JPS6241662A - 人工補整的目的のための生体活性ある複合材料 - Google Patents

人工補整的目的のための生体活性ある複合材料

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JPS6241662A
JPS6241662A JP61116330A JP11633086A JPS6241662A JP S6241662 A JPS6241662 A JP S6241662A JP 61116330 A JP61116330 A JP 61116330A JP 11633086 A JP11633086 A JP 11633086A JP S6241662 A JPS6241662 A JP S6241662A
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ヴァルデマール　ブリュートゲン
ハインツ　ブレーマー
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Ernst Leitz Wetzlar GmbH
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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】 （以　　下　　余　　白　　） ３、明の詳細な説明 ある複合材料に関する。
動物又は人の器官に於ける例えば体内人工補整器又は他
の骨代替片の固定のためにメタクリレート系の合成物質
よりなる所謂”骨セメント”を用いることは公知である
。即ち雑誌”　Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔｆｕｒ　Ｏｒｔ
ｈｏｐａｄｉｅ”１１２、４１９　〜４２６　（　１９
７４　）には’　Ｐａｌａｋａｖ　”なる合成材料が記
述されており、このものはメチルメタクリレ−１・と有
機触媒との他にシリカゲルを含有し、その際メチルメタ
クリレート対ンリカの比が５８対４２である。この場合
に用いられる無機性のゲルは単にその合成樹脂母材の充
填物の役をなしているに過ぎない。
この配合材料Ｐａｌａｋａｖでも既に、これと接する骨
物質へのミクロ的な接合と言う意味で、それまで通常的
であった例えば’　Ｐａｌａｃｏｓ　”一これは隣接の
骨部分との成程度のマクロ的接合しかもたらし得ないー
に比してより好ましい接着様相が得られるけども、基本
的な課題であるところの、永続的な圧縮応力、引張応力
、剪断応力及び／又はねじり応力に対して著しく耐え得
る安定な化学的主原子価結合と言う意味での骨の壁面と
材料との間の完全に充分な錨着の問題はこれら公知の複
合材料によっては解決出来ていない。
従って本発明の課題は、一定の接着親和性を有するばか
りでなく、前述の如き公知の材料に付随する難点の排除
のもとに生体活性であって個々の材料／骨壁面間の接触
面での完全な癒合をもたらす如き生体親和性（　ｂｉｏ
ｋｏｍｐａｔｉｂｅｌ　）の複合材料を創り出すことで
ある。更にまた、上記本発明に従う生体活性ある複合材
料を調製するための方法を与え、またこのものを外科的
及び整形外科的用途に利用することも本発明の課題であ
る。
この課題は本発明に従い、複合材料がメタクリレート系
の合成樹脂母材と少なくとも１種以上の生体活性ある材
料とからなることによって解決される。こ＼で生体活性
ある材料とは、そのような材料から作った移植片、例え
ば移植骨片がそこで行なわれる生体プロセス、例えばイ
オンの供給や交換、天然骨との完全な癒合、或は結合組
織を持たない癒合部の形成等に活動的に参与するような
材料でちり、従ってこのような材料は生体活性的に骨壁
或は両壁に永続的癒合状態で保たれ、それ故例えば結合
組織によって覆われることにより無害状態に生体不活性
に保持されたり或は長期の間に組織によって吸収された
りするような材料とは異なる。このような材料としては
例えば雑誌Ｊ。
Ｂｉｏｍｅａ　Ｍａｔｅｒ、　Ｒｅｓ、　Ｓｙｍｐｏｓ
　ｉｕｍ　：　　Ａ　４、ＰＰ２５−４２（１９７３）
に記載さ′ｔ′Ｌｆｃ　Ｌ、　Ｌ、　Ｈｅｎｃｈ及びＨ
，Ａ。
Ｐａ５ｃｈａ１１氏の論文中にあげられたもの、或は同
誌屋２、ＰＰ１１７−１４１　（１９７１）に記載され
たり、　Ｌ。
Ｈｅｎｃｈ他３氏の論文中にあげられたもの、更には特
願昭４９−５６７７１　（特開昭５０−２１０１５　）
に記述され、特許請求されている如きガラスセラミック
ス材料であることが出来る。こＸでは、５ｉ０２：２０
乃至６０重量％、Ｐ２Ｏ，：　５乃至４０重量％、Ｎａ
２Ｏ：２７乃至２０重量％、Ｋ２Ｏ：　０．４乃至２０
重量％、ＭｇＯ：２．９乃至３０重量％、及びＣａＯ：
　５乃至４０重量％よりなり、更に場合により追加的に
０．００５乃至３゜重量％の弗素を含む、アパタイト結
晶相を有するガラスセラミクス材料が対象とされている
。その好ましくは２００μｍまでの粒度で合成樹脂母材
に加えられる粉末状のガラスセラミクス材料は均等に（
等方的粒分布〕又は故意に不均一に（異方的粒分布）分
布されていることが出来る。この生体活性の材料の割合
は２０容積係と７０容積チとの間であることが好都合で
ある。
図は、本発明による複合材料の研磨し之表面の１部の平
面図を示す。メタクリレート系の合成樹脂母材１１内に
、生体活性ある材料であるガラスセラミクス材料１２が
分布している。
本発明に従う複合材料は、その機械的緒特性を高めるた
めに、追加的に例えば公知組成のガラス繊維の如き繊維
物質よりなる補強材を含有することが可能である。
本発明に従う調製方法全実施するに当っては、先づ液状
のモノマーのメチルメタクリレートに公知の如く、硬化
剤として作用する液状又は粉末状の物質、就中有機パー
オキサイド全顎え、次いで既述した粉末状の生体活性あ
るガラスセラミクス材料を添加する。この場合に、故意
に異方性の粒子分布を得る目的で、その粉末化した生体
活性ガラスセラミクスを、既に開始している重合反応が
その有機混合物（メチルメタクリレート＋有機硬化剤）
の一定の粘度に達してしまったときに初めてその硬化剤
含有メチルメタクリレートに加えるのが有利な場合があ
る。本発明の更にもう一つの実施形態に従えば、他の成
分として公知の触媒を加えることも可能である。その重
合反応が強い発熱反応であるために、上記方法の実施の
間に冷却を行なうことが有利な場合がある。上述の方法
過程は、中でも”生体″条件のもとで、即ち生きている
生体の外科的又は整形外科的処置の際に実施することが
出来る。
本発明に従えば、この新規な複合材料には２つの大きな
用途が明らかでちり、先づ第１に、このものは人工移植
片や生体自身の骨又は歯片を固定するための骨（又は歯
）セメントとして用いることが出来、第２に、このもの
全完全に重合させてしまった複合材料自身が人工補整器
又は人工補整器部分として加工出来、これはその生体活
性的沈着に基づいて永続的な癒合を可能とする。
本発明による複合材料の調製方法の個々の過程の時間的
経過は、その都度の所望最終生成物に依存する。本発明
による複合材料を管状骨の生体内補整に於ける錨着（Ｖ
ｅｒａｎｋｅｒｕｎｇ　）用の骨セメントとして使用し
たい場合には、例えば容器中に入れられている液状のメ
チルメタクリレートに硬化剤を添加し之後に直ちにその
生体活性あるガラスセラミクスの微粒化フラクションを
加えると、これはその個々の粒の大きさや粘度の上昇度
に依存してその゛濃縮しつ＼ある”物質の中に入り込ん
で部分的に又は全体的に沈着する。その重合が、粘稠で
捏和可能な塊を与える程に進行したときに、目的に対し
て好都合な大きさの可塑性塊を取ってこれに上記の生体
活性ガラスセラミクス材料の粉末を成程度゛まぶ”し、
それによりこの生体活性材料に富んだ表面層がその可塑
性塊の表面に生ずる様にすることが出来る。この様に調
整された塊を生体活性セメントとして次に骨と移植片と
の間に正しく適用する。
本発明に従う複合材料を次６で骨セメントとして用いる
ために調製するもう一つの可能性は、或景の粉末状生体
活性材料及び硬化剤を含んだ低粘度の合成樹脂を直ちに
生体条件で、例えば管状骨の円筒状内部壁の全面に薄層
として盛りあげ、次にこの結合材料よりなる薄層に短い
時間間隔で追加的な粉末状生体活性材料を加え、それに
引続いて上記既に予め処理さｈた本発明に従う骨セメン
トの主量を導入することによって与えられる。これによ
って、化学的接合機構に対して主要な役割を果す上記の
生体活性粉末の異方的な粒子の分布が次の如くに、即ち
その導入させたセメントの骨に接する側に上記の粉末の
集積が存在する如くに達成される。
この粉末の粒度も複合材料の個々の使用目的に応じて選
ばれるが、２００μｍ以上の粒直径はその包含された粒
子の比表面積が小さいためにもはや最適の結果をもたら
さないことが示されている。
本発明に従う複合材料を、例えばそれ自身人工補整材料
として使用しようとする場合にはその液状出発物質〔合
成樹脂＋硬化剤〕を予め作られた型の中に直接入れ、そ
の際この型の調整に際して許容容積差に注意すべきであ
り、と言うのはその重合物が或一定の収縮を受けるから
であり、これはまた勿論７０容積チまでの生体活性ガラ
スセラミクス材料の添加によって軽減することが出来る
。
なおその硬化した材料は、引続いての機械的な任意の成
形加工（鋸引き、切削、穿孔、切断、研磨、プレス等）
により所望の最終形状にすることが出来る。この最後に
あげた例に於ては、強化樹脂の種類に応じ、ガラス繊維
又は他の鉱物性繊維、例えば炭素ホイスカー等を或オリ
エンテーションの付与のもとに（異方性）又は特別な方
向性なしに（等方性）添加するのが好都合な場合がある
。
また、人工補整部分又は人工補整器の特定位置に上記粉
末状生体活性粒子の集積部を例えば重力作用に基づく偏
在分布によって、又は後で被覆すること（″まぶし”）
によってもたらすことも特別な調製方法として好都合で
ある。
例えば歯の充填材料として、又は局部的に傷んだ骨部分
用の充填材料としても本発明に従うこの新規な材料は種
々の態様で用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による複合材料の研磨した表面の部分的平面
図である。 １１・・・合成樹脂母材 １２・・生体活性ある材料

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基本成分がメタクリレート系の合成樹脂母材と、
    容積％で２０乃至７０％の、少なくとも１種以上の、２
    ００μｍまでの粒度を有して骨壁に恒久的に癒合する生
    体活性ある材料とからなることを特徴とする、人工補正
    的目的に用い得る複合材料。
  2. （２）上記生体活性ある材料が下記組成 ＳｉＯ＿２　　　２０．０乃至６０．０重量％ Ｐ＿２Ｏ＿５　　　５．０乃至４０．０重量％ Ｎａ＿２Ｏ　　　　２．７乃至２０．０重量％ Ｋ＿２Ｏ　　　　　０．４乃至２０．０重量％ ＭｇＯ　　　　　　２．９乃至３０．０重量％ ＣａＯ　　　　　　５．０乃至４０．０重量％ のアパタイト結晶相を有する公知の生体活性ガラスセラ
    ミクス材料であり、これは更になお０．００５乃至３０
    重量％の弗素を含有していてもよい、特許請求の範囲第
    １項に記載の複合材料。
  3. （３）生体活性ある材料が前記合成樹脂母材中に均一分
    布（等方的粒分布）した形で、中でも２００μｍ以下の
    粒度で含まれている、特許請求の範囲第１項又は第２項
    に記載の複合材料。
  4. （４）生体活性ある材料が前記合成樹脂母材中に不均等
    分布（異方的分布）して含まれている、特許請求の範囲
    第１項又は第２項に記載の複合材料。
  5. （５）生体活性ある材料が２０乃至７０容積％の割合で
    存在している、特許請求の範囲第１項ないし第４項のう
    ちの何れか１つに記載の複合材料。
  6. （６）その複合材料が機械的諸性質を高めるために追加
    的に、例えば公知の組成のガラス繊維の如き繊維材料か
    らなる補強材を少なくとも１種以上含有している、特許
    請求の範囲第１項ないし第５項の何れかに１つに記載の
    複合材料。
  7. （７）液体状態のモノマーのメチルメタクリレートに先
    づ公知の如く、硬化剤として作用する液状又は粉末状の
    有機物質、就中パーオキサイドを加え、次いで下記組成
    、 ＳｉＯ＿２　　２０．０乃至６０．０重量％ Ｐ＿２Ｏ＿５　　５．０乃至４０．０重量％ Ｎａ＿２Ｏ　　　２．７乃至２０．０重量％ Ｋ＿２Ｏ　　　　０．４乃至２０．０重量％ ＭｇＯ　　　　　２．９乃至３０．０重量％ ＣａＯ　　　　　５．０乃至４０．０重量％ （これには場合により更に０．００５乃至３．０重量％
    の弗素が含まれていてもよい）の粉末状の生体活性ある
    ガラスセラミクス材料を添加することを特徴とする、基
    本成分がメタクリレート系の合成樹脂母材と、少なくと
    も１種以上の生体活性ある材料とからなる人工補整的目
    的に用い得る複合材料の調製方法。
  8. （８）上記粉末状ガラスセラミクス材料の添加をフラク
    ション的な偏在分布（異方的粒子分布）を得る目的でそ
    の開始された重合過程が進行して或粘度値に達して後に
    はじめて行なう、特許請求の範囲第７項に記載の複合材
    料調製方法。
  9. （９）追加的成分として公知の触媒を添加する、特許請
    求の範囲第７項又は第８項に記載の複合材料調製方法。
JP61116330A 1975-01-17 1986-05-22 人工補整的目的のための生体活性ある複合材料 Pending JPS6241662A (ja)

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DE (1) DE2501683C3 (ja)
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