JPH1043286A - 関節用人工軟骨 - Google Patents
関節用人工軟骨Info
- Publication number
- JPH1043286A JPH1043286A JP8202375A JP20237596A JPH1043286A JP H1043286 A JPH1043286 A JP H1043286A JP 8202375 A JP8202375 A JP 8202375A JP 20237596 A JP20237596 A JP 20237596A JP H1043286 A JPH1043286 A JP H1043286A
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- JP
- Japan
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- hyaluronic acid
- artificial cartilage
- molecular weight
- joints
- pva
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- Pending
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- Materials For Medical Uses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】生体適合性に優れ、化学的に安定で、かつ力学
的特性に優れるとともに優れた耐摩耗特性を有する関節
用人工軟骨を得る。 【解決手段】ＰＶＡハイドロゲルからなる部材の少なく
とも摺動表面部位に平均分子量が１００万以上のヒアル
ロン酸をＰＶＡハイドロゲルの３０重量％以下させる
的特性に優れるとともに優れた耐摩耗特性を有する関節
用人工軟骨を得る。 【解決手段】ＰＶＡハイドロゲルからなる部材の少なく
とも摺動表面部位に平均分子量が１００万以上のヒアル
ロン酸をＰＶＡハイドロゲルの３０重量％以下させる
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、事故や疾患などが
原因で、正常な機能を喪失した人体の関節軟骨を補綴す
る関節用人工軟骨に関し、特に、耐摩耗性を向上させた
ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略称する）ハイ
ドロゲルからなる関節用人工軟骨に関するものである。
原因で、正常な機能を喪失した人体の関節軟骨を補綴す
る関節用人工軟骨に関し、特に、耐摩耗性を向上させた
ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略称する）ハイ
ドロゲルからなる関節用人工軟骨に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、部分的な関節軟骨の損傷にお
いても、関節全体を置換する全人工関節の設置が施され
ていたが、このような症例に対しては、生体に対する侵
襲が少なく、且つ従来型の人工関節に見られるような周
囲の骨破壊などの問題を回避でき、関節軟骨のみを置換
して済ませれることができるような材料の開発を目指し
て研究が盛んに行われてきた。
いても、関節全体を置換する全人工関節の設置が施され
ていたが、このような症例に対しては、生体に対する侵
襲が少なく、且つ従来型の人工関節に見られるような周
囲の骨破壊などの問題を回避でき、関節軟骨のみを置換
して済ませれることができるような材料の開発を目指し
て研究が盛んに行われてきた。
【０００３】特開平３−１４１９５７は、ＰＶＡハイド
ロゲルと多孔性アルミナセラミックスあるいは金属メッ
シュからなる関節用人工軟骨に関する発明を記載し、こ
こではＰＶＡハイドロゲルが生体適合性に優れ、化学的
に安定で、かつ力学的特性に優れていることが記載され
ている。
ロゲルと多孔性アルミナセラミックスあるいは金属メッ
シュからなる関節用人工軟骨に関する発明を記載し、こ
こではＰＶＡハイドロゲルが生体適合性に優れ、化学的
に安定で、かつ力学的特性に優れていることが記載され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＰＶＡハイドロゲル
は、その諸特性から生体内の関節軟骨などへの応用が非
常に期待される材料であり、このようなＰＶＡハイドロ
ゲルからなる関節用人工軟骨が生体内でのより良好な作
用を実現するために、優れたる耐摩耗特性を備えること
が望まれる。
は、その諸特性から生体内の関節軟骨などへの応用が非
常に期待される材料であり、このようなＰＶＡハイドロ
ゲルからなる関節用人工軟骨が生体内でのより良好な作
用を実現するために、優れたる耐摩耗特性を備えること
が望まれる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ＰＶＡハイドロゲルからなる部材の表面
部位にヒアルロン酸を担持せしめ、関節用人工軟骨を構
成することを特徴とするものである。
決するために、ＰＶＡハイドロゲルからなる部材の表面
部位にヒアルロン酸を担持せしめ、関節用人工軟骨を構
成することを特徴とするものである。
【０００６】人工関節の分野では、人工関節の摺動に関
する関節液の作用の仕方について種々の研究がなされて
いるが、関節液成分に含まれる蛋白質が人工関節表面に
付着し、摺動特性が向上することが知られているが、Ｐ
ＶＡハイドロゲルの場合、蛋白質に加えて生体の関節液
成分中にムコ多糖であるヒアルロン酸ナトリウムとして
存在しているヒアルロン酸がその潤滑特性を高めること
が判った。
する関節液の作用の仕方について種々の研究がなされて
いるが、関節液成分に含まれる蛋白質が人工関節表面に
付着し、摺動特性が向上することが知られているが、Ｐ
ＶＡハイドロゲルの場合、蛋白質に加えて生体の関節液
成分中にムコ多糖であるヒアルロン酸ナトリウムとして
存在しているヒアルロン酸がその潤滑特性を高めること
が判った。
【０００７】そこで、本発明の関節用人工軟骨では、上
述のようにＰＶＡハイドロゲルからなる部材の摺動表面
部位にヒアルロン酸を担持せしめ、ヒアルロン酸が関節
摺動面に存在するようにしＰＶＡハイドロゲルからなる
関節用人工軟骨の摺動性を高める。
述のようにＰＶＡハイドロゲルからなる部材の摺動表面
部位にヒアルロン酸を担持せしめ、ヒアルロン酸が関節
摺動面に存在するようにしＰＶＡハイドロゲルからなる
関節用人工軟骨の摺動性を高める。
【０００８】なお、ヒアルロン酸の染みだしによってヒ
アルロン酸の濃度が非常に高くなる場合には、高含水率
のＰＶＡハイドロゲルの表面はスクイーズ膜形成に伴う
弾性流体潤滑状態となり、他方、上記ヒアルロン酸の濃
度が低めのとき、低含水率のＰＶＡハイドロゲルの表面
は摩擦面間の直接接触による境界潤滑状態となると考え
られる。
アルロン酸の濃度が非常に高くなる場合には、高含水率
のＰＶＡハイドロゲルの表面はスクイーズ膜形成に伴う
弾性流体潤滑状態となり、他方、上記ヒアルロン酸の濃
度が低めのとき、低含水率のＰＶＡハイドロゲルの表面
は摩擦面間の直接接触による境界潤滑状態となると考え
られる。
【０００９】使用するヒアルロン酸としては、分子量が
１００万以上のものを使う。これはヒアルロン酸の分子
量が大きいほど、一般に潤滑性、摺動特性が良好である
ことの他に、ヒアルロン酸が安定的にＰＶＡハイドロゲ
ル内に担持させるためにも、分子量が１００万以上であ
ることが必要である。また、ヒアルロン酸は生体内で分
解され易いため、できる限り高分子にし簡単には分解さ
れないようにすることも重要である。また、ヒアルロン
酸の含有量は、ＰＶＡに対して３０重量％以下とする。
これは、ヒアルロン酸の含有量が３０重量％超過の場
合、ＰＶＡハイドロゲルの構造を壊してしまい、関節用
人工軟骨の強度不足となるのに対して、３０重量％以下
では、そのような恐れがないためである。
１００万以上のものを使う。これはヒアルロン酸の分子
量が大きいほど、一般に潤滑性、摺動特性が良好である
ことの他に、ヒアルロン酸が安定的にＰＶＡハイドロゲ
ル内に担持させるためにも、分子量が１００万以上であ
ることが必要である。また、ヒアルロン酸は生体内で分
解され易いため、できる限り高分子にし簡単には分解さ
れないようにすることも重要である。また、ヒアルロン
酸の含有量は、ＰＶＡに対して３０重量％以下とする。
これは、ヒアルロン酸の含有量が３０重量％超過の場
合、ＰＶＡハイドロゲルの構造を壊してしまい、関節用
人工軟骨の強度不足となるのに対して、３０重量％以下
では、そのような恐れがないためである。
【００１０】なお、ＰＶＡハイドロゲル中にヒアルロン
酸を担持せしめる方法として例えば、ＰＶＡとヒアルロ
ン酸を熱溶解してそれらの混合溶液を作り、この混合溶
液を型に入れて急冷することによりゲル化し、その後、
エタノール洗浄および真空熱処理を施した後、これをヒ
アルロン酸水溶液に長時間浸漬する方法がある。
酸を担持せしめる方法として例えば、ＰＶＡとヒアルロ
ン酸を熱溶解してそれらの混合溶液を作り、この混合溶
液を型に入れて急冷することによりゲル化し、その後、
エタノール洗浄および真空熱処理を施した後、これをヒ
アルロン酸水溶液に長時間浸漬する方法がある。
【００１１】また他の方法として、熱溶解により得たＰ
ＶＡの溶液を型に入れて急冷することによりゲル化し、
このゲル状物を室温でヒアルロン酸水溶液に浸漬し、そ
の後、エタノール洗浄および真空熱処理を施した後、ヒ
アルロン酸水溶液に長時間浸漬する方法などがある。
ＶＡの溶液を型に入れて急冷することによりゲル化し、
このゲル状物を室温でヒアルロン酸水溶液に浸漬し、そ
の後、エタノール洗浄および真空熱処理を施した後、ヒ
アルロン酸水溶液に長時間浸漬する方法などがある。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を実施例
によって具体的に説明する。
によって具体的に説明する。
【００１３】
【実施例１】ＤＭＳＯ：水＝８：２の混合溶液に重合度
８８００のＰＶＡと平均分子量約１２０万のヒアルロン
酸を１３０℃にて溶解し、ＰＶＡ・ヒアルロン酸溶液を
作った。
８８００のＰＶＡと平均分子量約１２０万のヒアルロン
酸を１３０℃にて溶解し、ＰＶＡ・ヒアルロン酸溶液を
作った。
【００１４】この溶液を型容器内に注ぎ、−２０℃に急
冷してゲル化し、その後、エタノールで洗浄し、真空熱
処理（室温×４８ｈｒ ｏｒ ６０℃×２４ｈｒ ｏｒ
１４０℃×４８ｈｒ）した。
冷してゲル化し、その後、エタノールで洗浄し、真空熱
処理（室温×４８ｈｒ ｏｒ ６０℃×２４ｈｒ ｏｒ
１４０℃×４８ｈｒ）した。
【００１５】これをヒアルロン酸水溶液に４８時間浸漬
して表面部位により多くのヒアルロン酸を含んだシート
状と円筒状の本発明の関節用人工軟骨を得た。
して表面部位により多くのヒアルロン酸を含んだシート
状と円筒状の本発明の関節用人工軟骨を得た。
【００１６】これらの関節用人工軟骨について、含浸後
のヒアルロン酸水溶液の消費量に基づいて計算したとこ
ろ、ＰＶＡに対するヒアルロン酸の含有量は約２０重量
％であった。また、関節用人工軟骨のＰＶＡの組織を肉
眼で観察したところ、組織の崩れがなく十分な機械的強
度を持ったものであることが確認された。
のヒアルロン酸水溶液の消費量に基づいて計算したとこ
ろ、ＰＶＡに対するヒアルロン酸の含有量は約２０重量
％であった。また、関節用人工軟骨のＰＶＡの組織を肉
眼で観察したところ、組織の崩れがなく十分な機械的強
度を持ったものであることが確認された。
【００１７】次に、これら２種類の関節用人工軟骨を試
験片として、以下に説明するような摺動特性実験を行っ
た。シュミレーターとしてモーターの回転をベルトに伝
達し、クランク機構により一方試験片が往復運動し、さ
らに往復運動の往で負荷、復で除荷されるステップ荷重
を加える機構を有するシュミレーターを用い、このシュ
ミレーターの固定側にシート状の試験片、往復運動側に
円筒状の試験片を装着した。そして、ロードセルとペン
レコーダーを用い、摩擦力を測定し、（式）［摩擦係数
＝摩擦力／荷重］より摩擦係数を測定した。その結果、
上記関節用人工軟骨は摩擦係数＝０．０６という非常に
優れた摺動特性を有していた。
験片として、以下に説明するような摺動特性実験を行っ
た。シュミレーターとしてモーターの回転をベルトに伝
達し、クランク機構により一方試験片が往復運動し、さ
らに往復運動の往で負荷、復で除荷されるステップ荷重
を加える機構を有するシュミレーターを用い、このシュ
ミレーターの固定側にシート状の試験片、往復運動側に
円筒状の試験片を装着した。そして、ロードセルとペン
レコーダーを用い、摩擦力を測定し、（式）［摩擦係数
＝摩擦力／荷重］より摩擦係数を測定した。その結果、
上記関節用人工軟骨は摩擦係数＝０．０６という非常に
優れた摺動特性を有していた。
【００１８】
【実施例２】ＤＭＳＯ：水＝８：２の混合溶液に重合度
８８００のＰＶＡを１３０℃にて溶解し、ＰＶＡ溶液を
作った。
８８００のＰＶＡを１３０℃にて溶解し、ＰＶＡ溶液を
作った。
【００１９】この溶液を型容器内に注ぎ、−２０℃に急
冷してゲル化した。
冷してゲル化した。
【００２０】これを、エタノールで洗浄し、真空熱処理
（室温×４８ｈｒ ｏｒ ６０℃×２４ｈｒ ｏｒ １
４０℃×４８ｈｒ）した。
（室温×４８ｈｒ ｏｒ ６０℃×２４ｈｒ ｏｒ １
４０℃×４８ｈｒ）した。
【００２１】さらにこれを、平均分子量２４０万のヒア
ルロン酸水溶液に４８時間浸漬して表面部位にヒアルロ
ン酸を含んだシート状と円筒状の本発明の関節用人工軟
骨を得た。
ルロン酸水溶液に４８時間浸漬して表面部位にヒアルロ
ン酸を含んだシート状と円筒状の本発明の関節用人工軟
骨を得た。
【００２２】これらの関節用人工軟骨について、含浸後
のヒアルロン酸水溶液の消費量に基づいて計算したとこ
ろ、ＰＶＡに対するヒアルロン酸の含有量は約１０重量
％であった。また、関節用人工軟骨のＰＶＡの組織を肉
眼で観察したところ、組織の崩れがなく十分な機械的強
度を持ったものであることが確認された。
のヒアルロン酸水溶液の消費量に基づいて計算したとこ
ろ、ＰＶＡに対するヒアルロン酸の含有量は約１０重量
％であった。また、関節用人工軟骨のＰＶＡの組織を肉
眼で観察したところ、組織の崩れがなく十分な機械的強
度を持ったものであることが確認された。
【００２３】次に、実施例１の方法で摩擦係数を測定し
た。その結果、上記関節用人工軟骨は摩擦係数＝０．０
４５という非常に優れた摺動特性を有していた。
た。その結果、上記関節用人工軟骨は摩擦係数＝０．０
４５という非常に優れた摺動特性を有していた。
【００２４】
【比較例１】実施例１と同様に関節用人工軟骨の試験片
を得た。ただし、ヒアルロン酸は平均分子量８０万のも
のを用いた。
を得た。ただし、ヒアルロン酸は平均分子量８０万のも
のを用いた。
【００２５】そして実施例１と同様に摩擦係数を測定し
たところ、摩擦係数＝０．１５と比較的高い値を示し
た。
たところ、摩擦係数＝０．１５と比較的高い値を示し
た。
【００２６】
【比較例２】実施例１と同様に関節用人工軟骨を得た。
ただし、ヒアルロン酸の濃度を高め、かつ浸漬時間も約
２倍とした結果、ＰＶＡに対するヒアルロン酸の含浸率
は約３５％であった。この関節用人工軟骨のＰＶＡの組
織を肉眼で観察したところ、組織に一部崩れがあり、長
期間、荷重下の使用により欠損が生じる恐れがあり、関
節用人工軟骨としては不適なものであった。
ただし、ヒアルロン酸の濃度を高め、かつ浸漬時間も約
２倍とした結果、ＰＶＡに対するヒアルロン酸の含浸率
は約３５％であった。この関節用人工軟骨のＰＶＡの組
織を肉眼で観察したところ、組織に一部崩れがあり、長
期間、荷重下の使用により欠損が生じる恐れがあり、関
節用人工軟骨としては不適なものであった。
【００２７】
【発明の効果】叙上のように、本発明の関節用人工軟骨
はＰＶＡハイドロゲルからなる部材の少なくとも摺動表
面部位にヒアルロン酸を担持するので生体内に設置した
時に、ヒアルロン酸を関節摺動面に存在させることにな
る。そして、このヒアルロン酸の存在により関節用人工
軟骨の摺動性が非常に良好なものとなる。
はＰＶＡハイドロゲルからなる部材の少なくとも摺動表
面部位にヒアルロン酸を担持するので生体内に設置した
時に、ヒアルロン酸を関節摺動面に存在させることにな
る。そして、このヒアルロン酸の存在により関節用人工
軟骨の摺動性が非常に良好なものとなる。
【００２８】また、上記ヒアルロン酸の平均分子量を１
００万以上としたことにより、ヒアルロン酸をＰＶＡハ
イドロゲル内にトラップすることができものであり、上
記良好なる摺動特性を継続的に維持することができる。
００万以上としたことにより、ヒアルロン酸をＰＶＡハ
イドロゲル内にトラップすることができものであり、上
記良好なる摺動特性を継続的に維持することができる。
【００２９】さらに、ヒアルロン酸のＰＶＡに対する含
有量を３０重量％としたので、ＰＶＡハイドロゲルの強
度を損なうことなく、ヒアルロン酸を担持することがで
きる。
有量を３０重量％としたので、ＰＶＡハイドロゲルの強
度を損なうことなく、ヒアルロン酸を担持することがで
きる。
【００３０】以上のように優れた効果を奏するものであ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】関節用人工軟骨をポリビニルアルコールハ
イドロゲルからなる部材で構成するとともに少なくとも
摺動表面部位に平均分子量が１００万以上のヒアルロン
酸をポリビニールアルコールハイドロゲルの３０重量％
以下担持したことを特徴とする関節用人工軟骨。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8202375A JPH1043286A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 関節用人工軟骨 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8202375A JPH1043286A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 関節用人工軟骨 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1043286A true JPH1043286A (ja) | 1998-02-17 |
Family
ID=16456463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8202375A Pending JPH1043286A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | 関節用人工軟骨 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1043286A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100335141C (zh) * | 2005-07-26 | 2007-09-05 | 北京科技大学 | 一种仿生多层结构软骨植入材料的制备方法 |
| EP1174463A4 (en) * | 1999-02-19 | 2008-04-16 | Denki Kagaku Kogyo Kk | HYALURONIC ACID-BASED GELIFIED COMPOSITION, PROCESS FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND MEDICAL MATERIAL CONTAINING THE SAME |
| WO2018155621A1 (ja) | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 日本酢ビ・ポバール株式会社 | 細胞又は組織包埋デバイス |
| WO2018155622A1 (ja) | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 日本酢ビ・ポバール株式会社 | 細胞又は組織包埋デバイス |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP8202375A patent/JPH1043286A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1174463A4 (en) * | 1999-02-19 | 2008-04-16 | Denki Kagaku Kogyo Kk | HYALURONIC ACID-BASED GELIFIED COMPOSITION, PROCESS FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND MEDICAL MATERIAL CONTAINING THE SAME |
| CN100335141C (zh) * | 2005-07-26 | 2007-09-05 | 北京科技大学 | 一种仿生多层结构软骨植入材料的制备方法 |
| WO2018155621A1 (ja) | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 日本酢ビ・ポバール株式会社 | 細胞又は組織包埋デバイス |
| WO2018155622A1 (ja) | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 日本酢ビ・ポバール株式会社 | 細胞又は組織包埋デバイス |
| KR20190121812A (ko) | 2017-02-23 | 2019-10-28 | 니혼 사꾸비 포바루 가부시키가이샤 | 세포 또는 조직 포매 디바이스 |
| KR20190121811A (ko) | 2017-02-23 | 2019-10-28 | 니혼 사꾸비 포바루 가부시키가이샤 | 세포 또는 조직 포매 디바이스 |
| US11684693B2 (en) | 2017-02-23 | 2023-06-27 | Japan Vam & Poval Co., Ltd. | Cell or tissue embedding device |
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