JP5210266B2 - ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法 - Google Patents
ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5210266B2 JP5210266B2 JP2009195275A JP2009195275A JP5210266B2 JP 5210266 B2 JP5210266 B2 JP 5210266B2 JP 2009195275 A JP2009195275 A JP 2009195275A JP 2009195275 A JP2009195275 A JP 2009195275A JP 5210266 B2 JP5210266 B2 JP 5210266B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- calcium
- powder
- mixture
- cement
- chitosan
- 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.)
- Active
Links
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 title claims description 38
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 title claims description 35
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 34
- 239000004568 cement Substances 0.000 title description 88
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 74
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 56
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 54
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 52
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims description 52
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims description 52
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 52
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 52
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 12
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims description 12
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 10
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 239000002639 bone cement Substances 0.000 claims description 8
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 claims description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L Phosphate ion(2-) Chemical compound OP([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 2
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 2
- XQKKWWCELHKGKB-UHFFFAOYSA-L calcium acetate monohydrate Chemical compound O.[Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O XQKKWWCELHKGKB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims 1
- JXJTWJYTKGINRZ-UHFFFAOYSA-J silicon(4+);tetraacetate Chemical compound [Si+4].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O JXJTWJYTKGINRZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 1
- -1 tetraacetate silicon dioxide Chemical compound 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 38
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 29
- 229960003340 calcium silicate Drugs 0.000 description 27
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 17
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 17
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000012890 simulated body fluid Substances 0.000 description 11
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 10
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical group [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 10
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 10
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 5
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 5
- ICSSIKVYVJQJND-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ICSSIKVYVJQJND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M sodium;4-[2-(4-iodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)tetrazol-2-ium-5-yl]benzene-1,3-disulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1N1[N+](C=2C=CC(I)=CC=2)=NC(C=2C(=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)=N1 JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 3
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 210000002901 mesenchymal stem cell Anatomy 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 2
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 2
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 239000005313 bioactive glass Substances 0.000 description 2
- 239000000316 bone substitute Substances 0.000 description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- RQFQJYYMBWVMQG-IXDPLRRUSA-N chitotriose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](N)[C@H](O)O[C@H](CO)[C@H]1O[C@H]1[C@H](N)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)N)[C@@H](CO)O1 RQFQJYYMBWVMQG-IXDPLRRUSA-N 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052588 hydroxylapatite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;hydroxide;triphosphate Chemical compound [OH-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O XYJRXVWERLGGKC-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 1
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000012422 Collagen Type I Human genes 0.000 description 1
- 108010022452 Collagen Type I Proteins 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 239000002211 L-ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 235000000069 L-ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 241000366596 Osiris Species 0.000 description 1
- 208000001132 Osteoporosis Diseases 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 229920000954 Polyglycolide Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 210000001185 bone marrow Anatomy 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- ZQNPDAVSHFGLIQ-UHFFFAOYSA-N calcium;hydrate Chemical compound O.[Ca] ZQNPDAVSHFGLIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000024245 cell differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 230000004663 cell proliferation Effects 0.000 description 1
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229940112822 chewing gum Drugs 0.000 description 1
- 235000015218 chewing gum Nutrition 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000006196 deacetylation Effects 0.000 description 1
- 238000003381 deacetylation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N dexamethasone Chemical compound C1CC2=CC(=O)C=C[C@]2(C)[C@]2(F)[C@@H]1[C@@H]1C[C@@H](C)[C@@](C(=O)CO)(O)[C@@]1(C)C[C@@H]2O UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N 0.000 description 1
- 229960003957 dexamethasone Drugs 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N dicalcium;oxocalcium;silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca]=O.[O-][Si]([O-])([O-])[O-] BCAARMUWIRURQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- ROPZSVKNEIIIDE-UHFFFAOYSA-L disodium;1,3-dihydroxypropan-2-yl phosphate;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].OCC(CO)OP([O-])([O-])=O ROPZSVKNEIIIDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003937 drug carrier Substances 0.000 description 1
- 238000001952 enzyme assay Methods 0.000 description 1
- 235000020776 essential amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000003797 essential amino acid Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 210000001214 frontal sinus Anatomy 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 125000002791 glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 description 1
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000002438 mitochondrial effect Effects 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000011164 ossification Effects 0.000 description 1
- 210000000963 osteoblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000004072 osteoblast differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000002188 osteogenic effect Effects 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 230000003239 periodontal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 231100001055 skeletal defect Toxicity 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003831 tetrazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- YZVRVDPMGYFCGL-UHFFFAOYSA-N triacetyloxysilyl acetate Chemical compound CC(=O)O[Si](OC(C)=O)(OC(C)=O)OC(C)=O YZVRVDPMGYFCGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019976 tricalcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021534 tricalcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 description 1
Description
(a)カルシウム塩をケイ素化合物と混合し;
(b)工程(a)の混合物をゾルゲル法で処理し;
(c)工程(b)の混合物を加熱し;
(d)工程(c)の混合物に、塑性を増すための材料を添加し;
(e)工程(d)の混合物を粉末に粉砕し;
(f)塑性を増すための材料のと共にまたはこの材料はなく、粉末を水またはリン酸溶液に添加する、
各工程を有してなる方法を提供する。
(a)カルシウム前駆体とケイ素前駆体の混合物を、エタノールおよび硝酸からなる群より選択される希釈溶媒と1〜12時間に亘り混合し、
(b)1〜7日間に亘りこの混合物を20〜100℃の温度に配置し、
(c)この混合物を−40〜150℃で乾燥させる、
各工程を含む。
(a)乾燥させた混合物を1〜40℃/分の速度で700〜1300℃に加熱し、
(b)その混合物を700〜1300℃の定温範囲に維持し、
(c)その混合物を、空冷、水冷または高速冷却技法によって室温まで冷却して、ケイ酸カルシウム粉末を得る、
各工程を含む。
(a)塑性を増すための材料をケイ酸カルシウム粉末に添加し、
(b)状態調節ミキサを用いて、この粉末を5〜30分間に亘り混合する、
各工程を含む。
(a)塑性を増すための材料を含有するケイ酸カルシウム粉末をアルコールと混合し、
(b)粉末をボールミル粉砕機で0.5〜3日間に亘り粉砕し、
(c)粉末を−40〜60℃で乾燥させる、
各工程を含む。
(a)カルシウム塩、
(b)ケイ素化合物、
(c)塑性を増すための材料、および
(d)薬理学的に許容される溶液、
を含み、
塑性を増すための材料が、官能基−NH2、−OH、−COまたは−CH3を有するポリマーおよびオリゴマー材料からなる群より選択される組成物を提供する。
ケイ酸カルシウム粉末の相組成
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4、TEOS)および硝酸カルシウム(Ca(NO3)2・4H2O)を、それぞれ、SiO2およびCaOの前駆体として用い、硝酸を触媒として用いた。エタノールを溶媒として用いた。SiO2/CaOのモル比は、表1に列記されているように、7/3から3/7の範囲にある。ゾルゲル法によって、様々なケイ酸カルシウム粉末を合成した。加水分解および熟成などのゾルゲル経路の一般手法を採用した。手短に、TEOSを、1時間に亘り、2NのHNO3および無水エタノールを別々に撹拌しながら連続して添加して、加水分解した。必要量のCa(NO3)2・4H2Oを上記エタノール溶液に添加し、この混合溶液をさらに1時間に亘り撹拌した。(HNO3+H2O):TEOS:エタノールのモル比は、10:1:10であった。ゾル溶液を封止し、1日間に亘り60℃で熟成させた。
セメントの硬化時間および直径引張強度への焼結温度の影響
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4、TEOS)および硝酸カルシウム(Ca(NO3)2・4H2O)を、それぞれ、SiO2およびCaOの前駆体として用い、硝酸を触媒として用いた。エタノールを溶媒として用いた。S70C30、S60C40、S50C50、S40C60、およびS30C70粉末を、ゾルゲル法により合成し、2時間に亘り800℃、900℃、または1000℃の異なる温度で焼結した。その後、焼結したままの粉末を、レッチェ社(Retsch)製の遠心ボールミルS100により、12時間に亘って、エタノール媒質中に瑪瑙粉砕媒体を含んだ瑪瑙ジャーを用いて、ボールミル粉砕した。乾燥後、セメントを調製するために、0.2gの粉末を0.1mlの水または0.5MのNa2HPO4と混合した。水系セメントに関する国際規格ISO 9917−1(ISO 9917−1、歯科−水系セメント−第1部:粉液(タイプ)酸塩基(反応型)セメント、国際標準化機構、2003)にしたがって、1mmの直径を有する400gのギルモア針を用いて、セメントの硬化時間をテストした。3カ所の別個の区域において針が深さ1mmの圧痕を形成できなかったときに、硬化時間を記録した。混合後、セメント試料を円筒状のステンレス鋼製金型内に入れて、6mm(直径)×3mm(高さ)の寸法の試験体を形成し、これを1日間に亘り100%の相対湿度および37℃で恒温器内に貯蔵した。各群から8個の試験体をテストした。セメント試験体の直径引張テストを、0.5mm/分の荷重速度でEZ−Test試験機(島津製作所、日本国京都府所在)を用いて行った。セメント試験体の直径引張強度(DTS)値は、関係式DTS=2P/πbwから計算した。ここで、Pはピーク荷重(ニュートン)であり、bおよびwは、それぞれ、試験体の直径(mm)および厚さ(mm)である。破損時の最大圧縮荷重は、記録した荷重−たわみ曲線から得た。各群で、少なくとも20個の試験体を用いた。表1は、5種類のケイ酸カルシウムセメント試験体の硬化時間およびDTS値の結果を示している。水と混合した場合、硬化時間は、使用したケイ酸カルシウム粉末に有意に応じて、43分から11分に及んだ。カルシウム成分の濃度が増加すると、セメントの硬化時間は短くなった。6:4から4:6に及ぶSiO2/CaOモル比を有するセメント試験体は、他の2種類のセメント試験体よりも、強度が高かった。固相の調製に用いた焼結温度は、セメント試験体の硬化時間およびDTSに直接影響しなかった。一方で、液相としての0.5MのNa2HPO4は、水と同様の傾向を示した。
水と混合した後のセメント試験体の相組成
オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4、TEOS)および硝酸カルシウム(Ca(NO3)2・4H2O)を、それぞれ、SiO2およびCaOの前駆体として用い、硝酸を触媒として用いた。エタノールを溶媒として用いた。S70C30、S60C40、S50C50、S40C60、およびS30C70粉末を、ゾルゲル法により合成し、2時間に亘り800℃で焼結し、次いで、レッチェ社(Retsch)製の遠心ボールミルS100により、12時間に亘って、エタノール媒質中に瑪瑙粉砕媒体を含んだ瑪瑙ジャーを用いて、ボールミル粉砕した。乾燥後、セメントを調製するために、0.4gの粉末を0.2mlの水と混合した。このセメントを1日間に亘り100%の相対湿度および37℃で恒温器内に貯蔵した。X線回折計(XRD)を用いて、固化済みセメント試験体の相組成を分析した。水和工程の生成物は、図2に示されるように、29.3°でのケイ酸カルシウム水和物(CaO−SiO2−H2O、C−S−H)並びに不完全に反応した無機成分相であった。
前駆体の影響
表2に列記したようなSiO2およびCaOの異なる前駆体を用いた。ケイ素の前駆体は、オルトケイ酸テトラエチル(Si(OC2H5)4、TEOS)、二酸化ケイ素(SiO2)、および四酢酸ケイ素(Si(CH3COO)4)であった。カルシウム前駆体は、硝酸カルシウム(Ca(NO3)2・4H2O)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム(Ca(OH)2)、酢酸カルシウム(Ca(CH3COO)2)、および塩化カルシウム(CaCl2)であった。それぞれ、触媒および溶媒として、硝酸およびエタノールを用いた。等モルのSi/Ca比(S50C50)を有するケイ酸カルシウム粉末をゾルゲル法により合成した。加水分解および熟成などのゾルゲル経路の一般手法を採用した。60℃での熟成と120℃でのオーブン内の溶媒蒸発の後、乾燥させたままのゲルを空気中で900℃に加熱して2時間保持し、次いで、室温まで冷却して、様々なケイ酸カルシウム粉末を生成した。焼結した粉末を、レッチェ社製の遠心ボールミルS100により、12時間に亘って、エタノール媒質中に瑪瑙粉砕媒体を含んだ瑪瑙ジャーを用いて、さらにボールミル粉砕した。乾燥後、セメントを調製するために、粉末を(NH4)2HPO4−NH4H2PO4緩衝液(pH7.4)と混合した。セメントの硬化時間は、水系セメントに関して、国際基準ISO 9917−1にしたがって1mmの直径を有する400gのギルモア針を用いてテストした。さらに、セメント試料を円筒状のステンレス鋼製金型内に入れて、6mm(直径)×3mm(高さ)の寸法の試験体を形成し、これを1日間に亘り100%の相対湿度および37℃で恒温器内に貯蔵した。セメント試験体の直径引張テストを、0.5mm/分の荷重速度でEZ−Test試験機(島津製作所、日本国京都府所在)を用いて行った。各群から10個の試験体をテストした。表2は、セメント試験体の硬化時間およびDTS値の結果を示している。硬化時間およびDTS値は、前駆体の種類にかなり左右された。
ゼラチンおよびキトサンを含有するセメント試験体の相組成
ゾルゲル由来のS70C30、S60C40、S50C50、S40C60、およびS30C70粉末を2時間に亘り800℃で焼結した。5質量%のゼラチンを焼結粉末に加えた。次いで、ゼラチンを含む混合物と含まないものを、レッチェ社製の遠心ボールミルS100により、12時間に亘って、エタノール媒質中に瑪瑙粉砕媒体を含んだ瑪瑙ジャーを用いて、ボールミル粉砕した。乾燥後、セメントを調製するために、0.2gの粉末を0.1mlの水または5質量%のキトサン溶液と混合した。キトサンオリゴ糖乳酸塩粉末を、キトサン/(キトサン+水)=5%の質量分率で蒸留水中に溶解させて、キトサン溶液を調製した。混合後、試験体を1日間に亘り100%の相対湿度および37℃で恒温器内に貯蔵した。XRDを用いて、硬化済みセメント試験体の相組成を分析した。水和工程の生成物は、図3に示されるように、ケイ酸カルシウム水和物ケイ酸カルシウム水和物(CaO−SiO2−H2O、C−S−H)ゲルであった。セメント試験体中にキトサンが存在したために、C−S−Hのピーク強度が減少した(図3B)。
セメントの直径引張強度および硬化時間へのゼラチンおよびキトサンの含有量の影響
ゾルゲル由来のS70C30、S60C40、S50C50、S40C60、およびS30C70粉末を2時間に亘り800℃で焼結した。5および10質量%のゼラチン(GLT)を焼結粉末に加えた。次いで、ゼラチンを含む混合物と含まないものを、レッチェ社製の遠心ボールミルS100により、12時間に亘って、エタノール媒質中に瑪瑙粉砕媒体を含んだ瑪瑙ジャーを用いて、ボールミル粉砕した。乾燥後、セメントを調製するために、0.2gの粉末を0.1mlの水またはキトサン(CTS)溶液と混合した。キトサンオリゴ糖乳酸塩粉末を、キトサン/(キトサン+水)=5または10%の質量分率で蒸留水中に溶解させて、キトサン溶液を調製した。セメントの硬化時間を、水系セメントに関して、国際基準ISO 9917−1にしたがって1mmの直径を有する400gのギルモア針を用いてテストした。3カ所の別個の区域において針が深さ1mmの圧痕を形成できなかったときに、硬化時間を記録した。各群から8個の試験体をテストした。さらに、セメント試料を円筒状のステンレス鋼製金型内に入れて、6mm(直径)×3mm(高さ)の寸法の試験体を形成し、これを1日間に亘り100%の相対湿度および37℃で恒温器内に貯蔵した。セメント試験体の直径引張テストを、0.5mm/分の荷重速度でEZ−Test試験機(島津製作所、日本国京都府所在)を用いて行った。各群において、少なくとも20個の試験体を用いた。図4は、様々なセメント試験体の直径引張強度(DTS)を示している。ゼラチンまたはキトサンの添加により、セメント試験体のDTSが減少し得た。同様に、それらは、図5に示されるように、硬化時間にも影響を与えるようである。
セメントの注射可能性
ゾルゲル由来のS50C50粉末を2時間に亘り800℃で焼結した。5質量%のゼラチン(GLT)を焼結粉末に加えた。次いで、ゼラチンを含む混合物と含まないものを、レッチェ社製の遠心ボールミルS100により、12時間に亘って、エタノール媒質中に瑪瑙粉砕媒体を含んだ瑪瑙ジャーを用いて、ボールミル粉砕した。乾燥後、セメントを調製するために、粉末を水または0.6ml/gの液対粉(L/P)比の5質量%のキトサン(CTS)溶液と混合した。注射可能性は、ペーストを、2.0mmの開口を有する針を備えた5mlの使捨て注射器に通して押し出すことによって評価した。適量のセメントペーストを用い、「注射可能性」は、ペーストのこの量の、手作業でそのような注射器から押し出せた割合の質量パーセントを意味するものと解釈した。セメントペーストの注射可能性は、粉末と液体の混合を開始してから2分後に決定した。図6は、ゼラチンおよびキトサンを含むS50C50セメントと含まないものの注射可能性を示している。ゼラチンとキトサンの両方が、セメント試験体の注射可能性を改善できる。
擬似体液中への浸漬後の様々なセメント試験体に関する直径引張強度および形態学
ゾルゲル由来のS60C40、S50C50、S40C60、およびS30C70粉末を2時間に亘り800℃で焼結した。5質量%のゼラチン(GLT)を焼結粉末に加えた。次いで、ゼラチンを含む混合物と含まないものを、レッチェ社製の遠心ボールミルS100により、12時間に亘って、エタノール媒質中に瑪瑙粉砕媒体を含んだ瑪瑙ジャーを用いて、ボールミル粉砕した。水または5質量%のキトサン(CTS)溶液と混合した後、1日間に亘り100%の相対湿度および37℃で恒温器内に貯蔵した各固化済み試験体を、37℃で所定の期間に亘り生理的溶液中に浸漬して、セメントの生体活性を評価した。イオン組成がヒトの血漿のものに似ている擬似体液(SBF)を浸漬テストに用いた。SBF溶液は、1000mlの蒸留H2O中の7.9949gのNaCl、0.3528gのNaHCO3、0.2235gのKCl、0.147gのK2HPO4、0.305gのMgCl2・6H2O、0.2775gのCaCl2、0.071gのNa2SO4からなり、塩化水素酸(HCl)およびトリスヒドロキシメチルアミノメタン((CH2OH)3CNH2)によりpH7.4に緩衝した。振盪水浴中の溶液は、毎日は変えなかった。異なる期間に亘るSBF中の浸漬後、試験体をバイアルから取り出し、EZ−Test試験機を用いて伸張テストを行った。各群から少なくとも12個の試験体をテストした。ほとんどの浸漬済みセメント試験体のDTSが、固化済みセメントよりも大きい値を有した(図7)。浸漬後、試験体をバイアルから取り出して、SEMを用いて形態学を観察した。図8および9は、セメント試験体が、アパタイトスフェルライトの形成を誘発し、これは生体活性を表すことを示している。
細胞生死判別および形態学
セメントの生体適合性は、継代4でのOsiris(ワージントン・バイオケミカル社(Worthington Biochemical)、ニュージャージー州、レイクウッド所在)から得たヒト骨髄由来の間葉幹細胞(hMSC)との培養によって評価した。ゾルゲル由来のS50C50粉末を2時間に亘り800℃で焼結した。5質量%のゼラチン(GLT)を焼結粉末に加え、12時間に亘り粉砕した。乾燥後、セメントを調製するために、粉末を水または0.5ml/gの液対粉(L/P)比の5質量%のキトサン(CTS)溶液と混合した。セメント試験体を、1日間に亘り100%の相対湿度および37℃で恒温器内に貯蔵した。細胞培養のために、1日硬化させたセメントディスクを、75%のエタノール中に浸漬し、2時間に亘り紫外線(UV)に曝露することによって、殺菌した。hMSC細胞を、24ウェル・プレート内に5×103細胞/ウェルの密度で殺菌済みS50C50セメントに接種した。細胞は、15%のウシ胎仔血清(FBS)、584mg/lのグルタミン、0.1mMのMEMピルビン酸ナトリウム、100U/mlのペニシリン、100μg/mlのストレプトマイシン、50mg/lのアスコルビン酸、0.1mMのMEM非必須アミノ酸、および100nMのデキサメタゾン並びに10mMのβ−グリセロリン酸二ナトリウム塩水和物が補給されたダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)からなる骨形成誘発培地中で増殖させた。培養液は、異なる期間に亘り5%のCO2雰囲気中37℃で培養した。培地は3日毎に変えた。細胞増殖試薬WST−1(ロッシュ・ダイアグノスティクス社(Roche Diagnostics)、独国、マンハイム所在)を用いて、細胞の付着と増殖を評価した。これは、生きている細胞のミトコンドリアデヒドロゲナーゼによるテトラゾリウム塩(WST−1)の開裂に基づく。手短に言えば、培養を終える3時間前に、各ウェルに100μlのWST−1溶液(シグマ社(Sigma))および900μlの培地を加えた。各ウェル内の200μlの溶液を96ウェルの細胞培養プレートに移した。これらのプレートを、650nmの参照波長で、440nmでマイクロタイタ・プレート・リーダ(Bio−Rad Benchmark Plus(商標)マイクロプレート分光光度計)で読んだ。サンプルの分析結果は、4つの別々の実験から三重に得た。細胞培養プレート(TCP)上で培養したhMSCを対照として用いた。図10において、WST−1アッセイは、生存細胞数は培養期間の増加と共に増加し、良好な生体適合性を表すことを示している。キトサン含有セメント試験体は、キトサンを含まない試験体と比較して、良好な生体適合性を示す。セメント表面の細胞形態学は、走査電子顕微鏡(SEM)により調査した。試験体をリン酸緩衝液で3回洗浄し、2時間に亘り4℃で2.5%のグルタルアルデヒドで定着させた。次いで、これらのセメントを、20分間に亘りエタノール系列中において各濃度で脱水させ、一晩乾燥させた。乾燥した試験体をスタブに取り付け、金の層で被覆した。セメント表面の細胞形態学を、JEOL JSM−6700F SEMを用いて観察した。SEM画像を評価して、細胞は、セメント表面上にしっかりと固定されたようであることを確認した(図11)。
Claims (10)
- ポリマーを含有するケイ酸カルシウム系骨用セメントを製造する方法であって、
(a)カルシウム塩をケイ素化合物と混合する工程であって、前記カルシウム塩が、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、および塩化カルシウムからなる群より選択され、前記ケイ素化合物が、二酸化ケイ素および四酢酸ケイ素からなる群より選択されるものである工程;
(b)工程(a)の混合物をゾルゲル法で処理する工程;
(c)工程(b)の混合物を加熱して、ケイ酸カルシウム粉末を生成する工程;
(d)前記ケイ酸カルシウム粉末に、塑性を増すために、総質量に対して5〜10質量%のゼラチン、および5〜10質量%のキトサンを添加する工程;
(e)工程(d)の混合物を粉末に粉砕する工程;および
(f)前記粉末を水またはリン酸溶液に添加する工程、
を有してなる方法。 - 前記混合物が、10から0.1に及ぶカルシウムのケイ素に対するモル比を有することを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記ゾルゲル法が、
(i)前記工程(a)からの混合物を、エタノールおよび硝酸からなる群より選択される希釈溶媒と1〜12時間に亘り混合し、
(ii)前記混合物を1〜7日間に亘り20〜100℃の温度に配置し、
(iii)前記混合物を−40〜150℃で乾燥させる、
各工程を含むことを特徴とする請求項1または2記載の方法。 - 前記加熱工程が、
(i)前記工程(b)からの混合物を1〜40℃/分の速度で700〜1300℃に加熱し、
(ii)前記混合物を700〜1300℃の定温範囲に維持し、
(iii)前記混合物を、空冷、水冷または高速冷却技法によって室温まで冷却して、ケイ酸カルシウム粉末を得る、
各工程を含むことを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の方法。 - 前記粉砕工程が、
(i)前記ゼラチンおよびキトサンを含有する前記ケイ酸カルシウム粉末をアルコールと混合し、
(ii)前記粉末をボールミル粉砕機で0.5〜3日間に亘り粉砕し、
(iii)前記粉末を−40〜60℃で乾燥させる、
各工程を含むことを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の方法。 - 前記粉末の水またはリン酸溶液に対する比が、1g/0.3〜2mlであることを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の方法。
- 前記リン酸溶液が、リン酸イオン(PO4 3-)、リン酸水素イオン(HPO4 2-)またはリン酸二水素イオン(H2PO4 -)から選択される陰イオンを含有することを特徴とする請求項1から6いずれか1項記載の方法。
- 前記リン酸溶液が、アンモニウム、またはIA族の元素から選択される陽イオンを含有することを特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の方法。
- ポリマーを含有するケイ酸カルシウム骨用セメントのための組成物であって、
(a)酸化カルシウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウム、および塩化カルシウムからなる群より選択されるカルシウム塩と、二酸化ケイ素および四酢酸ケイ素からなる群より選択されるケイ素化合物との混合物を、ゾルゲル法で処理し、さらに加熱することにより生成されたケイ酸カルシウム粉末、
(b)総質量に対して5〜10質量%のゼラチンおよび5〜10質量%のキトサン、ならびに
(c)薬理学的に許容される溶液、
を含むことを特徴とする組成物。 - 前記薬理学的に許容される溶液が、水、塩化ナトリウム溶液、塩化カルシウム溶液またはリン酸溶液であることを特徴とする請求項9記載の組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009195275A JP5210266B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009195275A JP5210266B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011045473A JP2011045473A (ja) | 2011-03-10 |
JP2011045473A5 JP2011045473A5 (ja) | 2012-01-26 |
JP5210266B2 true JP5210266B2 (ja) | 2013-06-12 |
Family
ID=43832413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009195275A Active JP5210266B2 (ja) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5210266B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6432983B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2018-12-05 | 株式会社松風 | 医科歯科用硬化性組成物 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07112023A (ja) * | 1993-10-20 | 1995-05-02 | Matsumoto Shika Univ | 骨形成材 |
US20020037258A1 (en) * | 1999-08-05 | 2002-03-28 | Gregory P. Dodd | Dental composition for the mineral occlusion of dentinal tubules in sensitive teeth |
ES2242916T3 (es) * | 2002-07-11 | 2005-11-16 | Biomet Deutschland Gmbh | Metodos de preparacion de segmentos y granulos de fosfato de calcio poroso mediante procesamiento con gelatina. |
GB0717516D0 (en) * | 2007-09-07 | 2007-10-17 | Imp Innovations Ltd | Bioactive nanocomposite material |
-
2009
- 2009-08-26 JP JP2009195275A patent/JP5210266B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011045473A (ja) | 2011-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gomes et al. | A brief review on hydroxyapatite production and use in biomedicine | |
Parreira et al. | Calcium aluminate cement-based compositions for biomaterial applications | |
Liu et al. | Setting behavior, mechanical property and biocompatibility of anti-washout wollastonite/calcium phosphate composite cement | |
Chen et al. | Properties of anti-washout-type calcium silicate bone cements containing gelatin | |
Zhou et al. | In vitro studies of calcium phosphate silicate bone cements | |
Boroujeni et al. | Development of monetite/phosphorylated chitosan composite bone cement | |
Badr-Mohammadi et al. | Mechanical properties and in vitro cellular behavior of zinc-containing nano-bioactive glass doped biphasic calcium phosphate bone substitutes | |
Boroujeni et al. | Development of multi-walled carbon nanotubes reinforced monetite bionanocomposite cements for orthopedic applications | |
US20110232533A1 (en) | Method for producing calcium silicate-based bone cement | |
Jyoti et al. | In vitro bioactivity and biocompatibility of calcium phosphate cements using Hydroxy-propyl-methyl-Cellulose (HPMC) | |
Zhang et al. | A novel bioactive vaterite-containing tricalcium silicate bone cement by self hydration synthesis and its biological properties | |
US20100196514A1 (en) | Calcium silicate-based composite cement and methods for the preparation | |
Chen et al. | Synthesis of fiber-like monetite without organic additives and its transformation to hydroxyapatite | |
Wang et al. | Novel fast-setting chitosan/β-dicalcium silicate bone cements with high compressive strength and bioactivity | |
EP2236477B1 (en) | Calcium silicate-based composite cement and methods for the preparation | |
CN1706504A (zh) | 生物活性硅酸三钙自固化材料、制备方法及用途 | |
Jeong et al. | Preparation, characterization, and in-vitro performance of novel injectable silanized-hydroxypropyl methylcellulose/phase-transformed calcium phosphate composite bone cements | |
CN101698117A (zh) | 骨修复复合材料及其制备方法 | |
Sha et al. | A modified calcium silicate composite bone cement prepared from polyethylene glycol and graphene oxide for biomaterials | |
EP2567675B1 (en) | Bone-transplant or bone-filling composition comprising a dihydroxybenzoic acid derivative | |
JP5210266B2 (ja) | ケイ酸カルシウム系複合セメントおよびその調製方法 | |
CN106518048A (zh) | 生物活性较高、骨骼修复替代用生物陶瓷 | |
Sha et al. | Physico-chemical and biological properties of novel Eu-doped carbonization modified tricalcium silicate composite bone cement | |
Cahyanto et al. | Synthesis and characterization of a novel SCPC-CO3AP cement for pulp capping application in dentistry | |
CN105272193A (zh) | 一种纳米羟基磷灰石、硅酸三钙复合生物陶瓷及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120710 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121009 |
|
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: 20130205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130222 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160301 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5210266 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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |