JP2002210002A - Composition for restoring biological tissue - Google Patents

Composition for restoring biological tissue

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JP2002210002A
JP2002210002A JP2001010052A JP2001010052A JP2002210002A JP 2002210002 A JP2002210002 A JP 2002210002A JP 2001010052 A JP2001010052 A JP 2001010052A JP 2001010052 A JP2001010052 A JP 2001010052A JP 2002210002 A JP2002210002 A JP 2002210002A
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Japan
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composition
biocompatible
filler
living tissue
repairing
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JP2001010052A
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Inventor
Chikara Otsuki
主税 大槻
Masao Tanihara
正夫 谷原
Toshiki Miyazaki
敏樹 宮崎
Shinichi Ogata
信一 尾形
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Nara Institute of Science and Technology NUC
Original Assignee
Nara Institute of Science and Technology NUC
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slurry, a paste or a putty-like composition having excellent biocompatibility mainly used as a bone filler or an artificial joint fixing cement and a medical implant material obtained by curing the composition in an aqueous solution. SOLUTION: The material for developing high organic affinity, bioactivity or biological absorbability as the composition cured by contacting with the aqueous solution as the slurry, paste or putty-like composition is prepared by dissolving a biocompatible organic polymer soluble in an organic solvent and insoluble in water in the organic solvent soluble in water and mixing the solution with the biocompatible filler. The composition for restoring a biological tissue comprises the biocompatible organic polymer compound which is a cellulose acetate, ethyl cellulose, polylactide or copolylactide.glycolide or a mixture of two or more of them, and the biocompatible filler which is a hydroxy apatite, calcium phosphate, calcium silicate glass, calcium phosphate glass or the like or bioactive glass or a mixture of two or more of them.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、歯科、整形外科お
よび形成外科の分野で使用される生体適合性に優れた生
体組織修復用組成物および生体組織修復用材料に関する
ものである。より詳しくは、有機溶剤に可溶で水に不溶
な有機高分子化合物を、水と相溶する有機溶剤に溶かし
てこれに生体適合性充填材を加えてなる、生体組織修復
用組成物に関する。本組成物は、水溶液に接することに
より硬化するため、骨セメントまたはそれらから作られ
るインプラント材料として用いることができる。本発明
はまた、このようなインプラント材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for repairing a living tissue and a material for repairing a living tissue having excellent biocompatibility used in the fields of dentistry, orthopedics and plastic surgery. More specifically, the present invention relates to a composition for repairing a living tissue, which is obtained by dissolving an organic polymer compound soluble in an organic solvent and insoluble in water in an organic solvent compatible with water and adding a biocompatible filler thereto. Since the composition hardens upon contact with an aqueous solution, it can be used as a bone cement or an implant material made therefrom. The invention also relates to such an implant material.

【0002】[0002]

【従来の技術】人工股関節、人工膝関節、骨接合材な
ど、人工材料で生体組織修復を行う場合、その固定には
手術室で混合後、数分間は任意の形状に成形でき、その
後凝固し硬化する骨セメントや骨充填材が用いられてい
る。この種の素材として最も普及しているセメントは、
アクリルおよび/またはメタクリル酸エステルの微細分
割ポリマーおよび適宜、重合化触媒、X線造影剤、充填
材および染料などの他の添加剤からなる約50〜75重量%
の固体成分とアクリルおよび/またはメタクリル酸エス
テルモノマーおよび適宜重合促進剤および安定剤などの
他の添加剤からなる約25〜50重量%の液体成分から構成
される(以下PMMA系骨セメントと略す)。例えばポリメ
チルメタクリレート(PMMA)粉末を主成分としこれに造
影剤、触媒または反応誘発剤、所望により抗生物質等の
混合した粉末を、メチルメタクリレートモノマー(MM
A)を主成分とする液体と混合して、重合硬化させる骨
セメントである。しかし当該骨セメントは、異物反応に
より比較的厚い線維性皮膜でカプセル化される生体親和
性の低い材料であり、組織との結合は機械的なかみ合わ
せだけによるものである。そのため長期間の埋入におい
てずれや緩みが生じ、再手術を余儀なくされる場合があ
る。
2. Description of the Related Art When a living tissue is repaired using an artificial material such as an artificial hip joint, an artificial knee joint, or an osteosynthesis material, it can be fixed to an arbitrary shape after mixing in an operating room for several minutes and then solidified. Hardening bone cement and bone filler are used. The most widespread cement of this type is
About 50-75% by weight of finely divided polymer of acrylic and / or methacrylic acid ester and optionally other additives such as polymerization catalyst, X-ray contrast agent, filler and dye
About 25 to 50% by weight of a liquid component consisting of a solid component and other additives such as an acrylic and / or methacrylic acid ester monomer and a polymerization accelerator and a stabilizer (hereinafter abbreviated as PMMA-based bone cement) . For example, a powder containing polymethyl methacrylate (PMMA) as a main component and mixed with a contrast agent, a catalyst or a reaction inducer, and if necessary, an antibiotic, is mixed with a methyl methacrylate monomer (MM).
Bone cement that is polymerized and hardened by mixing with a liquid containing A) as a main component. However, the bone cement is a material with low biocompatibility that is encapsulated by a relatively thick fibrous cap due to a foreign body reaction, and the connection with the tissue is based only on mechanical engagement. For this reason, there is a case where displacement or loosening occurs during long-term implantation, and reoperation is required.

【0003】一方生体活性ガラスやヒドロキシアパタイ
トなどの生体活性セラミックスやそれらを含む材料は、
骨組織を伝導するなど、骨組織と一体化することが知ら
れている。これらの中でも生体活性ガラスは、カルシウ
ム及びリン酸イオンを含む擬似体液中や生体内でその表
面にアパタイト層を形成する性質を有しており、かかる
アパタイト層を介して骨や軟組織と結合することにより
生体組織と一体化するので生体組織との結合性が必要と
されるインプラント材料に好適である[C. Ohtsuki 他、
日本セラミックス協会学術論文誌(Journal of the Cer
amic Society of Japan)103[5]、 449-454 (1995).]。
そこで骨結合性を有する生体活性を示すセラミックスの
粉末をPMMA系骨セメントへ混合する手法[W. Henning、
B. A. Blencke、 H. Bromer and K. K. Deutscher、 "I
nvestigation with BioactivatedPolymethylmethacryla
tes"、 Journal of Biomedical Materials Research、
13、 89-99 (1979).]が提案された。しかし、この手法
では生体活性を発現するには多量の生体活性セラミック
ス粉末をPMMA系骨セメントに導入する必要があり、その
ためセメントとしての力学的性質が損なわれるという問
題がある。またPMMA系骨セメントと骨の間にヒドロキシ
アパタイト顆粒を介在させる手法もある[山室隆夫、 大
西啓靖、 "整形外科医用材料マニュアル”、 金原出版
株式会社 (1992) pp78-79]が、手術室における操作の簡
便性が低下するという問題があった。
On the other hand, bioactive ceramics such as bioactive glass and hydroxyapatite and materials containing them are
It is known to integrate with bone tissue, such as by conducting bone tissue. Among these, bioactive glass has the property of forming an apatite layer on its surface in a simulated body fluid containing calcium and phosphate ions or in a living body, and it can bind to bone and soft tissue through such apatite layer. It is suitable for implant materials that require integration with living tissue because it is integrated with living tissue [C. Ohtsuki et al.
Journal of the Cer
amic Society of Japan) 103 [5], 449-454 (1995).]
Therefore, a method of mixing bioactive ceramic powder with osteoassinity into PMMA-based bone cement [W. Henning,
BA Blencke, H. Bromer and KK Deutscher, "I
nvestigation with BioactivatedPolymethylmethacryla
tes ", Journal of Biomedical Materials Research,
13, 89-99 (1979)]. However, in this method, a large amount of bioactive ceramic powder needs to be introduced into the PMMA-based bone cement in order to exhibit bioactivity, and therefore, there is a problem that the mechanical properties of the cement are impaired. There is also a method of interposing hydroxyapatite granules between PMMA-based bone cement and bone [Takao Yamamuro, Hiroyasu Onishi, "Material Manual for Orthopedic Surgeons", Kanehara Shuppan Co., Ltd. (1992) pp78-79] However, there is a problem that the simplicity of the operation is reduced.

【0004】生体活性セラミックスのみからなる骨セメ
ントも提案された。α型リン酸三カルシウム(α-TCP)
と酸を混合するセメント[特開2000-295]や生体活性ガラ
スとリン酸アンモニウム水溶液を混合するセメント[T.
Kokubo、 S. Yoshihara、 N.Nishimura、 T. Yamamur
o、 T. Nakamura、 "Bioactive Bone Cement Based onC
aO-SiO2-P2O5 Glass"、 Journal of American Ceramic
Society、 74、 1739-1741 (1991).]がその代表的な例
である。しかしこれらのセメントでは凝固後の機械的特
性が脆くなり医用材料として必要な機械的強度、靭性、
柔軟性などの点で硬化後の力学的特性が不十分となる問
題がある。
[0004] Bone cements consisting solely of bioactive ceramics have also been proposed. α-tricalcium phosphate (α-TCP)
And acid mixed with cement [JP-A-2000-295] and a cement mixed with bioactive glass and ammonium phosphate aqueous solution [T.
Kokubo, S. Yoshihara, N. Nishimura, T. Yamamur
o, T. Nakamura, "Bioactive Bone Cement Based onC
aO-SiO 2 -P 2 O 5 Glass ", Journal of American Ceramic
Society, 74, 1739-1741 (1991).] Is a typical example. However, in these cements, the mechanical properties after solidification become brittle, and the mechanical strength, toughness,
There is a problem that mechanical properties after curing are insufficient in terms of flexibility and the like.

【0005】加えて、従来の骨セメントおよび骨充填用
ペーストは、使用する直前に粉末と液体を混ぜ合わせる
ため、手術室にて混合の操作が必要であり、不便であ
る。従って、既に混合したペースト状またはパテ状での
供給が可能であり、埋入後に凝固し、硬化後は高い生体
適合性および/または生体活性を示す材料が必要とされ
ていた。
[0005] In addition, the conventional bone cement and bone filling paste require mixing operation in an operating room because the powder and liquid are mixed immediately before use, which is inconvenient. Therefore, there is a need for a material that can be supplied in the form of a paste or putty that has already been mixed, that solidifies after implantation, and that exhibits high biocompatibility and / or bioactivity after curing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スラリー
状、ペースト状またはパテ状等の成形可能な組成物とし
て供給され、手術室での成形が可能であり、水性媒質
(体液を含む)に接することにより凝固および硬化が進行
し、硬化後は高い生体適合性および/または生体活性を
発現する、生体適合性充填材と有機高分子化合物を含む
生体組織修復用組成物、特に生体組織充填用材料および
人工股関節等のインプラント材を固定するセメントとな
る材料を、開発することを目的とするものである。図1
にその使用形態の一例を模式的に示す。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is provided as a moldable composition such as a slurry, paste or putty, which can be molded in an operating room, and can be used in an aqueous medium.
(Including bodily fluids), solidification and curing progresses, and after curing, a high biocompatibility and / or bioactivity is exhibited. In particular, it is an object of the present invention to develop a material to be used as a cement for fixing a material for filling a living tissue and an implant material such as an artificial hip joint. FIG.
Fig. 1 schematically shows an example of the usage pattern.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点の解決について鋭意検討した結果、有機溶剤に可溶で
水に不溶な生体適合性有機高分子を水と相溶する有機溶
剤に溶かし、その溶液を生体適合性充填材と混合した組
成物を調製し、この調製物が水性媒質に接すると表面か
ら固化して次第に流動性を失い、凝固し硬化することを
確認した。その硬化機構の概念図を図2に示す。すなわ
ち、スラリー、ペーストまたはパテ状等の成形可能状態
の組成物は、体液(水)に触れることにより溶剤が体液
(水)中へ浸漬し、そして表面から有機高分子が析出して
硬化が始まり、時間の経過に伴って硬化が内部まで進行
する。硬化後の固化体は、生体適合性充填材と生体適合
性有機高分子化合物から構成される複合体となる。従っ
て、硬化後の当該セメントは生体活性セラミックスを複
合化したセメントと同様に骨組織結合性を発現する。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on solving the above problems, the present inventors have found that a biocompatible organic polymer that is soluble in an organic solvent and insoluble in water is converted into an organic solvent compatible with water. And a solution prepared by mixing the solution with a biocompatible filler was prepared, and it was confirmed that this preparation solidified from the surface upon contact with an aqueous medium, gradually lost fluidity, and solidified and hardened. FIG. 2 shows a conceptual diagram of the curing mechanism. That is, when the composition in a moldable state such as a slurry, paste, or putty is in contact with a bodily fluid (water), the solvent is removed from the bodily fluid.
It is immersed in (water), and the organic polymer is precipitated from the surface and curing starts, and the curing proceeds to the inside as time passes. The solidified product after curing becomes a composite composed of a biocompatible filler and a biocompatible organic polymer compound. Therefore, the cement after hardening exhibits bone tissue bonding properties in the same manner as a cement in which bioactive ceramics are composited.

【0008】即ち、本発明は、生体組織の修復に用いる
ことを目的として、有機溶剤に可溶で水に不溶な生体適
合性有機高分子化合物を水と相溶する有機溶剤に溶か
し、その溶液を生体適合性充填材と混合した、スラリ
ー、ペーストまたはパテ形態をとり得る組成物であり、
これを水性媒質、例えば水溶液もしくは体液に接触させ
て硬化させることを特徴とする。図3に本発明の組成物
の製造手順の概略を示した。
[0008] That is, the present invention is intended for use in repairing living tissue, in which a biocompatible organic polymer compound soluble in an organic solvent and insoluble in water is dissolved in an organic solvent compatible with water, and the solution is dissolved. A composition, which can be in the form of a slurry, paste or putty, mixed with a biocompatible filler,
It is characterized in that it is cured by bringing it into contact with an aqueous medium, for example, an aqueous solution or body fluid. FIG. 3 shows an outline of the procedure for producing the composition of the present invention.

【0009】ここで出発原料に用いる生体適合性有機高
分子化合物は、水と相溶する有機溶剤に可溶な有機高分
子化合物で、生体に対する刺激性が小さいものであれば
何れを使用してもよく、生体親和性を有するものが好ま
しい。また、天然、合成の何れの有機高分子化合物であ
ってもよい。さらに生体吸収性高分子であってもよく、
これを使用すると生体内で短期に吸収される組成物等の
調製が可能になる。好ましくは、酢酸セルロース、エチ
ルセルロース、ポリラクタイド、コポリラクタイド・グ
リコライドなどである。また、これら高分子化合物の2
種以上の混合物を用いてもよい。
Here, the biocompatible organic polymer compound used as a starting material is an organic polymer compound that is soluble in an organic solvent that is compatible with water and has low irritation to the living body. And those having biocompatibility are preferred. Further, any of natural and synthetic organic polymer compounds may be used. Furthermore, it may be a bioabsorbable polymer,
When this is used, it becomes possible to prepare a composition or the like that is absorbed in a short time in a living body. Preferably, cellulose acetate, ethyl cellulose, polylactide, copolylactide glycolide and the like are used. In addition, 2 of these polymer compounds
Mixtures of more than one species may be used.

【0010】有機高分子を溶解する溶剤は、当該生体適
合性有機高分子化合物を溶かし、かつ水と相溶する溶剤
であれば何れを使用してもよい。生体組織への刺激性は
小さいものが好ましい。特に、エタノール、プロパノー
ル、ブタノールなどのアルコール類、酢酸エチル、乳酸
エチル、リン酸トリエチルなどのエステル系溶剤などが
適している。またこれら溶剤の混合物を用いても良い。
As the solvent for dissolving the organic polymer, any solvent may be used as long as it dissolves the biocompatible organic polymer compound and is compatible with water. It is preferable that the irritation to the living tissue is small. Particularly, alcohols such as ethanol, propanol and butanol, and ester solvents such as ethyl acetate, ethyl lactate and triethyl phosphate are suitable. Further, a mixture of these solvents may be used.

【0011】一方、生体適合性充填材は、生体親和性、
生体活性もしくは生体吸収性を示す充填材であれば何れ
も使用でき、また、例えば粉末状、粒子状、繊維状な
ど、その形状の如何を問わない。さらに、充填材は結晶
質に限られず、非晶質物質を使用してもよい。特に生体
親和性もしくは生体活性なセラミックスが好ましい。例
えば水酸アパタイト、リン酸三カルシウム、リン酸四カ
ルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸
カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、カル
シウム含有ガラス、ケイ酸カルシウム系ガラス、リン酸
カルシウム系ガラス、生体活性ガラスがある。また、生
体内で化学反応して生体活性もしくは生体吸収性を示す
充填材であってもかまわない。幾つかを組み合わせて混
合した混合物を用いてもよい。充填材の表面をカップリ
ング剤などにより処理して用いてもよい。カップリング
剤として、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リエトキシシラン、N-(2-アミノエチル)3-アミノプ
ロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)
3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメト
キシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメ
トキシシラン、3-クロロプロピルメチルジメトキシシ
ラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプ
トプロピルトリメトキシシラン、N-(1,3-ジメチル
ブチリデン)-3-(トリエトキシシリル)-1-プロパンア
ミン、N-[2-(ビニルベンジルアミノ)エチル]-3-アミ
ノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩、N,N'-ビス
[3-(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン
などのシランカップリング剤が含まれる。充填材の大き
さは、スラリー、ペーストまたはパテ状の組成物が得ら
れる大きさであれば任意に使用できる。充填材が粉末状
または粒子状である場合、おおむね500μm以下の大きさ
であるのが好ましく、異なる粒子径の混合粉体を用いて
も良い。また、充填材が繊維状形態である場合、繊維の
直径が0.1μm〜500μmのステープル状またはフィラメン
ト状であることが好ましい。
On the other hand, biocompatible fillers are biocompatible,
Any filler can be used as long as it has bioactivity or bioabsorbability. For example, the filler may be in any form such as a powder, a particle, or a fiber. Further, the filler is not limited to crystalline material, and an amorphous material may be used. Particularly, biocompatible or bioactive ceramics are preferable. Examples include hydroxyapatite, tricalcium phosphate, tetracalcium phosphate, calcium phosphate, calcium carbonate, calcium silicate, calcium hydroxide, calcium oxide, calcium-containing glass, calcium silicate glass, calcium phosphate glass, and bioactive glass. . In addition, a filler that undergoes a chemical reaction in a living body and exhibits bioactivity or bioabsorbability may be used. A mixture obtained by combining some of them may be used. The surface of the filler may be treated with a coupling agent or the like before use. As a coupling agent, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl)
3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3,4 -Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, N- (1,3-dimethyl (Butylidene) -3- (triethoxysilyl) -1-propanamine, N- [2- (vinylbenzylamino) ethyl] -3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, N, N'-bis
Silane coupling agents such as [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine are included. The size of the filler can be arbitrarily used as long as a slurry, paste or putty-like composition can be obtained. When the filler is in the form of powder or particles, the size is preferably about 500 μm or less, and mixed powders having different particle diameters may be used. When the filler is in a fibrous form, it is preferable that the fiber has a staple or filament shape with a diameter of 0.1 μm to 500 μm.

【0012】本発明の組成物の調製において、生体適合
性充填材および適宜、微細分割ポリマー、X線造影剤、
充填材および染料などの他の添加剤からなる混合物を固
体成分とする。次いで、所定の有機溶剤に可溶の有機高
分子を有機溶剤に溶かすか膨潤させる。この際適宜、安
定剤などの他の添加剤等を加えて液体成分とする。溶解
する高分子の量は、溶剤100mLに対しておおむね10g〜50
g程度である。ただし、この範囲は有機高分子および有
機溶剤の種別により異なる。固体成分と液体成分を混合
した本発明の組成物は、約25〜85重量%の固体成分と約1
5〜75重量%の液体成分から構成される。とりわけ、約50
〜80重量%の固体成分と約20〜50重量%の液体成分から構
成される材料は、高い圧縮強さを有する。
In preparing the compositions of the present invention, a biocompatible filler and, optionally, a finely divided polymer, an X-ray contrast agent,
A mixture of fillers and other additives such as dyes is used as the solid component. Next, an organic polymer soluble in a predetermined organic solvent is dissolved or swelled in the organic solvent. At this time, other additives such as a stabilizer are appropriately added to make a liquid component. The amount of the polymer to be dissolved is approximately 10 g to 50 g per 100 mL of the solvent.
g. However, this range varies depending on the type of the organic polymer and the organic solvent. The composition of the present invention in which the solid component and the liquid component are mixed, comprises about 25 to 85% by weight of the solid component and about 1%.
Consists of 5 to 75% by weight of liquid component. Above all, about 50
Materials composed of 8080% by weight of the solid component and about 20-50% by weight of the liquid component have a high compressive strength.

【0013】本発明の組成物の固体成分に、補強剤とし
てアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア、カーボン
などのセラミックス、ナイロンやポリエステルなどの有
機高分子を混合することで強度の改善も可能である。こ
れらの補強剤は2種以上が混合して用いられてもよい。
また、補強剤は、粉末状、粒子状のもののほか、繊維
状、フィルム状、シート状など補強剤としての機能に適
した形状のものを使用することができる。
The strength can be improved by mixing a ceramic component such as alumina, silica, zirconia, titania or carbon, or an organic polymer such as nylon or polyester with a solid component of the composition of the present invention as a reinforcing agent. These reinforcing agents may be used as a mixture of two or more kinds.
The reinforcing agent may be in the form of a powder, a particle, a fiber, a film, a sheet, or any other shape suitable for the function as the reinforcing agent.

【0014】さらに固体成分もしくは液体成分に、抗生
物質、抗ガン剤、骨形成因子などの生理学的活性を高め
る薬剤を混合してもよい。
Further, an agent which enhances physiological activity, such as an antibiotic, an anticancer agent, or a bone morphogenetic agent, may be mixed with the solid component or the liquid component.

【0015】本発明の組成物の硬化体は、高い生体親和
性または生体活性を発現するインプラント材料としても
利用可能である。この場合、インプラント材料の形状は
柱状、板状、ブロック状、シート状、繊維状、ペレット
状など任意の形状のものが使用できる。また、人工関節
用部材、骨補填材、人工椎体、人工椎間板、骨プレー
ト、骨スクリュー、人工顔面補綴材、人工乳房などの製
品形態をしていてもよい。また、金属やセラミックス等
の充填材に被覆して利用することもできる。
The cured product of the composition of the present invention can also be used as an implant material exhibiting high biocompatibility or bioactivity. In this case, the implant material may have any shape such as a column, a plate, a block, a sheet, a fiber, and a pellet. Further, it may be in the form of a product such as an artificial joint member, a bone replacement material, an artificial vertebral body, an artificial intervertebral disc, a bone plate, a bone screw, an artificial face prosthesis material, and an artificial breast. Further, it can also be used by coating it with a filler such as metal or ceramics.

【0016】得られた組成物は、水溶液、体液等の水性
媒質中において、数十分以内に表面の流動性が失われ、
数時間〜7日で固化する。組成物の固体成分が生体活性
を示すセラミックスである場合には、体内で骨組織との
結合が達成される。また、高分子や生体適合性充填材が
生体内で分解される素材であれば、徐々に分解吸収され
生体組織と一体化する。
The resulting composition loses its surface fluidity in an aqueous medium such as an aqueous solution or body fluid within tens of minutes,
Solidifies in a few hours to 7 days. When the solid component of the composition is a bioactive ceramic, binding to bone tissue is achieved in the body. If the polymer or the biocompatible filler is a material that can be decomposed in a living body, it is gradually decomposed and absorbed, and is integrated with the living tissue.

【0017】本発明により、手術室で成形可能なセメン
トペーストとして人工関節を固定するセメントや骨欠損
部を充填する生体組織修復材料ならびに軟組織補填材料
として使用できる、簡易成形性と組織親和性を併せ持つ
生体組織修復組成物を得ることが可能となる。さらに、
より過酷な力学的条件を要求される部位についても、物
理的性質の優れたセラミックスや金属材料、有機高分子
材料等の生体適合性材料の表面に被覆することによって
生体活性が付与できるので、特に骨や軟組織との接合性
が要求される組織置換用インプラント材料として好適に
用いられる。
According to the present invention, it has both simple moldability and tissue affinity, which can be used as a cement for fixing an artificial joint, a living tissue repair material for filling a bone defect and a soft tissue replacement material as a cement paste moldable in an operating room. It is possible to obtain a biological tissue repair composition. further,
Even for parts requiring more severe mechanical conditions, bioactivity can be imparted by coating the surface of biocompatible materials such as ceramics, metal materials, and organic polymer materials with excellent physical properties, especially It is suitably used as an implant material for tissue replacement that requires bonding with bone and soft tissue.

【0018】下記実施例により本発明を具体的に説明す
る。尚、下記は例示説明のみを意図するものであり、下
記実施例に限定されるものではない。
The present invention will be described specifically with reference to the following examples. The following is intended for illustrative purposes only, and is not limited to the following examples.

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 有機高分子として酢酸セルロース、有機溶剤として乳酸
エチル、充填材としてリン酸三カルシウムを用いたパテ
状組成物調製の実施例である。乳酸エチル100mLに30gの
酢酸セルロースを溶解して液体成分とした。リン酸三カ
ルシウム粉末の表面を3−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランにてシランカップリング処理した試料を固
体成分とした。固体成分:液体成分=2.0:1.0(重量
比)で混ぜ合わせた後120℃で10分間熱処理してパテ状
組成物を得た。このパテ状組成物を直径6 mm、高さ12 m
mの円柱状に成形した後、37℃の蒸留水に浸漬し、37℃
で保持した。パテ状組成物の力学的性質を、材料試験機
(インストロンデジタル万能材料試験機5566型)を用い
た圧縮強度測定により評価した。10 kNのロードセルを
用い、負荷速度20 mm/minで上記パテ状組成物に破壊が
生じるまで圧縮応力を与え、破壊が生じたときの荷重と
試料の断面積からパテ状組成物の圧縮強さを求めた。そ
の結果を図4に示す。パテ状組成物は水中投入までは自
由に形状を変化させることができた。これを水に浸漬す
ると、次第に流動性を失い硬化した。水中にて37℃で保
持した試料は1日後に約5MPa、7日後に約10MPaの圧縮
強さを与え、硬化体となることが確かめられた。
Example 1 This is an example of preparing a putty composition using cellulose acetate as an organic polymer, ethyl lactate as an organic solvent, and tricalcium phosphate as a filler. 30 g of cellulose acetate was dissolved in 100 mL of ethyl lactate to obtain a liquid component. A sample obtained by subjecting the surface of the tricalcium phosphate powder to silane coupling treatment with 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was used as a solid component. After mixing at a solid component: liquid component ratio of 2.0: 1.0 (weight ratio), the mixture was heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a putty composition. This putty-like composition is 6 mm in diameter and 12 m in height.
m, and then immersed in distilled water at 37 ° C.
Held in. The mechanical properties of the putty composition were evaluated by compressive strength measurement using a material testing machine (Instron Digital Universal Material Testing Machine Model 5566). Using a 10 kN load cell, apply a compressive stress to the putty-like composition at a load speed of 20 mm / min until breakage occurs, and determine the compressive strength of the putty-like composition from the load at the time of the breakage and the cross-sectional area of the sample I asked. FIG. 4 shows the results. The shape of the putty-like composition could be freely changed until it was put into water. When this was immersed in water, it gradually lost its fluidity and hardened. The sample kept in water at 37 ° C. gave a compressive strength of about 5 MPa after 1 day and about 10 MPa after 7 days, and it was confirmed that it became a cured product.

【0020】実施例2 有機高分子として酢酸セルロース、有機溶剤として乳酸
エチル、充填材として粒度の異なる水酸アパタイト粉末
を用いたパテ状組成物調製の実施例である。乳酸エチル
100mLに30gの酢酸セルロースを溶解して液体成分とし
た。平均粒子径1.5μmまたは16μmの水酸アパタイト粉
末(宇部マテリアルズ製)の表面を3−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシランにてシランカップリング処理
した試料を固体成分とした。平均粒子径1.5μmの水酸ア
パタイト粉末では、固体成分:液体成分=1.0:1.0
(重量比)にて、平均粒子径16μmの水酸アパタイト粉
末では、固体成分:液体成分=1.1:1.0(重量比)で混
ぜ合わせた後120℃で10分間熱処理してパテ状組成物を
得た。このパテ状組成物を直径6 mm、高さ12 mmの円柱
状に成形した後、蒸留水に浸漬して37℃で保持した。パ
テ状組成物の力学的性質を、材料試験機(インストロン
デジタル万能材料試験機5566型)を用いた圧縮強度測定
により評価した。10 kNのロードセルを用い、負荷速度2
0 mm/minで上記パテ状組成物に破壊が生じるまで圧縮応
力を与え、破壊が生じたときの荷重と試料の断面積から
パテ状組成物の圧縮強さを求めた。その結果を図5に示
す。パテ状組成物は水中投入までは自由に形状を変化さ
せることができた。これを水に浸漬すると、次第に流動
性を失い硬化した。水中にて37℃で保持した試料は7日
後に、平均粒子径1.5μmの水酸アパタイト粉末を用いた
場合には約14MPa、平均粒子径16μmの水酸アパタイト粉
末を用いた場合には約3.5MPaの圧縮強さを与え、硬化体
となることが確かめられた。パテ状組成物の流動性と硬
化後の力学的性質は、粉末の粒子径に依存し、それによ
り流動性を得るための固体成分:液体成分の混合割合も
異なってくるものの、何れにおいても流動性パテ状組成
物が水中で硬化体へと変化することが確かめられた。
Example 2 This is an example of preparing a putty composition using cellulose acetate as an organic polymer, ethyl lactate as an organic solvent, and hydroxyapatite powder having different particle sizes as a filler. Ethyl lactate
30 g of cellulose acetate was dissolved in 100 mL to obtain a liquid component. A sample obtained by subjecting the surface of a hydroxyapatite powder (manufactured by Ube Materials) having an average particle size of 1.5 μm or 16 μm to silane coupling treatment with 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was used as a solid component. In a hydroxyapatite powder having an average particle diameter of 1.5 μm, solid component: liquid component = 1.0: 1.0.
In (weight ratio), for a hydroxyapatite powder having an average particle diameter of 16 μm, a solid component: liquid component = 1.1: 1.0 (weight ratio), and then heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a putty composition. Was. This putty-like composition was formed into a column having a diameter of 6 mm and a height of 12 mm, and then immersed in distilled water and kept at 37 ° C. The mechanical properties of the putty composition were evaluated by compressive strength measurement using a material testing machine (Instron Digital Universal Material Testing Machine Model 5566). Using a 10 kN load cell, load speed 2
A compressive stress was applied to the putty-like composition at 0 mm / min until breakage occurred, and the compressive strength of the putty-like composition was determined from the load when the breakage occurred and the cross-sectional area of the sample. The result is shown in FIG. The shape of the putty-like composition could be freely changed until it was put into water. When this was immersed in water, it gradually lost its fluidity and hardened. The sample held at 37 ° C. in water after 7 days was about 14 MPa when using a hydroxyapatite powder having an average particle diameter of 1.5 μm, and about 3.5 MPa when using a hydroxyapatite powder having an average particle diameter of 16 μm. It was confirmed that it gave a compressive strength of MPa and became a cured product. The fluidity of the putty-like composition and the mechanical properties after curing depend on the particle size of the powder, and the mixing ratio of the solid component to the liquid component for obtaining the fluidity is different. It was confirmed that the putty-like composition changed into a cured product in water.

【0021】実施例3 有機高分子として酢酸セルロース、有機溶剤として乳酸
エチル、充填材としてリン酸四カルシウムとリン酸水素
カルシウムをモル比で1:1に混合した粉末を用いたパ
テ状組成物調製の実施例である。乳酸エチル100mLに30g
の酢酸セルロースを溶解して、液体成分とする。リン酸
四カルシウム(4CaO・P25)とリン酸水素カルシ
ウム無水和物(CaHPO4)をモル比で1:1に混合
した粉末の表面を3−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシランにてシランカップリング処理した試料を固体成
分とした。この粉末を固体成分:液体成分=2.2:1.0
(重量比)または2.0:1.0(重量比)にて、液体成分と
混ぜ合わせた後120℃で10分間熱処理してパテ状組成物
を得た。このパテ状組成物を直径6 mm、高さ12 mmの円
柱状に成形した後、蒸留水に浸漬して37℃で保持した。
パテ状組成物の力学的性質を、材料試験機(インストロ
ンデジタル万能材料試験機5566型)を用いた圧縮強度測
定により評価した。10 kNのロードセルを用い、負荷速
度20 mm/minで上記パテ状組成物に破壊が生じるまで圧
縮応力を与え、破壊が生じたときの荷重と試料の断面積
からパテ状組成物の圧縮強さを求めた。その結果を図6
に示す。パテ状組成物は水中投入までは自由に形状を変
化させることができた。これを水に浸漬すると、次第に
流動性を失い硬化した。水中にて37℃で保持した試料の
圧縮強さは、固体成分:液体成分=2.2:1.0(重量比)
では7日後に約19MPaであり、固体成分:液体成分=2.
0:1.0(重量比)では2日後に約28MPaを達成した。混合
充填材を用いても水中で硬化するパテ状組成物が得られ
てるとともに、固体成分と液体成分の比率を変えること
により、高い圧縮強さが得られることが分かった。
Example 3 Preparation of a putty composition using a powder obtained by mixing cellulose acetate as an organic polymer, ethyl lactate as an organic solvent, and tetracalcium phosphate and calcium hydrogen phosphate in a molar ratio of 1: 1 as a filler. This is an embodiment of the present invention. 30 g in 100 mL of ethyl lactate
Is dissolved to obtain a liquid component. 1 tetracalcium phosphate (4CaO · P 2 O 5) and anhydrous calcium hydrogen phosphate dihydrate (CaHPO 4) in a molar ratio: silane mixed powder of the surface at 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane to 1 The sample subjected to the coupling treatment was used as a solid component. This powder was converted to a solid component: liquid component = 2.2: 1.0
(Weight ratio) or 2.0: 1.0 (Weight ratio), mixed with the liquid component, and heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a putty composition. This putty-like composition was formed into a column having a diameter of 6 mm and a height of 12 mm, and then immersed in distilled water and kept at 37 ° C.
The mechanical properties of the putty-like composition were evaluated by compressive strength measurement using a material testing machine (Instron Digital Universal Material Testing Machine Model 5566). Using a 10 kN load cell, apply a compressive stress to the above putty-like composition at a load speed of 20 mm / min until breakage occurs. I asked. Figure 6 shows the results.
Shown in The shape of the putty-like composition could be freely changed until it was put into water. When this was immersed in water, it gradually lost its fluidity and hardened. The compressive strength of a sample held at 37 ° C in water is as follows: solid component: liquid component = 2.2: 1.0 (weight ratio)
After 7 days, it is about 19 MPa, and solid component: liquid component = 2.
At 0: 1.0 (weight ratio), about 28 MPa was achieved after 2 days. It was found that a putty composition that hardened in water was obtained even when the mixed filler was used, and that a high compressive strength was obtained by changing the ratio of the solid component to the liquid component.

【0022】実施例4 有機高分子としてエチルセルロース、有機溶剤としてエ
タノール、充填材としてリン酸三カルシウムを用いたパ
テ状組成物調製の実施例である。エタノール100mLに30g
のエチルセルロースを溶解して液体成分とした。リン酸
三カルシウム(ナカライテスク製)粉末を固体成分とし
た。この粉末と液体成分を固体成分:液体成分=1.6:1.
0(重量比)にて混ぜ合わせパテ状組成物を得た。この
パテ状組成物を直径6 mm、高さ12 mmの円柱状に成形し
た後、蒸留水に浸漬して37℃で保持した。パテ状組成物
の力学的性質を、材料試験機(インストロンデジタル万
能材料試験機5566型)を用いた圧縮強度測定により評価
した。10 kNのロードセルを用い、負荷速度20 mm/minで
上記パテ状組成物に破壊が生じるまで圧縮応力を与え、
破壊が生じたときの荷重と試料の断面積からパテ状組成
物の圧縮強さを求めた。その結果を図7に示す。パテ状
組成物は水中投入までは自由に形状を変化させることが
できた。これを水に浸漬すると、次第に流動性を失い硬
化した。水中にて37℃で7日間保持した試料の圧縮強さ
は、約7.1MPaに到達している。有機高分子と有機溶剤の
組み合わせを変えても同様な機構で硬化体を作成できる
ことが分かった。また充填材の表面処理は硬化現象には
影響しないことが明らかになった。
Example 4 This is an example of preparing a putty composition using ethyl cellulose as an organic polymer, ethanol as an organic solvent, and tricalcium phosphate as a filler. 30 g in 100 mL of ethanol
Was dissolved to obtain a liquid component. Tricalcium phosphate (manufactured by Nacalai Tesque) powder was used as a solid component. This powder and liquid components are divided into solid components: liquid components = 1.6: 1.
The mixture was mixed at 0 (weight ratio) to obtain a putty composition. This putty-like composition was formed into a column having a diameter of 6 mm and a height of 12 mm, and then immersed in distilled water and kept at 37 ° C. The mechanical properties of the putty composition were evaluated by compressive strength measurement using a material testing machine (Instron Digital Universal Material Testing Machine Model 5566). Using a 10 kN load cell, applying a compressive stress at a load speed of 20 mm / min until the putty composition breaks,
The compressive strength of the putty-like composition was determined from the load when the fracture occurred and the cross-sectional area of the sample. FIG. 7 shows the results. The shape of the putty-like composition could be freely changed until it was put into water. When this was immersed in water, it gradually lost its fluidity and hardened. The compressive strength of the sample kept at 37 ° C. in water for 7 days has reached about 7.1 MPa. It was found that even when the combination of the organic polymer and the organic solvent was changed, a cured product could be formed by the same mechanism. It was also found that the surface treatment of the filler did not affect the curing phenomenon.

【0023】実施例5 有機高分子としてコポリラクタイド・グリコライド、有
機溶剤として乳酸エチル、粉末としてリン酸三カルシウ
ム粉末を用いたパテ状組成物調製の実施例である。乳酸
エチル10mLに3gのコポリラクタイド・グリコライド(Al
drich製、Poly(DL-lactide-co-glycolide)(85:15)平均
分子量Mw 50000〜75000)を溶解して、液体成分とし
た。固体成分としては、リン酸三カルシウム(ナカライ
テスク製)粉末を用いた。固体成分:液体成分=3.3:
1.0(重量比)にて、固体成分と液体成分を混ぜ合わせ
てパテ状組成物を得た。このパテ状組成物を直径6 mm、
高さ12mmの円柱状に成形した後、蒸留水に浸漬して37℃
で保持した。パテ状組成物の力学的性質を、材料試験機
(インストロンデジタル万能材料試験機5566型)を用い
た圧縮強度測定により評価した。10 kNのロードセルを
用い、負荷速度20 mm/minで上記パテ状組成物に破壊が
生じるまで圧縮応力を与え、破壊が生じたときの荷重と
試料の断面積からパテ状組成物の圧縮強さを求めた。そ
の結果を図8に示す。パテ状組成物は水中投入までは自
由に形状を変化させることができた。これを水に浸漬す
ると、次第に流動性を失い硬化した。水中にて37℃で保
持した試料は7日後に、約1.3MPaの圧縮強さを与え、硬
化体となることが確かめられた。ポリラクタイド系高分
子は著名な生体吸収性高分子であり、これらを使用する
ことにより生体内で短期に吸収される組成物の調製が可
能となる。
Example 5 This is an example of preparing a putty composition using copolylactide / glycolide as an organic polymer, ethyl lactate as an organic solvent, and tricalcium phosphate powder as a powder. 3 g of copolylactide / glycolide (Al
Poly (DL-lactide-co-glycolide) (85:15, average molecular weight Mw 50,000 to 75,000, manufactured by drich) was dissolved to obtain a liquid component. Tricalcium phosphate (manufactured by Nacalai Tesque) powder was used as a solid component. Solid component: liquid component = 3.3:
At 1.0 (weight ratio), the solid component and the liquid component were mixed to obtain a putty composition. This putty-like composition is 6 mm in diameter,
After shaping into a 12 mm high column, it is immersed in distilled water at 37 ° C
Held in. The mechanical properties of the putty composition were evaluated by compressive strength measurement using a material testing machine (Instron Digital Universal Material Testing Machine Model 5566). Using a 10 kN load cell, apply a compressive stress to the putty-like composition at a load speed of 20 mm / min until breakage occurs, and determine the compressive strength of the putty-like composition from the load at the time of the breakage and the cross-sectional area of the sample I asked. FIG. 8 shows the result. The shape of the putty-like composition could be freely changed until it was put into water. When this was immersed in water, it gradually lost its fluidity and hardened. It was confirmed that the sample kept at 37 ° C. in water gave a compressive strength of about 1.3 MPa after 7 days and was a cured product. Polylactide-based polymers are well-known bioabsorbable polymers, and by using them, it is possible to prepare a composition that is absorbed in a short time in a living body.

【0024】実施例6 有機高分子として酢酸セルロース、有機溶剤として乳酸
エチル、充填材として生体活性ガラス粉末を用いたパテ
状組成物調製の実施例である。乳酸エチル100mLに30gの
酢酸セルロースを溶解して、液体成分とした。固体成分
としては、Na O−CaO−SiO−P系の
生体活性ガラスを粉砕して、45μm以下にふるい分けし
て得た粉末を用いた。粉末を固体成分:液体成分=2.2:
1.0(重量比)にて、液体成分と混ぜ合わせてパテ状組
成物を得た。このパテ状組成物を直径6 mm、高さ12 mm
の円柱状に成形した後、蒸留水に浸漬して37℃で保持し
た。パテ状組成物の力学的性質を、材料試験機(インス
トロンデジタル万能材料試験機5566型)を用いた圧縮強
度測定により評価した。10 kNのロードセルを用い、負
荷速度20 mm/minで上記パテ状組成物に破壊が生じるま
で圧縮応力を与え、破壊が生じたときの荷重と試料の断
面積からパテ状組成物の圧縮強さを求めた。その結果を
図9に示す。パテ状組成物は水中投入までは自由に形状
を変化させることができた。これを水に浸漬すると、次
第に流動性を失い硬化した。水中にて37℃で保持した試
料の圧縮強さは7 日後で約2.8MPaに到達している。従っ
てパテ状組成物に用いる生体適合性充填材としては、結
晶質および非晶質どちらの物質でも利用できることが分
かる。
Example 6 Cellulose acetate as an organic polymer and lactic acid as an organic solvent
Ethyl, putty using bioactive glass powder as filler
1 is an example of preparing a liquid composition. 30 g to 100 mL of ethyl lactate
Cellulose acetate was dissolved to obtain a liquid component. Solid components
As Na 2O-CaO-SiO2−P2O5Ancestry
Crush bioactive glass and sieve to 45μm or less
The obtained powder was used. Powder to solid component: liquid component = 2.2:
At 1.0 (weight ratio), mix with liquid components and putty-like
A product was obtained. This putty-like composition is 6 mm in diameter and 12 mm in height.
After being formed into a cylindrical shape, immersed in distilled water and kept at 37 ° C
Was. The mechanical properties of the putty-like composition were measured using a material tester (instrument).
Compression strength using TRON Digital Universal Material Testing Machine Model 5566)
It was evaluated by degree measurement. Using a 10 kN load cell,
At a loading speed of 20 mm / min, the putty-like composition
To apply a compressive stress at
The compressive strength of the putty-like composition was determined from the area. The result
As shown in FIG. Putty-like composition can be freely shaped until put in water
Could be changed. When immersed in water,
First, it lost its fluidity and hardened. Trial held at 37 ° C in water
The compressive strength of the material has reached about 2.8 MPa after 7 days. Follow
Biocompatible fillers used in putty-like compositions
It can be seen that both crystalline and amorphous materials can be used.
Call

【0025】実施例7 有機高分子としてエチルセルロース、有機溶剤としてリ
ン酸トリエチル、充填材として水酸化カルシウム粉末を
用いたパテ状組成物調製の実施例である。リン酸トリエ
チル100mLに20gのエチルセルロースを溶解して、液体成
分とする。固体成分には、水酸化カルシウム(ナカライ
テスク製)粉末を用いた。この粉末を液体成分と、固体
成分:液体成分=1.6:1.0(重量比)で混ぜ合わせてパ
テ状組成物を得た。このパテ状組成物を直径6 mm、高さ
12 mmの円柱状に成形した後、蒸留水に浸漬して37℃で
保持した。パテ状組成物の力学的性質を、材料試験機
(インストロンデジタル万能材料試験機5566型)を用い
た圧縮強度測定により評価した。10 kNのロードセルを
用い、負荷速度20 mm/minで上記パテ状組成物に破壊が
生じるまで圧縮応力を与え、破壊が生じたときの荷重と
試料の断面積からパテ状組成物の圧縮強さを求めた。そ
の結果を図10に示す。パテ状組成物は水中投入までは自
由に形状を変化させることができた。これを水に浸漬す
ると、次第に流動性を失い硬化した。水中にて37℃で保
持した試料の圧縮強さは7 日後で約3.4MPaに到達した。
Example 7 This is an example of preparing a putty composition using ethyl cellulose as an organic polymer, triethyl phosphate as an organic solvent, and calcium hydroxide powder as a filler. Dissolve 20 g of ethyl cellulose in 100 mL of triethyl phosphate to make a liquid component. As a solid component, calcium hydroxide (manufactured by Nacalai Tesque) powder was used. This powder was mixed with the liquid component at a solid component: liquid component ratio of 1.6: 1.0 (weight ratio) to obtain a putty composition. This putty-like composition has a diameter of 6 mm and a height of
After forming into a 12 mm cylindrical shape, it was immersed in distilled water and kept at 37 ° C. The mechanical properties of the putty composition were evaluated by compressive strength measurement using a material testing machine (Instron Digital Universal Material Testing Machine Model 5566). Using a 10 kN load cell, apply a compressive stress to the putty-like composition at a load speed of 20 mm / min until breakage occurs, and determine the compressive strength of the putty-like composition from the load at the time of the breakage and the cross-sectional area of the sample I asked. The result is shown in FIG. The shape of the putty-like composition could be freely changed until it was put into water. When this was immersed in water, it gradually lost its fluidity and hardened. The compressive strength of the sample kept at 37 ° C in water reached about 3.4 MPa after 7 days.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、手術室で成形可能なセメント
ペーストとして人工関節を固定するセメントや骨欠損部
を充填する生体組織修復用組成物および生体組織修復用
材料に関する。これらは、より過酷な力学的条件を要求
される部位についても、物理的性質の優れたセラミック
スや金属材料、有機高分子材料等の生体適合性材料の表
面に被覆することによって生体活性を付与できるので、
特に骨との接合性が要求される人工骨用材料として好適
に用いられる医療産業上優れた効果を奏するものであ
る。
Industrial Applicability The present invention relates to a cement for fixing an artificial joint as a cement paste moldable in an operating room, a composition for repairing a living tissue filling a bone defect, and a material for repairing a living tissue. These can provide bioactivity by coating the surface of biocompatible materials such as ceramics, metal materials, and organic polymer materials with excellent physical properties, even for sites requiring more severe mechanical conditions. So
In particular, it has excellent effects in the medical industry, which is suitably used as a material for artificial bones that require bonding with bone.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、本発明の人工股関節への使用例の概
略図である。
FIG. 1 is a schematic view of an example of use of the present invention for a hip prosthesis.

【図2】 図2は、本発明のパテ状組成物の硬化機構の
概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a curing mechanism of the putty composition of the present invention.

【図3】 図3は、本発明のパテ状組成物の合成手順の
概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a procedure for synthesizing a putty composition of the present invention.

【図4】 図4は、実施例1で作成したパテ状組成物
(有機高分子:酢酸セルロース、有機溶剤:乳酸エチ
ル、充填材:リン酸三カルシウム)を水に1または7日間
浸漬して得られた硬化体の圧縮強さを測定した結果であ
る。
FIG. 4 shows the putty-like composition (organic polymer: cellulose acetate, organic solvent: ethyl lactate, filler: tricalcium phosphate) prepared in Example 1 immersed in water for 1 or 7 days. It is the result of measuring the compressive strength of the obtained cured product.

【図5】 図5は、実施例2で作成したパテ状組成物
(有機高分子:酢酸セルロース、有機溶剤:乳酸エチ
ル、充填材:水酸アパタイト)を水に7日間浸漬して得
られた硬化体の圧縮強さを測定した結果である。平均粒
子径の異なる水酸アパタイト粉末(1.5μmと16μm)を
使用した。
FIG. 5 is obtained by immersing the putty-like composition (organic polymer: cellulose acetate, organic solvent: ethyl lactate, filler: hydroxyapatite) prepared in Example 2 in water for 7 days. It is the result of measuring the compressive strength of the cured product. Hydroxyapatite powders (1.5 μm and 16 μm) having different average particle sizes were used.

【図6】 図6は、実施例3で作成したパテ状組成物
(有機高分子:酢酸セルロース、有機溶剤:乳酸エチ
ル、充填材:リン酸四カルシウムとリン酸水素カルシウ
ムのモル比1:1の混合物)を水に2または7日間浸漬し
て得られた硬化体の圧縮強さを測定した結果である。
FIG. 6 shows a putty-like composition prepared in Example 3 (organic polymer: cellulose acetate, organic solvent: ethyl lactate, filler: molar ratio of tetracalcium phosphate to calcium hydrogen phosphate: 1: 1). Is a result of measuring the compressive strength of a cured product obtained by immersing the cured product in water for 2 or 7 days.

【図7】 図7は、実施例4で作成したパテ状組成物
(有機高分子:エチルセルロース、有機溶剤:エタノー
ル、充填材:リン酸三カルシウム)を水に7日間浸漬し
て得られた硬化体の圧縮強さを測定した結果である。
FIG. 7 shows curing obtained by immersing the putty-like composition (organic polymer: ethyl cellulose, organic solvent: ethanol, filler: tricalcium phosphate) prepared in Example 4 in water for 7 days. It is the result of measuring the compressive strength of the body.

【図8】 図8は、実施例5で作成したパテ状組成物
(有機高分子:コポリラクタイド・グリコライド、有機
溶剤:乳酸エチル、充填材:リン酸三カルシウム)を水
に7日間浸漬して得られた硬化体の圧縮強さを測定した
結果である。
FIG. 8 shows the putty-like composition (organic polymer: copolylactide / glycolide, organic solvent: ethyl lactate, filler: tricalcium phosphate) prepared in Example 5 immersed in water for 7 days. It is the result of measuring the compressive strength of the obtained cured product.

【図9】 図9は、実施例6で作成したパテ状組成物
(有機高分子:酢酸セルロース、有機溶剤:乳酸エチ
ル、充填材:生体活性ガラス)を水に7日間浸漬して得
られた硬化体の圧縮強さを測定した結果である。
FIG. 9 is obtained by immersing the putty-like composition (organic polymer: cellulose acetate, organic solvent: ethyl lactate, filler: bioactive glass) prepared in Example 6 in water for 7 days. It is the result of measuring the compressive strength of the cured product.

【図10】 図10は、実施例7で作成したパテ状組成
物(有機高分子:エチルセルロース、有機溶剤:リン酸
トリエチル、充填材:水酸化カルシウム)を水に7日間
浸漬して得られた硬化体の圧縮強さを測定した結果であ
る。
FIG. 10 is obtained by immersing the putty-like composition (organic polymer: ethyl cellulose, organic solvent: triethyl phosphate, filler: calcium hydroxide) prepared in Example 7 in water for 7 days. It is the result of measuring the compressive strength of the cured product.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 敏樹 奈良県生駒市高山町8916−5 大学宿舎D −102 (72)発明者 尾形 信一 奈良県生駒市高山町8916−5 大学宿舎D −407 Fターム(参考) 4C081 AB04 AB05 AC04 BA13 BA16 CA162 CA171 CA232 CC01 CD021 CD28 CE01 CE02 CE11 CF012 CF022 CF032 CF062 CF112 CF122 CF132 CF142 CF152 CF162 CF22 DA12 DA13 DA14 DC03 DC12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toshiki Miyazaki 8916-5 Takayamacho, Ikoma City, Nara Prefecture University D-102 (72) Inventor Shinichi Ogata 8916-5 Takayamacho, Ikoma City, Nara University D-407 F-term (reference) 4C081 AB04 AB05 AC04 BA13 BA16 CA162 CA171 CA232 CC01 CD021 CD28 CE01 CE02 CE11 CF012 CF022 CF032 CF062 CF112 CF122 CF132 CF142 CF152 CF162 CF22 DA12 DA13 DA14 DC03 DC12

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機溶剤に可溶で水に不溶な生体適合性
有機高分子化合物を、水と相溶する有機溶剤に溶かして
これに生体適合性充填材を加えてなる生体組織修復用組
成物。
1. A composition for repairing a living tissue, comprising: dissolving a biocompatible organic polymer compound that is soluble in an organic solvent and insoluble in water in an organic solvent that is compatible with water and adding a biocompatible filler thereto. object.
【請求項2】 該生体適合性有機高分子化合物が生体に
対する刺激性が小さい有機高分子化合物である、請求項
1に記載の生体組織修復用組成物。
2. The composition for repairing a living tissue according to claim 1, wherein the biocompatible organic polymer compound is an organic polymer compound having low irritation to a living body.
【請求項3】 該生体適合性有機高分子化合物が酢酸セ
ルロース、エチルセルロース、ポリラクタイドまたはコ
ポリラクタイド・グリコライド、またはこれらの2種以
上の混合物である、請求項1または2に記載の生体組織
修復用組成物。
3. The composition for repairing a living tissue according to claim 1, wherein the biocompatible organic polymer compound is cellulose acetate, ethyl cellulose, polylactide or copolylactide glycolide, or a mixture of two or more thereof. object.
【請求項4】 該生体適合性充填材が生体親和性、生体
活性もしくは生体吸収性充填材である、請求項1〜3に
記載の生体組織修復用組成物。
4. The composition for repairing a living tissue according to claim 1, wherein the biocompatible filler is a biocompatible, bioactive or bioabsorbable filler.
【請求項5】 該生体適合性充填材が水酸アパタイト、
リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、リン酸カル
シウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、水酸化カ
ルシウム、酸化カルシウム、カルシウム含有ガラス、ケ
イ酸カルシウム系ガラス、リン酸カルシウム系ガラスま
たは生体活性ガラスまたはこれらの2種以上の混合物で
ある、請求項1〜4に記載の生体組織修復用組成物。
5. The biocompatible filler is hydroxyapatite,
Tricalcium phosphate, tetracalcium phosphate, calcium phosphate, calcium carbonate, calcium silicate, calcium hydroxide, calcium oxide, calcium-containing glass, calcium silicate glass, calcium phosphate glass or bioactive glass or two or more of these The composition for repairing a living tissue according to claim 1, which is a mixture.
【請求項6】 生体適合性充填材が、予め表面処理を施
した生体適合性充填材である、請求項1〜5に記載の材
料。
6. The material according to claim 1, wherein the biocompatible filler is a biocompatible filler which has been subjected to a surface treatment in advance.
【請求項7】 生体適合性充填材が、予めシランカップ
リング剤で表面処理を施した生体適合性充填材である、
請求項6に記載の材料。
7. The biocompatible filler is a biocompatible filler previously surface-treated with a silane coupling agent.
The material according to claim 6.
【請求項8】 スラリー状、ペースト状またはパテ状組
成物である、請求項1〜7に記載の生体組織修復用組成
物。
8. The composition for repairing a living tissue according to claim 1, which is a slurry, paste or putty composition.
【請求項9】 補強剤および/または生理活的活性剤を
さらに添加してなる、請求項1〜8に記載の生体組織修
復用組成物。
9. The composition for repairing a living tissue according to claim 1, further comprising a reinforcing agent and / or a physiologically active agent.
【請求項10】 補強剤がアルミナ、シリカ、ジルコニ
ア、チタニア、カーボン、ナイロンまたはポリエステル
またはこれらの2種以上の混合物である、請求項9に記
載の生体組織修復用組成物。
10. The living tissue repair composition according to claim 9, wherein the reinforcing agent is alumina, silica, zirconia, titania, carbon, nylon or polyester, or a mixture of two or more thereof.
【請求項11】 生理的活性剤が抗生物質、抗ガン剤ま
たは骨形成因子である、請求項9または10に記載の生
体組織修復用組成物。
11. The composition for repairing a living tissue according to claim 9, wherein the physiologically active agent is an antibiotic, an anticancer agent, or an osteogenic factor.
【請求項12】 有機溶剤に可溶で水に不溶な生体適合
性有機高分子化合物を、水と相溶する有機溶剤に溶かし
てこれに生体適合性充填材を加えてなる組成物を水性媒
質と接触させて得られる生体組織修復用インプラント材
料。
12. A composition comprising a biocompatible organic polymer compound soluble in an organic solvent and insoluble in water, dissolved in an organic solvent compatible with water, and a biocompatible filler is added thereto. Material for repairing a living tissue obtained by contacting the same.
【請求項13】 該組成物が請求項1〜11に記載され
た生体組織修復用組成物である、請求項12に記載のイ
ンプラント材料。
13. The implant material according to claim 12, wherein the composition is the composition for repairing a living tissue according to any one of claims 1 to 11.
【請求項14】 請求項1〜13に記載の材料を、表面
に被覆して得られるインプラント材料。
14. An implant material obtained by coating the material according to claim 1 on a surface thereof.
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