JPH02182260A - 骨形成活性を有する粒状骨補てつ材 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、形成外科、口腔外科、歯周歯科などにおいて
、外傷や骨腫瘍の摘出、あるいは歯周疾患などによる骨
欠損部等に適用する骨補てっ材に関する。

（従来の技術） 従来、外傷や腫瘍の切除などによる骨欠損部の補てつに
は主に自家骨移植が行なわれている。しかし、自家骨移
植の場合、その採取量に限度があることや、採取のとき
に新たな傷を作ることとなり、患者の負担となることな
どから、最近は他の材料を採用することが検討されてい
る。特に骨の主成分であるハイドロキシアパタイトは良
く検討されており、すでにブロック状や粒状などの形状
で市販され、形成外科や口腔外科、歯周歯科などで使用
さねている。

また近年は、骨誘導能を持たないハイドロキシアパタイ
トに代えて、骨誘導能を有する骨形成蛋白質（ｂｏｎｅ
　ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ　ｐｒｏｔｅｉｎ、　Ｂ
ＭＰと略称される）を骨補てつ材に用いて治癒効果を向
上させる研究が進められており、この骨形成蛋白質を骨
補てつ材に使用するにあたり、その担体としてハイドロ
キシアパタイト、又はハイドロキシアパタイトと同様骨
の主成分でもあるコラーゲン、又は両者の複合体を用い
ることが検討されている（特開昭６０−２５３４５５号
公報、特開昭６１−２５９６７５号公報、特開昭６２−
１３５４３１号公報）。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、コラーゲン等の担体に骨形成蛋白質を担持さ
せた骨補てっ材を使用して治療するに当リ、新生骨形成
を早め、治癒期間を短縮することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 骨形成蛋白質は骨基質中に存在し、未分化間葉系細胞を
軟骨芽細胞、骨芽細胞に分化させる能力がある。骨補て
っ材に含有させた骨形成蛋白質の能力を十分に発揮させ
て新生骨形成を早め、骨欠損部の治癒を早めるためには
、骨形成蛋白質と間葉系細胞の接触を多くすると良いこ
とを知見した。

そして、骨形成蛋白質と間葉系細胞の接触を多くするに
は、骨形成蛋白質を表面積のできるだけ大きい担体と複
合化させることが必要である。そして、この表面積を大
きくするには、担体をスポンジ状にするか、粒状にする
かが考えられる。しかして、スポンジ状にした場合には
、骨欠損部の形状にあうよう加工する必要があり、使用
に際し煩雑である。その為に本発明では、骨欠損部の形
状と関係なく使用できる粒状にして用いるものである。

そして担体を粒状にして用いる場合にはその粒径が大き
く影響し、本発明者等は種々検討の結果、１００〜２０
００μの粒径の粒状にしたときに最も良好な治癒短縮効
果が得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、粒径１００〜２０００μのコラー
ゲン粒状担体に骨形成蛋白質を担持させた粒状骨補てつ
材である。

骨形成蛋白質は、一般に新鮮な牛骨から４Ｍグアーシン
塩酸溶液で抽出される。この抽出物を５ｅｐｈａｃｒｙ
ｌ　Ｓ−２００で（ファルマシア社製）を用いた分子ｆ
”６　’１１で分離し、得られる活性画分を更にカルボ
キシメチルセルローズ、最後にハイドロキシアパタイト
カラム、クロマ１−クラフィーを用いて精製した。精製
はハイドロキシアパタイトカラムのみでも行なえる。ま
た、上記抽出物も骨誘導性を有している。

コラーゲンは、生体の主要タンパク質の一つであり、生
体の細胞間マトリックスを構成しているものであって、
生体材料として既に多方面で研究応用されており、その
安全性については既に確立されている。また、コラーゲ
ン自身は抗原性の非常に低い蛋白質であるが、その主要
な抗原部位は分子末端のごく一部である。本発明におい
ては、この分子末端を除いた、所Ｊｉ７アテロコラーゲ
ンを用いるのが好ましい。粒径１００〜２０００μのコ
ラーゲンの粒状担体（粒子）は、例えば、コラーゲン水
溶液を水と混和しない有機溶媒中に０〜２５°Ｃの温度
で多数の小滴として分散させて乳濁液を形成し、この乳
濁液の温度を３０〜４０’Ｃに上昇させて前記小滴を固
化させてつくる。固化したコラーゲン粒子をヘキサメチ
レンジイソシアナー１〜、ゲルタールアルデヒド等で架
橋処理して、耐熱変性、貯蔵安定性を改善して使用して
も良い。

本発明でコラーゲン粒状担体の粒径を１００〜２０００
μとするのは、後述の実施例１で明らかなように、この
範囲の粒径のものが治癒期間短縮効果に最も優れている
からである。

コラーゲン粒子を担体にし、これに骨形成蛋白質を担持
させるには、精製した骨形成蛋白質の水溶液をコラーゲ
ン粒子にスプレーしたり、或は該水溶液にコラーゲン粒
子を浸漬したりすることにより行なう。また、コラーゲ
ン溶液に混合してから造粒することもできる。

またコラーゲンとハイ１くロキシアパタイトを併用して
担体に用いることもできる。ハイドロキシアパタイトは
歯科関連の骨補てつ材として常用されているが、新生骨
が結合組織を介さず直接ハイドロキシアパタイトに結合
するなど骨親和性が高い。更に、これをコラーゲンと併
用することによって治癒のより一層の短期化が期待でき
る。この併用した担体は１例えば、１００〜２０００μ
の粒状のハイドロキシアパタイトにコラーゲンをスプレ
ー浸漬などにより塗布して調製する。ハイドロキシアパ
タイトは合成したもの又は天然骨を焼成したものを粉砕
などにより粒状にしたものでよいが、天然骨から得たも
のが好ましい。

実施例１ （１，）骨形成蛋白質の調製 新鮮牛骨を液体窒素で凍結し、約０．５ｍｍに粉砕する
。これをクロロホルムとメタノールとの１：１混合溶剤
で脱脂し、０．５Ｍ　ＨＣＱで脱灰した。この残渣を蛋
白質分解酵素阻害剤を含む４Ｍグアニジン−塩酸及び０
．０５Ｍ　＋−リス−塩酸のＰＩ−１７，４の水溶液で
抽出し、遠心分離後透析、凍結乾燥を行ない粗管形成蛋
白質を得た。

この粗管形成蛋白質を４阿グアニジン−塩酸及び０．０
５Ｍ　ｌ−リス−塩酸を含むｐ　Ｈ７、４の水溶液に溶
解し、５ｅｐｈａｃｒｙ１．　Ｓ−２００カラム（４Ｘ
　１５０ｃｍ）に添加し、同溶液にて溶出した。５ｅｐ
ｈａｃｒｙｌ　Ｓ−２００で得られた活性画分を、６Ｍ
尿素及び０．０５Ｍ酢酸ナトリウムを含むＰＩ、８の水
溶液に溶解し、ＣＭ５２（カルボキシメチルセルロース
）カラム（１、６Ｘ　６ｃｍ）に添加し、これに吸着す
る蛋白質を０〜０．５ＭのＮａＣＱ濃度勾配（１００ｍ
Ω）をかけ分画した。さらに、ＣＭ５２で得られた活性
画分を６Ｍ尿素及び０．０１Ｍリン酸二水素カリウムを
含むｐｕ６０ｇの水溶液に溶解し、ハイドロキシアパタ
イトカラムに添加し、これに吸着する蛋白質を０．０１
〜０．４００ＭのＫＨ２ＰＯ４濃度勾配（１００ｍ　Ｑ
　）をかけ分画した。

（２）コラーゲン粒子の調製 新鮮な仔牛の真皮を無菌的に取り出し細断し、コラーゲ
ンに対し１％のペプシンを加え溶解し、精製して得た無
菌で発熱性物質を含まないアテロコラーゲンをｐＨ３゜
５の塩酸水溶液に２％濃度に溶解し、次いで０．３Ｍ塩
化すＩ−リウムと０．０４Ｍリン酸水素二す１−リウム
を含む水溶液を同量加えてアテロコラーゲンの１％中性
溶液を調製した。この溶液を、比重を調製した１〜ルエ
ンに小滴になるよう分散させ、その後３７°Ｃに加温し
た。アテロコラーゲンの小滴が固化してコラーゲンの粒
子が得られた。

この粒子をメタノールで脱水後、ヘキサメチレンジイソ
シアナートで架橋を行ない、良く洗浄後ＰＢＳ（Ｐｈｏ
ｓｐｈａｔｅ　Ｂｕｆｆｅｒｅｃｌ　５ａｌｉｎ）に置
換した。

得られた粒状物を篩で、１００μ以下、１００〜５００
μ、５００〜１０００μ、１０００〜２０００μの４ク
ラスに分級した。

（３）骨補てつ材の調製 前記（２）で得た各分級の粒状物２ｍｇづつに、前記（
１）で得た粗管形成蛋白質２ｍｇに０．０５Ｍ酢酸０．
１ｎ＋Ｑを加えたものを混合し、次いで凍結乾燥した。

（４）試験とその結果 一 このように処理した各分級の粒状物０．２ｍｇをウィス
ター系ラット（雄、４週齢）の左右の胸部皮下に埋入し
、２週間後に層殺し、軟Ｘ線による検索、生化学的検索
（アルカリフォスファターゼ活性＝ＡＬＰ活性、カルシ
ウム含楚の測定）を行なった。

その結果は次の通りであった。

１００μ以下　　　　　１０５ １００〜５００μ　　　　　　　１７０　　　　　　　
　　　　９８５００−１０００μ　　　　　　３００　
　　　　　　　　　１０３１０００〜２０００μ　　　
　　　１１０　　　　　　　　　　　２３このように、
粒径１００μ以下の粒子ではＡＬＰ活性、カルシウム量
がわずかに検出されたにすぎず、満足すべきものではな
かった。そして、粒径が大きくなるに従って良くなり、
ＡＬＰ活性は粒径５００〜１０００μのものが最高にな
り、また、カルシウム量も粒径５００〜１０００μのも
のが最高になった。粒径１０００〜２０００μのものは
粒径５００〜１０００μのものより劣る傾向を示した。

実施例２ 新鮮な牛骨を煮沸し脂質などを取り除き１％過酸化水素
水溶液及び１％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、水洗
後、６００℃に加熱して有機物を除去した。次いでこれ
を１１００℃で焼成した。次いでこの焼成物を粉砕し、
篩で６００〜１０００μに分級して洗浄した。これにコ
ラーゲン３％水溶液及び実施例１の（１）で調製した骨
形成蛋白質０．１％水溶液を順次スプレーによりコーテ
ィングして骨補てっ材を作った。

ラットの頭蓋骨に直径８ｍｍの骨欠損を作り、上記の骨
補てっ材を埋入した。対照として上記のコーティングを
行なわないものを骨補てつ材として埋入した。

その結果、対照のものは４週で骨欠損部の中央まで骨の
新生が認められたのに対し、上記のコーティングしたも
のは３週で既に同じ結果が認められた。

（発明の効果） 本発明においては、骨形成蛋白質を担持する担体として
コラーゲン又はコラーゲンとハイドロキシアパタイトと
の併用物の粒状物を使用したために、骨形成蛋白質と未
分化間葉系細胞との接触がよくなり、しかもその粒径を
１００〜２０００μにしたため、新生骨形成が円滑に行
なわれ、したがって本発明の骨補てつ材を使用すること
により、治癒の期間を短縮化することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　粒径１００〜２０００μのコラーゲン粒状担体に骨
   形成蛋白質を担持させた粒状骨補てつ材。 ２　コラーゲン粒状担体がコラーゲンとハイドロキシア
   パタイトとからなる請求項第１項記載の粒状骨補てつ材
   。