JP2003180816A

JP2003180816A - 複合構造骨補填材の製造方法

Info

Publication number: JP2003180816A
Application number: JP2001384870A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Matsuoka; 直之松岡; Hiroyuki Irie; 洋之入江; Akira Inoue; 晃井上; Koji Hakamazuka; 康治袴塚; Takeaki Nakamura; 剛明中村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】欠損部への埋入後の吸収・置換が早い複合構
造骨補填材を容易に実現することを可能とする複合構造
骨補填材の製造方法を提供すること。【解決手段】表面を有機物で被覆した生体吸収性セラ
ミック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物で
被覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、第１のス
ラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２のスラ
リーを調製する工程と、第１のスラリーを所定の型に流
し込み、有機物の消失温度より低く、かつ有機物が軟化
して粘着性となる温度以上の温度に加熱する工程と、第
１のスラリー上に第２のスラリーを流し込み、前記温度
範囲内の温度に加熱する工程と、第２のスラリー上に第
１のスラリーを流し込み、前記温度範囲内の温度に加熱
する工程と、前記型から成形体を離型し、セラミックの
焼結温度以上の温度に加熱する工程とを具備することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、整形外科治療にお
いて人体内に埋め込まれる骨補填材及びその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の骨は、外側の緻密な部分と内部の
疎な部分とから構成されている。外側の緻密な部分は皮
質骨、内部の疎な部分は海綿骨と呼ばれる。皮質骨は、
強度が高いので荷重を支え、海綿骨は、強度は低いが骨
を軽量化しつつ形体を維持するのに役立っている。

【０００３】海綿骨内は血液や細胞の移動が活発であ
り、骨の代謝が行われる上で重要な部分である。また、
大腿骨や上腕骨のような長管骨の中心部は、海綿骨も存
在しない髄腔になっており、骨髄液で満たされているの
で、血液や細胞が豊富であり、やはり骨代謝にとって重
要である。従って、人工骨においても、内部に海綿状の
構造や髄空に相当する空間を有することは、同じ理由で
有用である。

【０００４】特に、人工骨が生体吸収性であって、自家
骨に置換するものである場合、内部が海綿骨状あるいは
髄腔状であると、その部分で血液・細胞との接触が多く
なり、結果として吸収・置換を促進するので大変に有利
である。

【０００５】特開平６−２８５０９５号公報には、人工
的に作られた髄腔を持つ骨補填材が早期の骨化に有利で
あると記載されている。それは、例えば長管骨を輪切り
にしたような骨欠損の場合、人工的な髄腔を持たない骨
補填材では、骨化は長管骨の皮質骨に接する部分からし
か生じないのに対し、人工的に髄腔を持つ骨補填材を埋
入した場合には、髄腔どうしが連結するので骨髄液が入
り込み、これに接する骨補填材の内壁からも骨化が進行
するからである。したがって、長管骨の長い欠損部やそ
の他の部位でも大きな骨欠損に対して極めて有効な方法
である。

【０００６】また、骨補填材の内部が完全な人工髄腔で
はなく、海綿骨に相当するような連通した気孔の多い多
孔体であれば、同様な効果が得られる上に海綿骨相当の
多孔体自体が骨補填材の形体を維持するのに役立ち、海
綿骨は増骨細胞が増殖する足場になるので、単に人工的
な髄腔が設けられている物より有利である。

【０００７】更に、セラミックを主材料とする骨補填材
は、緻密体といえどもその強度は不足気味なので、内部
は髄腔状よりも海綿骨状の方が初期強度を高める効果が
あるのでより望ましい。しかしながら、外側が緻密質で
内部が海綿骨類似の複合構造を作り出す実質的な方法は
見出されていない。例えば特開平６−９０９７１号公報
には、閉状態の中空部を有する骨インプラント（補填
材）を製造する方法が開示されている。

【０００８】この方法では、多孔質材料よりなる分割可
能な充填型にセラミックなどの原料粉末と樹脂バインダ
ーとを混合したコンパウンドを充填した後、充填型のゲ
ート口を封止し、この充填型を筒状ホルダーに収納した
状態で回転揺動せしめることにより、コンパウンドにお
ける樹脂バインダーのうちの相当量を充填型の多孔質材
料に吸収除去させる。これにより、閉状態の中空部を有
する骨インプラント成形体が得られる。その後、充填型
を分割してこのインプラント成形体を充填型から取り出
し、所定温度にて脱バインダー処理し焼結することによ
り、骨インプラント成形が得られるとしている。

【０００９】しかし、この方法で骨インプラント（骨補
填材）を作製するには、まず充填型を作製するのが困難
であること、原料粉末と樹脂バインダーの組み合わせに
制限があること、回転揺動の条件が難しいこと、充填型
からの成形体の離型が難しい等多くの障害がある。また
この方法によっては内部を海綿骨相当の多孔体にするこ
とはできない。

【００１０】また、特開平２−１８２２６１号公報で
は、緻密体用スラリーと多孔体用スラリーを使い分け
て、緻密部と海綿骨部を持つ複合構造骨充填材を製造す
る方法を開示している。しかし、この方法は、単に二つ
の層を結合した骨補填材の作り方を開示しているに過ぎ
ず、また、二層が互いに混合しないようにするにはかな
りの手技を必要とし、本発明のような外側が皮質骨、内
部が海綿骨という構造を作るには適していない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情の
下になされ、骨欠損部への埋入後の吸収・置換が早い複
合構造骨補填材を容易に実現することを可能とする複合
構造骨補填材の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、表面を有機物で被覆した生体吸収性セラ
ミック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物で
被覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、前記第１
のスラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２の
スラリーを調製する工程と、前記第１のスラリーを所定
の型に流し込む工程と、前記型内の第１のスラリーを、
前記有機物の消失温度より低く、かつ前記有機物が軟化
して粘着性となる温度以上の温度に加熱する工程と、前
記型内の第１のスラリー上に前記第２のスラリーを流し
込む工程と、前記型内の第２のスラリーを前記温度範囲
内の温度に加熱する工程と、前記型内の第２のスラリー
上に前記第１のスラリーを流し込む工程と、前記型内の
第２のスラリー上の第１のスラリーを前記温度範囲内の
温度に加熱する工程と、前記型から成形体を離型する工
程と、前記成形体を、前記セラミックの焼結温度以上の
温度に加熱して、前記有機物を消失させるとともに、前
記セラミック微粒子を焼結する工程とを具備することを
特徴とする複合構造骨補填材の製造方法を提供する。

【００１３】また、本発明は、表面を有機物で被覆した
生体吸収性セラミック微粒子を含む第１のスラリーと、
表面を有機物で被覆した生体吸収性セラミック微粒子を
含み、前記第１のスラリーよりもセラミック微粒子の濃
度が低い第２のスラリーを調製する工程と、前記第１の
スラリーを所定の型に流し込む工程と、前記第１のスラ
リーの上面の少なくとも一部に窪みを形成する工程と、
前記型内の第１のスラリーを、前記有機物の消失温度よ
り低く、かつ前記有機物が軟化して粘着性となる温度以
上の温度に加熱する工程と、少なくとも前記窪みの中に
前記第２のスラリーを流し込む工程と、前記型内の第２
のスラリーを前記温度範囲内の温度に加熱する工程と、
前記型内の第２のスラリー上に前記第１のスラリーを流
し込む工程と、前記型内の第２のスラリー上の第１のス
ラリーを前記温度範囲内の温度に加熱する工程と、前記
型から成形体を離型する工程と、前記成形体を、前記セ
ラミックの焼結温度以上の温度に加熱して、前記有機物
を消失させるとともに、前記セラミック微粒子を焼結す
る工程とを具備することを特徴とする複合構造骨補填材
の製造方法を提供する。

【００１４】更に、本発明は、表面を有機物で被覆した
生体吸収性セラミック微粒子を含む第１のスラリーと、
表面を有機物で被覆した生体吸収性セラミック微粒子を
含み、前記第１のスラリーよりもセラミック微粒子の濃
度が低い第２のスラリーを調製する工程と、前記第１の
スラリーを一対の割型のそれぞれに流し込む工程と、前
記第１のスラリーの上面の少なくとも一部にそれぞれス
ペーサーを押し当てることにより窪みを形成する工程
と、前記一対の割型内の第１のスラリーを、前記有機物
の消失温度より低く、かつ前記有機物が軟化して粘着性
となる温度以上の温度に加熱する工程と、前記一対の割
型から前記スペーサーを取り去る工程と、前記一対の割
型を、前記第２のスラリー中において、前記一対の窪み
が合体するように対向させ、窪みの中が前記第２のスラ
リーで満たされるように組合せる工程と、前記第１およ
び第２のスラリーを収容する一対の割型を前記第２のス
ラリーから取出し、前記温度範囲内の温度に加熱する工
程と、前記型から成形体を離型する工程と、前記成形体
を、前記セラミックの焼結温度以上の温度に加熱して、
前記有機物を消失させるとともに、前記セラミック微粒
子を焼結する工程とを具備することを特徴とする複合構
造骨補填材の製造方法を提供する。

【００１５】以上のように構成される複合構造骨補填材
の製造方法において、生体吸収性セラミック微粒子とし
ては、β−燐酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）、ＡＷガラ
スセラミックス、多孔質アパタイトあるいはこれらの混
合体等を用いることが出来る。これらの中では、β−Ｔ
ＣＰを好ましく用いることが出来る。

【００１６】第１および第２のスラリーに用いる分散媒
（溶媒）としては、水が用いられる。第１のスラリー中
のセラミック微粒子の濃度は、特に限定されないが、通
常は４０〜７０重量％である。一方、第２のスラリー中
のセラミック微粒子の濃度は、第１のスラリーよりも低
く、通常は１５〜２０重量％である。

【００１７】第２のスラリー中のセラミック微粒子の濃
度を第１のスラリーよりも低くしたのは、骨補填材の中
央部を、骨髄液が十分に行き渡るように、海綿骨に類似
の疎の組織とするためである。第２のスラリー中のセラ
ミック微粒子の濃度を第１のスラリーと同等またはそれ
以上とした場合には、骨髄液が十分に行き渡らず、吸収
・置換が促進されず、早期の骨化を損なう結果となる。

【００１８】骨補填材の中央部を疎の組織とするため、
第２のスラリーは界面活性剤を含み、発泡した状態の発
泡スラリーであることが望ましい。

【００１９】生体吸収性セラミック微粒子の周囲を被覆
する有機物としては、ナイロン、ポリプロピレン、スチ
レンアクリル、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリ
乳酸（ＰＬＡ）、コラーゲン、ポリグリコール酸（ＰＧ
Ａ）、グリコール酸−乳酸共重合体（ＰＬＧＡ）、およ
びポリメタクリル酸メチルからなる群から選ばれた少な
くとも１種を用いることが出来る。この有機物は、その
消失温度より低く、かつ軟化して粘着性となる温度以上
の温度に加熱することにより、セラミック微粒子同士を
接着する接着剤としての役割を果たしている。それによ
って、スラリー全体が固体化もしくはゲル化され、他の
種類のスラリーとの混合を防止し、焼結前の成形体の形
状を保持することが可能である。

【００２０】なお、その後の焼結により有機物は消失
し、有害な不純物として残留することはない。スラリー
の加熱温度、即ち、有機物の消失温度より低く、かつ軟
化して粘着性となる温度以上の温度は、有機物の種類に
依存するため、特に限定されないが、例えば、８０℃〜
２２０℃である。また、成形体の加熱温度、即ち、セラ
ミックの焼結温度以上の温度は、例えば、１０００℃〜
１１５０℃である。

【００２１】以上のように、本発明によると、セラミッ
ク材料として、生体吸収置換性の材料を有機物で被覆し
た球状粒子を用い、このセラミック材料の実質的な含有
量が異なる複数のスラリーを作製し、濃度の高い第１の
スラリーを型に入れて、有機物が軟化し粘着性となる温
度で加熱し、その後、濃度が低い第２のスラリーをその
上に流し込み、同様に軟化・粘着性とし、さらに再び第
１のスラリーを流し込み、軟化・粘着性とした後、全体
を焼成するという方法を用いているので、濃度の異なる
スラリー同士が混ざり合うことなく全体として一体化さ
れ、内部が海綿骨状組織、周囲が皮質骨状組織の複合構
造構造の骨補填材を容易に作製できるという優れた効果
がある。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。以下の実施の形態は、外
側が皮質骨相当で、内部が海綿骨相当の構造を有する複
合構造骨補填材を製造する方法に係るものである。

【００２３】［第１の実施形態］粒径１０μｍ以下のβ
−ＴＣＰ粉末をポリ乳酸で被覆した複合微小球状粒子を
出発原料とする。この複合微小球状粒子を水中に分散さ
せて第１のスラリーを作製する。このとき、スラリー中
のβ−ＴＣＰの実質的な重量濃度を約５０重量％になる
ように、仕込み量を調節する。また、複合微少球状粒子
の分散を良好に行うために界面活性剤を加えても良い。

【００２４】このスラリーの一部を別容器に分け、発泡
材として例えばポリオキシエチレンアルキルエーテルを
少量加え、泡立て器を用いて見かけの体積が約３倍にな
るように発泡させる。この発泡させたスラリーを第２の
スラリーと呼ぶ。第２のスラリー中のβ−ＴＣＰの実質
的な重量濃度は、約１５〜２０重量％である。

【００２５】以上の第１および第２のスラリーのうち、
第１のスラリーは焼成後皮質骨に相当する緻密質体にな
り、第２のスラリーは焼成後海綿骨に相当する多孔質体
になる。

【００２６】図１（ａ）に示すように、十分な深さを持
つ所定の型１内に、まず第１のスラリー２を約５ｍｍの
厚さになるように流し込む。このとき、型１を軽く下に
叩き付けて、スラリーの表面を平坦化する。次いで、室
温もしくは所定の温度でスラリーを乾燥させた後、ポリ
乳酸が軟化し粘着する温度以上にスラリーを加熱し、ポ
リ乳酸どうしの粘着によって、複合微小球状粒子を互い
に結合させ、図１（ｂ）に示すように、第１のスラリー
からなる第１層３を形成する。

【００２７】次に、型１内の第１層３上に第２のスラリ
ーを約６ｍｍの厚さになるように流し込み、上記と同様
にして乾燥・加熱し、図１（ｃ）に示すように、第２の
スラリーからなる第２層４を形成する。最後に、図１
（ｄ）に示すように、再び、型１内の第２層４上に第１
のスラリーを厚さが約５ｍｍになるように流し込み、同
様にして、第１のスラリーからなる第３層５を形成す
る。

【００２８】以上の過程において、第１層３の上面と第
２層４の下面、および第２層４の上面と第３層５の下面
にそれぞれ位置するポリ乳酸同士も軟化し粘着するの
で、第１層から第３層まで全体として一塊の半固体とな
る。この一塊の半固体を型１から取り出し、ポリ乳酸が
完全に消失する温度以上でかつβ−ＴＣＰの焼結が進む
温度で焼成を行なうと、β−ＴＣＰ粒子表面のポリ乳酸
が消失するとともに、第１層から第３層までのそれぞれ
の界面のβ−ＴＣＰ粒子同士が焼結により完全に結合
し、図２に示すようなβ−ＴＣＰのみから構成される複
合構造骨補填材を得ることができる。

【００２９】すなわち、第１層２１と第３層２３は、緻
密なβ−ＴＣＰからなる生体の皮質骨に相当する部分と
なり、第２層２２は、発泡したときの気孔を取り込んだ
多孔質のβ−ＴＣＰからなる、生体の海綿骨に相当する
部分となる。従って、海綿骨相当の部分を皮質骨相当の
部分でサンドイッチしたような構造の骨補填材を得るこ
とが出来る。

【００３０】このようにして得た骨補填材を、図３に示
すように、例えば腸骨３１の欠損部３２に適合するよう
に形状を整えた上で、欠損部３２に埋入する。この時、
腸骨の皮質骨３３は、埋入した骨補填材の皮質骨に相当
する部分３５、３６と接合し、腸骨の海綿骨部分３４
は、骨補填材の海綿骨に相当する部分３７と接合するこ
とになる。

【００３１】通常、骨補填材の吸収置換は皮質骨に接す
る部分からしか進行しないため、骨補填材の中央部分に
おいては置換が極めて遅いかあるいは置換に至らない場
合がある。しかし、本実施形態の方法では、骨補填材の
海綿骨相当部分３７は生体骨の海綿骨３４に接している
ので速やかに骨髄液が行き渡るため、早期に吸収置換が
進むとともに、この海綿骨相当部分３７から外側の皮質
骨相当部分３５、３６に向かっていっせいに吸収置換が
生じるので、骨補填材全体として極めて早い吸収置換を
達成することができる。

【００３２】［第２の実施形態］第１の実施形態と同様
の方法で、第１のスラリーおよび第２のスラリーを調製
する。まず、図４（ａ）に示すような円筒形を縦に半割
した半円筒形の型４１内に、図４（ｂ）に示すように、
第１のスラリー４２を流し込む。次いで、図４（ｃ）及
び図４（ｄ）に示すように、この第１のスラリー４２の
上面に、円筒形のスペーサ４３を、その下半分がスラリ
ーに埋まるように押し当てる。なお、この時、第１のス
ラリー４２が型４１から多少こぼれても問題はなく、こ
のまま約１５０℃に加熱してポリ乳酸を軟化させ、粘着
化させる。

【００３３】次に、型４１からスペーサ４３を取り去る
と、図４（ｅ）に示すように、上面中央部に半円筒形の
溝４４を有する構造の型付きの半固体化スラリー４５が
得られる。同様にして、同様の半固体化スラリーをもう
一つ作製する。そして、十分な量の第２のスラリーの中
に、これら二つの型付きの半固体化スラリーを完全に浸
漬させ、溝同士が向き合うようにかつ溝の中が第２のス
ラリーで満たされるように、接合する。

【００３４】この接合体を第２のスラリーから取り出
し、約１５０℃に加熱し、再びポリ乳酸を軟化させ、粘
着化させる。その後、半固体化スラリーを型から取りは
ずし、１０５０℃で１時間加熱する。その結果、ポリ乳
酸は完全に消失し、また、β−ＴＣＰは焼結し、図５に
示すように、複合構造の骨補填材が完成する。この骨補
填材は円筒形の外観を有し、内部が円筒形の海綿骨状組
織５２、周囲が皮質骨状組織５１となっている。

【００３５】このようにして得た補填材を、次のように
して、例えば、大腿骨のような長管骨の補填に用いるこ
とが出来る。まず、長管骨の欠損部に合わせて長さを決
め、両端を切り落としてその断面に海綿骨状組織を露出
させる。次に、図６に示すように、長管骨６１の骨欠損
部６２の皮質骨６３に皮質骨状組織６６が、長管骨髄腔
６４に海綿骨状組織６７がそれぞれ対向するように、骨
補填材６５を埋入し、骨欠損部６２への補填を行なう。

【００３６】骨補填材６５の海綿骨状組織６７には、骨
欠損部６２への埋入後すぐに骨髄液が満たされる。骨髄
液の中には破骨細胞、骨芽細胞や骨形成のための因子と
なる物質が豊富に存在するので、骨補填材の海綿骨状組
織６７は早期に吸収されるとともに、その外側の皮質骨
状組織６６も内側から速やかに吸収と骨への置換が進行
する。従って、接合面から離れた部分の骨補填材におい
ても、接合部の近傍と比べて著しく遅れること無く、骨
補填材の吸収と骨への置換が進行する。

【００３７】なお、上記骨補填材の作製工程において、
二つの中間体の上面どうしを単に対向するように接合し
てからポリ乳酸の軟化および粘着化を生じさせることに
より、内部が海綿骨状組織ではなく単に空洞の骨補填材
を得ることも出来る。この骨補填材も上記と同様の使い
方が可能であり、この場合にも同様の効果を期待するこ
とができる。ただし、内部が単なる空洞よりも海綿骨状
組織のほうが初期に細胞の付着に有利な場合があるの
で、目的に応じて両者を使い分けることが有利である。

【００３８】また、本実施形態では、底面が半円筒形の
型を用いたが、これに限らず他の形状、例えば直方体状
でもかまわない。この場合には、直方体状の半固体化ス
ラリーを１０５０℃で焼成した後、円筒形に加工すれ
ば、同様の形状を得ることができる。

【００３９】［第３の実施形態］図７は、本実施形態に
係る方法で作製した骨補填材を示し、内部が海綿骨状組
織５２、周囲が皮質骨状組織５１となっている。第２の
実施形態に係る骨補填材と作製方法は同様であるが、軸
方向の長さが第２の実施形態に係る骨補填材より短い円
筒形になっており、上面と下面も皮質骨状組織になって
いる。

【００４０】この骨補填材は、骨髄栓として用いられ
る。すなわち、図８に示すように、大腿骨８１の骨髄腔
８６に骨セメント８５を埋入するときのストッパーとし
て用いるのである。この骨髄栓８２は、骨セメント８５
がそれ以上奥へ入り込まないようにするのが目的である
から、上面は皮質骨状組織８３にしてある。また、骨セ
メントを埋入する際に圧力が加わるので、それを支えら
れるように、側面及び底面も皮質骨状組織８３にしてあ
る。

【００４１】一方、この骨髄栓８２は、骨セメントが固
まった後は不要であるばかりでなく、再手術を行なう場
合などには邪魔になるものである。そのため、自然に吸
収されやすいように、内部を海綿骨状組織８４にした。
更に吸収を早めるように、底面の皮質骨を除去し、海綿
骨状組織を露出させても良い。この場合、内部が速やか
に骨髄液で満たされるので、吸収がより一層早く進む。

【００４２】本発明は、上述した実施形態に限定される
ものではない。例えば、外周部の皮質骨に相当する部分
は材料の緻密体には限定されず、内部の海綿骨に相当す
る部分より材料密度が低ければ良いのであって、例え
ば、より気孔率の小さい多孔体であっても良い。また、
材料はβ−ＴＣＰに限定されず、その他の生体吸収性の
セラミックでもよい。更に、材料を被覆する有機物はポ
リ乳酸に限定されず、材料の焼成温度より十分低い温度
で軟化し、粘着性となるようなものの中から適宜選択す
ることができる。

【００４３】以上説明した本発明の構成を以下に付記す
る。

【００４４】１．表面を有機物で被覆した生体吸収性セ
ラミック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物
で被覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、前記第
１のスラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２
のスラリーを調製する工程と、前記第１のスラリーを所
定の型に流し込む工程と、前記型内の第１のスラリー
を、前記有機物の消失温度より低く、かつ前記有機物が
軟化して粘着性となる温度以上の温度に加熱する工程
と、前記型内の第１のスラリー上に前記第２のスラリー
を流し込む工程と、前記型内の第２のスラリーを前記温
度範囲内の温度に加熱する工程と、前記型内の第２のス
ラリー上に前記第１のスラリーを流し込む工程と、前記
型内の第２のスラリー上の第１のスラリーを前記温度範
囲内の温度に加熱する工程と、前記型から成形体を離型
する工程と、前記成形体を、前記セラミックの焼結温度
以上の温度に加熱して、前記有機物を消失させるととも
に、前記セラミック微粒子を焼結する工程とを具備する
ことを特徴とする複合構造骨補填材の製造方法。

【００４５】２．表面を有機物で被覆した生体吸収性セ
ラミック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物
で被覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、前記第
１のスラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２
のスラリーを調製する工程と、前記第１のスラリーを所
定の型に流し込む工程と、前記第１のスラリーの上面の
少なくとも一部に窪みを形成する工程と、前記型内の第
１のスラリーを、前記有機物の消失温度より低く、かつ
前記有機物が軟化して粘着性となる温度以上の温度に加
熱する工程と、少なくとも前記窪みの中に前記第２のス
ラリーを流し込む工程と、前記型内の第２のスラリーを
前記温度範囲内の温度に加熱する工程と、前記型内の第
２のスラリー上に前記第１のスラリーを流し込む工程
と、前記型内の第２のスラリー上の第１のスラリーを前
記温度範囲内の温度に加熱する工程と、前記型から成形
体を離型する工程と、前記成形体を、前記セラミックの
焼結温度以上の温度に加熱して、前記有機物を消失させ
るとともに、前記セラミック微粒子を焼結する工程とを
具備することを特徴とする複合構造骨補填材の製造方
法。

【００４６】３．表面を有機物で被覆した生体吸収性セ
ラミック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物
で被覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、前記第
１のスラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２
のスラリーを調製する工程と、前記第１のスラリーを一
対の割型のそれぞれに流し込む工程と、前記第１のスラ
リーの上面の少なくとも一部にそれぞれスペーサーを押
し当てることにより窪みを形成する工程と、前記一対の
割型内の第１のスラリーを、前記有機物の消失温度より
低く、かつ前記有機物が軟化して粘着性となる温度以上
の温度に加熱する工程と、前記一対の割型から前記スペ
ーサーを取り去る工程と、前記一対の割型を、前記第２
のスラリー中において、前記一対の窪みが合体するよう
に対向させ、窪みの中が前記第２のスラリーで満たされ
るように組合せる工程と、前記第１および第２のスラリ
ーを収容する一対の割型を前記第２のスラリーから取出
し、前記温度範囲内の温度に加熱する工程と、前記型か
ら成形体を離型する工程と、前記成形体を、前記セラミ
ックの焼結温度以上の温度に加熱して、前記有機物を消
失させるとともに、前記セラミック微粒子を焼結する工
程とを具備することを特徴とする複合構造骨補填材の製
造方法。

【００４７】４．前記生体吸収性セラミック微粒子がβ
−燐酸三カルシウム（ＴＣＰ）を含むことを特徴とする
上記１〜３のいずれかの項に記載の複合構造骨補填材の
製造方法。

【００４８】５．前記第２のスラリーが界面活性剤を含
み、発泡した状態の発泡スラリーであることを特徴とす
る上記１〜４のいずれかの項に記載の複合構造骨補填材
の製造方法。

【００４９】６．前記有機物が、ナイロン、ポリプロピ
レン、スチレンアクリル、ポリスチレン、ポリカーボネ
イト、ポリ乳酸、コラーゲン、ＰＧＡ、ＰＬＧＡ、およ
びポリメタクリル酸メチルからなる群から選ばれた少な
くとも１種を含むことを特徴とする上記１〜５のいずれ
かの項に記載の複合構造骨補填材の製造方法。

【００５０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よると、セラミック材料として、生体吸収置換性の材料
を有機物で被覆した球状粒子を用い、このセラミック材
料の実質的な含有量が異なる複数のスラリーを作製し、
濃度の高い第１のスラリーを型に入れて、有機物が軟化
し粘着性となる温度で加熱し、その後、濃度が低い第２
のスラリーをその上に流し込み、同様に軟化・粘着性と
し、さらに再び第１のスラリーを流し込み、軟化・粘着
性とした後、全体を焼成するという方法を用いているの
で、濃度の異なるスラリー同士が混ざり合うことなく全
体として一体化され、内部が海綿骨状組織、周囲が皮質
骨状組織の複合構造構造の骨補填材を容易に作製できる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る骨補填材の製造
工程を説明する断面図。

【図２】本発明の第１の実施形態により得た骨補填材の
構造を示す斜視図。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る骨補填材の使用
方法を示す説明図。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る骨補填材の製造
工程を示す斜視図。

【図５】本発明の第２の実施形態により得た骨補填材の
構造を示す斜視図。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る骨補填材の使用
方法を示す説明図。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る骨補填材の構造
を示す斜視図。

【図８】本発明の第３の実施形態に係る骨補填材の使用
方法を示す説明図。

【符号の説明】

１，４１…型２，４２…第１のスラリー３，２１…第１層４，２２…第２層５，２３…第３層３１…腸骨３２，６２…欠損部３３，６３…皮質骨３４…海綿骨３５，３６…骨補填材の皮質骨相当部３６…骨補填材の海綿骨相当部４３…スペーサー４４…半円筒形溝４５…半固体化スラリー５１，６６…皮質骨状組織５２，６７…海綿骨状組織６１…長管骨６４…長管骨髄腔６５…骨補填材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上晃東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者袴塚康治東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者中村剛明東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 4C081 AB04 BA16 CA022 CA032 CA082 CA182 CA192 CA202 CA232 CF021 CF061 DA01 DB03 DC04 DC05 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面を有機物で被覆した生体吸収性セラミ
ック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物で被
覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、前記第１の
スラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２のス
ラリーを調製する工程と、前記第１のスラリーを所定の
型に流し込む工程と、前記型内の第１のスラリーを、前
記有機物の消失温度より低く、かつ前記有機物が軟化し
て粘着性となる温度以上の温度に加熱する工程と、前記
型内の第１のスラリー上に前記第２のスラリーを流し込
む工程と、前記型内の第２のスラリーを前記温度範囲内
の温度に加熱する工程と、前記型内の第２のスラリー上
に前記第１のスラリーを流し込む工程と、前記型内の第
２のスラリー上の第１のスラリーを前記温度範囲内の温
度に加熱する工程と、前記型から成形体を離型する工程
と、前記成形体を、前記セラミックの焼結温度以上の温
度に加熱して、前記有機物を消失させるとともに、前記
セラミック微粒子を焼結する工程とを具備することを特
徴とする複合構造骨補填材の製造方法。
【請求項２】表面を有機物で被覆した生体吸収性セラミ
ック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物で被
覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、前記第１の
スラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２のス
ラリーを調製する工程と、前記第１のスラリーを所定の
型に流し込む工程と、前記第１のスラリーの上面の少な
くとも一部に窪みを形成する工程と、前記型内の第１の
スラリーを、前記有機物の消失温度より低く、かつ前記
有機物が軟化して粘着性となる温度以上の温度に加熱す
る工程と、少なくとも前記窪みの中に前記第２のスラリ
ーを流し込む工程と、前記型内の第２のスラリーを前記
温度範囲内の温度に加熱する工程と、前記型内の第２の
スラリー上に前記第１のスラリーを流し込む工程と、前
記型内の第２のスラリー上の第１のスラリーを前記温度
範囲内の温度に加熱する工程と、前記型から成形体を離
型する工程と、前記成形体を、前記セラミックの焼結温
度以上の温度に加熱して、前記有機物を消失させるとと
もに、前記セラミック微粒子を焼結する工程とを具備す
ることを特徴とする複合構造骨補填材の製造方法。
【請求項３】表面を有機物で被覆した生体吸収性セラミ
ック微粒子を含む第１のスラリーと、表面を有機物で被
覆した生体吸収性セラミック微粒子を含み、前記第１の
スラリーよりもセラミック微粒子の濃度が低い第２のス
ラリーを調製する工程と、前記第１のスラリーを一対の
割型のそれぞれに流し込む工程と、前記第１のスラリー
の上面の少なくとも一部にそれぞれスペーサーを押し当
てることにより窪みを形成する工程と、前記一対の割型
内の第１のスラリーを、前記有機物の消失温度より低
く、かつ前記有機物が軟化して粘着性となる温度以上の
温度に加熱する工程と、前記一対の割型から前記スペー
サーを取り去る工程と、前記一対の割型を、前記第２の
スラリー中において、前記一対の窪みが合体するように
対向させ、窪みの中が前記第２のスラリーで満たされる
ように組合せる工程と、前記第１および第２のスラリー
を収容する一対の割型を前記第２のスラリーから取出
し、前記温度範囲内の温度に加熱する工程と、前記型か
ら成形体を離型する工程と、前記成形体を、前記セラミ
ックの焼結温度以上の温度に加熱して、前記有機物を消
失させるとともに、前記セラミック微粒子を焼結する工
程とを具備することを特徴とする複合構造骨補填材の製
造方法。