JP2552483B2 - インプラント材料用リン酸三カルシウム - Google Patents

インプラント材料用リン酸三カルシウム

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JP2552483B2 JP62093463A JP9346387A JP2552483B2 JP 2552483 B2 JP2552483 B2 JP 2552483B2 JP 62093463 A JP62093463 A JP 62093463A JP 9346387 A JP9346387 A JP 9346387A JP 2552483 B2 JP2552483 B2 JP 2552483B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリアクリレートおよび(または)ポリメタ
アクリレートを基材とするインプラント材料のための添
加剤としての、再吸収性多孔質リン酸三カルシウムであ
って、身体耐容性の再吸収性充填剤で孔が充填されてお
り、該充填剤が少なくとも二種の成分よりなり、該成分
の一つが抗生物質であり、他の一つがアミノ酸である、
前記再吸収性多孔質リン酸三カルシウムに関する。
身体で再吸収されうるリン酸三カルシウム(トリカル
シウムフオスフエート)をインプラント材料、特にポリ
アクリレートおよび(または)ポリメタアクリレートを
基材とする骨用セメントに添加でき、インプラントと周
囲の骨組織との良好な骨融合を達成できることは、たと
えば西ドイツ国公開特許出願第2,905,878号により知ら
れている。多孔質リン酸三カルシウムの孔を適当な充填
剤により封鎖して、これらの孔が液状アクリレートまた
はメタアクリレート単量体を吸い取るのを回避せねばな
らないという問題およびこのような現象によりセメント
材料の混合処理中に生じる欠点はまた、西ドイツ国公開
特許第2,905,878号公報ですでに検討されている。この
公開特許公報にあげられている充填剤はグリセロール、
水または水性塩あるいは緩衝剤溶液、エチレングリコー
ル、低分子量ポリエチレングリコール類および低級アル
コール、たとえばエタノール、n−プロパノールおよび
イソプロパノールである。
リン酸三カルシウム(トリカルシウムフオスフエー
ト)に加えて、さらに別の添加剤、たとえばX線造影
剤、活性化合物、たとえば特に感染防御用の抗生物質、
あるいはインプラントの機械的性質を改善するための繊
維類を、このようなインプラント材料に使用することが
提案されており、実際に使用されているものもある。
これらの添加剤はそれ自体がそれぞれの陽性の作用効
果を有するが、骨用セメントの機械的安定性および混合
性が多数の添加剤により有害な作用を受ける危険性が無
いわけではない。
従つて、この点で改善されている骨用セメントを発見
するという目的があつた。
ここに、リン酸三カルシウムの孔を添加剤として使用
される抗生物質と別の充填剤との混合物で充填すると、
明確な改善が得られることが見い出された。
従って、本発明はポリアクリレートおよび(または)
ポリメタアクリレートを基材とするインプラント材料の
ための添加剤としての、再吸収性多孔質リン酸三カルシ
ウムであって、身体耐容性の再吸収性充填剤で孔が充填
されており、該充填剤が少なくとも二種の成分よりな
り、該成分の一つが抗生物質であり、他の一つがアミノ
酸である、前記再吸収性多孔質リン酸三カルシウム(ト
リカルシウムフオスフエート)に関し、この充填剤が少
なくとも二種の成分よりなり、そしてその一成分が抗生
物質であることを特徴とする再吸収性多孔質リン酸三カ
ルシウムに関する。
本発明はまたポリアクリレートおよび(または)ポリ
メタアクリレートを基材とするインプラント材料用の添
加剤として適しており、その孔が身体耐容性である再吸
収性充填剤で充填されている再吸収性多孔質リン酸三カ
ルシウムの製造方法に関し、この方法は多孔質リン酸三
カルシウム(トリカルシウムフオスフエート)を抗生物
質および別の充填剤の溶液と接触させ、溶剤を次いで除
去することを特徴とする方法である。
本発明はまた骨用セメントおよび骨用セメント調製用
のインプラント材料をそれから製造するための前駆材料
に関し、この材料は本発明によるリン酸三カルシウムを
含有することを特徴とするものである。
本発明の主要特徴は骨用セメントの混合性、物性およ
び硬化したインプラントの機械的性質の両方が、より少
ない種類の添加剤により実質的に改善されることにあ
る。さらにまた、驚くべきことに、本発明によるインプ
ラントからの一種または二種以上の抗生物質の放出が有
意に改善されることが見い出された。
本発明において使用されている「リン酸三カルシウ
ム」の用語は基本的に化学式Ca3(PO4により示さ
れ、カルシウム:リン酸の比率が約3:2である多くの種
々の異なる物質を表わす一般用語として理解されるべき
である。従つて、α−またはβ−ホワイトロカイトのよ
うな純粋なリン酸三カルシウムばかりでなく、たとえば
アパタイトまたはホスホライトのようなおおむね式Ca3
(PO4で表わすことができる物質をも包含するもの
である。全ての場合に、これらのリン酸三カルシウムは
身体内で耐容性でなければならない。
これらの物質それら自体は既知であり、既知の方法に
より製造できる。これらの方法としては基本的に沈殿法
または焼結法、あるいはこれらの方法の組合せがある。
リン酸カルシウムを製造するための沈殿法または焼結法
は無機化学の標準的学術書、たとえばGmelinに記載され
ている。この方法で使用される原料物質は、一般に可溶
性カルシウム塩および可溶性リン酸塩であり、あるいは
焼結法の場合に、たとえばCaO、Ca(OH)、CaCO3およ
びCaHPO4であり、これらの化合物は、P2O5ととに、ある
いは相互に焼結させる。
沈殿法により得られるリン酸三カルシウムは本発明で
使用するのに特に好適である。これらは一般に比較的ソ
フトであり、約0.3〜0.5ml/gのオーダーの大きい孔容積
を有する。沈殿により得られたこれらの物質の再吸収性
は一般に焼結法による物質の再吸収性よりも良好であ
る。
本発明に従い、これらのリン酸三カルシウムの孔を抗
生物質および別の充填剤の混合物でシールする。アミノ
グリコシド抗生物質、特にゲンタマイシンはこのための
抗生物質として好適である。クリンダマイシン(Clinda
mycin)およびリンコマイシン(Lincomycin)、および
抗生物質の組合せ、たとえばゲンタマイシンとクリンダ
マイシンとの組合せもまた好適である。
別種の充填剤としては原則として、身体により再吸収
されることができ、そしてアクリレート単量体と不混和
性である生理学的に耐容性の物質がすべてあげられる。
従つて、たとえば西ドイツ国公開特許出願第2,905,878
号公報にすでに記載されているようなアルコール類、た
とえばグリセロール、エチレングリコールおよび低分子
量ポリエチレングリコール類および糖類、たとえばグル
コースまたはシヨ糖、および、糖アルコール類、たとえ
ばマンニトールまたはソルビトール、およびタンパク質
およびその分解生成物、たとえばコラーゲン、ゼラチン
またはエラスチン、および特にアミノ酸類、たとえばバ
リン、ヒスチジン、ロイシン、イソロイシン、スレオニ
ン、アルギニン、リジンおよびアラニンが使用できる。
スレオニンおよびアルギニンは特に好ましく使用でき
る。
選ばれたリン酸三カルシウムの孔容積は固定されてい
るが、充填剤の量はリン酸カルシウムの中空空間系が骨
用セメントの混合処理中に単量体を吸収することなく、
比較的広い限界内で変えることができる。これは明らか
にリン酸三カルシウムの全孔容積が充填剤で充填されね
ばならないものではなく、孔が充填剤により外部からシ
ールされていれば充分であることを示している。
従つて、比較的高い孔容積を有する沈殿リン酸三カル
シウムを使用する場合に、抗生物質約2〜20重量%、特
に約5〜15重量%およびその他の充填剤約0.5〜5重量
%、特に約0.8〜3.2重量%が使用される。液体充填剤、
たとえばグリセロールを使用する場合だけは、これは約
30重量%までの量で使用する。
これらの充填剤は、リン酸三カルシウムに対し、それ
自体既知である方法により適用できる。従つて、たとえ
ばリン酸三カルシウムを充填剤の溶液で含浸し、次いで
溶剤を蒸発させる方法を用いることができる。溶液をリ
ン酸三カルシウムの孔系中に高度に浸透させるために
は、たとえばこの操作を増大させた圧力下に行なうか、
または充填剤の添加前にリン酸三カルシウム粉末を脱気
させる方法を用いてもよい。充填剤用に使用できる溶剤
は有機溶剤および特に水または生理学的pH値を有する水
性緩衝剤溶液の両方である。
噴霧乾燥により、特に有利な生成物が得られる。好ま
しく使用されるリン酸三カルシウムは約2〜300μm、
特に約20〜200μmの範囲の非常に小さい粒子サイズを
有するので、充填剤溶液中のリン酸三カルシウムは慣用
の方法により噴霧乾燥させることができる。この処理に
使用される条件、たとえば懸濁液の濃度、温度および圧
力は当業者によく知られており、必要に応じて、使用さ
れる特定の成分について、参考書、たとえばSucker、Fu
chsおよびSpeiserによる「Pharmazeutische Technologi
e」、Georg−Thieme出版社、Stuttgart市、1978年に記
載されている方法による数回の予備実験により最適にす
ることができる。
これらの方法の一つにより自由流動性粉末として得ら
れるリン酸三カルシウム粒子は直接に、またはたとえば
照射あるいは酸化エチレンを用いるガス抜きにより安定
化した後に、骨用セメントの製造に使用できる。既知の
骨用セメントは重合触媒(たとえばジベンゾイルパーオ
キサイド)を含有する微細粒状プレポリマー、特にポリ
メチルメタアクリレートまたはメチルアクリレートとメ
チルメタアクリレートとの共重合体約2部を促進剤(た
とえばジメチル−p−トルイジン)を含有する液体単量
体、たとえばアクリル酸またはメチルメタアクリレート
あるいはそれらの混合物約1部と混合して調製する。得
られたものは成形できそして身体に移植でき、そこで硬
化させることができるものである。このような骨セメン
トは、たとえばPalacos の商品名で市販されている。
本発明によるリン酸三カルシウムを用いる骨用セメン
トは同様の方法で、例えば、プレポリマー、リン酸三カ
ルシウムおよび単量体の三成分を混合するか、あるいは
先ずリン酸三カルシウムに他の二種の成分のうちの一種
を混合することにより製造する。
市販されている骨用セメントの形態においては、好ま
しくは固体成分と液体成分とが分けてあり、ただし、こ
れらは相互に適合した量で合わせてすぐに使用できるパ
ツク形で存在するものである。この場合には、液体単量
体20mlに対し固体約20gの割合を保持すると好ましい。
固体成分中の本発明によるリン酸三カルシウムの割合は
一般に約5〜30重量%、特に約8〜20重量%である。
固体成分には、本発明によるリン酸三カルシウムに加
えて、その他の添加剤を混合することができる。従つ
て、たとえば充填剤を含有していない別のリン酸三カル
シウム、たとえば実質的に孔を有していない焼結アパタ
イト、あるいはX線造影剤、たとえば二酸化ジルコニウ
ムを0〜20重量%の量で混合できる。しかしながら、X
線造影剤はリン酸三カルシウムがすでに充分のX線造影
作用を有するならば、除外してよい。インプラントの機
械的性質を改善するために、繊維成分、たとえば炭素繊
維、ガラス繊維またはプラスチック繊維、たとえばポリ
メチルメタアクリレートまたはアラマイト(Aramite)
を約0〜30重量%の量で加えることもできる。固体成分
はさらにまた、その他の成分、たとえば特に生物活性ガ
ラスセラミック類を0〜50重量%の量で含有できる。し
かしながら、固体成分は全ての場合において、単量体20
mlに対して固体40gの割合が実質的に得られるように、
すなわち別の添加剤の含有量が増加するに従いプレポリ
マーの含有量を減少させるように、選ばれる。
前記したように、粉末状抗生物質を添加したインプラ
ント材料に比較して、本発明によるインプラント材料か
らの抗生物質の放出は有意に改善される。実際に5〜10
のフアクターの放出の改善が見られる。本発明により、
非常に有用で、有利な新規なリン酸三カルシウム成分が
骨用セメントの製造に利用できる。
例 1 63μmより小さい粒子サイズを有するリン酸三カルシ
ウム(E.Merck社製カタログナンバー2194)97.6gをL−
アルギニン0.8gおよびゲンタマイシン硫酸塩1.6gを含有
するpH7.4の溶液中に懸濁し、懸濁液を噴霧乾燥装置で
噴霧する(ノズル圧力:2バール;空気流動速度:380m3/
時;入口温度:200℃;排出口温度:65℃)。
例 2 L−アルギニン1.6gおよびリン酸三カルシウム96.8g
を使用する以外は、他の例1と同様の方法に従う。
例 3 L−アルギニン1.6g、ゲンタマイシン4.0gおよびリン
酸三カルシウム94.4gを使用する以外は、他は、例1と
同様の方法により行つた。
例 4 L−アルギニン1.6g、ゲンタマイシン8.0gおよびリン
酸三カルシウム90.4gを使用する以外は、他は例1と同
様の方法により行つた。
例 5 L−アルギニン1.6g、ゲンタマイシン16.0gおよびリ
ン酸三カルシウム82.4gを使用する以外は、他は例1と
同様の方法により行つた。
例 6 L−アルギニン5.0g、ゲンタマイシン8.0gおよびリン
酸三カルシウム87gを使用する以外は、他は例1と同様
の方法により行つた。
例 7〜12 L−アルギニンの代りにL−スレオニンを使用する以
外は、他は例1〜6と同様の方法により行つた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレツド・ヴオチヨコウスキー ドイツ連邦共和国D−6100ダルムシユタ ツト、フランクフルテル、シユトラーセ 250 (72)発明者 ギユンター・モデルモーク ドイツ連邦共和国D−6100ダルムシユタ ツト、フランクフルテル、シユトラーセ 250

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアクリレートおよび(または)ポリメ
    タアクリレートを基材とするインプラント材料のための
    添加剤としての、再吸収性多孔質リン酸三カルシウムで
    あって、身体耐容性の再吸収性充填剤で孔が充填されて
    おり、該充填剤が少なくとも二種の成分よりなり、該成
    分の一つが抗生物質であり、他の一つがアミノ酸であ
    る、前記再吸収性多孔質リン酸三カルシウム。
  2. 【請求項2】抗生物質として、アミノグリコシド抗生物
    質を含有する、特許請求の範囲第1項に記載の再吸収性
    多孔質リン酸三カルシウム。
  3. 【請求項3】ポリアクリレートおよび(または)ポリメ
    タアクリレートを基材とするインプラント材料のための
    添加剤としての、身体耐容性である再吸収性充填剤で孔
    が充填されている、再吸収性多孔質リン酸三カルシウム
    の製造方法であって、多孔質リン酸三カルシウムを抗生
    物質とアミノ酸を含む充填剤との溶液と接触させ、次い
    で溶剤を除去することを特徴とする、前記製造方法。
  4. 【請求項4】リン酸三カルシウムを抗生物質とアミノ酸
    を含む充填剤との溶液中に懸濁し、その懸濁液を次いで
    噴霧乾燥させる、特許請求の範囲第3項に記載の製造方
    法。
  5. 【請求項5】抗生物質として、アミノグリコシドを使用
    する、特許請求の範囲第3項または第4項に記載の製造
    方法。
  6. 【請求項6】ポリアクリレートおよび(または)ポリメ
    タアクリレートを基材とする粉末状固体成分と液体単量
    体成分とを、すぐに混合、使用できる各包装単位で含有
    する骨用セメント調製用の前駆材料であって、前記固体
    成分は、抗生物質とアミノ酸を含む身体耐容性の再吸収
    性充填剤で孔が充填されている、再吸収性多孔質リン酸
    三カルシウム5〜30重量%を含有することを特徴とする
    インプラント材料用前駆材料。
  7. 【請求項7】ポリアクリレートおよび(または)ポリメ
    タアクリレートを基材とするインプラント材料、特に骨
    用セメントであって、抗生物質とアミノ酸を含む身体耐
    容性の再吸収性充填剤で孔が充填されている再吸収性多
    孔質リン酸三カルシウム3〜20重量%を含有することを
    特徴とする、前記インプラント材料、特に骨用セメン
    ト。
JP62093463A 1986-04-18 1987-04-17 インプラント材料用リン酸三カルシウム Expired - Lifetime JP2552483B2 (ja)

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