JPH02275812A - リン酸カルシウム系硬化体用液剤及び該液剤を用いた硬化体 - 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】 「利用分野」 本発明は、医科用あるいは歯科用セメント材料又は骨補
填材として有用なリン酸カルシウム系硬化体及び該硬化
体の製造に用いる液剤に関する。

「従来技術及びその問題点」 近年、種々のリン酸カルシウム系化合物、特にハイドロ
キシアパタイトは、生体適合性に優れた材料として注目
されている。ハイドロキシアパタイトが生体硬組織の無
機主成分であることは周知のことであり、生体材料とし
てこれらの材料の使用が種々検討されており、数社が製
品化に成功している。

ところで、ハイドロキシアパタイト以外のリン酸カルシ
ウムは、加水分解によりハイドロキシアパタイトに転化
すると言われているが、ある特定条件下においては生成
したハイドロキシアパタイトを硬化させうろことが見出
され、この性質を利用して歯科用あるいは医科用セメン
トとしてリン酸カルシウム粉末を用いることが盛んに研
究されている（例えば、特開昭６２−１２７０５号、同
６１−１６１２０６号、同５９−１８２２６３号、同５
９−８８３５１号公報等）、これらのリン酸カルシウム
粉末は硬化液としての酸水溶液と混練されて硬化体とさ
れるが、こうして得られる硬化体は、従来のアクリル系
セメントと比べると、練和時に展延性がなく、成形性に
劣るものであり、改良の余地を残すものであった。

「発明の目的」 本発明の目的は、練和物に優れた展延性及び成形性を付
与する液剤及びこれを用いて、高い強度を有し、生体組
織為害性のないリン酸カルシウム系硬化体を提供するこ
とにある。

「発明の構成」 本発明のリン酸カルシウム系硬化体用液剤は、酸水溶液
にヒアルロン酸化合物を、粘度が１５ｃｐ以上になるよ
うな量で溶解して含むことを特徴とする。

本発明の液剤に使用する酸水溶液は、無機及び有機の各
種の酸を溶解して含むものであってよい。

酸としては、例えばリン酸などの無機酸、又は酢酸、乳
酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、コハク酸、グルタ
ル酸、酒石酸、ポリアクリル酸などの有機酸が挙げられ
る。本発明においては、これらの酸を好ましくは２５重
景％以上、より好ましくは２５〜５５重量％の酸濃度の
水溶液として用いる。酸水溶液の酸濃度が２５重量％未
満であると、粉剤と混合することによって得られる硬化
体が所望の強度を示さない。

好ましい酸水溶液は、例えば、約４０重量％の酸濃度を
有するクエン酸溶液、約４０重量％の酸濃度を有するリ
ンゴ酸溶液、約４０重量％の酸濃度を有するリン酸溶液
及び約２５重量％必酸濃度を有するポリアクリル酸溶液
である。

本発明の液剤は、前記のような各種の酸水溶液中にヒア
ルロン酸化合物を添加・溶解して含むものである。ヒア
ルロン酸化合物は、酸性ムコ多糖類の一種であり、動物
の関節液や軟組織中に存在している。近年、その優れた
生理活性が注目されており、医薬品への応用が盛んに研
究されているものである０本発明においては、ヒアルロ
ン酸化合物としては、ヒアルロン酸あるいはヒアルロン
酸ナトリウム、ヒアルロン酸カリウム等のヒアルロン酸
塩などを使用することができる。なお、通常「ヒアルロ
ン酸」として研究に用いられているものは、はとんどが
ヒアルロン酸ナトリウムである。

本発明においては、上記のようなヒアルロン酸化合物は
、液剤が室温で１５ｃｐ以上、好ましくは１００ｃｐ〜
２００００ｃｐ、更に好ましくは５００ｃｐ〜１０００
０ｃｐの粘度を有するような量で酸水溶液に溶解する。

液剤の粘度が１５ｃｐより低いと、展延性を有するガム
状練和物が得られない。

ヒアルロン酸化合物を含有する酸水溶液を液剤として用
いることにより、粉剤は中性領域で穏和に硬化すること
ができ、練和は充分な展延性を有し、任意の複雑な形状
に容易に成形することができる。

また、本発明の液剤において、ヒアルロン酸の代わりに
又はこれと−緒に、カルボキシメチルキトサン、グリコ
ールキチン、プルラン、ペクチン又はキトサンを添加し
た液剤を用いても、同様にガム状練和物が得られること
が判った。なお、本明細書において、「キトサン」とは
、部分的又は完全に脱アセチル化されたキチンを意味す
る。

本発明の液剤中にさらに単ｔａ類、少糖類、糖アルコー
ル及び多価アルコールのうちの１種以上を添加・溶解す
ることによって、硬化反応をなお一層穏和に進行させる
こともできる。

単ｔｍ類としては、例えばグルコース、フルクトース等
が挙げられ、これらを単独で又は混合して使用すること
ができる。少Ｉｉ類としては、例えばサッカロース、マ
ルトース、ラクトース、ラフィノース等が挙げられ、こ
れらを単独で又は混合して用いることができる。また、
糖アルコールとしては、例えばソルビット、マンニット
、キシリット等が挙げられ、これらを単独で又は混合し
て用いることができる。また、多価アルコールとしては
、例えばグリコール（例えばエチレングリコール）、グ
リセリン等が挙げられ、これらを単独で又は混合して用
いることができる。単Ｉｉ類、少糖類、糖アルコール及
び多価アルコールを単独で又は複数種を組み合わせて用
いてもよい。

単糖類、少Ｉｌｉ類、糖アルコール及び多価アルコール
のうちの少なくとも１種を使用すると、高い活性を有す
る粉剤、例えばα−リン酸三カルシウムとリン酸四カル
シウムとの混合物及びα−リン酸三カルシウムとハイド
ロキシアパタイトとの混合物（熱分解により製造される
）を使用した場合にも、硬化反応は、穏和に充分に進行
することができる。

液剤中の単ＩＩ！類、少ａｒｍ、糖アルコール及び多価
アルコールの総濃度は、好ましくは約５〜４０重量％、
より好ましくは約１０〜３０重量％である。これらの添
加物の濃度が約４０重量％を超えると、これらの添加物
が酸水溶液に溶解しにくくなる。

本発明の液剤は、α−リン酸三カルシウム及び／又はリ
ン酸四カルシウムを必須成分とする粉剤と混練すると、
高い強度を有するリン酸カルシウム系硬化体を生成する
。

本発明において使用する粉剤は、α−リン酸三カルシウ
ム若しくはリン酸四カルシウム又はこれらの混合物を必
須成分として含むものであり、場合によりさらにハイド
ロキシアパタイトあるいはβ−リン酸三カルシウムを含
んでいてもよいが、α−リン酸三カルシウム及び／又は
リン酸四カルシウムを全体の１／３以上含むことを必要
とする。

これらの成分が１／３未満であると、組成物が充分に硬
化しない。ハイドロキシアパタイトあるいはβ−リン酸
三カルシウムを添加すると、硬化体の強度が改善される
ため、これらを含む粉剤を用いるのが好ましい。２種以
上のリン酸カルシウムの混合物を粉剤として用いる場合
には、その成分の混合比には特に制限はない。また、こ
れらの粉剤成分は、完全には純粋でなくてもよく、合成
中に生じた少量の不純物を含んでいてもよい。

粉剤は、具体的には（ｉ）α−リン酸三カルシウム、（
ｉｉ）リン酸四カルシウム、（ｉ社）α−リン酸三カル
シウムとリン酸四カルシウムとの混合物、（ｉｖ　）α
−リン酸三カルシウムとハイドロキシアパタイトとの混
合物、（Ｖ）リン・酸四カルシウムとハイドロキシアパ
タイトとの混合物、（ｖｉ）リン酸四カルシウムとβ−
リン酸三カルシウムとの混合物あるいは（ｖｉ）α−リ
ン酸三カルシウムとβ−リン酸三カルシウムとの混合物
から成るものであるのが好ましい。

粉剤に使用するα−リン酸三カルシウムは、公知の乾式
法で、炭酸カルシウムと、リン酸水素カルシウム２水和
物を５５０°Ｃで２時間加熱して得られたピロリン酸カ
ルシウムを、１０００℃で１時間反応させることによっ
て製造するか、又は湿式法で、リン酸と水酸化カルシウ
ムを反応させ、１１２０−１１８０℃以上の温度で焼成
することによって製造することができる。

また、β−リン酸三カルシウムは、公知の乾式法で、炭
酸カルシウムとピロリン酸カルシウムを１０００℃で反
応させることによって製造するか、又は湿式法で、リン
酸と水酸化カルシウムを反応させ、８００℃で１時間焼
成することによって製造することができる。

α−リン酸三カルシウムとβ−リン酸三カルシウムの製
造方法は、反応させた後の焼成温度が異なる。β−態か
らα−態に変わる温度は１１２０〜１１８０°Ｃである
。

リン酸四カルシウムは、炭酸カルシウムとピロリン酸カ
ルシウムとを１５００℃で反応させる乾弐法で製造する
ことができる。

ハイドロキシアパタイトは、炭酸カルシウムとピロリン
酸カルシウムとを水蒸気中で反応させる乾式法で製造す
るか、又はリン酸と水酸化カルシウムとを反応させる湿
式法で製造することができる。

α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムの混合粉
剤は、熱分解法により、Ｃａ／Ｐ比カ月、５を超え、、
８以下であるリン酸カルシウムを減圧条件下に１１５０
”Ｃ〜１４５０℃の温度で焼成するか（特開平１−１８
９４９号公報）、又は湿式合成法で得たハイドロキシア
パタイトを大気中で１５００℃で２４時間焼成すること
によって製造することができる。α−リン酸三カルシウ
ムとリン酸四カルシウムの混合粉剤は、別々に合成した
α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムを混合し
て調製することもできる。

また、α−リン酸三カルシウムとハイドロキシアパタイ
トの混合粉剤は、熱分解法により、ＣａＺＰ比が、５を
超え、、６７未満であるリン酸カルシウムを１０００°
Ｃ以上、好ましくは１１５０℃〜１４５０°Ｃの温度で
焼成するか又は別々に合成したα−リン酸三カルシウム
とハイドロキシアパタイトを混合することによって得ら
れる（特開昭５９−１８２２６３号公報）。

リン酸四カルシウムとハイドロキシアパタイトの混合粉
剤は、別々に合成したリン酸四カルシウムとハイドロキ
シアパタイトとを混合することによって調製される。

リン酸四カルシウムとβ−リン酸三カルシウムの混合粉
剤は、別々に合成したリン酸四カルシウムとβ−リン酸
三カルシウムとを混合することによって調製される（特
開昭５９−１８２２６３号公報）。

さらに、α−リン酸三カルシウムとβ−リン酸三カルシ
ウムの混合粉剤は、リン酸と水酸化カルシウムを反応さ
せ、α−リン酸三カルシウムとβ−リン酸三カルシウム
が混在する温度で焼成するか、又は別々に合成したα−
リン酸三カルシウムとβ−リン酸三カルシウムを混合す
ることによって調製される。

本発明においては、上記のようにして調製された粉剤と
液剤とを、液剤に対する粉剤の比が重量比で約０．４〜
２．７、より好ましくは約０．４〜２．０となるように
混練することが好ましい、液剤に対する粉剤の比が約０
．４未満であると、固形分が少ないため、得られる硬化
体の強度が弱くなり、−方、約２．７を超えると、粉剤
と液剤の均一な練和が困難となるためである。

本発明による液剤を粉剤と混合して得られる硬化体をさ
らに焼成して機械的強度を改良することもできる。

本発明の硬化体を焼成する場合には、発泡剤、例えば過
酸化水素を混練物に添加して焼成するか又はポリスチレ
ンビーズなど、加熱により分解除去される粒子を混合し
ておき、これを熱分解によって除去することによって、
最終的に得られる硬化体を多孔性とすることもできる。

「発明の実施例」 次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが、本発明は
これに限定されるものではない。

実施例１ 公知の湿式法で合成したハイドロキシアパタイトスラリ
ーを噴霧乾燥により粉末化し、ハイドロキシアパタイト
粉末とした。このハイドロキシアパタイト粉末を１２０
０°Ｃで１時間減圧（約１Ｏ−２Ｐａ）で焼成し、熱分
解させてα−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウム
の混合粉末を得た。この混合粉末を硬化体用粉剤とした
。

また、クエン酸４５ｇとグルコース２０ｇを水５５ｇに
溶かした溶液１０ｇにヒアルロン酸ナトリウム（チッソ
■製、分子量約２１５万）　０．１　ｇを溶解させ、粘
度２０００ｃｐの硬化体用液剤を調製した。

こうして調製した粉剤２ｇと液剤１ｇを練和したところ
、展延性のあるガム状練和物となり、約１０分後に硬化
し、高強度の硬化体となった。

実施例２ ヒアルロン酸ナトリウム（チッソ■製、分子量約２１５
万）とキトサン（商品名フローナックＮ：共和油脂工業
■製）を用いて粘度２１００ｃｐの液剤を調製し、この
液剤１ｇと実施例１で調製した粉剤２ｇとを練和したと
ころ、展延性のあるガム状練和物となり約８分後に硬化
した。

実施例３〜１４ 下記の第１表に示す粉剤２ｇと第２表に示す組成の液剤
１ｇを練和したところ、上記の実施例と同様に展延性の
あるガム状練和物が得られ、高強度の硬化体が得られた
。硬化するのに要した時間を第２表に示す。

なお、表中、α−ＴＣＰはα−リン酸三カルシウム、Ｃ
ＯＰはリン酸四カルシウム、ＨＡＰはハイドロキシアパ
タイトを意味する。

比較例 実施例１においてヒアルロン酸ナトリウムを添加しなか
った液剤を用いて粉剤と練和したところ、約８分後に硬
化したが、硬化前の練和物は展延性がなく、成形性が悪
かった。

「発明の効果」 本発明により、ヒアルロン酸化合物を溶解して含む酸水
溶液を液剤として用い、これを粉剤と練和すると、練和
物は展延性を有するガム状物になり、硬化前に任意の形
状に容易に成形することができる。硬化反応は適度に穏
和に、しかも均一に進行し、生体組織為害性のない高強
度の硬化体を得ることができる。

特許出願人　　旭光学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸水溶液にヒアルロン酸化合物を、粘度が１５ｃｐ
   以上になるような量で溶解して含むことを特徴とするリ
   ン酸カルシウム系硬化体用液剤。 ２、液剤がさらに、単糖類、少糖類、糖アルコール及び
   多価アルコールから選ばれた１種又は２種以上を含む請
   求項１記載のリン酸カルシウム系硬化体用液剤。 ３、液剤がさらにカルボキシメチルキチン、グリコール
   キチン、プルラン、ペクチン又はキトサンを、液剤の粘
   度が１５ｃｐ以上となるような量で含む請求項１又は２
   記載のリン酸カルシウム系硬化体用液剤。 ４、酸水溶液がリン酸などの無機酸及びクエン酸、リン
   ゴ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、酒石酸、ポリ
   アクリル酸などの有機酸から選ばれた１種又は２種以上
   を含む請求項１記載のリン酸カルシウム系硬化体用液剤
   。 ３、ヒアルロン酸化合物がヒアルロン酸あるいはヒアル
   ロン酸ナトリウム、ヒアルロン酸カリウム等のヒアルロ
   ン酸塩である請求項１記載のリン酸カルシウム系硬化体
   用液剤。 ６、請求項１記載の液剤とα−リン酸三カルシウム及び
   ／又はリン酸四カルシウムを必須成分とする粉剤とを混
   練し、硬化してなることを特徴とするリン酸カルシウム
   系硬化体。 ７、粉剤の１／３以上がα−リン酸三カルシウム及び／
   又はリン酸四カルシウムから成る請求項１記載のリン酸
   カルシウム系硬化体。