JPH0415062A - 多相構造の生体材料及びその製造方法 - Google Patents

多相構造の生体材料及びその製造方法

Info

Publication number
JPH0415062A
JPH0415062A JP2117265A JP11726590A JPH0415062A JP H0415062 A JPH0415062 A JP H0415062A JP 2117265 A JP2117265 A JP 2117265A JP 11726590 A JP11726590 A JP 11726590A JP H0415062 A JPH0415062 A JP H0415062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bone
pores
calcium phosphate
matrix
substituting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2117265A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2921918B2 (ja
Inventor
Katsumi Kawamura
克己 河村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP2117265A priority Critical patent/JP2921918B2/ja
Publication of JPH0415062A publication Critical patent/JPH0415062A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2921918B2 publication Critical patent/JP2921918B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)

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】 「利用分野」 本発明は、多相構造の生体材料及びその製造方法に関す
る。
「従来技術及びその問題点」 ハイドロキシアパタイト、リン酸三カルシウムなどのリ
ン酸カルシウム系化合物は、生体親和性を有するととも
に骨伝導性を有するため、骨欠損部などの硬組織内に補
填した場合、新生骨の形成を促進し、かつ、周囲の組織
と一体化するか、もしくは最終的には生体に吸収されて
新生骨に置換される。そのため、リン酸カルシウム系化
合物は生体材料として医科及び歯科において広(応用が
検討されている。
このような生体材料のうち、多孔体は、緻密体より新生
骨の形成が早いが、新生骨の形成を促進するために、気
孔率を高(すると、強度が低下してしまう。しかし、硬
組織に補填される生体材料においては、気孔内がある程
度新生骨で満たされるまでは、生体材料が生体内で受け
る負荷に耐える強度を有しなければならない。
そこで、生体材料の強度を向上させるため、特開昭58
−12649号公報は、連続気孔を有するリン酸カルシ
ウム系セラミックス多孔体にリン酸カルシウム化合物を
含浸させ、リン酸カルシウム系化合物を気孔表面に付着
させることを提案している。しかしながら、この方法で
は、充分な強度の向上は達成されない。
「発明の目的」 本発明は、優れた新生骨形成作用を有するとともに強度
の向上したセラミックス生体材料を提供することを目的
とする。
「発明の構成」 本発明は、セラミックス多孔体の気孔を骨置換性リン酸
カルシウム系化合物で充填することによって、骨置換が
ある程度進行するまでの強度を増大させ、上記の目的を
達成したものである。
すなわち、本発明による多相構造の生体材料は、リン酸
カルシウム系セラミックス、ジルコニアセラミックス又
はチタン製の連通気孔を有する多孔体マトリックスから
成り、その気孔内に骨置換性リン酸カルシウム系化合物
が充填されていることを特徴とする。
上記のように、本発明の生体材料は、リン酸カルシウム
系セラミックス、ジルコニアセラミックス又はチタン製
の連通気孔を有する多孔体マトリックスと、その気孔内
に充填されている骨置換性リン酸カルシウム系化合物と
から成る多相構造となっている。
本発明の多相構造の生体材料は、リン酸カルシウム系セ
ラミックス、ジルコニアセラミックス又はチタン製の連
通気孔を有する多孔体マトリックスの気孔内に骨置換性
リン酸カルシウム系化合物を充填し、乾燥することによ
って製造することができる。
本発明において、マトリックスには、リン酸カルシウム
系セラ°ミックス、ジルコニアセラミックス又はチタン
製の連通気孔を有する多孔体を用いる。チタン及びジル
コニアセラミックスは、非骨置換性であり、永久的に生
体内に存在し、生体材料としての形状を維持し続ける。
一方、リン酸カルシウム系セラミックスをマトリックス
として用いる場合には、これは非骨置換性であっても、
骨置換性であってもよく、具体的には、ピロリン酸カル
シウム(Ca2P207) 、リン酸三カルシウム(C
a8(POi)2) 、リン酸四カルシウム(Ca40
(P 04)2) 、ハイドロキシアパタイト(Ca+
o(PO4)a(OH)z) 、フッ素アパタイト(C
a +。(po4)spx)など及びこれらの混合物な
どからなるセラミックスを使用することができる。
上記リン酸カルシウム系セラミックスのうち、骨置換性
を有するものをマトリックス材料として用いる場合には
、気孔内に充填する骨置換性リン酸カルシウム系化合物
より骨置換速度が遅いものを選択すべきである。これに
より、気孔内の骨置換性材料によって生体材料の強度を
増大でき、気孔内の材料による骨置換が進行していると
きは、マトリックスが形状を維持し、その後、マトリッ
クスの骨置換時には、新生骨により形状を維持すること
が可能となる。したがって、リン酸三カルシウムなどの
ように生体内で吸収速度の早い化合物は、他の吸収速度
の遅いリン酸カルシウム系化合物と混合するか、熱処理
することにより気孔内に充填する骨置換性リン酸カルシ
・ラム系化合物より骨置換速度が遅くなるように調節し
て用いるのが好ましい。
骨置換性リン酸カルシウム系化合物としては、リン酸水
素カルシウム(CaHPO,) 、ピロリン酸カルシウ
ム(Ca2P207) 、リン酸三カルシウム(cas
(po4)2) 、リン酸四カルシウム〔Ca40(P
O2)、〕、ハイドロキシアパタイト(Ca+o(Po
t)s(OH)*)など並びニコれら(D混合物を使用
することができる。なお、骨置換速度は、物質の種類に
よっても異なるが、同一種類の物質であってもその熱処
理温度によって変動する。
したがって、気孔内に充填する骨置換性リン酸カルシウ
ム系化合物は、マトリックスより早期に生体に吸収され
て新生骨を形成するように、マトリックスとの組合せを
考慮して、種類及び熱処理条件を選定することが必要で
ある。
マトリックスとその気孔内に充填する骨置換性リン酸カ
ルシウム系化合物(充填化合物)との可能な組合せの具
体例を下記の表に示す。
(以下余白) また、リン酸カルシウム系化合物は、一般に、熱処理温
度が高い程、吸収され難(なるので、マトリックスと充
填化合物とを同一物質とする場合には、マトリックス材
料として熱処理温度のより高いものを使用することが必
要である。マトリックス材料とその気孔内に充填される
骨置換性リン酸カルシウム系化合物との使用できない組
合せの具体例としては、低温熱処理(例えば700℃)
のハイドロキシアパタイトをマトリックス材料として用
い、高温熱処理(例えば1200℃)のハイドロキシア
パタイトを充填化合物として用いる組合せ、1100℃
で熱処理したリン酸三カルシウムをマトリックスとして
用い、1200℃で熱処理したハイドロキシアパタイト
を充填化合物として用いる組合せなどがある。
マトリックスとして用いる連通気孔を有する多孔体は、
40〜95%の気孔率を有するのが好ましい。気孔率が
40%未満であると、連通性が充分でないので、骨の進
入が良(ない。また、95%を越えると、マトリックス
としての形状を維持できなくなる。さらに、気孔の大き
さは、100μm以上であることが骨形成の上で望まし
い。
本発明においては、上記のようなマトリックスの気孔内
に骨置換性リン酸カルシウム系化合物を充填する。本発
明において、充填は、気孔の一部に完全には充填されて
いないところがあっても、全体としては実質的に完全に
充填されていると判断される程度に行うものとする。
本発明において、気孔内に充填するには、多孔体マトリ
ックスを真空条件下に置き、使用する骨置換性リン酸カ
ルシウム系化合物のスラリー又は溶液を気孔内部まで侵
入させるか、又は使用する骨置換性リン酸カルシウム系
化合物のスラリー又は溶液を多孔体マトリックスに加圧
下に圧入させればよい。充填を効率よ(行うには、骨置
換性リン酸カルシウム系化合物の粉末は、微細である方
がよく、多孔体7トリツクスの気孔径に左右されるが、
通常、粒径が50μm以下のものを用いるのが好ましい
。さらに、骨置換性リン酸カルシウム系化合物のスラリ
ー又は溶液は、波度の高いものを用いるのが好ましく、
30〜70重量%のものが好ましい。濃度が30重量%
未満では、スラリーの粘性が低すぎて充填しにくい。ま
た、70重量%を越えると、スラリーの粘度が高く、マ
トリックスへの充填が困難となる。
上記のようにして、気孔内に骨置換性リン酸カルシウム
系化合物を充填した後、自然乾燥あるいは加熱乾燥する
か、もしくはさらに、常法で焼成することにより、生体
親和性、骨置換性及び強度において優れた生体材料が得
られる。
「発明の実施例」 次に、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1 (a)多孔体マトリックスの作製 湿式合成で得られたCa/P比=1.67のハイドロキ
シアパタイトのスラリーを噴霧乾燥し、粉体を得た。次
に、この粉体100gにイオン交換水40rnl、分散
剤(東亜化学工業■製、A−6114)2.5rnI!
及びバインダー(第一工業製薬■製、G−4715) 
1.3gを添加し、スラリーを調製した。次に、このス
ラリーをポリウレタンフォーム骨格に付着させた。その
後、熱処理によりポリウレタンフォームを焼き飛ばし、
さらに1200℃で焼成して、連通気孔を有するハイド
ロキシアパタイトセラミックス多孔体(寸法ニアX20
X25wun)を得た。この多孔体の気孔率は70%、
気孔径は200〜250μmであった。
(b)リン酸三カルシウムの充填 リン酸三カルシウムの粉体(平均粒径8μm)5.2g
をイオン交換水7.5rnlに加えてスラリーを調製し
た。上記の(a)で製造したハイドロキシアパタイトセ
ラミックス多孔体の下面を陰圧状態にし、上記のリン酸
三カルシウムのスラリーを多孔体の上面へ滴下し、気孔
内部まで侵入させ、気孔内にリン酸三カルシウム粉体を
充填し、乾燥した。
こうして得られた多相構造体を圧縮試験したところ、圧
縮強度は21)cg/alであった。これに対し、(a
)で作製したハイドロキシアパタイト多孔体の圧縮強度
は、6 kg/co?であった。
実施例2 (a)多孔体マトリックスの作製 湿式合成で得られたCa/P比=1.67のハイドロキ
シアパタイトのスラリー及びCa/P比=1.50のリ
ン酸三カルシウムのスラリーを、それぞれ噴霧乾燥し、
粉体を得た。次に、前者の粉体80gと後者の粉体20
gを混合し、さらにイオン交換水40rnl、分散剤(
東亜化学工業■製、A6114)2.5rnl及びバイ
ンダー(第一工業製薬■製、G−4715) 1.3g
を添加し、スラリーを調製した。次に、このスラリーを
ポリウレタンフォーム骨格に付着させた。その後、熱処
理によりポリウレタンフォームを焼き飛ばし、さらに1
100℃で焼成して、連通気孔を有する多孔体(寸法ニ
アXI’5X25mm)を得た。この多孔体の気孔率は
70%、気孔径は200〜250μmであった。
(b)リン酸三カルシウムの充填 実施例1 (b)で作製したリン酸三カルシウムの粉体
を乾燥後1100℃で熱処理し、実施例1(b)と同様
の操作により充填した。
こうして得られた多相構造体を圧縮試験したところ、圧
縮強度はl4kg/cdであった。これに対し、(a)
で作製したハイドロキシアパタイト多孔体の圧縮強度は
、4kg/cnfであった。
実施例3 市販のジルコニア粉末(第−稀元素化学工業■製H3Y
−30)140g、分散剤(東京油脂■製D−305)
6rIL1、バインダー(第一工業製薬■製G−471
5) 15.9mt’及びイオン交換水28−を混合し
、スラリーを調製した。このスラリーを用いて、実施例
1と同様にして多孔体を製造した。ただし、焼成温度は
1600℃とした。
こうして気孔径200〜250μm1気孔率69%の多
孔体(寸法7X15X22m)を得た。
次に、実施例1 (a)で製造したリン酸三カルシウム
の粉体(未焼成)を充填し、乾燥し、強度の高い多相構
造物を得た。
「発明の効果」 本発明の生体材料は、強度及び新生骨形成性において優
れている。本発明の生体材料において、マトリックスが
非骨置換性材料から成る場合には、気孔内に充填された
骨置換性材料によって強度が増大し、マトリックスが骨
置換性材料から成り、気孔内の骨置換性材料より置換速
度が遅い場合には、本発明の生体材料は気孔内の骨置換
性材料により強度が増大しており、気孔内での骨置換時
にはマトリックスが形状を維持し、その後、マトリック
スの骨置換時には、新生骨により形状を維持することが
できる。したがって、本発明によれば、多孔体マトリッ
クスの気孔率を著しく高くしても、充分に実用に供しう
る強度を有する生体材料が得られる。
特許出願人  旭光学工業株式会社

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)リン酸カルシウム系セラミックス、ジルコニアセ
    ラミックス又はチタン製の連通気孔を有する多孔体マト
    リックスから成り、その気孔内に骨置換性リン酸カルシ
    ウム系化合物が充填されていることを特徴とする多相構
    造の生体材料。
  2. (2)リン酸カルシウム系セラミックス多孔体マトリッ
    クスが非骨置換性材料から成る請求項1記載の多相構造
    の生体材料。
  3. (3)リン酸カルシウム系セラミックス多孔体マトリッ
    クスが骨置換性であるが、気孔内の骨置換性材料より置
    換速度が遅い材料から成る請求項1記載の多相構造の生
    体材料。
  4. (4)リン酸カルシウム系セラミックス、ジルコニアセ
    ラミックス又はチタン製の連通気孔を有する多孔体マト
    リックスの気孔内に骨置換性リン酸カルシウム系化合物
    を充填し、乾燥することを特徴とする多相構造の生体材
    料の製造方法。
  5. (5)乾燥後、さらに焼成する請求項4記載の多相構造
    の生体材料の製造方法。
  6. (6)リン酸カルシウム系セラミックス多孔体マトリッ
    クスが非骨置換性材料から成る請求項4記載の多相構造
    の生体材料の製造方法。
  7. (7)リン酸カルシウム系セラミックス多孔体マトリッ
    クスが骨置換性であるが、気孔内の骨置換性材料より置
    換速度が遅い材料から成る請求項4記載の多相構造の生
    体材料の製造方法。
JP2117265A 1990-05-07 1990-05-07 多相構造の生体材料及びその製造方法 Expired - Fee Related JP2921918B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2117265A JP2921918B2 (ja) 1990-05-07 1990-05-07 多相構造の生体材料及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2117265A JP2921918B2 (ja) 1990-05-07 1990-05-07 多相構造の生体材料及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0415062A true JPH0415062A (ja) 1992-01-20
JP2921918B2 JP2921918B2 (ja) 1999-07-19

Family

ID=14707481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2117265A Expired - Fee Related JP2921918B2 (ja) 1990-05-07 1990-05-07 多相構造の生体材料及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2921918B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06262341A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Kyodo Kumiai Tatsuno Hightech 鋳物のゲート切断装置
WO1999016479A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc. Bone substitute materials
US6296667B1 (en) 1997-10-01 2001-10-02 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc Bone substitutes
JP2005145755A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 高強度多孔質アパタイトセラミックスの製造方法及びその製品
JP2008012032A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Kitagawa Iron Works Co Ltd アパタイト系材料を含有する生体用部材及びその製造方法
JP2009542347A (ja) * 2006-06-29 2009-12-03 オーソヴィータ・インコーポレーテッド 生体活性骨移植片代替物
US7740897B2 (en) 1997-10-01 2010-06-22 Wright Medical Technology, Inc. Process for producing rigid reticulated articles
US9789225B2 (en) 2004-06-23 2017-10-17 Orthovita, Inc. Shapeable bone graft substitute and instruments for delivery thereof

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06262341A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Kyodo Kumiai Tatsuno Hightech 鋳物のゲート切断装置
WO1999016479A1 (en) * 1997-10-01 1999-04-08 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc. Bone substitute materials
US6136029A (en) * 1997-10-01 2000-10-24 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc Bone substitute materials
US6296667B1 (en) 1997-10-01 2001-10-02 Phillips-Origen Ceramic Technology, Llc Bone substitutes
US6527810B2 (en) 1997-10-01 2003-03-04 Wright Medical Technology, Inc. Bone substitutes
US7740897B2 (en) 1997-10-01 2010-06-22 Wright Medical Technology, Inc. Process for producing rigid reticulated articles
JP2005145755A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 高強度多孔質アパタイトセラミックスの製造方法及びその製品
US9789225B2 (en) 2004-06-23 2017-10-17 Orthovita, Inc. Shapeable bone graft substitute and instruments for delivery thereof
US10441683B2 (en) 2004-06-23 2019-10-15 Orthovita, Inc. Method for restoring bone using shapeable bone graft substitute and instruments for delivery thereof
JP2009542347A (ja) * 2006-06-29 2009-12-03 オーソヴィータ・インコーポレーテッド 生体活性骨移植片代替物
JP2008012032A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Kitagawa Iron Works Co Ltd アパタイト系材料を含有する生体用部材及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2921918B2 (ja) 1999-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ohura et al. Resorption of, and bone formation from, new β‐tricalcium phosphate‐monocalcium phosphate cements: An in vivo study
JP4815102B2 (ja) 機械加工によって予備形成されたリン酸カルシウム骨代用材料インプラント
Engin et al. Preparation of porous Ca10 (PO4) 6 (OH) 2 and β‐Ca3 (PO4) 2 bioceramics
JP6663608B2 (ja) 骨欠損再建治療用キット、医療用硬組織再建材、製品無機化合物の製造方法及び製品無機化合物
JP2001224679A (ja) 多孔性のセラミックボディー
US20110034391A1 (en) Shaped article
JPS6222632B2 (ja)
JPH0359703B2 (ja)
KR20070028271A (ko) 칼슘 포스페이트 시멘트로부터 의료용 임플란트의 제조방법및 의료용 임플란트
KR101762580B1 (ko) 다공성 골이식재 제조방법
CA2088169C (en) Intimate mixture of calcium and phosphate sources as precursor to hydroxyapatite
JPH0415062A (ja) 多相構造の生体材料及びその製造方法
AU775040B2 (en) Composites
EP0335359A2 (en) Porous ceramic material and production process thereof
JP3718708B2 (ja) リン酸カルシウム系生体用セラミック焼結体およびその製造方法
Swain Processing of porous hydroxyapatite scaffold
JPH0214866A (ja) りん酸カルシウム系化合物セラミックスの前駆体溶液およびその製造方法
EP1335888A1 (en) Foamed ceramics
JPH0588623B2 (ja)
JPH0575427B2 (ja)
JP2004284898A (ja) リン酸カルシウム多孔体およびその製法
JP2004115297A (ja) ハイドロキシアパタイト多孔質燒結体の製造方法
JP2506826B2 (ja) 顆粒状無機成形体およびその製造法
JPH026375A (ja) 多孔質セラミックス材料の製造方法及び該方法に用いる圧粉体
KR102106312B1 (ko) 페이스트 형태의 골 대체용 합성골 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees