JP2003300806A - Calcium phosphate-based biomaterial containing calcium carbonate - Google Patents
Calcium phosphate-based biomaterial containing calcium carbonateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、生体内で使用す
る、炭酸カルシウムを含有したリン酸カルシウム系生体
材料に関し、さらに詳しくは、機械的特性、生体親和性
及び生体機能性（骨伝導能など）に優れたリン酸カルシ
ウム系生体材料に関する。本発明の新規な炭酸カルシウ
ム複合リン酸カルシウム系生体材料は、骨補填材、骨置
換材、生体内吸収材料、人工骨、生体内吸収性骨折プレ
ート、薬物徐放材料、義歯床用材料、歯科修復材、根管
充填材などの生体親和性、機械的特性、生体吸収性を必
要とする各種生体用分野に有用である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a calcium phosphate-based biomaterial containing calcium carbonate, which is used in a living body, and more specifically, in terms of mechanical properties, biocompatibility and biofunctionality (such as osteoconductivity). The present invention relates to an excellent calcium phosphate biomaterial. The novel calcium carbonate composite calcium phosphate-based biomaterial of the present invention is a bone filling material, bone replacement material, bioabsorbable material, artificial bone, bioabsorbable fracture plate, drug sustained release material, denture base material, dental restorative material. It is useful for various biomedical fields that require biocompatibility, mechanical properties, and bioabsorbability such as root canal filling materials.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の生体内埋込材料には、セ
ラミック材料、プラスチック材料、金属材料またはそれ
らの複合材料が使用されている。該セラミック材料は生
体親和性に優れるものが多く、中でもハイドロキシアパ
タイト（HAP ：Ca10(PO4)6(OH) 2 ）に代表されるリン酸
カルシウム系化合物は、骨などの生体組織と結合し、一
体化することが知られている。しかしながら、該リン酸
カルシウム系化合物を基剤とするセラミック材料は、特
に金属材料などと比較して機械的性質が充分でなく、強
度を必要とする生体組織の代替等に使用することは難し
い。したがって、セラミック材料は機械的性質の優れる
金属材料などと複合して使用されるか、応力が負荷され
ない生体部位に適用されているのが現状である。具体的
な医歯用セラミック材料としては、焼結体、焼結多孔
体、顆粒およびセメントなどとして骨補填材などの用途
に適用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, this type of in-vivo implantable material has been
Lamic material, plastic material, metal material or it
These composite materials are used. The ceramic material is raw
Many of them have excellent body affinity, especially hydroxyapa
Tight (HAP: CaTen(POFour)6(OH) 2) Representative phosphoric acid
Calcium-based compounds bind to biological tissues such as bone and
It is known to embody. However, the phosphoric acid
Ceramic materials based on calcium compounds are
In comparison with metal materials, the mechanical properties are not sufficient and
It is difficult to use as a substitute for living tissue that requires a certain degree
Yes. Therefore, ceramic materials have excellent mechanical properties
It is used in combination with metal materials, or stress is applied.
It is currently applied to non-living parts. concrete
Ceramic materials for medical and dental use include sintered bodies and sintered porous materials.
Applications such as bone filling materials as bodies, granules and cement
Has been applied to.
【０００３】骨補填材としては、リン酸カルシウム系の
セメントが実用化されているが、基材粉末の組成から２
つのタイプに大別される。一つは、α型リン酸三カルシ
ウム（αTCP ：α-Ca3(PO4)2）を基材粉末とするもの
で、そのαTCP 粉末にHAP 、リン酸四カルシウム（TTC
P：Ca4(PO4)2O）、リン酸水素カルシウム（DCPA：CaHPO
4またはDCPD：CaHPO4・2H2O）、β型リン酸三カルシウ
ム（βTCP ：β-Ca3(PO4)2）および炭酸カルシウム粉末
などを各種性質の調節材として混入させているものが多
い。他の一つは、基材粉末にTTCPとDCPA（またはDCPD）
とを用いてなるセメントである。双方のセメント練和液
には、水またはリンおよびカルシウム系の水溶液等が使
用されている。Calcium phosphate cement has been put into practical use as a bone filling material.
There are two types. One is to use α-type tricalcium phosphate (αTCP: α-Ca 3 (PO 4 ) 2 ) as the base powder, and the αTCP powder contains HAP and tetracalcium phosphate (TTC).
P: Ca 4 (PO 4 ) 2 O), calcium hydrogen phosphate (DCPA: CaHPO)
4 or DCPD: CaHPO 4・ 2H 2 O), β-type tricalcium phosphate (βTCP: β-Ca 3 (PO 4 ) 2 ) and calcium carbonate powder are often mixed as regulators of various properties. . The other one is TTCP and DCPA (or DCPD) as the base powder.
It is a cement using and. Water or a phosphorus- and calcium-based aqueous solution or the like is used as the cement mixture for both.
【０００４】これらのセメントはHAP を生成して硬化
（凝固）するため、生体親和性に優れ、硬組織（骨な
ど）の欠損部に充填すると組織と結合し、一体化し易
い。また、セメント成分によっては骨と置換してゆくも
のもあるが、強度が著しく低いため、使用部位にはかな
り制限されているのが現状である。Since these cements produce HAP and harden (coagulate), they have excellent biocompatibility, and when they are filled in a defect portion of hard tissue (bone or the like), they are easily combined with the tissue and integrated. Further, some cement components are replaced with bones, but the strength is extremely low, so that the site to be used is considerably limited under the present circumstances.
【０００５】リン酸カルシウムセメント硬化体の結晶相
であるHAP の結晶構造内に炭酸基（CO3 ）が一部導入さ
れた炭酸アパタイトは、骨類似のアパタイトであり、HA
P よりさらに生体親和性および生体吸収性に優れること
が知られている。リン酸カルシウムセメント硬化体中に
炭酸アパタイトを生成させるため、粉末中へ少量の炭酸
カルシウムを添加したり、練和液に炭酸イオン含有水溶
液を用いる試みが検討されている。Carbonate apatite in which a carbonate group (CO 3 ) is partially introduced into the crystal structure of HAP, which is a crystal phase of a calcium phosphate cement hardened product, is a bone-like apatite.
It is known that it is more biocompatible and bioabsorbable than P. In order to generate carbonate apatite in a calcium phosphate cement hardened product, attempts are being made to add a small amount of calcium carbonate to the powder or to use a carbonate ion-containing aqueous solution as a kneading solution.
【０００６】一方、組織再生工学を利用する組織再生医
療を支援するための生体吸収性材料や、骨折治癒後の摘
出手術を必要としない生体吸収性骨折プレートが、ポリ
Ｌ乳酸などの生体吸収性ポリマーを利用して開発されて
いる。このような材料の機械的性質（強さや弾性係数な
ど）は硬（骨）組織と類似することが理想であるが、生
体吸収性ポリマーの弾性係数や強さは硬組織よりかなり
低い。さらに生体吸収（溶解）時にpHが低下すること
は、炎症を起こす可能性があり、懸念されている。On the other hand, bioabsorbable materials for supporting tissue regeneration medicine utilizing tissue regeneration engineering and bioabsorbable fracture plates that do not require excision surgery after fracture healing are bioabsorbable materials such as poly-L-lactic acid. It is developed using polymers. Ideally, the mechanical properties (strength, elastic modulus, etc.) of such materials are similar to hard (bone) tissue, but the bioabsorbable polymer has significantly lower elastic modulus and strength than hard tissue. Furthermore, a decrease in pH during bioabsorption (dissolution) may cause inflammation and is of concern.
【０００７】また、歯科材料および医用材料の強化や補
強に、ガラス繊維、カーボン繊維および各種ウィスカー
などの複合による適用が試みられている。それらの繊維
は、生体に対する安全性やマトリックスとの結合などの
問題を有している。[0007] Further, for reinforcement and reinforcement of dental materials and medical materials, application of composites of glass fibers, carbon fibers and various whiskers has been attempted. These fibers have problems such as safety to living bodies and bonding with a matrix.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、生体内での
使用部位および使用条件に適応した機械的特性を有し、
さらに生体材料として重要な生体親和性を考慮し、生体
組織と一体化する生体材料を提供することを目的とす
る。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has mechanical properties adapted to the site and conditions of use in a living body,
Further, in consideration of biocompatibility which is important as a biomaterial, it is another object of the present invention to provide a biomaterial which is integrated with a biotissue.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述した
実情に鑑み、上記課題を解決するべく鋭意研究した結
果、炭酸カルシウムを含有したリン酸カルシウム系化合
物が、生体親和性と機械的特性を満足した生体用材料で
あることを見出し、本発明を完成させるに至った。Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned circumstances, the inventors of the present invention have conducted diligent research to solve the above-mentioned problems, and as a result, a calcium phosphate-containing compound containing calcium carbonate has improved biocompatibility and mechanical properties. They have found that the material is a satisfactory biomaterial, and have completed the present invention.
【００１０】即ち、本発明の請求項１はアスペクト比
（結晶長さ/ 結晶幅）が１〜５０の炭酸カルシウムを含
有するリン酸カルシウム系化合物からなることを特徴と
するリン酸カルシウム系生体材料を内容とする。That is, claim 1 of the present invention relates to a calcium phosphate-based biomaterial characterized by comprising a calcium phosphate-based compound containing calcium carbonate having an aspect ratio (crystal length / crystal width) of 1 to 50. .
【００１１】本発明の請求項２は、炭酸カルシウムのア
スペクト比が１．５〜３０であることを特徴とする請求
項１記載のリン酸カルシウム系生体材料を内容とする。A second aspect of the present invention is the calcium phosphate biomaterial according to the first aspect, characterized in that the aspect ratio of calcium carbonate is 1.5 to 30.
【００１２】本発明の請求項３は、炭酸カルシウムの結
晶型が、アラゴナイト結晶型であることを特徴とする請
求項１又は２記載のリン酸カルシウム系生体材料を内容
とする。[0012] A third aspect of the present invention relates to the calcium phosphate-based biomaterial according to the first or second aspect, wherein the crystal form of calcium carbonate is the aragonite crystal form.
【００１３】本発明の請求項４は、炭酸カルシウムの含
有量が、リン酸カルシウム系化合物１００重量部に対
し、１〜１０００重量部であることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載のリン酸カルシウム系生体
材料を内容とする。According to a fourth aspect of the present invention, the content of calcium carbonate is 1 to 1,000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the calcium phosphate compound, and any one of the first to third aspects is characterized. The content is the described calcium phosphate-based biomaterial.
【００１４】本発明の請求項５は、リン酸カルシウム系
化合物が、α型リン酸三カルシウム、β型リン酸三カル
シウム、リン酸水素カルシウム、リン酸水素カルシウム
二水和物、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム、
ハイドロキシアパタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパ
タイトからなる群より選ばれた少なくとも１種からなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の
リン酸カルシウム系生体材料を内容とする。In a fifth aspect of the present invention, the calcium phosphate compound is α-type tricalcium phosphate, β-type tricalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate dihydrate, tetracalcium phosphate, phosphorus. Octacalcium acid,
The calcium phosphate biomaterial according to any one of claims 1 to 4, comprising at least one selected from the group consisting of hydroxyapatite, carbonate apatite, and fluorapatite.
【００１５】本発明の請求項６は、ポリ乳酸系化合物お
よび／またはタンパク含有ゼラチン系化合物を含有して
なる請求項１〜５のいずれか１項に記載のリン酸カルシ
ウム系生体材料を内容とする。A sixth aspect of the present invention includes the calcium phosphate-based biomaterial according to any one of the first to fifth aspects, which comprises a polylactic acid-based compound and / or a protein-containing gelatin-based compound.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明のリン酸カルシウム系生体材料は、炭酸カ
ルシウムを含有するリン酸カルシウム系化合物からなる
ことを特徴とする。炭酸カルシウムは、生体親和性の高
い炭酸アパタイトの生成と硬化体組織の緻密化（HAP の
針状結晶の生成）による機械的特性の向上に必要不可欠
である。また、使用する炭酸カルシウムの結晶形態に関
しては特に限定されず、一般的に幅広く利用されている
カルサイト型結晶でも良いが、反応活性の観点から、好
ましくはアラゴナイト型結晶が用いられる。また、形状
に関しても特に限定されるものでなく、球状、板状、立
方状、針状、棒状、紡錘状、柱状、コロイド状、不定形
状等、あらゆる形状のものが使用できる。しかしなが
ら、機械的特性の向上を考慮すると、アスペクト比（結
晶長さ／結晶幅）が１〜５０のウィスカー状炭酸カルシ
ウムが好ましく、より好ましくはアスペクト比が1.5 〜
３０、さらに好ましくはアスペクト比が３〜２０のウィ
スカー状炭酸カルシウムである。具体的には、アラゴナ
イト型ウィスカー状炭酸カルシウム（商品名：ウィスカ
ルＡ、丸尾カルシウム株式会社製）、アラゴナイ型紡錘
状炭酸カルシウム（商品名：タマパールＴＰ−１２３、
奥多摩工業株式会社製）等が例示できる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail below. The calcium phosphate-based biomaterial of the present invention is characterized by comprising a calcium phosphate-based compound containing calcium carbonate. Calcium carbonate is essential for the formation of carbonate apatite, which has high biocompatibility, and the improvement of mechanical properties by densification of hardened tissue (formation of needle-like crystals of HAP). Further, the crystal form of calcium carbonate used is not particularly limited, and generally widely used calcite type crystals may be used, but from the viewpoint of reaction activity, aragonite type crystals are preferably used. The shape is not particularly limited, and any shape such as spherical shape, plate shape, cubic shape, needle shape, rod shape, spindle shape, columnar shape, colloidal shape, and irregular shape can be used. However, considering the improvement of mechanical properties, whisker-like calcium carbonate having an aspect ratio (crystal length / crystal width) of 1 to 50 is preferable, and more preferably, the aspect ratio is 1.5 to.
30, more preferably whisker-like calcium carbonate having an aspect ratio of 3 to 20. Specifically, aragonite type whisker-like calcium carbonate (trade name: Whiskal A, manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd.), aragonite type spindle-shaped calcium carbonate (trade name: Tamapearl TP-123,
Okutama Industry Co., Ltd.) and the like.
【００１７】本発明の炭酸カルシウム含有リン酸カルシ
ウム系生体材料における炭酸カルシウム含有量は特に限
定されないが、リン酸カルシウム系化合物１００重量部
に対し、１〜１０００重量部含有していることが好まし
い。１重量部未満の場合、生体親和性や機械的特性の向
上が得られにくく、一方、１０００重量部を越えると、
逆に生体親和性や機械的特性が低下する恐れがある。さ
らに好ましくは３〜２００重量部、最も好ましくは５〜
１００重量部である。The calcium carbonate content in the calcium carbonate-containing calcium phosphate biomaterial of the present invention is not particularly limited, but it is preferably 1 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the calcium phosphate compound. When the amount is less than 1 part by weight, it is difficult to improve biocompatibility and mechanical properties, while when the amount exceeds 1000 parts by weight,
On the contrary, biocompatibility and mechanical properties may decrease. More preferably 3 to 200 parts by weight, most preferably 5 to
It is 100 parts by weight.
【００１８】本発明に用いられるリン酸カルシウム系化
合物としては、前述したαTCP 、βTCP 、HAP 、TTCP、
DCPA、DCPD、リン酸カルシウム、炭酸アパタイト、フッ
化アパタイト等が挙げられ、これらは１種又は必要に応
じ２種以上組み合わせて用いられる。Examples of the calcium phosphate compound used in the present invention include αTCP, βTCP, HAP, TTCP,
DCPA, DCPD, calcium phosphate, carbonate apatite, fluorapatite, etc. may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more as necessary.
【００１９】本発明の炭酸カルシウム含有リン酸カルシ
ウム系生体材料は、ティシュエンジニアリングを支援す
る目的の生体吸収性材料、吸収性骨折プレートおよび薬
物／機能タンパク徐放材などとして、更にポリ乳酸系化
合物および／またはタンパク含有ゼラチン系化合物を含
有することができる。ポリ乳酸系化合物としては、ポリ
Ｌ−乳酸、ポリＤ−乳酸、ポリＤＬ−乳酸、ポリグリコ
ール酸−乳酸共重合体等が挙げられ、またタンパク含有
ゼラチン系化合物としては、ＢＭＰ、アルブミン等が挙
げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合
わせて用いられる。これらの含有量は、炭酸カルシウム
含有リン酸カルシウム１００重量部に対し２０〜１００
０重量部である。２０重量部未満では生体吸収性や薬物
徐放性が低下し、一方、１０００重量部を越えると充分
な機械的性質を得ることができない。The calcium carbonate-containing calcium phosphate-based biomaterial of the present invention is a bioabsorbable material for the purpose of supporting tissue engineering, an absorbable fracture plate, a drug / functional protein sustained-release material, etc., and a polylactic acid-based compound and / or A protein-containing gelatin compound can be contained. Examples of the polylactic acid-based compound include poly L-lactic acid, poly D-lactic acid, poly DL-lactic acid, polyglycolic acid-lactic acid copolymer, and the like. Examples of the protein-containing gelatin-based compound include BMP and albumin. These may be used alone or in combination of two or more as necessary. The content of these is 20 to 100 relative to 100 parts by weight of calcium carbonate-containing calcium phosphate.
0 parts by weight. If it is less than 20 parts by weight, the bioabsorbability and sustained drug release are deteriorated, while if it exceeds 1000 parts by weight, sufficient mechanical properties cannot be obtained.
【００２０】炭酸カルシウム含有リン酸カルシウム系生
体材料を硬化させるための練和液としては、前述したよ
うに水、生理的食塩水、リン酸二水素ナトリウム、リン
酸水素二ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水
素二カリウム、塩化カルシウム、炭酸水素ナトリウム、
炭酸ナトリウム、リン酸、カルボン酸、ポリカルボン酸
等が挙げられ、これらは１種又は必要に応じ２種以上組
み合わせて用いられるが、これらの中で、水溶液および
リン酸緩衝液が、硬化反応、生体親和性および機械的性
質などの点で好ましく使用することができる。As the kneading liquid for hardening the calcium carbonate-containing biomaterial containing calcium carbonate, as mentioned above, water, physiological saline, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, Dipotassium hydrogen phosphate, calcium chloride, sodium hydrogen carbonate,
Sodium carbonate, phosphoric acid, carboxylic acid, polycarboxylic acid and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more if necessary. Among these, an aqueous solution and a phosphate buffer solution are It can be preferably used in terms of biocompatibility and mechanical properties.
【００２１】本発明に係る、炭酸カルシウム含有リン酸
カルシウム系化合物からなる生体材料の調整法は、常法
の方法で特に問題はないが、好ましい調整方法を示せば
下記のとおりである。The method for preparing a biomaterial composed of a calcium carbonate-containing calcium phosphate compound according to the present invention is a conventional method, and there is no particular problem, but a preferred method for preparation is as follows.
【００２２】セメント粉末の配合量リン酸カルシウム系
化合物（αＴＣＰ等）：１００重量部炭酸カルシウム
：１〜１０００重量部セメント練和液の配合量セメン
ト練和液（リン酸二水素二ナトリウム等）：０．１〜２
モル／Ｌ練和条件粉／液比 ：０．５〜５．０練和時間
：０．５〜３．０分間Compounding amount of cement powder Calcium phosphate compound (αTCP etc.): 100 parts by weight Calcium carbonate: 1-1000 parts by weight Compounding amount of cement mixing liquid Cement mixing liquid (disodium dihydrogen phosphate etc.): 0. 1-2
Molar / L mixing condition powder / liquid ratio: 0.5 to 5.0 mixing time: 0.5 to 3.0 minutes
【００２３】[0023]
【実施例】以下、本発明を実験例に基づいて更に詳細に
説明するが、本発明はこれら実験例により何ら制限され
ないことは云うまでもない。まず、実験例で使用される
αTCP 及びアラゴナイト型ウィスカー状炭酸カルシウム
を調製した。EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on experimental examples, but it goes without saying that the present invention is not limited to these experimental examples. First, αTCP and aragonite-type whisker-like calcium carbonate used in Experimental Examples were prepared.
【００２４】（ａ）基材粉末としてのαTCP の調整炭酸
カルシウム粉末とDCPD粉末を、カルシウムとリンの原子
比（Ca/P）が1.5になるように調整した複合粉末をアル
ミナ坩堝中に入れ、１４００℃の電気炉で５時間、加熱
反応させた。加熱反応後、電気炉内で徐冷させるとβTC
P が混入するため、ただちに電気炉から坩堝を取り出
し、室温中で急冷した。この加熱反応により作製したα
TCP を、アルミナ磁器製粉砕器で平均粒径２〜３μｍに
なるよう粒度調整した。(A) Preparation of αTCP as base powder Calcium carbonate powder and DCPD powder were prepared so that the atomic ratio (Ca / P) of calcium and phosphorus would be 1.5, and put into an alumina crucible. A heating reaction was performed in an electric furnace at 1400 ° C. for 5 hours. After the heating reaction, if it is slowly cooled in an electric furnace, βTC
Since P was mixed in, the crucible was immediately removed from the electric furnace and rapidly cooled at room temperature. Α produced by this heating reaction
The particle size of TCP was adjusted with an alumina porcelain crusher so that the average particle size was 2-3 μm.
【００２５】（ｂ）アラゴナイト型ウィスカー状炭酸カ
ルシウムの調整繊維幅約１μｍ、繊維長さ２０〜６０μ
ｍのアラゴナイト型ウィスカー状炭酸カルシウムをアル
ミナ乳鉢で粉砕し、電磁篩震とう器を用い、篩の目開き
を調節して震とうし、アスペクト比５．０を有する炭酸
カルシウム短繊維粉末を得た。アスペクト比は、微測計
付の光学顕微鏡で測定した。(B) Preparation of aragonite-type whisker-like calcium carbonate Fiber width of about 1 μm, fiber length of 20 to 60 μm
m aragonite type whisker-like calcium carbonate was crushed in an alumina mortar and shaken by using an electromagnetic sieve shaker by adjusting the sieve opening to obtain calcium carbonate short fiber powder having an aspect ratio of 5.0. . The aspect ratio was measured with an optical microscope equipped with a micrometer.
【００２６】実験例１〜３：硬化（凝結）時間上記
（ａ）で調整したαＴＣＰ粉末に上記（ｂ）で調整した
アスペクト比５．０のアラゴナイト型ウィスカー状炭酸
カルシウムを重量比で０／１００、１０／９０および２
０／８０配合し、１．２モル／Ｌのリン酸二水素ナトリ
ウムで練和した。練和したセメント泥を直径６ｍｍ×厚
さ３ｍｍのプラスチック（ＰＭＭＡ）製成形型に填入
し、型ごと３７℃、湿度約１００％の定温定湿器内に所
定の時間静置し、養生した。それらのセメント泥の硬化
時間を、ＩＳＯ７４８９（ＪＩＳ：Ｔ６６０７）に従
い、針径１ｍｍのビカー針装置を使用して測定した。結
果を表１に示す。Experimental Examples 1 to 3: Curing (setting) time The αTCP powder prepared in (a) above was mixed with the aragonite type whisker-like calcium carbonate having an aspect ratio of 5.0 prepared in (b) above in a weight ratio of 0/100. 10/90 and 2
0/80 was blended and kneaded with 1.2 mol / L sodium dihydrogen phosphate. The kneaded cement mud was filled into a plastic (PMMA) mold having a diameter of 6 mm and a thickness of 3 mm, and the mold was allowed to stand for a predetermined time in a constant temperature and humidity chamber at 37 ° C. and a humidity of about 100% for curing. . The hardening time of the cement mud was measured according to ISO7489 (JIS: T6607) using a Vicat needle device with a needle diameter of 1 mm. The results are shown in Table 1.
【００２７】[0027]
【表１】 [Table 1]
【００２８】実験例４〜８：間接引張強さ上記（ａ）で
調整したαＴＣＰ粉末にアスペクト比５．０のアラゴナ
イト型ウィスカー状炭酸カルシウムを重量比で０／１０
０、１０／９０、２０／８０、３０／７０および５０／
５０配合し、０．６モル／Ｌのリン酸二水素ナトリウム
で練和した。練和したセメント泥を直径６ｍｍ×厚さ３
ｍｍのプラスチック（ＰＭＭＡ）製成形型に填入し、型
ごと３７℃、湿度約１００％の定温定湿器内に所定の時
間静置し、養生した。このときの硬化体（硬化２４時間
後および１週後）の間接引張強さを、材料試験機により
加圧速度０．５ｍｍ／分で測定した。結果を表２に示
す。Experimental Examples 4 to 8: Indirect Tensile Strength The αTCP powder prepared in (a) above was mixed with aragonite type whisker-like calcium carbonate having an aspect ratio of 5.0 in a weight ratio of 0/10.
0, 10/90, 20/80, 30/70 and 50 /
50 parts were blended and kneaded with 0.6 mol / L sodium dihydrogen phosphate. Kneaded cement mud diameter 6mm x thickness 3
It was filled in a plastic (PMMA) molding die of mm, and allowed to stand for a predetermined time in a constant temperature and humidity chamber at 37 ° C. and a humidity of about 100% for curing. The indirect tensile strength of the cured product (24 hours after curing and 1 week after curing) at this time was measured by a material testing machine at a pressing rate of 0.5 mm / min. The results are shown in Table 2.
【００２９】[0029]
【表２】 [Table 2]
【００３０】実験例９〜１１：生体親和性上記（ａ）で
調整したαＴＣＰ粉末に上記（ｂ）で調整したアスペク
ト比５．０のアラゴナイト型ウィスカー状炭酸カルシウ
ムを重量比で０／１００、１０／９０および２０／８０
配合し、０．６モル／Ｌのリン酸水素二ナトリウムで練
和した。練和したセメント泥を直径６ｍｍ×厚さ３ｍｍ
のプラスチック（ＰＭＭＡ）製成形型に填入し、型ごと
３７℃、湿度約１００％の定温定湿器内に所定の時間静
置し、養生した。それらのセメント硬化体を擬似体液
（人体液に含有する各種イオンとそれらの濃度を模倣し
た溶液）中に４週間、浸漬した後の重量変化（増加量／
表面積）を測定した。即ち、生体親和性および骨伝導能
などの生体機能性に優れた材料を擬似体液に浸漬する
と、材料表面に骨類似のアパタイトが沈着し、重量増加
する。従って、この重量増加をもって生体親和性を判定
した。結果を表３に示す。Experimental Examples 9 to 11: Biocompatibility The αTCP powder prepared in (a) above was mixed with the aragonite-type whisker-like calcium carbonate having an aspect ratio of 5.0 prepared in (b) above in a weight ratio of 0/100, 10. / 90 and 20/80
The ingredients were blended and kneaded with 0.6 mol / L disodium hydrogen phosphate. Kneaded cement mud diameter 6mm × thickness 3mm
It was filled in a plastic (PMMA) molding die of No. 3, and allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber at 37 ° C. and a humidity of about 100% for a predetermined time for curing. Weight changes (increased amount / increased amount) after immersing these cement hardened bodies in simulated body fluids (solutions that mimic various ions contained in human body fluids and their concentrations) for 4 weeks
The surface area) was measured. That is, when a material excellent in biofunctionality such as biocompatibility and osteoconductivity is immersed in the simulated body fluid, bone-like apatite is deposited on the surface of the material and the weight increases. Therefore, the biocompatibility was judged based on this weight increase. The results are shown in Table 3.
【００３１】[0031]
【表３】 [Table 3]
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上のように、本発明の炭酸カルシウム
含有リン酸カルシウム系生体材料は、良好な機械的性質
を有するとともに、優れた生体親和性および生体機能性
（骨伝導能など）を備え、硬組織（骨）代替材料に限ら
ず、機械的特性や生体機能性の調節が可能な生体材料と
して広範囲の用途に有用である。As described above, the calcium carbonate-containing biomaterial containing calcium carbonate of the present invention has good mechanical properties, excellent biocompatibility and biofunctionality (such as osteoconductivity), and It is useful not only for tissue (bone) substitute materials but also for a wide range of applications as biomaterials capable of controlling mechanical properties and biofunctionality.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 洋二 徳島県徳島市上吉野町２−１−18 Ｆターム(参考） 4C081 AB04 AB06 BA13 CA172 CD152 CF011 CF021 DA11 4C089 AA03 AA06 BA08 BA16 BE07 BE17 CA02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yoji Miyamoto 2-1-18 Kamiyoshino-cho, Tokushima City, Tokushima Prefecture F-term (reference) 4C081 AB04 AB06 BA13 CA172 CD152 CF011 CF021 DA11 4C089 AA03 AA06 BA08 BA16 BE07 BE17 CA02
Claims (6)
〜５０の炭酸カルシウムを含有するリン酸カルシウム系
化合物からなることを特徴とするリン酸カルシウム系生
体材料。1. The aspect ratio (crystal length / crystal width) is 1
A calcium phosphate-based biomaterial comprising a calcium phosphate-based compound containing 50 to 50 calcium carbonate.
〜３０であることを特徴とする請求項１記載のリン酸カ
ルシウム系生体材料。2. The aspect ratio of calcium carbonate is 1.5.
It is -30, The calcium-phosphate type biomaterial of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
ト結晶型であることを特徴とする請求項１又は２記載の
リン酸カルシウム系生体材料。3. The calcium phosphate-based biomaterial according to claim 1, wherein the crystal form of calcium carbonate is an aragonite crystal form.
シウム系化合物１００重量部に対し、１〜１０００重量
部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
に記載のリン酸カルシウム系生体材料。4. The calcium phosphate-based biomaterial according to claim 1, wherein the content of calcium carbonate is 1 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the calcium phosphate-based compound. .
酸三カルシウム、β型リン酸三カルシウム、リン酸水素
カルシウム、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸四
カルシウム、リン酸八カルシウム、ハイドロキシアパタ
イト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイトからなる群よ
り選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする請
求項１〜４のいずれか１項に記載のリン酸カルシウム系
生体材料。5. The calcium phosphate-based compound is α-type tricalcium phosphate, β-type tricalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate dihydrate, tetracalcium phosphate, octacalcium phosphate, hydroxyapatite. The calcium phosphate-based biomaterial according to any one of claims 1 to 4, comprising at least one selected from the group consisting of, carbonate apatite, and fluorapatite.
ク含有ゼラチン系化合物を含有してなる請求項１〜５の
いずれか１項に記載のリン酸カルシウム系生体材料。6. The calcium phosphate biomaterial according to any one of claims 1 to 5, which comprises a polylactic acid compound and / or a protein-containing gelatin compound.
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|---|---|---|---|---|
| JP4594439B1 (en) * | 2009-12-29 | 2010-12-08 | 靖雄 知念 | Caries treatment and method for producing the same |
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2002
- 2002-04-12 JP JP2002110287A patent/JP2003300806A/en active Pending
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| JP4594439B1 (en) * | 2009-12-29 | 2010-12-08 | 靖雄 知念 | Caries treatment and method for producing the same |
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