JPH0639372B2 - 生体活性セメント - Google Patents

生体活性セメント

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JPH0639372B2
JPH0639372B2 JP2222363A JP22236390A JPH0639372B2 JP H0639372 B2 JPH0639372 B2 JP H0639372B2 JP 2222363 A JP2222363 A JP 2222363A JP 22236390 A JP22236390 A JP 22236390A JP H0639372 B2 JPH0639372 B2 JP H0639372B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、医科又は歯科の分野で用いる人工骨や人工歯
根等の人工生体材料を接着固定させるだけでなく、骨や
歯の欠損部へ補綴材として使用する生体活性セメントに
関するものである。
（従来の技術） 整形外科分野において骨折や骨腫瘍などによって骨の一
部を欠損したり又は切除した場合、或いは歯科分野にお
いて抜歯や歯槽膿漏などによって顎骨に欠損を生じた場
合、このような部所を修復するために、金属・セラミッ
ク・結晶化ガラス等からなる人工生体材料が使用されて
いる。
このような人工生体材料は、修復部に早期に適合性良く
埋入固定されることが望ましく、そのためには、修復部
の形状を人工生体材料の形状に合わせて研削するが、又
は人工生体材料の形状を修復部の形状に合わせて加工す
る必要があるが、このような研削や加工を精密に施すこ
とは極めて困難である。
この為、人工生体材料を使用する場合、人工生体材料と
生体骨の両者を接着固定するために生体用セメントが使
用されており、例えば整形外科分野では広くPMMA（ポリ
メチルメタアクリレート）セメントが、また歯科分野で
はリン酸亜鉛セメントやカルボキシレートセメントが使
用されている。また、アバタイトやアルミナセラミック
の顆粒を直接修復部に充填することにより形状の適合を
図っている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述の各種生体用セメントは、人工生体
材料とは強固に接着するが、生体骨と化学的に結合する
ことがない為、長時間使用すると生体骨と生体用セメン
トの間に緩みが生じる惧れがある。また、アパタイトや
アルミナセラミック顆粒同士が結合することがない為、
前述の生体用セメントなどで固定する必要がある。
近年、上記事情に鑑み、骨と化学的に結合する生体活性
セメントが種々報告されている。この種のセメントは粉
末としてリン酸カルシウム等の結晶を単体又は混合体と
して、硬化液との反応によって水酸アパタイト等の結晶
を析出させるものであり、硬化液の種類によって２つの
タイプに分けることができる。一つは、クエン酸、リン
ゴ酸等の有機酸水溶液を硬化液として用いるタイプであ
り、もう一つは水を硬化液として用いるタイプである。
前者のタイプのセメントは、硬化時間が短くさらに初期
強度が高い為、早期に強固な接着固定を人工生体材料に
対して期待できるが、有機酸水溶液を用いるため生体組
織に対して炎症反応を引き起こす可能性があると共に、
崩壊率が高いため生体内で劣化し易い問題点を有する。
後者のタイプのセメントは酸を使用しないため生体組織
に対する炎症反応はないものの、硬化反応が遅い初期強
度も低く、実用上必要な早期固定性は得られない。
（課題を解決するための手段） 本発明は、生体組織に対して炎症反応を誘起する事なく
早期に自己凝結硬化し人工生体材料を接着固定させるこ
とができ、さらに生体骨と化学結合し長期にわたって安
定な生体活性セメントを提供する。
本発明の生体活性セメントは、Caを構成成分とするガラ
ス粉末に、硬化液としてリン酸アンモニウム水溶液を混
合して成ることを特徴とする。
ガラス粉末中のCaの量はCaO として20〜60wt％が好まし
い。
本発明で使用する粉末の粒径は、小さい程高強度のセメ
ントが得られるので好ましく、特に44μｍ以下の粒径が
好ましい。
また、本発明においては、硬化物の強度を上げる為に
は、硬化液として用いるリン酸アンモニウム水溶液中に
含有されるリン酸イオン濃度は、高いほど望ましい。正
リン酸の使用は、液性を酸性にする為望ましくない。硬
化液のリン酸源として、リン酸二水素アンモニウム、リ
ン酸水素二アンモニウムを用いることによりその液性を
ほぼ中性のpH6.0〜8.5とする。このことにより生体組織
に対して炎症反応を誘起させることを防止する。
（作 用） 本発明では、Caを構成成分とするガラス粉末にリン酸ア
ンモニウム水溶液を混合することによって、粉末の表面
又はその周囲に溶出するCa2+イオンとリン酸塩を主成分
とする硬化液中のHPO4 2-（リン酸）イオンが反応し、例
えば、非晶質リン酸カルシウム物や第二リン酸水素カル
シウム二水塩（CaHPO4・2H2O）、第二リン酸アンモニウ
ムカルシウム塩（CaNH4PO4・2H2O）等の前駆体を経て、
水酸アパタイトが生成することにより硬化する。水酸ア
パタイトは生体骨との化学結合性に優れ、生体内で安定
な物質となる。
ガラス粉末はその組成によりCa2+イオンの溶出速度が異
なり、硬化液中のHPO4 2-イオン濃度との組合せにより硬
化時間も異なる。使用の必要に王じて適当なCa2+イオン
溶出速度を有するガラス粉末を選択して用いればよい。
（実施例） 以下、本発明を実施例つきさらに詳細に説明する。
実施例１〜８ 第１表は、本発明の実施例を示すものである。
実施例１，６の粉末は重量％でCaO 46.5、SiO236.0、P2
O5 17.0、Caf20.5のガラスになるように、実施例２の粉
末は、重量％でCaO 41.0、SiO237.5、P2O5 16.0、MgO
5.0、CaF2 0.5のガラスになるように、実施例３の粉末
は重量％でCaO 49.0、SiO2 31.0、P2O5 15.0、Na2O 5.0
のガラスになるように、実施例４の粉末は重量％でCaO
45.5、SiO254.5のガラスになるように、実施例５の粉末
は重量％でNa2O 26.5、CaO 26.5、SiO2 47.0 になるよ
うに、何れも調合した原料を1450〜1650℃で２時間溶融
しガラス化した後、ロール成形し、次いでボールミルで
粉砕し、ふるいで分級して330 メッシュ以下の粉末にし
たものである。
実施例７，８の粉末は、乾式合成したα−リン酸三カル
シウムを他のガラス粉末と同様に330 メッシュ以下に揃
えたものを用いた。
実施例１〜５の硬化液は、リン酸水素二アンモニウムと
リン酸二水素アンモニウムを適量水に溶解し、pHを7.4
(20℃)に調節したものである。実施例６，７の硬化液に
は純水を、実施例８には１％クエン酸水溶液を用いた。
粉末と硬化液量の割合、いわゆる粉液比は粉末１ｇに対
して液0.35〜0.65mlであり、後述する圧縮強度の最大と
なる値を代表値として選んだ。
セメントの特性評価は、固定性を得るための初期強度と
生体骨又は組織との係りで評価した。
先ず、初期強度であるが、これはJIS T 6602 （歯科用
リン酸亜鉛セメントに関する規格）に準じて行なった。
粉末と硬化液を十分に練和後所定の型に流し込み、１時
間硬化後、型より取り出し、擬似体液中に24時間浸漬後
に濡れ圧縮強度を測定した。これをセメントの初期強度
として評価した。本発明のセメントの強度は擬似体液中
に置かれる時間と共に増大し、例えば実施例１の擬似液
体７日浸漬後の圧縮強度は80MPa であった。
また、ラットの脛骨顆部に4 mmφの穴を開け、ここに練
和後の核実施例の生体活性セメントを適用し、４週間後
に屠殺し、セメント周囲組織を摘出し、炎症反応の有無
と周囲骨との結合性を観察した。
（発明の効果） 以上のように本発明の生体活性セメントは、生体組織に
対して炎症反応を誘起することなく、かつ早期に生体骨
と人工生体材料を強固に接着し、また生体骨と化学結合
するため長期間使用しても生体骨との緩みが生じること
なく、人工骨や人工歯根を生体骨と接着するのに有効で
あり、さらに、それ自身を各種形状の骨や歯の欠損部の
補綴物として用いるのに有効である。
本発明の広汎な精神と視野を逸脱することなく、本発明
の種々な変更と修整が可能なこと勿論である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Caを構成成分とするガラス粉末に、硬化液
    としてリン酸アンモニウム水溶液を混合して成ることを
    特徴とする生体活性セメント
JP2222363A 1989-08-29 1990-08-27 生体活性セメント Expired - Lifetime JPH0639372B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22018689 1989-08-29
JP1-220186 1989-08-29

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Publication Number Publication Date
JPH03157310A JPH03157310A (ja) 1991-07-05
JPH0639372B2 true JPH0639372B2 (ja) 1994-05-25

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ID=16747231

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EP (1) EP0415538B1 (ja)
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