JP2007503849A - リン酸三カルシウム、その複合体、それらを組み入れたインプラント、及びそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
本発明は、概してバイオセラミック、特にリン酸三カルシウムバイオセラミック、これらの材料を組み入れた複合体、及びそれらの製造方法に関する。
許容可能な期間にわたるオステオインテグレーションを提供しつつ多様な臨床適用用の優れた構造支持体を提供するインプラント材料の必要性が広く認識されている。従来の金属インプラントは、短期の機械的目的を達成する埋め込んだ領域の機械的安定性を保証するように設計されるが、皮膚上への隆起、不均一な治癒、骨萎縮、インプラントの移動及びゆるみを含む、多数の長期的な臨床的問題を生じ、これらすべてはインプラントを取り除く二度目の手術をもたらしうる。
本発明は、特に小さな結晶径及び/又は粒子径を有するリン酸三カルシウム(TCP)材料を含む組成物及び物品を提供する。本発明はさらに、完全に高密度で無欠陥であるか又は広範囲な多孔度を有する、多様な物品へとTCPを統合する方法を提供する。
本発明はナノ構造化TCPの合成法、埋め込み可能な物品中へのナノ構造化TCPの処理、及び関連する方法を実施する工程を提供する。望ましくは、これらの方法は、(a)微細構造制御及びナノメートルスケールでの設計、(b)分子レベルでの相均一性及び化学的均質性、(c)化学的及び物理学的特性の均一性、(d)部分的に強化されたリン酸三カルシウムの機械加工性、(e)焼結挙動、(f)機械的信頼性及び強度、(g)ネットシェイプ成形、(h)多孔質体及び高密度体の製造、(i)複合体材料の形成、及び/又は(j)遺伝子、薬物及びタンパク質の輸送デバイスに関する1つ以上の改良をもたらす。
焼結のためのナノ結晶TCP合成の最適化
最適条件の決定−前駆濃度の影響
最適条件の決定−添加速度の影響
最適条件の決定−pHの影響
最適条件の決定−エージング時間の影響
最適条件の決定−エージング温度の影響
ナノ結晶TCPは、化学的析出、その後、焼結により合成することができる。前駆濃度、pH、添加速度、エージング時間、エージング温度、及び焼成温度の、晶子径、化学量論、粒子の径と分布、形態、結晶化度及び構造的成長への影響を調べることができる。重要な処理パラメーター及びこれらをそれにより制御可能な方法を特定することによって、バルクTCPの機械的特性を向上するために、晶子径と処理に関連する欠陥構造を減らすことができる。さらに、集積を減らし、粒子の形態と径分布を制御し、粒子の化学的反応性を制御するパラメーターを使用して、より低い焼結温度において完全な高密度化を達成することができる。焼成されたナノTCP粉末のXRDパターンは、β−TCPファイル(JC−PDS 9−169)とよく一致する。そのピークはTCPのナノ結晶性のため、かなりブロードである。
焼成温度に対する合成条件の影響
TCP形成に必要とされる焼成温度に対する前駆体及び溶媒環境の影響
TCP粉末の無加圧焼結
TCP粉末のホットプレス
TCP粉末のネットシェイプ成形及び熱間等方圧加圧
TCPの吸収及び生体活性
TCPナノ複合体
リン酸カルシウム−ポリマーナノ複合体
多孔性TCPの処理
両連続二相リン酸カルシウム複合体
プラスミドDNA、RNA、タンパク質、及び薬剤の輸送ビヒクルとしてのリン酸カルシウム構造
Claims (68)
- 約5μm以下の平均粒径、約250nm以下の平均結晶径、及び約20m2/g以上の表面積を有する粒子状リン酸三カルシウム(TCP)を含む組成物。
- 粒子状TCPが約1μm以下の平均粒子径を有する、請求項1に記載の組成物。
- 粒子状TCPが約200nm以下の平均結晶径を有する、請求項1に記載の組成物。
- 粒子状TCPがα−TCP、β−TCP、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載の組成物。
- 粒子状リン酸三カルシウムが高密度化されている、請求項1に記載の組成物。
- 補助添加物をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 補助添加物が約1容量%〜約50容量%の量で存在する、請求項6に記載の組成物。
- 補助添加物が構造添加物を含む、請求項6に記載の組成物。
- 構造添加物が金属酸化物を含む、請求項8に記載の組成物。
- 金属酸化物がジルコニアを含む、請求項9に記載の組成物。
- 構造添加物が約2以上のアスペクト比を有する、請求項8に記載の組成物。
- 補助添加物が有機種である、請求項6に記載の組成物。
- 補助添加物が高分子添加物である、請求項6に記載の組成物。
- 高分子添加物が、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸/ポリグリコール酸共重合体、ポリプロピレンフマレート、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシカルボン酸、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンアジペート、コラーゲン、キトサン、アルギネート、セルロース、スターチ、糖、ポリペプチド、ポリエチレングリコール、ビニルピロリドン、アクリルアミド、メタクリレート、共重合ミセル、及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項13に記載の組成物。
- 補助添加物が生物学的添加物である、請求項6に記載の組成物。
- 生物学的添加物が、プラスミドDNA、RNA、タンパク質、骨形成タンパク質、及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項15に記載の組成物。
- 補助添加物が薬学的添加物である、請求項6に記載の組成物。
- 約80μm以下の平均結晶径、理論密度約90%以上の密度を有する強化TCP構造を含む物品。
- 約95%以上の密度を有する、請求項18に記載の物品。
- 約10%以下の空隙容量を有する、請求項18に記載の物品。
- TCP構造が約10μm以下の平均結晶径を有する、請求項18に記載の物品。
- TCP構造が約1μm以下の平均結晶径を有する、請求項21に記載の物品。
- TCP構造が約500nm以下の平均結晶径を有する、請求項22に記載の物品。
- TCP構造が約100MPa以上の3点曲げ強さを有する、請求項18に記載の物品。
- TCP構造が約200MPa以上の3点曲げ強さを有する、請求項24に記載の物品。
- TCP構造がα-TCP、β-TCP、又はこれらの組み合わせを含む、請求項18に記載の物品。
- 少なくとも約0.5cmの寸法を有する、請求項18に記載の物品。
- 人工器官である、請求項18に記載の物品。
- 人工器官の少なくとも一部である、請求項18に記載の物品。
- 人工器官の外部被覆を含む、請求項18に記載の物品。
- 生体活性インプラントである、請求項18に記載の物品。
- 生体活性インプラントが整形外科的又は歯科的インプラントである、請求項31に記載の物品。
- アパタイト構造が補助添加物を含む、請求項18に記載の物品。
- 補助添加物が構造添加物を含む、請求項33に記載の物品。
- 構造添加物が金属酸化物を含む、請求項34に記載の物品。
- 補助添加物がナノ結晶である、請求項33に記載の物品。
- 補助添加物が金属又は合金である、請求項33に記載の物品。
- 補助添加物が約1容量%〜約50容量%の間の量で加えられている、請求項33に記載の物品。
- 約1μm以下の平均結晶径及び約20%以上の多孔度を有する強化TCP構造を含む物品。
- TCP構造が約40%以上の多孔度を有する、請求項39に記載の物品。
- TCP構造が約300μm以下の平均孔径を有する、請求項39に記載の物品。
- TCP構造が約100MPa以上の圧縮強さを有する、請求項39に記載の物品。
- TCP構造が約250nm以下の平均結晶径を有する、請求項39に記載の物品。
- TCP構造がα-TCP、β-TCP、又はこれらの組み合わせを含む、請求項39に記載の物品。
- 少なくとも約0.5cmの寸法を有する、請求項39に記載の物品。
- 人工器官である、請求項39に記載の物品。
- 人工器官の少なくとも一部である、請求項39に記載の物品。
- 人工器官の外部被覆を含む、請求項39に記載の物品。
- 生体活性インプラントである、請求項39に記載の物品。
- 生体活性インプラントが整形外科的又は歯科的インプラントである、請求項49に記載の物品。
- アパタイト構造が補助添加物を含む、請求項39に記載の物品。
- 補助添加物が有機添加物である、請求項51に記載の物品。
- 補助添加物が高分子添加物である、請求項51に記載の物品。
- 高分子添加物が、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ乳酸/ポリグリコール酸共重合体、ポリプロピレンフマレート、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシカルボン酸、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンアジペート、コラーゲン、キトサン、アルギネート、セルロース、スターチ、糖、ポリペプチド、ポリエチレングリコール、ビニルピロリドン、アクリルアミド、メタクリレート、共重合ミセル、及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項53に記載の物品。
- 補助添加物が生物学的添加物である、請求項51に記載の物品。
- 生物学的添加物が、プラスミドDNA、RNA、タンパク質、骨形成タンパク質、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項55に記載の物品。
- 補助添加物が薬学的添加物である、請求項51に記載の物品。
- 薬学的添加物が、ビスフォスフォネート、シスプラチン化合物、抗生物質、抗炎症剤、抗関節病体質剤、エリスロポエチン、及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる、請求項57に記載の物品。
- 補助添加物がハイドロキシアパタイトである、請求項51に記載の物品。
- 補助添加物が約1容量%〜約50容量%の間の量で加えられている、請求項51に記載の物品。
- 約7μm以下の平均結晶径、理論密度約90%以上の密度、及び約100MPa以上の3点曲げ強さを有するTCPを含むインプラント。
- α-TCP、β-TCP、又はこれらの組み合わせを含む、請求項61に記載のインプラント。
- 脊椎インプラントである、請求項61に記載のインプラント。
- 歯科的インプラントである、請求項61に記載のインプラント。
- 内部又は外部固定インプラントである、請求項61に記載のインプラント。
- 軟組織接着用インプラントである、請求項61に記載のインプラント。
- 約3ヶ月以上の吸収時間を有する、請求項61に記載のインプラント。
- 約1年以上の吸収時間を有する、請求項67に記載のインプラント。
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