JPH0653152B2 - 医科用または歯科用セメント組成物 - Google Patents

医科用または歯科用セメント組成物

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JPH0653152B2
JPH0653152B2 JP60211765A JP21176585A JPH0653152B2 JP H0653152 B2 JPH0653152 B2 JP H0653152B2 JP 60211765 A JP60211765 A JP 60211765A JP 21176585 A JP21176585 A JP 21176585A JP H0653152 B2 JPH0653152 B2 JP H0653152B2
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acid
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利夫 足立
康晴 今井
靖人 田中
和男 小山
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Dai Nippon Toryo KK
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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、医科用または歯科用セメント組成物に関す
る。より詳しくは、病的あるいは外的原因等により生じ
た骨や歯牙の欠損部や空隙部に適用し、当該個所に新生
骨や歯牙を発生させ易くし、後には生体の骨組織や歯牙
組織と一体化する、無機質材料と有機質材料との複合体
を形成し得るセメント組成物に係る。
従来の技術 従来から歯科用セメント組成物として、リン酸亜鉛セメ
ント、酸化亜鉛−ポリカルボキシレートセメント、グラ
スアイオノマーセメント等が開発されており、さらに生
体充填材料としてメタアクリレート系重合体等を用いた
レジンセメント材料が使用されてきた。しかしこれ等の
セメント組成物はいずれも化学的に歯や骨の成分と異な
るため、生体適合性の点で十分とは云えなかった。
また、これらの問題点を解決するため、生体との親和性
が比較的良好であるセラミックス系の材料が提案されて
いる。例えば、Al23の単結晶もしくは焼結体からなる
人工骨、人工関節や人工歯根、あるいはヒドロキシアパ
タイトの焼結体からなる人工骨、人工歯根等が提案され
ている。しかしながら、これ等の焼結体はインプラント
材として使用するには適しているが、骨、歯牙欠損部お
よび空隙部への充填材や合着材として使用することは出
来ないという欠点があった。
更に最近では、骨や歯の主成分と近似した組成を有する
α−リン酸三カルシウム粉末を利用したセメント組成物
が提案されている。例えば、α−リン酸三カルシウム粉
末と水との練和物に、極く少量の無機または有機酸を添
加して硬化物を得る方法が知られている(例えば、特開
昭59−182263号公報参照)。
しかしながら、前記公知技術においては、硬化時間に10
分以上を要するとともに、得られた硬化物の圧縮強度は
50kg/cm2以下であるため、医科用あるいは歯科用セメ
ントとしての要求性能を満足しないという問題があっ
た。
発明が解決しようとする問題点 以上述べたように、医科用または歯科用セメント組成物
に対する要件は生体適合性を有することであり、更に、
所定の硬化速度と硬化後の強度、特に圧縮強度を有する
ことも重要な要件である。
しかしながら、上記の如く、従来提案された組成物は、
生体適応性の点で不十分であったり、生体適応性に優れ
ているものは硬化速度、圧縮強度などにおいて不十分で
あった。従って、当分野においては人工骨や人工歯根材
料として使用することのできる、上記各種特性に優れた
セメント組成物の開発が待望されている。
そこで、本発明の目的はこのような従来技術の問題点を
解決し、生体適合性に優れ、硬化時間が短いとともに、
圧縮強度の高い硬化物が得られる医科用または歯科用セ
メント組成物を提供しようとすることにある。
問題点を解決するための手段 本発明者等は生体適合性に優れ、填入直後の強度にも優
れた骨、歯牙等の充填材の上記の如き現状に鑑みて、新
たな充填材を開発すべく種々検討、研究した結果、リン
酸四カルシウムを主成分とする組成物が上記条件を満足
する充填材を与えることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の医科用または歯科用組成物は、リン酸四
カルシウム粉末(P)と練和液(L)とからなり、練和
液(L)は濃度30〜60重量%の有機酸水溶液(L−1)
であるか、濃度10〜60重量%の不飽和カルボン酸の単独
重合体または共重合体の水溶液(L−2)であり、P/
(L−1)の重量比は 1.3〜3.0 の範囲にあり、P/
(L−2)の重量比は 1.0〜3.0 の範囲にある組成物で
あり、粉末(P)と練和液(L)と混和して、流動状態
又は可塑状態とすることにより調製される。
本発明の組成物において使用するリン酸四カルシウ粉末
は次のようにして得られる。
即ち、γ−ピロリン酸カルシウム1モルと炭酸カルシウ
ム2モルの割合で均一に混合し、十分に乾燥させた後10
00〜1500℃、好ましくは1400℃前後で約1時間焼成し、
得られる生成物を微粉砕して粒径 100μm以下の微粉末
とすることによって得ることができる。
さらに他の方法としては、リン酸水素カルシウム二水和
物と炭酸カルシウムを1対1のモル比で均一に混合した
後、前記と同一条件で焼成することによっても目的とす
るリン酸四カルシウム粉末を得ることができる。
また、上記の如くして得たリン酸四カルシウムをラバー
プレス法等により加圧圧縮した後、再度1200〜1500℃、
好ましくは1300〜1400℃の温度下で2時間以上焼成し、
同様に微粉化処理して粒径0.5〜20μm程度の粉末とす
ることもできる。上記加圧圧縮処理において、圧力は 5
00kg/cm2〜1200kg/cm2であることが好ましい。
このように2度に亘り焼成、微粉化処理を施すことは、
まず第1回目の処理でリン酸四カルシウムを形成し、次
の第2の操作により密度の向上を図り、それによって耐
圧強度を高めることを意図するものである。ただし、第
1回目の焼成、微粉化により得られる生成物でも充填組
成物の成分として十分に機能することはいうまでもな
い。
リン酸四カルシウム粉末(P)に流動性、可塑性を与え
るために用いる練和液(L)としては、 (i)グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石
酸、テトラヒドロフランテトラカルボン酸等の一価又は
多価カルボン酸等の有機酸水溶液(L−1)、 (ii)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸
等の不飽和有機酸の単独重合体又は2種以上を組み合わ
せた共重合体あるいは他のモノマーとの共重合体の水溶
液(L−2)、 等が挙げられる。
特に好ましくは、多価カルボン酸の水溶液、ポリアクリ
ル酸またはアクリル酸の共重合体の水溶液である。
前記アクリル酸の共重合体としてはアクリル酸と少量の
イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等との共重合体ある
いは場合により歯科用セメント組成物等において知られ
ているメタクリル酸、アコニット酸、シトラコン酸、グ
ルタコン酸、メサコン酸、チグリン酸等の不飽和酸もし
くはその低級アルキルエステル又はアクリル酸の低級ア
ルキルエステルとの共重合体も使用可能である。
これらは単独でもしくは2種以上の混合物として使用で
きる。
練和液として用いる有機酸水溶液(L−1)は、一般に
30〜60重量%の溶液として使用される。例えば、クエン
酸水溶液の場合は、特に35〜55重量%の濃度範囲の水溶
液であることが好ましい。即ち、クエン酸水溶液の濃度
が30重量%に満たない場合には、硬化物の圧縮強度が低
く(200kg/cm2以下)なるため、セメント材料としては好
ましくなく、逆にクエン酸水溶液の濃度が60重量%をこ
えると、クエン酸が析出するようになるため、実質上使
用出来ない。
また、上記クエン酸水溶液のクエン酸の約10重量%以下
を、酒石酸、タンニン酸、フィチン酸、乳酸またはリン
酸等の水溶性の酸で置き換えることも可能である。
本発明の組成物においては、リン酸四カルシウム粉末
(P)と有機酸水溶液(L−1)との重量混合割合(粉
液比)、即ちP/(L−1)は1.3〜3の範囲にあるこ
とが必要であり、特に好ましくはP/(L−1)=2〜
2.5の範囲である。
前記割合においてP/(L−1)が1.3より少ない場合
には、粉末量が少なく、水分量が過剰となるため硬化物
の強度が低くなり、逆にP/(L−1)が3より大きく
なると水分が過少となり、練和が著しい困難となるため
いずれも好ましくない。
また、不飽和カルボン酸の単独重合体または共重合体は
公知の任意の方法で製造でき、これは10〜60重量%濃度
の水溶液等として使用され、リン酸四カルシウム粉末
(P)と単独重合体または共重合体水溶液(L−2)と
の重合割合P/(L−2)は前記と同様な理由で 1.0〜
3.0の範囲内であることが必要である。
練和操作法は特に限定する必要はなく、従来から歯科用
セメントの分野で使用されている方法のいずれでも良
く、例えば、JIS−6602に規定されているものを使用
できる。
作用 既に繰返し述べたように、医科用、歯科用セメント組成
物にとって重要なことは生体適合性であり、この点につ
いて本発明の組成物では化学的に骨、歯の成分に近いリ
ン酸四カルシウムを使用していることで解決される。
また、硬化時間短縮および圧縮強度の改善も重要であ
り、これは前記特定濃度の有機酸水溶液や不飽和カルボ
ン酸の単独重合体または共重合体水溶液などを練和液と
して選択し、上記のリン酸四カルシウムと組合せて使用
したことにより解決された。このような本発明における
組合せにより極めて優れたセメント組成物が得られ、そ
の硬化時間、圧縮強度等の各物性は、従来のこの種の製
品と比較して著しく改善された(以下の実施例参照)。
従って、本発明のセメント組成物は病的あるいは外的原
因等により生じた骨や歯牙の欠損部並びに空隙部に適用
するのに有利であり、また適用後には生体の骨組成や歯
牙組成と一体化することが期待できる複合材料であると
いえる。
実施例 以下に本発明のセメント組成物を実施例によって更に詳
しく説明すると共に該組成物の有する効果を実証する
が、本発明の範囲はこれによって何等制限されるもので
はない。
製造例1 リン酸水素カルシウム・二水和物CaHPO・2H2
(2モル)を磁性るつぼに入れ、500℃で2時間焼成
し、得られた生成物をX−線回折により、γ−ピロリン
酸カルシウム(γ−Ca227)に転化したことを確認
した。次に炭酸カルシウムCaCO3(1モル)を100℃で1
時間乾燥した。上記のγ−ピロリン酸カルシウム1モ
ル、乾燥炭酸カルシウム2モルの割合で混合したものを
均質になるよう十分撹拌した後に、1400℃で2時間焼成
し、外気中に取り出し急冷した。 0.5〜50μmの粉粒体
となし、X−線回折によりリン酸四カルシウムであるこ
とを確認した。この試料を粉末Iとする。
製造例2 製造例1で得たリン酸四カルシウムを次以下の第1表に
示す条件でラバープレス法により圧縮加圧し、2時間焼
成し、ついで50Å〜50μmの粉粒体とした。この試料を
粉末IIとする。
実施例1〜8 製造例1および2で得たリン酸四カルシウムの粉粒体を
次の練和液のいづれかで練和した。
1.クエン酸50重量%水溶液; 2.テトラヒドロフランテトラカルボン酸50重量%水溶
液; 3.ポリアクリル酸水溶液(濃度=45重量%); 4.アクリル酸/イタコン酸共重合体水溶液(濃度45重
量%)(イタコン酸30%)。
こうして調製したリン酸四カルシウム含有組成物の圧縮
耐圧強度を測定した。
結果は第2表の通りである。なお、練和操作法、試験法
は歯科用セメントJIS−T−6602に記載の方法に準拠
した。
比較例1〜5 前記実施例と同様にして粉末IおよびIIを第2表記載の
練和液で各種粉液比となるように練和し、測定を行っ
た。その結果は同様に第2表に示した。
発明の効果 本発明によるリン酸四カルシウム含有組成物は、従来の
ハイドロキシアパタイト型リン酸カルシウム組成物とは
異なり、填入直後の初期強度に優れ、圧縮耐圧強度が高
く、生体に対する組織適合性が極めて良好であり、容易
に多量に供給可能で、しかも使用法が簡便である上、自
家骨の不足を補い、しかも骨組織の修復治癒を著しく促
進できるという相乗効果を発揮する等、理想的な骨及び
歯牙の欠損部及び空隙部の充填材として機能するもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 靖人 神奈川県秦野市渋沢1352―80 (72)発明者 小山 和男 神奈川県秦野市渋沢706―1

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リン酸四カルシウム(Ca429)の粉末
    (P)と練和液(L)とからなる医科用または歯科用セ
    メント組成物であって、 練和液(L)は濃度30〜60重量%の有機酸水溶液(L−
    1)であるか、濃度10〜60重量%の不飽和カルボン酸の
    単独重合体または共重合体の水溶液(L−2)であり、 P/(L−1)の重量比は 1.3〜3.0 の範囲にあり、P
    /(L−2)の重量比は 1.0〜3.0 の範囲にあることを
    特徴とする組成物。
  2. 【請求項2】有機酸がくえん酸である特許請求の範囲第
    1項記載の組成物。
  3. 【請求項3】不飽和カルボン酸の単独重合体がポリアク
    リル酸であり、その共重合体がアクリル酸と、メタクリ
    ル酸、マレイン酸、フマル酸およびイタコン酸からなる
    群の中から選択される少なくとも1種の不飽和カルボン
    酸との共重合体である特許請求の範囲第1項記載の組成
    物。
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