JP5015570B2 - Biomaterial and method for producing biomaterial - Google Patents

Biomaterial and method for producing biomaterial Download PDF

Info

Publication number
JP5015570B2
JP5015570B2 JP2006334363A JP2006334363A JP5015570B2 JP 5015570 B2 JP5015570 B2 JP 5015570B2 JP 2006334363 A JP2006334363 A JP 2006334363A JP 2006334363 A JP2006334363 A JP 2006334363A JP 5015570 B2 JP5015570 B2 JP 5015570B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biomaterial
ceramic powder
polymer
mass
bone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006334363A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008142379A5 (en
JP2008142379A (en
Inventor
将吾 山口
洋一郎 水谷
武憲 澤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2006334363A priority Critical patent/JP5015570B2/en
Publication of JP2008142379A publication Critical patent/JP2008142379A/en
Publication of JP2008142379A5 publication Critical patent/JP2008142379A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5015570B2 publication Critical patent/JP5015570B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、生体材料及び生体材料の製造方法に関し、さらに詳しくは、骨との結合能力に優れ、骨組織を速やかに再生することのできる、生体材料及び生体材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a biomaterial and a method for producing the biomaterial, and more particularly to a biomaterial and a method for producing the biomaterial that have excellent ability to bind to bone and can rapidly regenerate bone tissue.

骨が大きく欠損した場合の治療方法として、従来、患者自身の正常な骨を一部切り取って患部に移植する自家骨移植、又は、人工材料から成る人工骨を移植する人工骨移植等が行われている。しかし、自家骨移植は、採取できる骨量に制限があり、さらに正常な組織を傷つけることになるから患者の身体的負担が大きいうえ、自家骨移植に用いる自家骨移植用骨を患者自身の正常な骨から切り取ることによって新たに欠損部が生じるから、骨が大きく欠損した場合の本質的な治療方法とはいえない。また、人工骨移植は、工業的に生産される人工骨を使用するから自家骨移植の様な問題点は無いが、人工骨の力学的特性及び生物学的特性は本来の骨と異なるから、人工骨の前記特性に応じて、治療用途が限定されるという課題を有する。例えば、人工骨の材質としてチタン合金等の金属材料を選択すると、金属材料は、通常、高強度である反面、弾性率が高く靭性に欠けるので、移植周辺組織のストレスシールディング等を起こすという問題が生じる。また、人工骨の材質として水酸アパタイト等のバイオセラミックスを選択すると、バイオセラミックスは、通常、生体活性が高く骨と直接結合する反面、一般的なセラミックスと同様に靭性が低いという問題がある。さらに、人工骨の材質として超高分子量ポリエチレン等のポリマーを選択すると、ポリマーは、通常、柔軟性に優れる反面、生体活性に欠けるので、骨と直接結合しないという問題がある。   As a treatment method when the bone is largely lost, autologous bone transplantation in which a part of the patient's own normal bone is cut out and transplanted to the affected area, or an artificial bone transplantation in which an artificial bone made of an artificial material is transplanted is conventionally performed. ing. However, autologous bone transplantation limits the amount of bone that can be collected, and further damages normal tissue, which places a heavy physical burden on the patient.In addition, autologous bone transplantation bone used for autologous bone transplantation is normal for the patient. Since a new defect part is generated by cutting from a rough bone, it cannot be said to be an essential treatment method when the bone is largely lost. In addition, artificial bone grafting uses industrially produced artificial bone, so there is no problem like autologous bone grafting, but mechanical and biological properties of artificial bone are different from the original bone, Depending on the characteristics of the artificial bone, there is a problem that therapeutic uses are limited. For example, when a metal material such as a titanium alloy is selected as the material of the artificial bone, the metal material is usually high in strength, but has a high elastic modulus and lacks toughness. Occurs. In addition, when bioceramics such as hydroxyapatite is selected as the material of the artificial bone, the bioceramics usually have high biological activity and directly bond to the bone, but have the problem of low toughness like general ceramics. Furthermore, when a polymer such as ultra-high molecular weight polyethylene is selected as the material for the artificial bone, the polymer is usually excellent in flexibility, but lacks biological activity, and therefore has a problem that it does not directly bond to bone.

これらの問題を解決することのできる材料として、柔軟性のあるポリマーと生体活性を有するバイオセラミックスとを複合化して成る材料が盛んに開発されている。このような材料として、例えば、「りん酸カルシウムと乳酸/グリコール酸/ε−カプロラクトン共重合体とを含有してなる生体材、及び、この生体材に用いる好ましいりん酸カルシウムは650℃〜1500℃で焼結されたりん酸カルシウムであること」(特許文献1参照。)、「有機ポリマー中に無機粉粒が実質的に均一に分散し、内部に連続気孔を有し、表面と気孔内面に無機粉粒の一部が露出している有機−無機複合多孔体」(特許文献2参照。)、さらに、「生吸着性重合体成分と生物活性充填材とを含む生分解性材料から形成され、前記充填材の粒子が前記成分の表面内に埋設されていることを特徴とする部材」(特許文献3参照。)等が挙げられる。これら材料は、ポリマーとバイオセラミックスとを複合化して成るので高い強度を発現すると共に、生体活性を有しているので骨と直接結合することができるという利点を有する。   As materials that can solve these problems, materials that are made by combining a flexible polymer and bioceramics having biological activity have been actively developed. As such a material, for example, “a biomaterial containing calcium phosphate and a lactic acid / glycolic acid / ε-caprolactone copolymer, and a preferable calcium phosphate used for this biomaterial is 650 ° C. to 1500 ° C. (Refer to Patent Document 1), “Inorganic powder particles are substantially uniformly dispersed in the organic polymer, have continuous pores inside, and on the surface and pore inner surface. An organic-inorganic composite porous body in which a part of the inorganic particles are exposed "(see Patent Document 2), and further" a biodegradable material containing a bioadsorbable polymer component and a bioactive filler. And a member characterized in that the particles of the filler are embedded in the surface of the component (see Patent Document 3). Since these materials are formed by combining a polymer and bioceramics, they have an advantage that they exhibit high strength and can be directly bonded to bone because they have bioactivity.

このように、特許文献1〜3に記載された材料がすでに提案されているものの、バイオセラミックス等の生体活性を十分に発揮させて、速やかに骨組織を再生することのできる人工骨の材料が望まれている。   Thus, although the materials described in Patent Documents 1 to 3 have already been proposed, a material for an artificial bone that can sufficiently regenerate bone tissue by sufficiently exerting bioactivity such as bioceramics is provided. It is desired.

特開2001−54564号公報(請求項1及び段落番号0018欄)JP 2001-54564 A (claim 1 and paragraph 0018 column) 特開2003−159321号公報JP 2003-159321 A 特表2005−508219号公報Special table 2005-508219 gazette

この発明の課題は、骨との結合能力に優れ、骨組織を速やかに再生することのできる生体材料を提供すること、及び、骨との結合能力に優れ、骨組織を速やかに再生することのできる生体材料の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a biomaterial that has an excellent ability to bind to bone and can rapidly regenerate bone tissue, and to have an excellent ability to bind to bone and quickly regenerate bone tissue. An object of the present invention is to provide a method for producing a biomaterial.

前記課題を解決するための第一の手段として、
請求項1は、ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリ−ε−カプロラクトンからなる群より選択される少なくとも一種のポリマーと、前記ポリマーとの合計質量に対して10〜70質量%で前記ポリマーの内部に分散された、リン酸カルシウム系材料の粉末からなるセラミックス粉末とを含む生体材料であって、前記生体材料は、圧縮応力を負荷した場合に、最大圧縮強度が1.5MPa以上、圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度が前記最大圧縮強度の50%以上であり、かつ50〜70%の気孔率を有する多孔体であり、前記生体材料の最表面から10nmの深さまでの表層に存在する前記セラミックス粉末は、X線光電子分光装置で測定された前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上50質量%以下であることを特徴とする生体材料であり、
請求項2は、前記表層に存在する前記セラミックス粉末は前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して5質量%〜40質量%であることを特徴とする請求項1に記載の生体材料である。

As a first means for solving the above problems,
The first aspect of the present invention includes at least one polymer selected from the group consisting of polylactic acid, polyglycolic acid, and poly-ε-caprolactone, and 10 to 70% by mass with respect to the total mass of the polymer. A biomaterial comprising a dispersed ceramic powder made of calcium phosphate material powder, wherein the biomaterial has a maximum compressive strength of 1.5 MPa or more and a displacement in a compression direction when a compressive stress is applied. It is a porous body having a compressive strength at 30% of 50% or more of the maximum compressive strength and a porosity of 50 to 70%, and is present on the surface layer from the outermost surface of the biomaterial to a depth of 10 nm. The ceramic powder is 3% by mass based on the total mass of the polymer and the ceramic powder present in the surface layer measured by an X-ray photoelectron spectrometer. A biological material which is equal to or less than the upper 50%
2. The ceramic powder present in the surface layer is 5% by mass to 40% by mass with respect to a total mass of the polymer and the ceramic powder present in the surface layer. It is a biomaterial.

前記課題を解決するための第二の手段として、
請求項3は、前記ポリマーを前記セラミックス粉末と共に成形し、エッチング液に浸漬処理することを特徴とする請求項1又は2に記載の生体材料の製造方法であり、
請求項4は、前記エッチング剤は、アルカリ水溶液であることを特徴とする請求項に記載の生体材料の製造方法であり、
請求項5は、前記アルカリ水溶液は、アルカリ金属元素の水酸化物、アルカリ土類金属元素の水酸化物及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種を溶解してなる、pH12以上の水溶液であることを特徴とする請求項に記載の生体材料の製造方法である。
As a second means for solving the above problems,
Claim 3 is a method for producing a biomaterial according to claim 1 or 2 , wherein the polymer is molded together with the ceramic powder and immersed in an etching solution.
The method for producing a biomaterial according to claim 3 , wherein the etching agent is an alkaline aqueous solution.
5. The alkaline aqueous solution according to claim 5 is an aqueous solution having a pH of 12 or more, wherein at least one selected from the group consisting of hydroxides of alkali metal elements, hydroxides of alkaline earth metal elements and ammonia is dissolved. The method for producing a biomaterial according to claim 4 , wherein

この発明に係る生体材料は、その表面に存在するポリマー及びセラミックス粉末の合計質量に対してセラミックス粉末が3質量%以上であるから、セラミックス粉末が高い露出度で露出した状態で表面に存在している。このような生体材料は、例えば、骨が欠損した部分(骨欠損部と称することがある。)又は歯が欠損した部分(歯欠損部と称することがある。)等に補填されると、表面に露出したセラミックス粉末の生体活性が十分に発揮されるから、骨との結合能力に優れ、骨組織を速やかに再生することができる。したがって、この発明によれば、歯・骨との結合能力に優れ、歯・骨組織を速やかに再生することのできる生体材料を提供することができる。そして、この発明に係る生体材料は、骨欠損部又は歯欠損部等の修復又は再生等に好適に利用される。したがって、この発明に係る生体材料は歯・骨再生促進充填剤として好適である。   In the biomaterial according to the present invention, since the ceramic powder is 3% by mass or more with respect to the total mass of the polymer and the ceramic powder existing on the surface, the ceramic powder is present on the surface in a state of being exposed with a high degree of exposure. Yes. When such a biomaterial is compensated for, for example, in a bone-depleted portion (sometimes referred to as a bone-deleted portion) or a tooth-depleted portion (sometimes referred to as a tooth-deleted portion), the surface Since the biological activity of the ceramic powder exposed to the surface is sufficiently exerted, it is excellent in the ability to bind to the bone, and the bone tissue can be rapidly regenerated. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a biomaterial that is excellent in the ability to bind to teeth and bones and can quickly regenerate the teeth and bone tissues. And the biomaterial which concerns on this invention is utilized suitably for restoration or reproduction | regeneration, etc. of a bone defect part or a tooth defect part. Therefore, the biomaterial according to the present invention is suitable as a tooth / bone regeneration promoting filler.

また、内部にセラミックス粉末が実質的に均一に分散している生体材料を、例えば、骨欠損部又は歯欠損部等に補填すると、生体材料を形成するポリマーが徐々に分解及び/又は吸収されても、新たな表面に露出するセラミックス粉末が実質的に3質量%以上となるから、このような生体材料は、初期の生体活性の発揮を長期間にわたって保持することができ、骨組織の速やかな再生を保持することができる。   In addition, when a biomaterial in which ceramic powder is substantially uniformly dispersed is filled in, for example, a bone defect portion or a tooth defect portion, the polymer forming the biomaterial is gradually decomposed and / or absorbed. However, since the ceramic powder exposed on the new surface is substantially 3% by mass or more, such a biomaterial can maintain the initial bioactivity for a long period of time, and can rapidly accelerate the bone tissue. Regeneration can be maintained.

この発明に係る生体材料に含有されるセラミックス粉末が焼成温度1000〜1600℃で焼成されて成るセラミックス粉末であると、セラミックス粉末の生体活性及び安定性が高められているから、この発明に係る生体材料は、セラミックス粉末の高い生体活性を十分に発揮して、骨との結合能力に優れ、骨組織をさらに一層速やかに再生することができる。   When the ceramic powder contained in the biomaterial according to the present invention is a ceramic powder fired at a firing temperature of 1000 to 1600 ° C., the bioactivity and stability of the ceramic powder are enhanced. The material sufficiently exhibits the high bioactivity of the ceramic powder, is excellent in the ability to bind to bone, and can regenerate bone tissue even more rapidly.

さらに、10〜90%の気孔率を有する多孔体である生体材料を、例えば、骨欠損部又は歯欠損部等に補填すると、気孔内に骨芽細胞等の生体物質が侵入、定着及び/又は成長しやすく、生体内での代謝及び骨形成が容易になり、セラミックス粉末の生体活性をその表面だけでなく気孔表面でも発揮させることができるから、このような生体材料は、骨との結合能力に優れ、骨組織をさらに一層速やかに再生することができる。   Furthermore, when a biological material that is a porous body having a porosity of 10 to 90% is filled in, for example, a bone defect portion or a tooth defect portion, a biological material such as osteoblasts enters, settles, and / or enters the pores. It is easy to grow, facilitates in vivo metabolism and bone formation, and the bioactivity of ceramic powder can be demonstrated not only on its surface but also on the pore surface. The bone tissue can be regenerated even more rapidly.

この発明に係る生体材料の製造方法は、ポリマーとセラミックス粉末とを含有する懸濁液をスプレーして繊維集合体を製造することなく、ポリマーをセラミックス粉末と共に成形した後にエッチング液に浸漬処理する方法であるから、表面に3質量%以上のセラミックス粉末を露出させることができる。したがって、この発明によれば、表面に存在するポリマー及びセラミックス粉末の合計質量に対してセラミックス粉末が3質量%以上である生体材料を容易に製造することのできる生体材料の製造方法を提供することができる。   A method for producing a biomaterial according to the present invention is a method in which a polymer is molded together with ceramic powder and then immersed in an etching solution without spraying a suspension containing the polymer and ceramic powder to produce a fiber assembly. Therefore, 3% by mass or more of ceramic powder can be exposed on the surface. Therefore, according to this invention, the manufacturing method of the biomaterial which can manufacture easily the biomaterial whose ceramic powder is 3 mass% or more with respect to the total mass of the polymer and ceramic powder which exist on the surface is provided. Can do.

本発明を実施するための最良の形態を以下に記述するが、本発明は以下の記述内容によって限定的に解釈されるべきではなく、明示の記載がなくても以下の記述と技術常識とに基づいて容易に想到乃至理解可能な範囲もまた本発明の範囲である。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention should not be construed as being limited by the following description contents. The range easily conceivable or understandable based on this is also the scope of the present invention.

この発明に係る生体材料は、ポリマーとセラミックス粉末とを含んでいる。   The biomaterial according to the present invention includes a polymer and a ceramic powder.

前記セラミックス粉末は、生体親和性を有する無機生体材料(バイオセラミックスとも称する。)の粉末であればよいが、骨及び歯等の硬組織にみられる無機物質とほぼ同一の組成及び/又は構造を有し、顕著に生体組織と反応する生体活性セラミックスの粉末であるのが好ましい。   The ceramic powder may be a powder of an inorganic biomaterial having biocompatibility (also referred to as bioceramics), but has almost the same composition and / or structure as an inorganic substance found in hard tissues such as bones and teeth. It is preferably a powder of bioactive ceramics that has and significantly reacts with living tissue.

このような生体活性セラミックスとしては、例えば、リン酸カルシウム系材料、バイオガラス、結晶化ガラス(ガラスセラミックスとも称する。)、炭酸カルシウム等が挙げられる。リン酸カルシウム系材料としては、例えば、リン酸水素カルシウム、リン酸水素カルシウム水和物、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、α型リン酸三カルシウム、β型リン酸三カルシウム、ドロマイト、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム、水酸アパタイト、フッ素アパタイト、炭酸アパタイト及び塩素アパタイト等が挙げられる。バイオガラスとしては、例えば、SiO−CaO−NaO−P系ガラス、SiO−CaO−NaO−P−KO−MgO系ガラス、及び、SiO−CaO−Al−P系ガラス等が挙げられる。結晶化ガラスとしては、例えば、SiO−CaO−MgO−P系ガラス(アパタイトウォラストナイト結晶化ガラスとも称する。)、及び、CaO−Al−P系ガラス等が挙げられる。これらのリン酸カルシウム系材料、バイオガラス及び結晶化ガラスは、例えば、「化学便覧 応用化学編 第6版」(日本化学会、平成15年1月30日発行、丸善株式会社)、「バイオセラミックスの開発と臨床」(青木秀希ら編著、1987年4月10日、クインテッセンス出版株式会社)等に詳述されている。生体活性セラミックスは、適宜製造しても、市販品を用いてもよく、例えば、リン酸カルシウム系材料は、湿式法、乾式法若しくは水熱法等により、製造した合成リン酸カルシウム系材料を用いてもよく、又は、骨若しくは歯等から分離された天然のリン酸カルシウム系材料を用いてもよい。 Examples of such bioactive ceramics include calcium phosphate materials, bioglass, crystallized glass (also referred to as glass ceramics), calcium carbonate, and the like. Examples of calcium phosphate materials include calcium hydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate hydrate, calcium dihydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate hydrate, α-type tricalcium phosphate, β-type tricalcium phosphate, Examples thereof include dolomite, tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, hydroxyapatite, fluorapatite, carbonate apatite, and chlorapatite. Examples of the bioglass include SiO 2 —CaO—Na 2 O—P 2 O 5 glass, SiO 2 —CaO—Na 2 O—P 2 O 5 —K 2 O—MgO glass, and SiO 2 —. Examples include CaO—Al 2 O 3 —P 2 O 5 glass. Examples of the crystallized glass include SiO 2 —CaO—MgO—P 2 O 5 glass (also referred to as apatite wollastonite crystallized glass), CaO—Al 2 O 3 —P 2 O 5 glass, and the like. Is mentioned. These calcium phosphate materials, bioglass, and crystallized glass are, for example, “Chemical Handbook Applied Chemistry 6th Edition” (The Chemical Society of Japan, published on January 30, 2003, Maruzen Co., Ltd.), “Development of Bioceramics” And Clinic "(edited by Hideki Aoki et al., April 10, 1987, Quintessence Publishing Co., Ltd.). The bioactive ceramics may be produced as appropriate, or commercially available products may be used.For example, the calcium phosphate material may be a synthetic calcium phosphate material produced by a wet method, a dry method or a hydrothermal method, Alternatively, a natural calcium phosphate material separated from bone or teeth may be used.

生体活性セラミックスとしては、これらの中でも、生体吸収性及び生体活性に優れる点で、リン酸カルシウム系材料が好ましく、β型リン酸三カルシウムが特に好ましい。   Among these, as the bioactive ceramic, a calcium phosphate-based material is preferable, and β-type tricalcium phosphate is particularly preferable in terms of excellent bioabsorbability and bioactivity.

また、生体活性セラミックスは、焼成温度1000〜1600℃で焼成されて成るのが好ましく、1000〜1200℃で焼成されて成るのが特に好ましい。生体活性セラミックスの焼成温度が1000℃未満又は生体活性セラミックスが焼成されていないと、生体活性セラミックスの生体活性を十分に高めることができず、一方、生体活性セラミックスの焼成温度が1600℃を超えると、生体活性セラミックスが溶融することがあり、その結果、生体活性セラミックスの構造が破壊されて生物活性が失活し、又は、粉末状に調製することができないことがある。特に、生体活性セラミックスがリン酸カルシウム系材料である場合には、Ca/P(モル比)が1.40〜1.45であるリン酸カルシウム系材料を前記範囲の焼成温度で焼成して成るリン酸カルシウム系材料であるのが好ましい。このリン酸カルシウム系材料は、焼成における未反応物の残存及び水酸アパタイトの発生が抑えられ、高い生体活性を発現することができる。   In addition, the bioactive ceramic is preferably fired at a firing temperature of 1000 to 1600 ° C, particularly preferably fired at 1000 to 1200 ° C. If the firing temperature of the bioactive ceramic is less than 1000 ° C. or the bioactive ceramic is not fired, the bioactivity of the bioactive ceramic cannot be sufficiently increased. On the other hand, if the firing temperature of the bioactive ceramic exceeds 1600 ° C. In some cases, the bioactive ceramic melts, and as a result, the structure of the bioactive ceramic is destroyed and the bioactivity is deactivated or cannot be prepared in a powder form. In particular, when the bioactive ceramic is a calcium phosphate material, a calcium phosphate material obtained by firing a calcium phosphate material having a Ca / P (molar ratio) of 1.40 to 1.45 at a firing temperature in the above range. Preferably there is. This calcium phosphate-based material can suppress the remaining of unreacted substances and the generation of hydroxyapatite during firing, and can exhibit high bioactivity.

前記セラミックス粉末は、前記セラミックスを粉砕又は解砕等して成る粉末である。セラミックス粉末の形態は、後述するポリマー中に実質的に均一に分散することができる形状であればよく、例えば、球状、楕円状、扁平球状及び多面体状等の形状が挙げられる。   The ceramic powder is a powder formed by pulverizing or crushing the ceramic. The shape of the ceramic powder may be any shape that can be dispersed substantially uniformly in the polymer described later, and examples thereof include a spherical shape, an elliptical shape, a flat spherical shape, and a polyhedral shape.

セラミックス粉末は、後述するポリマー中に実質的に均一に分散することができる平均粒径を有する粉末であればよく、ポリマーへの分散性に優れる点で、平均粒径が0.1〜100μmであるのが好ましく、0.1〜100μmであるのが特に好ましい。特に、セラミックスがリン酸カルシウム系材料である場合には、リン酸カルシウム系材料の平均粒径は、1〜10μmであるのが好ましく、1〜5μmであるのが特に好ましい。リン酸カルシウム系材料の平均粒径が前記範囲にあると、ポリマーへの分散性に優れると共に、十分な生体活性を発現させることができる。セラミックス粉末の平均粒径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置(商品名「LA−750」、株式会社堀場製作所製)等によって、測定することができる。   The ceramic powder may be a powder having an average particle diameter that can be dispersed substantially uniformly in the polymer described later, and the average particle diameter is 0.1 to 100 μm in terms of excellent dispersibility in the polymer. It is preferable that the thickness is 0.1 to 100 μm. In particular, when the ceramic is a calcium phosphate material, the average particle diameter of the calcium phosphate material is preferably 1 to 10 μm, and particularly preferably 1 to 5 μm. When the average particle size of the calcium phosphate material is in the above range, the dispersibility in the polymer is excellent and sufficient biological activity can be expressed. The average particle diameter of the ceramic powder can be measured by, for example, a laser diffraction particle size distribution measuring device (trade name “LA-750”, manufactured by Horiba, Ltd.).

セラミックス粉末は、前記セラミックス一種の粉末を単独で使用することもできるし、また、前記セラミックス二種以上の粉末を併用することもできる。   As the ceramic powder, one kind of ceramic powder can be used alone, or two or more kinds of ceramic powders can be used in combination.

前記生体材料に含まれるセラミックス粉末は、生体材料の表面に存在するセラミックス粉末が、生体材料の表面に存在する後述するポリマー及び生体材料の表面に存在するセラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上となる含有量であればよく、例えば、生体材料に含まれるポリマーとセラミックス粉末との合計質量に対して10〜70質量%であるのが好ましく、10〜50質量%であるのが特に好ましい。生体材料におけるセラミックス粉末の含有量が前記範囲内にあると、生体材料の表面に存在するセラミックス粉末を3質量%以上に容易に調整することができ、かつ、生体材料の機械的強度が優れる。   The ceramic powder contained in the biomaterial is 3% by mass with respect to the total mass of the ceramic powder present on the surface of the biomaterial and the later-described polymer present on the surface of the biomaterial and the ceramic powder present on the surface of the biomaterial. What is necessary is just content which becomes the above, for example, it is preferable that it is 10-70 mass% with respect to the total mass of the polymer and ceramic powder contained in a biomaterial, and it is especially preferable that it is 10-50 mass%. . When the content of the ceramic powder in the biomaterial is within the above range, the ceramic powder present on the surface of the biomaterial can be easily adjusted to 3% by mass or more, and the mechanical strength of the biomaterial is excellent.

前記生体材料に含まれるポリマーは、生体吸収性ポリマーであるのが好ましい。生体吸収性ポリマーとセラミックス粉末とを含む生体材料を骨欠損部又は歯欠損部等に補填すると、骨欠損部又は歯欠損部等の周囲の骨及び/又は歯と一体化した後に、生体材料に含まれる生体吸収性ポリマーが徐々に分解及び/又は吸収されて、生体材料の大部分が生体組織に置換され、骨欠損部又は歯欠損部等を速やかに修復することができる。   The polymer contained in the biomaterial is preferably a bioabsorbable polymer. When a biomaterial containing a bioabsorbable polymer and ceramic powder is supplemented to a bone defect or a tooth defect, etc., it is integrated with surrounding bone and / or teeth such as a bone defect or a tooth defect, and then the biomaterial is converted into a biomaterial. The contained bioabsorbable polymer is gradually decomposed and / or absorbed, and most of the biomaterial is replaced with a living tissue, so that a bone defect portion or a tooth defect portion can be quickly repaired.

このような生体吸収性ポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−ε−カプロラクトン及びポリブチルサクシネートからなる群より選択される少なくとも一種の重合体、並びに/又は、乳酸、グリコール酸、ε−カプロラクトン、及び、コハク酸/ブタンジオールからなる群より選択される少なくとも二種の単量体を共重合してなる共重合体であるのが好ましい。これらの重合体及び共重合体は、生体内において、人工骨及び/又は人工歯として適した生体吸収性と力学的特性を有するから、骨組織を速やかに再生することができると共に、生体材料が補填された骨欠損部又は歯欠損部等の強度を確保することができる。なお、この発明において、ポリ乳酸には、ポリ−L−乳酸、ポリ−D−乳酸及びポリ−DL−乳酸が含まれ、乳酸には、L−乳酸、D−乳酸及びDL−乳酸が含まれる。   Such bioabsorbable polymers include at least one polymer selected from the group consisting of polylactic acid, polyglycolic acid, poly-ε-caprolactone and polybutyl succinate, and / or lactic acid, glycolic acid, ε -It is preferably a copolymer obtained by copolymerizing at least two monomers selected from the group consisting of caprolactone and succinic acid / butanediol. Since these polymers and copolymers have bioabsorbability and mechanical properties suitable as artificial bones and / or artificial teeth in vivo, they can rapidly regenerate bone tissue and It is possible to ensure the strength of the bone defect portion or tooth defect portion that has been compensated. In this invention, polylactic acid includes poly-L-lactic acid, poly-D-lactic acid, and poly-DL-lactic acid, and lactic acid includes L-lactic acid, D-lactic acid, and DL-lactic acid. .

前記共重合体は、使用される骨欠損部又は歯欠損部等に応じて、共重合する単量体のモル比が調整され、また、ブロック共重合体であっても、ランダム共重合体であってもよく、その重合様式は特に限定されない。このような共重合体として、例えば、ポリ乳酸/ポリグリコール酸共重合体、ポリ乳酸/ポリ−ε−カプロラクトン共重合体、ポリ乳酸/ポリブチルサクシネート共重合体、ポリグリコール酸/ポリ−ε−カプロラクトン共重合体、ポリ乳酸/ポリグリコール酸/ポリ−ε−カプロラクトン共重合体等が挙げられる。   In the copolymer, the molar ratio of monomers to be copolymerized is adjusted according to the bone defect portion or tooth defect portion used, and even if it is a block copolymer, it is a random copolymer. The polymerization mode is not particularly limited. Examples of such copolymers include polylactic acid / polyglycolic acid copolymer, polylactic acid / poly-ε-caprolactone copolymer, polylactic acid / polybutyl succinate copolymer, polyglycolic acid / poly-ε. -Caprolactone copolymer, polylactic acid / polyglycolic acid / poly-ε-caprolactone copolymer, and the like.

前記生体吸収性ポリマーは、骨組織の速やかな再生と骨欠損部又は歯欠損部等の強度とをより高い水準で両立することができる点で、ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリ−ε−カプロラクトンの少なくとも一種の重合体であるのが好ましく、特に、ポリ−L−乳酸が好ましい。   The bioabsorbable polymer is capable of achieving both rapid regeneration of bone tissue and strength of a bone defect portion or a tooth defect portion at a higher level. Polylactic acid, polyglycolic acid and poly-ε-caprolactone And at least one polymer is preferred, and poly-L-lactic acid is particularly preferred.

前記ポリマーは、それぞれ生分解速度及び強度等が異なるため、使用する目的に応じて選択されることができる。また、使用するポリマーの種類及び平均分子量等によって、硬い生体材料からスポンジ状の柔らかい生体材料を作製することができる。したがって、ポリマーの平均分子量は、特に制限されないが、例えば、粘度平均分子量で100,000〜900,000であるのがよい。   The polymers can be selected according to the purpose of use because they have different biodegradation rates and strengths. Moreover, a sponge-like soft biomaterial can be produced from a hard biomaterial depending on the type of polymer used and the average molecular weight. Therefore, the average molecular weight of the polymer is not particularly limited, but for example, the viscosity average molecular weight is preferably 100,000 to 900,000.

ポリマーは、その結晶化度が40%以上であるのが好ましく、40〜90%であるのがさらに好ましい。ポリマーの結晶化度が40%以上である場合には、ポリマー表面に骨類似アパタイト形成の起点となるサイトが多く存在するため、このようなポリマーとセラミックス粉末とを含む生体材料を骨欠損部又は歯欠損部等に補填すると、骨類似アパタイトが速やかに形成される。特に、ポリマーがポリ−L−乳酸である場合には、その結晶化度は、40〜90%であるのが好ましく、50〜90%であるのが特に好ましい。したがって、この発明に係る生体材料は、歯の欠損した部分又は骨の欠損した部分(これらを歯骨欠損部と称することがある。)に充填すると、歯又は骨の再生を促進して歯骨欠損部の迅速な再生を実現することができる歯・骨再生促進充填剤として好適である。ポリマーの結晶化度は、示差走査熱量計により測定される結晶融解に伴う吸熱量、及び、結晶生成に伴う発熱量から算出することができる。   The polymer preferably has a crystallinity of 40% or more, more preferably 40 to 90%. When the degree of crystallinity of the polymer is 40% or more, there are many sites on the polymer surface that are the starting points for the formation of bone-like apatite. Therefore, a biomaterial containing such a polymer and ceramic powder is used as a bone defect or When the tooth defect part or the like is filled, bone-like apatite is rapidly formed. In particular, when the polymer is poly-L-lactic acid, the crystallinity thereof is preferably 40 to 90%, particularly preferably 50 to 90%. Therefore, when the biomaterial according to the present invention fills a missing tooth portion or a missing bone portion (sometimes referred to as a missing tooth bone portion), the regeneration of the teeth or bones is promoted and the tooth bones are promoted. It is suitable as a tooth / bone regeneration promoting filler capable of realizing rapid regeneration of a defect. The degree of crystallinity of the polymer can be calculated from the endothermic amount accompanying crystal melting measured by a differential scanning calorimeter and the exothermic amount accompanying crystal formation.

ポリマーは、一種を単独で使用することもできるし、また、二種以上を併用することもできる。なお、ポリマーは、前記生分解性ポリマーとこれ以外のポリマーとの混合物であってもよい。また、ポリマーは、通常採用される重合方法又は共重合方法により製造しても、市販品を用いてもよい。   A polymer can also be used individually by 1 type and can also use 2 or more types together. The polymer may be a mixture of the biodegradable polymer and other polymers. Moreover, a polymer may be manufactured by the polymerization method or copolymerization method employ | adopted normally, or a commercial item may be used.

前記生体材料に含まれるポリマーは、生体材料の表面に存在するセラミックス粉末が、生体材料の表面に存在するポリマー及び生体材料の表面に存在するセラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上となる含有量であればよく、例えば、ポリマーと前記セラミックス粉末との合計質量に対して30〜90質量%であるのが好ましく、50〜90質量%であるのが特に好ましい。ポリマーの含有量が前記範囲内にあると、生体材料の表面に存在するセラミックス粉末を3質量%以上に容易に調整することができ、かつ、生体材料の機械的強度が優れる。   In the polymer contained in the biomaterial, the ceramic powder present on the surface of the biomaterial is 3% by mass or more based on the total mass of the polymer present on the surface of the biomaterial and the ceramic powder present on the surface of the biomaterial. What is necessary is just content, for example, it is preferable that it is 30-90 mass% with respect to the total mass of a polymer and the said ceramic powder, and it is especially preferable that it is 50-90 mass%. When the content of the polymer is within the above range, the ceramic powder present on the surface of the biomaterial can be easily adjusted to 3% by mass or more, and the mechanical strength of the biomaterial is excellent.

生体材料は、前記ポリマーと前記セラミックス粉末とを含んでいるが、所望により、ポリマー及びセラミックス粉末以外の成分、例えば、分散剤等を含んでいてもよい。   The biomaterial contains the polymer and the ceramic powder, but may contain a component other than the polymer and the ceramic powder, such as a dispersant, if desired.

前記生体材料は、前記ポリマーと前記セラミックス粉末とを含み、ポリマーとセラミックス粉末とから形成される。そして、生体材料の表面を電子顕微鏡等で観察すると、その表面は、ポリマーとセラミックス粉末とが共に露出しており、好ましくは、その表面がポリマーとセラミックス粉末との海島構造となっている(例えば、図1参照。)。そして、この発明に係る生体材料は、表面に存在するセラミックス粉末が、表面に存在するポリマー及び表面に存在するセラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上である。生体材料の表面におけるセラミックス粉末が前記合計質量に対して3質量%未満である場合には、生体材料の表面にはセラミックス粉末がほとんど露出していないから、この生体材料を骨欠損部及び/又は歯欠損部に補填しても、セラミックス粉末の生体活性が十分に発揮されず、骨組織を速やかに再生することができないことがある。この生体材料の表面に存在するセラミックス粉末の前記合計質量に対する質量割合(以下、「表面に存在するセラミックス粉末の質量割合」と称することがある。)の上限値は、特に限定されないが、例えば、セラミックス粉末を過度に使用することを避けることができる点で、50質量%であるのがよい。表面に存在するセラミックス粉末の質量割合は、骨との結合能力に優れ、骨組織を速やかに再生することができる点で、5〜40質量%であるのが好ましく、5〜30質量%であるのが特に好ましい。   The biomaterial includes the polymer and the ceramic powder, and is formed from the polymer and the ceramic powder. When the surface of the biomaterial is observed with an electron microscope or the like, both the polymer and the ceramic powder are exposed on the surface, and preferably the surface has a sea-island structure of the polymer and the ceramic powder (for example, , See FIG. And as for the biomaterial which concerns on this invention, the ceramic powder which exists on the surface is 3 mass% or more with respect to the total mass of the polymer which exists on the surface, and the ceramic powder which exists on the surface. When the ceramic powder on the surface of the biomaterial is less than 3% by mass with respect to the total mass, the ceramic material is hardly exposed on the surface of the biomaterial. Even if the tooth defect part is filled, the bioactivity of the ceramic powder is not sufficiently exhibited, and the bone tissue may not be regenerated quickly. The upper limit value of the mass ratio of the ceramic powder present on the surface of the biomaterial to the total mass (hereinafter, sometimes referred to as “mass ratio of the ceramic powder present on the surface”) is not particularly limited. The amount is preferably 50% by mass in terms of avoiding excessive use of the ceramic powder. The mass ratio of the ceramic powder present on the surface is preferably 5 to 40% by mass, and is preferably 5 to 30% by mass in that it has excellent ability to bind to bone and can rapidly regenerate bone tissue. Is particularly preferred.

ここで、表面に存在するセラミックス粉末の質量割合は次のようにして求めることができる。すなわち、生体材料における表面の元素分析を、X線光電子分光装置(例えば、商品名「PHI QUANTERA SXM」、ULVAC−PHI社製)を用いて、X線ビーム径(直径):100μm及びパスエネルギー:280eVの測定条件で行い、生体材料の表面に存在する元素の相対濃度比を測定する。測定された元素の相対濃度比に基づいて、生体材料の表面に存在するポリマーとセラミックスとの存在個数を算出する。次いで、算出されたポリマーの存在個数にポリマーの平均分子量を乗じ、また、算出されたセラミックスの存在個数にセラミックスの分子量を乗じて、生体材料の表面に存在するポリマーとセラミックスとの質量をそれぞれ算出する。算出されたポリマー及びセラミックスの質量から、表面に存在するセラミックス粉末の質量割合を算出する。この発明においては、表面に存在するセラミックス粉末の質量割合は、生体材料における表面の任意の複数箇所を測定領域として、前記方法により、算出し、それらの平均値とするのがよい。   Here, the mass ratio of the ceramic powder present on the surface can be determined as follows. That is, the elemental analysis of the surface of the biomaterial is performed using an X-ray photoelectron spectrometer (for example, trade name “PHI QUANTERA SXM”, manufactured by ULVAC-PHI), X-ray beam diameter (diameter): 100 μm and path energy: The measurement is performed under a measurement condition of 280 eV, and the relative concentration ratio of elements existing on the surface of the biomaterial is measured. Based on the measured relative concentration ratio of the elements, the number of polymers and ceramics present on the surface of the biomaterial is calculated. Next, multiply the calculated number of existing polymers by the average molecular weight of the polymer, and multiply the calculated number of existing ceramics by the molecular weight of the ceramics to calculate the masses of the polymer and ceramics present on the surface of the biomaterial. To do. From the calculated polymer and ceramic mass, the mass ratio of the ceramic powder present on the surface is calculated. In the present invention, the mass ratio of the ceramic powder present on the surface is preferably calculated by the above method using an arbitrary plurality of positions on the surface of the biomaterial as a measurement region, and the average value thereof is preferably used.

この発明において、生体材料の表面は、生体材料の最表面から10nmの深さまでの表層をいい、生体材料が後述する多孔質構造の多孔体である場合には、生体材料の表面は、生体材料の表面に加えて、気孔の表面、すなわち、気孔の最表面から10nmの深さまでの表層をも含む。   In this invention, the surface of the biomaterial refers to the surface layer from the outermost surface of the biomaterial to a depth of 10 nm. When the biomaterial is a porous body having a porous structure described later, the surface of the biomaterial is biomaterial. In addition, the surface of the pores, that is, the surface layer from the outermost surface of the pores to a depth of 10 nm is also included.

生体材料は、前記したように、表面に存在するセラミックス粉末の質量割合が特定の前記質量割合でセラミックス粉末が存在していればよく、表面に存在するセラミックス粉末は、均一に分散していても、不均一に分散していてもよい。   As described above, the biomaterial is sufficient if the ceramic powder is present at the specific mass ratio of the ceramic powder present on the surface, and the ceramic powder present on the surface may be uniformly dispersed. , It may be dispersed non-uniformly.

また、生体材料は、前記したように、表面に存在するセラミックス粉末の質量割合が特定の前記質量割合でセラミックス粉末が存在していればよいが、生体材料の内部にセラミックス粉末が実質的に均一に分散しているのが好ましい。セラミックス粉末が生体材料の内部に実質的に均一に分散していると、生体材料を、例えば、歯・骨欠損部等に補填して、生体材料を形成するポリマーが徐々に分解及び/又は吸収されても、新たな表面に露出するセラミックス粉末の質量割合は実質的に3質量%以上となる。したがって、このような生体材料は、初期の生体活性の発揮を長期間にわたって保持することができ、骨組織の速やかな再生能を保持することができる。   In addition, as described above, it is sufficient that the ceramic material is present at the specific mass ratio of the ceramic powder present on the surface as described above, but the ceramic powder is substantially uniform inside the biomaterial. It is preferable to be dispersed. When the ceramic powder is substantially uniformly dispersed inside the biomaterial, the biomaterial is supplemented in, for example, a tooth or bone defect, and the polymer forming the biomaterial is gradually decomposed and / or absorbed. Even so, the mass ratio of the ceramic powder exposed on the new surface is substantially 3 mass% or more. Therefore, such a biomaterial can maintain the initial biological activity for a long period of time, and can maintain the rapid regeneration ability of bone tissue.

この発明に係る生体材料は、その表面及び内部に気孔を実質的に有しない緻密体であっても、その表面及び内部に気孔を有する多孔質構造の多孔体であってもよい。生体材料が緻密体であっても、このような生体材料を、例えば、骨欠損部又は歯欠損部等に補填すると、生体材料に含まれるポリマーが徐々に分解及び/又は吸収されるから、残存する生体材料の表面はセラミックス粉末が露出し、骨組織を速やかに再生することができる。一方、生体材料が多孔体である場合には、このような生体材料を、例えば、骨欠損部又は歯欠損部等に補填すると、生体材料を形成するポリマーが徐々に分解及び/又は吸収されるから、残存する生体材料の表面はセラミックス粉末が露出し、骨組織を速やかに再生することができると共に、気孔内に骨芽細胞等の生体物質が侵入、定着及び/又は成長して、骨組織を速やかに再生することができ、したがって、骨組織をより一層速やかに再生することがでる。   The biomaterial according to the present invention may be a dense body having substantially no pores on its surface and inside, or a porous body having a porous structure having pores on its surface and inside. Even if the biomaterial is a dense body, if such a biomaterial is supplemented in, for example, a bone defect portion or a tooth defect portion, the polymer contained in the biomaterial is gradually decomposed and / or absorbed. The ceramic powder is exposed on the surface of the biomaterial, and the bone tissue can be quickly regenerated. On the other hand, when the biomaterial is a porous body, when such a biomaterial is supplemented to, for example, a bone defect portion or a tooth defect portion, the polymer forming the biomaterial is gradually decomposed and / or absorbed. Thus, the ceramic powder is exposed on the surface of the remaining biomaterial, and the bone tissue can be rapidly regenerated, and the biological material such as osteoblasts invades, settles and / or grows in the pores, and the bone tissue Can be regenerated promptly, and thus the bone tissue can be regenerated more rapidly.

前記多孔体は、複数の気孔が連通して成る連通孔を有する多孔質構造となっている。気孔同士の連通は規則的であっても不規則的であってよい。また、一部の気孔は独立して、すなわち、他の気孔と連通していなくてもよく、一部の気孔は、数個の他の気孔と連通していてもよい。この発明において、連通孔を有する多孔質構造とは、生体材料の外部から気体や液体、骨芽細胞等の生体物質の生体物質等が連通している各気孔に侵入できる構造である。   The porous body has a porous structure having communication holes in which a plurality of pores communicate with each other. The communication between the pores may be regular or irregular. Further, some of the pores may be independent, that is, may not communicate with other pores, and some of the pores may communicate with several other pores. In the present invention, the porous structure having communication holes is a structure that can enter each pore through which a biological material such as a gas, liquid, or osteoblast is communicating from the outside of the biological material.

生体材料が多孔体である場合には、その気孔率は10〜90%であるのが好ましく、45〜75%であるのが特に好ましい。多孔体が前記範囲の気孔率を有すると、生体材料を、例えば、骨欠損部又は歯欠損部等に補填すると、気孔内により多量の生体物質が速やかに侵入、定着及び/又は成長しやすく、生体内での代謝及び骨形成がより一層速やかになり、セラミックス粉末の生体活性をその表面だけでなく気孔表面でも十分に発揮させることができるから、骨との結合能力に優れ、骨組織をさらに一層速やかに再生することができる。   When the biomaterial is a porous body, the porosity is preferably 10 to 90%, and particularly preferably 45 to 75%. When the porous body has a porosity in the above-mentioned range, when a biomaterial is supplemented to, for example, a bone defect portion or a tooth defect portion, a large amount of a biological material easily enters, settles and / or grows in the pores, Metabolism and bone formation in vivo become even faster, and the bioactivity of the ceramic powder can be fully exerted not only on the surface but also on the pore surface. It can be played back more quickly.

ここで、生体材料の気孔率は通常の方法で算出することができる。例えば、測定対象の生体材料と同じ組成で気孔を持たない生体材料の真密度ρを予め測定しておき、この真密度ρと、測定対象の生体材料の体積及び質量から算出した見かけ密度ρ’とから、式[1−(ρ’/ρ)]×100(%)により、算出することができる。又は、生体材料の電子顕微鏡写真における気孔面積の比率から計算値として求めて、これを近似値として気孔率とすることもできる。   Here, the porosity of the biomaterial can be calculated by a normal method. For example, the true density ρ of a biomaterial having the same composition as the measurement-target biomaterial and having no pores is measured in advance, and the true density ρ and the apparent density ρ ′ calculated from the volume and mass of the measurement-target biomaterial. From the above, it can be calculated by the equation [1- (ρ ′ / ρ)] × 100 (%). Or it can obtain | require as a calculated value from the ratio of the pore area in the electron micrograph of a biomaterial, and can also set it as a porosity as an approximate value.

このような多孔体は、その表面に開口する気孔の孔径(気孔径と称することがある。)が、200〜500μmであるのが好ましく、300〜500μmであるのが特に好ましい。気孔の気孔径が前記範囲内にあると、多孔体の強度を維持しつつ、気孔内により多量の生体物質が速やかに侵入、定着及び/又は成長しやすく、骨組織をさらに一層速やかに再生することができる。気孔径は、通常の方法で算出することができる。例えば、多孔体の表面を電子顕微鏡等で観察し、電子顕微鏡写真における気孔の開口径を円相当直径として測定し、それらを算術平均することによって、算出することができる。   Such a porous body preferably has a pore diameter (sometimes referred to as a pore diameter) of 200 to 500 μm, particularly preferably 300 to 500 μm. If the pore diameter is within the above range, a large amount of biological material can easily enter, settle and / or grow in the pores while maintaining the strength of the porous body, and the bone tissue is regenerated even more rapidly. be able to. The pore diameter can be calculated by a usual method. For example, it can be calculated by observing the surface of the porous body with an electron microscope or the like, measuring the opening diameter of pores in the electron micrograph as an equivalent circle diameter, and arithmetically averaging them.

また、多孔体は、複数の気孔が連通してなる連通部分、すなわち、連通孔の孔径が、50〜300μmであるのが好ましく、50〜150μmであるのが特に好ましい。連通孔の孔径が前記範囲内にあると、多孔体の強度を維持しつつ、気孔内全体により多量の生体物質が速やかに侵入、定着及び/又は成長しやすく、骨組織をさらに一層速やかに再生することができる。この連通孔は、通常、その断面が円形ではなく、その断面の大きさ(孔径)に分布もあり、また、通常は、連続気泡の連通部分が最も細くなっていると考えられるが、連通孔の孔径が前記範囲内にあれば、この部分にもより多量の生体物質が速やかに侵入等しやすくなる。連通孔の孔径は、ここでは、水銀ポロシメーターで測定した平均的な換算直径としての孔径である。   Further, the porous body has a communicating portion where a plurality of pores communicate, that is, the pore diameter of the communicating hole is preferably 50 to 300 μm, and particularly preferably 50 to 150 μm. If the pore diameter of the communication hole is within the above range, a large amount of biological material can easily enter, settle and / or grow in the entire pores while maintaining the strength of the porous body, and bone tissue can be regenerated even more quickly. can do. This communication hole is usually not circular in cross section, and also has a distribution in the size (hole diameter) of the cross section, and it is considered that the communication part of open cells is usually the thinnest, but the communication hole If the pore diameter is within the above range, a larger amount of biological material can easily enter this portion quickly. Here, the hole diameter of the communication hole is a hole diameter as an average converted diameter measured with a mercury porosimeter.

なお、生体材料が多孔体である場合には、生体材料内の気孔表面は、生体材料の表面と同様に、生体材料の表面に存在するセラミックス粉末が、生体材料の表面に存在するポリマー及び生体材料の表面に存在するセラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上となっている。したがって、多孔質構造の多孔体を成す生体材料は、骨との結合能力に優れ、骨組織をさらに一層速やかに再生することができる。   In the case where the biomaterial is a porous body, the surface of the pores in the biomaterial is similar to the surface of the biomaterial. It is 3 mass% or more with respect to the total mass of the ceramic powder which exists in the surface of material. Therefore, the biomaterial forming the porous body having a porous structure is excellent in the ability to bind to the bone, and can regenerate the bone tissue even more rapidly.

この発明に係る生体材料は、前記したように、ポリマーとセラミックス粉末とを含んでいるから、ポリマーの生体吸収性及び力学的特性と、セラミックスの生体活性とを兼ね備え、さらに、セラミックス粉末が所定の質量割合で生体材料の表面に露出しているから、力学的特性に優れると共に、骨との結合能力に優れ、骨組織を速やかに再生することができる。   Since the biomaterial according to the present invention contains the polymer and the ceramic powder as described above, it has both the bioabsorbability and mechanical properties of the polymer and the bioactivity of the ceramic. Since it is exposed on the surface of the biomaterial at a mass ratio, it has excellent mechanical properties and excellent ability to bind to bone, and can rapidly regenerate bone tissue.

生体材料が多孔体である場合は、緻密体に比較して、力学的特性が低下する傾向にあるが、この発明に係る生体材料は、多孔体である場合、特に、この多孔体が焼成温度1000〜1600℃で焼成されて成るセラミックスの粉末を含有している場合には、直径10mm×高さ10mmの円柱状の生体材料に、ロードセルを用いて1mm/minの速さで圧縮応力を負荷した場合に、最大圧縮強度が1.5MPa以上であり、生体材料における圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度が前記最大圧縮強度の50%以上であるという力学的特性を有する。前記最大圧縮強度は1.5〜30MPaであるのがより好ましく、1.5〜10MPaであるのが特に好ましく、前記変位量が30%の時の圧縮強度は前記最大圧縮強度の50〜100%であるのが特に好ましい。生体材料がこのような力学的特性を有すると、生体材料を、例えば、骨欠損部又は歯欠損部等に補填したときに、生体材料に力学的負荷がかかっても、生体材料が容易に脆性破壊せず、破損等の重大な不具合を回避することができる。   When the biomaterial is a porous body, the mechanical properties tend to be lower than that of the dense body. However, when the biomaterial according to the present invention is a porous body, in particular, the porous body has a firing temperature. When containing ceramic powder fired at 1000-1600 ° C., compressive stress is applied to a cylindrical biomaterial having a diameter of 10 mm × height of 10 mm at a speed of 1 mm / min using a load cell. In this case, the maximum compressive strength is 1.5 MPa or more, and the compressive strength when the amount of displacement in the compressive direction of the biomaterial is 30% is 50% or more of the maximum compressive strength. The maximum compressive strength is more preferably 1.5 to 30 MPa, particularly preferably 1.5 to 10 MPa, and the compressive strength when the displacement is 30% is 50 to 100% of the maximum compressive strength. Is particularly preferred. When the biomaterial has such a mechanical characteristic, the biomaterial is easily brittle even when a mechanical load is applied to the biomaterial when the biomaterial is supplemented to a bone defect portion or a tooth defect portion, for example. It is possible to avoid serious troubles such as breakage without destruction.

この発明の生体材料は、製造後の形状で、又は、生体材料を製造後に所望の形状、例えば、粉末状、繊維状、ブロック状又はフィルム状等の形状で、用いられる。好ましくは、この発明の生体材料が補填される骨欠損部又は歯欠損部等の形状と同様の形状、又は、骨欠損部又は歯欠損部等の形状に相当する形状、例えば、相似形等に、成形、整形及び/又は調製されて、用いられる。そして、この発明の生体材料は、前記のように、力学的特性及び生体活性に優れ、特に、表面に露出したセラミックス粉末の生体活性が十分に発揮されて、骨との結合能力に優れ、骨組織を速やかに再生することができるから、歯及び/又は骨の補填材料として、具体的には、生体内の骨欠損部又は歯欠損部等を補填して、骨欠損部又は歯欠損部等を修復又は再生等する再生医療用材料として、好適に用いられる。   The biomaterial of the present invention is used in a shape after production or in a desired shape after production of the biomaterial, for example, a powder shape, a fiber shape, a block shape or a film shape. Preferably, the shape similar to the shape of the bone defect portion or the tooth defect portion or the like, or the shape corresponding to the shape of the bone defect portion or the tooth defect portion, for example, a similar shape, etc. , Shaped, shaped and / or prepared and used. As described above, the biomaterial of the present invention is excellent in mechanical properties and bioactivity. In particular, the bioactivity of the ceramic powder exposed on the surface is sufficiently exerted, and is excellent in the ability to bind to bone. Since tissue can be quickly regenerated, as a tooth and / or bone replacement material, specifically, a bone defect or tooth defect in a living body is compensated for, such as a bone defect or tooth defect. It is suitably used as a regenerative medical material that repairs or regenerates the skin.

この発明に係る生体材料の製造方法(この発明の製造方法と称することがある。)は、ポリマーをセラミックス粉末と共に成形し、エッチング液に浸漬処理する方法である。   The biomaterial production method according to the present invention (sometimes referred to as the production method of the present invention) is a method in which a polymer is molded together with ceramic powder and immersed in an etching solution.

この発明の製造方法を実施するに当って、所望により、セラミックス又はセラミックスを粉砕若しくは解砕等してなるセラミックス粉末を、焼成温度1000〜1600℃、好ましくは1000〜1200℃で焼成する。焼成時間は特に限定されず、例えば、1〜12時間に調節することができる。セラミックス又はセラミックス粉末の焼成は通常の方法で行うことができる。   In carrying out the production method of the present invention, ceramics or ceramic powder obtained by crushing or crushing ceramics is fired at a firing temperature of 1000 to 1600 ° C., preferably 1000 to 1200 ° C., if desired. The firing time is not particularly limited, and can be adjusted to 1 to 12 hours, for example. The firing of ceramics or ceramic powder can be performed by a usual method.

次いで、ポリマーをセラミックス粉末と共に成形するが、成形前に、ポリマーとセラミックス粉末とを混合するのが、セラミックス粉末をポリマーに均一に分散させることができる点で、好ましい。ポリマーとセラミックス粉末との混合は、セラミックス粉末が凝集しないようにポリマーに分散させることができる方法であればよく、例えば、(1)加熱融解したポリマーにセラミックス粉末を添加し、混合物を攪拌して、セラミックス粉末をポリマーに均一に分散させた後に、冷却固化する方法、又は、(2)ポリマーを溶媒に溶解させたポリマー溶液若しくはポリマーを溶媒に懸濁したポリマー懸濁液にセラミックス粉末を添加し、混合物を攪拌して、セラミックス粉末を均一に分散させた後に、溶媒を除去する方法、(3)ポリマーとセラミックス粉末と溶媒とを混合撹拌し、次いで溶媒を除去する方法等を採用することができる。この方法で使用される溶媒としては、例えば、1,4−ジオキサン、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチル、メタノール、エタノール及び水等の溶媒等が挙げられる。なお、前記(2)及び(3)の方法において、溶媒を除去した後に得られるものは繊維集合体状を呈していない。   Next, the polymer is molded together with the ceramic powder, but it is preferable to mix the polymer and the ceramic powder before the molding because the ceramic powder can be uniformly dispersed in the polymer. The polymer and the ceramic powder may be mixed as long as the ceramic powder can be dispersed in the polymer so that the ceramic powder does not aggregate. For example, (1) the ceramic powder is added to the heat-melted polymer, and the mixture is stirred. The ceramic powder is uniformly dispersed in the polymer and then cooled and solidified, or (2) the ceramic powder is added to a polymer solution obtained by dissolving the polymer in a solvent or a polymer suspension obtained by suspending the polymer in the solvent. , A method of removing the solvent after stirring the mixture to uniformly disperse the ceramic powder, and (3) a method of mixing and stirring the polymer, the ceramic powder and the solvent, and then removing the solvent. it can. Examples of the solvent used in this method include solvents such as 1,4-dioxane, methylene chloride, chloroform, dichloroethane, dichloromethane, ethyl acetate, methanol, ethanol and water. In the methods (2) and (3), what is obtained after removing the solvent does not exhibit a fiber aggregate shape.

ところで、ポリマーとして前記共重合体を用いる場合には、前記成形方法の他に、共重合体を構成する少なくとも二種の前記単量体とセラミックス粉末とを混合して、セラミックス粉末の存在下に、少なくとも二種の単量体を共重合して、ポリマーの製造と、セラミックス粉末の混合とを同時又は連続して、行う方法を採用することもできる。   By the way, in the case of using the copolymer as a polymer, in addition to the molding method, at least two kinds of the monomers constituting the copolymer and ceramic powder are mixed together in the presence of the ceramic powder. Alternatively, it is possible to employ a method in which at least two kinds of monomers are copolymerized, and the production of the polymer and the mixing of the ceramic powder are performed simultaneously or continuously.

このようにしてポリマーにセラミックス粉末が均一に分散した混合物、又は、ポリマーとセラミックス粉末とを単に混合した混合物を、加熱成形する。加熱成形は、ポリマー及びセラミックス粉末の種類又は性質等に応じて、適宜、加熱温度及び加熱時間が決定され、例えば、ポリマーとしてポリ−L−乳酸を選択し、セラミックスとしてリン酸三カルシウムを選択する場合には、加熱温度100〜300℃で、加熱時間10〜180分にわたって、加熱成形される。加熱成形は、前記混合物を加熱成形することのできる方法を採用すればよく、例えば、ホットプレス機による加熱成形及び射出成形等が挙げられる。   Thus, the mixture in which the ceramic powder is uniformly dispersed in the polymer or the mixture in which the polymer and the ceramic powder are simply mixed is heat-molded. In the thermoforming, the heating temperature and the heating time are appropriately determined according to the type or property of the polymer and ceramic powder. For example, poly-L-lactic acid is selected as the polymer, and tricalcium phosphate is selected as the ceramic. In this case, the heat molding is performed at a heating temperature of 100 to 300 ° C. for a heating time of 10 to 180 minutes. For the heat molding, a method capable of heat-molding the mixture may be employed, and examples thereof include heat molding by a hot press machine and injection molding.

この発明に係る生体材料が多孔体である場合には、公知の方法で多孔質化すればよい。例えば、ショ糖等の有機物質又は塩化ナトリウム等の無機物質をセラミックス粉末と共にポリマーに分散させて加熱成形し、次いで、得られた成形体を、有機物質又は無機物質が溶出する溶媒、例えば、水又はアルコール等に所定時間浸漬することにより、多孔体を製造することができる。その他、凍結乾燥法、発泡剤等を用いる方法も採用することができる。   When the biomaterial according to the present invention is a porous material, it may be made porous by a known method. For example, an organic substance such as sucrose or an inorganic substance such as sodium chloride is dispersed in a polymer together with a ceramic powder and heat-molded. Then, the obtained molded product is dissolved in a solvent from which the organic substance or inorganic substance elutes, for example, water. Or a porous body can be manufactured by immersing in alcohol etc. for a predetermined time. In addition, a freeze-drying method, a method using a foaming agent, or the like can also be employed.

この発明の製造方法においては、前記加熱成形によって、又は、前記加熱成形及び多孔質化によって、有機−無機混合物が製造される。この発明の製造方法においては、有機−無機混合物は、前記使用態様に応じて、前記加熱成形によって骨欠損部又は歯欠損部等の形状と同様の形状等に成形等され、又は、さらに粉砕又は破砕されて粉砕物とされる。粉砕物は、通常、粒状又は顆粒状である。粒状及び顆粒状のいずれであっても、その粒子の平均粒径は、通常、0.5mm〜10mmの範囲内にしておくのが好ましい。そして、前記有機−無機混合物、及び、前記粉砕物における一つ一つの粒子の表面に存在するセラミックス粉末の質量割合が3質量%以上である場合には、以後の工程を実施しなくてもよい。すなわち、この発明に係る生体材料は、ポリマーをセラミックス粉末と共に単に加熱成形することによって、又は、ポリマーをセラミックス粉末及び有機物質又は無機物質と共に加熱成形し、次いで、多孔質化することによって、必要により、さらに粉砕又は破砕することによって、製造することができる。   In the production method of the present invention, an organic-inorganic mixture is produced by the thermoforming, or by the thermoforming and making porous. In the production method of the present invention, the organic-inorganic mixture is formed into a shape similar to the shape of a bone defect portion or a tooth defect portion by the thermoforming according to the use mode, or further crushed or Crushed into pulverized material. The pulverized product is usually granular or granular. Regardless of whether it is granular or granular, the average particle size of the particles is usually preferably in the range of 0.5 mm to 10 mm. And when the mass ratio of the ceramic powder which exists in the surface of each particle | grain in the said organic-inorganic mixture and the said ground material is 3 mass% or more, it does not need to implement a subsequent process. . That is, the biomaterial according to the present invention can be obtained by simply thermoforming the polymer with the ceramic powder or by thermoforming the polymer with the ceramic powder and the organic or inorganic substance, and then making it porous. Further, it can be produced by crushing or crushing.

ところが、通常、生体材料の表面に存在するセラミックス粉末の質量割合を所望の範囲に調整することは容易ではなく、表面に存在するセラミックス粉末の質量割合を3質量%以上に調整するには、ポリマーをセラミックス粉末と共に加熱成形してなる有機−無機混合物及びその粉砕物における一つ一つの粒子(有機−無機混合物等と称することがある。)をエッチング液に浸漬処理するのが有効である。   However, it is usually not easy to adjust the mass ratio of the ceramic powder existing on the surface of the biomaterial to a desired range. To adjust the mass ratio of the ceramic powder existing on the surface to 3% by mass or more, a polymer is used. It is effective to immerse the organic-inorganic mixture formed by heating together with ceramic powder and each particle in the pulverized product (sometimes referred to as an organic-inorganic mixture) in an etching solution.

有機−無機混合物等を浸漬処理するエッチング液は、有機−無機混合物等に含まれるポリマー、例えば、有機−無機混合物等の表面に存在するポリマーを分解及び/又は溶解してポリマーを侵食し、有機−無機混合物等の表面に存在するセラミックス粉末を分解及び溶解しない液であればよく、例えば、アルカリ水溶液、有機溶媒等が挙げられる。このようなエッチング剤で有機−無機混合物等を浸漬処理することにより、有機−無機混合物等の表面を均一に処理することができ、特に、有機−無機混合物等が多孔体である場合には、有機−無機混合物等の表面だけでなく、有機−無機混合物等の表面から内部に通じる気孔の表面も均一に処理することができる。また、有機−無機混合物等の表面に存在するポリマーとセラミックス粉末との界面に沿ってエッチング剤が浸透し、効率的にポリマーを浸食して、セラミックス粉末を表面に露出させることができる。このようにして、ポリマーとセラミックス粉末とから形成された、所望の形状を有する生体材料を製造することができる。生体材料の表面に存在するポリマーを速やかに侵食することができると共に、侵食量等を容易に調整することができる点で、エッチング液はアルカリ水溶液であるのが好ましく、pHが12以上のアルカリ水溶液であるのが特に好ましい。アルカリ水溶液を調整するのに用いられる溶質は、アルカリ金属元素(例えば、Li、Na、K等)の水酸化物、アルカリ土類金属元素(Mg、Ca、Sr、Ba等)の水酸化物及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種であるのが好ましい。   The etching solution for immersing the organic-inorganic mixture etc. decomposes and / or dissolves the polymer contained in the organic-inorganic mixture etc., for example, the polymer present on the surface of the organic-inorganic mixture etc. -What is necessary is just a liquid which does not decompose | dissolve and melt | dissolve the ceramic powder which exists on the surfaces, such as an inorganic mixture, For example, alkaline aqueous solution, an organic solvent, etc. are mentioned. By immersing the organic-inorganic mixture etc. with such an etchant, the surface of the organic-inorganic mixture etc. can be treated uniformly, especially when the organic-inorganic mixture etc. is a porous body, Not only the surface of the organic-inorganic mixture etc., but also the surface of the pores leading from the surface of the organic-inorganic mixture etc. to the inside can be treated uniformly. Further, the etching agent penetrates along the interface between the polymer and the ceramic powder present on the surface of the organic-inorganic mixture or the like, and the polymer can be efficiently eroded to expose the ceramic powder on the surface. In this way, a biomaterial having a desired shape formed from a polymer and ceramic powder can be produced. The etching solution is preferably an alkaline aqueous solution in that the polymer existing on the surface of the biomaterial can be rapidly eroded and the amount of erosion can be easily adjusted, and the alkaline aqueous solution having a pH of 12 or more. Is particularly preferred. Solutes used to adjust the alkaline aqueous solution include hydroxides of alkali metal elements (eg, Li, Na, K, etc.), hydroxides of alkaline earth metal elements (Mg, Ca, Sr, Ba, etc.) and It is preferably at least one selected from the group consisting of ammonia.

エッチング液は、侵食するポリマー量、表面に露出させるセラミックス粉末の質量割合等に応じて、任意の温度に調整され、具体的には、例えば、10〜60℃程度の温度に調整される。また、エッチング液がアルカリ水溶液である場合には、水溶液のpH、侵食するポリマー量、表面に露出させるセラミックス粉末の質量割合等に応じて、任意の濃度に調整され、具体的には、例えば、0.5〜5質量%程度の濃度に調整される。   The etching solution is adjusted to an arbitrary temperature according to the amount of polymer to be eroded, the mass ratio of the ceramic powder exposed on the surface, and specifically, for example, adjusted to a temperature of about 10 to 60 ° C. Further, when the etching solution is an alkaline aqueous solution, it is adjusted to an arbitrary concentration according to the pH of the aqueous solution, the amount of eroded polymer, the mass ratio of the ceramic powder exposed on the surface, and specifically, for example, The concentration is adjusted to about 0.5 to 5% by mass.

浸漬処理は、侵食するポリマー量、表面に露出させるセラミックス粉末の質量割合等に応じて、有機−無機混合物等をエッチング液に単に浸漬する処理であればよく、具体的には、例えば、有機−無機混合物等をエッチング液に10〜600分浸漬すればよい。   The immersion treatment may be any treatment that simply immerses an organic-inorganic mixture or the like in an etching solution according to the amount of eroded polymer, the mass ratio of the ceramic powder exposed on the surface, and specifically, for example, organic- What is necessary is just to immerse an inorganic mixture etc. in etching liquid for 10 to 600 minutes.

この発明の製造方法においては、所望により、浸漬処理の前及び/又は後に、有機−無機混合物等及び/又は生体材料の洗浄処理、乾燥処理等の後処理を行うこともできる。これらの後処理は通常の処理方法を採用することができる。また、この発明の製造方法においては、所望により、有機−無機混合物を、骨欠損部又は歯欠損部等の形状と同様の形状、又は、骨欠損部又は歯欠損部等の形状に相当する形状、例えば、相似形等に、整形及び/又は調製する処理を行うこともできる。   In the production method of the present invention, if desired, post-treatment such as washing treatment and drying treatment of the organic-inorganic mixture and / or biomaterial can be performed before and / or after the immersion treatment. These post-treatments can employ ordinary processing methods. In addition, in the production method of the present invention, the organic-inorganic mixture is formed into a shape similar to the shape of the bone defect portion or the tooth defect portion, or the shape corresponding to the shape of the bone defect portion or the tooth defect portion, if desired. For example, a process of shaping and / or preparing a similar shape or the like can be performed.

このようにして、表面に3質量%以上のセラミックス粉末を速やか、かつ容易に露出させることができ、この発明に係る生体材料を容易に製造することができる。   In this way, 3% by mass or more of the ceramic powder can be quickly and easily exposed on the surface, and the biomaterial according to the present invention can be easily manufactured.

かくして得られた生体材料は、補填される骨欠損部又は歯欠損部等の形状と同様の形状、又は、骨欠損部又は歯欠損部等の形状に相当する形状、例えば、相似形等に、成形、整形及び/又は調製され、所望により、水、生理食塩水等の人体に無害な液と共に、骨欠損部又は歯欠損部等に補填される。例えば、この発明に係る生体材料は、自家骨移植に用いる自家骨移植用骨を患者自身の正常な骨から切り取ることによって欠損した骨欠損部又は歯欠損部等に、前記骨欠損部又は歯欠損部等の形状と同様の形状に調製され、所望により人体に無害な前記液と共に、補填される。一方、前記のようにして得られた、粉砕物としての形態を有する生体材料は、所望により、水、生理食塩水等の人体に無害な液に混合されてペースト状物とされ、骨欠損部又は歯欠損部等に充填される。このようにして、補填された生体材料及び充填されたペースト状物中に存在する粉砕物においては、その表面に3質量%以上のセラミックス粉末が露出しているので、骨欠損部又は歯欠損部等における歯又は骨の再生が迅速に達成される。   The biomaterial obtained in this way has a shape similar to the shape of the bone defect or tooth defect to be compensated, or a shape corresponding to the shape of the bone defect or tooth defect, such as a similar shape, It is molded, shaped and / or prepared and, if desired, supplemented to a bone defect part or a tooth defect part together with a liquid harmless to the human body such as water and physiological saline. For example, the biomaterial according to the present invention includes a bone defect portion or a tooth defect, such as a bone defect portion or a tooth defect portion that has been lost by cutting an autologous bone graft bone used for autologous bone transplantation from a patient's own normal bone. It is prepared in a shape similar to the shape of the part and the like, and supplemented with the liquid that is harmless to the human body if desired. On the other hand, the biomaterial having the form as a pulverized product obtained as described above is mixed with a liquid harmless to the human body such as water and physiological saline, if desired, into a paste-like material, and a bone defect portion Or it is filled in a tooth defect portion or the like. In this way, in the pulverized material existing in the filled biomaterial and the filled paste, 3% by mass or more of the ceramic powder is exposed on the surface thereof, so that the bone defect portion or the tooth defect portion Regeneration of teeth or bones such as in this is achieved quickly.

以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は実施例の内容に限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to the content of the Example.

参考例1
前記方法により測定した結晶化度が40%であるポリ−L−乳酸(粘度平均分子量約300,000)0.9gを1,4−ジオキサン20gに溶解した。得られた溶液に、焼成温度1100℃で3時間焼成した焼成リン酸三カルシウム(前記方法により測定した焼成リン酸三カルシウムの平均粒径は2μm)0.1gを添加して充分に分散させて、分散液とした。次いで、この分散液を12時間ドラフト内に静置して、1,4−ジオキサンを揮発させた後、ホットプレスにて加熱成形し、前記焼成リン酸三カルシウム(β型)の含有量がポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの合計質量に対して10質量%のポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物を得た。このポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物を、pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液100mLに一時間浸漬し、表面をエッチングして、参考例1の生体材料(緻密体)を得た。
( Reference Example 1 )
0.9 g of poly-L-lactic acid (viscosity average molecular weight of about 300,000) having a crystallinity of 40% measured by the above method was dissolved in 20 g of 1,4-dioxane. To the obtained solution, 0.1 g of calcined tricalcium phosphate calcined at a calcining temperature of 1100 ° C. for 3 hours (the average particle diameter of calcined tricalcium phosphate measured by the above method is 2 μm) was added and sufficiently dispersed. A dispersion was obtained. Next, this dispersion was allowed to stand in a fume hood for 12 hours to volatilize 1,4-dioxane, and then heat-molded with a hot press, so that the content of the calcined tricalcium phosphate (β type) was poly. 10% by mass of a poly-L-lactic acid / calcined tricalcium phosphate mixture was obtained based on the total mass of -L-lactic acid and calcined tricalcium phosphate. This poly-L-lactic acid / calcined tricalcium phosphate mixture was immersed in 100 mL of a sodium hydroxide aqueous solution with a pH of 12.9 for 1 hour, and the surface was etched to obtain a biomaterial (dense body) of Reference Example 1 .

参考例2〜5)
焼成リン酸三カルシウムの含有量を表1に記載の値に調整した以外は、参考例1と同様にして、参考例2〜5の生体材料(緻密体)を得た。
( Reference Examples 2-5)
Except having adjusted the content of baking tricalcium phosphate to the value of Table 1, it carried out similarly to the reference example 1, and obtained the biomaterial (dense body) of the reference examples 2-5 .

参考例6〜8)
前記方法により測定した結晶化度を表1に記載の値に調整したポリ−L−乳酸(粘度平均分子量300,000)0.7gと、前記焼成リン酸三カルシウム0.3gとを用いた以外は、参考例1と同様にして、参考例6〜8の生体材料(緻密体)を得た。
( Reference Examples 6-8)
Other than using 0.7 g of poly-L-lactic acid (viscosity average molecular weight 300,000) whose crystallinity measured by the above method was adjusted to the value shown in Table 1, and 0.3 g of the calcined tricalcium phosphate. In the same manner as in Reference Example 1 , biomaterials (dense bodies) of Reference Examples 6 to 8 were obtained.

参考例9及び10)
平均粒径が5μm又は10μmの焼成リン酸三カルシウム0.3gを用いた以外は、参考例3と同様にして、それぞれ、参考例9及び10の生体材料(緻密体)を得た。
( Reference Examples 9 and 10)
Except for using 0.3 g of calcined tricalcium phosphate having an average particle size of 5 μm or 10 μm , biomaterials (dense bodies) of Reference Examples 9 and 10 were obtained in the same manner as Reference Example 3 , respectively.

(実施例1〜
前記方法により測定した結晶化度が40%であるポリ−L−乳酸(粘度平均分子量300,000)0.5gを1,4−ジオキサン20gに溶解した。得られた溶液に、前記方法により測定した平均粒径が3μmの焼成リン酸三カルシウム(β型、焼成温度1100℃、焼成時間3時間)0.5g及びショ糖0.9g(実施例1)又は2.1g(実施例2〜4)添加して充分に分散させて、分散液とした。次いで、この分散液を12時間ドラフト内に静置して、1,4−ジオキサンを揮発させた後、ホットプレスにて加熱成形し、さらに、純水中に12時間浸漬してショ糖を溶出させ、焼成リン酸三カルシウムの含有量がポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの合計質量に対して50質量%のポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ得た。これらのポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ、pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液100mLに一時間浸漬し、表面をエッチングして、実施例1〜の生体材料(多孔体)を得た。
(Examples 1 to 4 )
0.5 g of poly-L-lactic acid (viscosity average molecular weight 300,000) having a crystallinity of 40% measured by the above method was dissolved in 20 g of 1,4-dioxane. In the obtained solution, 0.5 g of calcined tricalcium phosphate (β type, calcining temperature 1100 ° C., calcining time 3 hours) having an average particle diameter measured by the above method of 3 μm and 0.9 g of sucrose (Example 1) Alternatively, 2.1 g (Examples 2 to 4) was added and sufficiently dispersed to obtain a dispersion. Next, this dispersion is allowed to stand in a fume hood for 12 hours to volatilize 1,4-dioxane and then heat-molded with a hot press, and further immersed in pure water for 12 hours to elute sucrose. Each of the porous bodies of the poly-L-lactic acid / calcined tricalcium phosphate mixture in which the content of the calcined tricalcium phosphate is 50% by mass with respect to the total mass of the poly-L-lactic acid and the calcined tricalcium phosphate. Obtained. The porous bodies of these poly-L-lactic acid / calcined tricalcium phosphate mixtures were each immersed in 100 mL of an aqueous sodium hydroxide solution having a pH of 12.9 for 1 hour, etched on the surface, and the biomaterials of Examples 1 to 4 ( Porous body) was obtained.

(比較例1〜5)
pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液によるエッチング処理を行わなかった以外は、参考例1〜5と同様にして、それぞれ、比較例1〜5生体材料(緻密体)を得た。
(Comparative Examples 1-5)
Comparative Examples 1-5 biomaterials (dense bodies) were obtained in the same manner as Reference Examples 1-5 , respectively, except that the etching treatment with an aqueous sodium hydroxide solution of pH 12.9 was not performed.

このようにして製造した各生体材料の表面を走査型電子顕微鏡(拡大率3000倍)で観察したところ、程度の違いはあるものの、いずれの生体材料もその表面にポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとが観察され、特に、その表面はポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの海島構造になっていた。参考例3及び比較例3の生体材料における表面を撮影した走査型電子顕微鏡(SEM)写真をそれぞれ、図1及び図2に示した。図1及び図2において、白色又は灰色の部分が焼成リン酸三カルシウムであり、黒色の部分がポリ−L−乳酸である。図2(比較例3の生体材料)においては、焼成リン酸三カルシウムの大部分がポリ−L−乳酸の表層内部に埋没しているのに対し、図1(参考例3の生体材料)においては、エッチング処理の効果により焼成リン酸三カルシウムが表面に露出していることが確認できた。
When the surface of each of the biomaterials thus produced was observed with a scanning electron microscope (magnification rate 3000 times), all biomaterials had poly-L-lactic acid and calcined phosphorus on the surface, although there were differences in degree. Tricalcium acid was observed, and in particular, its surface had a sea-island structure of poly-L-lactic acid and calcined tricalcium phosphate. The scanning electron microscope (SEM) photograph which image | photographed the surface in the biomaterial of the reference example 3 and the comparative example 3 was shown in FIG.1 and FIG.2, respectively. 1 and 2, the white or gray portion is calcined tricalcium phosphate, and the black portion is poly-L-lactic acid. In FIG. 2 (the biomaterial of Comparative Example 3), most of the calcined tricalcium phosphate is buried inside the surface layer of poly-L-lactic acid, whereas in FIG. 1 (the biomaterial of Reference Example 3) It was confirmed that the calcined tricalcium phosphate was exposed on the surface due to the effect of the etching treatment.

また、製造した各生体材料の表面における任意の3箇所をX線光電子分光装置(商品名「PHI QUANTERA SXM」、ULVAC−PHI社製)を用いて前記方法により測定し、測定値の算術平均値を、表面に存在する焼成リン酸三カルシウムの質量割合として、算出した。また、実施例1〜で製造した各生体材料を任意の面で切断した切断面における気孔表面をX線光電子分光装置を用いて、同様にして、気孔表面における焼成リン酸三カルシウムの質量割合を算出した。その結果を表1に示す。 Moreover, arbitrary three places on the surface of each manufactured biomaterial were measured by the above method using an X-ray photoelectron spectrometer (trade name “PHI QUANTERA SXM”, manufactured by ULVAC-PHI), and the arithmetic average value of the measured values Was calculated as the mass proportion of calcined tricalcium phosphate present on the surface. Moreover, the mass ratio of the calcined tricalcium phosphate in a pore surface is similarly used for the pore surface in the cut surface which cut | disconnected each biological material manufactured in Examples 1-4 by arbitrary surfaces using an X-ray photoelectron spectrometer. Was calculated. The results are shown in Table 1.

さらに、実施例1〜で製造した各生体材料の気孔率、気孔の気孔径及び連通孔の孔径を前記方法により算出した。その結果を表1に示す。 Furthermore, the porosity of each biomaterial manufactured in Examples 1 to 4 , the pore diameter of the pores, and the pore diameter of the communication holes were calculated by the above methods. The results are shown in Table 1.

また、参考例1〜10、実施例1〜及び比較例1〜5で製造した各生体材料における「骨との結合能力」を、擬似体液浸漬試験により、評価した。具体的には、参考例1〜10及び比較例1〜5で製造した各生体材料を10mm×10mm×2mmの板状体に切り出し、36.5℃に調整された擬似体液100mLに1日間浸漬させた後、板状体を取り出し、その表面を走査型電子顕微鏡で観察して、水酸アパタイトの析出の有無を確認した。また、実施例1〜で製造した各生体材料を直径12mm×高さ5mmの円柱体に切り出し、同様にして、擬似体液100mLに1日間浸漬させた後、円柱体を取り出し、その表面及び気孔の表面をそれぞれ同様に観察して、水酸アパタイトの析出の有無を確認した。なお、この擬似体液浸漬試験は、ヒトの血漿とほぼ等しい無機イオン濃度を有し、アパタイトに対して過飽和な溶液である擬似体液に試験体を浸漬し、試験体表面におけるアパタイト形成能を評価する試験方法であり、詳細は、大槻ら、「Mechanizm of apatite formation on CaO−SiO−P glasses in a simulated body fluid」、ジャーナル オブ ノン−クリスタリン ソリッド(Jornal of Non−Crystaline Solides)、第143巻、84〜92頁、1992年の論文に記載されている。 Moreover, the “binding ability with bone” in each of the biomaterials produced in Reference Examples 1 to 10, Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 was evaluated by a simulated body fluid immersion test. Specifically, each biomaterial produced in Reference Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 5 was cut into a 10 mm × 10 mm × 2 mm plate and immersed in 100 mL of simulated body fluid adjusted to 36.5 ° C. for 1 day. Then, the plate-like body was taken out and the surface thereof was observed with a scanning electron microscope to confirm the presence or absence of precipitation of hydroxyapatite. In addition, each biomaterial produced in Examples 1 to 4 was cut into a cylindrical body having a diameter of 12 mm and a height of 5 mm, and similarly immersed in 100 mL of a simulated body fluid for 1 day, and then the cylindrical body was taken out, and its surface and pores The surface of each was observed in the same manner, and the presence or absence of precipitation of hydroxyapatite was confirmed. In this simulated body fluid immersion test, the test body is immersed in a simulated body fluid that has an inorganic ion concentration almost equal to that of human plasma and is supersaturated with respect to apatite, and the ability to form apatite on the surface of the specimen is evaluated. For details, see Otsuki et al., “Mechanizm of apatite formation on CaO—SiO 2 —P 2 O 5 glasses in a simulated body fluid”, Journal of Non-Crysal Solid, 143, 84-92, 1992.

Figure 0005015570
Figure 0005015570

表1から明らかなように、生体材料の表面におけるセラミックス粉末の質量割合が2質量%未満の比較例1〜5の生体材料は、いずれも、擬似体液浸漬試験において、水酸アパタイトの形成能が認められなかったのに対して、参考例1〜10及び実施例1〜の生体材料は、生体材料の表面におけるセラミックス粉末の質量割合が3質量%以上であるから、いずれも、擬似体液浸漬試験において水酸アパタイトが形成され、速やかな水酸アパタイトの形成能を有することが認められた。特に、参考例1及び参考例2等によれば、生体材料におけるセラミックス粉末の含有量が10質量%又は20質量%と低くても、表面におけるセラミックス粉末の質量割合が3質量%以上であれば、生体材料が速やかな水酸アパタイトの形成能を発揮することがわかった。また、実施例1〜によれば、生体材料の表面だけでなく、気孔表面においても、速やかな水酸アパタイトの形成能を発揮することがわかった。

As is clear from Table 1, the biomaterials of Comparative Examples 1 to 5 in which the mass ratio of the ceramic powder on the surface of the biomaterial is less than 2% by mass have the ability to form hydroxyapatite in the simulated body fluid immersion test. In contrast, the biomaterials of Reference Examples 1 to 10 and Examples 1 to 4 had a mass ratio of the ceramic powder on the surface of the biomaterial of 3% by mass or more, so that both were immersed in simulated body fluid Hydroxyapatite was formed in the test, and it was confirmed that it had a rapid ability to form hydroxyapatite. In particular, according to Reference Example 1 and Reference Example 2 and the like, even if the ceramic powder content in the biomaterial is as low as 10% by mass or 20% by mass, the mass ratio of the ceramic powder on the surface is 3% by mass or more. It was found that the biomaterial exhibits a rapid ability to form hydroxyapatite. Moreover, according to Examples 1-4 , it turned out that the formation ability of the rapid hydroxyapatite is exhibited not only on the surface of the biomaterial but also on the pore surface.

参考例11〜17
表2に示す焼成温度で焼成して得られた焼成リン酸三カルシウム(β型、前記方法により測定した焼成リン酸三カルシウムの平均粒径はいずれも2μm)の含有量を30質量%に調整した以外は、参考例1と同様にして、参考例11〜17の生体材料(緻密体)を得た。
( Reference Examples 11-17 )
The content of calcined tricalcium phosphate obtained by calcining at the calcining temperature shown in Table 2 (β type, the average particle diameter of calcined tricalcium phosphate measured by the above method is 2 μm) was adjusted to 30% by mass. Except having done, it carried out similarly to the reference example 1, and obtained the biomaterial (dense body) of the reference examples 11-17 .

参考例18〜24
前記焼成リン酸三カルシウムの含有量を表2に記載の値に調整した以外は、参考例12と同様にして、参考例18〜24の生体材料(緻密体)を得た。
( Reference Examples 18-24 )
Except having adjusted the content of the said calcined tricalcium phosphate to the value of Table 2, it carried out similarly to the reference example 12, and obtained the biomaterial (compact body) of the reference examples 18-24 .

(実施例6〜12
前記方法により測定した結晶化度が40%であるポリ−L−乳酸(粘度平均分子量約300,000)0.7gを1,4−ジオキサン20gに溶解した。得られた溶液に、表2に示す焼成温度で3時間焼成して得られた焼成リン酸三カルシウム(β型、前記方法により測定した焼成リン酸三カルシウムの平均粒径は2μm)0.3g及びショ糖2.4gを添加して充分に分散させて、分散液とした。次いで、この分散液を12時間ドラフト内に静置して、1,4−ジオキサンを揮発させた後、ホットプレスにて加熱成形し、さらに、純水中に12時間浸漬してショ糖を溶出させ、焼成リン酸三カルシウムの含有量がポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの合計質量に対して30質量%のポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ得た。これらのポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ、pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液100mLに一時間浸漬し、表面をエッチングして、実施例6〜12の生体材料(多孔体)を得た。
(Examples 6 to 12 )
0.7 g of poly-L-lactic acid (viscosity average molecular weight of about 300,000) having a crystallinity of 40% measured by the above method was dissolved in 20 g of 1,4-dioxane. To the obtained solution, calcined tricalcium phosphate obtained by calcining at the calcining temperature shown in Table 2 for 3 hours (β type, average particle diameter of calcined tricalcium phosphate measured by the above method is 2 μm) 0.3 g And 2.4 g of sucrose was added and sufficiently dispersed to obtain a dispersion. Next, this dispersion is allowed to stand in a fume hood for 12 hours to volatilize 1,4-dioxane and then heat-molded with a hot press, and further immersed in pure water for 12 hours to elute sucrose. is allowed, sintered porous body of tricalcium phosphate 30% by weight of poly -L- acid / fired tricalcium phosphate mixture content of the total mass of the sintered tricalcium phosphate and polylactic -L- lactic acid, respectively Obtained. The porous bodies of these poly-L-lactic acid / calcined tricalcium phosphate mixtures were each immersed in 100 mL of a sodium hydroxide aqueous solution having a pH of 12.9 for 1 hour, and the surface was etched to obtain the biomaterials of Examples 6 to 12 ( Porous body) was obtained.

(実施例13〜18
前記焼成リン酸三カルシウム及びショ糖の含有量を表2に記載の値に調整した以外は、実施例6と同様にして、実施例13〜18の生体材料(多孔体)を得た。
(Examples 13 to 18 )
Biological materials (porous bodies) of Examples 13 to 18 were obtained in the same manner as Example 6 except that the contents of the calcined tricalcium phosphate and sucrose were adjusted to the values shown in Table 2.

(実施例19
前記ショ糖の含有量を表2に記載の値に調整した以外は、実施例7と同様にして、実施例19の生体材料(多孔体)を得た。
(Example 19 )
A biomaterial (porous body) of Example 19 was obtained in the same manner as Example 7 except that the sucrose content was adjusted to the values shown in Table 2.

(実施例20及び21
ショ糖の粒径を調整して、気孔径を表2の記載の値に調整した以外は、実施例7と同様にして、実施例20及び21の生体材料(多孔体)を得た。
(Examples 20 and 21 )
The biomaterials (porous bodies) of Examples 20 and 21 were obtained in the same manner as in Example 7 , except that the sucrose particle size was adjusted and the pore diameter was adjusted to the values shown in Table 2.

このようにして製造した各生体材料の表面を走査型電子顕微鏡(拡大率3000倍)で観察したところ、程度の違いはあるものの、いずれの生体材料もその表面にポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとが観察され、特に、その表面はポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの海島構造になっていた。   When the surface of each of the biomaterials thus produced was observed with a scanning electron microscope (magnification rate 3000 times), all biomaterials had poly-L-lactic acid and calcined phosphorus on the surface, although there were differences in degree. Tricalcium acid was observed, and in particular, its surface had a sea-island structure of poly-L-lactic acid and calcined tricalcium phosphate.

また、参考例11〜24で製造した各生体材料の表面における任意の3箇所を参考例1と同様にして測定し、表面に存在する焼成リン酸三カルシウムの質量割合を算出した。また、実施例6〜21で製造した各生体材料を任意の面で切断した切断面における気孔表面をX線光電子分光装置を用いて同様に測定して、気孔表面における焼成リン酸三カルシウムの質量割合を算出した。さらに、実施例6〜21で製造した各生体材料の気孔率、気孔の気孔径及び連通孔の孔径を前記方法により算出した。その結果を表2に示す。
Moreover, arbitrary three places on the surface of each biomaterial manufactured in Reference Examples 11 to 24 were measured in the same manner as in Reference Example 1, and the mass ratio of calcined tricalcium phosphate present on the surface was calculated. Moreover, the pore surface in the cut surface which cut | disconnected each biological material manufactured in Examples 6-21 in arbitrary surfaces was measured similarly using an X-ray photoelectron spectrometer, and the mass of the calcined tricalcium phosphate in a pore surface The percentage was calculated. Furthermore, the porosity of each biomaterial manufactured in Examples 6 to 21 , the pore diameter of the pores, and the pore diameter of the communication holes were calculated by the above methods. The results are shown in Table 2.

また、参考例11〜24、実施例6〜21及び参考例3で製造した各生体材料における「骨との結合能力」を、前記擬似体液浸漬試験により、評価した。具体的には、参考例3、参考例11〜24で製造した各生体材料を10mm×10mm×2mmの板状体に切り出し、36.5℃に調整された擬似体液100mLに0.5日及び1日間浸漬させた後、板状体を取り出し、その表面を走査型電子顕微鏡で観察して、水酸アパタイトの析出の有無を確認した。また、実施例6〜21で製造した各生体材料を直径12mm×高さ5mmの円柱体に切り出し、同様にして、擬似体液100mLに0.5日及び1日間浸漬させた後、円柱体を取り出し、その表面及び気孔の表面をそれぞれ同様に観察して、水酸アパタイトの析出の有無を確認した。
Moreover, the “binding ability with bone” in each of the biomaterials produced in Reference Examples 11 to 24, Examples 6 to 21 and Reference Example 3 was evaluated by the simulated body fluid immersion test. Specifically, each biomaterial produced in Reference Example 3 and Reference Examples 11 to 24 was cut into a plate of 10 mm × 10 mm × 2 mm, and 0.5 mL and 100 mL of simulated body fluid adjusted to 36.5 ° C. After being immersed for 1 day, the plate-like body was taken out and the surface thereof was observed with a scanning electron microscope to confirm the presence or absence of precipitation of hydroxyapatite. In addition, each biomaterial produced in Examples 6 to 21 was cut into a cylindrical body having a diameter of 12 mm and a height of 5 mm, and similarly immersed in 100 mL of simulated body fluid for 0.5 days and 1 day, and then the cylindrical body was taken out. The surface and the surface of the pores were observed in the same manner to confirm the presence or absence of precipitation of hydroxyapatite.

実施例6〜21の生体材料における最大圧縮強度及び圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度を前記方法により測定し、最大圧縮強度に対する圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度(表2において「強度比」と称する。)を算出した。その結果を表2に示す。
The compressive strength when the maximum compressive strength and the amount of displacement in the compression direction in the biomaterials of Examples 6 to 21 are 30% is measured by the above method, and the compressive strength when the amount of displacement in the compression direction relative to the maximum compressive strength is 30%. (Referred to as “intensity ratio” in Table 2). The results are shown in Table 2.

Figure 0005015570
Figure 0005015570

表2から明らかなように、参考例3、11〜24及び実施例6〜21で製造された生体材料は、生体材料の表面におけるセラミックス粉末の質量割合が3質量%以上であるから、いずれも、擬似体液浸漬試験(1日浸漬)において水酸アパタイトが形成され、速やかな水酸アパタイトの形成能を有することが認められた。特に、焼成温度1000〜1600℃で焼成されて成るセラミックス粉末を含有してなる参考例12〜24及び実施例6〜21で製造された生体材料は、擬似体液浸漬試験(0.5日浸漬)においても水酸アパタイトが形成され、参考例11に比して、より一層速やかな水酸アパタイトの形成能を有することが認められた。また、実施例6〜21で製造された生体材料は多孔体であるのもかかわらず、最大圧縮強度は1.5MPa以上であり、かつ、圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度が前記最大圧縮強度の50%以上であった。すなわち、これらの生体材料は、力学的特性に優れ、例えば、骨欠損部又は歯欠損部等に補填されたときに、これらの生体材料に力学的負荷がかかっても、生体材料が容易に脆性破壊せず、破損等の重大な不具合を回避することができることがわかった
As is clear from Table 2, the biomaterials produced in Reference Examples 3, 11-24 and Examples 6-21 have a mass ratio of ceramic powder on the surface of the biomaterial of 3% by mass or more. In the simulated body fluid immersion test (1 day immersion), it was confirmed that hydroxyapatite was formed and it had a rapid ability to form hydroxyapatite. In particular, the biomaterials produced in Reference Examples 12 to 24 and Examples 6 to 21 containing ceramic powders fired at a firing temperature of 1000 to 1600 ° C. are simulated body fluid immersion tests ( 0.5 day immersion). It was confirmed that hydroxyapatite was formed even in, and that it had a more rapid ability to form hydroxyapatite than Reference Example 11 . Moreover, although the biomaterial manufactured in Examples 6-21 is a porous body, the maximum compressive strength is 1.5 MPa or more, and the compressive strength when the amount of displacement in the compression direction is 30%. It was 50% or more of the maximum compressive strength. That is, these biomaterials have excellent mechanical properties, for example, when they are compensated for in a bone defect portion or a tooth defect portion, the biomaterial is easily brittle even if a mechanical load is applied to these biomaterials. It was found that it was possible to avoid serious malfunctions such as damage without breaking.

図1は、参考例3の生体材料における表面を撮影した走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。FIG. 1 is a scanning electron microscope (SEM) photograph obtained by photographing the surface of the biomaterial of Reference Example 3. 図2は、比較例3の生体材料における表面を撮影した走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph obtained by photographing the surface of the biomaterial of Comparative Example 3.

Claims (5)

ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリ−ε−カプロラクトンからなる群より選択される少なくとも一種のポリマーと、前記ポリマーとの合計質量に対して10〜70質量%で前記ポリマーの内部に分散された、リン酸カルシウム系材料の粉末からなるセラミックス粉末とを含む生体材料であって、
前記生体材料は、圧縮応力を負荷した場合に、最大圧縮強度が1.5MPa以上、圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度が前記最大圧縮強度の50%以上であり、かつ50〜70%の気孔率を有する多孔体であり、
前記生体材料の最表面から10nmの深さまでの表層に存在する前記セラミックス粉末は、X線光電子分光装置で測定された前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上50質量%以下であることを特徴とする生体材料。
Calcium phosphate dispersed within the polymer in an amount of 10 to 70% by mass based on the total mass of at least one polymer selected from the group consisting of polylactic acid, polyglycolic acid and poly-ε-caprolactone and the polymer A biomaterial containing ceramic powder composed of a powder of a system material,
When the compressive stress is applied, the biomaterial has a maximum compressive strength of 1.5 MPa or more, a compressive strength when the amount of displacement in the compression direction is 30%, and 50 % or more of the maximum compressive strength, and 50 to A porous body having a porosity of 70%,
The ceramic powder existing in the surface layer from the outermost surface of the biomaterial to a depth of 10 nm is 3% by mass with respect to the total mass of the polymer and the ceramic powder existing in the surface layer measured by an X-ray photoelectron spectrometer. A biomaterial characterized by being 50% by mass or less.
前記表層に存在する前記セラミックス粉末は、前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して5質量%〜40質量%であることを特徴とする請求項1に記載の生体材料。   The biomaterial according to claim 1, wherein the ceramic powder existing in the surface layer is 5% by mass to 40% by mass with respect to a total mass of the polymer and the ceramic powder existing in the surface layer. 前記ポリマーを前記セラミックス粉末と共に成形し、エッチング液に浸漬処理することを特徴とする請求項1又は2に記載の生体材料の製造方法。   The method for producing a biomaterial according to claim 1 or 2, wherein the polymer is molded together with the ceramic powder and immersed in an etching solution. 前記エッチング剤は、アルカリ水溶液であることを特徴とする請求項3に記載の生体材料の製造方法。   The method for producing a biomaterial according to claim 3, wherein the etching agent is an alkaline aqueous solution. 前記アルカリ水溶液は、アルカリ金属元素の水酸化物、アルカリ土類金属元素の水酸化物及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種を溶解してなる、pH12以上の水溶液であることを特徴とする請求項4に記載の生体材料の製造方法。   The alkaline aqueous solution is an aqueous solution having a pH of 12 or more, wherein at least one selected from the group consisting of hydroxides of alkali metal elements, hydroxides of alkaline earth metal elements and ammonia is dissolved. The manufacturing method of the biomaterial of Claim 4.
JP2006334363A 2006-12-12 2006-12-12 Biomaterial and method for producing biomaterial Expired - Fee Related JP5015570B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006334363A JP5015570B2 (en) 2006-12-12 2006-12-12 Biomaterial and method for producing biomaterial

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006334363A JP5015570B2 (en) 2006-12-12 2006-12-12 Biomaterial and method for producing biomaterial

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2008142379A JP2008142379A (en) 2008-06-26
JP2008142379A5 JP2008142379A5 (en) 2009-04-02
JP5015570B2 true JP5015570B2 (en) 2012-08-29

Family

ID=39603212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006334363A Expired - Fee Related JP5015570B2 (en) 2006-12-12 2006-12-12 Biomaterial and method for producing biomaterial

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5015570B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5232484B2 (en) * 2008-01-31 2013-07-10 日本特殊陶業株式会社 Biological implant
JP5155058B2 (en) * 2008-08-05 2013-02-27 日本特殊陶業株式会社 Bone filler
JP5422266B2 (en) * 2008-08-12 2014-02-19 日本特殊陶業株式会社 Bioabsorbable implant and method for producing the same
JP2010046365A (en) * 2008-08-22 2010-03-04 Ngk Spark Plug Co Ltd Bioabsorbable implant material and its manufacturing method
JP2010178957A (en) * 2009-02-06 2010-08-19 Ngk Spark Plug Co Ltd Bio-absorbable implant and method of manufacturing the same
JP5361427B2 (en) * 2009-02-06 2013-12-04 日本特殊陶業株式会社 Bioabsorbable implant and method for producing the same
DE102016110501B3 (en) * 2016-06-07 2017-04-06 Karl Leibinger Medizintechnik Gmbh & Co. Kg Granule production with rounded particles for implant production or tool production
EP3691701B8 (en) * 2017-10-06 2021-12-22 DSM IP Assets B.V. Method of making an osteoconductive polymer article and an osteoconductive polymer article thus made

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4463719B2 (en) * 2004-04-22 2010-05-19 日本特殊陶業株式会社 Organic-inorganic composite porous body, method for producing fibrous organic substance, and method for producing organic-inorganic composite porous body

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008142379A (en) 2008-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5015570B2 (en) Biomaterial and method for producing biomaterial
US8178013B2 (en) PLGA/hydroxyapatite composite biomaterial by gas bubble formation
AU2009251989B2 (en) Osteoinductive nanocomposites
Rodenas-Rochina et al. Effects of hydroxyapatite filler on long-term hydrolytic degradation of PLLA/PCL porous scaffolds
JP3315761B2 (en) Bioabsorbable polymer-containing sintered bone substitute
Lett et al. Exploration of gum ghatti-modified porous scaffolds for bone tissue engineering applications
JP3451417B2 (en) Bioceramic-containing cell structure and method for producing the same
US20050177247A1 (en) Orthopaedic scaffolds for tissue engineering
AU775040B2 (en) Composites
Elakkiya et al. 3D interconnected porous PMMA scaffold integrating with advanced nanostructured CaP-based biomaterials for rapid bone repair and regeneration
JP2008054908A (en) Bone prosthetic material
JP5361427B2 (en) Bioabsorbable implant and method for producing the same
CN110418771B (en) Preparation of porous glass and glass ceramic particle structure by gel casting
JP3721343B2 (en) Cell structure containing bioceramics
JP5433244B2 (en) Bioabsorbable implant and method for producing the same
JP5422266B2 (en) Bioabsorbable implant and method for producing the same
WO2023006969A1 (en) Porous hydrophilic composites for use in promoting bone growth
Sobieszczyk et al. Bioactive core material for porous load-bearing implants
JP2010046365A (en) Bioabsorbable implant material and its manufacturing method
JP2010178957A (en) Bio-absorbable implant and method of manufacturing the same
Guan A highly macroporous biodegradable composite scaffold for bone tissue engineering applications

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090218

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120307

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120416

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120607

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5015570

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees