JPH0523387A - リン酸カルシウムポーラスセメント - Google Patents

リン酸カルシウムポーラスセメント

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JPH0523387A
JPH0523387A JP3178379A JP17837991A JPH0523387A JP H0523387 A JPH0523387 A JP H0523387A JP 3178379 A JP3178379 A JP 3178379A JP 17837991 A JP17837991 A JP 17837991A JP H0523387 A JPH0523387 A JP H0523387A
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JP
Japan
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cement
calcium phosphate
polylactic acid
powder
bone
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JP3178379A
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Masahiro Hirano
昌弘 平野
Hiroyasu Takeuchi
啓泰 竹内
Taku Kurihara
卓 栗原
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
    • C04B28/344Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders the phosphate binder being present in the starting composition solely as one or more phosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 α型第3リン酸カルシウムと第2リン酸カル
シウムとをCa/Pモル比1.40〜1.498となる
ように混合した混合物を主成分とする粉材と、水を主成
分とする液材とからなり、前記粉材が更にポリ乳酸粉粒
体を含むことを特徴とするリン酸カルシウムポーラスセ
メント。 【効果】 本発明のリン酸カルシウムポーラスセメント
は、生体親和性に富む特定組成のリン酸カルシウムセメ
ント及びポリ乳酸粉粒体を含む粉材と液材とを基材とし
ているため、生体親和性に優れ、任意の形状の骨欠損部
及び骨空隙部等に容易に充填することができる。更に充
填されたセメントは、生体中においてポリ乳酸粉粒体が
比較的短時間で吸収され、ポーラスなセメント硬化体と
なるので、生体組織が該セメント硬化体中に容易に侵入
することができ、栄養の運搬等が容易となり治癒を促進
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、骨欠損部又は骨空隙部
充填材等の整形外科用セメント等として利用可能なリン
酸カルシウムポーラスセメントに関する。
【0002】
【従来の技術】水硬性リン酸カルシウムは、凝結硬化に
よって生体内の歯及び骨の主成分に近似した化合物に転
化するために、歯及び骨の修復材料として有用であり、
更には生体高分子や生体中の有害な有機物又は無機質イ
オンの吸着剤として有用なものであることが知られてい
る。
【0003】従来、前記水硬性リン酸カルシウムとして
は、特開昭59−88351号公報において硬化液とし
て、塩類及び希薄酸を組合せて使用するリン酸カルシウ
ムセメントが、また特開昭60−253454号公報に
おいて、不飽和カルボン酸重合体を含有する酸性溶液を
使用するリン酸カルシウムセメントが開示されている。
しかしながら、前記水硬性リン酸カルシウムにおいて
は、セメントの硬化が終了するまでは、硬化液の酸性が
強く、生体にかなりの刺激を及ぼすという問題があり、
更には、セメントの硬化終了後も未反応の酸の溶出によ
りpHが低下し、その結果として生体に刺激を与えると
いう問題もある。
【0004】そこでかかる問題の解決のため、水により
硬化する水硬性リン酸カルシウムセメントが開発されて
いる(例えば、FC REPORT,vol.6(19
88),p.475〜480「バイオセラミックスとし
ての水硬性アパタイト」)。前記水により硬化する水硬
性リン酸カルシウムとしては、特開昭64−37445
号公報において、単に水と練和するのみで37℃にて、
10分程度で硬化する水硬性リン酸カルシウムセメント
が提案されている。前記水硬性リン酸カルシウムはpH
がほぼ中性であり、生体に対する刺激も少なく、従来の
水硬性リン酸カルシウムセメントの問題点を解消するも
のである。
【0005】しかしながら、前記水硬性リン酸カルシウ
ムセメントの硬化体は、表面又は表層部分から硬化体内
部に連通するような気孔を有していないので、生態組織
や血管がセメント硬化体内に侵入することができず、栄
養分の運搬及び新生骨の形成が、該セメント硬化体によ
って阻害されるという欠点がある。従来このような気孔
をセメント硬化体に形成するには、骨欠損部及び骨空隙
部に充填する前にセメント硬化体を加工して行っている
ために、気孔を有する硬化体を骨欠損部及び骨空隙部に
充填するには、予めセメントを硬化させる必要があり、
セメント自体が有するペースト状にしてあらゆる形状に
充填することができるという利点が阻害されるという欠
点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生体
に対する刺激がなく、任意形状の骨欠損部及び骨空隙部
に容易に充填し得るという利点を有しつつ、生体内にお
いて硬化後、短期間に栄養の運搬及び新生骨の形成等に
有利なポーラス体とすることが可能なリン酸カルシウム
ポーラスセメントを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、α型第
3リン酸カルシウムと第2リン酸カルシウムとをCa/
Pモル比1.40〜1.498となるように混合した混
合物を主成分とする粉材と、水を主成分とする液材とか
らなり、前記粉材が更にポリ乳酸粉粒体を含むことを特
徴とするリン酸カルシウムポーラスセメントが提供され
る。
【0008】以下本発明を詳細に説明する。
【0009】本発明のリン酸カルシウムポーラスセメン
トは、特定の混合割合を有するα型第3リン酸カルシウ
ムと第2リン酸カルシウムとの混合物を主成分とする粉
材が、更にポリ乳酸粉粒体を含むことを特徴とする。
【0010】本発明のリン酸カルシウムポーラスセメン
トにおいて、粉材の主成分として用いるα型第3リン酸
カルシウムと第2リン酸カルシウムとは、水の存在下に
て反応し、リン酸8カルシウムを生成し、硬化する成分
である。前記第2リン酸カルシウムとしては、市販の第
2リン酸カルシウム2水和物等を好ましく挙げることが
できる。
【0011】前記α型第3リン酸カルシウムと第2リン
酸カルシウムとの混合割合は、Ca/Pモル比で1.4
0〜1.498の範囲とする必要があり、特に初期強度
を高くする場合には、Ca/Pモル比で1.40〜1.
47とするのが好ましく、また特に最終強度をより高く
するためには、Ca/Pモル比を1.47〜1.498
とするのが好ましい。前記Ca/Pモル比が1.40未
満の場合には最終強度が低下し、また1.498を超え
る場合には、初期強度が低下するので前記範囲とする必
要がある。
【0012】本発明のリン酸カルシウムポーラスセメン
トにおいて、前記粉材が含有するポリ乳酸粉粒体は、生
体親和性に富み、生体中で比較的短期間に分解して吸収
される成分であって、例えば外科用の縫合糸等に利用さ
れている毒性の無い成分である。従って該ポリ乳酸粉粒
体は、粉剤成分中に含有され、液材と練和して、ペース
ト状態で所望の骨欠損部及び骨空隙部等に充填される。
該充填されたセメントの硬化とともに、ポリ乳酸粉粒体
は分解吸収されて、結果としてセメント硬化体に空孔を
形成してポーラスなセメント硬化体を形成することがで
きる成分である。この際得られる空孔は、連通し、且つ
セメント硬化体を貫通していのが最も好ましいが、セメ
ント硬化体表層部のみに空孔ないし凹凸が形成されてい
ても、骨組織の侵入が生じセメント硬化体と骨との機械
的強度を向上させることができるので好ましい。
【0013】前記ポリ乳酸粉粒体の含有割合は、粉材成
分全体に対して、10〜70体積%であるのが好まし
い。この際10体積%未満の場合には、得られるセメン
ト硬化体が、充分なポーラス体を形成することができ
ず、また70体積%を超える場合には、吸収量が多すぎ
て、充填材としての役割を果たさなくなるので好ましく
ない。またポリ乳酸粉粒体の粒径は、50〜500μm
であるのが好ましい。50μm未満の場合には、空孔が
形成されるが、生体組織の侵入が困難となり、また50
0μmを超えると、練和時の操作性が損なわれたり狭い
場所への充填が困難になるので好ましくない。
【0014】本発明に用いる前記ポリ乳酸粉粒体を製造
するには、例えば市販のポリ乳酸顆粒等を、クロロホル
ム等に溶解後、撹拌しながらメタノール等を徐々に添加
することにより得られるポリ乳酸の沈殿物を、減圧乾燥
後、好ましくは50〜500μm程度のふるいで分級す
る方法等により得ることができる。
【0015】本発明のリン酸カルシウムポーラスセメン
トに用いる液材は、水のみでも充分であるが、より操作
性を向上させるために、ポリエチレングリコール、カル
ボキシメチルセルロース等の高分子化合物やコンドロイ
チン硫酸ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム等のムコ
多糖類を、また硬化時間を短縮するためにコハク酸ナト
リウム、乳酸ナトリウム、塩化ナトリウム等の水溶性ナ
トリウム塩類等を添加して用いることもできる。
【0016】本発明のリン酸カルシウムポーラスセメン
トを使用するには、α型第3リン酸カルシウム、第2リ
ン酸カルシウム及びポリ乳酸粉粒体を含む粉材と、液材
とを練和し、ペースト状等として所望の骨欠損部及び骨
空隙部に流し込むことにより行うことができる。この際
前記粉材と液材との配合割合は、重量比で1.0〜2.
5:1の範囲とするのが好ましい。前記粉材の配合割合
が1.0未満の場合には、硬化に長時間を要し、2.5
を超えると練和時の操作性が低下するので好ましくな
い。
【0017】また本発明のリン酸カルシウムセメント
は、必要に応じて硫酸バリウム、次炭酸ビスマス、ヨ−
ドホルム等のX線造影剤;ヨ−ドホルム、クロルヘキシ
ジン等の抗菌剤等を添加して用いても良い。
【0018】
【発明の効果】本発明のリン酸カルシウムポーラスセメ
ントは、生体親和性に富む特定組成のリン酸カルシウム
セメント及びポリ乳酸粉粒体を含む粉材と液材とを基材
としているため、生体親和性に優れ、任意の形状の骨欠
損部及び骨空隙部等に容易に充填することができる。更
に充填されたセメントは、生体中においてポリ乳酸粉粒
体が比較的短時間で吸収され、ポーラスなセメント硬化
体となるので、生体組織が該セメント硬化体中に容易に
侵入することができ、栄養の運搬等が容易となり治癒を
促進することができる。
【0019】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
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。
【0020】
【参考例1】α型第3リン酸カルシウムと第2リン酸カ
ルシウム2水和物(和光純薬工業株式会社製,特級)と
をCa/Pモル比が1.40、1.45、1.48、
1.498の割合となるようにそれぞれ混合し、セメン
ト粉材を得た。次いで得られた粉材100重量部と液材
として水60重量部とを、練和し、硬化させた。硬化時
間及び得られたセメント硬化体の圧縮強度を測定した。
結果を表1に示す。硬化時間はJIS R5201に準
じ、また圧縮強度は、セメント硬化体(7mmφ,14mm
L)を人工体液に3日間浸漬した後、取り出して濡れた
状態でインストロン社製万能試験機を使用して測定し
た。
【0021】
【参考例2】α型第3リン酸カルシウムと第2リン酸カ
ルシウムとをCa/Pモル比1.33及び1.499と
した以外は、参考例1と同様にして硬化時間と圧縮強度
を測定した。結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【製造例1〜3】顆粒状ポリ乳酸(分子量32万、バイ
オマテリアル・ユニバース社製)60gを、クロロホル
ム(米山薬品工業株式会社製、特級)1000mlに溶
解した。次いでアセトン(米山薬品工業株式会社製、一
級)1000mlを添加し、撹拌しながら、メタノール
(純正化学株式会社製、一級)800mlを徐々に添加
することにより、ポリ乳酸の微細な沈殿物を得た。得ら
れた沈殿物を吸引濾過後、減圧下で乾燥し、得られた粉
粒体を標準ふるい500μm、350μm、149μ
m、53μmを用い、それぞれ、500〜350μm
(製造例1)、350〜149μm(製造例2)、14
9〜53μm(製造例3)に分級した。
【0024】
【実施例1】参考例1で使用したα型第3リン酸カルシ
ウムと第2リン酸カルシウム2水和物とをCa/Pモル
比が1.48となるように混合し、次いで製造例1〜3
で調製した各ポリ乳酸の粉粒体を、それぞれ粉材全体の
50体積%となるように混合し、セメント粉材を得た。
次いで得られたセメント粉材100重量部に、水50重
量部を添加して練和し、リン酸カルシウムセメントペー
ストを得た。得られたペーストを、家兎の大腿骨に予め
作製した直径4mm、深さ5mmの穴に流し込んだ。2
か月後該家兎を屠殺してセメント埋入部位を観察したと
ころ、ポリ乳酸は全て吸収されており、製造例1〜3で
調製したポリ乳酸粉粒体を用いたセメントは、いずれも
良好なポーラス状のセメント硬化体が形成されており、
ポリ乳酸が吸収された空孔部には、旺盛な骨の新生が観
察できた。
【0025】
【実施例2】参考例1で使用したα型第3リン酸カルシ
ウムと第2リン酸カルシウム2水和物とをCa/Pモル
比が1.48となるように混合し、次いで製造例3で調
製したポリ乳酸の粉粒体を、粉材全体の10体積%、5
0体積%、70体積%となるように混合し、セメント粉
材を得た。次いで得られたそれぞれのセメント粉材10
0重量部に、水50重量部を添加して練和し、リン酸カ
ルシウムセメントペーストを得た。得られたペースト
を、実施例1と同様に家兎の大腿骨に流し込み、2か月
後該家兎を屠殺してセメント埋入部位を観察したとこ
ろ、ポリ乳酸は全て吸収されており、いずれも良好なポ
ーラス状のセメント硬化体が形成され、ポリ乳酸が吸収
された空孔部には、旺盛な骨の新生が観察できた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 卓 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミツクス研究所 内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 α型第3リン酸カルシウムと第2リン酸
    カルシウムとをCa/Pモル比1.40〜1.498と
    なるように混合した混合物を主成分とする粉材と、水を
    主成分とする液材とからなり、前記粉材が更にポリ乳酸
    粉粒体を含むことを特徴とするリン酸カルシウムポーラ
    スセメント。
JP3178379A 1991-07-18 1991-07-18 リン酸カルシウムポーラスセメント Withdrawn JPH0523387A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1761472A2 (en) * 2004-02-10 2007-03-14 New York University Macroporous, resorbable and injectible calcium phosphate-based cements (mcpc) for bone repair, augmentation, regeneration, and osteoporosis treatment
DE112010001628T5 (de) 2009-04-17 2012-07-19 Hoya Corp. Calciumphosphat-Zementzusammensetzung und deren Kit für eine Knochenprothese

Cited By (4)

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EP1761472A4 (en) * 2004-02-10 2010-01-20 Univ New York MACROPOROUS, RESORBIBLE AND INJECTABLE CALCIUM PHOSPHATE BASE CEMENT (MCPC) FOR BONE REPAIR, REINFORCEMENT, REGENERATION AND OSTEOPOROSIS TREATMENT
DE112010001628T5 (de) 2009-04-17 2012-07-19 Hoya Corp. Calciumphosphat-Zementzusammensetzung und deren Kit für eine Knochenprothese
DE112010001628B4 (de) 2009-04-17 2018-01-18 Hoya Corp. Calciumphosphat-Zementzusammensetzung und deren Kit für eine Knochenprothese

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