JP2021031352A - Manufacturing body of madreporic body, and madreporic body - Google Patents

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進一 早乙女
敬悟 平井
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敬悟 平井
知士 高山
Tomoshi Takayama
知士 高山
健 菅生
Takeshi Sugao
健 菅生
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Abstract

To provide an artificial aggregate having mechanical strength and biocompatibility in the optimum balance; and to provide a madreporic body containing apatite and collagen used for a cell scaffolding material or the like, especially a madreporic body containing apatite/collagen composite fibers.SOLUTION: A manufacturing method of a madreporic body includes steps of; preparing a dried madreporic body containing apatite and collagen; irradiating the madreporic body with a radiation; and bridging at least some components of the madreporic body irradiated with the radiation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、人工骨材、細胞の足場材等に好適なアパタイトとコラーゲンとを含む多孔体の製造方法、及びアパタイトとコラーゲンとを含む多孔体に関する。 The present invention relates to a method for producing a porous body containing apatite and collagen, which is suitable for an artificial aggregate, a scaffolding material for cells, and the like, and a porous body containing apatite and collagen.

アパタイトからなる人工骨は自家骨に対する親和性を有し、自家骨に直接結合することができるため、その有用性が評価されており、整形外科、脳神経外科、形成外科、口腔外科等で臨床応用されている。アパタイトとコラーゲンとからなる多孔体の機械的強度と生体親和性はほぼ反比例の関係にあり、機械的強度を大きくするほど生体親和性は小さくなるという傾向がある。このため、個々の用途に応じて、最適なバランスでこれらの特性を有する多孔体を設計する必要がある。アパタイトとコラーゲンからなる多孔体において、これらの特性は材料組成、気孔率、気孔径等によりある程度調節が可能であり、目的に応じた多孔体の設計ができるようになってきている。しかし近年、人工骨の用途は多岐に渡ってきており、望ましい特性の違いも大きくなっているため、材料組成、気孔率、気孔径等の制御だけでは全ての用途に対して満足のゆく多孔体を得ることは難しくなってきている。 Artificial bone made of apatite has an affinity for autologous bone and can be directly bonded to autologous bone, so its usefulness has been evaluated, and it is clinically applied in orthopedics, neurosurgery, plastic surgery, oral surgery, etc. Has been done. The mechanical strength and biocompatibility of a porous body composed of apatite and collagen are almost inversely proportional, and the biocompatibility tends to decrease as the mechanical strength increases. Therefore, it is necessary to design a porous body having these characteristics in an optimum balance according to each application. In a porous body composed of apatite and collagen, these properties can be adjusted to some extent by the material composition, porosity, pore size, etc., and it has become possible to design the porous body according to the purpose. However, in recent years, artificial bones have been used in a wide variety of applications, and the differences in desirable properties have become large. Therefore, a porous body that is satisfactory for all applications only by controlling the material composition, porosity, pore diameter, etc. It's getting harder to get.

特表平11-513590号(特許文献1)は、ヒドロキシアパタイトにコラーゲン及び必要に応じてその他のバインダーが結合したネットワークを含む多孔体を開示している。この多孔体は生体分解性を有するので、多孔体内に自家骨が形成されるとともに、多孔体自身は体内に吸収される。そのため、この多孔体は脊椎固定、骨欠損の補填、骨折修復及び、周欠損移植等に利用できる。しかしながら、特許文献1に記載の多孔性マトリックスは機械的強度が低いため術者が術場で取り扱いづらいだけでなく、術後比較的早期に材料が吸収されるため自己崩壊を生じ、その結果として生体親和性が著しく低下するという問題点があった。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-513590 (Patent Document 1) discloses a porous body containing a network in which collagen and, if necessary, other binders are bound to hydroxyapatite. Since this porous body is biodegradable, autologous bone is formed in the porous body, and the porous body itself is absorbed in the body. Therefore, this porous body can be used for spinal fixation, bone defect compensation, fracture repair, peripheral defect transplantation, and the like. However, the porous matrix described in Patent Document 1 not only is difficult for the operator to handle in the surgical site due to its low mechanical strength, but also causes self-destruction due to the absorption of the material relatively early after the operation, resulting in self-destruction. There is a problem that the biocompatibility is remarkably lowered.

特開2009-132601号(特許文献2)は、リン酸緩衝生理食塩水中での強度の半減期が0.8〜1.6時間であるアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を開示している。しかしながら、特許文献2に記載のアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体は、生体内での吸収速度が比較的速いため、骨再生に必要な期間その構造が維持されない場合があり、改良が望まれている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-132601 (Patent Document 2) discloses a porous body containing apatite / collagen complex fibers having a half-life of strength in phosphate buffered saline of 0.8 to 1.6 hours. However, since the porous body containing the apatite / collagen complex fiber described in Patent Document 2 has a relatively high absorption rate in the living body, its structure may not be maintained for a period required for bone regeneration, and improvement is desired. It is rare.

特表平11-513590号公報Special Table 11-513590 Gazette 特開2009-132601号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-132601

従って、本発明の目的は、機械的強度と生体親和性とを最適なバランスで有する人工骨材、細胞の足場材等に用いるアパタイトとコラーゲンとを含む多孔体、特には、アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is an artificial aggregate having an optimum balance between mechanical strength and biocompatibility, a porous body containing apatite and collagen used as a scaffolding material for cells, and particularly an apatite / collagen complex. The purpose is to provide a porous body containing fibers.

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、アパタイトとコラーゲンとを含む多孔体を製造する際に、通常、架橋処理後に行っている滅菌処理(γ線照射処理)を、架橋処理の前に行い、その後に架橋処理することにより、多孔体の強度が向上し、生体内での吸収速度を低減させることができることを見出し、本発明に想到した。 As a result of diligent research in view of the above objectives, the present inventors have performed a sterilization treatment (γ-ray irradiation treatment), which is usually performed after the cross-linking treatment, in the cross-linking treatment when producing a porous body containing apatite and collagen. We have found that the strength of the porous body can be improved and the absorption rate in the living body can be reduced by performing the process before and then performing the cross-linking treatment, and came up with the present invention.

すなわち、多孔体を製造する本発明の方法は、
アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体を準備する工程と、
前記多孔体に放射線を照射する工程と、
前記放射線を照射した多孔体の少なくとも一部の成分を架橋させる工程とを含むことを特徴とする。
That is, the method of the present invention for producing a porous body is
The process of preparing a dried porous body containing apatite and collagen, and
The step of irradiating the porous body with radiation and
It is characterized by including a step of cross-linking at least a part of the components of the irradiated porous body.

前記アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体を準備する工程は、アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む分散物を作製し、得られた分散物を凍結乾燥する処理を含むのが好ましい。 The step of preparing the dried porous body containing apatite and collagen preferably includes a treatment of preparing a dispersion containing apatite / collagen complex fibers and freeze-drying the obtained dispersion.

前記放射線を照射する工程は、16〜35 kGyの線量のγ線を照射する処理を含むのが好ましい。 The step of irradiating the radiation preferably includes a process of irradiating a dose of 16 to 35 kGy of γ-rays.

前記熱架橋させる工程は、100〜160℃及び0〜100 hPaの条件で処理する熱脱水架橋処理を含むのが好ましい。 The thermal cross-linking step preferably includes a thermal dehydration cross-linking treatment under the conditions of 100 to 160 ° C. and 0 to 100 hPa.

前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比は9/1〜6/4であるのが好ましい。 The mass ratio of the porous apatite to collagen is preferably 9/1 to 6/4.

本発明の多孔体は、アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体であって、
前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であり、
圧縮弾性率が40〜80 kPaであることを特徴とする。
The porous body of the present invention is a dried porous body containing apatite and collagen.
The mass ratio of the porous apatite to collagen is 9/1 to 6/4.
It is characterized by a compressive elastic modulus of 40 to 80 kPa.

本発明の他の多孔体は、アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体であって、
前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であり、
生理食塩水中に28日間浸漬した後の多孔体の圧縮弾性率が15〜30 kPaであることを特徴とする。
The other porous body of the present invention is a dried porous body containing apatite and collagen.
The mass ratio of the porous apatite to collagen is 9/1 to 6/4.
It is characterized in that the compressive elastic modulus of the porous body after being immersed in physiological saline for 28 days is 15 to 30 kPa.

本発明のさらに他の多孔体は、アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体であって、
前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であり、
生理食塩水中に28日間浸漬し、乾燥させた後の重さが、浸漬前の重さの82〜90%であることを特徴とする。
Yet another porous body of the present invention is a dried porous body containing apatite and collagen.
The mass ratio of the porous apatite to collagen is 9/1 to 6/4.
It is characterized in that the weight after being immersed in physiological saline for 28 days and dried is 82 to 90% of the weight before immersion.

本発明の多孔体は、アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含むのが好ましい。 The porous body of the present invention preferably contains apatite / collagen composite fibers.

本発明のアパタイトとコラーゲンとを含む多孔体は、生体内での機械的強度と生体親和性とのバランスに優れているので、人工骨材、細胞の足場材等に好適に用いることができる。 Since the porous body containing apatite and collagen of the present invention has an excellent balance between mechanical strength and biocompatibility in the living body, it can be suitably used for artificial aggregates, cell scaffolding materials and the like.

アパタイトとコラーゲンとを含む多孔体を製造する従来法及び本発明の方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the conventional method for producing a porous body containing apatite and collagen, and the method of this invention. ラット筋層内に埋植した実施例1及び比較例1のアパタイト/コラーゲン多孔体の埋植直後、7日後、10日後及び14日後のCT撮影画像である。It is a CT image taken immediately after, 7 days, 10 days, and 14 days after the implantation of the apatite / collagen porous body of Example 1 and Comparative Example 1 implanted in the rat muscle layer.

[1] アパタイトとコラーゲンとを含む多孔体
本発明のアパタイトとコラーゲンとを含む多孔体は、アパタイト/コラーゲン複合体繊維が集合してなる複数の繊維層からなる、いわゆるアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体であるのが好ましい。このアパタイト/コラーゲン複合体繊維は、アパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であるのが好ましい。
[1] Porous body containing apatite and collagen The porous body containing apatite and collagen of the present invention is a so-called apatite / collagen composite fiber composed of a plurality of fiber layers formed by aggregating apatite / collagen composite fibers. It is preferably a porous body containing. The mass ratio of apatite to collagen is preferably 9/1 to 6/4 in this apatite / collagen complex fiber.

アパタイト/コラーゲン複合体繊維は、10〜500μm程度の厚さを有する板状の繊維層を有し、ランダムな向き及びランダムな層数で重なり合うことにより多数の微細な気孔を形成している。繊維層の間には、アパタイト/コラーゲン複合体繊維が集合してなる柱が散在する。微視的に見ると、繊維層の重なり方向は散在する柱によって支持されているだけであるので、この方向にはアパタイト/コラーゲン多孔体は比較的脆いと考えられる一方、層方向には強度を有すると考えられる。しかし、上述のように、繊維層の重なりはランダムであるので、巨視的に見ると、繊維層の重なり方向は平均化されており、向きによる強度の比はさほど大きくない。 The apatite / collagen complex fiber has a plate-shaped fiber layer having a thickness of about 10 to 500 μm, and forms a large number of fine pores by overlapping in a random direction and a random number of layers. Pillars formed by aggregating apatite / collagen complex fibers are scattered between the fiber layers. Microscopically, the overlapping direction of the fiber layers is only supported by scattered columns, so the apatite / collagen porous material is considered to be relatively brittle in this direction, while the strength is increased in the layer direction. It is considered to have. However, as described above, since the overlapping of the fiber layers is random, when viewed macroscopically, the overlapping directions of the fiber layers are averaged, and the ratio of the strengths depending on the orientation is not so large.

繊維層の間に柱が散在することによって形成された気孔はほぼ板状である。ほぼ板状の気孔の厚さは、繊維層の0.5〜10倍程度である。このアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を生体内に埋入したときに、ほぼ板状の気孔に血管や比較的大きなタンパク質等が入り込みやすいので、骨形成が促進されると考えられる。 The pores formed by the interspersed columns between the fiber layers are approximately plate-like. The thickness of the substantially plate-shaped pores is about 0.5 to 10 times that of the fiber layer. When the porous body containing the apatite / collagen complex fiber is embedded in the living body, blood vessels and relatively large proteins easily enter into the substantially plate-shaped pores, which is considered to promote bone formation.

本発明の多孔体は、圧縮弾性率が40〜80 kPaであるのが好ましい。上記圧縮弾性率は、75 kPa以下であるのがより好ましく、70 kPa以下であるのがさらに好ましく、65 kPa以下であるのがさらに好ましい。圧縮弾性率が上記の好ましい範囲内であることにより、多孔体が、手術時に崩れにくく、かつ適度な柔らかさを有することにより充填しやすいものとなる。一実施形態において、上記圧縮弾性率は、40〜50 kPaであってもよい。 The porous body of the present invention preferably has a compressive elastic modulus of 40 to 80 kPa. The compressive elastic modulus is more preferably 75 kPa or less, further preferably 70 kPa or less, and further preferably 65 kPa or less. When the compressive elastic modulus is within the above-mentioned preferable range, the porous body does not easily collapse during surgery and has an appropriate softness, so that it can be easily filled. In one embodiment, the compressive modulus may be 40-50 kPa.

本発明の多孔体は、生理食塩水中に28日間浸漬した後の圧縮弾性率が15〜30 kPaであるのが好ましい。他の一実施形態において、上記浸漬後の圧縮弾性率は、15〜25 kPaであってもよい。他の一実施形態において、上記浸漬後の圧縮弾性率は、15〜20 kPaであってもよい。また、生理食塩水中に28日間浸漬し、乾燥させた後の重さが、浸漬前の重さの82〜90%であるのが好ましい。他の一実施形態において、上記乾燥後の重さは、浸漬前の重さの82〜85%であってもよい。浸漬の期間中の圧縮弾性率の低下又は重量の減少が大きいことは、当該期間中における多孔体の崩壊ないし吸収の程度が相対的に高いことを示唆する。圧縮弾性率の低下又は重量減少が上記の下限値以上であることにより、骨が形成されるまで期間に亘って適切に多孔体を維持することができる。圧縮弾性率の低下又は重量減少が上記の上限値以下であることにより、早期の骨形成が可能になる。 The porous body of the present invention preferably has a compressive elastic modulus of 15 to 30 kPa after being immersed in physiological saline for 28 days. In another embodiment, the compressive modulus after immersion may be 15 to 25 kPa. In another embodiment, the compressive modulus after immersion may be 15 to 20 kPa. Further, the weight after being immersed in physiological saline for 28 days and dried is preferably 82 to 90% of the weight before immersion. In another embodiment, the weight after drying may be 82-85% of the weight before immersion. A large decrease in compressive modulus or weight during the immersion period suggests that the degree of collapse or absorption of the porous body during the period is relatively high. When the decrease in compressive elastic modulus or the weight reduction is at least the above lower limit value, the porous body can be appropriately maintained for a period until bone is formed. Early bone formation is possible when the decrease in compressive modulus or weight reduction is equal to or less than the above upper limit.

[2] アパタイトとコラーゲンとを含む多孔体の製造方法
アパタイトとコラーゲンとを含む多孔体を製造する本発明の方法は、アパタイトとコラーゲンとを含む分散物を乾燥し、得られた多孔体に放射線を照射して滅菌処理した後、多孔体中のコラーゲンを架橋処理することを特徴とする。
[2] Method for Producing Porous Body Containing Apatite and Collagen In the method of the present invention for producing a porous body containing apatite and collagen, a dispersion containing apatite and collagen is dried, and the obtained porous body is irradiated with radiation. It is characterized in that collagen in a porous body is crosslinked after being sterilized by irradiating with.

最初に、アパタイトとコラーゲンとを含む多孔体を製造する従来法と本発明の方法との違いについて簡単に説明する。従来法においては、図1に示すように、(A) アパタイトとコラーゲンとを含む分散物を凍結乾燥して得られた多孔体に、(B)架橋処理を施して架橋体を得た後、(C)この架橋体にγ線を照射し滅菌処理して製造される。架橋処理によりコラーゲン分子同士が架橋され、多孔体の強度が確保される。しかしながら、従来法においては、架橋処理を施した後でさらにγ線照射処理を行っているため、γ線によってコラーゲン分子及び架橋部分が切断され、強度低下を招いてしまう。 First, the difference between the conventional method for producing a porous body containing apatite and collagen and the method of the present invention will be briefly described. In the conventional method, as shown in FIG. 1, a porous body obtained by freeze-drying a dispersion containing (A) apatite and collagen is subjected to (B) cross-linking treatment to obtain a cross-linked product. (C) This crosslinked product is manufactured by irradiating it with γ-rays and sterilizing it. Collagen molecules are crosslinked with each other by the cross-linking treatment, and the strength of the porous body is ensured. However, in the conventional method, since the γ-ray irradiation treatment is further performed after the cross-linking treatment, the collagen molecule and the cross-linked portion are cleaved by the γ-ray, which causes a decrease in strength.

これに対して本発明の方法では、(a) アパタイトとコラーゲンとを含む分散物を凍結乾燥して得られた多孔体に、(b)まず放射線(γ線)を照射し滅菌処理を行った後、(c)架橋処理を施すことによって製造される。本発明の方法によると、γ線照射処理によって切断されたコラーゲン分子等が、その後の架橋処理によって架橋され、補強されるため、従来法のように最後にγ線処理を行った場合に比べて、高い強度を保つことができる。 On the other hand, in the method of the present invention, (a) a porous body obtained by freeze-drying a dispersion containing apatite and collagen was (b) first irradiated with radiation (γ-rays) to sterilize the porous body. After that, it is manufactured by (c) cross-linking treatment. According to the method of the present invention, collagen molecules and the like cleaved by the γ-ray irradiation treatment are crosslinked and reinforced by the subsequent cross-linking treatment, and therefore, as compared with the case where the γ-ray treatment is finally performed as in the conventional method. , High strength can be maintained.

以下、本発明の方法について、アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を製造する場合を例にして詳細に説明する。 Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail by taking as an example a case of producing a porous body containing apatite / collagen composite fiber.

(1) アパタイト/コラーゲン複合体繊維の作製
(a) 原料
アパタイト/コラーゲン複合体繊維は、コラーゲン、リン酸又はその塩、及びカルシウム塩を原料とする。コラーゲンとしては特に限定されず、動物等から抽出したものを使用できる。なお由来する動物の種、組織部位、年齢等は特に限定されない。一般的には哺乳動物(例えばウシ、ブタ、ウマ、ウサギ及びネズミ)や鳥類(例えばニワトリ)の皮膚、骨、軟骨、腱、臓器等から得られるコラーゲンが使用できる。また魚類(例えばタラ、ヒラメ、カレイ、サケ、マス、マグロ、サバ、タイ、イワシ及びサメ)の皮、骨、軟骨、ひれ、うろこ、臓器等から得られるコラーゲン様蛋白を使用してもよい。なおコラーゲンの抽出方法も特に限定されず、一般的な抽出方法によることができる。また動物組織から抽出したものではなく、遺伝子組み替え技術によって得られたコラーゲンを使用してもよい。
(1) Preparation of apatite / collagen complex fiber
(a) Raw material Apatite / collagen composite fiber is made from collagen, phosphoric acid or a salt thereof, and a calcium salt. The collagen is not particularly limited, and collagen extracted from animals or the like can be used. The species, tissue site, age, etc. of the animal from which it is derived are not particularly limited. Generally, collagen obtained from the skin, bones, cartilage, tendons, organs and the like of mammals (for example, cows, pigs, horses, rabbits and rats) and birds (for example, chickens) can be used. Collagen-like proteins obtained from the skin, bones, cartilage, fins, scales, organs and the like of fish (for example, cod, flounder, flatfish, salmon, trout, tuna, mackerel, Thailand, sardines and sharks) may be used. The collagen extraction method is not particularly limited, and a general extraction method can be used. Further, collagen obtained by a gene recombination technique may be used instead of the one extracted from animal tissue.

リン酸又はその塩(以下単に「リン酸(塩)」という)としてはリン酸、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム及びリン酸二水素カリウムが挙げられる。またカルシウム塩としては炭酸カルシウム、酢酸カルシウム及び水酸化カルシウムが挙げられる。リン酸塩及びカルシウム塩はそれぞれ均一な水溶液又は懸濁液の状態で添加するのが好ましい。 Examples of phosphoric acid or a salt thereof (hereinafter simply referred to as "phosphoric acid (salt)") include phosphoric acid, disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate. Examples of the calcium salt include calcium carbonate, calcium acetate and calcium hydroxide. It is preferable to add the phosphate and the calcium salt in the form of a uniform aqueous solution or suspension, respectively.

使用するアパタイト原料[リン酸(塩)及びカルシウム塩]とコラーゲンとの質量比により、生成物中のアパタイト/コラーゲンの質量比を制御できる。このため使用するアパタイト原料とコラーゲンとの質量比は、目的とするアパタイト/コラーゲン複合体繊維の組成比により適宜決定する。アパタイト/コラーゲン複合体繊維中のアパタイト/コラーゲンの比率は9/1〜6/4(質量比)であるのが好ましく、約8/2(質量比)であるのが特に好ましい。 The mass ratio of apatite / collagen in the product can be controlled by the mass ratio of the apatite raw material [phosphate (salt) and calcium salt] used and collagen. Therefore, the mass ratio of the apatite raw material to be used and collagen is appropriately determined by the composition ratio of the target apatite / collagen composite fiber. The ratio of apatite / collagen in the apatite / collagen composite fiber is preferably 9/1 to 6/4 (mass ratio), and particularly preferably about 8/2 (mass ratio).

(b) 溶液の調製
リン酸(塩)水溶液及びカルシウム塩水溶液の濃度は、リン酸(塩)とカルシウム塩とが所望の配合比にあれば特に限定されないが、後述する滴下操作の都合上、リン酸(塩)水溶液の濃度は50〜250 mM程度、カルシウム塩水溶液の濃度は200〜600 mM程度であるのが好ましい。コラーゲンは一般的にはリン酸水溶液の状態で、前述のリン酸(塩)水溶液にあらかじめ加える。コラーゲンのリン酸水溶液は、コラーゲンの濃度が0.5〜1質量%及びリン酸の濃度が10〜30 mMであるのが好ましい。さらに好ましくは、コラーゲンの濃度は0.8〜0.9質量%及びリン酸の濃度は15〜25 mMであり、特に好ましくは、コラーゲンの濃度は約0.85質量%及びリン酸の濃度は約20 mMである。
(b) Preparation of solution The concentrations of the phosphoric acid (salt) aqueous solution and the calcium salt aqueous solution are not particularly limited as long as the phosphate (salt) and the calcium salt are in a desired blending ratio, but for the convenience of the dropping operation described later, The concentration of the aqueous phosphate (salt) solution is preferably about 50 to 250 mM, and the concentration of the aqueous calcium salt solution is preferably about 200 to 600 mM. Collagen is generally added in the state of an aqueous phosphoric acid solution to the above-mentioned aqueous solution of phosphoric acid (salt) in advance. The phosphoric acid aqueous solution of collagen preferably has a collagen concentration of 0.5 to 1% by mass and a phosphoric acid concentration of 10 to 30 mM. More preferably, the collagen concentration is 0.8 to 0.9% by mass and the phosphoric acid concentration is 15 to 25 mM, and particularly preferably, the collagen concentration is about 0.85% by mass and the phosphoric acid concentration is about 20 mM.

(c) アパタイト/コラーゲン複合体繊維の製造
添加すべきカルシウム塩水溶液の量とほぼ同量の(好ましくは添加すべきカルシウム塩水溶液の0.5〜2倍、より好ましくは0.8〜1.2倍)の水をあらかじめ反応容器に入れ、40℃程度に加熱する。そこに、コラーゲンを含有するリン酸(塩)水溶液及びカルシウム塩水溶液を同時に滴下する。滴下条件によって、合成するアパタイト/コラーゲン複合体繊維の長さを制御できる。滴下速度は10〜50 ml/min程度であるのが好ましく、反応溶液は50〜300 rpm程度で撹拌するのが好ましい。滴下中、反応溶液中のカルシウムイオン濃度を3.75 mM以下、かつリン酸イオン濃度を2.25 mM以下に維持するのが好ましい。これにより、反応溶液のpHは8.9〜9.1に保たれる。カルシウムイオン及び/又はリン酸イオンの濃度が上記範囲を超えると、複合体の自己組織化が妨げられる。本明細書中「自己組織化」とは、コラーゲン繊維に沿って、ハイドロキシアパタイト(アパタイト構造を有するリン酸カルシウム)が生体骨特有の配向をしていること、すなわちハイドロキシアパタイトのC軸がコラーゲン繊維に沿うように配向していることを意味する。以上の滴下条件により、アパタイト/コラーゲン複合体繊維は、多孔体の原料として好適な1mm以下の長さで、自己組織化したものとなる。
(c) Production of apatite / collagen complex fiber Add approximately the same amount of water as the amount of calcium salt aqueous solution to be added (preferably 0.5 to 2 times, more preferably 0.8 to 1.2 times as much as the calcium salt aqueous solution to be added). Place in a reaction vessel in advance and heat to about 40 ° C. A phosphoric acid (salt) aqueous solution and a calcium salt aqueous solution containing collagen are simultaneously added dropwise thereto. The length of the apatite / collagen complex fiber to be synthesized can be controlled by the dropping conditions. The dropping speed is preferably about 10 to 50 ml / min, and the reaction solution is preferably stirred at about 50 to 300 rpm. During the dropping, it is preferable to maintain the calcium ion concentration in the reaction solution at 3.75 mM or less and the phosphate ion concentration at 2.25 mM or less. As a result, the pH of the reaction solution is maintained at 8.9 to 9.1. When the concentration of calcium ion and / or phosphate ion exceeds the above range, self-assembly of the complex is hindered. In the present specification, "self-organization" means that hydroxyapatite (calcium phosphate having an apatite structure) has an orientation peculiar to living bone along collagen fibers, that is, the C axis of hydroxyapatite follows collagen fibers. It means that it is oriented like this. Under the above dropping conditions, the apatite / collagen composite fiber is self-assembled with a length of 1 mm or less, which is suitable as a raw material for the porous body.

滴下終了後、スラリー状になったアパタイト/コラーゲン複合体繊維の分散物を凍結乾燥する。凍結乾燥は、−10℃以下に凍結した状態で真空引きし、急速に乾燥させることにより行う。 After completion of the dropping, the slurry-like dispersion of apatite / collagen composite fibers is freeze-dried. Freeze-drying is carried out by vacuuming in a frozen state at −10 ° C. or lower and rapidly drying.

(2) アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む分散物の調製
アパタイト/コラーゲン複合体繊維に水、リン酸水溶液等を加えて撹拌し、ペースト状の分散物を調製する。この分散物が含有する液体の含有量は、80〜99体積%であるのが好ましく、90〜97体積%であるのがより好ましい。つまり、複合体繊維の含有量は、1〜20体積%であるのが好ましく、3〜10体積%であるのがより好ましい。アパタイト/コラーゲン複合体繊維にはあらかじめ水蒸気を付着させておくのが好ましい。この場合は、アパタイト/コラーゲン複合体繊維に付着させた水蒸気の量を差し引いて、加える水の量を決める必要がある。
(2) Preparation of dispersion containing apatite / collagen complex fiber Add water, aqueous phosphoric acid solution, etc. to the apatite / collagen complex fiber and stir to prepare a paste-like dispersion. The content of the liquid contained in this dispersion is preferably 80 to 99% by volume, more preferably 90 to 97% by volume. That is, the content of the composite fiber is preferably 1 to 20% by volume, more preferably 3 to 10% by volume. It is preferable to attach water vapor to the apatite / collagen composite fiber in advance. In this case, it is necessary to subtract the amount of water vapor attached to the apatite / collagen composite fiber to determine the amount of water to be added.

製造する多孔体の気孔率P(%)は分散物中のアパタイト/コラーゲン複合体繊維と液体との体積比に依存し、下記式(1):
P = Y /(X+Y)×100 ・・・ (1)
[ただし、Xは分散物中のアパタイト/コラーゲン複合体繊維の体積、Yは分散物中の液体の体積を示す。]により表される。このため加える液体の量によって、多孔体の気孔率Pを制御することができる。液体を加えた後で分散物を撹拌することにより、アパタイト/コラーゲン複合体繊維が切断され繊維長の分布幅が大きくなるため、製造する多孔体の強度が向上する。
The porosity P (%) of the porous body to be produced depends on the volume ratio of the apatite / collagen composite fiber in the dispersion and the liquid, and the following formula (1):
P = Y / (X + Y) × 100 ・ ・ ・ (1)
[However, X indicates the volume of the apatite / collagen complex fiber in the dispersion, and Y indicates the volume of the liquid in the dispersion. ] Is represented by. Therefore, the porosity P of the porous body can be controlled by the amount of the liquid added. By stirring the dispersion after adding the liquid, the apatite / collagen complex fibers are cut and the distribution width of the fiber length is increased, so that the strength of the produced porous body is improved.

複合体繊維の分散物にバインダーを加え、さらに撹拌する。バインダーとしては、コラーゲン、ゼラチン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸とグリコール酸のコポリマー、ポリカプロラクトン、カルボキシメチルセルロース、セルロースエステル、デキストロース、デキストラン、キトサン、ヒアルロン酸、フィコール、コンドロイチン硫酸、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、水溶性ポリアクリレート、水溶性ポリメタクリレート等が挙げられる。特にコラーゲン及びゼラチンが好ましく、コラーゲンが最も好ましい。バインダーの添加量は、アパタイト/コラーゲン複合体繊維100質量%に対して、1〜10質量%であるのが好ましく、3〜6質量%であるのがより好ましい。複合体繊維の場合と同様に、バインダーはリン酸水溶液の状態で加えるのが好ましい。バインダーのリン酸水溶液の濃度等は特に限定されないが、実用的にはバインダーの濃度が0.8〜0.9質量%(例えば0.85質量%)、リン酸の濃度が15〜25 mM(例えば20 mM)である。 A binder is added to the dispersion of the composite fibers, and the mixture is further stirred. Binders include collagen, gelatin, polylactic acid, polyglycolic acid, copolymer of lactic acid and glycolic acid, polycaprolactone, carboxymethyl cellulose, cellulose ester, dextrose, dextran, chitosan, hyaluronic acid, ficol, chondroitin sulfate, polyvinyl alcohol, polyacrylic. Examples thereof include acid, polyethylene glycol, polypropylene glycol, water-soluble polyacrylate, and water-soluble polymethacrylate. Collagen and gelatin are particularly preferable, and collagen is most preferable. The amount of the binder added is preferably 1 to 10% by mass, more preferably 3 to 6% by mass, based on 100% by mass of the apatite / collagen composite fiber. As in the case of composite fibers, the binder is preferably added in the form of an aqueous phosphoric acid solution. The concentration of the phosphoric acid aqueous solution of the binder is not particularly limited, but practically, the concentration of the binder is 0.8 to 0.9% by mass (for example, 0.85% by mass), and the concentration of phosphoric acid is 15 to 25 mM (for example, 20 mM). ..

(3) 分散物のゲル化
コラーゲン等のバインダーのリン酸(塩)水溶液の添加により酸性となっている分散物に、水酸化ナトリウム溶液を加えてpHを約7に調節する。分散物のpHは6.8〜7.6とするのが好ましく、7.0〜7.4とするのがより好ましい。分散物のpHを6.8〜7.6とすることにより、例えば、バインダーとして加えたコラーゲンの繊維化を促進することができる。
(3) Gelation of dispersion A sodium hydroxide solution is added to the dispersion that has become acidic due to the addition of an aqueous phosphoric acid (salt) solution of a binder such as collagen to adjust the pH to about 7. The pH of the dispersion is preferably 6.8 to 7.6, more preferably 7.0 to 7.4. By setting the pH of the dispersion to 6.8 to 7.6, for example, the fibrosis of collagen added as a binder can be promoted.

分散物にリン酸緩衝溶液(PBS)の2.5〜10倍程度の濃縮液を加えて撹拌し、イオン強度を0.2〜0.8に調整する。より好ましいイオン強度は、PBSと同程度のイオン強度(0.2〜0.8程度)である。分散物のイオン強度を大きくすることにより、例えば、バインダーとして加えたコラーゲンの繊維化を促進することができる。 Add a concentrated solution of about 2.5 to 10 times that of phosphate buffered solution (PBS) to the dispersion and stir to adjust the ionic strength to 0.2 to 0.8. A more preferable ionic strength is an ionic strength (about 0.2 to 0.8) similar to that of PBS. By increasing the ionic strength of the dispersion, for example, the filamentation of collagen added as a binder can be promoted.

分散物を成形型に入れた後、35〜43℃の温度に保持することにより分散物をゲル化させる。保持温度は35〜40℃であるのがさらに好ましい。分散物を十分にゲル化させるため、保持する時間は0.5〜3.5時間であるのが好ましく、1〜3時間であるのがより好ましい。分散物の温度を35〜43℃に保持することにより、例えば、バインダーとして加えたコラーゲンが繊維化し、分散物がゲル状となる。分散物がゲル化することにより、アパタイト/コラーゲン複合体繊維が分散物中で沈降するのを防ぐことができ、均一な多孔体を製造することが可能となる。 After placing the dispersion in a mold, the dispersion is gelled by keeping it at a temperature of 35-43 ° C. The holding temperature is more preferably 35 to 40 ° C. In order to sufficiently gel the dispersion, the holding time is preferably 0.5 to 3.5 hours, more preferably 1 to 3 hours. By keeping the temperature of the dispersion at 35 to 43 ° C., for example, collagen added as a binder becomes fibrous and the dispersion becomes a gel. The gelation of the dispersion prevents the apatite / collagen complex fibers from settling in the dispersion, and makes it possible to produce a uniform porous body.

(4) ゲル体の凍結及び乾燥
アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含むゲル体を凍結させる。目的とするアパタイト/コラーゲン多孔体の平均気孔径は、ゲル体の凍結に要する時間に依存する。凍結する温度は−100〜0℃であるのが好ましく、−100〜−10℃であるのがより好ましく、−80〜−20℃であるのが特に好ましい。−100℃未満では、得られるアパタイト/コラーゲン多孔体の平均気孔径が小さ過ぎる。0℃超では、凍結しないか凍結に長時間を要する上、多孔体の平均気孔径が大き過ぎる。
(4) Freezing and drying the gel body Freeze the gel body containing the apatite / collagen complex fiber. The average pore size of the target apatite / collagen porous body depends on the time required for freezing the gel body. The freezing temperature is preferably −100 to 0 ° C., more preferably −100 to −10 ° C., and particularly preferably −80 to −20 ° C. Below -100 ° C, the average pore size of the resulting apatite / collagen porous material is too small. Above 0 ° C., it does not freeze or it takes a long time to freeze, and the average pore diameter of the porous body is too large.

凍結させたゲル体は、凍結乾燥により乾燥し多孔体とする。つまり、アパタイト/コラーゲン複合体繊維の場合と同様に、−10℃以下に凍結した状態で真空引きし、急速に乾燥させる。凍結乾燥は分散物が十分に乾燥するまで行えばよく時間は特に制限されないが、一般的には24〜72時間程度である。 The frozen gel body is dried by freeze-drying to form a porous body. That is, as in the case of apatite / collagen composite fibers, the fibers are evacuated in a frozen state at −10 ° C. or lower and rapidly dried. Freeze-drying may be carried out until the dispersion is sufficiently dried, and the time is not particularly limited, but it is generally about 24 to 72 hours.

(5)放射線処理
凍結乾燥により得られた多孔体に放射線を照射して滅菌処理する。放射線としてはγ線が好ましい。γ線の照射は、吸収線量が16〜35 kGy[単位はGy(グレイ)]となるように行うのが好ましい。線源としてはコバルト60が一般的に用いられる。照射方法としては、ベルトコンベアーによって照射室に入り、一定時間後に外へ出て、そのまま再度照射室に入るという動作を一定の吸収線量になるまで繰り返すインクリメンタル照射や、照射室に置いて照射を受ける静置照射等がある。
(5) Radiation treatment The porous body obtained by freeze-drying is irradiated with radiation and sterilized. Gamma rays are preferable as the radiation. Irradiation with γ-rays is preferably performed so that the absorbed dose is 16 to 35 kGy [unit: Gy (gray)]. Cobalt-60 is generally used as the radiation source. As an irradiation method, the operation of entering the irradiation chamber by a belt conveyor, going out after a certain period of time, and then re-entering the irradiation chamber is repeated until a certain absorbed dose is reached, or the irradiation is performed by placing it in the irradiation chamber. There is static irradiation, etc.

(6)架橋処理
放射線(γ線)を照射した後の多孔体に架橋処理を施す。架橋処理は物理的架橋(γ線、紫外線、熱脱水、電子線等を用いる方法)、及び化学的架橋(架橋剤や縮合剤を用いる方法)のいずれの方法を採用してもよい。架橋処理により、添加したバーンダー同士、添加したバインダーとアパタイト/コラーゲン複合体繊維中のコラーゲン、及びアパタイト/コラーゲン複合体繊維中のコラーゲン同士が架橋され多孔体の機械的強度が向上する。
(6) Cross-linking treatment The porous body after irradiation with radiation (γ-rays) is subjected to cross-linking treatment. As the cross-linking treatment, either a physical cross-linking method (a method using γ-rays, ultraviolet rays, thermal dehydration, electron beams, etc.) or a chemical cross-linking method (a method using a cross-linking agent or a condensing agent) may be adopted. By the cross-linking treatment, the added burners, the added binder and collagen in the apatite / collagen complex fiber, and the collagen in the apatite / collagen complex fiber are cross-linked to improve the mechanical strength of the porous body.

架橋処理としては、物理的架橋が好ましく、特に熱脱水架橋が好ましい。熱脱水架橋は、凍結乾燥後の多孔体を常圧〜減圧下、100〜200℃の条件で10〜12時間保持することにより行う。熱脱水架橋の圧力及び温度条件は、バインダーの種類や多孔体に必要な機械的強度によって選択されるが、0〜100 hPa及び120〜160℃の条件であるのがより好ましい。 As the cross-linking treatment, physical cross-linking is preferable, and thermal dehydration cross-linking is particularly preferable. Thermal dehydration cross-linking is performed by holding the lyophilized porous body under normal pressure to reduced pressure at 100 to 200 ° C. for 10 to 12 hours. The pressure and temperature conditions for thermal dehydration crosslinking are selected depending on the type of binder and the mechanical strength required for the porous body, but more preferably 0 to 100 hPa and 120 to 160 ° C.

化学的架橋の場合、架橋剤の溶液に放射線(γ線)照射後の多孔体を浸すことにより行う。架橋剤としては、アルデヒド系架橋剤(グルタールアルデヒド及びホルムアルデヒド等)、イソシアネート系架橋剤(ヘキサメチレンジイソシアネート等)、カルポジド系架橋剤(1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩等)、ポリエポキシ系架橋剤(エチレングリコールジエチルエーテル等)、トランスグルタミナーゼ等が挙げられる。これらの架橋剤のうち、架橋度の制御しやすさや、得られる多孔体の生体適合性の面からグルタールアルデヒドが特に好ましい。 In the case of chemical cross-linking, it is carried out by immersing the porous body after irradiation with radiation (γ-rays) in a solution of a cross-linking agent. Examples of the cross-linking agent include aldehyde-based cross-linking agents (glutar aldehyde, formaldehyde, etc.), isocyanate-based cross-linking agents (hexamethylene diisocyanate, etc.), and carposite-based cross-linking agents (1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride. Etc.), polyepoxy-based cross-linking agents (ethylene glycol diethyl ether, etc.), transglutaminase and the like. Of these cross-linking agents, glutal aldehyde is particularly preferable from the viewpoint of easy control of the degree of cross-linking and biocompatibility of the obtained porous body.

グルタールアルデヒドを用いて架橋する場合、グルタールアルデヒド溶液の濃度は、0.005〜0.015質量%であるのが好ましく、0.005〜0.01質量%であるのがより好ましい。グルタールアルデヒド溶液の溶媒としてエタノール等のアルコールを使用すると、コラーゲン等のバインダーの架橋と同時に多孔体の脱水を行うことができる。脱水を架橋と同時に行うことにより、アパタイト/コラーゲン複合体繊維が収縮した状態で架橋反応を起こさせ、生成する多孔体の弾性を向上させることができる。架橋処理後、未反応のグルタールアルデヒドを除去するため2質量%程度のグリシン水溶液に多孔体を浸漬し、次いで水洗する。さらにエタノールに浸漬することにより多孔体を脱水した後、室温で乾燥させる。 When cross-linking with glutaraldehyde, the concentration of the glutaraldehyde solution is preferably 0.005 to 0.015% by mass, more preferably 0.005 to 0.01% by mass. When alcohol such as ethanol is used as the solvent for the glutaaldehyde solution, the porous body can be dehydrated at the same time as cross-linking the binder such as collagen. By performing dehydration at the same time as cross-linking, a cross-linking reaction can occur in a state where the apatite / collagen complex fibers are contracted, and the elasticity of the resulting porous body can be improved. After the cross-linking treatment, the porous body is immersed in an aqueous solution of glycine of about 2% by mass in order to remove unreacted glutaraldehyde, and then washed with water. Further, the porous body is dehydrated by immersing it in ethanol, and then dried at room temperature.

本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

比較例1
(アパタイト/コラーゲン複合体繊維の合成)
120 mMのリン酸水溶液168 mlに、コラーゲンのリン酸水溶液(コラーゲン濃度:0.85質量%、リン酸濃度:20 mM)を235 g加えて撹拌し、希釈コラーゲンリン酸水溶液を調製した。他方、400 mMの水酸化カルシウム懸濁液を200 ml調製した。反応容器に200 mlの純水を入れ、40℃に加熱した。この反応容器に希釈コラーゲンリン酸水溶液と水酸化カルシウム懸濁液とをそれぞれ約30 ml/分の速度で同時に滴下し、得られた反応溶液を200 rpmで撹拌して、アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含むスラリーを作製した。滴下中の反応溶液のpHは8.9〜9.1に保持した。生成したアパタイト/コラーゲン複合体の繊維長は概ね1mm以下であった。アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含むスラリーは凍結乾燥し、アパタイト/コラーゲン複合体繊維の粉末を得た。アパタイト/コラーゲン複合体繊維中のアパタイト/コラーゲンの配合比は、質量基準で8/2であった。
Comparative Example 1
(Synthesis of apatite / collagen complex fiber)
235 g of a phosphoric acid aqueous solution of collagen (collagen concentration: 0.85% by mass, phosphoric acid concentration: 20 mM) was added to 168 ml of a 120 mM phosphoric acid aqueous solution and stirred to prepare a diluted collagen phosphoric acid aqueous solution. On the other hand, 200 ml of a 400 mM calcium hydroxide suspension was prepared. 200 ml of pure water was placed in the reaction vessel and heated to 40 ° C. Aqueous diluted collagen phosphate solution and calcium hydroxide suspension are simultaneously added dropwise to this reaction vessel at a rate of about 30 ml / min, and the obtained reaction solution is stirred at 200 rpm to obtain apatite / collagen complex fibers. A slurry containing the above was prepared. The pH of the reaction solution during dropping was maintained at 8.9 to 9.1. The fiber length of the produced apatite / collagen complex was approximately 1 mm or less. The slurry containing the apatite / collagen complex fiber was freeze-dried to obtain a powder of the apatite / collagen complex fiber. The compounding ratio of apatite / collagen in the apatite / collagen composite fiber was 8/2 on a mass basis.

(ペースト状分散物の作製)
得られたアパタイト/コラーゲン複合体繊維の粉末1質量部に、6.12質量部の生理食塩水及び0.057 質量部の1N NaOH水溶液を加えて撹拌し、ペースト状の分散物とした。このペースト状分散物に1.90 質量部のコラーゲン水溶液(コラーゲン濃度:0.51%)を加えて撹拌し、アパタイト/コラーゲン複合体繊維の分散物を得た。分散物の固形分濃度は5体積%であり、アパタイト/コラーゲン複合体とコラーゲンとの配合比は1:0.01(質量比)であった。
(Preparation of paste-like dispersion)
To 1 part by mass of the obtained apatite / collagen composite fiber powder, 6.12 parts by mass of physiological saline and 0.057 parts by mass of a 1N NaOH aqueous solution were added and stirred to obtain a paste-like dispersion. 1.90 parts by mass of an aqueous collagen solution (collagen concentration: 0.51%) was added to this paste-like dispersion and stirred to obtain a dispersion of apatite / collagen complex fibers. The solid content concentration of the dispersion was 5% by volume, and the compounding ratio of the apatite / collagen complex and collagen was 1: 0.01 (mass ratio).

(成形、凍結乾燥及び架橋)
得られたヘースト状分散物を成形型に入れ、37℃で2時間保持してゲル化させることにより、ゼリー状の成形体を得た。この成形体を−60℃で凍結し、次いで凍結乾燥機を用いて乾燥させた後、140℃で熱脱水架橋することにより、アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を得た。
(Molding, lyophilization and cross-linking)
The obtained haste-like dispersion was placed in a molding die and held at 37 ° C. for 2 hours for gelation to obtain a jelly-like molded product. This molded product was frozen at −60 ° C., then dried using a freeze dryer, and then thermally dehydrated and crosslinked at 140 ° C. to obtain a porous body containing apatite / collagen composite fibers.

(加工及びγ線処理)
得られたアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を10 mm×10 mm×4 mmの大きさに切り出し、35 kGyの線量のγ線を照射し、比較例1のアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を得た。
(Processing and gamma ray processing)
The obtained porous body containing the apatite / collagen complex fiber was cut into a size of 10 mm × 10 mm × 4 mm and irradiated with γ-rays at a dose of 35 kGy to obtain the apatite / collagen complex fiber of Comparative Example 1. A porous body containing the mixture was obtained.

実施例1
比較例1において、架橋処理(熱脱水架橋)の前に、アパタイト/コラーゲン複合体繊維の凍結乾燥体に加工及びγ線処理を施した以外比較例1と同様にして、実施例1のアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体を得た。すなわち、実施例1のアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体は、凍結乾燥後の多孔体に、加工及びγ線処理を施した後で、熱脱水架橋処理を施して得られたものである。
Example 1
In Comparative Example 1, the apatite / collagen composite fiber freeze-dried body was processed and treated with γ-rays before the cross-linking treatment (thermal dehydration cross-linking) in the same manner as in Comparative Example 1. A porous body containing collagen complex fibers was obtained. That is, the porous body containing the apatite / collagen composite fiber of Example 1 was obtained by subjecting the freeze-dried porous body to heat dehydration cross-linking treatment after processing and γ-ray treatment. ..

[強度測定]
実施例1及び比較例1で得られたアパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む多孔体の強度を以下に記載する方法により求めた。なお測定は異なる試料に対して6回行い平均値を求めた。結果を表1に示す。
(1)10 mm×10 mm×10 mmの試料を純水に浸漬し、約1分減圧して脱気し、再び大気圧に戻す。
(2)脱気後の試料を純水から取り出し、テクスチャーアナライザー(株式会社島津製作所)を用いて、10 mm/分の速度で25%歪みを4回加える。
(3)4回目の圧縮時の測定曲線から、4回目の圧縮前の試料の厚さに対して歪みが10%の時の圧縮力を求める。
(4)以下の式から、圧縮弾性率Ec(kPa)を求める。
Ec=1000×F/(A×ε)
[ただし、Fは測定により得られた歪みが10%の時の圧縮力(N)、Aは圧縮前の試料の断面積(mm2)、及びεは歪み量に対応した係数であり10%の圧縮歪みの場合ε=0.1である。]
[Strength measurement]
The strength of the porous body containing the apatite / collagen complex fibers obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was determined by the method described below. The measurement was performed 6 times for different samples, and the average value was calculated. The results are shown in Table 1.
(1) Immerse a 10 mm × 10 mm × 10 mm sample in pure water, depressurize for about 1 minute, degas, and return to atmospheric pressure.
(2) Take out the degassed sample from pure water and apply 25% strain four times at a speed of 10 mm / min using a texture analyzer (Shimadzu Corporation).
(3) From the measurement curve at the time of the 4th compression, obtain the compressive force when the strain is 10% with respect to the thickness of the sample before the 4th compression.
(4) Obtain the compressive elastic modulus Ec (kPa) from the following equation.
Ec = 1000 × F / (A × ε)
[However, F is the compressive force (N) when the strain obtained by measurement is 10%, A is the cross-sectional area of the sample before compression (mm 2 ), and ε is the coefficient corresponding to the amount of strain, which is 10%. In the case of compressive strain of, ε = 0.1. ]

[生理食塩水処理]
実施例1及び比較例1のアパタイト/コラーゲン多孔体(10 mm×10 mm×10 mm)を生理食塩水に浸漬し、37.5℃で28日間保存した後、(a)圧縮弾性率の測定、及び(b)それらを乾燥させた後の重さの測定を行った。生理食塩水に浸漬する前の重さを100%として、生理食塩水処理後の重さの割合を求めた。結果を表2に示す。
[Saline treatment]
The apatite / collagen porous material (10 mm × 10 mm × 10 mm) of Example 1 and Comparative Example 1 was immersed in physiological saline and stored at 37.5 ° C. for 28 days, after which (a) measurement of compressive modulus and measurement of compressive elasticity were performed. (b) Weights were measured after they were dried. The weight ratio after the physiological saline treatment was determined, assuming that the weight before immersion in the physiological saline was 100%. The results are shown in Table 2.

[動物実験]
実施例1及び比較例1のアパタイト/コラーゲン多孔体(5 mm×5 mm×5 mm)をラット筋層内に埋植し、埋植直後、7日後、10日後及び14日後にCT撮影を行った。結果を図2に示す。
[Animal experimentation]
The apatite / collagen porous material (5 mm × 5 mm × 5 mm) of Example 1 and Comparative Example 1 was implanted in the rat muscle layer, and CT imaging was performed immediately after implantation, 7 days, 10 days, and 14 days after implantation. It was. The result is shown in figure 2.

架橋処理後にγ線照射を行った比較例1のアパタイト/コラーゲン多孔体は、埋植7日で材料のかなりの部分が吸収されているのに対し、γ線照射後に架橋処理を行った実施例1のアパタイト/コラーゲン多孔体は、材料が多く残存していた。14日後では、比較例1のアパタイト/コラーゲン多孔体では吸収が進んでいたが、実施例1のアパタイト/コラーゲン多孔体は材料の残存が認められた。 In the apatite / collagen porous body of Comparative Example 1 in which γ-ray irradiation was performed after the cross-linking treatment, a considerable part of the material was absorbed in 7 days after implantation, whereas in the example in which the cross-linking treatment was performed after γ-ray irradiation. A large amount of material remained in the apatite / collagen porous body of 1. After 14 days, absorption was progressing in the apatite / collagen porous material of Comparative Example 1, but the material remained in the apatite / collagen porous material of Example 1.

Claims (9)

アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体を準備する工程と、
前記多孔体に放射線を照射する工程と、
前記放射線を照射した多孔体の少なくとも一部の成分を架橋させる工程とを含むことを特徴とする多孔体の製造方法。
The process of preparing a dried porous body containing apatite and collagen, and
The step of irradiating the porous body with radiation and
A method for producing a porous body, which comprises a step of cross-linking at least a part of the components of the porous body irradiated with radiation.
請求項1に記載の多孔体の製造方法において、
前記アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体を準備する工程が、アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含む分散物を作製し、得られた分散物を凍結乾燥する処理を含むことを特徴とする多孔体の製造方法。
In the method for producing a porous body according to claim 1,
The step of preparing a dried porous body containing apatite and collagen comprises a process of preparing a dispersion containing apatite / collagen composite fibers and freeze-drying the obtained dispersion. How to make a body.
請求項1又は2に記載の多孔体の製造方法において、
前記放射線を照射する工程が、16〜35 kGyの線量のγ線を照射する処理を含むことを特徴とする多孔体の製造方法。
In the method for producing a porous body according to claim 1 or 2.
A method for producing a porous body, wherein the step of irradiating the radiation includes a process of irradiating a γ-ray with a dose of 16 to 35 kGy.
請求項1〜3のいずれかに記載の多孔体の製造方法において、
前記熱架橋させる工程は、100〜160℃及び0〜100 hPaの条件で処理する熱脱水架橋処理を含むことを特徴とする多孔体の製造方法。
In the method for producing a porous body according to any one of claims 1 to 3.
The method for producing a porous body, which comprises a heat dehydration cross-linking treatment in which the heat-crosslinking step is performed under the conditions of 100 to 160 ° C. and 0 to 100 hPa.
請求項1〜4のいずれかに記載の多孔体の製造方法において、
前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であることを特徴とする多孔体の製造方法。
In the method for producing a porous body according to any one of claims 1 to 4.
A method for producing a porous body, which comprises a mass ratio of apatite to collagen of the porous body of 9/1 to 6/4.
アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体であって、
前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であり、
圧縮弾性率が40〜80 kPaであることを特徴とする多孔体。
A dried porous body containing apatite and collagen.
The mass ratio of the porous apatite to collagen is 9/1 to 6/4.
A porous body characterized by a compressive elastic modulus of 40 to 80 kPa.
アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体であって、
前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であり、
生理食塩水中に28日間浸漬した後の多孔体の圧縮弾性率が15〜30 kPaであることを特徴とする多孔体。
A dried porous body containing apatite and collagen.
The mass ratio of the porous apatite to collagen is 9/1 to 6/4.
A porous body having a compressive elastic modulus of 15 to 30 kPa after being immersed in physiological saline for 28 days.
アパタイトとコラーゲンとを含む乾燥された多孔体であって、
前記多孔体のアパタイトとコラーゲンとの質量比が9/1〜6/4であり、
生理食塩水中に28日間浸漬し、乾燥させた後の重さが、浸漬前の重さの82〜90%であることを特徴とする多孔体。
A dried porous body containing apatite and collagen.
The mass ratio of the porous apatite to collagen is 9/1 to 6/4.
A porous body characterized in that the weight after being immersed in physiological saline for 28 days and dried is 82 to 90% of the weight before immersion.
請求項6〜8のいずれかに記載の多孔体において、
アパタイト/コラーゲン複合体繊維を含むことを特徴とする多孔体。
In the porous body according to any one of claims 6 to 8.
A porous body characterized by containing apatite / collagen complex fibers.
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