JPH0362428B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収
部に充てんし、充てん個所に骨組織及び骨類似組
織を生成させるための充てん材に関する。

〔従来技術〕

生体の硬組織代替物質として、各種金属合金及
び有機物等が用いられてきたが、生体内における
環境下での溶解劣化若しくは生体に対し毒性を有
し、異物反応を伴うといわれており、現在では生
体との親和性に優れ、かつ上記の欠点のないセラ
ミツクス系材料が用いられつつある。このセラミ
ツクス系材料の中でも生体親和性に優れたアルミ
ナ、カーボン、リン酸三カルシウムあるいはヒド
ロキシアパタイトの焼結体若しくは単結晶からな
る人工骨、人工歯などが開発されつつあり注目を
集めている。

これらの焼結体若しくは単結晶を骨欠損部及び
骨空隙部さらには骨吸収部に充てんする試みもな
されているが、実際に治療を必要とする骨欠損部
の形状は一定でなく、かつ、複雑な形状をしてお
り、その形状に適合するようこれらの焼結体若し
くは単結晶を加工することは困難であり、さらに
これら焼結若しくは単結晶を充てんしたとして
も、充てんした周囲の骨組織よりも著しく硬いた
め充てん材周辺でその刺激による骨吸収がおこ
り、ルーズニングなどの問題が生じ、いまだ実用
の域には達していない。

一方、焼結体を機械的方法により、若しくは粉
末に可燃性フアイバーを成型時に加えて成型しこ
れを焼結する方法などにより多孔体とし、これを
骨欠損部及び骨空隙部の充てん材として使用する
方法も考えられるが、このようにして得られる多
孔体も骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部の
形状は一定でなく、かつ複雑な形状をしているこ
とから、その形状に適合するよう加工することは
手術時に時間がかかることとなり好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明の一つの目的は生体適合性にすぐれ、し
かも異物反応を伴わずに特に短期間に骨組織及び
骨類似組織を形成する骨欠損部及び骨空隙部なら
びに骨吸収部充てん材を提供することにある。

本発明の他の目的は充てん部における造骨作用
を促進し、骨組織欠損個所の構造及び機能を特に
速やかに修復及び回復せしめる骨欠損部及び骨空
隙部ならびに骨吸収部充てん材を提供することに
ある。

本発明の更に別の目的は新生骨及び結合織の生
成が特に速やかに行われる骨欠損部及び骨空隙部
ならびに骨吸収部充てん材を提供することにあ
る。

本発明の更に別の目的は充てん個所の形状にあ
わせ、充てん材の形状を患部に充てん後も自由に
かえうる充てん材を提供することにある。

本発明の上記及びその他の目的は以下の記載か
ら更に明白となる。

〔発明の構成〕

本発明によれば、リン酸カルシウム化合物から
なる粒子でその最短径が0.1〜3.0mmであり、かつ
下記式 Ｓ＝φ／ρD （式中、Ｓは比表面積、Ｄは粒子径、ρは粒子の
密度を示す。）で表わされる該粒子の比表面積形
状係数φが6.3〜15であることを特徴とする骨欠
損部及び骨空〓部ならびに骨吸収部充てん材が提
供される。

〔発明の説明〕

以下本発明を更に詳述する。

本発明者らは、リン酸カルシウム化合物を骨欠
損部及び骨空隙部に充てんすると新生骨が当該個
所に生成することから、リン酸カルシウム化合物
の骨形成能力を利用することにまず着目した。本
発明に使用し得るリン酸カルシウム化合物として
はリン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、
リン酸四カルシウム、オキシアパタイト、ピロリ
ン酸カルシウム、フツ素アパタイト、ヒドロキシ
アパタイトの水酸基の１部がフツ素イオンで置換
された化合物及びこれらの混合物を挙げることが
できるが、これらのうちで新生骨の生成速度が早
いもの、すなわちリン酸三カルシウム、ヒドロキ
シアパタイト、フツ素アパタイト若しくはリン酸
四カルシウムのうちから選ばれた１種若しくは２
種以上の混合物を用いることが好ましい。中でも
ヒドロキシアパタイトは新生骨生成速度が最も早
いことから、最も好ましいものと言える。ヒドロ
キシアパタイトの中でも500℃以上、特に好まし
くは700℃以上で熱処理して得たヒドロキシアパ
タイトが特に新生骨の生成が早く好ましい。熱処
理の上限温度については特に限定されるものでは
ないが、ヒドロキシアパタイトが分解を開始する
ので、分解温度以下とすべきである。また本発明
にて使用し得るリン酸カルシウム化合物は湿式
法、乾式法、水熱法など公知の製造方法により、
人工的に合成されたものであつても又、骨などか
ら得られる天然のものを用いてもよい。

本発明に用いるリン酸カルシウム化合物粒子の
形状はその最短径が0.1〜3.0mmであることが必要
である。最短径が0.1mm未満の場合には粒子どう
しが接して生じる細孔の大きさが体液成分が入る
のに不適当な大きさとなつてしまい、且つ粒子が
細かいため充てん後血液等で体外に縫合部より押
し出されたり、体内の他部位へ移動しやすく、充
てんを必要とする部位に残りにくい。

一方、3.0mmを越える場合には、骨欠損部及び
骨空隙部さらには骨吸収部への充てん量が少なく
なり、構造材としてのリン酸カルシウム化合物の
量が少なくなり好ましくなく、また粒子間の間隙
が大きすぎるため、間隙内を骨組織でうめつくす
までに長時間かかり、さらに歯科分野における使
用の場合で顎骨の造成（歯槽膿漏等による抜歯に
より顎部が細くかつ低くなつたものを太くかつ高
くすること）のための充てんの場合、粘膜表面に
顕著な凸凹が生じ外観上及び機能上問題がある。

リン酸カルシウム化合物の粒子はその比表面積
形状係数φが6.3〜15であることが必要である。
本明細書で用いる比表面積形状係数φとは、粒子
の比表面積と粒径の関係より求められる係数であ
り、次式の関係がある。

Ｓ＝φ／ρD （式中、Ｓ：比表面積、Ｄ：粒子径、ρ：粒子の
密度である。） この比表面積は流体透過法などで求めることが
でき、別に粒子の平均粒子径を顕微鏡観察などに
より求めることができる。

φが6.3未満の場合には、充てん材は所定の部
位への充てん後移動しやすく、そのため骨組織が
粒子表面に付着生成しにくく且つ前記顎骨の造成
の場合顎骨を高く回復させえない。φが15を越え
る場合には粒子は針状に近くなり、充てん後容易
に破断し粉化しやすく、該粉化したリン酸カルシ
ウム化合物が生体の他部へ流出し、生体に悪影響
を与える。また後記するように該充てん材は好ま
しくは注射筒状のもので充てんすることが好まし
いがこのような充てん方法に不適当である。

リン酸カルシウム化合物の粒子の外形は、エツ
ジが立つていないか若しくは少ないことが好まし
い。立つているエツジが多いと、生体組織へ該エ
ツジが好ましくない刺激を与えること、さらに、
特に前記した顎骨の造成の場合などでは、最悪の
場合上皮を破つてしまうことも十分考えられる。
また、さらにエツジが立つていると該部位が粒子
の充てん時や充てん後の移動時に細片や粉化しや
すく、これらが生体の他部へ流出し悪影響を与え
る恐れがある。さらに、該充てん材は充てん時好
ましくは注射筒状のもので充てんするがその際エ
ツジが立つているものが多いと、注射筒から押し
出しにくいか又は押し出し不可能となる。

最短径が0.1〜3.0mmであり、且つその比表面積
形状係数φが6.3〜15のリン酸カルシウム化合物
の粒子を得るためにはリン酸カルシウムの乾燥
物、焼成物等をまず破砕する。破砕にあたつてハ
ンマーミル、インペラーブレイカーを用いれば前
記係数φが6.3〜８程度のもの、ジヤイレトリー
クラツシヤー、コーンクラツシヤーを用いれば、
係数φが７〜12程度のもの、ジヨークラツシヤ
ー、ドツジクラツシヤーを用いれば係数φが９〜
20程度のものを得ることができる。破砕物をポツ
トミル、パン造粒器などによりエツジをおとして
もよいし、また破砕物を流動化させながらリン酸
カルシウム化合物のスラリーを噴霧してコーテン
グしてもよい。次いで、篩により最短径が0.1〜
0.3mmのリン酸カルシウム化合物の粒子を篩分け
し、ロツト分けした後、サンプリングし顕微鏡観
察により粒子径を測定した比表面積形状係数φを
前記式により求め、その値が前述の範囲内にある
サンプル群を選別使用する。

本充てん材の使用方法としては、リン酸カルシ
ウム化合物の粒子を骨欠損部及び骨空隙部さらに
は骨吸収部にそのまま充てんすることも可能であ
るが、充てんを必要とする部位に確実に充てんす
るため、及び充てん操作をより容易に行うため、
一般の注射器の受針部のない注射筒、すなわちリ
ン酸カルシウム化合物の粒子を押出し得るよう注
射筒の先端受針部をカツトして開放端とした注射
筒を好ましく用いることができる。さらに好まし
くは注射筒のリン酸カルシウム化合物の粒子の入
つた筒体部分には無菌的に作られた生理食塩水等
の液体を入れることが望ましい。これは該液体に
よりシリンジの移動をスムーズにすることがで
き、リン酸カルシウム化合物の粒子の表面を液体
でぬらしておくことにより、より速やかに充てん
材間隙にまで体液成分を浸入させやすくすること
ができるからである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明
する。

実施例 １ 湿式法にて製造したヒドロキシアパタイトの乾
燥物をインペラーブレーカーにて破砕し、焼成温
度300、500、700、1000、及び1200℃で焼成した
後篩分けし、最短径が0.5〜1.0mmの粒状物を得
た。サンプリングして比表面積形状係数φが6.4、
８の粒状物を各々得た。別に、湿式法にて製造し
たヒドロキシアパタイトのスラリーを液中乾燥法
にて乾燥し、焼成温度300、500、700、1000、及
び1200℃にて焼成して最短径0.5〜1.0mm、φ6.1の
粒状物を得た。上記乾燥物をドツジクラツシヤー
を用いて破砕し、同様の処理をして最短径が0.5
〜1.0mm、比表面積形状係数φが15及び20のもの
を各々得た。乾式法にて製造したリン酸三カルシ
ウムを焼成温度1100℃にて焼成し、インペラーブ
レイカーを用いて破砕後同様にて最短径が0.5〜
1.0mmで比表面積形状係数φが８の粒状物を得た。

一方、さるの顎骨に骨欠損（４×４×３mm）を
作製し、これに上記各粒状物を充てんし、４週後
にと殺し標本を作成し、充てん材粒子間に生成し
た組織を観察した。

φが20のものについても充てんをこころみたが
欠損部への圧入時粒状物は砕けてしまつたので充
てんは行わなかつた。

４週後の観察によると、ヒドロキシアパタイト
で焼成温度が300℃のものはいづれも充てん材粒
子間に骨状組織は認められず、一部異物巨細胞が
粒状物の表面に存在することが確認された。

500℃以上のヒドロキシアパタイト粒状物はφ
が6.1のものを除き、いづれも充てん材粒子間に
直接接して骨組織が生成していた。中でも700℃
以上で焼成した粒子間の骨組織の生成量が多く認
められた。

φが6.1のものは500℃以上の焼成のいづれの場
合にも粒状物間は結合織が進入しており、ごくわ
ずか骨組織の生成が認められるのみであつた。

リン酸三カルシウムを用いた場合にはヒドロキ
シアパタイト500℃焼成φ8のものとほぼ同じ所見
であつた。

実施例 ２ 湿式法にて製造したヒドロキシアパタイトの乾
燥物をインペラーブレーカーにて破砕した後ポツ
トミルでエツジをとり、次いで1200℃で焼成し、
実施例１の処法により0.044〜0.088、0.1〜0.3、
0.5〜1.0、1.0〜3.0、3.0〜4.0mmでφが８の粒状物
を作製し、サルの顎骨に造成のため充てんし、充
てん後４週までの経過を触診にて観察した。

その結果、0.1〜0.3、0.5〜1.0、1.0〜3.0mmの粒
状物を用いた場合では、術後２週の触診で充てん
物は不動となり顎骨と同様の状態を示した。術後
４週でもその様子は同じであつた。

0.044〜0.088mmの粒状物を用いた場合には、充
てん後１週間で造成のため入れた部位はもとの状
態にもどり、充てん部にはほとんど残存していな
かつた。3.0〜4.0mmの粒状物を用いた場合では充
てん部の粘膜は凸凹がはげしく、充てん後１週間
で一部上皮の亀裂が認められた。術後２週間にお
ける触診の結果充てんした粒状物は可動な状態で
あつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リン酸カルシウム化合物からなる粒子でその
   最短径が0.1〜3.0mmであり、かつ下記式 Ｓ＝φ／ρD （式中、Ｓは比表面積、Ｄは粒子径、ρは粒子の
   密度を示す。）で表わされる該粒子の比表面積形
   状係数φが6.3〜15であることを特徴とする骨欠
   損部及び骨空〓部ならびに骨吸収部充てん材。