JPH0768044B2 - Tetracalcium phosphate powder having apatite coating, method for producing the same, and tetracalcium phosphate-based curable composition - Google Patents

Tetracalcium phosphate powder having apatite coating, method for producing the same, and tetracalcium phosphate-based curable composition

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JPH0768044B2
JPH0768044B2 JP2200071A JP20007190A JPH0768044B2 JP H0768044 B2 JPH0768044 B2 JP H0768044B2 JP 2200071 A JP2200071 A JP 2200071A JP 20007190 A JP20007190 A JP 20007190A JP H0768044 B2 JPH0768044 B2 JP H0768044B2
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acid
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apatite
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徹 斉藤
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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、医科用材料、歯科材料などとして有用なアパ
タイト被膜を有するリン酸四カルシウム粉末、アパタイ
ト被膜を有するリン酸四カルシウム系硬化性組成物およ
びそれらの製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tetracalcium phosphate powder having an apatite coating useful as a medical material, a dental material, etc., a tetracalcium phosphate curable composition having an apatite coating, and It relates to their manufacturing method.

本明細書において、“部”および“%”とあるのは、そ
れぞれ“重量部”および“重量%”を表わす。
In this specification, "part" and "%" mean "part by weight" and "% by weight", respectively.

従来技術とその問題点 水酸アパタイトは、 Ca10-z(HPO4(PO46-z(OH)2-z・n H2O (但し、n=0〜2.5、z=0〜1である)で表わされ
る化学組成を有し、生体内の歯および骨の主成分と最も
近似したリン酸カルシウム系化合物の一種であり、生体
材料として有用である。
Problems hydroxyapatite prior art is, Ca 10-z (HPO 4 ) z (PO 4) 6-z (OH) 2-z · n H 2 O ( where, n = 0~2.5, z = 0 It is a kind of calcium phosphate-based compound having a chemical composition represented by the formula (1) to (1) and most closely resembling the main components of teeth and bones in a living body, and is useful as a biomaterial.

また、水酸アパタイト以外にも、そのOH基がフッ素によ
り置換されたフッ素アパタイト、炭酸により置換された
炭酸アパタイトなども同様の作用を有する。本願明細書
においては、これらのアパタイト類を含めて、単にアパ
タイトと称する。
In addition to hydroxyapatite, fluorapatite whose OH group is substituted with fluorine, carbonate apatite substituted with carbonic acid, and the like also have similar effects. In the present specification, these apatites are simply referred to as apatite.

一方、Ca4(PO42Oという組成式で表されるリン酸四カ
ルシウムも、水、酸などの存在下に生体内の骨、歯など
の主成分に類似した化合物に容易に転化する性質を有し
ており、やはり生体材料として有用である。
On the other hand, tetracalcium phosphate represented by the composition formula Ca 4 (PO 4 ) 2 O is also easily converted into compounds similar to the main components of bones and teeth in the body in the presence of water and acid. It has properties and is also useful as a biomaterial.

アパタイトは、早くから、生体親和性のある材料として
注目されており、すでに実用化されている。しかしなが
ら、アパタイトは、化学的に非常に安定な化合物であ
る。従って、その粉末を有機酸あるいは無機酸の水溶
液、生理食塩水などと混和しても、硬化性を有しないの
で、人工骨、骨補填材などとして使用する場合には、予
め成形加工しておくか、或いは顆粒状で使用する必要が
あり、臨床的には必ずしも使用しやすいものではない。
これらの欠点を解消する物質として、化学活性が高く、
常温で容易に硬化する性質を有するリン酸四カルシウム
が注目されるようになり、その硬化方法として、下記の
ような方法が提案されている。
Apatite has been attracting attention as a biocompatible material for a long time and has already been put to practical use. However, apatite is a chemically very stable compound. Therefore, even if the powder is mixed with an aqueous solution of an organic acid or an inorganic acid, physiological saline, etc., it does not have curability. Therefore, when it is used as an artificial bone, a bone filling material, etc., it is molded beforehand. Or, it is necessary to use it in a granular form, and it is not necessarily easy to use clinically.
As a substance that eliminates these drawbacks, it has high chemical activity,
Tetracalcium phosphate, which has the property of being easily hardened at room temperature, has come to the fore, and the following methods have been proposed as the hardening method.

(1)クエン酸、マロン酸などのTCAサイクル系有機酸
の水溶液と混和して、硬化性組成物を得る方法。
(1) A method of obtaining a curable composition by mixing with an aqueous solution of a TCA cycle organic acid such as citric acid or malonic acid.

(2)生理食塩水、リン酸緩衝液などに体内の組織液に
類似した組成配合の水溶液と混和して、硬化性組成物を
得る方法。
(2) A method of obtaining a curable composition by mixing physiological saline, phosphate buffer or the like with an aqueous solution having a composition similar to the interstitial fluid in the body.

(3)多糖類水溶液と混和して、硬化性組成物を得る方
法。
(3) A method of obtaining a curable composition by mixing with a polysaccharide aqueous solution.

(4)不飽和有機酸の単独重合体または共重合体の水溶
液と混和して、硬化性組成物を得る方法。
(4) A method of obtaining a curable composition by mixing with an aqueous solution of a homopolymer or a copolymer of an unsaturated organic acid.

(5)上記(1)〜(4)の方法を適宜組み合わせて、
硬化性組成物を得る方法。
(5) By appropriately combining the methods (1) to (4),
A method of obtaining a curable composition.

これらの方法により得られる硬化性組成物は、通常粉材
と液剤とを組合わせた形態で臨床家に提供されている。
そして、臨床家が治療時にこれらを練和混合して、ペー
スト状乃至粘土状とすることにより、任意の形態で使用
しうる必要があり、且つ治療後には、速やかに硬化し
て、患部に強固に固定され、優れた生体活性を発現する
ことが必要である。しかしながら、上記(1)〜(5)
のいずれの方法によっても、これらの要求性能を充足す
ることは出来ない。即ち、粉材の主成分であるリン酸四
カルシウムは、化学的活性が高く、アルカリ性の物質で
あるため、酸性水溶液と混和すると、速やかに硬化反応
が進行して、適当な柔らかさを一定時間保持する均一な
組成物とすることが困難である。
The curable composition obtained by these methods is usually provided to clinicians in the form of a combination of a powder material and a liquid agent.
And, it is necessary for the clinician to knead and mix them at the time of treatment to make them paste-like or clay-like so that they can be used in any form, and after the treatment, they quickly harden and firmly adhere to the affected area. It is necessary to be immobilized on the skin and express excellent bioactivity. However, the above (1) to (5)
These required performances cannot be satisfied by any of the above methods. That is, since tetracalcium phosphate, which is the main component of the powder material, has a high chemical activity and is an alkaline substance, when it is mixed with an acidic aqueous solution, the curing reaction proceeds promptly and the appropriate softness is maintained for a certain period of time. It is difficult to obtain a uniform composition to hold.

このため、組成物が硬化するまでの時間を延長させる目
的で、液剤の酸濃度を低くしたり、組成物中の水分含量
を増大させたりして、治療操作の時間を確保している。
また、粉材においても、アパタイト、リン酸四カルシウ
ム、リン酸一水素カルシウムなどを配合して、リン酸四
カルシウムの硬化反応をできるだけ抑制する試みもなさ
れている。しかしながら、これらの方法も、リン酸四カ
ルシウム系硬化組成物としての特性を著るしく低下させ
るにもかかわらず、それを補う程度の硬化反応特性の改
善は認められず、根本的な改良には至っていない。
Therefore, in order to prolong the time until the composition hardens, the acid concentration of the liquid agent is lowered or the water content in the composition is increased to secure the time for the therapeutic operation.
Further, in powder materials, attempts have been made to suppress the hardening reaction of tetracalcium phosphate as much as possible by blending apatite, tetracalcium phosphate, calcium monohydrogen phosphate and the like. However, even though these methods also markedly reduce the properties of the tetracalcium phosphate-based curing composition, no improvement in the curing reaction property to the extent of compensating for it is observed, and a fundamental improvement is required. I haven't arrived.

また、リン酸四カルシウム粉末と中性乃至中性に近い水
溶液とを混和する試みもなされているが、この場合に
は、硬化反応速度が著るしく遅くなり、リン酸四カルシ
ウム系硬化組成物としての特性は殆ど発現されないのみ
ならず、得られる組成物は、アルカリ性を呈し、生体内
で刺激物として存在する危険性がある。
Attempts have also been made to mix tetracalcium phosphate powder with a neutral or near-neutral aqueous solution, but in this case, the curing reaction rate is significantly slowed down, and the tetracalcium phosphate-based cured composition is obtained. Not only is not expressed, but the resulting composition exhibits alkalinity and may be present as an irritant in the living body.

以上のような理由により、リン酸四カルシウムは、医科
用材料、歯科用材料としての用途に適合した材料である
にも拘らず、取扱上に難点があり、物性も十分に発揮さ
れないことから、満足すべき性質を供えたリン酸四カル
シウム系硬化性組成物として実用化されるには至ってい
ない。
Due to the above reasons, the tetracalcium phosphate is a material suitable for use as a medical material and a dental material, but has a difficulty in handling and physical properties are not sufficiently exhibited, It has not yet been put to practical use as a tetracalcium phosphate-based curable composition having satisfactory properties.

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて鋭意研究を
重ねた結果、リン酸四カルシウム粉末の表面をアパタイ
トの被膜により被覆する場合には、両材料の特性を兼ね
備えた材料が得られ、従来技術の問題点が大巾に軽減若
しくは実質的に解消されることを見出した。また、この
様にして得られたアパタイト被膜を有するリン酸四カル
シウムから得られる硬化性組成物も、公知の硬化性組成
物に優るとも劣らない物性を具備していることを見出し
た。
Means for Solving the Problems The present inventor has conducted extensive studies in view of the current state of the art as described above, and as a result, in the case of coating the surface of the tetracalcium phosphate powder with a coating of apatite, It has been found that a material having both characteristics can be obtained and the problems of the prior art can be greatly reduced or substantially eliminated. It was also found that the curable composition obtained from the tetracalcium phosphate having the apatite coating film thus obtained has physical properties not inferior to known curable compositions.

すなわち、本発明は、下記のリン酸四カルシウム粉末、
その製造方法およびリン酸四カルシウム系硬化組成物を
提供するものである: アパタイト被膜を有するリン酸四カルシウム粉末。
That is, the present invention is the following tetracalcium phosphate powder,
Provided is a method for producing the same and a tetracalcium phosphate-based hardening composition: Tetracalcium phosphate powder having an apatite coating.

リン酸四カルシウム粉末を水和反応処理することを
特徴とするアパタイト被膜を有するリン酸四カルシウム
粉末の製造方法。
A method for producing a tetracalcium phosphate powder having an apatite coating, which comprises subjecting the tetracalcium phosphate powder to a hydration reaction treatment.

上記項のリン酸四カルシウム粉末100部と酸水溶
液5〜80部(酸として)とからなることを特徴とするリ
ン酸四カルシウム系硬化性組成物。
A tetracalcium phosphate-based curable composition comprising 100 parts of the above-mentioned tetracalcium phosphate powder and 5 to 80 parts of an acid aqueous solution (as an acid).

酸水溶液が、 (a)TCAサイクル系カルボン酸、 (b)リン酸、 (c)一般式 (式中、nは50〜50000である) で表されるアクリル酸の単独重合体、 (d)一般式 (式中、lは5〜10、mは1〜5、nは50〜50000であ
る) で表されるアクリル酸−イタコン酸共重合体、 および (e)一般式 (式中、lは5〜10、mは1〜5、nは50〜50000であ
る) で表されるアクリル酸−フマル酸共重合体 の少なくとも一種を30〜70%含む上記項に記載のリン
酸四カルシウム硬化性組成物。
The aqueous acid solution is (a) TCA cycle carboxylic acid, (b) phosphoric acid, (c) general formula (In the formula, n is 50 to 50000) A homopolymer of acrylic acid represented by: (d) General formula (In the formula, 1 is 5 to 10, m is 1 to 5, and n is 50 to 50,000), and an acrylic acid-itaconic acid copolymer represented by the formula: (In the formula, 1 is 5 to 10, m is 1 to 5, and n is 50 to 50,000) 30 to 70% of at least one acrylic acid-fumaric acid copolymer represented by the above item. Tetracalcium phosphate curable composition.

本発明において使用するリン酸四カルシウムは、その製
造方法などの点で特に制限されるものではないが、アパ
タイト、酸化カルシウムなどの含有量ができるだけ低い
ものであることが好ましい。この様な高純度のリン酸四
カルシウムは、例えば、CaCO3粉末とCaHPO4・2H2O粉末
とを混合し、焼成する下記の固相反応法により、製造す
ることができる。
The tetracalcium phosphate used in the present invention is not particularly limited in terms of its production method and the like, but it is preferable that the content of apatite, calcium oxide, etc. is as low as possible. Such high-purity tetracalcium phosphate can be produced, for example, by the solid phase reaction method described below in which CaCO 3 powder and CaHPO 4 .2H 2 O powder are mixed and fired.

2CaCO3+2CaHPO4・2H2O→ Ca4(PO42O+2CO2+5H2O 本発明によるアパタイト皮膜を有するリン酸四カルシウ
ム粉末の製造方法においては、まずリン酸四カルシウム
を所定の粒度に粉砕する。粒度は特に限定されないが、
硬化性組成物用の粉末として使用する場合には、通常20
μm以下、平均5μm程度に調整することが好ましい。
2CaCO 3 + 2CaHPO 4 · 2H 2 O → Ca 4 (PO 4 ) 2 O + 2CO 2 + 5H 2 O In the method for producing a tetracalcium phosphate powder having an apatite coating according to the present invention, first, tetracalcium phosphate is pulverized to a predetermined particle size. To do. The particle size is not particularly limited,
When used as a powder for a curable composition, usually 20
It is preferable to adjust to less than or equal to μm, and about 5 μm on average.

次いで、この様なリン酸四カルシウム粉末を水和反応に
供する。水和反応は、リン酸四カルシウム粉末と水とを
接触させるだけでも進行するが、反応促進のためには、
80〜100℃程度の温度で、好ましくは95℃程度まで加熱
したり、水に反応促進剤を添加してもよい。反応促進剤
としては、クエン酸、乳酸、酒石酸、コハク酸などの有
機酸およびそれらの塩;塩酸、リン酸、硫酸などの無機
酸およびそれらの塩;リン酸緩衝液などの中性乃至弱ア
ルカリ性のpH調整剤などが例示される。これらの反応促
進剤は、通常濃度1%乃至それ以下の水溶液の形態で使
用される。この水和反応においては、下記の如き反応に
より、リン酸四カルシウム粉末の表面にアパタイトの被
膜が生成する。
Then, such tetracalcium phosphate powder is subjected to a hydration reaction. The hydration reaction proceeds even by contacting tetracalcium phosphate powder with water, but in order to accelerate the reaction,
You may heat at about 80-100 degreeC, preferably to about 95 degreeC, or you may add a reaction accelerator to water. As the reaction accelerator, organic acids such as citric acid, lactic acid, tartaric acid, succinic acid and salts thereof; inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid and salts thereof; neutral to weakly alkaline such as phosphate buffer PH adjusting agents of These reaction promoters are usually used in the form of an aqueous solution having a concentration of 1% or less. In this hydration reaction, an apatite film is formed on the surface of the tetracalcium phosphate powder by the following reaction.

3Ca4(PO42O+3H2O→ Ca10(PO4(OH)+2Ca(OH) アパタイトは、アルカリ性水溶液中で非常に安定である
ので、アパタイトの被膜が生成し得るかぎり、処理水は
アルカリ性であることが好ましい。処理水のpHが7〜8
以下の場合には、アパタイトの他にリン酸八カルシウム
も生成し得る。リン酸八カルシウムは、アパタイトの前
駆体であるので、被膜が必ずしも純度の高いアパタイト
でなくとも良く、例えば、アパタイトとリン酸八カルシ
ウムの混合物、もしくは、純度の高いリン酸八カルシウ
ムの被膜であっても実用上、問題はない。上記の反応に
おいては、アパタイトの生成と同時に水酸化カルシウム
が処理水中に溶出するので、特別に塩基性物質を添加す
る必要はないが、予めアルカリ性に調整した水溶液中で
も、アパタイト被膜は良好に生成する。一旦アパタイト
被膜が生成すると、上記の反応の速度は、急激に低下す
るので、新たに水或いは酸水溶液を添加しないかぎり、
粉末表面は活性化されない。従って、反応の進み過ぎに
よるリン酸四カルシウム粒子の品質劣化は生じない。
3Ca 4 (PO 4 ) 2 O + 3H 2 O → Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 + 2Ca (OH) 2 apatite is very stable in an alkaline aqueous solution, so long as an apatite film can be formed, The treated water is preferably alkaline. PH of treated water is 7-8
In the following cases, octacalcium phosphate may be produced in addition to apatite. Since octacalcium phosphate is a precursor of apatite, the coating does not necessarily have to be high-purity apatite.For example, a mixture of apatite and octacalcium phosphate or a high-purity octacalcium phosphate coating may be used. However, there is no problem in practical use. In the above reaction, since calcium hydroxide is eluted into the treated water at the same time as the formation of apatite, it is not necessary to add a basic substance, but an apatite film is well formed even in an aqueous solution adjusted to be alkaline in advance. . Once the apatite coating is formed, the rate of the above reaction decreases sharply, so unless water or acid aqueous solution is newly added,
The powder surface is not activated. Therefore, deterioration of the quality of the tetracalcium phosphate particles due to excessive progress of the reaction does not occur.

水和反応を行わせる別の方法として、 a) 水蒸気と接触させる方法、 b) 大気中の水分を利用し、高温下で反応させる方
法、 c) a)、b)を組合せる方法 なども有効である。
As another method for carrying out the hydration reaction, a) a method of contacting with steam, b) a method of using water in the atmosphere to react at high temperature, and c) a method of combining a) and b) are also effective. Is.

a)の方法では、水蒸気の温度が100℃以下であれば、
処理時間は、水中で処理する場合とほとんど同じであ
る。100℃以上では、温度の上昇とともに処理時間も短
縮され、例えば、300℃の水蒸気とリン酸四カルシウム
粉末をエアーブレンディングする場合には、処理時間
は、1秒〜120秒で充分であり、好ましくは30秒〜60秒
である。
In the method a), if the temperature of water vapor is 100 ° C. or lower,
The treatment time is almost the same as the treatment in water. At 100 ° C or higher, the treatment time is shortened as the temperature rises. For example, in the case of air blending steam and tetracalcium phosphate powder at 300 ° C, the treatment time of 1 to 120 seconds is sufficient. Is 30 to 60 seconds.

b)の方法は、リン酸四カルシウムがおよそ300℃〜120
0℃の範囲で、大気中の水分を積極的に吸収してアパタ
イトへ転化する性質を利用したものである。例えば、50
0℃に過熱された大気とリン酸四カルシウム粉末とをエ
アーブレンディングする場合には、処理時間は、1秒〜
120秒で充分であり、好ましくは30秒〜60秒である。
In the method of b), tetracalcium phosphate is about 300 ° C to 120 ° C.
It utilizes the property of actively absorbing moisture in the atmosphere and converting it to apatite in the range of 0 ° C. For example, 50
When air blending the air heated to 0 ° C. and the tetracalcium phosphate powder, the treatment time is from 1 second to
120 seconds is sufficient, preferably 30 to 60 seconds.

c)の方法は、大気中の水蒸気分圧と温度とを制御しな
がら、表面処理を行う方法であり、方法a)と方法b)
とを組合せたものということができる。例えば、水蒸気
分圧を15Torrに調整した350℃の空気とリン酸四カルシ
ウム粉末とをエアーブレンディングする場合には、処理
時間は、1秒〜120秒で充分であり、好ましくは30秒〜6
0秒である。
The method c) is a method of performing the surface treatment while controlling the partial pressure of water vapor in the atmosphere and the temperature, and the method a) and the method b).
It can be said to be a combination of and. For example, in the case of air blending air having a water vapor partial pressure of 15 Torr at 350 ° C. and tetracalcium phosphate powder, a treatment time of 1 second to 120 seconds is sufficient, and preferably 30 seconds to 6 seconds.
0 seconds.

更に、水和反応に供することなく、二重構造を有するリ
ン酸四カルシウム粉末を製造する方法として、下記の方
法が有効である。
Furthermore, the following method is effective as a method for producing a tetracalcium phosphate powder having a double structure without subjecting it to a hydration reaction.

a) 超微粒子のアパタイトをリン酸四カルシウムの粒
子表面に吸着固定化する方法。
a) A method of adsorbing and immobilizing ultrafine apatite on the surface of tetracalcium phosphate particles.

b) アパタイトを液体状とし、リン酸四カルシウムの
粒子表面に付着(あるいは蒸着)固定化する方法。
b) A method in which apatite is made into a liquid form and attached (or vapor-deposited) and immobilized on the surface of tetracalcium phosphate particles.

これらの方法の利点は、表面の被膜物質がアパタイトに
限定されないことである。つまり、酸性水溶液に徐々に
溶解する物質であれば、どのような物質でもさしつかえ
ない。しかしながら、生体材料として使用する場合に
は、生体に無害な物質(例えば、リン酸三カルシウム、
リン酸一水素カルシウムなど)を使用することが好まし
い。
The advantage of these methods is that the surface coating material is not limited to apatite. That is, any substance may be used as long as it is a substance that is gradually dissolved in the acidic aqueous solution. However, when used as a biomaterial, a substance harmless to the living body (for example, tricalcium phosphate,
It is preferred to use (e.g. calcium monohydrogen phosphate).

本発明によるリン酸四カルシウム系硬化性組成物は、上
記のようにしてアパタイト被膜を形成されたリン酸四カ
ルシウム粉末に該粉末重量の5〜80%(酸として)の有
機酸水溶液を混和することにより、得られる。アパタイ
ト被膜を形成されたリン酸四カルシウム粉末の粒度も、
通常20μm以下、平均5μm程度であることが好まし
い。
In the tetracalcium phosphate-based curable composition according to the present invention, the tetracalcium phosphate powder having the apatite coating formed as described above is admixed with 5 to 80% (as acid) of the organic acid aqueous solution of the powder weight. Can be obtained. The particle size of the tetracalcium phosphate powder formed with the apatite coating is also
Usually, it is preferably 20 μm or less, and about 5 μm on average.

有機酸としては、下記のようなものが使用できる。The following can be used as the organic acid.

(a)クエン酸、酒石酸、マロン酸、リンゴ酸、マレイ
ン酸、乳酸、コハク酸、フマル酸、アスコルビン酸、コ
ハク酸、グルコン酸、グルタル酸、ピルビン酸などのTC
Aサイクル系カルボン酸類。
(A) TC such as citric acid, tartaric acid, malonic acid, malic acid, maleic acid, lactic acid, succinic acid, fumaric acid, ascorbic acid, succinic acid, gluconic acid, glutaric acid and pyruvic acid
A cycle carboxylic acids.

(b)リン酸、 (c)一般式 (式中、nは50〜50000である) で表されるアクリル酸の単独重合体。(B) phosphoric acid, (c) general formula (In the formula, n is 50 to 50000) A homopolymer of acrylic acid represented by the formula:

(d)一般式 (式中、lは5〜10、mは1〜5、nは50〜50000であ
る) で表されるアクリル酸−イタコン酸共重合体。
(D) General formula (In the formula, 1 is 5 to 10, m is 1 to 5, and n is 50 to 50,000.) An acrylic acid-itaconic acid copolymer.

(e)一般式 (式中、lは5〜10、mは0〜5、nは50〜50000であ
る) で表されるアクリル酸−フマル酸共重合体。
(E) General formula (In the formula, 1 is 5 to 10, m is 0 to 5, and n is 50 to 50,000.) An acrylic acid-fumaric acid copolymer.

これらの酸は、単独で又は2種以上の混合形態で使用す
ることが可能であり、通常濃度30〜70%程度の純水を溶
媒とする水溶液の形態で使用される。
These acids can be used alone or in the form of a mixture of two or more kinds, and are usually used in the form of an aqueous solution containing pure water having a concentration of about 30 to 70% as a solvent.

この様にして得られるリン酸四カルシウム系硬化性組成
物は、従来品とは異なって、リン酸四カルシウム固有の
いずれの物性をも損なうことなく、リン酸四カルシウム
の有用な各種特性を充分に発揮させつつ、さらにそれら
の物性を向上させることができる。従って、この様な硬
化性組成物は、医科用材料、歯科用材料などの生体用材
料として有用である。
The tetracalcium phosphate-based curable composition thus obtained, unlike conventional products, does not impair any of the physical properties specific to tetracalcium phosphate and has sufficient useful properties of tetracalcium phosphate. It is possible to further improve those physical properties while exhibiting the above. Therefore, such a curable composition is useful as a biomaterial such as a medical material or a dental material.

発明の効果 本発明によれば、下記の如き顕著な効果が得られる。Effects of the Invention According to the present invention, the following remarkable effects are obtained.

(1)特殊な装置を必要とせず、簡単な操作でリン酸四
カルシウム粉末表面にアパタイト被膜を生成させること
ができる。
(1) An apatite film can be formed on the surface of tetracalcium phosphate powder by a simple operation without requiring a special device.

(2)アパタイトにより被覆されたリン酸四カルシウム
粉末は、長期に亘り品質が安定しており、耐風化性に優
れ、保存性にも優れている。
(2) The tetracalcium phosphate powder coated with apatite has stable quality over a long period of time, is excellent in weathering resistance, and is excellent in storage stability.

(3)リン酸四カルシウムの生体材料としての有用な諸
性能を保持しつつ、理工学的な物性も向上している。
(3) While maintaining various useful properties of tetracalcium phosphate as a biomaterial, physical and engineering properties are also improved.

(4)表面処理の諸条件を制御することにより、種々の
硬化特性を備えた組成物を得ることができるので、リン
酸四カルシウムの生体材料としての応用範囲が広くな
る。
(4) By controlling various conditions of the surface treatment, a composition having various curing characteristics can be obtained, so that the range of application of tetracalcium phosphate as a biomaterial is widened.

実 施 例 以下に参考例、実施例および比較例を示し、本発明の特
徴とするところをより一層明らかにする。
Examples Hereinafter, reference examples, examples and comparative examples will be shown to further clarify the features of the present invention.

参考例1 平均粒径5μm程度の粉末状のCaCO3とCaHPO4・2H2Oと
をCa/P=2となるモル比で混合し、成形し、大気中1600
℃で3時間焼成して、焼結体を得た後、最大粒径20μm
以下、平均粒径約5μmに粉砕して、リン酸四カルシウ
ム粉末を得た。
Reference Example 1 Powdered CaCO 3 having an average particle size of about 5 μm and CaHPO 4 .2H 2 O were mixed at a molar ratio of Ca / P = 2, and molded to obtain 1600 in air.
Maximum particle size of 20μm after firing at ℃ for 3 hours to obtain a sintered body
Then, the powder was pulverized to an average particle size of about 5 μm to obtain tetracalcium phosphate powder.

生成物のX線回折結果を第1図に示す。第1図の結果か
ら、生成物が実質的にリン酸四カルシウムのみからなる
高純度品であることが明らかである。
The X-ray diffraction result of the product is shown in FIG. From the results shown in FIG. 1, it is clear that the product is a high-purity product consisting essentially of tetracalcium phosphate.

以下の実施例においては、この様にして製造した高純度
リン酸四カルシウムを使用した。
In the following examples, the high-purity tetracalcium phosphate thus produced was used.

実施例1 リン酸四カルシウム粉末10gに95℃の精製水20gを加え、
密閉したサンプルを7セット作り、これらを95℃恒温槽
にて養生し、それぞれ1時間後、3時間後、24時間後、
7日後、14日後、30日後および60日後に取り出して、10
5℃で乾燥し、得られた粉末をX線回折測定に供した。
その結果を第2図A〜Gに示す。
Example 1 To 10 g of tetracalcium phosphate powder, 20 g of purified water at 95 ° C. was added,
Make 7 sets of sealed samples, and cure them in a 95 ° C constant temperature bath for 1 hour, 3 hours, 24 hours, respectively.
Remove after 7, 14, 30 and 60 days
After drying at 5 ° C, the obtained powder was subjected to X-ray diffraction measurement.
The results are shown in FIGS.

第2図A〜Gから、リン酸四カルシウムが少しずつ水酸
アパタイトへと転化していく様子が分かる。また、リン
酸四カルシウムは、熱水中であっても、比較的安定して
長期間存在し続けることも分かる。
From FIGS. 2A to 2G, it can be seen that tetracalcium phosphate is gradually converted into hydroxyapatite. It is also found that tetracalcium phosphate is relatively stable and continues to exist for a long period of time even in hot water.

実施例2 リン酸四カルシウム粉末2gを精製水1に分散させ、37
℃及び95℃で5時間加温した後、濾別し、24時間自然乾
燥して得られた粉末をX線回折に供した。
Example 2 2 g of tetracalcium phosphate powder was dispersed in purified water 1 and
After heating at ℃ and 95 ℃ for 5 hours, it was filtered off and air-dried for 24 hours, and the obtained powder was subjected to X-ray diffraction.

生成物のX線回折結果を第3図にH及びIとして示す。The X-ray diffraction results of the product are shown as H and I in FIG.

第2図の結果から、本発明によるリン酸四カルシウムが
過剰水中でも安定して存在することが明らかである。
From the results shown in FIG. 2, it is clear that the tetracalcium phosphate according to the present invention stably exists even in excess water.

実施例3 リン酸四カルシウム粉末10gに精製水20gを加え、第1表
に示す条件下(温度と時間との組み合わせ)に表面処理
を行なった後、濾別し、24時間自然乾燥して、硬化性組
成物用粉末を得た。なお、第1表中の数字1〜40は、試
料番号を示す。
Example 3 20 g of purified water was added to 10 g of tetracalcium phosphate powder, and surface treatment was performed under the conditions (combination of temperature and time) shown in Table 1, followed by filtration and air drying for 24 hours. A curable composition powder was obtained. The numbers 1 to 40 in Table 1 indicate sample numbers.

次いで、上記の粉末に濃度40%のクエン酸水溶液を混和
して、硬化性組成物とし、それぞれの硬化時間を測定し
た。なお、粉材と水溶液との混合比は、2.3g/mlであ
る。
Next, a citric acid aqueous solution having a concentration of 40% was mixed with the above powder to obtain a curable composition, and the curing time of each was measured. The mixing ratio of the powder material and the aqueous solution is 2.3 g / ml.

結果を第2表に示す。The results are shown in Table 2.

実施例4 リン酸四カルシウム粉末100gを95℃の蒸留水200g中で3
時間撹拌し、別した後、105℃で24時間乾燥し、得ら
れたアパタイト皮膜を有するリン酸四カルシウム粉末を
下記の条件で混和し、硬化性組成物を得た。
Example 4 100 g of tetracalcium phosphate powder was mixed with 200 g of distilled water at 95 ° C.
After stirring for 1 hour and separating, the mixture was dried at 105 ° C. for 24 hours, and the obtained tetracalcium phosphate powder having an apatite coating was mixed under the following conditions to obtain a curable composition.

(イ)クエン酸濃度40%の水溶液を粉/液比=2.4(g/m
l)で混和した。
(B) Aqueous solution with citric acid concentration of 40% powder / liquid ratio = 2.4 (g / m
l) was mixed.

(ロ)クエン酸濃度40%、ポリアクリル酸濃度5%の水
溶液を粉/液比=2.2(g/ml)で混和した。
(B) An aqueous solution having a citric acid concentration of 40% and a polyacrylic acid concentration of 5% was mixed at a powder / liquid ratio of 2.2 (g / ml).

(ハ)クエン酸濃度38%、酒石酸濃度1%、ポリアクリ
ル酸濃度2.5%の水溶液を粉/液比=2.2(g/ml)で混和
した。
(C) An aqueous solution having a citric acid concentration of 38%, a tartaric acid concentration of 1% and a polyacrylic acid concentration of 2.5% was mixed at a powder / liquid ratio of 2.2 (g / ml).

(ニ)クエン酸濃度29%、マロン酸濃度10%、ポリアク
リル酸濃度2.5%の水溶液を粉/液比=2.3(g/ml)で混
和した。
(D) An aqueous solution having a citric acid concentration of 29%, a malonic acid concentration of 10% and a polyacrylic acid concentration of 2.5% was mixed at a powder / liquid ratio of 2.3 (g / ml).

(ホ)クエン酸濃度40%、リン酸濃度20%の水溶液を粉
/液比=2.0(g/ml)で混和した。
(E) An aqueous solution having a citric acid concentration of 40% and a phosphoric acid concentration of 20% was mixed at a powder / liquid ratio of 2.0 (g / ml).

かくして得られた硬化性組成物について、JIST6602の試
験方法に準じて、(1)硬化時間、(2)24時間経過後
の破砕強度(kg f/cm2)および(3)被膜厚さを測定し
た。
The curable composition thus obtained was measured for (1) curing time, (2) crushing strength (kg f / cm 2 ) after 24 hours and (3) film thickness according to the test method of JIST6602. did.

結果は、第3表に示す通りである。The results are as shown in Table 3.

第 3 表 混和条件 (1) (2) (3) (イ) 6分30秒 984 24μm (ロ) 6分30秒 1239 29μm (ハ) 5分30秒 1019 38μm (ニ) 5分30秒 1123 25μm (ホ) 4分45秒 1472 41μm 比較例1 表面処理をしないリン酸四カルシウムを使用する以外は
実施例4と同様にして硬化性組成物を得た。
Table 3 Mixing conditions (1) (2) (3) (a) 6 minutes 30 seconds 984 24 μm (b) 6 minutes 30 seconds 1239 29 μm (c) 5 minutes 30 seconds 1019 38 μm (d) 5 minutes 30 seconds 1123 25 μm (E) 4 minutes 45 seconds 1472 41 μm Comparative Example 1 A curable composition was obtained in the same manner as in Example 4 except that tetracalcium phosphate which was not surface-treated was used.

実施例4と同様にして測定した結果は、第4表に示す通
りである。第4表において、(イ)乃至(ホ)および
(1)乃至(3)は、第3表と同様の事項を意味する。
The results measured in the same manner as in Example 4 are as shown in Table 4. In Table 4, (a) to (e) and (1) to (3) mean the same items as in Table 3.

第 4 表 混和条件 (1) (2) (3) (イ) 30秒以内 測定不能 測定不能 (ロ) 30秒以内 測定不能 測定不能 (ハ) 30秒以内 測定不能 測定不能 (ニ) 30秒以内 測定不能 測定不能 (ホ) 30秒以内 測定不能 測定不能 第4表に示す結果から明らかな様に、実施例4と同様の
溶剤混和条件では、全ての組成物が殆んど瞬間的といっ
てよい程の短い時間内に硬化してしまい、取扱容易な、
柔らかな硬化性組成物を得ることはできなかった。
Table 4 Mixing conditions (1) (2) (3) (a) Within 30 seconds Unmeasurable measurement Unavailable (b) Within 30 seconds Unavailable measurement Unavailable (ha) Within 30 seconds Unavailable measurement (d) Within 30 seconds Unmeasurable Unmeasurable (e) Within 30 seconds Unmeasurable Unmeasurable As is clear from the results shown in Table 4, under the same solvent admixture conditions as in Example 4, all compositions were almost instantaneous. It cures within a short enough time and is easy to handle.
It was not possible to obtain a soft curable composition.

比較例2 表面処理をしないリン酸四カルシウムを使用して、物性
測定可能な硬化性組成物を得るために混和する酸性水溶
液の量を増加し、その他は実施例4と同一の混和条件で
硬化性組成物を得た。
Comparative Example 2 By using tetracalcium phosphate without surface treatment, the amount of an acidic aqueous solution mixed to obtain a curable composition whose physical properties can be measured was increased, and the rest was cured under the same mixing conditions as in Example 4. A sex composition was obtained.

(ヘ)実施例4の(イ)の水溶液を粉/液比=1.5(g/m
l)で混和した。
(F) Powder / liquid ratio of the aqueous solution of (a) of Example 4 = 1.5 (g / m
l) was mixed.

(ト)実施例4の(ロ)の水溶液を粉/液比=1.5(g/m
l)で混和した。
(G) Powder / liquid ratio of the aqueous solution of (b) of Example 4 = 1.5 (g / m
l) was mixed.

(チ)実施例4の(ハ)の水溶液を粉/液比=1.5(g/m
l)で混和した。
(H) Powder / liquid ratio = 1.5 (g / m) of the aqueous solution of (c) of Example 4
l) was mixed.

(リ)実施例4の(ニ)の水溶液を粉/液比=1.5(g/m
l)で混和した。
(I) Powder / liquid ratio of the aqueous solution of (d) of Example 4 = 1.5 (g / m
l) was mixed.

(ヌ)実施例4の(ホ)の水溶液を粉/液比=1.5(g/m
l)で混和した。
(G) Powder / liquid ratio = 1.5 (g / m) of the aqueous solution of (e) of Example 4
l) was mixed.

その結果を第5表に示す。The results are shown in Table 5.

第 5 表 混和条件 (1) (2) (3) (ヘ) 4分 593 46μm (ト) 3分50秒 612 52μm (チ) 3分05秒 623 73μm (リ) 2分40秒 671 107μm (ヌ) 1分55秒 819 113μmTable 5 Mixing conditions (1) (2) (3) (f) 4 minutes 593 46 μm (g) 3 minutes 50 seconds 612 52 μm (ch) 3 minutes 05 seconds 623 73 μm (ri) 2 minutes 40 seconds 671 107 μm (nu ) 1 minute 55 seconds 819 113 μm

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本願各実施例で使用したリン酸四カルシウム
粉末のX線回折結果を示すチャートである。 第2図は、本願実施例1で得られたアパタイト被膜を有
するリン酸四カルシウム粉末のX線回折結果を示すチャ
ートである。 第3図は、本願実施例2で得られたアパタイト被膜を有
するリン酸四カルシウム粉末のX線回折結果を示すチャ
ートである。
FIG. 1 is a chart showing the X-ray diffraction results of the tetracalcium phosphate powder used in each example of the present application. FIG. 2 is a chart showing the X-ray diffraction results of the tetracalcium phosphate powder having the apatite coating obtained in Example 1 of the present application. FIG. 3 is a chart showing the X-ray diffraction results of the tetracalcium phosphate powder having the apatite coating obtained in Example 2 of the present application.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 28/34 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C04B 28/34

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アパタイト被膜を有するリン酸四カルシウ
ム粉末。
1. A tetracalcium phosphate powder having an apatite coating.
【請求項2】リン酸四カルシウム粉末を水和反応処理す
ることを特徴とするアパタイト被膜を有するリン酸四カ
ルシウム粉末の製造方法。
2. A method for producing a tetracalcium phosphate powder having an apatite coating, which comprises subjecting the tetracalcium phosphate powder to a hydration reaction treatment.
【請求項3】請求項のリン酸四カルシウム粉末100部
と酸水溶液5〜80部(酸として)とからなることを特徴
とするリン酸四カルシウム系硬化性組成物。
3. A tetracalcium phosphate-based curable composition comprising 100 parts of the tetracalcium phosphate powder of claim 1 and 5 to 80 parts of an aqueous acid solution (as an acid).
【請求項4】酸水溶液が、 (a)TCAサイクル系カルボン酸、 (b)リン酸、 (c)一般式 (式中、nは50〜50000である) で表されるアクリル酸の単独重合体、 (d)一般式 (式中、lは5〜10、mは1〜5、nは50〜50000であ
る) で表されるアクリル酸−イタコン酸共重合体、および (e)一般式 (式中、lは5〜10、mは1〜5、nは50〜50000であ
る) で表されるアクリル酸−フマル酸共重合体 の少なくとも一種を30〜70%含む請求項に記載のリン
酸四カルシウム硬化性組成物。
4. An aqueous acid solution comprising: (a) TCA cycle carboxylic acid, (b) phosphoric acid, (c) general formula (In the formula, n is 50 to 50000) A homopolymer of acrylic acid represented by: (d) General formula (In the formula, 1 is 5 to 10, m is 1 to 5, and n is 50 to 50,000), and an acrylic acid-itaconic acid copolymer represented by the formula: (In the formula, 1 is 5 to 10, m is 1 to 5, and n is 50 to 50,000) 30 to 70% of at least one acrylic acid-fumaric acid copolymer represented by the formula: Tetracalcium phosphate curable composition.
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