JP2013079172A - Ceramic porous body and method for producing ceramic porous body - Google Patents

Ceramic porous body and method for producing ceramic porous body Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ceramic porous body having uniform spherical pores formed in a spherical shape originated in air bubbles and to provide a method for producing ceramic porous body by which the ceramic porous body having uniform spherical pores can be produced.SOLUTION: The method for producing ceramic porous body produces a ceramic porous body having the spherical pores, which is composed of a calcium phosphate-based compound. The method includes: a first step of preparing slurry containing powders composed of the calcium phosphate-based compound, a water-soluble polymer compound and an alkylbenzene sulfonate surfactant; a second step of heating the slurry by high-frequency heating for gelation after foaming by stirring the slurry; and a third step of drying the gelated slurry and further sintering it.

Description

本発明は、セラミックス多孔体およびセラミックス多孔体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a ceramic porous body and a method for producing a ceramic porous body.

近年、歯科、外科等で、人工骨、人工歯、骨類の補填等に用いられる骨補填材としては、毒性がなく、機械的強度が十分で、生体組織と親和性が高く結合しやすいものが好ましく用いられ、具体的には、リン酸カルシウム系化合物で構成されたセラミックス多孔体が好ましく用いられている。   In recent years, bone substitutes used for artificial bones, artificial teeth, bones, etc. in dentistry, surgery, etc. are non-toxic, have sufficient mechanical strength, and have high affinity with biological tissues and are easy to bind. More specifically, a ceramic porous body composed of a calcium phosphate compound is preferably used.

このようなリン酸カルシウム系化合物で構成されたセラミックス多孔体(骨補填材)の製造方法として、例えば、リン酸カルシウム系化合物で構成される原料粉末と熱分解物質とを混合し、所定の形状に成形した後、加熱して熱分解物質の除去と原料粉末の焼結を行う方法(例えば、特許文献1参照。)や、原料粉末と熱分解物質との他に、さらに起泡剤を混合し、この起泡剤により気泡を発生させた状態で、熱分解物質の除去と原料粉末の焼結を行う方法(例えば、特許文献2参照。)等が提案されている。   As a method for producing a ceramic porous body (bone filling material) composed of such a calcium phosphate compound, for example, a raw material powder composed of a calcium phosphate compound and a pyrolytic substance are mixed and molded into a predetermined shape. In addition to the raw material powder and the pyrolytic substance, a foaming agent is further mixed in addition to the method of heating to remove the pyrolytic substance and sintering the raw material powder (see, for example, Patent Document 1). A method (for example, refer to Patent Document 2) of removing a pyrolyzed substance and sintering a raw material powder in a state where bubbles are generated by a foaming agent has been proposed.

しかしながら、これらの製造方法では、気孔を形成するために添加した熱分解物質がほぼ均一に接触するとは限らないことから、形成された気孔の大部分は独立した気孔となることが多く、また、形成された気孔の気孔径のバラツキが大きい。さらに、隣接する気孔同士が接し、これに起因して、気孔同士が連通した連通孔がたとえ形成されたとしても、連通孔の断面積が小さく、かつ、そのバラツキが大きい。   However, in these production methods, since the pyrolysis substance added to form pores does not always come into almost uniform contact, most of the formed pores often become independent pores, The variation in pore diameter of the formed pores is large. Furthermore, even if adjacent pores are in contact with each other and a communication hole in which the pores communicate with each other is formed, the cross-sectional area of the communication hole is small and the variation thereof is large.

したがって、かかる構成の骨補填材を、生体の骨欠損部等に補填したとしても、骨生成に必要な骨芽細胞等を、気孔内に均一に侵入させることが困難であるため、均一な骨再生が実現できないという問題がある。   Therefore, even if the bone grafting material having such a structure is filled in a bone defect part or the like of a living body, it is difficult to uniformly enter osteoblasts and the like necessary for bone generation into the pores. There is a problem that reproduction cannot be realized.

特開昭60−21763号公報Japanese Patent Laid-Open No. 60-21863 特開2000−302567号公報JP 2000-302567 A

本発明の目的は、球状をなす球状気孔が均一であるセラミックス多孔体を製造することができるセラミックス多孔体の製造方法、およびこの球状気孔が均一であるセラミックス多孔体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a ceramic porous body capable of producing a ceramic porous body having uniform spherical pores, and a ceramic porous body having uniform spherical pores.

このような目的は、下記(1)〜(6)に記載の本発明により達成される。
(1) リン酸カルシウム系化合物で構成され、球状気孔を有するセラミックス多孔体の製造方法であって、
リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体と、水溶性高分子化合物と、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤とを含有するスラリーを調製する第1の工程と、
前記スラリーを撹拌することにより起泡させた後に、前記スラリーを高周波加熱により加熱することでゲル化させる第2の工程と、
ゲル化した前記スラリーを乾燥させ、さらに焼結する第3の工程とを有することを特徴とするセラミックス多孔体の製造方法。
Such an object is achieved by the present invention described in the following (1) to (6).
(1) A method for producing a porous ceramic body comprising a calcium phosphate compound and having spherical pores,
A first step of preparing a slurry comprising a powder composed of a calcium phosphate-based compound, a water-soluble polymer compound, and an alkylbenzene sulfonic acid-based surfactant;
A second step in which the slurry is foamed by stirring and then gelled by heating the slurry by high-frequency heating;
And a third step of drying and further sintering the gelled slurry.

このように、第2の工程において、前記スラリーを高周波加熱により加熱することで、スラリーのゲル化が均一に行われるため、第3の工程で得られるセラミックス多孔体を、均一な球状気孔を有するものとすることができる。   In this way, in the second step, the slurry is heated by high-frequency heating so that the slurry is uniformly gelled. Therefore, the ceramic porous body obtained in the third step has uniform spherical pores. Can be.

(2) 前記水溶性高分子化合物は、セルロース誘導体である上記(1)に記載のセラミックス多孔体の製造方法。
これにより、スラリーのゲル化をより確実に行うことができる。
(2) The method for producing a porous ceramic body according to (1), wherein the water-soluble polymer compound is a cellulose derivative.
Thereby, gelatinization of a slurry can be performed more reliably.

(3) 前記第2の工程において、前記スラリーをゲル化させる際の温度は、80℃以上、100℃以下である上記(1)または(2)に記載のセラミックス多孔体の製造方法。   (3) The method for producing a ceramic porous body according to (1) or (2), wherein in the second step, the temperature at which the slurry is gelled is 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.

これにより、水分が沸騰するのを防止しつつ、スラリーを確実にゲル化させることができる。   Thereby, the slurry can be surely gelled while preventing the water from boiling.

(4) 前記第1の工程において、前記スラリーは、前記粉体を含有する分散液を得た後に、前記水溶性高分子化合物と、前記アルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤とを含有するペーストを添加することにより調製される上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。   (4) In the first step, after obtaining the dispersion containing the powder, the slurry is added with a paste containing the water-soluble polymer compound and the alkylbenzene sulfonic acid surfactant. The method for producing a ceramic porous body according to any one of the above (1) to (3), which is prepared by the method described above.

このように、分散液とペーストとを別個に分けて調製し、その後、これらを混合することでスラリーを得る構成とすることで、分散液に含まれる粉体に対して、ペーストを均一に分散することができるようになるため、第3の工程で得られるセラミックス多孔体を、より均一な球状気孔を有するものとすることができる。   In this way, the dispersion and paste are prepared separately and then mixed to obtain a slurry, whereby the paste is uniformly dispersed with respect to the powder contained in the dispersion. Therefore, the ceramic porous body obtained in the third step can have more uniform spherical pores.

(5) 前記スラリーを調製する際に、前記ペーストの温度は、前記分散液の温度よりも10〜20℃高く設定される上記(4)に記載のセラミックス多孔体の製造方法。   (5) The method for producing a porous ceramic body according to (4), wherein the temperature of the paste is set to be 10 to 20 ° C. higher than the temperature of the dispersion when the slurry is prepared.

これにより、第3の工程で得られるセラミックス多孔体は、さらに均一な球状気孔を有するものとなる。   Thereby, the ceramic porous body obtained in the third step has more uniform spherical pores.

(6) リン酸カルシウム系化合物で構成され、球状気孔を有するセラミックス多孔体であって、
その相対気孔率が50%以上であり、
前記球状気孔は、その平均気孔径が100〜160μmであり、かつ、その標準偏差が40μm以下であることを特徴とするセラミックス多孔体。
(6) A ceramic porous body composed of a calcium phosphate compound and having spherical pores,
Its relative porosity is 50% or more,
The spherical porous body has an average pore diameter of 100 to 160 μm and a standard deviation of 40 μm or less.

このような平均気孔径および標準偏差を有する球状気孔を備えるセラミックス多孔体は、均一な球状気孔を備えるものと言うことができる。   It can be said that a ceramic porous body having spherical pores having such an average pore diameter and standard deviation has uniform spherical pores.

本発明のセラミックス多孔体の製造方法によれば、その相対気孔率が50%以上であり、さらに、球状気孔の平均気孔径が100〜160μmであり、かつ、その標準偏差が40μm以下であるセラミックス多孔体を製造することができる。   According to the method for producing a ceramic porous body of the present invention, ceramics having a relative porosity of 50% or more, an average pore diameter of spherical pores of 100 to 160 μm, and a standard deviation of 40 μm or less. A porous body can be produced.

また、本発明のセラミックス多孔体であれば、球状をなす球状気孔が均一であるものと言うことができ、例えば、このセラミックス多孔体を骨補填材に適用した場合、骨芽細胞等の細胞の移動が円滑に行われるため、早期の骨再生が実現可能となる。   Further, if the ceramic porous body of the present invention, it can be said that the spherical pores forming a spherical shape is uniform. For example, when this ceramic porous body is applied to a bone grafting material, cells such as osteoblasts. Since the movement is performed smoothly, early bone regeneration can be realized.

本発明のセラミックス多孔体(実施例1の焼結体)における走査顕微鏡写真である。It is a scanning micrograph in the ceramic porous body (sintered body of Example 1) of this invention. 比較例1の焼結体における走査顕微鏡写真である。3 is a scanning micrograph of a sintered body of Comparative Example 1.

以下、本発明のセラミックス多孔体の製造方法およびセラミックス多孔体の好適な実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the ceramic porous body of this invention and suitable embodiment of a ceramic porous body are described in detail.

まず、本発明のセラミックス多孔体について説明する。
図1は、本発明のセラミックス多孔体における走査顕微鏡写真である。
First, the ceramic porous body of the present invention will be described.
FIG. 1 is a scanning micrograph of the ceramic porous body of the present invention.

本発明のセラミックス多孔体は、リン酸カルシウム系化合物で構成され、球状をなす球状気孔を有するものであり、その相対気孔率が50%以上であり、さらに、前記球状気孔は、その平均気孔径が100〜160μmであり、かつ、その標準偏差が40μm以下であることを特徴とする。   The ceramic porous body of the present invention is composed of a calcium phosphate-based compound and has spherical spherical pores, the relative porosity of which is 50% or more, and the spherical pores have an average pore diameter of 100. ˜160 μm, and its standard deviation is 40 μm or less.

このようなセラミックス多孔体は、細胞および生体組織の培養に用いる担体や、骨補填用等に好適な生体親和性を有する人工生体材料に用いることができる。   Such a ceramic porous body can be used for a carrier used for culturing cells and biological tissues, and an artificial biomaterial having biocompatibility suitable for bone filling.

特に、骨補填用の骨補填材に適用した場合、本発明では、球状気孔の平均気孔径が100〜160μmであり、かつ、その標準偏差が40μm以下となっており、前記球状気孔が均一なものとなっている。そのため、リン酸カルシウム系化合物で構成される塊の発生を低減することができ、前記球状気孔同士が連通することにより形成される連通孔も均一なものとなる。これにより、骨生成に必要な骨芽細胞等を、球状気孔内に均一に侵入させることができ、その結果、均一な骨再生が実現可能となる。   In particular, when applied to a bone grafting material for bone filling, in the present invention, the average pore diameter of the spherical pores is 100 to 160 μm, and the standard deviation thereof is 40 μm or less, and the spherical pores are uniform. It has become a thing. Therefore, generation | occurrence | production of the lump comprised with a calcium-phosphate type compound can be reduced, and the communicating hole formed when the said spherical pores communicate also becomes uniform. As a result, osteoblasts and the like necessary for bone generation can be uniformly infiltrated into the spherical pores, and as a result, uniform bone regeneration can be realized.

なお、セラミックス多孔体の相対気孔率は50%以上であればよいが、55%以上であるのが好ましく、60%以上であるのがより好ましい。相対気孔率をかかる範囲内に設定することにより、前記球状気孔同士が確実に連通して連通孔が形成され、その結果、連通孔が三次元的に連通した気孔構造が形成される。   The relative porosity of the ceramic porous body may be 50% or more, but is preferably 55% or more, and more preferably 60% or more. By setting the relative porosity within such a range, the spherical pores are reliably communicated with each other to form a communication hole, and as a result, a pore structure in which the communication holes are three-dimensionally connected is formed.

また、球状気孔の平均気孔径は、100〜160μmであればよいが、120〜150μmであるのが好ましく、130〜150μmであるのがより好ましい。さらに、その標準偏差は、40μm以下であればよいが、35μm以下であるのが好ましく、30μm以下であるのがより好ましい。   The average pore diameter of the spherical pores may be 100 to 160 μm, preferably 120 to 150 μm, and more preferably 130 to 150 μm. Furthermore, the standard deviation may be 40 μm or less, but is preferably 35 μm or less, and more preferably 30 μm or less.

なお、球状気孔の気孔径のバラツキの程度は、上述した標準偏差の他に、例えば、気孔径の半値幅によっても表すことができるが、本発明では、半値幅が110μm以下であるのが好ましく、100μm以下であるのがより好ましい。   In addition to the standard deviation described above, the degree of variation in the pore diameter of the spherical pores can be expressed by, for example, the half-value width of the pore diameter. In the present invention, the half-value width is preferably 110 μm or less. 100 μm or less is more preferable.

平均気孔径、標準偏差さらには半値幅をかかる範囲内に設定することにより、球状気孔がより均一なものとなっていると言え、より均一な骨再生を実現することができる。   By setting the average pore diameter, standard deviation, and full width at half maximum within such ranges, it can be said that the spherical pores are more uniform, and more uniform bone regeneration can be realized.

なお、本明細書中において、「相対気孔率」とは、セラミックス多孔体において気孔が占める割合(%)を表し、例えば、(1−W/D/V)×100、[式中、Wは乾燥重量、Vは体積、Dは理論密度(例えば、ハイドロキシアパタイトは3.16g/cm、β−TCPは3.07g/cm)を表す。]の関係式より求めることができる。 In the present specification, “relative porosity” represents a ratio (%) of pores in the ceramic porous body. For example, (1-W / D / V) × 100, where W is dry weight, V is volume, D is representative of the theoretical density (e.g., hydroxyapatite 3.16g / cm 3, β-TCP is 3.07g / cm 3). ] Can be obtained from the relational expression.

また、本明細書中において、「球状気孔」とは、図1に示すように、セラミックス多孔体において、気泡や高分子の球状ビーズ等に由来して形成された球状をなす気孔であり、その気孔径は、例えば、マイクロCT装置等を用いて、所定の厚さにおける画像を取得し、その画像に基づいて、測定することにより得ることができる。そして、測定された各球状気孔の気孔径から、その平均気孔径、標準偏差および半値幅を求めることができる。   In addition, in this specification, “spherical pores” are, as shown in FIG. 1, spherical pores formed from bubbles, polymer spherical beads, and the like in a ceramic porous body. The pore diameter can be obtained, for example, by acquiring an image at a predetermined thickness using a micro CT apparatus or the like and measuring the image based on the image. And the average pore diameter, standard deviation, and half value width can be calculated | required from the measured pore diameter of each spherical pore.

なお、球状気孔の気孔径を求めるための画像解析は、例えば、SEM画像より気孔径を円相当径として測定して行われる。   In addition, the image analysis for calculating | requiring the pore diameter of a spherical pore is performed by measuring a pore diameter as an equivalent circle diameter from a SEM image, for example.

さらに、このようなセラミックス多孔体では、隣接する球状気孔同士が連通することにより、連通孔が形成される(図1参照。)が、この連通孔の平均粒径は、50μm以上であるのが好ましく、50μm以上、150μm以下であるのがより好ましい。連通孔の平均粒径を、かかる範囲内に設定することにより、セラミックス多孔体として求められる強度を維持しつつ、連通孔を介した球状気孔同士間の骨形成に関与する前駆細胞等の移動や栄養血管系の侵入が円滑に行われるため、早期の骨再生が実現可能となる。   Further, in such a ceramic porous body, adjacent spherical pores communicate with each other to form a communication hole (see FIG. 1). The average particle diameter of the communication hole is 50 μm or more. Preferably, it is 50 μm or more and 150 μm or less. By setting the average particle diameter of the communication holes within such a range, while maintaining the strength required as a ceramic porous body, movement of precursor cells involved in bone formation between the spherical pores via the communication holes, Since the invasion of the nutritional vascular system is performed smoothly, early bone regeneration can be realized.

また、このセラミックス多孔体は、リン酸カルシウム系化合物で構成される一次粒子の造粒体からなる球状二次粒子の集合体で構成されている。そのため、球状気孔は、その表面に、その球状二次粒子の間隙により形成された細孔を有する構成をなしている。かかる構成のセラミックス多孔体において、この細孔は、その口径が20μm以下であるのが好ましく、10μm以下であるのがより好ましい。細孔の口径を、かかる範囲内に設定することにより、セラミックス多孔体人工骨として求められる骨再生能力を確実に維持することができる。   Moreover, this ceramic porous body is comprised with the aggregate | assembly of the spherical secondary particle which consists of a granulated body of the primary particle comprised with a calcium-phosphate type compound. For this reason, the spherical pores are configured to have pores formed on the surface by the gaps between the spherical secondary particles. In the ceramic porous body having such a configuration, the pores preferably have a diameter of 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less. By setting the pore diameter within such a range, it is possible to reliably maintain the bone regeneration ability required for a ceramic porous body artificial bone.

このようなセラミックス多孔体は、上述した骨補填材として用いる場合、顆粒状をなすものが多く用いられるが、例えば、立方体、直方体、円柱およびスティック状等の形状であってもよい。   When such a ceramic porous body is used as the above-mentioned bone grafting material, a granular material is often used. For example, the ceramic porous body may have a shape such as a cube, a rectangular parallelepiped, a cylinder, and a stick.

また、このようなセラミックス多孔体は、優れた生体親和性を備えているリン酸カルシウム系化合物で構成される。   Such a ceramic porous body is composed of a calcium phosphate compound having excellent biocompatibility.

リン酸カルシウム系化合物としては、例えば、ハイドロキシアパタイト(HAP)、フッ素アパタイト、炭酸アパタイト等のアパタイト類、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム(TCP)、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらのリン酸カルシウム系化合物のなかでもCa/P比が1.0〜2.0のものが好ましく、1.5〜2.0のものがより好ましく用いられる。   Examples of calcium phosphate compounds include apatites such as hydroxyapatite (HAP), fluorine apatite, and carbonate apatite, dicalcium phosphate, tricalcium phosphate (TCP), tetracalcium phosphate, and octacalcium phosphate. These can be used alone or in combination of two or more. Of these calcium phosphate compounds, those having a Ca / P ratio of 1.0 to 2.0 are preferred, and those having a Ca / P ratio of 1.5 to 2.0 are more preferred.

以上のような本発明のセラミックス多孔体は、次のような本発明のセラミックス多孔体の製造方法により製造することができる。   The ceramic porous body of the present invention as described above can be manufactured by the following method for manufacturing a ceramic porous body of the present invention.

本発明のセラミックス多孔体の製造方法は、リン酸カルシウム系化合物で構成される前記球状二次粒子粉体と、水溶性高分子化合物と、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤とを含有するスラリーを調製する第1の工程と、前記スラリーを撹拌することにより起泡させた後に、前記スラリーを高周波加熱により加熱することでゲル化させる第2の工程と、ゲル化した前記スラリーを乾燥させ、さらに焼結する第3の工程とを有している。以下、これらの工程について、順次説明する。   The method for producing a ceramic porous body according to the present invention comprises preparing a slurry containing the spherical secondary particle powder composed of a calcium phosphate compound, a water-soluble polymer compound, and an alkylbenzene sulfonic acid surfactant. Step 1, the second step of foaming the slurry by stirring, and then gelling the slurry by heating by high-frequency heating, and drying and further sintering the gelled slurry And a third step. Hereinafter, these steps will be sequentially described.

[A]まず、リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体と、水溶性高分子化合物と、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤とを含有するスラリーを調製する。   [A] First, a slurry containing a powder composed of a calcium phosphate compound, a water-soluble polymer compound, and an alkylbenzene sulfonic acid surfactant is prepared.

このスラリーは、前記粉体と、水溶性高分子化合物と、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤とを含有するものであれば特に限定されるものではなく、さらに、このものを調製する際の調製方法についても同様に特に限定されないが、リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体を含有する分散液(スラリー)に、水溶性高分子化合物と、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤とを含有するペーストを添加するのが好ましい。これにより、分散液(粉体)に対して、ペースト(ペースト状をなすバインダー)を均一に分散することができるようになる。   The slurry is not particularly limited as long as it contains the powder, a water-soluble polymer compound, and an alkylbenzene sulfonic acid surfactant, and further, a preparation method for preparing the slurry. Similarly, there is no particular limitation, but a paste containing a water-soluble polymer compound and an alkylbenzene sulfonic acid surfactant is added to a dispersion (slurry) containing a powder composed of a calcium phosphate compound. Is preferred. This makes it possible to uniformly disperse the paste (binder that forms a paste) in the dispersion (powder).

以下、かかる方法によりスラリーを調製する場合を一例に説明する。
[A−1]まず、リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体を含有する分散液(スラリー)を調製する。
Hereinafter, the case where slurry is prepared by such a method will be described as an example.
[A-1] First, a dispersion (slurry) containing powder composed of a calcium phosphate compound is prepared.

この粉体としては、特に限定されないが、平均粒径が100nm以下の一次粒子からなる平均粒径0.5〜80μmの二次粒子が好ましく用いられる。   Although it does not specifically limit as this powder, The secondary particle | grains with an average particle diameter of 0.5-80 micrometers consisting of primary particles with an average particle diameter of 100 nm or less are used preferably.

そして、この粉体を、例えば、水等に分散することにより前記分散液(スラリー)が得られる。   And this dispersion liquid (slurry) is obtained by disperse | distributing this powder to water etc., for example.

[A−2]次いで、水溶性高分子化合物と、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤とを含有するペースト(ペースト状をなすバインダー)を調製する。   [A-2] Next, a paste (binder that forms a paste) containing a water-soluble polymer compound and an alkylbenzene sulfonic acid surfactant is prepared.

このペーストは、例えば、水溶性高分子化合物に対して、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤を所定量ずつ添加することによりペースト状をなすものとすることができる。   For example, the paste can be made into a paste by adding a predetermined amount of an alkylbenzene sulfonic acid surfactant to a water-soluble polymer compound.

なお、このペーストの粘度が高い場合には、水等の溶媒を添加して、その粘度を調整するようにしてもよい。   In addition, when the viscosity of this paste is high, you may make it adjust the viscosity by adding solvents, such as water.

水溶性高分子化合物は、その水溶性または水分散液に対して加熱等の手段を施すことによりゲル化するようなものである。ここで、水溶性または水分散液は、水溶液、コロイド溶液、エマルジョンおよび懸濁液のいずれであってもよい。   The water-soluble polymer compound is such that the water-soluble or water-dispersed solution is gelled by applying means such as heating. Here, the water-soluble or aqueous dispersion may be any of an aqueous solution, a colloidal solution, an emulsion and a suspension.

このような水溶性高分子化合物として、例えば、メチルセルロース等のセルロース誘導体、カードラン等の多糖類、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等の合成重合体等が挙げられ、中でも、セルロース誘導体が好ましい。これにより、スラリーのゲル化をより確実に行うことができる。   Examples of such water-soluble polymer compounds include cellulose derivatives such as methylcellulose, polysaccharides such as curdlan, synthetic polymers such as polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyacrylamide, and polyvinylpyrrolidone. Derivatives are preferred. Thereby, gelatinization of a slurry can be performed more reliably.

また、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤は、次工程[B]において、スラリーを撹拌した際に、より微細な気泡を発生させることができるとともに、発生した気泡の消失を抑制または防止するために添加されるものである。   In addition, the alkylbenzene sulfonic acid-based surfactant is added to suppress or prevent disappearance of the generated bubbles while generating finer bubbles when the slurry is stirred in the next step [B]. It is what is done.

さらに、本発明では、界面活性剤としてアルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤が用いられるが、かかる界面活性剤を用いることにより、後工程[C]において、焼結体を得た際に、このものを構成するリン酸カルシウム系化合物を、硫酸基が導入されたものとすることができる。そのため、骨生成の際に骨芽細胞等の細胞活性が高くなり、その結果、骨補填材における骨再生をより早期に行うことができる。さらに、次工程[B]において、スラリーを高周波加熱により加熱する際に、スラリーのインピーダンスが低下するため、スラリーの加熱を高効率に行うことができる。   Furthermore, in the present invention, an alkylbenzene sulfonic acid surfactant is used as the surfactant. By using such a surfactant, this is constituted when a sintered body is obtained in the post-process [C]. The calcium phosphate compound to be introduced may have a sulfate group introduced therein. Therefore, cell activity of osteoblasts and the like increases during bone generation, and as a result, bone regeneration in the bone grafting material can be performed earlier. Furthermore, in the next step [B], when the slurry is heated by high-frequency heating, since the impedance of the slurry is lowered, the slurry can be heated with high efficiency.

このようなアルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤としては、特に限定されず、例えば、アルキルベンゼンスルフォン酸EDT等が挙げられる。   The alkylbenzene sulfonic acid surfactant is not particularly limited, and examples thereof include alkylbenzene sulfonic acid EDT.

[A−3]次いで、前記[A−1]で調製した分散液に、前記[A−2]で調製したペーストを添加することにより、スラリー(ペーストが添加された分散液)を得る。   [A-3] Next, the paste prepared in [A-2] is added to the dispersion prepared in [A-1] to obtain a slurry (dispersion with the paste added).

このように、分散液とペーストとを別個に分けて調製し、その後、これらを混合する構成とすることで、これらを混合して得られるスラリー中に気泡や粉体の塊が生じることなく、分散液(粉体)に対して、ペースト(ペースト状をなすバインダー)を均一に分散することができるようになる。そのため、後工程[C]で得られる焼結体(セラミックス多孔体)を、均一な球状気孔を有するもの、すなわち、確実に上述したような球状気孔の平均気孔径および標準偏差を有するものとすることができる。   Thus, separately preparing the dispersion and paste, and then mixing them, without causing bubbles or powder lump in the slurry obtained by mixing them, The paste (binder that forms a paste) can be uniformly dispersed in the dispersion (powder). Therefore, the sintered body (ceramic porous body) obtained in the post-process [C] has uniform spherical pores, that is, surely has the average pore diameter and standard deviation of the spherical pores as described above. be able to.

なお、この際には、分散液に対して、ペーストを所定量に分けて、複数回添加するのが好ましい。   In this case, it is preferable to add the paste several times to the dispersion in a predetermined amount.

また、ペースト(ペースト状のバインダー)の温度は、分散液の温度よりも高く設定するのが好ましく、具体的には、10〜20℃程度高く設定するのが好ましい。より具体的には、分散液の温度は、10〜30℃程度であるのが好ましい。また、ペーストの温度は、30〜40℃程度であるのが好ましい。ここで、本発明では、得られるセラミックス多孔体の相対気孔率を50%以上と高く設定する必要があるため、高濃度の水溶性高分子化合物を含むペーストが添加される。そのため、水溶性高分子化合物の種類によっては、通常の温度で、ペーストを分散液に添加すると、ペーストが高粘度であるため、均一に分散液中にペーストを混合することが困難となるおそれがある。   The temperature of the paste (paste-like binder) is preferably set higher than the temperature of the dispersion, and specifically, it is preferably set higher by about 10 to 20 ° C. More specifically, the temperature of the dispersion is preferably about 10 to 30 ° C. Moreover, it is preferable that the temperature of a paste is about 30-40 degreeC. Here, in the present invention, since it is necessary to set the relative porosity of the obtained ceramic porous body as high as 50% or more, a paste containing a high concentration water-soluble polymer compound is added. Therefore, depending on the type of the water-soluble polymer compound, if the paste is added to the dispersion at a normal temperature, the paste has a high viscosity, and thus it may be difficult to uniformly mix the paste in the dispersion. is there.

そこで、上記のようにペーストの温度を分散液の温度よりも高く設定することで、ペーストの低粘度化が図られ、これにより、ペーストを分散液中により均一に混合することが可能となる。その結果、後工程[C]で得られる焼結体は、より確実に上述したような球状気孔の平均気孔径および標準偏差を有するものとなる。   Therefore, by setting the temperature of the paste higher than the temperature of the dispersion liquid as described above, the viscosity of the paste can be reduced, and thus the paste can be mixed more uniformly in the dispersion liquid. As a result, the sintered body obtained in the post-process [C] has the average pore diameter and standard deviation of the spherical pores as described above more reliably.

なお、ペーストが添加された分散液(スラリー)中において、粉体を100重量部として、水溶性高分子化合物を1〜10重量部とし、アルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤を1〜10重量部とするのが好ましい。粉体の添加量が少なすぎると、乾燥のための時間に必要以上に時間を要するおそれがあり、また多すぎるとスラリーの粘度が高くなりすぎ、起泡を発生させることが困難となるおそれがある。また、水溶性高分子化合物の添加量が1重量部未満であると、ゲル化が困難であり、また10重量部超であるとスラリーの粘度が高すぎ、起泡が困難である。さらに、アルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤の添加量が1重量部未満であると、起泡が困難であり、また10重量部超にしてもそれに見合う効果の向上が得られない。   In the dispersion (slurry) to which the paste has been added, the powder is 100 parts by weight, the water-soluble polymer compound is 1 to 10 parts by weight, and the alkylbenzene sulfonic acid surfactant is 1 to 10 parts by weight. Is preferred. If the added amount of the powder is too small, it may take more time than necessary for the drying time, and if it is too much, the viscosity of the slurry becomes too high and it may be difficult to generate foam. is there. Further, if the amount of the water-soluble polymer compound added is less than 1 part by weight, gelation is difficult, and if it is more than 10 parts by weight, the viscosity of the slurry is too high and foaming is difficult. Furthermore, if the addition amount of the alkylbenzene sulfonic acid surfactant is less than 1 part by weight, foaming is difficult, and even if it exceeds 10 parts by weight, no improvement in the effect can be obtained.

[B]次に、得られたスラリー(ペーストが添加された分散液)を、撹拌することにより起泡させた後に、スラリーを高周波加熱により加熱することでゲル化させる(第2の工程)。   [B] Next, the obtained slurry (dispersion to which the paste has been added) is foamed by stirring, and then the slurry is gelled by heating with high frequency heating (second step).

[B−1]まず、前記工程[A]で得られたスラリーを、撹拌することにより起泡させる。   [B-1] First, the slurry obtained in the step [A] is foamed by stirring.

スラリーを攪拌すると、このスラリーが空気を巻き込み、これに起因して発泡する。
この際のスラリーを撹拌する攪拌力は、特に限定されないが、50W/L以上であるのが好ましい。攪拌力が50W/L未満であると、粉体の種類およびその含有量等によっては、起泡が不十分となり、所望の気孔率を有するセラミックス多孔体が得られないおそれがある。
When the slurry is stirred, the slurry entrains air and foams due to this.
The stirring force for stirring the slurry at this time is not particularly limited, but is preferably 50 W / L or more. When the stirring force is less than 50 W / L, foaming may be insufficient depending on the type of powder and its content, and a ceramic porous body having a desired porosity may not be obtained.

なお、攪拌力は、[攪拌機の最大出力(W)/水溶液の量(L)]×(実際の回転数/最大回転数)により求めることができる。また、攪拌機の出力は、スラリーの粘度が高くなると回転数を保つために増大するが、高気孔率に起泡させる場合、スラリー粘度は仕込み時の粘度から実質的に変化しない。従って、粘度の影響は実質的に無視できる。   The stirring force can be obtained by [maximum output of stirrer (W) / amount of aqueous solution (L)] × (actual rotational speed / maximum rotational speed). Further, the output of the stirrer increases in order to maintain the rotational speed when the viscosity of the slurry becomes high, but when foaming to a high porosity, the slurry viscosity does not substantially change from the viscosity at the time of preparation. Therefore, the effect of viscosity is virtually negligible.

このような攪拌力が得られる装置としては、例えば、インペラー式ホモジナイザーが挙げられる。インペラー式ホモジナイザーは本来起泡が起こらないように設計されているが、攪拌条件を50W/L以上とすることにより、著しい起泡が可能になる。また攪拌羽根をディスク状にするとともに、ディスクの外周に鋸刃上の凹凸を設け、さらに攪拌容器の内壁に邪魔板を設けた構造の攪拌装置を使用するのが好ましい。   As an apparatus that can obtain such a stirring force, for example, an impeller homogenizer may be mentioned. The impeller type homogenizer is originally designed so that foaming does not occur. However, when the stirring condition is 50 W / L or more, significant foaming is possible. Further, it is preferable to use a stirring device having a structure in which the stirring blade is formed in a disk shape, unevenness on the saw blade is provided on the outer periphery of the disk, and a baffle plate is provided on the inner wall of the stirring container.

このような構造を有するインペラー式ホモジナイザーは、例えば、エスエムテー社製のPH91、PA92、HF93、FH94P、PD96、HM10等が挙げられる。さらに、上記起泡をさらに促進するために、攪拌中のスラリーに空気や、窒素、アルゴン等の不活性ガスを注入するようにしてもよい。
攪拌時間は、攪拌力に依存するが、一般的には、1〜30分間程度に設定される。
Examples of the impeller homogenizer having such a structure include PH91, PA92, HF93, FH94P, PD96, and HM10 manufactured by SMT. Furthermore, in order to further promote the foaming, an inert gas such as air, nitrogen, or argon may be injected into the slurry being stirred.
The stirring time depends on the stirring force, but is generally set to about 1 to 30 minutes.

また、気泡を微細かつ均一化させるとともに安定化させるために、比較的低温で起泡を行うのが好ましく、具体的には、好ましくは0〜25℃程度、より好ましくは5〜20℃程度の液温に設定される。   Further, in order to make the bubbles fine and uniform and stabilize, foaming is preferably performed at a relatively low temperature, specifically, preferably about 0 to 25 ° C., more preferably about 5 to 20 ° C. Set to liquid temperature.

[B−2]次いで、発泡させたスラリーを、高周波加熱により加熱することでゲル化させる。   [B-2] Next, the foamed slurry is gelled by heating by high-frequency heating.

このように、本発明では、発泡させたスラリーをゲル化させるための加熱方法として、高周波加熱を用いることに特徴を有する。   Thus, the present invention is characterized in that high-frequency heating is used as a heating method for gelling the foamed slurry.

ここで、高周波加熱とは、発泡させたスラリーに高周波を加えることにより、スラリー中に含まれる構成材料に誘電体損失が生じ、これにより発熱させることを言う。   Here, the high frequency heating means that a dielectric loss is generated in the constituent material contained in the slurry by applying a high frequency to the foamed slurry, thereby generating heat.

このような高周波加熱によれば、正確な加熱温度の制御を容易に行うことができ、スラリーの表面からその内部に至るまで、ほぼ均一に加熱することができる。そのため、スラリーのゲル化も、同様に、スラリーの表面からその内部に至るまで、ほぼ均一に行われることから、ゲル化に要する時間が異なることに起因して、気泡径にバラツキが生じてしまうのを的確に抑制または防止することができる。したがって、ゲル化されたスラリー中に含まれる気泡は、スラリーの表面からその内部に至るまで、気泡径が均一なものとなる。   According to such high-frequency heating, accurate heating temperature control can be easily performed, and heating can be performed almost uniformly from the surface of the slurry to the inside thereof. For this reason, the gelation of the slurry is similarly performed almost uniformly from the surface of the slurry to the inside thereof, resulting in variations in the bubble diameter due to different times required for gelation. Can be accurately suppressed or prevented. Therefore, the bubbles contained in the gelled slurry have a uniform bubble diameter from the surface of the slurry to the inside thereof.

また、本発明では、界面活性剤として、アルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤が用いられるため、スラリーのインピーダンスを低下させることができるため、スラリーの加熱を高効率に行うことができる。   Further, in the present invention, since an alkylbenzene sulfonic acid surfactant is used as the surfactant, the impedance of the slurry can be reduced, so that the slurry can be heated with high efficiency.

また、このゲル化は、具体的には、例えば、攪拌により十分に起泡したスラリーを、高周波加熱により、好ましくは80℃以上、100℃以下、より好ましくは80℃以上、90℃以下に加熱することで、メチルセルロース等の水溶性高分子化合物の作用により行われる。なお、水溶性高分子化合物の種類等によっては、加熱温度が前記下限値未満であるとゲル化が不十分となるおそれがあり、また前記上限値を超えると水分が沸騰し、形成された気孔構造が破壊されるおそれがある。   Specifically, this gelation is performed by heating a slurry sufficiently foamed by stirring, for example, by high-frequency heating, preferably 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. By doing so, it is performed by the action of a water-soluble polymer compound such as methylcellulose. Depending on the type of the water-soluble polymer compound and the like, if the heating temperature is less than the lower limit, gelation may be insufficient, and if the heating temperature exceeds the upper limit, moisture will boil and the formed pores The structure may be destroyed.

[C]次に、ゲル化して発泡させたスラリーを乾燥させ、さらに焼結する(第3の工程)。   [C] Next, the gelled and foamed slurry is dried and further sintered (third step).

[C−1]まず、ゲル化したスラリーを乾燥することにより乾燥体(グリーンブロック)を得る。   [C-1] First, the dried slurry (green block) is obtained by drying the gelled slurry.

なお、ゲル化したスラリーの乾燥は、水分が沸騰しない程度の高温(例えば、80℃以上〜100℃未満)に保持することにより行われる。   In addition, drying of the gelatinized slurry is performed by holding at a high temperature (for example, 80 ° C. or more and less than 100 ° C.) such that moisture does not boil.

また、ゲル化したスラリー(ゲル)は、乾燥によりほぼ等方的に収縮するとともに、気泡に変化は起こらないため、割れ等を生ずることなく、微細かつ均一な球形の球状気孔(マクロポア)を有する強度の高い乾燥体(グリーンブロック)となる。   In addition, the gelled slurry (gel) shrinks almost isotropically upon drying, and the bubbles do not change, and therefore have fine and uniform spherical spherical pores (macropores) without causing cracks or the like. It becomes a dry body (green block) with high strength.

[C−2]次いで、乾燥体(グリーンブロック)を焼結することにより焼結体(本発明のセラミックス多孔体)得る。   [C-2] Next, the dried body (green block) is sintered to obtain a sintered body (ceramic porous body of the present invention).

グリーンブロックを焼結する際の条件は、例えば、1000〜1250℃の温度で、2〜10時間焼結する。焼結温度が1000℃未満であると、十分な強度を有するセラミックス多孔体が得られず、また、1250℃超であると、リン酸カルシウム系化合物としてハイドロキシアパタイトを用いた場合、ハイドロキシアパタイトは燐酸三カルシウムと酸化カルシウムに分解してしまう。また、焼結時間は焼結温度に応じて適宜設定される。   The conditions for sintering the green block are, for example, sintering at a temperature of 1000 to 1250 ° C. for 2 to 10 hours. If the sintering temperature is less than 1000 ° C., a ceramic porous body having sufficient strength cannot be obtained, and if it exceeds 1250 ° C., when hydroxyapatite is used as the calcium phosphate compound, hydroxyapatite is tricalcium phosphate. And decompose into calcium oxide. The sintering time is appropriately set according to the sintering temperature.

なお、リン酸カルシウム系化合物としてβ−TCPを得たい場合、グリーンブロックを焼結する温度は、1000〜1150℃の範囲内に設定される。これにより、β−TCPからα−TCPへの転移が確実に防止される。   When β-TCP is to be obtained as the calcium phosphate compound, the temperature for sintering the green block is set within a range of 1000 to 1150 ° C. This reliably prevents the transition from β-TCP to α-TCP.

なお、本工程[C−2]に先立って、乾燥体を加工する加工工程および/または乾燥体を脱脂する脱脂工程を施すようにしてもよい。   Prior to this step [C-2], a processing step for processing the dried body and / or a degreasing step for degreasing the dried body may be performed.

加工工程において、グリーンブロックに含有される水溶性高分子化合物はバインダーとして作用するので、ハンドリングできる機械的強度を有する。したがって、仮焼成を行うことなく、乾燥体のまま切削加工することができる。   In the processing step, the water-soluble polymer compound contained in the green block acts as a binder and thus has mechanical strength that can be handled. Therefore, cutting can be performed with the dried body without pre-baking.

また、脱脂工程は、例えば、300〜900℃に、グリーンブロックを加熱することにより行うことができる。これにより、グリーンブロックから水溶性高分子化合物およびアルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤を確実に除去することができる。   Moreover, a degreasing process can be performed by heating a green block at 300-900 degreeC, for example. Thereby, the water-soluble polymer compound and the alkylbenzene sulfonic acid surfactant can be reliably removed from the green block.

なお、脱脂工程と焼結工程とを、一括して行う場合には、焼結温度に達するまで、徐々に昇温するようにすればよい。例えば、室温から約10〜100℃/時の昇温速度で約600℃まで昇温し、次いで、約50〜200℃/時の昇温速度で焼結温度まで昇温し、この温度で保持することで行うことができる。   In addition, when performing a degreasing process and a sintering process collectively, what is necessary is just to make it heat up gradually until it reaches sintering temperature. For example, the temperature is raised from room temperature to about 600 ° C. at a temperature raising rate of about 10 to 100 ° C./hour, and then raised to the sintering temperature at a temperature raising rate of about 50 to 200 ° C./hour and held at this temperature. Can be done.

以上、本発明のセラミックス多孔体の製造方法およびセラミックス多孔体について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。   The method for producing a ceramic porous body and the ceramic porous body of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this.

例えば、本発明のセラミックス多孔体の製造方法では、任意の目的で、工程[A]の前工程、工程[A]と[B]との間、工程[B]と[C]との間に存在する中間工程、または工程[C]の後工程を追加するようにしてもよい。   For example, in the method for producing a ceramic porous body according to the present invention, for any purpose, the previous step of step [A], between steps [A] and [B], between steps [B] and [C]. An intermediate step that exists or a post-step of step [C] may be added.

さらに、本発明のセラミックス多孔体は、人工生体材料への適用のみならず、例えば、液体クロマトグラフィー用充填剤、触媒担体、各種の電気・電子材料、原子炉材料およびセラミック発熱体等として用いることもできる。   Furthermore, the ceramic porous body of the present invention is not only applied to artificial biomaterials, but also used as, for example, a liquid chromatography filler, catalyst carrier, various electric / electronic materials, nuclear reactor materials, ceramic heating elements, and the like. You can also.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.セラミックス多孔体の製造
(実施例1)
<1> まず、Ca/P比1.67の一次粒子(平均粒径:100nm)の造粒体からなる二次粒子(平均粒径:25μm)100重量部を含有するスラリーを調製してホモジナイザー(エスエムテー社製、「PA92」)に投入した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of porous ceramic body (Example 1)
<1> First, a slurry containing 100 parts by weight of secondary particles (average particle size: 25 μm) composed of granules of primary particles (average particle size: 100 nm) with a Ca / P ratio of 1.67 was prepared and homogenizer. ("SM92", "PA92").

<2> 次に、純水27部にアルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤(アルキルベンゼンスルフォン酸EDT)1.4部を添加した水溶液にメチルセルロース粉体3.4部を加え、攪拌脱泡機(シンキー製、「あわとり練太郎ARE-250」)にて分散混合を行いペースト状バインダーを調製した。   <2> Next, 3.4 parts of methylcellulose powder was added to an aqueous solution in which 1.4 parts of alkylbenzene sulfonic acid surfactant (alkylbenzene sulfonic acid EDT) was added to 27 parts of pure water, and stirred deaerator (Sinky) , “Awatori Nertaro ARE-250”) to prepare a paste-like binder.

<3> 次に、前記工程<1>で調製したスラリーに対して、前記工程<2>で調製したペースト状バインダーを添加することにより、ペースト状バインダーが添加されたスラリーを得た。なお、この際の、スラリーおよびペースト状バインダーの温度は、それぞれ、20℃および35℃とした。   <3> Next, by adding the paste-like binder prepared in the step <2> to the slurry prepared in the step <1>, a slurry to which the paste-like binder was added was obtained. In this case, the temperatures of the slurry and the paste-like binder were 20 ° C. and 35 ° C., respectively.

<4> 次に、ペースト状バインダーが完全に分散してから、起泡させた。
<5> 次に、得られた気泡含有スラリーを、高周波加熱により加熱して、85℃でゲル化させた。なお、高周波加熱は、高周波加熱装置(冨士電波工業社製)を用いて、6.0℃/minの昇温速度で85℃となるまで昇温させることで行った。
<4> Next, foaming was performed after the paste-like binder was completely dispersed.
<5> Next, the obtained bubble-containing slurry was heated by high-frequency heating to be gelled at 85 ° C. In addition, the high frequency heating was performed by heating up to 85 degreeC with the temperature increase rate of 6.0 degreeC / min using the high frequency heating apparatus (made by Fuji radio industry).

<6> 次に、得られたゲルを、熱風乾燥器(トリオサイエンス社製)を用いて、85℃に保持することで乾燥させ、これにより、グリーンブロック(焼結前ブロック)を得た。   <6> Next, the obtained gel was dried by holding at 85 ° C. using a hot air dryer (manufactured by Trio Science), thereby obtaining a green block (block before sintering).

<7> 次に、グリーンブロックを14mm×14mm×14mmの形状に加工した後、大気中において、1200℃で4時間の条件で焼結することにより、ヒドロキシアパタイト(HAp)で構成される10mm×10mm×10mmの焼結体を得た。   <7> Next, after processing the green block into a shape of 14 mm × 14 mm × 14 mm, the green block is sintered in the atmosphere at 1200 ° C. for 4 hours, thereby being formed of hydroxyapatite (HAp). A sintered body of 10 mm × 10 mm was obtained.

(比較例1)
前記工程<5>における、気泡含有スラリーの加熱を、高周波加熱に代えて熱風乾燥器(トリオサイエンス社製)を用いた熱風加熱とし、気泡含有スラリーの内部を85℃まで加熱したこと以外は、前記実施例1と同様にして、HApで構成される比較例1の焼結体を得た。
(Comparative Example 1)
In the step <5>, the heating of the bubble-containing slurry is hot air heating using a hot air dryer (manufactured by Trio Science) instead of high-frequency heating, and the inside of the bubble-containing slurry is heated to 85 ° C., In the same manner as in Example 1, a sintered body of Comparative Example 1 composed of HAp was obtained.

(比較例2)
前記工程<2>において、アルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤に代えて、脂肪酸アルカノールアミド系界面活性剤(N,N-ジメチルドデシルアミンオキサイド)を用い、前記工程<5>における、高周波加熱による加熱の昇温速度を、3.5℃/minとしたこと以外は、前記実施例1と同様にして、HApで構成される比較例2の焼結体を得た。
(Comparative Example 2)
In the step <2>, a fatty acid alkanolamide surfactant (N, N-dimethyldodecylamine oxide) is used instead of the alkylbenzene sulfonic acid surfactant, and the heating is increased by high frequency heating in the step <5>. A sintered body of Comparative Example 2 composed of HAp was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature rate was 3.5 ° C./min.

2.評価
2−2.セラミックス多孔体における気孔分布の評価
実施例1および比較例1、2の焼結体における切断面をSEMにより撮像し、得られた画像について、画像解析を行い、球状気孔の平均気孔径、標準偏差および半値幅、ならびに、連通孔の平均孔径および標準偏差をそれぞれ求めた。
2. Evaluation 2-2. Evaluation of pore distribution in ceramic porous body The cut surfaces in the sintered bodies of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were imaged by SEM, and the obtained images were subjected to image analysis to obtain the average pore diameter and standard deviation of spherical pores. The full width at half maximum and the average pore diameter and standard deviation of the communicating holes were determined, respectively.

なお、画像解析は、SEMにより、撮影した画像結果に基づいて、円相当径としてPhotoshop上で計測することにより、各球状気孔の気孔径ならびに連通孔の孔径を測定し、その結果に基づいて、各球状気孔の平均気孔径、標準偏差および半値幅、ならびに、各連通孔の平均気孔径および標準偏差をそれぞれ求めた。   In addition, the image analysis is performed by measuring the pore diameter of each spherical pore as well as the pore diameter of the communication hole by measuring on Photoshop as the equivalent circle diameter based on the image result taken by SEM, and based on the result, The average pore diameter, standard deviation and half width of each spherical pore, and the average pore diameter and standard deviation of each communicating hole were determined.

その結果を、表1に示す。
また、実施例1および比較例1については、画像解析に用いたSEM写真を参考までに示す(図1、2参照。)。
The results are shown in Table 1.
For Example 1 and Comparative Example 1, SEM photographs used for image analysis are shown for reference (see FIGS. 1 and 2).

Figure 2013079172
Figure 2013079172

表1から明らかなように、HApで構成される実施例1の焼結体では、その球状気孔の平均気孔径が100〜160μmであり、かつ、その標準偏差が40μm以下となっており、球状気孔の均一性が増している結果となった。   As is clear from Table 1, in the sintered body of Example 1 composed of HAp, the average pore diameter of the spherical pores is 100 to 160 μm, and the standard deviation is 40 μm or less. This resulted in increased porosity uniformity.

これに対して、比較例1、2の焼結体では、平均気孔径および標準偏差ともに上記の範囲外となっており、球状気孔の均一性が低かった。   On the other hand, in the sintered bodies of Comparative Examples 1 and 2, both the average pore diameter and the standard deviation were outside the above ranges, and the uniformity of the spherical pores was low.

Claims (6)

リン酸カルシウム系化合物で構成され、球状気孔を有するセラミックス多孔体の製造方法であって、
リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体と、水溶性高分子化合物と、アルキルベンゼンスルフォン酸系界面活性剤とを含有するスラリーを調製する第1の工程と、
前記スラリーを撹拌することにより起泡させた後に、前記スラリーを高周波加熱により加熱することでゲル化させる第2の工程と、
ゲル化した前記スラリーを乾燥させ、さらに焼結する第3の工程とを有することを特徴とするセラミックス多孔体の製造方法。
A method for producing a ceramic porous body comprising a calcium phosphate compound and having spherical pores,
A first step of preparing a slurry comprising a powder composed of a calcium phosphate-based compound, a water-soluble polymer compound, and an alkylbenzene sulfonic acid-based surfactant;
A second step in which the slurry is foamed by stirring and then gelled by heating the slurry by high-frequency heating;
And a third step of drying and further sintering the gelled slurry.
前記水溶性高分子化合物は、セルロース誘導体である請求項1に記載のセラミックス多孔体の製造方法。   The method for producing a porous ceramic body according to claim 1, wherein the water-soluble polymer compound is a cellulose derivative. 前記第2の工程において、前記スラリーをゲル化させる際の温度は、80℃以上、100℃以下である請求項1または2に記載のセラミックス多孔体の製造方法。   3. The method for producing a porous ceramic body according to claim 1, wherein in the second step, the temperature at which the slurry is gelled is 80 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. 前記第1の工程において、前記スラリーは、前記粉体を含有する分散液を得た後に、前記水溶性高分子化合物と、前記アルキルベンゼンスルフォン酸界面活性剤とを含有するペーストを添加することにより調製される請求項1ないし3のいずれかに記載のセラミックス多孔体の製造方法。   In the first step, the slurry is prepared by adding a paste containing the water-soluble polymer compound and the alkylbenzene sulfonic acid surfactant after obtaining a dispersion containing the powder. The method for producing a ceramic porous body according to any one of claims 1 to 3. 前記スラリーを調製する際に、前記ペーストの温度は、前記分散液の温度よりも10〜20℃高く設定される請求項4に記載のセラミックス多孔体の製造方法。   5. The method for producing a ceramic porous body according to claim 4, wherein the temperature of the paste is set to be 10 to 20 ° C. higher than the temperature of the dispersion when the slurry is prepared. リン酸カルシウム系化合物で構成され、球状気孔を有するセラミックス多孔体であって、
その相対気孔率が50%以上であり、
前記球状気孔は、その平均気孔径が100〜160μmであり、かつ、その標準偏差が40μm以下であることを特徴とするセラミックス多孔体。
A ceramic porous body composed of a calcium phosphate compound and having spherical pores,
Its relative porosity is 50% or more,
The spherical porous body has an average pore diameter of 100 to 160 μm and a standard deviation of 40 μm or less.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018140905A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 美濃窯業株式会社 Method for producing ceramic porous body, and ceramic porous body
WO2020008555A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 オリンパス株式会社 Bone substitute and method for producing bone substitute

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05208877A (en) * 1992-01-28 1993-08-20 Kanebo Ltd Calcium phosphate ceramic porous material and its production
JP2000290085A (en) * 1999-04-05 2000-10-17 Sekisui Chem Co Ltd Production of inorganic porous body
JP2005170767A (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Pentax Corp Method for producing porous calcium phosphate-based ceramic sintered compact and forming mold used in the same
JP2010532299A (en) * 2007-04-04 2010-10-07 ファ パク ミン Foamed ceramic having excellent heat insulating effect and soundproofing effect and method for producing the same
WO2013035690A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Hoya株式会社 Porous body and method for producing porous body

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05208877A (en) * 1992-01-28 1993-08-20 Kanebo Ltd Calcium phosphate ceramic porous material and its production
JP2000290085A (en) * 1999-04-05 2000-10-17 Sekisui Chem Co Ltd Production of inorganic porous body
JP2005170767A (en) * 2003-12-15 2005-06-30 Pentax Corp Method for producing porous calcium phosphate-based ceramic sintered compact and forming mold used in the same
JP2010532299A (en) * 2007-04-04 2010-10-07 ファ パク ミン Foamed ceramic having excellent heat insulating effect and soundproofing effect and method for producing the same
WO2013035690A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Hoya株式会社 Porous body and method for producing porous body

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018140905A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 美濃窯業株式会社 Method for producing ceramic porous body, and ceramic porous body
WO2020008555A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 オリンパス株式会社 Bone substitute and method for producing bone substitute

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