JP2626357B2 - リン酸カルシウム顆粒セメント及びその製造方法 - Google Patents

リン酸カルシウム顆粒セメント及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は骨欠損部及び骨空隙部並
びに骨吸収部、更には抜歯窩等に充填するリン酸カルシ
ウム顆粒セメント及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】骨欠損部及び骨空隙部並びに骨吸収部、
更には抜歯窩に、最短径が0.1〜3.0mmであり、且
つ比表面積形状係数φが6.3〜15であるヒドロキシ
アパタイトを充填する充填材は公知である(例えば、特
開昭61−20558号公報等)。前記公知の骨欠損部
及び骨空隙部充填材に使用するヒドロキシアパタイト
は、生体親和性に優れており、不定形状の骨欠損部及び
骨空隙部への充填材として、前述の最短径及び比表面積
形状係数を有する顆粒状のヒドロキシアパタイトが最適
である。
【0003】しかしながら、前記顆粒状のヒドロキシア
パタイトは圧密を行った場合でも、圧密後に形状が保持
されず、手術後二〜三週間が経過して切開部位の周辺に
骨組織が生成して固定する以前に、切開した部位から充
填物の漏出が生じ、充填部位の治癒が遅延する場合があ
るので、充填した圧密ヒドロキシアパタイト顆粒の形状
を初期の形状に保持することは、治癒の促進上、極めて
重要な問題である。
【0004】そこで、前記問題を解決するため、例えば
特開平3−45266号公報、特開平3−51051号
公報において、水硬性リン酸カルシウムセメントとヒド
ロキシアパタイト顆粒とを組合わせて、ヒドロキシアパ
タイト顆粒を水硬性リン酸カルシウムセメントで固定す
るリン酸カルシウムセメントが提案されている。しかし
ながら、前記リン酸カルシウムセメントは、ヒドロキシ
アパタイト顆粒を固定することはできるものの、水硬性
リン酸カルシウムセメントの微粉体がヒドロキシアパタ
イト顆粒相互間に形成される間隙に埋入し、該充填物の
表層部分から内部に連通する気孔を塞ぐため、生体組織
や血管が充填箇所内に侵入することができず、栄養分の
運搬及び新生骨の形成が阻害されるという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生体
に対する刺激がなく、任意の形状の骨欠損部及び骨空隙
部並びに骨吸収部、更には抜歯窩等に容易に充填でき、
生体内で早期にアパタイトに転化し、更には、充填材中
のリン酸カルシウムセメント相互間に、栄養の運搬及び
新生骨の形成等に有用な間隙を有するリン酸カルシウム
顆粒セメント及びその製造方法を提供することにある。
【0006】また本発明の別の目的は、生体内に充填後
ただちに硬化し、手術後の初期における形状保持性に優
れ、また充填箇所からの漏出の危険性がほとんどなく、
治癒に要する時間が短い、リン酸カルシウム顆粒セメン
ト及びその製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、α型第
3リン酸カルシウムと第2リン酸カルシウムとをCa/
Pモル比1.35〜1.49の割合で混合した粉体を主
成分とするリン酸カルシウム混合物を200kgf/c
2 以上のプレス圧で加圧した後再粉砕して顆粒状に成
形してなり、該顆粒の最短径が0.1〜1.0mmである
ことを特徴とするリン酸カルシウム顆粒セメントが提供
される。
【0008】また本発明によれば、α型第3リン酸カル
シウム粉末と第2リン酸カルシウム粉末とをCa/Pモ
ル比1.35〜1.49の割合に混合し、得られる混合
粉末を200kgf/cm 2 以上のプレス圧で加圧した
後再粉砕して、最短径が0.1〜1.0mmの顆粒状とす
ることを特徴とするリン酸カルシウム顆粒セメントの製
造方法が提供される。
【0009】以下本発明を更に詳細に説明する。
【0010】本発明のリン酸カルシウム顆粒セメントの
主成分として用いる粉体は、α型第3リン酸カルシウム
と第2リン酸カルシウムとを混合した粉体である。前記
α型第3リン酸カルシウムと第2リン酸カルシウムは、
水の存在下で混合すると、反応してリン酸8カルシウム
を生成し、該リン酸8カルシウムの結晶が絡み合って硬
化する成分であり、更に該リン酸8カルシウムは、生体
内で徐々にアパタイトに転化する成分である。また前記
α型第3リン酸カルシウムとしては、水酸化カルシウム
とリン酸水溶液とを用いた湿式合成法により得られるも
の又は第2リン酸カルシウム粉と炭酸カルシウム粉とを
用いた乾式合成法により得られるもの等を好ましく用い
ることができ、前記第2リン酸カルシウムとしては、市
販の第2リン酸カルシウム2水和物等が好ましく使用で
きる。
【0011】前記α型第3リン酸カルシウムと前記第2
リン酸カルシウムとの混合割合は、Ca/Pモル比が
1.35〜1.49の範囲である。1.35未満の場合
には、硬化体の強度が低下し、1.49を超えると、個
々のセメント顆粒は固まるものの、顆粒同士が接着しな
いため、生体内等に充填した際に充填物全体がブロック
状の硬化物を形成しないので前記範囲とする必要があ
る。
【0012】本発明のリン酸カルシウム顆粒セメント
は、最短径が0.1〜1.0mmであることが必要であ
る。前記最短径が0.1mm未満の場合には、各顆粒間に
間隙がなくなり、1.0mmを超えると、顆粒同士の接触
面積が小さすぎて、顆粒同士が接着しないため、充填物
全体がブロック状の硬化体を形成しない。さらにこの
際、顆粒径を更に細かく制御することによって顆粒間の
間隙の大きさや充填物全体の強度をコントロールするこ
とができ、例えば、顆粒径0.1〜0.3mmに分級した
顆粒セメントを硬化させると、間隙は狭り、充填物全体
の強度は高くなる。一方、顆粒径0.7〜1.0mmに分
級した顆粒セメントは、充填物の強度はさほど高くない
ものの、間隙が十分に大きく、血管等の比較的大きな組
織を侵入させることができる。
【0013】本発明のリン酸カルシウム顆粒セメント
は、体液中に含まれる水成分によって、十分に硬化する
ので、前記顆粒のみで用いても、十分な効果を得ること
ができるが、必要に応じて、水、減菌された生理食塩水
等の水成分と混合して用いることができ、更に硬化時間
を短縮するために、コハク酸ナトリウム、乳酸ナトリウ
ムを前記水成分中に溶解させて用いることもできる。こ
の際前記水成分の使用量は、前記顆粒100重量部に対
して300〜30重量部とするのが好ましい。
【0014】本発明のリン酸カルシウム顆粒セメントの
製造方法は、特定のCa/Pモル比に混合したα型第3
リン酸カルシウム粉末と第2リン酸カルシウム粉末との
混合粉末を、加圧した後再粉砕することを特徴とする。
【0015】本発明の製造方法において用いる前記α型
第3リン酸カルシウム粉末と第2リン酸カルシウム粉末
は、各々別に自動乳鉢、ボールミル、ジェットミル等で
粉砕するか又は噴霧乾燥等によって粉末とし、好ましく
は径が88μmであるふるいを通過させたものを用いる
のが望ましい。
【0016】また前記α型第3リン酸カルシウム粉末と
第2リン酸カルシウム粉末との前記特定のCa/Pモル
比は、1.35〜1.49である。前記混合を行なうに
は自動乳鉢、ボールミル、シェーカーミキサー等を用い
て混合するのが好ましい。
【0017】本発明の製造方法において前記加圧を行な
うには、油圧ハンドプレス、静水圧プレス装置等を用い
て加圧するのが好ましい。この際加圧を行う際のプレス
圧は200kgf/cm2以上であることが好ましい。前記プ
レス圧が、200kgf/cm2未満の場合には、顆粒個々の
強度が低下し、硬化させる前の取扱いの段階で容易に顆
粒自体が破壊されて微粉末が生成し、該微粉末がセメン
ト顆粒間の間隙に埋入するので好ましくない。上限につ
いては特に限定されるものではないが、通常の静水圧プ
レス装置の能力と、圧粉体の粉砕性を考慮し、2000
kgf/cm2以下とするのが好ましい。
【0018】本発明の製造方法において前記加圧により
得られた加圧成形体を再粉砕するには、自動乳鉢、ボー
ルミル等を用いて再粉砕するのが好ましく、また得られ
顆粒を、ふるいを用いてふるい分けする等して最短径
を0.1〜1.0mmに調整することができる。
【0019】また本発明の製造方法においては、前述の
ように一旦粉末化したα型第3リン酸カルシウムと第2
リン酸カルシウムとを混合した後、前記加圧を行ない、
更に再粉砕して顆粒状とすることにより、α型第3リン
酸カルシウム粉末と第2リン酸カルシウム粉末との双方
が十分密に接触した顆粒とすることができ、これにより
顆粒一粒づつには十分な強度を付与することができ、顆
粒同士が硬化した際にポーラスな硬化体を得ることがで
きる。
【0020】
【発明の効果】本発明のリン酸カルシウム顆粒セメント
は、任意の形状の骨欠損部及び骨空隙部並びに骨吸収
部、更には抜歯窩等に容易に充填でき、硬化後早期にア
パタイトに転化し、更に充填物全体が間隙を有したブロ
ック状に硬化するため、栄養の運搬及び新生骨の形成に
非常に有用である。また手術後の初期形状保持性に優
れ、充填箇所からの漏出の危険性もほとんど無く、治癒
に要する時間も短い。また本発明の製造方法では、該リ
ン酸カルシウム顆粒セメントを容易に製造することがで
きる。
【0021】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0022】
【製造例1〜7】α型第3リン酸カルシウムを自動乳鉢
を用いて、また第2リン酸カルシウム2水和物(和光純
薬工業社製:特級)を、ボールミルを用いて粉砕した。
次いで各々88μmのふるいを通過させ、得られたα型
第3リン酸カルシウムと第2リン酸カルシウムとをCa
/Pモル比が1.45となるように調整し、シェーカー
ミキサー(シンマルエンタープライゼス社製、商品名、
「T2C型」)にて30分間、均一混合した。
【0023】得られた混合物を金型(断面形状50×1
00mm、長方体)に120g投入し、油圧ハンドプレス
(理研社製、商品名「P−18型」)にて200kgf/cm
2の圧力を加え一次成形した。次いで静水圧プレス装置
(理研社製:特別仕様)にて、1000kgf/cm2の圧力
を加え、加圧成形体を得た。
【0024】次に、前記加圧成形体を自動乳鉢(石川工
業社製、商品名、「20型」)にて粉砕し、得られた粉
砕粉を0.044、0.1、0.3、0.5、0.7、
1.0、3.0mmの各ふるいを用いて、0.1〜0.3
mm(製造例1)、0.3〜0.5mm(製造例2)、0.
5〜0.7mm(製造例3)、0.7〜1.0mm(製造例
4)、0.1〜1.0mm(製造例5)、0.044〜
1.0mm(製造例6)、1.0〜3.0mm(製造例7)
の7通りにふるい分けを行ないセメント粉体を得た。
【0025】
【実施例1】製造例1〜5で得られたセメント粉体各5
gと、生理食塩水5mlとを各々混合し、本発明のリン
酸カルシウム顆粒セメントを得た。得られたリン酸カル
シウム顆粒セメントを、直径20mmの円筒状の型枠内に
注入し、37℃の乾燥機中に3時間保持した。
【0026】乾燥終了後、型枠から硬化物を取り出した
ところ、いづれの硬化物も顆粒相互間に間隙を有するポ
ーラスなブロック状の硬化体であった。
【0027】また製造例1及び2の顆粒を硬化させて得
たブロック状の硬化体の圧縮強度を測定したところ、夫
々25.2kgf/cm2(製造例1)、20.2kgf/cm2(製
造例2)であった。なお測定は、インストロン社製万能
試験機、商品名、「1125型」を用いて行ない、クロ
スヘッド速度は0.5mm/分であった。
【0028】
【比較例1】製造例6及び製造例7で得られたセメント
粉体を用いた以外は、実施例1と同様にして硬化を行な
い、セメント硬化体を得た。
【0029】その結果、製造例6で得られた粉体を用い
た硬化体は、顆粒間の間隙が全くなく、製造例7で得ら
れた粉体を用いたものは硬化せず、円筒状の型枠から取
出す際にばらばらに砕けてしまい、充填することができ
なかった。
【0030】
【実施例2】α型第3リン酸カルシウムと第2リン酸カ
ルシウムとの混合割合を、Ca/Pモル比1.35、
1.49とした以外は、製造例1〜7と同様にして粉砕
粉を調製し、0.3mmと0.7mmとのふるいを用いて分
級を行ない、顆粒径0.3〜0.7mmのセメント粉体を
得た。
【0031】得られたセメント粉体を実施例1と同様に
して、リン酸カルシウム顆粒セメントを調製し、該セメ
ントを硬化させたところ、いずれの硬化物もポーラスな
ブロック状の硬化体であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−69536(JP,A) 特開 昭61−20558(JP,A) 特開 平3−128062(JP,A) 特開 平2−1285(JP,A) 特開 平2−44050(JP,A) 特公 平3−33670(JP,B2)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 α型第3リン酸カルシウムと第2リン酸
    カルシウムとをCa/Pモル比1.35〜1.49の割
    合で混合した粉体を主成分とするリン酸カルシウム混合
    物を200kgf/cm 2 以上のプレス圧で加圧した後
    再粉砕して顆粒状に成形してなり、該顆粒の最短径が
    0.1〜1.0mmであることを特徴とするリン酸カルシ
    ウム顆粒セメント。
  2. 【請求項2】 α型第3リン酸カルシウム粉末と第2リ
    ン酸カルシウム粉末とをCa/Pモル比1.35〜1.
    49の割合に混合し、得られる混合粉末を200kgf
    /cm 2 以上のプレス圧で加圧した後再粉砕して、最短
    径が0.1〜1.0mmの顆粒状とすることを特徴とする
    リン酸カルシウム顆粒セメントの製造方法。
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