JPH01131082A

JPH01131082A - 骨欠損部及び空隙部充填材とその製法

Info

Publication number: JPH01131082A
Application number: JP62287244A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Innami; 印南　義之; Shoji Enomoto; 榎本　昭二
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-11-16
Filing date: 1987-11-16
Publication date: 1989-05-23

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。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ産業上の利用分野本発明は、例えば骨腫瘍などによって生ずる生体の骨欠
損部及び空隙部に充填し、該所の新生骨の形成を促進し
、生体の骨組織と一体化する骨欠損部及び空隙部の充填
材及びその製法に関するものである。

Ｂ発明の概要主成分を生体親和性があり、孔に骨芽細胞が入り込み、
新生骨が生成されると同時に生体内に溶解吸収され、自
家骨と早急に置換される効果がある生体セラミックスを
使い、緻密に焼結した粗大粉体とその粗大粉体に付着し
た微細な粉体より構成した、３次元の連続気孔を有する
多孔質焼結体とした充填材を得たものである。

また、本発明の別の発明は緻密に焼結した粗大粉体と微
細な粉体より構成した、３次元の連続気孔を有する多孔
質焼結体とした充填材を得るための製法を得たものであ
る。

Ｃ従来の技術従来、生体における骨欠損部を補綴する場合、自家骨を
採取して移植することが行われていた。

しかしながら、自家前採取は、保管のための手術と移植
のための手術と手術回数が増えること、患者に与える苦
痛が大きいことなどの欠点があった。

そこて、生体の硬組織代替物質として、合金及び有機物
が用いられてきた。だが、生体内で溶解、劣化による毒
性、異物反応などの問題点があった。

そこで現在、生体材料としてセラミックスが用いられて
いる。生体セラミックスは、アルミナ、カーボン、ジル
コニアなど、生体内で不溶性で安定な生体不活性なもの
と、ヒドロキシアバタイ）・（Ｃａｓｏ　（ＰＯ４）　
ｓ　（ＯＨ）　２、以下ＨＡＰと略す）、リン酸三カル
シラＡ　（Ｃａ３　（ｐｏ、）　２、以下ＴＣＰと略す
）など、生体内で分解、析出、反応などを起こす生体活
性な、生体親和性のよいものがある。

しかし、上記の生体セラミックスでは、生体不活性なも
のは生体内で長期間にわたり異物として存在する。また
、生体活性なセラミックスも、その成分、構造により溶
解度などの性質の違いがある。

第３図は、ヒドロキシアバタイト、リン酸三カルシウム
の溶解度を示す図である。（青水、赤尾。

印肉、歯科材料、機器、　３Ｂ＝６７、１９８４．１図
において、（Ｏ）は未加工のＨＡ、Ｐ、（ロ）はＨＡＰ
の■焼体、（△）はＨＡＰの焼結体、（・）は未加工の
β−ＴＣＰ、（Ｉｍ）はβ−ＴＣＰの■焼体、（ム）は
β−ＴＣＰの焼結体、（×）はα−ＴＣＰであり、溶媒
は０．９％ＮａＣｌで、３７±０．５℃である。

図に示すように、骨欠損部充填材として、ＨＡＰは溶解
度が非常に小さく長期に渡り生体内に残存する。β−Ｔ
ＣＰはＨＡＰより溶解度が大きく、ある程度満足してい
る。

そこで、ヒドロキシアパタイトに比べ、短期間で吸収さ
れて、自家骨に置換されるβ−リン酸三カルシウムを使
って最良の骨欠損部及び空隙部充填材を得る乙とにした
。つまり、最良の骨欠損部及び空隙部充填材とは、毒性
反応を伴わず、短期間に骨と一体化され、さらに生体内
に吸収されると同時に骨組織の形成を促進し、最後には
骨欠損部及び空隙部は全て新生骨に置き換わる骨欠損部
及び空隙ぶ充填材を得ることにした。

上記のように溶解度を少しあげるため、β−Ｔｃｐを、
多孔質焼結体として用いた。

一般に３次元網状セラミックスの多孔質焼結体は以下の
ようにして作られる。

■軟質ウレタンフオームにセラミック泥しようを含浸さ
せたものを乾燥した後、焼成する。

■セラミック泥しようの中にＨ２０□溶液を一定量入れ
、混合し、乾燥した後、焼成する。

■セラミック泥しようの中に有機物のビーズの玉を入れ
混合し、乾燥した後、焼成することにより、有機物の玉
を除去する。

そこで、■の方法でβ−ＴＣＰの多孔質焼結体を作り、
成人の下顎歯槽骨内に埋入し、組織学的に長期にわたり
観察した。第４図は、埋入後すぐに撮ったレントゲン写
真の模式図であり、図において、（１）は歯槽骨、（２
）は歯槽骨（１）の上部にある歯肉、（３）は歯槽骨に
埋入されたβ−ＴＣＰの多孔質焼結体である。第５図は
、埋入後、６力月のレントゲン写真の模式図である。

β−ＴＣＰ多孔質焼結体は骨組織とよ（馴しみ、多孔質
体の孔に骨芽細胞が入り込み、β−ＴＣＰの表面に直接
、新生骨が接している部分と、β−ＴＣＰが吸収され、
β−ＴＣＰ多孔質焼結体からやや離れたところに骨組織
が形成されて入る部分が認められた。

しかし、第５図に示すように、多孔質焼結体の上部が、
歯肉中の血液により溶は出し、大きくえぐられていた。

すなわち、β−ＴＣＰ多孔質焼結体は、溶解度が大きい
という利点が、欠点として現れたのである。これは、多
孔質焼結体の断面図から次のように考える。

第６図は、多孔質焼結体の断面の模式図である。

図において、（４）はβ−ＴＣＰの焼結体、（５）は連
続空孔である。図のβ−ＴＣＰ部分（３）は、セラミッ
ク泥しょうが乾燥した後、焼成されたものであり、多孔
質焼結体部分は穴だらけで、連続空孔（５）が形成され
、密度も低く、表面積が大きい、そのため溶解度が非常
に大きい。

Ｄ発明が解決しようとする問題点以上のように、全て新生骨と置き換わる材料として、β
−ＴＣＰ多孔質焼結体が良いが、−殻内な製造方法で、
多孔体を作り応用しても、歯肉などの血液の循環の多い
所では、溶解量が多すぎ、使用不可能であるという問題
点がある。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、全て新生骨と置き換わる材料であり、歯肉などの血
液の循環の多い所でも、溶解により骨欠損部及び空隙部
充填材の構造を損なわない充填材を得ることを目的とす
る。

また、本発明の別の発明は、上記問題点を解決する骨欠
損部及び空隙部充填材の製法を得ることを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段本発明に係わる骨欠損部及び空隙部充填材では、多孔質
焼結体を緻密に焼結した生体セラミックスの粗大粉体、
その粗大粉体に付着した微細な生体セラミックスの粉体
より構成し、３次元の連続気孔を備えたものである。

また、本発明の別の発明に係わる骨欠損部及び空隙部充
填材の製法は、緻密に焼結した生体セラミックスの粉砕
工程、粉砕工程で生成した緻密に焼結した生体セラミッ
クスの粉体と微細な生体セラミックスの粉体と結合剤と
の混合工程、乾燥後のふるいわけ工程、加圧形成工程、
及び焼成工程から構成されたものである。

Ｆ作用本発明においては、骨欠損部及び空隙部充填材は、緻密
な生体セラミックスと微細な生体セラミックスとからな
り、しかも３次元の連続気孔を備えているため、生体内
で、全て新生骨と置き換わる材料であり、歯肉などの血
液の循環の多い所では、新生骨ができる前に溶解し難い
。

Ｇ実施例実施例１第１図は、本発明の一実施例を示す要部拡大断面図であ
り、図において、（６）は生体セラミックスの緻密な焼
結体（直径５０〜５００μｍ）　、（７１は緻密な焼結
体に付着されたセラミックスの微粒子（直径０．３〜３
．０μｍ）である。

なお、す下各図中同−符号は同一または相当部分を示す
。

以下に、その操作を示す。Ｃａ　（ＯＨ）　２の懸濁液
にＣａ３（ＰＯ４）　２となる量のＨ３Ｐ　Ｏ４水溶液
を攪拌しながら滴下した後、数日間反応と熟成を行い、
得られた沈殿物をろ過した。その後、乾燥し、その粉末
を８００℃で仮焼した。

この粉末はＸ線パターンにより、β−Ｃａ３　（ＰＯ４
１２が主成分である（例えば不純物として、ＣＩＬＩ　
Ｏ（ＰＯ４）　６（ＯＨ）　２、Ｃａ２Ｐ２Ｏ□、ａ　
　Ｃａ、、　（ＰＯ４）　２、ＣａｇＨｚ　（ＰＯ４）
　６．５Ｈ２０などのβ−Ｃａｓ　（ｒ’ｏ、）　２以
外のＣａ−Ｐ−０化合物）　Ｃａ−Ｐ−０化合物であっ
た。

この仮焼物に結合剤としてポリビニルアルコール（以下
ＰＶＡと略す）を添加し、ボールミルで７時間、微粉砕
した。これを半分に分け、スプレーで造粒した後、直径
φ６０ｍｍ、厚み１０ｍｍのペレット状に金型成形した
。その後、成形したペレットを９００〜１，４００℃で
焼成した後、焼成物をライカイ機で粗大粉砕した。この
粗大粉砕した粉末をフルイにより、７１０μｍ以下４２
０μｍ以上に選別し、この選別された粉末２に対して、
ボールミルで粉砕した仮焼物を１の重量割合で、ＰＶＡ
と共に混合し、ダンゴ状とした後、７０℃で乾燥した。

乾燥物を乳ばちで、軽くつぶした後、更にフルィを通し
、７１０μｍ以下４２０μｍ以上の顆粒とした。

この顆粒を０．２〜３００Ｋｇｆ／ｃ／の弱い圧力で金
型成形を行い、直径φ８．０ｍｍ、厚み７．０ｍｍの多
孔質体のベレットを得た。このペッレトを９００〜１．
３００℃で焼成した。この焼結体の断面は、第１図にみ
られるように、結晶粒径φ０．３〜３．０μｍの微粒子
の中に直径φ５０〜５００μｍの緻密で粗大な焼結体の
欠片が混入した全体として多孔体である。これが１つの
球状体となって第２図の（８）に示されるようなφ６０
０〜１０００μｍの球となる。これが集まり、それらの
間に第１図の（５）よりかなり大きな連続した穴（９）
が形成される。

本焼結体を、成人の下顎歯槽骨内に埋入し、長期にわた
り観察した結果、歯肉との接触部分においても、溶解に
よる大きなへこみは見られなかった。

実施例２実施例１と同様な方法で製造し、粗大粉末粒径を４２０
μｍより小さく、１２５μｍより大きいものとした。

本焼結体を、実施例１と同様に、成人の下顎歯槽骨内に
埋入し、長期にわたす観察した結果、歯肉との接触部分
においても、溶解による大きなへこみは見られなかった
。

実施例３実施例１と同様な方法で製造し、粗大粉末を１２５μｍ
より小さく、３７μｍより大きいものとした。

実施例１，２と同様な動物実験の結果、実施例１．２の
結果と同様に良好であった。

実施例４実施例１，２，３．において、粗大粉末とボールミルで
微粉砕した粉末との重量比を変化させた。

粗大粉末の比を５．０１．０以上とするともろすぎて、
成形できなかった。粗粉末の比を０．１１．０以下とす
ると、溶解量が多すぎた。

重量比を５．０〜０．１１．０とした焼結体は、動物実
験の結果、実施例１，２，３．の結果と同様に良好であ
った。

実施例５実施例１〜４のβ−ＴＣＰ多孔質体多孔形体りンパク（
ＢＭＰ）を浸漬させ、多孔質体表面にＢＭＰを付着させ
、実施例１〜４と同様に動物実験を行った結果、β−Ｔ
ＣＰ多孔質焼結体のみの場合より早く骨組織が形成され
、骨欠損部は早く、新生骨に置き換わった。

以上のようにβ−ＴＣＰ多孔質焼結体を使い、成人下顎
歯槽骨部で実施したが、生体内のより血液循環の多い所
などでは、ヒドロキシアパタイトや、リン酸四カルシウ
ムなど生体セラミックスの材質、形状を変化させること
により、溶解度の調整を行う乙とも可能である。

Ｈ発明の効果本発明（よ、緻密に焼結した生体セラミクス粗粉体とそ
の粗粉体に付着した微細な生体セラミクスの粉体より構
成された、３次元の連続気孔を有する多孔質焼結体であ
るため、骨欠損部及び空隙部に充填材として生体内に用
いた場合、生体親和性があり、孔に骨芽細胞が入り込み
、新生骨が生成されると同時に生体内に溶解吸収され、
自家骨と早急に置換される。また、その内部に緻密に焼
結した生体セラミクス粗粉体を有しているため、筋肉な
ど血液の流れろ部分に接している部分ても、成分が溶解
し難く、新生骨が生育する前に充填材の構造が損なわれ
ることはないという効果がある。

また、乙の発明の別の発明は、緻密に焼結した生体セラ
ミックスの粉砕工程、粉砕工程で生成した粉体と微細な
生体セラミックスの粉体と結合剤との混合工程、乾燥後
のふるいわけ工程、加圧形成工程、及び焼成工程から構
成される乙とにより、緻密に焼結した生体セラミクス粗
粉体と微細な生体セラミクスの粉体より構成された、３
次元の連続気孔を有する多孔質焼結体を得る効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す要部拡大断面図、第
２図は多孔質焼結体の拡大図、第３図は、ヒドロキシア
バクイ）・、リン酸三カルシウムの溶解度を示す図、第
４図はβ−ＴＣＰ多孔質体全埋入後すぐに撮ったレント
ゲン写真の模式断面図、第５図は埋入６力月後のシン１
〜ゲン写真の模式断面図、第６図は多孔質焼結体の断面
の模式図である。（５）は連続空孔、（６）は生体セラミックスの緻密な
焼結体、（７）は緻密な焼結体に付着されたセラミック
スの微粒子である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）緻密に焼結した生体セラミックスの粗大粉体、該
緻密に焼結した生体セラミックスの粗大粉体に付着した
微細な生体セラミックスの粉体より構成された多孔質焼
結体であり、該多孔質焼結体が３次元の連続気孔を有す
ることを特徴とする骨欠損部及び空隙部充填材。
（２）前記生体セラミックスは、リン酸三カルシウム、
ヒドロキシアパタイト及び、リン酸四カルシウムのうち
、１種もしくは２種以上の混合物からなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の骨欠損部及び空隙部充
填材。
（３）前記緻密に焼結した生体セラミックスは、６００
〜１４００℃で焼結したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項及び第２項記載の骨欠損部及び空隙部充填材。
（４）前記緻密に焼結した生体セラミックスは、理論密
度の７０〜１００％であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第３項記載の骨欠損部及び空隙部充填
材。
（５）前記粗大粉体は、直径４０μｍ〜１０００μｍで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の骨欠
損部及び空隙部充填材。
（６）前記微細な生体セラミックスの粉体は、直径１０
μｍ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の骨欠損部及び空隙部充填材。
（７）前記多孔質焼結体の連続空孔壁面に骨形成タンパ
クを付着固化させたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の骨欠損部及び空隙部充填材。
（８）緻密に焼結した生体セラミックスの粉砕工程、該
粉砕工程で生成した緻密な生体セラミックス粉体と微細
な生体セラミックスの粉体と結合剤との混合工程、乾燥
後のふるいわけ工程、加圧形成工程、及び焼成工程から
構成されることを特徴とする骨欠損部及び空隙部充填材
の製法。
（９）前記生体セラミックスは、リン酸三カルシウム、
ヒドロキシアパタイト及び、リン酸四カルシウムのうち
、１種もしくは２種以上の混合物からなることを特徴と
する特許請求の範囲第８項記載の骨欠損部及び空隙部充
填材の製法。
（１０）前記緻密に焼結した生体セラミックスは、６０
０〜１４００℃で焼結したことを特徴とする特許請求の
範囲第８項及び第９項記載の骨欠損部及び空隙部充填材
の製法。
（１１）前記緻密に焼結した生体セラミックスは、理論
密度の７０〜１００％であることを特徴とする特許請求
の範囲第８項または第１０項記載の骨欠損部及び空隙部
充填材の製法。
（１２）前記緻密に焼結した生体セラミックスの粉砕は
、直径４０μｍ〜１０００μｍであることを特徴とする
特許請求の範囲第８項記載の骨欠損部及び空隙部充填材
の製法。
（１３）前記微細な生体セラミックスの粉体は、直径１
０μｍ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第８
項記載の骨欠損部及び空隙部充填材の製法。
（１４）前記結合剤は、ポリビニルアルコールであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の骨欠損部及
び空隙部充填材の製法。
（１５）前記加圧形成工程は、加圧形成圧力を０．２〜
７００ｋｇｆ／ｃｍ＾２であることを特徴とする特許請
求の範囲第８項記載の骨欠損部及び空隙部充填材の製法
。