JP6006847B1 - 骨再生材調製用組成物および骨再生材調製用キット - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
水硬性リン酸カルシウムセメント、硬化液および架橋型ゼラチン粒状物を含有する骨再生材調製用組成物。
[2]
架橋型ゼラチン粒状物に含まれる架橋型ゼラチン粒子は、多孔性であり、架橋剤由来成分は含まない架橋型ゼラチンの粒子であって、架橋型ゼラチンは、37℃の純水に対する24時間の溶出度が3〜80%の範囲である、[1]に記載の組成物。
[3]
架橋型ゼラチン粒状物に含まれる架橋型ゼラチン粒子は、嵩密度が0.05〜0.5 g/cm3の範囲である[1]又は[2]に記載の組成物。
[4]
架橋型ゼラチン粒子は、平均粒子径が100μm〜5mmの範囲である[1]〜[3]のいずれか1項に記載の組成物。
[5]
水硬性リン酸カルシウムセメント80〜95質量%に対して、硬化液20〜40質量部%および架橋型ゼラチン粒状物5〜20質量%を含有する(但し、硬化液を除く固形分全量を100質量%とする)[1]〜[4]のいずれか1項に記載の組成物。
[6]
水硬性リン酸カルシウムセメントが、第3リン酸カルシウムおよび第2リン酸カルシウム2水和物を主成分とする混合物である[1]〜[5]のいずれか1項に記載の組成物。
[7]
硬化液が、水溶性多糖類を含有する水溶液である[1]〜[6]のいずれか1項に記載の組成物。
[8]
骨再生材調製用キットであって、
水硬性リン酸カルシウムセメント、硬化液および架橋型ゼラチン粒状物を含み、
少なくとも水硬性リン酸カルシウムセメントおよび架橋型ゼラチン粒状物と、硬化液とは、独立の梱包状態である、前記キット。
[9]
水硬性リン酸カルシウムセメントおよび架橋型ゼラチン粒状物は、それぞれ独立の梱包状態である、[8]に記載のキット。
[10]
架橋型ゼラチン粒状物を含有する骨再生材調製用材料であって、
架橋型ゼラチン粒状物に含まれる架橋型ゼラチン粒子は、多孔性であり、架橋剤由来成分は含まない架橋型ゼラチンの粒子であって、架橋型ゼラチンは、37℃の純水に対する24時間の溶出度が3〜80%の範囲である、前記材料。
[11]
架橋型ゼラチン粒子は、嵩密度が0.05〜0.2 g/cm3の範囲である[10]に記載の材料。
[12]
架橋型ゼラチン粒子は、平均粒子径が100μm〜5mmの範囲である[10]又は[11]に記載の材料。
[13]
骨再生材は、架橋型ゼラチン粒状物と水硬性リン酸カルシウムセメント及び硬化液から調製されるものである[10]〜[12]のいずれか1項に記載の材料。
本発明の骨再生材調製用組成物は、水硬性リン酸カルシウムセメント、硬化液および架橋型ゼラチン粒状物を含有する。
本発明の骨再生材調製用キットは、水硬性リン酸カルシウムセメント、硬化液および架橋型ゼラチン粒状物を含み、少なくとも水硬性リン酸カルシウムセメントと、硬化液とは、独立の梱包状態である。
(1)溶出度
架橋型ゼラチンの37℃の純水に対する24時間の溶出度は、以下の要領測定し、算出する。
溶出試験器(理研式PJ32S型)を用いて実施した。その溶出条件は、以下の通りである。サンプル重量1g、シャフト回転数50 rpm、浴槽温度37℃、そして、溶媒はpH調整なしの純水1000mLを用いた。溶出度の算出は、以下のとおりである。非加熱品ゼラチンが全溶解した場合の吸光度(214nm)を100%とし、測定サンプルの吸光度の割合を100分率で表した。つまり、溶出度(%)=24時間後における溶媒の吸光度値/非加熱ゼラチンの全溶解吸光度値×100で求められる。
架橋型ゼラチン粒状物の作製
ゼラチン(質量平均分子量3〜10万、任意の濃度2〜20%で溶解後、型に入れ、凍結乾燥を行なった。次に、ゼラチン乾燥品を粉砕機により粉砕し、自動ふるい機を用いて整粒することで、粒子径が200〜500μmの範囲および500〜1000μmの範囲の均一な2種類の粒子を得た。この粒子を任意の温度(後述する110℃、130℃又は150℃)で24時間加熱殺菌することで、架橋型ゼラチン粒状物を得た。得られた架橋型ゼラチン粒状物の溶解度は以下のとおりである。加熱温度110℃の場合の溶出度は約40%であり、加熱温度130℃の場合は約20%、加熱温度150℃の場合は3%であった。
骨再生材の作製
市版品のリン酸カルシウムセメント剤を準備する。今回は、製品名:バイオペックスーR(HOYA株式会社)を利用した。実施例1でゼラチン濃度7%で調製した架橋型ゼラチン粒状物(加熱殺菌温度110℃(溶出度約40%)、130℃(溶出度約20%)又は150℃(溶出度10%未満)、加熱時間24時間)を上記セメント剤に分散してリン酸カルシウムセメントを作製した。リン酸カルシウム粉末と架橋型ゼラチン粒状物を質量比9:1で混合した。この全量を100質量%とした場合、30質量%の硬化液を加えて混練した。その後室温で60秒間以上混練し、粘性がわずかに上昇してペーストが自重で流動しなくなった時点で、患部に埋入するか、あるいは型枠に入れて成形した。
溶出確認実験
架橋型ゼラチン粒状物(110℃加熱殺菌、溶出度約40%)を10wt%混合した硬化体からのゼラチン溶出の変化を、質量変化(図2A)と気孔率変化(図2B)から追跡した。気孔率の測定は、純水に浸した硬化体を経時的に取り出し、断面を切り出して、架橋型ゼラチン粒子が溶出した凹部分を赤インクで染め視覚化した。染色部分の面積/断面積全体を算出し、気孔面積率とした。48時間まで、その溶出性を追跡したが、徐々に架橋型ゼラチン粒子が溶出していることが、双方のグラフからわかる。なお、水に浸す前から、硬化体は一定の気孔率(27%程度)を有していた。
ゼラチン粒状物の加熱殺菌温度と粒子径の変化における骨再生への影響
ゼラチン粒状物の加熱殺菌温度、粒子径の変化による骨親和性への影響を確認するために、雄のニュージーランド白色ウサギの左右大腿骨に直径4mm、深さ6mmの孔をあけて、架橋型ゼラチン粒状物(加熱殺菌温度110℃(溶出度約40%)又は130℃(溶出度約20%))を10wt%含むリン酸カルシウム(CPC)硬化体を埋植し、4週間後および8週間後に標本を取り出した。軟X線撮影および脱灰標本を作製して、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い、被験物質の石灰化および母床骨との親和性を確認した。その結果、架橋型ゼラチン粒状物を含むCPC硬化体は、既存骨との親和性に優れ、骨の再生能を促した。加熱殺菌温度110℃(溶出度約40%)の方が130℃(溶出度約20%)より結合組織・骨髄・血管の浸潤が早いため、骨の浸潤が早かった。すでに4週後で加熱殺菌温度による差を認め、8週後に置いてもほとんど同じ傾向であった(図3)。一方で、ゼラチン粒子の大きさ(直径200-500μmと直径500-1000μm)による差は、ほとんどなかった(図4)。
骨置換の比較
雄のニュージーランド白色ウサギの左右大腿骨に直径4mm、深さ6mmの孔をあけて、徐放性を有する架橋型ゼラチン粒状物(加熱殺菌温度110℃(溶出度約40%)又は150℃(溶出度10%未満))を10wt%含むCPC硬化体を埋植して、1週、4週および12週間後に標本を取り出した。試験期間中は体重測定とX線測定で観察し、摘出後は軟X線撮影をおこなった。埋入部の組織標本を作製して、ヘマトキシリン・エオジン染色およびVillanueva Goldner染色を行い、細胞の浸潤状態、被験物質の石灰化および母床骨との親和性を確認した。
埋植による内臓臓器の肉眼的異常、埋植部位の骨の異常は認めなかった。
Claims (6)
- 水硬性リン酸カルシウムセメント、硬化液および架橋型ゼラチン粒状物を含有する骨再生材調製用組成物であって、
水硬性リン酸カルシウムセメント90〜95質量%に対して、架橋型ゼラチン粒状物5〜10質量%を含有し(但し、水硬性リン酸カルシウムセメント硬化液と架橋型ゼラチン粒状物の固形分全量を100質量%とする)、
架橋型ゼラチン粒状物に含まれる架橋型ゼラチン粒子は、多孔性であり、嵩密度が0.05〜0.2 g/cm3の範囲である、前記組成物。 - 架橋型ゼラチン粒状物に含まれる架橋型ゼラチン粒子は、架橋剤由来成分は含まない架橋型ゼラチンの粒子であって、架橋型ゼラチンは、37℃の純水に対する24時間の溶出度が3〜80%の範囲である、請求項1に記載の組成物。
- 架橋型ゼラチン粒子は、平均粒子径が100μm〜5mmの範囲である請求項1〜2のいずれか1項に記載の組成物。
- 水硬性リン酸カルシウムセメント90〜95質量%に対して、硬化液20〜40質量%および架橋型ゼラチン粒状物5〜10質量%を含有する(但し、硬化液を除く固形分全量を100質量%とする)請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 水硬性リン酸カルシウムセメントが、第3リン酸カルシウムおよび第2リン酸カルシウム2水和物を主成分とする混合物である請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 硬化液が、水溶性多糖類を含有する水溶液である請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
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JP2011015957A (ja) * | 2009-06-09 | 2011-01-27 | Osaka Medical College | 骨再生材料キット、ペースト状骨再生材料、骨再生材料及び骨接合材 |
JP2014111554A (ja) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Aichi Gakuin | 口腔外科用骨再生材料 |
WO2014141877A1 (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | 富士フイルム株式会社 | 組織修復材 |
WO2015020192A1 (ja) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | グンゼ株式会社 | 骨再生材料キット、ペースト状骨再生材料、骨再生材料及び骨接合材 |
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