JP3125016B2 - Curable material - Google Patents

Curable material

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JP3125016B2
JP3125016B2 JP03156154A JP15615491A JP3125016B2 JP 3125016 B2 JP3125016 B2 JP 3125016B2 JP 03156154 A JP03156154 A JP 03156154A JP 15615491 A JP15615491 A JP 15615491A JP 3125016 B2 JP3125016 B2 JP 3125016B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は自硬化性を有する硬化性
材料に関し、より詳しくは硬化後アパタイトへ転化す
る、たとえば生体代替及び充填用の生体材料として有用
な自硬化性生体材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curable material having self-curing properties, and more particularly, to a self-curing biomaterial which is converted into apatite after curing, and is useful as a biomaterial for, for example, bioreplacement and filling.

【0002】[0002]

【従来の技術】リン酸カルシウムの1種であるカルシウ
ム−リン系アパタイト(以下カルシウム−リン系アパタ
イトを単にアパタイトと記す)は理論式はCa10(PO
462 (XはOH- 、Cリットル- 、F- 等の陰イ
オンを示す)で示される。ここでCa/Pのグラムアト
ム比は理論上は10/6=1.67であるが、実際には
Ca/P比として1.3〜2.0の範囲でアパタイト構
造を取ることが可能とされている。従って種々の一般式
が提案されており、例えば Ca10-X(HPO4X (PO46-X2-X のように示される。
2. Description of the Related Art The theoretical formula of calcium-phosphorus apatite (hereinafter, calcium-phosphorus apatite is simply referred to as apatite), which is a kind of calcium phosphate, is expressed as Ca 10 (PO
4 ) 6 X 2 (X represents an anion such as OH , C 1 , F ). Here, the gram-atom ratio of Ca / P is theoretically 10/6 = 1.67, but in practice, it is possible to obtain an apatite structure in the range of 1.3 to 2.0 as the Ca / P ratio. Have been. Accordingly, various general formulas have been proposed, such as, for example, Ca 10-X (HPO 4 ) X (PO 4 ) 6-X X 2-X .

【0003】このアパタイトは歯や骨の無機質成分の主
成分であり、生体内での親和性に優れ生体組織と容易に
同化することから人工歯根や骨欠損部の充填材としての
利用が盛んに研究されている。しかしながらアパタイト
はその優れた生体親和性にもかかわらず以下に述べるよ
うな理由により歯科材料、医用材料等の生体材料への利
用は極めて少ないのが現状である。
[0003] This apatite is a main component of the inorganic components of teeth and bones and has excellent affinity in vivo and is easily assimilated with living tissue. Therefore, it is actively used as a filler for artificial roots and bone defects. Has been studied. However, apatite is extremely rarely used for biomaterials such as dental materials and medical materials for the following reasons despite its excellent biocompatibility.

【0004】従来アパタイトの生体材料としての利用
は、主にヒドロキシアパタイト粉末を金型プレス成形や
鋳込成型等の方法で成形した後に、焼結することにより
所望の成形体を得る方法が用いられてきた。しかしなが
らこのような成形方法では複雑な形状の材料を成型する
事は困難であり、個々の治療でそれぞれ異なる形状、寸
法の成型体を必要とする場合に対しては事実上対応は不
可能であった。
Conventionally, apatite is used as a biomaterial by a method in which hydroxyapatite powder is molded by a method such as die press molding or casting, and then sintered to obtain a desired molded body. Have been. However, it is difficult to mold a material having a complicated shape by such a molding method, and it is virtually impossible to cope with a case where molded articles having different shapes and dimensions are required for individual treatments. Was.

【0005】一方、従来から用いられている生体材料の
中に歯科セメント、歯科用コンポジットレジン、ボーン
セメント等がある。これ等の生体材料の使用時はペース
ト状又はパテ状となっており、これを口腔内又は生体内
の必要個所に充填した後に硬化させる方法で用いられて
いる。従って、これ等の生体材料から個々の治療に最適
な形状の生体材料を成型する事が可能である。
On the other hand, among the conventionally used biomaterials, there are dental cement, dental composite resin, bone cement and the like. When these biomaterials are used, they are in the form of a paste or putty, and are used in a method of filling them into the oral cavity or a necessary place in the living body and then curing them. Therefore, it is possible to mold a biomaterial having an optimum shape for each treatment from these biomaterials.

【0006】しかしながら、上記従来型の歯科セメン
ト、コンポジットレジン、ボーンセメント等は、その成
分が生体硬組織とは異なる物質、例えば亜鉛華、シリカ
粉、ポリアクリレート、ユージノール等の無機、有機物
から成っており、曳糸性あるいは粘稠性の面で操作しに
くいという欠点がある。また生体との間では単なる物理
的な又は化学的な接着により固定されているに過ぎず、
生体組織との同化は全く起こらないものである。
However, the above-mentioned conventional dental cements, composite resins, bone cements and the like are composed of substances different from those of living hard tissue, for example, inorganic and organic substances such as zinc white, silica powder, polyacrylate and eugenol. There is a drawback that operation is difficult in terms of spinnability or viscousness. In addition, it is merely fixed by physical or chemical adhesion with the living body,
Assimilation with living tissue does not occur at all.

【0007】従って、使用時にはパテ状、又はペースト
状のアパタイト前駆体物質を生体内又は口腔内の必要個
所に充填し、この充填物が生体温度で比較的短時間に硬
化し、硬化体を形成させ、この硬化体が経時でアパタイ
トとなり生体組織と同化させることが出来れば理想的と
考えられる。(以下経時でアパタイトとなる硬化体をア
パタイト硬化体と言う。)
Therefore, when used, a putty- or paste-like apatite precursor substance is filled in a required portion in a living body or an oral cavity, and this filling material cures at a living body temperature in a relatively short time to form a cured product. It is considered ideal if the cured product becomes apatite over time and can be assimilated with living tissue. (Hereinafter, a cured product that becomes apatite over time is referred to as an apatite cured product.)

【0008】このような観点からアパタイトに転化し得
るリン酸カルシウムを主体としたペースト状の練和物を
用いて上記の目的に供する方法が検討されている(特開
昭59−88351号及び特開昭59−182263号
公報と石膏と石炭No.188、11、1984)。上記
の公開公報及び文献で開示されている技術によると、第
三リン酸カルシウムに有機、無機の酸又は易水溶性のハ
ロゲン化物を添加することにより、生体温度付近で比較
的短時間の内にアパタイト硬化体を生成させることが可
能である。
From such a viewpoint, a method of using a paste-like kneaded material mainly composed of calcium phosphate which can be converted into apatite for the above purpose has been studied (JP-A-59-88351 and JP-A-59-88351). No. 59-182263, gypsum and coal No. 188, 11, 1984). According to the technology disclosed in the above-mentioned publications and literatures, by adding an organic, inorganic acid or easily water-soluble halide to tribasic calcium phosphate, apatite hardening can be performed within a relatively short period of time around a biological temperature. It is possible to generate a body.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、我々の
検討によると、上記公開公報及び文献に開示されている
技術によって得られるアパタイト硬化体を実際に生体材
料として使用するためには、次のような解決すべき問題
点が残っていることがわかった。
However, according to our studies, in order to actually use a cured apatite obtained by the techniques disclosed in the above-mentioned publications and literatures as a biomaterial, the following is required. It turns out that there are still problems to be solved.

【0010】すなわち: 得られる硬化体は硬度が低くヌーブ硬度として高々6
kg/mm2 程度のものしか得られない。 硬化体は、水中での安定性が著しく低く、水中で容易
に崩壊してしまう。 硬化の際の収縮が大きく得られる硬化体の寸法精度に
欠け、患部へ適合させることが困難である。 得られる硬化体の強度が低く、破砕抗力として高々1
50kg/cm2 程度のものしか得られていない。
That is, the obtained cured product has a low hardness and a Knob hardness of at most 6
Only about kg / mm 2 can be obtained. The cured product has extremely low stability in water and easily disintegrates in water. The cured product from which a large amount of shrinkage during curing is obtained lacks dimensional accuracy, and it is difficult to adapt it to the affected part. The strength of the obtained cured product is low, and the crushing resistance is at most 1
Only about 50 kg / cm 2 was obtained.

【0011】また、特開昭62−182146号におい
て、カルシウムとリンを原子比としてCa/P=1.3
〜2.0の割合で含有する水和自硬化性リン酸カルシウ
ムと、水に難溶性のフッ化物と、酸と水とからなる硬化
性材料を用いて形成した硬化体が開示され、従来得られ
ている物より硬度は高く、水中安定性も高く、寸法精度
の高い物が得られるているが、これについて本発明者等
が更に検討を加えたところ、それから得られた硬化体の
強度を示す破砕抗力値は、例えば人間の緻密骨の強度等
に比べ、未だ十分な値には達しているとは言えず、また
硬化性材料を硬化させるに当たっては粉剤と液剤を練和
するが、この練和性(練和性については後に詳述する)
も不十分であった。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-182146, calcium / phosphorus atomic ratio of Ca / P = 1.3.
A hydrated self-hardening calcium phosphate containing at a ratio of ~ 2.0, a hardly soluble fluoride in water, and a hardened body formed using a hardenable material composed of an acid and water are disclosed and conventionally obtained. Although the hardness is higher than that of the product, the stability in water is high, and the product with high dimensional accuracy is obtained, the inventors of the present invention have further examined this, and the crushing which shows the strength of the cured body obtained from it The drag value cannot be said to have reached a sufficient value, for example, compared to the strength of human compact bone, etc., and the powder and the liquid are kneaded to cure the curable material. Nature (the kneadability will be described in detail later)
Was also inadequate.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
従来品の欠点を克服した新しい自硬化性生体材料を開発
するため鋭意検討した結果、特定の水和自硬化性リン酸
カルシウムと、水に難溶性のフッ化物とからなる系に対
し水に可溶性のフッ化物と中和剤と、酸と、水とを特定
範囲で含有せしめた硬化性材料を用いて形成した硬化体
においては上記問題点を解決できることを見いだしこの
知見に基づき本発明を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to develop a new self-curing biomaterial which overcomes such disadvantages of the conventional product. The above problem is encountered in a cured product formed using a curable material containing a specific range of a fluoride, a neutralizing agent, an acid, and water that are soluble in water with respect to a system comprising a hardly soluble fluoride. The inventors have found that the points can be solved, and have completed the present invention based on this finding.

【0013】すなわち本発明は、カルシウムとリンを原
子比としてCa/P=1.3〜2.0の割合で含有する
水和自硬化性リン酸カルシウムと、水に難溶性のフッ化
物と、フッ化ナトリウム、酸性フッ化ナトリウム、フッ
化カリウム及び酸性フッ化カリウムから選ばれる少なく
とも1種の水に可溶性のフッ化物と、酸と、水酸化ナト
リウム及び水酸化カリウムから選ばれる少なくとも1種
の中和剤と、水とを含有し、且つ前記の水に可溶性の少
なくとも1種のフッ化物と前記中和剤のナトリウム及び
カリウムとフッ素各原子の比が(Na+K)/F=0.
2〜40であることを特徴とする硬化性材料を提供する
ものである。
That is, the present invention provides a hydrated self-hardening calcium phosphate containing calcium and phosphorus at an atomic ratio of Ca / P = 1.3 to 2.0, a fluoride which is hardly soluble in water, At least one water-soluble fluoride selected from sodium, sodium acid fluoride, potassium fluoride and potassium acid fluoride; an acid; and at least one neutralizer selected from sodium hydroxide and potassium hydroxide And water, and the ratio of each atom of sodium and potassium and fluorine of at least one fluoride soluble in water and the neutralizing agent is (Na + K) / F = 0.
The present invention provides a curable material having a ratio of 2 to 40.

【0014】本発明に使用する水和自硬化性リン酸カル
シウムとは、水もしくは酸等の硬化促進剤を添加した水
で練ったとき、水和によって硬化性を示すものであっ
て、例示するとα−リン酸三カルシウム、リン酸四カル
シウム等の水和自硬化性リン酸カルシウムもしくはα−
リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムの混合物もし
くはこれらとヒドロキシアパタイトやリン酸八カルシウ
ム、β−リン酸三カルシウム、リン酸水素カルシウム等
の非水和自硬化性リン酸カルシウムとの混合物で水和自
硬化性を持ち、且つカルシウムとリンを原子比としてC
a/P=1.3〜2.0の割合で含有するものである。
The hydrated self-hardening calcium phosphate used in the present invention is one which exhibits curability by hydration when kneaded with water or water to which a hardening accelerator such as an acid is added. Hydrated self-hardening calcium phosphate such as tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate or α-
Hydration self-curing with a mixture of tricalcium phosphate and tetracalcium phosphate or a mixture of these with non-hydrated self-hardening calcium phosphate such as hydroxyapatite, octacalcium phosphate, β-tricalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate , With the atomic ratio of calcium to phosphorus
a / P = 1.3 to 2.0.

【0015】カルシウムとリンの原子比はCa/P=
1.3〜2.0の範囲が好ましく、更に好ましくはカル
シウムとリンの原子比がCa/P=1.4〜1.8の範
囲である。この範囲外のCa/P比の組成ではアパタイ
トの理論組成での比率1.67との差が大きすぎるため
有機酸等の硬化促進剤と練和してもアパタイト構造に転
化しにくく、良好な硬化体が得られにくい。
The atomic ratio of calcium to phosphorus is Ca / P =
It is preferably in the range of 1.3 to 2.0, and more preferably the atomic ratio of calcium to phosphorus is in the range of Ca / P = 1.4 to 1.8. If the composition of the Ca / P ratio is out of this range, the difference from the theoretical apatite composition ratio of 1.67 is too large. It is difficult to obtain a cured product.

【0016】またこれらのリン酸カルシウムを製造する
方法に特に制限されないが通常良く知られているように
カルシウム源として、CaCO3 、CaO、Ca(O
H)2、リン酸源としてP25 、H3 PO4 、NH4
2 PO4 およびカルシウムとリン酸の両者を含有する
CaHPO4 、Ca(H2 PO4 )、Ca227
を使用し、常法により製造され、その製造方法は特に限
定されるものではない。また、混合物を製造する方法と
しては、常法で製造した複数種のリン酸カルシウムを所
定のCa/P比となるように混合する方法、常法により
製造されたヒドロキシアパタイト等を減圧下に加熱する
方法等があるが、いかなる方法を用いてもかまわない。
The method of producing these calcium phosphates is not particularly limited, but as is well known, calcium sources such as CaCO 3 , CaO, Ca (O
H) 2 , P 2 O 5 , H 3 PO 4 , NH 4 as phosphoric acid sources
H 2 PO 4 and CaHPO 4 containing both calcium and phosphate, Ca (H 2 PO 4), using such Ca 2 P 2 O 7, are prepared in a conventional manner, the manufacturing method is particularly limited Not something. Further, as a method for producing a mixture, a method of mixing a plurality of types of calcium phosphate produced by a conventional method so as to have a predetermined Ca / P ratio, and a method of heating hydroxyapatite or the like produced by a conventional method under reduced pressure Etc., but any method may be used.

【0017】次に本発明において上記条件の、リン酸カ
ルシウムが水和硬化する時の促進及び硬化体強度向上の
ために水に難溶性のフッ化物が添加される。この水に難
溶性のフッ化物とは、後記の水に可溶性のフッ化物と併
用され、固体状態で粉体部に添加する方法で使用され、
効果を発現させるものである。具体的な例としてはフッ
化カルシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチ
ウム、フッ化バリウムのアルカリ土類金属フッ化物、フ
ッ化リチウム、フッ化クロム、フッ化鉛、フッ化ニッケ
ル、フッ化鉄、フッ化アルミニウムなどの金属フッ化
物、ケイフッ化ナトリウム、ケイフッ化カリウム、ケイ
フッ化カルシウム、ケイフッ化バリウム等があげられる
が、さらに上記の例以外でも25℃の水100mlに対
する溶解量が1g以下のフッ化物であるならば好適に使
用される。これらの難溶性フッ化物は単独でも複数の混
合物として用いてもよい。またこの難溶性フッ化物の添
加量も難溶性フッ化物中のフッ素量がリン酸カルシウム
のカルシウム量に対して原子比でCa/F=4.5〜1
50であることが好ましく、この範囲をあまり外れた場
合には所期の効果は得られないことがある。
Next, in the present invention, a fluoride which is hardly soluble in water is added under the above-mentioned conditions to promote the hydration and hardening of calcium phosphate and to improve the strength of the hardened material. The water-insoluble fluoride is used in combination with a water-soluble fluoride described below, and is used in a method of adding it to the powder portion in a solid state.
The effect is exhibited. Specific examples include calcium fluoride, magnesium fluoride, strontium fluoride, alkaline earth metal fluorides of barium fluoride, lithium fluoride, chromium fluoride, lead fluoride, nickel fluoride, iron fluoride, and fluorine fluoride. Examples thereof include metal fluorides such as aluminum fluoride, sodium silicofluoride, potassium silicofluoride, calcium silicofluoride, and barium silicofluoride. In addition to the above examples, fluorides having a solubility of 1 g or less in 100 ml of water at 25 ° C. If present, it is preferably used. These hardly soluble fluorides may be used alone or as a mixture of a plurality of them. The amount of the hardly soluble fluoride added is such that the amount of fluorine in the hardly soluble fluoride is Ca / F = 4.5 to 1 in atomic ratio with respect to the calcium amount of calcium phosphate.
It is preferably 50, and if it is outside this range, the desired effect may not be obtained.

【0018】次に本発明においては上記条件のリン酸カ
ルシウムに、水に可溶性のフッ化物としてフッ化ナトリ
ウム、酸性フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、酸性フ
ッ化カリウムから選ばれるアルカリ金属フッ化物と中和
剤としての水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選ば
れるアルカリ金属水酸化物とを、添加量が、これらの中
のナトリウム、カリウム、フッ素各原子の比が(Na+
K)/F=0.2〜40となるように添加する。この水
に可溶性のフッ化物と中和剤を添加することにより該自
硬化性生体材料が水和硬化する時の練和性を著しく向上
させる事が出来、更に加えて硬化体の強度も向上させ、
寸法精度も良くなる、この水もしくは酸水溶液に可溶性
のフッ化物としては上記の4種類の他に、一般には例え
ばケイフッ化コバルト、ケイフッ化鉄、ホウフッ化鉄、
ホウフッ化カリウム、ホウフッ化ナトリウム、ホウフッ
化アンモニウム、ネオボーン、フッ化銅、フッ化第一ス
ズ、フッ化亜鉛、ケイフッ化マグネシウム、ケイフッ化
アンモニウム、ケイフッ化マンガン、ケイフッ化亜鉛、
フッ化チタンカリウム、フッ化マンガン、フッ化ジルコ
ニウムアンモニウム、フッ化ジルコニウムカリウム、ヘ
キサフロロリン酸ナトリウム、ヘキサフロロリン酸カリ
ウム等も挙げられるが、これは水に可溶性のフッ化物全
体の半分以下ならば、フッ化ナトリウム、酸性フッ化ナ
トリウム、フッ化カリウム、酸性フッ化カリウムから選
ばれるアルカリ金属フッ化物と併用しても差支えない。
Next, in the present invention, calcium phosphate under the above conditions is mixed with an alkali metal fluoride selected from sodium fluoride, sodium acid fluoride, potassium fluoride and potassium acid fluoride as a water-soluble fluoride, and a neutralizing agent. And an alkali metal hydroxide selected from sodium hydroxide and potassium hydroxide as the addition amount, the ratio of each atom of sodium, potassium and fluorine in these is (Na +
K) /F=0.2 to 40. By adding a soluble fluoride and a neutralizing agent to this water, the kneadability of the self-curable biomaterial when it is hydrated and hardened can be significantly improved, and in addition, the strength of the hardened body can be improved. ,
Dimensional accuracy is also improved. In addition to the above four kinds of fluorides soluble in water or an acid aqueous solution, generally, for example, cobalt silicofluoride, iron silicofluoride, iron borofluoride,
Potassium borofluoride, sodium borofluoride, ammonium borofluoride, neoborn, copper fluoride, stannous fluoride, zinc fluoride, magnesium silicate fluoride, ammonium silicate fluoride, manganese silicate fluoride, zinc silicate fluoride,
Potassium titanium fluoride, manganese fluoride, ammonium zirconium fluoride, potassium zirconium fluoride, sodium hexafluorophosphate, potassium hexafluorophosphate, etc. can also be used, provided that this is less than half of the total water-soluble fluoride. It may be used in combination with an alkali metal fluoride selected from sodium fluoride, sodium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride and potassium fluoride.

【0019】また可溶性のフッ化物の添加方法として
は、一般に塩の形で加えるが、その他にも例えばフッ酸
とアルカリ金属水酸化物等を加え、中和により可溶性フ
ッ化物を生成させる方法や分解反応等により可溶性フッ
化物を生成する前駆体のような形で加える等の方法を用
いてもよい。
The method of adding the soluble fluoride is generally in the form of a salt. In addition, for example, a method of adding a hydrofluoric acid and an alkali metal hydroxide to neutralize to form a soluble fluoride, or a method of decomposing A method such as adding a precursor in the form of a soluble fluoride by reaction or the like may be used.

【0020】この水に可溶性の、フッ化ナトリウム、酸
性フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、酸性フッ化カリ
ウムから選ばれる水に可溶性のアルカリ金属フッ化物と
中和剤としての水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから
選ばれるアルカリ金属水酸化物の添加量は、これらの中
のナトリウム、カリウム、フッ素各原子の比が(Na+
K)/F=0.2〜40である事が必要で、この範囲を
外れた場合には所期の効果は得られない。
This water-soluble alkali metal fluoride selected from sodium fluoride, sodium acid fluoride, potassium fluoride and potassium acid fluoride, and sodium hydroxide and potassium hydroxide as neutralizing agents The addition amount of the alkali metal hydroxide selected from the above is such that the ratio of each atom of sodium, potassium and fluorine in these is (Na +
K) / F needs to be 0.2 to 40, and if it is outside this range, the desired effect cannot be obtained.

【0021】また可溶性アルカリ金属フッ化物の添加量
は、リン酸カルシウムのカルシウムに対して原子比で好
ましくはCa/F=4.5〜600、より好ましくは
4.5〜300の範囲であり、この範囲をあまり外れた
場合にも所期の効果は得られないことがある。
The amount of the soluble alkali metal fluoride to be added is preferably in an atomic ratio of Ca / F = 4.5-600, more preferably 4.5-300, with respect to calcium of calcium phosphate. In some cases, the desired effect may not be obtained even if the deviation is too small.

【0022】この可溶性アルカリ金属フッ化物と中和剤
を所定量添加した場合の作用としては、特に練和性の向
上効果が著しい。練和性について定量的に記述する事は
困難であり、一般的な測定方法として定まったものもな
い。しかしながら、本発明による硬化性材料は実際に使
用する場合においては粉剤、液剤を混合し、練り合わせ
てペースト状もしくはパテ状にし、適用部位に挿入、充
填もしくは流し込み、凝結、硬化させるものであるの
で、練り合わせると直ちに適度に粘稠となり適用部位に
スムースに挿入、充填もしくは流し込みが出来ることの
意義は非常に大きいものである。もしも練和した場合に
バサバサで粉に近い状態の場合には適用部位に挿入、充
填もしくは流し込むにしても操作を行い難く、また適用
部位への密着性も悪くなり生体材料として、良好な効果
が発揮出来ない。もっとも、単に練和物の流動性のみを
良くするのであれば、例えば液粉比を大きくすれば(液
剤の比率を大きくすれば)容易に改良できるのである
が、本材料が水和硬化するために必要な水の量は粉剤の
重量の高々数パーセントであるので過剰な水の添加は徒
に強度を下げるのみである。従って水の添加量を下げて
もなお良好な練和性が維持出来るような添加物を見いだ
すことの意義は非常に大きいものである。本発明者らは
この様な添加物について鋭意検討した結果、驚くことに
水に可溶性の、フッ化ナトリウム、酸性フッ化ナトリウ
ム、フッ化カリウム、酸性フッ化カリウムから選ばれる
水に可溶性のアルカリ金属フッ化物と中和剤としての水
酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選ばれるアルカリ
金属水酸化物とを、これらの中のナトリウム、カリウ
ム、フッ素各原子の比が(Na+K)/F=0.2〜4
0の範囲となるように添加すれば、液粉比を下げても極
めて良好な練和性が維持出来、強度も高くなることを見
いだしたものである。
When a predetermined amount of the soluble alkali metal fluoride and the neutralizing agent are added, the effect of improving the kneadability is remarkable. It is difficult to describe the kneadability quantitatively, and there is no general measurement method. However, when the curable material according to the present invention is actually used, powders and liquids are mixed, kneaded into a paste or putty, and inserted, filled or poured into the application site, set and cured, Immediately upon kneading, it becomes moderately viscous immediately, and it is very significant that it can be smoothly inserted, filled or poured into the application site. If kneaded, if it is in a state close to powder, it will be difficult to operate even if it is inserted, filled or poured into the application site, and the adhesion to the application site will be poor, and a good effect as a biomaterial will be obtained. I can't show it. However, if only the fluidity of the kneaded material is simply improved, for example, by increasing the liquid-powder ratio (by increasing the ratio of the liquid agent), it can be easily improved. Since the amount of water required is at most a few percent of the weight of the dust, the addition of excess water only reduces the strength. Therefore, it is very significant to find an additive that can maintain good kneading properties even when the amount of water added is reduced. The present inventors have conducted intensive studies on such additives, and as a result, surprisingly, water-soluble alkali metals selected from sodium fluoride, sodium acid fluoride, potassium fluoride, and potassium acid fluoride are surprisingly soluble in water. The fluoride and the alkali metal hydroxide selected from sodium hydroxide and potassium hydroxide as the neutralizing agent are mixed with each other at a ratio of each atom of sodium, potassium and fluorine of (Na + K) /F=0.2 to 4
It has been found that, if added so as to fall within the range of 0, extremely good kneadability can be maintained and strength can be increased even if the liquid-powder ratio is lowered.

【0023】本発明の硬化性材料においては、また硬化
促進剤として上記フッ化物に加えて有機酸類及び無機酸
類等の酸類を含有している。本発明の実施に用いる有機
酸類としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、等の低級一
塩基脂肪酸;りんご酸、グリコール酸、乳酸、くえん
酸、糖酸、アスコルビン酸等のヒドロキシカルボン酸;
グルタミン酸、アスパラギン酸等の酸性アミノ酸;蓚
酸、マロン酸、コハク酸、グルタール酸、アジピン酸等
の二塩基酸;ピルビン酸、アセト酢酸、レブリン酸等の
ケト酸、サリチル酸、安息香酸、ケイ皮酸等の芳香族カ
ルボン酸類及び加水分解により容易にカルボン酸基を生
成する上記有機酸の誘導体、例えば酸無水物や酸塩化物
等があげられる。また、無機酸類としては、リン酸、塩
酸、硝酸、硫酸等があげられる。これらのうち有機酸類
が特に好ましい。
The curable material of the present invention contains an acid such as an organic acid and an inorganic acid in addition to the above fluoride as a curing accelerator. Organic acids used in the practice of the present invention include lower monobasic fatty acids such as formic acid, acetic acid, and propionic acid; hydroxycarboxylic acids such as malic acid, glycolic acid, lactic acid, citric acid, sugar acid, and ascorbic acid;
Acidic amino acids such as glutamic acid and aspartic acid; dibasic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, and adipic acid; keto acids such as pyruvic acid, acetoacetic acid, and levulinic acid; salicylic acid, benzoic acid, and cinnamic acid And the organic acid derivatives which easily form a carboxylic acid group by hydrolysis, such as acid anhydrides and acid chlorides. Further, examples of the inorganic acids include phosphoric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and the like. Among these, organic acids are particularly preferred.

【0024】また、本発明の硬化性材料は、硬化反応を
進行せしめるための水を含有している。水の量はP(P
4 として1モル)に対し、硬化反応の理論上最低1/
3モル必要である。しかし、練和性、作業性などを考慮
して、これ以上適当量の水を用いることができるが、通
常H2 O/PO4 モル比=1/3〜50程度である。
The curable material of the present invention contains water for promoting a curing reaction. The amount of water is P (P
(1 mol as O 4 ), and at least 1 /
3 moles are required. However, an appropriate amount of water can be used more in consideration of kneadability, workability and the like, but the H 2 O / PO 4 molar ratio is usually about 1/3 to 50.

【0025】本発明の硬化性材料は上記のごとき各成分
の組合せからなる硬化処理前ないしは未硬化の材料をい
い、その実施態様としては、各成分を各別に準備し使用
に際し練和、硬化させて目的の硬化体としてもよいが、
実際的な取り扱いの便宜性を考慮して、たとえば、下記
のごとき粉体成分と液体成分、すなわち粉体部、液部と
して各別に準備し、使用に際しこれを練和し硬化させて
目的の硬化体とするのが好ましい。
The curable material of the present invention refers to a material before or after the curing treatment comprising a combination of the above components, and in an embodiment, each component is separately prepared, kneaded and cured upon use. May be used as the desired cured product,
In consideration of practical handling convenience, for example, a powder component and a liquid component as shown below, that is, separately prepared as a powder portion and a liquid portion, kneaded and cured at the time of use, and cured as desired. It is preferably a body.

【0026】例えば、(1)粉体成分がリン酸カルシウ
ムと水に難溶性のフッ化物、水に可溶性のフッ化物、酸
および中和剤より成り、一方、液体成分が水である場
合、(2)粉体成分がリン酸カルシウムと水に難溶性の
フッ化物、水に可溶性のフッ化物より成り、一方、液体
成分が水、酸および中和剤である場合、(3)粉体成分
がリン酸カルシウムと水に難溶性のフッ化物より成り、
一方、液体成分が水、水に可溶性のフッ化物、酸および
中和剤である場合などがあるが、もちろんこれらに限ら
れるものではない。
For example, when (1) the powder component is composed of calcium phosphate and a fluoride which is hardly soluble in water, a fluoride which is soluble in water, an acid and a neutralizing agent, while (2) when the liquid component is water When the powder component is composed of calcium phosphate and a fluoride that is hardly soluble in water and a fluoride that is soluble in water, while the liquid component is water, an acid and a neutralizing agent, (3) the powder component is composed of calcium phosphate and water. Made of hardly soluble fluoride,
On the other hand, the liquid component may be water, a water-soluble fluoride, an acid, and a neutralizing agent, but is not limited thereto.

【0027】なお、フッ化物については水に難溶性の物
と、可溶性の物との2種類があり、各々の量が規定され
ている。従って、(3)の粉体成分がリン酸カルシウム
と水に難溶性のフッ化物より成り、一方、液体成分が
水、水に可溶性のフッ化物、酸および中和剤である場合
については水に難溶性のフッ化物と、可溶性のフッ化物
が別れているので各々のフッ素量等を測定すれば添加量
が確認できるが、(1)粉体成分がリン酸カルシウムと
水に難溶性のフッ化物、水に可溶性のフッ化物、酸およ
び中和剤より成り、一方、液体成分が水である場合、
(2)粉体成分がリン酸カルシウムと水に難溶性のフッ
化物、水に可溶性のフッ化物より成り、一方、液体成分
が水、酸および中和剤である場合等の様に水に難溶性の
フッ化物と、可溶性のフッ化物が同じ粉体成分の中に入
っている様な場合には例えば水で可溶性のフッ化物を抽
出して水に難溶性のフッ化物と、可溶性のフッ化物を分
離し、各々のフッ素量を例えばイオン電極法等で分析す
る事により確認すれば良いし、ナトリウム、カリウム量
については原子吸光法等で分析し、確認すれば良い。
There are two types of fluorides, ones that are hardly soluble in water and those that are soluble in water, and the amount of each is defined. Therefore, the powder component of (3) is composed of calcium phosphate and a water-insoluble fluoride, while the liquid component is water, a water-soluble fluoride, an acid, and a neutralizing agent. Fluoride and soluble fluoride are separated, so the amount of each can be confirmed by measuring the amount of fluorine and the like. (1) Fluoride which is hardly soluble in calcium phosphate and water, and soluble in water Consisting of fluoride, acid and neutralizing agent, while the liquid component is water,
(2) The powder component is composed of calcium phosphate and a fluoride which is hardly soluble in water, and a fluoride which is soluble in water. On the other hand, when the liquid component is water, an acid and a neutralizer, the powder component is hardly soluble in water. If the fluoride and the soluble fluoride are in the same powder component, for example, the soluble fluoride is extracted with water to separate the hardly soluble fluoride from the soluble fluoride. The amount of each fluorine may be confirmed by, for example, analyzing by an ion electrode method or the like, and the amount of sodium and potassium may be confirmed by analyzing by an atomic absorption method or the like.

【0028】かかる液体成分と粉体成分は、液体容量
(ml)と粉体重量(g)の比(粉液比ml/g)で表
わして0.1〜0.5の割合で混合使用するのが好まし
い。液体成分がこれより少ないと、粉体成分と液体成分
を混合した練和物の流動性が不足であり所望の形に形成
しがたく、これより多いと練和物の流動性が過剰になっ
て特定の形を保持しがたくなり、いずれも好ましくな
い。
The liquid component and the powder component are mixed and used at a ratio of 0.1 to 0.5, which is represented by the ratio of the liquid volume (ml) to the powder weight (g) (powder-liquid ratio ml / g). Is preferred. If the liquid component is less than this, the kneaded product obtained by mixing the powder component and the liquid component is insufficient in flowability to form a desired shape, and if it is more than this, the kneaded material becomes excessively fluid. It is difficult to maintain a specific shape, and neither is preferable.

【0029】リン酸カルシウムに対する酸類の量は約2
×10-5moリットル/g〜1.2×10-3moリット
ル/gの範囲にあることが好ましい。この下限未満では
硬化に長時間を要し、また上限を越えると硬化スピード
が速すぎて操作性が悪い。なお、粉体成分がリン酸カル
シウム及びフッ化物であり、液体成分が酸類の水溶液で
ある場合は、0.1moリットル/リットル〜2.5m
oリットル/リットルの酸類の水溶液を粉体成分に加え
て練和することが好ましい。
The amount of the acid relative to calcium phosphate is about 2
It is preferably in the range of × 10 −5 mol / g to 1.2 × 10 −3 mol / g. If the amount is less than the lower limit, a long time is required for curing, and if the amount exceeds the upper limit, the curing speed is too high and the operability is poor. In the case where the powder component is calcium phosphate and fluoride and the liquid component is an aqueous solution of acids, 0.1 mol / liter to 2.5 m
It is preferable to add an aqueous solution of an acid of o liter / liter to the powder component and knead the mixture.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上詳細に述べたごとき、本発明の硬化
性材料の各成分、すなわちCa/Pのグラムアトム比が
1.3ないし2.0の範囲にある水和自硬性のリン酸カ
ルシウムと、水に難溶性のフッ化物と、水に可溶性のフ
ッ化物と、中和剤と、酸類と水とを規定の割合で混合し
て本発明の硬化性材料とし、これを練和し、放置し、水
和自己硬化せしめると硬度の優れた硬化物が得られる。
この硬化物は時間の経過と共に生体親和性に優れたアパ
タイトヘ転化する。
As described above in detail, each component of the curable material of the present invention, ie, hydrated self-hardening calcium phosphate having a gram atom ratio of Ca / P in the range of 1.3 to 2.0, A hardly soluble fluoride in water, a fluoride soluble in water, a neutralizing agent, an acid and water are mixed at a prescribed ratio to obtain a curable material of the present invention, which is kneaded and left to stand. Upon hydration self-curing, a cured product having excellent hardness can be obtained.
This cured product is converted into apatite having excellent biocompatibility with the passage of time.

【0031】また、この硬化物は、たとえば、生体材料
として使用するためには、自己硬化に要する時間があま
りにも長時間を必要としたり逆にあまりにも短いと、臨
床的操作が難しくなる。したがって使用目的に応じて硬
化に要する時間が容易かつ大幅にコントロールできるこ
とが好ましい。本発明の硬化性材料によれば酸類の添加
量や中和剤量等を調整することにより生体温度付近の比
較的低温で5分から数時間程度の範囲で硬化時間を変化
させることが可能である。
In addition, if the time required for self-curing of the cured product is too long or too short for use as a biomaterial, for example, clinical operation becomes difficult. Therefore, it is preferable that the time required for curing can be easily and largely controlled according to the purpose of use. According to the curable material of the present invention, it is possible to change the curing time in the range of about 5 minutes to several hours at a relatively low temperature near the body temperature by adjusting the amount of the acid added, the amount of the neutralizing agent, and the like. .

【0032】また、本発明の硬化性材料による硬化物
は、硬化してゆく過程でほとんど収縮しないため、生体
に充填使用される場合に生体と充填物との界面に間隙を
生じることもなく、従って生体との融合性にとって著し
い利点となる。
Further, since the cured product of the curable material of the present invention hardly shrinks in the process of curing, it does not form a gap at the interface between the living body and the filler when used in filling a living body. Therefore, it is a remarkable advantage for the fusion with the living body.

【0033】生体材料には、2つの基本的な機能が要求
される。そのひとつが材料としての機能的強度であり、
もうひとつが生体適合性である。機械的強度としては、
硬度、圧縮強度、曲げ強度等であるが、これらを一定の
レベルに保持するためには硬化物が充分に硬化している
ことが必須である。生体材料が使用される環境を試験管
内で(in vitro)再現することは難しいが、本発明で得
られた硬化物が生体に適用された場合に硬化物としての
基本的機能である硬化物であり続けるか否かを見るため
に、本発明による硬化物を水中に保存し硬化物が崩壊す
るか否かを観察したところ、硬化物は崩壊を起こさずそ
の形状を保ち続けた。また該硬化物の物性を表現する強
度を測定したところ、硬化物はいずれも破砕抗力として
800kg/cm2 前後の値を有していた。しかも注目
すべきことに、該硬化物を水中に保存すると、強度が経
時的に増加し、破砕抗力として1500kg/cm2
達するものも観察された。従って、本発明の硬化性材料
から得られる硬化物は機械強度的にも、その物性が向上
してゆくことが示され、優れた生体材料であると言え
る。また、本発明にもとづく硬化物の生体適合性を見る
ためにSD系ラットのオスの下顎骨に人工的に欠損をつ
くり練和物を圧迫充填し、以後の経過を観察したとこ
ろ、繊維性結合組織の介在はなく炎症性細胞が経時と共
に消退し、骨組織の形成が認められ、生体材料として極
めて優れていることが示唆された。
Biomaterials are required to have two basic functions. One of them is the functional strength as a material,
Another is biocompatibility. As mechanical strength,
Hardness, compressive strength, flexural strength, etc. are required, but in order to keep them at a certain level, it is essential that the cured product is sufficiently cured. Although it is difficult to reproduce the environment in which a biomaterial is used in a test tube (in vitro), when the cured product obtained in the present invention is applied to a living body, the cured product has a basic function as a cured product. When the cured product according to the present invention was stored in water to observe whether or not the cured product collapsed, the cured product did not collapse and kept its shape. When the strength expressing the physical properties of the cured product was measured, all the cured products had a crushing resistance of about 800 kg / cm 2 . Furthermore, remarkably, when the cured product was stored in water, the strength increased with time, and a crushing resistance as high as 1500 kg / cm 2 was observed. Therefore, it is shown that the cured product obtained from the curable material of the present invention has improved physical properties in terms of mechanical strength, and can be said to be an excellent biomaterial. Further, in order to check the biocompatibility of the cured product based on the present invention, an artificial defect was created in the mandible of a male male of SD rats and the kneaded material was pressed and filled. Inflammatory cells disappeared with the passage of time without tissue intervention, and formation of bone tissue was observed, suggesting that it was extremely excellent as a biomaterial.

【0034】なお、従来より使用されている無機粉体と
水溶性高分子を含有する液成分からなるセメント硬化物
では多くの場合において水溶性高分子に由来する粘稠性
が練和操作や施術の困難さを生んでいた。しかしながら
本発明の硬化性材料による硬化物では成分として高分子
を使用していないために、上述のような粘稠性あるいは
曳糸性のような問題もなく、操作的に容易であるという
こともその特徴となっている。
It should be noted that in the hardened cement which is conventionally used and comprises a liquid component containing an inorganic powder and a water-soluble polymer, in many cases, the viscosity derived from the water-soluble polymer is reduced by a kneading operation or a treatment. Had created difficulties. However, in the cured product of the curable material of the present invention, since no polymer is used as a component, there is no problem such as the above-mentioned viscous or spinnable properties, and it is easy to operate. It is the feature.

【0035】[0035]

【実施例】次に本発明を実施例に基づき更に詳細に説明
するが勿論実施例のみに限定されるものではない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but it is needless to say that the present invention is not limited only to the examples.

【0036】実施例1 γ−Ca227 と炭酸カルシウムを混合し、125
0℃で4時間加熱後急冷し水和自硬化性α−リン酸三カ
ルシウムを得た。この水和自硬化性α−リン酸三カルシ
ウム中のCa/P比は1.5であった。このα−リン酸
三カルシウム1.951gと難溶性フッ化物としてフッ
化カルシウム0.049gを混合粉砕して粉剤を得た。
この粉剤における難溶性フッ化物中フッ素量とリン酸カ
ルシウム中のカルシウム量との比、Ca/Fは15であ
る。この粉剤とは別に液剤として、くえん酸0.75、
水酸化カリウム1.0、酸性フッ化ナトリウム0.63
の各モル濃度の水溶液を調製した。この液剤における水
に可溶性のフッ化物と中和剤のナトリウム、カリウム、
フッ素各原子の比(Na+K)/Fは1.3である。
Example 1 γ-Ca 2 P 2 O 7 and calcium carbonate were mixed, and 125
After heating at 0 ° C. for 4 hours, the mixture was rapidly cooled to obtain a hydrated self-curing α-tricalcium phosphate. The Ca / P ratio in this hydrated self-curing α-tricalcium phosphate was 1.5. 1.951 g of this α-tricalcium phosphate and 0.049 g of calcium fluoride as a poorly soluble fluoride were mixed and pulverized to obtain a powder.
The ratio of the amount of fluorine in the poorly soluble fluoride to the amount of calcium in the calcium phosphate, Ca / F, in this powder was 15. Aside from this powder, citric acid 0.75,
Potassium hydroxide 1.0, Sodium acid fluoride 0.63
Of each molar concentration was prepared. Water-soluble fluoride and neutralizing agents sodium, potassium,
The ratio of each fluorine atom (Na + K) / F is 1.3.

【0037】この粉剤2gと液剤0.5mlをガラス製
乳鉢で練和した。この液粉比では、練和物におけるリン
酸カルシウム中のカルシウム量は、水に可溶性なフッ化
物中のフッ素量に対して原子比で30となる。練和時の
稠度は良好であり流動性も十分であった。この練和物を
内経10mm、高さ5mmのアクリル樹脂製リングとそ
の底部にガラス板を組み合わせた型の中に流し込んだ。
この練和物についてはJIS T6604に準じて凝結
時間を測定した。またビガー針の跡がつかなくなるまで
の時間を硬化時間とした。その結果、凝結時間は6分、
硬化時間は24分であった。また破砕抗力についてはJ
IS T6602に準じて測定を行い、硬化後24時間
後の破砕抗力値は1000kg/cm2 であった。さら
にこの硬化物を37度に保温した純水中に保存し破砕抗
力の変化を調べたところ1週間後の破砕抗力値は130
0kg/cm2 と向上していた。この結果をまとめて表
1、表2に示す。
2 g of this powder and 0.5 ml of the liquid were kneaded in a glass mortar. At this liquid-powder ratio, the amount of calcium in the calcium phosphate in the kneaded product is 30 in atomic ratio with respect to the amount of fluorine in the fluoride soluble in water. The consistency during kneading was good and the fluidity was sufficient. The kneaded product was poured into a mold in which an acrylic resin ring having an inner diameter of 10 mm and a height of 5 mm and a glass plate at the bottom thereof were combined.
The setting time of this kneaded product was measured according to JIS T6604. The time until the traces of the bigger needles no longer adhere was defined as the curing time. As a result, the setting time is 6 minutes,
Curing time was 24 minutes. For crushing resistance,
The measurement was carried out according to IS T6602, and the crushing resistance value after 24 hours from the curing was 1000 kg / cm 2 . Further, the cured product was stored in pure water kept at 37 ° C., and the change in crushing resistance was examined.
It was improved to 0 kg / cm 2 . The results are summarized in Tables 1 and 2.

【0038】なお、練和性については、液剤と練ると直
ぐに柔らかく粘稠となり、型への流し込みが容易な場合
には◎、悪くなるに従い○、△とし、バサバサで型への
流し込みが困難な場合は×と記入した。通常の使用にお
いては、◎〜○が適当な稠度である。
The kneadability becomes soft and viscous as soon as it is kneaded with the liquid, and when it is easy to pour into a mold, it becomes ◎. In this case, it was marked with x. In ordinary use, ◎ to ○ are appropriate consistency.

【0039】実施例2〜10 表1、表2に示したように、所定量の水和自硬化性α−
リン酸三カルシウム、難溶性フッ化物、水溶性フッ化
物、中和剤、酸を用い、所定量の液粉比を採用し、実施
例1と同様の操作により練和物を調製し、凝結、硬化時
間、練和性、強度を測定した。その結果も合わせて表
1、表2に示した。
Examples 2 to 10 As shown in Tables 1 and 2, a predetermined amount of hydrated self-curing α-
Using tricalcium phosphate, a sparingly soluble fluoride, a water-soluble fluoride, a neutralizing agent, and an acid, employing a predetermined amount of a liquid powder ratio, a kneaded product is prepared by the same operation as in Example 1, The curing time, kneadability and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0040】実施例11 γ−Ca227 と炭酸カルシウムを混合し、140
0℃で4時間加熱後急冷しリン酸四カルシウムを得た。
実施例1で得られたα−リン酸三カルシウムとこのリン
酸四カルシウムをモル比で2:1の割合で混合し、Ca
/P比で1.67の水和自硬化性リン酸カルシウムを得
た。次に表1、表2に示すようにこの水和自硬化性リン
酸カルシウムと難溶性フッ化物、水溶性フッ化物、酸、
中和剤、水を用い、所定量の液粉比を採用し、実施例1
と同様の操作により練和物を調製し、凝結、硬化時間、
練和性、強度を測定した。その結果も合わせて表1、表
2に示した。
Example 11 γ-Ca 2 P 2 O 7 and calcium carbonate were mixed,
After heating at 0 ° C. for 4 hours, the mixture was rapidly cooled to obtain tetracalcium phosphate.
The α-tricalcium phosphate obtained in Example 1 and this tetracalcium phosphate were mixed at a molar ratio of 2: 1 and Ca was added.
A hydrated self-hardening calcium phosphate having a / P ratio of 1.67 was obtained. Next, as shown in Tables 1 and 2, the hydrated self-hardening calcium phosphate and the hardly soluble fluoride, the water-soluble fluoride, the acid,
Example 1 A neutralizing agent and water were used, and a predetermined amount of liquid powder ratio was employed.
A kneaded material is prepared by the same operation as described above, and the setting, setting time,
The kneadability and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0041】実施例12 実施例1で得られたα−リン酸三カルシウム10部に常
法で得られたヒドロキシアパタイトを1部添加混合して
Ca/P比で1.51の水和自硬化性リン酸カルシウム
を得た。このリン酸カルシウムと難溶性フッ化物、水溶
性フッ化物、酸液を用い、所定量の液粉比を採用し、実
施例1と同様の操作により練和物を調製し、凝結、硬化
時間、練和性、強度を測定した。その結果も合わせて表
1、表2に示した。
Example 12 One part of hydroxyapatite obtained by a conventional method was added to 10 parts of the α-tricalcium phosphate obtained in Example 1 and mixed, and the hydration self-hardening was performed at a Ca / P ratio of 1.51. Calcium phosphate was obtained. Using this calcium phosphate, a sparingly soluble fluoride, a water-soluble fluoride, and an acid solution, a predetermined amount of a liquid-powder ratio was used to prepare a kneaded product in the same manner as in Example 1, and the setting, setting time, and kneading were performed. The properties and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0042】実施例13 液剤をくえん酸0.75、水酸化ナトリウム0.63、
水酸化カリウム0.28、フッ化カリウム1.26の各
モル濃度の水溶液に変更した他は実施例1と同様にして
練和物を調製し、凝結、硬化時間、練和性、強度を測定
した。その結果も合わせて表1、表2に示した。
Example 13 A solution was prepared by adding citric acid 0.75, sodium hydroxide 0.63,
A kneaded product was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous solutions were changed to potassium hydroxide 0.28 and potassium fluoride 1.26 at each molar concentration, and the setting, curing time, kneadability and strength were measured. did. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0043】実施例14 液剤をくえん酸0.75、水酸化カリウム0.91、フ
ッ化ナトリウム0.63、フッ化カリウム0.63の各
モル濃度の水溶液に変更した他は実施例1と同様にして
練和物を調製し、凝結、硬化時間、練和性、強度を測定
した。その結果も合わせて表1、表2に示した。
Example 14 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the solution was changed to an aqueous solution having each molar concentration of citric acid 0.75, potassium hydroxide 0.91, sodium fluoride 0.63 and potassium fluoride 0.63. To prepare a kneaded product, and the setting, curing time, kneadability and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0044】実施例15 液剤をくえん酸0.50、水酸化カリウム0.01、酸
性フッ化カリウム0.63、フッ化第一スズ0.35、
の各モル濃度の水溶液に変更した他は実施例1と同様に
して練和物を調製し、凝結、硬化時間、練和性、強度を
測定した。その結果も合わせて表1、表2に示した。
Example 15 A solution was prepared by adding citric acid 0.50, potassium hydroxide 0.01, potassium acid fluoride 0.63, stannous fluoride 0.35,
A kneaded product was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous solution was changed to each molar concentration, and the setting, curing time, kneadability and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0045】実施例16 実施例1で得たCa/P比が1.5の水和自硬化性α−
リン酸三カルシウム1.951gとフッ化カルシウム
0.049g、フッ化ナトリウム0.026gを混合粉
砕して粉剤を得た。この粉剤における難溶性フッ化物中
フッ素量とリン酸カルシウム中のカルシウム量との比、
Ca/Fは15である。また、この粉剤における水溶性
フッ化物中フッ素量とリン酸カルシウム中のカルシウム
量との比、Ca/Fは30である。この粉剤とは別に液
剤をくえん酸0.75、水酸化カリウム1.5の各モル
濃度の水溶液を調製した。この粉剤2gと液剤0.5m
lをガラス製乳鉢で練和した。この液粉比では、練和物
における水に可溶性のフッ化物と中和剤のナトリウム、
カリウム、フッ素各原子の比(Na+K)/Fは2.1
9である。この練和物についても凝結、硬化時間、練和
性、強度を測定した。その結果も合わせて表1、表2に
示した。
Example 16 The hydrated self-curing α-having a Ca / P ratio of 1.5 obtained in Example 1
1.951 g of tricalcium phosphate, 0.049 g of calcium fluoride, and 0.026 g of sodium fluoride were mixed and pulverized to obtain a powder. The ratio of the amount of fluorine in the poorly soluble fluoride to the amount of calcium in calcium phosphate in this powder,
Ca / F is 15. The ratio of the amount of fluorine in the water-soluble fluoride to the amount of calcium in the calcium phosphate, Ca / F, of this powder was 30. Separately from the powder, an aqueous solution of citric acid 0.75 and potassium hydroxide 1.5 at each molar concentration was prepared. 2g of this powder and 0.5m of liquid
was mixed in a glass mortar. In this liquid-powder ratio, the water-soluble fluoride and the neutralizing agent sodium in the kneaded product,
The ratio of each atom of potassium and fluorine (Na + K) / F is 2.1
9 This kneaded product was also measured for setting, curing time, kneadability, and strength. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0046】なお、この場合粉剤の中には水に難溶性の
フッ化物と可溶性のフッ化物の両者を含んでいるので各
々のフッ素量を確認するため、粉剤を重量で4倍以上の
水に分散させ、水に可溶性のフッ素化物を抽出した。抽
出液中のフッ素量をイオン電極法、ナトリウム量を原子
吸光法にて分析したところ、ほぼ添加したフッ化ナトリ
ウム相当量のフッ素、ナトリウムが検出された。
In this case, since the powder contains both a fluoride which is hardly soluble in water and a fluoride which is soluble in water, in order to confirm the amount of each fluorine, the powder is mixed with water four times or more by weight. It was dispersed and a water-soluble fluorinated product was extracted. The amount of fluorine in the extract was analyzed by the ion electrode method, and the amount of sodium was analyzed by the atomic absorption method. As a result, fluorine and sodium were detected in an amount substantially equivalent to the added sodium fluoride.

【0047】実施例17、18 表1、表2に示したように、所定量の水和自硬化性α−
リン酸三カルシウム、難溶性フッ化物、水溶性フッ化
物、中和剤、酸を用い、所定量の液粉比を採用し、実施
例1と同様の操作により練和物を調製し、凝結、硬化時
間、練和性、強度を測定した。その結果も合わせて表
1、表2に示した。
Examples 17 and 18 As shown in Tables 1 and 2, a predetermined amount of hydrated self-curing α-
Using tricalcium phosphate, a sparingly soluble fluoride, a water-soluble fluoride, a neutralizing agent, and an acid, employing a predetermined amount of a liquid powder ratio, a kneaded product is prepared by the same operation as in Example 1, The curing time, kneadability and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0048】比較例1 実施例1で得られたCa/P比が1.5のα−リン酸三
カルシウムを粉砕して粉剤とした。またくえん酸0.7
5、水酸化カリウム1.0、酸性フッ化ナトリウム0.
63の各モル濃度の水溶液を調製し液剤とした。この液
剤における水に可溶性のフッ化物と中和剤のナトリウ
ム、カリウム、フッ素各原子の比(Na+K)/Fは
1.3である。
Comparative Example 1 The α-tricalcium phosphate having a Ca / P ratio of 1.5 obtained in Example 1 was pulverized into a powder. Citric acid 0.7
5, potassium hydroxide 1.0, sodium acid fluoride 0.
63 aqueous solutions of each molarity were prepared and used as liquid preparations. The ratio (Na + K) / F of each of the sodium, potassium and fluorine atoms of the fluoride soluble in water and the neutralizing agent in this solution is 1.3.

【0049】この粉剤2gと液剤0.5mlをガラス製
乳鉢で十分練和し、実施例1と同様に凝結硬化時間を測
定し、練和性を試験した。凝結時間は4分、硬化時間は
46分であった。また硬化後24時間後の破砕効力は3
00kg/cm2 であった。さらにこの硬化物を37度
に保温した純水中に保存し破砕抗力の変化を調べた。そ
の結果1週間後の破砕抗力値は480kg/cm2 であ
った。これらの結果を表1、表2に示した。
2 g of the powder and 0.5 ml of the liquid were thoroughly kneaded in a glass mortar, and the setting and hardening time were measured in the same manner as in Example 1 to test the kneadability. The setting time was 4 minutes and the setting time was 46 minutes. The crushing effect 24 hours after curing is 3
It was 00 kg / cm 2 . Further, this cured product was stored in pure water kept at 37 ° C., and the change in crushing resistance was examined. As a result, the crushing resistance value after one week was 480 kg / cm 2 . The results are shown in Tables 1 and 2.

【0050】比較例2、3 表1、表2に示したように、所定量のリン酸カルシウ
ム、難溶性フッ化物、水溶性フッ化物、中和剤、酸、水
を用い、所定量の液粉比を採用し、比較例1と同様の操
作により練和物を調製し、凝結、硬化時間、強度を測定
した。その結果も合わせて表1、表2に示した。
Comparative Examples 2 and 3 As shown in Tables 1 and 2, a predetermined amount of calcium phosphate, a sparingly soluble fluoride, a water-soluble fluoride, a neutralizing agent, an acid, and water were used, and a predetermined And a kneaded product was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, and the setting, curing time and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0051】比較例4 液剤をくえん酸0.50、水酸化カリウム0.01、酸
性フッ化カリウム0.1、ケイフッ化マグネシウム0.
1、の各モル濃度の水溶液に変更した他は実施例1と同
様にして練和物を調製し、凝結、硬化時間、練和性、強
度を測定した。その結果も合わせて表1、表2に示し
た。
COMPARATIVE EXAMPLE 4 A solution was prepared by adding citric acid 0.50, potassium hydroxide 0.01, potassium acid fluoride 0.1, magnesium silicofluoride 0.1.
A kneaded material was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous solution was changed to each of the molar concentrations of 1, and the coagulation, curing time, kneadability and strength were measured. The results are also shown in Tables 1 and 2.

【0052】以上実施例に見られる様に、本発明の自硬
化性材料は、強度(破砕抗力)が大きい上に、実用上の
重要な性質である練和性が非常に優れているものであ
る。これに対して本発明の要件を満たしていないもの、
例えば難溶性フッ化物を添加しないもの(比較例1)で
は、水溶性フッ化物は添加してあるので練和性はともか
くとして強度が全く不十分である。また水溶性フッ化物
を添加しないもの(比較例2)では、強度は幾分上がっ
てはいるが練和性が全く悪く実用に耐えない。また、水
に可溶性のフッ化物と中和剤の中のナトリウム、カリウ
ム、フッ素各原子の比が(Na+K)/F=0.2〜4
0の範囲より外れたもの(比較例3、4)でも練和性が
非常に悪く破砕抗力も小さい。
As can be seen from the above examples, the self-curing material of the present invention has high strength (crush resistance) and extremely excellent kneadability which is an important property in practical use. is there. In contrast, those that do not meet the requirements of the present invention,
For example, in the case where the hardly soluble fluoride is not added (Comparative Example 1), since the water-soluble fluoride is added, the kneadability is aside and the strength is completely insufficient. In the case where the water-soluble fluoride was not added (Comparative Example 2), although the strength was slightly increased, the kneadability was quite poor and it was not practical. Further, the ratio of each atom of sodium, potassium and fluorine in the fluoride soluble in water and the neutralizing agent is (Na + K) /F=0.2 to 4
Even those out of the range of 0 (Comparative Examples 3 and 4) have very poor kneading properties and low crushing drag.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI //(C04B 28/34 22:06 22:08 22:12) (56)参考文献 特開 昭62−182146(JP,A) 特開 昭63−123854(JP,A) 特開 昭63−95148(JP,A) 特開 昭59−88351(JP,A) 特開 平1−100048(JP,A) 特開 昭59−182263(JP,A) 特開 昭62−83348(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 28/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI // (C04B 28/34 22:06 22:08 22:12) (56) References JP-A-62-182146 (JP, A JP-A-63-123854 (JP, A) JP-A-63-95148 (JP, A) JP-A-59-88351 (JP, A) JP-A-1-100048 (JP, A) 182263 (JP, A) JP-A-62-83348 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 28/34

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 カルシウムとリンを原子比としてCa/
P=1.3〜2.0の割合で含有する水和自硬化性リン
酸カルシウムと、水に難溶性のフッ化物と、フッ化ナト
リウム、酸性フッ化ナトリウム、フッ化カリウム及び酸
性フッ化カリウムから選ばれる少なくとも1種の水に可
溶性のフッ化物と、酸と、水酸化ナトリウム及び水酸化
カリウムから選ばれる少なくとも1種の中和剤と、水と
を含有し、且つ前記の水に可溶性の少なくとも1種のフ
ッ化物と前記中和剤のナトリウム及びカリウムとフッ素
各原子の比が(Na+K)/F=0.2〜40であるこ
とを特徴とする硬化性材料。
1. The method according to claim 1, wherein the atomic ratio of calcium and phosphorus is Ca /
Selected from hydrated self-hardening calcium phosphate containing P at a ratio of 1.3 to 2.0, a fluoride insoluble in water, and sodium fluoride, sodium acid fluoride, potassium fluoride and potassium acid fluoride. And at least one water-soluble fluoride, an acid, at least one neutralizing agent selected from sodium hydroxide and potassium hydroxide, and water. A curable material characterized in that the ratio of each kind of fluoride, sodium and potassium of the neutralizing agent and each atom of fluorine is (Na + K) /F=0.2 to 40.
【請求項2】 難溶性フッ化物中のフッ素量に対するリ
ン酸カルシウム中のカルシウム量が原子比でCa/F=
4.5〜150であることを特徴とする請求項1記載の
硬化性材料。
2. The atomic ratio of calcium in calcium phosphate to fluorine in sparingly soluble fluoride is Ca / F =
The curable material according to claim 1, wherein the number is from 4.5 to 150.
【請求項3】 フッ化ナトリウム、酸性フッ化ナトリウ
ム、フッ化カリウム、酸性フッ化カリウムから選ばれる
水に可溶性のフッ化物中のフッ素量に対するリン酸カル
シウム中のカルシウム量が原子比でCa/F=4.5〜
600であることを特徴とする請求項1記載の硬化性材
料。
3. An atomic ratio of calcium in calcium phosphate to fluorine in water-soluble fluoride selected from sodium fluoride, sodium acid fluoride, potassium fluoride, and potassium acid fluoride in an atomic ratio of Ca / F = 4. .5-
The curable material according to claim 1, wherein the number is 600.
【請求項4】 難溶性フッ化物がアルカリ土類金属塩で
あることを特徴とする請求項1記載の硬化性材料。
4. The curable material according to claim 1, wherein the hardly soluble fluoride is an alkaline earth metal salt.
【請求項5】 粉体部と液体部とからなることを特徴と
する請求項1記載の硬化性材料。
5. The curable material according to claim 1, comprising a powder part and a liquid part.
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