JP3472970B2 - 生体埋め込み材料の製造方法 - Google Patents

生体埋め込み材料の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は生体埋め込み材料及びそ
の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に生体内の軟組織に適用されるもの
として、またカテーテル等材料として数種のポリマーが
用いられている。しかしこれらはあくまで生体にとって
異物である。特に生体内外を連結するカテーテル等にあ
っては、皮膚貫通部から細菌が進入し炎症や感染の危険
性が甚だ高く、長期間の使用は到底耐えられないもので
あった。またカテーテル等に埋め込まれている硫酸バリ
ウムや酸化タングステンなどの造影剤を用いた造影ライ
ンなどは、これにそって断裂などの原因ともなり、強度
的に不安要素となる。また材料そのものに造影剤を混入
し造影性をもたせたものは、造影剤の溶出による生体侵
害の心配がある。一方ハイドロキシアパタイトは生体に
対する親和性にすぐれていることが知られており人工骨
などに臨床応用されている。しかし、生体組織に比べ硬
度が非常に大きく、弾力性、柔軟性がないためカテーテ
ル等軟組織に適用する材料には不適である。
【０００３】
【課題を解決する為の手段】上記に鑑み本発明は生体内
で長期間代用物としての機能を果たし炎症等を防ぎ、柔
軟性、弾力性を有し、しかも生体親和性や造影性に優れ
て、造影ラインを必要としない生体埋め込み材料を提供
することを実現した。
【０００４】
【実施例】以下、本発明生体埋め込み材料の組成、形状
及至構造、使用の態様等につき詳細に分説する。材料組
成・製法本発明に於ける"ハイドロキシアパタイト"とは
その化学組成がＣａ10(ＰＯ4)6(ＯＨ)2で表される純粋
品のみならず、ＯＨイオンのかわりに１〜１０％のカー
ボネイト(ＣＯ3)イオンやフッ素、塩素イオンを含むこ
ともある。また、これを主成分とするのであるが焼結
性、強度、細孔度等を向上すべくこれにＣａ(ＰＯ4)2、
ＭｇＯ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＣａＦ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、ＣａＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＺｎＯ、Ｃ、Ｓｒ
Ｏ、ＰｂＯ、ＢａＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2等の周知の各種
添加物を添加混合したものをも包含する。上記成分をも
つハイドロキシアパタイトはＣａ/Ｐモル比が１.６７の
ものをさすが、カルシウム欠損アパタイト、リン酸三カ
ルシウム、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウムな
どのリン酸カルシウム化合物の単体もしくはそれら二つ
以上の複合体もハイドロキシアパタイトとほぼ同等の機
能を有する。粒子径５μｍ以下のハイドロキシアパタイ
ト超微粉末を８００℃未満、好ましくは４００℃で乾燥
を行いポリマーコンパウンドに混合し、練和した後成形
を行う。ハイドロキシアパタイト微粉末は、０.５Ｍ水
酸化カルシウム懸濁液にリン酸水溶液を序々に適下し、
撹拌しながら均一に反応させて得られる非晶質ハイドロ
キシアパタイトをろ過し、６０℃で乾燥したのちジェッ
トミルなどの超微粉砕機を用いて得られる。これを約４
００℃ で乾燥することによってさらに乾燥が進み、１
５０〜３５０℃でのポリマーとの混練や成形時の水分蒸
発による発泡をなくし、均一な複合材をつくることが可
能になる。この時点で、微粉末は低結晶質ハイドロキシ
アパタイトとなり、一次粒子は数百オングストロームで
ある。凝集二次粒子は約２ミクロンであるが、ポリマー
との十分な混練工程の中で容易に解砕され、分散する。
数百オングストロームの粒子分散は複合材の強度低下を
最小限にとどめる効果を有するだけでなく、ポリマーの
分子鎖間にも分布しうる為、より大きな粒子の場合のよ
うに粒子と母材ポリマーとの結合力、接着力などを考慮
してカップリング材を添加する必要がない。さらに粒子
の複合材から生体組織への溶出、溶解が起こったとして
も平均１ミクロン程度の細胞からみて、はるかに小さい
サイズである為、粒子の引き起こす異物反応、細胞の貪
食反応は軽微である。さらにハイドロキシアパタイトの
溶解速度も高結晶質のものより大きいため、生体親和性
を高める効果もより早期に発現する。一方、８００℃以
上で焼成すると、ハイドロキシアパタイトが高結晶質化
すると共に粒子周土が焼結し始め、粒成長が進む。この
ため、上記のような問題点をもっており、複合材の強度
は低下するばかりでなく、組織反応も未添加のものより
むしろ悪くなってしまう。上記のポリマーは例えば、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリウレタン、ポリエステル、アクリロニトリル・
ブタジエン・スチレン樹脂、ポリカーボネイト、ポリス
ルホン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ジアクリルフ
タレート樹脂、フラン樹脂等から選ぶことが出来る。こ
れらの樹脂はまたＣ、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｚ
ｒＯ2、ＴｉＯ2、Ｗ、Ｍｏ、ステンレス、チタン金属等
からなる強化材料や他のフィラーを含んでいてもよい。
【０００５】実験例１ 湿式合成をした粒子径５μｍ以下のハイドロキシアパタ
イト超微粉末を４００℃で、一昼夜乾燥した後、付加型
シリコーンゴムコンパウンドに５、１５、３０ｗｔ％それ
ぞれ混合し、十分に練和した後厚さ２ｍｍのシートに成
形した。その後二次加硫を行った。 −物性試験− 目的の形状に切断してＪＩＳ規格加硫ゴム物理試験方法
Ｋ６３０１に準じて物性試験を行った。引張り強さはハ
イドロキシアパタイト添加量０、５、１５、３０ｗｔ％に
対してそれぞれ８６、８３、５８、３５ｋｇｆ/ｃｍ2とな
り直線的に低下した。逆に、硬度は６９、７１、７５、８
０と直線的に増加した。引裂き強さはそれぞれ１４、２
４、２６、２１ｋｇｆ/ｃｍとなり、ハイドロキシアパタ
イト添加により引裂き強さが増大すること、及び添加量
１５ｗｔ％付近に極大値を持つことが認められた。（図
１） −動物試験− イヌ皮下に１５ｍｍ×１５ｍｍのハイドロキシアパタイ
ト添加量０、５、１５、３０ｗｔ％の各材料を埋入し２
週、１、３、６ヶ月後、周囲組織ごと摘出した後、病理組
織標本を作成し、光顕にて観察した。複合材周囲に形成
された線維性被膜はシリコーン単体の場合に比べ、ハイ
ドロキシアパタイトを混入したものは薄く組織反応は軽
微になる傾向が認められた。埋入６ヶ月後での複合材周
囲の被膜の厚さは、ハイドロキシアパタイト０、５、１
５、３０ｗｔ％の場合でそれぞれ約３６５、２９０、２５、
１５０μｍであった。ハイドロキシアパタイト１５ｗｔ
％において周囲の被膜が最も薄くなることが認められ
た。（図２）
【０００６】
【発明の効果】以上詳述の如く本発明は生体内で長期間
代用物としての機能を果たし炎症等を防ぎ、柔軟性、弾
力性を有し、しかも生体親和性や造影性に優れて、造影
ラインを必要としない等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
【図２】実験例１の結果を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−11459（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−135670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−242264（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82474（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−1286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−168364（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61L 27/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水酸化カルシウムとリン酸を湿式で反応さ
    せて得られる非晶質ハイドロキシアパタイトをろ過、乾
    燥後、超微粉砕し、これを８００℃未満で乾燥させた
    後、前記ハイドロキシアパタイトの粒径が２ミクロン以
    下になるまでポリマーコンパウンドと混練することを特
    徴とする生体埋め込み材料の製造方法。
  2. 【請求項２】前記ハイドロキシアパタイト粉末と、前記
    ポリマーコンパウンドは、150℃〜350℃で混練される請
    求項1に記載の生体埋め込み材料の製造方法。
  3. 【請求項３】前記ポリマーコンパウンドの添加量が、お
    およそ15wt%である請求項1に記載の生体埋め込み材料の
    製造方法。
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