JPH078548A - 硬化性生体用粉材 - Google Patents

硬化性生体用粉材

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JPH078548A
JPH078548A JP5175898A JP17589893A JPH078548A JP H078548 A JPH078548 A JP H078548A JP 5175898 A JP5175898 A JP 5175898A JP 17589893 A JP17589893 A JP 17589893A JP H078548 A JPH078548 A JP H078548A
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fluoride
calcium phosphate
magnesium compound
magnesium
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JP5175898A
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Tatsuma Morokuma
辰馬 諸隈
Takao Tanaka
隆夫 田中
Toshihiko Nishitsuji
俊彦 西辻
Yoshihito Ochiai
良仁 落合
Koichi Saito
浩一 斉藤
Fumio Osato
文夫 大里
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Lion Corp
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Lion Corp
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 自己硬化型リン酸カルシウムに対しマグネシ
ウム化合物0.5〜15重量%を混合するか、または、
自己硬化型リン酸カルシウムと難溶性フッ化物を含むも
のに、さらにマグネシウム化合物0.5〜15重量%を
含有させた硬化性生体用粉材。 【効果】 長期保存しても水分による変質が少なく、操
作性を損なわい。また、従来水分による変質を加速して
いたX線造影剤を混合しても、良好である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は硬化性生体用粉材に関す
る。更に詳しくは、リン酸カルシウム粉体とマグネシウ
ム化合物を混合した硬化性生体用で、保存安定性に優れ
た粉材に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自己硬
化型リン酸カルシウムは水と反応して硬化するものをい
う。このうち特に硬化した後ヒドロキシアパタイト(以
下、HAPと略する)を生じるものは該HAPが生体内
の歯、骨の主成分に近似することにより、歯、骨補填剤
等の医療用セメントとして近年注目されている。
【0003】自己硬化型リン酸カルシウムは水等の液剤
と練和してセメントとするが、その際の操作性を向上さ
せるためボールミル等で粉砕したものが用いられる。自
己硬化型リン酸カルシウムは水に反応して硬化すること
から分かるように水に対して活性であるため、空気中の
水分の吸着により経時変化を起こすことがある。例えば
自己硬化型リン酸カルシウムとして注目されているα型
リン酸三カルシウムでは、高温多湿下に保存した場合、
短時間にα型リン酸三カルシウムの一部が次第に塊状の
HAPへと変化する。そのため、使用時に液剤と練和し
てペースト状にするのに時間が掛かり、適用部位に挿
入、充填もしくは流し込むにしても操作が行い難くな
る。また、練和してもバラツキがなくならず良好なペー
スト状にならない等の現象が起きる場合がある。
【0004】このように、空気中の水分の吸着により液
剤と練和してセメントとする場合に、硬化時間にバラツ
キを生じたり、練和性が悪くなる等の問題を生じ、品質
(操作性)が安定しないという問題がある。従って、自
己硬化型リン酸カルシウムの経時変化を防止するため
に、包装は水分を通さないガラス製等の容器に充填すれ
ばよいが、その場合でも、一度開封すると自己硬化型リ
ン酸カルシウム粉体は使用毎に空気中の水分を吸着して
経時変化を起こし、徐々に操作性が悪くなる等、保存安
定性に問題がある。
【0005】また、X線造影剤である塩基性炭酸ビスマ
スを添加すると、自己硬化型リン酸カルシウムの経時変
化が加速されやすくなることを本発明者等は確認してい
る。このため、長期間空気中の水分と接触しても変質し
にくく、セメントとした場合に品質が安定な、保存安定
性に優れた、自己硬化型リン酸カルシウムからなる硬化
性生体用粉材の開発が強く望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる状況
に鑑み、経時的に空気中の水分の吸着により変質し難く
保存安定性に優れたリン酸カルシウム含有の硬化性生体
用粉材について鋭意検討を重ねた結果、α型第三リン酸
カルシウムに対して反応阻害作用のある、マグネシウム
化合物を特定の割合で混合すれば保存安定性に優れ、か
つセメントとした場合の品質が安定な硬化性生体用粉材
が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったも
のである。
【0007】すなわち、(1)自己硬化型リン酸カルシ
ウムと、それに対する0.5〜15重量%のマグネシウ
ム化合物を含有することを特徴とする硬化性生体用粉
材、及び(2)自己硬化型リン酸カルシウムと難溶性フ
ッ化物を含有し、さらにマグネシウム化合物0.5〜1
5重量%を含有することを特徴とする硬化性生体用粉材
を提供するものである。
【0008】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明でいう自己硬化型リン酸カルシウムとは、水もしくは
酸等の硬化促進剤を添加した水で練ったとき、水和によ
って硬化性を示すものであって、例示するとα型リン酸
三カルシウム、リン酸四カルシウム等の自己硬化型リン
酸カルシウムもしくはα型リン酸三カルシウムとリン酸
四カルシウムの混合物もしくはこれらとリン酸八カルシ
ウム、β型リン酸三カルシウム、リン酸水素カルシウム
等の非自己硬化型リン酸カルシウムとの混合物である。
【0009】自己硬化型リン酸カルシウムにおいて、カ
ルシウムとリンの原子比は1.3〜2.0(Ca/P)
の範囲が好ましく、更に好ましくは、1.4〜1.8の
範囲である。この範囲を外れる組成のものはHAPの理
論組成のCa/P比との差が大きすぎるため、リン酸カ
ルシウムを酸等の硬化促進剤を含んだ水と練和しても硬
化してHAP構造に転化しにくく、良好な硬化体が得ら
れ難い。
【0010】この自己硬化型リン酸カルシウムの調製方
法には特に制限はないが、例えばα型リン酸三カルシウ
ムの場合、リン酸第二カルシウムを約550℃で約2時
間加熱して得られたγ型ピロリン酸カルシウムを炭酸カ
ルシウムと混合して約1200℃で焼成、粉砕したもの
が特に好ましく、粒径は100μm以下、好ましくは2
0μm以下のものが好適に使用できる。本発明は自己硬
化型リン酸カルシウムに、マグネシウム化合物を0.5
〜15重量%(以下、重量%は特記しない限り%で表わ
す)、さらに好ましくは、5〜10%含有させる。マグ
ネシウム化合物の添加量が0.5%未満では自己硬化型
リン酸カルシウムの保存安定性の向上が十分ではない。
また、15%を越えると保存安定性は向上するが、溶剤
を混合しペースト状にした後流動性が低下し使用上、操
作性、作業性が悪化するので好ましくない。
【0011】本発明で使用するマグネシウム化合物の具
体的な例としては、無機系の化合物として、ケイ酸マグ
ネシウム、ケイ化マグネシウム、ケイ酸マグネシウムカ
ルシウム、メタケイ酸マグネシウムカルシウム、酸化マ
グネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、
塩基性炭酸マグネシウム及び亜リン酸マグネシウム、リ
ン酸マグネシウム等のリン酸塩類、ホウ酸マグネシウム
等のホウ酸塩類,硫酸マグネシウム等の硫酸塩類などが
あげられ、、又有機系の化合物としては、クエン酸マグ
ネシウム、リンゴ酸マグネシウム、ステアリン酸マグネ
シウム、安息香酸マグネシウム、ギ酸マグネシウム等の
脂肪酸塩類があげられ、これらは単独でも複数の混合物
としても用いてもよい。
【0012】また、本発明の自己硬化型リン酸カルシウ
ムとマグネシウム化合物を添加した混合物に、更に必要
に応じて、難溶性フッ化物を含有させることができる。
該混合物に難溶性フッ化物を添加するとセメントとした
場合にフッ化アパタイトになることが確認されている。
このフッ化アパタイトはアパタイトの中でも特に安定な
形態として知られ、このセメントは生体内または口腔内
で優れた安定性を示すことが容易に理解できる。
【0013】難溶性フッ化物の量は、フッ素がアパタイ
トに取り込まれるにはCa/F(グラムアトム比)が少
なくとも4.2以上であり、硬化時間が数時間以内であ
るためにはCa/Fは60以下が好ましい。難溶性フッ
化物の具体的な例としてはフッ化カルシウム、フッ化マ
グネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウムの
アルカリ土類金属フッ化物、フッ化リチウム、フッ化ク
ロム、フッ化鉛、フッ化ニッケル、フッ化鉄、フッ化ア
ルミニウムなどの金属フッ化物、ケイフッ化ナトリウ
ム、ケイフッ化カリウム、ケイフッ化カルシウム、ケイ
フッ化バリウム等があげられ、これらは単独でも複数の
混合物として用いてもよい。
【0014】また、本発明の自己硬化型リン酸カルシウ
ムでは、更に必要に応じて、X線造影剤を任意に含有さ
せることができる。X線造影剤としては、硫酸バリウ
ム、塩基性炭酸バリウム及びヨードホルムから成る群よ
り1種以上選択することができる。X線造影剤の添加量
は特に限定されないが、粉材中0.1〜30%であるの
が好ましい。
【0015】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。 実施例1 α型リン酸三カルシウム(α−TCP)粉体100gと
酸化マグネシウム1gをミキサーを用いて2分間乾式混
合し、混合物を得た。該混合物を温度60℃、相対湿度
70%の恒温恒湿器内で2週間加速試験を行った。加速
試験後、α−TCPの水和率を測定した。
【0016】尚、α−TCPの水和率の測定は粉末X線
回析計により行った。水和試験前及び水和試験後のα型
リン酸三カルシウムと酸化マグネシウムの混合物にTi
2(ルチル型)を内部標準として20%添加し、α−
TCPの主ピークである30.8゜とTiO2 (ルチル
型)の主ピークである27.5゜のピーク高さとから、
次式でα−TCPの水和率を求めた。
【0017】
【数1】
【0018】また、本発明で用いる稠度とは、加速試験
を行ったα型リン酸三カルシウムと酸化マグネシウムの
混合物からなる粉剤とクエン酸溶液(但し、アンモニア
水にてpH3.0に調製)なる液剤をJIST6602
に準じ練和し、その練和物をガラス板上に取る。次にこ
の練和物の上にガラス板を載せ、更にその上に重りを載
せ、その合計が120gになるようにした。練和を開始
してから10分経過した時点で重り及びガラス板を取り
除き、広がった練和物の平行線間の最大部及び最小部の
寸法(mm)を測定してその平均値を稠度としてセメン
トの練和性評価の指標とした。測定の結果、α−TCP
の水和率は20%と低く、またセメントの稠度も35m
mと練和性も良好であった。結果を表1に示す。
【0019】実施例2〜4 実施例1の酸化マグネシウムを5、10、13gに変更
した以外は、実施例1と同一条件で行った。結果を表1
に示す。
【0020】実施例5 酸化マグネシウムを水酸化マグネシウム10gに変更し
た以外は、実施例1と同一条件で行った。測定の結果、
α−TCPの水和率は低く、またセメントの稠度も34
mmと練和性も良好であった。結果を表1に示す。
【0021】実施例6 α−TCP粉体100g、酸化マグネシウム10g及び
難溶性フッ化物であるフッ化カルシウム2.5gをミキ
サーで2分間乾式混合した以外は、実施例1と同一条件
で行った。測定の結果、α−TCPの水和率は低く、ま
たセメントの稠度も33mmと練和性も良好であった。
結果を表1に示す。
【0022】実施例72α−TCP粉体100g、酸化
マグネシウム10g及び難溶性フッ化物であるフッ化カ
ルシウム2.5g及びX線造影剤である塩基性炭酸ビス
マス10gをミキサーで2分間混合した以外は、実施例
1と同一条件で行った。測定の結果、α−TCPの水和
率は低く、またセメントの稠度も34mmと練和性も良
好であった。結果を表1に示す。
【0023】比較例1 酸化マグネシウムを0.3gに変更した以外は、実施例
1と同一条件で行った。測定の結果、α−TCPの水和
率は高く、更にセメントの稠度は17mmと練和性も不
良であった。結果を表1に示す。
【0024】比較例2 酸化マグネシウムを20gに変更した以外は、実施例1
と同一条件で行った。測定の結果、α−TCPの水和率
は低いが、セメントの稠度は21mmと練和性が低下し
た。結果を表1に示す。
【0025】比較例3 酸化マグネシウムを0.3gに変更した以外は、実施例
6と同一条件で行った。測定の結果、α−TCPの水和
率が高く、セメントの稠度は15mmと練和性が低下し
た。結果を表1に示す。
【0026】比較例4 酸化マグネシウムを20gに変更した以外は、実施例6
と同一条件で行った。測定の結果、α−TCPの水和率
は低いが、セメントの稠度は20mmと練和性が低下し
た。
【0027】
【表1】
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術では達成され
なかった自己硬化型リン酸カルシウムの保存時の変質を
抑えることができる。即ち、従来の自己硬化型リン酸カ
ルシウムからなる粉材は保存時の変質防止が困難であ
り、セメントとした場合に操作性が悪い。これに対し、
本発明の材料は水分による変質が少なく、操作性を損な
うこともなく良好である。また、従来水分による変質を
加速していたX線造影剤を混合しても、長期保存するこ
とが可能であり、且つセメントとした場合の操作性も良
好である。
フロントページの続き (72)発明者 西辻 俊彦 山口県下関市彦島迫町七丁目1番1号 三 井東圧化学株式会社内 (72)発明者 落合 良仁 神奈川県藤沢市本藤沢3−3−7 (72)発明者 斉藤 浩一 神奈川県中郡二宮町山西457 ライオン株 式会社二宮寮 (72)発明者 大里 文夫 神奈川県中郡二宮町山西457 ライオン株 式会社二宮寮

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自己硬化型リン酸カルシウムと、それに
    対する0.5〜15重量%のマグネシウム化合物を含有
    することを特徴とする硬化性生体用粉材。
  2. 【請求項2】 自己硬化型リン酸カルシウムと難溶性フ
    ッ化物を含有し、さらにマグネシウム化合物0.5〜1
    5重量%を含有することを特徴とする硬化性生体用粉
    材。
  3. 【請求項3】 自己硬化型リン酸カルシウムがα型リン
    酸三カルシウムである請求項1又は2記載の硬化性生体
    用粉材。
  4. 【請求項4】 硬化性生体用粉材がX線造影剤として硫
    酸バリウム、塩基性炭酸ビスマス及びヨードホルムから
    成る群より選択される1種以上を含有する請求項1又は
    2記載の硬化性生体用粉材。
  5. 【請求項5】 難溶性フッ化物がアルカリ土類金属のフ
    ッ化物である請求項2記載の硬化性生体用粉材。
JP5175898A 1993-06-24 1993-06-24 硬化性生体用粉材 Pending JPH078548A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8632796B2 (en) 2001-05-02 2014-01-21 Biocomposites Limited Calcium phosphate/sulfate-based bone implant composition

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