JP4886381B2 - ポリメチルメタクリラート骨セメント - Google Patents

Description

本発明は、ポリメチルメタクリラート骨セメントに関する。

ポリメチルメタクリラート骨セメント（ＰＭＭＡ骨セメント）は、数十年来、骨内に生体プロステーシスを固定するために医学分野において広く使用されている（Klaus-Dieter Kuehn著: Knochenzemente fuer die Endoprothetik: ein aktueller Vergleich der physikalischen und chemischen Eigenschaften handelsueblicher PMMA-Zemente.（生体プロテーシス用の骨セメント：市販のＰＭＭＡセメントの生理学的及び化学的特性の最新の比較）; Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 2001）。ポリメチルメタクリラート骨セメントは、一般に液体モノマー成分と粉末成分とから構成されている。前記液体モノマー成分は、メチルメタクリラートと活性剤とからなる。活性剤として、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジンが有利に使用される。前記粉末成分は、ポリメチルメタクリラート又はポリメチル−コ−アクリルメタクリラート、エックス線造影剤及びラジカル開始剤からなる。エックス線造影剤としては、二酸化ジルコニウム及び硫酸バリウムが常用される。ジベンゾイルペルオキシドはラジカル開始剤として有利に使用される。モノマー成分と粉末成分との混合の後に、骨セメントはモノマーのラジカル重合によって数分で硬化する。

通常のポリメチルメタクリラート骨セメントは、混合後に白色〜わずかに黄色がかったペースト状の材料として存在する。それにより、しばしば骨セメントと骨組織との間の光学的差異が問題となる。しかしながら、骨セメントは周辺の骨組織から視覚的に問題なく区別できることが望ましい。この理由から、Heraeus Kulzer社のＰＭＭＡ骨セメントは約３０年来クロロフィルで緑色に着色されている。しかしながら、クロロフィルは使用されるモノマーのメチルメタクリラート中で、極めてわずかにしか溶解しない。従って、可溶性を改善するために精製された落花生油が使用される。この精製された落花生油はタンパク質不含である。しかしながら、全ての複雑な天然産物の場合と同様に、組成の変動が問題である。精製された落花生油に対する代替物はいまだに見出されていなかった。

ＰＭＭＡ骨セメントの着色の際に重要なのは、着色剤に毒性の懸念がないことの他に、全体のセメント中での着色剤の均一な分布である。この理由から、今までは、モノマー液体中に又は粉末成分中に着色顔料を含有する骨セメントは広範囲には使用されていなかった。着色顔料は、前記顔料粒子がセメントマトリックスから溶け出しかつマイグレーションしかねないという根本的な危険を伴う。従って、着色剤を骨セメント中に均一に分配しかつしっかりと閉じ込めることが特に重要である。
Klaus-Dieter Kuehn著: Knochenzemente fuer die Endoprothetik: ein aktueller Vergleich der physikalischen und chemischen Eigenschaften handelsueblicher PMMA-Zemente.; Springer Verlag Berlin Heidelberg New York, 2001

従って、本発明の根底をなす課題は、着色されたＰＭＭＡ骨セメントを開発することであった。ＰＭＭＡ骨セメントの液体モノマー成分は、メチルメタクリラート中に溶解しないか又はわずかにしか溶解しない着色剤用の溶解補助剤として複雑な天然産物を含有しないのが好ましい。液体モノマー成分は、均一に分配された透明に溶解した着色剤を含有するのが好ましい。

本発明の前記課題は、請求項１記載の骨セメント、つまり
Ａ モノマー液体中に、メタクリル酸メチルエステル中では溶解しないか又はわずかしか溶解しない着色剤／着色剤混合物と、前記着色剤又は着色剤混合物用の、合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤とが溶解されていて、
Ｂ 前記モノマー液体は室温で透明であり、かつ
Ｃ メタクリル酸メチルエステル中で溶解しないか又はわずかしか溶解しない着色剤／着色剤混合物と、合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤とが、粉末成分のポリメタクリラート又はポリメチルアクリラート中に均一に溶解していることを特徴とする、液体モノマー成分と固体成分とを有するポリメチルメタクリラート骨セメント二より解決される。

モノマー液体中に、メタクリル酸メチルエステル中に溶解しないか又はわずかにしか溶解しない着色剤又は着色剤混合物０．００１〜１．００質量％及び前記着色剤又は着色剤混合物用の合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤０．００１〜２．００質量％が溶解しているのが有利である。前記モノマー液体は室温で透明である。

有利に、メタクリル酸メチルエステル中で溶解しないか又はわずかにしか溶解しない着色剤又は着色剤混合物０．００１〜１．００質量％及び、室温で液状又はペースト状の、合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤０．００１〜２．００質量％が、粉末成分のポリメチルメタクリラート又はポリメチルアクリラート中に均一に溶解している。

この場合、アクリル酸エステル及び／又はメタクリル酸エステルとスチレン又はスチレン誘導体との重合により製造されたコポリマーの使用も本発明に属する。

本発明による骨セメントは、さらに抗生物質のような作用物質を含有することもできるが、このような作用物質を含有していなくてもよい。

着色剤をモノマー液体中に溶解するために、２種の合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤を使用することもできる。

着色剤／着色剤混合物及び合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤は、着色剤／着色剤混合物とモノマー液体中に可溶性の付加物を形成するのが有利である。この場合、特に無極性の相互作用による付加物形成及びマイケル付加の意味でアミノ基又はチオール基の二重結合への付加による付加物の形成が本発明の範囲内である。同様に、カルボン酸アミド、カルボン酸エステル、エーテル、アゾメチン及びキレートの形成による共有結合による付加物の形成も本発明の範囲内である。

さらに、１〜２２個の炭素原子を有する脂肪族アルコールのオレイン酸エステル及び／又はエライジン酸エステル及び／又はリノール酸エステル及び／又はリノレン酸エステル又は前記オレイン酸エステルのオリゴマーが溶解補助剤として有利である。

４〜１６個の炭素原子を有する脂肪族アルコールのメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステル又は３０００ｇ／ｍｏｌより低い分子量を有する前記メタクリル酸エステルのオリゴマーが溶解補助剤として有利である。同様に、マレイン酸エステル、フマル酸エステル、イタコン酸エステル及びソルビン酸エステルを溶解補助剤として使用することも本発明の範囲内である。

さらに、グリセリントリオレアート、グリセリントリリノラート、グリセリントリリノレナート及びグリセリントリエライジナートが溶解補助剤として有利である。同様に、前記不飽和脂肪酸のグリセリン混合エステルの使用も本発明の範囲内である。

さらに、前記溶解補助剤はラジカル重合可能な二重結合を有しているのが有利である。１つ又は複数の二重結合が溶解補助剤中に含まれていてもよい。特別な利点は、前記溶解補助剤がＰＭＭＡ骨セメントの硬化の間に、メチルメタクリラートのラジカル重合に関与し、それにより生じるポリマー鎖中に組み込まれる点にある。それにより、溶解補助剤は硬化したＰＭＭＡ骨セメントからマイグレーションすることはできない。

着色剤としては、クロロフィル、インジゴ、マラカイトグリーン、クリスタルバイオレット、銅フタロシアニン、コバルトフタロシアニン、ビタミンＢ１２及びこれらから誘導された誘導体が着色剤として有利である。同様に、さらに医学的に使用が認められた緑色、青色、紫色又は赤色の着色剤を使用することもできる。クロロフィリン（Ｅ１４１）、ブリリアントグリーンＢＳ（Ｅ１４２）、ブリリアントブルー（Ｅ１３３）が特に有利である。

本発明を次の実施例により説明するが、本発明はこれに制限されない。

実施例１
１００ｍｌエルレンマイヤーフラスコ中で、銅クロロフィリン（着色剤Ｅ１４１）１．００ｇを、オレイン酸エチルエステル（Ph. Eu., Fluka）１．００ｇ及びメチルメタクリラート（Fluka）１８．００を撹拌しながら１０分間で混合した。深緑色の透明な溶液が生じた。この溶液を、次いでメチルメタクリラート９８０ｇと混合した。透明な強い緑色の溶液が生じた。この溶液を、次いで２０ｍｌアンプル中に移し、前記アンプルを溶封した。前記アンプルを、ＰＭＭＡ骨セメント用のモノマー成分として準備した。

実施例２
実施例１と同様に製造された緑色に着色されたメチルメタクリラート溶液に、ジベンゾイルペルオキシドを添加し、６０℃で水中で強力に撹拌しながら重合させてポリマーパールにした。生じたパール重合体を、酸化ジルコニウム３０．０質量％及びジベンゾイルペルオキシド１．０質量％と混合し、ＰＭＭＡ骨セメント用の粉末成分として準備した。

Claims (7)

1. Ａ モノマー液体中に、メタクリル酸メチルエステル中では溶解しないか又はわずかしか溶解しない着色剤／着色剤混合物と、前記着色剤又は着色剤混合物用の、合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤とが溶解されていて、
   Ｂ 前記モノマー液体は室温で透明であり、かつ
   Ｃ メタクリル酸メチルエステル中で溶解しないか又はわずかしか溶解しない着色剤／着色剤混合物と、合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤とが、粉末成分のポリメタクリラート又はポリメチルアクリラート中に均一に溶解していて、
   前記溶解補助剤は、１〜２２個の炭素原子を有する脂肪族アルコールのオレイン酸エステル及び／又はエライジン酸エステル及び／又はリノール酸エステル及び／又はリノレン酸エステル又は前記オレイン酸エステルのオリゴマーであり、
   前記着色剤は、クロロフィリン、インジゴ、マラカイトグリーン、クリスタルバイオレット、銅フタロシアニン、コバルトフタロシアニン、ビタミンＢ１２であることを
   特徴とする、液体モノマー成分と固体成分とを有するポリメチルメタクリラート骨セメント。
2. モノマー液体中でもしくはポリメタクリラート又はポリメチルアクリラート中で、着色剤／着色剤混合物は、０．００１〜１．００質量％存在し、かつ溶解補助剤は０．００１〜２．００質量％存在する、請求項１記載のポリメチルメタクリラート骨セメント。
3. 溶解補助剤は室温で液状又はペースト状である、請求項１記載のポリメチルメタクリラート骨セメント。
4. 着色剤／着色剤混合物及び合成により製造されたタンパク質不含の疎水性の低分子量又はオリゴマーの溶解補助剤は、着色剤／着色剤混合物とモノマー液体中で可溶性の付加物を形成することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の液体モノマー成分と固体成分とを有するポリメチルメタクリラート骨セメント。
5. ４〜１６個の炭素原子を有する脂肪族アルコールのメタクリル酸エステル又はアクリル酸エステル又は３０００ｇ／ｍｏｌより低い分子量を有する前記メタクリル酸エステル又はアクリル酸エステルのオリゴマーを溶解補助剤として使用することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の液体モノマー成分と固体成分とを有するポリメチルメタクリラート骨セメント。
6. グリセリントリオレアート、グリセリントリリノラート、グリセリントリリノレナート及びグリセリントリエライジナートを溶解補助剤として使用することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の液体モノマー成分と固体成分とを有するポリメチルメタクリラート骨セメント。
7. 溶解補助剤がラジカル重合可能な二重結合を有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の液体モノマー成分と固体成分とを有するポリメチルメタクリラート骨セメント。