JPH06142184A - 骨形成促進用フィルム - Google Patents
骨形成促進用フィルムInfo
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- JPH06142184A JPH06142184A JP4322520A JP32252092A JPH06142184A JP H06142184 A JPH06142184 A JP H06142184A JP 4322520 A JP4322520 A JP 4322520A JP 32252092 A JP32252092 A JP 32252092A JP H06142184 A JPH06142184 A JP H06142184A
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/28—Bones
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エレクトレット型やポリペブチド型の圧電材
料と同等もしくはそれ以上の圧電性を有し、骨接合箇所
に装着すると電気的刺激により骨の形成を促進すること
ができる生体内分解吸収性の骨成形促進用フィルムを提
供する。 【構成】 Ｄ体或はＬ体の乳酸ポリマーの一軸延伸フィ
ルム１ａ，１ｂであって、その両端を結ぶ軸線方向ＲＳ
に対して延伸方向ＰＱが非直角となるように構成する。
料と同等もしくはそれ以上の圧電性を有し、骨接合箇所
に装着すると電気的刺激により骨の形成を促進すること
ができる生体内分解吸収性の骨成形促進用フィルムを提
供する。 【構成】 Ｄ体或はＬ体の乳酸ポリマーの一軸延伸フィ
ルム１ａ，１ｂであって、その両端を結ぶ軸線方向ＲＳ
に対して延伸方向ＰＱが非直角となるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、骨接合箇所の初期の骨
形成を促進するために用いられる生体内分解吸収性のフ
ィルムに関する。
形成を促進するために用いられる生体内分解吸収性のフ
ィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】骨接合箇所の初期の骨の形成は、電気的
な刺激とマイクロムーブメントなどのストレスによって
促進される。これは一つに骨が有する圧電性によるもの
である。電気刺激は臨床的に有効な方法であり、治療法
として確立されている。同じ目的で圧電材料を埋入して
骨の形成を促進することの実験は多からず試みられてい
るが、実証性において十分と言えなかった。その数少な
い研究例としてポリハイドロキシブチレート（ＰＨＢ）
の延伸フィルムを人為的に骨折部の周囲に巻き付け、初
期の骨形成を促進したものがある。
な刺激とマイクロムーブメントなどのストレスによって
促進される。これは一つに骨が有する圧電性によるもの
である。電気刺激は臨床的に有効な方法であり、治療法
として確立されている。同じ目的で圧電材料を埋入して
骨の形成を促進することの実験は多からず試みられてい
るが、実証性において十分と言えなかった。その数少な
い研究例としてポリハイドロキシブチレート（ＰＨＢ）
の延伸フィルムを人為的に骨折部の周囲に巻き付け、初
期の骨形成を促進したものがある。
【０００３】ＰＨＢは高分子圧電材料であり、その人工
配向フィルムはポーリング処理の不要な圧電フィルムと
して知られている。このフィルムは、配向の制御方法が
力学的延伸であり、保持機構は結晶構造であり、配向の
状態は一軸延伸で無極性であり、ｘｙ方向のずりをフィ
ルムに与えるとｚ方向に分極する圧電性をもつものであ
る。しかし、ＰＨＢフィルムの圧電性は低く、初期の骨
形成が真にフィルムの圧電性によるものか、マイクロム
ーブメントによるものかは異議がないわけではない。つ
まり、圧電材料の埋入と初期の骨形成（仮骨の生成）と
の関係の確証性に欠けていた。
配向フィルムはポーリング処理の不要な圧電フィルムと
して知られている。このフィルムは、配向の制御方法が
力学的延伸であり、保持機構は結晶構造であり、配向の
状態は一軸延伸で無極性であり、ｘｙ方向のずりをフィ
ルムに与えるとｚ方向に分極する圧電性をもつものであ
る。しかし、ＰＨＢフィルムの圧電性は低く、初期の骨
形成が真にフィルムの圧電性によるものか、マイクロム
ーブメントによるものかは異議がないわけではない。つ
まり、圧電材料の埋入と初期の骨形成（仮骨の生成）と
の関係の確証性に欠けていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＰＨＢの人工配向フィ
ルムは、長い側鎖が主鎖ヘリックスを取り囲んだ分子構
造であるために、圧電性はあまり強くない。その１０Ｈ
ｚ、常温での圧電定数ｄ′14は約１．３（ｐＣ／Ｎ）、
ｅ′14は３．５〜４．０（ｍＣ／ｍ2 ）であり、あまり
大きくない。従って、このフィルムを骨接合箇所に装着
しても、電気的な刺激が弱いため顕著な骨形成促進効果
を期待し難いと言える。
ルムは、長い側鎖が主鎖ヘリックスを取り囲んだ分子構
造であるために、圧電性はあまり強くない。その１０Ｈ
ｚ、常温での圧電定数ｄ′14は約１．３（ｐＣ／Ｎ）、
ｅ′14は３．５〜４．０（ｍＣ／ｍ2 ）であり、あまり
大きくない。従って、このフィルムを骨接合箇所に装着
しても、電気的な刺激が弱いため顕著な骨形成促進効果
を期待し難いと言える。
【０００５】また、ＰＨＢは生体内での分解が遅いた
め、骨が完全に接合した後も接合箇所に残存し、長期間
吸収されないという問題もあり、その生体内での安全性
は現在のところ確認されていない。
め、骨が完全に接合した後も接合箇所に残存し、長期間
吸収されないという問題もあり、その生体内での安全性
は現在のところ確認されていない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明の骨形成促進用フィルムは、Ｄ体あるいはＬ
体の乳酸ポリマーの一軸延伸フィルムであって、該フィ
ルムの固定される両端を結ぶ軸線方向に対して延伸方向
が非直角となるようにしたことを特徴とするものであ
る。
め、本発明の骨形成促進用フィルムは、Ｄ体あるいはＬ
体の乳酸ポリマーの一軸延伸フィルムであって、該フィ
ルムの固定される両端を結ぶ軸線方向に対して延伸方向
が非直角となるようにしたことを特徴とするものであ
る。
【０００７】本発明に用いる乳酸ポリマー（ポリ乳酸、
ＰＬＡ）は、光学活性を有するＬ体又はＤ体の乳酸から
常法（Ｃ．Ｅ．Ｌｏｖｅ、米国特許第２，６６８，１８
２号明細書）に従って乳酸の環状二量体であるラクチド
を合成し、そのラクチドを開環重合することによって得
られる生体内分解吸収性の高分子材料である。このＰＬ
Ａは光学活性なＬ体又はＤ体の乳酸のホモポリマーであ
る。Ｌ体とＤ体の乳酸のブロックコポリマーであっても
よいが、Ｌ体とＤ体の比率によって圧電性が減衰される
ので、どちらかの比率が圧倒的に大きい場合を除けばホ
モポリマーが有利である。また、ＰＬＡの分子量は特に
制限されないが、得られるフィルムの強度や弾性を考慮
すると、粘度平均分子量が５万〜１００万、好ましくは
１０万〜５０万程度のポリ乳酸を使用するのがよい。
ＰＬＡ）は、光学活性を有するＬ体又はＤ体の乳酸から
常法（Ｃ．Ｅ．Ｌｏｖｅ、米国特許第２，６６８，１８
２号明細書）に従って乳酸の環状二量体であるラクチド
を合成し、そのラクチドを開環重合することによって得
られる生体内分解吸収性の高分子材料である。このＰＬ
Ａは光学活性なＬ体又はＤ体の乳酸のホモポリマーであ
る。Ｌ体とＤ体の乳酸のブロックコポリマーであっても
よいが、Ｌ体とＤ体の比率によって圧電性が減衰される
ので、どちらかの比率が圧倒的に大きい場合を除けばホ
モポリマーが有利である。また、ＰＬＡの分子量は特に
制限されないが、得られるフィルムの強度や弾性を考慮
すると、粘度平均分子量が５万〜１００万、好ましくは
１０万〜５０万程度のポリ乳酸を使用するのがよい。
【０００８】本発明の骨形成促進用フィルムは、上記Ｐ
ＬＡを原料として次の方法により製造される。まず、Ｐ
ＬＡをジクロロメタン等の有機溶媒に溶解して型枠に注
入し、常温、常圧下に溶媒を蒸発させてベースフィルム
を得る。このベースフィルムはポリマー分子が無配向で
あるため圧電性を示さない。そこでベースフィルムを加
熱窒素気流中で一軸延伸してポリマー分子を配向させる
ことにより、圧電性を付与すると共に機械的強度を向上
させる。この一軸延伸処理は６０〜１８０℃、好ましく
は８０〜１６０℃の温度条件下に行う。また、延伸倍率
については１０倍程度まで可能であるが、延伸倍率が小
さすぎるとポリ乳酸の分子配向が不充分であり、圧電率
が低い。延伸倍率が大きすぎるとフィブリル化してポー
ラスな状態となり、フィブリル間での動きが圧電を消失
させるので、技術的にフィブリル化がおきない倍率であ
る３〜６倍とするのが望ましい。骨形成の促進効果やフ
ィルム強度などの観点から、最良の延伸倍率は４〜５倍
である。この４〜５倍に一軸延伸されたＰＬＡフィルム
の１０Ｈｚ、常温での圧電定数ｄ′14は約１０〜１２
（ｐＣ／Ｎ）、ｅ′14は１７〜２０（ｍＣ／ｍ2 ）と高
い。延伸処理が終わると、図１に示すようにベースフィ
ルム１をその延伸方向ＰＱに対して斜め又は平行な形状
にカットし、本発明の骨形成促進用フィルム１ａ，１ｂ
を得る。従って本発明の骨形成促進用フィルム１ａ，１
ｂはいずれも、固定されるフィルム両端を結ぶ軸線方向
ＲＳに対して延伸方向ＰＱが非直角となっている。
ＬＡを原料として次の方法により製造される。まず、Ｐ
ＬＡをジクロロメタン等の有機溶媒に溶解して型枠に注
入し、常温、常圧下に溶媒を蒸発させてベースフィルム
を得る。このベースフィルムはポリマー分子が無配向で
あるため圧電性を示さない。そこでベースフィルムを加
熱窒素気流中で一軸延伸してポリマー分子を配向させる
ことにより、圧電性を付与すると共に機械的強度を向上
させる。この一軸延伸処理は６０〜１８０℃、好ましく
は８０〜１６０℃の温度条件下に行う。また、延伸倍率
については１０倍程度まで可能であるが、延伸倍率が小
さすぎるとポリ乳酸の分子配向が不充分であり、圧電率
が低い。延伸倍率が大きすぎるとフィブリル化してポー
ラスな状態となり、フィブリル間での動きが圧電を消失
させるので、技術的にフィブリル化がおきない倍率であ
る３〜６倍とするのが望ましい。骨形成の促進効果やフ
ィルム強度などの観点から、最良の延伸倍率は４〜５倍
である。この４〜５倍に一軸延伸されたＰＬＡフィルム
の１０Ｈｚ、常温での圧電定数ｄ′14は約１０〜１２
（ｐＣ／Ｎ）、ｅ′14は１７〜２０（ｍＣ／ｍ2 ）と高
い。延伸処理が終わると、図１に示すようにベースフィ
ルム１をその延伸方向ＰＱに対して斜め又は平行な形状
にカットし、本発明の骨形成促進用フィルム１ａ，１ｂ
を得る。従って本発明の骨形成促進用フィルム１ａ，１
ｂはいずれも、固定されるフィルム両端を結ぶ軸線方向
ＲＳに対して延伸方向ＰＱが非直角となっている。
【０００９】一軸延伸ＰＬＡフィルムの圧電性は一軸配
向した光学活性高分子の結晶及び配向分子にみられる固
有のずり圧電効果（Shear piezoelectlicity effec
t） と同種のものであり、結晶のへき界で生ずる緩和型
の圧電である。従って、フィルムの固定される両端に外
力を加えて変形させると、外力に比例して結晶の表面に
電荷を生じて電圧を発生する。逆にその結晶に電圧を加
えると、電圧に比例して結晶が変形する。結晶が延伸方
向に一軸配向している系では、ずり変形の効率の最も高
いのは幾何学的にみて、フィルムの両端を結ぶ軸線方向
ＲＳに対し４５°の方向で一軸配向している場合であ
る。
向した光学活性高分子の結晶及び配向分子にみられる固
有のずり圧電効果（Shear piezoelectlicity effec
t） と同種のものであり、結晶のへき界で生ずる緩和型
の圧電である。従って、フィルムの固定される両端に外
力を加えて変形させると、外力に比例して結晶の表面に
電荷を生じて電圧を発生する。逆にその結晶に電圧を加
えると、電圧に比例して結晶が変形する。結晶が延伸方
向に一軸配向している系では、ずり変形の効率の最も高
いのは幾何学的にみて、フィルムの両端を結ぶ軸線方向
ＲＳに対し４５°の方向で一軸配向している場合であ
る。
【００１０】フィルム両端を結ぶ軸線方向ＲＳと延伸方
向ＰＱが同一方向のフィルムの両端に外力を均一にかけ
た場合には、結晶間でのずり変形は理論的に起きないは
ずであるが、ポリマーの結晶相と非晶相の比率などのモ
ルホロジーの局所的な不均一さ、あるいは実際に両端に
結晶相と平行に均一な外力を与えられないという物理的
な原因のために、わずかに結晶間でのずり変形が生ずる
と考えられる。また、フィルム両端を結ぶ軸線方向ＲＳ
と延伸方向ＰＱが９０°の角度を持つフィルムの両端に
外力を均一にかけた場合は位置のずれがなく、結晶間の
距離が変わるだけであるから理論的にずり変形は生ぜ
ず、従って、ずり圧電効果が最も期待できない。０°か
ら９０°の間の角度の配向軸を有する場合は、ずり効果
の大きい角度ほどずり圧電効果が大きく発現される。
向ＰＱが同一方向のフィルムの両端に外力を均一にかけ
た場合には、結晶間でのずり変形は理論的に起きないは
ずであるが、ポリマーの結晶相と非晶相の比率などのモ
ルホロジーの局所的な不均一さ、あるいは実際に両端に
結晶相と平行に均一な外力を与えられないという物理的
な原因のために、わずかに結晶間でのずり変形が生ずる
と考えられる。また、フィルム両端を結ぶ軸線方向ＲＳ
と延伸方向ＰＱが９０°の角度を持つフィルムの両端に
外力を均一にかけた場合は位置のずれがなく、結晶間の
距離が変わるだけであるから理論的にずり変形は生ぜ
ず、従って、ずり圧電効果が最も期待できない。０°か
ら９０°の間の角度の配向軸を有する場合は、ずり効果
の大きい角度ほどずり圧電効果が大きく発現される。
【００１１】従って、骨形成促進効果が顕著なフィルム
は、両端を結ぶ軸線方向ＲＳに対して延伸方向ＰＱが鋭
角となるように斜めに切り抜いたフィルム１ａであり、
そのなかでも軸線方向ＲＳと延伸方向ＰＱの角度が４５
°となるように切り抜いたフィルムは骨形成促進効果が
特に顕著であり、次いで骨形成促進効果が大きいフィル
ムは、軸線方向ＲＳと延伸方向ＰＱが平行（角度０°）
となるように切り抜いたフィルム１ｂであり、軸線方向
ＲＳと延伸方向ＰＱが直角（９０°）となるように切り
抜いた鎖線で示すフィルム１ｃは骨形成促進効果が殆ど
見られないはずである。
は、両端を結ぶ軸線方向ＲＳに対して延伸方向ＰＱが鋭
角となるように斜めに切り抜いたフィルム１ａであり、
そのなかでも軸線方向ＲＳと延伸方向ＰＱの角度が４５
°となるように切り抜いたフィルムは骨形成促進効果が
特に顕著であり、次いで骨形成促進効果が大きいフィル
ムは、軸線方向ＲＳと延伸方向ＰＱが平行（角度０°）
となるように切り抜いたフィルム１ｂであり、軸線方向
ＲＳと延伸方向ＰＱが直角（９０°）となるように切り
抜いた鎖線で示すフィルム１ｃは骨形成促進効果が殆ど
見られないはずである。
【００１２】図１に示すような長方形にカットされるフ
ィルム１ａ，１ｂやこれに類似した形状のフィルムで
は、その長手方向の両端を固定して使用されるので、こ
のようなフィルムでは延伸方向ＰＱが長軸線方向ＲＳに
対して非直角になっていればよく、また、長円形や楕円
形にカットされるフィルムの場合も同様に長手方向の両
端が固定されるので、延伸方向ＰＱが長軸線方向ＲＳに
対して非直角になっていればよい。これに対し、正方形
にカットされるフィルムの場合は、相対向する二組の両
端のうちのいずれか一組の両端が固定されるので、その
いずれか一組の両端を結ぶ軸線に対して延伸方向が非直
角になっていればよい。同様に、正６角形や正８角形等
の正多角形にカットされるフィルムの場合も、相対向す
る複数の両端のうちのいずれか一組の両端を結ぶ軸線に
対して延伸方向が非直角になっていればよい。
ィルム１ａ，１ｂやこれに類似した形状のフィルムで
は、その長手方向の両端を固定して使用されるので、こ
のようなフィルムでは延伸方向ＰＱが長軸線方向ＲＳに
対して非直角になっていればよく、また、長円形や楕円
形にカットされるフィルムの場合も同様に長手方向の両
端が固定されるので、延伸方向ＰＱが長軸線方向ＲＳに
対して非直角になっていればよい。これに対し、正方形
にカットされるフィルムの場合は、相対向する二組の両
端のうちのいずれか一組の両端が固定されるので、その
いずれか一組の両端を結ぶ軸線に対して延伸方向が非直
角になっていればよい。同様に、正６角形や正８角形等
の正多角形にカットされるフィルムの場合も、相対向す
る複数の両端のうちのいずれか一組の両端を結ぶ軸線に
対して延伸方向が非直角になっていればよい。
【００１３】また、本発明のフィルムは、その厚さを５
０〜５００μｍ、好ましくは１００〜３００μｍの範囲
内に調節する必要がある。骨が接合するには略８〜１２
週間を要するが、フィルムの厚さが５０μｍより薄くな
ると、この期間内にフィルムが分解されるという不都合
を生じ、逆に５００μｍより厚くなると、フィルムの剛
性が高くなり、骨接合箇所にフィルムを屈曲させた状態
で装着しにくくなると同時に、小さな外力で容易に変形
を起こし難くなるという不都合を生じるからである。
０〜５００μｍ、好ましくは１００〜３００μｍの範囲
内に調節する必要がある。骨が接合するには略８〜１２
週間を要するが、フィルムの厚さが５０μｍより薄くな
ると、この期間内にフィルムが分解されるという不都合
を生じ、逆に５００μｍより厚くなると、フィルムの剛
性が高くなり、骨接合箇所にフィルムを屈曲させた状態
で装着しにくくなると同時に、小さな外力で容易に変形
を起こし難くなるという不都合を生じるからである。
【００１４】以上のような本発明の骨形成促進用フィル
ムは、骨接合箇所を囲むようにして装着し、付近の筋肉
にフィルムが動きやすいように両端を固定して使用され
る。
ムは、骨接合箇所を囲むようにして装着し、付近の筋肉
にフィルムが動きやすいように両端を固定して使用され
る。
【００１５】
【作用】本発明の骨形成促進用フィルムは、固定される
両端を結ぶ軸線方向に対して延伸方向が非直角となるよ
うにカットしたものであり、延伸によるＰＬＡの分子配
向によって隣接する分子主鎖のＣ＝ＯとＣ−Ｈが主鎖と
交叉する方向に水素結合し、しかも側鎖が非極性のメチ
ル基で緩和作用が少ないため、下記実施例のデータによ
って裏付けられるように、従来のポリペプチド型やエレ
クトレット型の圧電材料と同等若しくはそれ以上の圧電
性を示す。単位応力当りの開放電圧を表すｇ定数、ｄ／
εは、有機ポリマーで最も圧電率の高いポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）がｄ31＝２４又はｄ33＝−３６（ｐ
Ｃ／Ｎ）であり、ｇ31＝０．２１、ｇ33＝−３．１であ
るのに対し、ＰＬＡはεが３．５であるからｄ′14／ε
＝２．９〜３．４であるので、極めて高い値を有してい
る。従って、このような骨形成促進用フィルムを骨接合
箇所に装着してフィルム両端を付近の筋肉に固定すれ
ば、筋肉の運動に伴う該フィルムの圧電効果によりピエ
ゾ電流が生じ、その適度な電気的刺激によって初期の骨
の形成（仮骨の形成）が促進される。しかも、このフィ
ルムは生体内分解吸収性のポリ乳酸から成る厚さ５０〜
５００μｍの延伸フィルムであるため、骨が接合された
後しばらくすると分解、吸収される。ＰＬＡは既に骨接
合用の材料として使われ始めており、その安全性も確認
されているポリマーである。
両端を結ぶ軸線方向に対して延伸方向が非直角となるよ
うにカットしたものであり、延伸によるＰＬＡの分子配
向によって隣接する分子主鎖のＣ＝ＯとＣ−Ｈが主鎖と
交叉する方向に水素結合し、しかも側鎖が非極性のメチ
ル基で緩和作用が少ないため、下記実施例のデータによ
って裏付けられるように、従来のポリペプチド型やエレ
クトレット型の圧電材料と同等若しくはそれ以上の圧電
性を示す。単位応力当りの開放電圧を表すｇ定数、ｄ／
εは、有機ポリマーで最も圧電率の高いポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）がｄ31＝２４又はｄ33＝−３６（ｐ
Ｃ／Ｎ）であり、ｇ31＝０．２１、ｇ33＝−３．１であ
るのに対し、ＰＬＡはεが３．５であるからｄ′14／ε
＝２．９〜３．４であるので、極めて高い値を有してい
る。従って、このような骨形成促進用フィルムを骨接合
箇所に装着してフィルム両端を付近の筋肉に固定すれ
ば、筋肉の運動に伴う該フィルムの圧電効果によりピエ
ゾ電流が生じ、その適度な電気的刺激によって初期の骨
の形成（仮骨の形成）が促進される。しかも、このフィ
ルムは生体内分解吸収性のポリ乳酸から成る厚さ５０〜
５００μｍの延伸フィルムであるため、骨が接合された
後しばらくすると分解、吸収される。ＰＬＡは既に骨接
合用の材料として使われ始めており、その安全性も確認
されているポリマーである。
【００１６】
【実施例】次に、本発明の実証性を以下の骨形成促進用
フィルムの実施例によって説明する。
フィルムの実施例によって説明する。
【００１７】（実施例１）初期の粘度平均分子量（クロ
ロホルム２５℃中）が３３万のポリ−Ｌ−乳酸２５ｇを
ジクロロメタン１０００ｍｌに混合し、常温下にマグネ
チックスターラーで６時間攪伴して完全に溶解した。こ
れを方形の型枠に注入し、常温、常圧下で溶媒を蒸発さ
せてポリ−Ｌ−乳酸のベースフィルムを得た。
ロホルム２５℃中）が３３万のポリ−Ｌ−乳酸２５ｇを
ジクロロメタン１０００ｍｌに混合し、常温下にマグネ
チックスターラーで６時間攪伴して完全に溶解した。こ
れを方形の型枠に注入し、常温、常圧下で溶媒を蒸発さ
せてポリ−Ｌ−乳酸のベースフィルムを得た。
【００１８】得られたベースフィルムを３〜４ｃｍ巾に
カットし、１０８℃に設定された恒温室の窒素中に該フ
ィルムをセットして２分間放置した。そして該フィルム
を４倍に延伸した後、２分間アニーリングして厚さ１８
０μｍの延伸フィルムを得た。
カットし、１０８℃に設定された恒温室の窒素中に該フ
ィルムをセットして２分間放置した。そして該フィルム
を４倍に延伸した後、２分間アニーリングして厚さ１８
０μｍの延伸フィルムを得た。
【００１９】この延伸フィルムを図１のフィルム１ａの
ように矩形状に切り抜いて、延伸方向ＰＱが長手方向両
端を結ぶ軸線方向ＲＳに対し４５°の角度をもつ骨形成
促進用フィルムの試験片（長さ１．６４ｃｍ、巾１ｃ
ｍ）を作製し、圧電性測定装置（株式会社東洋精機製作
所製の「レオログラフリソッドＳ−１型」）を用いて、
周波数９．７６Ｈｚで該試験片の複素圧電率ｄ14＝ｄ′
14−ｉｄ″14およびｅ14＝ｅ′14−ｉｅ″14、複素誘電
率ε＝ε′−ｉε″、複素弾性率ｃ＝ｃ′＋ｉｃ″を測
定した。その結果を図２〜図５のグラフに示す。
ように矩形状に切り抜いて、延伸方向ＰＱが長手方向両
端を結ぶ軸線方向ＲＳに対し４５°の角度をもつ骨形成
促進用フィルムの試験片（長さ１．６４ｃｍ、巾１ｃ
ｍ）を作製し、圧電性測定装置（株式会社東洋精機製作
所製の「レオログラフリソッドＳ−１型」）を用いて、
周波数９．７６Ｈｚで該試験片の複素圧電率ｄ14＝ｄ′
14−ｉｄ″14およびｅ14＝ｅ′14−ｉｅ″14、複素誘電
率ε＝ε′−ｉε″、複素弾性率ｃ＝ｃ′＋ｉｃ″を測
定した。その結果を図２〜図５のグラフに示す。
【００２０】図２，図３はそれぞれ圧電ｄ定数及び圧電
ｅ定数の温度スペクトルである。図２より、３０〜１１
５℃の測定温度域において、応力あたりの圧電率−ｄ′
14はおよそ１０〜２０×１０-12 Ｃ／Ｎの値を示した。
８５〜９０℃付近で−ｄ′14が増加し、−ｄ″14がピー
クを示しているのは、分子鎖のミクロブラウン運動の開
始による力学的緩和に基づくものである。また、図３よ
り、歪みあたりの圧電率−ｅ′14は常温付近でおよそ１
９〜２０×１０-3Ｃ／ｍ2 の値を示し、−ｅ″14は−
ｄ″14と同様に８５〜９０℃付近にピークを示した。
ｅ定数の温度スペクトルである。図２より、３０〜１１
５℃の測定温度域において、応力あたりの圧電率−ｄ′
14はおよそ１０〜２０×１０-12 Ｃ／Ｎの値を示した。
８５〜９０℃付近で−ｄ′14が増加し、−ｄ″14がピー
クを示しているのは、分子鎖のミクロブラウン運動の開
始による力学的緩和に基づくものである。また、図３よ
り、歪みあたりの圧電率−ｅ′14は常温付近でおよそ１
９〜２０×１０-3Ｃ／ｍ2 の値を示し、−ｅ″14は−
ｄ″14と同様に８５〜９０℃付近にピークを示した。
【００２１】図４は誘電率の温度スペクトルである。誘
電率ε′はおよそ３．５であり、誘電損失ε″は８５℃
付近にピークを示した。
電率ε′はおよそ３．５であり、誘電損失ε″は８５℃
付近にピークを示した。
【００２２】図５は弾性率の温度スペクトルである。常
温付近における弾性率ｃ′はおよそ２×１０9 Ｎ／ｍ2
であり、圧電率、誘電率と同様にｃ″は８５℃付近に力
学的緩和によるピークを示した。
温付近における弾性率ｃ′はおよそ２×１０9 Ｎ／ｍ2
であり、圧電率、誘電率と同様にｃ″は８５℃付近に力
学的緩和によるピークを示した。
【００２３】図２〜図５に示した圧電性、誘電性、動的
粘弾性はいずれも高分子の分子運動と密接に関連してお
り、緩和現象として取り扱うことができる。図２〜図５
においてｄ″、ｅ″、ε″、ｃ″が８５〜９０℃の温度
域でピークを示しているのは、いずれもポリ乳酸の分子
鎖のミクロブラウン運動による力学的緩和に基づくもの
であり、同一の現象を異なった測定法によって測定して
いるものである。
粘弾性はいずれも高分子の分子運動と密接に関連してお
り、緩和現象として取り扱うことができる。図２〜図５
においてｄ″、ｅ″、ε″、ｃ″が８５〜９０℃の温度
域でピークを示しているのは、いずれもポリ乳酸の分子
鎖のミクロブラウン運動による力学的緩和に基づくもの
であり、同一の現象を異なった測定法によって測定して
いるものである。
【００２４】図６にＬ体のＰＬＡのｄ定数と延伸倍率の
関係のグラフを、図７にｅ定数と延伸倍率の関係のグラ
フを示す。これらは全て、延伸方向に対して４５°にカ
ットしたフィルムの値であり、ｄ定数は延伸倍率４〜５
倍で、ｅ定数は４〜６倍でピークの大きさを示すことが
わかる。この値はＰＨＢのそれよりも各々約１０倍と５
倍の大きさである。
関係のグラフを、図７にｅ定数と延伸倍率の関係のグラ
フを示す。これらは全て、延伸方向に対して４５°にカ
ットしたフィルムの値であり、ｄ定数は延伸倍率４〜５
倍で、ｅ定数は４〜６倍でピークの大きさを示すことが
わかる。この値はＰＨＢのそれよりも各々約１０倍と５
倍の大きさである。
【００２５】（実施例２）圧電性の大きさの違いにより
仮骨の発現の程度が異なることの証明を行った。図８の
脛骨の側面図、図９の脛骨を有する家兎の下肢の断面図
にみられるように脛骨の中間部に骨膜を介して４倍延伸
のポリ−Ｌ−乳酸フィルムを各々延伸方向に対して４５
°、０°、９０°にカットしてから、図９の如く、フィ
ルムが動きやすいように少したるみをもたして長方形の
長手の両端を前脛骨筋３の筋膜と長母趾屈筋４の筋膜に
ナイロン糸を使って縫合固定した。６週後にフィルム下
の骨の形成の状況をＸ線で観察したところ、最も圧電性
の発現する４５°カットのフィルムは骨膜上に骨形成が
見られ、フィルム上に軟骨状の腫瘤が見られた。０°カ
ットのフィルムの場合は、軟骨状の腫瘤のみで骨の形成
は見られず、９０°カットのフィルムの場合は、全く何
も形成されていなかった。この事実はフィルムの両端を
固定した筋肉の動きにつれて、フィルムがずりを起こす
程度と相関するものであり、先述の課題を解決するため
の手段に記載した事実と一致した。
仮骨の発現の程度が異なることの証明を行った。図８の
脛骨の側面図、図９の脛骨を有する家兎の下肢の断面図
にみられるように脛骨の中間部に骨膜を介して４倍延伸
のポリ−Ｌ−乳酸フィルムを各々延伸方向に対して４５
°、０°、９０°にカットしてから、図９の如く、フィ
ルムが動きやすいように少したるみをもたして長方形の
長手の両端を前脛骨筋３の筋膜と長母趾屈筋４の筋膜に
ナイロン糸を使って縫合固定した。６週後にフィルム下
の骨の形成の状況をＸ線で観察したところ、最も圧電性
の発現する４５°カットのフィルムは骨膜上に骨形成が
見られ、フィルム上に軟骨状の腫瘤が見られた。０°カ
ットのフィルムの場合は、軟骨状の腫瘤のみで骨の形成
は見られず、９０°カットのフィルムの場合は、全く何
も形成されていなかった。この事実はフィルムの両端を
固定した筋肉の動きにつれて、フィルムがずりを起こす
程度と相関するものであり、先述の課題を解決するため
の手段に記載した事実と一致した。
【００２６】（実施例３）初期の粘度平均分子量が３２
万のポリ−Ｄ−乳酸を用いた以外は実施例１と同様にし
て、延伸方向ＰＱが長手方向ＲＳに対し４５°の角度を
もつ骨形成促進用フィルムの試験片（長さ１．６４ｃ
ｍ、巾１ｃｍ、厚さ１８０μｍ）を得た。この試験片に
ついて圧電率、誘電率、及び弾性率を測定したところ、
実施例１とほぼ同様の結果が得られた。但し圧電率ｄ14
及びｅ14の符号はポリ−Ｌ−乳酸と反対であった。
万のポリ−Ｄ−乳酸を用いた以外は実施例１と同様にし
て、延伸方向ＰＱが長手方向ＲＳに対し４５°の角度を
もつ骨形成促進用フィルムの試験片（長さ１．６４ｃ
ｍ、巾１ｃｍ、厚さ１８０μｍ）を得た。この試験片に
ついて圧電率、誘電率、及び弾性率を測定したところ、
実施例１とほぼ同様の結果が得られた。但し圧電率ｄ14
及びｅ14の符号はポリ−Ｌ−乳酸と反対であった。
【００２７】（実施例４）高位脛骨骨切り術において、
Ｌ体の４倍一軸延伸、４５°カットの長方形フィルムの
両端を下腿の脛骨を巻くように、前脛骨筋３の筋膜と長
母趾屈筋４の筋膜にナイロン糸を使って縫合固定した。
そして、フィルムを使用しない場合との比較を行った。
Ｘ線による判定の結果、４〜８週後において骨切り部の
周囲は、フィルム使用した場合は旺盛な仮骨が生成して
骨切り部の骨折線が消失していたのに対し、フィルムを
使用しない場合は骨折線が未だ残っていた。この事実よ
り延伸ＰＬＡはその圧電作用により骨接合時の初期の骨
形成（仮骨の形成）を促進していることが明らかになっ
た。従って、Ｄ体あるいはＬ体の光学活性乳酸ポリマー
（ＰＬＡ）の一軸延伸フィルムを延伸方向が非直角とな
るようにカットしたフィルムは骨形成促進（仮骨形成）
用のフィルムとして有用である。
Ｌ体の４倍一軸延伸、４５°カットの長方形フィルムの
両端を下腿の脛骨を巻くように、前脛骨筋３の筋膜と長
母趾屈筋４の筋膜にナイロン糸を使って縫合固定した。
そして、フィルムを使用しない場合との比較を行った。
Ｘ線による判定の結果、４〜８週後において骨切り部の
周囲は、フィルム使用した場合は旺盛な仮骨が生成して
骨切り部の骨折線が消失していたのに対し、フィルムを
使用しない場合は骨折線が未だ残っていた。この事実よ
り延伸ＰＬＡはその圧電作用により骨接合時の初期の骨
形成（仮骨の形成）を促進していることが明らかになっ
た。従って、Ｄ体あるいはＬ体の光学活性乳酸ポリマー
（ＰＬＡ）の一軸延伸フィルムを延伸方向が非直角とな
るようにカットしたフィルムは骨形成促進（仮骨形成）
用のフィルムとして有用である。
【００２８】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明の骨形
成促進用フィルムは、エレクトレット型やポリペプチド
型の圧電材料と同等もしくはそれ以上の圧電性を有し、
骨接合箇所に装着するとフィルムの伸縮や曲げの応力に
より電気を発生するので骨の形成を促進することがで
き、しかも骨が接合された後しばらくすると分解吸収さ
れて体内に残存しないという顕著な効果を奏する。
成促進用フィルムは、エレクトレット型やポリペプチド
型の圧電材料と同等もしくはそれ以上の圧電性を有し、
骨接合箇所に装着するとフィルムの伸縮や曲げの応力に
より電気を発生するので骨の形成を促進することがで
き、しかも骨が接合された後しばらくすると分解吸収さ
れて体内に残存しないという顕著な効果を奏する。
【図１】延伸処理したベースフィルムから本発明の骨形
成促進用フィルムをカットする仕方を説明した図であ
る。
成促進用フィルムをカットする仕方を説明した図であ
る。
【図２】本発明の骨形成促進用フィルムの圧電ｄ定数と
温度の関係を示すグラフである。
温度の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の骨形成促進用フィルムの圧電ｅ定数と
温度の関係を示すグラフである。
温度の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の骨形成促進用フィルムの誘電率と温度
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の骨形成促進用フィルムの弾性率と温度
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の骨形成促進用フィルムの圧電ｄ定数と
延伸倍率の関係を示すグラフである。
延伸倍率の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の骨形成促進用フィルムの圧電ｅ定数と
延伸倍率の関係を示すグラフである。
延伸倍率の関係を示すグラフである。
【図８】中間部で切断した兎の脛骨の接合箇所に本発明
の骨形成促進用フィルムを装着したところを示す斜視図
である。
の骨形成促進用フィルムを装着したところを示す斜視図
である。
【図９】中間部で切断した兎の脛骨の接合箇所に本発明
の骨形成促進用フィルムを装着した状態を示す断面図で
ある。
の骨形成促進用フィルムを装着した状態を示す断面図で
ある。
１ ベースフィルム １ａ，１ｂ 骨形成促進用フィルム
Claims (1)
- 【請求項１】Ｄ体あるいはＬ体の乳酸ポリマーの一軸延
伸フィルムであって、該フィルムの固定される両端を結
ぶ軸線方向に対して延伸方向が非直角となるようにした
骨形成促進用フィルム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4322520A JP3023472B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 骨形成促進用フィルム |
| FI930259A FI930259A (fi) | 1992-11-06 | 1993-01-22 | Polymert piezoelektriskt material |
| EP93101225A EP0596190A1 (en) | 1992-11-06 | 1993-01-27 | Polymeric piezoelectric material |
| US08/010,165 US5298602A (en) | 1992-11-06 | 1993-01-28 | Polymeric piezoelectric material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4322520A JP3023472B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 骨形成促進用フィルム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06142184A true JPH06142184A (ja) | 1994-05-24 |
| JP3023472B2 JP3023472B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=18144579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4322520A Expired - Fee Related JP3023472B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 骨形成促進用フィルム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3023472B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1309448C (zh) * | 2002-05-20 | 2007-04-11 | 东洋纺织株式会社 | 成形纤维状薄片、以及过滤装置 |
| WO2012026494A1 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | 三井化学株式会社 | 高分子圧電材料、およびその製造方法 |
| WO2013089148A1 (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-20 | 三井化学株式会社 | 高分子圧電材料、およびその製造方法 |
| JP2013214329A (ja) * | 2009-06-11 | 2013-10-17 | Murata Mfg Co Ltd | タッチパネル、タッチ式入力装置および機器 |
| JP5473905B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2014-04-16 | 学校法人 関西大学 | 圧電素子および音響機器 |
| KR101431756B1 (ko) * | 2009-06-15 | 2014-08-20 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 압전체 시트, 및 압전체 시트의 제조방법 및 제조장치 |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP4322520A patent/JP3023472B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1309448C (zh) * | 2002-05-20 | 2007-04-11 | 东洋纺织株式会社 | 成形纤维状薄片、以及过滤装置 |
| JP5473905B2 (ja) * | 2008-05-12 | 2014-04-16 | 学校法人 関西大学 | 圧電素子および音響機器 |
| US9134826B2 (en) | 2009-06-11 | 2015-09-15 | Murata Maufacturing Co., Ltd. | Touch panel and touch type input device |
| US10146392B2 (en) | 2009-06-11 | 2018-12-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch panel and touch type input device |
| US9804725B2 (en) | 2009-06-11 | 2017-10-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch panel and touch type input device |
| US9383884B2 (en) | 2009-06-11 | 2016-07-05 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch panel and touch type input device |
| JP2016006683A (ja) * | 2009-06-11 | 2016-01-14 | 株式会社村田製作所 | タッチ式入力装置 |
| JP2013214329A (ja) * | 2009-06-11 | 2013-10-17 | Murata Mfg Co Ltd | タッチパネル、タッチ式入力装置および機器 |
| JP2013242900A (ja) * | 2009-06-11 | 2013-12-05 | Murata Mfg Co Ltd | タッチパネル、タッチ式入力装置および機器 |
| US9128553B2 (en) | 2009-06-11 | 2015-09-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Touch panel and touch type input device |
| KR101431756B1 (ko) * | 2009-06-15 | 2014-08-20 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 압전체 시트, 및 압전체 시트의 제조방법 및 제조장치 |
| US9184372B2 (en) | 2010-08-25 | 2015-11-10 | Mitsui Chemicals, Inc. | Piezoelectric polymer material and method for producing same |
| US8829121B2 (en) | 2010-08-25 | 2014-09-09 | Mitsui Chemicals, Inc. | Piezoelectric polymer material and method for producing same |
| JP4934235B2 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-05-16 | 三井化学株式会社 | 高分子圧電材料、およびその製造方法 |
| WO2012026494A1 (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-01 | 三井化学株式会社 | 高分子圧電材料、およびその製造方法 |
| JP5313414B1 (ja) * | 2011-12-13 | 2013-10-09 | 三井化学株式会社 | 高分子圧電材料、およびその製造方法 |
| WO2013089148A1 (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-20 | 三井化学株式会社 | 高分子圧電材料、およびその製造方法 |
| US9905750B2 (en) | 2011-12-13 | 2018-02-27 | Mitsui Chemicals, Inc. | Polymeric piezoelectric material, and process for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3023472B2 (ja) | 2000-03-21 |
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