JPS61106167A - アパタイト綿状体の製造法 - Google Patents

アパタイト綿状体の製造法

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JPS61106167A
JPS61106167A JP59229284A JP22928484A JPS61106167A JP S61106167 A JPS61106167 A JP S61106167A JP 59229284 A JP59229284 A JP 59229284A JP 22928484 A JP22928484 A JP 22928484A JP S61106167 A JPS61106167 A JP S61106167A
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Japan
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apatite
spinning
floc
moisture
production
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茂夫 藤井
森 省一
田渕 丈一
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Tonen General Sekiyu KK
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Toa Nenryo Kogyyo KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産 土の利 本発明は生体との親和性が良好で、新生骨形成能を有し
、且つ複雑な形状をした骨欠損部位にも極めて容易に適
合させることのできるアパタイト綿状体の製造法に関す
る。
【1立且遺 周知のように7パタイトはMm (RO4)nXなる組
成式で表示されるものであって、代表的なものとしてフ
ッ素アパタイトCa5  (PO4)3Fと水酸アパタ
イトC&5  (PO4)OHがある、水酸アパタイト
は歯や骨の主要無機成分としてよく知られており、合成
した水酸アパタイトの焼結体は歯や骨の組織に対して優
れた親和性を示し、骨組織や歯肉に直接化学的に結合す
るため、新しい人工歯、人工骨材料として注目を集めて
いる、そして、アパタイト焼結体による人工歯根及びア
パタイト多孔体による人工骨は実用化の段階に至ってい
る。
しかしながら、アパタイト焼結体は圧縮には強いが引っ
張りに弱い脆性材料であるため、衝撃に弱く、焼結体の
表面に生じた微小なひび割れによって引張強度が大きく
低下する(靭性が低い)といった欠点がある。このため
、アパタイト焼結体の生体への適用範囲は非常に狭く、
過大な引張応力が殆んどかからない、例えば臼歯部の人
工歯根として使用されている程度である。
上記アパタイト焼結体の欠点を除去するために7パタイ
トを繊維状に形成し、骨欠損部あるいは空隙部充填剤と
して使用できるようにした無機ファイバが、例えば特開
昭57−117621号公報および特開昭58−540
23号公報に開示されている。
しかしながら、上記公報に示されたアパタイトファイバ
は高温度で7パタイトを溶融して紡糸する、所謂溶融紡
糸法によって製造されている。上記公報にも記載されて
いるように、この溶融紡糸法ではアパタイトを1500
℃のよづな高温度で溶融するためアパタイトのOH基が
消失し、親和性が欠如してしまうという重大な欠点があ
る。このため、形成されたアパタイト繊維状体に親和性
をもたせるための後処理が必要となった。
一方、溶融紡糸性以外の方法ではアパタイトの繊維状体
または綿状体(短繊維が互いに絡み合った状態にあるも
のをいう、)を得ることは難かしく、現在のところ実用
化されていない。
が  しよ−  る。 へ 本発明者等は斯る従来の欠点を改良するべく、水酸アパ
タイトをバインダの水溶液に分散させて得られる分散液
を紡糸孔から連続的に押し出すと同時に、該紡糸孔に隣
接して設置した気体吐出孔から気体を高速度で吐出させ
、前記紡糸孔から押し出される繊維の水分を蒸発させ、
該水分の除去゛された繊維流を捕集板のような捕集装置
に吹き付けてアパタイト綿状体を形成するようにしたア
パタイト綿状体の製造法を提案した。
該方法に基ず〈アパタイト綿状体は従来の繊維状アパタ
イトの欠点を改良するものであったが、強度の点で未だ
不十分であった。
11立11 本発明はアパタイト綿状体の製造方法の改良に関するも
のである。
つまり、本発明の目的は、十分な強度及び親和性をもっ
たアパタイト綿状体を極めて効率よく製造することので
きるアパタイト綿状体の製造方法を提供することである
。   占           −め上記目的は、本
発明によって完全に達成される、要約すると、本発明は
、アパタイト及び燐酸カルシウムの微粒状物をバインダ
の水溶液に分散させて得られる分散液を紡糸孔から連続
的に押し出すと同時に、該紡糸孔に隣接して設置した気
体吐出孔から気体を高速度で吐出させ、前記紡糸孔から
押し出される繊維の水分を蒸発させ、該水分の除去され
た繊維流を捕集装置、例えば捕集板に吹き付けてアパタ
イト綿状成形体又は布状となったアパタイト不織布を形
成するようにしたことを特徴とするアパタイト綿状体の
製造法である0本発明によると特殊なバインダで7パタ
イト及び燐酸カルシウムの微粒子を粘結し、紡糸後焼成
するようにした溶融紡糸法を使用するアパタイト綿状体
の製造法が提供され、OH基を保有し、従って親和性が
消失しない、しかも強度の大きなアパタイト綿状体が後
処理を必要とすることなく得られる本発明によれば水酸
アパタイト及び燐酸カルシウム粒子を含有する水溶液に
水溶性バインダを添加して得た粘性体を紡糸装置に設置
した複数個の紡糸孔から連続的に紡糸すると同時に該紡
糸孔に隣接して設置した気体吐出孔から所定の気体を高
速で吐出させ、前記紡糸孔からの糸を延伸させて微細な
繊維の流れにするとともに加熱して水分を除去し、該水
分の除去された繊維流を例えば捕集板に吹き付けてアパ
タイト綿状体を得るようにしたアパタイト綿状体の製造
法が提供される。
本発明においてアパタイトは水酸アパタイト(Ca s
  (PO4) 30H)であり、燐酸カルシウムは燐
酸水素カルシウム(CaHPO+)、燐酸三カルシウム
(Ca3  (PO4)Z)及び燐酸四カルシウム(C
a牛0 (PO4) z )の群から選択される少なく
とも一種である。以下、添付図面を参照して本発明の好
ましい実施例について詳細に説明する。
第1図は本発明方法を適用したアパタイト綿状体製造装
置の一例を示す、この製造装置lOは原料タンク11、
モータ12.ギアポンプ13.紡糸ノズル14.多段式
ブロアー15、エアノズル16、遠赤外線ヒータ(イン
フラシュタイン)17、捕集装置となる巻取装置(ネッ
ト型ドラム)18、およびリフター19より構成されて
いる。
原料タンク11には管路20を通じてアパタイト及び燐
酸カルシウムの微粒物を含有する懸濁液と特定の水溶性
バインダとの混合液である粘性液体が供給される。この
粘性液体は管路21を介して紡糸装置に供給され、紡糸
孔である紡糸ノズル14よりモータ12およびギアポン
プ13の作動により紡糸される。従って、原料タンク1
1内の粘性液体は添加するバインダにより紡糸に適した
粘度に調節する。バインダとしては医療用であるため生
体に無害であること(従って天然物が良い)、重金属を
含まず、水溶性〒あり、かつ焼成時に高温で溶融せず分
解するものである必要がある、水溶性のバインダとして
はPVA、CMC,HPC等があるが、本発明者の実験
の結果、ショ糖やでん粉を黒酵母で醗酵させて作った多
糖類の一種であるプルラン(C6H1005)n * 
H20が最適であることが判明した。また、原料の7パ
タイト及び燐酸カルジムの水溶液は、粒径50ス〜II
Lmの超微粒子状の水酸アバタイ)CaI2(PO2)
 6 (OH)zと、粒径50ス〜1gmの超 −微粒
子状の上記いずれかの燐酸カルジムとの混合水溶液が最
適であることも判明した。この水溶液はカルシウムイオ
ンを含むアルカリ性溶液(PH=7〜11)に燐酸水溶
液を除々に滴下し、棒状の超微粒子の水性白色懸濁液を
合成したものであ。
る。
上記粘性液体を紡糸すると同時に気体吐出孔であるエア
ノズル16より多段式ブロアー15の作動を通じて空気
を高速度で吐出させ、紡糸ノズル14からの糸を延伸さ
せて微細な繊維状にし、巻取装置18へ繊維流22とし
て吹き付ける。紡糸ノズル14から紡糸される糸にはか
なりの水分があり(全体の約70%が水分)、従って紡
糸ノズル14から巻取装置18までの短かい距離間で乾
燥し、水分を蒸発させて糸にする必要がある。従つて、
本製造装置10では遠赤外線ヒータ17よりなる加熱装
置において200℃〜500℃で乾燥し、水分を蒸発さ
せる。この時、及び引きつずき行なわれる焼成時に乾燥
及び焼成温度を1500℃のように高くしたのでは上記
したように7パタイトのOH基が消失してしまい、親和
性が欠如する。従って、1300℃以下にすることが好
ましい。またあまり低くすると水分の蒸発が十分でなく
なり、良好な微細な繊維状にならなくなる。
加熱装置としては遠赤外線ヒータ17の代りにマイクロ
波加熱を利用しても、他の熱源を利用してもよい、なお
、溶融紡糸ではなくて室温紡糸であるので粘性液体の粘
度に対応したノズル形状とブローイング用ブロアー風量
を設定する必要がある水分の除去された繊維流は例えば
捕集板(図示せず)のような捕集装置に吹き付けられ、
7ノくタイトの綿状体が形成されるが、本実施例では、
該アパタイト綿状体は、図示するような巻取装置18の
ネット式ドラムコレクター23によって捕集され、次で
巻取りドラム24に巻取られ、布状となったアパタイト
綿状体即ち不織布を製造する態様が例示されている。
支11 一実施例においては原料タンク11内の粘性液体の成分
は重量パーセントで水25%、水酸アパタイト35%、
燐酸カルシウム30%、プルラン10%であり、この成
分比が最適であった。しかし、本発明者の実験の結果、
水5〜90%、アパタイト5〜70%、燐酸カルシウム
5〜70%、プルラン2〜30%(いずれも重量パーセ
ント)であると良好なアパタイト綿状体が得られた。
又紡糸ノズルの口径は0.3mmで、紡糸温度は室温2
5℃であり、ダイのエアー圧は300〜to 00mm
H2Oであった。
更に、遠赤外線ヒータ17の長さは800〜1000m
m、4〜l OKwで乾燥温度は約400℃であり、ア
パタイト不織布の焼成は、温度1100℃、2時間、昇
温速度50℃/hrであった。
上記実施例にて形成された焼成後の平均繊維径は3〜1
5ILであり、繊維の機械的強度、即ち引張り強度及び
耐衝撃性は大であった。−画一色1立1J 上述のように、本発明においては、アパタイトを高温溶
融せず、室温で溶液紡糸するものであるから、従来のよ
うにOH基が消失して生体との親和性がなくなることが
全くない、従って、アパタイト綿状体を製造した後で親
和性をもたせるための後処理を行なう必要がなく、製造
プロセスが簡単化され、作業性が向上する。このように
、室温での溶液紡糸が可能となったのは、バインダとし
てプルランのような生体に無害、水溶性、高温で溶融せ
ず分解するという3つの条件を満足するものが探索でき
たこと、所謂メルトブロー法が適用できる紡糸装置を改
良し、高温溶融せずに紡糸ノズルから紡糸される糸を加
熱してその水分を蒸発させ、そして捕集装置、例えば捕
集板又はメルトブロー法で使用されるネット式ドラムコ
レクタ巻取装置に繊維流として吹き付けて捕集するよう
にしたためと考えられる。
このように、本発明は従来不可能とされていた溶液紡糸
法により初めて高強度のアパタイト綿状体を得ることに
成功したものである0本発明によって得られたアパタイ
ト綿状体(又は布状に成形された不織布)はOH基の消
失が全くなく、従来のアパタイト焼結体と全く変わらな
い生体親和性を示し、しかも綿状体であiので耐衝撃性
が大きく、加工その他の作業性が良い、従って、複雑な
形状をした骨欠損部位にも極めて容易に適合させること
ができるから、人工歯のみならず、種々の骨の再構築、
人工間接にも適用でき、さらにバイオテクノロジーにお
ける三次元倍養池としての応用も考えられる等その作用
効果は顕著なものがある。
なお、上記実施例は本発明の単なる例示にすぎず、必要
に応じて種々の変形、変更がなし得ることはいうまでも
ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を適用したアパタイト綿状体製造装
置の一例を示す概略構成図である。 10:アパタイト綿状体製造装置 11:原料タンク 14:紡糸ノズル 16:エアノズル 17:遠赤外線ヒータ 18:巻取装置 第1図 手続補正書 昭和61年 1月28日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 1、事件の表示  昭和59年特許願第229284号
2、発明の名称  アパタイト綿状体の製造法3、補正
をする者 !外性との関係   特許出願人 名 称      東亜燃料工業株式会社4、代理人 〒105 住 所 東京都港区新橋5丁目14番2号鈴エビル5階
 (電話 459−8309)5、補正の対象 (L)明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (−)「発明の詳細な説明」を次のように補+lEする
。 (1)明細書第2頁第6行のrCa5 (PO4)OH
Jをr CJL 5(P O4)30 HJに訂正す訂
正する。 /+1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)アパタイト及び燐酸カルシウムの微粒状物をバイン
    ダの水溶液に分散させて得られる分散液を紡糸孔から連
    続的に押し出すと同時に、該紡糸孔に隣接して設置した
    気体吐出孔から気体を高速度で吐出させ、前記紡糸孔か
    ら押し出される繊維の水分を蒸発させ、該水分の除去さ
    れた繊維流を捕集装置に吹き付けてアパタイト綿状体を
    形成することを特徴とするアパタイト綿状体の製造法。
JP59229284A 1984-09-11 1984-10-31 アパタイト綿状体の製造法 Granted JPS61106167A (ja)

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JP59229284A JPS61106167A (ja) 1984-10-31 1984-10-31 アパタイト綿状体の製造法
US06/773,482 US4659617A (en) 1984-09-11 1985-09-06 Fibrous apatite and method for producing the same
EP19850306409 EP0174827B1 (en) 1984-09-11 1985-09-10 Fibrous apatite material and method for producing the same
DE8585306409T DE3578624D1 (de) 1984-09-11 1985-09-10 Apatitfaserwerkstoff und verfahren zu seiner herstellung.
CA000493540A CA1261568A (en) 1984-10-31 1985-10-22 Fibrous apatite and method for producing the same

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57117621A (en) * 1981-01-10 1982-07-22 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd Inorganic fiber of calcium phosphate and an implant material utilizing its properties
JPS584821A (ja) * 1981-07-02 1983-01-12 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd りん酸カルシウム質フアイバ−の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS57117621A (en) * 1981-01-10 1982-07-22 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd Inorganic fiber of calcium phosphate and an implant material utilizing its properties
JPS584821A (ja) * 1981-07-02 1983-01-12 Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd りん酸カルシウム質フアイバ−の製造方法

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