JPS61201018A - アパタイト綿状体 - Google Patents

アパタイト綿状体

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JPS61201018A
JPS61201018A JP60035262A JP3526285A JPS61201018A JP S61201018 A JPS61201018 A JP S61201018A JP 60035262 A JP60035262 A JP 60035262A JP 3526285 A JP3526285 A JP 3526285A JP S61201018 A JPS61201018 A JP S61201018A
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apatite
hydroxyapatite
fiber
flocculent
wool
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Shigeo Fujii
茂夫 藤井
Shoichi Mori
森 省一
Joichi Tabuchi
田渕 丈一
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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】 本発明は、医療用、微生物大量培養地用などの多くの用
途を有するアパタイト綿状体に関するものである。
差速JL1週 周知のように、アパタイトはM、+o (204) 6
Xz  (ここでMはCa、Ba、Sr、Pb、Ca了
を表わし、ZはP、As、V等を表わし、XはF、C文
、OH″gを表わす)なる組成を持つ結晶鉱物であって
1代表的なものとして木酸アパタイトCa+o (PO
a )n  (OH)a 、7ツ素ア、<タイトCa1
O(po4)* F4 ’Jがある。水酸アパタイトは
、南や骨の主要無機成分としてよ〈知られており1合成
した水酸アパタイトの焼結体は尚や・;1・の組織に対
して優れた親和性を示し、慣−M* b!&や歯肉に直
接化学的に結合するため、il、い人工歯1人[骨、材
料等の所謂人工のインブラント材ネ1として注Ut−Z
めている。そして、アパタイト焼結体による人1ml!
il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弓1
張には弱い1ぬ性材ネ1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、11れによって引張強度
が大きく低下するといった欠点があった。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1過大な
る引張り応力が殆どかからない、例えばEj 141部
の人工Ik1根として使用されている程度であった。
1Nが   よ−  るul古 ]二足アパタイト焼結体の欠点を除去するためにアパタ
イトを繊維状に形成し、骨欠損部又は空隙部のインブラ
ント材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号及び特開昭58−540
23号公報に開示されている。しかしながら、上記公報
に開示されたアパタイトファイバは高温度でアパタイト
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’のような高温度で溶
融するためアパタイトの水酸基が消失し、親和性が欠如
してしまい、生体との適合性が水酸アパタイトのように
十分に得られるというものではなかった。
このように、水酸アパタイトを繊維状にする場合、その
水酸基を消失させないためには、上記のような溶融紡糸
法は採用できず、他の方法5例えば溶液紡糸法を考慮し
なければならない、しかし、H液紡糸のための良好なバ
インダと紡糸方法及び焼成方法が開発されていず、水酸
アパタイトをその木#基を得持したまま1aIIi状に
することは不可部であった。
未発IJI者等は、従来のアパタイトフアイバの欠点を
解決すべく鋭意検よ・↑した結果、特殊のバインダを用
いて水酸アパタイト微粒子を粘結し、これを溶液紡糸方
法で紡糸することによって水酸基を保持したアパタイト
綿状体を容易に提供できることを見出し1本発明に到達
した。
皮1立上] 本発明は、このようなアパタイトm維状態の改良に関す
るものであって1本発明の目的は、¥質的に木酸アパタ
イトからなる生体適合性の良好なアパタイト綿状体を提
供することである。
八 1  占            た      
 一本発明において、アパタイト綿状体とは、アバ、タ
イトの短M11mが互いに絡み合った状態にあるものを
いう。
本発明におけるアパタイト綿状体を構成する短ffl維
はモ均繊維径が1〜30トmあり、その繊維長は2〜1
000mmの範囲の任意のものであってよい。
未発明のアパタイト綿状体は、特殊なバインダで水酸ア
パタイト微粒子を粘結し、紡糸後焼成するようにした溶
液紡糸法によって製造され、水醜ノ、(を保有した、従
って親和性が消失しないアパタイト綿状体が後処理を必
要ともすることなく得られる。
更に詳しくいえば1本発明の綿状体は、水酸アパタイト
微粒子をバインダの水溶液に分散させて得られた粘性の
分散液を紡糸?c2tに設置した複数個の紡糸孔から1
1続的に防止すると同昨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、Itff
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
kIi流を例えばネット型捕集ベルトのような捕集装置
に吹き付きけてアパタイト綿状体を得られるようにした
製造法によって製造することができる。
用いられる水酸アパタイト微粒子は、超微粒子状のもの
が好ましく、そして平均粒径が50ス〜lpmのものが
特に好ましい、微粒子の形状には特に制限はないが、棒
状であることが好ましい。
このよう、な水酸アパタイトは1例えばカルシウムイオ
ンを含むアルカリ性溶液(pHニア〜11)に燐酸水溶
液を除々に滴下することによって製造することができる
用いられるバインダとしては、生体に無害であること、
水溶性であることの少なくとも二つの条件を満足するも
のが好ましい、このようなバインダとしては、ポリビニ
ルアルコール2カルボキシメチルセルロース、ヒドロキ
シプロピルセルロース、コラーゲン等の高分子化合物の
他、プルラン、キチン、デキストラン、等の高分子多糖
類が好ましく、特にプルランが好適である。プルランは
、マルトトリオースがα−1,6−グリコシド結合で反
復結合した直鎖状のグルカンである。これらの高分子化
合物をバインダとして使用する場合にはその乎均分子量
は2万〜200万が好ましく、5万〜lOO万のものが
特に好ましい。
本発明において、木酸アパタイトとバインダとからなる
水懸濁液の組織は、木:10〜90重呈%、好ましくは
40〜70重f%、更に好ましくは50〜55 重ji
%であり、水酸アパタイト=5〜70’l!Jf%、好
ましくは15〜50!1rfi%、更に好ましくは30
〜45重漬%であり、バインダ:5〜40玉!L%、好
ましくは10〜30重量%、更に好ましくは20〜25
重量%である。木酸アパタイトを5ffiff1%未満
とした場合には、綿状体の十分な強度を得ることができ
ず、また70重量%より多いと粘度が大きくなり、好ま
しくない、原料液中の木酸アパタイトの分散を良好にす
るために1例えば有機カルボン醜を添加し、又グリセリ
ン、ンルビット、マルケット、エチレングリコール、プ
ロピレングリコール等の多価アルコールのような可塑剤
又は柔軟剤等も添加することができる。更に、綿状体の
物性を向上させるために分散質としてアパタイト以外の
無機化合物、例えば燐酸カルシウムを5%未満の量で鰯
加することができる。
水酸アパタイトは、X線回折及び赤外線吸光分析によれ
ば、未焼成の場合及び1100℃以下で焼成した場合に
はCa+o (PO4)t  (OH)zの構造を右す
るに対して、これよりも高く1例えば1300℃以上で
焼成した場合には水酸基が失われてα−Ca3  (P
O4)zの形態に変化していくことが認められた。
次に、未発明の7パタイト綿状体を製造する方法の一例
として、その概要を第1図を参照しながら説明する。
先ず、水酸アパタイト、バインダ及び水、そして必要に
応じて分散剤、可塑剤、柔軟剤等を原料供給管lより原
料タンク2に装入して粘性の紡糸液を調整する。原料紡
糸液は好ましくは約20〜70℃でJRa!される。こ
の粘性紡糸液は管路15を介してモータ3により駆動さ
れたギヤボブ4によって紡糸ノズル5から押出されると
同時に、紡糸ノズル廻りに設置されたエアノズル7から
ブロアー6によって気体を高速度で突出させる。紡糸ノ
ズルは1例えば、輻方向に直線的に配列された複数のダ
イスよりなっていてよい、該ノズル廻りより気体速度約
5〜1000m/秒、温度約20〜60℃の気体、例え
ば空気を噴出させることによって延伸された微細繊維よ
りなる繊維流8が形成される。ta雄径及びm雄長は噴
出させる気体の圧力により1例えば約1〜30gm及び
2〜1000mmの範囲に入るように任意に調節するこ
とができる。
次に、上記の微細m維v!、8を紡糸ノズルの下に設け
られた加熱装置、例えば赤外線ヒータ9等により加熱し
1m雄中の水分を含水率10ri量%以下好ましくは約
7 f1%以下に蒸発除去せしめ固化する。水分の除去
が過剰に行なわれると微細繊維の綿状体を得ることがで
きない、この場合、繊M流に対する加熱温度は紡糸液の
押出量、噴出気体の温度及び量のバランス等によって選
択されるが1通常はヒータ温度約200〜500℃(m
M流の温度約80〜150℃)の範囲である。加熱11
68 屯 lリ 11 トIL+−宣 ノ I  41
1 人 看−−↓    i 絃 丁 匈 げおいてバ
インダの分解が発生するために好ましくない。
上記のようにして延伸され、適当に切断され且つ水分が
除去された微細繊維tIL10は適当な捕集9i11、
例えばネット型捕集容器内又はネット型捕集ベルトとに
吹き付け、4積収集される。
このようにして得られた。バインダによって結合された
微細m維よりなる綿状体は、約500〜1250℃、好
ましくは約600−1200℃、更に好ましくは650
〜1100℃の温度で焼成してバインダを消失せしめる
ことにより未発IJ+のアパタイト綿状体を得ることが
できる。焼成温度が1200℃以下では水酸基の消失は
極めて少縫であり、焼成時間に多少依存するとはいえ、
水酸ノ、(の消失はほとんど無視することができる。従
って必要な場合には1200℃よりも焼成温度を高くし
て水酸アパタイト中に5重量%未満の址でCa)(PO
+)zを生成させ、これにより水酸アパタイト綿状体の
強度等の物性を向上させることができるので1例えばイ
ンブラント材料とじての物性も改Hすることも可l〔で
ある。
このようにして得られた綿状体は、目的に応じて更に加
工することができる0例えばコラーゲンを塗布又は含浸
させることにより一層好適なものに改みすることができ
、又プルラン等の培養性物質と組合わせることにより大
樋培養地として使用することもできる。
免且立差」 本発明のアパタイト綿状体は、実質的に水酸アパタイト
からなり、未来骨の主要成分であるので、生体適合性が
極めて良好である。又、綿状であるので、それを治療に
応用する場合の加工性及び取扱い性も極めて良好である
。更に、綿状7パタイトの培養増幅作用を利用して微生
物大量培養地に応用することもできる。
以下1本発明を実施例によって詳述するが1本発明はこ
れにより限定されるものではない。
支直遺 実施例1 平均分子量200,000のプルラン粉末11屯j−%
、水虐アパタイト粉末(粒子径50〜800ス)171
11藺%及び木72重湯%を混練し、水酸アパタイトを
プルラン水溶液に均一に分散させ、脱気泡を行なった。
この溶液を室温(25℃)で直径0.3mmの紡糸ノズ
ルを輻方向に直線に配月したダイスを有する第1図に示
すような装置に供給し、圧力1.4kg/crn’で押
出するとともに、エアーギャップから250m/秒の空
気を噴出させて繊維流を形成させた。この繊維流をノズ
ル下に設けられた遠赤外線ヒータ(波長2〜50gm)
で繊維流の両側からヒータ温度400℃で加熱しつつネ
ット型捕集ベルト上に吹き付けて水分を蒸発除去し、プ
ルランで結合された水酸アパタイトの綿状体を得た。得
られた綿状体を昇温速度50℃/時間で上昇させ、温度
1100℃で2時間焼成したところ、プルランは消失し
、平均w1維径5ILm、平均繊維長50mmの水酸ア
パタイト綿状体が得られた。得られた綿状体をX線回折
及びIR分析により検査し、水酸基が実質的に原料と同
等量存在することが確認された。
止3目1」 平均分子量200,000のプルラン粉末を水に溶解し
て21重量%の水溶液を調整し、この水溶液に水酸アパ
タイト粉末(粒子径50〜300人)を6!FEW%混
合し、脱気泡を行なった。このようにして調整した原料
溶液を室温で、実施例1で使用した′l!c2!に供給
し、圧力1.4kg/crreで押出すとともに、エア
ーギャップから噴出速度500m/秒の空気を噴出させ
て!a維流を形成させた。このm緩流をノズル下の個所
に設とした遠赤外mヒ−p (波1i2〜50 fiL
m) テ#a!i流+7)M側からヒータ温度400℃
で加熱しつつ、ネット型捕集ベルト上に吹き付けて水分
を蒸発除去し。
プルランで結合された水酸アパタイトの綿状体を得た。
得られた綿状体を昇温速度50”07時間で/llIM
L、1400”cで2吟間焼成したところ、プルランは
消失し、平均am径3ILm、平均繊維長30mmの7
パタイト綿状体を得た。これを赤外mi光分析により検
査したところ、水酸アパタイトの水f!#aCが消失し
ていることが確認された。
夾j己11 使用したプルラン粉末、水酸アパタイト粉末及び木の縫
をそれぞれ19!1!9%、311ji%及び50重j
%としたこと以外は実施例1と全く同様にして、焼成後
の平均繊維径15終m、平均m維170mmの水酸アパ
タイトよりなる綿状体を得た。
χj11】 バインダとして分子量190,000のポリビニルアル
コールを使用したこと以外は実施例1と全く同様にして
、焼成後の平均繊維径7終m、平均m維長85 m m
の水酸アパタイトよりなる綿状体を得た。
【図面の簡単な説明】
m1図は1本発明のアパタイト綿状体を製造するのに用
いられる装置の一例を示す概略側面図である。 2:rX料タンク 5:紡糸ノズル 7:エアーノズル 8:微細繊!1FIL 9:赤外線ヒータ 10:脱水微細繊維流 ll:ネット型捕集ベルト 12:アパタイト綿状体 弓′″−5 手続補正日 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60年特許願第35262号2
、発明の名称  アパタイト綿状体 3、補正をする者 48件との関係   特註出願人 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、補圧の対象 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 6、lvI正の内容 別紙の通り (−)「発明の詳細な説明」を次のように補正する。 (1)明細書第1頁下から6行目の「培養地」を「培養
池」に訂正する。 (2)同第2頁第4行の” ago (P O4) 6
(OH)4Jをrca+n (PO4) b (OH)
zJに訂正する。 (3)同第2頁第5行の’Cago (PO4) 6F
4」をrca+o (PO4)6 FzJに訂正する。 (4)同第4頁第3行の「得持」を「保持」に訂正する
。 (5)同第4頁第12行の「繊維状態」を「繊維状体j
に訂正する。 (6)同第5頁第13行の「防出」を「紡糸」にに訂正
する。 (7) 同i811頁ff114行〜w415行(7)
rtfi地」を「培養池」に訂正する。 (8)同第13頁gIJ3行及び第6行のrXll?I
Jを[調製」に訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)実質的に水酸アパタイトからなることを特徴とする
    アパタイト綿状体。 2)平均繊維径は1μm〜30μmであり、平均繊維長
    は2mm〜1000mmであることを特徴とする特許請
    求範囲第1項記載のアパタイト綿状体。
JP60035262A 1984-09-11 1985-02-26 アパタイト綿状体 Granted JPS61201018A (ja)

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JP60035262A JPS61201018A (ja) 1985-02-26 1985-02-26 アパタイト綿状体
US06/773,482 US4659617A (en) 1984-09-11 1985-09-06 Fibrous apatite and method for producing the same
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EP19850306409 EP0174827B1 (en) 1984-09-11 1985-09-10 Fibrous apatite material and method for producing the same
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