JP2004033772A - ゼラチン処理によって多孔質リン酸カルシウム小片および小粒を調製する方法 - Google Patents

ゼラチン処理によって多孔質リン酸カルシウム小片および小粒を調製する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2004033772A
JP2004033772A JP2003271300A JP2003271300A JP2004033772A JP 2004033772 A JP2004033772 A JP 2004033772A JP 2003271300 A JP2003271300 A JP 2003271300A JP 2003271300 A JP2003271300 A JP 2003271300A JP 2004033772 A JP2004033772 A JP 2004033772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gelatin
calcium phosphate
syringe
powder
mixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003271300A
Other languages
English (en)
Inventor
Ahmet Tas
アーメット タス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of JP2004033772A publication Critical patent/JP2004033772A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/009Porous or hollow ceramic granular materials, e.g. microballoons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/02Inorganic materials
    • A61L27/12Phosphorus-containing materials, e.g. apatite
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/40Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
    • A61L27/44Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix
    • A61L27/46Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having a macromolecular matrix with phosphorus-containing inorganic fillers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A61L27/56Porous materials, e.g. foams or sponges

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Dental Tools And Instruments Or Auxiliary Dental Instruments (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

【課題】 ゼラチン処理によって、小片または小粒の形の、α−またはβ−リン酸三カルシウム、ブラッシャイト(CaHPO4・2H2O)、ピロリン酸カルシウム(Ca227)、またはヒドロキシアパタイト(Ca5(PO43(OH))、あるいはそれらの混合物を調製する方法を提供すること。
【解決手段】 こうした小片または小粒は、特に、高度の吸収、あるいは移植された材料の骨リモデリングプロセスの関与が所望される場合の適用例において、骨または歯の充填材あるいは代替骨として使用することができる。
【選択図】   なし

Description

 本発明は、ゼラチン処理によって、小片(円柱形)または小粒の形の、多孔質のα−またはβ−リン酸三カルシウム(TCP)、ブラッシャイト(CaHPO4・2H2O)、ピロリン酸カルシウム(Ca227)、またはヒドロキシアパタイト(Ca5(PO43(OH))、あるいはそれらの混合物を調製する方法に関する。こうした小片または小粒は、特に、高度の吸収、あるいは移植された材料の骨リモデリングプロセスに関連することが所望される場合の適用例において、骨または歯の充填材(filler)あるいは代替骨(bone substitute)として使用することができる。
 歯科、脳外科、および整形外科における人工骨、人工歯、および骨の代償物(以下、「骨充填材」と呼ぶ)に使用される材料としては、非毒性であり、機械的強度が十分であり、生体と容易に直接結合するように生体に対する高親和性を有し、新しく形成された骨が自然に置き換わるように生体内で自然であるものが好ましい。
 高度に多孔質の構造をもつこうした骨充填材を生成するための方法として、適当な原料粉末を熱分解性材料と混合し、この混合物をあらかじめ選択した形に成型し、熱分解性材料を除去し、引き続き加熱によって原料粉末を焼結することが知られている。[特許文献−1]、[特許文献−2]、[非特許文献−1]−[非特許文献−9]を参照のこと。
 しかし、多孔質リン酸カルシウムを調製するこれらの方法では、孔の形成のために(通常、固形物質の形で)添加される、熱分解性材料の接触が、必ずしも均一ではなく、形成された孔は、概して連続気泡(open cell)になる傾向がある。形成された隣接する孔が、互いに接触し、連続していたとしても、各孔の連絡部分(communicating part)の断面積は、最小限になる。こうした孔構造では、骨形成に必要な細胞(骨芽細胞および関連する細胞)を、各孔に均一に入り込ませることは難しい。
 天然の骨は、基本的に無機リン酸カルシウムと繊維性の有機コラーゲンからなる。コラーゲンの変性した形であるゼラチンは、室温の水中でさえかなり高い溶解性をもつ。ゼラチンは、その濃度に応じて、水との、粘性で熱可逆性のゲルを形成することができ、外科手術における医用高分子としてのその使用は、既に報告されている。
 [非特許文献10]−[非特許文献−12]には、多孔質リン酸カルシウムをベースにした医用インプラントの生成における孔形成体としてのゼラチンを開示している。
 しかし、これらの研究に記載されている方法は、多数の有機アミノ酸および(リン酸カルシウムの存在下、水性媒体中でのゼラチンの溶解に起因する)他の物質の完全な焼却/除去なしの、こうしたリン酸カルシウム−ゼラチン複合体の使用(すなわち移植)を意味する。
 ゼラチンは、それほど単純な出発材料ではないことを覚えておかなければならない。ゼラチンは、水性媒体中で加水分解される前は明確に定義された材料であるが、水に溶解した後は(溶解の程度および分解生成物の厳密な生成量は、溶液の温度および濃度に大きく依存する)、有機酸のかなり複雑な混合物に変わる。
 次の表([非特許文献―13]より)に、加水分解したゼラチンサンプル中の、異なる哺乳類のゼラチンのアミノ酸組成を比較して示す(ただし、数値は「アミノ酸100モルあたりのモル」を意味する)。したがって、(熱分解/焼却ステップなしの)直接的移植材料としてリン酸カルシウムと混合したゼラチンスポンジの使用を考える場合、最大限の注意を払うべきである。
アミノ酸      ブタ     ウシ     クジラ
グリシン      30.8   33.3   30.2
プロリン      12.7   12.4   10.8
アラニン      11.1   11.5   10.4
ヒドロキシプロリン 10.9   9.6    8.5
グルタミン酸    7.8    7.4    8.0
アルギニン     5.1    4.6    5.3
アスパラギン酸   4.4    4.3    4.8
セリン       3.3    3.2    4.0
リジン       2.7    2.6    3.0
ロイシン      2.6    2.4    2.8
バリン       2.3    2.0    2.2
スレオニン     1.8    1.7    2.9
フェニルアラニン  1.3    1.3    1.5
イソロイシン    1.1    1.2    1.2
ヒドロキシリジン  0.7    0.7    0.9
メチオニン     0.5    0.5    0.6
ヒスチジン     0.4    0.5    0.6
オルニチン     0.2    0.6    0.0
チロシン      0.2    0.1    0.5
 これらのアミノ酸の多くは、上の表に示したレベルでインプラント材料に組み込む場合、移植部位に対する逆効果または副作用が存在するかどうか徹底的に試験しなければならない。言い換えると、こうした有機酸の存在により、有機酸と共に使用されるリン酸カルシウムの期待される骨修復作用が容易に改変される可能性がある。
特開昭60−21763号公報 特開昭60−16879号公報 (a.)A.Slosarczyk、「Highly Porous Hydroxyapatite Material」、Powd.Metal.Int.、21、24〜25(1989) b.)L.Menabue、L.Forti、G.Pellacani、「A Study of Materials Suitable to Produce Bioceramics with Controlled Porosity for Prosthetic Implants Stabilized by Bone Tissue Ingrowth」、Biomaterials、6、3〜4(1992)、 c.)Dean−Mo Liu、「Fabrication and Characterization of Porous Hydroxyapatite Granules」、Biomaterials、17,1955〜1957(1996)、 d.)M.Fabbri、G.C.Celotti、およびA.Ravaglioli、「Granulates Based on Calcium Phosphate with Controlled Morphology and Porosity for Medical Applications:Physico−Chemical Parameters and Production Technique」、Biomaterials 15、474〜477(1994)、 e.)E.Ryshkewitch、「Compression Strength of Porous Sintered Alumina and Zirconia」J.Am.Ceram.Soc.、157、65〜68(1953)、 f.)N.Passuti、G.Daculsi、J.M.Rogez、S.Martin、およびJ.V.Bainvel、「Macroporous Calcium Phosphate Ceramic Performance in Human Spine Fusion」、Clin.Orth.Rel.Res.、248、169〜176(1989)、 g.)H.S.Byrd、P.C.Hobar、およびK.Shewmake、「Augmentation of the Craniofacial Skeleton with Porous HA Granules」、Plast.Reconstr.Surg.、91、15〜26(1993)、 h.)J.F.Piecuch、R.G.Topazian、S.Skoly、およびS.Wolfe、「Experimental Ridge Augmentation with Porous HA Implants」、J.Dent.Res.、62、148〜154(1983)、 k.)N.O.EnginおよびA.C.Tas、「Manufacture of Macroporous Calcium Hydroxyapatite Bioceramics」、J.Euro.Ceram.Soc.、19(13〜14)、2569〜2572(1999))。 Y.Otani、Y.Tabata、およびY.Ikada、「Adhesion to Soft Tissues by Gelation−Polyanion Hydrogels」、J.Adhesion、59、197〜205(1999))。 Y.Fujishiro他、「Preparation and Compressive Strength of alpha−tricalcium phosphate/gelatin gel composite cement」、J.Biomed.Mater.Res.、54、525〜530(2001) A.Bigi他、「Bonelike Apatite Growth on Hydroxyapatite−Gelatin Sponges from Simulated Body Fluid」、J.Biomed.Mater.Res.、59、709〜714(2002)。 J.A.Arnesen他、Bioresource Technology、82、191〜194(2002)。
 本発明の一目的は、ゼラチン処理によって、小片または小粒の形の、多孔質のα−またはβ−TCP、ブラッシャイト(CaHPO4・2H2O)、ピロリン酸カルシウム(Ca227)、またはヒドロキシアパタイト(Ca5(PO43(OH))、あるいはそれらの混合物を調製するための、上で言及した従来の技術の欠点を回避する方法を提供することである。
 本明細書および頭記の特許請求の範囲をさらに検討することにより、本発明の他の目的および利点は、当分野の技術者に明らかになるであろう。
 これらの目的は、
 a)自己硬化型(self−setting)リン酸カルシウムセメント粉末とゼラチンパウダーを、3:0.25〜1の比で混合するステップと、
 b)Na2HPO4溶液を加え、形成されたペーストを混合するステップと、
 c)形成されたペーストを直ちにシリンジに入れるステップと、
 d)数分後にシリンジの小片を押し出すステップと、
 e)シリンジから小片を取り出した後、その小片を直接37℃の蒸留水に数日間入れておき、ゼラチンを溶解させて、相互に連結した(interconnected)孔を形成させるステップと、
 f)熱処理を行い、すべての有機または揮発性材料を焼却し、続いて室温に冷却するステップと、
 g)か焼、焼結された小片を任意選択で粉砕し、次いでふるいにかけて多孔質
小粒を得るステップ
を含む方法であることを特徴とするゼラチン処理によって、小片または小粒の形の、多孔質のα−またはβ−TCP、ブラッシャイト(CaHPO4・2H2O)、ピロリン酸カルシウム(Ca227)、またはヒドロキシアパタイト(Ca5(PO43(OH))、あるいはそれらの混合物を調製する方法によって実現される。
 本発明によれば、以下の出発材料(リン酸カルシウム)が好ましい。
 A)化学合成したα−TCP粉末(TCPは、Ca/Pモル比1.50のCa3(PO42である)
 B)化学合成したβ−TCP粉末
 C)HAとα−TCP粉末の、化学合成された「二相性の」混合物(HAは、Ca/Pモル比が1.51〜1.65の範囲のCa5(PO43(OH)である)
 D)化学合成したDCPD粉末(Ca/P=1.00であるリン酸二カルシウム二水和物、すなわちCaHPO4・2H2O)
 E)DCPA粉末(DCPD粉末(上のdのもの)を120℃で加熱することによって得られたCa/P=1.00である無水リン酸二カルシウム、すなわちCaHPO4
 F)化学合成したACP粉末(Ca/Pが0.8〜1.60の範囲である非晶質リン酸カルシウム)
 上で言及したリン酸カルシウム粉末を互いに適切な比で混合した場合、自己硬化型リン酸カルシウムセメントがもたらされることになる。上に列挙した粉末の混合比では、使用者に、最終粉体のCa/Pモル比を調整する余地が残されている。これらの粉末のうちのいくつかは、それ自体では自己硬化型ではないが、互いに混合すると、自己硬化型になる。出発材料としての自己硬化型リン酸カルシウムセメント調合物の使用により、最終産物にどんな所望の形状も容易に与える独特の能力が提供され、小さな円柱/小片の形状に全く制限されなくなるであろう。
 例えば、下の表は、自己硬化型セメントを得るための、それぞれの粉末の混合順序(order)および割合を説明するものである。
粉末         混合比(重量比)     得られるCa/P比
1  A 1 1.50
2  A+B 1/4 B+3/4 A 1.50
3  C 0.05HA+0.95α−TCP 1.54〜1.55
4  C+D 3/4 C+1/4 D 1.39
5  A+C+E+CaCO3  0.63+0.02+0.25+0.10  1.51〜1.52
6  F+D 0.60〜0.80F+0.40〜0.20D 1.00〜1.50
 上の表に示したこれら6種の粉末はそれぞれ、出発する自己硬化型リン酸カルシウムセメントとして使用することができ、これらの粉末は、ボールミルによって、あるいはメノウ乳鉢中でメノウ乳棒を用いて手で混合することによって、適切な量のゼラチン(Merck KGaA、ゼラチンパウダー食品グレード、カタログ番号(Cat.Nr.)104078)と混合されることになる。
 この時点以降、可能な処理手段が2つ存在する。
 1.)形成された小片が、さらなる機械加工(すなわち、切断、スライス、穿孔など)を必要とする場合、小片を、室温で約2日間乾燥させておく必要がある。2日以内に小片は、圧縮強さ約20MPaに達するので、それを機械加工することができる。
 2.)小片がどんな機械加工も必要としない場合、これを、シリンジから取り出した後、2日間、37℃の蒸留水に直接入れておくことができる。
 「水に浸漬させる」ステップにより、ゼラチンが溶解し、相互に連結した孔が形成されることになるので、第2の経路が最も好ましい経路である。ゼラチン成分の溶解中に形成されたアミノ酸はまた、(ミクロンレベルで)リン酸カルシウムのマトリックス(matrix)を局所的に溶解させることになり、浸出したゼラチン粒子によって生じたマクロ孔の周囲に、ミクロ孔の連絡網(communicating network)が作り出される。形成されたマクロ孔の大きさは、使用されるゼラチンパウダーの最初の粒径に基本的に依存し、約250〜400μmであった。
 上で言及した可能な手段(製品仕様書によって指示されたこと、すなわち小片のスライス、穿孔による穴、一端の斜角など)のうち1つを適切に選択した後、どちらの種類のサンプルも、有機または揮発性材料をすべて焼却するために、同じ熱処理を受けることになる。
 空気中で、単独で加熱した場合、ゼラチンは、約750℃で、完全に揮発する。しかし、この温度でゼラチンの完全焼却が実現される場合、リン酸カルシウムの残った多孔質の骨格は、取り扱いのために必要とされる機械的安定性を持たないので、熱処理の温度を問題とするリン酸カルシウム化合物の焼結温度まで上げる必要がある。本例の材料の場合、TCPの焼結温度は、1200℃である。
 熱処理の前に37℃で乾燥させた小片を、Al23平板上の電気的に加熱された室炉に入れ、次いで500分かけて、室温から1200℃まで加熱し、1200℃で360分間加熱させ、続いて室温に冷却した。この時点で、製造者にとって可能な手段がもう2つ生じ、小片を10分で1200℃から1000℃まで急冷した場合、高温の多形性形態(polymorphic form)のTCPは、室温に下がり、生成物は、単相のα−TCPで構成されることになり、また、小片を炉内でゆっくりと(6時間かけて1200℃から室温まで)冷却させた場合、このサンプルは、単相のβ−TCPとなる。中間の冷却速度では(すなわち、急冷と徐冷の速度の間、例えば、1時間かけて1200℃から1000℃まで冷却する場合)、二相性のTCP材料(すなわち、α−TCP相とβ−TCP相のほぼ等モルの混合物)が形成されることになる。α型と比較すると、β型は吸収性がより高いので、最終産物におけるこれら二相の混合比に対して(利用される熱処理条件(regime)に関する)制御を行うと、こうした小片の生体吸収率を調整する際のかなり有用な手段が提供されることになる。
 ゼラチンパウダーは、リン酸カルシウム粉末と、0.25〜1:3、最も好ましくは0.7〜1:3の混合比で混合することが好ましい。
 (円柱形の小片も最初に意図された他のどんな幾何形状も破壊せずに)得られる全多孔度(total porosity)の最も好ましい範囲は、35〜50%である。
 同様に、(ブタの)ゼラチンパウダーの最初の粒径の分布は、最終産物で得られるマクロ孔の大きさに強い影響を及ぼす。使用されるゼラチンパウダーは、45%が250〜700μmの範囲(この範囲での平均粒径は、約400μm)の乾いた粒子であり、残りは、250μmより小さい。か焼された生成物で認めら
れるマクロ孔の平均は、300〜400μmの範囲であり、それに対してミクロ孔で認められる平均は、3〜5μmの範囲であった。マクロ孔はすべて、ミクロ孔と互いに連結されていた。自己硬化型セメントは、CaO−P25の2成分系またはCaO−P25−H2Oの3成分系から選択したリン酸カルシウム化合物の、(それ自体が低強度の自己硬化型セメントであるα−TCPを除いて)複数の成分の特別な(または適切な)混合物であり、少量の純水と混合すると(より好ましくは、少量(1〜4重量%)のNa2HPO4などの塩基性リン酸化合物を含有する少量の水と混合すると)硬化し始める。
 小片は、直径が0.5〜2.5cmの範囲内、最も好ましくは直径1cmで、高さ1〜4cmの円柱であることが好ましい。
 小粒は、小粒の粒径分布が0.5〜5mmの範囲に(ふるいにかけることによって)容易に調節可能な、不規則な形状の粒子である。
 本発明を、以下の実際の実施例に即して、以下で詳細に説明する。
 上文および以下の実施例において、温度はすべて未補正で摂氏で示してあり、別段の指示がない限り、部および百分率はすべて重量によるものである。
 実施例1
 Ca3(PO42の多孔質小片の生成:(「射出成型」)
 α−TCP粉末(粉末A)30グラムとゼラチンパウダー10グラムを、ターブラミル(Turbula mill)内のプラスチックボトル中で1時間混合した。次いで、この混合物の4.0グラムの部分を、メノウ乳鉢に入れた。この乳鉢に、ピペットで、3重量%のNa2HPO4・2H2O水溶液2.5mL(または2重量%のNa2HPO4・2H2O溶液2.75mL)を加え、続いて、形成されたペーストをメノウ乳棒を用いて30秒間混合した。上で述べた粉末と硬化液(setting solution)を混合した(主に、塩基性の(pH>9)硬化液とゼラチンの間で即座に化学反応が起こる)後直ちに、約2分以内に、この形成されたペーストを5mLシリンジに入れ、10分後にこのシリンジから小片を押し出した。ここで述べた手順を、リン酸カルシウム+ゼラチン混合物の粘性ペーストの射出成型と名付けることができる。したがって、成型物は、所望される通りのどんな幾何形状を有することも可能である。
 この時点以降、可能な処理手段が2つ存在する。
 1.)形成された小片が、さらなる機械加工(すなわち、切断、スライス、穿孔など)を必要とする場合、小片を、室温で約2日間乾燥させておく必要がある。2日以内に小片は、圧縮強さ約20MPaに達するので、それを機械加工することができる。
 2.)小片がどんな機械加工も必要としない場合、これをシリンジから取り出した後、2日間、37℃の蒸留水に直接入れておくことができる。
 第2の経路が最も好ましい経路である。
 その後、有機または揮発性化合物をすべて焼却するための熱処理を行う。
 空気中で、単独で加熱した場合、ゼラチンは、約750℃で完全に揮発する。熱処理温度は、焼結温度(すなわち、TCPについては1200℃)まで上げる必要がある。
 熱処理の前に37℃で乾燥させた小片を、Al23平板上の電気的に加熱された室炉に入れ、次いで、500分かけて室温から1200℃まで加熱し、1200℃で360分間加熱させ、続いて室温に冷却した。この時点で、製造者にとって可能な手段がもう2つ生じ、小片を10分で1200℃から1000℃まで急冷した場合、高温の多形性形態(polymorphic form)のTCPは、室温に下がり、生成物は、単相のα−TCPで構成されることになり、また、小片を炉内でゆっくりと(6時間かけて1200℃から室温まで)冷却した場合、サンプルは、単相のβ−TCPとなる。中間の冷却速度では(すなわち、急冷と徐冷の速度の間、例えば、1時間かけて1200℃から1000℃まで冷却する場合)、二相性のTCP材料が形成されることになる。
 実施例2
 多孔質小粒の生成:
 か焼、焼結された小片を粉砕し、次いで、目開き(opening)の大きさ
がそれぞれ5mm、2.8mm、2mm、1.25mm、および1mmである一連のふるいにかけた。このようにして形成された小粒は、不規則な形状を有する。しかし、長時間ふるいにかけることにより小粒のとがった縁が丸くなる傾向があることが判明している。
 実施例3
 小片または小粒の多孔度および孔径分布の評価:
 生成された小片または小粒の全多孔度は、ガス吸収技術に基づいた密度測定によって直接求められる。リン酸カルシウム化合物の理論的密度は、よく知られており、3.1〜3.2g/cm3の範囲で、互いにわずかに異なるだけである。各サンプルの実験的に測定された密度を、その元になったサンプルを含む特定の相の理論的密度で割り、100を掛ける。得られた数を100から引くと、そのサンプルの全多孔度が得られる。次いで、全多孔度の百分率を、サンプルのそのバッチについて統計平均に基づいて報告した。孔径の測定は、Au−Pdでコートした(20−50オングストローム)サンプルで走査型電子顕微鏡(SEM)を使用することによって実施した。次いで、マクロ孔およびミクロ孔の大きさを、拡大したSEMの顕微鏡写真から直接測定する。小片と小粒の両方に対して、密度測定およびSEM分析を実施した。小片を粉砕して小粒を形成しても、(母小片と比較して)小粒の孔径分布は変化しない。
 実施例4
 小片および小粒の多孔度および孔径分布の調節:
 リン酸カルシウム粉末と最初にブレンドされるゼラチンパウダーの量は、最終産物の全多孔度に強い影響を与える。リン酸カルシウム粉末3gと混合するゼラチンパウダーは、0.25〜1gの範囲が最も好ましい。ゼラチン量が1gを超えて(最高2g)増加すると、形成された小片を水に継続的に浸漬させた場合に、形成された形状が失われる。3gのリン酸カルシウムに対して加えるゼラチンの最も好ましい範囲は、0.7〜1gである。(円柱形の小片も最初に意図された他のどんな幾何形状も破壊せずに)この技術によって得られる最も好ましい全多孔度の範囲は、35〜50%である。相互に連結している孔は、形成物を水に浸漬させる間の最初の30分以内に動力学的に(dynamically)形成される。その形状を破壊しないために、形成物は、水に3時間以上入れておいてはならない。ゼラチンの未溶解部分は、か焼/焼結ステップ中に取り除く。
 実施例5
 Ca227とCa3(PO42の二相混合物を用いた多孔質小片の生成:
 粉末C(α−TCPと、カルシウムヒドロキシアパタイトすなわちHAとの二相(95%−5%)混合物)22.47g、粉末D(CaHPO4・2H2O)7.53g、およびゼラチンパウダー10gを、ターブラミル内のプラスチックボトル中で1時間混合した。次いで、この混合物の4.0グラムの部分をメノウ乳鉢に入れた。この乳鉢に、ピペットで、3重量%のNa2HPO4・2H2O水溶液2.5mL(または2重量%のNa2HPO4・2H2O溶液2.75mL)を加え、続いて、形成されたペーストをメノウ乳棒を用いて30秒間混合した。上で述べた粉末と硬化液を混合した(主に、塩基性の(pH>9)硬化液とゼラチンの間で即座に化学反応が起こる)後直ちに、約2分以内に、この形成されたペーストを5mLシリンジに入れ、10分後にこのシリンジから小片を押し出した。形成された小片を、37℃の蒸留水に2日間浸漬させ、その後60℃で終夜乾燥させた。次いで、このようにして生成した小片を、空気雰囲気中で500分かけて1250℃に加熱し、6時間この温度を保ち、その後、電気的に加熱された室炉内で、6時間かけて室温に冷却した。このサンプルに対して実施したX線回折分析では、Ca227 30〜35%およびβ−TCP 65〜70%の存在することが示された。出発粉末ミックスにおいて、最初のCa/Pモル比1.39を利用する結果、こうした多孔質小片は、TCPのみから作成されるものに比べてより良い吸収特性を示すことが予想される。この材料の小粒は、それを粉砕およびふるいがけすることによって容易に調製される。

Claims (4)

  1.  小片または小粒の形の、多孔質のα−またはβ−リン酸三カルシウム、ブラッシャイト(CaHPO4・2H2O)、ピロリン酸カルシウム(Ca227)、またはヒドロキシアパタイト(Ca5(PO43(OH))、あるいはそれらの混合物を調製する方法であって、
     a)自己硬化型リン酸カルシウムセメント粉末とゼラチンパウダーを、3:0.25〜1の比で混合するステップと、
     b)Na2HPO4溶液を加え、形成されたペーストを混合するステップと、
     c)形成されたペーストを直ちにシリンジに入れるステップと、
     d)数分後にシリンジの小片を押し出すステップと、
     e)シリンジから小片を取り出した後、その小片を直接37℃の蒸留水中に数日間入れて、ゼラチンを溶解させ、相互に連結した孔を形成させるステップと、
     f)熱処理を行って、すべての有機または揮発性材料を焼却し、続いて室温に冷却するステップと、
     g)か焼、焼結された小片を任意選択で粉砕し、次いでふるいにかけて多孔質
    小粒を得るステップと
    を含むことを特徴とする方法。
  2.  請求項1に記載のa)〜g)のステップと、ステップd)の後にさらに
     d1)形成された小片を、さらなる機械加工のために室温で約2日間乾燥させ続けるステップ
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3.  ステップa)に記載の混合比が、3:0.7〜1であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
  4.  ステップf)に係る熱処理の温度が、それぞれのリン酸カルシウム化合物の焼結温度まで上げられることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
JP2003271300A 2002-07-11 2003-07-07 ゼラチン処理によって多孔質リン酸カルシウム小片および小粒を調製する方法 Pending JP2004033772A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02015436 2002-07-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004033772A true JP2004033772A (ja) 2004-02-05

Family

ID=30775781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003271300A Pending JP2004033772A (ja) 2002-07-11 2003-07-07 ゼラチン処理によって多孔質リン酸カルシウム小片および小粒を調製する方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20040076685A1 (ja)
JP (1) JP2004033772A (ja)
AT (1) ATE295744T1 (ja)
CA (1) CA2434533A1 (ja)
DE (1) DE60300666T2 (ja)
ES (1) ES2242916T3 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011045473A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Shinn Jyh Ding ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法
US8747791B2 (en) 2008-11-13 2014-06-10 Catalymedic Inc. Calcium phosphate porous material with small amount of remaining aromatic hydrocarbon

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7270705B2 (en) * 1999-07-14 2007-09-18 Jiin-Huey Chern Lin Method of increasing working time of tetracalcium phosphate cement paste
US6960249B2 (en) * 1999-07-14 2005-11-01 Calcitec, Inc. Tetracalcium phosphate (TTCP) having calcium phosphate whisker on surface
US7094282B2 (en) * 2000-07-13 2006-08-22 Calcitec, Inc. Calcium phosphate cement, use and preparation thereof
US6840995B2 (en) * 1999-07-14 2005-01-11 Calcitec, Inc. Process for producing fast-setting, bioresorbable calcium phosphate cements
US7169373B2 (en) * 1999-07-14 2007-01-30 Calcitec, Inc. Tetracalcium phosphate (TTCP) having calcium phosphate whisker on surface and process for preparing the same
US7820191B2 (en) 2000-04-28 2010-10-26 Skeletal Kinetics, Llc Calcium phosphate cements prepared from silicate solutions
US7156915B2 (en) * 2000-07-13 2007-01-02 Calcitec, Inc. Tetracalcium phosphate (TTCP) with surface whiskers and method of making same
US7182928B2 (en) * 2000-07-13 2007-02-27 Calcitec, Inc. Calcium phosphate cements made from (TTCP) with surface whiskers and process for preparing same
US20030216777A1 (en) * 2002-05-16 2003-11-20 Yin-Chun Tien Method of enhancing healing of interfacial gap between bone and tendon or ligament
GB0222291D0 (en) * 2002-09-26 2002-10-30 Smith & Nephew Adhesive bone cement
FR2850282B1 (fr) 2003-01-27 2007-04-06 Jerome Asius Implant injectable a base de ceramique pour le comblement de rides, depressions cutanees et cicatrices, et sa preparation
US7306786B2 (en) * 2003-07-28 2007-12-11 Skeletal Kinetics, Llc Calcium phosphate cements comprising a water-soluble contrast agent
US6994726B2 (en) * 2004-05-25 2006-02-07 Calcitec, Inc. Dual function prosthetic bone implant and method for preparing the same
US7163651B2 (en) * 2004-02-19 2007-01-16 Calcitec, Inc. Method for making a porous calcium phosphate article
US7261718B2 (en) * 2003-09-11 2007-08-28 Skeletal Kinetics Llc Use of vibration with polymeric bone cements
US7261717B2 (en) * 2003-09-11 2007-08-28 Skeletal Kinetics Llc Methods and devices for delivering orthopedic cements to a target bone site
US20050101964A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-12 Calcitec, Inc. Spinal fusion procedure using an injectable bone substitute
US7252833B2 (en) * 2003-11-18 2007-08-07 Skeletal Kinetics, Llc Calcium phosphate cements comprising an osteoclastogenic agent
US9707024B2 (en) 2004-03-09 2017-07-18 Skeletal Kinetics, Llc Use of vibration in composite fixation
US8118812B2 (en) 2004-03-09 2012-02-21 Skeletal Kinetics, Llc Use of vibration in composite fixation
WO2005116014A1 (en) 2004-05-12 2005-12-08 Pfizer Products Inc. Proline derivatives and their use as dipeptidyl peptidase iv inhibitors
US7252841B2 (en) * 2004-05-20 2007-08-07 Skeletal Kinetics, Llc Rapid setting calcium phosphate cements
US20050257714A1 (en) * 2004-05-20 2005-11-24 Constantz Brent R Orthopedic cements comprising a barium apatite contrast agent
US7473678B2 (en) * 2004-10-14 2009-01-06 Biomimetic Therapeutics, Inc. Platelet-derived growth factor compositions and methods of use thereof
US7312989B2 (en) * 2004-12-06 2007-12-25 Chenbro Micom Co., Ltd. Cooler
DE102005024296B4 (de) * 2005-05-19 2007-02-01 Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM) Resorbierbarer, biokompatibler Formkörper und Verfahren zur Herstellung
US7901650B2 (en) * 2005-06-22 2011-03-08 Skeletal Kinectics, LLC Porous beta-tricalcium phosphate and methods for producing the same
JP4948806B2 (ja) * 2005-08-09 2012-06-06 Hoya株式会社 粒子の製造方法
EP2431060B1 (en) * 2005-11-17 2020-04-08 BioMimetic Therapeutics, LLC Maxillofacial bone augmentation using RHPDGF-BB and a biocompatible matrix
WO2007092622A2 (en) 2006-02-09 2007-08-16 Biomimetic Therapeutics, Inc. Compositions and methods for treating bone
CA2656278C (en) 2006-06-30 2016-02-09 Biomimetic Therapeutics, Inc. Compositions and methods for treating rotator cuff injuries
US9161967B2 (en) 2006-06-30 2015-10-20 Biomimetic Therapeutics, Llc Compositions and methods for treating the vertebral column
EP2086598B1 (en) 2006-11-03 2015-05-27 BioMimetic Therapeutics, LLC Compositions and methods for arthrodetic procedures
US20080195476A1 (en) * 2007-02-09 2008-08-14 Marchese Michael A Abandonment remarketing system
WO2009100454A1 (en) * 2008-02-07 2009-08-13 Biomimetic Therapeutics, Inc. Compositions and methods for distraction osteogenesis
NZ602861A (en) * 2008-09-09 2014-03-28 Biomimetic Therapeutics Llc Platelet-derived growth factor compositions and methods for the treatment of tendon and ligament injuries
KR20110135949A (ko) * 2009-03-05 2011-12-20 바이오미메틱 세라퓨틱스, 인크. 혈소판-유래 성장 인자 조성물 및 골연골성 결함의 치료 방법
CA2790403C (en) 2010-02-22 2019-08-27 Biomimetic Therapeutics, Inc. Platelet-derived growth factor compositions and methods for the treatment of tendinopathies
GB201521784D0 (en) * 2015-12-10 2016-01-27 Univ Birmingham Cell purification
CN106362218B (zh) * 2016-10-26 2019-05-10 河南工程学院 一种兼具有抗菌功能的多孔α-TCP微球的制备方法
CN112250470A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 深圳市博迪科技开发有限公司 羟基磷灰石降低电子雾化器具加热体基底脱落粉体的用途
SE2250154A1 (en) * 2022-02-16 2022-11-15 Cavix Ab Macroporous hydroxyapatite composition and methods of making such

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5525148A (en) * 1993-09-24 1996-06-11 American Dental Association Health Foundation Self-setting calcium phosphate cements and methods for preparing and using them
EP0975285B1 (en) * 1997-04-01 2008-10-01 CAP Biotechnology, Inc. Calcium phosphate microcarriers and microspheres

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8747791B2 (en) 2008-11-13 2014-06-10 Catalymedic Inc. Calcium phosphate porous material with small amount of remaining aromatic hydrocarbon
JP2011045473A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Shinn Jyh Ding ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2242916T3 (es) 2005-11-16
CA2434533A1 (en) 2004-01-11
US20040076685A1 (en) 2004-04-22
ATE295744T1 (de) 2005-06-15
DE60300666T2 (de) 2006-04-27
DE60300666D1 (de) 2005-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004033772A (ja) ゼラチン処理によって多孔質リン酸カルシウム小片および小粒を調製する方法
Vorndran et al. 3D printing of ceramic implants
US6991803B2 (en) Inorganic shaped bodies and methods for their production and use
EP1380313B1 (en) Method of preparing porous calcium phosphate morsels and granules via Gelatin processing
JP2003507132A (ja) 吸収可能な代用骨の材料と骨構成材料
US20110034391A1 (en) Shaped article
WO2007002239A2 (en) Porous beta-tricalcium phosphate and methods for producing the same
JP6813716B1 (ja) 骨代替材料
EP1501771B1 (en) Method of preparing porous calcium phosphate granules
Mao et al. Preparation and properties of α-calcium sulphate hemihydrate and β-tricalcium phosphate bone substitute
JP6880330B2 (ja) 骨代替材料
WO2008117043A2 (en) Magnesium oxide cement
KR102636183B1 (ko) 골 대체 물질의 콜라겐 기질 또는 그래뉼레이트 블렌드
US11357891B2 (en) Collagen matrix or granulate blend of bone substitute material
ES2357191T3 (es) Material compuesto poroso, correspondiente proceso de preparación y su uso para realizar dispositivo para ingeniería tisular.
JPH0362428B2 (ja)
El-Maghraby et al. Preparation, structural characterization, and biomedical applications of gypsum-based nanocomposite bone cements
JPS6344379B2 (ja)
JP2023512533A (ja) 骨成長及び組織結合のさらなる向上を目的とする、内外吸収性を備えた生体吸収性インプラント並びにその製造方法
JP2007290952A (ja) リン酸カルシウム系焼結多孔体およびその製造方法並びにリン酸カルシウム系焼結多孔体顆粒物
JPH01107769A (ja) 骨補填材
JPH047227B2 (ja)
JPH06296678A (ja) 骨欠損部、骨空隙部及び骨吸収部充填材の製造法
JPH0440961A (ja) 骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材
Liu et al. Preparation of Calcium Phosphate-Based Bone Repair Materials

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20041019