JP2001269399A - 生体硬組織治療用材料組成物 - Google Patents

生体硬組織治療用材料組成物

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JP2001269399A
JP2001269399A JP2000083858A JP2000083858A JP2001269399A JP 2001269399 A JP2001269399 A JP 2001269399A JP 2000083858 A JP2000083858 A JP 2000083858A JP 2000083858 A JP2000083858 A JP 2000083858A JP 2001269399 A JP2001269399 A JP 2001269399A
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hard tissue
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phosphate powder
composition
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JP2000083858A
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Michio Saito
道雄 斎藤
Mitsuaki Yamada
光昭 山田
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Osaka Gas Co Ltd
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Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体硬組織の代替材として必要な所要の強度
を示しかつ生体適合性が改善された硬化物を形成するこ
とができ、しかも当該硬化物を生体硬組織の欠損部や空
隙部に対応した所要の形状に容易に設定することができ
る生体硬組織治療用材料を実現する。 【解決手段】 生体硬組織治療用材料組成物は、リン酸
三カルシウム粉末およびリン酸八カルシウム粉末を含む
リン酸カルシウム系化合物混合物と、エチレングリコー
ルおよびグリセリンのうちの少なくとも1種の増粘剤と
を含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、治療用材料組成
物、特に、生体硬組織治療用材料組成物に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】人工骨、人工関節または人工
歯根などの生体用インプラント材を製造するための材料
として、アルミナ単結晶、その焼結体およびハイドロキ
シアパタイト焼結体などが広く知られている。これらの
材料は、強度が大きく、生体適合性も比較的良好なイン
プラント材を製造できるが、病的又は外的原因により生
じた骨や歯などの生体硬組織の欠損部や空隙部を修復す
るための充填材や合着材としては使用できない欠点があ
る。
【0003】このため、生体硬組織に生じた欠損部や空
隙部を修復するための治療用材料、すなわち生体硬組織
治療用材料が別に各種提案されている。例えば、歯科治
療分野においてはリン酸亜鉛セメント、ポリカルボン酸
セメント、グラスアイオノマーセメントなどが使用され
ており、また、整形外科等の骨治療分野においてはメタ
アクリレート系のボーンセメントなどが使用されてい
る。しかし、これらの治療用材料は、生体硬組織とは本
質的に異なる成分を用いたものであるため、生体適合性
が良好では無い。
【0004】これに対し、生体適合性を改善した生体硬
組織治療用材料として、ハイドロキシアパタイトの前駆
体と言われているα−リン酸三カルシウム粉末と水との
練和物に酸を添加したスラリー状のもの(例えば、特開
昭59−182263号公報参照)や、リン酸四カルシ
ウム粉末を酸類の水溶液で練和したスラリー状のもの
(例えば、特開昭62−72363号公報参照)などが
提案されている。しかし、これらの治療用材料は、硬化
速度が速く、短時間のうちに所要の強度を有する硬化物
を形成できるものであるが、形態がスラリー状であるた
め、生体硬組織の欠損部や空隙部に対応した所要の形状
に成形するのが困難である。また、これらの治療用材料
は、生体適合性の改善に寄与し得るカルシウム成分の含
有量が少ないため、生体適合性も十分とは言い難い。
【0005】本発明の目的は、生体硬組織の代替材に必
要な所要の強度を示しかつ生体適合性が改善された硬化
物を形成することができ、しかも当該硬化物を生体硬組
織の欠損部や空隙部に対応した所要の形状に容易に設定
することができる生体硬組織治療用材料を実現すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の生体硬組織治療
用材料組成物は、リン酸三カルシウム粉末およびリン酸
八カルシウム粉末を含むリン酸カルシウム系化合物混合
物と、エチレングリコールおよびグリセリンのうちの少
なくとも1種の増粘剤とを含んでいる。
【0007】ここで、リン酸カルシウム系化合物混合物
は、例えば、リン酸三カルシウム粉末(A)とリン酸八
カルシウム粉末(B)とを重量比で1:12〜12:1
の割合で含んでいる。また、この生体硬組織治療用材料
組成物は、例えば、増粘剤を20〜50重量%含んでい
る。さらに、この組成物は、たとえばX線造影剤をさら
に含んでいる。
【0008】本発明の他の見地に係る生体硬組織治療用
材料組成物は、リン酸三カルシウム粉末およびリン酸八
カルシウム粉末を含むリン酸カルシウム系化合物混合物
を含む第1剤と、エチレングリコールおよびグリセリン
のうちの少なくとも1種の増粘剤を含む第2剤とを含ん
でいる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の生体硬組織治療用材料組
成物は、リン酸カルシウム系化合物混合物と、増粘剤と
を含んでいる。
【0010】本発明で用いられるリン酸カルシウム系化
合物混合物は、主に、リン酸三カルシウムの粉末とリン
酸八カルシウムの粉末とを含んでいる。ここで用いられ
るリン酸三カルシウムの粉末は、化学式Ca3(PO4
2で示されるリン酸カルシウム系化合物の微粉末であ
り、例えば、次のようにして製造することができる。先
ず、第2リン酸カルシウム[CaHPO4]またはその
2水塩[CaHPO4・2H2O]と、炭酸カルシウム
[CaCO3]とを、前者:後者のモル比が2:1にな
るよう混合し、1,300℃で2時間焼成する。これに
より得られるリン酸三カルシウムを、荒粉砕した後、さ
らにボールミルを用いて微粉末状に粉砕する。この際、
リン酸三カルシウムの粒径は、通常、30μm以下にな
るよう設定するのが好ましい。この粒径が30μmを超
える場合は、本発明の組成物により得られる硬化物の破
砕抗力が低下するおそれがある。
【0011】また、ここで用いられるリン酸八カルシウ
ムの粉末は、化学式Ca82(PO 46・5H2Oで示
されるリン酸カルシウム系化合物の微粉末であり、例え
ば、次のようにして製造することができる。先ず、炭酸
カルシウム[CaCO3]の0.2M水溶液とリン酸ア
ンモニウム[(NH43PO4]の0.2M水溶液とを
混合し、5℃以下の低温で反応させる。この際、両水溶
液の混合割合は、炭酸カルシウム(Ca)とリン酸アン
モニウム(P)とのグラムアトム比(Ca:P)が4:
3になるよう設定するのが好ましい。次に、反応液を濾
過し、生成物を冷水で十分に洗浄する。この洗浄操作
は、洗浄液が実質的に中性になるまで実施するのが好ま
しい。このようにして洗浄された生成物を十分に乾燥す
ると、目的とするリン酸八カルシウムの粉末が得られ
る。
【0012】本発明で用いられるリン酸カルシウム系化
合物混合物において、上述のリン酸三カルシウム粉末
(A)と上述のリン酸八カルシウム粉末(B)との割合
は、重量比(A:B)で1:12〜12:1に設定する
のが好ましく、1:5〜5:1に設定するのがより好ま
しい。両者の割合が上述の範囲外の場合は、本発明の組
成物により得られる硬化物の強度が不充分になるおそれ
がある。
【0013】一方、本発明で用いられる増粘剤は、エチ
レングリコールおよびグリセリンである。これらの増粘
剤は、それぞれ単独で用いられてもよいし、両者が適宜
混合して用いられてもよい。
【0014】また、本発明の組成物は、必要に応じ、さ
らにX線造影剤を含んでいてもよい。X線造影剤は、本
発明の組成物を用いて形成された硬化物にX線造影性を
付与し、当該硬化物を用いて生体の硬組織を治療した場
合において、X線撮影により硬組織の治療部位や回復状
況を確認し易くするためのものである。本発明で利用可
能なX線造影剤は、特に限定されるものではないが、通
常は硫酸バリウム、次炭酸ビスマス、酸化チタンなどを
例示することができる。
【0015】本発明の生体硬組織治療用材料組成物は、
上述のリン酸カルシウム系化合物混合物、上述の増粘剤
および必要に応じてX線造影剤等のその他の成分を混合
して練和すると調製することができ、通常は粘土状のも
のとして得られる。この際、本発明の組成物中における
増粘剤の割合が20〜50重量%になるよう設定するの
が好ましく、25〜45重量%になるよう設定するのが
より好ましい。この割合が20重量%未満の場合、本発
明の組成物は、粘土状になりにくく、その結果、粘土細
工のようにコネるのが困難になって治療すべき生体硬組
織の欠損部や空隙部に対応した所望の形状に成形するの
が困難になるおそれがある。逆に、50重量%を超える
場合、本発明の組成物は、流動性が高まり過ぎ、同じく
治療すべき生体硬組織の欠損部や空隙部に対応した所望
の形状に成形するのが困難になるおそれがある。また、
X線造影剤の含有量は、通常、本発明の組成物に占める
割合が10〜20重量%になるよう設定するのが好まし
い。
【0016】このようにして調製される本発明の組成物
は、通常、臨床現場において使用する前は密閉容器内に
おいて保存しておくのが好ましい。また、本発明の組成
物は、上述のリン酸カルシウム系化合物混合物を含む第
1剤と、上述の増粘剤を含む第2剤とを別々に用意し、
使用時において第1剤と第2剤とを混合して練和するこ
とにより調製することもできる。この場合、X線造影剤
は、通常、上述の第1剤の側に添加し、第1剤中に均一
に分散しておくのが好ましい。
【0017】本発明の生体硬組織治療用材料組成物を用
いて骨や歯牙などの生体硬組織の欠損部や空隙部を充填
するための硬化物を形成する場合は、臨床現場(治療現
場)において、本発明の組成物を粘土細工のようにコネ
ながら患部の形状に合わせて成形し、この成形物を加熱
して硬化させる。ここで、加熱温度は、通常500〜9
00℃に設定するのが好ましく、600〜800℃に設
定するのがより好ましい。また、加熱時間は、加熱温度
に従って変化するが、通常は1〜5時間に設定するのが
好ましく、2〜3時間に設定するのがより好ましい。
【0018】上述のようにして得られる硬化物は、本発
明の組成物が上述のようなリン酸カルシウム系化合物混
合物を含んでおりカルシウム含有量が多いため、生体内
で組織液と接触すると、骨や歯等の硬組織に含まれる無
機成分と同一のハイドロキシアパタイトに転化し得る。
したがって、この硬化物は、生体内の既存の硬組織に馴
染み易く、生体適合性が良好であり、また、生体硬組織
の再生を促進する効果を期待することもできる。また、
この硬化物は、生体硬組織の治療用材料としての十分な
強度、特に破砕抗力を示し得る。
【0019】
【実施例】実施例1〜3 リン酸三カルシウム[Ca3(PO42]の微粉末(粒
径30μm以下)、リン酸八カルシウム[Ca82(P
46・5H2O]の粉末、X線造影剤、エチレングリ
コールおよびグリセリンを表1に示す割合で含む、粘土
状の生体硬組織治療用材料組成物を調製した。ここで
は、リン酸三カルシウム微粉末、リン酸八カルシウム粉
末およびX線造影剤からなる第1剤と、エチレングリコ
ールおよびグリセリンからなる第2剤とを別々に調製
し、これらの第1剤と第2剤とを均一に混合して練和
し、上述の生体硬組織治療用材料組成物を調製した。
【0020】得られた生体硬組織治療用材料組成物を、
粘土細工の要領に従って直径が6mmで長さが12mm
の円柱状に成形した。この成形物を800℃の温度で1
時間加熱処理した後に放冷し、硬化物を得た。得られた
硬化物の破砕抗力をJIST 6602に規定された方
法に従い、クロスヘッドスピード1mm/秒の条件下で
測定した結果を表1に示す。表1から、本実施例におい
て得られた硬化物は、生体硬組織の代替材に適した高い
破砕抗力を示すことが分かる。
【0021】
【表1】
【0022】
【発明の効果】本発明の生体硬組織治療用材料組成物
は、上述のようなリン酸カルシウム系化合物混合物と増
粘剤とを含んでいるため、生体硬組織の代替材として必
要な所要の強度を示しかつ生体適合性が改善された硬化
物を形成することができ、しかも当該硬化物を生体硬組
織の欠損部や空隙部に対応した所要の形状に容易に設定
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C059 AA02 AA05 AA08 4C081 AB01 AB03 AB04 AB05 AB06 CE11 CF011 CF021 CF24 DA16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リン酸三カルシウム粉末およびリン酸八カ
    ルシウム粉末を含むリン酸カルシウム系化合物混合物
    と、 エチレングリコールおよびグリセリンのうちの少なくと
    も1種の増粘剤と、を含む生体硬組織治療用材料組成
    物。
  2. 【請求項2】前記リン酸カルシウム系化合物混合物は、
    前記リン酸三カルシウム粉末(A)と前記リン酸八カル
    シウム粉末(B)とを重量比(A:B)で1:12〜1
    2:1の割合で含んでいる、請求項1に記載の生体硬組
    織治療用材料組成物。
  3. 【請求項3】前記増粘剤を20〜50重量%含む、請求
    項1または2に記載の生体硬組織治療用材料組成物。
  4. 【請求項4】X線造影剤をさらに含む、請求項1、2ま
    たは3に記載の生体硬組織治療用材料組成物。
  5. 【請求項5】リン酸三カルシウム粉末およびリン酸八カ
    ルシウム粉末を含むリン酸カルシウム系化合物混合物を
    含む第1剤と、 エチレングリコールおよびグリセリンのうちの少なくと
    も1種の増粘剤を含む第2剤と、を含む生体硬組織治療
    用材料組成物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007197329A (ja) * 2006-01-23 2007-08-09 Kuraray Medical Inc リン酸カルシウム組成物及びその製造方法
JP2007534449A (ja) * 2004-04-27 2007-11-29 カイフォン インコーポレイテッド 骨代替組成物および使用方法
JP2010110404A (ja) * 2008-11-05 2010-05-20 Tohoku Univ 人工骨材
JP2012000190A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Olympus Terumo Biomaterials Corp 人工骨材料

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JP2007197329A (ja) * 2006-01-23 2007-08-09 Kuraray Medical Inc リン酸カルシウム組成物及びその製造方法
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