WO2020008555A1 - 骨補填材及び骨補填材の製造方法 - Google Patents

骨補填材及び骨補填材の製造方法 Download PDF

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真生 林
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    • A61L27/56—Porous materials, e.g. foams or sponges

Definitions

  • the present invention relates to a bone replacement material and a method for producing the bone replacement material.
  • a treatment for loading a bone replacement material into a bone defect or the like and replacing the bone replacement material with new bone over time to regenerate bone has been performed.
  • a treatment for regenerating bone using a bone filling material has been performed on a bone defect caused by trauma such as extirpation or fracture of a benign bone tumor, or a bone defect caused by spine surgery or artificial joint surgery.
  • a treatment for regenerating a bone there is a high tibia osteotomy (HTO).
  • HTO high tibia osteotomy
  • High tibial osteotomy is to remove a part of the tibia when there is varus deformity of the lower limb, or to make a cut in the tibia from the lateral direction, and to make a predetermined correction to the osteotomy formed in the cut or cut part.
  • a wedge-shaped bone replacement material corresponding to the angle is implanted. When a predetermined period elapses from the implantation of the bone replacement material, the components of the bone replacement material that have come into contact with the bone forming cells in the body are replaced to form regenerated bone, and this is a treatment method for correcting varus deformity of the lower limb.
  • Porous ceramics are used as bone substitutes.
  • a ceramic porous body composed of a calcium phosphate compound has no toxicity, has a high affinity for a living tissue, and is easily bonded to a living tissue. For this reason, in bone regeneration treatment, a porous ceramic body composed of a calcium phosphate compound is widely used as a bone replacement material.
  • Patent Literature 1 discloses a method in which a raw material powder composed of a calcium phosphate compound is mixed with a pyrolytic substance, the mixture is formed into a predetermined shape, and then heated to remove the pyrolytic substance and sinter the raw material powder.
  • Patent Literature 2 discloses a method in which a raw material powder composed of a calcium phosphate compound, a pyrolyzing substance, and a foaming agent are mixed, and the mixture is molded and heated in a state where bubbles are generated in the mixture by the foaming agent. Methods for removing decomposed substances and sintering raw material powders have been proposed.
  • the porous ceramic body used for the bone replacement material has a large number of continuous ventilation holes in which two or more pores communicate with each other, the flow of the bone formation component into the bone replacement material is promoted, and the bone formation ability is improved.
  • the porous ceramics obtained by the methods of Patent Literature 1 and Patent Literature 2 most of the pores are independent pores, and it is difficult to form continuous pores.
  • the pore diameters of the pores to be formed vary widely, and the area of the communication holes is small even if the communication holes are formed. Therefore, it is difficult to uniformly infiltrate the bone forming component into the plurality of pores, and sufficient bone forming ability cannot be obtained.
  • the bone filling material is required to have a strength that can withstand compression during transplantation and until the new bone is formed after transplantation. Therefore, a bone substitute having high mechanical strength while having many pores is desired.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a bone replacement material comprising a ceramic porous body having a high relative porosity and high mechanical strength, and a method of manufacturing the bone replacement material. I do.
  • the bone substitute according to the first aspect of the present invention is made of a porous ceramic body having a plurality of spherical pores, a relative porosity of 58% or more, and a compressive strength of 21 MPa or more.
  • the plurality of spherical pores may have an average circularity of 1.5 ⁇ m or less.
  • the average pore diameter may be 100 to 130 ⁇ m.
  • the ceramic porous body may be composed of a calcium phosphate compound.
  • the method for producing a bone replacement material according to the fifth aspect of the present invention includes a preparation step of adding a surfactant to a first slurry containing a powder composed of a calcium phosphate compound to prepare a mixed slurry,
  • the mixed slurry is put in a stirring vessel having a baffle plate having a through hole therein, and the mixed slurry is foamed by stirring the mixed slurry in the stirring vessel by rotation of the stirring vessel with planetary movement.
  • the baffle plate in the method for manufacturing a bone replacement material according to the fifth aspect, may be provided at least on the bottom side with respect to the center in the height direction of the stirring vessel. .
  • an opening area ratio of the through hole to an area of the baffle plate may be 20% or more.
  • the mixed slurry in the method for producing a bone replacement material according to the fifth aspect, may be stirred for 1 minute to 6 minutes.
  • a bone replacement material having a high relative porosity and a high mechanical strength can be provided.
  • 9 is an SEM image showing a cross section of the bone replacement material of Comparative Example 1.
  • 9 is an SEM image showing a cross section of the bone replacement material of Comparative Example 1.
  • 5 is a CT image showing a cut surface of the bone replacement material of Example 1.
  • 9 is a CT image showing a cut surface of the bone replacement material of Comparative Example 1.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are schematic views showing a bone replacement material 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a bone substitute according to the present embodiment.
  • the bone replacement material 1 is made of a porous ceramic body having a plurality of spherical pores 2.
  • the ceramic porous body is a porous body made of a material containing a calcium phosphate compound as a main component and having a plurality of holes (not shown).
  • Examples of the calcium phosphate compound constituting the ceramic porous body include ⁇ -tricalcium phosphate ( ⁇ -TCP), ⁇ -tricalcium phosphate ( ⁇ -TCP), hydroxyapatite (HAP), calcium-deficient hydroxyapatite, and fluoroapatite. , Tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate (OCP), calcium carbonate, calcium hydrogen phosphate anhydrate, calcium hydrogen phosphate dihydrate, tetracalcium phosphate (TTCP), calcium diphosphate, calcium metaphosphate, and carbonate Any of the group-substituted hydroxyapatite (CHA) may be used.
  • ⁇ -TCP is used. When ⁇ -TCP is kept in contact with a bone defect such as an osteotomy, osteoclasts absorb ⁇ -TCP, and osteoblasts form new bone. That is, the bone filling material filled in the bone defect is replaced with new bone over time.
  • the bone replacement material 1 has a three-dimensional shape formed into an arbitrary shape.
  • the bone filling material 1 is formed into an arbitrary shape depending on the use.
  • the bone replacement material 1 is formed into a substantially triangular prism-shaped wedge shape having one side of 6 mm (mm) or more.
  • the shape of the bone replacement material 1 is not limited to the wedge shape shown in FIG. 1A, but may be formed into a polyhedron, a columnar shape, a special shape or the like according to the shape of the portion where the bone replacement material 1 is to be embedded. You may.
  • the bone replacement material 1 according to the present embodiment has a relative porosity of 58% or more and a compressive strength of 21 MPa or more.
  • the upper limit of the relative porosity is not particularly limited, the relative porosity may be 67% or less as a range in which the shape and the mechanical strength of the bone replacement material 1 can be maintained.
  • the relative porosity of the bone replacement material 1 is 58% or more, the desired penetration performance of the bone forming material for realizing efficient bone formation can be sufficiently obtained.
  • the bone substitute 1 has a plurality of spherical pores.
  • the spherical pores have an average pore diameter of 100 ⁇ m or more and 130 ⁇ m or less, and a standard deviation of the average pore diameter of 70 ⁇ m or less. That is, the bone replacement material 1 has spherical pores with a small variation in average pore diameter and a uniform size.
  • the average pore diameter is smaller than 100 ⁇ m, the penetration rate of the bone forming material into the pores of the bone replacement material 1 decreases.
  • the relative porosity of the bone replacement material 1 is 58% or more, if the average pore diameter is larger than 130 ⁇ m, it is difficult to maintain high mechanical strength.
  • FIG. 10 shows an SEM image of a cross section of an example of the bone replacement material 1 (a bone replacement material of Example 1 described later).
  • the bone replacement material 1 has many pores with high sphericity.
  • the bone replacement material 1 according to the present embodiment has spherical pores in which the average roundness of the spherical pores is 1.5 ⁇ m or less and the roundness is high. Since the bone replacement material 1 has the spherical pores 2 having high roundness, the mechanical strength of the bone replacement material 1 is improved.
  • the roundness of the spherical pore 2 is calculated as follows. First, in a plurality of pores within a predetermined range of the SEM image of the cut surface of the bone replacement material 1, the diameter of each pore in two orthogonal directions is measured, and the difference between the measured two diameters is calculated. The difference between two diameters is calculated for each of the plurality of pores, and the roundness of each pore is obtained. The average value of the roundness calculated for each pore is calculated as the roundness of the bone replacement material 1.
  • the bone replacement material 1 has a plurality of continuous ventilation holes 3.
  • FIG. 1B is an enlarged schematic view of the continuous ventilation hole 3.
  • the communication vent 3 is a pore in which two or more spherical pores 2 communicate in close proximity.
  • a communication hole 4 is formed between adjacent spherical pores 2.
  • the average value of the diameter r of the communication holes 4 of the communication holes 3 of the bone replacement material 1 according to the present embodiment is 20 ⁇ m or more. When the diameter r of the communication hole 4 is 20 ⁇ m or more, the bone forming material that has penetrated into the bone replacement material 1 can move between the spherical pores 2.
  • the bone forming material smoothly penetrates, and the bone forming material easily penetrates the whole area of the bone replacement material 1.
  • the bone forming material can quickly penetrate into the bone replacement material 1, and early bone formation can be realized.
  • the bone replacement material 1 has a relative porosity of 58% or more and a compressive strength of 20 MPa or more, a high permeability of the bone forming material into the bone replacement material 1, and the bone replacement material 1 Provide sufficient load-bearing capacity when buried in
  • the average pore diameter of the spherical pores is 100 ⁇ m to 130 ⁇ m, and the standard deviation thereof is 70 ⁇ m.
  • the mechanical strength required for the bone substitute can be maintained while the relative porosity is 58% or more.
  • the spherical pores have a characteristic that the average circularity is 1.5 ⁇ m or less, the mechanical strength can be maintained while increasing the relative porosity.
  • FIG. 2 shows a flowchart of the method for manufacturing a bone replacement material according to the present embodiment.
  • a mixed slurry is prepared (preparation step S1).
  • the mixed slurry is prepared by adding a surfactant to a first slurry containing a calcium phosphate compound.
  • the mixed slurry is prepared by dispersing a powder composed of a calcium phosphate compound in a solvent composed of water or alcohol.
  • ⁇ -TCP powder can be suitably used as the powder composed of the calcium phosphate compound.
  • the bone affinity is high and the binding to bone can be promoted.
  • the average particle size of the calcium phosphate compound powder is 0.5 ⁇ m to 20 ⁇ m, a uniform slurry can be obtained. If the average particle diameter of the calcium phosphate compound powder is less than 0.5 ⁇ m, the powder is likely to agglomerate, making it difficult to obtain a slurry having high dispersibility. If the average particle size of the calcium phosphate compound powder is more than 20 ⁇ m, the calcium phosphate compound powder tends to precipitate in the slurry, and it is difficult to obtain a slurry having high dispersibility.
  • the solid concentration in the mixed slurry may be 10% to 70%. If the solid content concentration of the mixed slurry is less than 10%, the viscosity of the mixed slurry is low, and foaming becomes difficult. If the solid content concentration of the mixed slurry is more than 70%, the viscosity of the mixed slurry is too high, and foaming becomes difficult.
  • the viscosity of the mixed slurry may be 1 cp to 200 cp. If the viscosity of the mixed slurry is less than 1 cp, the viscosity of the mixed slurry is low, and foaming becomes difficult. If the viscosity of the mixed slurry is more than 200 cp, the viscosity of the mixed slurry is low, and foaming becomes difficult.
  • the surfactant is not particularly limited, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene alkylamine, polyethylene glycol fatty acid ester, decaglycerin monolaurate, alkanolamide, and Nonionic surfactants such as polyethylene glycol and polypropylene glycol copolymers, or those obtained by adding ethylene oxide to these nonionic surfactants can be used.
  • Surfactants function as dispersants and foaming agents in the slurry.
  • a heated gelling organic binder may be further added to the mixed slurry.
  • the heated gelling binder is added, if the mixed slurry is heated to a temperature equal to or higher than the gelling temperature of the heated gelling organic binder, the dispersibility of the bubbles in the foamed slurry becomes stable even after the stirring step S2.
  • the amount of the surfactant is 1 wt% to 30 wt% with respect to the first slurry, the dispersibility of the slurry is excellent, and the foaming effect by the stirring step S2 is stabilized. If the amount of the surfactant is less than 1 wt%, the foaming in the stirring step S2 becomes insufficient. If the amount of the surfactant is less than 30 wt%, the surfactant may be separated in the mixed slurry, and a uniform slurry may not be maintained.
  • the obtained mixed slurry is stirred and foamed (stirring step S2). Specifically, the mixed slurry is put into a stirring vessel, and the mixed slurry is foamed by stirring for a predetermined time using a stirrer that moves the stirring vessel in a planetary motion to obtain a foamed slurry.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the stirring vessel 50 used in the method for producing a bone filling material according to the present embodiment, and is a perspective view showing an example of the stirring vessel 50.
  • FIG. 4 is a front view of the baffle plate 6.
  • the baffle plate 6 is provided in the stirring vessel 50.
  • the baffle 6 is made of a plate having a plurality of through holes 7.
  • the baffle plate 6 is set up inside the stirring vessel 50 and partially partitions the internal space of the stirring vessel 50.
  • FIG. 3 shows an example in which the baffle plate 6 is joined to the bottom 52 of the stirring vessel 50, but the configuration in which the baffle plate is joined to the bottom 52 is not essential.
  • the baffle 6 only needs to be provided at a position where it can come into contact with the slurry during stirring. Therefore, the baffle plate 6 only needs to be provided at least on the bottom side with respect to the center in the height direction of the stirring vessel 50.
  • the baffle plate 60 has a length substantially equal to the depth of the stirring vessel 50. In the example shown in FIG. 5, when the lid 51 is attached to the stirring vessel 50, the lower end of the baffle plate 60 is located near the bottom 52 of the stirring vessel 50.
  • the baffle plate 6 only needs to have an opening area ratio of the through hole 7 to the area of the baffle plate 20 of 20% or more.
  • the area of the baffle 6 is the area of a region formed by the outer edge of the baffle 6.
  • the area of the baffle 6 is the product of the lengths L1 and L2 of the two sides. It is sufficient that the ratio of the total opening area of the plurality of through holes to the area of the baffle plate is 20% or more.
  • the baffle plate 60 may be, for example, a plate made of metal or resin. Since the baffle plate made of resin is lightweight, it hardly affects the rotation of the stirring container 50 during stirring.
  • the baffle plate 6 may be a flat plate as shown in FIG. 3 or a bent L-shaped baffle plate 60 as shown in FIG.
  • the baffle need not be rectangular.
  • the baffle plate 6 only needs to have a plurality of through holes, and the shape of the through holes is not particularly limited.
  • 6 to 9 show front views of modified examples of the baffle plate.
  • 6 is an example in which the opening diameter of each through-hole 7A is smaller than the through-hole 7 of the baffle plate 6 shown in FIG. 4 and the number of through-holes 7A is larger.
  • the baffle plate 6B of the modification shown in FIG. 7 is an example in which the opening diameter of each through hole 7B is larger than the through hole 7 of the baffle plate 6 shown in FIG. 4 and the number of through holes 7B is smaller.
  • the baffle plate 6C of the modification shown in FIG. 8 is an example in which the through-hole 7C has an oval shape.
  • the baffle plate 6D shown in FIG. 9 is an example in which a central portion is formed in a mesh shape and a plurality of through holes 7D are formed.
  • the planetary motion of the stirring vessel 50 is a rotary motion in which the first rotation R1 and the second rotation R2 are performed simultaneously, as shown in FIG.
  • the stirring container 50 rotates about the first rotation axis C1 on the stirring container 50 (rotation).
  • the stirring vessel 50 orbits around a second rotation axis C2 different from the first rotation axis C1 of the stirring vessel 50 (revolution).
  • the mixed slurry in the stirring vessel 50 is stirred by the planetary movement of the stirring vessel 50.
  • the stirring container 50 has a substantially cylindrical shape, and the first rotation axis C1 is set along the center axis of the cylinder, and the stirring container 50 performs the first rotation R1 about the first rotation axis C1.
  • the stirring container 50 is installed such that the first rotation axis C1 is inclined with respect to the vertical direction.
  • the stirring container 50 circulates around a second rotation axis C2 set at a position separated from the stirring container 50 and extending vertically.
  • the mixed slurry is put into the stirring vessel 50 having the baffle plate 6 provided therein, and the stirring vessel 50 rotates by the above-described planetary motion. As a result, the mixed slurry is stirred while passing through the through holes 7 of the baffle plate 6, and becomes a foamed slurry in which uniform bubbles are formed.
  • a known stirring device can be used as the stirring device for causing the stirring container to perform planetary motion.
  • a stirrer that causes a stirrer to move in a planetary motion has been used as a defoaming device.
  • the inventor of the present application has found that the size of the bubbles in the foamed slurry is homogenized at the time of stirring by providing the baffle plate 6 inside the stirring vessel and agitating the stirring vessel with a stirring device that moves the stirring vessel in a planetary motion. That is, in the conventional stirring device, centrifugal force acts on the slurry in the container by causing the stirring container to perform planetary motion, thereby removing bubbles existing in the slurry.
  • the inventor of the present application provides the baffle plate 6 having the plurality of through holes 7 in the stirring vessel 50 and rotates the stirring vessel 50, whereby the slurry is stirred by the baffle plate 6 and a foaming effect is obtained. I found that. In addition, fine bubbles in the slurry are removed by the centrifugal force generated by the planetary motion of the stirring vessel 50. As a result, many spherical bubbles can be formed in the foamed slurry.
  • the stirring vessel 50 is rotated for the first rotation R1 at 240 to 640 rpm and the second rotation R2 for 480 to 1280 rpm, and is stirred for 1 to 6 minutes.
  • the rotation speed of the first rotation R1 is set to 50% of the rotation speed of the second rotation R2. If the rotation speed of the first rotation R1 is less than 480 rpm, the foaming may be insufficient. If the number of rotations of the first rotation R1 is more than 1180 rpm, a defoaming action by convection works, and the formation of bubbles becomes insufficient.
  • the foamed slurry If the number of rotations of the first rotation R1 is more than 1180 rpm, the foamed slurry generates heat, the properties of the foamed slurry change, and foaming may be insufficient. If the stirring time is less than 1 minute, the foaming becomes insufficient. If the stirring time is longer than 6 minutes, no further improvement in the bubble formation effect is observed, and this does not contribute to an improvement in productivity.
  • the foamed slurry is put into a mold container conforming to the outer shape of the bone filling material 1 and dried to obtain a dried body (drying step S3).
  • the solvent in the foamed slurry evaporates, and a dried body composed of aggregated ⁇ -TCP powder is obtained.
  • the dried body is placed in a heating furnace, heated at a high temperature and sintered to obtain a sintered body (sintering step S4).
  • the mixed slurry is put into the stirring container 50 having the baffle plate 6 and is stirred by planetary motion.
  • a turbulent flow is formed in the mixed slurry being stirred by the baffle plate 6, and a foamed slurry in which many spherical bubbles are formed is obtained. Further, spherical bubbles can be more reliably dispersed in the foamed slurry.
  • the porous bone filling material 1 having a large number of spherical pores is obtained.
  • Example 1 To a first slurry obtained by mixing 120 parts by weight of ⁇ -TCP and 40 parts by weight of purified water, 20 parts by weight of a polycarboxylic acid ammonium salt as a dispersant was added, and the mixture was rotated by a stirrer (manufactured by Kyoritsu Kikai Co., Ltd., HM-400WV). Stirring was performed at a speed of 960 rpm for 3 minutes. This slurry was further mixed with 2 parts by weight of polyoxyethylene alkyl ether as a foaming agent to obtain a mixed slurry (preparation step S1).
  • a stirrer manufactured by Kyoritsu Kikai Co., Ltd., HM-400WV
  • the stirring vessel 50 shown in FIG. 3 was prepared.
  • a circular through hole having a diameter of 6 mm is formed at a center pitch of 9 mm, and a baffle plate 6 having an opening ratio of 33% is provided.
  • the stirring container 50 containing the mixed slurry was set in a stirring device.
  • the mixed slurry was stirred under a planetary motion at a rotation speed of 960 rpm for 3 minutes to obtain a foamed slurry (stirring step S2).
  • the foamed slurry was placed in a triangular prism-shaped container, dried at room temperature for 7 days, and then dried in an oven for 24 hours to obtain a dried body (drying step S3).
  • the dried body was sintered in the air at 1050 ° C. for 2 hours to obtain a bone substitute 1 made of a porous body composed of ⁇ -TCP.
  • FIGS. 10 and 11 ⁇ SEM images of a part of the cut surface of the obtained bone replacement material 1 are shown in FIGS. 10 and 11.
  • FIG. 10 is an SEM image at a magnification of 50 times
  • FIG. 11 is an SEM image at a magnification of 500 times. Looking at the SEM image shown in FIG. 10, it was confirmed that many spherical pores were formed. Further, it was confirmed that the spherical pores were uniformly dispersed and formed. In the SEM image shown in FIG. 11, spherical pores having high roundness were confirmed. Further, when the SEM image shown in FIG. 11 was viewed, it was confirmed that communication holes were formed in the spherical pores.
  • FIG. 14 shows a CT image of each section.
  • a spherical pore As shown in FIG. 14, spherical pores were dispersed in each cross section, and it was confirmed that there was no variation in the distribution of the spherical pores between the cross sections.
  • Embodiments 2 to 5 are examples in which the baffle plates of the stirring vessel are changed to baffle plates 6A to 6D shown in FIGS. Other manufacturing conditions are the same as in the first embodiment.
  • Table 1 shows the conditions of the baffles 6A to 6D used in Examples 2 to 5.
  • Comparative example As a comparative example, the same characteristics as in the example were measured using a conventionally known commercially available bone substitute having a relative porosity of 57%. As in Example 1, an SEM image and a CT image of the cut surface of the bone replacement material of the comparative example were taken. FIG. 12 is a SEM image at a magnification of 50 times the cut surface of the bone replacement material of the comparative example, and FIG. 13 is an SEM image at a magnification of 500 times. 12 and 13, it was confirmed that the bone replacement material of the comparative example had a large variation in the dispersion state and shape of the pores. In addition, it was confirmed that the shape of the pores of the bone replacement material of the comparative example was low in sphericity.
  • FIG. 15 shows CT images of three cross sections of the bone replacement material of the comparative example. As compared with the CT image of the bone replacement material of the example shown in FIG. 14, in the cross-section of the bone replacement material of the comparative example, many non-spherical pores were confirmed in each cross section.
  • Relative porosity, average pore diameter of spherical pores, roundness of spherical pores, and compressive strength of bone replacement material were measured by the following methods.
  • the pore diameter of a plurality of pores was measured on the SEM image of the cut surface of the bone replacement material, and the relative porosity of the bone replacement material was calculated.
  • Compressive strength The compression strength of the bone replacement material of Example 1 was measured using a compression tester (manufactured by Shimadzu Corporation, AUTO GRAPH 2000GE).
  • the bone substitutes of Examples 1 to 5 had a relative porosity of 59% or more and a compressive strength of 21.6 Mpa or more. Therefore, a bone substitute having high relative porosity and high compressive strength was obtained.
  • the bone substitutes of Examples 1 to 5 had an average circularity of 1.5 ⁇ m or less on average, and a standard deviation of circularity of 0.6 ⁇ m or less, which was extremely high and uniform. It was confirmed that spherical pores were formed.
  • the bone replacement material of the comparative example was inferior in relative porosity and compressive strength to the example. Further, the average roundness was 3.0 ⁇ m and the standard deviation of the roundness was 2.6 ⁇ m, which was inferior to that of the example.
  • the bone substitutes of Examples 1 to 5 were porous materials having higher relative porosity and superior spherical uniformity than the bone substitutes of Comparative Example. Therefore, it is presumed that osteoblasts and the like necessary for bone formation can uniformly penetrate into the stoma. Further, since the compressive strength is high, for example, as a bone replacement material to be implanted in a load site such as a lower limb, a result in which a risk reduction such as breakage can be expected was obtained.

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Abstract

この骨補填材（１）は、複数の球状気孔（２）を有し、相対気孔率が５８％以上であり、圧縮強度が２１ＭＰａ以上であるセラミックス多孔体からなる。

Description

骨補填材及び骨補填材の製造方法
　本発明は、骨補填材及び骨補填材の製造方法に関する。
　歯科、外科等において、骨欠損部等に骨補填材を装填し、骨補填材を経時的に新生骨に置換させて骨を再生する治療が行われている。例えば、良性骨腫瘍の摘出や骨折等の外傷により生じた骨欠損部、脊椎手術や人工関節手術で生じた骨欠損部に骨補填材を用いて骨を再生する治療が行われている。この他、骨を再生する治療の一例として、高位脛骨骨切り術（Ｈｉｇｈ　Ｔｉｂｉａｌ　Ｏｓｔｅｏｔｏｍｙ：ＨＴＯ）が挙げられる。高位脛骨骨切り術は、下肢の内反変形がある場合に脛骨の一部を切除し、あるいは脛骨に横方向から切り込みを入れ、切除部分あるいは切り込み部分に形成された骨切り部に所定の矯正角度に対応する楔形状の骨補填材を埋植する。骨補填材の埋植から所定期間が経過すると、体内の骨形成細胞と接触した骨補填材の成分が置換されて再生骨が形成され、下肢の内反変形を矯正する治療法である。
　骨補填材としてセラミックス多孔体が用いられている。リン酸カルシウム系化合物で構成されたセラミックス多孔体は、毒性がなく、生体組織との親和性が高く、生体組織と結合しやすい。このため、骨再生治療では、リン酸カルシウム系化合物で構成されたセラミックス多孔体が骨補填材として広く用いられている。
　リン酸カルシウム系化合物で構成されたセラミックス多孔体の製造方法として、特許文献１及び特許文献２に開示された例がある。特許文献１には、リン酸カルシウム系化合物で構成される原料粉末を熱分解物質と混合し、混合物を所定形状に成形した後、加熱することにより熱分解物質の除去及び原料粉末の焼結を行う方法が提案されている。特許文献２には、リン酸カルシウム系化合物で構成された原料粉末、熱分解物質、及び発泡剤を混合し、発泡剤により混合物内に気泡を発生させた状態で混合物の成形、加熱処理を行い、熱分解物質の除去及び原料粉末の焼結を行う方法が提案されている。
日本国特開昭６０－２１７６３号公報 日本国特開２０００－３０２５６７号公報
　骨補填材に用いられるセラミックス多孔体は、二以上の気孔が連通した連通気孔を多数備えていると、骨補填材内への骨形成成分の流通が促進され、骨形成能が向上する。しかし、特許文献１及び特許文献２の方法では、混合物内の熱分解物質の分散性をコントロールすることが難しい。その結果、特許文献１及び特許文献２の方法で得られたセラミックス多孔体では、気孔の大部分が独立した気孔となり連通気孔の形成が難しい。さらに、特許文献１及び特許文献２の方法では、形成される気孔の気孔径のばらつきが大きく、連通気孔が形成されていても連通孔の面積が小さい。したがって、骨形成成分を複数の気孔内に均一に浸入させることが難しく、十分な骨形成能が得られない。
　さらに、骨補填材には、移植時の圧迫や、移植後に新生骨が形成されるまでの間、圧迫に耐え得る強度が必要とされている。したがって、多数の気孔を備えながら機械的強度が高い骨補填材が望まれている。しかし、特許文献１及び特許文献２の方法で得られた、骨形成能と機械的強度とを両立し得るセラミックス多孔体を形成することは難しかった。
　本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、相対気孔率が高く、かつ、機械的強度が高いセラミックス多孔体からなる骨補填材及び骨補填材の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第一の態様に係る骨補填材は、複数の球状気孔を有し、相対気孔率が５８％以上であり、圧縮強度が２１ＭＰａ以上であるセラミックス多孔体からなる。
　本発明の第二の態様は、第一の態様に係る骨補填材において、前記複数の球状気孔の真円度が平均１．５μｍ以下であってもよい。
　本発明の第三の態様は、第一または第二の態様に係る骨補填材において、平均気孔径が１００～１３０μｍであってもよい。
　本発明の第四の態様は、第一から第三のいずれかの態様に係る骨補填材において、前記セラミックス多孔体はリン酸カルシウム系化合物で構成されていてもよい。
　本発明の第五の態様に係る骨補填材の製造方法は、リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体を含有する第一スラリーに界面活性剤を添加して混合スラリーを作製する準備工程と、複数の貫通孔を有する邪魔板を内部に立設した撹拌容器に前記混合スラリーを入れ、遊星運動を伴う前記撹拌容器の回転により前記撹拌容器内の前記混合スラリーを撹拌して前記混合スラリーを発泡させた発泡スラリーを得る撹拌工程と、前記発泡スラリーを乾燥させて乾燥体を得る乾燥工程と、前記乾燥体を焼結する焼結工程と、を含む。
　本発明の第六の態様は、第五の態様に係る骨補填材の製造方法において、前記邪魔板は、少なくとも前記撹拌容器の高さ方向の中央部よりも底部側に設けられていてもよい。
　本発明の第七の態様は、第五の態様に係る骨補填材の製造方法において、前記邪魔板の面積に対する前記貫通孔の開口面積比が２０％以上であってもよい。
　本発明の第八の態様は、第五の態様に係る骨補填材の製造方法において、前記撹拌工程において、前記混合スラリーを１分～６分間撹拌してもよい。
　本発明の骨補填材及び多孔体の製造方法によれば、相対気孔率が高く、かつ、機械的強度が高いセラミックス多孔体からなる骨補填材を提供できる。
本発明の一実施形態に係る骨補填材を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る骨補填材を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る骨補填材の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る骨補填材の製造方法に用いる撹拌容器を示した模式図である。 本発明の一実施形態に係る骨補填材の製造方法に用いる撹拌容器の邪魔板を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る骨補填材の製造方法に用いる撹拌容器の変形例を示した斜視図である。 邪魔板の変形例を示す正面図である。 邪魔板の変形例を示す正面図である。 邪魔板の変形例を示す正面図である。 邪魔板の変形例を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る骨補填材（実施例１）の断面を示すＳＥＭ画像である。 本発明の一実施形態に係る骨補填材（実施例１）の断面を示すＳＥＭ画像である。 比較例１の骨補填材の断面を示すＳＥＭ画像である。 比較例１の骨補填材の断面を示すＳＥＭ画像である。 実施例１の骨補填材の切断面を示すＣＴ画像である。 比較例１の骨補填材の切断面を示すＣＴ画像である。
　以下、本発明の一実施形態に係る骨補填材１について、図面を参照して説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態に係る骨補填材１を示した模式図である。図２は、本実施形態に係る骨補填材の製造方法を示すフローチャートである。
　本実施形態に係る骨補填材１は、複数の球状気孔２を有するセラミックス多孔体からなる。セラミックス多孔体は、リン酸カルシウム化合物を主成分として含む材料で構成され、空孔（付図示）が複数形成された多孔質体である。
　セラミックス多孔体を構成するリン酸カルシウム化合物は、例えば、β型リン酸三カルシウム（β－ＴＣＰ）、α型リン酸三カルシウム（α－ＴＣＰ）、ハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）、カルシウム欠損型ハイドロキシアパタイト、フルオロアパタイト、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム（ＯＣＰ）、炭酸カルシウム、リン酸水素カルシウム無水和物、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸四カルシウム（ＴＴＣＰ）、二リン酸カルシウム、メタリン酸カルシウム、及び炭酸基置換型ハイドロキシアパタイト（ＣＨＡ）のうちのいずれかであればよい。本実施形態では、β－ＴＣＰを用いる。β－ＴＣＰを骨切部等の骨欠損部に接触させておくと、破骨細胞がβ－ＴＣＰを吸収し、骨芽細胞が新しい骨を形成する。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に新生骨に置換される。
　本実施形態に係る骨補填材１は、任意の形状に成形された立体形状を有する。骨補填材１は、用途に応じて任意の形状に成形される。例えば、骨補填材１がＨＴＯに使用される場合、骨補填材１は一辺が６ミリメートル（ｍｍ）以上の略三角柱形状の楔状に成形される。骨補填材１の形状は図１Ａに示す楔形状に限定されず、骨補填材１を埋設する箇所の形状に応じて、多面体、円柱形状、埋設箇所の形状に合わせた特殊形状等に成形してもよい。
　本実施形態に係る骨補填材１は、相対気孔率が５８％以上であり、圧縮強度が２１ＭＰａ以上である。相対気孔率の上限は特に限定されないが、骨補填材１の形状及び機械的強度が保持可能な範囲として相対気孔率は６７％以下であればよい。
　骨補填材１の相対気孔率は５８％以上あれば、効率的な骨形成を実現するために望まれる骨形成材料の浸入性能が十分に得られる。
　骨補填材１は、複数の球状気孔を有する。球状気孔は、平均気孔径が１００μｍ以上１３０μｍ以下であり、かつ平均気孔径の標準偏差が７０μｍ以下である。すなわち、骨補填材１は、平均気孔径のばらつきが小さく均一な大きさの球状気孔を有する。平均気孔径が１００μｍより小さいと、骨補填材１の気孔内に骨形成材料の浸入速度が低下する。上述の通り骨補填材１の相対気孔率が５８％以上であるため、平均気孔径が１３０μｍより大きいと、機械的強度を高く保持することが難しくなる。
　球状気孔は、真球に近い孔形状を有する。図１０に、骨補填材１の一例（後述する実施例１の骨補填材）の断面のＳＥＭ画像を示す。図１０に示すように、骨補填材１は真球度が高い気孔を多数有する。本実施形態に係る骨補填材１は、球状気孔の真円度が平均１．５μｍ以下であり、真円度が高い球状気孔を有する。骨補填材１は、真円度が高い球状気孔２を有することにより、骨補填材１の機械的強度が向上する。
　球状気孔２の真円度は以下のように算出する。まず、骨補填材１の切断面のＳＥＭ画像の所定の範囲内の複数の気孔において、各気孔の直交する２方向の直径を測定し、測定された２つの直径の差を算出する。複数の気孔についてそれぞれ２つの直径の差を算出し、各気孔の真円度を得る。各気孔で算出された真円度の平均値を骨補填材１の真円度として算出する。
　骨補填材１は、複数の連通気孔３を有する。図１Ｂに、連通気孔３の模式図を拡大して示す。図１Ｂに示すように、連通気孔３は、２以上の球状気孔２が近接して連通した気孔である。連通気孔３は、隣接する球状気孔２間に連通孔４が形成される。本実施形態に係る骨補填材１の連通気孔３の連通孔４の直径ｒの平均値は２０μｍ以上である。連通孔４の直径ｒが２０μｍ以上であると、骨補填材１内に浸入した骨形成材料が球状気孔２間を移動可能である。また、骨形成材料が円滑に浸入し、骨形成材料が骨補填材１の全域に浸透しやすい。この結果、骨補填材１を処置対象部位に埋設後、骨形成材料が骨補填材１に速やかに浸透可能であり、早期の骨形成が実現できる。
　上述の通り、骨補填材１は、相対気孔率が５８％以上かつ圧縮強度が２０ＭＰａ以上であり、骨形成材料の骨補填材１への浸透性が高く、かつ骨補填材１が骨欠損部に埋植された場合に十分な耐荷重性を備える。
　本実施形態に係る骨補填材１は、球状気孔の平均気孔径が１００μｍ～１３０μｍであり、その標準偏差が７０μｍである。その結果、相対気孔率が５８％以上でありながら、骨補填材に求められる機械的強度を維持できる。また、球状気孔の真円度が平均１．５μｍ以下という特性を備えるため、相対気孔率を高めながら機械的強度を保持できる。
（骨補填材の製造方法）
　次に、本実施形態に係る骨補填材の製造方法について説明する。図２に本実施形態に係る骨補填材の製造方法のフローチャートを示す。
　まず、混合スラリーを作製する（準備工程Ｓ１）。混合スラリーは、リン酸カルシウム系化合物を含有する第一スラリーに界面活性剤を添加して作製する。
　混合スラリーは、リン酸カルシウム化合物で構成される粉体を水またはアルコールからなる溶媒内に分散させて作製する。リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体としては、β－ＴＣＰ粉が好適に使用できる。β－ＴＣＰ粉を用いると、骨親和性が高く、骨との結合を促進できる。
　リン酸カルシウム系化合物の粉体の平均粒子径は０．５μｍ～２０μｍを用いると、均一なスラリーが得られる。リン酸カルシウム系化合物の粉体の平均粒子径が０．５μｍ未満であると、粉体が凝集し易く、分散性の高いスラリーが得難い。リン酸カルシウム系化合物の粉体の平均粒子径が２０μｍ超であると、リン酸カルシウム系化合物の粉体がスラリー中に沈殿し易く、分散性の高いスラリーが得難い。
　混合スラリーにおける固形分濃度は１０％～７０％とすればよい。混合スラリーの固形分濃度が１０％未満であると、混合スラリーの粘度が低く、発泡が困難となる。混合スラリーの固形分濃度が７０％超であると、混合スラリーの粘度が高過ぎて、発泡が困難となる。
　混合スラリーの粘度は１ｃｐ～２００ｃｐであればよい。混合スラリーの粘度が１ｃｐ未満であると、混合スラリーの粘度が低く、発泡が困難となる。混合スラリーの粘度が２００ｃｐ超であると、混合スラリーの粘度が低く、発泡が困難となる。
　界面活性剤は特に限定しないが、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、デカグリセリンモノラウレート、アルカノールアミド、およびポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール共重合体等の非イオン性界面活性剤、またはこれら非イオン性界面活性剤に酸化エチレンを添加したものが使用出来る。界面活性剤はスラリーの分散剤及び発泡剤として機能する。
　混合スラリーには、さらに、加熱ゲル化有機バインダーを添加してもよい。加熱ゲル化バインダーを添加する場合、混合スラリーを加熱ゲル化有機バインダーのゲル化温度以上に加熱すると、撹拌工程Ｓ２後も発泡スラリー中の気泡の分散性が安定する。
　界面活性剤の添加量は、第一スラリーに対して１ｗｔ％～３０ｗｔ％とすると、スラリーの分散性に優れ、また、撹拌工程Ｓ２による発泡効果が安定する。界面活性剤の添加量が１ｗｔ％未満であると撹拌工程Ｓ２における発泡が不十分となる。界面活性剤の添加量が３０ｗｔ％未満であると、混合スラリー中で界面活性剤が分離し、均一なスラリーが保持できない可能性がある。
　次に、得られた混合スラリーを撹拌して発泡させる（撹拌工程Ｓ２）。具体的には、混合スラリーを撹拌容器に入れ、撹拌容器を遊星運動させる撹拌装置を用いて、所定時間撹拌させて混合スラリーを発泡させて発泡スラリーを得る。
　図３は、本実施形態に係る骨補填材の製造方法に用いる撹拌容器５０を示した模式図であり、撹拌容器５０の一例を示す斜視図である。図４は、邪魔板６の正面図である。
　本実施形態に係る骨補填材の製造方法では、撹拌容器５０内に邪魔板６が設けられている。邪魔板６は、複数の貫通孔７を有する板材からなる。邪魔板６は撹拌容器５０内に立設されて撹拌容器５０の内部空間を部分的に仕切っている。
　図３では、邪魔板６は、撹拌容器５０の底部５２に接合されている例を示しているが、邪魔板が底部５２に接合される構成は必須の構成ではない。邪魔板６は、撹拌時にスラリーと接触可能な位置に設けられていればよい。したがって、邪魔板６は、少なくとも撹拌容器５０の高さ方向の中央部よりも底部側に設けられていればよい。例えば、図５に示す変形例のように、撹拌容器５０の蓋５１に邪魔板６０が接合される構成であってもよい。
　図５に示す例では、邪魔板６０は、撹拌容器５０の深さに略等しい長さを有する。図５に示す例では、撹拌容器５０に蓋５１を取り付けた状態では、邪魔板６０の下端部は撹拌容器５０の底部５２近傍に位置する。
　邪魔板６は、邪魔板６の面積に対する貫通孔７の開口面積比が２０％以上であればよい。邪魔板６の面積は、邪魔板６の外縁で形成される領域の面積である。例えば、図４に示す例では、邪魔板６の面積は２辺の長さＬ１及びＬ２の積である。邪魔板の面積に対する、複数の貫通孔の合計開口面積の比が２０％以上であればよい。
　邪魔板６０は、例えば、金属製、樹脂製からなる板材が採用できる。樹脂製の邪魔板は、軽量であるため撹拌時の撹拌容器５０の回転に影響を与え難い。
　邪魔板６は、図３に示すように平板状であってもよいし、図５に示すように、曲折したＬ字型の邪魔板６０であってもよい。邪魔板は矩形である必要はない。
　邪魔板６は、複数の貫通孔が形成されていればよく、貫通孔の形状は特に限定されない。図６から図９に邪魔板の変形例の正面図を示す。図６に示す変形例の邪魔板６Ａは、図４に示す邪魔板６の貫通孔７よりも各貫通孔７Ａの開口径が小さく、貫通孔７Ａの数が多い例である。図７に示す変形例の邪魔板６Ｂは、図４に示す邪魔板６の貫通孔７よりも各貫通孔７Ｂの開口径が大きく、貫通孔７Ｂの数が少ない例である。図８に示す変形例の邪魔板６Ｃは、貫通孔７Ｃが長円形状の例である。図９に示す邪魔板６Ｄは、中央部がメッシュ状に形成され、複数の貫通孔７Ｄが形成された例である。
　撹拌容器５０の遊星運動とは、図３に示すように、第一回転Ｒ１と第二回転Ｒ２とが同時に行われる回転運動である。第一回転Ｒ１は、撹拌容器５０上の第一回転軸Ｃ１を中心に撹拌容器５０が回転する（自転）。第二回転Ｒ２は、撹拌容器５０の第一回転軸Ｃ１と異なる第二回転軸Ｃ２の周囲を撹拌容器５０が周回する（公転）。撹拌容器５０が遊星運動をすることにより、撹拌容器５０内の混合スラリーが撹拌される。本実施形態では、撹拌容器５０は略円柱形状であり、円柱の中心軸線に沿って第一回転軸Ｃ１が設定され、撹拌容器５０は、第一回転軸Ｃ１を中心として第一回転Ｒ１する。撹拌容器５０は、第一回転軸Ｃ１が鉛直方向に対して傾斜して設置される。第二回転Ｒ２は、撹拌容器５０から離間した位置で鉛直方向に延びる位置に設定された第二回転軸Ｃ２の周りを撹拌容器５０が周回する。
　内部に邪魔板６が設けられた撹拌容器５０に混合スラリーが入れられ、上述の遊星運動で撹拌容器５０が回転する。この結果、混合スラリーは邪魔板６の貫通孔７を通過しながら撹拌され、均質な気泡が形成された発泡スラリーとなる。
　撹拌容器を遊星運動させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置を使用できる。撹拌容器を遊星運動させる撹拌装置は、従来、脱泡装置として使用されている。本願の発明者は、撹拌容器内部に邪魔板６を設け、撹拌容器を遊星運動させる撹拌装置で撹拌することにより、撹拌時に発泡スラリー中の気泡の大きさを均質化させることを見出した。すなわち、従来の撹拌装置では、撹拌容器を遊星運動させることにより容器内のスラリーに遠心力が働き、スラリー中に存在する気泡を除去していた。しかし、本願の発明者は、撹拌容器５０内に、複数の貫通孔７を有する邪魔板６を設けて撹拌容器５０を回転させることにより、スラリーが邪魔板６により撹拌され、泡立て効果が得られることを見出した。加えて、撹拌容器５０の遊星運動により生じる遠心力によりスラリー内の微細な気泡が除去される。この結果、発泡スラリー中に多数の球状の気泡が形成可能となる。
　撹拌工程Ｓ２では、撹拌容器５０を、２４０ｒｐｍ～６４０ｒｐｍで第一回転Ｒ１させながら、４８０ｒｐｍ～１２８０ｒｐｍで第二回転Ｒ２させ、１～６分間撹拌する。例えば、第一回転Ｒ１の回転速度は、第二回転Ｒ２の回転速度の５０％に設定する。第一回転Ｒ１の回転数が４８０ｒｐｍ未満であると発泡が不十分となる可能性がある。第一回転Ｒ１の回転数が１１８０ｒｐｍ超であると、対流による脱泡作用が働き、気泡の形成が不十分となる。また、第一回転Ｒ１の回転数が１１８０ｒｐｍ超であると、発泡スラリーが発熱し、発泡スラリーの性状が変わり、発泡が不十分となる可能性がある。撹拌時間が１分未満であると発泡が不十分となる。撹拌時間を６分よりも長くしても、気泡の形成効果の更なる向上が見られず、生産性の向上に寄与しない。
　次に、発泡スラリーを骨補填材１の外形状に沿った型容器内に入れて乾燥させ、乾燥体を得る（乾燥工程Ｓ３）。乾燥工程により、発泡スラリー中の溶媒が蒸発し、凝集したβ－ＴＣＰ粉からなる乾燥体が得られる。
　次に、乾燥体を加熱炉に入れて高温加熱して焼結させて焼結体を得る（焼結工程Ｓ４）。
　本実施形態に係る骨補填材の製造方法によれば、邪魔板６を備える撹拌容器５０内に混合スラリーを入れて遊星運動させて撹拌する。この結果、邪魔板６により、撹拌中の混合スラリーに乱流が形成され、球状の気泡が多数形成された発泡スラリーが得られる。また、発泡スラリー中に球状の気泡をより確実に分散させることができる。したがって、その後、乾燥工程Ｓ３、焼結工程Ｓ４により、球状の気泡を多数発生させた発泡スラリーから焼結体を得ると、多数の球状気孔を有する多孔質体の骨補填材１が得られる。
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したり、各実施形態の構成要素を組み合わせたりすることが可能である。
　以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
（実施例１）
　β-ＴＣＰ１２０重量部、精製水４０重量部を混合した第一スラリーに、分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム塩を２０重量部添加し、撹拌装置（共立機械社製、ＨＭ－４００ＷＶ）にて、回転速度９６０ｒｐｍで３分間した撹拌した。このスラリーに、発泡剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテルを２重量部更に混合して、混合スラリーを得た（準備工程Ｓ１）。
　図３に示した撹拌容器５０を用意した。撹拌容器５０には、直径６ｍｍの円形の貫通孔がセンターピッチ９ｍｍで形成され、開口率３３％の邪魔板６が設けられている。混合スラリーを入れた撹拌容器５０を撹拌装置にセットした。回転速度９６０ｒｐｍで３分間、遊星運動下で混合スラリーを撹拌し、発泡スラリーを得た（撹拌工程Ｓ２）。発泡スラリーを三角柱形状の容器に入れて、７日間室温乾燥させた後、オーブンにて２４時間乾燥し、乾燥体を得た（乾燥工程Ｓ３）。次に、乾燥体を１０５０℃で２時間、大気中で焼結し、β－ＴＣＰで構成される多孔体からなる骨補填材１を得た。
　得られた骨補填材１の切断面の一部のＳＥＭ画像を図１０及び図１１に示す。図１０は倍率が５０倍のＳＥＭ画像であり、図１１は倍率が５００倍のＳＥＭ画像である。図１０に示すＳＥＭ画像を見ると、多数の球状気孔が多数形成されていることが確認できた。また、球状気孔が均一に分散して形成されていることが確認できた。図１１に示すＳＥＭ画像では、真円度が高い球状気孔が確認できた。さらに、図１１に示すＳＥＭ画像を見ると、球状気孔に連通孔が形成されていることも確認できた。
　次に、マイクロフォーカスＸ線ＣＴ装置（日立製作所社製、ＳＵ１５１０）を用いて実施例１の骨補填材の３か所の断面画像を得た。各断面を撮像したＣＴ画像を図１４に示す。図１４において、黒点状に映るものが球状気孔である。図１４に示すように、各断面において、球状気孔が分散しており、各断面間でも球状気孔の分布にばらつきがないことが確認できた。
　（実施例２～５）
　実施例２～５は、撹拌容器の邪魔板を図６～９に示す邪魔板６Ａ～６Ｄに変更した例である。その他の製造条件は実施例１と同じである。実施例２～５で用いた邪魔板６Ａ～６Ｄの条件を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（比較例）
　比較例として、相対気孔率５７％の従来公知の市販の骨補填材を用い、実施例と同様の特性を測定した。実施例１と同様に、比較例の骨補填材の切断面のＳＥＭ画像、ＣＴ画像を撮像した。図１２は、比較例の骨補填材の切断面の５０倍のＳＥＭ画像であり、図１３は、５００倍のＳＥＭ画像である。図１２及び図１３を見ると、比較例の骨補填材は気孔の分散状態のばらつきならびに形状のばらつきが大きいことが確認できた。また、比較例の骨補填材の気孔の形状は真球度が低いことが確認できた。
　図１５に、比較例の骨補填材の３つの断面のＣＴ画像を示す。図１４に示した実施例の骨補填材のＣＴ画像と比べると、比較例の骨補填材は、各断面において、球状ではない気孔が多く確認できた。
　実施例１で得られた骨補填材１について、相対気孔率、球状気孔の平均気孔径、平均気孔径の標準偏差、球状気孔の真円度、真円度の標準偏差、骨補填材の圧縮強度を測定した。測定結果を表２に示す。
　相対気孔率、球状気孔の平均気孔径、球状気孔の真円度、及び骨補填材の圧縮強度は以下の方法で測定した。
　（相対気孔率）
　骨補填材の切断面のＳＥＭ画像上で複数の気孔の気孔径を計測し、骨補填材の相対気孔率を算出した。相対気孔率は、以下の方法で測定した。試験片の嵩密度Ｄを求め、相対気孔率＝（１－嵩密度Ｄ／３．０７）×１００の式に基づき相対気孔率を算出した。
　（球状気孔の平均気孔径及び真円度）
　図１４に示したマイクロＸ線ＣＴ画像の画像解析を行い、球状気孔の平均気孔径及び真円度を算出した。
　（圧縮強度）
　圧縮試験機（島津製作所社製、ＡＵＴＯ　ＧＲＡＰＨ　２０００ＧＥ）を用いて、実施例１の骨補填材の圧縮強度を計測した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１～実施例５の骨補填材は、相対気孔率が５９％以上であり、かつ、圧縮強度が２１．６Ｍｐａ以上となっていた。したがって、相対気孔率が高く、圧縮強度が高い骨補填材が得られた。また、実施例１～実施例５の骨補填材は、真円度が平均１．５μｍ以下であり、かつ、真円度の標準偏差が０．６μｍ以下と非常に真円度が高く均一な球状気孔が形成されていることが確認できた。
　一方、比較例の骨補填材は、相対気孔率及び圧縮強度が実施例より劣る結果となった。また、真円度が平均３．０μｍであり、真円度の標準偏差が２．６μｍであり、実施例より劣る結果となった。
　実施例１～実施例５の骨補填材は、比較例の骨補填材と比較して、相対気孔率が高く、均一性に優れた球状気孔を有する多孔体であった。したがって、骨形成に必要な骨芽細胞等を気孔内に均一に浸入させることができると推察される。また、圧縮強度が高いことから、例えば、下肢などの荷重部位に埋植する骨補填材として、破損などのリスク低減が期待できる結果が得られた。
　相対気孔率が高く、かつ、機械的強度が高いセラミックス多孔体からなる骨補填材を提供できる。
　１　　骨補填材
　２　　球状気孔
　３　　連通気孔
　５０　　撹拌容器
　６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６０　　邪魔板
　７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ，７０　　貫通孔

Claims (8)

  1. 　複数の球状気孔を有し、相対気孔率が５８％以上であり、圧縮強度が２１ＭＰａ以上であるセラミックス多孔体からなる骨補填材。
  2. 　前記複数の球状気孔の真円度が平均１．５μｍ以下である請求項１に記載の骨補填材。
  3. 　平均気孔径が１００～１３０μｍである請求項１または請求項２に記載の骨補填材。
  4. 　前記セラミックス多孔体はリン酸カルシウム系化合物で構成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の骨補填材。
  5. 　リン酸カルシウム系化合物で構成される粉体を含有する第一スラリーに界面活性剤を添加して混合スラリーを作製する準備工程と、
    　複数の貫通孔を有する邪魔板を内部に立設した撹拌容器に、前記混合スラリーを入れ、遊星運動を伴う前記撹拌容器の回転により前記撹拌容器内の前記混合スラリーを撹拌して前記混合スラリーを発泡させた発泡スラリーを得る撹拌工程と、
    　前記発泡スラリーを乾燥させて乾燥体を得る乾燥工程と、
    　前記乾燥体を焼結する焼結工程と、
    　を含む骨補填材の製造方法。
  6. 　前記邪魔板は、少なくとも前記撹拌容器の高さ方向の中央部よりも底部側に設けられている
    　請求項５に記載の骨補填材の製造方法。
  7. 　前記邪魔板の面積に対する前記貫通孔の開口面積比が２０％以上である請求項５に記載の骨補填材の製造方法。
  8. 　前記撹拌工程において、前記混合スラリーを１分～６分間撹拌する請求項５に記載の骨補填材の製造方法。
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