JPH0663119A

JPH0663119A - 骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒及びその製造法

Info

Publication number: JPH0663119A
Application number: JP4247253A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Suwa; 佳子諏訪; Hideo Sakano; 英夫阪野; Hajime Saito; 肇斉藤; Shigeo Niwa; 滋郎丹羽; Motomi Satou; 素己佐藤
Original assignee: KYORITSU YOGYO GENRYO KK; S T K CERAMICS KENKYUSHO KK; STK Ceramics Laboratory Corp
Current assignee: KYORITSU YOGYO GENRYO KK; S T K CERAMICS KENKYUSHO KK; STK Ceramics Laboratory Corp
Priority date: 1992-08-24
Filing date: 1992-08-24
Publication date: 1994-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】切開手術を行なうことなく、骨の欠損部や空
隙部に充填することができ、その充填部位全体と該新生
骨との一体化が、短期間に為され得る骨欠損部及び空隙
部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒及びその製造法
を提供する。【構成】湿式法により合成したリン酸カルシウム化合
物を５００〜８００℃にて仮焼した後、粉砕して、平均
粒子径：０．０１〜１．００μｍ、比表面積：５〜５０
ｍ²／ｇの易焼結性の微細結晶と為し、その後、これを
１０〜１００μｍの球状粒子に造粒した後、８００〜１
１００℃にて焼成することによって、平均気孔径：０．
１〜１．０μｍで、且つ気孔の７０％以上が、該平均気
孔径の０．５〜２．０倍の範囲の気孔径となる毛細管状
連通気孔を有すると共に、気孔率：２０〜９０％、平均
顆粒径：１０〜１００μｍ、５μｍ以下の顆粒の含有量
が１０％以下である略球形の焼結多孔質顆粒が、得られ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、骨欠損部及び空隙部充填用リン
酸カルシウム系多孔質顆粒及びその製造法に係り、特に
切開手術を行なうことなく、骨の欠損部や空隙部への充
填が可能で、また充填後において、充填部位全体と新生
骨との一体化が、速やかに為され得る骨欠損部及び空隙
部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒及びその有利な
製造法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】リン酸カルシウム化合物は、生体との親和
性が良好であることから、医療用材料、例えば、骨や歯
根等の代替材料或いは充填材料として、従来から用いら
れてきている。

【０００３】そして、特に、そのようなリン酸カルシウ
ム化合物を、骨の欠損部や空隙部等の充填材料として用
いる場合にあっては、それら骨組織の欠損箇所等の構造
及び機能を速やかに修復乃至は回復せしめるために、新
生骨が速やかに生成されて、その新生骨とかかる充填材
料とが、短期間にて一体化せしめられるようにすること
が、要求されている。

【０００４】このため、かかる要求を満足せしめるべ
く、種々の提案が為されており、例えば、特開昭６０−
１６８７９号公報には、多数の１〜６００μｍの孔径
と、それらを連通する、径が１〜３０μｍの毛細管状空
隙とを有するリン酸カルシウム化合物の焼結多孔質体
が、明らかにされている。このリン酸カルシウム化合物
の焼結多孔質体にあっては、かかる空孔及び空隙を通じ
て、骨形成成分である骨芽細胞等が、該多孔質体内に、
自由に進入できるようにすると共に、そのような骨芽細
胞等に対し、かかる空孔内において、良好な居住空間を
提供することによって、それらの細胞を活性化せしめ、
以て新生骨を速やかに生成せしめようとするものであ
る。

【０００５】また、特開昭５６−１６６８４３号公報に
おいては、骨形成成分が進入し易い、０．０５〜３．０
０mmの孔径を有し、実質的に三次元の網状構造を呈した
空孔を有するリン酸カルシウム化合物の多孔体が、提案
されている。即ち、このリン酸カルシウム化合物の多孔
体にあっては、かくの如く空孔を構成することによっ
て、骨の欠損部等に充填せしめられた際、該空孔内の全
体に、骨形成成分を速やかに充満せしめ、それにより、
新生骨の生成を早めようとするものなのである。

【０００６】しかしながら、それら公報に開示のリン酸
カルシウム化合物の多孔質体にあっては、何れも、骨形
成成分である骨芽細胞等が、自由に進入し得る孔径を有
する空孔が形成されてなるものであるところから、必然
的に、その粒子径が大きくなってしまい、そのような多
孔質体を骨の欠損部や空隙部に充填するためには、切開
手術を行なわなければならず、これが、患者に対して、
極めて大きな負担となっているのである。

【０００７】しかも、そのように、それらリン酸カルシ
ウム化合物の多孔質体は、その粒子径が大きいことか
ら、充填部位内において、それら多孔質体の粒子間の隙
間の容積が大きく、そのため、かかる隙間に対して、生
成される新生骨組織が充満するのに、時間がかかり、結
局、そのような隙間をも含めた充填部位全体と生成され
る新生骨との一体化が長期化してしまうといった問題を
も、内在するものであった。

【０００８】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑
みて為されたものであって、その解決課題とするところ
は、何等切開手術を行なうことなく、骨の欠損部や空隙
部に充填することができ、更にはかかる充填後におい
て、その充填部位全体と該新生骨との一体化が、短期間
に為され得る骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウ
ム系多孔質顆粒及びその製造法を提供することある。

【０００９】

【解決手段】そして、本発明は、かかる課題を解決する
ために、その特徴とするところは、リン酸カルシウム化
合物の実質的に球形状を呈する焼結多孔質顆粒であっ
て、かかる顆粒の表面から内部に縦横に延びる毛細管状
連通気孔を有し、その平均気孔径が０．１〜１．０μｍ
であり、且つ７０％以上の気孔が該平均気孔径の０．５
〜２．０倍の範囲の気孔径を有すると共に、気孔率が２
０〜９０％の範囲にある、平均顆粒径が１０〜１００μ
ｍで、５μｍ以下の顆粒の含有量が１０％以下である骨
欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒
にある。

【００１０】また、本発明は、湿式法により合成したリ
ン酸カルシウム化合物を５００〜８００℃の温度で仮焼
した後、粉砕して、平均粒子径：０．０１〜１．００μ
ｍ、比表面積：５〜５０ｍ²／ｇの易焼結性の微細結晶
と為し、次いでこの得られた微細結晶を１０〜１００μ
ｍの球状粒子に造粒した後、８００〜１１００℃の温度
で焼成する骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウム
系多孔質顆粒の製造法をも、その特徴とするところであ
る。

【００１１】なお、本発明にあっては、前記造粒が、前
記微細結晶の５〜６０％濃度のスラリーを噴霧乾燥する
ことにより行なわれて、目的とする骨欠損部及び空隙部
充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒を製造する手法
が、有利に採用されることとなる。

【００１２】

【具体的構成】ところで、これまで、骨欠損部及び空隙
部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒においては、そ
の外周面に対して、所定の化学反応により、骨芽細胞が
固着せしめられる一方、それの有する空孔内に、骨芽細
胞が進入することによって、該空孔内においても、同様
にして、骨芽細胞が強固に固着せしめられ、以て生成さ
れる新生骨と多孔質顆粒との一体化が、促進せしめられ
ると考えられていた。それ故、先に例示した公報等にも
明示されている如く、骨芽細胞が、進入することができ
ないような微細な空孔を有する多孔質体にあっては、生
成される新生骨との一体化が長期化してしまうとされて
いたのである。

【００１３】しかるに、本発明者等が、種々検討を重ね
たところ、骨芽細胞は、その表面に、直径０．２μｍ程
度の微細な細胞突起を多数有しており、そしてこの細胞
突起は、かかる多孔質顆粒の気孔内に侵入して、該多孔
質顆粒と結合し、更には気孔内において、細胞突起が互
いに接合して、気孔内部に対して強固に固着せしめられ
る一方、骨芽細胞と多孔質顆粒との間において、アンカ
リングの役割を果たして、両者を、強固に固着せしめる
機能を有するものであって、それ故、骨芽細胞を多孔質
顆粒の気孔内に進入させなくとも、その細胞突起のみを
気孔内に侵入せしめるようにすれば、上記の如き化学反
応によるものに加えて、かかる細胞突起のアンカリング
作用によって、骨芽細胞と多孔質顆粒とが、より強固に
固着せしめられ、その結果、生成される新生骨と多孔質
顆粒とが短期間にて一体化せしめられることが、明らか
となったのである。

【００１４】従って、本発明に係る骨欠損部及び空隙部
充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒にあっては、該顆
粒の表面から、内部に縦横に延びる毛細管状連通気孔へ
の骨芽細胞の細胞突起の侵入が、容易に且つ効率的に為
され得るように構成されているのである。

【００１５】すなわち、かかるリン酸カルシウム系多孔
質顆粒においては、その毛細管状連通気孔の平均孔径
が、０．１〜１．０μｍとされているのである。この平
均孔径が、０．１μｍよりも小さいと、かかる細胞突起
の気孔内への侵入が妨げられるのであり、また１．０μ
ｍよりも大きいと、気孔内での細胞突起の成長充満に、
長期間を要してしまい、生成される新生骨とかかる多孔
質顆粒との一体化が、長期化してしまうこととなる。

【００１６】しかも、そのような毛細管状連通気孔にあ
っては、その７０％以上の気孔が、上記の如き平均気孔
径の０．５〜２．０倍の範囲内の気孔径を有していなけ
ればならない。けだし、そのような気孔径を有する気孔
が７０％を下回る場合にあっては、顆粒内部への細胞突
起の侵入が妨げられるか、若しくは新生骨の成長充満が
長期化してしまうからである。

【００１７】また、本発明に従うリン酸カルシウム系多
孔質顆粒においては、その気孔率が２０〜９０％とされ
ている必要がある。気孔率が２０％未満の場合には、気
孔を通じての多孔質顆粒内部への、骨芽細胞の細胞突起
の侵入が不十分で、かかる多孔質顆粒と新生骨組織との
固着強度が低くなり、両者が一体化するまでの期間が長
期化してしまう。一方、気孔率が９０％を越える場合に
あっては、かかる多孔質顆粒の強度が低過ぎて、生成さ
れる新生骨と一体化された後の組織の強度が低下し、十
分な治癒効果が期待できなくなるといった問題がある。

【００１８】そして、そのような微細な気孔を有するも
のにあっては、その顆粒径を、著しく小さくせしめるこ
とが可能であるが、本発明に係る骨欠損部及び空隙部充
填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒においては、その平
均顆粒径が、１０〜１００μｍで、５μｍ以下の顆粒の
含有量が１０％以下とされることとなる。けだし、平均
顆粒径が、１０μｍ未満の場合や５μｍ以下の顆粒の含
有量が、１０％よりも多い場合には、充填部位周辺の毛
細血管内に、そのような微細な多孔質顆粒が侵入してし
まい、生体に対する安全性に問題が生じる虞があるから
であり、また平均顆粒径が、１００μｍを越える場合に
あっては、顆粒径を小さくすることによって奏され得る
効果が、有効に享受し得なくなってしまうからである。

【００１９】このように、本発明に従う骨欠損部及び空
隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒にあっては、
極めて小さな顆粒径を有するものであり、しかも実質的
に球形状を呈し、流動性が良好なものであることから、
骨の欠損部や空隙部に充填せしめるに際して、皮膚組織
外から、注射器等で、直接に充填部位に注入、充填する
ことが可能であり、それ故、充填部位の周囲の筋肉組織
等の切開手術が全く不要となって、患者の負担が、大幅
に軽減され得るのである。

【００２０】その上、かかる骨欠損部及び空隙部充填用
リン酸カルシウム系多孔質顆粒においては、従来の骨欠
損部及び空隙部充填材に比して、顆粒径が、著しく小さ
いため、充填部位内において、それら多孔質顆粒の粒子
間の隙間の容積が、効率的に減少せしめられて、かかる
隙間に対して、速やかに新生骨が充満され得るのであ
り、また骨芽細胞の細胞突起が侵入せしめられる毛細管
状連通気孔の平均気孔径も、従来材料よりも極めて小さ
いことから、かかる気孔内において、細胞突起の侵入に
より生成される新生骨組織が、より短期間にて充満され
得て、充填部位内の全体に、新生骨が速やかに充満され
得、それによって、充填部位全体と新生骨組織とが、短
期間にて一体化せしめられ得るのである。

【００２１】ところで、上記の如き優れた特徴を発揮す
る骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質
顆粒は、以下の如くして製造されることとなる。

【００２２】先ず、出発原料としては、従来から公知の
湿式法により合成したリン酸カルシウム化合物が使用さ
れる。また、このリン酸カルシウム化合物としては、新
生骨が速やかに生成されることから、例えばＣａ₃（Ｐ
Ｏ₄）₂，Ｃａ₄（ＰＯ₄）₂Ｏ等のＣａ／Ｐモル比が
１．５〜２．０の範囲内にあるリン酸カルシウム化合物
が好ましく、より好ましくはＣａ₁₀（ＰＯ₄）₆（Ｏ
Ｈ）₂で表される、Ｃａ／Ｐモル比が１．６７のハイド
ロキシアパタイトであり、特に、これを用いることによ
って、新生骨の生成が、より一層有利に促進せしめられ
ることとなる。なお、それらのリン酸カルシウム化合物
においては、その優れた生体親和性を損なわない限り、
異種イオンの存在は、何等差し支えない。

【００２３】そして、この出発原料たるリン酸カルシウ
ム化合物を５００℃〜８００℃の温度範囲内で仮焼し
て、塊状仮焼物を得る。なお、この仮焼温度が５００℃
よりも低いと、結晶粒成長が殆ど進行せず、仮焼処理す
る意味がなく、また仮焼温度が８００℃よりも高いと、
逆に、結晶粒成長が進行し過ぎてしまい、目的とする特
性を有する多孔質顆粒の製造が困難となってしまう。

【００２４】次に、かくして得られた塊状仮焼物を、平
均粒径が０．０１〜１．００μｍ（比表面積が５０〜５
ｍ²／ｇに相当する）となるように、常法に従って粉砕
処理して、易焼結性の微細結晶を有する微粒子を得る。
この粉砕処理手法としては、乾式粉砕手法及び湿式粉砕
手法の何れも採用され得るが、粉砕により得られる微粒
子の平均粒径が０．０１μｍよりも小さい場合にあって
は、仮焼前の粒子の平均粒径と略同じであるため、仮焼
処理する意味がなくなり、その平均粒径が１．００μｍ
を越える場合においては、かかる微粒子の焼結性が低下
してしまう問題がある。

【００２５】引き続き、上記の如くして得られた微粒子
が、造粒されることとなるが、最終的に得られる骨欠損
部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒が、
１０〜１００μｍの平均顆粒径を有し、実質的に球形状
を呈するようになり、またそれによって、前述したよう
な優れた特徴を発揮せしめるようにするために、１０〜
１００μｍの球状粒子に造粒される必要がある。

【００２６】なお、本発明手法においては、かかる造粒
が、有利には、前記微粒子の５〜６０％濃度のスラリー
を噴霧乾燥することによって行なわれることとなる。即
ち、前述の如く粉砕して得られた微粒子において、乾式
粉砕手法により得られた、乾燥粉末状の微粒子について
は純水等を加え、また湿式粉砕手法により得られたスラ
リー状の微粒子については、純水等を加えるか、或いは
脱水する等して、それぞれ、５〜６０％の濃度となるよ
うにスラリーを調製し、次いで、このスラリーを噴霧乾
燥により造粒して、略球形の乾燥顆粒を得るのである。
ここにおいて、スラリー濃度が５％未満では、得られる
造粒粒子の平均粒径が小さくなり過ぎ、しかも単位時間
当たりに得られる顆粒の量が少なく、工業的に実用的で
なく、また６０％を越える場合にあっては、得られる造
粒粒子の粒子径が大きくなってしまう問題がある。従っ
て、かくの如くして造粒を行なうことによって、適度な
粒径を有すると共に、比較的粒度分布の狭い、しかも略
球形状を呈する乾燥顆粒が、容易に且つ効率的に得られ
ることとなる。

【００２７】そして、かくして得られた造粒粒子に対し
て、必要に応じて整粒処理を施した後、８００〜１１０
０℃の温度で焼成操作を実施して、焼結せしめ、目的と
する骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔
質顆粒を得るのである。なお、この焼成に際して、８０
０℃よりも低い温度にて焼成が行なわれる場合にあって
は、かかる造粒粒子が殆ど焼結せず、得られる焼成物
が、機械的強度に劣るものとなってしまうのであり、１
１００℃よりも高い温度で焼成が行なわれた場合、結晶
粒成長が急速に進行して、得られる焼結体が緻密化し、
その気孔率が著しく低下することとなる。

【００２８】

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。

【００２９】実施例１先ず、窒素ガス気流中において、酸化カルシウムの４０
０．７ｇを、脱炭酸水８．７ｌに添加し、その後２０時
間攪拌して、水酸化カルシウムスラリーを調製した。次
いで、この得られた水酸化カルシウムスラリーを６０℃
に加熱し、そこに、１ｍｏｌ／ｌの濃度のリン酸水溶液
を、２５０ｍｌ／ｈｒの割合にて、総量が４４７０ｍｌ
となるまで、滴下した。そして、このとき、同時に、ｐ
Ｈ緩衝液として、濃度が１ｍｏｌ／ｌのトリス（ヒドロ
キシメチル）アミノメタンを、適時、添加して、かかる
スラリーを、ｐＨ７．０〜７．５に維持せしめつつ、１
週間熟成し、リン酸カルシウム化合物を生成せしめた。
なお、この熟成中、添加したトリス（ヒドロキシメチ
ル）アミノメタンの総量は、１０００ｍｌであった。

【００３０】かくして合成したリン酸カルシウム化合物
を吸引濾過により脱水した後、１１０℃で２４時間乾燥
し、その後、これを解砕して、リン酸カルシウム化合物
の粉末を得た。なお、かかるリン酸カルシウム化合物の
粉末をサンプリングして化学分析をおこなったところ、
Ｃａ／Ｐ組成比が１．６７であり、またそのＸ線粉末回
折図から、かかるリン酸カルシウム化合物がハイドロキ
シアパタイトであることが、確認された。

【００３１】そして、この合成ハイドロキシアパタイト
粉末を、７００℃にて、３時間仮焼して、合成ハイドロ
キシアパタイトの塊状仮焼物を得た。その後、かくして
得られた塊状仮焼物を樹脂製ポットミル中に投入し、更
にこれに純水を加えて１０時間湿式粉砕せしめ、平均粒
径が０．２９μｍで、比表面積が３３ｍ²／ｇである、
易焼結性の微細結晶を有する微粒子が４０％の濃度にて
分散した、合成ハイドロキシアパタイトのスラリーを調
製した。

【００３２】引き続いて、かくして調製されたスラリー
に対して、スプレードライヤーを用い、スラリー流速５
０ｍｌ／ｍｉｎ、熱風入口温度２００℃、アトマイザー
回転数８０００ｒｐｍの条件にて噴霧乾燥を実施し、球
形状の乾燥顆粒を得た。そして、この乾燥顆粒を８０メ
ッシュ篩に通し、かかる篩を通過した乾燥顆粒に対し
て、１０００℃にて３時間焼成を行ない、目的とする骨
欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒
である試料１を得た。

【００３３】そして、このようにして得られた試料１を
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。そのＳＥＭ
写真を図１及び図２に示す。それら図１及び図２からも
明らかなように、かかる試料１は、球形状を呈する焼結
多孔質顆粒であって、該顆粒の表面から、内部に縦横に
延びる毛細管状連通気孔を有していることが認められ
る。

【００３４】また、この試料１において、乾式篩分け法
により、その顆粒径を測定したところ、平均顆粒径が３
９μｍで、５μｍ以下の顆粒の含有量が５％であること
が認められ、更に水銀ポロシメーターにて、気孔径を測
定したところ、平均気孔径が０．２μｍであり、しかも
７０％以上の気孔が、かかる平均気孔径の０．８〜１．
２倍の範囲の気孔径を有することが認められた。また更
に、かかる多孔質顆粒の気孔率を求めたところ、４６．
８％であった。

【００３５】次に、この骨欠損部及び空隙部充填用リン
酸カルシウム系多孔質顆粒からなる試料１を、家兎大腿
骨の骨髄内に、注射器にて注入、充填し、以後の新生骨
の生成される経過を透過型電子顕微鏡にて観察した。そ
して、かかる多孔質顆粒の注入、充填後、１週間にて、
それら多孔質顆粒を、それぞれ、３〜４個の骨芽細胞が
取り囲み、その骨芽細胞の表面から延び出した細胞突起
が、多孔質顆粒の気孔内に侵入している様子が認められ
た。また、その際、充填部位において、異物に対する拒
絶反応は全く見られなかった。引き続き観察を続けたと
ころ、新生骨は、急速に成長して、注入、充填８週間後
には、かかる多孔質顆粒が、その周囲に生成された新生
骨に完全に取り込まれ、充填部位全体が、生成された新
生骨と一体化している様子が確認された。

【００３６】実施例２実施例１と同様にして、平均粒子径０．３４μｍ、比表
面積２１ｍ²／ｇ、濃度５０％の合成ハイドロキシアパ
タイトのスラリーを調製した。そして、このスラリーに
対して、スプレードライヤーを用いて、スラリー流速：
６０ｍｌ／ｍｉｎ、熱風入口温度：２００℃、アトマイ
ザー回転数：５５００ｒｐｍの条件で噴霧乾燥を実施し
て、球形状の乾燥顆粒を得た。次いで、この乾燥顆粒を
８０メッシュ篩に通し、かかる篩を通過した乾燥顆粒
を、１０００℃、３時間焼成し、目的とする骨欠損部及
び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒である試
料２を得た。

【００３７】そして、かくして得られた試料２を、実施
例１と同様に、ＳＥＭにて観察したところ、かかる試料
２が、球形状を呈する焼結多孔質顆粒であり、該顆粒の
表面から、内部に縦横に延びる毛細管状連通気孔を有し
ていることが確認された。

【００３８】また、この試料２においても、実施例１と
同様にして、顆粒径と気孔径を測定したところ、平均顆
粒径が７８μｍで、粒径５μｍ以下の顆粒の含有量が１
％であり、更に平均気孔径が０．２μｍであり、７０％
以上の気孔が、かかる平均気孔径の０．８〜１．２倍の
範囲の気孔径を有することが確認された。また更に、か
かる多孔質顆粒の気孔率を求めたところ、４５．１％で
あった。

【００３９】次に、この骨欠損部及び空隙部充填用リン
酸カルシウム系多孔質顆粒からなる試料２を、実施例１
と同様に、家兎大腿骨の骨髄内に、注射器にて注入、充
填し、以後の新生骨の生成される経過を透過型電子顕微
鏡にて観察した。そして、かかる多孔質顆粒の注入、充
填後は、前記実施例１と同様な経過を示し、その１週間
後には、注入、充填された多孔質顆粒の気孔内への骨芽
細胞の細胞突起の侵入が確認され、８週間後には、充填
部位全体が、生成された新生骨と一体化している様子が
確認された。

【００４０】比較例１実施例１と同様にして、平均粒子径０．２５μｍ、比表
面積３９ｍ²／ｇ、濃度４％の合成ハイドロキシアパタ
イトのスラリーを調製した。そして、このスラリーに対
して、スプレードライヤーを用いて、スラリー流速３０
ｍｌ／ｍｉｎ、熱風入口温度２００℃、アトマイザー回
転数１００００ｒｐｍの条件で噴霧乾燥を実施した。次
いで、サイクロン下の受器に回収された微細な乾燥顆粒
を、１０００℃、３時間焼成し、微細な焼結顆粒である
試料３を得た。

【００４１】そして、かくして得られた試料３を、実施
例１と同様に、ＳＥＭにて観察したところ、かかる試料
３が、球形状を呈する焼結多孔質顆粒であり、該顆粒の
表面から、内部に縦横に延びる毛細管状連通気孔を有し
ていることが確認された。

【００４２】また、この試料３においても、実施例１と
同様にして、顆粒径と気孔径を測定したところ、平均顆
粒径が８μｍで、５μｍ以下の顆粒の含有量が３７％で
あり、更に平均気孔径が０．２μｍであり、７０％以上
の気孔が、かかる平均気孔径の０．８〜１．２倍の範囲
の気孔径を有することが認められた。また更に、かかる
多孔質顆粒の気孔率を求めたところ、４７．０％であっ
た。

【００４３】次に、この微細なリン酸カルシウム系多孔
質顆粒からなる試料３を、実施例１と同様に、家兎大腿
骨の骨髄内に、注射器にて注入、充填したところ、かか
る注入、充填後、約一分経過頃から、家兎に若干の呼吸
困難の症状が観察された。これは、注入、充填せしめら
れた多孔質顆粒が、かかる充填部位の周辺の毛細血管の
開腔口から、該毛細血管内へ侵入し、更に肺にまで侵入
したためと考えられる。

【００４４】比較例２実施例２で得た球形状の乾燥顆粒を８０メッシュ篩に通
し、かかる篩を通過した乾燥顆粒を、１１５０℃、３時
間焼成し、焼結顆粒である試料４を得た。

【００４５】そして、かくして得られた試料４を、実施
例１と同様に、ＳＥＭにて観察した。そのＳＥＭ写真を
図３及び図４に示す。それら図３及び図４からも明らか
なように、かかる試料４は、球形状を呈するものの、気
孔が殆ど見られなかった。

【００４６】また、この試料４においても、実施例１と
同様にして、顆粒径と気孔径を測定したところ、平均顆
粒径が７３μｍで、５μｍ以下の顆粒の含有量が３％で
あり、更に平均気孔径が０．２μｍであり、７０％以上
の気孔が、かかる平均気孔径の０．８〜１．２倍の範囲
の気孔径を有することが認められた。また更に、かかる
多孔質顆粒の気孔率を求めたところ３．７％であった。

【００４７】次に、この緻密化したリン酸カルシウム系
焼結顆粒からなる試料４を、実施例１と同様に、家兎大
腿骨の骨髄内に、注射器にて注入、充填し、以後の新生
骨の生成される経過を透過型電子顕微鏡にて観察した。
そして、かかる焼結顆粒を注入、充填してから８週間後
に、それら焼結顆粒の周囲を、生成された新生骨が取り
囲んでいることが観察されたが、それら焼結顆粒が僅か
に有する気孔内への骨芽細胞の細胞突起の侵入は、確認
されなかった。従って、かかる焼結顆粒に対して、骨芽
細胞は、化学的な結合のみで固着されていると推定さ
れ、そのため、その固着強度が小さく、注入、充填され
る焼結顆粒と、生成される新生骨との一体化が長期化し
てしまうことが、容易に推察される。

【００４８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従う骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多
孔質顆粒にあっては、顆粒径が、極めて小さく、しかも
実質的に球形状を呈し、流動性が良好なものであること
から、骨の欠損部や空隙部に充填せしめるに際して、皮
膚組織外から、注射器等で、直接に充填部位に注入、充
填せしめ得て、それにより充填部位の周囲の筋肉組織等
の切開手術が全く不要となり、患者の負担が、大幅に軽
減され得ることとなったのである。

【００４９】また、かかる骨欠損部及び空隙部充填用リ
ン酸カルシウム系多孔質顆粒においては、従来の骨欠損
部及び空隙部充填材に比して、極めて微細であるため、
充填部位内において、それら多孔質顆粒の粒子間の隙間
の容積を可及的に小さくせしめ得て、かかる隙間に対し
て、速やかに新生骨が充満され得るのであり、またそれ
の有する毛細管状連通気孔も、その孔径が非常に小さな
ものであることから、かかる気孔内において、細胞突起
の侵入により生成される新生骨組織が、短期間にて充満
され得て、それにより、生成される新生骨が充填部位全
体に充満するのが、従来の骨充填材に比して、有利に早
められ得、以て充填部位全体と新生骨組織との一体化に
要する期間が、極めて効率的に短縮化せしめられ得るこ
ととなったのである。

【００５０】その上、本発明に従う骨欠損部及び空隙部
充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒にあっては、超微
細な顆粒の含有量が、所定の量以下となるように制限せ
しめられいるところから、生体内に注入、充填された微
細な顆粒が、毛細血管内へ侵入することが、未然に防止
され得て、生体に対する安全性が、有利に確保され得る
のである。

【００５１】また、本発明手法によれば、かくの如き優
れた特徴を発揮する骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カ
ルシウム系多孔質顆粒が、有利に得られるのであり、更
にその造粒操作において、所定濃度のスラリーを噴霧乾
燥して造粒する手法を採用することによって、目的とす
るリン酸カルシウム系多孔質顆粒が、容易に且つ効率良
く製造され得ることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１において得られた、骨欠損部及び空隙
部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒：試料１の走査
型電子顕微鏡写真であって、拡大率が５０００倍のもの
である。

【図２】実施例１において得られた、骨欠損部及び空隙
部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒：試料１の走査
型電子顕微鏡写真であって、拡大率が２００００倍のも
のである。

【図３】比較例２いおいて得られた、リン酸カルシウム
系焼結顆粒：試料４の走査型電子顕微鏡写真であって、
拡大率が５０００倍のものである。

【図４】比較例２において得られた、リン酸カルシウム
系焼結顆粒：試料４の走査型電子顕微鏡写真であって、
拡大率が２００００倍のものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阪野英夫愛知県名古屋市港区築三町１丁目11番地株式会社エス・ティー・ケー・セラミックス研究所内 (72)発明者斉藤肇愛知県愛知郡日進町東山７−1409 (72)発明者丹羽滋郎愛知県愛知郡日進町五色園２丁目1213 (72)発明者佐藤素己愛知県愛知郡長久手町大字長湫字畷20−１第２梅田マンション４Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リン酸カルシウム化合物の実質的に球形
状を呈する焼結多孔質顆粒であって、かかる顆粒の表面
から内部に縦横に延びる毛細管状連通気孔を有し、その
平均気孔径が０．１〜１．０μｍであり、且つ７０％以
上の気孔が該平均気孔径の０．５〜２．０倍の範囲の気
孔径を有すると共に、気孔率が２０〜９０％の範囲にあ
る、平均顆粒径が１０〜１００μｍで、５μｍ以下の顆
粒の含有量が１０％以下であることを特徴とする骨欠損
部及び空隙部充填用リン酸カルシウム系多孔質顆粒。
【請求項２】湿式法により合成したリン酸カルシウム
化合物を５００〜８００℃の温度で仮焼した後、粉砕し
て、平均粒子径：０．０１〜１．００μｍ、比表面積：
５〜５０ｍ²／ｇの易焼結性の微細結晶と為し、次いで
この得られた微細結晶を１０〜１００μｍの球状粒子に
造粒した後、８００〜１１００℃の温度で焼成すること
を特徴とする骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カルシウ
ム系多孔質顆粒の製造法。
【請求項３】前記造粒が、前記微細結晶の５〜６０％
濃度のスラリーを噴霧乾燥することによって行なわれる
請求項２に記載の骨欠損部及び空隙部充填用リン酸カル
シウム系多孔質顆粒の製造法。