JP3517197B2 - Living body member - Google Patents

Living body member

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JP3517197B2
JP3517197B2 JP2000294842A JP2000294842A JP3517197B2 JP 3517197 B2 JP3517197 B2 JP 3517197B2 JP 2000294842 A JP2000294842 A JP 2000294842A JP 2000294842 A JP2000294842 A JP 2000294842A JP 3517197 B2 JP3517197 B2 JP 3517197B2
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隆弘 越智
Original Assignee
東芝セラミックス株式会社
株式会社エム・エム・ティー
隆弘 越智
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、生体内において、 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention, in vivo,
骨を形成するために補助的に用いる部材であって、詳しくは傷病等により骨が欠損したり、切除した場合に、その部位に補填し、再び自分の骨を再生させるための生体用部材に関する。 A member used as an auxiliary for the formation of bone, details or bone defects by injuries such, when cut, related to biometric member for supplemented at the site, to play his bone again . また、徐放剤としての利用も可能なものである。 Moreover, it is capable also be used as a sustained release agent. 【0002】 【従来の技術】傷病による骨の欠損に対して、従来より金属、セラミックスを用いた人工的な骨、関節などが研究されている。 [0002] with respect to the Prior Art Bone by injuries deficiency, metal conventionally ceramic artificial bone using, joint, etc. have been studied. そして、セラミックスとしてはアルミナ、ジルコニアなどが、強度および生体為害性がないことから実用化されている。 Then, as the ceramic alumina, zirconia and the like, has been put to practical use since there is no strength and bio for damage resistance. 一方、靭性や加工性に優れる金属では生体為害性がない等の点からチタンやその合金などが実用化されている。 On the other hand, such as titanium and its alloys have been put into practical use from the viewpoint of no for damage resistance organism with a metal excellent in toughness and processability. 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミナ、ジルコニア、チタン合金などはあくまでも骨を可能な限り無害な部材で置き換えたものであり、いつまで経っても生体になじまない死組織であることはかわりない。 [0003] The object of the invention is to be Solved However, alumina, zirconia, such as titanium alloy is the last thing that was replaced with a harmless member as much as possible of the bone, is death organizations that do not fit in the living body even after forever it is not changed. この様な組織は、成長期や老齢期など患者の加齢に合わせて変化するものではなく、つまり、成長期の患者に用いても当然成長せず、老齢期の患者に用いても他の骨に合わせて変形せず、患者に苦痛を強いることになる。 Such organization is not intended to change in accordance with the age of the patient, such as growth period and old age, in other words, of course not grow also be used in the growth period patient, it is used in patients with old age of other It does not deform to fit the bone, so that the force of the pain to the patient. また、 Also,
長年の使用により、為害性がないといってもイオンの放出などは生じることが予想され、不安要因が無いわけではなかった。 The many years of use, because it is expected that is, such as damage resistance is not to say also of ions release occurs, did not mean there is no anxiety factor. 【0004】その後、本来の骨の組成に近いリン酸カルシウム系セラミックス焼結体が実用化されるに至った。 [0004] Then, leading to calcium phosphate ceramics sintered body is close to the composition of the original bone is practical.
リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、ハイドロキシアパタイトなどのリン酸カルシウム系セラミックスは、生体為害性が無く、また、生体内で馴染みやすく、 Tricalcium phosphate, tetracalcium phosphate, calcium phosphate ceramics such as hydroxyapatite, bio since no damage resistance, also, easily familiar in vivo,
特に多孔質体では徐々に自分の組織と結合したり、リン酸カルシウム系セラミックスを破骨細胞が浸食し、その後、侵食部に自分の骨が形成されたりすることがわかっている。 Particularly gradually or combined with their tissue a porous body, the calcium phosphate ceramic osteoclasts erodes, then, are known to or own bone is formed on the eroded portion. 【0005】つまり、一度手術で挿入するだけで、その後、完全に自分の骨に入れ替わることも可能という優れた特徴を有している。 [0005] That is, simply by inserting once surgery, then, it is completely has excellent feature that can also be replaced in their bones. ところが、そのリン酸カルシウム系セラミックスは、緻密体としなければ強度が弱い。 However, the calcium phosphate-based ceramics, the strength is weak if the dense body. 【0006】しかし、緻密体とすると前述の通り自分の骨と入れ替わりにくく、そのまま体内に残るなどして、 [0006] However, with a dense body difficult replaces the previously described his bone, by, for example, as it remains in the body,
本来の特徴を生かせない。 Not Ikase the original features. また、強度が弱いために骨内に挿入するときに加圧すると、加圧面が崩れやすく扱いづらい面があった。 Further, when pressed during insertion into the bone to the strength is weak, there is unwieldy plane pressing surface is easily broken. 【0007】本出願は、先に出願した特願2000−1 [0007] The present application, Japanese Patent Application was filed earlier 2000-1
48561号において、多孔質体の気孔の形状を特有なものとし、特に骨の再生の早い生体用部材を開示したが、本発明はそれを用途に合わせてさらに扱いやすく改良したものである。 In No. 48 561, the pore shape of the porous body shall unique, particularly been disclosed earlier biometric member of bone regeneration, the present invention is an improvement easy to handle further fit it to the application. 【0008】つまり、リン酸カルシウム系セラミックスからなり、特願2000−148561号と同様の気孔と特性を有する多孔質体を有しながら同時にその一部に緻密な部分を有するようにしたものを生体用部材として用いることにより、手術後に優れた回復力が望めるものを提供すると同時に、実際の手術に適するように主に強度的改良を施したものである。 [0008] That is, consist calcium phosphate ceramics, bio member what you have simultaneously dense portion in a part thereof while having a porous body having the same pore and characteristics and Japanese Patent Application No. 2000-148561 the use as, at the same time provides that excellent resilience after surgery can be expected, were subjected to predominantly strength modified as appropriate to the actual surgery. 【0009】更に言えば、先の発明以上に強度があり、 [0009] In addition speaking, there is a strength to more than the previous invention,
施術部への打設による固定がいっそう容易になるものであり、または、術後に外部から負荷がかかっても十分形状が保てるものを提供するものである。 Are those fixed by pouring into treatment portion becomes easier, or is intended to provide what even under load from the outside after surgery maintained sufficiently shape. 【0010】 【課題を解決するための手段】 本発明は、次のような構 [0010] According to an aspect of the present invention, structure such as:
成をとる。 Take a deposition. 少なくとも緻密な部分と、スラリー原料中のリン酸カルシウム粒子が平均粒径0.1μm以上1μm At least dense portion, the calcium phosphate particles in the slurry raw material is an average particle diameter of 0.1μm or more 1μm
未満のスラリーを攪拌し、起泡して形成したリン酸カルシウム系焼結体からなる多孔質の部分を有する部材であって、緻密な部分は気孔率0%以上20%以下であり、 Less slurry was stirred for a, a member having a portion of the porous consisting of calcium phosphate-based sintered body formed by foaming, dense part is 20% or less porosity of 0% or more,
多孔質の部分は気孔率65%以上85%以下であり、かつ、多孔質の部分の気孔は、ほぼ球状の気孔の集まりからなり平均気孔径が100μm以上600μm以下であり、平均気孔径以上の大きさの気孔には一つ当たり平均して4点以上の割合で直径5μm以上の連通孔があり、 Portion of the porous is 85% or less porosity of 65% or more, and the pore portions of the porous is at 600μm or less approximately an average pore diameter becomes a collection of spherical pores 100μm or more, the average pore diameter or more of There are size passage pores average diameter of at least 5μm at a ratio of more than four points, one per the of,
かつ、連通孔のうち少なくとも平均して1点以上の割合で直径50μm以上の連通孔が形成されており、かつ、 And, at least on average diameter 50μm or more communication holes at a ratio of more than one point it is formed out of the communication hole, and,
平均気孔径以上の大きさの気孔が平均してその気孔内表面積の40%以下の割合で連通孔として開口しており、 The average is opened as the communicating hole and an average pore size of the pores diameter or at a ratio of 40% or less of its pores in the surface area,
少なくとも多孔質の部分は乾燥状態で、水および血液の滴下により全体を濡らすことが可能で、その気孔内にさ At least the porous portion of the dry state, can wet the whole by dropping water and blood, into its pores
らに次の(イ)または(ロ)を導入したことを特徴とす Be characterized by the introduction of the following (a) or (b) in al
る生体用部材。 Bio-member that. (イ) 骨形成細胞、自家骨髄細胞、同種骨髄細胞、胎 (B) bone-forming cells, autologous bone marrow cells, allogeneic bone marrow cells, fetal
児骨髄細胞、未分化幹細胞のいずれか一種以上、 (ロ) 活性因子の遺伝子を導入した骨形成細胞、活性 Infant bone marrow cells, any one or more undifferentiated stem cells, (b) bone-forming cells introduced with the gene of active agent, the active
因子の遺伝子を導入した自家骨髄細胞、活性因子の遺伝 Autologous bone marrow cells transfected with the gene of factors, genetic of the active agent
子を導入した同種骨髄細胞、活性因子の遺伝子を導入し Allogeneic bone marrow cells transfected with the child, the gene of the active agent is introduced
た胎児骨髄細胞、活性因子の遺伝子を導入した未分化幹 Fetal bone marrow cells, undifferentiated stem the introduction of the gene of an active factor
細胞の中のいずれか一種以上(請求項1)。 Any one or more of the cells (claim 1). また、本発 In addition, the present onset
明では、リン酸カルシウム系焼結体がハイドロキシアパ In the bright, calcium phosphate-based sintered body is hydroxyapatite
タイトであると好ましい(請求項2) Preferably a tight (claim 2). 【0011】 このような生体用部材の多孔質の部分の気 [0011] The air-porous portion of such a living body member
孔内表面に活性物質を付着させると、好ましい(請求項 When depositing the active material on the bore surface, preferably (claim
3) 3). 【0012】 本発明の生体用部材は、その多孔質の部分がリン酸カルシウム系焼結体であって、その気孔率が5 [0012] biometric member of the present invention, the portion of the porous a calcium phosphate-based sintered body, the porosity of 5
5%以上85%以下であり、かつ、該多孔質の部分は、 5% or more and 85% or less, and the portion of the porous, the
ほぼ球状の気孔の集まりからなり、平均気孔径が50μ Nearly a collection of spherical pores, the average pore diameter of 50μ
m以上800μm以下であり、平均気孔径以上の大きさの気孔が一つ当たり平均して3点以上の割合で直径5μ And the m least 800μm or less, a diameter of a size ratio of three or more points in pores with an average per one of the average pore diameter or more 5μ
m以上の連通孔(開口)を有し、かつ、該連通孔のうち、少なくとも平均して1点以上の割合で直径25μm Has m or more communication holes (openings), and, among the communication hole, the diameter 25μm at a ratio of more than 1 point to at least average
以上の連通孔が形成されているので、気孔内に血液や細胞が浸潤しやすいつまり、リン酸カルシウム系焼結体から成るので骨の再生を促すことができる。 Because it is formed more communication holes, i.e. blood and cells are likely to infiltrate into the pores, it is possible to promote regeneration of bone because consisting calcium phosphate sinter. 気孔は、全体的にほぼ球状の気孔により形成されるので方向性が無く強度を保ちやすい。 Pores, easily maintained without any strength directionality since it is formed by pores of generally approximately spherical. また、細胞の取り付く表面積を大きくすることができる。 Further, it is possible to increase the surface area attach the cell. 【0013】多孔質の部分の気孔率は、55%以上85 [0013] The porosity of a portion of the porous, 55% or more 85
%以下であり、強度を保ちながら気孔の表面積を大きくすることが可能であり、骨の迅速な再生を可能とする。 % Or less, and the it is possible to increase the surface area of ​​pores while maintaining the strength, to allow rapid regeneration of bone.
多孔質の部分の気孔径は平均50〜800μmのものが適し、50μm未満では細胞の侵入が困難であり、80 Pore ​​diameter of the portion of the porous Suitable those average 50~800Myuemu, it is less than 50μm are difficult to cell invasion, 80
0μmより大きいと強度低下と気孔の表面積の減少が生じてしまう。 Reduction of the surface area of ​​0μm larger than strength reduction and pores occurs. 好ましくは、平均気孔径は100μm以上600μm以下である。 Preferably, the average pore diameter is 100μm or more 600μm or less. さらに好ましくは100μm以上400μm以下である。 Still more preferably 100μm or more 400μm or less. 多孔質の部分の気孔率は65 The porosity of the portion of the porous 65
%以上85%以下であることが好ましい。 % Or more is preferably 85% or less. 【0014】本発明の多孔質の部分では、平均気孔径以上の大きさの気孔が、平均して3点以上の割合で直径5 [0014] In the porous part of the present invention, the pore size of the average pore diameter or more is, diameter 5 at a ratio of three or more points on average
μm以上の連通孔(開口)を有しているので、隅々まで体液が浸潤する。 Since it has μm or more communication holes (openings), the body fluid throughout infiltrate. 【0015】特に該連通孔のうち、少なくとも平均して1点以上の割合で直径25μm以上の連通孔が形成されているので、気孔内に体液に加えて細胞が侵入しやすくなる。 A particularly among the communication hole, at least on average communicating over diameter 25μm at a ratio of more than one point hole is formed, in addition to the bodily fluid cells easily penetrate into the pores. 【0016】一般に人の細胞は10μm近くの大きさがあり、また成人の赤血球も8〜9μmであり、よって連通孔は25μmあれば十分効果があるが、連通孔を40 [0016] Generally, human cells have the size near 10 [mu] m, also a erythrocytes adults 8~9Myuemu, thus it is communicating hole is sufficiently effective if 25 [mu] m, the communicating hole 40
μm以上としてやれば、酸素、栄養、細胞などの通過量が格段に向上し、好ましい。 If Shiteyare a μm or more, oxygen, nutrients, passage of such cells is remarkably improved, which is preferable. つまり、3点以上の割合で存在する直径5μm以上の連通孔(開口)の中には1点以上の割合で直径40μm以上の連通孔が存在することが好ましい。 In other words, it is preferably present in diameter 40μm or more communication holes at a ratio of more than one point in the diameter 5μm or more communication holes are present in a ratio of three or more points (opening). 【0017】このように大きな連通孔を持ち、多くの気孔と三次元的に連通することで生体部材内全体の体液の循環を良くし、細胞も生体用部材の深部まで侵入しやすくなるのである。 [0017] have such a large passage, to improve the circulation of the entire in vivo member body fluids in a number of pores and three-dimensionally be in communication, cell is also to easily penetrate the deep area of ​​the organism member . 【0018】好ましくは、平均気孔径以上の気孔が、その内表面に平均して4点以上の割合で直径5μm以上の連通孔を有し、そのうち1点以上の割合で50μm以上の直径の連通孔を有することが望ましい。 [0018] Preferably, the average pore on pore diameter or more is, communication of the inner surface on average have a diameter 5μm or more communication holes at a rate of four or more points, of which 50μm or more diameter ratio of more than 1 point it is desirable to have a hole. さらに好ましくは、平均気孔径以上の気孔が平均して6点以上の割合で直径10μm以上の連通孔を有することにより、気孔内への体液の循環が活発となる。 More preferably, by having an average pore diameter or more on communication hole diameter of at least 10μm at a ratio of pores 6 points or more in average, circulation of body fluids into the pores becomes active. この直径10μm以上の連通孔のうち2点以上が直径50μm以上であればさらに好ましい。 More preferably equal to or greater than 2 points of this diameter 10μm or more communication holes diameter 50μm or more. なお、前記の2点以上の割合の50μm Incidentally, 50 [mu] m fraction of two or more points of the
以上の直径の連通孔は、その直径が80μm以上であれば特に好ましい。 Communication holes or diameters, the diameter is particularly preferably equal to 80μm or more. 【0019】本発明の生体用部材では、平均気孔径以上の大きさの気孔が、平均してその一つの球状気孔の内表面積の50%以下の割合で、該連通孔として開口していることが好ましいのは、連通孔として失われる気孔内表面積が50%より大きくなると細胞が付着するための表面積が小さくなりすぎてしまうからであり、強度にも影響を及ぼすようになるからである。 [0019] In vivo member of the present invention, the pore size of the average pore diameter or more is in a proportion of 50% or less of the inner surface area of ​​the one spherical pores on average, it is opened as the communicating hole is preferred is because the surface area for pores in the surface area to be lost as communication hole adheres cell becomes greater than 50% is too small, because also to affect the strength. 好ましくは40%以下である。 Preferably 40% or less. 【0020】以上のような条件を備えたものにおいて、 [0020] In those with more of such conditions,
さらに本発明では体液や細胞が侵入し易いように少なくとも多孔質の部分では水および血液で気孔内表面を細部に渡って濡らすことができなければならない。 It must be able to wet over the details of the pores in the surface water and blood in the portion of the least porous to facilitate body fluids or cells invade in yet present invention. 【0021】本発明では、多孔質の部分の気孔が前記のような特定の状態のものを用いているので、また、内部にわたって構造が均一なので、乾燥状態で、水および血液の滴下により全体を濡らすことが可能である。 In the present invention, since the pore portions of the porous is used as a particular state, such as described above, also, since the structure for internal uniform, in the dry state, the entirety by dropwise addition of water and blood it is possible to wet. 【0022】このような多孔質体は、焼結体を必要により加工し、その後、洗浄、乾燥したものが、前処理無く、乾燥状態であっても例えば、水(純水)の中に一部を浸漬すると毛細管現象で水を吸い上げることができる。 [0022] Such porous body is processed as required sintered body, then washed, those dry, pre-treatment without even dry example, one in water (pure water) part can suck up water by capillary action when immersed. また、水を垂らすと内部を流れるようにして底部まで行き着くことができるという特性を備える。 Also it includes the property that it can end up to the bottom so as to flow inside the dripping water. 血液(全血)についても水と同様である。 The same water also blood (whole blood). 【0023】なお、「乾燥状態で」とは、界面活性剤を塗布したり、呼び水で予め濡らすなどの処理をしないことを言い、生体用に前処理無く用いることが可能となる。 [0023] Here, the term "dry state", or by applying a surface active agent, refers not to a process such as wetting advance priming, it is possible to use pre-processed without the biometric. なお、この表現は、実際の使用方法を制限する意味ではない。 Note that this representation is not meant to limit the method practical use. 【0024】そして、本発明ではこのような多孔質の部分と一体的に緻密な部分を有している。 [0024] Then, the present invention has a portion integral with dense portions of such porous. 緻密な部分は多孔質の部分と同じくリン酸カルシウム系焼結体であれば好ましく、気孔率を低くすることにより強度を向上させている。 Dense part is preferably as long as the porous portion Like calcium phosphate sintered body, to improve the strength by reducing the porosity. このように多孔質の部分と緻密な部分を一体化することにより種々の効果を生じるようになる。 It will produce a variety of effects by integrating this way the part and dense portions of the porous. 【0025】緻密な部分が気孔率20%以下であると強度向上が十分にはかれ、好ましい。 [0025] dense portion is less than 20% porosity His strength is improved enough, preferred. 緻密な部分がハイドロキシアパタイトの場合、気孔率を50%以下にすれば、曲げ強度が30〜50MPa程度になり、さらに気孔率を20%以下にすれば、曲げ強度は80〜150M If dense portion of hydroxyapatite, if the porosity below 50%, bending strength becomes about 30~50MPa, if further the porosity 20% or less, flexural strength 80~150M
Pa程度となり、大きな負荷がかけられるようになり患者の骨から受ける荷重を支えるのに十分な強度となる。 It becomes about Pa, a sufficient strength to support the load received from the patient's bone looks like a large load is applied.
また、例えば打撃に耐え、一層手術等での取り扱いが行いやすくなる。 In addition, for example withstand the blow, it becomes easy to carry out the handling in more surgery and the like. 【0026】緻密な部分が生体用部材全体の体積の50 [0026] 50 dense portion of the total volume of the living body member
%以下であると、骨に置換できる多孔質の部分が十分に取れ好ましい。 When% or less, sufficiently take preferred portion of the porous can be substituted in the bone. 緻密な部分が外表面の一部に形成されていると、例えば骨に埋設するときに、緻密な部分をたたき、挿入することができて好ましい(図2、図4、図6、図9)。 When dense portion is formed in a part of the outer surface, for example, when embedded in the bone, beating a dense portion, preferably to be able to be inserted (FIGS. 2, 4, 6, 9) . 【0027】緻密な部分が内部に形成されていると、体内で外表面の多孔質の部分が骨に置換されるまでの間、 [0027] dense portion is formed in the interior, until the porous part of the outer surface in the body is replaced in the bone,
緻密な部分が生体用部材の強度を維持することができ好ましい(図3)。 It can be preferably dense portion to maintain the strength of the biological member (Figure 3). 緻密な部分が外表面の一部および内部に形成されていると、前記の両方の効果が得られて好ましい(図7、図8)。 When dense portion is formed in a part and the interior of the outer surface, preferably it obtained the effect of both the (7, 8). 【0028】全体の形が三角錘状で底面が緻密な部分であると、実際の手術によく利用される形状となり、かつ打設可能となり好ましい(図4、図7)。 [0028] When the overall shape is a bottom dense part triangular pyramid shape, a shape which is often used in actual operation, and preferably enables Da設 (4, 7). そして、その円錐体の頂点付近に多孔質の膨大部を設けると、骨に挿入するときに膨大部の一部が削れ、余分な空間を埋めることができるので更に好ましい(図9)。 When providing the ampulla of porous near the apex of the cone, further preferable because scraping a part of the expanded portion when inserting the bone, it is possible to fill the extra space (Fig. 9). 全体の形が円柱状で外周面のみが緻密な部分であると、例えば大腿骨、上腕骨などの棒状の骨の中間部を本発明の生体用部材だけで形成することができ、好ましい(図5)。 If only overall shape outer peripheral surface with a cylindrical shape is a dense portion, for example the femur, an intermediate portion of the bone of the rod-like humerus can be formed only by biological member of the present invention, preferred (FIG. 5). 【0029】全体の形が矩形で外表面の一面のみが緻密な部分であると、例えば大きな骨の一部に埋設するのに適し好ましい(図6)。 [0029] When the overall shape only one side of the outer surface in square is a dense portion, preferably suitable for burying a part of the example large bones (Fig. 6). また、打撃の力を内部に伝達するために、打撃部から内部にむかって、垂直に緻密な部分を設けても良い(図7)。 Further, in order to transmit the force of the blow to the inside, towards the inside from the striking portion, it may be provided with a vertical dense part (7). 【0030】緻密な部分は、プラスチックハンマーなどの衝撃を生体用部材に全体的に伝えるために、ひとつの面全体に形成し、その厚みも3mm程度以上あることが望ましい。 The dense part is to convey the impact such as a plastic hammer generally in a living body member, formed on the entire one surface, it is desirable that the thickness be more than about 3 mm. 緻密な部分の表面での面積を大きくする場合には多孔質の部分に対する血液や細胞の透過を妨げないように緻密な部分に小孔を設けると良い。 It may be provided with small holes in the dense portion so as not to interfere with passage of blood or cells for the portion of the porous when increasing the area of ​​the surface of the dense part. そして、この小孔内は多孔質の部分で充填されてもよい。 Then, the small holes may be filled at the porous. 【0031】本発明の生体用部材においては、多孔質の部分における任意の平らな断面にあらわれる気孔において、平均気孔径以上の気孔径としてあらわれる気孔の平面積の合計が該断面全体の平面積の25〜60%であることが好ましい。 [0031] In vivo member of the present invention, the pores appearing on any flat cross-section in the portion of the porous, total plane area of ​​the pores appearing as pore diameter on the average pore diameter or the plane area of ​​the entire the cross section it is preferable that 25 to 60%. 25%未満では気孔部が小さくなり、 Pore ​​portion is reduced is less than 25%,
細胞侵入が難しくなり、60%より大きいと強度的に弱くなりやすい。 Cell penetration becomes difficult, larger than strength weak likely 60%. より好ましくは、35〜55%である。 More preferably, 35 to 55%.
さらに好ましくは、40〜50%である。 More preferably 40-50%. 【0032】多孔質の部分において、気孔と気孔が重なり合って形成される連通孔の円周部が、リン酸カルシウム粒子ひとつの厚みから成ると、結果的に表面積を増すことになり、好ましい。 [0032] In portions of the porous circumferential portion of the communication hole pores and pores are formed by overlapping and consists thickness of one calcium phosphate particle, it will be increased resulting in surface area, preferably. 【0033】本発明において、多孔質の部分の気孔がスラリーの撹拌起泡により形成することが好ましいのは、 [0033] In the present invention, the it is preferred that the pore portions of the porous formed by agitation foaming of the slurry,
スラリーを起泡させることにより製造するとほぼ球状で連通孔が多く大きいという特徴的な気孔形状を維持しながら全体にわたって気孔径の制御が容易であるためである。 When prepared by foaming the slurry because it is easy to control the pore diameter over a whole while maintaining a characteristic pore shape that many large communicating hole nearly spherical. 【0034】本発明の生体用部材は、特に多孔質の部分がリン酸カルシウム系焼結体の中でも特に強度においてすぐれているハイドロキシアパタイトから成ることが好ましいが、その純度も98%以上が好ましく、100% The biometric member of the present invention is particularly although it is preferred that the portion of the porous consists hydroxyapatite is superior especially in strength among calcium phosphates sintered body, even preferably at least 98% purity, 100%
であれば特によい。 Especially good if. 緻密な部分も同様にハイドロキシアパタイトから成ることが好ましい。 It is preferred that a dense portion is also made of the same hydroxyapatite. 【0035】このような生体用部材の多孔質の部分の気孔内表面に活性物質を付着させると、骨の再生がいっそう早まり、好ましい。 [0035] When depositing the active substance on the pores within the surface of the porous part of such a biological member, accelerated bone regeneration more preferred. 活性物質は細胞接着促進物質、細胞増殖促進物質、骨形成促進物質、骨吸収抑制物質、血管新生促進物質の1種または2種以上の組合わせから成ることが好ましい。 Actives cell adhesion promoting material, cell proliferation promoting material, osteogenesis promoting material, bone absorption inhibiting material, preferably consists of one or more combinations of angiogenic substances. 【0036】また、生体用部材の多孔質の部分の気孔内に骨形成細胞、自家骨髄細胞、同種骨髄細胞、胎児骨髄細胞、未分化幹細胞の内の少なくとも一つを導入すると、やはり骨の再生が早まり好ましい。 Further, osteogenic cells in the pores of the portion of the porous living body member, autologous bone marrow cell, allogeneic bone marrow cells, fetal bone marrow cells, the introduction of at least one of the undifferentiated stem cells, also regeneration of bone It is preferred accelerated. 【0037】同様に、生体用部材の多孔質の部分の気孔内に活性因子の遺伝子導入した骨形成細胞、活性因子の遺伝子導入した自家骨髄細胞、活性因子の遺伝子導入した同種骨髄細胞、活性因子の遺伝子導入した胎児骨髄細胞、活性因子の遺伝子導入した未分化幹細胞の内の少なくとも一つを導入すると、やはり骨の再生が早まり好ましい。 [0037] Similarly, the porous part of the active agent in the pores transgenic bone-forming cells of the biological member, autologous bone marrow cells transgenic active agents, allogeneic bone marrow cells transgenic active agents, active agent transgenic fetal bone marrow cells, the introduction of at least one of the undifferentiated stem cells transgenic active agents, preferably also accelerated bone regeneration. このように多孔質の部分の気孔内に各種細胞を遺伝子導入した各種細胞を導入する場合には、もちろん各種活性物質を併用してもよい。 In such a case where the various cells in the pores of the portion of the porous introducing various cells introduced gene may be of course used in combination of various active substances. 【0038】多孔質の気孔内に薬剤を貯留すると徐放剤となるが、例えば緻密な部分の表面割合を調整することにより、薬剤の徐放量を調整でき、また、薬剤が溶出するのに方向性を持たせることができる。 [0038] While the When storing the drug in a porous pore sustained release agent, by adjusting the surface ratio of eg dense part, to adjust the sustained release amount of the drug, also the direction in drug elution it is possible to have sex. 【0039】 【発明の実施の形態】図1及び図2は、本発明の第1の実施の形態を示す。 [0039] PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. 例えば、手術により、本発明の生体用部材を導入する際には、病気や怪我により切除しなければならない部分を予め取除き、その欠損部の状況により適当な大きさと形状の生体用部材を準備する。 For example, surgically-prepared, when introducing a biological member of the present invention, it removes the portions that must be excised by illness or injury in advance, the biometric members of suitable size and shape depending on the situation of the defect to. この時、骨の外表面が緻密な部分1となるように生体用部材の形状、大きさを選定し、必要が有れば加工する。 In this case, the shape of the living body member such that the outer surface of the bone becomes dense part 1, selects the size, processed if necessary. 挿入に際しては、多孔質の部分2が骨の内部に位置し、緻密な部分1が骨の外表面と同じ面を成すように配置する。 At the time of insertion, the portion 2 of the porous located inside the bone, dense portion 1 is arranged to form a same plane as the outer surface of the bone. 【0040】この時、緻密な部分1に当て木を当てるなどして、衝撃が小さくなるようにして、木槌などで少しずつたたき込む。 [0040] At this time, by, for example, hit a tree against a dense portion 1, as the impact is small, beat in, such as in little by little mallet. 多孔質の部分2は骨と接触し多少表面が欠けることもあるが、欠けた粉は余分な空間部を埋める働きをするので骨と生体用部材の間に余分な空間が残ってしまうよりもむしろ好ましい。 Portion 2 of the porous sometimes lack some surface in contact with the bone but, than missing flour may remain extra space between the bones and the biological member so serves to fill the extra space but rather it preferred. 緻密な部分1は打設に耐え、打設面が粉砕されにくくなる。 Dense part 1 withstands pouring, are striking 設面 less likely to be crushed. さらに全体として形状を維持し、骨の外表面を形成するのにもよい。 Further overall maintain the shape, or to form the outer surface of the bone. 打撃を与えれば緻密な部分1に亀裂が入る場合もあるが、 Although in some cases the blow cracked dense part 1 if you give the,
粉々に粉砕されることはないので、術後の回復には影響ない。 So it will not be shattered ground, there is no effect on the post-operative recovery. 【0041】緻密な部分1はアパタイトの緻密体であることが好ましい。 The dense portion 1 is preferably a dense body of apatite. 【0042】なお、緻密な部分1には、生体用部材を埋設・使用するときにかかる荷重の程度により必要があれば、アパタイトの緻密体に替えて、チタンなどの金属材やアルミナなどのセラミックスを用いても良いし、アパタイトのコーティングを施したチタンなどの金属材やアルミナなどのセラミックスを用いても良い。 [0042] Note that the dense portions 1, if necessary the degree of load applied when embedding-use biomedical member, in place of the dense body of apatite ceramics such as metallic materials, alumina such as titanium may be used, it may be used ceramics such as metallic material or alumina, such as titanium coated apatite. 【0043】本発明の生体用部材は、その多孔質の部分2はスラリーを起泡させ、気泡を固定し焼成することにより形成される。 The biometric member of the present invention, part 2 of the porous by foaming the slurry, is formed by firing to fix the air bubbles. このとき、スラリー原料中のリン酸カルシウム粒子は、平均粒径がサブミクロンオーダー(すなわち、0.1μm以上1μm未満)の粒径であることが好ましく、最大粒径もサブミクロンオーダーであることが好ましい。 At this time, the calcium phosphate particles in the slurry raw material has an average particle diameter of submicron order (i.e., 0.1 [mu] m or more and less than 1 [mu] m) is preferably a particle size of favorably has a maximum particle diameter is also submicron order. 【0044】また、起泡量を変えた2種類以上のスラリーを使って製造しても良いし、予め緻密な部分1を通常のファインセラミックスの成形方法により形成しておき、その上に起泡スラリーを流して固定しても良いし、 [0044] Further, it may be manufactured with two or more slurries with different amount of foam formed in advance dense portion 1 by the molding method of a conventional fine ceramics, foaming thereon It slurry may be fixed by passing a,
別々に形成された緻密な部分1と多孔質の部分2を焼成の前または後に接着し、固定しても良い。 Separately formed dense portion 1 and the porous portion 2 of the bonded before or after the firing may be fixed. このような場合、緻密な部分1と多孔質の部分2の間に、中間的な性質を有する中間層を配置しても良い。 In this case, between the portion 2 of the dense portion 1 and the porous, it may be disposed intermediate layer having an intermediate property. 【0045】また、気孔3は、ほぼ球状に形成されているが、隣の気孔3と接してその界面に連通孔を形成する場合は、平面形状が二つの円を一部重ねて描いたときの輪郭のような形状となる。 Further, the pores 3, when it is formed in a substantially spherical shape, when forming a communication hole at the interface in contact with the pores 3 of the neighboring, the planar shape drawn partially overlapped two circles consisting of shaped like a contour. この様な形状を用いるのは、 It is to use such a shape,
表面積を大きくする目的からである。 It is from the purpose of increasing the surface area. 本発明の生体用部材の気孔3同士の境目である連通孔は、ビーズの焼き抜きによるものと比べれば格段に広く、かつ焼結後であっても連通孔の円周上にエッジが鋭く残されている。 Communicating holes are boundary pores 3 between biological member of the present invention is much wider compared to be due baked vent bead, and the edge on the circumference of the sintered after the A also communication holes sharp residual It is. 【0046】この違いは、特開平10−167853号にも連通孔の円周部が鋭く形成された多孔体が開示されているが焼き抜きによるため、やはり連通孔が10μm [0046] This difference is because although the porous body circumference is formed sharply also communication holes in JP-A-10-167853 discloses due baked vent, also communication holes 10μm
以下と小さいことからも分かる。 It can be seen from the fact below and small. エッジは血液など体液を流通させやすくする目的でエッチングなどにより若干であれば落としても良い。 Edge may be dropped if somewhat by etching for the purpose of easy to distribute body fluids such as blood. 【0047】なお、本発明で、平均気孔径以上の大きさの気孔3について各種限定したのは、実際に気孔3としては平均気孔径付近より大きなもののほうが効果などの面において影響が極めて大きいからである。 [0047] In the present invention, to that various limit the pores 3 of the magnitude of the average pore diameter or more, since actually an extremely large effect in terms of more of larger than around the mean pore diameter is effective as pores 3 it is. 【0048】ところで、本発明の平均気孔径は、例えば樹脂包埋により測定することができる。 By the way, the average pore diameter of the present invention can be measured, for example, by resin embedding. そして、その5 Then, the 5
0%体積気孔径(すなわち大きな気孔3(または小さな気孔3)から体積を積算していき、その値がちょうど気孔3…全体の50%になったときの気孔3の径)を平均気孔径としている。 0% volume pore diameter (i.e. continue integrating the volume of large pores 3 (or small pores 3), the diameter of the pores 3 when the value becomes exactly pores 3 ... overall 50%) as an average pore diameter there. 【0049】本発明の部材は、気孔3同士が大きな連通孔で互いに繋がっているので部材の内部の部位においても迅速に骨に置換され始める。 The member of the present invention, the pores 3 with each other is started to be replaced quickly bones at the site of the inside of the member so are connected to each other with a large passage. 平均気孔径以上の気孔3 Pores on the average pore diameter or more 3
を中心に迅速に全体に血液が行き渡るので、平均気孔径以下の小さな気孔3においても大きな気孔3と同様に血液などが行き渡る。 Since blood spreads throughout quickly around a similarly such as blood spreads and large pores 3 even in a small pore 3 under average pore size or less. 【0050】本発明の生体用部材は、多孔質の部分2において、その最大気孔径が平均気孔径の3倍以内であることが好ましい。 The biometric member of the present invention, in the portion 2 of the porous, then it should preferably have a maximum pore diameter is within 3 times the mean pore diameter. 局所的に大きすぎる気孔3は強度、細胞付着性の面から好ましくない。 Locally too large pores 3 are strength, unfavorable from the viewpoint of cell attachment. 好ましくは、2倍以内である。 Preferably, it is within a factor of two. 【0051】図10及び図11のグラフは、気孔率が3 The graph of FIG. 10 and 11, porosity 3
00μmおよび190μmの焼結体の気孔3の累積体積分率である。 It is the cumulative volume fraction of the pores 3 of the sintered body of 00μm and 190 .mu.m. 本発明では、このグラフ図のように、平均気孔径の±30%の範囲内に、全気孔の50%以上が含まれるのが好ましい。 In the present invention, as in this graph, in the range of ± 30% of the average pore diameter, preferably included at least 50% of the total pore. 【0052】また、20μm以下の気孔の累積体積分率は、ほぼ0であることが好ましく、加えて、多孔質の部分2(リン酸カルシウム多孔体)の骨格表面を微視的に観察しても、殆ど気孔が無く、リン酸カルシウム粒子の丸みによる凹凸のみが存在することが好ましい。 [0052] Also, the cumulative volume fraction of less pores 20μm is preferably approximately 0, in addition, even if part of the porous 2 skeletal surface (calcium phosphate porous body) was observed microscopically, most pores no, it is preferred that only irregularities due roundness of calcium phosphate particles are present. 【0053】また、本発明は、このように内部に血液などが全体的に侵入しやすく表面積が大きいという特徴を利用して、気孔内表面に各種の骨を形成するに適するものなどをコーティングすることができる。 [0053] The present invention thus utilizes the feature that internally the overall intrusion easily surface area such as blood is large, the coating and those suitable for forming a variety of bone pores in the surface be able to. 【0054】コーティングさせるものとしては、細胞接着促進物質、細胞増殖促進物質、骨形成促進物質、骨吸収抑制物質、血管新生促進物質などの活性物質や細胞および遺伝子組換えを施した細胞などの内の少なくとも一つである。 [0054] As the one which coating, cell adhesion promoting material, cell proliferation promoting material, osteogenesis promoting material, bone absorption inhibiting material, of such cells subjected to the active substance or cells and gene recombination, such as angiogenic substances it is at least one. 【0055】これらは、液状にし、また、培養液中で培養したものを、本発明の生体用部材の特性を利用し、隅々まで浸透させる。 [0055] These, and a liquid, also, those cultivated in culture, using the characteristics of the biological member of the present invention is infiltrated throughout. 一般には浸漬すれば容易に全体に行き渡るが、細胞培養などで細胞が大きな場合や粘性の大きな場合などは、生体部材のある面に負圧をかけて吸引することができる。 Generally it is spread over the whole easily be immersed, such as when large cells such as cell culture is large or if viscous, can be sucked by applying a negative pressure to the surface with a biological component. いずれにしても、全体に対する浸透性の良さと表面への付着性の良さの両方を兼ね備える本発明の生体用部材を利用することにより、従来の製品ではできなかった厚肉な部材であっても中心部まで一様に行き渡らせることができる。 In any case, by using biometric member of the present invention to combine both adhesion goodness to permeability good and the surface for the entire, even thick-walled member could not be the conventional product the center can be spread uniformly. 【0056】図3は、第2の実施の形態を示し、多孔質の部分2が円筒体であって、緻密な部分1が、多孔質の部分2の内部に収納されて設けられる円柱体とされる。 [0056] Figure 3 shows a second embodiment, a porous portion 2 is cylindrical body, dense portion 1, a cylindrical member provided housed inside the portion of the porous 2 It is.
この場合、緻密な部分1が内部に形成されているので、 In this case, since the dense portion 1 is formed therein,
主に大きな荷重がかかる場合など、外部からの負荷に耐えるのに適する。 Such as when predominantly large load is applied, suitable for withstanding the load from the outside. すなわち、外表面の多孔質の部分2の外表面が骨に置換・再生されて強度が出るまでの間、多孔質の部分2を保護し、生体用部材の強度を維持することができ好ましい。 That is, while the porous outer surface of the portion 2 of the outer surface of the pending the substitution, reproduced in strength to the bone, the part 2 of the porous protection, it is possible to maintain the strength of the biomedical member preferably. 【0057】緻密な部分1が多孔質の部分2の内部に形成されるので、緻密な部分1が荷重を支え、多孔質の部分2を守る役目をする。 [0057] Since the dense portion 1 is formed in the portion 2 of the porous, dense portion 1 supporting the load, and serves to protect the portion 2 of the porous. この場合、緻密な部分1はアパタイトの緻密体であることが好ましい。 In this case, it is preferable dense portion 1 is a dense body of apatite. 【0058】図4は、第3の実施の形態を示し、全体の形が三角錐状で、底面側が緻密な部分1であって、頂点側が多孔質の部分2とされる。 [0058] Figure 4 shows a third embodiment, the entire form is triangular pyramid shape, a bottom side dense portion 1, the vertex side is a part 2 of the porous. この形状は、実際の手術によく利用される形状である。 This shape is a shape which is often used in actual surgery. そして、緻密な部分1を打って、この生体用部材を打設することができる。 Then, it is possible to hit the dense portion 1 and pouring the living body member. 【0059】図5は、第4の実施の形態を示し、緻密な部分1が円筒体であって、多孔質の部分2がその円筒体の内部に収納状に設けられる円柱体とされる。 [0059] Figure 5 shows a fourth embodiment, the dense portion 1 is a cylindrical body, part 2 of the porous is a cylindrical member provided in the housing-shaped inside of the cylindrical body. つまり、 That is,
緻密な円筒体の中に多孔質の円柱体が打設により、打ち込んで一体化される。 A porous cylindrical body is pouring in into dense cylindrical body are integrated by implanting. この場合、例えば、大腿骨、上腕骨などの棒状の骨の中間部を本発明の生体用部材だけで形成することができ、好ましい。 In this case, for example, it can be formed femur, an intermediate portion of the bone of the rod-like humerus only biometric member of the present invention, preferred. 【0060】図6は、第5の実施の形態を示し、全体の形状が直方体であって、外表面の一面のみが緻密な部分1とされる。 [0060] Figure 6 shows a fifth embodiment, the overall shape is a rectangular parallelepiped, only one side of the outer surface is a dense portion 1. 例えば大きな骨の一部に埋設するのに適し、好ましい。 For example suitable for burying a part of the large bones, preferred. 【0061】図7は、第6の実施の形態を示し、緻密な部分1が外表面の一部及び内部に形成される。 [0061] Figure 7 shows a sixth embodiment, the dense portion 1 is formed a part of the outer surface and inside. 具体的には、全体の形が三角錐状で、底面が緻密な部分1である。 Specifically, in the overall shape is a triangular pyramid shape, the bottom surface is a dense portion 1. そして、打撃部(底面)から内部に向う方向に、垂直に緻密な部分1が設けられる。 Then, in a direction toward the striking part from (bottom) inside, vertical dense portion 1 is provided. 【0062】上述の構成により、例えば、骨に埋設するときに、緻密な部分1をたたいて挿入することができる。 [0062] By the above configuration, for example, when embedded in the bone, it can be inserted by striking the dense portion 1. また、外表面の多孔質の部分2が骨に置換されるまでの間、生体用部材の強度を維持することができ好ましい。 Also, until the portion 2 of the porous outer surface is replaced with bone, it can maintain the strength of the biomedical member preferably. また、打撃部から内部に向って、垂直に緻密な部分1が設けられるので、打撃の力が内部に効率良く伝達される。 Also, toward the inside from the striking portion, the vertical dense portion 1 is provided, the force of the impact is effectively transferred to the inside. 【0063】図8は、第7の実施の形態を示し、全体形状が円柱であって、略円筒型の多孔質の部分2の外曲面側と内曲面側に緻密な部分1,1が設けられている。 [0063] Figure 8 shows a seventh embodiment, the overall shape is a cylindrical, dense portions 1,1 are provided in the porous outer curved side and the inner curved side of the part 2 of a substantially cylindrical It is. そして、略円筒型の多孔質の部分2の外曲面側と内曲面側の緻密な部分1,1は、所定高さに放射線方向に設けられた枝部5…にて連結されている。 The dense parts 1,1 of the outer curved side and the inner curved side portion 2 of substantially cylindrical porous is connected by branches 5 ... provided in the radiation direction at a predetermined height. 【0064】上述の構成により、例えば、骨に埋設するときに、緻密な部分1のうち略円筒型の多孔質の部分2 [0064] By the above configuration, for example, when embedded in the bone, the inner substantially cylindrical dense portion 1 porous portion of the 2
の内曲面側の緻密な部分1をたたき、挿入することができて好ましい。 Tapping a dense portion 1 of the inner curved side of, preferably be able to be inserted. また、多孔質の部分2が骨に置換されるまでの間、生体用部材の強度を維持することができて好ましい。 Also, until the portion 2 of the porous is replaced with bone, preferably able to maintain the strength of the biomedical member. 【0065】図9は、第8の実施の形態を示し、全体形状が略円錐体であって、円錐体の頂点付近に多孔質の膨大部4が設けられる。 [0065] Figure 9 shows an eighth embodiment, the overall shape is a substantially conical body, ampulla 4 of the porous is provided in the vicinity of the apex of the cone. 骨に挿入するときに、膨大部4の一部が削れ、余分な空間を埋めることができるので好ましい。 When inserted into the bone, scraping a part of the expanded portion 4, it is possible to fill the extra space preferred. 【0066】 【実施例】実施例1:生体用部材としてアパタイト10 [0066] EXAMPLE 1: Apatite 10 as biometric member
0%、多孔質部(多孔質の部分2)は図1のような(図1は実際には平均気孔径150μmである)気孔形状を有する気孔率75%、平均気孔径300μm、緻密部(緻密な部分1)は気孔率10%で、およそ底面の直径20mm、高さ26mmとなるように円錐を作成した。 0%, the porous portion (porous portion of 2) as shown in FIG. 1 (FIG. 1 is the average pore diameter 150μm in practice) 75% porosity with pores shape, average pore diameter 300 [mu] m, compacta ( dense part 1) is a porosity of 10%, about a bottom surface diameter of 20 mm, was created conical such that the height 26 mm.
緻密部は底面に厚さ3mmだけ用い、他は多孔質部とした。 Dense portion using only 3mm thick on the bottom surface, the other was a porous portion. 【0067】これを金属に正確に形成された底面の直径20mm、高さ25mmの穴に木槌で緻密体を軽くたたきながら挿入した。 [0067] This was inserted precisely formed a bottom surface diameter of 20 mm, while gently tap dense body with a mallet into the hole of the height 25mm to metal. 緻密部は割れることなく完全に挿入できた。 Dense part could be fully inserted without breaking. 挿入後、取り出してみると円錐の側面は、一部多孔質部が粉末状に欠け、金属型の穴に適合していた。 After insertion, the side surface of Looking extraction cone, some porous section is lacking in powder form, were adapted to the holes in the metal mold.
この取り出した円錐体に、血液を0.5ml滴下したところ多孔質部においてはスポンジ上に滴下したように瞬時に全てを吸収した。 This extracted cone, in the porous portion where blood was 0.5ml dropwise to absorb all instantly as dropped on the sponge. 【0068】実施例1に対する比較例1:上記実施例と同様に、緻密部を有さず、多孔質部だけから成る円錐(底面の直径がおよそ20mm)を金属型にたたき込んだところ、斜面部が一部潰れて粉末化したことは同様であったが、打撃部の一部が粉砕され粉末化していた。 [0068] Comparative for Example 1 Example 1: As with the above embodiment, without a dense portion, a cone made of only the porous portion (bottom face diameter of approximately 20 mm) where it knocked into the metal mold, the inclined surface portion Although but it was similar in that powdered crushed part, part of the hitting portion had powdered crushed. この取り出した円錐体に、血液を0.5ml滴下したところ多孔質部においてはスポンジ上に滴下したように瞬時に全てを吸収した。 This extracted cone, in the porous portion where blood was 0.5ml dropwise to absorb all instantly as dropped on the sponge. 【0069】実施例2:直径25mm、内径20mm、 [0069] Example 2: Diameter 25 mm, an inner diameter of 20 mm,
高さ37.5mmの緻密なアパタイトの円筒体を作成し、その中に多孔質部を形成するためのアパタイトスラリーを充填し、乾燥し、焼成した。 Create a cylinder dense apatite height 37.5 mm, packed with apatite slurry for forming the porous portion therein, dried, and calcined. できあがった焼結体は、多孔質部の気孔率75%、直径20mm、高さ20 The resulting sintered body had a porosity of 75% porous portion, diameter 20 mm, height 20
mmの円筒体であった。 mm was a cylindrical body. 焼結体は、上下からの圧縮に2 Sintered body, 2 to pressure from above and below
00MPaまで耐えた。 00MPa endured up to. 【0070】実施例3:直径20mm、内径14mm、 [0070] Example 3: diameter 20mm, inner diameter of 14mm,
高さ20mmの緻密なアパタイト焼結体の円筒体を作成し、その中にアパタイトスラリーから作成した多孔質焼結体から成る直径14.1mm、高さ20mmの円筒体を挿入した。 Create a cylinder of dense apatite sintered body height 20 mm, diameter 14.1mm made of a porous sintered body made from apatite slurry therein was inserted a cylindrical body of height 20 mm. 焼結体は、上下からの圧縮に280MPa Sintered body, 280MPa to pressure from above and below
まで耐えた。 It withstood up to. 【0071】実施例2・実施例3に対する比較例2:直径20mm、高さ30mm、気孔率75%の多孔質アパタイト焼結体の円筒体を作成した。 [0071] Comparative for Example 2, Example 3 Example 2: Create a diameter 20 mm, the cylindrical body of height 30 mm, porosity of 75% porous apatite sintered body. 焼結体は、上下からの圧縮に17MPaまで耐えた。 Sintered body, endured until 17MPa to pressure from above and below. 【0072】実施例4:気孔率が75%で、図1と同様の気孔形状を有する平均気孔径が150μm、300μ [0072] Example 4: porosity of 75%, 150 [mu] m average pore diameter having the same pore shape and FIG. 1, 300 microns
m、600μmのハイドロキシアパタイト100%焼結体から成る生体用部材角柱体φ6×15mmを準備した。 m, were prepared biomaterial member prismatic body .phi.6 × 15 mm made of hydroxyapatite 100% sintered body 600 .mu.m. それらをラビットの大腿骨に埋め込み、術後1週、 Them embedded in the femur of a rabbit, postoperative 1 week,
3週、6週間後に取り出しホルマリン固定、脱灰処理後、ヘマトキシリン・エオジン染色し光学顕微鏡にてハイドロキシアパタイト内の組織侵入、骨新生の様子を観察した。 3 weeks later extraction formalin fixed 6 weeks, decalcified hematoxylin-eosin stained tissue invasion in the hydroxyapatite with an optical microscope to observe the state of new bone formation. 結果を以下の〈1〉〜〈3〉に示す。 The results are shown in <1> to <3> below. 【0073】〈1〉 術後1週間後には平均気孔径15 [0073] <1> average pore diameter of 15 postoperative after one week
0μm、300μm、600μmの3種類ともに内部の気孔3…すべてに血管を伴う肉芽組織を認めた。 0μm, 300μm, showed a granulation tissue with a blood vessel into the pores 3 ... all internal to the three types both of 600μm. 骨新生はハイドロキシアパタイト表層にわずかに認めるのみであった。 Bone Shinsei was only slightly admit to hydroxyapatite surface. 【0074】〈2〉 術後3週間後にはφ6mmの円柱のほぼ最深部(中央部)まで気孔3の辺縁に張り付くように骨新生がみられ骨新生部の表面積を測定したところ平均気孔径が600μmよりは300μmが、300μ [0074] <2> average almost where the deepest part is new bone formation as sticks to the edge of the (center) until the pores 3 to measure the surface area of ​​the bone Shinsei part seen pore diameter of the cylinder, φ6mm after surgery 3 weeks 300μm is, 300μ but than 600μm
mよりは150μmのほうが有意差は認めないものの上回っていた。 Than m was more than of what not significant difference is more of 150μm. 【0075】〈3〉 術後6週間後には〈2〉の骨新生に加えて全ての気孔径において気孔3内に骨髄細胞が観察され造血機能をもちハイドロキシアパタイトを埋め込む前の骨髄に近い状態になったと考えられる。 [0075] <3> after surgery 6 weeks to a state close to the bone marrow prior to embedding in all pore diameters in addition to the new bone hydroxyapatite has bone marrow cells was observed hematopoietic function in the pores 3 of the <2> It is considered to became. 【0076】実施例5:気孔率75%で図1と同様の気孔形状を有する平均気孔径300μmでφ10×6mm [0076] Example 5: φ10 × 6mm in average pore diameter 300μm having the same pore shape as FIG. 1 with 75% porosity
の本発明の生体用部材の多孔質の部分に相当する円柱を(a)成長因子なし(b)VEGF血管内皮増殖因子3 No cylinder (a) a growth factor which corresponds to the portion of the porous living body member of the present invention (b) VEGF vascular endothelial growth factor 3
μg/blockを添加の2種類をマウスの広背筋筋膜下に移植した。 2 types of added μg / block were implanted under the latissimus dorsi muscle membrane of the mouse. 移植後3週間後に取り出しアパタイト内の組織を観察した。 To observe the organization of the apatite taken out after 3 weeks after implantation. その結果を、以下の〈4〉〈5〉に示す。 The results are shown below in <4> <5>. 【0077】〈4〉 成長因子なしでは細胞の進入がアパタイトの表層から約1mm程度にすぎなかった。 [0077] <4> without the growth factor is entering the cell was only on the surface layer from about 1mm of apatite. 【0078】〈5〉 VEGF添加例ではアパタイトの中心部にまで細胞の進入を認めた(表層から3mm〜4 [0078] <5> The VEGF addition example admitted the entry of the cell to the center of the apatite (from the surface 3mm~4
mm以上細胞が進入していることとなる)。 So that the mm or more cells are entered). 【0079】この様に、本発明の生体用部材では、多孔質の部分2においてほぼ球状の気孔3ができ、一方、多数の大きな連通孔が確保されているから単位体積当たりの表面積が格段に大きく、毛細管現象で内部まで体液が行き渡り、血液と接触する割合が高く、より多くの細胞が付着しやすい。 [0079] Thus, in the living body member of the present invention, substantially spherical can pores 3, whereas, the surface area is much per unit volume because a large number of large communicating hole is secured in the portion 2 of the porous large, body fluid spreads to the inside by capillary action, high proportion of contact with blood, more cells are likely to adhere. 【0080】さらに、活性物質などを全体に行き渡らせることができ、また、表面に付着させやすくなり、種々の活性物質を付着させたものや細胞導入をしたものが作製しやすく、さらにその後の培養も容易で、それを患者に用いることにより術後の著しい回復が可能となるものである。 [0080] Further, it is possible to spread such active substance throughout, also tends to adhere to the surface, is easily fabricated that the or cells introduced which were deposited various active substances, subsequent culture is easy, it is made possible significant postoperative recovery by using the patient. 【0081】本発明は骨に欠損が生じた場合に用いるのみならず、生体内に留置し、長期に渡って薬剤を放出する徐放剤にも応用可能である。 [0081] The present invention is not only used in the case of defects in bone caused, and placed in the living body, it is also applicable to a sustained release agent that releases the drug over time. また、本生体用部材の中心部に強度向上などを目的として緻密な部材を適宜配置しても多孔質の部分2だけで体液の循環が可能なため、 Moreover, since it allows circulation of fluid at such strength improving the heart of the living body member only portions 2 of the porous be appropriately arranged a dense member for the purpose,
本発明の効果は十分に期待できる。 Effect of the present invention can be sufficiently expected. 【0082】 【発明の効果】(請求項1によれば)多孔質の部分2に於て、気孔3内に血液や細胞が浸潤しやすい。 [0082] [Effect of the Invention] At a portion 2 of the (claimed according to claim 1) porous, blood and cells are likely to infiltrate into the pores 3. また、骨の再生を促すことができる。 In addition, it is possible to promote the regeneration of bone. また、緻密な部分1を有するので、強度を保ちやすい。 In addition, because it has a dense portion 1, easy to maintain the strength. また、細胞の取付く表面積を大きくすることができる。 Further, it is possible to increase the mounting rather the surface area of ​​the cell. また、スラリーを攪拌し、 Also, stirring the slurry,
起泡させることにより製造するので、ほぼ球状で連通孔が多く大きいという特徴的な気孔形状を維持しながら気孔径の制御を行なうことができる。 Since prepared by foaming, it is possible to control the pore diameter while maintaining a characteristic pore shape that many large communicating hole nearly spherical. そして、多孔質の部分2と緻密な部分1とを同時に有することにより、強度を保ちながら、気孔3の表面積を大きくすることが可能であり、骨の迅速な再生を可能とする。 By having porous portions 2 a dense portion 1 and at the same time, while maintaining the strength, it is possible to increase the surface area of ​​the pores 3, to allow rapid regeneration of bone. 【0083】また、隅々まで体液が浸潤する。 [0083] In addition, body fluids every corner infiltrate. また、気孔3内に体液に加えて細胞が侵入しやすくなる。 Further, the cell is likely to invade in addition to body fluid in the pores 3. また、 Also,
酸素、栄養、細胞などの通過量が各段に向上し、好ましい。 Oxygen, nutrients, and passing of such cells increased at each stage, preferable. また、生体部材内全体の体液の循環を良くし、細胞も生体用部材の深部まで侵入しやすくなる。 Moreover, to improve the circulation of the entire in vivo member body fluid, cells also tends to penetrate the deep area of ​​the organism member. 【0084】また、乾燥状態で、水及び血液の滴下により全体を濡らすことが可能である。 [0084] Further, in the dry state, it is possible to wet the whole by dropping water and blood. また、前処理なしで乾燥状態であっても、例えば、水の中に一部を浸漬すると、毛細管現象で水を吸上げることができる。 Further, even in a dry state without pretreatment, for example, when partially immersed in water, it is possible wicking of water by capillary action. また、水を垂らすと、内部を流れるようにして底部まで行き着くことができる。 Further, when dripping water, it is possible to end up to the bottom so as to flow inside. また、生体用に前処理無しで用いることが可能である。 It is also possible to use without pretreatment for a living body. また、気孔率を低くすることにより、強度を向上させている。 Moreover, by lowering the porosity, thereby improving the strength. また、骨に置換できる多孔質の部分2が十分にとれる。 Moreover, it can be taken sufficiently portion 2 of the porous can be substituted in the bone. 【0085】また、強度向上が十分に図れ、好ましい。 [0085] In addition, the strength is improved be sufficiently achieved, preferable.
曲げ強度が80〜150MPa程度となり、大きな負荷がかけられるようになり、例えば打撃に耐え、一層手術等での取扱いが行いやすくなる。 Bending strength becomes about 80~150MPa, become large load is applied, for example, withstand the striking, easily done by handling in further surgery or the like. また、患者の骨から受ける荷重を支えるのに十分な強度となる。 In addition, a sufficient strength to support the load received from the patient's bone. また、請求項1の発明によれば骨の再生が早まり、好ましい。 Also, bone regeneration accelerated According to the present invention, preferred. 【0086】(請求項2によれば)ハイドロキシアパタイトは、リン酸カルシウム系焼結体の中でも特に強度においてすぐれているので、大きな負荷がかけられるようになり、例えば打撃に耐え、一層手術等での取扱いが行いやすくなる。 [0086] Hydroxyapatite (according to claim 2), since superior especially in strength among calcium phosphates sintered body, become large load is applied, for example, withstand the striking, handling in further surgery etc. It is easy to carry out. また、患者の骨から受ける荷重を支えるのに十分な強度となる。 In addition, a sufficient strength to support the load received from the patient's bone. 【0087】 (請求項3によれば)骨の再生が一層早く [0087] (According to the claim 3) bone regeneration even more quickly
なり、好ましい。 Now, it preferred.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の生体用部材の多孔質部の様子を示す写真図である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a photograph showing a state of the porous portion of the living body member of the present invention. 【図2】 第1の実施の形態を示す斜視図である。 2 is a perspective view showing a first embodiment. 【図3】 第2の実施の形態を示す斜視図である。 3 is a perspective view showing a second embodiment. 【図4】 第3の実施の形態を示す斜視図である。 4 is a perspective view showing a third embodiment. 【図5】 第4の実施の形態を示す斜視図である。 5 is a perspective view showing a fourth embodiment. 【図6】 第5の実施の形態を示す斜視図である。 6 is a perspective view showing a fifth embodiment. 【図7】 第6の実施の形態を示す斜視図である。 7 is a perspective view showing a sixth embodiment. 【図8】 第7の実施の形態を示す斜視図である。 8 is a perspective view showing a seventh embodiment. 【図9】 第8の実施の形態を示す斜視図である。 9 is a perspective view showing an eighth embodiment. 【図10】 本発明の実施例の生体用部材の気孔分布の様子を示すグラフ図である。 Is a graph showing how the pore distribution of the living members of the embodiment of the invention; FIG. 【図11】 本発明の他の実施例の生体用部材の気孔分布の様子を示すグラフ図である。 11 is a graph showing how the pore distribution of the living member of another embodiment of the present invention. 【符号の説明】 2 多孔質の部分1 緻密な部分3 気孔 [EXPLANATION OF SYMBOLS] 2 porous portion 1 dense part 3 pores

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越智 隆弘 兵庫県神戸市須磨区須磨寺町1−3−7 (56)参考文献 特開2000−302567(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) A61L 27/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Takahiro Ochi Kobe, Hyogo Prefecture Suma-ku, Sumadera-cho 1-3-7 (56) reference Patent 2000-302567 (JP, a) (58) investigated the field (Int .Cl. 7, DB name) A61L 27/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 少なくとも緻密な部分と、スラリー原料中のリン酸カルシウム粒子が平均粒径0.1μm以上1 (57) Patent Claims 1. A least dense portion, the calcium phosphate particles in the slurry raw material is more than an average particle diameter of 0.1 [mu] m 1
    μm未満のスラリーを攪拌し、起泡して形成したリン酸カルシウム系焼結体からなる多孔質の部分を有する部材であって、 緻密な部分は気孔率0%以上20%以下であり、多孔質の部分は気孔率65%以上85%以下であり、 かつ、多孔質の部分の気孔は、ほぼ球状の気孔の集まりからなり平均気孔径が100μm以上600μm以下であり、 平均気孔径以上の大きさの気孔には一つ当たり平均して4点以上の割合で直径5μm以上の連通孔があり、 かつ、連通孔のうち少なくとも平均して1点以上の割合で直径50μm以上の連通孔が形成されており、 かつ、平均気孔径以上の大きさの気孔が平均してその気孔内表面積の40%以下の割合で連通孔として開口しており、 少なくとも多孔質の部分は乾燥状態で、水および血液の滴下により全 The slurry was stirred under [mu] m, a member having a portion of the porous consisting frothed calcium phosphate sintered body formed by a dense part is 20% or less porosity of 0% or more, porous portion is 85% or less porosity of 65% or more, and the pore portions of the porous, or less nearly a collection of spherical pore average pore diameter of 600μm or more 100 [mu] m, on the average pore diameter or size of the pores has one average per communicated over diameter 5μm at a ratio of more than four points hole, and at least on average over diameter 50μm at a ratio of more than one point of the communication hole of the communicating hole is formed cage, and has an opening as a passage with average pore size of the average pore diameter or more is in a proportion of 40% or less of its pores in the surface area, at least the porous portion of the dry, water and blood all by dropping 体を濡らすことが可能で、その気孔内にさ You can wet the body, in its pores
    らに次の(イ)または(ロ)を導入したことを特徴とす Be characterized by the introduction of the following (a) or (b) in al
    る生体用部材。 Bio-member that. (イ) 骨形成細胞、自家骨髄細胞、同種骨髄細胞、胎 (B) bone-forming cells, autologous bone marrow cells, allogeneic bone marrow cells, fetal
    児骨髄細胞、未分化幹細胞のいずれか一種以上、 (ロ) 活性因子の遺伝子を導入した骨形成細胞、活性 Infant bone marrow cells, any one or more undifferentiated stem cells, (b) bone-forming cells introduced with the gene of active agent, the active
    因子の遺伝子を導入した自家骨髄細胞、活性因子の遺伝 Autologous bone marrow cells transfected with the gene of factors, genetic of the active agent
    子を導入した同種骨髄細胞、活性因子の遺伝子を導入し Allogeneic bone marrow cells transfected with the child, the gene of the active agent is introduced
    た胎児骨髄細胞、活性因子の遺伝子を導入した未分化幹 Fetal bone marrow cells, undifferentiated stem the introduction of the gene of an active factor
    細胞の中のいずれか一種以上。 Any one or more of the cell. 【請求項2】 リン酸カルシウム系焼結体がハイドロキシアパタイトである請求項1記載の生体用部材。 2. A biomaterial element according to claim 1, wherein the calcium phosphate-based sintered body is hydroxyapatite. 【請求項3】 気孔内表面に活性物質を付着させた請求項1又は2記載の生体用部材。 3. A process according to claim 1 or 2 biological member according were deposited active substance into the pores in the surface.
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