JP5015570B2 - 生体材料及び生体材料の製造方法 - Google Patents
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Description
請求項1は、ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリ−ε−カプロラクトンからなる群より選択される少なくとも一種のポリマーと、前記ポリマーとの合計質量に対して10〜70質量%で前記ポリマーの内部に分散された、リン酸カルシウム系材料の粉末からなるセラミックス粉末とを含む生体材料であって、前記生体材料は、圧縮応力を負荷した場合に、最大圧縮強度が1.5MPa以上、圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度が前記最大圧縮強度の50%以上であり、かつ50〜70%の気孔率を有する多孔体であり、前記生体材料の最表面から10nmの深さまでの表層に存在する前記セラミックス粉末は、X線光電子分光装置で測定された前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上50質量%以下であることを特徴とする生体材料であり、
請求項2は、前記表層に存在する前記セラミックス粉末は前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して5質量%〜40質量%であることを特徴とする請求項1に記載の生体材料である。
請求項3は、前記ポリマーを前記セラミックス粉末と共に成形し、エッチング液に浸漬処理することを特徴とする請求項1又は2に記載の生体材料の製造方法であり、
請求項4は、前記エッチング剤は、アルカリ水溶液であることを特徴とする請求項3に記載の生体材料の製造方法であり、
請求項5は、前記アルカリ水溶液は、アルカリ金属元素の水酸化物、アルカリ土類金属元素の水酸化物及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種を溶解してなる、pH12以上の水溶液であることを特徴とする請求項4に記載の生体材料の製造方法である。
前記方法により測定した結晶化度が40%であるポリ−L−乳酸(粘度平均分子量約300,000)0.9gを1,4−ジオキサン20gに溶解した。得られた溶液に、焼成温度1100℃で3時間焼成した焼成リン酸三カルシウム(前記方法により測定した焼成リン酸三カルシウムの平均粒径は2μm)0.1gを添加して充分に分散させて、分散液とした。次いで、この分散液を12時間ドラフト内に静置して、1,4−ジオキサンを揮発させた後、ホットプレスにて加熱成形し、前記焼成リン酸三カルシウム(β型)の含有量がポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの合計質量に対して10質量%のポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物を得た。このポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物を、pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液100mLに一時間浸漬し、表面をエッチングして、参考例1の生体材料(緻密体)を得た。
焼成リン酸三カルシウムの含有量を表1に記載の値に調整した以外は、参考例1と同様にして、参考例2〜5の生体材料(緻密体)を得た。
前記方法により測定した結晶化度を表1に記載の値に調整したポリ−L−乳酸(粘度平均分子量300,000)0.7gと、前記焼成リン酸三カルシウム0.3gとを用いた以外は、参考例1と同様にして、参考例6〜8の生体材料(緻密体)を得た。
平均粒径が5μm又は10μmの焼成リン酸三カルシウム0.3gを用いた以外は、参考例3と同様にして、それぞれ、参考例9及び10の生体材料(緻密体)を得た。
前記方法により測定した結晶化度が40%であるポリ−L−乳酸(粘度平均分子量300,000)0.5gを1,4−ジオキサン20gに溶解した。得られた溶液に、前記方法により測定した平均粒径が3μmの焼成リン酸三カルシウム(β型、焼成温度1100℃、焼成時間3時間)0.5g及びショ糖0.9g(実施例1)又は2.1g(実施例2〜4)を添加して充分に分散させて、分散液とした。次いで、この分散液を12時間ドラフト内に静置して、1,4−ジオキサンを揮発させた後、ホットプレスにて加熱成形し、さらに、純水中に12時間浸漬してショ糖を溶出させ、焼成リン酸三カルシウムの含有量がポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの合計質量に対して50質量%のポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ得た。これらのポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ、pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液100mLに一時間浸漬し、表面をエッチングして、実施例1〜4の生体材料(多孔体)を得た。
pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液によるエッチング処理を行わなかった以外は、参考例1〜5と同様にして、それぞれ、比較例1〜5生体材料(緻密体)を得た。
表2に示す焼成温度で焼成して得られた焼成リン酸三カルシウム(β型、前記方法により測定した焼成リン酸三カルシウムの平均粒径はいずれも2μm)の含有量を30質量%に調整した以外は、参考例1と同様にして、参考例11〜17の生体材料(緻密体)を得た。
前記焼成リン酸三カルシウムの含有量を表2に記載の値に調整した以外は、参考例12と同様にして、参考例18〜24の生体材料(緻密体)を得た。
前記方法により測定した結晶化度が40%であるポリ−L−乳酸(粘度平均分子量約300,000)0.7gを1,4−ジオキサン20gに溶解した。得られた溶液に、表2に示す焼成温度で3時間焼成して得られた焼成リン酸三カルシウム(β型、前記方法により測定した焼成リン酸三カルシウムの平均粒径は2μm)0.3g及びショ糖2.4gを添加して充分に分散させて、分散液とした。次いで、この分散液を12時間ドラフト内に静置して、1,4−ジオキサンを揮発させた後、ホットプレスにて加熱成形し、さらに、純水中に12時間浸漬してショ糖を溶出させ、焼成リン酸三カルシウムの含有量がポリ−L−乳酸と焼成リン酸三カルシウムとの合計質量に対して30質量%のポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ得た。これらのポリ−L−乳酸/焼成リン酸三カルシウム混合物の多孔体をそれぞれ、pH12.9の水酸化ナトリウム水溶液100mLに一時間浸漬し、表面をエッチングして、実施例6〜12の生体材料(多孔体)を得た。
前記焼成リン酸三カルシウム及びショ糖の含有量を表2に記載の値に調整した以外は、実施例6と同様にして、実施例13〜18の生体材料(多孔体)を得た。
前記ショ糖の含有量を表2に記載の値に調整した以外は、実施例7と同様にして、実施例19の生体材料(多孔体)を得た。
ショ糖の粒径を調整して、気孔径を表2の記載の値に調整した以外は、実施例7と同様にして、実施例20及び21の生体材料(多孔体)を得た。
Claims (5)
- ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリ−ε−カプロラクトンからなる群より選択される少なくとも一種のポリマーと、前記ポリマーとの合計質量に対して10〜70質量%で前記ポリマーの内部に分散された、リン酸カルシウム系材料の粉末からなるセラミックス粉末とを含む生体材料であって、
前記生体材料は、圧縮応力を負荷した場合に、最大圧縮強度が1.5MPa以上、圧縮方向の変位量が30%の時の圧縮強度が前記最大圧縮強度の50%以上であり、かつ50〜70%の気孔率を有する多孔体であり、
前記生体材料の最表面から10nmの深さまでの表層に存在する前記セラミックス粉末は、X線光電子分光装置で測定された前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して3質量%以上50質量%以下であることを特徴とする生体材料。 - 前記表層に存在する前記セラミックス粉末は、前記表層に存在する前記ポリマー及び前記セラミックス粉末の合計質量に対して5質量%〜40質量%であることを特徴とする請求項1に記載の生体材料。
- 前記ポリマーを前記セラミックス粉末と共に成形し、エッチング液に浸漬処理することを特徴とする請求項1又は2に記載の生体材料の製造方法。
- 前記エッチング剤は、アルカリ水溶液であることを特徴とする請求項3に記載の生体材料の製造方法。
- 前記アルカリ水溶液は、アルカリ金属元素の水酸化物、アルカリ土類金属元素の水酸化物及びアンモニアからなる群より選択される少なくとも一種を溶解してなる、pH12以上の水溶液であることを特徴とする請求項4に記載の生体材料の製造方法。
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