JP6002538B2 - Bone filling material kit and paste bone filling material - Google Patents
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Description
本発明は、充填時における充分な流動性と硬化後の高い強度とを両立したペースト状骨補填材料を製造することができる骨補填材料キットに関する。 The present invention relates to a bone grafting material kit capable of producing a paste-like bone grafting material that has both sufficient fluidity during filling and high strength after hardening.
骨の欠損部又は損傷部の治療には人工骨が用いられている。
従来の人工骨としては、リン酸カルシウムからなる緻密体と多孔体の人工骨が知られていた。このような人工骨は、治療の対象となる骨の状態に合わせて、形状等を整える必要がある。しかし、手術現場において人工骨を切断加工したり、切削加工したりすることは困難であり、使いにくいという問題があった。
Artificial bones are used to treat bone defects or damaged parts.
As conventional artificial bones, dense and porous artificial bones made of calcium phosphate have been known. Such an artificial bone needs to be shaped in accordance with the condition of the bone to be treated. However, it has been difficult to cut or cut the artificial bone at the surgical site, and there is a problem that it is difficult to use.
これに対して、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体とを混合してペースト状としたペースト状骨補填材料が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。ペースト状骨補填材料は、インジェクター等を用いて骨の欠損部又は損傷部に充填させ、充填後に硬化して骨の欠損部又は損傷部に固定することができる。ペースト状骨補填材料を用いれば、複雑な欠損部又は損傷部であっても容易に治療を行うことができる。 On the other hand, a paste-like bone filling material in which fine particles made of a calcium phosphate compound and an aqueous medium are mixed to form a paste has been proposed (for example, Patent Documents 1 to 3). The paste-like bone filling material can be filled into a bone defect or damage using an injector or the like, cured after filling, and fixed to the bone defect or damage. If a paste-like bone filling material is used, even a complicated defect or damage can be easily treated.
しかしながら、従来のペースト状骨補填材料は、インジェクター等を用いて骨の欠損部又は損傷部に充填できる程度に充分な流動性を付与するために、水系媒体の比率を比較的多くする必要があったが、水系媒体の比率を多くすると硬化後の強度が充分に得られないという問題があった。 However, the conventional paste-like bone filling material needs to have a relatively high ratio of the aqueous medium in order to provide sufficient fluidity to fill the bone defect or damage using an injector or the like. However, when the ratio of the aqueous medium is increased, there is a problem that the strength after curing cannot be obtained sufficiently.
本発明は、上記現状に鑑み、充填時における充分な流動性と硬化後の高い強度とを両立したペースト状骨補填材料を製造することができる骨補填材料キットを提供することを目的とする。 In view of the above situation, an object of the present invention is to provide a bone prosthetic material kit capable of producing a paste-like bone prosthetic material having both sufficient fluidity during filling and high strength after hardening.
本発明は、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体とからなる骨補填材料キットであって、前記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子は、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量が１５．０〜４５．０体積％である骨補填材料キットである。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is a bone prosthetic material kit comprising a fine particle comprising a calcium phosphate compound and an aqueous medium, wherein the fine particle comprising a calcium phosphate compound has a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm in a content of 15.0. Bone prosthetic material kit that is ˜45.0% by volume.
The present invention is described in detail below.
本発明者は、鋭意検討の結果、ペースト状骨補填材料を製造するために用いるリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量を特定の体積分率の範囲に調整することにより、充填時における充分な流動性と、硬化後の高い強度とを両立したペースト状骨充填材料が得られることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies, the inventor has determined that the content of fine particles having a particle diameter of 10 μm or more and less than 100 μm in a specific volume fraction range for the fine particles comprising a calcium phosphate compound used for producing a paste-like bone filling material. As a result, it was found that a paste-like bone filling material having both sufficient fluidity during filling and high strength after hardening was obtained, and the present invention was completed.
本発明の骨補填材料キットは、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と、水系媒体とからなる。
上記リン酸カルシウム系化合物からなる粒子は、水系媒体と混合するとペースト状となり、体内で硬化して、骨の力学強度を補う役割を有する。
The bone prosthetic material kit of the present invention comprises fine particles comprising a calcium phosphate compound and an aqueous medium.
The particles made of the calcium phosphate compound become a paste when mixed with an aqueous medium and harden in the body to supplement the mechanical strength of bone.
上記リン酸カルシウム系化合物は特に限定されず、例えば、第二リン酸カルシウム、第三リン酸カルシウム、第四リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、水酸アパタイト、炭素含有アパタイト、フッ素アパタイト等が挙げられる。これらのリン酸カルシウム系化合物は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 The calcium phosphate compound is not particularly limited, and examples thereof include dicalcium phosphate, tricalcium phosphate, quaternary calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, hydroxyapatite, carbon-containing apatite, and fluorapatite. These calcium phosphate compounds may be used alone or in combination of two or more.
上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子は、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量の下限が１５．０体積％、上限が４５．０体積％である。上記粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量がこの範囲内にある場合に、充填時における充分な流動性と、硬化後の高い強度とを両立したペースト状骨充填材料を製造することができる。上記粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量の好ましい下限は１５．７体積％、好ましい上限は４３．０体積％である。
なお、実際のヒトの骨の圧縮強度は、例えば椎体であれば１５．０ＭＰａ程度であることから、硬化後のペースト状骨補填材料には、１５．０ＭＰａ以上、好ましくは１６．０ＭＰａ以上の圧縮強度を発揮することが求められる。
The fine particles composed of the calcium phosphate compound have a lower limit of 15.0% by volume and an upper limit of 45.0% by volume of fine particles having a particle diameter of 10 μm or more and less than 100 μm. When the content of fine particles having a particle diameter of 10 μm or more and less than 100 μm is within this range, a paste-like bone filling material that achieves both sufficient fluidity during filling and high strength after hardening is produced. Can do. The minimum with preferable content of microparticles | fine-particles with the said particle diameter of 10 micrometers or more and less than 100 micrometers is 15.7 volume%, and a preferable upper limit is 43.0 volume%.
In addition, since the actual compressive strength of human bone is, for example, about 15.0 MPa in the case of a vertebral body, 15.0 MPa or more, preferably 16.0 MPa or more is used for the paste-like bone filling material after hardening. It is required to exhibit compressive strength.
上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径の好ましい下限は４．０μｍ、好ましい上限は１０．０μｍである。上記平均粒子径が４．０μｍ未満であると、上記水系媒体と混合してたペースト状骨充填材料を製造したときに、流動性が低下し、インジェクトによる充填が困難となることがある。上記平均粒子径が１０．０μｍを超えると、ペースト状骨充填材料の硬化物の強度が低く、充分に骨の力学強度を補えないことがある。上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径のより好ましい下限は４．４μｍ、より好ましい上限は７．８μｍである。
なお、上記粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量や平均粒子径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（例えば、セイシン企業社製、ＬＭＳ−２０００ｅ等）を用いて、分散圧０．２ＭＰａの乾式法にて測定することができる。
The preferable lower limit of the average particle diameter of the fine particles comprising the calcium phosphate compound is 4.0 μm, and the preferable upper limit is 10.0 μm. When the average particle size is less than 4.0 μm, when a paste-like bone filling material mixed with the aqueous medium is produced, fluidity may be lowered, and filling by injection may be difficult. When the average particle diameter exceeds 10.0 μm, the strength of the cured material of the pasty bone filling material is low, and the mechanical strength of the bone may not be sufficiently compensated. The more preferable lower limit of the average particle diameter of the fine particles comprising the calcium phosphate compound is 4.4 μm, and the more preferable upper limit is 7.8 μm.
The content and average particle size of the fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm were measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device (for example, LMS-2000e manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). It can be measured by a dry method of 2 MPa.
上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の粒度分布を調整する方法は特に限定されず、例えば、原料となる種々の平均粒子径を有するリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を、ポットミル等の攪拌装置を用いて一定時間混合粉砕する方法等が挙げられる。
また、必要に応じて、混合粉砕後の微粒子を、篩等を用いて分級してもよい。
The method for adjusting the particle size distribution of the fine particles composed of the calcium phosphate compound is not particularly limited. For example, the fine particles composed of the calcium phosphate compound having various average particle diameters as a raw material are used for a certain time using a stirring device such as a pot mill. Examples of the method include mixing and pulverizing.
Moreover, you may classify the microparticles | fine-particles after mixing and grinding | pulverization using a sieve etc. as needed.
上記水系媒体は、ペースト状骨補填材料の媒体となるものである。
上記水系媒体は、注射用水等が挙げられる。上記水系媒体は、ｐＨを調整する目的で、バッファー成分を含有してもよい。また、上記水系媒体として、骨髄液や細胞懸濁液も使用することができる。
更に、上記水系媒体は、粘度を調整する目的で少量の水溶性高分子を含有したり、感染を予防する目的で抗菌剤を含有したり、骨再生を促進する目的で各種の成長因子等を含有してもよい。
上記水溶性高分子は、例えば、乳酸、グリコール酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、リンゴ酸等の重合体、コンドロイチン硫酸、ヒアルロン酸、デキストラン硫酸、ヘパラン硫酸等が挙げられる。
The aqueous medium is a medium for a paste-like bone filling material.
Examples of the aqueous medium include water for injection. The aqueous medium may contain a buffer component for the purpose of adjusting pH. In addition, bone marrow fluid or cell suspension can also be used as the aqueous medium.
Further, the aqueous medium contains a small amount of a water-soluble polymer for the purpose of adjusting viscosity, contains an antibacterial agent for the purpose of preventing infection, and various growth factors for the purpose of promoting bone regeneration. You may contain.
Examples of the water-soluble polymer include polymers such as lactic acid, glycolic acid, succinic acid, maleic acid, fumaric acid and malic acid, chondroitin sulfate, hyaluronic acid, dextran sulfate and heparan sulfate.
本発明の骨補填材料キットは、更に、生体吸収性高分子からなる微粒子を有してもよい。生体吸収性高分子からなる微粒子を配合することにより、得られたペースト状骨補填材料を骨の欠損部又は損傷部に充填したときに、該生体吸収性高分子からなる微粒子が生体吸収されて充填部に連続孔が生じる。このことから、該連続孔に骨芽細胞が侵入して増殖することができる。 The bone grafting material kit of the present invention may further have fine particles made of a bioabsorbable polymer. By blending fine particles made of bioabsorbable polymer, when the obtained paste-like bone grafting material is filled in a bone defect or damaged portion, the fine particles made of bioabsorbable polymer are bioabsorbed. A continuous hole is formed in the filling portion. Therefore, osteoblasts can enter and proliferate into the continuous pores.
上記生体吸収性高分子は特に限定されず、例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、乳酸−グリコール酸共重合体、グリコール酸−ε−カプロラクトン共重合体、乳酸−ε−カプロラクトン共重合体、乳酸−グリコール酸−ε−カプロラクトン３元共重合体、ポリリンゴ酸、ポリ−α−シアノアクリレート、ポリ−β−ヒドロキシ酸、ポリトリメチレンオキサレート、ポリテトラメチレンオキサレート、ポリオルソエステル、ポリオルソカーボネート、ポリエチレンカーボネート、ポリ−γ−ベンジル−Ｌ−グルタメート、ポリ−Ｌ−グルタミン酸、ポリ−γ−メチル−Ｌ−グルタメート、ポリ−Ｌ−リジン、ポリ−Ｌ−アラニン等の合成高分子；デンプン、アルギン酸、ヒアルロン酸、キチン、ペクチン酸及びその誘導体等の多糖類や、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、フィブリン等のタンパク質等の天然高分子等が挙げられる。これらの生体吸収性高分子は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、生体親和性に優れ、架橋等の程度により生体吸収性を制御可能であることから、ゼラチン、コラーゲン又はヒアルロン酸が好適であり、ゼラチンがより好適である。 The bioabsorbable polymer is not particularly limited. For example, polylactic acid, polyglycolic acid, lactic acid-glycolic acid copolymer, glycolic acid-ε-caprolactone copolymer, lactic acid-ε-caprolactone copolymer, lactic acid- Glycolic acid-ε-caprolactone terpolymer, polymalic acid, poly-α-cyanoacrylate, poly-β-hydroxy acid, polytrimethylene oxalate, polytetramethylene oxalate, polyorthoester, polyorthocarbonate, polyethylene Synthetic polymers such as carbonate, poly-γ-benzyl-L-glutamate, poly-L-glutamic acid, poly-γ-methyl-L-glutamate, poly-L-lysine, poly-L-alanine; starch, alginic acid, hyaluron Polysaccharides such as acid, chitin, pectic acid and its derivatives, gelatin Collagen, albumin, natural polymers, and the like such as a protein of fibrin, and the like. These bioabsorbable polymers may be used alone or in combination of two or more. Among these, gelatin, collagen, or hyaluronic acid is preferable, and gelatin is more preferable because it has excellent biocompatibility and bioabsorbability can be controlled by the degree of crosslinking and the like.
本発明の骨補填材料キットは、更に、各種細胞増殖因子、抗菌剤、抗生物質等の薬剤を有してもよい。これらを有する骨充填材料キットを用いて製造されたペースト状骨補填材料を骨の欠損部又は損傷部に充填することにより、早期の骨再生が期待される。また、抗菌剤、抗生物質等を有することにより、骨欠損部近傍に細菌等が多く存在する環境下（例えば、骨感染例や口腔内）での使用も可能となる。更に、細胞増殖因子と骨髄間葉系細胞を含む骨髄細胞とを併用した場合には、骨粗鬆症に伴う難治性骨折や脊椎圧迫骨折等の、骨修復部周囲に骨形成に必要な細胞が乏しいと考えられる場合や、骨修復部中心部まで骨形成に有効な細胞侵入が期待できない場合等にも、高い治癒効果の発揮を期待できる。なお、上記薬剤は、骨再生関連の薬剤のみに限定されない。 The bone grafting material kit of the present invention may further have drugs such as various cell growth factors, antibacterial agents, and antibiotics. Early bone regeneration is expected by filling a bone defect or damage with a paste-like bone filling material manufactured using a bone filling material kit having these. Further, by having an antibacterial agent, antibiotics, etc., it can be used in an environment (for example, a bone infection example or in the oral cavity) where there are many bacteria in the vicinity of the bone defect. Furthermore, when cell growth factors and bone marrow cells containing bone marrow mesenchymal cells are used in combination, there are few cells necessary for bone formation around the bone repair site, such as refractory fractures and spinal compression fractures associated with osteoporosis. Even when considered, or when cell invasion effective for bone formation cannot be expected up to the central part of the bone repair part, a high healing effect can be expected. Note that the drug is not limited to a drug related to bone regeneration.
本発明の骨補填材料キットのリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体とを混合してペースト状とすることにより、ペースト状骨補填材料を製造することができる。
本発明の骨補填材料キットを用いてなるペースト状骨補填材料であって、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体とを混合してペースト状としたペースト状骨補填材料もまた、本発明の１つである。
A paste-like bone grafting material can be produced by mixing fine particles comprising a calcium phosphate compound of the bone grafting material kit of the present invention and an aqueous medium to form a paste.
A paste-like bone grafting material using the bone grafting material kit of the present invention, which is a paste-like bone grafting material prepared by mixing fine particles of a calcium phosphate compound and an aqueous medium, is also 1 of the present invention. One.
上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子は、水系媒体と混合するとゾル化し、室温下でも時間の経過とともにゲル化し、最終的には硬化する。従って、本発明のペースト状骨補填材料は、できる限り手術現場において施術の直前に製造することが好ましい。 The fine particles composed of the calcium phosphate compound become sol when mixed with an aqueous medium, gelate with time even at room temperature, and finally harden. Therefore, it is preferable that the pasty bone filling material of the present invention is manufactured as soon as possible at the operation site immediately before the operation.
本発明のペースト状骨補填材料を製造するにあたって、上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体とを配合する比率は特に限定されず、混練操作のしやすさ、インジェクターを用いたインジェクトのしやすさ、硬化までの時間、硬化物の強度等を考慮して決定する。
ここで、本発明のペースト状骨補填材料においては、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量が特定の範囲である上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を採用したことにより、水系媒体の配合量を従来公知の範囲よりも少量に抑えても、充分な流動性を得ることができ、高強度の硬化物を得ることができる。
In the production of the paste-like bone filling material of the present invention, the ratio of mixing the fine particles of the calcium phosphate compound and the aqueous medium is not particularly limited. Ease of kneading operation, easy injection using an injector It is determined in consideration of the time until curing and the strength of the cured product.
Here, in the paste-like bone filling material of the present invention, the use of fine particles made of the above-mentioned calcium phosphate compound having a particle diameter of 10 μm or more and less than 100 μm in a specific range allows the incorporation of an aqueous medium. Even if the amount is limited to a smaller amount than the conventionally known range, sufficient fluidity can be obtained, and a high-strength cured product can be obtained.
上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子に対する上記水系媒体の比（液／粉比（ｍｌ／ｇ）の好ましい下限は０．２５、好ましい上限は０．４０である。上記液／粉比が０．２５未満であると、充分な流動性が得られず、インジェクトによる充填が困難となることがあり、０．４０を超えると、硬化物の強度が低く充分に骨の力学強度を補えないことがある。上記液／粉比のより好ましい下限は０．２６、より好ましい上限は０．３４である。 The preferred lower limit of the ratio of the aqueous medium to the fine particles comprising the calcium phosphate compound (liquid / powder ratio (ml / g) is 0.25, and the preferred upper limit is 0.40. The liquid / powder ratio is less than 0.25. If it is, sufficient fluidity may not be obtained and filling by injection may be difficult, and if it exceeds 0.40, the strength of the cured product may be low and may not sufficiently compensate for the mechanical strength of bone. The more preferable lower limit of the liquid / powder ratio is 0.26, and the more preferable upper limit is 0.34.
上記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体とを混合する方法は特に限定されないが、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体とをシリンジ中に入れ、練和混合する方法や、板状でリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子と水系媒体を練和混合する方法等が挙げられる。 The method of mixing the fine particles comprising the calcium phosphate compound and the aqueous medium is not particularly limited, but the fine particles comprising the calcium phosphate compound and the aqueous medium are placed in a syringe and kneaded and mixed, or a plate-like calcium phosphate compound. For example, a method of kneading and mixing fine particles comprising an aqueous medium.
本発明のペースト状骨補填材料は、注射器等のインジェクターを用いて、容易に骨の欠損部又は損傷部に充填することができる。充填したペースト状骨補填材料は室温下でも硬化して骨充填材料となり、骨の力学的強度を補完する。
また、本発明のペースト状骨補填材料をいったん外部で硬化させて骨充填材料を形成した後、該骨充填材料を骨の欠損部又は損傷部に充填したり、骨接合材として使用したりしてもよい。
The paste-like bone filling material of the present invention can be easily filled into a bone defect or damage using an injector such as a syringe. The filled paste-like bone filling material hardens even at room temperature to become a bone filling material, which complements the mechanical strength of the bone.
In addition, the paste-like bone filling material of the present invention is once cured externally to form a bone filling material, and then the bone filling material is filled into a bone defect or damaged portion or used as an osteosynthesis material. May be.
本発明によれば、充填時における充分な流動性と硬化後の高い強度とを両立したペースト状骨補填材料を製造することができる骨補填材料キットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bone grafting material kit which can manufacture the paste-form bone grafting material which was compatible with sufficient fluidity | liquidity at the time of filling and the high intensity | strength after hardening can be provided.
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
（１）リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の調製
第二リン酸カルシウム・二水和物（ＤＣＰＤ、平均粒子径４３．８μｍ、太平化学産業社製）５重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）１８．７重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ−Ｂ、平均粒子径３．５μｍ太平化学産業社製）５６．３重量部、第四リン酸カルシウム（ＴＴＣＰ、平均粒子径４．５μｍ、太平化学産業社製）１８重量部、及び、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ−１００、平均粒子径１４０μｍ、太平化学産業社製）２重量部をポットミルに入れ、ジルコニアボールと共に２４時間、１００ｒｐｍで混合粉砕した。所定時間経過後、格子サイズが５００μｍの篩によりジルコニアボールを分別し、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（セイシン企業社製、ＬＭＳ−２０００ｅ）を用いて、分散圧０．２ＭＰａの乾式法にて測定したところ、平均粒子径が４．４μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量が１５．７体積％であった。
Example 1
(1) Preparation of fine particles comprising calcium phosphate compound Dicalcium phosphate dihydrate (DCPD, average particle size 43.8 μm, manufactured by Taihei Chemical Sangyo Co., Ltd.) 5 parts by weight, tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size) 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) 18.7 parts by weight, tricalcium phosphate (α-TCP-B, average particle diameter 3.5 μm manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) 56.3 parts by weight, quaternary calcium phosphate (TTCP, average particle) 18 parts by weight of 4.5 μm in diameter, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) and 2 parts by weight of hydroxyapatite (HAP-100, average particle diameter of 140 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) in a pot mill, 24 hours, 100 rpm with zirconia balls Mixed and pulverized. After a predetermined time, zirconia balls were separated by a sieve having a lattice size of 500 μm to obtain fine particles composed of a calcium phosphate compound.
The fine particles comprising the obtained calcium phosphate compound were measured by a dry method with a dispersion pressure of 0.2 MPa using a laser diffraction scattering type particle size distribution analyzer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., LMS-2000e). Was 4.4 μm, the particle diameter was 10 μm or more, and the content of fine particles less than 100 μm was 15.7% by volume.
（２）最小水系媒体量の検討
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子１ｇに、水系媒体（５．４％コンドロイチン硫酸ナトリウム、１３％コハク酸二ナトリウム無水物含有水溶液、０．３％亜硫酸水素ナトリウム）を加えて、ガラス板上にてプラスチックヘラを用いて練和した。このとき、ヘラにて良好に練和できる水系媒体の最小液量を確認したところ、０．３４ｍＬであった。
(2) Examination of minimum amount of aqueous medium To 1 g of the fine particles comprising the obtained calcium phosphate compound, an aqueous medium (5.4% sodium chondroitin sulfate, 13% aqueous disodium succinate, 0.3% sodium bisulfite) ) And kneaded with a plastic spatula on a glass plate. At this time, it was 0.34 mL when the minimum amount of the aqueous medium which could be kneaded well with a spatula was confirmed.
（３）ペースト状骨補填材料の製造と硬化物の評価
リン酸カルシウム系微粒子１ｇに、ヘラにて良好に練和できる最小液量である０．３４ｍＬの水系媒体を加えて、ガラス板上にてプラスチックヘラを用いて９０秒間練和し、ペースト状骨補填材料を得た。
得られたペースト状骨補填材料を、直径６ｍｍ、高さ１１ｍｍの円柱状割型に充填し、３７℃、相対湿度９５％の恒温層に１時間静置した。その後、割型より円柱状の硬化体を取り出し、蒸留水に浸漬し、３７℃で３日間養生した。
得られた硬化体を、卓上型万能試験機（島津製作所社製、ＥＺ−ｇｒａｐｈ）を用いて、クロスヘッドスピード０．５ｍｍ／ｍｉｎの条件で圧縮試験を行い、圧縮強度を測定した。
結果を表１に示した。
(3) Production of paste-like bone filling material and evaluation of cured product To 1 g of calcium phosphate-based fine particles, 0.34 mL of an aqueous medium, which is the minimum liquid volume that can be kneaded well with a spatula, is added, and a plastic on a glass plate A paste-like bone filling material was obtained by kneading for 90 seconds using a spatula.
The obtained paste-like bone filling material was filled into a cylindrical split mold having a diameter of 6 mm and a height of 11 mm, and was left to stand in a constant temperature layer at 37 ° C. and a relative humidity of 95% for 1 hour. Thereafter, a cylindrical cured body was taken out from the split mold, immersed in distilled water, and cured at 37 ° C. for 3 days.
The obtained cured product was subjected to a compression test using a desktop universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, EZ-graph) under the condition of a crosshead speed of 0.5 mm / min, and the compression strength was measured.
The results are shown in Table 1.
（実施例２）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）の配合量を３７．５重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ−Ｂ、平均粒子径３．５μｍ太平化学産業社製）の配合量を３７．５重量部とした以外は実施例１と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は４．７μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は２１．８体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Example 2)
37.5 parts by weight of tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), tertiary calcium phosphate (α-TCP-B, average particle size 3.5 μm manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) ) Was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending amount was 37.5 parts by weight.
The average particle size of the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound was 4.7 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 21.8% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（実施例３）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）の配合量を５６．３重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ−Ｂ、平均粒子径３．５μｍ太平化学産業社製）の配合量を１８．７重量部とした以外は実施例１と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は５．６μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は３１．２体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Example 3)
56.3 parts by weight of tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), tricalcium phosphate (α-TCP-B, average particle size 3.5 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) ) Was obtained in the same manner as in Example 1 except that the blending amount was 18.7 parts by weight.
The average particle size of the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound was 5.6 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 31.2% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（実施例４）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）の配合量を６７．５重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ−Ｂ、平均粒子径３．５μｍ太平化学産業社製）の配合量を７．５重量部とした以外は実施例１と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は６．０μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は３４．６体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
Example 4
67.5 parts by weight of tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), tricalcium phosphate (α-TCP-B, average particle size 3.5 μm manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) ) Was obtained by the same method as in Example 1 except that the blending amount was 7.5 parts by weight.
The average particle size of the fine particles comprising the obtained calcium phosphate compound was 6.0 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 34.6% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（実施例５）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）の配合量を７１．３重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ−Ｂ、平均粒子径３．５μｍ太平化学産業社製）の配合量を３．７重量部とした以外は実施例１と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は６．６μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は３７．０体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Example 5)
71.3 parts by weight of tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), tricalcium phosphate (α-TCP-B, average particle size 3.5 μm manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) ) Was obtained by the same method as in Example 1 except that the blending amount was 3.7 parts by weight.
The average particle size of the fine particles made of the obtained calcium phosphate compound was 6.6 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 37.0% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（実施例６）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）の配合量を７５重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ−Ｂ、平均粒子径３．５μｍ、太平化学産業社製）は添加しなかった以外は実施例１と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は７．８μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は４３．０体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Example 6)
75 parts by weight of tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), tertiary calcium phosphate (α-TCP-B, average particle size 3.5 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) In the same manner as in Example 1 except that was not added, fine particles composed of a calcium phosphate compound were obtained.
The average particle size of the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound was 7.8 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 43.0% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（比較例１）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ−Ｂ、平均粒子径３．５μｍ、太平化学産業社製）の配合量を７５重量部、第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）は添加しなかった以外は実施例１と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は３．３μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は３．４体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Comparative Example 1)
75 parts by weight of tricalcium phosphate (α-TCP-B, average particle size 3.5 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) In the same manner as in Example 1 except that was not added, fine particles composed of a calcium phosphate compound were obtained.
The average particle size of the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound was 3.3 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 3.4% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（比較例２）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）を第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径６２０μｍ、太平化学産業社製）に変更した以外は実施例５と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は１０．１μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は５０．０体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Comparative Example 2)
Example 3 except that tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) was changed to tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 620 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.). Fine particles comprising a calcium phosphate compound were obtained by the method.
The average particle size of the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound was 10.1 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 50.0% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（比較例３）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）を第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径６２０μｍ、太平化学産業社製）に変更し、ポットミルでの処理時間を８時間にした以外は実施例５と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は１２．０μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は５５．２体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Comparative Example 3)
Tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) was changed to tertiary calcium phosphate (α-TCP, average particle size 620 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), and the processing time in the pot mill was 8 Fine particles composed of a calcium phosphate compound were obtained in the same manner as in Example 5 except that time was used.
The average particle size of the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound was 12.0 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 55.2% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
（比較例４）
第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径４０μｍ、太平化学産業社製）を第三リン酸カルシウム（α−ＴＣＰ、平均粒子径６２０μｍ、太平化学産業社製）に変更し、ポットミルでの処理時間を４時間にした以外は実施例５と同様の方法によりリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子を得た。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子の平均粒子径は１３．７μｍ、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量は５８．０体積％であった。
得られたリン酸カルシウム系化合物からなる微粒子について、最小水系媒体量を求めたうえでペースト状骨補填材料を製造し、その硬化物の評価を行った。結果を表１に示した。
(Comparative Example 4)
Tricalcium phosphate (α-TCP, average particle size 40 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) was changed to tertiary calcium phosphate (α-TCP, average particle size 620 μm, manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), and the treatment time in the pot mill was 4 Fine particles composed of a calcium phosphate compound were obtained in the same manner as in Example 5 except that time was used.
The average particle size of the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound was 13.7 μm, and the content of fine particles having a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm was 58.0% by volume.
After obtaining the minimum aqueous medium amount for the obtained fine particles comprising the calcium phosphate compound, a paste-like bone filling material was produced, and the cured product was evaluated. The results are shown in Table 1.
表１より、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子中の１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量（体積％）が増加するに従い、流動させるために必要な水系媒体の液量が減少することが判る。特に１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量が１５．７体積％以上であれば、練和する際に必要な水系媒体の最小液量を０．４ｍＬ未満とすることができる。一方、硬化物の圧縮強度に着目すると、リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子中の１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量が４３．０体積％を超えると、流動性は良好であるものの、圧縮強度が著しく低下することが判る。 From Table 1, it can be seen that as the content (volume%) of fine particles of 10 μm or more and less than 100 μm in the fine particles composed of the calcium phosphate compound increases, the amount of the aqueous medium necessary for fluidization decreases. In particular, when the content of fine particles of 10 μm or more and less than 100 μm is 15.7% by volume or more, the minimum liquid amount of the aqueous medium necessary for kneading can be made less than 0.4 mL. On the other hand, paying attention to the compressive strength of the cured product, if the content of fine particles of 10 μm or more and less than 100 μm in the fine particles comprising a calcium phosphate compound exceeds 43.0% by volume, the fluidity is good, but the compressive strength is It turns out that it falls remarkably.
本発明によれば、充填時における充分な流動性と硬化後の高い強度とを両立したペースト状骨補填材料を製造することができる骨補填材料キットを提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bone grafting material kit which can manufacture the paste-form bone grafting material which was compatible with sufficient fluidity | liquidity at the time of filling and the high intensity | strength after hardening can be provided.
Claims (2)
前記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子は、粒子径が１０μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子の含有量が１５．７〜４３．０体積％であり、
前記リン酸カルシウム系化合物からなる微粒子に対する前記水系媒体の比（液／粉比（ｍｌ／ｇ））が０．２５〜０．４０である
ことを特徴とする骨補填材料キット。 A bone filling material kit comprising fine particles of a calcium phosphate compound and an aqueous medium,
The fine particles made of the calcium phosphate compound have a particle size of 10 μm or more and less than 100 μm in a content of 15.7 to 43.0% by volume,
Bone prosthetic material kit, wherein the ratio of the aqueous medium to the fine particles comprising the calcium phosphate compound (liquid / powder ratio (ml / g)) is 0.25 to 0.40.
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