JPH0534021B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、生体用セラミツクス材料であつて、
骨欠損部、骨空〓部及び骨吸収部の充填箇所に固
定され、かつ該充填箇所に早期に新生骨の形成を
促進し、生体の骨組織と一体化し得る骨欠損部及
び骨空〓部ならびに骨吸収部充填材に関する。

＜従来の技術＞ 従来歯科治療又は整形外科治療において、歯周
病、抜歯後における歯槽骨の吸収、交通事故若し
くは骨腫瘍等の疾患により失なわれた骨を修復す
るために患者自身の他部位の骨移植等が試みられ
ているが、前記修復法では、損傷箇所以外の骨組
織を切除するため、患者の肉体的及び心理的負担
が極めて大きく、また広範囲な骨欠損部を充填す
る為に十分な量の自家骨を採取できないという問
題がある。

そこで、前述の問題を解決するために、生体の
硬組織代替物質として、各種金属合金及び有機物
質等が提案されている。しかしながら前記各種金
属合金及び有機物質等は、一般に生体環境下にお
いて使用する場合、溶解劣下や生体に対する毒性
等の異物反応を伴なうという問題がある。

また最近では、生体との親和性に優れ、かつ前
記欠点のないアルミナ、リン酸三カルシウム又は
ヒドロキシアパタイトの焼結体若しくは単結晶か
ら成る充填材等のセラミツク系材料が注目されて
いる。中でもヒドロキシアパタイトは、充填後早
期に骨の新生が期待でき、更にアルミナのように
結合組織を介することなく新生骨と接する等の利
点を有しているので、特に生体親和性に優れた材
料として知られている。該ヒドロキシアパタイト
を使用した充填材は、構造上の特徴から、表面と
内部とを結ぶ連通気孔を有する多孔質充填材と、
内部に殆んど気孔を持たない緻密質充填材とに大
別される。前記多孔質充填材は、顆粒状であつて
も、充填後容易に移動することなく充填箇所に固
定され、また早期骨形成能に優れているものの、
充填後若しくは縫合後充填箇所に荷重を加える
と、多孔質充填材が破壊され、充填箇所が沈下す
るなど強度的に弱いという欠点がある。

また緻密質充填材は、強度においては優れるも
のの、顆粒状である場合、圧密充填をしないと充
填箇所より移動するという欠点が生じ、したがつ
て優れた生体親和性を有するにもかかわらず、骨
形成が遅延するという問題が生じる。

更にまた、充填箇所に固定して充填し得る充填
材として、最短径0.1〜3.0mmであつて、かつ比表
面積形状係数φが6.3〜15の緻密質充填材（特開
昭61−20558号公報）が提案されている。しかし
該充填材においても、充填箇所への固定が未だ十
分でないのが現状である。

＜発明が解決しようとする課題＞ したがつて本発明の目的は、生体親和性及び早
期骨形成能に優れ、必らずしも圧密充填等をしな
くても充填箇所に確実に固定され、かつ実用上の
強度も十分であり、しかも手術をする際に弊害の
ない理想的な骨欠損部及び骨空〓部ならびに骨吸
収部充填材を提供することにある。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明によれば、ヒドロキシアパタイトから成
る粒子であつて、該粒子の最短径が0.1〜3.0mmで
あり、かつ表面に孔径が数μｍ〜500μｍの複数
の窪みを具備したことを特徴とする骨欠損部及び
骨空〓部ならびに骨吸収部充填材が提供される。

以下本発明を更に詳細に説明する。

本発明の骨欠損部及び骨空〓部ならびに骨吸収
部充填材は、骨形成促進能力に優れたヒドロキシ
アパタイトから成る粒子であつて、該粒子の表面
に、充填材を充填箇所に固定し、また新生骨細胞
の付着・増殖を良好にする目的で、該粒子の表面
に特定の最短径を有する複数の窪みを具備するこ
とを特徴とする。

本発明の骨欠損部及び骨空〓部ならびに骨吸収
部充填材、即ちヒドロキシアパタイトから成る粒
子の最短径は、0.1〜3.0mmの範囲である。前記粒
子の最短径が0.1mm未満の場合には骨欠損部及び
骨空〓部ならびに骨吸収部に充填した際、粒子同
志が接して生じる間〓が、体液成分を侵入させる
のに不適当な大きさとなり、また粒子が細かいた
めに、充填後血液等の体液によつて縫合部より該
粒子が体外に押し出されたり、体内の他部位へ移
動しやすくなり、充填を必要とする部位への固定
が困難となる。一方最短径が3.0mmを超える場合
には、骨欠損部及び骨空〓部ならびに骨吸収部へ
の充填量が少なくなり、また粒子間の間〓が大き
すぎるために、間〓内を骨組織で埋め尽くすまで
の長時間を要し、更には、歯科分野における使用
において、抜歯窩などへ充填する場合、粘膜表面
に顕著な凹凸が生じ外観上及び機能上問題がある
ので前記範囲内とする必要がある。

本発明において、充填材である粒子の表面に形
成される窪みは、充填材を骨欠損部及び骨空〓部
ならびに骨吸収部へ充填した際に、隣接する充填
材同志を係止させるように固定し、全体として、
充填材を所望の充填箇所に強固に固定させ、更に
は、窪みにより形成される凹凸部が、新生骨細胞
の付着、増殖を良好にするためのものであつて、
該窪みの孔径は、数μｍ〜500μｍの範囲とする
必要があり、更に充填材としての強度を高くする
為には、孔径を数μｍ〜100μｍの範囲とするの
が好ましい。前記孔径が数μｍに満たない場合に
は、隣接する充填材同志が係止せず、充填材が所
望の充填箇所より他部位へ移動しやすくなり、ま
た500μｍを超えると、強度が低下するため前記
範囲内とする必要がある。また前記窪みの深さは
数μｍ〜50μｍの範囲であるのが好ましい。前記
窪みの深さが数μｍ未満の場合には、隣接する充
填材において、窪みにより形成される凹凸の係わ
り合いが十分でなく、更には早期における新生骨
細胞の付着が期待できず、50μｍを超えると、強
度が低下するので好ましくない。

更に前記粒子表面に形成される窪みは、充填材
表面全体に対して、10〜100％具備されるのが好
ましく、また前記粒子の比表面積形状係数φは
6.3〜15の範囲であるのが好ましい。前記比表面
積形状係数φが15を超えると粒子の形状が針状と
なり、充填後外力等により粒子が容易に破断粉化
する恐れがあり、更には粉化した細片が生体内の
他部位へ流出する等、生体に好ましくない影響を
及ぼすので好ましくない。一方6.3未満の場合に
は充填後、充填材が充填箇所より他部位へ移動し
やすくなり、充填材表面への骨組織の付着生成が
遅延するので好ましくない。

本発明の骨欠損部及び骨空〓部ならびの骨吸収
部充填材を調製するには、例えば、粒径0.1〜90μ
ｍのヒドロキシアパタイト微細粉末を60〜70重量
％スラリーとし、得られたスラリーを、よく撹拌
しスラリー中に多くの気泡を巻き込ませた後、直
ちに乾燥する。なおこの際、スラリーがより気泡
を巻き込みやすくする目的で、スラリー100重量
部に対して、好ましくは１〜10重量部の可燃性有
機物質を加えてもよい。得られた乾燥物を公知の
方法により0.1〜3.0mmの顆粒とした後焼成し、ポ
ツトミル等により得られた粒子表面の突出部に存
在するエツジを取り除く処理を行なうことによつ
て表面に所望の窪みを有し、かつ内部が含浸法で
得られる多孔質顆粒よりも高度に緻密に構成され
た粒子を得ることができる。即ち気泡を多く含む
スラリー乾燥物を粉砕することにより、強度の弱
い気泡部分から割れ、従つて表面部分に所望の窪
みを形成することができる。前記可燃性有機物質
としては焼成後窪みを形成するものであれば良
く、好ましくはポリビニルアルコール、ナフタリ
ンスルホン酸アンモニウム又はポリカルボン酸ア
ンモニウム塩等を挙げることができる。また焼成
温度は700〜1200℃が好ましく、充填材としての
強度を更に高めるために、1000〜1200℃で焼成す
るのが特に好ましい。更に前記充填材の表面は、
窪みにより形成される凹凸部に存在するエツジを
完全に除去するか又は少なくすることが好まし
い。該エツジが大量に存在すると充填箇所周辺の
生体組織に好ましくない影響を与える恐れがあ
り、また充填時に注射筒等を利用して充填する場
合、該注射筒の押し出し口がつまり、充填操作の
妨げとなるので好ましくない。

＜発明の効果＞ 本発明の骨欠損部及び骨空〓部ならびに骨吸収
部充填材は、表面に数μｍ〜500μｍの窪みを複
数具備しているため、所望の充填箇所に確実に固
定することができ、しかも早期における新生骨細
胞の付着・増殖を促進することができる。更に前
記表面構造に加え、充填材の内部構造が緻密質で
あるため、強度的にも充分であり、したがつて外
力による作用を受け易すい歯周外科、整形外科等
における骨欠損部及び骨空〓部ならびに骨吸収部
充填材として極めて有用である。

＜実施例＞ 以下本発明を実施例及び比較例により詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

実施例１、比較例１、２ 湿式法で合成したヒドロキシアパタイト（以下
HApと称す）を焼成温度800℃で２時間仮焼した
のち、ボールミルを用いて平均粒径90μｍ以下に
粉砕し、HAp微細粒子を得た。得られたHAp微
細粒子を水と混合し、HApの固形物濃度が70重
量％のHApスラリー（以下HApスラリーＡと称
す）を調製した。このスラリー化の際に、実施例
１ではスラリー100重量部に対し２重量部ポリカ
ルボン酸アンモニウム塩を添加し、気泡をよく巻
き込むために、十数分間よく撹拌混合した。次い
で得られたHApスラリーを80℃で乾燥した後、
焼成温度1200℃にて１時間焼成し粉砕して、粒子
の全表面に複数の窪みを形成し、次に最短径が
0.5〜1.0mmの粒子を篩分けした。最終にポツトミ
ルにてエツジ処理を行ない所望の充填材を得た
（実施例１）。得られた充填材表面に形成された窪
みの孔径を走査型電子顕微鏡により測定したとこ
ろ、数μｍ〜100μｍの孔径を有しており、更に
深さは数μｍ〜50μｍであつた。

得られた充填材粒子の拡大斜視図を第１図に示
し、充填材粒子の表面を更に拡大した平面図を１
ａ図及び１ｂ図に示す。図において１は、実施例
１で得られた充填材粒子であつて、該粒状充填材
１の全表面には、孔径が小さい窪み１１及び孔径
が大きい窪み１２が、複数形成されている。粒子
充填材１の表面には、１ａ図及び１ｂ図に示され
るとおり、小さい孔径１１が密集する部分と、大
きい孔径１２の周辺に小さい孔径１１が密集する
部分とが存在していた。

また前記HApスラリーＡを網目構造のウレタ
ン樹脂に含浸して80℃で乾燥した後、焼成温度
1200℃にて１時間焼成し粉砕した後、前記と同様
に篩分けを行ない、最短径が0.5〜1.0mmの多孔質
顆粒状の充填材を得た（比較例１）。

更に、HApの乾燥物をインペラーブレーカー
にて粉砕した後、焼成温度1200℃にて１時間焼成
し、次いで前記と同様に篩分けし、ポツトミルに
てエツジ処理を行ない最短径が0.5〜1.0mmの緻密
質顆粒状の充填材を得た（比較例２）。

試験例 成犬の下顎骨に４mm×４mm×３mmの骨欠損部を
作製し、該骨欠損部に実施例１、比較例１、２で
得られた充填材を、それぞれ常法にしたがつて滅
菌処理した後圧入により充填した。術後１週間に
触診観察し、術後４週間に成犬を屠殺して標本を
作製し充填材部位の新生骨組織の形成状態につい
て観察した。実施例１で得られた充填材は、該骨
欠損部への充填操作が容易に行え、術後１週間の
触診時において既に該骨欠損部に確実に固定さ
れ、顎骨と同様の状態を示した。更に４週間後の
組織標本観察においては、骨に隣接した充填材顆
粒周辺部位に顕著に新生骨組織の形成が認めら
れ、しかも充填材を充填した部位の中心部まで骨
組織の形成が認められた。しかしながら比較例１
で得られた多孔質顆粒状充填材においては、該骨
欠損部に充填する際の圧入により充填材が砕けて
しまい、充填が困難であつた。またかろうじて充
填できた充填材も、術後１週間の触診の際や、通
常の咀嚼によつて充填材が破壊され、標本作製前
に該充填部位より吐出し、組織標本観察には至ら
なかつた。また比較例２で得られた緻密質充填材
においては、実施例１と同様に充填操作を容易に
行うことができ、術後４週間において、該骨欠損
部に充填材を固定することができたが、術後１週
間の触診時においては、充填材が確実に固定され
ていなかつたために、組織標本観察における新生
骨組織の形成状態の観察においては、充填材を充
填し部位の中心部にまで新生骨組織が形成されて
おらず、したがつて各々の充填材粒子は、早期に
新生骨と一体化させることはできなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１により得られた骨欠損部及
び骨空〓部ならびに骨吸収部充填材の拡大斜視図
であり、図中第１ａ図は該充填材表面１部を更に
拡大した平面図、また図中第１ｂ図は、同じく表
面の異なる部位を更に拡大した平面図である。 １……充填材本体、１１……小さな孔径の窪
み、１２……大きな孔径の窪み。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヒドロキシアパタイトから成る粒子であつ
   て、該粒子の最短径が0.1〜3.0mmであり、かつ表
   面に孔径がμｍ〜500μｍの複数の窪みを具備し
   たことを特徴とする骨欠損部及び骨空〓部ならび
   に骨吸収部充填材。