JPH01158965A - 硬化性組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は生体の骨欠損部及び空隙部の充填する新規な硬
化性組成物に関する。詳しくは水との接触によりヒト０
キシアパタイト硬化体を生成し生体と優れた親和性を有
する充填材となる硬化性組成物である。

〔従来の技術〕

外科、整形外科領域においては交通事故。

骨腫瘍切除等、又歯科領域においては歯槽膿漏、歯槽骨
吸収抜歯等により、骨欠損部あるいは空隙部が生じる。

このような骨欠損部、あるいは空隙部の充填・補綴のた
めに自家骨。

高分子、金属、セラミックス等種々の材料が使用されて
いる。中でも自家骨は骨形成能に優れ拒絶反応が少な帆
などの点で非常に優れている。しかしながら、自家骨は
本人の正常な組織から採取せねばならず１手術による大
きな苦痛を伴うばかりでな（、十分な量を確保できない
場合も多い。

そこで近年は、自家骨に替る材料としてヒドロキシアパ
タイトが使用され始めている。

ヒドロキシアパタイトは合成又は動物の骨全焼成し、有
機成分を除去して得られ、生体親和性が非常によい。こ
のように親和性のよいヒドロキシアパタイトを骨欠損部
あるいは空隙部に充填する場合、充填のし易さ及び取扱
いの良さから通常平均粒径が０．１〜５ｍの顆粒状のも
のが使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記ヒドロキシアパタイト顆粒を単独で
充填材として使用した場合、充填個所に充分保持するこ
とが難しいという問題点がある。つまり、生体内におい
て骨欠損部あるいは空隙部へ充填を行った場合、血液や
体液により流し出されてしまうことである。

更に充填を行い、縫合した後にも組織内に固定されるま
では切り口より、異物として漏出されるためである。こ
のような原因により、ヒドロキシアパタイト顆粒は優れ
た材料ではあるが、使用のし易さ及び効果の点で期待さ
れるほど十分な効果を挙げていないという問題点があっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、ヒドロキシアパタイト顆粒の充填材とし
ての問題点を解決すぺ〈鋭意研究を重ねた。その結果上
記ヒドロキシアパタイト顆粒に粉状１ノン酸四カルシウ
ムとＣ’ａ／Ｐモル比が１．６７未満の粉状リン酸カル
シウムとを特定の割合で混合した組成物が、充填容易で
しかもヒドロキシアパタイト顆粒の血液や体液による流
出及び縫合後の漏出がな（、最終的にはすべてがヒドロ
キシアパタイトになる。優れた硬化性組成物であること
を見い出し、本発明を完成するに至った。

本発明は平均粒径０．１〜５戴の顆粒状ヒドロキシアパ
タイト１００重量部に対して、粉状リン酸四カルシウム
とＣａ／Ｐモル比が１．６７未満の粉状リン酸カルシウ
ムとをＣａ　／　Ｐモル比が１．３〜１．８となる割合
で混合したリン酸カルシウム混合物１０〜５００重量部
を配合した硬化性組成物である。

本発明の硬化性組成物に用いられる顆粒状ヒドロキシア
パタイトは公知の化合物であり、いかなる方法で製造し
た本のであっても良い。

ヒドロキシアパタイトは一般的には乾式法。

湿式法、水熱合成法等によって合成される。

中でも経済性及び純度の点から湿式法が好適に用いられ
る。代表的な例を挙げれば硝酸カルシウムとリン酸２水
素アンモニウムをＣａ／Ｐモル比１．６７で５〜２０ｗ
ｔ％水溶液となるように仕込み、更にアンモニアで。Ｈ
が７〜９になるようにコントロールし、約２４時間熟成
する。これを口過、水洗、乾燥することＫより、微粉ヒ
ドロキシアパタイトを得ることができる。更に上記微粉
ヒドロキシアパタイトを顆粒にする方法も種々の方法を
用いることができる。顆粒状ヒドロキシアパタイトには
、緻密体と多孔体がある。緻密体を製造する方法を具体
的に例示すると、上記微粉ヒドロキシアパタイトを圧縮
成型した後に７００〜１６００℃で焼結、粉砕し、所定
の粒径のものをフルイ分けることによって得ることがで
きる。一方、多孔体を製造する方法としては以下のよう
な例が挙げられる。上記微粉ヒドロキシアパタイトをポ
リウレタン等の有機ポリマーあるいは過酸化水素等の発
泡剤とともに水練和波、乾燥、焼成（７００〜１３００
℃）粉砕後、所定の粒径のものをフルイ分けることによ
って得ることができる。

多孔体の気孔は新生骨可成能等の観点より、気孔径が５
０〜１０００μｍ、更に好ましくは１００〜５００μｍ
の連続孔で、気孔基は４０〜９０％のものが望ましｂｏ 上ｆｌ１粒状ヒドロキシアパタイトの平均粒径は使用部
位によって異なるが、０，１〜５ｍ、更に好ましくは０
．２〜３■のものが好適に用すられる。粒径が０．１ｍ
より小さくなると粒の流れ、充填時の操作性が悪く、シ
かも縫合時の軟組織による圧力により充填部の形態を保
持できない等の問題点がある。一方、粒径が大きくなり
過ぎると充填部位が小さい場合に使用できなぐなるばか
りでな（、水分との接触によって硬化しても硬化体の強
度が著しく低下し、本発明の目的である充填部からの流
出や排出を防ぐことができなくなる。

本発明のリン酸四カルシウムはいかなる方法で製造した
ものであっても良い。例えば、原料はＣａ源としてＣａ
ＣＯ３、ＣａＯ、ＣａｒＯＨ）２、Ｐ源としてＰ２Ｏ５
、Ｈ３ＰＯ４＋　ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４。

（ＮＨａ　）２ＨＰＯ４−ＣａとＰの両方を含有するＣ
ａ２Ｐ２ＣＨ２Ｈ２０、ＣａＨＰＯ４，Ｃａ（Ｈ２ＰＯ
４）２゜Ｃａ２Ｐ２Ｏ７等を使用することができる。寸
た、原料によって種々の製造方法があり、原料に応じて
適宜採用すればよい。そのうちＣａＨＰＯａ・２Ｈ２０
を焼成して得たγ−Ｃａ２Ｆ２０７　　をＣａＨＯ４と
混和焼成する乾式製造法がすぐれており好ましい。

この反応は、 ２ＣａＨＰＯａ　・２Ｈ２０→ｒ　−Ｃａ２Ｐ２Ｏ７＋
　５Ｈ２０Ｃａ２Ｐ２０７　＋　２ＣａＣＯ５−＋　Ｃ
ａ２Ｐ２Ｃ）ｐ　＋　２ＣＯ２の反応式で示され、１２
００℃以上で焼成後炉外で急冷するか、窒素雰囲気中で
１２００℃以上で焼成すれば、ヒドロキシアパタイトに
転移することなく純粋なリン酸四カルシウムが得られる
。

更に、前記したリン酸四カルシウムと混合される他のリ
ン酸カルシウムは、ヒドロキシアパタイトを効率よく生
成させるためにＣａ７２モル比が１．６７未満の本のが
好適に使用される。例えばＣａＨＰＯ４、ＣａＨＰＯ４
・２Ｈ２０。

ＣａＢＨ２（ＰＯ４）６４５Ｈ２０ａ　Ｃａｓ　（ＰＯ
４）’２　＊　Ｃａ２Ｐ２Ｏ７＃Ｃａ（Ｈ２ＰＯｎ）２
　　等が挙げられるが、そのうち、ＣａＨＰＯ４及びＣ
ａＨＰＯ４・２Ｈ２０が得られる硬化体の力学的性質の
向上及び適度な時間で硬化させる上で特に好適である。

上記の粉状リン酸カルシウムと粉状リン酸四カルシウム
との混合物において、その混合比はＣａ７２モル比が１
．３〜１．８の割合となるように調節することが、ヒド
ロキシアパタイトを効率よく生成させるために好ましい
。

本発明において、リン酸四カルシウムとＣａ７２モル比
が１．６７未満のリン酸カルシウムの平均粒径は特に制
限されないが、硬化速度及びヒドロキシアパタイトの生
成速度及び操作性等を勘案すると、前記顆粒状ヒドロキ
シアパタイトよりも小さい平均粒径な有するものを使用
するのが好ましい。一般には０．０１〜５００μｍ、好
ましくは０．０５〜２００μｍ更に好捷しくは０．１〜
１００μｍの平均粒径、　を有するものが好適である。

本発明において、粉状リン酸四カルシウムとＣａ７２モ
ル比が１．６７未満の粉状リン酸カルシウムとをＣａ／
Ｐモル比カ１．６〜１．８トなる割合で混合したリン酸
カルシウム混合物は、顆粒状ヒドロキシアパタイト１０
０重量部に対して１０〜５００重量部、更に好ましくは
２０〜２００重量部添加するのが好適である。リン酸カ
ルシウム混合物添加量が少な過ぎると硬化が十分起こら
ず、多過ぎると充填時の操作性が悪いばかりでなく、充
填部の形態を保持できない等の問題が起る。

また本発明の硬化性組成物は必要に応じて、硬化性及び
操作性に著しい悪影響を与えない範囲で他の成分を添加
することができる。例えば新生骨形成に効果のある骨形
成因子（Ｂｏｎｅ　Ｍｏｒｏｈｏｌｏｇｅｎｉｃ　Ｐｒ
ｏｔｅｉｎ　）　、　（形質転換成長因子β（Ｔｒａｕ
ｓｂｏｒｗｉｎｇＧｒｏｗｔｈＦａｃｔｏｒβ）、コラ
ーゲン、フィブリン等を添加することができる。

本硬化性組成物は、骨欠損部あるいは空隙部に充填する
とき、その症例により粉末をそのまま充填する場合と、
水又は生理食塩水等で練和して充填する場合がある。粉
末をそのまま充填する場合は、粉末のままで骨欠損部あ
るいは空隙部に充填縫合することにより、体内の水分と
反応して硬化が起る。又粉末のままで使用できない場合
は、硬化性組成物１００重量部に対して１０〜１００重
量部の水又は生理食塩水等で練和しペースト化して充填
縫合し硬化させる。

〔効果〕

本発明の硬化性組成物は、生体における骨欠損部あるい
は空隙部の充填材として優れた操作性と保持性及び生体
親和性の組成物である。つまり１組成物中に顆粒状ヒド
ロキシアパタイトがあるために流動性が非常によく、充
填操作が容易でしかも形態の保持性が良好であり、かつ
硬化性のリン酸カルシウム混合物があるために充填物の
流出及び排出等が起こらない。更に硬化後はすべてが生
体親和性に優れたヒドロキシアパタイトになるため生体
内の充填材として巾広く使用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を更に具体的に説明するため実施例を示す
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
。

実施例　１ ０．３〜０．６１の顆粒状ヒドロキシアパタイト（旭光
学社裂、アパセラムＧ−８）１００重量部に対して、平
均粒径５μｍのリン酸四カルシウム７３重量部、平均粒
径３μｍのリン酸水素カルシウムを２７１ｉ量部添加混
合して、硬化性組成物を得走。得られ九組成物の流動性
は良好であった。又この組成物１００重量部を生理食塩
水２５重量部で練和し、その練和物を直径２０唱、厚さ
３箇の金型に充填した。練和開始２分後に金型を３７℃
湿度１００％中に移し、硬化時間を測定した。硬化時間
は練和開始より、荷重１／４　ｔｂ　、針径２．５＋ｗ
のギルモア針で圧痕のつかなくなる時点とした。硬化時
間は１５分であった。

又練和物を直径６　ｔｅａ　＊高さ１２ｍの円筒型の金
型に充填し、両面なＰＰフィルムで覆込３７℃１００％
湿度中に１時間保持した後に６７℃水中に浸漬した。４
８時間後に取り出した硬化体はＸ線回折図よりすべてヒ
ドロキシアパタイトであることを確認した。又、この硬
化体の圧縮強度は１５０ＫＩＩ／ｌ−１１！であった。

実施例２及び比較例１〜２ 顆粒状ヒドロキシアパタイトの粒径とリン酸四カルシウ
ム、リン酸水素カルシウム、添加量及び生理食塩水量を
表１に示すように変えた他は、実施例１と同様にして流
動性、硬化時間、硬化生成物及び圧縮強度の測定を行っ
た。その測定結果を表１に示す。尚表１には顆粒状ヒド
ロキシアパタイトの平均粒径が小さいものを使用したと
き及びリン酸四カルシウムとリン酸水素カルシウムとの
添加量が少ないときの結果をそれぞれ比較例１及び２と
して併せて記載した。

実施例　３　′ 雑種放火に全身麻酔を施し、下顎右筆３゜第４前臼歯を
抜歯後すぐに実施例１の硬化性組成物１００重量部に対
して生理食塩水２０重量部で練、和したものを充填、縫
合を行った。

このとき血液による流出はほんのわずかであり、縫合後
の顆粒の漏出はみられなかった。

１ｍ３ケ月の間にＸ線的に造影性が増し、新生骨の生成
が認められ良好な抜歯高充填結果が得られた。又、この
新生骨は非脱灰病理組織標本によっても確認された。

比較例　３ 比較例として上記放火の下顎右筆３．第４前臼歯に実施
例１に使用した顆粒状ヒドロキシアパタイト単独をその
まま充填、縫合した。

このとき血液による流出が大き（かなりの量を必要とし
た。又縫合後初期において顆粒状ヒドロキシアパタイト
の漏出が観察された。

１ｍ３ケ月の間にＸ線的に造影性が増加したが、実施例
３よりは新生骨の生成が遅かった。

実施例　４ 雑種放火に全身麻酔を施し、大腿骨に人為的に直径６　
ｗｘ　＊最大深さ３ｍの半円径の骨欠損部位を作製した
。その欠損部に実施例２煮２の硬化性組成物を粉末のま
ま充填し、そこに生理食塩水を数滴滴下後縫合した。術
後１ケ月後から３ケ月後にかけてＸ線造影性が増し、新
生骨の生成が認められた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平均粒径０．１〜５ｍｍの顆粒状ヒドロキシアパタイト
   １００重量部に対して、粉状リン酸四カルシウムとＣａ
   ／Ｐモル比が１．６７未満の粉状リン酸カルシウムとを
   Ｃａ／Ｐモル比が１．３〜１．８となる割合で混合した
   リン酸カルシウム混合物１０〜５００重量部を配合した
   硬化性組成物。