JPH0787855B2

JPH0787855B2 - 人体硬組織代替組成物

Info

Publication number: JPH0787855B2
Application number: JP62279046A
Authority: JP
Inventors: 嘉宏斉藤; 成実宇根
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1995-09-27
Anticipated expiration: 2010-09-27
Also published as: JPH01121059A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、病的或いは外的原因などにより生じた骨及び
歯牙の欠損部或いは空隙部に用いられ、新生組織の発生
を容易とし、経時後、生体の硬組織と一体化する生体硬
組織代替組成物に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、歯科分野では、硬組織代替材料としてリン酸亜鉛
セメント、ポリカルボン酸セメント、グラスアイオノマ
ーセメントなどが使用されている。更に、医科分野で
は、合着充填材料としてメタクリレート系のボーンセメ
ントが使用されている。しかし、これらの硬組織代替材
料は何れも歯牙や骨の成分と異なるため、生体適合性が
充分ではない。又、生体適合性を改善するため、生体と
の親和性が比較的良好であるアルミナ単結晶若しくは焼
結体からなる人工骨、人工関節、人工歯根或いはヒドロ
キシアパタイトの焼結体からなる人工骨、人工歯根など
が提供されている。しかしながら、これらの単結晶或い
は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、骨や歯牙の欠損部或いは空隙部への充填材或いは
合着材としては使用できないという欠点がある。更に、
最近では、ヒドロキシアパタイト前駆体といわれるα−
リン酸三カルシウム粉体を、無機塩若しくは有機酸重合
体の水溶液で練和して硬化物を得る方法が知られてい
る。（特開昭59−182263号公報参照）又、リン酸四カル
シウム粉末を酸類の水溶液で練和する方法も知られてい
る（特開昭62−72363号公報参照）が、これらは何れも
強度、生体適合性が不充分である。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、生体適合性に優れ、所定の硬化速度で硬化
し、埋入直後の形状保持性が良好であって、硬化後の強
度が大である人体硬組織代替組成物に関する。

即ち、本願発明は、リン酸八カルシウム（粉末Ｉ）90〜
50重量％と、リン酸水素カルシウム無水物と炭酸カルシ
ウムとをモル比で１対１に混合し1400〜1600℃の温度範
囲で焼成後粉砕して得られるリン酸カルシウム混合物
（粉末II）10〜50重量％とからなる粉末と、練和液とか
らなる人体硬組織代替組成物に関する。さらには、該練
和液が、２規定以下の無機酸水溶液及び15〜40重量％の
有機酸水溶液で、粉末Ｉと粉末IIとからなる粉末と練和
液との重量比が1.0〜2.8である前述の人体硬組織代替組
成物を提供するものである。

本発明の人体硬組織代替組成物は、リン酸八カルシウム
を主成分とし、これにリン酸カルシウム混合物を加え、
不飽和カルボン酸の単独重合体、共重合体若しくは無機
酸、有機酸の水溶液によって練和し、流動状態或いは可
塑状態とすることにより調製される。

本発明に用いられるリン酸八カルシウムは、例えば、以
下の方法によって製造される。

リン酸水素カルシウム無水物２モルと炭酸カルシウム１
モルとを、均一に混合し、充分に乾燥させた後、1000〜
1300℃、好ましくは1200℃程度の温度で約１時間焼成す
る。次いで、得られた焼成物を350メッシュ程度の粒径
の微粉末とし、この微粉末100g当たり２の割合でpH8
〜９に調製された水と混合し、水和反応を行う。約４時
間水和反応を続けた後、中性の水で充分洗浄し、常温で
乾燥した後、300〜400℃の範囲の温度で約１時間焼成す
ることによりリン酸八カルシウムが得られる。

本発明の組成物の硬化時間を調整し、圧縮強度を向上さ
せるため添加される、前記リン酸カルシウム混合物の粉
体は以下の方法によって製造される。

リン酸水素カルシウム１モルと炭酸カルシウム１モルと
を、均一に混合し、1400〜1600℃、好ましくは1550℃程
度の温度で約１時間焼成する。得られた焼成物を微粉砕
して、粒径50μ以下の微粉末とすることによりリン酸カ
ルシウム混合物の粉体が得られる。この混合物はリン酸
四カルシウム、ヒドロキシアパタイト、α−リン酸三カ
ルシウムなどの混合物であることがＸ−線回折により確
認された。

人体硬組織代替組成物は、その硬化時間が５〜15分であ
って、圧縮強度が500kg/cm²以上であるものが好まし
い。硬化時間が５分未満と短い場合は、使用目的前に硬
化が進んでしまって充填、成形などの操作が困難とな
る。硬化時間が15分を越える場合は、充填、成形などの
操作が終了しても尚組成物が硬化せず、目的とする形状
を保持することが困難となる。圧縮強度は生体の硬組織
の強度と略同等以上の強度が必要であり、圧縮強度が50
0kg/cm²未満では、代替材料として使用できない。

リン酸八カルシウム粉末と、リン酸カルシウム混合物の
粉体との混合比（重量比）は、90:10〜50:50の範囲が好
ましく、特に、80:20〜50:50の範囲が好ましい。リン酸
八カルシウムが50:50の重量比より少ない場合は、充分
な強度が得られず、又、硬化時間も５分未満となってし
まう。リン酸八カルシウム粉末が90:10の重量比を越え
て多い場合は、充分な強度が得られず、又、硬化時間が
非常に長くなる。

リン酸八カルシウムを主成分とする粉末に、流動性及び
可塑性を付与するために添加する練和液としては、正リ
ン酸、ピロリン酸、塩酸等の無機酸の２規定以下の濃度
の水溶液、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、マロン酸等の
生体由来の有機酸の水溶液及びアクリル酸、イタコン
酸、フマル酸、マレイン酸等の不飽和有機酸の単独重合
体或いは共重合体の１種或いは２種以上の組み合わせか
らなる重合体の水溶液などが挙げられる。特に、生体由
来の有機酸とリン酸等の無機酸との混合物の水溶液は、
練和効果が大であって好ましい。

練和液として使用される有機酸の水溶液の濃度は、15〜
45重量％の範囲である。クエン酸水溶液の場合は、特
に、25〜30重量％の範囲が好ましい。又、前記クエン酸
水溶液の約10重量％以下を、塩酸、リンゴ酸、マロン
酸、リン酸、アクリル酸重合体等の水溶液と置き換えた
ものも好適である。

本発明の人体硬組織代替組成物に於いて、リン酸八カル
シウム粉末及びリン酸カルシウム混合物の粉体と練和液
との重量比（粉液比）は、1.0〜2.8、特に、1.4〜1.8の
範囲であることが好ましい。

重量比（粉液比）が1.0未満では、充分な強度が得られ
ず、又、硬化時間が15分を越えて非常に長くなる。重量
比（粉液比）が2.8を越えて大きい場合は、練和時の操
作性が不良となる。

以下に、実施例によって本発明を詳しく説明する。

実施例１〜３リン酸水素カルシウム無水物２モルと炭酸カルシウム１
モルとを、均一になるよう充分混合し、1200℃の温度で
２時間焼成し、外気中に取り出し急冷した。350メッシ
ュの篩を通過した微粉末を回収し、この微粉末100gにpH
8の水２を加え、水和反応を行った。４時間反応を継
続した後、濾過し、数回水洗した後常温乾燥した。Ｘ線
回折によりリン酸八カルシウムであることを確認した。
（これを粉末Ｉとする）リン酸水素カルシウム無水物１モルと炭酸カルシウム１
モルとを、均一になるよう充分混合し、1550℃の温度で
２時間焼成し、外気中に取り出し急冷した。これを0.1
〜30μの粒径の粉粒体とした。Ｘ線回折によりリン酸四
カルシウム75重量％、ヒドロキシアパタイト20重量％、
α−リン酸三カルシウム５重量％からなる混合物である
ことを確認した。（これを粉末IIとする）上記粉末Ｉ及び粉末IIを、クエン酸20重量％、マロン酸
10重量％を含有するリン酸0.5規定水溶液を練和液とし
て、表１の組み合わせで練和し、粉液比1.5に於ける硬
化時間、圧縮強度を測定した。圧縮強度はJIS Ｔ−660
2試験法に準じて測定した。結果を表１に示す。

比較例１〜３上記した実施例１〜３に於いて、粉末Ｉを100重量％使
用（比較例１）、粉末I40重量％と粉末II60重量％との
混合物を使用（比較例２）及び粉末IIを100重量％使用
（比較例３）した他は、実施例１〜３と同様にして練和
し、粉液比1.5に於ける硬化時間、圧縮強度を測定し
た。結果を表１に示す。

実施例４〜９実施例１〜３で使用したリン酸八カルシウム（粉末Ｉ）
とリン酸カルシウム混合物（粉末II）との系（実施例４
〜６では粉末I:80重量％と粉末II:20重量％、実施例７
〜９では粉末I:50重量％と粉末II:50重量％）を下記の
練和液によって練和し、粉液比1.5に於ける硬化時間、
圧縮強度を測定した。測定結果を表２に示す。

練和液A:クエン酸30重量％を含む0.2規定塩酸水溶液練和液B:アクリル酸（85重量％）とイタコン酸（15重量
％）との共重合体の43重量％水溶液練和液C:フィチン酸45重量％水溶液〔発明の効果〕本発明の、人体硬組織代替組成物は、従来のヒドロキシ
アパタイト、α−リン酸三カルシウム、リン酸四カルシ
ウム組成物と比較し、生体適合性が極めて良好であり、
填入直後及び硬化後の強度が大であり、更に、用途に適
した硬化時間を調製設定でき、取り扱いが簡便であっ
て、自家骨の不足も充分補い得る優れた機能を有する組
成物である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リン酸八カルシウム（粉末Ｉ）90〜50重量
％と、リン酸水素カルシウム無水物と炭酸カルシウムと
をモル比で１対１に混合し1400〜1600℃の温度範囲で焼
成後粉砕して得られるリン酸カルシウム混合物（粉末I
I）10〜50重量％とからなる粉末と、練和液とからなる
人体硬組織代替組成物。
【請求項２】練和液が、２規定以下の無機酸水溶液及び
15〜40重量％の有機酸水溶液で、粉末Ｉと粉末IIとから
なる粉末と練和液との重量比が1.0〜2.8である特許請求
範囲（１）記載の人体硬組織代替組成物。