも1日で疑
似体液中でのアパタイトが析出して生体活性があること
が確認された。また作業性も良好であった。セメントの
曲げ強度は、１１５ＭＰa以上と実用上十分な強度を有
しており、特に生体活性フィラー粉末がビーズ(球形)の
場合は１２０〜１３５ＭＰaと高くなることが確認され
た。
【００３７】ところで、比較例であるＮｏ．１０の試料
は、生体活性フィラーの平均粒子径が５０μｍと大きい
ために比表面積が０．１ｍ2／ｇ以下と小さく、一方、
Ｎｏ．１１の試料は、質量平均分子量が５万と小さいＰ
ＭＭＡを使用したため、どちらも擬似体液中に試料を３
日間浸漬後でも、アパタイトの析出が認められなかっ
た。また作業性はどちらも悪かった。セメントの曲げ強
度は、Ｎｏ．１０は１２５ＭＰaであったが、Ｎｏ．１
１は１００ＭＰaと低かった。
は、生体活性フィラーの平均粒子径が５０μｍと大きい
ために比表面積が０．１ｍ2／ｇ以下と小さく、一方、
Ｎｏ．１１の試料は、質量平均分子量が５万と小さいＰ
ＭＭＡを使用したため、どちらも擬似体液中に試料を３
日間浸漬後でも、アパタイトの析出が認められなかっ
た。また作業性はどちらも悪かった。セメントの曲げ強
度は、Ｎｏ．１０は１２５ＭＰaであったが、Ｎｏ．１
１は１００ＭＰaと低かった。
【００３８】
【発明の効果】このように本発明の生体活性セメント組
成物は、生体活性が高く、また作業性に優れており、し
かも機械的強度が高く、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、頭蓋骨欠損部の再建用
等として好適である。
成物は、生体活性が高く、また作業性に優れており、し
かも機械的強度が高く、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、頭蓋骨欠損部の再建用
等として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０４Ｂ 26/06 Ｃ０８Ｆ 2/44 Ａ Ｃ０８Ｆ 2/44 Ｃ Ｃ０８Ｋ 3/40 Ｃ０８Ｋ 3/40 (Ｃ０４Ｂ 26/06 //(Ｃ０４Ｂ 26/06 14:22） 14:22） Ａ６１Ｌ 25/00 Ａ (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 (72)発明者 森田 誠一 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） 4C059 AA01 4C081 AB04 AC04 BA02 BA12 CF052 DA13 DC13 4G062 AA10 AA11 BB03 DA05 DA06 DB01 DC01 DD01 DD02 DD03 DD04 DD05 DE01 DF01 EA01 EB01 EC01 ED01 ED02 ED03 ED04 EE05 EE06 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GB01 GC01 GD01 GE01 GE02 GE03 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM08 MM10 MM15 MM18 MM19 MM20 NN34 PP11 QQ18 4J002 BC07W BG05W BG06W BG07W DL006 EH077 EK048 EN069 EY018 FA08W FA086 FD010 GB01 4J011 AA05 PA15 PA69 PB06 PB22 PC08
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃａを含有する平均粒子径が２０μｍ以
下のガラス又は結晶化ガラスからなる生体活性フィラー
粉末と、質量平均分子量が１５万以上であるメタクリレ
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、重合促進剤とからなることを特徴とする
生体活性セメント組成物。 - 【請求項２】 生体活性フィラ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。 - 【請求項３】 生体活性フィラーのガラス又は結晶化ガ
ラス粉末が質量％でＣａＯ ３０〜７０％、ＳｉＯ2 ３
０〜７０％、Ｐ2Ｏ5 ０〜４０％、ＭｇＯ０〜２０％、
ＣａＦ2０〜５％の組成を有す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。 - 【請求項４】 メタクリレート系ポリマー粉末が球状で
あり、その平均粒子径が１〜５００μｍの範囲にあるこ
とを特徴とする請求項１の生体活性セメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34863999A JP2001164073A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 生体活性セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34863999A JP2001164073A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 生体活性セメント組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001164073A true JP2001164073A (ja) | 2001-06-19 |
Family
ID=18398361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34863999A Pending JP2001164073A (ja) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | 生体活性セメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001164073A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024100A1 (en) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | National University Of Singapore | Glass ionomer cements, glass powder therefor, and methods of manufacture |
| CN1315749C (zh) * | 2004-09-14 | 2007-05-16 | 中国建筑材料科学研究院 | 一种高强度硅酸盐水泥熟料及其制备方法 |
| JP2014512325A (ja) * | 2011-04-05 | 2014-05-22 | アールイージー ４ ライフ リジェネレーション テクノロジー， ソシエダッド アノニマ | 生理活性ガラス組成物、その調製方法、及びその製造方法、並びにガラス原料 |
-
1999
- 1999-12-08 JP JP34863999A patent/JP2001164073A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024100A1 (en) * | 2002-09-10 | 2004-03-25 | National University Of Singapore | Glass ionomer cements, glass powder therefor, and methods of manufacture |
| CN1315749C (zh) * | 2004-09-14 | 2007-05-16 | 中国建筑材料科学研究院 | 一种高强度硅酸盐水泥熟料及其制备方法 |
| JP2014512325A (ja) * | 2011-04-05 | 2014-05-22 | アールイージー ４ ライフ リジェネレーション テクノロジー， ソシエダッド アノニマ | 生理活性ガラス組成物、その調製方法、及びその製造方法、並びにガラス原料 |
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