JPH04212369A - 骨補填材の製造方法 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は、例えば口腔外科、整形外科など
において、骨腫瘍、歯槽膿ろうなどで手術した後の骨の
欠損部を埋めるために使用される骨補填材の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】従来、かかる骨補填材とし
ては、コバルト−クロム、チタン、ステンレスなどの金
属や、アルミナ、ジルコニア、三リン酸カルシウム、ハ
イドロオキシアパタイト、リン酸カルシウム系ガラスな
どのセラミックスや、シリコン樹脂などの▲高▼分子材
料や、カーボンなどを材質とし、これらをブロック状、
顆粒状などに形成したものが使用されている。

【０００３】この中でも、三リン酸カルシウム、ハイド
ロオキシアパタイト、リン酸カルシウム系ガラスなどの
リン酸カルシウム系材料は、骨と同様な成分からなるの
で生体親和性が極めて▲高▼く、近年、最も注目されて
いる材料である。

【０００４】しかしながら、リン酸カルシウム系材料か
らなる骨補填材を用いた場合においても、本来は異物な
ので、充填した骨補填材の生体組織に近い部分において
は、新生骨との融着がなされるが、生体組織から離れた
部分においては、いわゆるカプセル反応により、繊維性
組織で取囲まれて軟質化することが多かった。このよう
に、リン酸カルシウム系材料を用いた場合でも、治癒力
の不活発な部位においては、カプセル反応による組織不
適合性が生じるという問題点があった。

【０００５】また、特開昭６０−２１７６３号公報には
、孔径１０〜１００μｍの連続気孔を有し、少なくとも
１００Ｋｇ／ｃｍ２の曲げ強度をもつ水酸アパタイト焼
結体からなる人工骨材料が提案されている。

【０００６】しかしながら、上記の人工骨材料において
は、少なくとも１００Ｋｇ／ｃｍ２の曲げ強度を付与す
るために、気孔率を高めることができず、連続気孔は極
めて少ないものとなり、カプセル反応を有効に防止する
ことはできなかった。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、例えば生体組織から離
れた治癒力の不活発な部位においても、新生骨との融着
がなされ、カプセル反応が起こらない骨補填材の製造方
法を提供することにある。

【０００８】

【発明の構成】本発明の骨補填材の製造方法は、平均粒
径０．０１〜１０μｍの有機可燃物粒子と平均粒径０．
０５〜１μｍのリン酸カルシウム系粉末とを混合して造
粒し、この造粒物を焼成することを特徴とする。

【０００９】生体内に取込まれた骨補填材に対するカプ
セル反応は、骨補填材に付着したマクロファージがこれ
を異物と判断することによって誘起される。本発明者ら
は、この作用をよく研究した結果、マクロファージが付
着した部位において、体液が流通している状態である場
合には、マクロファージによって異物と判断されること
はなく、カプセル反応を防止できることがわかった。

【００１０】本発明は、骨補填材に連続気孔を形成する
ことにより、骨補填材内部に体液を流通させ、カプセル
反応を防止して、新生骨との融着を促進できるという事
実に着眼してなされたものである。この場合、マクロフ
ァージにより異物と判断されないためには、連続気孔の
孔径が重要であり、具体的にはマクロファージに比べて
大きすぎない程度の孔径とすることが必要となる。

【００１１】このためには、平均孔径０．０１〜１０μ
ｍの連続気孔を有する骨補填材が好ましい。この場合、
平均孔径が０．０１μｍ未満では、製造困難となると共
に、体液が流通しにくくなるのでカプセル反応防止効果
が充分に得られない。また、平均孔径が１０μｍを超え
ると、マクロファージの大きさに比べて孔径が大きすぎ
るため、マクロファージが付着した部位における体液流
通がなされず、カプセル反応防止効果が充分に得られな
い。

【００１２】本発明において、有機可燃物粒子の平均粒
径は、前述したような平均孔径の連続気孔を形成するた
め、０．０１〜１０μｍとされる。有機可燃物粒子とし
ては、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリプロ
ピレンなどの合成樹脂ビーズ、セルロース、動物繊維な
どを細かく切断したものなどが採用される。

【００１３】また、本発明においては、平均粒径０．０
５〜１μｍのリン酸カルシウム系粉末を使用する。これ
により、リン酸カルシウム系粉末から成る骨格部はほぼ
緻密質となり、気孔はもっぱら有機可燃物粒子によって
作成される。リン酸カルシウム系材料としては、公知の
各種のものが使用可能であるが、特にハイドロオキシア
パタイト、三リン酸カルシウムなどが好ましい。粗原料
としてのリン酸カルシウム粉末は、例えば平均粒径１〜
１０μｍ程度のものでよいが、これをボールミルなどで
粉砕して平均粒径０．０５〜１μｍに調製して使用する
ことが必要である。

【００１４】なお、上記のリン酸カルシウム系材料と有
機可燃物粒子とを混合して造粒するに際して、必要に応
じて結合剤として水、ポリビニルアルコールなどを添加
してもよい。

【００１５】原料の配合組成は、リン酸カルシウム系粉
末１００重量部に対して有機可燃物粒子３０〜７０重量
部が好ましい。有機可燃物粒子が３０重量部未満では充
分な気孔率が得られず、７０重量部を超えると、気孔率
が大きくなりすぎて強度が低下する。

【００１６】造粒方法としては、例えばリン酸カルシウ
ム粉末と有機可燃物粒子とを混合してスラリーとし、こ
れを乾燥してブロック化し、さらに粉砕する方法や、パ
ン型造粒機などを用いて造粒する方法などが採用できる
。

【００１７】焼成条件は、特に限定されないが、例えば
、室温から６００℃程度まで５０℃／Ｈｒ前後で昇温し
て有機可燃物粒子を焼失させた後、さらに１２００℃程
度まで１００℃／Ｈｒ前後で昇温し、１２００℃程度で
８時間ほど保持することにより、焼結体を得ることがで
きる。

【００１８】本発明の好ましい態様においては、顆粒表
面の（１０μｍ）２の範囲内に少なくとも一つ以上の連
続気孔を有する多孔質顆粒を製造する。このように、連
続気孔が所定密度で配列されていることにより、マクロ
ファージが付着した箇所に連続気孔が位置する確率が高
められ、カプセル反応をより効果的に防止できる。

【００１９】また、本発明の好ましい態様においては、
連続気孔の平均孔径は０．０１〜１μｍとされる。平均
孔径を０．０１〜１μｍとすることにより、マクロファ
ージが孔の上に乗って付着する状態となり、カプセル反
応防止効果がより高められる。

【００２０】さらに、本発明の好ましい態様においては
、気孔率が６０〜９０％とされる。気孔率が６０％未満
では、連続気孔になりにくく、体液の流通が充分になさ
れない。一方、気孔率が９０％を超えると、強度が低下
してくずれやすくなる傾向がある。

【００２１】本発明において、骨補填材の顆粒の形状は
、球形、不定形など特に限定されない。また、顆粒の大
きさは、充填操作を容易にするため、平均径が０．１〜
１ｍｍとなるようにすることが好ましい。顆粒の平均径
が０．１ｍｍ未満では体液によって流されやすくなり、
１ｍｍを超えると顆粒の間に隙間ができすぎて新生骨と
の融着がなされにくくなる。

【００２２】この骨補填材の使用に際しては、例えば骨
補填材を滅菌した後、滅菌ずみの生理食塩水と混合して
骨欠損部に充填すればよい。これにより、骨補填材と周
囲の骨組織とが新生骨によって融着し、骨欠損部を治癒
することができる。

【００２３】

【実施例】合成ハイドロオキシアパタイト粉末（粒径１
〜１０μｍ）６００ｇと、ポリスチレンビーズ「ファイ
ンパール」（商品名、住友化学工業株式会社製、平均粒
径６μｍ）４００ｇとに、蒸留水２０００ｍｌを添加し
、ボールミルにて２４時間混合分散し、平均粒径０．６
μｍのハイドロオキシアパタイトのスラリーを得た。 シャーレに上記スラリーを入れ、熱風循環式乾燥機にて
１００℃で２４時間乾燥し、乾燥ブロックとした。

【００２４】この乾燥ブロックを乳鉢にて粉砕して１０
０〜１０００μｍの顆粒とし、電気炉で焼成した。焼成
条件は、室温から６００℃まで５０℃／Ｈｒで昇温し、
さらに１２００℃まで１００℃／Ｈｒで昇温し、１２０
０℃で８時間保持した後、２００℃／Ｈｒの速度で降温
することによって行なった。

【００２５】こうして得られたハイドロオキシアパタイ
トの顆粒を、ステンレス製メッシュを用いて、粒径３０
０〜５００μｍの範囲に調製した。

【００２６】この骨補填材は、平均孔径４μｍ程度の連
続気孔を有するものであった。この骨補填材の１００倍
の電子顕微鏡写真を図１に、１０００倍の電子顕微鏡写
真を図２に、１００００倍の電子顕微鏡写真を図３に示
す。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、気孔径及び気孔率のコントロールが容易でかつそ
の気孔が均一に分散しており、高気孔率で、骨補填材と
して実用するのに充分な強度を有する多孔質顆粒が得ら
れる。また、本発明の方法によれば、平均孔径０．０１
〜１０μｍの連続気孔を有し、その気孔が均一に分散し
ていて、顆粒表面の（１０μｍ）２の範囲内に少なくと
も１個存在するリン酸カルシウム系多孔質顆粒が得られ
る。このような多孔質顆粒は、骨補填材として用いたと
きに、マクロファージが付着した部位における体液流通
がなされ、マクロファージによる異物判断がなされない
ので、カプセル反応を効果的に防止でき、新生骨との融
着を良好にして、治癒を早めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で得られた骨補填材の粒子構造
を示す１００倍の電子顕微鏡写真である。

【図２】本発明の実施例で得られた骨補填材の粒子構造
を示す１０００倍の電子顕微鏡写真である。

【図３】本発明の実施例で得られた骨補填材の粒子構造
を示す１００００倍の電子顕微鏡写真である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平均粒径０．０１〜１０μｍの有機可
   燃物粒子と平均粒径０．０５〜１μｍのリン酸カルシウ
   ム系粉末とを混合して造粒し、この造粒物を焼成するこ
   とを特徴とする骨補填材の製造方法。