JPH047227B2 - - Google Patents

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JPH047227B2
JPH047227B2 JP59109693A JP10969384A JPH047227B2 JP H047227 B2 JPH047227 B2 JP H047227B2 JP 59109693 A JP59109693 A JP 59109693A JP 10969384 A JP10969384 A JP 10969384A JP H047227 B2 JPH047227 B2 JP H047227B2
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JP
Japan
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bone
hydroxyapatite
composition
powder
filling
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JP59109693A
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Japanese (ja)
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JPS60256460A (en
Inventor
Takashi Kurosawa
Kenichi Murase
Hideo Nishimaki
Shuzo Kitagawa
Masayuki Nishida
Mikya Ono
Hiroyasu Takeuchi
Yoshitaka Ookubo
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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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空〓部に充てんし、充て
ん個所に新生骨を生成させるための充てん用組成
物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a filling composition for filling bone defects and cavities and generating new bone at the filling sites.

[従来技術] 外科あるいは整形外科の分野においては、骨折
や骨腫瘍の切除などにより骨に欠損部あるいは空
〓部を生じ、また歯科の分野においても歯槽膿漏
による顎骨の消耗欠損等が起こり、当該個所の補
綴を必要とする場合にしばしば遭遇する。従来か
かる場合には患者本人の腸骨等を切除し、骨欠損
個所に充てんし、骨組織の欠損あるいは空〓をう
めるとともに当該組織の回復治癒を早めるという
方法が多くの場合用いられている。しかしなが
ら、この方法を用いるには損傷個所以外の正常な
骨組織を切除する必要があることから、患者の苦
痛は大きく、しかも手術に当り、多大の労力を要
する。さらに、骨欠損部等が大きな場合には、そ
れに埋込むだけの十分な量の自家骨を採取できる
とは限らず、不足分については何らかの代用物を
用いることを余儀なくされる。この代用物として
は、たとえば同種骨、異種骨があるが埋込んだ生
体組織と拒絶反応を伴うことなどの点に問題が残
されており、手術後の経過は必ずしも良好とはい
えず、未だ実用段階には至つていない。
[Prior Art] In the field of surgery or orthopedics, bone defects or voids occur due to fractures or bone tumor excision, and in the field of dentistry, loss of jaw bone due to alveolar pyorrhea occurs. This is often encountered when a prosthesis is required for the area. Conventionally, in many cases, a method has been used in which the patient's own iliac bone or the like is removed and filled into the bone defect site to fill the defect or void in the bone tissue and to hasten the recovery and healing of the tissue. However, using this method requires resection of normal bone tissue other than the damaged area, which causes great pain to the patient and requires a great deal of labor during the surgery. Furthermore, if the bone defect is large, it is not always possible to collect enough autologous bone to fill it, and some kind of substitute must be used to make up for the shortage. As a substitute for this, for example, allogeneic bone and xenogeneic bone are available, but there are still problems such as rejection reactions with the implanted living tissue, and the postoperative course is not always good. It has not yet reached the practical stage.

生体の硬組織代替物質としては、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。
Various metal alloys and organic substances have been used as hard tissue substitutes for living organisms, but they are said to deteriorate due to dissolution in the living environment, to be toxic to living organisms, and to be accompanied by foreign body reactions. Ceramic materials, which have excellent compatibility with living organisms and do not have the above-mentioned drawbacks, are now being used. Among these ceramic materials, artificial bones and teeth made of sintered bodies or single crystals of alumina, carbon, tricalcium phosphate, or hydroxyapatite, which have excellent biocompatibility, are being developed and are attracting attention.

これらの焼結体若しくは単結晶を骨欠損部及び
空〓部に充てんする試みもなされているが、実際
治癒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、さらにこれら焼結体若しくは
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。
Attempts have been made to fill bone defects and cavities with these sintered bodies or single crystals, but the shape of the bone defect that requires healing is not constant;
Moreover, they have a complex shape, and it is difficult to process these sintered bodies or single crystals to fit the shape. Furthermore, even if these sintered bodies or single crystals are filled, the surrounding area Because it is significantly harder than bone tissue, the stimulation causes bone resorption around the filling material, causing problems such as loosening, and it has not yet reached the level of practical use.

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
骨欠損部及び空〓部の充てん材として使用する方
法も考えられるが、これらの方法により作成され
る多孔体の気孔率は、例えば、セラミツクス焼結
体を機械的に加工して多孔体化しようとする場合
には、その加工性が悪く、しかももろくて破損し
やすいところから多量に気孔導入は不可能であ
り、またさらにセラミツクス原料粉末に可燃性フ
アイバーを加え成型ののち焼結せしめて多孔体を
得る場合においても粉末に多量に可燃性フアイバ
ーを入れ成型することは困難であることなどから
高気孔率のものは得られない。このため新生骨の
生成に必要な生体の骨形成成分の充てん材中への
進入が十分でなく充てん材と骨組織が一体化する
までに長期間を必要とするなどの欠点がある。
On the other hand, the sintered body is made into a porous body by mechanical methods or by adding combustible fiber to powder during molding and sintering it, and this is used as a filling material for bone defects and cavities. However, the porosity of the porous body created by these methods is poor, for example, when attempting to mechanically process a ceramic sintered body to make it porous. Moreover, it is impossible to introduce a large amount of pores because the material is brittle and easily damaged. Furthermore, even when flammable fiber is added to ceramic raw material powder and molded and sintered to obtain a porous body, a large amount of flammable fiber is added to the powder. It is difficult to mold the material with high porosity. For this reason, there are drawbacks such as insufficient infiltration of biological osteogenic components necessary for the generation of new bone into the filler, and a long period of time required for the filler and bone tissue to become integrated.

[発明の目的] 従つて、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特に短期間に骨組
織を形成し、充てん材自体が生体に吸収置換さ
れ、特に充てん組成物の中心部に至るまで新生骨
を生成し得る骨欠損部及び空〓部充てん用組成物
を提供することにある。
[Objective of the Invention] Therefore, one object of the present invention is to provide a material that has excellent biocompatibility, forms bone tissue in a particularly short period of time without any foreign body reaction, and allows the filling material itself to be absorbed and replaced by the living body, and in particular, to improve the filling composition. It is an object of the present invention to provide a composition for filling bone defects and cavities that can generate new bone up to the center of the object.

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空〓
部充てん用組成物を提供することにある。
Another object of the present invention is to promote bone formation in the filled area and to particularly quickly repair and restore the structure and function of the bone tissue defect area.
An object of the present invention is to provide a composition for part filling.

本発明の更に別の目的は新生骨の生成が特に速
やかに行われる骨欠損部及び空〓部充てん用組成
物を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a composition for filling bone defects and cavities in which new bone formation is particularly rapid.

本発明の更に別の目的は充てん個所の形状に適
合した形状に成形しやすい骨欠損部及び空〓部充
てん用組成物を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a composition for filling bone defects and cavities that is easy to mold into a shape that matches the shape of the filling site.

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。
The above and other objects of the present invention will become more apparent from the following description.

[発明の構成] 本発明によれば、500℃以上で熱処理したヒド
ロキシアパタイト5〜95体積%及びフイブリン95
〜5体積%を含有することを特徴とする骨欠損部
及び空〓部充てん用組成物が提供される。
[Structure of the Invention] According to the present invention, 5 to 95% by volume of hydroxyapatite and fibrin 95% heat-treated at 500°C or higher
There is provided a composition for filling bone defects and cavities, characterized in that it contains ~5% by volume.

[発明の説明] 以下本発明を更に詳述する。[Description of the invention] The present invention will be explained in more detail below.

本発明において用いるヒドロキシアパタイトと
しては、500℃以上で熱処理したヒドロキシアパ
タイトであり、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
生成が早いため好ましい。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するヒド
ロキシアパタイトは湿式法、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。
The hydroxyapatite used in the present invention is hydroxyapatite heat-treated at 500° C. or higher, and hydroxyapatite heat-treated at 700° C. or higher is particularly preferred because new bone formation is particularly rapid. The upper limit temperature of the heat treatment is not particularly limited, but since hydroxyapatite starts to decompose, it should be lower than the decomposition temperature. In addition, the hydroxyapatite used in the present invention may be artificially synthesized by known manufacturing methods such as wet, dry, or hydrothermal methods, or it may be a natural product obtained from bones etc. Good too.

一方、本発明において用いるフイブリンはヒト
又は動物の血漿から得られるフイブリノーゲンを
原料として調製される。生体適合性の観点からヒ
トを対象とする場合にはヒトの血漿から得られる
フイブリノーゲンをまた動物を対象とする場合に
はその動物の血漿から得られるフイブリノーゲン
を原料として用いる方が好ましい。かようなフイ
ブリノーゲンとしては厚生省薬務局監修の生物学
的製剤基準(1979年第201〜203頁)に従つて製造
される医療用乾燥フイブリノーゲンを使用するこ
とができ、この市販品として商品名「フイブリノ
ゲン−ミドリ」[(株)ミドリ十字]の粉末がある。
これは乾燥フイブリノーゲンに凝固性蛋白質及び
安定化剤としてクエン酸ナトリウム及びグルコー
ス、フルクトース、マンニツト等の単糖類を添加
しており、使用に際して注射用蒸留水又はPH6〜
7の低塩濃度緩衝液に溶解させる。この低塩濃度
緩衝液としては0.01〜0.03モルのクエン酸緩衝液
が好適である。溶解温度は32〜36℃であり、溶解
に際してフイブリノーゲンを入れた瓶内を減圧状
態に維持することが好ましい。このような溶解条
件において乾燥フイブリノーゲンの粉末は約2〜
10W/V%の範囲内で溶ける。また、フイブリノ
ーゲンは粉末のまま使用してもよい。フイブリノ
ーゲンは以下に詳述するように、本発明の骨欠損
部及び空〓部充てん用組成物を調製する際に固化
剤としてのトロンビン及び塩化カルシウムを加え
ることにより固化され、フイブリンとなる。
On the other hand, fibrin used in the present invention is prepared using fibrinogen obtained from human or animal plasma as a raw material. From the viewpoint of biocompatibility, when the target is a human, it is preferable to use fibrinogen obtained from human plasma as the raw material, and when the target is an animal, it is preferable to use fibrinogen obtained from the plasma of that animal as the raw material. As such fibrinogen, medical dry fibrinogen manufactured in accordance with the Biological Product Standards (1979, pp. 201-203) supervised by the Pharmaceutical Affairs Bureau of the Ministry of Health and Welfare can be used, and this commercially available product is available under the trade name " There is a powder called "Fibrinogen Midori" [Midori Juji Co., Ltd.].
This is made by adding coagulating proteins and monosaccharides such as sodium citrate and glucose, fructose, and mannite as stabilizers to dried fibrinogen.
7 in low salt buffer. A 0.01 to 0.03 molar citrate buffer is suitable as this low salt concentration buffer. The dissolution temperature is 32 to 36°C, and it is preferable to maintain the inside of the bottle containing fibrinogen under reduced pressure during dissolution. Under these dissolution conditions, dry fibrinogen powder has a
Melts within the range of 10W/V%. Further, fibrinogen may be used in powder form. As detailed below, fibrinogen is solidified into fibrin by adding thrombin and calcium chloride as solidifying agents when preparing the composition for filling bone defects and cavities of the present invention.

本発明の骨欠損部及び空〓部充てん用組成物の
調製にあたつては、前述のヒドロキシアパタイト
の粉末又は粒状物(以下、粉粒体と総称する)又
は粉末よりつくつた造粒物を用いる場合と前述の
ヒドロキシアパタイトの多孔体を用いる場合とが
ある。
In preparing the composition for filling bone defects and cavities of the present invention, the above-mentioned hydroxyapatite powder or granules (hereinafter collectively referred to as powder or granules) or granules made from the powder are used. In some cases, the above-mentioned porous body of hydroxyapatite is used.

ヒドロキシアパタイトの粉粒体を用いる場合に
は、たとえば湿式法の一方法では、沈澱物として
得られるので過あるいは遠心分離などの手法に
より溶液から分離した後、乾燥し、次いで粉砕処
理することによりヒドロキシアパタイトの粉粒体
が得られる。また、湿式法及び水熱法の場合にも
必要に応じ粉砕する。骨などの天然のヒドロキシ
アパタイトを用いる場合にも同様に粉砕処理を行
なう。いずれの場合にも、粒状物の場合には、最
同寸度は欠損部の寸度にもよるが5mm寸度までの
ものを用いるのが本発明の充てん組成物を形成す
る上で好ましい。
When using hydroxyapatite powder, for example, in a wet method, it is obtained as a precipitate, so it is separated from the solution by filtration or centrifugation, dried, and then pulverized. Apatite powder is obtained. In addition, in the case of a wet method and a hydrothermal method, pulverization is also carried out as necessary. When using natural hydroxyapatite such as bone, pulverization treatment is similarly performed. In any case, in the case of granular materials, it is preferable to use particles up to 5 mm in size, although it depends on the size of the defective portion, in order to form the filling composition of the present invention.

かようにして得られるヒドロキシアパタイトの
粉粒体を本発明の充てん用組成物としてそのまま
用いることもできるが、粒子の結晶性を高め生体
適合性を良好とし、かつ細菌による感染及び有機
物による拒絶反応を防止するため加熱滅菌を十分
行うべきであることなどの理由から、湿式合成法
によつて得られたヒドロキシアパタイトの場合に
は500℃以上、好ましくは700℃以上の温度で焼成
ののち、必要あれば適宜粉砕処理を行なつて粉粒
体となすことが好ましい。
The hydroxyapatite powder obtained in this manner can be used as it is as the filling composition of the present invention, but it is necessary to improve the crystallinity of the particles and improve biocompatibility, and to prevent infection by bacteria and rejection by organic substances. In the case of hydroxyapatite obtained by wet synthesis, it is necessary to heat sterilize it sufficiently to prevent If so, it is preferable to carry out appropriate pulverization treatment to form powder or granules.

以上各合成法によつて得られた粉粒体、それを
更に焼成を行なつて得た粉粒体に、更にまた、液
体、たとえば水又は生理食塩水を加え、転動造粒
機などを使用して造粒物とすることもできる。こ
の造粒物の粒径は特に限定されるものではないが
本発明の充てん組成物を製造する上及び生体内で
造粒物が他部へ流出しないためには0.1〜5mm程
度が好ましい。
The powder and granules obtained by each of the above synthesis methods and the powder and granules obtained by further calcination are further added with a liquid such as water or physiological saline, and then processed using a rolling granulator or the like. It can also be used to form granules. The particle size of the granules is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 5 mm in order to manufacture the filling composition of the present invention and to prevent the granules from flowing out to other parts of the body.

いずれの場合であつてもフイブリノーゲン溶液
又は粉末と前述のヒドロキシアパタイトの粉粒体
又は造粒物との混合物を調製する。また別個にフ
イブリノーゲンを固化してフイブリンにするため
の固化剤としてトロンビン及び塩化カルシウムを
生理食塩水又はクエン酸緩衝液に溶解した混合溶
液を調製する。通常トロンビン1〜500NIH単
位/ml及び塩化カルシウム10〜100mmol/mlを
含ませるのが好ましく、下限値未満ではフイブリ
ノーゲンの固化が不十分となる場合があり、一方
上限値を越えて添加しても固化作用がさほど変る
ことがない場合が多い。本発明の骨欠損部及び空
〓部充てん用組成物の充てん部位によつてはフイ
ブリンが溶解されてしまうのを防止するため、前
記混合溶液に蛋白分解酵素インヒビターを添加し
てもよい。蛋白分解酵素インヒビターとしてはプ
ラスミン阻害剤を好ましく使用することができ、
たとえばアプロチニン、イプシロンアミノカプロ
ン酸、プラネキサム酸、大豆トリプシン阻害剤な
どを挙げることができる。蛋白分解酵素インヒビ
ターの添加量は通常100〜5000KIE単位/ml程度
である。
In either case, a mixture of a fibrinogen solution or powder and the aforementioned hydroxyapatite powder or granules is prepared. Separately, a mixed solution is prepared in which thrombin and calcium chloride are dissolved in physiological saline or citrate buffer as a solidifying agent for solidifying fibrinogen into fibrin. Usually, it is preferable to include 1 to 500 NIH units/ml of thrombin and 10 to 100 mmol/ml of calcium chloride.If it is less than the lower limit, fibrinogen may not solidify sufficiently, whereas if it is added above the upper limit, it will not solidify. In many cases, the effects do not change much. A protease inhibitor may be added to the mixed solution in order to prevent fibrin from being dissolved depending on the site to be filled with the composition for filling bone defects and cavities of the present invention. Plasmin inhibitors can be preferably used as protease inhibitors,
Examples include aprotinin, epsilon aminocaproic acid, planexamic acid, soybean trypsin inhibitor, and the like. The amount of protease inhibitor added is usually about 100 to 5000 KIE units/ml.

次いで、前述のフイブリノーゲンとヒドロキシ
アパタイトとの混合物と前記混合溶液とを混合攪
拌すると、10〜30分程度でトロンビン及び塩化カ
ルシウムがフイブリノーゲンを不溶化してフイブ
リンとなり、膠質のフイブリンにヒドロキシアパ
タイトの粉粒体又は造粒物が分散された状態の本
発明の骨欠損部及び空〓部充てん用組成物が得ら
れる。
Next, when the above-mentioned mixture of fibrinogen and hydroxyapatite and the above-mentioned mixed solution are mixed and stirred, thrombin and calcium chloride insolubilize the fibrinogen to form fibrin in about 10 to 30 minutes, and granules of hydroxyapatite are formed in the colloidal fibrin. Alternatively, the composition for filling bone defects and cavities of the present invention in which the granules are dispersed can be obtained.

フイブリノーゲンとトロンビン及び塩化カルシ
ウムとの固化には10〜30分程度の時間を要するの
でトロンビン及び塩化カルシウムの混合溶液をフ
イブリノーゲン溶液又は粉末に添加してからこれ
にヒドロキシアパタイトの粉粒体又は造粒物を添
加し攪拌混合して本発明の骨欠損部及び空〓部充
てん用組成物を得ることもできる。
Since it takes about 10 to 30 minutes for fibrinogen to solidify with thrombin and calcium chloride, a mixed solution of thrombin and calcium chloride is added to the fibrinogen solution or powder, and then hydroxyapatite powder or granules are added to the fibrinogen solution or powder. The composition for filling bone defects and cavities of the present invention can also be obtained by adding and stirring and mixing.

前述のように、本発明の骨欠損部及び空〓部充
てん用組成物はヒドロキシアパタイトの多孔体を
用いて調製することもできる。この場合にはたと
えば、前述のヒドロキシアパタイトの粉末を蒸留
水などの液体に懸濁してスラリー化させ、三次元
の網状構造の連続した空孔を有するスポンジ状有
機質多孔体にスラリー状のヒドロキシアパタイト
を含浸させた後、乾燥し、加熱して有機質多孔体
を燃焼消滅させることによりヒドロキシアパタイ
トの多孔体を調製することができる。次いで、ヒ
ドロキシアパタイトを前述のフイブリノーゲン溶
液又は粉末に浸漬した後、トロンビン及び塩化カ
ルシウム及び任意に蛋白分解酵素インヒビターを
含む前記混合溶液を滴下し、フイブリノーゲンを
固化させることによりヒドロキシアパタイト多孔
体の連続空孔内にフイブリンが充てんされた本発
明の骨欠損部及び空〓部充てん用組成物が得られ
る。前述のように、フイブリノーゲンとトロンビ
ン及び塩化カルシウムとの反応には若干時間を要
するので、トロンビン及び塩化カルシウムを含む
混合溶液をフイブリノーゲン溶液又は粉末に添加
し、直ちにヒドロキシアパタイト多孔体を浸漬す
るか若しくは該多孔体に滴下して本発明の骨欠損
部及び空〓部充てん用組成物を得ることもでき
る。
As mentioned above, the composition for filling bone defects and cavities of the present invention can also be prepared using a porous body of hydroxyapatite. In this case, for example, the aforementioned hydroxyapatite powder is suspended in a liquid such as distilled water to form a slurry, and the slurry of hydroxyapatite is applied to a spongy organic porous body having continuous pores in a three-dimensional network structure. A porous body of hydroxyapatite can be prepared by impregnating, drying, and heating the organic porous body to burn it out. Next, after immersing hydroxyapatite in the fibrinogen solution or powder described above, the mixed solution containing thrombin, calcium chloride, and optionally a protease inhibitor is added dropwise to solidify the fibrinogen, thereby forming continuous pores in the hydroxyapatite porous body. The composition for filling bone defects and cavities of the present invention, which is filled with fibrin, is obtained. As mentioned above, the reaction of fibrinogen with thrombin and calcium chloride takes some time, so a mixed solution containing thrombin and calcium chloride is added to the fibrinogen solution or powder, and the hydroxyapatite porous material is immediately immersed or reacted with the mixture. The composition for filling bone defects and cavities of the present invention can also be obtained by dropping it onto a porous body.

本発明の骨欠損部及び空〓部充てん用組成物に
おけるヒドロキシアパタイト及びフイブリンの配
合割合は、最終製品組成物において、ヒドロキシ
アパタイト5〜95体積%、フイブリン95〜5体積
%とする必要がある。ヒドロキシアパタイトが5
体積%未満しか含まれないと新生骨の形成が遅く
なることがあり、一方95体積%を越えるとフイブ
リンの含有量が少なくなり血管の新生が少なくな
つてくる。
The blending ratio of hydroxyapatite and fibrin in the composition for filling bone defects and cavities of the present invention should be 5 to 95% by volume of hydroxyapatite and 95 to 5% by volume of fibrin in the final product composition. Hydroxyapatite is 5
If the fibrin content is less than 95% by volume, the formation of new bone may be delayed, while if it exceeds 95% by volume, the content of fibrin will be low and new blood vessels will be less likely to form.

[効果] ヒドロキシアパタイトは造骨作用を有し、骨欠
損部又は空〓部に充てんすると新生骨が形成され
る。一方、フイブリンはフイブリノーゲンとトロ
ンビンとが作用して得られる硬蛋白質で創傷面を
膠着させる働きを有し、この膠着作用により、創
傷面に線維芽細胞が発生しやがて線維細胞となり
組織が固定されると共に血管が組織内に新生され
る。故に、本発明では、フイブリンの膠着作用に
よりヒドロキシアパタイトを固定した状態で保持
し、ヒドロキシアパタイトの造骨作用を促進する
と共に、血管の新生を促進して新生骨の形成を行
ない生体組織の修復を速めることができる。特に
本発明の骨欠損部及び空〓部充てん用組成物を充
てんした際当該組成物の中心部まで血管が新生延
長し、速やかに新生骨が形成される。
[Effect] Hydroxyapatite has an osteogenic effect, and when filled into bone defects or cavities, new bone is formed. On the other hand, fibrin is a hard protein obtained by the action of fibrinogen and thrombin, and has the function of adhering the wound surface. Due to this adhesion, fibroblasts are generated on the wound surface, which eventually become fibrous cells and fix the tissue. At the same time, blood vessels are generated within the tissue. Therefore, in the present invention, hydroxyapatite is held in a fixed state by the adhesive action of fibrin, and the osteogenic action of hydroxyapatite is promoted, as well as angiogenesis is promoted to form new bone, thereby repairing living tissue. It can be sped up. In particular, when the composition for filling bone defects and cavities of the present invention is filled, new blood vessels are formed and extended to the center of the composition, and new bone is rapidly formed.

本発明の骨欠損部及び空〓部充てん用組成物は
無菌条件下、生理食塩水あるいはPH6〜7の低塩
濃度緩衝液、たとえば0.01〜0.03Mのクエン酸緩
衝液中に保存しておき、必要に応じて骨欠損部の
形状にあわせたものまたはたとえば約1mm〜15cm
の切片として切断しておき必要な量を骨欠損部あ
るいは空〓部に充てんすることができる。
The composition for filling bone defects and cavities of the present invention is stored under sterile conditions in physiological saline or a low salt concentration buffer with a pH of 6 to 7, such as a 0.01 to 0.03M citrate buffer, If necessary, one that matches the shape of the bone defect or, for example, approximately 1 mm to 15 cm.
It can be cut into sections and the required amount can be filled into bone defects or cavities.

[実施例] 次に、本発明をその実施例につき説明する。[Example] Next, the present invention will be explained with reference to its embodiments.

実施例 1 ウサギの血液より抽出精製したフイブリノーゲ
ン60mgを、クエン酸緩衝液(PH6)にとかした9
%溶液にトロンビン4NIH単位/ml、アプロチニ
ン3000KIE単位/mlを含む40mM塩化カルシウム
液1mlを加えた組成物(以下フイブリン組成物と
略す)を調製した。次に、フイブリン組成物にヒ
ドロキシアパタイト粉末(900℃焼成)を体積比
1:1で混合し、固化させ本発明の骨欠損部及び
空〓部充てん用組成物を調製し、5×4×3mmの
大きさに切り出し0.01Mクエン酸緩衝液に入れ
た。また前記フイブリン組成物に、リン酸三カル
シウム粉末(1150℃焼成)、リン酸四カルシウム
粉末(1350℃焼成)を各々体積比1:1で混合
し、同様にして、5×4×3mmの大きさに切り出
し、0.01Mクエン酸緩衝液に入れた。
Example 1 60 mg of fibrinogen extracted and purified from rabbit blood was dissolved in citrate buffer (PH6).
A composition (hereinafter abbreviated as fibrin composition) was prepared by adding 1 ml of a 40 mM calcium chloride solution containing 4 NIH units/ml of thrombin and 3000 KIE units/ml of aprotinin to the % solution. Next, hydroxyapatite powder (calcined at 900°C) was mixed with the fibrin composition at a volume ratio of 1:1 and solidified to prepare a composition for filling bone defects and cavities of the present invention. It was cut out into pieces of size and placed in 0.01M citrate buffer. In addition, tricalcium phosphate powder (calcined at 1150°C) and tetracalcium phosphate powder (calcined at 1350°C) were mixed into the fibrin composition at a volume ratio of 1:1, respectively, and the same process was performed to obtain a size of 5 x 4 x 3 mm. It was cut into pieces and placed in 0.01M citrate buffer.

次いで、家兎大腿骨に5×4×3mmの穴をあ
け、本発明の上記組成物を充てんし4週間後の経
過を観察した。別に、フイブリン組成物のみ、ヒ
ドロキシアパタイト粉末のみ、リン酸三カルシウ
ム粉末のみ、リン酸四カルシウム粉末のみを上記
穴に充てんし、4週後の経過を観察した。この場
合コントロールとして穴のみをあけ、何も充てん
しないものも経過を観察した。
Next, a hole of 5 x 4 x 3 mm was made in the rabbit femur, filled with the above composition of the present invention, and the progress was observed after 4 weeks. Separately, only the fibrin composition, only the hydroxyapatite powder, only the tricalcium phosphate powder, and only the tetracalcium phosphate powder were filled into the holes, and the progress after 4 weeks was observed. In this case, as a control, only a hole was made and nothing was filled, and the progress was also observed.

この結果、本発明のフイブリン組成物とヒドロ
キシアパタイトを組合わせた骨欠損部及び空〓部
充てん用組成物を充てんした場合には中心部にま
で新生骨の生成がみとめられ、リン酸三カルシウ
ムやリン酸四カルシウムとフイブリンとを組み合
わせたものに比して最も新生骨の生成が多かつ
た。
As a result, when the composition for filling bone defects and cavities, which is a combination of the fibrin composition and hydroxyapatite of the present invention, was filled, new bone formation was observed up to the center, and tricalcium phosphate and New bone formation was greatest compared to the combination of tetracalcium phosphate and fibrin.

一方、フイブリン組成物のみを充てんした場合
及び穴のみをあけた場合には、欠損部は軟組織で
みたされており、新生骨は欠損部周囲にわずかに
みとめられるのみであつた。
On the other hand, when only the fibrin composition was filled or when only a hole was made, the defect was filled with soft tissue, and only a small amount of new bone was observed around the defect.

ヒドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、
リン酸四カルシウムのみを用いた場合には、充て
ん材内部に新生骨の生成が認められるものの、充
てん材の中心部は新生骨がほとんど観察されなか
つた。
hydroxyapatite, tricalcium phosphate,
When only tetracalcium phosphate was used, although new bone formation was observed inside the filler, almost no new bone was observed in the center of the filler.

実施例 2 フイブリン組成物とヒドロキシアパタイト粉末
(1200℃焼成)を体積比40:1,20:1,1:1,
1:20,1:40の割合で実施例1と同様にして混
合・固化させ、これを5×4×3mmに切断し、実
施例1と同様の液に入れた各試料を作製し、家兎
大腿骨にあけた5×4×3mmの穴に充てんし、4
週後の様子を観察した。
Example 2 Fibrin composition and hydroxyapatite powder (calcined at 1200°C) in volume ratios of 40:1, 20:1, 1:1,
Mix and solidify in the same manner as in Example 1 at a ratio of 1:20 and 1:40, cut this into 5 x 4 x 3 mm, and place it in the same solution as in Example 1 to prepare each sample. Fill the 5 x 4 x 3 mm hole drilled in the rabbit femur, and
I observed the situation after a week.

この結果、体積比1:20,1:1,20:1で混
合したものは穴の中心部にまで新生骨の生成が認
められたが、体積比40:1及び1:40で混合した
ものは穴の中心部にまでは新生骨が生成していな
かつた。
As a result, new bone formation was observed up to the center of the hole with the mixtures with volume ratios of 1:20, 1:1, and 20:1, but with the mixtures with volume ratios of 40:1 and 1:40. No new bone had been generated up to the center of the hole.

実施例 3 ヒト由来のフイブリノーゲンを用い、実施例1
と同様にフイブリン組成物をつくり、これにヒド
ロキシアパタイト(800℃焼成造粒物、粒径2.0〜
1.0mm)をフイブリン組成物:ヒドロキシアパタ
イト=1:10(体積比)にて添加し固化させ、こ
れを5×5×5mmに切断して試料を作成し、実施
例1と同様の液に入れた。
Example 3 Using human-derived fibrinogen, Example 1
A fibrin composition was prepared in the same manner as above, and hydroxyapatite (granules fired at 800°C, particle size 2.0~
1.0 mm) was added at a fibrin composition: hydroxyapatite = 1:10 (volume ratio) and solidified, cut into 5 x 5 x 5 mm to prepare a sample, and placed in the same solution as in Example 1. Ta.

ヒト大腿骨に生じた骨腫瘍部を切除し、前記試
料を充てんし充てん後の経過をレントゲン及び骨
シンチグラムにて観察した。レントゲン観察の結
果は術後1週から新生骨の生成が認められ、3〜
4週後には充てんした試料と生体の骨との境界は
不明となつた。一方、骨シンチグラムからは術前
coldであつた腫瘍部は術後hotとなり、旺盛な骨
新生が起つていることが示唆された。
A bone tumor occurring in a human femur was excised and filled with the sample, and the progress after filling was observed using X-rays and bone scintigraphy. As a result of X-ray observation, new bone formation was observed from 1 week after the surgery, and from 3 to 3 days after surgery.
After 4 weeks, the boundary between the filled sample and the living bone became unclear. On the other hand, bone scintigraphy shows that preoperative
The tumor area, which had been cold, became hot after the surgery, suggesting that active bone formation was occurring.

実施例 4 実施例1にて用いたフイブリノーゲンを含有す
る溶液にヒドロキシアパタイト多孔体(1200℃焼
成、気孔率80%)を浸漬し取り出した後、実施例
1にて用いたトロンビン及びアプロチニンを含む
塩化カルシウム液を滴下し、本発明の骨欠損部及
び空〓部充てん用組成物を調製した。この組成物
を5×4×3mmの大きさに切り出して試料を作成
し、0.01Mクエン酸緩衝液に入れた。
Example 4 A hydroxyapatite porous material (calcined at 1200°C, porosity 80%) was immersed in the fibrinogen-containing solution used in Example 1, and then taken out. A calcium solution was added dropwise to prepare a composition for filling bone defects and cavities of the present invention. A sample was prepared by cutting out this composition into a size of 5 x 4 x 3 mm, and the sample was placed in 0.01M citrate buffer.

次いで、家兎大腿骨に5×4×3mmの穴をあ
け、上記試料を充てんし4週間後の経過を観察し
たところ、充てんした試料の中心部にまで新生骨
の生成が認められた。
Next, a hole of 5 x 4 x 3 mm was made in the rabbit femur and filled with the above sample. When the progress was observed after 4 weeks, new bone formation was observed up to the center of the filled sample.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 500℃以上で、熱処理したヒドロキシアパタ
イト5〜95体積%及びフイブリン95〜5体積%を
含有することを特徴とする骨欠損部及び空〓部充
てん用組成物。
1. A composition for filling bone defects and cavities, characterized by containing 5 to 95 volume % of hydroxyapatite and 95 to 5 volume % of fibrin that have been heat-treated at 500°C or higher.
JP59109693A 1984-05-31 1984-05-31 Composition for filling bone defficient part and gap part containing fibrin and calcium phosphate Granted JPS60256460A (en)

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