JP3063013B2 - Hydration-reactive calcium phosphate-based biomaterial with room-temperature setting ability - Google Patents
Hydration-reactive calcium phosphate-based biomaterial with room-temperature setting abilityInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は生体親和性を有する硬組
織代替材料として有用な生体材料に関するものであり、
とくに歯科領域における歯牙欠損空隙部の治療や修復に
際して様々に応用するのに適した水和反応型リン酸カル
シウム系生体材料に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biomaterial useful as a hard tissue substitute material having biocompatibility.
In particular, the present invention relates to a hydration-reacting calcium phosphate-based biomaterial suitable for various applications in treating and restoring a tooth-deficient void in a dental field.
【０００２】[0002]
【従来の技術】医科及び歯科領域における硬組織代替材
料として、骨および歯質の無機成分ときわめて近似する
組成を持つリン酸カルシウム系化合物は、生体親和性材
料としての中心的存在意義が日増しに高まっている。2. Description of the Related Art As a hard tissue substitute material in the fields of medicine and dentistry, calcium phosphate compounds having a composition very similar to the inorganic components of bone and dentin are increasingly increasing in significance as a biocompatible material. ing.
【０００３】無機成分の主体は、いうまでもなくハイド
ロキシアパタイトであるが、合成ハイドロキシアパタイ
ト粉状体を固型物とするには、この合成物自体は自己反
応硬化性を有していないので、たとえば高温での焼成体
として得られたものを成形加工して適用する等の特殊な
方法に頼らざるをえない。従って、臨床の場で多くの材
料に一般的にみられる粉剤と液剤との常温硬化反応によ
る臨床処法を採用することが出来ず、直接の利用は限定
されたものになっている。Needless to say, the main component of the inorganic component is hydroxyapatite. However, when a synthetic hydroxyapatite powder is formed into a solid product, the synthetic product itself does not have a self-reaction hardening property. For example, it is necessary to rely on a special method such as forming and applying a product obtained as a fired body at a high temperature. Therefore, it is not possible to adopt a clinical treatment method based on a room temperature curing reaction between a powder and a liquid, which is generally found in many materials in clinical practice, and its direct use is limited.
【０００４】ところが、近年、α型リン酸三カルシウム
に代表されるアパタイト類似のリン酸カルシウム系化合
物の幾つかは水との水和反応により凝結し、しかも固型
化したものはハイドロキシアパタイトに転化するので、
それを応用した方法が見出だされた。たとえば、そのよ
うな方法は特公昭６１−９２６５号、特開昭５９−１８
２２６３号等に開示されている。特に歯科領域等では従
来の材料と同様の操作方法で用いることが出来るにもか
かわらず、組成は従来品とは全く異なっており、反応硬
化後の固型物は患部生体組織に限りなく近い組成物にな
る。しかしながら、水との練和物は、パサパサの湿り砂
状あるいはスラリー液状で操作性に難点がある、硬化に
時間がかかりすぎる、強度が十分でない等の幾つかの問
題点が残されており、このままではすぐ臨床応用可能と
ならないことも判明した。However, in recent years, some calcium phosphate compounds similar to apatite, such as α-tricalcium phosphate, set by a hydration reaction with water, and solidified ones are converted into hydroxyapatite. ,
A method that applies it has been found. For example, such a method is disclosed in JP-B-61-9265 and JP-A-59-18.
No. 2263 and the like. Especially in the dental field, the composition is completely different from the conventional product even though it can be used with the same operation method as the conventional material, and the solid product after reaction hardening has a composition as close as possible to the diseased body tissue Become something. However, the kneaded product with water has some problems such as difficulty in operability due to wet sandy or slurry liquid of Pasa Pasa, too much time for curing, and insufficient strength, It was also found that this would not be immediately clinically applicable.
【０００５】そこで、これらの問題点を解決すべく、そ
の後数多くの提案が報告されている。例えば、特公昭６
２−４２６２５号に示されるごとく硬化液剤に水溶性の
高分子酸を用いる方法、あるいは特開昭６２−１２７０
５号に示されるごとく有機酸水溶液を用いる方法等が提
案された。しかし、これらの組成物の硬化反応は水和反
応とは異なる反応機構である。すなわち、常温環境にて
短時間で硬化が完了するものの、硬化物は反応によって
直ちにハイドロキシアパタイトへは転化せず、リン酸カ
ルシウム組成物はそのまま基材マトリックス中に核質体
として留まる。この核質体としてのリン酸カルシウム組
成物、例えばα型リン酸三カルシウムは経日的に生体環
境中でハイドロキシアパタイトへ転化する可能性を有し
ているが、その進行速度は極めて緩慢で長い日数を必要
とすると同時に、組成物の種類と環境がどの様な状態で
あるかによって、硬化物全体がハイドロキシアパタイト
へ転化しない場合もある。To solve these problems, many proposals have been reported since then. For example,
No. 2,426,625, a method using a water-soluble polymer acid as a curing agent;
As shown in No. 5, a method using an organic acid aqueous solution has been proposed. However, the curing reaction of these compositions is a different mechanism than the hydration reaction. That is, although the curing is completed in a short time in a normal temperature environment, the cured product is not immediately converted to hydroxyapatite by the reaction, and the calcium phosphate composition remains as a nucleoplasm in the base material matrix. This calcium phosphate composition as a nucleoplasm, such as α-tricalcium phosphate, has the possibility of being converted to hydroxyapatite in the living environment over time, but its progress rate is extremely slow, and it takes a long time. At the same time as required, the entire cured product may not be converted to hydroxyapatite, depending on the type of composition and the state of the environment.
【０００６】一方、水和反応によるハイドロキシアパタ
イト転化型組成物を中心とする本来の改善提案もいくつ
か出されている。例えば特公平３−３３６７６号に示さ
れているごとくα型リン酸三カルシウムに第２リン酸カ
ルシウム水和物を混合する方法や、特開平３−１２８０
６３号に示されるごとくα型リン酸三カルシウムに第２
リン酸カルシウム無水物を混合する方法等が提案されて
いる。しかしながら、これらの改善組成物であっても、
基本的には操作性、硬化性、強度等は前述の特公昭６１
−９２６５号および特開昭５９−１８２２６３号と同様
のものであり、更なる改善を必要としている。[0006] On the other hand, some original improvement proposals have been made mainly on hydroxyapatite conversion type compositions by a hydration reaction. For example, as disclosed in JP-B-3-33676, a method of mixing dibasic calcium phosphate hydrate with α-type tricalcium phosphate,
As shown in No. 63, the α-type tricalcium phosphate
A method of mixing calcium phosphate anhydride has been proposed. However, even with these improved compositions,
Basically, the operability, curability, strength, etc. are as described in
No. -9265 and JP-A-59-182263, which require further improvement.
【０００７】また、別のアプローチとしては、特公平３
−４１４２３号や特開昭６３−２５２９１号等に示され
るごとく、リン酸カルシウム化合物にフッ素化合物を添
加する方法が提案されている。操作性、硬化時間、機械
的強度等、多方面にわたる改善がなされ、臨床応用への
可能性が示唆されるものも出現している。しかしなが
ら、これらの方法によると、組成物にはいずれも水和反
応を目的とするには過量ともいえる酸がその硬化用液剤
に用いられている。特公平３−４１４２３号では、水和
自硬性の組成物を規定に従って練和し水和硬化せしめる
とフッ化アパタイトからなる硬度の優れた硬化物が得ら
れる。一方、特開昭６３−２５２９１号では、水と練和
することにより基本的に水和硬化するものである。他
方、使用の実際は、いずれの報告も、硬化性材料には硬
化促進剤として有機酸類及び無機酸類等の酸類を含んで
いる。また、硬化反応を生体温度付近で比較的短時間の
うちに進行させるためあるいは調整するために硬化促進
剤として有機又は無機の酸を用いる。このことからも明
らかなように、これらは完全な水和反応型組成物ではな
いと推察される。すなわち、酸水溶液反応型と水和反応
型との中間的機構によってバランス良く硬化が達成され
るタイプと考えられる。これらの報告の中では、硬化完
了後直ちに完全なアパタイト構造への転化が完了してい
ることの実証は明示されていない。As another approach, Japanese Patent Publication No.
As disclosed in JP-A-41423 and JP-A-63-25291, a method of adding a fluorine compound to a calcium phosphate compound has been proposed. Improvements in various aspects such as operability, curing time, and mechanical strength have been made, and some of them have been suggested to have potential for clinical application. However, according to these methods, an acid which can be said to be excessive in the composition for the purpose of the hydration reaction is used in the curing agent. In Japanese Patent Publication No. 3-41423, when a hydrated self-hardening composition is kneaded in accordance with the prescribed rules and hydrated and hardened, a hardened product made of fluorapatite and having excellent hardness can be obtained. On the other hand, in JP-A-63-25291, hydration hardens basically by mixing with water. On the other hand, in practice, all reports show that curable materials contain acids such as organic acids and inorganic acids as curing accelerators. Further, an organic or inorganic acid is used as a curing accelerator in order to cause or adjust the curing reaction in a relatively short period of time around a living body temperature. As is apparent from this, it is presumed that these are not complete hydration-reactive compositions. That is, it is considered that curing is achieved in a well-balanced manner by an intermediate mechanism between the acid aqueous solution reaction type and the hydration reaction type. These reports do not clearly demonstrate that conversion to a complete apatite structure was completed immediately after curing was completed.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ここで注目しなければ
ならないことは、これら従来技術による水和凝結反応は
環境温度に支配されるものである点である。It should be noted that these prior art hydration condensation reactions are governed by ambient temperature.
【０００９】この反応は、室温（約２５℃以下、本分中
これを常温と記す）でも進行し、ハイドロキシアパタイ
トへの転化をともなって凝結が完了するが、この場合は
かなりの長時間（日数）を必要とし、かつ絶えることの
ない水の供給が不可欠である。従って実際にはα型リン
酸三カルシウム系組成物と水との混和物は、常温の室内
に放置された場合、混和物の水分はまもなく蒸発、揮散
してしまうため、反応進行の途中で水分の無い状態とな
ってしまい、単に粉末の凝集体としての固型物になっ
て、その反応進行は停止してしまう。This reaction proceeds even at room temperature (about 25 ° C. or less, which is referred to as room temperature), and the coagulation is completed with the conversion to hydroxyapatite. ) And a continuous supply of water is essential. Therefore, in practice, when a mixture of α-tricalcium phosphate composition and water is left in a room at room temperature, the water content of the mixture will evaporate and volatilize soon. , And becomes a solid simply as an aggregate of powder, and the progress of the reaction is stopped.
【００１０】この固型物自体は、ある種の規定された方
法、例えば棒状金属針等による数百グラムの一定荷重に
てその表面を押した場合には針跡がつかず、凝結完了と
判定することも可能で、一定の目安とすることもある
が、真の凝結ではなく、当然の事ながら、この固型物は
わずかな応力で破砕され元の粉状物へ戻ってしまう。た
とえば圧縮強度を測定すれば、強度値は０か、ほとんど
０に近い値である。[0010] When the surface of the solid product itself is pressed with a certain prescribed method, for example, a constant load of several hundred grams using a bar-shaped metal needle or the like, no needle mark is made and it is judged that the coagulation is completed. Although it is possible to set a certain standard, it is not true coagulation, but, of course, the solid is crushed with a small stress and returns to the original powder. For example, when the compressive strength is measured, the strength value is 0 or almost zero.
【００１１】このような現象も、環境温度が生体温度付
近である３７℃の場合は短時間（数時間）で反応は大き
く進行し、ハイドロキシアパタイトへ完全に転化し、強
度を備えた硬化体としての固型物となる。しかしながら
更に速い硬化を求めるため、前述の特公昭６１−９２６
５号や特開昭５９−１８２２６３号等では、各種水溶性
の酸、塩等の硬化促進剤を添加することによって目的を
達成しているが、この場合も３７℃の環境を必要とする
ことは言うまでもない。In the case of such a phenomenon, when the environmental temperature is around 37 ° C., which is near the living body temperature, the reaction proceeds greatly in a short time (several hours), is completely converted to hydroxyapatite, and is a cured product having strength. Solid product. However, in order to require even faster curing, the above-mentioned JP-B-61-926 is mentioned.
In No. 5, JP-A-59-182263, etc., the purpose is achieved by adding a curing accelerator such as various water-soluble acids, salts and the like. Needless to say.
【００１２】一方、これらの基本組成物を改善した前述
の特公平３−３３６７６号、同平３−４１４２３号、特
開平３−１２８０６３号等に報告されるリン酸カルシウ
ム組成物においても、硬化時の環境は全て３７℃を要求
している。On the other hand, the calcium phosphate compositions reported in JP-B-3-33676, JP-A-3-41423, JP-A-3-128063, etc., in which these basic compositions have been improved, also have an effect on curing environment. All require 37 ° C.
【００１３】常温でα型リン酸三カルシウム系組成物を
完全な硬化体としての固型物とするには、現在では別の
反応機構、すなわち水溶性高分子の酸溶液あるいは各種
の有機酸水溶液等による硬化反応を用いなければならな
いが、この場合は前述のように初期硬化完了時点では、
ハイドロキシアパタイトへの転化は発現せず、その後の
転化の進行も極めて遅い。In order to make the α-type tricalcium phosphate composition at room temperature into a solid product as a completely cured product, at present there is another reaction mechanism, that is, an acid solution of a water-soluble polymer or various organic acid aqueous solutions. Must be used, but in this case, at the time of initial curing completion as described above,
The conversion to hydroxyapatite does not occur, and the progress of the subsequent conversion is extremely slow.
【００１４】口腔内は閉ざされた生体環境ではなく、変
化の多い外界環境に絶えず接しており、材料の適応時に
その温度環境は必ずしも３７℃に保たれているわけでは
なく、むしろそれ以下の場合も多い。したがって、水和
反応型でも３７℃以下の低い温度環境での硬化能を有す
る材料が望まれるところである。一方、加温によりその
硬化反応はさらに促進されてハイドロキシアパタイトへ
の転化も速やかに進行し完全な凝結体としての固型物と
なれば、室温凝結能を有するリン酸カルシウム系組成物
としては極めて好都合のはずである。The oral cavity is not a closed biological environment but is constantly in contact with a changing external environment. When adapting a material, its temperature environment is not always maintained at 37 ° C. There are many. Therefore, there is a need for a material having a curing ability in a low temperature environment of 37 ° C. or less even in a hydration reaction type. On the other hand, if the curing reaction is further promoted by heating and the conversion to hydroxyapatite also proceeds promptly and becomes a solid as a complete aggregate, it is extremely convenient as a calcium phosphate-based composition having room temperature setting ability. Should be.
【００１５】α型リン酸三カルシウムあるいはリン酸四
カルシウムのような水和活性組成物が常温でも真の凝結
体となり、加えてハイドロキシアパタイトへの転化も短
時間で完了することが可能であれば、生体親和性材料と
してのその応用範囲は更に広がる。If a hydration-active composition such as α-tricalcium phosphate or tetracalcium phosphate becomes a true aggregate even at normal temperature, and if the conversion to hydroxyapatite can be completed in a short time, Its application range as a biocompatible material is further expanded.
【００１６】本発明は、前述の実情に鑑みて、有機酸や
高分子酸水溶液硬化法とは異なる常温硬化法、すなわち
ハイドロキシアパタイト転化能を有する水硬化型リン酸
カルシウム系組成物を提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a room temperature curing method different from the method of curing an aqueous solution of an organic acid or a polymer acid, that is, to provide a water-curable calcium phosphate composition having hydroxyapatite conversion ability. It is.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の解決手段の１つ
は、生体親和性を有する硬組織代替材料として有用な生
体材料において、水和活性を有するリン酸カルシウム化
合物としてα型リン酸三カルシウム単味からなる粉剤
と、水を主分散媒として使用して水に金属酸化物の微粒
子をコロイド状に分散させた溶液とからなり、かつ室温
凝結能を有することを特徴とする水和反応型リン酸カル
シウム系生体材料であり、本発明の他の解決手段は、生
体親和性を有する硬組織代替材料として有用な生体材料
において、水和活性を有するリン酸カルシウム化合物と
してリン酸四カルシウム単味からなる粉剤と、水を主分
散媒として使用して水に金属酸化物の微粒子をコロイド
状に分散させた溶液とからなり、かつ室温凝結能を有す
ることを特徴とする水和反応型リン酸カルシウム系生体
材料である。Means for Solving the Problems One of the solutions of the present invention is a biomaterial useful as a hard tissue substitute material having biocompatibility, which comprises a calcium phosphate compound having hydration activity as α-tricalcium phosphate monohydrate. A hydration-reacting calcium phosphate comprising a dust consisting of a taste and a solution in which fine particles of a metal oxide are colloidally dispersed in water using water as a main dispersion medium, and having a room-temperature coagulation ability. Other biomass-based biomaterial, a biomaterial compatible as a hard tissue replacement material having a biocompatibility, a powder comprising tetracalcium phosphate alone as a calcium phosphate compound having hydration activity , It consists of a solution in which fine particles of metal oxide are dispersed in water using water as a main dispersion medium, and has the ability to coagulate at room temperature. Sum is reactive calcium phosphate biomaterials.
【００１８】[0018]
【発明の効果】従来からの水硬化性リン酸カルシウム系
組成物の操作性の悪さを改善し、すなわち練和物がパサ
パサした湿り砂状にならず、適度の粘性を有して扱いや
すく、操作性のよいペースト状となる。According to the present invention, the poor operability of the conventional water-curable calcium phosphate-based composition is improved. That is, the kneaded product does not have a damp sandy appearance, has an appropriate viscosity, is easy to handle, and has good operability. It becomes a good paste.
【００１９】硬化反応は常温でも進行し、しかも硬化体
は完全な凝結体としての固型物であり、圧縮強度が０や
それに近い状態になることはない。The curing reaction proceeds even at room temperature, and the cured product is a solid product as a completely aggregated product, and the compression strength does not become zero or close to it.
【００２０】３７℃温度環境では、その反応は後退する
ことなくさらに前進する。In a temperature environment of 37 ° C., the reaction proceeds further without receding.
【００２１】高分子酸水溶液や有機酸水溶液を用いる他
の常温硬化型リン酸カルシウム系組成物のように、ハイ
ドロキシアパタイトへの転化が遅れることなく、速やか
に転化が完了する。The conversion to hydroxyapatite is completed promptly without delaying the conversion to hydroxyapatite as in other room-temperature-curable calcium phosphate-based compositions using a polymer acid aqueous solution or an organic acid aqueous solution.
【００２２】[0022]
【実施例】本発明は、水和反応型組成物を、リン酸カル
シウム化合物を主体とする粉剤と水を主分散媒として使
用して水に金属酸化物の微粒子をコロイド状に分散させ
た溶液とからなる室温凝結能を有する水和反応型リン酸
カルシウム系生体材料としたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hydration-reactive composition comprising a powder mainly composed of a calcium phosphate compound and a solution in which fine particles of a metal oxide are colloidally dispersed in water using water as a main dispersion medium. This is a hydrated calcium phosphate-based biomaterial having a room temperature setting ability.
【００２３】ここで、リン酸カルシウム系化合物は、α
型リン酸三カルシウムが好適であるが、水和活性を持つ
化合物であれば他のリン酸カルシウム化合物たとえばリ
ン酸四カルシウムでも良い。Here, the calcium phosphate compound is α
Although tricalcium phosphate is preferred, other calcium phosphate compounds such as tetracalcium phosphate may be used as long as they have hydration activity.
【００２４】金属化合物としては、無水ケイ酸（ＳｉＯ
２）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、ジルコン（ＺｒＳｉＯ
４）等が最も好ましい。この場合の溶液は、一般にシリ
カゾルやジルコニアゾルと呼ばれる公知のものでもさし
つかえない。また、その他の金属酸化物、たとえばアル
ミニウム、リチウム、アンチモン、鉄、セリウム、イッ
トリウム、クロム等の酸化物でも、あるいは上記各酸化
物の混合された溶液であってもよく、本発明はその使用
を制限するものではない。As the metal compound, silicic anhydride (SiO 2)
2), zirconia (ZrO2), zircon (ZrSiO
4) and the like are most preferred. In this case, the solution may be a known solution generally called silica sol or zirconia sol. Further, other metal oxides, for example, oxides of aluminum, lithium, antimony, iron, cerium, yttrium, chromium and the like, or a mixed solution of the above oxides may be used. There is no restriction.
【００２５】これら金属酸化物コロイド溶液の分散媒
は、リン酸カルシウム化合物の水和反応をそこなわず、
凝結の促進効果を与え、生体に有害作用を発現させない
目的からも、水が最も好ましい。The dispersion medium of these metal oxide colloid solutions does not impair the hydration reaction of the calcium phosphate compound,
Water is most preferable also for the purpose of giving the effect of accelerating coagulation and not causing any harmful effects on the living body.
【００２６】また、このような溶液には、各種界面活性
剤を添加して操作性改善をはかることも可能であるし、
各種有機酸、無機酸、あるいはエタノール等の有機溶剤
の少量を添加して諸物性の向上に寄与させることも可能
である。たとえば、リン酸の添加では、電解質のシリカ
ゾル安定性へ及ぼす序列をみると、リン酸イオンはゲル
化を起こしにくい側に序列されているので、安定期間は
短くなるが、使用は可能である。In addition, it is possible to improve operability by adding various surfactants to such a solution.
It is also possible to add various organic acids, inorganic acids or small amounts of organic solvents such as ethanol to contribute to the improvement of various physical properties. For example, when phosphoric acid is added, the order of effects on the silica sol stability of the electrolyte is seen. Since the phosphate ions are ordered on the side where gelation is unlikely to occur, the stability period is shortened, but use is possible.
【００２７】金属酸化物の微粒子の大きさは一般に１〜
１００ｎｍの超微粒子であるが、本発明はこの大きさに
限定されるものではない。微粒子の形状は球形状が一般
的であるが、棒状であったり、針状、繊維状のような細
長い形状、あるいは不定形であっても一向に差し支えな
い。加うるに、上述の大きさと形状の異なるものをそれ
ぞれ組合せて性能の向上をはかって用いることもでき
る。この金属酸化物の濃度は、一般に２０ｗｔ％〜４０
ｗｔ％が品種として市販されているが、ゾルの安定性を
考慮した上で更に高濃度のものも使用可能である。たと
えば、市販のゾルに目的濃度のものがみつからない場合
は、適当濃度のゾルを濃縮し、濃度を上げて用いればよ
い。The size of the metal oxide fine particles is generally 1 to
Although they are ultrafine particles of 100 nm, the present invention is not limited to this size. The shape of the fine particles is generally spherical, but it may be rod-shaped, needle-like, fibrous, elongated, or irregular. In addition, it is also possible to improve the performance by combining the above-mentioned different sizes and shapes. The concentration of the metal oxide is generally 20 wt% to 40 wt%.
Although wt% is commercially available as a variety, a higher concentration can be used in consideration of the stability of the sol. For example, when a commercially available sol having no desired concentration is found, a sol having an appropriate concentration may be concentrated to increase the concentration before use.
【００２８】シリカゾルを代表とする金属酸化物コロイ
ド溶液は、その特殊な性質から、窯業、金属工業、触媒
科学、繊維工業、食品工業等あらゆる方面に進出してい
るが、近年はこれまであまり検討されていない分野まで
その有効利用を求める動きが出始めている。The metal oxide colloid solution represented by silica sol has entered into various fields such as ceramics, metal industry, catalyst science, textile industry, food industry, etc. due to its special properties. There has been a movement to make effective use of those fields that are not being used.
【００２９】本発明は、微粒子コロイド溶液の持つ電気
二重層の破壊によるゲル化現象とその結合能を、生体材
料としてのリン酸カルシウム系化合物、なかんずく水和
活性を有するα型リン酸三カルシウムやリン酸四カルシ
ウム等へ応用せんと着想し、各種の試験を試みた結果、
様々な新知見が得られ、その有用性を見出したものであ
る。The present invention relates to a gelling phenomenon due to the destruction of the electric double layer of the colloidal solution of fine particles and its binding ability, and more particularly, to a calcium phosphate compound as a biomaterial, in particular, α-tricalcium phosphate or phosphatase having hydration activity. As a result of trying various tests with the idea of applying it to tetracalcium, etc.,
Various new findings were obtained and their usefulness was found.
【００３０】α型リン酸三カルシウム−水系水和反応凝
結物の内部構造は、一般に気孔率が高い微細な多孔質構
造を呈す。すなわち空隙を持った凝結物であるので、こ
れはある意味では生体親和性材料として好都合の場合も
あるが、反面、諸物性の面では、たとえば強度が十分に
得られない等の問題点も有している。したがって、本発
明の組成物のように金属酸化物コロイド溶液の硬化液剤
への応用は、このような水和活性物質には好適であり、
微細な多孔質構造の間隙を適度に緻密化して、強度の上
昇に貢献する。The internal structure of the α-tricalcium phosphate-water-based hydrated condensate generally has a fine porous structure with high porosity. In other words, since it is a condensate having voids, it may be convenient as a biocompatible material in a sense, but on the other hand, there are also problems such as insufficient strength in various physical properties. doing. Therefore, the application of the metal oxide colloid solution to the curing agent as in the composition of the present invention is suitable for such a hydration active substance,
The gap of the fine porous structure is appropriately densified, which contributes to an increase in strength.
【００３１】一方、凝結能に関しては、従来の水系組成
物の水和反応が３７℃以上の高温領域で活発となるのに
比して、本発明の組成物のように金属酸化物コロイド溶
液の硬化液剤への応用によって、常温であっても強固な
凝結が完了し、後に生体環境で確実なハイドロキシアパ
タイトへの転化が速やかに進行する現象は、初期物性が
低くその取扱いに困難さを感じていた従来の水和反応組
成物に代る極めて好ましい性能といえる。On the other hand, regarding the setting ability, the hydration reaction of the conventional aqueous composition becomes active in a high temperature region of 37 ° C. or higher, whereas the metal oxide colloid solution as in the composition of the present invention is used. Due to the application to the curing agent, strong coagulation is completed even at room temperature, and the conversion to hydroxyapatite proceeds promptly in the biological environment. It can be said that this is an extremely preferable performance replacing the conventional hydration reaction composition.
【００３２】ある種のゾルはシュルツ−ハーディの法
則、ホフマイスター順列等で説明されるように、陽イオ
ンでは原子価の大きな多価カチオンにより凝集を起こす
という電解質のコロイドへの不安定要因をもっていた
り、その他にも多くの興味深い現象を示す未知の用途を
期待させるものがあるが、本発明ではそれらの現象を生
体材料に応用し、特に水和活性を有するリン酸カルシウ
ム化合物との適性を探索したものである。As described by Schulz-Hardy's law, Hoffmeister permutation, etc., certain sols have an unstable factor in the colloid of the electrolyte in that cations cause aggregation due to polyvalent cations having a large valence. In addition, there are those that are expected to have unknown uses that show many interesting phenomena, but in the present invention, those phenomena are applied to biomaterials, and in particular, the suitability of calcium phosphate compounds having hydration activity was searched for It is.
【００３３】この金属酸化物コロイド溶液自体の不安定
要因はｐＨにも支配されるが、本発明の組成物では、た
とえばシリカゾルの通常安定域であるｐＨ８〜１０及び
準安定域であるｐＨ２〜４の双方において上述の目的を
達成できるという応用範囲の広いことを特徴としてい
る。特に従来の酸水溶液組成物はもちろんのこと、水硬
化性組成物でも、必ず酸性物質にて硬化調整がなされて
きたが、これがアルカリ性領域でも凝結可能であること
は、リン酸カルシウム化合物の応用範囲を広げる点で重
要である。また、たとえゾルのｐＨが酸性範囲の準安定
域溶液であっても、組成物の練和ペーストのｐＨを測定
したところ、８．０付近で酸性を示さず、生体に用いる
組成物として好適であることが判明した。The instability factor of the metal oxide colloid solution itself is governed by the pH, but in the composition of the present invention, for example, the silica sol usually has a pH range of 8 to 10 and a metastable range of pH 2 to 4 In both cases, the above-mentioned object can be achieved, and the application range is wide. In particular, not only the conventional aqueous acid solution composition, but also the water-curable composition, the curing adjustment has always been made with an acidic substance, but the fact that it can be coagulated even in an alkaline region expands the application range of the calcium phosphate compound. Important in that respect. Further, even when the pH of the sol is a solution in the metastable range in the acidic range, the pH of the kneaded paste of the composition is measured, and it shows no acidity around 8.0. It turned out to be.
【００３４】操作性の面では、金属酸化物コロイド溶液
そのものに適度な粘性があるので、練和物の状態は極め
て扱いやすいペースト状となり、従来の水系組成物のよ
うなパサパサの状態あるいは湿り砂状の扱いにくさを解
消することが可能となった。In terms of operability, since the metal oxide colloid solution itself has an appropriate viscosity, the state of the kneaded material becomes a paste that is extremely easy to handle, and the state of dry or wet sand as in a conventional aqueous composition. It has become possible to eliminate the difficulty of handling shapes.
【００３５】このゾルの粘性は自由にコントロールでき
るので、当然、練和ペーストの状態も自由に選択するこ
とが可能となる。Since the viscosity of this sol can be freely controlled, it is of course possible to freely select the state of the kneaded paste.
【００３６】ここで、さらに注目すべき点は、上記練和
ペーストの粘性を術者の好みに応じて或いは用途に応じ
て選択しても、強度へ及ぼす影響が極めて少ないことで
ある。従来の粉液タイプの組成物は、水硬化性組成物で
も酸硬化性組成物でも、強度的に粉液比の影響が大き
い。すなわち、粉剤の量が液剤の量に比して多い凝結物
の強度は高くなるが、逆に少ない凝結物の強度は低くな
ってしまう。そこで使用に際しては、高い強度を得るた
めに粉部を多くしたいところであるが、粉部の多い練和
物は上述のパサパサ状がさらに過度となり、事実上一定
範囲以上の粉液比を求めることができず、強度の限界が
発生する。また無理に粉部を多くしても水和反応に必要
な水の供給が追いつかず、反応速度よりも練和物の破壊
要因の方が優位に作用してしまい、逆に強度の低下を招
いてしまう。ところが、本発明の組成物では粉液比の強
度に及ぼす影響が従来型に比べて非常に少なくなってお
り、術者の好みに応じた適度の粘性を選択することが可
能である。すなわち、前述の金属酸化物コロイド溶液特
有の様々な要因が複合されて発現することから、粉部の
少ない軟らかく扱いやすいペースト状としても、常に高
強度の凝結体を安定して得ることが可能である。Here, it should be further noted that even if the viscosity of the kneaded paste is selected according to the operator's preference or application, the influence on the strength is extremely small. In the conventional powder-liquid type composition, the water-curable composition and the acid-curable composition are greatly affected by the powder-liquid ratio in terms of strength. That is, the strength of the condensate in which the amount of the powder agent is larger than the amount of the liquid agent is higher, whereas the strength of the condensate in which the amount is smaller is lower. Therefore, when using, it is a place where it is desired to increase the powder portion in order to obtain high strength. No, limits the strength. Also, even if the amount of powder is forcibly increased, the supply of water required for the hydration reaction cannot keep up, and the factor of destruction of the kneaded material acts more than the reaction speed, conversely causing a decrease in strength. I will. However, in the composition of the present invention, the influence of the powder-liquid ratio on the strength is much smaller than that of the conventional type, and it is possible to select an appropriate viscosity according to the operator's preference. That is, since various factors peculiar to the above-described metal oxide colloid solution are expressed in combination, it is possible to always obtain a high-strength aggregate in a soft and easy-to-handle paste form with little powder. is there.
【００３７】このように、金属酸化物のコロイド状分散
溶液を水和活性を有するリン酸カルシウム化合物の硬化
剤として用いることにより、従来型にはみられない様々
な好要因を与えることが判明した。As described above, it has been found that the use of a colloidal dispersion solution of a metal oxide as a curing agent for a calcium phosphate compound having hydration activity provides various favorable factors not found in conventional types.
【００３８】なお、この水和活性を有するリン酸カルシ
ウム化合物の製造方法はどのような方法でも良く、特に
制限を加えるものではない。レントゲン造影性や薬理作
用やｐＨ調整能を付与するために、水和活性を有さない
各種の添加物質、例えば硫酸バリウム、次炭酸ビスマ
ス、タングステン酸カルシウム、ヨードホルム、ジルコ
ニウム化合物、フッ素化合物、抗菌剤、水酸化カルシウ
ム、酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネ
シウム等を加えることがありうる。The method for producing the calcium phosphate compound having hydration activity may be any method, and is not particularly limited. In order to impart radiographic properties, pharmacological action and pH adjusting ability, various additive substances having no hydration activity , such as barium sulfate, bismuth subcarbonate, calcium tungstate, iodoform, zirconium compound, fluorine Compounds, antimicrobial agents, calcium hydroxide, calcium oxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide and the like may be added.
【００３９】以下、実験例を示し、本発明の効果につい
て具体的に述べる。Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described with reference to experimental examples.
【００４０】実験例１〜４と比較例１〜２ 本発明の組成物が常温凝結能を有することを確認するた
め、室温２３±２℃、相対湿度５０±１０％の環境下に
て、粉剤と液剤との練和ペーストを直径４ｍｍ×高さ８
ｍｍの円柱状固形物試料体とすべく型に填塞し、そのま
まの環境下に５時間及び３０時間放置した後、型から取
り出し圧縮強度を測定した。 EXPERIMENTAL EXAMPLES 1-4 AND COMPARATIVE EXAMPLES 1-2 To confirm that the compositions of the present invention have room-temperature coagulation ability, powder compositions were prepared at room temperature of 23 ± 2 ° C. and relative humidity of 50 ± 10%. Paste with the mixture of the liquid and the liquid
The sample was filled in a mold so as to obtain a cylindrical solid sample having a diameter of 5 mm, left in the same environment for 5 hours and 30 hours, taken out of the mold and measured for compressive strength.
【００４１】粉剤は、５０ｗｔ％における平均粒径が４
μｍで、比表面積が０．８ｍ2 ／ｇであるα型リン酸三
カルシウム（実験例１，２）およびリン酸四カルシウム
（実験例３，４）を用いた。The powder has an average particle size of 4 at 50 wt%.
α-type tricalcium phosphate (Experimental Examples 1 and 2) and tetracalcium phosphate (Experimental Examples 3 and 4) having a specific surface area of 0.8 m 2 / g were used.
【００４２】液剤は、酸性タイプの小粒径通常濃度ゾル
として、無水ケイ酸含有量２０〜２１％、粒子径１０〜
２０ｎｍ、ｐＨ２〜４のＳＴ−Ｏ（日産化学工業社製）
（実験例１−１、３−１）、同ジルコニアゾルとして酸
化ジルコニウム含有量２０％、粒子径５〜１０ｎｍ、ｐ
Ｈ０．７〜１の溶液（日産化学工業社製）（実験例１−
２、３−２）、同ジルコンゾルとして珪酸ジルコニウム
含有量２８％、粒子径１０ｎｍ、ｐＨ１．０〜１．３の
溶液（日産化学工業社製）（実験例２−２、４−２）、
それにアルカリ性タイプの大粒径高濃度ゾルとして、無
水ケイ酸含有量４０〜４１％、粒子径７０〜１００ｎ
ｍ、ｐＨ９〜１０．５のＳＴ−ＺＬ（日産化学工業社
製）（実験例２−１、４−１）を用いた。The solution is an acidic type sol having a small particle size and a normal concentration, having a silicic acid anhydride content of 20 to 21% and a particle size of 10 to 10%.
20 nm, pH 2-4 ST-O (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.)
(Experimental Examples 1-1 and 3-1), a zirconia sol having a zirconium oxide content of 20%, a particle diameter of 5 to 10 nm, and a p
H0.7-1 solution (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (Experimental Example 1-
2, 3-2), a solution having a zirconium silicate content of 28%, a particle diameter of 10 nm, and a pH of 1.0 to 1.3 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) (Experimental Examples 2-2 and 4-2) as the zircon sol;
In addition, as an alkaline type large particle size high concentration sol, silicic acid content 40-41%, particle size 70-100n
m-ST-ZL (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) having a pH of 9 to 10.5 (Examples 2-1 and 4-1) were used.
【００４３】これらの粉剤と液剤を粉液比２．０〜２．
５の範囲で練和して各種試料を作成して測定に供した。The ratio of the powder to the liquid is 2.0 to 2.
Various samples were prepared by kneading in the range of 5 and subjected to measurement.
【００４４】一方、従来の水和反応固形物試料体とし
て、実験例１，２で用いたα型リン酸三カルシウム（比
較例１）および実験例３，４で用いたリン酸四カルシウ
ム（比較例２）をそれぞれ生理食塩液を液剤として、実
験例と同様の方法で試料を作成し、同一温度環境下に保
管して比較例とし、測定に供した。On the other hand, as a conventional hydration reaction solid sample, α-type tricalcium phosphate used in Experimental Examples 1 and 2 (Comparative Example 1) and tetracalcium phosphate used in Experimental Examples 3 and 4 (Comparative Example) A sample was prepared in the same manner as in the experimental example, using physiological saline as a liquid, and the sample was stored under the same temperature environment as a comparative example and subjected to measurement.
【００４５】[0045]
【表１】 これらの結果を表１に示す。表１から明らかなように、
従来型では圧縮強度は全く測定不可能な程脆弱なもので
あるのに対し、本発明の組成物では酸性タイプゾルにお
いても、アルカリ性タイプゾルにおいても、あるいはい
ずれの金属酸化物ゾルにおいても、５時間後にすでに耐
圧縮性能が出現し、３０時間後では２００Ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上の強い圧縮強度を示した。なお、比較例１の圧縮
強度は０ではないが、この試料を指ではさんで潰すと簡
単に崩れて粉状となってしまうほどの弱い固形物であっ
た。[Table 1] Table 1 shows the results. As is clear from Table 1,
In the conventional type, the compressive strength is so weak that it cannot be measured at all, whereas in the composition of the present invention, even in an acidic type sol, an alkaline type sol, or any metal oxide sol, after 5 hours Compression resistance has already appeared, and after 30 hours, 200 kgf / cm
It showed a strong compressive strength of 2 or more. Although the compressive strength of Comparative Example 1 was not 0, this sample was a weak solid that easily collapsed and became powdery when crushed with a finger.
【００４６】実験例５〜９と比較例３〜７ 本発明の組成物は、従来の水硬化性組成物に比較して圧
縮強度に優れている。そこで、生体環境温度を考慮して
３７℃水中浸漬による圧縮強度を求め、水和反応による
影響を従来型と比較した。なお、参考数値として３７℃
空気中保管による水和反応強度も求めた。試料の大きさ
他の作成条件は実験例１〜４と同様である。 Experimental Examples 5 to 9 and Comparative Examples 3 to 7 The compositions of the present invention are superior in compressive strength to the conventional water-curable compositions. Therefore, the compressive strength by immersion in water at 37 ° C. was determined in consideration of the biological environment temperature, and the influence of the hydration reaction was compared with that of the conventional type. The reference value is 37 ° C.
The hydration reaction strength by storage in air was also determined. The sample size and other preparation conditions are the same as in Experimental Examples 1 to 4.
【００４７】粉剤は実験例１〜２で用いたα型リン酸三
カルシウム（実験例５〜９）とし、液剤は実験例１，３
で用いたＳＴ−Ｏ（実験例５〜７）と、これの無水ケイ
酸濃度を約３倍に濃縮したゾル（実験例８）およびリン
酸を少量添加したゾル（実験例９）を追加した。The powder was α-tricalcium phosphate (Experimental Examples 5 to 9) used in Experimental Examples 1 and 2, and the liquid preparation was Experimental Examples 1 and 3.
(Experimental Examples 5 to 7), a sol obtained by concentrating the silicic anhydride concentration about three times (Experimental Example 8), and a sol to which a small amount of phosphoric acid was added (Experimental Example 9) were added. .
【００４８】一方、比較のための従来型水和試料は実験
例１〜２で用いたα型リン酸三カルシウムを粉剤とし、
液剤に比較例１〜２で用いた生理食塩水（比較例３〜
５）と、他に希薄リン酸水溶液（比較例６）、および１
Ｎ硝酸水溶液（比較例７）を使用した。On the other hand, a conventional hydration sample for comparison was prepared by using the α-type tricalcium phosphate used in Experimental Examples 1 and 2 as a powder,
The physiological saline used in Comparative Examples 1 and 2 (Comparative Examples 3 to
5), and a dilute phosphoric acid aqueous solution (Comparative Example 6), and 1
An N nitric acid aqueous solution (Comparative Example 7) was used.
【００４９】[0049]
【表２】 ２４時間後の強度を示すと、表２のごとくである。実験
例５〜９と比較例３〜７の強度差は統計学的に有意差が
認められ、本発明の組成物は高い圧縮強度を示した。ま
た、本発明の組成物は、３７℃空気中保管の値からみ
て、空気中保管にても水和反応が進行することが推定で
きる。[Table 2] Table 2 shows the strength after 24 hours. The difference in strength between Experimental Examples 5 to 9 and Comparative Examples 3 to 7 was statistically significant, and the composition of the present invention showed high compressive strength. In addition, from the value of the composition of the present invention stored in the air at 37 ° C., it can be estimated that the hydration reaction proceeds even when stored in the air.
【００５０】実験例１０〜１３と比較例８〜９と対照例
１〜２ α型リン酸三カルシウムを粉剤とした場合の、凝結物の
速やかなハイドロキシアパタイトへの転化の確認は、Ｘ
線回折法により定性的に回折図形ピーク高さの比較を行
い実施した。ハイドロキシアパタイトの最大回折強度は
ｄ＝２．８１（ＪＣＰＤＳＮｏ．９−４３２）に発生す
るが、これはα型リン酸三カルシウムの回折線ｄ＝２．
８６（ＪＣＰＤＳＮｏ．２９−３５９）に近似してお
り、転化率が低い場合にはその存在の確認が困難なため
除外し、両者の回折線が重ならず、しかも精密分析のた
めのピークとして多用され比較的鋭く発生するｄ＝３．
４４（ｈｋｌ：００２）を着目線とした。この回折線の
高さが、α型リン酸三カルシウムの最大回折強度である
ｄ＝２．９１回折線高さに対して何倍となるかを次式に
より算出し、転化率の評価指標とした。 Experimental Examples 10 to 13, Comparative Examples 8 to 9 and Control Example
1-2 When α-tricalcium phosphate was used as a powder, the confirmation of the rapid conversion of the condensate to hydroxyapatite was confirmed by X
The diffraction pattern peak heights were qualitatively compared with each other by the line diffraction method. The maximum diffraction intensity of hydroxyapatite occurs at d = 2.81 (JCPDS No. 9-432), which is the diffraction line of α-tricalcium phosphate d = 2.
86 (JCPDS No. 29-359). If the conversion is low, it is difficult to confirm its existence, so it is excluded. The diffraction lines of both do not overlap and are frequently used as peaks for precision analysis. D = 3.
44 (hkl: 002) was set as the line of interest. The following equation is used to calculate how many times the height of this diffraction line is higher than the diffraction line height of d = 2.91 which is the maximum diffraction intensity of α-tricalcium phosphate. did.
【００５１】転化率の評価指標＝｛（Ｉ ＨＡＰ）／
（Ｉ ＴＣＰ）｝×１００ ここで、Ｉ ＨＡＰは、ハイドロキシアパタイト（ｄ＝
３．４４）の回折線強度を示し、Ｉ ＴＣＰは、α型リ
ン酸三カルシウム（ｄ＝２．９１）回折線強度を示す。Evaluation index of conversion = ｛(I HAP) /
(I TCP)｝ × 100 where I HAP is hydroxyapatite (d =
3.44), and I TCP indicates the α-type tricalcium phosphate (d = 2.91) diffraction line intensity.
【００５２】未添加の残留α型リン酸三カルシウムは、
この値が大きいほど少ないことになる。この値は指数関
数的な差がみられるので、細かい数値を比較してもあま
り意味がない。したがって、転化率の最終評価は次の記
号で表すことにする。The unadded residual α-tricalcium phosphate is
The larger the value, the smaller the value. This value has an exponential difference, so comparing small numbers does not make much sense. Therefore, the final evaluation of the conversion will be represented by the following symbols.
【００５３】記号 転化率の評価指数 ∞ １０００以上 ＋＋ １００〜９９９ ＋ １０〜９９ ± ９以下 水硬化性組成物の場合、ピークは比較的鋭く発生するの
で、転化率の評価指標１０以上では回折図形から確実に
ハイドロキシアパタイトへの転化が認められる。また、
９以下では転化の始まりは判別し難く、どちらともいえ
ない場合である。 Symbol conversion rate evaluation index １０００1000 or more ++ 100 to 999 + 10 to 99 ± 9 or less In the case of a water-curable composition, the peak is generated relatively sharply. To hydroxyapatite. Also,
If it is less than 9, the beginning of the conversion is difficult to discriminate, and it cannot be said either.
【００５４】[0054]
【表３】 表３に本発明の組成物の実験例と、従来型の高分子酸水
溶液硬化型組成物および有機酸水溶液硬化型組成物によ
る比較例を示し、加えて、従来の水硬化型組成物のハイ
ドロキシアパタイトへの転化能を対照例としてそれぞれ
まとめた。ここで使用した粉剤は、すべて実験例１〜２
と同じα型リン酸三カルシウムで共通とした。液剤はそ
れぞれ表中記載のごとく異なるものとした。液剤に酸性
タイプゾルを用いたものの転化率は最も高く（図１）、
次いでアルカリ性タイプであった。表中、記号からは判
別出来ないが、生理食塩液を用いた従来の水硬化型組成
物の転化能はこれよりも僅かであるが低い（図３）。無
機酸添加による水溶液ではなお遅れる傾向がみられる。
これらの違いを明確にする意味で一部の記号表記には数
値を付記した。更にその差を明確にする数値を加えるな
らば、常温環境で初期凝結完了と判定された試料を注意
深く１週間後に３７℃水中に浸漬し、転化率の評価指数
が１００以上（記号：＋＋）となる経過時間を調べたと
ころ、対照例１が１４日、対照例２が９５日必要であっ
たのに対し、実験例１１では１日であった。[Table 3] Table 3 shows an experimental example of the composition of the present invention, and a comparative example using a conventional polymer acid aqueous solution-curable composition and an organic acid aqueous solution-curable composition. The conversion ability to apatite was summarized as a control. The powders used here were all experimental examples 1-2.
The same as that of α-tricalcium phosphate. The liquid preparations were different as shown in the table. The conversion rate of the solution using an acidic type sol was the highest (Fig. 1),
Then it was of the alkaline type. In the table, the conversion ability of the conventional water-curable composition using a physiological saline solution is slightly lower but lower than that (FIG. 3). There is still a tendency for the aqueous solution to be added with an inorganic acid to be delayed.
In order to clarify these differences, some symbols have numerical values. If a value that further clarifies the difference is added, the sample determined to be the initial setting completion in a normal temperature environment is carefully immersed in water at 37 ° C. one week later, and the evaluation index of the conversion is 100 or more (symbol: ++). When the elapsed time was examined, control example 1 required 14 days and control example 2 required 95 days, whereas experimental example 11 required 1 day.
【００５５】もう一方の従来型である酸硬化性組成物、
すなわち比較例８〜９で示した高分子酸水溶液硬化型組
成物や特に有機酸水溶液硬化型組成物では進行は極めて
遅くなっている（図２）。The other conventional acid-curable composition,
That is, the progress is extremely slow in the polymer acid aqueous solution-curable compositions shown in Comparative Examples 8 to 9 and especially in the organic acid aqueous solution-curable compositions (FIG. 2).
【００５６】これらの結果から明らかなように、本発明
の組成物のハイドロキシアパタイトへの転化能は、極め
て優れており、短時間で進行することが証明された。こ
の転化能は、対照としての従来の水硬化型組成物のそれ
に勝るとも劣らないものであった。さらに、この特性は
従来の常温硬化型組成物、すなわち高分子酸水溶液硬化
型組成物や有機酸水溶液硬化型組成物にはみられないも
のである。As is apparent from these results, the ability of the composition of the present invention to convert to hydroxyapatite was extremely excellent, and it was proved that the composition proceeded in a short time. This conversion ability was not inferior to that of the conventional water-curable composition as a control. Furthermore, this property is not found in conventional room temperature-curable compositions, that is, a polymer acid aqueous solution-curable composition or an organic acid aqueous solution-curable composition.
【００５７】実験例１４と比較例１０ 本発明の組成物は粉液比の強度へ及ぼす影響が少ない。
粉剤に５０ｗｔ％における平均粒径が７μｍで、比表面
積が０．６ｍ2 ／ｇであるα型リン酸三カルシウムを用
い、液剤に無水ケイ酸含有量１６％、粒子大きさ１０〜
２０μｍ、ｐＨ２．８の非球形状ゾルＳＴ−ＯＵＰ（日
産化学工業社製）を用いた本発明の組成物の３７℃空気
中硬化２４時間後の各粉液比における測定結果を図４に
示す（実験例１４）。 Experimental Example 14 and Comparative Example 10 The composition of the present invention had little effect on the strength of the powder-liquid ratio.
An α-type tricalcium phosphate having an average particle size of 7 μm at 50 wt% and a specific surface area of 0.6 m 2 / g is used for the powder, the silicic acid content is 16% for the liquid, and the particle size is 10 to 10.
FIG. 4 shows the measurement results of the composition of the present invention using a non-spherical sol ST-OUP (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) of 20 μm and pH 2.8 at each powder-liquid ratio after curing at 37 ° C. in the air for 24 hours. (Experimental example 14).
【００５８】図４中の比較例は、液剤に精製水を用いた
場合である（比較例１０）。The comparative example in FIG. 4 is a case where purified water is used as a liquid agent (Comparative Example 10).
【００５９】図４から明らかなように、本発明の組成物
は、従来型水和硬化組成物のように粉液比が低くなって
も強度の低下が顕著に現れず、影響を受けにくいことが
判明した。As is clear from FIG. 4, the composition of the present invention does not show a significant decrease in strength even when the powder-liquid ratio is low unlike the conventional hydration-cured composition, and is hardly affected by the composition. There was found.
【００６０】実験例１５ 実験例１４の凝結前の練和物の一部をディッシュに移
し、フラット型ｐＨ電極を直接練和物に接触させてｐＨ
の値を読取ったところ、一回目測定値が７．９で、二回
目測定値が８．０であった。この値は時間の経過ととも
に変化せず、酸性液剤を用いても練和物のｐＨは、酸水
溶液による従来の常温硬化型組成物に長時間存続するよ
うな低い値にはならなかった。 Experimental Example 15 A part of the kneaded product of Experimental Example 14 before setting was transferred to a dish, and a flat pH electrode was brought into direct contact with the kneaded material to adjust the pH.
Was read, the first measurement was 7.9 and the second was 8.0. This value did not change with the passage of time, and the pH of the kneaded product did not become a low value that would remain in a conventional cold-curable composition using an aqueous acid solution for a long time even when an acidic solution was used.
【００６１】実験例１６ 実験例１４の各粉液比における練和物をそれぞれ採取
し、スパチラにて様々な操作観察を行ったところ、練和
物は流動性があり、適度の粘性及び洩糸性を保持したペ
ースト状を呈し、極めて扱いやすい操作性に優れたもの
であった。 EXPERIMENTAL EXAMPLE 16 The kneaded materials in each powder-liquid ratio of Experimental Example 14 were sampled, and various operations were observed with a spatula. As a result, the kneaded materials had fluidity, moderate viscosity and leaky yarn. It was a paste having good properties and was extremely easy to handle and excellent in operability.
【００６２】以上をまとめると、本発明により、水和反
応型リン酸カルシウム系組成物の常温（室温）凝結能が
向上し、操作性をそこなわないで強度を高め、ハイドロ
キシアパタイトへの転化を促進する水和活性に優れた組
成物とすることが可能となった。Summarizing the above, according to the present invention, the hydration-reactable calcium phosphate composition has an improved ability to coagulate at room temperature (room temperature), increases the strength without impairing the operability, and promotes the conversion to hydroxyapatite. A composition having excellent hydration activity can be obtained.
【図１】ハイドロキシアパタイトへの転化を示すＸ線回
折図形の一例を示す図であり、実験例１１の３日後の状
態を示す。FIG. 1 is a view showing an example of an X-ray diffraction pattern showing conversion to hydroxyapatite, showing a state three days after Experimental Example 11.
【図２】比較例８の３日後の状態を表す。FIG. 2 shows the state of Comparative Example 8 three days later.
【図３】対照例１の３日後の状態を示す。FIG. 3 shows the state of control example 1 after 3 days.
【図４】圧縮強度と粉液比との関係を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between compressive strength and powder-liquid ratio.
Ｈ：ハイドロキシアパタイト、 Ｔ：α型リン酸三カルシウムのそれぞれの主要ピーク ◆ H: hydroxyapatite, T: α-tricalcium phosphate major peaks ◆
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ //(Ｃ０４Ｂ 28/34 22:14） 22:10 24:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI // (C04B 28/34 22:14) 22:10 24:00
Claims (8)
て有用な生体材料において、水和活性を有するリン酸カ
ルシウム化合物としてα型リン酸三カルシウム単味から
なる粉剤と、水を主分散媒として使用して水に金属酸化
物の微粒子をコロイド状に分散させた溶液とからなり、
かつ室温凝結能を有することを特徴とする水和反応型リ
ン酸カルシウム系生体材料。Claims: 1. A biomaterial useful as a hard tissue substitute material having biocompatibility, comprising a phosphate having hydration activity.
From α-type tricalcium phosphate alone as a lucium compound
A powder comprising, becomes water was used as a main dispersing medium particles of metal oxide in water and a solution obtained by colloidally dispersed,
A hydration-reacting calcium phosphate-based biomaterial having a room-temperature coagulation ability .
て有用な生体材料において、水和活性を有するリン酸カ
ルシウム化合物としてリン酸四カルシウム単味からなる
粉剤と、水を主分散媒として使用して水に金属酸化物の
微粒子をコロイド状に分散させた溶液とからなり、かつ
室温凝結能を有することを特徴とする水和反応型リン酸
カルシウム系生体材料。2. A biomaterial useful as a hard tissue substitute material having biocompatibility, comprising phosphoric acid having hydration activity.
And <br/> powder consisting of tetracalcium phosphate plain as calcium compound, water and used as a main dispersing medium becomes fine particles of metal oxide in water and a solution obtained by colloidally dispersed, and
A hydration-reacting calcium phosphate-based biomaterial having room temperature setting ability .
水ケイ酸である請求項１又は２に記載の生体材料。3. The metal oxide according to claim 1 or 2
The biomaterial according to claim 1 or 2, which is water silicic acid .
ルコニアである請求項１又は２に記載の生体材料。4. The metal oxide according to claim 1 or 2,
The biomaterial according to claim 1 or 2, which is luconia .
ルコンである請求項１又は２に記載の生体材料。5. The metal oxide according to claim 1 or 2,
The biomaterial according to claim 1 or 2, which is rucon .
粒子をコロイド状に分散させた溶液が無水ケイ酸、ジル
コニア及びジルコンの内少くともいずれか１種のコロイ
ド溶液と他の金属酸化物のコロイド溶液との混合物であ
る請求項１又は２に記載の生体材料。6. The fine particle of the metal oxide according to claim 1 or 2.
The solution in which the particles are colloidally dispersed is silicic anhydride,
At least one colloid of konia and zircon
Mixture of a metal solution and a colloidal solution of another metal oxide.
The biomaterial according to claim 1 .
体温度以下である２５℃を越えない範囲の環境温度で硬
化体となりうる請求項１又は２に記載の生体材料。 7. The ability to congeal at room temperature according to claim 1 or 2.
Hard at ambient temperature not exceeding 25 ° C which is below body temperature
The biomaterial according to claim 1, which can be a compound .
イトへ転化する請求項１又は２に記載の生体材料。8. The cured product according to claim 7, wherein the cured product is a hydroxyapat
The biomaterial according to claim 1 or 2, which is converted into a site .
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