JPH04166165A

JPH04166165A - 骨固定用材料

Info

Publication number: JPH04166165A
Application number: JP2295119A
Authority: JP
Inventors: Jiro Ishihara; 二郎石原
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1990-10-30
Publication date: 1992-06-12

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］本発明は生体内において加水分解性を有し、かつ比較的
長期間にわたり高い強度を有するポリ乳酸からなる骨固
定用材料に関する。

［従来技術およびその課題］整形外科において、骨折部の整復を行うには、高強度の
骨接合プレート、ボルト、ネノ、髄内釘等を必要とする
。従来、このような強度を必要とする部材には金属材料
が用いられており、手術後の体内で徐々に腐食が生ずる
。このため、骨折治癒後は速やかに再手術を行い金属材
料を除く必要があり、叡者に一層の負担をかけ感染症の
危険性も高くなる。また金属と骨とは、材料強度が大き
く異なり、金属材料を用いた外折部周辺に局所的な骨粗
壓症を生しることがある。

近年、かかる金属材料をセラミックに代替することにつ
いても検討かなされているが、セラミック材料は機械的
強度が充分でなく、加重のかかる骨折部位に用いること
は困難である。

このような材料に対して、骨折治療の開始時には適度の
強度を有し、その後生体内で加水分解され、再手術の必
要かない吸収性の高分子材料も提案されている（特開昭
５９−９７６５４号、６１−１８１４６９号、特開平１
−弓９８５５３号、米国特許第３．４６３，１５８号、
３、６３６．９５６号、３，７３９，７７３号、３．８
３９．２９７号等参照）。

これらはポリ乳酸、または乳酸とクリコール酸との共重
合体などの乳酸と他物質との共重合体からなるが、その
機械的強度は圧縮曲げ弾性率にして、せいぜい５００　
ｋｇ／ｍｍ２である。これに対して、例えば、ヒト大腿
骨の圧縮曲げ弾性率は１２００ｋｇ／ｍｍ’であり、こ
のような高分子材料は強度的に全く不充分である。

ま１こ髄内釘による治癒を必要とする治癒の困難な骨折
では、骨か完全に接合するまでに２〜３年を要する。こ
のような骨折の治療には少なくとも６箇月間高い強度を
維持する必要があるが、従来のポリ乳酸では強度が維持
される期間は１力月程度であり全く不充分である。

本発明の目的は、手術後、所望の長期間にわたって高い
強度を有し、所定の期間後は加水分解されて生体内に吸
収される骨折用の骨固定用材料を提供するものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、ポリ乳酸からなる骨固定用材料を提供するも
のである。かかるポリ乳酸の分子量は１００万を越える
ものが好ましい。

従来のポリ乳酸からなる材料はいずれも分子量か数十刃
であり、１００万を越えるものはない。

また、これらポリ乳酸の光学純度は充分てなく、高い結
晶化を有するポリマーは得られていない。

これに対して、本発明の骨固定用材料に用いられるポリ
乳酸は、分子量が１００万以上のものか用いられる。か
かるポリ乳酸を得るには、光学純度９９％以上の■７−
乳酸を用いる。

光学純度の高い乳酸モノマーを得る方法としては、例え
ば特開平２−７９９６６号に開示のように有機酸産生菌
とグルコース培地を含む培養液を撹拌しながら循環移送
し、培養液中の産生有機酸を濾過するバイオリアクター
システムなどが挙げられる。また、高純度の乳酸精製を
行うには、例えば特開平１−９１７８８号に開示の発酵
法により生産した乳酸菌・乳酸塩含有液から乳酸塩含有
液を濾過し、そのままカチオン交換樹脂カラムに通して
連続的に遊離乳酸とし、さらにこの遊離乳酸を連続して
濃縮、蒸留する方法などが挙げられる。

つぎにこれら純度の高い乳酸モノマーを重合するには、
従来公知の方法が用いられてよい。例えば特開昭５９−
９６１２３号あるいは特開昭６１−３６３２１号なとの
開示の方法がいずれも用いられてよく、つぎの製造例が
例示される。

例えば、Ｌ−乳酸を溶媒中、減圧または加圧五に低分子
量ボ１月７−乳酸（分子量約１０００）を合成する。得
られた低分子量のポリＬ−乳酸に三酸化アンチモンを添
加して縮合反応を行い環状二量体のラクチドを得る。得
られたラクチドにオクチル酸スズを加え、減圧下、１２
０〜１５０℃にて５〜２４時間加熱しポリＬ−乳酸を製
造する。

ついで、これから触媒、乳酸、あるいはそのオリゴマー
などを除去して精製し、高純度の■７−ラクチドを得る
。得られた精製ラクチドを溶融開環重合し、結晶性のポ
リＬ−乳酸を得る。

得られた粗製ポリＬ−乳酸をクロロホルム、塩化メチレ
ンなどに溶解し、ポリＬ−乳酸から残存モノマーを除去
する。これをメタノール中に注ぎ沈澱したポリＬ−乳酸
をメタノールに溶解したモノマーと濾別し、洗浄する。

つぎにこのポリＬ−乳酸から触媒（オクチル酸スズ）を
除去し、これを各種の溶媒に注いで不溶化させる。

このようにして得られｆこボ１ノＬ−乳酸は１８０〜２
００℃にてボルトなど目的の形状に射出成形を行う。な
お、この時にはポリマーが再分解しないように手際よく
短時間で行うことが望ましい。

骨接合材料なと強度を要するものではキャスティング法
によって延伸を行い、結晶化度をさらに高め強度の向上
をはかる。得られたポリＬ−乳酸は切削などにより目的
の形状に成形加工する。

なお、光学純度の高いＬ−乳酸を原料として得られた分
子量の大きいポリマーを結晶化させることにより、また
ポリマーを延伸し分子の配向を整えることにより、結晶
化度の高い高強変の骨接合材料が得られる。

［実施例］つぎに本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

光学純度９９％以上のＬ−乳酸９０％溶液を減圧、加熱
下で重合し、低分子ポリＬ−乳酸（分子量約１０００）
を合成した。ついで、三酸化アンチモンを触媒として、
減圧下にて熱分解しＬ−ラクチドを合成した。

つぎにラクチドをエーテルで洗浄して乳酸モノマー、オ
リゴマーを除去した後、濾過、風乾した。

つぎにラクチド濃度１０％（ｗ　／　ｖ　）となるよう
エタノールを加え、還流しながら６０℃にて加熱、溶解
した。これを室温になるまで放置し自然析出して結晶（
精製ラクチド）を得た。

試験管（内径１５ｍｍ、長さ１８０ｍｍ）にオクチル酸
スズおよび精製した前記Ｌ−ラクヂド５０ｇを加えた。

ロータリーポンプで吸引し１．０×１０−２〜１０−３
ｍｍＨｇに減圧した後、ガスバーナーで試験管先頭部を
溶封した。この試験管を１３０〜１３８℃の耐熱性オイ
ルに１５時間浸してＬ−ラクチドを溶融開環重合し、ポ
リＬ−乳酸を合成した。

得られた粗製ポリエフ−乳酸をクロロポルムまたは塩化
メヂレンに溶解しく０．１〜２％（Ｗ／Ｖ））、ついで
１０〜２０倍容の撹拌メタノール中に注いでポリＬ−乳
酸だけを沈澱させ洗浄した後、減圧風乾してモノマーを
除去した。つぎにポリＬ−乳酸をクロロホルムに溶解（
１％（ｗ／ｖ））して、これをメタノール中に注いで沈
澱をえ、触媒であるオクチル酸スズを除去した。

得られたポリＬ−乳酸を射出成形法、キャスティング法
により骨固定用材料に成形加工した。

「発明の効果」本発明の骨固定用材料は、手術後、所望の長期間にわた
り高い強度を有する。しかも手術後、−定の期間が経過
した後は加水分解して生体内に吸収されるため、骨折治
癒後に再手術の必要がなく患者の負担が大幅に軽減でき
る。本発明の骨固定用材料は、分子量が大きいため生体
内で６ケ月以上の長期間にわたり１　、０００　ｋｇ／
ｍｍ’以上の強度を保持することができる。

特許出願人　株式会社　島津製作所

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリ乳酸からなる骨固定用材料。
（２）分子量１００万を越えるポリ乳酸からなる前記請
求項１記載の骨固定用材料。