JPS6179462A - 多孔質人工骨材料 - Google Patents
多孔質人工骨材料Info
- Publication number
- JPS6179462A JPS6179462A JP59200129A JP20012984A JPS6179462A JP S6179462 A JPS6179462 A JP S6179462A JP 59200129 A JP59200129 A JP 59200129A JP 20012984 A JP20012984 A JP 20012984A JP S6179462 A JPS6179462 A JP S6179462A
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- Japan
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- artificial bone
- bone material
- hydroxyapatite
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- bone
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、整形外科や口腔外科の治療用として好適な新
規人工骨材料に関するものである。
規人工骨材料に関するものである。
さらに詳しくいえば、本発明は体内に埋入したときに生
体組織と容易に結合し、かつ迅速に溶解吸収されて新生
骨と置換される新規な人工骨材料に関するものである。
体組織と容易に結合し、かつ迅速に溶解吸収されて新生
骨と置換される新規な人工骨材料に関するものである。
従来の技術
近年、医療工業の進歩とともに１．交通事故や骨腫瘍の
ような疾患によシ失なわれた骨の補綴用の人工骨材に関
する研究が盛んに行われるようになってきている。とこ
ろで、生体内に人工材料を埋入するに際しては、毒性が
なく、安全で大きい機械的強度を有し、かつ生体組織と
結合しやすい材料金運ぶことが必要とされ、さらにこの
材料は生体内で自然に消失し新生骨と置換されるものが
好ましいとされている。
ような疾患によシ失なわれた骨の補綴用の人工骨材に関
する研究が盛んに行われるようになってきている。とこ
ろで、生体内に人工材料を埋入するに際しては、毒性が
なく、安全で大きい機械的強度を有し、かつ生体組織と
結合しやすい材料金運ぶことが必要とされ、さらにこの
材料は生体内で自然に消失し新生骨と置換されるものが
好ましいとされている。
このような要件を満たすものとして、これまでリン酸三
カルンウム、水酸アパタイト又は特殊なアパタイト準結
晶構造リン酸カルシウム化合物の焼結体から成る人工歯
根、人工骨などが提案されている（特開昭５６−５４８
４１号公報）。
カルンウム、水酸アパタイト又は特殊なアパタイト準結
晶構造リン酸カルシウム化合物の焼結体から成る人工歯
根、人工骨などが提案されている（特開昭５６−５４８
４１号公報）。
ところで、人工骨や人工歯根を体内に埋火したときに生
体組織と結合しやすくするには、これを多孔質のものと
して生体組織が細孔に入り込み、これを固定しうるよう
にすることが必要であり、この目的を達成するために、
孔径０．０３〜１．２．程度の気孔を有する多孔質リン
酸カルシウム系焼結体を用いることも知られている（特
開昭５６−１４９３８９号公報、特開昭５７−７８５６
号公報）。
体組織と結合しやすくするには、これを多孔質のものと
して生体組織が細孔に入り込み、これを固定しうるよう
にすることが必要であり、この目的を達成するために、
孔径０．０３〜１．２．程度の気孔を有する多孔質リン
酸カルシウム系焼結体を用いることも知られている（特
開昭５６−１４９３８９号公報、特開昭５７−７８５６
号公報）。
しかしながら、リン酸カルシウム系焼結体を多孔質にす
ると、機械的強度の著しい低下をきたし、人工骨として
の所要の強度が得られなくなるため、特に大規模な骨欠
損部の治療には利用することがでキス、従来は、チタン
、ステンレス鋼、アルミナなどの代謝しない材料を用い
たり、あるいは患者自身の他の部分の骨の移植などの手
段をとらざるを得なかった。
ると、機械的強度の著しい低下をきたし、人工骨として
の所要の強度が得られなくなるため、特に大規模な骨欠
損部の治療には利用することがでキス、従来は、チタン
、ステンレス鋼、アルミナなどの代謝しない材料を用い
たり、あるいは患者自身の他の部分の骨の移植などの手
段をとらざるを得なかった。
発明が解決しようとする問題点
従来のチタン、ステンレス鋼、アルミナなどの代謝不能
の材料を人工骨として用いた場合には、完全治癒後回手
術してこれを除去するか、あるいはそのまま異物として
体内に放置しなければならないし、また患者自身の他の
部分の骨の移植を行うには、患部以外の場所をさらに手
術しなければならないなど人体に無用の負担をかけるこ
とになる。
の材料を人工骨として用いた場合には、完全治癒後回手
術してこれを除去するか、あるいはそのまま異物として
体内に放置しなければならないし、また患者自身の他の
部分の骨の移植を行うには、患部以外の場所をさらに手
術しなければならないなど人体に無用の負担をかけるこ
とになる。
したがって、本発明の目的は、生体内に人工材料を埋入
したとき、大規模な骨欠損部の補綴にも十分に耐えうる
大きな機械的強度を有し、かつ生体組織と容易に結合し
、生体内で自然に消失して新生骨と置換されることがで
き、したがって再手術等の人体に対する無用の負担をか
けることのない新規人工骨材を提供することである。
したとき、大規模な骨欠損部の補綴にも十分に耐えうる
大きな機械的強度を有し、かつ生体組織と容易に結合し
、生体内で自然に消失して新生骨と置換されることがで
き、したがって再手術等の人体に対する無用の負担をか
けることのない新規人工骨材を提供することである。
問題点を解決するだめの手段
本発明者らは、先に人工骨材として好適な、孔径１０〜
１００μｍの連続気孔を有し、少なくとも１００Ｋｆ／
ｉの曲げ強度をもつ水酸アパタイト焼結体を開発したが
（特願昭５８−１２９０８７号）、さらに研究を重ねた
結果、これを素材として孔径０．１〜２屁の気孔を有す
る多孔質人工骨材料を構成することにより、前記の目的
を達成しうろことを見出し、本発明をなすに至った。
１００μｍの連続気孔を有し、少なくとも１００Ｋｆ／
ｉの曲げ強度をもつ水酸アパタイト焼結体を開発したが
（特願昭５８−１２９０８７号）、さらに研究を重ねた
結果、これを素材として孔径０．１〜２屁の気孔を有す
る多孔質人工骨材料を構成することにより、前記の目的
を達成しうろことを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、リン酸カルシウム系焼結体を素材
とした孔径０．２〜２ｍｍ、好ましくは０１５〜１間の
気孔を有する人工骨材料において、前記リン酸カルシウ
ム系焼結体が孔径２０〜１００μｍの微小気孔を有する
水酸アパタイト焼結体であることを特徴とする多孔質人
工骨材料を提供するものである。
とした孔径０．２〜２ｍｍ、好ましくは０１５〜１間の
気孔を有する人工骨材料において、前記リン酸カルシウ
ム系焼結体が孔径２０〜１００μｍの微小気孔を有する
水酸アパタイト焼結体であることを特徴とする多孔質人
工骨材料を提供するものである。
本発明の人工骨材料は、例えば平均粒径０．１〜１０μ
ｍの水酸アパタイト粉末１００重量部に対し、平均粒径
２０〜１００μｍの熱分解性物質１０〜４０重量部及び
平均粒径０．２〜２ｍｍの熱分解性物質１０〜４０重量
部を加え、所要の形状に成形し９００〜１４００ ℃の
温度で焼成することにより製造することができる。なお
、焼成は加圧せずに行うこともできるが、例えばホット
プレスを用いて３００〜１０００ Ｋｐ／ｃｄの圧力を
加えて行うのが好ましい。
ｍの水酸アパタイト粉末１００重量部に対し、平均粒径
２０〜１００μｍの熱分解性物質１０〜４０重量部及び
平均粒径０．２〜２ｍｍの熱分解性物質１０〜４０重量
部を加え、所要の形状に成形し９００〜１４００ ℃の
温度で焼成することにより製造することができる。なお
、焼成は加圧せずに行うこともできるが、例えばホット
プレスを用いて３００〜１０００ Ｋｐ／ｃｄの圧力を
加えて行うのが好ましい。
この除用いる水酸アパタイトは、乾式法又は湿式法によ
る合成アパタイトでもよいし、各種を椎動物の骨、歯か
ら回収された生体アパタイトでもよい。この原料の水酸
アパタイトはできるだけ微粉状に粉砕したものを用いる
のが望ましいが、粉砕機、分級機等の装置的制限や取扱
い上の問題もあるため、平均粒径０，１〜１０ｐｍの範
囲のものが用いられる。
る合成アパタイトでもよいし、各種を椎動物の骨、歯か
ら回収された生体アパタイトでもよい。この原料の水酸
アパタイトはできるだけ微粉状に粉砕したものを用いる
のが望ましいが、粉砕機、分級機等の装置的制限や取扱
い上の問題もあるため、平均粒径０，１〜１０ｐｍの範
囲のものが用いられる。
次に、熱分解性物質は、水酸アパタイトを焼結する際に
所望の孔径をもつ連続気孔を形成させるために配合させ
るものであるから、平均粒径２０〜１００μｍｉ有する
ものと平均孔径０．２〜２ｍ＋ｎのものの２種が用いら
れる。この熱分解性物質は、水酸アパタイト粉末１００
重量部当ｐそれぞれ１０〜４０重景部の割合で加えるこ
とが必要である。
所望の孔径をもつ連続気孔を形成させるために配合させ
るものであるから、平均粒径２０〜１００μｍｉ有する
ものと平均孔径０．２〜２ｍ＋ｎのものの２種が用いら
れる。この熱分解性物質は、水酸アパタイト粉末１００
重量部当ｐそれぞれ１０〜４０重景部の割合で加えるこ
とが必要である。
これよシも少ない量では、十分な連続気孔が形成されな
いし、またこれよりも多くなると見掛は密度や機械的強
度の低下を免れない。この熱分解性物質としては、結晶
性セルロースのような有機化合物が好適である。
いし、またこれよりも多くなると見掛は密度や機械的強
度の低下を免れない。この熱分解性物質としては、結晶
性セルロースのような有機化合物が好適である。
水酸アパタイト粉末と結晶性セルロースとの混合は、゛
両者が均一に混合しうるような手段であればどのような
手段を用いてもよい。例えば水酸アパタイト粉末と結晶
性セルロースをそのまま適当な混合機を用いて混合して
もよいし、また水酸アパタイト粉末を、あらかじめ粒径
２０〜２００μｍ顆粒状に成形し、これと結晶性セルロ
ースとを混合してもよい。さらに、結晶性セルロースの
表面を水その他の溶媒で湿潤させ、これに水酸アパタイ
トを均一に付着させる方法をとることもできる。
両者が均一に混合しうるような手段であればどのような
手段を用いてもよい。例えば水酸アパタイト粉末と結晶
性セルロースをそのまま適当な混合機を用いて混合して
もよいし、また水酸アパタイト粉末を、あらかじめ粒径
２０〜２００μｍ顆粒状に成形し、これと結晶性セルロ
ースとを混合してもよい。さらに、結晶性セルロースの
表面を水その他の溶媒で湿潤させ、これに水酸アパタイ
トを均一に付着させる方法をとることもできる。
このようにして調製した混合物に、必要に応じてポリビ
ニルアルコールのようなバインダーを加え、所望の形状
に成形し９００〜１４００℃の温度において焼成する。
ニルアルコールのようなバインダーを加え、所望の形状
に成形し９００〜１４００℃の温度において焼成する。
焼成時間は、通常０．５〜３時間である。
本発明の人工骨材料は、また平均粒径０．１〜１０μｍ
の水酸アパタイト粉末１００重量部に対し、平均粒径２
０〜１００μｍの熱分解性物質１０〜４０重量部を加え
て顆粒状に成形し、これにさらに平均粒径０．２〜２ｍ
ｍの熱分解性分質を加えて混合し、必要に応じバインダ
ーを加え、所望の形状に成形し９００〜１４００℃の温
度において焼成することによって製造することもできる
。
の水酸アパタイト粉末１００重量部に対し、平均粒径２
０〜１００μｍの熱分解性物質１０〜４０重量部を加え
て顆粒状に成形し、これにさらに平均粒径０．２〜２ｍ
ｍの熱分解性分質を加えて混合し、必要に応じバインダ
ーを加え、所望の形状に成形し９００〜１４００℃の温
度において焼成することによって製造することもできる
。
このようにして得られる人工骨材料は通常８０〜１３０
Ｋｐ ／ ｃｔｄの曲げ強度、３０〜４０％の気孔率
、２０〜４０％の吸水率を有している。
Ｋｐ ／ ｃｔｄの曲げ強度、３０〜４０％の気孔率
、２０〜４０％の吸水率を有している。
次に添付図面に従って、本発明の多孔質人工骨材料を説
明する。図面は、多孔質人工骨材料の構造全示す断面拡
大図であって、これは、微小気孔２を有する水酸アパタ
イト焼結体の母地ｌから成シ、全体にわたって連続気孔
３が形成された構造を有している。前記の微小孔径２は
２０〜１００μｍ１好ましくは５０〜８０μｍの孔径を
有するものであり、この程度の孔径にすることにより７
〜１０μｍの径を有する毛細血管の侵入が可能になシ、
骨肉芽による骨組織の形成及び破骨細胞様多核巨細胞の
出現による水酸アパタイトの吸収が行われる。
明する。図面は、多孔質人工骨材料の構造全示す断面拡
大図であって、これは、微小気孔２を有する水酸アパタ
イト焼結体の母地ｌから成シ、全体にわたって連続気孔
３が形成された構造を有している。前記の微小孔径２は
２０〜１００μｍ１好ましくは５０〜８０μｍの孔径を
有するものであり、この程度の孔径にすることにより７
〜１０μｍの径を有する毛細血管の侵入が可能になシ、
骨肉芽による骨組織の形成及び破骨細胞様多核巨細胞の
出現による水酸アパタイトの吸収が行われる。
発明の効果
本発明の人工骨材料は、孔径２０〜１００μｍの微小気
孔を有し、かつ少なくとも１００ Ｋｇ ／ ｃｎｌの
曲げ強度をもつ水酸アパタイトから成る素材で構成され
ているので全体としての強度が高い上に、孔径０．１〜
２ｍｍの気孔を有する多孔質体であるので、生体組織と
結合しやすく、まだ本発明の人工骨材料は、生体内にお
いて破骨細胞（５０〜１００μｍ）の作用を受けて迅速
に溶解吸収され、骨肉芽により新生骨と置換されるので
、口腔外科、整形外科の治療用として好適である。
孔を有し、かつ少なくとも１００ Ｋｇ ／ ｃｎｌの
曲げ強度をもつ水酸アパタイトから成る素材で構成され
ているので全体としての強度が高い上に、孔径０．１〜
２ｍｍの気孔を有する多孔質体であるので、生体組織と
結合しやすく、まだ本発明の人工骨材料は、生体内にお
いて破骨細胞（５０〜１００μｍ）の作用を受けて迅速
に溶解吸収され、骨肉芽により新生骨と置換されるので
、口腔外科、整形外科の治療用として好適である。
実施列
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
列 １
湿式法で合成した水酸アバタイ） ｉ ９００℃におい
て１時間仮焼したのち、ボールミルを用いて平均粒径０
．５μｍに粉砕した。次いでこれに、バインダーとして
、ポリビニルアルコール２重量％を加え、粒径５０〜１
００μｍの顆粒に造粒した。
て１時間仮焼したのち、ボールミルを用いて平均粒径０
．５μｍに粉砕した。次いでこれに、バインダーとして
、ポリビニルアルコール２重量％を加え、粒径５０〜１
００μｍの顆粒に造粒した。
次にこのようにして得た顆粒１００重量部と平均粒径８
０μｍの結晶性セルロース１５重量部及び平均粒径０．
２ ｒｒｒｍの結晶性セルロース１５重量部とを混合し
、成形圧５００Ｋｆ／ｅｒａでプレス成形し、１３５０
℃で１時間焼成した。
０μｍの結晶性セルロース１５重量部及び平均粒径０．
２ ｒｒｒｍの結晶性セルロース１５重量部とを混合し
、成形圧５００Ｋｆ／ｅｒａでプレス成形し、１３５０
℃で１時間焼成した。
このようにして平均孔径５０〜８０μｍ及び平均孔径０
．２ ｆｆ１ｍの連続気孔をもつ、気孔率３２襲のアパ
タイト焼結体から成る人工骨材料が得られた。
．２ ｆｆ１ｍの連続気孔をもつ、気孔率３２襲のアパ
タイト焼結体から成る人工骨材料が得られた。
このものの素材部分の曲げ強度は１４５．５）ｆ ／ｃ
ｒｄで全体の曲げ強度は１０２．８ 即／ ｃｒｄであ
った。
ｒｄで全体の曲げ強度は１０２．８ 即／ ｃｒｄであ
った。
列 ２
例１と同じ水酸アパタイト粉末ヲ９００℃で１時間仮焼
した後、平均粒径０，５ μｍに粉砕し、その１００重
量部にポリビニルアルコール２重量部及び平均粒径３０
μｍの結晶セルロース粉末１５重量部を加え、混合した
のち、顆粒状に成形し、さらに平均粒径ＩＴｒｒ！ｎの
結晶セルロース１５重量部を加え、これを成形圧５００
に９／ｃｒｌでプレス成形し、１３５０ ℃において１
時間焼成した。このようにして例１とほとんど同じ物性
の人工骨材料が得られた。
した後、平均粒径０，５ μｍに粉砕し、その１００重
量部にポリビニルアルコール２重量部及び平均粒径３０
μｍの結晶セルロース粉末１５重量部を加え、混合した
のち、顆粒状に成形し、さらに平均粒径ＩＴｒｒ！ｎの
結晶セルロース１５重量部を加え、これを成形圧５００
に９／ｃｒｌでプレス成形し、１３５０ ℃において１
時間焼成した。このようにして例１とほとんど同じ物性
の人工骨材料が得られた。
適用列
レリ１で得た多孔質アパタイトで小片（３ｘ４ｘ６ ｔ
ｒａｎ ） ｋ作成し、常法に従って滅菌したのち、体
重２．５〜３時のウサギ５羽の下顎骨に埋め込み、８週
間飼育したところ、いずれもアパタイト焼結体の一部が
吸収され、かつアパタイト焼結体表面と新生骨が完全に
結合した状態となっていた。
ｒａｎ ） ｋ作成し、常法に従って滅菌したのち、体
重２．５〜３時のウサギ５羽の下顎骨に埋め込み、８週
間飼育したところ、いずれもアパタイト焼結体の一部が
吸収され、かつアパタイト焼結体表面と新生骨が完全に
結合した状態となっていた。
このようにして、本発明の人工骨は顎骨欠損部への補填
材料として臨床的に十分使用しうろことが確認された。
材料として臨床的に十分使用しうろことが確認された。
なお、比較のために、微小気孔の孔径が１〜５μｍのも
のを列１と同様にして製造し、同じようにウサギの下顎
骨に埋め込んで試験したところ、アパタイト焼結体の吸
収はほとんど認められなかった。
のを列１と同様にして製造し、同じようにウサギの下顎
骨に埋め込んで試験したところ、アパタイト焼結体の吸
収はほとんど認められなかった。
図面は本発明の人工骨材料の組織構造を示す断面拡大図
である。図中符号１は水酸アパタイト母地、２は微小気
孔、３は連続気孔である。
である。図中符号１は水酸アパタイト母地、２は微小気
孔、３は連続気孔である。
Claims (1)
- １ リン酸カルシウム系焼結体を素材とした孔径０．２
〜２ｍｍの気孔を有する人工骨材料において、前記リン
酸カルシウム系焼結体が孔径２０〜１００μｍの微小気
孔を有する水酸アパタイト焼結体であることを特徴とす
る多孔質人工骨材料。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200129A JPS6179462A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 多孔質人工骨材料 |
| US06/770,722 US4629464A (en) | 1984-09-25 | 1985-08-29 | Porous hydroxyapatite material for artificial bone substitute |
| DE19853531144 DE3531144A1 (de) | 1984-09-25 | 1985-08-30 | Poroeses hydroxyapatitmaterial und seine verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200129A JPS6179462A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 多孔質人工骨材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6179462A true JPS6179462A (ja) | 1986-04-23 |
| JPH0575427B2 JPH0575427B2 (ja) | 1993-10-20 |
Family
ID=16419290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59200129A Granted JPS6179462A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 多孔質人工骨材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6179462A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63125259A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-05-28 | 旭光学工業株式会社 | リン酸カルシウム系多孔質骨補填材 |
| JPH0440961A (ja) * | 1990-06-06 | 1992-02-12 | Mitsubishi Materials Corp | 骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材 |
| JPH04164456A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-06-10 | Torao Otsuka | 水酸化アパタイト多孔質生体充填剤並びにその製造方法 |
| JP2005505311A (ja) * | 2001-03-02 | 2005-02-24 | ストライカー コーポレイション | 多孔性β−リン酸三カルシウム顆粒および同一のものを生成する方法 |
| WO2008087798A1 (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Olympus Terumo Biomaterials Corp. | 生体組織補填材の製造方法 |
| WO2019163122A1 (ja) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | オリンパス株式会社 | 骨補填材およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56166843A (en) * | 1980-05-28 | 1981-12-22 | Mitsubishi Mining & Cement Co | Filler for bone broken section and void section |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59200129A patent/JPS6179462A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56166843A (en) * | 1980-05-28 | 1981-12-22 | Mitsubishi Mining & Cement Co | Filler for bone broken section and void section |
Cited By (8)
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| JPH0149501B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1989-10-25 | Asahi Optical Co Ltd | |
| JPH04164456A (ja) * | 1990-05-10 | 1992-06-10 | Torao Otsuka | 水酸化アパタイト多孔質生体充填剤並びにその製造方法 |
| JPH0440961A (ja) * | 1990-06-06 | 1992-02-12 | Mitsubishi Materials Corp | 骨欠損部及び骨空隙部ならびに骨吸収部充填材 |
| JPH0534021B2 (ja) * | 1990-06-06 | 1993-05-21 | Mitsubishi Materials Corp | |
| JP2005505311A (ja) * | 2001-03-02 | 2005-02-24 | ストライカー コーポレイション | 多孔性β−リン酸三カルシウム顆粒および同一のものを生成する方法 |
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| WO2019163122A1 (ja) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | オリンパス株式会社 | 骨補填材およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0575427B2 (ja) | 1993-10-20 |
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