JP2880781B2

JP2880781B2 - 骨補填材の製造方法

Info

Publication number: JP2880781B2
Application number: JP2247191A
Authority: JP
Inventors: 政哉澄田
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1989-09-21
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1999-04-12
Anticipated expiration: 2014-04-12
Also published as: JPH03176067A

Description

【発明の詳細な説明】「利用分野」本発明は、骨補填材、特にブロック状骨補填材の製造
方法に関する。

「従来技術及びその問題点」リン酸カルシウム系化合物、特にハイドロキシアパタ
イトは、その優れた生体親和性及び骨伝導能から人工歯
根、骨補填材、経皮素子などとして応用が広く研究され
ており、既に数種のものが実用に供されている。従来、
骨補填材には、顆粒状のものと、予め成形されたブロッ
ク状のものとがあるが、特に、顆粒状骨補填材は、任意
の形状の欠損部に随意に充填することができるので、広
く用いられている。

しかしながら、顆粒状骨補填材には、顆粒相互間の固
着がないため、新生骨と骨性癒着する前に散逸してしま
うことが多かった。そこで、この欠点を克服するため、
フィブリン糊で顆粒相互間を固着させることが提案され
ている（特開昭60−256460号及び同60−256461号公報
等）。しかし、フィブリン糊は、ヒトの血液から製造さ
れるため、肝炎、エイズ等に感染する危険性があった。

また、本発明者は、特開平２−1285号明細書において
α−リン酸三カルシウム又はリン酸四カルシウムを必須
成分として含む顆粒を酸水溶液で固着させる方法を提案
したが、この方法は特定成分の顆粒にしか適用できない
という問題点があった。

さらに、本発明者は、先に、生体に対して為害性のな
い物質であるプルラン、グリコールキチン、カルボキシ
メチルキチン及びペクチンのうちの１種以上を水に溶解
した水溶液を顆粒固定用糊剤として提案した。この糊剤
は、生体内に充填時に骨補填材を固定するには好適であ
るが、生体外で予め固着してブロック状骨補填材とする
場合には、水分の蒸発に長時間を要する。

「発明の目的」本発明は、顆粒状セラミックスを固着させてブロック状
骨補填材を製造する際に、水分を除去する必要がなく、
短時間に容易に製造しうる方法を提供することを目的と
する。

「発明の構成」本発明による骨補填材の第一の製造方法は、セラミッ
クス顆粒をプルランと一緒に高温高圧水蒸気で処理する
ことを特徴とする。

多糖類は、一般に、単糖類、少糖類とは異なり、融点
が無く、加熱しても炭化、熱分解するだけであるため、
ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂のように溶融させて混
合、複合化させることは不可能である。そこで、本発明
者は、水などの溶剤に溶解せずに液化し、セラミックス
顆粒と混合、複合化しうる物質を探究すべく、鋭意研究
を行った結果、大気中の加熱では溶融せずに炭化するだ
けであったプルランも高温高圧水蒸気下では液化し、セ
ラミックス顆粒と複合一体化できることを見出し、本発
明を完成した。

高温高圧水蒸気下で液化するのは、先に提案した多糖
類のうちではプルランのみで、カルボキシメチルキチ
ン、グリコールキチン、ペクチンは液化しなかった。プ
ルランのみが高温高圧水蒸気下で液化する理由は、必ず
しも明らかではないが、プルランが吸着していた自由水
を溶解し、見掛け上溶融状態を呈しているが、厳密には
溶解したものと思われる。しかし、本発明においては、
このような理論に拘束されることなく、溶剤などを添加
しないのに液状となるので、「液化」という用語で示
す。

プルランは、不完全菌の一種であるオーレオバシディ
ウム・プルランス（Aureobasidium pullulans）を水あ
めや砂糖を炭素源に用いて適当な条件下で培養したとき
に菌体外に産出される水溶性多糖類の呼称である。本発
明に使用するプルランは、分子量等に特に制限はない
が、培養終了後に菌体、塩類、蛋白質などを除去した精
製品を使用することが好ましい。例えば、林原株式会社
から商品名PI−20の下に市販されているプルランは、精
製後のプルランを濃縮、乾燥、粉末化したものである。
また、本発明において用いるプルランは、粉末状、シー
ト状など任意の形状であってよい。

本発明において使用するセラミックスとしては、例え
ば、リン酸カルシウム系セラミックス、アルミナ系セラ
ミックス、ジリコニア系セラミックスなどが挙げられ
る。これらのうち、リン酸カルシウム系セラミックス、
例えばハイドロキシアパタイト、フッ素アパタイト、α
−リン酸三カルシウム、β−リン酸三カルシウム及びリ
ン酸四カルシウムのうちの１種以上から成るセラミック
スが好ましい。

本発明においては、上記のようなセラミックスの顆粒
を用いるが、平均粒径１μｍ〜6mmの顆粒であることが
好ましい。使用する顆粒の粒径は、得ようとする骨補填
材の大きさや形状に応じて適宜選択されるが、一般的
に、整形外科用など、大きな骨補填材を得ようとする場
合には、平均粒径600μｍ〜6mmの顆粒が好ましく、歯周
治療用など、小さな骨補填材を得ようとする場合には、
平均粒径１μｍ〜300μｍの顆粒を使用することが好ま
しく、その他の骨補填、例えば顎堤挙上、抜歯窩補填、
頭蓋、顎、顔面等の骨補填には平均粒径300〜600μｍの
顆粒が好ましい。

顆粒の製造方法としては、高速攪拌造粒法、圧粉体を
粉砕する方法、湿式でケーキを作成した後、粉砕する方
法、スプレードライ法などがあるが、これらに限定され
るものではない。こうして製造した顆粒を焼成するか、
又は、焼成後に顆粒状に成形してもよい。また、顆粒は
緻密質であっても多孔質であってもよいが、生体親和性
を考慮すると、多孔質が好ましい。

本発明の方法において、プルランとセラミックス顆粒
を一緒に高温高圧水蒸気処理する場合、プルラン粉末と
セラミックス顆粒を混合した後、処理するか、又は粉末
状又はシート状プルランの上にセラミックス顆粒を散布
した後、処理してもよい。また、上記の混合は、ある程
度の均一な混合ができれば、特に乳鉢やミルを使用しな
くてもよく、単に容器中で攪拌棒などで攪拌混合すれば
充分である。

また、本発明の方法においては、プルラン粉末を予め
高温高圧水蒸気処理して液化させた後、固化したシート
状プルラン上にセラミックス顆粒を散布し、再度、高温
高圧水蒸気処理することもできる。

本発明においては、プルランの使用量は、使用するセ
ラミックスの種類などにより変動するが、実験により適
宜決定することができる。一般に、リン酸カルシウム系
セラミックス顆粒又はアルミナ系セラミックス顆粒とプ
ルランとの割合は0.1〜10とする。この割合が0.1未満で
あると、骨欠損部を充填するのに充分なセラミックスの
量ではなく、10を越えると、固着が不充分となる。

また、ジルコニア系セラミックス顆粒とプルランとの
割合は、0.18〜17.7とする。この割合が0.18未満である
と、骨欠損部を充填するにはセラミックス量が不充分で
あり、17.7を越えると、固着が不充分となる。

高温高圧水蒸気処理を行うための高温高圧水蒸気雰囲
気の達成には、医療用高圧蒸気滅菌器（オートクレー
ブ）の利用が最も簡便である。この種の滅菌器の温度及
び圧力は、115℃、0.7kg/cm²〜132℃、2kg/cm²に設定さ
れているものがほとんどであり、この範囲であればいず
れでも本発明に用いることができる。プルランは、上記
の設定温度及び圧力に達するまでの間に多少液化してい
る。また、処理時間は、プルランが液化し、周囲のセラ
ミックス顆粒を濡らすのに充分な時間であればよい。

高温高圧処理後、冷却すれば、プルランと一体化して
固化した骨補填材が得られる。

本発明においては、原料物質を予め滅菌してから用い
るか、又は完成した骨補填材を滅菌してもよい。滅菌方
法には、特に制限はない。しかし、本発明の方法におけ
る高温高圧水蒸気処理自体が滅菌処理であるから、原料
物質及び完成した骨補填材の滅菌を省略することができ
る。

本発明の方法において、骨補填材の成形は任意の方法
で行うことができる。例えば、セラミックス顆粒とプル
ランを所望の形で型に入れて高温高圧処理すれば、所望
の形の骨補填材が得られる。また、所望の形の型に入れ
なくても、得られた骨補填材をナイフやダイヤモンドバ
ーでトリミングすることにより容易に成形することがで
きる。

「発明の実施例」次に、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１市販のハイドロキシアパタイト顆粒（旭光学工業
（株）製、商品名アパセラムＧ）5gとプルラン（林原
（株）製、商品名PI−20）5gを内径35mm、深さ15mmのポ
リプロピレン容器に入れてテフロン棒で混合し、これを
132℃、2kg/cm²に設定した医療用高圧蒸気滅菌器
（（株）平山製作所製、商品名ステリマイト18A）に入
れて１分間、処理した。冷却後、取り出したところ、プ
ルランと顆粒と一体化して固化しており、複合骨補填材
が得られた。

実施例２水酸化カルシウムスラリーとリン酸水溶液を用いる公
知の湿式法で合成したハイドロキシアパタイトを噴霧乾
燥により造粒し、平均粒径約30μｍ、比表面積55cm²/g
の顆粒とした。このハイドロキシアパタイト顆粒を市販
のハイドロキシアパタイト顆粒の代わりに用いた以外
は、実施例１と同様の操作を行ったところ、実施例１と
同様に固化した複合骨補填材が得られた。

実施例３プルラン（林原（株）製、商品名PI−20）2gを内径40
mm、深さ7mmのポリエチレン容器に入れ、実施例１に用
いた医療用高圧蒸気滅菌器で１分間処理したところ、プ
ルランは液化した。このプルランが固化した後、この上
にハイドロキシアパタイト顆粒（旭光学工業（株）製、
商品名アパセラムＧ、粒径600〜1000μｍ）2gを振りか
け、再度、同じ高圧蒸気滅菌器で１分間処理した。冷却
後、直径40mm、厚さ2mmの複合骨補填材が得られた。

比較例１高圧蒸気滅菌器の代わりに132℃に設定した電気炉を
用いた以外は、実施例１と同様な操作を行ったが、プル
ランは液化せず、複合骨補填材は得られなかった。

比較例２高圧蒸気滅菌器の代わりに240℃に設定した電気炉を
用い、ポリプロピレン容器の代わりにアルミナルツボを
用いた以外は、実施例１と同様な操作を行ったが、プル
ランは変色したものの、液化せず、複合骨補填材は得ら
れなかった。

「発明の効果」本発明によれば、生体為害性のない材料を用いてセラ
ミックス顆粒を極めて容易に短時間に固着させ、水分の
除去を必要とせずに、複合骨補填材を得ることができ
る。また、高圧蒸気滅菌器を用いて処理できるので、固
着操作と同時に滅菌されることとなる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミックス顆粒とプルランを一緒に高温
高圧水蒸気で処理することを特徴とする骨補填材の製造
方法。
【請求項２】セラミックスがリン酸カルシウム系化合
物、アルミナ又はジルコニアである請求項１記載の骨補
填材の製造方法。