JPH05294752A - 多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法 - Google Patents
多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法Info
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- JPH05294752A JPH05294752A JP4125649A JP12564992A JPH05294752A JP H05294752 A JPH05294752 A JP H05294752A JP 4125649 A JP4125649 A JP 4125649A JP 12564992 A JP12564992 A JP 12564992A JP H05294752 A JPH05294752 A JP H05294752A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 骨形成速度の優れた多孔質燐酸カルシウム
焼結体を製造する。 【構成】 特定粒径の燐酸カルシウム粉末と、気孔形
成材とを混合し、この混合物をプレスで成形した後、等
方靜水圧プレスを用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2以上で加
圧し、さらに５〜２０℃／時間の加熱速度で４００〜６
００℃まで昇温して、気孔形成材を蒸発、脱離させた
後、９００〜１３００℃に加熱して焼結する。 【効果】 適正の気孔径、気孔率を有し、しかも気孔
表面に微細な凹凸表面を有する焼結体が得られ、この構
造により骨形成速度が著しく向上する。
焼結体を製造する。 【構成】 特定粒径の燐酸カルシウム粉末と、気孔形
成材とを混合し、この混合物をプレスで成形した後、等
方靜水圧プレスを用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2以上で加
圧し、さらに５〜２０℃／時間の加熱速度で４００〜６
００℃まで昇温して、気孔形成材を蒸発、脱離させた
後、９００〜１３００℃に加熱して焼結する。 【効果】 適正の気孔径、気孔率を有し、しかも気孔
表面に微細な凹凸表面を有する焼結体が得られ、この構
造により骨形成速度が著しく向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、骨の欠損部や空隙部
に充填してこの部分に新生骨を生成するための多孔質燐
酸カルシウム焼結体の製造方法に関するものである。
に充填してこの部分に新生骨を生成するための多孔質燐
酸カルシウム焼結体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】燐酸カルシウムの一つであるハイドロキ
シアパタイトは、骨中の無機質成分と同じ組成を有し、
生体内に埋め込むことにより、それ自身が骨へと転化
し、また周囲の自家骨と化学的に結合、一体化する。こ
の性質を利用して、金属製の構造体の表面にハイドロキ
シアパタイトを被覆した骨代替材料やハイドロキシアパ
タイト焼結体による骨補綴材料の研究が進められてい
る。ところが、緻密なハイドロキシアパタイト焼結体を
生体内に埋め込んでも、骨への転化が容易に生じないた
め、ハイドロキシアパタイトの比表面積を増すとともに
生体内での体液の循環、各種の細胞の焼結体内部への侵
入を図るために、多孔質のハイドロキシアパタイト焼結
体が骨補綴材料として考えられている。この多孔体の作
成方法としては、ハイドロキシアパタイト粉末を溶媒中
に懸濁させたスラリーに発泡材を添加して気孔を形成す
る方法、あるいは連続した気孔を有する有機物発泡体に
スラリーを含浸させた後、この有機物を蒸発、燃焼させ
て気孔を形成する方法が採られている。
シアパタイトは、骨中の無機質成分と同じ組成を有し、
生体内に埋め込むことにより、それ自身が骨へと転化
し、また周囲の自家骨と化学的に結合、一体化する。こ
の性質を利用して、金属製の構造体の表面にハイドロキ
シアパタイトを被覆した骨代替材料やハイドロキシアパ
タイト焼結体による骨補綴材料の研究が進められてい
る。ところが、緻密なハイドロキシアパタイト焼結体を
生体内に埋め込んでも、骨への転化が容易に生じないた
め、ハイドロキシアパタイトの比表面積を増すとともに
生体内での体液の循環、各種の細胞の焼結体内部への侵
入を図るために、多孔質のハイドロキシアパタイト焼結
体が骨補綴材料として考えられている。この多孔体の作
成方法としては、ハイドロキシアパタイト粉末を溶媒中
に懸濁させたスラリーに発泡材を添加して気孔を形成す
る方法、あるいは連続した気孔を有する有機物発泡体に
スラリーを含浸させた後、この有機物を蒸発、燃焼させ
て気孔を形成する方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の多孔体
の形成方法の内で、発泡材を添加する方法では、気孔
径、気孔率の制御が困難であり、また、有機物に含浸さ
せる方法では、気孔径、気孔率が有機物発泡体の形状等
に依存するため任意の気孔径、気孔率の多孔質ハイドロ
キシアパタイト焼結体を得ることが難しいという問題点
がある。また、その他の形成方法として、燐酸カルシウ
ム粉末に昇華性物質または有機合成合成樹脂粒子を混合
してプレス成形し、昇華性物質または有機合成合成樹脂
粒子を加熱して除去することにより気孔を形成し、その
後、焼結する方法が提案されている（特開昭６０−１６
８７９号など）。この方法によれば、気孔径、気孔率の
制御は比較的容易であるものの、骨の形成速度は満足で
きるものではなかった。また、この方法では燐酸カルシ
ウム粉末の粒径などによっては成形が困難になる場合が
あり、原材料の選択などが制限される問題点もある。こ
の発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、
気孔径、気孔率の制御が容易であるとともに、生体内へ
埋植した際の骨形成速度に優れた多孔質燐酸カルシウム
焼結体の製造方法を提供するものである。
の形成方法の内で、発泡材を添加する方法では、気孔
径、気孔率の制御が困難であり、また、有機物に含浸さ
せる方法では、気孔径、気孔率が有機物発泡体の形状等
に依存するため任意の気孔径、気孔率の多孔質ハイドロ
キシアパタイト焼結体を得ることが難しいという問題点
がある。また、その他の形成方法として、燐酸カルシウ
ム粉末に昇華性物質または有機合成合成樹脂粒子を混合
してプレス成形し、昇華性物質または有機合成合成樹脂
粒子を加熱して除去することにより気孔を形成し、その
後、焼結する方法が提案されている（特開昭６０−１６
８７９号など）。この方法によれば、気孔径、気孔率の
制御は比較的容易であるものの、骨の形成速度は満足で
きるものではなかった。また、この方法では燐酸カルシ
ウム粉末の粒径などによっては成形が困難になる場合が
あり、原材料の選択などが制限される問題点もある。こ
の発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、
気孔径、気孔率の制御が容易であるとともに、生体内へ
埋植した際の骨形成速度に優れた多孔質燐酸カルシウム
焼結体の製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法
は、粒径が１〜５００μｍの燐酸カルシウム粉末に、１
００〜３００μｍ径の気孔形成材を体積分率で５０〜８
０％混合し、この混合物をプレスで成形した後、等方靜
水圧プレスを用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2以上の圧力で
加圧し、さらに、５〜２０℃／時間の加熱速度で４００
〜６００℃まで昇温して、気孔形成材を蒸発、脱離させ
た後、９００〜１３００℃に加熱して焼結することを特
徴とする。
め、本願発明の多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法
は、粒径が１〜５００μｍの燐酸カルシウム粉末に、１
００〜３００μｍ径の気孔形成材を体積分率で５０〜８
０％混合し、この混合物をプレスで成形した後、等方靜
水圧プレスを用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2以上の圧力で
加圧し、さらに、５〜２０℃／時間の加熱速度で４００
〜６００℃まで昇温して、気孔形成材を蒸発、脱離させ
た後、９００〜１３００℃に加熱して焼結することを特
徴とする。
【０００５】上記燐酸カルシウム粉末としては、ハイド
ロキシアパタイト粉末が好適であり、乾式法、湿式法な
どの方法で合成される。また、気孔形成材としては、真
球状の形状が望ましく、その種別としては、例えばアク
リル系樹脂、フェノール樹脂等や、あるいはこれらの樹
脂を炭化した球状のカーボンなどを用いることができ
る。上記燐酸カルシウム粉末と気孔形成材との混合物
は、例えば金型プレスを用いた一軸プレスにより、数百
ｋｇ／ｃｍ2の圧力により成形する。さらに、冷間また
は熱間で等方靜水圧プレスを行った後には、窒素などの
不活性ガス中や大気中で加熱して気孔形成材を燃焼除去
する。なお、気孔形成材が樹脂の場合には、特に不活性
ガス中で行うのが望ましい。これは、樹脂の急激な燃焼
により、成形体にひび割れが入ることを防止するととも
に、燃焼熱による局部的な焼結の進行を防止するためで
ある。さらに、その後の焼結は大気中などの酸化性雰囲
気で行うのが望ましい。
ロキシアパタイト粉末が好適であり、乾式法、湿式法な
どの方法で合成される。また、気孔形成材としては、真
球状の形状が望ましく、その種別としては、例えばアク
リル系樹脂、フェノール樹脂等や、あるいはこれらの樹
脂を炭化した球状のカーボンなどを用いることができ
る。上記燐酸カルシウム粉末と気孔形成材との混合物
は、例えば金型プレスを用いた一軸プレスにより、数百
ｋｇ／ｃｍ2の圧力により成形する。さらに、冷間また
は熱間で等方靜水圧プレスを行った後には、窒素などの
不活性ガス中や大気中で加熱して気孔形成材を燃焼除去
する。なお、気孔形成材が樹脂の場合には、特に不活性
ガス中で行うのが望ましい。これは、樹脂の急激な燃焼
により、成形体にひび割れが入ることを防止するととも
に、燃焼熱による局部的な焼結の進行を防止するためで
ある。さらに、その後の焼結は大気中などの酸化性雰囲
気で行うのが望ましい。
【０００６】また、生体用の補緻材料として用いる場合
には、焼結体はバルク状のみならず、ある程度の流動性
を持った顆粒状のものが要求される場合がある。顆粒状
とする場合でも、骨形成の速い多孔質焼結体を製造する
ためには、上記の方法を採ることになる。しかし、粒径
で３００〜１０００μｍ程度の顆粒体を得るためには、
該粒径の粒子で等方靜水圧プレスを行うことは困難であ
る。そのため、顆粒状の多孔質焼結体を製造するために
は、バルク状の多孔体の製造工程の途中で粉砕、分級す
る必要がある。この粉砕、分級操作は公知の技術により
行うことができるが、粉砕工程の実行時期が問題とな
る。等方靜水圧プレス後、あるいは焼結終了後であれ
ば、気孔形成材や気孔になんら影響を及ぼすことなく、
多孔質の顆粒が得られるが、これ以外の時期に粉砕を行
うと気孔形成材と燐酸カルシウム粉末との分離や気孔の
圧壊が生じてしまう。また、焼結後に粉砕を行った場合
は、顆粒形状がいびつであり、鋭角状の角を有する顆粒
となる。しかし、等方靜水圧プレス後に粉砕を行った場
合は、この様な鋭角状の角がなく丸みを帯びた顆粒粒子
となるため、生体内に充填することを考えると、等方靜
水圧プレス後に粉砕、分級するのが望ましい。なお、焼
結体または顆粒体は、リン酸塩緩衝溶液で洗浄した後に
使用するのが望ましい。
には、焼結体はバルク状のみならず、ある程度の流動性
を持った顆粒状のものが要求される場合がある。顆粒状
とする場合でも、骨形成の速い多孔質焼結体を製造する
ためには、上記の方法を採ることになる。しかし、粒径
で３００〜１０００μｍ程度の顆粒体を得るためには、
該粒径の粒子で等方靜水圧プレスを行うことは困難であ
る。そのため、顆粒状の多孔質焼結体を製造するために
は、バルク状の多孔体の製造工程の途中で粉砕、分級す
る必要がある。この粉砕、分級操作は公知の技術により
行うことができるが、粉砕工程の実行時期が問題とな
る。等方靜水圧プレス後、あるいは焼結終了後であれ
ば、気孔形成材や気孔になんら影響を及ぼすことなく、
多孔質の顆粒が得られるが、これ以外の時期に粉砕を行
うと気孔形成材と燐酸カルシウム粉末との分離や気孔の
圧壊が生じてしまう。また、焼結後に粉砕を行った場合
は、顆粒形状がいびつであり、鋭角状の角を有する顆粒
となる。しかし、等方靜水圧プレス後に粉砕を行った場
合は、この様な鋭角状の角がなく丸みを帯びた顆粒粒子
となるため、生体内に充填することを考えると、等方靜
水圧プレス後に粉砕、分級するのが望ましい。なお、焼
結体または顆粒体は、リン酸塩緩衝溶液で洗浄した後に
使用するのが望ましい。
【０００７】
【作用】本願発明者らは、ハイドロキシアパタイト焼結
体を生体内に埋め込んだ場合の骨形成を研究した結果、
約１０μｍの大きさの骨形成細胞が、短期間のうちに気
孔内に侵入し、気孔内に安定に保持される場合に骨形成
が最も速く、そのような挙動を示す構造として、径が１
００〜３００μｍの球状の気孔が三次元的に連結した状
態が最適であることを発見した。気孔径が１００μｍ未
満の場合には骨形成細胞が気孔内に侵入するすることが
できず、また、３００μｍを越えると、体液の循環に伴
い、細胞が容易に流出してしまうので、上記範囲に限定
した。さらに、気孔径はできるかぎり均一である方が、
焼結体全体に均一に細胞に侵入することも判明した。こ
の様な構造を有するハイドロキシアパタイトをＢＭＰ
（bonemorophogenetic protein：骨形成タンパク質）の
支持体として、ＢＭＰとともに生体内に埋植した場合、
細胞の侵入や血流が良好であり、骨のない部分（皮下）
においても短期間のうちに軟骨を経ない骨形成が認めら
れる。
体を生体内に埋め込んだ場合の骨形成を研究した結果、
約１０μｍの大きさの骨形成細胞が、短期間のうちに気
孔内に侵入し、気孔内に安定に保持される場合に骨形成
が最も速く、そのような挙動を示す構造として、径が１
００〜３００μｍの球状の気孔が三次元的に連結した状
態が最適であることを発見した。気孔径が１００μｍ未
満の場合には骨形成細胞が気孔内に侵入するすることが
できず、また、３００μｍを越えると、体液の循環に伴
い、細胞が容易に流出してしまうので、上記範囲に限定
した。さらに、気孔径はできるかぎり均一である方が、
焼結体全体に均一に細胞に侵入することも判明した。こ
の様な構造を有するハイドロキシアパタイトをＢＭＰ
（bonemorophogenetic protein：骨形成タンパク質）の
支持体として、ＢＭＰとともに生体内に埋植した場合、
細胞の侵入や血流が良好であり、骨のない部分（皮下）
においても短期間のうちに軟骨を経ない骨形成が認めら
れる。
【０００８】ハイドロキシアパタイトに代表される燐酸
カルシウム粉末は、１〜５００μｍの粒径に限定される
が、これは球形の気孔内表面に凹凸がある方が、細胞の
付着、安定が良く、骨形成が速いので、焼結後の気孔内
表面に原料粉末に起因する凹凸が残るように粒径を限定
するためである。なお、沈澱法により合成されたような
微細粉末は、一度造粒して所望の粒径とした粉末を用い
ることができる。燐酸カルシウムと前記気孔形成材との
混合比率は、体積比で５０〜８０％とする。５０％未満
の場合には、形成される気孔の連続性が低下し、独立し
た閉じた気孔が生成されてしまう。また、８０％を越え
ると気孔形成材間に燐酸カルシウム粉末が十分な量まで
充填されないため、等方靜水圧プレスによっても緻密化
が達成されないので上記範囲とする。
カルシウム粉末は、１〜５００μｍの粒径に限定される
が、これは球形の気孔内表面に凹凸がある方が、細胞の
付着、安定が良く、骨形成が速いので、焼結後の気孔内
表面に原料粉末に起因する凹凸が残るように粒径を限定
するためである。なお、沈澱法により合成されたような
微細粉末は、一度造粒して所望の粒径とした粉末を用い
ることができる。燐酸カルシウムと前記気孔形成材との
混合比率は、体積比で５０〜８０％とする。５０％未満
の場合には、形成される気孔の連続性が低下し、独立し
た閉じた気孔が生成されてしまう。また、８０％を越え
ると気孔形成材間に燐酸カルシウム粉末が十分な量まで
充填されないため、等方靜水圧プレスによっても緻密化
が達成されないので上記範囲とする。
【０００９】上記燐酸カルシウム粉末と気孔形成材とを
公知の方法により十分に混合した後、プレスにより成形
し、この成形体の緻密化を図るために１０００〜５００
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で靜水圧プレスを行う。靜水圧プ
レスによって、不定型の燐酸カルシウム粉末がほどよく
粉砕され、球状の気孔形成材にしっかりと密着して、球
状の気孔を形成できるとともに、押し付けられ、適度に
粉砕された粉末の重なりによって気孔形成材との接触面
に微細な凹凸表面が形成される。また、燐酸カルシウム
粉末および気孔形成材の径が比較的大きいので、気孔形
成材を除去するときに成形体が崩壊するのを防止するこ
とも目的とする。なお、靜水圧プレスの加圧力は、１０
００ｋｇ／ｃｍ2未満であると、気孔形成材との密着性
が十分に得られないとともに、粉砕による微細な凹凸表
面が十分に得られないので下限を１０００ｋｇ／ｃｍ2
とする。また、５０００ｋｇ／ｃｍ2を越えると、過度
の加圧により、微細な凹凸が形成され難いので５０００
ｋｇ／ｃｍ2を上限とするのが望ましい。なお、同様の
理由で加圧力を１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ2とする
のが望ましい。
公知の方法により十分に混合した後、プレスにより成形
し、この成形体の緻密化を図るために１０００〜５００
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で靜水圧プレスを行う。靜水圧プ
レスによって、不定型の燐酸カルシウム粉末がほどよく
粉砕され、球状の気孔形成材にしっかりと密着して、球
状の気孔を形成できるとともに、押し付けられ、適度に
粉砕された粉末の重なりによって気孔形成材との接触面
に微細な凹凸表面が形成される。また、燐酸カルシウム
粉末および気孔形成材の径が比較的大きいので、気孔形
成材を除去するときに成形体が崩壊するのを防止するこ
とも目的とする。なお、靜水圧プレスの加圧力は、１０
００ｋｇ／ｃｍ2未満であると、気孔形成材との密着性
が十分に得られないとともに、粉砕による微細な凹凸表
面が十分に得られないので下限を１０００ｋｇ／ｃｍ2
とする。また、５０００ｋｇ／ｃｍ2を越えると、過度
の加圧により、微細な凹凸が形成され難いので５０００
ｋｇ／ｃｍ2を上限とするのが望ましい。なお、同様の
理由で加圧力を１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ2とする
のが望ましい。
【００１０】緻密化した成形体は、５〜２０℃／時間の
加熱速度で４００〜６００℃まで加熱して気孔形成材を
蒸発、燃焼させる。この加熱速度が２０℃／時間よりも
速い場合には成形体に割れや膨れが生じ、また、５℃／
時間よりも遅いと処理に時間がかかりすぎ能率的ではな
いので上記範囲内とした。さらに、９００〜１３００℃
で加熱することにより多孔質の焼結体が得られる。この
加熱温度は、気孔内表面の凹凸が消失しない程度の焼成
温度に抑制する必要があるが、使用する粉末によっても
異なるので、安全度を考慮して上限を１３００℃とす
る。また、燐酸カルシウムとしてハイドロキシアパタイ
トを使用して場合に、焼結を不活性ガス中で行うと、比
較的低い温度においてもハイドロキシアパタイトが分解
し、リン酸三カルシウムなどを生成し、生体内での骨形
成を遅くするので、焼結は酸化性雰囲気、少なくとも大
気中で行うのが望ましい。
加熱速度で４００〜６００℃まで加熱して気孔形成材を
蒸発、燃焼させる。この加熱速度が２０℃／時間よりも
速い場合には成形体に割れや膨れが生じ、また、５℃／
時間よりも遅いと処理に時間がかかりすぎ能率的ではな
いので上記範囲内とした。さらに、９００〜１３００℃
で加熱することにより多孔質の焼結体が得られる。この
加熱温度は、気孔内表面の凹凸が消失しない程度の焼成
温度に抑制する必要があるが、使用する粉末によっても
異なるので、安全度を考慮して上限を１３００℃とす
る。また、燐酸カルシウムとしてハイドロキシアパタイ
トを使用して場合に、焼結を不活性ガス中で行うと、比
較的低い温度においてもハイドロキシアパタイトが分解
し、リン酸三カルシウムなどを生成し、生体内での骨形
成を遅くするので、焼結は酸化性雰囲気、少なくとも大
気中で行うのが望ましい。
【００１１】また、燐酸カルシウムはその表面が生体内
で溶出しやすいため生体内で局部的なｐＨ上昇を生じ骨
芽細胞の侵入が遅くなる傾向がある。したがって焼結体
を生体内に充填する前に、中性のリン酸塩緩衝溶液に浸
すなどして洗浄することにより、溶出しやすい成分を予
め取り去ってしまうことで生体内に充填した後の骨形成
を速めることができる。すなわち、本発明の方法で製造
した多孔質燐酸カルシウム焼結体は、骨形成にあずかる
細胞の侵入や血流が内部まで十分に行われるため、ＢＭ
Ｐなどの骨形成因子とともに生体内に埋植した場合に、
骨に隣接していない部位においてさえ、軟骨の形成を経
ずに速やかに骨形成が行われる。このため歯槽膿漏によ
る歯槽欠損の充填材としての骨形成因子支持体にも使用
することができる。
で溶出しやすいため生体内で局部的なｐＨ上昇を生じ骨
芽細胞の侵入が遅くなる傾向がある。したがって焼結体
を生体内に充填する前に、中性のリン酸塩緩衝溶液に浸
すなどして洗浄することにより、溶出しやすい成分を予
め取り去ってしまうことで生体内に充填した後の骨形成
を速めることができる。すなわち、本発明の方法で製造
した多孔質燐酸カルシウム焼結体は、骨形成にあずかる
細胞の侵入や血流が内部まで十分に行われるため、ＢＭ
Ｐなどの骨形成因子とともに生体内に埋植した場合に、
骨に隣接していない部位においてさえ、軟骨の形成を経
ずに速やかに骨形成が行われる。このため歯槽膿漏によ
る歯槽欠損の充填材としての骨形成因子支持体にも使用
することができる。
【００１２】
（実施例１）リン酸水素カルシウム二水和物［ＣaＨＰ
Ｏ4・２Ｈ2Ｏ］をアルカリ水溶液中で加水分解してカル
シウムとリンの比（Ｃa／Ｐ）が、１．６７のハイドロ
キシアパタイト粉末（燐酸カルシウム粉末）を得た。こ
の粉末は、粒径が１〜１２０μｍ（平均粒径１５μｍ）
の範囲にあるフレーク状の結晶であった。この粉末を大
気中にて８００℃で３時間か焼を行った後、１００〜２
００μｍ径のアクリル系真球状樹脂（気孔形成材）と混
合した。ハイドロキシアパタイトと樹脂との混合比は、
体積比で２８：７２とした。この混合粉末を金型プレス
により、２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で、２０ｍｍ径×４
ｍｍ厚に成形し、さらに、薄いゴム袋に真空封入した
後、水中で３０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で等方靜水圧プ
レスを行った。
Ｏ4・２Ｈ2Ｏ］をアルカリ水溶液中で加水分解してカル
シウムとリンの比（Ｃa／Ｐ）が、１．６７のハイドロ
キシアパタイト粉末（燐酸カルシウム粉末）を得た。こ
の粉末は、粒径が１〜１２０μｍ（平均粒径１５μｍ）
の範囲にあるフレーク状の結晶であった。この粉末を大
気中にて８００℃で３時間か焼を行った後、１００〜２
００μｍ径のアクリル系真球状樹脂（気孔形成材）と混
合した。ハイドロキシアパタイトと樹脂との混合比は、
体積比で２８：７２とした。この混合粉末を金型プレス
により、２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で、２０ｍｍ径×４
ｍｍ厚に成形し、さらに、薄いゴム袋に真空封入した
後、水中で３０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で等方靜水圧プ
レスを行った。
【００１３】これを窒素雰囲気中で１０℃／時間の加熱
速度で６００℃まで加熱して、気孔形成材を蒸発させた
後、大気中で１２００℃、１時間の焼結を行った。この
様にして作成した多孔質ハイドロキシアパタイトの破断
面をＳＥＭで観察したところ、気孔表面に微細な凹凸
（約１μｍ粗さ）が形成されていた。この多孔体を５×
５×３ｍｍに成形し、ねずみの背中の皮下に埋植したと
ころ、良好な細胞の侵入、骨形成が認められた。
速度で６００℃まで加熱して、気孔形成材を蒸発させた
後、大気中で１２００℃、１時間の焼結を行った。この
様にして作成した多孔質ハイドロキシアパタイトの破断
面をＳＥＭで観察したところ、気孔表面に微細な凹凸
（約１μｍ粗さ）が形成されていた。この多孔体を５×
５×３ｍｍに成形し、ねずみの背中の皮下に埋植したと
ころ、良好な細胞の侵入、骨形成が認められた。
【００１４】（実施例２）実施例１のアクリル系真球状
樹脂に代えて同粒径の球状非晶質カーボン（気孔形成
材）を使用して、実施例１と同様に混合粉末を得て、等
方靜水圧プレスを行った。これを大気中で１０℃／時間
の加熱速度で６００℃まで加熱して、２時間６００℃に
保持することで気孔形成材を蒸発させた後、さらに１０
０℃／時間の加熱速度で１２００℃まで加熱し、１時間
の焼結を行ったところ。実施例１と同様に、気孔表面に
微細な凹凸が形成されていた。
樹脂に代えて同粒径の球状非晶質カーボン（気孔形成
材）を使用して、実施例１と同様に混合粉末を得て、等
方靜水圧プレスを行った。これを大気中で１０℃／時間
の加熱速度で６００℃まで加熱して、２時間６００℃に
保持することで気孔形成材を蒸発させた後、さらに１０
０℃／時間の加熱速度で１２００℃まで加熱し、１時間
の焼結を行ったところ。実施例１と同様に、気孔表面に
微細な凹凸が形成されていた。
【００１５】（比較例１）実施例１と同様の混合粉末
に、溶媒としてメタノールを加え、これをラバープレス
によって２ｋｇ／ｃｍ2の圧力で成形して、１０℃／時
間の加熱速度で６００℃に加熱して気孔形成材を蒸発さ
せたところ、成形体はその形状を維持することができ
ず、原料として用いたハイドロキシアパタイト粉末へと
崩壊した。
に、溶媒としてメタノールを加え、これをラバープレス
によって２ｋｇ／ｃｍ2の圧力で成形して、１０℃／時
間の加熱速度で６００℃に加熱して気孔形成材を蒸発さ
せたところ、成形体はその形状を維持することができ
ず、原料として用いたハイドロキシアパタイト粉末へと
崩壊した。
【００１６】（実施例３）実施例１で作成された多孔質
ハイドロキシアパタイト焼結体を粉砕し、４００〜５０
０μｍの粒径の顆粒体をフルイ分けにより回収した。得
られた顆粒体は角が鋭角状となっていたが、気孔表面に
微細な凹凸が形成されており、実施例１と同様の実証試
験を行ったところ、良好な骨形成が認められた。
ハイドロキシアパタイト焼結体を粉砕し、４００〜５０
０μｍの粒径の顆粒体をフルイ分けにより回収した。得
られた顆粒体は角が鋭角状となっていたが、気孔表面に
微細な凹凸が形成されており、実施例１と同様の実証試
験を行ったところ、良好な骨形成が認められた。
【００１７】（実施例４）実施例１の製造工程における
等方靜水圧プレス後に得られた成形体を粉砕し、４００
〜５００μｍの粒径の顆粒体をフルイ分けにより回収し
た。この顆粒を再び実施例１と同様の後工程で処理する
ことにより顆粒状の多孔質ハイドロキシアパタイトを得
た。得られた顆粒体は、角部が丸みを帯びており、また
気孔表面に微細な凹凸が形成されていた。この顆粒をね
ずみの背中に埋植したところ、１週間後にはすべての気
孔内に細胞が充満し、２週間後には早くも骨形成が認め
られた。
等方靜水圧プレス後に得られた成形体を粉砕し、４００
〜５００μｍの粒径の顆粒体をフルイ分けにより回収し
た。この顆粒を再び実施例１と同様の後工程で処理する
ことにより顆粒状の多孔質ハイドロキシアパタイトを得
た。得られた顆粒体は、角部が丸みを帯びており、また
気孔表面に微細な凹凸が形成されていた。この顆粒をね
ずみの背中に埋植したところ、１週間後にはすべての気
孔内に細胞が充満し、２週間後には早くも骨形成が認め
られた。
【００１８】（実施例５）実施例２の製造工程における
等方靜水圧プレス後に得られた成形体を実施例４と同様
に粉砕し、引続き実施例２の後工程で処理することによ
り顆粒体を得た。得られた顆粒体は実施例４と同様に気
孔表面に微細な凹凸が形成されていた。
等方靜水圧プレス後に得られた成形体を実施例４と同様
に粉砕し、引続き実施例２の後工程で処理することによ
り顆粒体を得た。得られた顆粒体は実施例４と同様に気
孔表面に微細な凹凸が形成されていた。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の多孔質
燐酸カルシウム焼結体の製造方法によれば、粒径が１〜
５００μｍの燐酸カルシウム粉末に、１００〜３００μ
ｍ径の気孔形成材を体積分率で５０〜８０％混合し、こ
の混合物をプレスで成形した後、等方靜水圧プレスを用
いて１０００ｋｇ／ｃｍ2以上の圧力で加圧し、さら
に、５〜２０℃／時間の加熱速度で４００〜６００℃ま
で昇温して、気孔形成材を蒸発、脱離させた後、９００
〜１３００℃に加熱して焼結するので、骨形成速度の優
れた焼結体が得られる。また、等方靜水圧プレス後の成
形体または焼結体を粉砕して顆粒体にできるので、顆粒
体においても同様に骨形成速度が優れた効果が得られ
る。さらに、焼結体または顆粒体をリン酸塩緩衝溶液で
洗浄することにより骨形成を阻害する成分の溶出を防止
して、優れた骨形成の性質を確保する。
燐酸カルシウム焼結体の製造方法によれば、粒径が１〜
５００μｍの燐酸カルシウム粉末に、１００〜３００μ
ｍ径の気孔形成材を体積分率で５０〜８０％混合し、こ
の混合物をプレスで成形した後、等方靜水圧プレスを用
いて１０００ｋｇ／ｃｍ2以上の圧力で加圧し、さら
に、５〜２０℃／時間の加熱速度で４００〜６００℃ま
で昇温して、気孔形成材を蒸発、脱離させた後、９００
〜１３００℃に加熱して焼結するので、骨形成速度の優
れた焼結体が得られる。また、等方靜水圧プレス後の成
形体または焼結体を粉砕して顆粒体にできるので、顆粒
体においても同様に骨形成速度が優れた効果が得られ
る。さらに、焼結体または顆粒体をリン酸塩緩衝溶液で
洗浄することにより骨形成を阻害する成分の溶出を防止
して、優れた骨形成の性質を確保する。
Claims (5)
- 【請求項１】 粒径が１〜５００μｍの燐酸カルシウム
粉末に、１００〜３００μｍ径の気孔形成材を体積分率
で５０〜８０％混合し、この混合物をプレスで成形した
後、等方靜水圧プレスを用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2以
上の圧力で加圧し、さらに、５〜２０℃／時間の加熱速
度で４００〜６００℃まで昇温して、気孔形成材を蒸
発、脱離させた後、９００〜１３００℃に加熱して焼結
することを特徴とする多孔質燐酸カルシウム焼結体の製
造方法 - 【請求項２】 等方靜水圧プレス後に、成形体を粉砕し
て顆粒体とし、その後、気孔形成材の蒸発脱離、焼結を
行うことを特徴とする請求項１記載の多孔質燐酸カルシ
ウム焼結体の製造方法 - 【請求項３】 請求項１記載の焼結体を粉砕して顆粒体
とすることを特徴とする多孔質燐酸カルシウム焼結体の
製造方法 - 【請求項４】 気孔形成材がアクリル系樹脂、フェノー
ル樹脂あるいはこれらの樹脂を炭化したカーボンである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多孔
質燐酸カルシウム焼結体の製造方法 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の焼結体
または顆粒体をリン酸塩緩衝溶液で洗浄することを特徴
とする多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125649A JPH05294752A (ja) | 1992-04-18 | 1992-04-18 | 多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4125649A JPH05294752A (ja) | 1992-04-18 | 1992-04-18 | 多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05294752A true JPH05294752A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14915248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4125649A Pending JPH05294752A (ja) | 1992-04-18 | 1992-04-18 | 多孔質燐酸カルシウム焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05294752A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2744020A1 (fr) * | 1996-01-31 | 1997-08-01 | S H Ind | Procede de preparation d'un substitut osseux a base d'un produit apte a former une matrice ceramique |
| EP1108698A1 (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-20 | Isotis B.V. | Porous ceramic body |
| EP1717340A2 (en) | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Suzuki, Tetsuya | Method of producing esthetically pleasing ornaments from bone components |
| US20120269956A1 (en) * | 2005-08-26 | 2012-10-25 | Charles Chi | Chemical mechanical vapor deposition device for production of bone substitute material |
| CN113209367A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-06 | 华南理工大学 | 一种活性离子掺杂弱结晶碳酸化羟基磷灰石颗粒人工骨及其制备方法和应用 |
-
1992
- 1992-04-18 JP JP4125649A patent/JPH05294752A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2744020A1 (fr) * | 1996-01-31 | 1997-08-01 | S H Ind | Procede de preparation d'un substitut osseux a base d'un produit apte a former une matrice ceramique |
| EP1108698A1 (en) * | 1999-12-16 | 2001-06-20 | Isotis B.V. | Porous ceramic body |
| EP1717340A2 (en) | 2005-04-22 | 2006-11-02 | Suzuki, Tetsuya | Method of producing esthetically pleasing ornaments from bone components |
| US7727589B2 (en) | 2005-04-22 | 2010-06-01 | Tetsuya Suzuki | Method of producing esthetically pleasing ornaments from bone components |
| US20120269956A1 (en) * | 2005-08-26 | 2012-10-25 | Charles Chi | Chemical mechanical vapor deposition device for production of bone substitute material |
| CN113209367A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-08-06 | 华南理工大学 | 一种活性离子掺杂弱结晶碳酸化羟基磷灰石颗粒人工骨及其制备方法和应用 |
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