JPH02175629A - 多孔質生体ガラス及びその製造方法 - Google Patents
多孔質生体ガラス及びその製造方法Info
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- JPH02175629A JPH02175629A JP32964688A JP32964688A JPH02175629A JP H02175629 A JPH02175629 A JP H02175629A JP 32964688 A JP32964688 A JP 32964688A JP 32964688 A JP32964688 A JP 32964688A JP H02175629 A JPH02175629 A JP H02175629A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
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。
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、医療分野で使用される多孔質生体ガラスの製
造方法に関する。
造方法に関する。
［従来の技術］
骨に欠損が生じたときには、患者自身の自家骨かヒトか
らの同種骨が移植される。もしも補うべき欠損部が大き
くて、自家骨だけでは不足するとか、適当な同種骨が入
手できない場合、人工骨が使われる。
らの同種骨が移植される。もしも補うべき欠損部が大き
くて、自家骨だけでは不足するとか、適当な同種骨が入
手できない場合、人工骨が使われる。
この人工骨の素材は、はとんどがセラミックスである。
そして、その開発の初期には、生体に対して安全ではあ
るが、天然骨とは融合しない生体不活性材料が研究され
てきた。特にアルミナは、その優れた機械的強度により
、現在でも広く使用されている。
るが、天然骨とは融合しない生体不活性材料が研究され
てきた。特にアルミナは、その優れた機械的強度により
、現在でも広く使用されている。
しかし、最近では、生体安全性をもつと同時に天然骨と
結合するような生体活性型の人工骨が開発されてきた。
結合するような生体活性型の人工骨が開発されてきた。
代表的な生体ガラスとしては、５ｉ０２−ＣａＯ−Ｎａ
ｚＯＰ２Ｏ５系生体ガラスが挙げられるが、機械的強度
が低く、それだけでは実用化にならない。このため、現
在では機械的強度が高い、Ｓ ｉ Ｏ２Ｃａ ＯＭ ｇ
ＯＰ ２０５祭主体ガラスの研究が進められている。
ｚＯＰ２Ｏ５系生体ガラスが挙げられるが、機械的強度
が低く、それだけでは実用化にならない。このため、現
在では機械的強度が高い、Ｓ ｉ Ｏ２Ｃａ ＯＭ ｇ
ＯＰ ２０５祭主体ガラスの研究が進められている。
生体ガラスは通常、高温溶融法で作成される。
原料として、粉体状の酸化物、炭酸塩、水酸化物などを
調合し、これをルツボに入れて溶融炉中で１４００（’
Ｃ）程度に加熱する。溶融後、この溶融滴体を成形型に
流し込み、冷却し作成する。しかし、このガラス状態の
ままでは、人骨に比べて機械的強度が低いため、実用上
問題がある。
調合し、これをルツボに入れて溶融炉中で１４００（’
Ｃ）程度に加熱する。溶融後、この溶融滴体を成形型に
流し込み、冷却し作成する。しかし、このガラス状態の
ままでは、人骨に比べて機械的強度が低いため、実用上
問題がある。
また、生体親和性及び機械的強度を向上させるため、こ
の作成したガラスを粉砕後、成形し結晶化温度付近で焼
結して結晶性生体ガラスを得る試みが進められている。
の作成したガラスを粉砕後、成形し結晶化温度付近で焼
結して結晶性生体ガラスを得る試みが進められている。
このとき、ガラス中にアパタイトやウオラストナイトの
結晶が析出し、これが生体親和性や機械的強度を向上さ
せている。
結晶が析出し、これが生体親和性や機械的強度を向上さ
せている。
［発明が解決しようとする課題］
生体ガラスと人骨との結合力をさらに大きくするために
、多孔質生体ガラス体を用いて、新生骨を気孔内に生成
させる方法がある。この様な多孔質生体ガラスは、発泡
剤を加えた成形体を発泡後、焼結する焼結法と、通常の
ゾル−ケル法の２種類の製造方法で作ることができる。
、多孔質生体ガラス体を用いて、新生骨を気孔内に生成
させる方法がある。この様な多孔質生体ガラスは、発泡
剤を加えた成形体を発泡後、焼結する焼結法と、通常の
ゾル−ケル法の２種類の製造方法で作ることができる。
しかしながら、これらの製造方法で作成される多孔質生
体ガラスは、気孔が一様に分布しているため、機械的強
度が極めて低いという問題点を持っている。さらにゾル
−ゲル法で作成された生体ガラスの場合、新生骨の生成
に必要な５０（μｍ）以上の気孔を作ることは極めて困
難であるという問題点も有している。
体ガラスは、気孔が一様に分布しているため、機械的強
度が極めて低いという問題点を持っている。さらにゾル
−ゲル法で作成された生体ガラスの場合、新生骨の生成
に必要な５０（μｍ）以上の気孔を作ることは極めて困
難であるという問題点も有している。
本発明は、このような問題点を解決するものであり、そ
の目的とするところは、機械的強度及び生体親和性の優
れた、多孔質生体ガラス及びその製造方法を提供するこ
とにある。
の目的とするところは、機械的強度及び生体親和性の優
れた、多孔質生体ガラス及びその製造方法を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の多孔質生体ガラスは、中心部は緻密な構造から
なり、表面部は多孔質構造からなり、且つ気孔率分布が
中心部から表面部に向かって連続的に増加していること
を特徴とする。
なり、表面部は多孔質構造からなり、且つ気孔率分布が
中心部から表面部に向かって連続的に増加していること
を特徴とする。
また、本発明の製造方法は、生体ガラスの組成からなる
ゾル中に、このゾルより比重の重い発泡剤を添加・混合
した後、容器に入れて、遠心分離法により発泡剤濃度を
傾斜化させ、所定の濃度分一４＝ 布を持った段階でゲル化し、発泡処理及び焼結すること
を特徴とする。
ゾル中に、このゾルより比重の重い発泡剤を添加・混合
した後、容器に入れて、遠心分離法により発泡剤濃度を
傾斜化させ、所定の濃度分一４＝ 布を持った段階でゲル化し、発泡処理及び焼結すること
を特徴とする。
［作用］
本発明の生体ガラスは、人骨等の生体組織と接触する表
面部が多孔質体であり、他方、中心部は緻密な構造をし
ているため、従来の多孔質生体ガラスでは得られない高
い機械的強度を有することができる。
面部が多孔質体であり、他方、中心部は緻密な構造をし
ているため、従来の多孔質生体ガラスでは得られない高
い機械的強度を有することができる。
また、ゾルより比重の重い発泡剤を、ゾル中に分散させ
た後、遠心分離法により分離することにより、発泡剤濃
度が連続的に変化したゲルを得ることができる。このゲ
ルを発泡処理後、焼結することにより、機械的強度と多
孔性の２つの特性を持った生体ガラスの作成が可能にな
る。
た後、遠心分離法により分離することにより、発泡剤濃
度が連続的に変化したゲルを得ることができる。このゲ
ルを発泡処理後、焼結することにより、機械的強度と多
孔性の２つの特性を持った生体ガラスの作成が可能にな
る。
［実施例］
金属アルコキシドとして、エチルシリケート、カルシウ
ムジェトキシド、マグネシウムエトキシドそして亜りん
酸トリエチルをそれぞれ加水分解して、ゾルを作成する
。このゾルをゲル化後の組成が、５ｉ０２； ３４．
２、ＣａＯ；４４．９、ＭｇＯ；４．６、Ｐ２Ｏ５，１
６，３（重量％）となるように調整し、均一に混合する
。この混合ゾルに発泡剤として、Ｎ、Ｎ”−ジニトロソ
ペンタメチレンテトラミンを０．１５（重量％）添加・
混合し、所定の容器に入れる。次に、この容器を一定の
回転速度で回転させ、ゾル中の発泡剤濃度が一定の分布
を示した段階で、ゲル化を行いウェットゲルを作成する
。このウェットゲルを容器から取りだし乾燥させ、その
後焼結炉に入れて、２゜（°Ｃ／時間）の昇温速度で２
８０（”Ｃ，）に加熱、同温度で１０時間保持し、Ｎ、
Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンを完全に分
解除去するとともに、脱吸着水処理を行う。さらに、３
０（°Ｃ／時間）の昇温速度で１１８０（’Ｃ）に加熱
、同温度で２４時間保持して焼結を行い、Ｓ ｉ Ｏ２
−Ｃａ０−Ｍ−ｇ〇−Ｐ ２０５系多孔質生体ガラスを
作成する。この作成した生体ガラスの形状は、φ１０Ｘ
ｔ３０（ｍｍ）の円柱形からなり、その曲げ強度と人骨
との結合強度について測定し、その結果を第１表に示す
。
ムジェトキシド、マグネシウムエトキシドそして亜りん
酸トリエチルをそれぞれ加水分解して、ゾルを作成する
。このゾルをゲル化後の組成が、５ｉ０２； ３４．
２、ＣａＯ；４４．９、ＭｇＯ；４．６、Ｐ２Ｏ５，１
６，３（重量％）となるように調整し、均一に混合する
。この混合ゾルに発泡剤として、Ｎ、Ｎ”−ジニトロソ
ペンタメチレンテトラミンを０．１５（重量％）添加・
混合し、所定の容器に入れる。次に、この容器を一定の
回転速度で回転させ、ゾル中の発泡剤濃度が一定の分布
を示した段階で、ゲル化を行いウェットゲルを作成する
。このウェットゲルを容器から取りだし乾燥させ、その
後焼結炉に入れて、２゜（°Ｃ／時間）の昇温速度で２
８０（”Ｃ，）に加熱、同温度で１０時間保持し、Ｎ、
Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンを完全に分
解除去するとともに、脱吸着水処理を行う。さらに、３
０（°Ｃ／時間）の昇温速度で１１８０（’Ｃ）に加熱
、同温度で２４時間保持して焼結を行い、Ｓ ｉ Ｏ２
−Ｃａ０−Ｍ−ｇ〇−Ｐ ２０５系多孔質生体ガラスを
作成する。この作成した生体ガラスの形状は、φ１０Ｘ
ｔ３０（ｍｍ）の円柱形からなり、その曲げ強度と人骨
との結合強度について測定し、その結果を第１表に示す
。
＝５−
＝６−
第１表
表中の従来例１及び２は、各々、本実施例の生体ガラス
と同じ組成の結晶化生体ガラスと、焼結法で作成した同
じ組成の多孔質生体ガラスである。
と同じ組成の結晶化生体ガラスと、焼結法で作成した同
じ組成の多孔質生体ガラスである。
また、同様に作成したφ４０ＸｔｌＯ（ｍｍ）の多孔質
生体ガラスを、中心から外周方向に向けて５分割し、そ
の位置における気孔率を測定し、その結果を第１図に示
す。
生体ガラスを、中心から外周方向に向けて５分割し、そ
の位置における気孔率を測定し、その結果を第１図に示
す。
以上の結果より、本発明の多孔質生体ガラスは、外周部
のみ多孔質で、中心部は緻密構造をしており、且つ気孔
率は連続的に変化している。このため、従来の多孔質生
体ガラスに比べ、高い機械的強度と、従来の結晶化生体
ガラスに比べ、高い生体親和性を示している。
のみ多孔質で、中心部は緻密構造をしており、且つ気孔
率は連続的に変化している。このため、従来の多孔質生
体ガラスに比べ、高い機械的強度と、従来の結晶化生体
ガラスに比べ、高い生体親和性を示している。
本発明は、ゾル−ゲル法の高い形状自由度を活かし、複
雑な形状の製品も後加工なしで作ることができる。
雑な形状の製品も後加工なしで作ることができる。
本発明に使用される発泡剤には、ゾルより比重の高いも
のを使用する。代表的な発泡剤は、Ｎ。
のを使用する。代表的な発泡剤は、Ｎ。
Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のＮ−ニ
トロソ系、アゾジカルボンアミド等のアゾ系、ジフェニ
ルスルホン−３，３′ジスルホヒドラジン等のヒドラジ
ン系等で代表される有機発泡剤及びポリスチレン、ポリ
エチレン等の有機樹脂そしてカーボン、ＣａＣＯ３等の
無機材料がある。
トロソ系、アゾジカルボンアミド等のアゾ系、ジフェニ
ルスルホン−３，３′ジスルホヒドラジン等のヒドラジ
ン系等で代表される有機発泡剤及びポリスチレン、ポリ
エチレン等の有機樹脂そしてカーボン、ＣａＣＯ３等の
無機材料がある。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、生体ガラスの気孔率
が、中心部において低く、且つ外周方向に向けて連続的
に増加してため、中心部では機械的強度に優れ、外周部
では生体親和性に優れ、しかもこれらの特性が連続的に
変化している。この結果、本発明の生体ガラスは従来の
生体ガラスに比べ、機械的強度及び生体親和性に優れる
とともに、この両特性のバランスが取れるという効果を
有する。
が、中心部において低く、且つ外周方向に向けて連続的
に増加してため、中心部では機械的強度に優れ、外周部
では生体親和性に優れ、しかもこれらの特性が連続的に
変化している。この結果、本発明の生体ガラスは従来の
生体ガラスに比べ、機械的強度及び生体親和性に優れる
とともに、この両特性のバランスが取れるという効果を
有する。
さらにゾル−ゲル法を利用することにより、機械的強度
及び生体親和性という相異なる２つの特性を傾斜させた
生体ガラスを、容易に作成することが出来るという効果
も有する。
及び生体親和性という相異なる２つの特性を傾斜させた
生体ガラスを、容易に作成することが出来るという効果
も有する。
第１図は、本発明の生体ガラスの気孔率分布を示す図。
図中のサンプル番号は、１は中心部を５は外周部を示し
ている。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理土鈴本官三部（他１名） ／２３４ ５ ブ〉アルに号 （中Ｉ（信ｊ 外１＠側〉第１図
ている。 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理土鈴本官三部（他１名） ／２３４ ５ ブ〉アルに号 （中Ｉ（信ｊ 外１＠側〉第１図
Claims (2)
- （１）中心部は緻密な構造からなり、表面部は多孔質構
造からなり、且つ気孔率分布が中心部から表面部に向か
って連続的に増加していることを特徴とする多孔質生体
ガラス。 - （２）生体ガラスの組成からなるゾル中に、このゾルよ
り比重の重い発泡剤を添加・混合した後、容器に入れて
、遠心分離法により発泡剤濃度を傾斜化させ、所定の濃
度分布を持った段階でゲル化し、発泡処理及び焼結する
ことを特徴とする請求項１記載の多孔質生体ガラスの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32964688A JPH02175629A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 多孔質生体ガラス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32964688A JPH02175629A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 多孔質生体ガラス及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02175629A true JPH02175629A (ja) | 1990-07-06 |
Family
ID=18223670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32964688A Pending JPH02175629A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | 多孔質生体ガラス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02175629A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104030572A (zh) * | 2014-07-01 | 2014-09-10 | 武汉理工大学 | 一种高性能梯度泡沫玻璃保温材料及其制备方法 |
| JP2019522618A (ja) * | 2016-06-21 | 2019-08-15 | ショット アクチエンゲゼルシャフトＳｃｈｏｔｔ ＡＧ | 少なくとも部分的に結晶化されたガラスで製造された結合、例えば金属−ガラス結合、ことにフィードスルーエレメントまたは結合エレメントの場合の金属−ガラス結合、ならびに、ことにフィードスルーエレメントまたは結合エレメントの場合のこのような結合の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP32964688A patent/JPH02175629A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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