WO2005097891A1 - 人工骨成形体の成形に用いる粉末組成物および板状成形体 - Google Patents

人工骨成形体の成形に用いる粉末組成物および板状成形体 Download PDF

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    • C08L33/12—Homopolymers or copolymers of methyl methacrylate

Definitions

  • the present invention relates to a powder material used for molding an artificial bone molded article: a plate-shaped composition suitable for forming an artificial bone molded article (the present invention relates to a book).
  • hydroxyapatite Since hydroxyapatite is excellent in biocompatibility, it is narrowed down as a material constituting an artificial bone molded body to be supplemented to a bone part.
  • Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-68054 discloses that a pirates in which hydroxyapatite powder is dispersed in methacrylic acid is heated and heated in a mold to remove methyl methacrylate.
  • a method for producing an artificial bone molded article Z in which hydroxyapatite powder is dispersed in a methyl methacrylate polymer by polymerization is disclosed.
  • methyl methacrylate since methyl methacrylate has a large ratio when combined with S, it is polymerized in a mold in order to SBt a curved artificial bone molded body having a relatively large area, such as a scapula, for example. And cracks may occur. For this reason, after being formed into a lump having a sufficiently large size, it was cut into the desired curved shape. However, the cutting requires a lot of labor, and there are many wasteful parts. Disclosure of the invention
  • the present inventor has conducted intensive studies to develop a composition that does not occur and has excellent storage stability and is used for molding an artificial bone molded article. As a result, the hydroxyapatite powder and the methyl methacrylate weight have been determined. The present inventors have found that a powder composition containing the combined powder can be stably stored for a long period of time, and the present invention has been achieved. In addition, a plate-like molded body in which hydroxyapatite powder is dispersed in a methyl methacrylate polymer can be easily transformed into a large-area curved artificial bone molded body by heating and deforming along a molding die. They found that they could be molded, leading to the present invention.
  • the present invention provides an exfoliated product containing hydroxyapatite powder and methacrylic acid methyl polymer powder, and a plate-like molded product in which hydroxyapatite powder is dispersed in methyl methacrylate polymer. .
  • the particle size of the hydroxyapatite powder used in the present invention is usually 1 mm or less, preferably 0.5 or less, usually 1 xm or more, and may be fine or granular. May be.
  • the hydroxyapatite powder may be a natural hydroxyapatite powder produced from nature, or an artificial hydroxyapatite powder artificially synthesized from a calcium compound and a phosphate compound. It may be ground before use.
  • the methyl methacrylate polymer powder used in the present invention is obtained by polymerizing a monomer having methyl methacrylate as a main component, usually a monomer having a methacrylate methyl content of 90 parts by weight or more. It is a powder of a methyl polymer.
  • the methyl methacrylate polymer may be a methyl methacrylate polymer obtained by polymerizing methacrylic methyl in a profession, or may be methacrylic methyl and other monomers copolymerizable therewith.
  • a copolymer of Other monomers copolymerizable with methacrylic methyl include, for example, a monomer having one double bond (monofunctional monomer) copolymerizable with methyl methacrylate; And two or more monomers (polyfunctional monomers).
  • Monofunctional monomers include, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, acryl propyl, acryl butyl, 2-ethylhexyl acrylate, acryl lauryl, tetrahydrofurfuryl acrylate, isopornyl acrylate, acrylic acid Esters of acrylic acid with fatty alcohols such as cyclohexyl, etc., alcohols such as sm ⁇ alcohol, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethyl methacrylate Such as hexyl, lauryl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, isopornyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, etc.
  • Crylic acid and fatty female alcohol examples include acrylic acid, methacrylic acid, and vinyl acetate.
  • Polyfunctional monomers include, for example, aryl methacrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and polypropylene glycol diol.
  • (Meth) acrylate 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediyl di (meth) acrylate, neopentyldaricol di (meth) acrylate, divinylbenzene, diarylphthalate, tri Examples include methylolpropane tri (methyl) acrylate, tetramethylol methane tri (meth) acrylate, tetramethyl methane tetra (meth) acrylate, and the like.
  • (meth) acrylate refers to methacrylate or acrylate.
  • the methacrylic methyl polymer can be used to harden particulate matter by the usual methods such as emulsion polymerization, suspension polymerization, melt-fusion, and dispersion polymerization.
  • a particle-shaped i-i powder may be used as it is, or may be further pulverized and used.
  • the methacrylate methyl polymer can be formed into a bulk form by a method such as a norex polymerization method or a cast polymerization method.
  • the methacrylate methacrylate polymer which constitutes the product of the present invention can be obtained.
  • the powder may be used by pulverizing, for example, a methyl methacrylate methacrylate polymer produced in a lump.
  • the weight average ⁇ * of the methacrylic methyl polymer is preferably 80,000 to 400,000. If it is less than 80,000, the mechanical strength of the artificial bone molded article obtained by molding the powdered pirates of the present invention tends to be reduced, and if it exceeds 400,000, molding tends to be difficult. .
  • the methacrylic methylile polymer may be crosslinked, but is preferably non-crosslinked.
  • Non-cross-linked methyl methacrylate polymer completely dissolves when it is dissolved in black hole form, and it is preferable that the gel fraction, which is the ratio of insoluble components, is 0%.
  • examples thereof include a polymer obtained by polymerization and a copolymer with a monofunctional monomer. Meanwhile, Methacri! / m-methyl and polyfunctional monomer are copolymerized to obtain a cross-linked methyl methacrylate polymer. If a body is used, it may not melt sufficiently at the time of molding, and may have many voids, resulting in a molded body having a low mechanical bow key.
  • the average particle diameter of the methyl polymer powder is usually 1 mm or less, preferably 0.5 mm or less, and usually l // m or more. If it exceeds 1 mm, it tends to be difficult to mix uniformly with the hydroxyapatite powder.
  • the male ratio of hydroxyapatite powder is too large, there is a tendency that the molded product obtained by molding the powder extrudate has many voids and the bow is low. If the weight ratio of the hydroxyapatite powder is too small, biocompatibility tends to decrease.
  • the weight ratio of the hydroxyapatite powder to the methyl methacrylate polymer powder is usually 78:22 to 40:60, preferably 73:27 to 45 by weight. : About 5 5
  • the powdered product of the present invention can be easily subjected to SSi by a method of mixing hydroxyapatite powder and methyl methacrylate polymer powder.
  • the powder composition of the present invention is useful as an artificial bone molding composition used for producing an artificial bone molded article.
  • the powdered article may be heated to a molten state, and then molded in a molding die.
  • the material of the mold may be, for example, a plaster, or a metal material such as stainless steel.
  • the shaping mold may be made precisely by, for example, the CT scan method according to the size of the target bone defect, or may be made larger than the size of the bone M member. It may be something.
  • the heat release during molding is a fig in which the methcliffe methyl polymer powder melts and does not become ⁇ , and is usually about 180 ° (: about 280. Is melted and formed into the shape of the molding die In order to precisely mold the product into the desired shape, it is preferable to completely melt the methyl methacrylate polymer powder, It is preferable to press and mold the material in the state.
  • an artificial bone molded product having a structure in which hydroxyapatite powder is dispersed in a methyl methacrylate polymer, with a decomposing odor, a leg, and removed from the mold.
  • the above-mentioned kintoru can be used for, for example, an artificial bone molded article having a relatively large area by forming a plate-shaped molded article.
  • the thickness of the plate-shaped molded article is usually about lmm to 10 mm, and the area is 3 OmmX 3 Omn! ⁇ 200 Marshall X X 200 ⁇ .
  • the thickness is preferably at least 1 due to the strength of the obtained molded body.
  • the thickness of the plate-like molded product is usually 2 O mm or less. From the viewpoint of moldability into an artificial bone molded body, the dimensions of the plate-shaped molded body are preferably 30 mm ⁇ 30 mm or more, and usually 20 mm ⁇ 20 mm or less.
  • the plate-like molded article of the present invention includes, for example, a hot press method in which a hydroxyapatite powder and a methyl methacrylate polymer powder are mixed and then heated and then added by a mold.
  • a hot press method in which a hydroxyapatite powder and a methyl methacrylate polymer powder are mixed and then heated and then added by a mold.
  • imm This is a fig in which the methyl methacrylate polymer melts and does not heat, and is usually between 180 ° C and 280 ° C.
  • the methyl methacrylate polymer used in the hot press is preferably non-crosslinked in that a plate-like molded body having a small mechanical gap and excellent mechanical key is obtained. It is preferable to reduce the pressure inside.
  • a monomer that is difficult to form a methyl methacrylate polymer specifically, methyl methacrylate or methyl methacrylate and other monomers copolymerizable therewith as described above.
  • the mixture can be mixed with hydroxyapatite powder and polymerization initiator to form 3 ⁇ 4 ⁇ in a mold, and then polymerized in the mold.
  • non-crosslinked methyl polymer As a non-crosslinked methyl polymer, a non-crosslinked methacrylic methyl polymer is melted with a hydroxyapatite powder and extruded into a plate shape. You can also «3 ⁇ 4 Molten weaving is usually carried out using an extruder, where the methyl methacrylate polymer is melted and the heat is not suitable, usually between 180 and 28 OX.
  • the plate-like molded article of the present invention is easy to handle and store because it has no ⁇ due to methacrylo-low methyl, and does not polymerize and cure the methacrylyl-released methyl.
  • the plate-like molded article of the present invention is preferably used as an artificial bone-forming plate-like molded article used for the artificial bone molded article ⁇ t.
  • This plate-like molded article is heated and shaped along a molding die, so-called An artificial bone molded body can be obtained by heat removal.
  • the heating at the time of shaping along the forming die can easily deform the plate-like molded article by an external force.
  • the temperature is usually 120 ° C. or higher, though it varies depending on the monomer # methacrylate ratio to be formed, ⁇ *, the presence or absence of crosslinking, and the like. Also, it is below the fig at which the methyl methacrylate polymer melts or melts, and usually below 180.
  • the plate-shaped molded body may be pressed toward the molding die by compressed air, etc., but simply placing the plate-shaped molded body on the molding die will cause the force of the plate-shaped molded body to be reduced by gravity and the molding will be performed. can do.
  • the molded product thus obtained is obtained by dispersing hydroxyapatite powder in a methyl methacrylate polymer, and is useful as an artificial bone molded product, particularly an artificial bone molded product for a skull having a relatively large area.
  • the specific gravity was determined by The higher the specific gravity, the smaller the voids in the molded body. (5) Average particle size of methyl methacrylate polymer powder
  • Sieving was performed using meshes having different openings, and the weight was determined as a weight average particle size.
  • the molded body is processed into a disk with a diameter of 2 lmm and a thickness of 2 to 3 mm. After sterilization, it is placed on a 12-we1 plate, and the ossified cell line (MC3T3-E1) 6X Ten were seeded and used as test pieces.
  • the cells were cultured in an atmosphere of 37, 5% it) carbon dioxide, and test specimens were taken out after 1, 3, 5, and 7 days, respectively.
  • the cells were detached from the test piece after culturing using 0.25 SS trypsin solution, neutralized and washed, and then fine Ji Fiber was counted using a hemocytometer.
  • polymethyl methacrylate warworms using the same disk-shaped control as above, was operated in the same manner as described above, and the number of honken was counted in the same manner. From the brittleness N on the test piece and the cell number Nc on the control, the equation (2)
  • M (1 ogioN-1 o gioNi) / (lo gioNc-1 og 10 Ni C ) (2) [where N1 is the number of cells after 1 day! ⁇ And NIC is the number of cells after 1 day. ⁇ ⁇ in each is shown. ] To calculate the relative cell growth rate (M). The higher the relative cell growth rate, the higher the biocompatibility. Sickle example 1
  • Hydroxyapatite powder (“Pone Serum P G0”, manufactured by Sumitomo Pharmaceutical Co., Ltd., particle size 0.1 or less] 50 parts by weight, and a methyl methacrylate polymer powder obtained by suspension polymerization [weight average ⁇ 130,000 , Meaturi! / ⁇ Metile 98.5 weight ⁇ ! Non-crosslinked copolymer of ⁇ and methylile acrylate 1.5% by mass, particle size 0.05 mm-0.3 mm, average particle size 0.2 mmj 50 mass parts in a polyethylene bag The powder composition was obtained after the tide. The smell of this powdered creature I was careless.
  • the powdered yarn obtained above is placed in a 10 cm ⁇ 10 cm deep 5 mold formed of a stainless steel plate and a stainless steel frame placed thereon. It was placed on a board, and the board surface was pressed with a 100 ton press heated to 230 ° C. for 10 minutes and pressed to form a body. At this time, the methyl methacrylate polymer powder was melted in a solid state. After pressing, the board surface was controlled while applying pressure with a 10-ton press cooled to 20 ° C. After the legs, the stainless steel plate and the metal frame were removed to obtain a flat molded body having a size of 10 cm ⁇ 10 cm and a thickness of 5 mm. Table 1 shows the evaluation results of this molded product. ⁇ Example 2
  • Example 4 As a hydroxyapatite powder, from Yi Co., Ltd. ⁇ "Bone Serum PG 1", which has a diameter of 0.1 mm to 0.3 mm), and operates in the same manner as in Example 1 using 50 parts by weight to obtain a powdery extinct product and to obtain a molded product. Got. Table 1 shows the cage results of the obtained molded body.
  • Example 4 As a hydroxyapatite powder, from Yi Co., Ltd. ⁇ "Bone Serum PG 1", which has a diameter of 0.1 mm to 0.3 mm), and operates in the same manner as in Example 1 using 50 parts by weight to obtain a powdery extinct product and to obtain a molded product. Got. Table 1 shows the cage results of the obtained molded body.
  • Example 4 shows the cage results of the obtained molded body.
  • Methyl methacrylate polymer powder methyl methacrylate polymer powder obtained by suspension polymerization method (weight average 750,000, non-crosslinked methyl methacrylate polymer, particle size 2 m-25 m, average particle (Diameter 8 m) using 50 parts by weight is operated in the same manner as in Difficult Example 3. As a result, a powdery yarn product was obtained, and a molded product was obtained. Table 1 shows the cage results of the obtained molded body. Yes
  • Amount used (mass ⁇ 5 0 7 0 5 0 7 5 5 5 0
  • Relative reproductive rate (%) 1 3 0 1 2 0 ⁇ ⁇ ⁇
  • the amount of hydroxyapatite powder (“Poncerum PGl”) used was 80 parts by weight, and the conversion of methyl methacrylate polymer powder was 2 parts.
  • methacrylic methyl polymer powder [weight average ⁇ 130000, non-crosslinked copolymer]
  • methacrylic methyl polymer powder obtained by a suspension polymerization method [methacrylic acid methyl 90 dragon parts and ethylene glycol Using a crosslinked polymer with 10 parts by weight of methacrylate, a gelation ratio of 98%, and an average particle diameter of 4] 50 parts by weight, a molded article was obtained in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the results of the molding obtained.
  • methyl methacrylate polymer powder obtained by suspension polymerization method [methacrylic acid methyl methyl 90 parts by weight and ethylene Dalicol dimethacrylate crosslinked polymer with 10 parts by weight, gel fraction 100%, average particle size 10 m) 25 parts by weight was used! Got.
  • Table 2 shows the results of the obtained molded body.
  • Average particle size (mm) 0.2 0.008 0.004 0.01 0.2
  • HAP powder hydroxyapatite powder
  • Hydroxyapatite powder (“Pawn Serum PG 1 J, sold by Sumitomo Pharmaceutical Co., Ltd., particle size: 0.1-0.3 mm”) 65 parts by weight, and methyl methacrylate weight obtained by suspension polymerization Combined powder ® * Average liver volume 170,000 Non-crosslinked copolymer with methyl methacrylate 98,5 doublet and methyl acrylate 1.5 parts by weight, particle size 0.0 5 35 parts of an average particle diameter of 0.2 mm] was placed in a polyethylene bag and stirred well to obtain a powder composition.
  • the plate-shaped molded body obtained above was placed on a gypsum-shaped gypsum mold, and when the gypsum mold was heated to 240, the plate-shaped molded body gradually softened and followed the shape of the gypsum mold. Deformed. After the operation, it was taken out of the mold to obtain a human skull-shaped artificial bone molded body. Visual inspection of this compact showed no defects such as voids, blemishes or S. Difficult case 1 2
  • Example 11 In place of the flat molded article obtained in Example 11, the flat molded article obtained above was used! ⁇ The operation was performed in the same manner as in Example 11 to obtain an artificial bone molded article having a human bone shape. Was. Visual inspection of this molded product showed no defects such as voids or keying.
  • the powdered product of the present invention can be easily obtained by heating it into a molten orchid state and molding it in a molding die.
  • ⁇ the ability to maintain without hardening during the glare.
  • the plate-shaped molded article of the present invention can be easily formed into an artificial bone molded article having a relatively large area such as a skull by heating and deforming the molded article along the mold.

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Abstract

臭気が無く、長期間、硬化することなく保存することができるヒドロキシアパタイト粉末を含むメタクリル酸メチル重合体粉末組成物を提供する。また加熱して成形型に沿って変形させることにより、頭蓋骨のように比較的大きな面積の人工骨成形体を容易に成形することができるメタクリル酸メチル重合体にヒドロキシアパタイト粉末が分散されてなる板状成形体を提供する。

Description

明細書
• 人工骨成形体の成形に用いる粉末誠轴ょ 犬成形体 籠分野
本発明は、 人工骨成形体の成形に用いる粉末 物: ¾び人工骨成形体の に適した板 状成 (本に関する。 背景擴
ヒドロキシァパタイトは生体適合性に優れていることから、 骨^ *部に補填される人工 骨成形体を構^ Tる材料として細されている。例え ま特開昭 6 1 - 6 8 0 5 4号公報に は、 ヒドロキシァパタイト粉末をメタク ' メチルに分散させた糸賊物を醒こ ¾λし、 型内で加熱してメタクリル酸メチルを重合させることにより、 ヒドロキシァパタイト粉末 をメ夕クリル酸メチル重合体に分散した人工骨成形体 Z製法が開示されている。 しかし、 ヒドロキシァパタイト粉末をメタクリ メチルに分徵させた誠物はメ夕クリル酸メチ ルに起因する:^があって取扱いが面倒であり、 またィ呆存中にメタクリ ！^メチルの重合 力 1行して硬ィ匕することもあった。
またメタクリル酸メチル «S合時の幢率が大きいため、 例え〖類蓋骨のような比較的 大きな面積を有し、 湾曲した形状の人工骨成形体を SBtするために、 型内で重合させると 割れなどが生じることがある。 このため、 十分大きな寸法の塊状,に成形した後、 目的の湾 曲した形状に削り出していたが、 削り出しに多くの労力を要し、 しかも無駄になる部分も 多い。 発明の開示
本発明者は、 戴を発生せず、 保存安定性に優れていて、 人工骨成形体の成形に用いる 組成物を開発するべく鋭意検討した結果、 ヒドロキシァパタイト粉末とメタクリ レ酸メチ ル重合体粉末を含嫌末組成物が、： ^がなぐ長期 安定して保存できることを見出し、 本発明に至った。 またメタクリル酸メチル重合体にヒドロキシァパタイ卜粉末が分散された板状の成形 体は、 加熱して成形型に沿って変形させることにより、 大面積で湾曲した形状の人工骨成 形体に容易に成形し得ることを見出し、 本発明に至った。
すなわち本発明は、 ヒドロキシァパタイト粉末およびメタクリ 贜メチル重合体粉末を含 嫌末糸滅物、 およびメタクリル酸メチル重合体にヒドロキシアパタイト粉末が分散され てなる板状成形体を提供するものである。 発明を実 Wるための好ましい形態
本発明で用いるヒドロキシァパタイト粉末の粒子径は通常 l mm以下、 好ましくは 0. 5匪以下であり、 通常は 1 xm以上であって、 微粒状であってもよいし、 顆粒状であつ てもよい。 ヒドロキシアパタイト粉末は、 天然から産出される天然ヒドロキシアパタイト 粉末であってもよいし、 カルシウム化合物とリン酸化合物から人工的に合成される人工ヒ ドロキシァパタイト粉末であってもよい。 使用の前に粉碎して用いてもよい。
本発明で用いるメタクリル酸メチル重合体粉末は、 メタクリル酸メチルを主成分とする単 量体、 通常はメタクリ 離メチルの含有量が 9 0重量部以上の単量体を重合して得られる メタクリ Λ メチル重合体の粉末である。 メタクリル酸メチル重合体は、 メタクリ 離メ チルを職で重合させて得られるメ夕クリ 離メチル職重合体であってもよいし、 メタ クリ 贿メチルおよびこれと共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。 メタ クリ 離メチルと共重合可能な他の単量体としては、 例えばメ夕クリル酸メチルと共重合 可能な二重結合を 1個有する単量体 （単官能単量体） 、 該二重結合を 2個以上 る単量 体 （多官能単量体） が挙げられる。 '
単官能単量体は、 例えばアクリル酸メチル、 アクリル酸ェチル、 ァクリ プロピル、 ァ クリ «ブチル、 アクリル酸 2—ェチルへキシル、 ァクリ «ラウリル、 アクリル酸テト ラヒドロフルフリル、アクリル酸イソポルニル、アクリル酸シクロへキシルなどのような、 アクリル酸と脂雄アルコール、 s m^アルコールなどのアルコール類とのエステル、 メ タクリル酸メチル、 メタクリル酸ェチル、 メタクリル酸プロピル、 メ夕クリル酸プチル、 メタクリル酸 2—ェチルへキシル、 メタクリル酸ラウリル、 メ夕クリル酸テ卜ラヒドロフ ルフリル、 メ夕クリル酸イソポルニル、 メタクリル酸シクロへキシルなどのような、 メタ クリル酸と脂雌アルコール、
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ァク リル酸、 メタクリ !^、 酢酸ビニルなどが挙げられる。
多官能単量体は、 例えば、 ァリルメタクリレート、 エチレングリコールジ （メタ） ァクリ レート、 ジエチレングリコールジ （メタ） ァクリレート、 卜リエチレングリコールジ (メ タ） ァクリレート、 ポリエチレングリコールジ (メタ) ァクリレート、 ポリプロピレング リコールジ (メタ) ァクリレート、 1， 3—ブチレングリコールジ (メタ） ァクリレート、 1 , 6—へキサンジ才ールジ (メタ) ァクリレー卜、 ネオペンチルダリコールジ (メタ) ァクリレート、ジビニルベンゼン、ジァリルフタレート、 トリメチロールプロパントリ（メ 夕) ァクリレート、 テトラメチロールメタントリ (メタ) ァクリレート、 テトラメチロ一 ルメタンテトラ (メタ) ァクリレ一トなどが挙げられる。 ここで (メタ) ァクリレー卜と は、 メタクリレートまたはァクリレートを示す。
これらの単量体は、 それぞ 虫で、 または 2種以上を組み合わせて用いられる。
メタクリ 雕メチル重合体は、 例えは乳化重合法、 懸濁重合法、 溶漏合法、 分散重合 法などの通常の方法により粒子状のものを難すること力 きるが、 本発明の糸滅物に用 いられるメタクリフ膽メチル重合体粉末としては、 粒子状で i¾iされたものをそのまま用 いてもよいし、 さらに粉砕して用いてもよい。 また、 メタクリ 離メチル重合体は、 ノ^レ ク重合法、 キャスト重合法などの方法により塊状のものを S¾iすることが きるが、 本発 明の «物を構成するメタクリル酸メチ jレ重合体:粉末は、 例えば塊状で製造されたメ夕ク リリレ酸メチレ重合体を粉碎して用いてもよい。
メタクリ 贿メチル重合体の重量平均^ *は 8万〜 4 0万であることが好ましい。 8万 未満では、 本発明の粉末糸賊物を成形して得られる人工骨成形体の機械的強度カ坏足する 傾向にあり、 また 4 0万を超えると、 成形が困難となる傾向にある。
メタクリ 膽メチリレ重合体は、 架橋したものであってもよいが、 非架橋のものであること が好ましい。 非架橋のメタクリル酸メチル重合体は、 クロ口ホルムに溶解したときに完全 に溶解し、 不溶成分の割合として求められるゲル分率が 0 %のものが好ましぐ 例えばメ タクリル酸メチルを戦で重合させて得られる職重合体や、 単官能単量との共重合体な どが挙げられる。 一方、 メタクリ ！/ mメチルと多官能単量体とを共重合させると、 架橋し たメタクリル酸メチル重合体が得られるが、 このような架橋したメタクリル酸メチル重合 体を用いると、 成形時に十分に溶融せず、 空隙が多くなつて、 機械的弓鍵の低い成形体と なる場合がある。
メ夕クリ «メチル重合体粉末の粒子径は平均粒子径で通常 1 mm以下、 好ましくは 0 . 5 mm以下であり、 通常は l //m以上である。 1 mmを超えると、 ヒドロキシアパタイト 粉末と均一に混合することが困難となる傾向にある。
ヒドロキシァパタイト粉末の雄比が大きすぎると、 粉末糸滅物を成形して得られる成形 体の空隙が多く弓艘が低くなる傾向にある。 また、 ヒドロキシアパタイト粉末の重量比が 小さすぎると、 生体適合性が低下する傾向にある。
本発明の粉末 物におけるヒド口キシァパタイト粉末とメ夕クリリ«メチル重合体粉末 との 比は、 重量比で通常 7 8： 2 2〜4 0 : 6 0、 好ましくは 7 3： 2 7〜4 5： 5 5程度である。
本発明の粉末誠物はヒドロキシァパタイト粉末およびメタクリル酸メチル重合体粉末を 混合する方法で容易に SSiすることができる。
本発明の粉末組成物は、 人工骨成形体の製造に用いる人工骨成形用組成物として有用であ る。 本発明の粉末糸滅物から人工骨成形体を得るには、 例えば、 この粉末城物を加熱し て溶鬲蚪犬態とし、 成形型内で成形すればよい。
成形型の材質は、 例えば 膏のほか、 ステンレス鋼などの金属材料などカ举げられる。 成 形型は、 例えば C Tスキヤン法などにより目的とする骨欠損部の寸法に合わせて精密に作 製されたものであってもよいし、 骨 M員部の寸法よりも大きな寸法に作成されたものであ つてもよい。
成形時の加熱離はメタクリフ メチル重合体粉末が溶融し、 ^^しない figであり、 通 常は 1 8 0 ° (：〜 2 8 0 程度である。 かかる髓に加熱することにより、 粉末誠部が溶 融伏態となり、 成形型の形状に成形される。 成顧の形状に精密に成形するには、 メタク リル酸メチル重合体粉末を完全に溶融させることが好ましく、 また成形型内では溶融状態 となったものを加圧して成形することが好ましい。
成腐臭、 脚し、 成形型から取り出して、 ヒドロキシアパタイト粉末がメタクリル酸メチ ル重合体に分散された構造の人工骨成形体を得ること力できる。 上述した »糸滅物は、 また例えば、 板状成形体とすることにより比較的面積が大きな 人工骨成形体の に用いることができる。 人工骨成形体、 特に頭蕭のような比較的面 積が大きな人工骨成形体の に用いるとの観点から、 板状成形体の厚みは、 通常、 l m m〜 1 0mm程度、 面積が 3 OmmX 3 Omn！〜 2 0 0匪 X 2 0 0讓程度である。 得 られる成形体の強度の亂 から厚みは 1醒以上が好ましい。 板状成形体の厚み〖雄常、 2 O mm以下である。 人工骨成形体への成形性の観点から、 板状成形体の寸法は 3 Omm X 3 Omm以上が好ましく、 通常、 2 0 OmmX 2 0 Omm以下である。
本発明の板状成形体は、 例えばヒドロキシァパタイト粉末およびメタクリル酸メチル重合 体粉末を混合した後、 加熱しながら型により加 る熱プレス法が挙げられる。 imm 常、メ夕クリル酸メチル重合体が溶融し、熱^^しない figであって、通常は 1 8 0 °C 以上 2 8 0°C以下である。 内部に空隙が少なぐ 機械的鍵に優れた板状成形体が得られ る点で、 熱プレスに用いられるメタクリル酸メチル重合体は、 非架橋のものであることが 好ましく、 また、 加圧に際して 内を減圧することが好ましい。
また、 メ夕クリル酸メチル重合体を難するための単量体、 具体的にはメタクリル酸メチ ル與虫、 またはメ夕クリル酸メチルおよび上述したこれと共重合可能な他の単量体の混合 物をヒドロキシァパタイト粉末および重合開!! と混合して型内に ¾λし、 型内で重合さ せるキャスト重合法により板状成形体を I ^することもできる。
メ夕クリ 離メチル重合体として非架橋のものを用いる齢には、 非架橋メタクリリ メ チル重合体をヒドロキシアパタイト粉末と溶融漏東したのち、 板状に押し出す、 いわゆる 押出成形法により板状成形体を «¾ することもできる。 溶融織東は、 通常、 押出機を用い て、メタクリル酸メチル重合体が溶融し、熱適しない髓、通常は 1 8 0 以上 2 8 OX 以下で行われる。
本発明の板状成形体は、 メタクリノ賤メチルに起因する:^がなく、 またメタクリリ離メ チルが重合して硬化することもないので、 取扱い、 保存が容易である。
本発明の板状成形体は、 人工骨成形体の^ tに用いる人工骨成形用板状成形体として好 あり、 この板状成麟本を加熱し、 成形型に沿って賦形する、 いわゆる熱成 去により 人工骨成形体を得ることができる。 成形型に沿って賦形する際の加熱 は、 板状成形体 が外からの力により容易に変形しうる であって、 板状成形体の誠、 板状成形体を構 成するメタクリル酸メチル重合体の単量#«比、 ^*、 架橋の有無などによって異な るが、 通常は 1 2 0°C以上である。 またメタクリル酸メチル重合体が溶融または する fig以下であり、 通常は 1 8 0 以下である。
成形に際して、 圧空などにより板状成形体を成形型に向けて加圧してもよいが、 成形型の 上に板状成形体を載置するだけでも、 重力によって板状成形体力统形し、 成形することが できる。
成麟麦、 し、 成形型から取り出し、 目的の成形体を得ることができる。 かくして得 られた成形体は、 ヒドロキシァパタイト粉末がメタクリル酸メチル重合体に分散されてな り、 人工骨成形体、 特に比較的大きな面積の頭蓋骨用人工骨成形体として有用である。
(実施例）
以下、 実施例によって本発明をより詳細に説明するが、 本発明は、 カゝかる実施例によって 限定されるものではない。
なお、 以下の各実施例における 方法は、 以下のとおりである。
(1)重量平均^ f¾
ゲルパーミエ一シヨンクロマトグラフ (GP C) 法により、 溶離液としてテトラヒドロフ ランを、 カラムとして 「T S Kg e 1 GMHHR— H」 （昭和電工 (株)製） を用い、 温 度 4 0 °Cにて標準メ夕クリル酸メチル Ml重合体〔「S h o d e x S TANDARD M 一 7 5」 （昭和電工株式会ネ ±) 〕 を基準として求めた。
(2)ゲル分率
クロロホルムに溶解させたときの不溶分の割合として求めた。
(3)曲け
J I S K 7 2 0 3に従って求めた。
(4)成形体中の空隙の I 面
成形体の大気中での質量 (Wi) と、成形体を水に完全に浸漬したときに排水される水の質 量 （W2) とから、 式 （1 )
比重 = Wi / W2 ( 1 )
により比重を求めた。 比重が大きいほど、 成形体中の空隙が少ないことを示す。 (5)メタクリル酸メチル重合体粉末の平均粒子径
目開きの異なるメッシュを使用して篩い分けを行い、 重量平均粒子径として求めた。
(6)鶴の有無
粉末«物の:^を以下の基準で判断した。
〇：類が全く感じられない。
△：僅かに:^を感ずる。
X：明確に観を感ずる。
(7)生体適合性
成形体の^ ¾を直径 2 lmm、 厚さ 2〜 3mmの円盤状に加工し、 滅菌後、 12— we 1 1プレートに戴置し、 その上に株化骨化細胞 (MC3T3-E1) 6X 10個を播種して 試験片とした。 培地として 10重- 牛月台 j¾Jt清 (FBS) を含む α— MEM (α-ΜΕ
Μ(+)) を用いて 37 、 5% it)二酸化炭素雰囲気下にて培養し、 1日後、 3日 後、 5日後、 7日後にそれぞれ試験片を取り出した。 培養後の試験片から 0. 25SS部 トリプシン溶液を用いて細胞を剥離し、 中和、 洗浄後、 血球計謹を用いて細 Ji纖をカウ ントした。 ポリメチルメタクリレート戦虫からなり、 上記と同じ円盤状のコントロールを 用いた は上記と同様に操作し、 同様にして細謙をカウントした。 試験片上の細脆 Nと、 コントロール上の細胞数 Ncとから、 式 （2)
M = (1 ogioN - 1 o gioNi) / (l o gioNc - 1 o g10NiC) (2) 〔式 中、 N1は 1日後の試!^ 上での細胞数を、 NICは 1日後のコントロール上での綳繳を それぞれ示す。 〕 により相対細胞増殖率 （M) を算出した。 相対細胞増殖率カ搞いほど、 生体適合性が いことを示す。 鎌例 1
ヒドロキシアパタイト粉末 〔 「ポーンセラム P G0」 、 住友製薬 (株)製、 粒子径 0. 1 匪以下〕 50重量部と、 懸濁重合により得られたメタクリル酸メチル重合体粉末 〔重量 平均^ «13万、メタクリ !/^メチレ 98. 5重量咅！^とメチリレアクリレー卜 1. 5質量％ との非架橋共重合体、 粒子径 0. 05 mm- 0 · 3 mm、 平均粒子径 0. 2 mmj 50質 量部とをポリエチレン製袋に入れ、 よく潮半して粉末組成物を得た。 この粉末滅物の臭 気を籠した。
ステンレス板と、 その上に戴置したステンレス枠とから構成した 1 0 cmx 1 0 cmで深 さ 5画の成形型内に、上記で得た粉末糸诚物を入れ、その上からステンレス板を戴置し、 盤面が 2 3 0°Cに加熱された 1 0 0トンプレスにて 1 0分間、 カロ圧して、 成形した。 この とき、 メ夕クリル酸メチル重合体粉末は、 ¾ ^に溶融した。 プレス後、 盤面が 2 0°Cに冷 却された 1 0トンプレスにて加圧しながら御した。 脚後、 ステンレス板および金枠を 取り外して、 1 0 cmx 1 0 cmで厚さ 5 mmの平板状の成形体を得た。 この成形体の評 価結果を第 1表に示す。 麵例 2
ヒドロキシアパタイト粉末 〔 「ポ一ンセラム P G 0J 〕 の使用量を 7 0重量し、 メ夕ク リル酸メチル重合体粉末の価量を 3 0重量部とした は実施例 1と同様に操作して、 粉末糸滅物を得、 成形体を得た。 得られた成形体の 1¾5結果を第 1表に示す。 実施例 3
ヒドロキシァパタイト粉末として、ィ (株)より！^されている「ボーンセラム P G 1」 立子径 0. 1匪〜 0. 3 mm) 5 0重量部を用いた 、 実施例 1と同様に操 作して、 粉末糸滅物を得、 成形体を得た。 得られた成形体の籠結果を第 1表に示す。 実施例 4
ヒドロキシアパタイト粉末 〔 「ポーンセラム P G l」 〕 の删量を 7 5重量部とし、 メ タクリル酸メチル重合体粉末の使用量を 2 5重量部とした は実施例 3と同様に操作し て、 粉末糸城物を得、 成形体を得た。 得られた成形体の籠結果を第 1表に示す。 難例 5
メタクリル酸メチル重合体粉末として、 懸濁重合法により得られたメタクリル酸メチル重 合体粉末 〔重量平均 7 5万、 非架橋のメタクリル酸メチル職重合体、 粒子径 2 m- 2 5 m, 平均粒子径 8 m〕 5 0重量部を用いた は、 難例 3と同様に操作 して、 粉末糸城物を得、 成形体を得た。 得られた成形体の籠結果を第 1表に示す。 〇
表 1 難例 1 例 2 実施例 3 例 4 麵例 5
HAP粉末
粒子径 (mm) 0 .01〜0.1 0·01〜0.1 0.1〜0.3 0.1〜0.3 0.1〜0.3
使用量 （質量辦 5 0 7 0 5 0 7 5 5 0
P MM A粉末
重量平均 ίΗ¾ 1 3万 1 3万 1 3万 1 3万 1 7 5万
平均粒子径 (mm) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.008
^ffl量 ( SBI9 5 0 3 0 5 0 2 5 5 0 粉末糸賊物の戴 〇 〇 〇 〇 〇 成形体
曲け搬 (MP a) 6 8 3 9 6 0 4 2 5 4
1.882 1.902 1.866 1.963 1.616
相対細鹏殖率 (％) 1 3 0 1 2 0 ― ― ―
ΗΑΡ粉末 ：ヒドロキシァパタイト粉末
ΡΜΜΑ粉末：メタクリル酸メチル重合体粉末 実施例 6
ヒドロキシアパタイト粉末 〔 「ポ一ンセラム P G l」 〕 の使用量を 8 0重量部とし、 メ タクリル酸メチル重合体粉末の翻量を 2
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て、 成形体を得た。 得られた成形体の薩結果を第 2表に示す。 実施例 7
ヒドロキシアパタイト粉末 〔 「ポーンセラム P G 1 J 〕 の翻量を 8 0重量部とし、 メ タクリル酸メチル重合体粉末の棚量を 2 0重量部とした は実施例 5と同様に操作し て、 成形体を得た。 得られた成形体の籠結果を第 2表に示す。 実施例 8
メタクリ メチル重合体粉末 〔重量平均^ « 1 3万、 非架橋共重合体〕 に代えて、 懸 濁重合法により得られたメタクリ «メチル重合体粉末 〔メタクリ 雕メチル 9 0龍部 とエチレンダリコ一ルジメタクリレート 1 0重量部との架橋重合体、 ゲレ分率 9 8 %、 平 均粒子径 4 ] 5 0重量部を用いた は実施例 3と同様に操作して成形体を得た。 得 られた成形体の讓結果を第 2表に示す。 実施例 9
メタク υ雕メチル重合体粉末 〔重量平均奸量 1 3万、 非架橋共重合体〕 に代えて、 懸 濁重合法により得られたメタクリル酸メチル重合体粉末 〔メタクリ 雕メチル 9 0重量部 とエチレンダリコールジメタクリレート 1 0重量部との架橋重合体、 ゲル分率 1 0 0 %、 平均粒子径 1 0 m〕 2 5重量部を用いた!^は実施例 1と同様に操作して成形体を得た。 得られた成形体の麵結果を第 2表に示す。 実施例 1 0
メタクリル酸メチル重合体粉末 〔重量平均肝量 1 3万、 非架橋共重合体〕 の翻量を 2 5重 とし、 さらにメタクリル酸メチル重合体粉末 〔架橋重合体〕 2 5重量部を用いた は実施例 5と同様に操作して成形体を得た。 得られた成形体の龍結果を第 2表に示 す。 表 2
Figure imgf000012_0001
HAP粉末
粒子径 (mm) 0.1-0.3 0.1〜0.3 0.1〜0.3 0.1〜0.3 0.1~0.3 細量 （MM© 8 0 8 0 5 0 7 5 5 0
PMMA粉末
重量平均 ίΗ« 1 3万 1 7 5万 架橋 ：71¾橋 1 3万
平均粒子径 (mm) 0.2 0.008 0.004 0.01 0.2
使用量 （質 2 0 2 0 5 0 2 5 2 5
PMMA粉末
重量平均 架橋
平均粒子径 (mm) 0.008
(質 2 5 粉末誠物の魏 〇 〇 〇 〇 〇 成形体
曲け鍍 （MP a) 3 0 2 1 6 1 2 1 8
比重 （g/c ms) 1.827 1.587 1.415 1.459 1.481
HAP粉末 ：ヒドロキシァパタイト粉末
PMMA粉末：スタクリル酸メチル重合体粉末 実施例 1 1
ヒドロキシアパタイト粉末 〔 「ポーンセラム P G 1 J 、 住友製薬 (株)より販売、 粒子径 0. l mm〜0. 3mm) 6 5重量部と、 懸濁重合により得られたメタクリル酸メチル重 合体粉末 ®*平均肝量 1 7万、 メタクリル酸メチル 9 8. 5重聽とメチルァクリレ ート 1. 5重量部との非架橋共重合体、粒子径 0. 0 5匪〜0. 3纖、平均粒子径 0. 2 mm] 3 5 部とをポリエチレン製袋に入れ、 よく撹拌して粉末組成物を得た。 ステンレス板と、 その上に戴置したステンレス枠とから構成され l O c mX I O c mで 深さ 5讓の空洞部を^ Tる成形型内に、 上記で得た粉末糸滅物を入れ、 その上からステ ンレス板を難し、 大気中、 盤面が 2 3 0 に加熱された 1 0 0トン'プレスにて 1 0分 間、 加圧して、 成形した。 このとき、 メタクリリ贜メチル重合体は、 完全に溶融した。 プ レス後、 盤面が 2 0 に された 1 0トン'プレスにて加圧しながら^し、 ί^ί後の ステンレス板および金枠を取り外して、 1 0 c mX 1 0 c mで厚さ 5 mmの平板状成形体 を得た。 この成形体の曲け^ JSは 3 9 M P aであり、 はなかつた。
ヒト! ^骨形状の石膏型に、 上記で得た平板状成形体を戴置し、 石膏型を 2 4 0 に加熱 したところ、 板状成形体は徐々に軟化し、 石膏型の形状に沿って変形した。 御後、 型か ら取り出して、 ヒト頭蓋骨形状の人工骨成形体を得た。 この成形体を目視で したとこ ろ、 空隙や発、 Sなどの欠陥は見られなかった。 難例 1 2
1 0 0トンプレスにて加圧する際、 成形型内を真空ポンプにより膨ォ圧力で 0. 0 0 2 6 MP a (2 0 T o r r ) に減圧した状態とした は難例 1 1と同様に操作して、 平板 状成形体を得た。 この成形体の曲げ強度は 4 3 MP aであり、 はなかった。
実施例 1 1で得た平板状成形体に代えて、 上記で得た平板状成 本を用いた!^は¾例 1 1と同様に操作して、 ヒト 骨形状の人工骨成形体を得た。 この成形体を目視で!^ したところ、 空隙や発鍵などの欠陥は見られなかった。
産業上の利用可能性
本発明の粉末«物は、 これを加熱して溶蘭え態とし、 成形型内で成形することにより 人工骨成形体を容易に得ることができる。 また、 ： ^が無く、 擺間、 硬化することなく 保 ·すること力 Sできる。
さらに本発明の板状成形体は、 これを加熱して成形型に沿って変形させることにより、 頭 蓋骨のように比較的大きな面積の人工骨成形体を容易に成形することができる。

Claims

請求の範囲
1 . ヒドロキシァパタイト粉末およびメタクリリ メチル重合体粉末を含 末糸滅物。
2. ヒドロキシアパタイト粉末の粒子径が lmm以下であり、 メ夕クリ メチル重合体 粉末の粒子径が 1匪以下である請求項 1に記載の粉末讓勿。
3. メタクリ 雕メチル重合体の重量平均 子量が 8万〜 4 0万である請求項 1または 2 に記載の粉末讓勿。
4.メタクリル酸メチル重合体が非架橋のものである請求項 1カゝら 3に記載の粉末糸賊物。
5. ヒドロキシァパタイト粉末とメタクリ 離メチル重合体粉末との滅比が質量比で 7 8 ： 2 2〜4 0： 6 0である請求項 1から 4のいずれかに記載の粉末組成物。
6. 請求項 1から 5のいずれかに記載の粉末組成物を加熱して溶融状態とし、 成形型内で 成形することを,とする人工骨成形体の^ t方法。
7. メタクリル酸メチル重合体粉末が完全に溶 るように加熱して成形する請求項 6に 記載の $¾t^法。
8 - 成形型内で加圧して成形する請求項 6または 7に記載の製 法。
9.メタクリル酸メチル重合体にヒドロキシァパタイト粉末が分散されてなる板状成形体。
1 0. ヒドロキシァパタイト粉末の粒子径が l mm以下である請求項 9に記載の板状成形 体。
1 1. ヒドロキシアパタイト粉末とメタクリル酸メチル重合体との繊比が重量比で 8 0 ： 2 0〜4 0： 6 0である請求項 9または 1 0に記載の板状成形体。
1 2. 請求項 9から 1 1のいずれかに記載の板状成形体を加熱し、 成形型に沿って変形さ せることを特徴とする人工骨成形体の製造方法。
PCT/JP2005/007197 2004-04-08 2005-04-07 人工骨成形体の成形に用いる粉末組成物および板状成形体 WO2005097891A1 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6168054A (ja) * 1984-09-10 1986-04-08 増原　英一 人工骨及び人工歯
JP2001231848A (ja) * 2000-02-21 2001-08-28 Nippon Electric Glass Co Ltd 生体活性セメント組成物
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