JPH0440961A - 骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材 - 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、生体用セラミックス材料であって、骨欠損部
、骨空隙部及び骨吸収部の充填箇所に固定され、かつ該
充填箇所に早期に新生骨の形成を促進し、生体の骨組織
と一体化し得る骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部
充填材に関する。

〈従来の技術〉 従来歯科治療又は整形外科治療において、歯周病、抜歯
後における歯槽骨の吸収、交通事故若しくは骨腫瘍等の
疾患により失なわれた骨を修復するだめに患者自身の他
部位の骨移植等が試みられているが、前記修復法では、
損傷箇所以外の骨組織を切除するため、患者の肉体的及
び心理的負担が極めて大きく、また広範囲な骨欠損部を
充填する為に十分な量の自家骨を採取できないという問
題がある。

そこで、前述の問題を解決するために、生体の硬組織代
替物質として、各種金属合金及び有機物質等が提案され
ている。しかしながら前記各種金属合金及び有機物質等
は、一般に生体環境下において使用する場合、溶解劣下
や生体に対する毒性等の異物反応を伴うという問題があ
る。

また最近では、生体との親和性に優れ、かつ前記欠点の
ないアルミナ、リン酸三カルシウム又はヒドロキシアパ
タイトの焼結体若しくは単結晶から成る充填材等のセラ
ミックス系材料が注目されている。中でもヒドロキシア
パタイトは、充填後半期に骨の新生が期待でき、更にア
ルミナのように結合組織を介することなく新生骨と接す
る等の利点を有しているので、特に生体親和性に優れた
材料として知られている。該ヒドロキシアパタイトを使
用した充填材は、構造上の特徴から、表面と内部とを結
ぶ連通気孔を有する多孔質充填材と、内部に殆んど気孔
を持たない緻密質充填材とに大別される。前記多孔質充
填材は、顆粒状であっても、充填後容易に移動すること
なく充填箇所に固定され、また早期骨形成能に優れてい
るものの、充填後若しくは縫合後充填箇所に荷重を加え
ると、多孔質充填材が破壊され、充填箇所が沈下するな
ど強度的に弱いという欠点がある。

また緻密質充填材は、強度においては優れるものの、顆
粒状である場合、圧密充填をしないと充填箇所より移動
するという欠点が生じ、したがって優れた生体親和性を
有するにもかかわらず、骨形成が遅延するという問題が
生じる。

更にまた、充填箇所に固定して充填し得る充填材として
、最短径０．１〜３．０ｍであって、かつ比表面積形状
係数φが６．３〜１５の緻密質充填材（特開昭６１−２
０５５８号公報）が提案されている。しかし該充填材に
おいても、充填箇所への固定が未だ十分でないのが現状
である。

〈発明が解決しようとする課題〉 したがって本発明の目的は、生体親和性及び早期骨形成
能に優れ、必らずしも圧密充填等をしなくても充填箇所
に確実に固定され、かつ実用上の強度も十分であり、し
かも手術をする際に弊害のない理想的な骨欠損部及び骨
空隙部ならびに骨吸収部充填材を提供することにある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明によれば、ヒドロキシアパタイトから成る粒子で
あって、該粒子の最短径が０．１〜３．０ｍであり、か
つ表面番ζ孔径が数μｍ〜５００μｍの複数の窪みを具
備したことを特徴とする骨欠損部及び骨空隙部ならびに
骨吸収部充填材が提供される。

以下本発明を更に詳細に説明する。

本発明の骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材
は、骨形成促進能力に優れたヒドロキシアパタイトから
成る粒子であって、該粒子の表面に、充填材を充填箇所
に固定し、また新生骨細胞の付着・増殖を良好にする目
的で、該粒子の表面に特定の最短径を有する複数の窪み
を具備することを特徴とする。

本発明の骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材
、即ちヒドロキシアパタイトから成る粒子の最短径は、
０．１〜３．０ｍの範囲である。

前記粒子の最短径が０．１ｍ未満の場合には骨欠損部及
び骨空隙部ならびに骨吸収部に充填した際、粒子同志が
接して生じる間隙が、体液成分を侵入させるのに不適当
な大きさとなり、また粒子が細かいために、充填後面液
等の体液によって縫合部より該粒子が体外に押し出され
たり、体内の他部位へ移動しやすくなり、充填を必要と
する部位への固定が困難となる。−力量短径が３．０１
を超える場合には、骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸
収部への充填量が少なくなり、また粒子間の間隙が大き
すぎるために、間隙内を骨組織で埋め尽くすまでに長時
間を要し、更には、歯科分野における使用において、抜
歯窩などへ充填する場合、粘膜表面に顕著な凹凸が生じ
外観上及び機能上問題があるので前記範囲内とする必要
がある。

本発明において、充填材である粒子の表面に形成される
窪みは、充填材を骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収
部へ充填した際に、隣接する充填材同志を係止させるよ
うに固定し、全体として、充填材を所望の充填箇所に強
固に固定させ、更には、窪みにより形成される凹凸部が
、新生骨細胞の付着、増殖を良好にするためのものであ
って、該窪みの孔径は、数μｍ〜５００μｍの範囲とす
る必要があり、更に充填材としての強度を高くする為に
は、孔径を数μｍ〜１００μｍの範囲とするのが好まし
い。前記孔径が数μｍに満たない場合には、隣接する充
填材同志が係止せず、充填材が所望の充填箇所より他部
位へ移動しやすくなり、また５００μｍを超えると、強
度が低下するため前記範囲内とする必要がある。また前
記窪みの深さは数μｍ〜５０μｍの範囲であるのが好ま
しい。

前記窪みの深さが数μｍ未満の場合には、隣接する充填
材において、窪みにより形成される凹凸の係わり合いが
十分でなく、更には早期における新生骨細胞の付着が期
待できず、５０μｍを超えると、強度が低下するので好
ましくない。

更に前記粒子表面に形成される窪みは、充填材表面全体
に対して、１０〜１００％具備されるのが好ましく、ま
た前記粒子の比表面積形状係数φは６．３〜１５の範囲
であるのが好ましい。前記比表面積形状係数φが１５を
超えると粒子の形状が針状となり、充填後外力等により
粒子が容易に破断粉化する恐れがあり、更には粉化した
細片が生体内の他部位へ流出する等、生体に好ましくな
い影響を及ぼすので好ましくない。一方６．３未満の場
合には充填後、充填材が充填箇所より他部位へ移動しや
すくなり、充填材表面への骨組織の付着生成が遅延する
ので好ましくない。

本発明の骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材
を調製するには、例えば、粒径０．１〜９０μｍのヒド
ロキシアパタイト微細粉末を６０〜７０重量％スラリー
とし、得られたスラリーを、よく撹拌しスラリー中に多
くの気泡を巻き込ませた後、直ちに乾燥する。なおこの
際、スラリーがより気泡を巻き込みやすくする目的で、
スラリー１００重量部に対して、好ましくは１〜１０重
量部の可燃性有機物質を加えてもよい。得られた乾燥物
を公知の方法により０．１〜３．０−の顆粒とした後焼
成し、ボットミル等により得られた粒子表面の突出部に
存在するエツジを取り除く処理を行なうことによって表
面に所望の窪みを有し、かつ内部が含浸法で得られる多
孔質顆粒よりも高度に緻密に構成された粒子を得ること
ができる。

即ち気泡を多く含むスラリー乾燥物を粉砕することによ
り１強度の弱い気泡部分から割れ、従って表面部分に所
望の窪みを形成することができる。

前記可燃性有機物質としては焼成後窪みを形成するもの
であれば良く、好ましくはポリビニルアルコール、ナフ
タリンスルホン酸アンモニウム又はポリカルボン酸アン
モニウム塩等を挙げることができる。また焼成温度は７
００〜１２００℃が好ましく、充填材としての強度を更
に高めるために、１０００〜１２００℃で焼成するのが
特に好ましい。更に前記充填材の表面は、窪みにより形
成される凹凸部に存在するエツジを完全に除去するが又
は少なくすることが好ましい。該エツジが大量に存在す
ると充填箇所周辺の生体組織に好ましくない影響を与え
る恐れがあり、また充填時に注射筒等を利用して充填す
る場合、該注射筒の押し出し口がつまり、充填操作の妨
げとなるので好ましくない。

〈発明の効果〉 本発明の骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材
は、表面に数μｍ〜５００μｍの窪みを複数具備してい
るため、所望の充填箇所に確実に固定することができ、
しかも早期における新生骨細胞の付着・増殖を促進する
ことができる。更に前記表面構造に加え、充填材の内部
構造が緻密質であるため、強度的にも充分であり、した
がって外力による作用を受は易すい両局外科、整形外科
等における骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填
材として極めて有用である。

〈実施例〉 以下本発明を実施例及び比較例により詳細に説明するが
、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１、比較例１，２ 湿式法で合成したヒドロキシアパタイト（以下ＨＡｐと
称す）を焼成温度８００’Ｃで２時間仮焼したのち、ボ
ールミルを用いて平均粒径９０μｍ以下に粉砕し、ＨＡ
ｐ微細粒子を得た。得られたＨＡｐ微細粒子を水と混合
し、ＨＡｐの固形物濃度が７０重量％のＨＡｐスラリー
（以下ＨＡｐスラリーＡと称す）を調製した。このスラ
リー化の際に、実施例１ではスラリー１００重量部に対
し２重量部ポリカルボン酸アンモニウム塩を添加し、気
泡をよく巻き込むために、十数分間よく撹拌混合した。

次いで得られたＨＡｐスラリーを８０℃で乾燥した後、
焼成温度１２００℃にて１時間焼成し粉砕して、粒子の
全表面に複数の窪みを形成し、次に最短径が０．５〜１
．０ｍ＋の粒子を篩分けした。最終にポットミルにてエ
ツジ処理を行ない所望の充填材を得た（実施例］、）。

得られた充填材表面に形成された窪みの孔径を走査型電
子顕微鏡により測定したところ、数μｍ〜１００μｍの
孔径を有しており、更に深さは数μｍ〜５０μｍであっ
た。

得られた充填材粒子の拡大斜視図を第１図に示し、充填
材粒子の表面を更に拡大した平面図をｌａ図及びｌｂ図
に示す。図において１は、実施例１で得られた充填材粒
子であって、該粒状充填材１の全表面には、孔径が小さ
い窪み１１及び孔径が大きい窪み１２が、複数形成され
ている。粒状充填材１の表面には、１８図及びｌｂ図に
示されるとおり、小さい孔径１１が密集する部分と、大
きい孔径１２の周辺に小さい孔径１１が密集する部分と
が存在していた。

また前記ＨＡｐスラリーＡを網目構造のウレタン樹脂に
含浸して８０℃で乾燥した後、焼成温度１２００℃にて
１時間焼成し粉砕した後、前記と同様に篩分けを行ない
、最短径が０．５〜１．０閣の多孔質顆粒状の充填材を
得た（比較例１）。

更に、ＨＡＰの乾燥物をインペラーブレーカ−にて粉砕
した後、焼成温度１２００℃にて１時間焼成し、次いで
前記と同様に篩分けし、ボットミルにてエツジ処理を行
ない最短径が０．５〜１．０ｍ＋＋の緻密質顆粒状の充
填材を得た（比較例２）。

筺」Ｌ孤 成人の下顎骨に４　ｍ　Ｘ　４　ｗｎ　Ｘ　３　ｗｎの
骨欠損部を作製し、該骨欠損部に実施例１、比較例１，
２で得られた充填材を、それぞれ常法にしたがって滅菌
処理した後圧入により充填した。術後１週間に触診ａ察
し、術後４週間に成人を屠殺して標本を作製し充填材部
位の新生骨組織の形成状態について観察した。実施例１
で得られた充填材は、該骨欠損部への充填操作が容易に
行え、術後１週間の触診時において既に該骨欠損部に確
実に固定され、顎骨と同様の状態を示した。更に４週間
後の組織標本観察においては、骨に隣接した充填材顆粒
周辺部位に顕著に新生骨組織の形成が認められ、しかも
充填材を充填した部位の中心部まで骨組織の形成が認め
られた。しかしながら比較例１で得られた多孔質顆粒状
充填材においては、該骨欠損部に充填する際の圧入によ
り充填材が砕けてしまい、充填が困難であった。またか
ろうじて充填できた充填材も、術後１週間の触診の際や
、通常の咀噌によって充填材が破壊され、標本作製前に
該充填部位より吐畠し、組織標本観察には至らなかった
。

また比較例２で得られた緻密質充填材においては、実施
例１と同様に充填操作を容易に行うことができ、術後４
週間において、骸骨欠損部に充填材を固定することがで
きたが、術後１週間の触診時においては、充填材が確実
に固定されていなかったために、組織標本１１１察にお
ける新生骨組織の形成状態の観察においては、充填材を
充填した部位の中心部にまで新生骨組織が形成されてお
らず、したがって各々の充填材粒子は、早期に新生骨と
一体化させることはできなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１により得られた骨欠損部及゛び骨空
隙部ならびに骨吸収部充填材の拡大斜視図、第１ａ図は
第１図の充填材表面１部を更に拡大した平面図、第１ｂ
図は、同じく表面の異なる部位を更に拡大した平面図で
ある。 １・・充填材本体、１１・・小さな孔径の窪み、１２・
・大きい孔径の窪み。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ヒドロキシアパタイトから成る粒子であって、該粒子の
   最短径が０．１〜３．０ｍｍであり、かつ表面に孔径が
   数μｍ〜５００μｍの複数の窪みを具備したことを特徴
   とする骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材。