JP2002255605A - 高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療用リン酸カルシウムセメント - Google Patents
高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療用リン酸カルシウムセメントInfo
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Abstract
用リン酸カルシウムセメントを提供する。 【解決手段】 生体骨補強治療用リン酸カルシウムセメ
ントを、質量%で、リン酸マグネシウム:0.03〜2
%、第2リン酸カルシウム:5〜35%、第4リン酸カ
ルシウムおよび不可避不純物:残り、からなる配合組成
を有する混合組成物で構成する。
Description
医科の分野で生体骨補強治療に用いられ、高強度硬化体
の形成が可能なリン酸カルシウムセメントに関するもの
である。
は、(1)硬化用水溶液を加えてスラリー化したスラリ
ーが凝固する凝結性、(2)凝固体が水分の存在下で硬
化する硬化性、(3)治療補強骨の運動を可能ならしめ
るに十分な硬化体強度、(4)硬化体が生体骨に再生す
る吸収置換性、などの特性を具備することが要求される
が、これらの特性を具備するセメントとして、従来各種
の生体骨補強治療用セメントが提案されている。
化体は異物であることから、できるだけ少ない硬化体使
用量で治療補強骨に所定量の強度が得られるのが望まし
いが、従来提案されている生体骨補強治療用セメントに
おいては、硬化体に十分な高強度が得られないために、
治療補強骨としての硬化体の使用量の低減化を満足に図
ることができず、このため硬化体の一段の強度向上が可
能な生体骨補強治療用セメントの開発が強く求められて
いる。
上述の観点から、硬化体の強度向上が可能な生体骨補強
治療用セメントを開発すべく研究を行った結果、従来提
案されている各種の生体骨補強治療用セメントのうちの
リン酸カルシウムセメント、すなわち、質量%で(以
下、%は質量%を示す)、第2リン酸カルシウム:5〜
35%、第4リン酸カルシウムおよび不可避不純物:残
り、からなる配合組成を有する混合組成物で構成された
リン酸カルシウムセメントに特定し、このリン酸カルシ
ウムセメントに、リン酸マグネシウムを0.03〜2%
の割合で配合してなる混合組成物をリン酸カルシウムセ
メントとして用いると、これの適用に際して、これに硬
化性水溶液を加えて形成したペーストの流動性が前記リ
ン酸マグネシウムの作用で一段と向上し、当然の結果と
して気泡の巻き込みが著しく低減されるようになること
から、緻密な硬化体の形成が可能となり、形成された硬
化体の強度は著しく向上したものになるという研究結果
を得たのである。
されたものであって、リン酸マグネシウム:0.03〜
2%,第2リン酸カルシウム:5〜35%、第4リン酸
カルシウムおよび不可避不純物:残り、からなる配合組
成を有する混合組成物で構成してなる、高強度硬化体の
形成が可能な生体骨補強治療用リン酸カルシウムセメン
トに特徴を有するものである。
酸カルシウムセメント(以下、単に本発明セメントとい
う)において、配合組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。 (a)リン酸マグネシウム この成分には、上記の通りセメントの適用に際して、ペ
ーストの流動性を向上させ、もって気泡の巻き込みを著
しく抑制して、緻密な硬化体の形成を可能にし、この結
果硬化体の強度向上に寄与する作用があり、この作用を
十分に発揮させるためには、本発明セメントの製造に際
して、構成成分である第2リン酸カルシウムと予め混練
した状態で、残りの構成成分である第4リン酸カルシウ
ムと配合する必要があるが、その割合が0.03%未満
では前記作用に所望の効果が得られず、一方その割合が
2%を越えると硬化体の硬化時間が急激に長時間化する
ようになることから、その割合を0.03〜2%、望ま
しくは0.3〜1.5%と定めた。
用があるが、その割合が5%未満では所望の凝結促進作
用を確保することができず、一方その割合が35%を越
えると、硬化が急激に促進されるようになり、硬化時間
が短くなり過ぎて作業性の低下が避けられなくなること
から、その割合を5〜35%、望ましくは10〜30%
と定めた。なお、本発明セメントの硬化性水溶液として
は、通常実用に供されている硬化性水溶液、例えばコハ
ク酸2ナトリウムやコンドロイチン硫酸ナトリウム、さ
らに乳酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、塩化ナトリウ
ム、亜硫酸水素ナトリウム、およびピロ亜硫酸ナトリウ
ムなどのうちの1種または2種以上を所定量配合含有さ
せた水溶液、並びに蒸留水などを適用できる。
により具体的に説明する。まず、本発明セメントの構成
成分である第4リン酸カルシウムとして、以下の工程、
すなわち、水酸化カルシウム:4モルを水:10リット
ルに懸濁させ、これにリン酸:2モルを水で希釈してな
る40%リン酸水溶液を攪拌しながらゆっくり滴下し、
滴下終了後、室温に1日間放置し、ついで乾燥機を用
い、110℃に24時間保持の条件で乾燥して凝集体と
し、この凝集体を、まず900℃に3時間保持の条件で
仮焼結し、引き続いて均一に粉砕した状態で、1400
℃に3時間保持の条件で焼成し、焼成生成物を粉砕し、
篩分にて篩目で88μm以下(平均粒径:6.5μm)
とすることにより調製した、第4リン酸カルシウムの含
有割合が90・5%で、残りが実質的に不可避不純物と
しての水酸アパタイトからなる混合生成物粉末を第4リ
ン酸カルシウム粉末として使用した。また、リン酸マグ
ネシウムおよび第2リン酸カルシウムはそれぞれ市販の
粉末を使用した。
ネシウム粉末と第2リン酸カルシウム粉末を、予め表1
に示される全体割合に相当する割合で混練機で30分間
十分に混練しておき、この混練粉末に第4リン酸カルシ
ウム粉末を表1に示される配合割合に配合し、混合して
配合割合と実質的に同じ配合組成を有する混合組成物と
することにより本発明セメント1〜14、およびリン酸
マグネシウムの配合がない従来セメント1〜7をそれぞ
れ製造した。
び従来セメント1〜7から形成された硬化体の強度を評
価する目的で、これらセメントに、それぞれコンドロイ
チン硫酸ナトリウム:5%、コハク酸2ナトリウム・6
水和物:15%、および亜硫酸水素ナトリウム:0.3
%を含有し、残りが水からなる硬化用水溶液を、質量比
で、セメント:硬化用水溶液=3:1の割合で加え、練
和してスラリーとし、このスラリーを凝結させて直径:
6mm×高さ:12mmの寸法の円柱状凝固体とし、こ
の凝固体を、Na+:142.0mM、K+:5.0m
M、Mg2+:1.5mM、Ca2+:2.5mM、C
l-:148.8mM、HCO3 -:4.2mM、HPO4
2―:1.0mMを含有する水溶液(疑似体液)中に5
日間浸漬して硬化させ、この5日間の硬化処理後の硬化
体の圧縮強度を測定した。この測定結果を同じく表1に
示した。
リン酸マグネシウムを配合した本発明セメント1〜14
は、これより成形された硬化体が前記リン酸マグネシウ
ムの配合がない従来セメント1〜7より形成された硬化
体に比して一段と高い強度をもつことが明らかである。
上述の通り、本発明セメントは、高強度を有する硬化体
の成形を可能とするものであり、治療補強骨の強度向上
に大いに寄与するほか、硬化体使用量の低減を図ること
ができるなど工業上有用な特性を有するものである。
Claims (1)
- 【請求項1】 質量%で、 リン酸マグネシウム:0.03〜2%、 第2リン酸カルシウム:5〜35%、 第4リン酸カルシウムおよび不可避不純物:残り、から
なる配合組成を有する混合組成物で構成したことを特徴
とする高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療用リ
ン酸カルシウムセメント。
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