JP2008168047A - 生体組織補填材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】補填時の操作性を向上し、高い生体適合性を有する生体組織補填材を製造する。
【解決手段】リン酸カルシウム多孔体２粉末または顆粒をアルギン酸ナトリウムの酸性水溶液内に浸漬させ、リン酸カルシウム多孔体２粉末または顆粒から溶出するカルシウムイオンによりアルギン酸ナトリウム水溶液をゲル化させる生体組織補填材１の製造方法を提供する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、生体組織補填材の製造方法に関するものである。

従来、骨腫瘍などの治療に伴って生じた骨欠損部の補填には、顆粒状の人工骨がしばしば用いられている。しかしながら、切開部の皮膚組織に付着して除去しにくいなど、補填時の操作性が悪く、また補填後に人工骨が散逸してしまう不都合が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
そして、これらの問題点を解決するために、リン酸カルシウムを高分子水溶液と練和し、体内で硬化させる技術が試みられている（例えば、特許文献２参照。）。

特許第３７３９７１５号明細書 特許第２８０８４１０号明細書

しかしながら、特許文献２の技術は、生体に適合しない成分を用いるため、生体適合性の観点から好ましくない。また、ハイドロキシアパタイトの生成を伴うため、骨誘導の観点からも好ましくないものであった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、補填時の操作性を向上し、高い生体適合性を有する生体組織補填材を製造することができる生体組織補填材の製造方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒をアルギン酸ナトリウムの酸性水溶液内に浸漬させ、リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒から溶出するカルシウムイオンによりアルギン酸ナトリウム水溶液をゲル化させる生体組織補填材の製造方法を提供する。

本発明によれば、酸性水溶液がリンカルシウム多孔体粉末または顆粒に接触することにより、リン酸カルシウム多孔体からカルシウムイオンが溶出する。酸性水溶液内にはアルギン酸ナトリウムが溶解されているので、溶出してきたカルシウムイオンの作用により、リン酸カルシウム多孔体の周囲のアルギン酸ナトリウム水溶液がゲル化させられる。アルギン酸ゲルは酸に対して耐性が強いので、リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒の周囲がアルギン酸ゲルにより覆われた後には、リン酸カルシウム多孔体が酸から保護される。これにより、リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒は、その１つ１つがアルギン酸ゲルによって覆われたものが集合することで、ペースト状になり、取扱性が向上された生体組織補填材が製造される。

上記発明においては、リン酸カルシウム多孔体が、βリン酸三カルシウム多孔体からなることとしてもよい。
このようにすることで、高い骨誘導能を有する生体組織補填材を製造することができる。
また、上記発明においては、前記アルギン酸ナトリウムの酸性水溶液が、クエン酸、アスコルビン酸または乳酸等の生体適合性を有する酸性物質の水溶液であることとしてもよい。

また、上記発明においては、前記酸性物質の粉末、アルギン酸ナトリウムの粉末およびリン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒を混合した混合物に蒸留水を加えることとしてもよい。
このようにすることで、リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒に酸性物質の粉末およびアルギン酸ナトリウムの粉末を均一に接触させた状態で、蒸留水により酸性水溶液が生成されるので、リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒に均一に酸性水溶液およびアルギン酸ナトリウムを作用させ、簡易にペースト状の生体組織補填材を製造することができる。

本発明によれば、補填時の操作性を向上し、高い生体適合性を有する生体組織補填材を製造することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る生体組織補填材の製造方法について、図１〜図 を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材の製造方法は、湿式メカノケミカル法等の公知の方法により製造されたリン酸カルシウム多孔体の粉末または顆粒を、アルギン酸ナトリウムの酸性水溶液内に浸漬することにより、リン酸カルシウム多孔体表面に酸性水溶液を作用させてカルシウムイオンを溶出させるとともに、溶出されてきたカルシウムイオンにアルギン酸ナトリウムを作用させてアルギン酸ゲルを生成させるものである。

リン酸カルシウムとしては、例えば、βリン酸三カルシウムを使用する。
また、酸性水溶液としては、アスコルビン酸、クエン酸または乳酸等の生体適合性を有する物質の水溶液を使用する。ここでは、アスコルビン酸を例示して説明する。

さらに具体的には、図１に示されるように、アスコルビン酸の粉末と、アルギン酸ナトリウムの粉末と、βリン酸三カルシウム多孔体の粉末とをそれぞれ混合する（ステップＳ１）。そして、その後に、蒸留水を添加する（ステップＳ２）。これにより、アスコルビン酸の粉末およびアルギン酸ナトリウムの粉末を蒸留水に溶解させ、酸性のアルギン酸ナトリウム水溶液を生成する。この状態で、所定時間にわたり、静置する（ステップＳ３）。

このようにすることで、図２に示されるように、アルギン酸ナトリウム水溶液Ａ内において、βリン酸三カルシウム多孔体２の表面がアスコルビン酸の作用によって溶解し、カルシウムイオンＣａ^２＋が溶出する。βリン酸三カルシウム多孔体２の周囲はアルギン酸ナトリウム水溶液Ａにより覆われているので、溶出したカルシウムイオンＣａ^２＋にアルギン酸ナトリウムが作用して、図３に示されるように、アルギン酸ゲル３が生成される。

生成されたアルギン酸ゲル３は、βリン酸三カルシウム多孔体２の個々の粉末あるいは顆粒を全面にわたって覆うようになる。アルギン酸ゲル３は、酸に対して耐性を有しているので、アルギン酸ゲル３がβリン酸三カルシウム多孔体２粉末あるいは顆粒を保護し、それ以上のカルシウムイオンＣａ^２＋の溶出が停止される。

これにより、全てのβリン酸三カルシウム多孔体２粉末あるいは顆粒がアルギン酸ゲル３に覆われたものが、多数集合することにより、図４に示されるように、アルギン酸ゲル３内に多数のβリン酸三カルシウム多孔体２粉末あるいは顆粒が取り囲まれたペースト状の生体組織補填材１が製造される。
このようにして製造された生体組織補填材１によれば、アルギン酸ゲル３を流動させることにより自由に形状を変更することができ、生体組織欠損部の形状に適合させて補填することができるという粉末あるいは顆粒と同様の補填性能を有している。

さらに、このような生体組織補填材１によれば、バラバラのβリン酸三カルシウム多孔体２粉末あるいは顆粒が集合されている場合とは異なり、アルギン酸ゲル３により一体化されてペースト状に生成されているので、その取扱性が向上されている。すなわち、流動性を有するので、生体組織欠損部に簡易に注入することができ、また、切開部に付着して取り難くなるような粉末あるいは顆粒状の生体組織補填材の不都合はない。

なお、本実施形態においては、リン酸カルシウム多孔体としてβリン酸三カルシウム多孔体を採用したが、これに限定されるものではなく、他のリン酸カルシウム多孔体を採用してもよい。
また、アスコルビン酸の粉末と、アルギン酸ナトリウムの粉末と、βリン酸三カルシウム多孔体の粉末とをそれぞれ混合した後に蒸留水を添加してアルギン酸ナトリウムの酸性水溶液を調製したが、これに限定されるものではなく、最初に調製されたアルギン酸ナトリウムの酸性溶液内にβリン酸三カルシウム多孔体の粉末を浸漬させることにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る生体組織補填材の製造方法を説明するフローチャートである。 図１の製造方法において、リン酸カルシウム多孔体顆粒の表面からカルシウムイオンが溶出する様子を模式的に示す図である。 図２において溶出したカルシウムイオンにアルギン酸ナトリウムが作用してリン酸カルシウム多孔体顆粒の周囲にアルギン酸ゲルが形成された状態を模式的に示す図である。 図１の製造方法により製造された生体組織補填材を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 生体組織補填材
２ βリン酸三カルシウム多孔体
３ アルギン酸ゲル

Claims (4)

1. リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒をアルギン酸ナトリウムの酸性水溶液内に浸漬させ、リン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒から溶出するカルシウムイオンによりアルギン酸ナトリウム水溶液をゲル化させる生体組織補填材の製造方法。
2. リン酸カルシウム多孔体が、βリン酸三カルシウム多孔体からなる請求項１に記載の生体組織補填材の製造方法。
3. 前記アルギン酸ナトリウムの酸性水溶液が、クエン酸、アスコルビン酸または乳酸等の生体適合性を有する酸性物質の水溶液である請求項１または請求項２に記載の生体組織補填材の製造方法。
4. 前記酸性物質の粉末、アルギン酸ナトリウムの粉末およびリン酸カルシウム多孔体粉末または顆粒を混合した混合物に蒸留水を加える請求項３に記載の生体組織補填材の製造方法。

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