JP5008135B2 - Porous body comprising apatite / collagen composite and method for producing the same - Google Patents

Porous body comprising apatite / collagen composite and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明はアパタイト/コラーゲン複合体からなる、人工骨材、細胞の足場材、歯科用インプラント材等に用いる多孔質の複合構造体に関し、特に圧縮強度が高く、骨置換性及び組織侵入性を備えた複合構造体及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a porous composite structure made of an apatite / collagen composite and used for an artificial bone, a cell scaffold, a dental implant, and the like, and particularly has a high compressive strength and has a bone replacement property and a tissue penetration property. The present invention relates to a composite structure and a manufacturing method thereof.

アパタイトのようなリン酸カルシウムを含む人工骨は自家骨に対して親和性を有し、自家骨に直接結合することができる。そのためその有用性が評価されており、整形外科、脳神経外科、形成外科、口腔外科等を中心に臨床応用されている。しかしアパタイトのようなセラミックス系の人工骨の機械的特性及び生理的性質は、自家骨と全く同じ訳ではない。例えばアパタイトのみからなるいわゆるセラミックス系人工骨は、自家骨より硬くて脆い。そのため移植部位に合わせた成形が困難であり、移植部位から脱落しやすいという問題がある。また自家骨は吸収と再生という代謝を繰り返すのに対し、アパタイトからなる人工骨は生体内でほとんど溶解しないため、生体内に半永久的に残存する。このため残存した人工骨が自家骨との界面で自家骨を破壊し、骨折の原因となるおそれもある。   Artificial bone containing calcium phosphate such as apatite has affinity for autologous bone and can directly bind to autologous bone. Therefore, its usefulness has been evaluated, and it has been clinically applied mainly in orthopedics, neurosurgery, plastic surgery, oral surgery and the like. However, the mechanical properties and physiological properties of ceramic-based artificial bones such as apatite are not exactly the same as autologous bones. For example, a so-called ceramic artificial bone made only of apatite is harder and more brittle than autologous bone. Therefore, there is a problem that it is difficult to mold in accordance with the transplant site, and it is easy to drop off from the transplant site. In addition, autologous bone repeats metabolism of absorption and regeneration, whereas artificial bone made of apatite hardly dissolves in the living body, and therefore remains semi-permanently in the living body. For this reason, the remaining artificial bone may destroy the autologous bone at the interface with the autologous bone and cause a fracture.

近年、アパタイト人工骨より自家骨の組成に近く、生体内で分解する人工骨が研究されている。例えば特許第3048289号(特許文献1)及び特表平11-513590号(特許文献2)は、ヒドロキシアパタイトにコラーゲン及び必要に応じてその他のバインダーが結合したネットワークを有する多孔体を開示している。この様な自家骨に近い性質を有するアパタイト多孔体を生体インプラント材として使用すると、骨欠損部に移植された人工骨内に骨形成に関与する細胞が誘引され、自家骨が成長するとともに、移植された人工骨は宿主により分解吸収され、成長した骨組織により置換され、宿主により拒絶される危険性が少なく、骨形成能が高いため治癒期間も短いと記載している。そのため脊椎固定、骨欠損の補填、骨折修復及び、顎骨欠損への移植等に利用できる。しかし、これらの多孔体は気孔構造が連通性を有していないため、組織の侵入性が低く、血液及び細胞の進入速度が異なるといった問題がある。   In recent years, artificial bones that are closer to the composition of autologous bones than apatite artificial bones and decompose in vivo have been studied. For example, Japanese Patent No. 3048289 (Patent Document 1) and Japanese Patent Publication No. 11-513590 (Patent Document 2) disclose a porous body having a network in which collagen and other binders are bonded to hydroxyapatite if necessary. . When an apatite porous body having properties similar to autologous bone is used as a bio-implant material, cells involved in bone formation are attracted into the artificial bone transplanted to the bone defect, and autologous bone grows and transplants. It is described that the artificial bone thus obtained is decomposed and absorbed by the host, is replaced by the grown bone tissue, has a low risk of being rejected by the host, and has a high bone forming ability, so that the healing period is short. Therefore, it can be used for spinal fixation, bone defect compensation, fracture repair, and transplantation to the jaw bone defect. However, since these porous bodies do not have a pore structure, there is a problem that the tissue penetration is low and the blood and cell entry speeds are different.

特開2003-190271号(特許文献3)は、平均繊維長が60μm以上のハイドロキシアパタイトとコラーゲンを含む複合体で構成され、ハイドロキシアパタイトのC軸がコラーゲン繊維に沿うように配向した微小多孔質構造を有する有機無機複合生体材料を開示しており、人工骨材に適した機械的強度と生体内分解性が得られると記載している。しかし特開2003-190271(特許文献3)に記載の有機無機複合生体材料は機械的強度が低いという問題がある。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-190271 (Patent Document 3) is a microporous structure composed of a composite containing hydroxyapatite and collagen having an average fiber length of 60 μm or more and oriented so that the C-axis of hydroxyapatite follows the collagen fiber An organic-inorganic composite biomaterial having a mechanical strength and biodegradability suitable for artificial aggregates are disclosed. However, the organic-inorganic composite biomaterial described in JP-A-2003-190271 (Patent Document 3) has a problem of low mechanical strength.

特開2004-275202号(特許文献4)は、直径が10〜500μmで、一方向に配向する気孔を有する焼結体からなることを特徴とするリン酸カルシウムを含む多孔質セラミックスインプラント材料及びその製造方法を開示しており、高い生体親和性を有し、かつ機械的特性にも優れるインプラント材料が得られると記載している。また特開2005-1943号(特許文献5)は、一辺の長さが0.1〜100μmで、アスペクト比が2〜20の範囲にある六角柱状の結晶粒子を含有し、その気孔率が、20〜90%であることを特徴とする多孔質セラミックス材料及びその製造方法を開示しており、機械的特性に優れるインプラント材料が得られると記載している。しかし特開2004-275202号(特許文献4)及び特開2005-1943号(特許文献5)に記載のインプラント材料は骨置換性及び組織侵入性に劣るとともに、それらの速度を制御することができない。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-275202 (Patent Document 4) discloses a porous ceramic implant material containing calcium phosphate, characterized by comprising a sintered body having a diameter of 10 to 500 μm and pores oriented in one direction. Describes that an implant material having high biocompatibility and excellent mechanical properties can be obtained. Japanese Patent Laid-Open No. 2005-1943 (Patent Document 5) contains hexagonal columnar crystal particles having a side length of 0.1 to 100 μm and an aspect ratio in the range of 2 to 20, and the porosity is 20 to 20 μm. A porous ceramic material characterized by 90% and a method for producing the same are disclosed, and it is described that an implant material having excellent mechanical properties can be obtained. However, the implant materials described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-275202 (Patent Document 4) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-1943 (Patent Document 5) are inferior in bone replacement property and tissue penetration property, and their speed cannot be controlled. .

特許第3048289号公報Japanese Patent No. 3048289 特表平11-513590号公報Japanese National Patent Publication No. 11-513590 特開2003-190271号公報JP 2003-190271 A 特開2004-275202号公報JP 2004-275202 A 特開2005-1943号公報JP 2005-1943 A

従って本発明の目的は、一方向に配向する気孔を有する多孔体の気孔径を制御することにより骨置換性及び組織侵入性を制御する方法を提供することである。本発明のもう一つの目的は、骨置換性及び組織侵入性に優れた人工骨材、細胞の足場材等に用いる多孔体を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for controlling bone replacement and tissue penetration by controlling the pore diameter of a porous body having pores oriented in one direction. Another object of the present invention is to provide a porous body used for artificial bones, cell scaffolds and the like having excellent bone replacement and tissue penetration.

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、アパタイト/コラーゲン複合体のゲルを凍結乾燥する際に、一方向から冷却し凍結させることにより一方向に配向する気孔構造を得ることができ、かつ冷却温度を変化させることにより気孔構造を制御できることを見いだし本発明に想到した。   As a result of diligent research in view of the above object, the inventors of the present invention can obtain a pore structure oriented in one direction by cooling and freezing from one direction when freeze-drying the gel of the apatite / collagen complex. The inventors have found that the pore structure can be controlled by changing the cooling temperature, and have come up with the present invention.

アパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体を製造する本発明の方法は、アパタイト/コラーゲン複合体からなる原料粉末を水に分散させてなるスラリーを、一方向から冷却することにより凍結し、乾燥することにより、一方向に配向する気孔構造を有する多孔体を製造する方法であって、前記冷却するときの温度を変化させることにより気孔構造を制御することを特徴とする。   In the method of the present invention for producing a porous body composed of an apatite / collagen composite, a slurry obtained by dispersing a raw material powder composed of an apatite / collagen composite in water is frozen by cooling from one direction and dried. Thus, a method for producing a porous body having a pore structure oriented in one direction, wherein the pore structure is controlled by changing the temperature during cooling.

前記アパタイト/コラーゲン複合体が長さ1mm以下の繊維状であるのが好ましい。前記アパタイト/コラーゲン複合体中のアパタイトがヒドロキシアパタイトであるのが好ましい。   The apatite / collagen composite is preferably in the form of a fiber having a length of 1 mm or less. The apatite in the apatite / collagen composite is preferably hydroxyapatite.

本発明のアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体は、前記の方法によって製造されたものである。   The porous body comprising the apatite / collagen composite of the present invention is produced by the above method.

アパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体を製造する本発明の方法は、一方向に配向する気孔構造を有するアパタイト/コラーゲン複合体の気孔径を制御することができるため、組織侵入性の調節が可能である。本発明の方法により得られるアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体は骨置換性及び骨形成能が高く優れた生体親和性を有するため、人工骨、人工関節等の生体材料として好適である。   The method of the present invention for producing a porous body composed of an apatite / collagen composite can control the pore diameter of the apatite / collagen composite having a pore structure oriented in one direction, so that tissue penetration can be adjusted. It is. A porous body made of an apatite / collagen composite obtained by the method of the present invention is suitable as a biomaterial for artificial bones, artificial joints and the like because it has high bone replacement and bone forming ability and excellent biocompatibility.

[1] アパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体
(1) 構造
本発明の多孔体はアパタイト/コラーゲン複合体からなる材料からなり、一方向に配向する気孔構造(以下、一軸構造とも言う)を有する。一方向に配向する気孔構造とは、図1に示すように、配向方向と垂直な面で切断したときの断面が網目状であり、配向方向と平行な面で切断したときの断面がストライプ状である構造である。
[1] Porous body made of apatite / collagen composite
(1) Structure The porous body of the present invention is made of a material composed of an apatite / collagen composite and has a pore structure (hereinafter also referred to as uniaxial structure) oriented in one direction. As shown in FIG. 1, the pore structure oriented in one direction has a mesh section when cut along a plane perpendicular to the orientation direction, and a stripe section when cut along a plane parallel to the orientation direction. It is the structure which is.

一軸構造としては図2に示すように気孔の貫通性により、Type1〜3に分類される。Type1は一方向に配向する気孔の片側が完全に閉塞しているもの、Type2は片側が細くなっているもの、Type3はほぼ平行になっているものを示す。   As shown in FIG. 2, the uniaxial structure is classified into Types 1 to 3 depending on the penetration of pores. Type1 indicates that one side of pores oriented in one direction is completely closed, Type2 indicates that one side is thin, and Type3 indicates that they are almost parallel.

(2) 組成
本発明の一軸構造を有する多孔体はアパタイト/コラーゲン複合体材料からなる。
(2) Composition The porous body having a uniaxial structure of the present invention is made of an apatite / collagen composite material.

アパタイト/コラーゲン複合体におけるアパタイトとしては、リン酸水素カルシウム、リン酸八カルシウム、リン酸三カルシウム、アパタイト(ヒドロキシアパタイト、炭酸アパタイト、フッ素アパタイト等)、リン酸四カルシウム等が挙げられる。生体適合性の観点から、アパタイトが好ましく、特にヒドロキシアパタイトが好ましい。   Examples of the apatite in the apatite / collagen composite include calcium hydrogen phosphate, octacalcium phosphate, tricalcium phosphate, apatite (hydroxyapatite, carbonate apatite, fluorapatite, etc.), tetracalcium phosphate and the like. From the viewpoint of biocompatibility, apatite is preferable, and hydroxyapatite is particularly preferable.

アパタイト/コラーゲン複合体におけるコラーゲンとしては動物等から抽出したものを使用できるが、由来する動物の種、組織部位、年齢等は特に限定されない。一般に哺乳動物(例えばウシ、ブタ、ウマ、ウサギ、ネズミ等)や鳥類(例えばニワトリ等)の皮膚、骨、軟骨、腱、臓器等から得られるコラーゲンを使用できる。また魚類(例えばタラ、ヒラメ、カレイ、サケ、マス、マグロ、サバ、タイ、イワシ、サメ等)の皮、骨、軟骨、ひれ、うろこ、臓器等から得られるコラーゲン様蛋白を使用してもよい。コラーゲンの抽出方法は特に限定されず、一般的な抽出方法を使用することができる。また動物組織からの抽出ではなく、遺伝子組み替え技術により得られたコラーゲンを使用してもよい。特に好ましいコラーゲンは、免疫原性を有する分子末端のテロペプタイドを酵素処理により除去したアテロコラーゲンである。   As the collagen in the apatite / collagen complex, those extracted from animals or the like can be used, but the species, tissue site, age, etc. of the animal from which it is derived are not particularly limited. In general, collagen obtained from the skin, bone, cartilage, tendon, organ, etc. of mammals (eg, cows, pigs, horses, rabbits, mice, etc.) and birds (eg, chickens, etc.) can be used. Collagen-like proteins obtained from the skin, bones, cartilage, fins, scales, organs, etc. of fish (eg cod, flounder, flounder, salmon, trout, tuna, mackerel, Thai, sardine, shark etc.) may also be used. . The method for extracting collagen is not particularly limited, and a general extraction method can be used. Further, instead of extraction from animal tissue, collagen obtained by gene recombination technology may be used. Particularly preferred collagen is atelocollagen obtained by removing telopeptide at the molecular end having immunogenicity by enzymatic treatment.

[2] アパタイト/コラーゲン複合体からなる一軸構造多孔体の製造方法
アパタイト/コラーゲン複合体からなる一軸構造多孔体は、複合体を水に分散させてなるスラリーを成形型に入れ、凍結及び乾燥した後に、架橋することにより形成する。形成した後に所望の形状に切断して使用することができる。
[2] Method for producing uniaxial porous body made of apatite / collagen composite A uniaxial porous body made of an apatite / collagen composite was placed in a mold with a slurry obtained by dispersing the composite in water, frozen and dried. Later, it is formed by crosslinking. After forming, it can be cut into a desired shape and used.

これらのアパタイト/コラーゲン複合体は、アパタイト/コラーゲン複合体原料の分散物を凍結するときに、一方向から冷却することによって、一方向に配向する気孔構造を形成することができる。その気孔径も冷却条件により制御することができる。   These apatite / collagen composites can form a pore structure oriented in one direction by cooling from one direction when the dispersion of the apatite / collagen composite material is frozen. The pore diameter can also be controlled by cooling conditions.

(1) アパタイト/コラーゲン複合体を用いたセラミック材料の製造
以下にアパタイト/コラーゲン複合体の製造方法及び、それを用いた多孔体材料の製造方法を詳細に説明する。
(1) Production of Ceramic Material Using Apatite / Collagen Composite A method for producing an apatite / collagen composite and a method for producing a porous material using the same will be described in detail below.

(a) アパタイト/コラーゲン複合体の製造
アパタイトとコラーゲンは単に混合してもよいが、生体適合性及び骨形成性を向上させるために、アパタイトとコラーゲンが化学的に結合したアパタイト/コラーゲン複合体として用いるのが好ましい。この複合体の好ましい例は、アパタイトのC軸がコラーゲン繊維に沿って配向した自己組織化した構造(生体骨と類似の構造)を有するアパタイト/コラーゲン複合体である。アパタイトとしては、ヒドロキシアパタイトが特に好ましい。
(a) Manufacture of apatite / collagen complex Apatite and collagen may be simply mixed, but in order to improve biocompatibility and osteogenesis, an apatite / collagen complex in which apatite and collagen are chemically bonded is used. It is preferable to use it. A preferred example of this complex is an apatite / collagen complex having a self-organized structure (a structure similar to living bone) in which the C-axis of apatite is oriented along collagen fibers. As the apatite, hydroxyapatite is particularly preferable.

(i) アパタイト/コラーゲン複合体の原料の調製
アパタイト/コラーゲン複合体は、例えばコラーゲンを含む溶液中にリン酸又はその塩[以下単に「リン酸(塩)」という]の水溶液及びカルシウム塩の水溶液又は懸濁液を加えることにより製造する。リン酸(塩)としては、リン酸、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム等が挙げられる。カルシウム塩としては、例えば炭酸カルシウム、酢酸カルシウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。
(i) Preparation of Raw Material for Apatite / Collagen Complex An apatite / collagen complex is prepared by, for example, an aqueous solution of phosphoric acid or a salt thereof (hereinafter simply referred to as “phosphoric acid (salt)”) and an aqueous solution of calcium salt in a solution containing collagen. Alternatively, it is produced by adding a suspension. Examples of phosphoric acid (salt) include phosphoric acid, disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and the like. Examples of calcium salts include calcium carbonate, calcium acetate, and calcium hydroxide.

アパタイト原料[リン酸(塩)及びカルシウム塩]とコラーゲンとの混合比によりアパタイト/コラーゲン複合体の繊維長を制御できるので、アパタイト原料とコラーゲンとの混合比は、アパタイト/コラーゲン複合体の目標繊維長に応じて適宜決定する。本発明に使用するアパタイト/コラーゲン複合体中のアパタイト/コラーゲンの混合比は9/1〜6/4(質量比)が好ましく、8.5/1.5〜7/3(質量比)がより好ましく、約8/2(質量比)が最も好ましい。   Since the fiber length of the apatite / collagen composite can be controlled by the mixing ratio of the apatite raw material [phosphoric acid (salt) and calcium salt] and collagen, the mixing ratio of the apatite raw material and collagen is the target fiber of the apatite / collagen composite. It is determined appropriately according to the length. The mixing ratio of apatite / collagen in the apatite / collagen composite used in the present invention is preferably 9/1 to 6/4 (mass ratio), more preferably 8.5 / 1.5 to 7/3 (mass ratio), about 8 / 2 (mass ratio) is most preferred.

(ii) 溶液(懸濁液)の調製
コラーゲン/リン酸(塩)水溶液、及びカルシウム塩水溶液(又は懸濁液)を調製する。コラーゲン/リン酸(塩)水溶液はコラーゲンとリン酸(塩)を溶解した水溶液で、コラーゲンの濃度は0.1〜1.5質量%が好ましく、約0.85質量%が特に好ましい。またリン酸(塩)の濃度は15〜240 mMが好ましく、約120 mMが特に好ましい。カルシウム塩水溶液(又は懸濁液)の濃度は50〜800 mMが好ましく、約400 mMが特に好ましい。
(ii) Preparation of solution (suspension) Prepare collagen / phosphoric acid (salt) aqueous solution and calcium salt aqueous solution (or suspension). The collagen / phosphoric acid (salt) aqueous solution is an aqueous solution in which collagen and phosphoric acid (salt) are dissolved, and the concentration of collagen is preferably 0.1 to 1.5% by mass, particularly preferably about 0.85% by mass. The concentration of phosphoric acid (salt) is preferably 15 to 240 mM, particularly preferably about 120 mM. The concentration of the calcium salt aqueous solution (or suspension) is preferably 50 to 800 mM, particularly preferably about 400 mM.

(iii) アパタイト/コラーゲン複合体の製造
添加するカルシウム塩水溶液又は懸濁液の量とほぼ同量の水に、約40℃でコラーゲンを含有するリン酸(塩)水溶液、及びカルシウム塩水溶液又は懸濁液を同時に滴下することにより、アパタイト/コラーゲン複合体が生成する。滴下条件を制御することにより、アパタイト/コラーゲン複合体の繊維長を制御できる。滴下速度は1〜60 mL/分が好ましく、約30 mL/分がより好ましい。攪拌速度は1〜400 rpmが好ましく、約200 rpmがより好ましい。リン酸(塩)及びカルシウム塩の混合比率は、1:1〜2:5が好ましく、3:5がより好ましい。またコラーゲンとアパタイト(リン酸塩とカルシウム塩の総量)の混合比率は、1:9〜4:6が好ましく、1.5:8.5〜3:7がより好ましい。
(iii) Production of apatite / collagen complex Phosphoric acid (salt) aqueous solution containing collagen at about 40 ° C and calcium salt aqueous solution or suspension in about the same amount of water as the calcium salt aqueous solution or suspension to be added. The apatite / collagen complex is formed by simultaneously dropping the suspension. By controlling the dropping conditions, the fiber length of the apatite / collagen complex can be controlled. The dropping rate is preferably 1 to 60 mL / min, more preferably about 30 mL / min. The stirring speed is preferably 1 to 400 rpm, more preferably about 200 rpm. The mixing ratio of phosphoric acid (salt) and calcium salt is preferably 1: 1 to 2: 5, and more preferably 3: 5. The mixing ratio of collagen and apatite (total amount of phosphate and calcium salt) is preferably 1: 9 to 4: 6, and more preferably 1.5: 8.5 to 3: 7.

反応液中のカルシウムイオン濃度を3.75 mM以下、リン酸イオン濃度を2.25 mM以下に維持することにより、反応液のpHは8.9〜9.1に保つのが好ましい。カルシウムイオン及び/又はリン酸イオンの濃度が上記範囲を超えると、複合体の自己組織化が妨げられる。上記の滴下条件により、自己組織化したアパタイト/コラーゲン複合体の繊維長は、アパタイト/コラーゲン架橋多孔体の原料として好適な2 mm以下となる。   It is preferable to maintain the pH of the reaction solution at 8.9 to 9.1 by maintaining the calcium ion concentration in the reaction solution at 3.75 mM or less and the phosphate ion concentration at 2.25 mM or less. When the concentration of calcium ions and / or phosphate ions exceeds the above range, self-assembly of the complex is prevented. By the above dropping conditions, the fiber length of the self-organized apatite / collagen composite becomes 2 mm or less which is suitable as a raw material for the apatite / collagen crosslinked porous body.

得られたアパタイト/コラーゲン複合体と水とのスラリー状混合物は乾燥するのが好ましい。乾燥は、凍結乾燥、水をエタノール等の溶媒に置換して風乾等の方法で行うことができるが、凍結乾燥が好ましい。凍結乾燥は、−10℃以下に凍結した状態で真空引きして行う。   The obtained slurry-like mixture of apatite / collagen complex and water is preferably dried. Drying can be performed by freeze-drying or air-drying by replacing water with a solvent such as ethanol, but freeze-drying is preferred. Freeze-drying is performed by evacuation in a state frozen at −10 ° C. or lower.

(b) アパタイト/コラーゲン複合体を含有する分散物の製造
アパタイト/コラーゲン複合体の粉末に水、リン酸水溶液等を加えて撹拌し、ペースト状の分散物(スラリー)を調製する。水溶液等の添加量は、アパタイト/コラーゲン複合体の80〜99体積%であるのが好ましく、90〜97体積%であるのがより好ましい。多孔体の気孔率P(%)は分散物中のアパタイト/コラーゲン複合体と水溶液等との体積比に依存し、下記式(1):
P = B/(A+B)×100・・・(1)
(ただし、Aは分散物中のアパタイト/コラーゲン複合体の体積を示し、Bは分散物中の液体の体積を示す。)により表される。このため加える液体の量を制御することにより多孔体の気孔率Pを制御することができる。液体を加えた後で分散物を撹拌すると、アパタイト/コラーゲン複合体の繊維の一部が切断され繊維の長さの分布が大きくなる。撹拌条件を調節することにより、得られる多孔体の強度を向上させることができる。
(b) Production of dispersion containing apatite / collagen complex Water, phosphoric acid aqueous solution and the like are added to the powder of apatite / collagen complex and stirred to prepare a paste-like dispersion (slurry). The addition amount of an aqueous solution or the like is preferably 80 to 99% by volume, more preferably 90 to 97% by volume of the apatite / collagen complex. The porosity P (%) of the porous material depends on the volume ratio of the apatite / collagen complex in the dispersion to the aqueous solution, and the following formula (1):
P = B / (A + B) × 100 ... (1)
Where A represents the volume of the apatite / collagen complex in the dispersion and B represents the volume of the liquid in the dispersion. Therefore, the porosity P of the porous body can be controlled by controlling the amount of liquid added. When the dispersion is stirred after the liquid is added, a part of the fibers of the apatite / collagen composite is cut, and the fiber length distribution increases. By adjusting the stirring conditions, the strength of the resulting porous body can be improved.

安定した形状の多孔体を得るため、分散物にさらにバインダーを添加するのが好ましい。バインダーとしては、可溶性コラーゲンが挙げられる。バインダーの添加量は、アパタイト/コラーゲン複合体100質量%に対して、1〜10質量%が好ましく、3〜6質量%がより好ましい。   In order to obtain a porous body having a stable shape, it is preferable to further add a binder to the dispersion. Examples of the binder include soluble collagen. The addition amount of the binder is preferably 1 to 10% by mass and more preferably 3 to 6% by mass with respect to 100% by mass of the apatite / collagen complex.

アパタイト/コラーゲン複合体を製造する場合と同様に、バインダーはリン酸水溶液の状態で加えるのが好ましい。添加するバインダー溶液の濃度等は特に限定されないが、実用的にはバインダーの濃度が約0.85質量%、リン酸の濃度が20 mM程度が好ましい。   As in the case of producing an apatite / collagen complex, the binder is preferably added in the form of an aqueous phosphoric acid solution. The concentration of the binder solution to be added is not particularly limited, but practically the binder concentration is preferably about 0.85% by mass and the phosphoric acid concentration is about 20 mM.

バインダーのリン酸(塩)水溶液の添加後、水酸化ナトリウム水溶液で分散物のpHを7程度に調製する。分散物のpHは後述するゲル化処理時にコラーゲンがゼラチンに変性するのを防止するため6.8〜7.6が好ましく、7.0〜7.4がより好ましい。   After adding the phosphoric acid (salt) aqueous solution of the binder, the pH of the dispersion is adjusted to about 7 with an aqueous sodium hydroxide solution. The pH of the dispersion is preferably 6.8 to 7.6, and more preferably 7.0 to 7.4 in order to prevent collagen from being denatured into gelatin during the gelation treatment described below.

バインダーとして加えたコラーゲンの繊維化を促進させるため、分散物にリン酸バッファー生理食塩水(PBS)の濃縮液(10倍程度)を添加し、イオン強度を0.2〜1に調整する。より好ましいイオン強度は、PBSと同程度の約0.8である。   In order to promote the fiberization of collagen added as a binder, a concentrated solution (about 10 times) of phosphate buffered saline (PBS) is added to the dispersion, and the ionic strength is adjusted to 0.2-1. A more preferred ionic strength is about 0.8, similar to PBS.

本発明の目的を損なわない範囲内で、分散物にさら抗生物質(テトラサイクリン等)、抗癌剤(シスプラチン等)、骨髄細胞、細胞増殖因子(BMP、FGF、TGF-β、IGF、PDGF、VEGF等)、生理活性因子(ホルモン、サイトカイン等)等の添加剤を添加することができる。   In addition to the dispersion, antibiotics (tetracycline, etc.), anticancer agents (cisplatin, etc.), bone marrow cells, cell growth factors (BMP, FGF, TGF-β, IGF, PDGF, VEGF, etc.) Additives such as physiologically active factors (hormones, cytokines, etc.) can be added.

(c) ゲル化
分散物を成形型に入れた後、分散物の温度を35〜45℃に保持することにより、バインダーとして加えたコラーゲンが繊維化し、分散物がゲル状となる。ゲル化により、アパタイト/コラーゲン複合体が分散物中で沈降するのを防ぎ、均一な多孔体が得られる。より好ましい保持温度は35〜40℃である。保持時間は0.5〜3.5時間が好ましく、1〜3時間がより好ましい。
(c) Gelation After the dispersion is put in a mold, the temperature of the dispersion is maintained at 35 to 45 ° C., whereby collagen added as a binder is fibrillated and the dispersion becomes a gel. Gelation prevents the apatite / collagen composite from settling in the dispersion and provides a uniform porous body. A more preferable holding temperature is 35 to 40 ° C. The holding time is preferably 0.5 to 3.5 hours, more preferably 1 to 3 hours.

(d) 凍結乾燥
ゲル化した分散物は凍結工程と乾燥工程からなる凍結乾燥を行う。ゲル化した分散物を一方向から冷却し凍結することにより、一軸構造の多孔体を形成することがでる。
(d) Freeze-drying The gelled dispersion is freeze-dried consisting of a freezing step and a drying step. By cooling and freezing the gelled dispersion from one direction, a uniaxial porous body can be formed.

(i) 凍結
ゲル化した分散物を一方向から冷却し凍結するには、例えば図3(a)に示すような治具を備えた凍結装置1を用いて行うことができる。凍結装置1は、保温容器2中に、冷却加熱板3と、冷却加熱板3の上に設置された金属板4を具備する[図3(b)に斜視図を示す。]。冷却加熱板3は保温容器2の外部の冷却加熱装置5に熱的に接続されており、冷却加熱装置5により精度良く冷却又は加熱を行うことができる。上記のように一方向から冷却するには、例えば市販の棚式の凍結装置を用いて行うことができる。
(i) Freezing The gelled dispersion can be cooled and frozen from one direction using, for example, a freezing apparatus 1 equipped with a jig as shown in FIG. The freezing apparatus 1 includes a cooling and heating plate 3 and a metal plate 4 installed on the cooling and heating plate 3 in a heat insulating container 2 [a perspective view is shown in FIG. ]. The cooling and heating plate 3 is thermally connected to a cooling and heating device 5 outside the heat retaining container 2, and can be cooled or heated with high accuracy by the cooling and heating device 5. In order to cool from one direction as described above, for example, a commercially available shelf-type freezing apparatus can be used.

成形型11に充填したゲル化した分散物10は、予め4℃程度に冷蔵した後、所定の温度に冷却した金属板4上に載置することにより、金属板4との接触面からのみ冷却される。保温容器2内の温度は、ゲル化した分散物10が成形型又は上端から凍結しない程度の温度(4℃程度)に保たれている。この様な方法で冷却することにより、金属板4との接触面から凍結が始まり、金属板4に垂直な方向[図3(a)で上方向]に水の結晶が成長することにより、図3(a)で上下方向に配向する気孔構造が形成される。金属板4からのみの冷却を効率よく行うため、成形型11は熱伝導率の低い素材を用いるのが好ましい。   The gelled dispersion 10 filled in the mold 11 is refrigerated to about 4 ° C. in advance and then placed on the metal plate 4 cooled to a predetermined temperature, so that it is cooled only from the contact surface with the metal plate 4. Is done. The temperature in the heat insulating container 2 is maintained at a temperature (about 4 ° C.) that does not freeze the gelled dispersion 10 from the mold or the upper end. By cooling in this way, freezing starts from the contact surface with the metal plate 4, and water crystals grow in a direction perpendicular to the metal plate 4 [upward in FIG. 3 (a)]. In 3 (a), a pore structure oriented in the vertical direction is formed. In order to efficiently cool only from the metal plate 4, it is preferable to use a material having a low thermal conductivity for the mold 11.

冷却中に温度を変化させることにより、一軸構造の気孔構造を制御することができる。この方法は金属板4との接触面からのみ冷却するため、例えば一定温度で冷却した場合、凍結が上方に進むにつれて冷気が逃げて温度が上昇し、図2のType2に近い気孔構造となる。このためType3の気孔構造に近づけるためには金属板4の温度を徐々に下げて、凍結が起こっている部分の温度を一定に保つことが望ましい。このとき凍結速度の変化は少ないのが好ましく、一定速度がより好ましい。具体的には、凍結時の凍結が起こっている部分の温度変化は、-20〜20℃/hrの範囲が好ましく、-10〜10℃/hrの範囲がより好ましい。また、冷却中に温度を徐々に上げるとType1の気孔構造に近づく。冷却温度は、-80〜-10℃の範囲で変化させるのが好ましく、−80〜−20℃がより好ましい。   By changing the temperature during cooling, the uniaxial pore structure can be controlled. Since this method cools only from the contact surface with the metal plate 4, for example, when cooling at a constant temperature, the cold air escapes and the temperature rises as freezing progresses upward, resulting in a pore structure close to Type 2 in FIG. For this reason, in order to approach the Type 3 pore structure, it is desirable to gradually lower the temperature of the metal plate 4 to keep the temperature of the portion where freezing occurs constant. At this time, the change in the freezing rate is preferably small, and a constant rate is more preferable. Specifically, the temperature change of the portion where freezing occurs during freezing is preferably in the range of −20 to 20 ° C./hr, more preferably in the range of −10 to 10 ° C./hr. Moreover, when the temperature is gradually raised during cooling, it approaches Type 1 pore structure. The cooling temperature is preferably changed in the range of -80 to -10 ° C, more preferably -80 to -20 ° C.

(iii) 乾燥
凍結乾燥機を用いて、分散物を−10℃以下に凍結した状態で真空引きして乾燥する。分散物が十分に乾燥する限り、凍結乾燥時間は特に制限されないが、一般的には1〜3日程度とするのが好ましい。以上に述べた凍結乾燥により一軸構造を有するアパタイト/コラーゲン多孔体が得られる。
(iii) Drying Using a freeze dryer, the dispersion is vacuum-dried while being frozen at −10 ° C. or lower. As long as the dispersion is sufficiently dried, the freeze-drying time is not particularly limited, but generally it is preferably about 1 to 3 days. The apatite / collagen porous body having a uniaxial structure can be obtained by freeze-drying as described above.

(e) 架橋
機械的強度を高めるとともに、体内に挿入された人工骨等の形状を所望の期間保持し得るようにするため、凍結乾燥したアパタイト/コラーゲン複合体はコラーゲンを架橋するのが好ましい。コラーゲンの架橋は、γ線、紫外線、電子線、熱脱水等を用いた物理的架橋、架橋剤や縮合剤を用いた化学的架橋等の方法を用いて行うことができる。化学的架橋は、例えば凍結乾燥後の多孔体を架橋剤の溶液に浸漬する方法、凍結乾燥後の多孔体に架橋剤を含有する蒸気を作用させる方法、又はアパタイト/コラーゲン複合体を製造する際に水溶液又は懸濁液中に架橋剤を添加する方法により行うことができる。
(e) Crosslinking The freeze-dried apatite / collagen complex preferably crosslinks collagen in order to increase mechanical strength and to maintain the shape of the artificial bone inserted into the body for a desired period of time. Crosslinking of collagen can be performed using methods such as physical crosslinking using γ rays, ultraviolet rays, electron beams, thermal dehydration, and the like, and chemical crosslinking using a crosslinking agent or a condensing agent. The chemical cross-linking is performed, for example, by immersing the lyophilized porous body in a solution of a cross-linking agent, by allowing a vapor containing a cross-linking agent to act on the lyophilized porous body, or when manufacturing an apatite / collagen composite. Can be carried out by adding a crosslinking agent to the aqueous solution or suspension.

架橋剤としては、グルタールアルデヒド、ホルムアルデヒド等のアルデヒド、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩等のカルボジイミド、エチレングリコールジエチルエーテル等のエポキシ化合物、トランスグルタミナーゼ等が挙げられる。これらの架橋剤のうち、架橋度の制御の容易さや、得られるアパタイト/コラーゲン架橋多孔体の生体適合性の観点から、グルタールアルデヒドが特に好ましい。   Examples of crosslinking agents include aldehydes such as glutaraldehyde and formaldehyde, isocyanates such as hexamethylene diisocyanate, carbodiimides such as 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, and epoxy compounds such as ethylene glycol diethyl ether, Examples thereof include transglutaminase. Of these crosslinking agents, glutaraldehyde is particularly preferred from the viewpoint of easy control of the degree of crosslinking and the biocompatibility of the resulting apatite / collagen crosslinked porous body.

多孔体をグルタールアルデヒド溶液に浸漬して架橋する場合、グルタールアルデヒド溶液の濃度は0.005〜0.015質量%が好ましく、0.005〜0.01質量%がより好ましい。グルタールアルデヒドの溶媒としてエタノール等のアルコールを使用すると、架橋と同時に脱水もされるため、アパタイト/コラーゲン複合体が収縮した状態で架橋が起こり、生成するアパタイト/コラーゲン架橋多孔体の弾性が向上する。   When the porous body is immersed in a glutaraldehyde solution for crosslinking, the concentration of the glutaraldehyde solution is preferably 0.005 to 0.015% by mass, and more preferably 0.005 to 0.01% by mass. When an alcohol such as ethanol is used as a solvent for glutaraldehyde, dehydration is performed at the same time as crosslinking, so that crosslinking occurs in a contracted state of the apatite / collagen composite, and the elasticity of the resulting apatite / collagen crosslinked porous body is improved. .

架橋処理後、未反応のグルタールアルデヒドを除去するため2質量%程度のグリシン水溶液にアパタイト/コラーゲン架橋多孔体を浸漬し水洗する。さらにエタノールに浸漬し脱水した後、室温で乾燥させる。   After the crosslinking treatment, in order to remove unreacted glutaraldehyde, the apatite / collagen porous porous body is immersed in an aqueous solution of about 2% by mass of glycine and washed with water. Further, it is immersed in ethanol, dehydrated, and dried at room temperature.

(f) 加工
得られたアパタイト/コラーゲン架橋多孔体は、旋盤等で切削することにより成形する。得られた多孔体は紫外線、γ線、電子線、乾燥加熱等により滅菌処理してもよい。
(f) Processing The obtained apatite / collagen crosslinked porous body is formed by cutting with a lathe or the like. The obtained porous body may be sterilized by ultraviolet rays, γ rays, electron beams, drying and heating, and the like.

本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例1
一方向に配向した気孔構造を有するアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造を行った。
Example 1
A porous body made of an apatite / collagen composite having a pore structure oriented in one direction was produced.

(A) アパタイト/コラーゲン複合体の合成
50 mlの水と410 g のコラーゲン/リン酸水溶液(コラーゲン:0.6質量%、リン酸:120 mM)を混合し溶液Aを調製した。230 mlの水に6 gの水酸化カルシウムを加え撹拌分散し分散液Bを調製した。200 mlの水を入れた容器に、pHコントローラでpHを9になるように速度を調整しながら溶液A及び溶液Bを同時に滴下し、ヒドロキシアパタイトとコラーゲンの複合体繊維の分散液を調製した。この分散液を凍結し減圧下で7日かけて凍結乾燥し、約1〜2mmの平均長を有する繊維状ヒドロキシアパタイト/コラーゲン複合体を得た。
(A) Synthesis of apatite / collagen composite
Solution A was prepared by mixing 50 ml of water and 410 g of collagen / phosphoric acid aqueous solution (collagen: 0.6 mass%, phosphoric acid: 120 mM). Dispersion B was prepared by adding 6 g of calcium hydroxide to 230 ml of water and stirring and dispersing. Solution A and solution B were simultaneously added dropwise to a container containing 200 ml of water while adjusting the speed so that the pH was 9 with a pH controller to prepare a dispersion of hydroxyapatite and collagen complex fibers. This dispersion was frozen and lyophilized under reduced pressure for 7 days to obtain a fibrous hydroxyapatite / collagen complex having an average length of about 1 to 2 mm.

(B) アパタイト/コラーゲン複合体を含む多孔体の作製
得られた1gの繊維状ヒドロキシアパタイト/コラーゲン複合体に5.5 mLの水を加えて撹拌し、ペースト状の分散物を得た。さらに2 gのコラーゲン/リン酸水溶液(コラーゲン:0.6質量%、リン酸:20 mM)を加えて撹拌した後、1NのNaOHでpHを7に調節した。
(B) Production of porous body containing apatite / collagen composite 5.5 g of water was added to 1 g of the obtained fibrous hydroxyapatite / collagen composite and stirred to obtain a paste-like dispersion. Further, 2 g of a collagen / phosphoric acid aqueous solution (collagen: 0.6% by mass, phosphoric acid: 20 mM) was added and stirred, and then the pH was adjusted to 7 with 1N NaOH.

得られた分散物を成形型に入れ、37℃で2時間保持して分散物をゲル化させた。4℃に冷却したゲル状の成形体を、図3(a)(b)に示す凍結装置1の金属板4の上に密着させて載置し一方向から凍結した。金属板4は-20℃で10分間保持した後、1時間かけて-20℃から-40℃まで直線的に温度を変化(-20℃/hr)させ、-40℃で保持した。この時の冷却パターンを図4(a)に示す。-20℃から-40℃まで温度を変化させている間に、ゲル化した分散物は完全に凍結した。保温容器2内は1気圧で4℃に保持した。成形体全体が凍結した後、真空に引いて乾燥させた。凍結乾燥後の成形体は、エタノール(濃度99.5%)を溶媒として調製した0.01%のグルタールアルデヒド溶液に浸して架橋処理した。多孔体は水洗後、2%のグリシン水溶液に浸して未反応のグルタールアルデヒドを除去し、再度水洗した。さらにエタノール(濃度99.5%)に浸して脱水した後、室温で乾燥し、一方向に配向した気孔構造を有するアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体を得た。   The obtained dispersion was put in a mold and kept at 37 ° C. for 2 hours to gel the dispersion. The gel-like molded body cooled to 4 ° C. was placed in close contact with the metal plate 4 of the freezing apparatus 1 shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) and frozen from one direction. The metal plate 4 was held at −20 ° C. for 10 minutes, and then the temperature was linearly changed (−20 ° C./hr) from −20 ° C. to −40 ° C. over 1 hour, and held at −40 ° C. The cooling pattern at this time is shown in FIG. While changing the temperature from -20 ° C to -40 ° C, the gelled dispersion completely frozen. The inside of the heat insulating container 2 was kept at 4 ° C. at 1 atmosphere. After the entire molded body was frozen, it was dried under vacuum. The molded body after lyophilization was immersed in a 0.01% glutaraldehyde solution prepared using ethanol (concentration 99.5%) as a solvent for crosslinking treatment. The porous body was washed with water, immersed in a 2% glycine aqueous solution to remove unreacted glutaraldehyde, and washed again with water. Further, it was dehydrated by soaking in ethanol (concentration 99.5%), and then dried at room temperature to obtain a porous body composed of an apatite / collagen composite having a pore structure oriented in one direction.

実施例2及び比較例1
一方向から凍結する際の金属板4の温度パターンをそれぞれ図4(b)及び(c)に示す様に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2及び比較例1の一方向に配向した気孔を有する多孔体を得た。
Example 2 and Comparative Example 1
One direction of Example 2 and Comparative Example 1 except that the temperature pattern of the metal plate 4 when frozen from one direction was changed as shown in FIGS. 4B and 4C, respectively. A porous body having pores oriented in the direction was obtained.

得られた実施例1、2及び比較例1の多孔体の平均気孔径を、冷却した側(下側)及びその反対側(上側)の2カ所で以下の方法で測定した。また多孔体全体の平均気孔率を以下の方法で測定した。結果を表1に示す。また図5に実施例1、2及び比較例1の多孔体の気孔構造の走査電子顕微鏡(SEM)写真を示す。図6は、図5に示す多孔体の冷却した側(下側)及びその反対側(上側)の気孔構造を示す拡大図である。   The average pore diameters of the obtained porous bodies of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured by the following method at two locations on the cooled side (lower side) and the opposite side (upper side). Moreover, the average porosity of the whole porous body was measured by the following method. The results are shown in Table 1. FIG. 5 shows scanning electron microscope (SEM) photographs of the pore structures of the porous bodies of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1. FIG. 6 is an enlarged view showing the pore structure on the cooled side (lower side) and the opposite side (upper side) of the porous body shown in FIG.

平均気孔径の測定
一軸構造を有する多孔体の平均気孔径は、配向する気孔の配向方向と平行な断面の走査電子顕微鏡(SEM)写真から画像分析法により求めた。図7に示すように、SEM断面図において、気孔の配向方向と垂直な補助線Lを引き、補助線と交わる各気孔のサイズ(図7中でAμm〜Eμmと記載されている部分)を測定した。実際には20カ所以上の気孔部分を測定し平均値を求めた。
Measurement of average pore diameter The average pore diameter of a porous body having a uniaxial structure was determined by an image analysis method from a scanning electron microscope (SEM) photograph of a cross section parallel to the orientation direction of oriented pores. As shown in FIG. 7, in the SEM cross-sectional view, an auxiliary line L perpendicular to the orientation direction of the pores is drawn, and the size of each pore intersecting with the auxiliary line (the portion indicated as A μm to E μm in FIG. 7) is measured. did. Actually, the pores at 20 or more locations were measured and the average value was obtained.

気孔率の測定
多孔体の気孔率は下記式(2):
気孔率(%)={(見かけの体積)−(真の体積)}×100/(見かけの体積)・・・(2)
により求めた。ここで(真の体積)=(質量)/(密度)である。
例えばヒドロキシアパタイト及びコラーゲンからなる多孔体の場合、(真の体積)は下記式(3):
(真の体積)=VA+VC=mAA+mCC・・・(3)
(ρA,mA及びVAはそれぞれヒドロキシアパタイトの密度、質量及び体積を表し、ρC,mC及びVCはコラーゲンの密度、質量及び体積を表す。)により表される。
Measurement of porosity The porosity of the porous body is expressed by the following formula (2):
Porosity (%) = {(apparent volume) − (true volume)} × 100 / (apparent volume) (2)
Determined by Here (true volume) = (mass) / (density).
For example, in the case of a porous body made of hydroxyapatite and collagen, (true volume) is expressed by the following formula (3):
(True volume) = V A + V C = m A / ρ A + m C / ρ C (3)
A , m A and V A represent the density, mass and volume of hydroxyapatite, respectively, and ρ C , m C and V C represent the density, mass and volume of collagen).

温度一定で凍結[図4(c)のパターン]を行うと、冷却した側(下側)の気孔径が小さくなり、その反対側(上側)の気孔径は大きくなることが分かる(比較例1)。これに対して、冷却温度を徐々に低下させながら凍結[図4(a)のパターン]を行うと、冷却した側(下側)とその反対側(上側)の気孔径の差が小さくなった(実施例1)。また、逆に冷却温度を徐々に上昇させながら凍結[図4(b)のパターン]を行うと、冷却した側(下側)の気孔径は非常に小さくなり、その反対側(上側)の気孔径との差が大きくなった(実施例2)。凍結時の冷却温度パターンを調節することにより、気孔構造を制御できることが分かった。
When freezing [pattern of FIG. 4 (c)] is performed at a constant temperature, the pore diameter on the cooled side (lower side) decreases and the pore diameter on the opposite side (upper side) increases (Comparative Example 1). ). On the other hand, when freezing [pattern (a) in Fig. 4] was performed while gradually lowering the cooling temperature, the difference in pore diameter between the cooled side (lower side) and the opposite side (upper side) became smaller. (Example 1). Conversely, if freezing is performed while gradually increasing the cooling temperature (pattern in Fig. 4 (b)), the pore size on the cooled side (lower side) will be very small, and the air on the opposite side (upper side) will be reduced. The difference from the hole diameter was increased (Example 2). It was found that the pore structure can be controlled by adjusting the cooling temperature pattern during freezing.

一方向に配向する気孔構造を有する多孔体を示す模式図とSEM写真である。It is the schematic diagram and SEM photograph which show the porous body which has the pore structure orientated to one direction. 本発明の一方向に配向する気孔構造を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the pore structure oriented in one direction of the present invention. ゲル化した分散物を一方向から冷却し凍結するための治具を備えた凍結装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the freezing apparatus provided with the jig | tool for cooling and freezing the gelatinized dispersion from one direction. ゲル化した分散物を一方向から冷却し凍結する時の、(a)実施例1、(b)実施例2及び(c)比較例1の温度パターンを示すグラフである。It is a graph which shows the temperature pattern of (a) Example 1, (b) Example 2, and (c) Comparative Example 1 when the gelatinized dispersion is cooled and frozen from one direction. (a)実施例1、(b)実施例2及び(c)比較例1の多孔体の気孔構造を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the pore structure of the porous body of (a) Example 1, (b) Example 2, and (c) Comparative Example 1. (a)実施例1、(b)実施例2及び(c)比較例1の多孔体の冷却した側(下端)及びその反対側(上端)の気孔構造を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the pore structure of the cooling side (lower end) and the opposite side (upper end) of the porous body of (a) Example 1, (b) Example 2 and (c) Comparative Example 1. 本発明の一方向に配向した気孔構造を有する多孔体の平均気孔径を求める方法を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the method of calculating | requiring the average pore diameter of the porous body which has the pore structure oriented in one direction of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・凍結装置
2・・・保温容器
3・・・冷却加熱板
4・・・金属板
5・・・冷却加熱装置
10・・・分散物
11・・・成形型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Freezing apparatus 2 ... Thermal insulation container 3 ... Cooling heating plate 4 ... Metal plate 5 ... Cooling heating device
10 ... dispersion
11 ... Mold

Claims (6)

アパタイト/コラーゲン複合体からなる原料粉末を水に分散させてなるスラリーを、成形型に充填し、前記スラリーを前記成形型とともに予め冷蔵した後、前記冷蔵温度に保持した保温容器内で、前記成形型を所定の温度に冷却した板上に載置して、前記スラリーを前記板との接触面からのみ冷却して凍結し、乾燥することにより、一方向に配向する気孔構造を有する多孔体を製造する方法であって、前記冷却中に前記板の温度を徐々に下げる又は徐々に上げることにより気孔構造を制御することを特徴とするアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法。 A slurry obtained by dispersing a raw material powder composed of an apatite / collagen composite in water is filled in a mold, the slurry is refrigerated together with the mold, and the molding is performed in a heat-retaining container maintained at the refrigeration temperature. A porous body having a pore structure oriented in one direction by placing the mold on a plate cooled to a predetermined temperature, cooling the slurry only from the contact surface with the plate, freezing, and drying. A method for producing a porous body comprising an apatite / collagen composite, wherein the pore structure is controlled by gradually lowering or gradually raising the temperature of the plate during the cooling. 請求項1に記載のアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法において、前記一方向に配向する気孔は同一径であることを特徴とするアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法。 2. The method for producing a porous body made of an apatite / collagen composite according to claim 1, wherein the pores oriented in one direction have the same diameter. 請求項1に記載のアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法において、前記一方向に配向する気孔は部分的に径が異なることを特徴とするアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法。 2. The method for producing a porous body comprising an apatite / collagen composite according to claim 1, wherein pores oriented in one direction are partially different in diameter. Method. 請求項1〜3のいずれかに記載のアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法において、前記一方向に配向する気孔構造を有する多孔体は、配向方向に気孔が貫通していることを特徴とするアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法。 The method for producing a porous body comprising an apatite / collagen composite according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous body having a pore structure oriented in one direction has pores penetrating in the orientation direction. A method for producing a porous body comprising a characteristic apatite / collagen composite. 請求項1〜4のいずれかに記載のアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法において、アパタイト/コラーゲン複合体が長さ1mm以下の繊維状であることを特徴とするアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法。 The method for producing a porous body comprising an apatite / collagen composite according to any one of claims 1 to 4, wherein the apatite / collagen composite is in a fibrous form having a length of 1 mm or less. A method for producing a porous body comprising: 請求項1〜5のいずれかに記載のアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法において、前記アパタイト/コラーゲン複合体中のアパタイトがヒドロキシアパタイトであることを特徴とするアパタイト/コラーゲン複合体からなる多孔体の製造方法。 The method for producing a porous body comprising an apatite / collagen composite according to any one of claims 1 to 5, wherein the apatite in the apatite / collagen composite is hydroxyapatite. The manufacturing method of the porous body which becomes.
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