WO2006022018A1 - 骨治療用具の製造方法及び骨治療用具 - Google Patents

骨治療用具の製造方法及び骨治療用具 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a bone treatment device that is made of a composite material of a biodegradable polymer and bioceramics and has excellent mechanical properties such as strength, and a bone treatment device that uses the production method. .
  • Patent Document 1 discloses that a biodegradable polymer molding is hydrostatically extruded at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point of the polymer so that the biodegradable polymer molecules are aligned in the major axis direction.
  • a bone treatment device is disclosed which is an oriented high-density molded body having a density measured by a floatation method of 1. 260 g / cm 3 or more. This bone treatment tool is extremely excellent as a bone treatment tool because it is bioabsorbable and therefore does not need to be removed after healing, and maintains appropriate strength and rigidity during the period required for healing.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2619760
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 9-173435
  • the present invention is made of a composite material of a biodegradable polymer and bioceramics, and uses a method for manufacturing a bone treatment tool excellent in mechanical properties such as strength.
  • An object is to provide a bone treatment tool.
  • the present invention is a method for manufacturing a bone treatment device having a composite material force in which bioceramics fine particles are dispersed in a matrix made of a biodegradable polymer, and at least the surface of the bioceramics fine particles has the above-mentioned A kneaded product obtained by kneading step 1 for forming a coat layer made of a biodegradable polymer, bioceramics fine particles on which the coat layer is formed, and the biodegradable polymer at a temperature equal to or higher than the melting point of the biodegradable polymer
  • This is a method for producing a bone treatment tool, which includes the step 2 for obtaining the above and the step 3 for obtaining a molded product from the kneaded product.
  • the present invention is a method for producing a bone treatment device having a composite material force in which bioceramic fine particles are dispersed in a matrix made of a biodegradable polymer.
  • the biodegradable polymer is not particularly limited as long as it has a property of being hydrolyzed in vivo and absorbed by the living body.
  • poly_L_lactic acid, poly_D_lactic acid, poly_D L monolactic acid, L monolactic acid and D-lactic acid copolymer, L monolactic acid and D, L monolactic acid copolymer, D_lactic acid and D, L-lactic acid copolymer, poly _L_lactic acid
  • Poly_D_lactic acid blended stereocomplex polydalicolic acid, L-lactic acid and glycolic acid copolymer, D_lactic acid and glycolic acid copolymer, D, L monolactic acid and glycolic acid copolymer, etc. Is suitable.
  • lactic acid homopolymers or copolymers are more preferred.
  • Poly-L-lactic acid, L-monolactic acid-based copolymer of L-monolactic acid and D-lactic acid, L-lactic acid-based material A copolymer of L lactic acid and D, L monolactic acid, or a stereocomplex force obtained by blending poly_L_lactic acid and poly-D-lactic acid is preferred because of its excellent strength and strength retention.
  • biodegradable polymers may be used alone or in combination of two or more.
  • the molecular weight of the biodegradable polymer is not particularly limited, but the polymer itself tends to decompose due to heat and cause a decrease in the molecular weight.
  • the raw material before molding The weight average molecular weight of the polymer by GPC method is preferably 100,000 or more. Of these, those having a weight average molecular weight force of about S150,000 to 500,000 are preferable from the viewpoints of degradability, strength retention, workability, cost, and the like.
  • the bioceramics are biologically related ceramics, which are ceramics that are used for transplantation or contact directly with the human body to restore or enhance biological functions.
  • bioceramics examples include hydroxyapatite, bioglass, ceravital, apatite wollastonite glass ceramics, tritricalcium phosphate, / 3-tricalcium phosphate, tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, tetracalcium phosphate.
  • examples include “dicalcium phosphate dihydride, tetracalcium phosphate” dicalcium phosphate, and the like. Of these, hydroxyapatite, which is excellent in osteoconductivity and osteogenic ability, is preferable.
  • These bioceramics may be used alone or in combination of two or more.
  • the shape of the bioceramic fine particles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a rod shape, a plate shape, a thin film shape, a fiber shape, and a tube shape. Moreover, a structure having fine protrusions on the surface of fine particles having these shapes may be used.
  • the particle size of the bioceramic fine particles is not particularly limited, but the preferred lower limit is l ⁇ m and the preferred upper limit is 100 ⁇ m. : If it is less than m, it may cause an inflammatory reaction due to macrophage phagocytosis when used in vivo, and if it exceeds 100 zm, the dispersibility may deteriorate and the strength of the resulting bone treatment device may vary.
  • a more preferred lower limit is 5 ⁇
  • a more preferred upper limit is 70 ⁇
  • a still more preferred lower limit is 10 ⁇ m
  • a more preferred upper limit is 50 / im.
  • Step 1 of forming a coat layer made of a biodegradable polymer on the surface of the bioceramic fine particles is performed.
  • the biodegradable polymer constituting the coating layer may be different from the biodegradable polymer used in the matrix as long as it has excellent compatibility, but it is preferable to use the same type.
  • the amount of the coating layer deposited is not particularly limited, but the preferred lower limit is 1% by weight with respect to the bioceramic fine particles. If it is less than 1% by weight, a sufficient effect of promoting the combination may not be obtained. A more preferred lower limit is 5% by weight. There is no particular upper limit on the amount of the coating layer deposited, but about 25% by weight is preferred, and a more preferred upper limit is 20% by weight.
  • the above-mentioned bio Examples thereof include a dip method in which ceramic fine particles are immersed in the biodegradable polymer solution and then dried using an evaporator or the like; a spray dry method in which the ceramic fine particles are dried in a spray state.
  • a coat layer when forming a coat layer by the dip method or spray drying method, it is preferable to form a desired coat layer only by one cycle of immersion-drying operation. A coat layer may be formed.
  • solvent for the biodegradable polymer examples include black mouth form, chloromethylene, 1,4-dioxane, and the like.
  • the bioceramics fine particles having a coating layer formed thereon and the biodegradable polymer are kneaded at a temperature equal to or higher than the melting point of the biodegradable polymer to prepare a kneaded product. Step 2 is performed.
  • the mixing ratio of the biodegradable polymer and the bioceramic is not particularly limited, but the preferable lower limit of the blending amount of the bioceramic with respect to the entire composite material is 10% by weight, and the preferable upper limit is 50% by weight. If it is less than 10% by weight, the excellent effects of bioceramics such as osteoconduction and osteogenesis may not be obtained. If it exceeds 50% by weight, the strength of the obtained bone treatment tool may be inferior. A more preferred lower limit is 20% by weight, and a more preferred upper limit is 40% by weight. If the amount of bioceramics is 30% by weight or more, the resulting bone treatment material has excellent X-ray contrast properties, which is preferable.
  • step 3 of obtaining a molded product from the kneaded product obtained in step 2 is then performed.
  • the molding method is not particularly limited, and for example, a known method such as an extrusion molding method can be used.
  • the molded product thus obtained has mechanical properties such as strength comparable to that of a molded product composed of a biodegradable polymer alone, despite containing the bioceramics.
  • extrude In the case of stretching by the hydrostatic extrusion method, it is preferable to extrude at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point of the biodegradable polymer. In particular, extrude at temperatures slightly below the melting point, for example, in the range of 90-170 ° C for poly_L_lactic acid, 120-220 ° C for polydaricholic acid, and 80-170 ° C for copolymers. Is preferred.
  • the extrusion ratio is preferably in the range of 2 to 10 times.
  • the extrusion ratio is 2. ⁇ 20 ° C.
  • the optimal range is 5-6 times.
  • the extrusion ratio is calculated by calculating the cross-sectional area in the extrusion direction of the polymer (4) filled in the extrusion container (1) and the internal cross-sectional area in the same direction of the die (2), and calculating the reciprocal number thereof. means. For example, if the cross-sectional area of the polymer (4) is 1 and the cross-sectional area of the die (2) is 1Z3, the extrusion ratio is 3 times.
  • extrusion molding is performed by the above-mentioned hydrostatic extrusion method, it is preferable to achieve a desired extrusion ratio by one extrusion, but a plurality of extrusions are repeated to obtain a desired extrusion ratio. It may be.
  • methods for orienting such molded products include methods such as pulling, pushing, and forging.
  • a bone treatment device of the present invention even a composite material of a biodegradable polymer and a bioceramic has the same mechanical properties as the case of a biodegradable polymer alone. Tools can be manufactured.
  • a bone treatment device having an extremely high density and capable of maintaining an appropriate strength and rigidity during a period required for healing can be obtained.
  • a bone treatment device using the method for producing a bone treatment device of the present invention is also one aspect of the present invention.
  • the form of the bone treatment tool of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include rods, plates, screws, pins, screws, staples, clips, wires, etc., obtained by processing the molded product by any method such as molding and cutting. .
  • a method for producing a bone treatment device made of a composite material of a biodegradable polymer and bioceramics and having excellent mechanical properties such as strength, and a bone treatment device using the production method. Can be provided.
  • the obtained hydroxyapatite fine particles having a coating layer and poly L lactic acid (weight average molecular weight 200,000) were put into a twin-screw extruder so that the mixing ratio of the hydroxyapatite fine particles was 30% by weight.
  • the mixture was kneaded at a temperature of 180 ° C. and extruded to obtain pellets.
  • the obtained pellets are put into an injection molding machine and extruded at a temperature of 190 ° C to make a rod-shaped vial. Got.
  • the obtained burette is cooled, it is extruded under the conditions of a temperature of 140 ° C and an extrusion speed of 0.2 mm / min using a hydrostatic extrusion apparatus shown in Fig. 1, and the extrusion rate is 4 times.
  • a molded body was obtained. This was a pin.
  • a pin having an extrusion ratio of 2.5 times by a hydrostatic extrusion method was produced by the same method, and this pin was cut and threaded to obtain a screw-shaped formed body.
  • the obtained pellets were put into an injection molding machine and extruded at a temperature of 190 ° C to obtain a rod-shaped biuret.
  • the obtained burette was extruded under the same conditions as in Example 1 so that the extrusion magnification was 4 times to obtain a rod-shaped molded body, which was used as a pin.
  • a pin having an extrusion ratio of 2.5 times was produced by a hydrostatic extrusion method in the same manner, and this pin was cut and threaded to obtain a screw-like molded body.
  • a method for producing a bone treatment tool that is made of a composite material of a biodegradable polymer and bioceramics and has excellent mechanical properties such as strength, and a bone treatment tool that uses the production method. Can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an isostatic extrusion apparatus used in the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing another structure of the hydrostatic pressure extrusion apparatus according to the present invention.

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Abstract

本発明は、生分解性ポリマーとバイオセラミックスとの複合材料からなり、強度等の機械的特性に優れた骨治療用具の製造方法及び該製造方法を用いてなる骨治療用具を提供することを目的とする。 本発明は、生分解性ポリマーからなるマトリックス中にバイオセラミックス微粒子が分散している複合材料からなる骨治療用具の製造方法であって、少なくとも、前記バイオセラミックス微粒子の表面に前記生分解性ポリマーからなるコート層を形成する工程１と、前記コート層が形成されたバイオセラミックス微粒子と前記生分解性ポリマーとを前記生分解性ポリマーの融点以上の温度で混練して混練物を調製する工程２と、前記混練物から成形物を得る工程３とを有する骨治療用具の製造方法である。

Description

明 細 書
骨治療用具の製造方法及び骨治療用具
技術分野
[0001] 本発明は、生分解性ポリマーとバイオセラミックスとの複合材料からなり、強度等の機 械的特性に優れた骨治療用具の製造方法及び該製造方法を用いてなる骨治療用 具に関する。
背景技術
[0002] 従来から、骨治療用具としてステンレス、セラミック等より成るワイヤー、プレート、ねじ 、ピン、ビス、ステープル、クリップ、ロッド等が用いられている。しかし、金属やセラミツ クからなる骨治療用具は、人体に吸収されないことから治癒後には摘出の為の再手 術をする必要があった。また、これらの骨治療用具は、 SUS-316のステンレス製の もので 323N/mm2程度、セラミック製のもので 245— 490N/mm2程度と、実用上 充分な曲げ強度を有する一方で、人骨に比べて剛性が高すぎることから、適用部の 骨が削られたり、持続刺激によって局部の骨の融解、新生骨の強度低下、再生骨の 成長遅延等を生じたりする恐れがあるという問題点があった。
[0003] これに対して、ポリ _L_乳酸等の生分解性ポリマーからなる骨治療用具が開発され ている。例えば、特許文献 1には、生分解性ポリマーの成形物を、該ポリマーのガラス 転移点以上であって融点以下の温度で静水圧押出しして、生分解性ポリマーの分 子が長軸方向に配向した高密度成形体であって、浮沈法で測定した密度が 1. 260 g/cm3以上である骨治療用具が開示されている。この骨治療用具は、生体吸収性 であることから治癒後に摘出する必要がなぐまた、治癒に必要な期間中適度な強度 及び剛性を保つ等、骨治療用具として極めて優れたものである。
[0004] 近年、更に高い治療効果を目指す観点から、骨伝導性に優れ、骨新生を促進すると 考えられているハイドロキシアパタイトをはじめとするバイオセラミックスを含有する骨 治療用具の開発が進められており、生分解性ポリマーとバイオセラミックスとの複合化 も検討されている。例えば、バイオセラミックス粉体を生分解性ポリマー中に分散させ る方法等が試みられてレ、る。 し力 ながら、一般に生分解性ポリマーとバイオセラミックスとは親和性が不充分であ ることから、これらを複合化してなる骨治療用具の強度等の機械的特性は、生分解性 ポリマー単体からなるものに比べて低くなつてしまうという問題があった。
[0005] また、特許文献 2には、生体不活性又は生体内分解吸収性の熱可塑性有機高分子 材料からなる本体の表層部に、生体親和性及び生体活性のあるバイオセラミックス粉 体が埋入され、かつ表面に露出しているインプラント材料が開示されている。しかしな がら、この方法でも、バイオセラミックス粉体を表面に坦入するために、レ、つたん本体 を加熱して表層部を軟化させる必要があることから、得られるインプラント材料の強度 は不充分であった。
[0006] 特許文献 1 :特許第 2619760号公報
特許文献 2：特開平 9 - 173435号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明は、上記現状に鑑み、生分解性ポリマーとバイオセラミックスとの複合材料か らなり、強度等の機械的特性に優れた骨治療用具の製造方法及び該製造方法を用 いてなる骨治療用具を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、生分解性ポリマーからなるマトリックス中にバイオセラミックス微粒子が分 散している複合材料力 なる骨治療用具の製造方法であって、少なくとも、前記バイ ォセラミックス微粒子の表面に前記生分解性ポリマーからなるコート層を形成するェ 程 1と、前記コート層が形成されたバイオセラミックス微粒子と前記生分解性ポリマー とを前記生分解性ポリマーの融点以上の温度で混練して混練物を得る工程 2と、前 記混練物から成形物を得る工程 3とを有する骨治療用具の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
[0009] 本発明者らは、鋭意検討の結果、バイオセラミックス微粒子の表面に予め生分解性 ポリマーからなるコート層を形成することにより生分解性ポリマーとの親和性が向上し 、得られた複合材料からなる骨治療用具は、生分解性ポリマー単体からなるものと同 等の強度等の機械的特性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。 本発明は、生分解性ポリマーからなるマトリックス中にバイオセラミックス微粒子が分 散している複合材料力 なる骨治療用具の製造方法である。
[0010] 上記生分解性ポリマーとしては、生体内において加水分解されて生体に吸収される 性質を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリ _L_乳酸、ポリ _D_乳 酸、ポリ _D， L一乳酸、 L一乳酸と D—乳酸の共重合体、 L一乳酸と D， L一乳酸の共重 合体、 D_乳酸と D, L—乳酸の共重合体、ポリ _L_乳酸とポリ _D_乳酸をブレンドし て成るステレオコンプレックス、ポリダリコール酸、 L—乳酸とグリコール酸の共重合体 、 D_乳酸とグリコール酸の共重合体、 D， L一乳酸とグリコール酸の共重合体等が好 適である。なかでも、乳酸の単独又は共重合体がより好ましぐ更に、ポリ- L-乳酸、 L一乳酸を主体とする L一乳酸と D—乳酸との共重合体、 L一乳酸を主体とする L乳酸と D, L一乳酸との共重合体、又は、ポリ _L_乳酸とポリ—D—乳酸とをブレンドしてなるス テレオコンプレックス力 強度及び強度保持性に優れていることから好ましい。これら の生分解性ポリマーは単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。
[0011] 上記生分解性ポリマーの分子量としては特に限定されなレ、が、ポリマー自身が熱に より分解して分子量低下を来たす傾向があり、製造時の分子量低下を考慮すると、 成形前の原料ポリマーの GPC法による重量平均分子量は 10万以上であることが好 ましい。なかでも、分解性、強度保持性、作業性、コスト等の面から、重量平均分子量 力 S15万一 50万程度のものが好ましい。
[0012] 本明細書においてバイオセラミックスとは、生体関連セラミックスであって、人体に直 接移植又は接触させて使用し、生体機能の回復や増強を目的とするセラミックスを意 味する。
上記バイオセラミックスとしては、例えば、ハイドロキシアパタイト、バイオガラス、セラ バイタル、アパタイトウォラストナイトガラスセラミックス、 ひ一トリカルシウムホスフェート 、 /3—トリカルシウムホスフェート、テトラカルシウムホスフェート、ォクタカルシウムホス フェート、テトラカルシウムホスフェート'ジカルシウムホスフェートジハイドライド、テトラ カルシウムホスフェート'ジカルシウムホスフェート等が挙げられる。なかでも、骨伝導 性や骨新生能に優れるハイドロキシアパタイトが好適である。これらのバイオセラミック スは単独で用いてもよぐ 2種以上を併用してもよい。 [0013] 上記バイオセラミックスとしてハイドロキシアパタイトを用いる場合には、 900°C程度の 温度で焼成したものを用いることが好ましい。未焼成のハイドロキシアパタイトは骨伝 導能に劣ることがあり、また、未焼成のため有機不純物が混入する可能性があること 力 医療目的の使用には好ましくない。また、 1200°C程度以上の高温で焼成したハ イドロキシアパタイトは骨伝導能に劣ることがあり、また、得られる骨治療用具の強度 が劣ることがある。
[0014] 上記バイオセラミック微粒子の形状としては特に限定されず、例えば、球状、棒状、 板状、薄膜状、繊維状、チューブ状等が挙げられる。また、これらの形状の微粒子の 表面に微小な突起を有する構造であってもよい。
上記バイオセラミックス微粒子の粒子径としては特に限定されなレ、が、好ましい下限 は l x m、好ましい上限は 100 x mである。： m未満であると、生体内に用いた場合 にマクロファージ貪食による炎症反応を引き起こすことがあり、 100 z mを超えると、 分散性が悪化し、得られる骨治療用具の強度がばらつくことがある。より好ましい下限 は 5 μ ΐη、より好ましい上限は 70 μ ΐηであり、更に好ましい下限は 10 μ m、更に好ま しい上限は 50 /i mである。
[0015] 本発明の骨治療用具の製造方法では、まず、上記バイオセラミックス微粒子の表面 に生分解性ポリマーからなるコート層を形成する工程 1を行う。
上記コート層を構成する生分解性ポリマーとしては、相溶性に優れたものであればマ トリックスに用いる生分解性ポリマーと異なったものでもよレ、が、同種のものを用いるこ とが好ましい。
[0016] 上記コート層は、上記バイオセラミックス微粒子の表面に均一に形成されていることが 好ましいが、部分的に形成されていてもよい。
上記コート層の付着量としては特に限定されないが、好ましい下限は上記バイオセラ ミックス微粒子に対して 1重量％である。 1重量％未満であると、充分な複合化促進効 果が得られないことがある。より好ましい下限は 5重量％である。上記コート層の付着 量の上限は特にないが、 25重量％程度が好ましぐより好ましい上限は 20重量％で ある。
[0017] 上記バイオセラミックス微粒子の表面にコート層を形成する方法としては、上記バイオ セラミックス微粒子を上記生分解性ポリマーの溶液中に浸漬した後、エバポレーター 等により乾燥させるディップ法；噴霧状態にして乾燥させるスプレードライ法等が挙げ られる。
なお、ディップ法又はスプレードライ法によりコート層の形成を行う場合、 1サイクルの 浸漬ー乾燥操作でのみ所望のコート層を形成させることが好ましいが、 2サイクル以上 の操作を行い最終的に所望のコート層を形成させてもよい。
上記生分解性ポリマーの溶剤としては、例えば、クロ口ホルム、塩ィ匕メチレン、 1 , 4— ジォキサン等が挙げられる。
[0018] 本発明の骨治療用具の製造方法では、次いで、コート層が形成されたバイオセラミツ タス微粒子と生分解性ポリマーとを、生分解性ポリマーの融点以上の温度で混練して 混練物を調製する工程 2を行う。
上記混練の方法としては特に限定されず、例えば、ホモディスパー、ホモミキサー、 万能ミキサー、プラネタリウムミキサー、エーダー、三本ロール等の混合機を用いる方 法や、二軸押出機等中で混合する方法等の従来公知の方法を用いることができる。
[0019] 上記生分解性ポリマーとバイオセラミックスとの配合比としては特に限定されないが、 複合材料全体に対するバイオセラミックスの配合量の好ましい下限は 10重量％、好 ましい上限は 50重量％である。 10重量％未満であると、骨伝導や骨新生等のバイオ セラミックスによる優れた効果が得られないことがあり、 50重量％を超えると、得られる 骨治療用具の強度が劣ることがある。より好ましい下限は 20重量％、より好ましい上 限は 40重量％である。なお、バイオセラミックスの配合量が 30重量％以上であると、 得られる骨治療材料は X線造影性に優れたものとなり好ましレヽ。
[0020] 本発明の骨治療用具の製造方法では、次いで、工程 2で得られた混練物から成形物 を得る工程 3を行う。成形の方法としては特に限定されず、例えば、押出成形法等の 公知の方法を用いることができる。
このようにして得られた成形物は、上記バイオセラミックスを含有するにもかかわらず、 生分解性ポリマー単体からなる成形物と同程度の強度等の機械的特性を有するもの となる。
[0021] 本発明の骨治療用具の製造方法では、更に、上記工程 3で得られた成形物を、生分 解性ポリマーのガラス転移点以上であって融点以下の温度で静水圧押し出し、引張 延伸、引抜き延伸等の加工を施す工程を行うことが好ましい。このようにして得られた 骨治療用具は、生分解性ポリマーの分子が長軸方向に配向した高密度体となり、治 癒に必要な期間中適度な強度及び剛性を保つ等、骨治療用具として極めて優れた ものとなる。
[0022] 上記静水圧押出法とは、例えば、図 1に示すように、押出し容器（1)、ダイス（2)、押 出しラム（3)より成る押出し装置の構成において、被押出し物であるポリマー（4)と、 押出し容器（1)との空間部（5)に圧力媒体として、例えばグリセリン等を充填させ、こ れの加熱下にラム（3)に P方向の圧力をかけることによって圧力媒体を介して間接的 にポリマーを押出すものである。
[0023] また、図 2に示す方法は押出し側に対向して、被押出し側容器 (6)の空間部（7)に圧 力媒体を充填させた差圧押出しと称される方法であり、図示しないがラムによって押 出し圧 (P1)より弱い圧力（P2)を反対方向より加えることによって、より高圧力の効果 を期待できる。更に、図 3に示すように F方向に引き出しながら押出すこともでき、これ により押出し物の真直性と、良好な表面状態を確保することができる。
[0024] 上記静水圧押出法により延伸する場合には、上記生分解性ポリマーのガラス転移点 以上、融点以下の温度で押し出すことが好ましい。特に、融点をやや下回る温度、例 えば、ポリ _L_乳酸においては 90— 170°Cの範囲、ポリダリコール酸においては 12 0— 220°C、共重合体においては 80— 170°Cで押し出しすることが好ましい。
[0025] また、押出し倍率は 2— 10倍の範囲が好ましぐ例えば、上記生分解性ポリマーがポ リー L一乳酸である場合には、押し出し温度 140± 20°Cにおいて、押出し倍率 2. 5— 6倍の範囲とすることが最適である。
なお、本明細書において押し出し倍率とは、押出し容器（1)内に充填されたポリマー (4)の押出し方向の断面積とダイス（2)の同方向の内断面積を計算し、その逆数を 意味する。例えば、ポリマー（4)の断面積が 1で、ダイス（2)の断面積がこれの 1Z3 であれば、押出し倍率は 3倍となる。
[0026] 上記静水圧押出法により押し出し成形する場合には、 1度の押し出しにより所望の押 し出し倍率にすることが好ましいが、複数の押し出しを繰返し行い所望の押出し倍率 にしてもよい。なお、このような成形物を配向させる方法としては、この他にも例えば、 引っ張り、押し込み、鍛造等の方法が挙げられる。
[0027] 本発明の骨治療用具の製造方法によれば、生分解性ポリマーとバイオセラミックスと の複合材料であっても、生分解性ポリマー単体からなる場合と同等の機械的特性を 有する骨治療用具を製造することができる。とりわけ、静水圧押出法を併用すれば、 極めて高い密度を有し、治癒に必要な期間中適度な強度及び剛性を保つことのでき る骨治療用具が得られる。
本発明の骨治療用具の製造方法を用いてなる骨治療用具もまた、本発明の 1つであ る。
本発明の骨治療用具の形態としては特に限定されず、上記成形物を成型、切削等 の任意の方法によって加工したロッド、プレート、ネジ、ピン、ビス、ステープル、クリツ プ、ワイヤー等が挙げられる。
発明の効果
[0028] 本発明によれば、生分解性ポリマーとバイオセラミックスとの複合材料からなり、強度 等の機械的特性に優れた骨治療用具の製造方法及び該製造方法を用いてなる骨 治療用具を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0029] 以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみ に限定されるものではない。
[0030] (実施例 1)
平均粒子径が 30 μ mのハイドロキシアパタイト微粒子（900°C焼成品）をポリ _L_乳 酸 (重量平均分子量 20万）の 5重量％クロ口ホルム溶液中に浸漬し、減圧下におい てエバポレーターで乾燥した。この浸漬ー乾燥工程を繰り返して、ノ、イドロキシァパタ イト微粒子の表面に 12. 5重量％の付着量でポリ _L_乳酸のコート層を形成した。
[0031] 得られたコート層を有するハイドロキシアパタイト微粒子とポリ L 乳酸 (重量平均分 子量 20万）とを、ハイドロキシアパタイト微粒子の配合比が 30重量％となるように二軸 押出装置に投入し、 180°Cの温度で混練してから押し出し、ペレットを得た。
得られたペレットを射出成形機に投入し、 190°Cの温度で押し出してロッド状のビユレ ットを得た。
得られたビュレットを一旦冷却した後、図 1に示した静水圧押出装置を用いて、温度 1 40°C、押し出し速度 0. 2mm/minの条件で押し出し、押し出し倍率が 4倍のロッド 状の成形体を得た。これをピンとした。
また、同様の方法により静水圧押出法による押し出し倍率 2. 5倍のピンを作製し、こ のピンを切削してネジ切りを行レ、、ネジ状成形体を得た。
[0032] (比較例 1)
平均粒子径が 30 a mのハイドロキシアパタイト微粒子（900°C焼成品）とポリ _L_乳 酸 (重量平均分子量 20万）とを、ハイドロキシアパタイト微粒子の配合比が 30重量％ となるように二軸押出装置に投入し、 180°Cの温度で混練してから押し出し、ペレット を得た。
得られたペレットを射出成形機に投入し、 190°Cの温度で押し出してロッド状のビユレ ットを得た。
得られたビュレットを実施例 1と同様の条件にて、押し出し倍率が 4倍となるように押し 出して、ロッド状の成形体を得、これをピンとした。
また、同様の方法により静水圧押出法により押し出し倍率 2. 5倍のピンを作製し、こ のピンを切削してネジ切りを行レ、、ネジ状成形体を得た。
[0033] (対照例 1)
ポリ _L_乳酸 (重量平均分子量 20万）を二軸押出装置に投入し、 180°Cの温度で混 練してから押し出し、ペレットを得た。
得られたペレットを射出成形機に投入し、 190°Cの温度で押し出してロッド状のビユレ ットを得た。
得られたビュレットを実施例 1と同様の条件にて、押し出し倍率が 4倍となるように押し 出して、ロッド状の成形体を得、これをピンとした。
また、同様の方法により静水圧押出法により押し出し倍率 2. 5倍のピンを作製し、こ のピンを切削してネジ切りを行レ、、ネジ状成形体を得た。
[0034] (評価）
実施例 1、比較例 1及び対照例 1で得られたピン状成形体について JIS K 7171に 準じた方法により曲げ強度及び曲げエネルギーを測定し、また、ネジ状成形体につ いて JIS B 1055に準じた方法に従いスクリュートルクを測定した。なお、測定は n = 10で行い、その平均値を求めた。
結果を表 1に示した。
[表 1]
Figure imgf000010_0001
[0036] 表 1より、比較例 1で作製した成形体は対照例 1で作製したポリ一 L一乳酸単体からな るピン、ネジに比べて、スクリュートルク、曲げ強度、曲げエネルギーの全てにおいて 劣っていたのに対し、実施例 1で作製したものは、ネジ状成形体のスクリュートノレクは 僅かに劣るものの、ピン状成形体の曲げ強度、曲げエネルギーはポリ一 L一乳酸単体 力 なるものと同等以上であった。
産業上の利用可能性
[0037] 本発明によれば、生分解性ポリマーとバイオセラミックスとの複合材料からなり、強度 等の機械的特性に優れた骨治療用具の製造方法及び該製造方法を用いてなる骨 治療用具を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0038] [図 1]本発明に用いる静水圧押出装置の構造を示す断面図である。
[図 2]本発明に用いる静水圧押出装置の他の構造を示す断面図である。
[図 3]本発明に用レ、る静水圧押出装置の他の構造を示す断面図である。
符号の説明
[0039] 1 押し出し容器
2 ダイス
3 押し出しラム
4 ポリマー 空間部 被押し出し側容器 空間部

Claims

請求の範囲
[1] 生分解性ポリマーからなるマトリックス中にバイオセラミックス微粒子が分散している複 合材料力 なる骨治療用具の製造方法であって、少なくとも、
前記バイオセラミックス微粒子の表面に前記生分解性ポリマーからなるコート層を形 成する工程 1と、
前記コート層が形成されたバイオセラミックス微粒子と前記生分解性ポリマーとを前 記生分解性ポリマーの融点以上の温度で混練して混練物を調製する工程 2と、 前記混練物から成形物を得る工程 3とを有する
ことを特徴とする骨治療用具の製造方法。
[2] 更に、成形物を、生分解性ポリマーのガラス転移点以上であって融点以下の温度で 静水圧押し出しする工程を有することを特徴とする請求項 1記載の骨治療用具の製 造方法。
[3] 生分解性ポリマーは、ポリ一 L一乳酸、 L一乳酸を主体とする L一乳酸と D—乳酸との共 重合体、 L一乳酸を主体とする L乳酸と D, L—乳酸との共重合体、又は、ポリ一 L一乳 酸とポリ _D_乳酸とをブレンドしてなるステレオコンプレックスであることを特徴とする 請求項 1又は 2記載の骨治療用具の製造方法。
[4] バイオセラミックス微粒子は、粒子径が 1— 100 μ mであることを特徴とする請求項 1、 2又は 3記載の骨治療用具の製造方法。
[5] バイオセラミックスは、ハイドロキシアパタイトであることを特徴とする請求項 1、 2、 3又 は 4記載の骨治療用具の製造方法。
[6] 請求項 1、 2、 3、 4又は 5記載の骨治療用具の製造方法を用いてなることを特徴とす る骨治療用具。
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