JPH0583263B2 - - Google Patents

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JPH0583263B2
JPH0583263B2 JP3054224A JP5422491A JPH0583263B2 JP H0583263 B2 JPH0583263 B2 JP H0583263B2 JP 3054224 A JP3054224 A JP 3054224A JP 5422491 A JP5422491 A JP 5422491A JP H0583263 B2 JPH0583263 B2 JP H0583263B2
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JP
Japan
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bone
calcium phosphate
particle size
present
bone grafting
Prior art date
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JP3054224A
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Japanese (ja)
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Makoto Ogiso
Tetsuro Ogawa
Kenji Ichizuka
Masahide Inoe
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Pentax Corp
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Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】【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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a bone substitute material used in, for example, oral surgery, orthopedic surgery, etc., to fill in bone defects after surgery for bone tumors, alveolar abscesses, etc.

【0002】【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、コバルトークロム、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ツクス
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、これらをブロツク状、顆粒状な
どに形成したものが使用されている。
[Prior art and its problems] Conventionally, such bone grafting materials include metals such as cobalt-chromium, titanium, and stainless steel, alumina, zirconia, tricalcium phosphate, hydroxyapatite,
Materials such as ceramics such as calcium phosphate glass, polymeric materials such as silicone resin, and carbon, which are formed into blocks or granules, are used.

【0003】 この中でも、三リン酸カルシウム、ハ
イドロキシアパタイト、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。
[0003] Among these, calcium phosphate materials such as calcium triphosphate, hydroxyapatite, and calcium phosphate glass are materials that have received the most attention in recent years because they have extremely high biocompatibility because they are composed of components similar to bones.

【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つた。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つた。
[0004] However, even when using a bone grafting material made of calcium phosphate-based material, since it is originally a foreign substance, the part of the filled bone grafting material close to the living tissue is fused with new bone; Portions away from living tissue are often surrounded by fibrous tissue and softened due to a so-called capsule reaction. As described above, even when a calcium phosphate-based material is used, there is a problem in that tissue incompatibility occurs due to a capsule reaction in areas where healing power is inactive.

【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。
[0005] Also, in Japanese Patent Application Laid-open No. 60-21763,
It has continuous pores with a pore size of 10 to 100 μm, and at least
An artificial bone material made of sintered hydroxyapatite with a bending strength of 100 kg/cm 2 has been proposed.

【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つた。
[0006] However, in the above artificial bone materials, in order to impart a bending strength of at least 100 Kg/cm 2 , it is not possible to increase the porosity, and the number of continuous pores is extremely small, making it difficult to effectively prevent capsule reactions. I couldn't do it.

【0007】[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。
OBJECT OF THE INVENTION The purpose of the present invention is, for example, even in areas where healing power is inactive, away from living tissues.
An object of the present invention is to provide a method for producing a bone grafting material that is fused to new bone and does not cause a capsule reaction.

【0008】[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。
Structure of the Invention The method for producing a bone graft material of the present invention involves mixing and granulating organic combustible particles having an average particle size of 0.01 to 10 μm and calcium phosphate powder having an average particle size of 0.05 to 1 μm; It is characterized by firing something.

【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ア
ージがこれを異物と判断することによつて誘起さ
れる。本発明者らは、この作用をよく研究した結
果、マクロフア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
アージによつ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つた。
[0009] A capsule reaction to a bone grafting material taken into a living body is induced when macrophages attached to the bone grafting material judge this to be a foreign substance. As a result of thorough research into this effect, the present inventors found that if body fluids are circulating in the area to which macrophages have attached, the macrophages will not judge it as a foreign object, and the capsule reaction will not occur. I found out that it can be prevented.

【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、マクロフア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ア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。
[0010] The present invention focuses on the fact that by forming continuous pores in the bone grafting material, body fluid can flow inside the bone grafting material, preventing a capsule reaction, and promoting fusion with new bone. It was made by In this case, the pore diameter of the continuous pores is important in order not to be judged as a foreign substance by the macrophage, and specifically, the pore diameter needs to be not too large compared to the macrophage.

【0011】 このためには、平均孔径0.01〜10μm
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、マクロフアージの大きさ
に比べて孔径が大きすぎるため、マクロフアージ
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。
[0011] For this purpose, the average pore size is 0.01 to 10 μm.
A bone grafting material having continuous pores of In this case, if the average pore diameter is less than 0.01 μm, it will be difficult to manufacture and it will be difficult for body fluids to flow, so that a sufficient effect of preventing capsule reaction will not be obtained. Furthermore, if the average pore size exceeds 10 μm, the pore size is too large compared to the size of the macrophages, and body fluids cannot circulate in the area where the macrophages are attached, making it impossible to obtain a sufficient capsule reaction prevention effect.

【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。
[0012] In the present invention, the average particle size of the organic combustible particles is set to 0.01 to 10 μm in order to form continuous pores having the average pore size as described above. Examples of organic combustible particles include synthetic resin beads such as polystyrene, polyvinyl alcohol, and polypropylene;
Finely cut materials such as cellulose and animal fibers are used.

【0013】 また、本発明においては、平均粒径
0.05〜1μm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、気孔はもつぱら有
機可燃物粒子によつて作成される。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。
[0013] In addition, in the present invention, the average particle size
Use 0.05-1 μm calcium phosphate powder. As a result, the skeleton made of calcium phosphate powder becomes almost dense, and the pores are made entirely of organic combustible particles. As the calcium phosphate material, various known materials can be used, but hydroxyapatite, calcium triphosphate, etc. are particularly preferred. Calcium phosphate powder as a crude raw material has an average particle size of 1 to 1, for example.
It may be about 10 μm, but it is necessary to grind it with a ball mill or the like to have an average particle size of 0.05 to 1 μm before use.

【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。
[0014] When mixing and granulating the above-mentioned calcium phosphate-based material and organic combustible particles, water, polyvinyl alcohol, etc. may be added as a binder if necessary.

【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。
[0015] The blending composition of the raw materials is 30 to 70 parts of organic combustible particles per 100 parts by weight of calcium phosphate powder.
Parts by weight are preferred. If the amount of organic combustible particles is less than 30 parts by weight, sufficient porosity cannot be obtained, and if it exceeds 70 parts by weight, the porosity becomes too large and the strength decreases.

【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ツク化し、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。
[0016] Granulation methods include, for example, mixing calcium phosphate powder and organic combustible particles to form a slurry, drying this into blocks, and then pulverizing it, or granulating it using a pan-type granulator. Methods such as that can be adopted.

【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。
[0017] Firing conditions are not particularly limited, but for example, after burning out the organic combustible particles by increasing the temperature from room temperature to about 600°C at around 50°C/Hr,
The temperature is raised at around 100℃/Hr until it reaches 1200℃.
A sintered body can be obtained by holding at a temperature of about 8 hours.

【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、マクロフア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。
[0018] In a preferred embodiment of the present invention, porous granules having at least one continuous pore within a range of (10 μm) 2 on the granule surface are produced. By arranging the continuous pores at a predetermined density in this manner, the probability that the continuous pores will be located at the location where macrophages have adhered is increased, and the capsule reaction can be more effectively prevented.

【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
フアージが孔の上に乗つ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。
[0019] Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the average pore diameter of the continuous pores is 0.01 to 1 μm.
By setting the average pore diameter to 0.01 to 1 μm, macrophages will be able to ride on the pores and adhere to them.
The capsule reaction prevention effect is further enhanced.

【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。
[0020] Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the porosity is 60 to 90%. Porosity is 60%
If it is less than that, it will be difficult to form continuous pores, and body fluids will not be able to circulate sufficiently. On the other hand, when the porosity exceeds 90%, the strength tends to decrease and the material tends to collapse easily.

【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
よつて流されやすくなり、1mmを超えると顆粒の
間に〓間ができすぎて新生骨との融着がなされに
くくなる。
[0021] In the present invention, the shape of the granules of the bone grafting material is not particularly limited, such as spherical or amorphous. Further, the size of the granules is preferably such that the average diameter is 0.1 to 1 mm in order to facilitate the filling operation. If the average diameter of the granules is less than 0.1 mm, they will be easily washed away by body fluids, and if it exceeds 1 mm, there will be too much space between the granules, making it difficult for them to fuse with new bone.

【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つて
融着し、骨欠損部を治癒することができる。
[0022] When using this bone grafting material, for example, after sterilizing the bone grafting material, it may be mixed with sterilized physiological saline and filled into a bone defect. Thereby, the bone substitute material and the surrounding bone tissue are fused together by the new bone, and the bone defect can be healed.

【0023】【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
「フアインパール」(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0.6μmのハイドロオキシアパタイトのスラ
リーを得た。シヤ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
ブロツクとした。
[Example] 600 g of synthetic hydroxyapatite powder (particle size 1 to 10 μm), 400 g of polystyrene beads "Fine Pearl" (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle size 6 μm), and 2000 ml of distilled water.
was added and mixed and dispersed in a ball mill for 24 hours to obtain a slurry of hydroxyapatite with an average particle size of 0.6 μm. The slurry was placed in a shear dish and dried in a hot air circulation dryer at 100°C for 24 hours to form a dry block.

【0024】 この乾燥ブロツクを乳鉢にて粉砕して
100〜1000μm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、1200
℃で8時間保持した後、200℃/Hrの速度で降温
することによつて行なつた。
[0024] This dried block is crushed in a mortar and
It was made into granules of 100 to 1000 μm and fired in an electric furnace.
The firing conditions were to raise the temperature from room temperature to 600°C at a rate of 50°C/Hr, then to 1200°C at a rate of 100°C/Hr, and then to 1200°C.
The temperature was maintained at ℃ for 8 hours, and then the temperature was lowered at a rate of 200℃/hr.

【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、ステンレス製メツシユを用い
て、粒径300〜500μmの範囲に調製した。
[0025] The thus obtained hydroxyapatite granules were prepared using a stainless steel mesh to have a particle size in the range of 300 to 500 μm.

【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つた。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。
[0026] This bone grafting material had continuous pores with an average pore diameter of about 4 μm. A 100x electron micrograph of this bone graft material is shown in Fig. 1, a 1000x electron micrograph is shown in Fig. 2, and a 10,000x electron micrograph is shown in Fig. 3.

【0027】【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、マクロフアージが付着した部位における
体液流通がなされ、マクロフアージによる異物判
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。
Effects of the Invention As explained above, according to the method of the present invention, the pore diameter and porosity can be easily controlled and the pores are evenly distributed, and the pores are high and can be used as a bone replacement material. Porous granules with sufficient strength are obtained. Further, according to the method of the present invention, calcium phosphate-based particles having continuous pores with an average pore diameter of 0.01 to 10 μm, the pores being uniformly dispersed, and at least one pore existing within a range of (10 μm) 2 on the granule surface. Porous granules are obtained.
When such porous granules are used as a bone grafting material, body fluids circulate at the site where macrophages are attached, and macrophages do not detect foreign substances, so they can effectively prevent capsular reactions and interact with new bone. Good fusion can be achieved and healing can be accelerated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【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。
FIG. 1 is a 100x electron micrograph showing the particle structure of a bone grafting material obtained in an example of the present invention.

【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。
FIG. 2 is an electron micrograph with a magnification of 1000 times showing the particle structure of the bone grafting material obtained in the example of the present invention.

【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。
FIG. 3 is an electron micrograph with a magnification of 10,000 times showing the particle structure of the bone grafting material obtained in the example of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
Claim 1: A bone replacement characterized by mixing and granulating organic combustible particles with an average particle size of 0.01 to 10 μm and calcium phosphate powder with an average particle size of 0.05 to 1 μm, and firing the granulated product. Method of manufacturing wood.
JP3054224A 1991-01-04 1991-01-04 Production of osteopacking material Granted JPH04212369A (en)

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