JPS6395146A - ブロツク状複合材料及びその製造方法 - Google Patents
ブロツク状複合材料及びその製造方法Info
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- JPS6395146A JPS6395146A JP61239680A JP23968086A JPS6395146A JP S6395146 A JPS6395146 A JP S6395146A JP 61239680 A JP61239680 A JP 61239680A JP 23968086 A JP23968086 A JP 23968086A JP S6395146 A JPS6395146 A JP S6395146A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (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。
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β−リン酸三カルシウムをノ（インダーとする
新規なブロック状複合材料とその製造方法に関するもの
である。
新規なブロック状複合材料とその製造方法に関するもの
である。
さらに詳しくいえば、本発明は、整形外科や口腔外科な
どの治療において、比較的大きな骨欠損部を補填するた
めの人工骨材、遅効性肥料、湿度センサーのような電子
材料、各種タンパク質の吸着分離用クロマトグラフィー
充てん剤や担体などとして有用なブロック状複合材料及
びそれを製造するための方法に関するものである。
どの治療において、比較的大きな骨欠損部を補填するた
めの人工骨材、遅効性肥料、湿度センサーのような電子
材料、各種タンパク質の吸着分離用クロマトグラフィー
充てん剤や担体などとして有用なブロック状複合材料及
びそれを製造するための方法に関するものである。
従来の技術
従来、アパタイト成形体は各種タンパク質の吸着分離用
クロマトグラフィ充填剤又は支持体や、人工骨などのイ
ンブラント素材などとして広く用いられている。
クロマトグラフィ充填剤又は支持体や、人工骨などのイ
ンブラント素材などとして広く用いられている。
このアパタイト成形体は、これまでカルシウム塩水溶液
とリン酸塩水溶液とを用いて粉末状アパタイトを合成し
、次いで焼結法などにより成形体とする方法によって製
造されていた。しかしながら、このような方法は、工程
が煩雑であり、かつ操作も細心の注意と熟練とを必要と
する上に、焼結法によって成形する場合には１０００℃
以上の高温を必要とし、しかも得られた成形体はち密構
造のものとなり、多孔性のコントロールも困難であるな
どの欠点があった。
とリン酸塩水溶液とを用いて粉末状アパタイトを合成し
、次いで焼結法などにより成形体とする方法によって製
造されていた。しかしながら、このような方法は、工程
が煩雑であり、かつ操作も細心の注意と熟練とを必要と
する上に、焼結法によって成形する場合には１０００℃
以上の高温を必要とし、しかも得られた成形体はち密構
造のものとなり、多孔性のコントロールも困難であるな
どの欠点があった。
このため、このような欠点を改良したアパタイト成形材
料として、リン酸三カルシウムの粉末を水に分散させ、
これを型内で沈降させたのち、１００℃以下で固化させ
たもの（特公昭５６−４９８６９号公報）、α−リン酸
三カルシウムに易水溶性の化合物と水とを加えて混練し
、添加して水硬化したもの（特開昭５９−８８３５１号
公報）などの水酸アパタイト系成形材料が提案されてい
る。
料として、リン酸三カルシウムの粉末を水に分散させ、
これを型内で沈降させたのち、１００℃以下で固化させ
たもの（特公昭５６−４９８６９号公報）、α−リン酸
三カルシウムに易水溶性の化合物と水とを加えて混練し
、添加して水硬化したもの（特開昭５９−８８３５１号
公報）などの水酸アパタイト系成形材料が提案されてい
る。
しかしながら、このような水酸アパタイト系成形材料は
、自然沈降による成形方法を用いているため気孔径の制
御に難点があり−また強度や硬度の点で十分とはいえず
、硬度を要求される個所での使用が制限されるのを免れ
ない。
、自然沈降による成形方法を用いているため気孔径の制
御に難点があり−また強度や硬度の点で十分とはいえず
、硬度を要求される個所での使用が制限されるのを免れ
ない。
他方、整形外科、口腔外科などの治療に際し、骨の欠損
を補填する必要性を生じた場合、従来は人骨や獣骨を所
要形状に切削して嵌植するのが普通であったが、近年人
工骨材料の開発が進み、代用骨として、水酸アパタイト
やリン酸三カルシウムを主体とした組成をもつもの、バ
イオガラスを用いたものなどが多数提案されている。
を補填する必要性を生じた場合、従来は人骨や獣骨を所
要形状に切削して嵌植するのが普通であったが、近年人
工骨材料の開発が進み、代用骨として、水酸アパタイト
やリン酸三カルシウムを主体とした組成をもつもの、バ
イオガラスを用いたものなどが多数提案されている。
前記人工骨材料を代用骨として用いる場合、欠損部に適
合した形状に成形する必要があり、このため、該人工骨
材料にセラコラやコラーゲンなどのバインダーを配合し
、賦形性を付与することがこれまで行われてきた。
合した形状に成形する必要があり、このため、該人工骨
材料にセラコラやコラーゲンなどのバインダーを配合し
、賦形性を付与することがこれまで行われてきた。
しかしながら、これらのバインダーは、賦形時の強度が
不十分であったり、あるいは生体内での自然骨による置
き換えを阻害するなど、必ずしも満足しうるものとはい
えない。
不十分であったり、あるいは生体内での自然骨による置
き換えを阻害するなど、必ずしも満足しうるものとはい
えない。
発明が解決しようとする問題点
本発明は、このような事情のもとで、セラミックス顆粒
と混合したとき、十分な賦形性及び強度を与え、しかも
人体骨材としての用途のためにセラミックスとして生体
親和性のものを用い、生体に嵌植した際に、該セラミッ
クスが自然骨と置換する作用を妨げることのないバイン
ダーを含有して成る、ブロック状複合材料を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
と混合したとき、十分な賦形性及び強度を与え、しかも
人体骨材としての用途のためにセラミックスとして生体
親和性のものを用い、生体に嵌植した際に、該セラミッ
クスが自然骨と置換する作用を妨げることのないバイン
ダーを含有して成る、ブロック状複合材料を提供するこ
とを目的としてなされたものである。
問題点を解決するための手段
本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究を重ね
た結果、α−リン酸三カルシウムの粉末は水和により容
易に硬化すること、及びβ−リン酸三カルシウムはα一
体よりも生体内において溶解吸収しやすい上に、それ自
体生体親和性を有することに着目し、α−リン酸三カル
シウムをバインダーとして用い、これとセラミックス顆
粒との水和硬化体を調製し、次いで加熱処理して該α−
リン酸三カルシウムをβ−リン酸三カルシウムに転化す
ることにより、その目的を達成しうろことを児出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至った。
た結果、α−リン酸三カルシウムの粉末は水和により容
易に硬化すること、及びβ−リン酸三カルシウムはα一
体よりも生体内において溶解吸収しやすい上に、それ自
体生体親和性を有することに着目し、α−リン酸三カル
シウムをバインダーとして用い、これとセラミックス顆
粒との水和硬化体を調製し、次いで加熱処理して該α−
リン酸三カルシウムをβ−リン酸三カルシウムに転化す
ることにより、その目的を達成しうろことを児出し、こ
の知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、セラミックス顆粒をβ−リン酸三
カルシウムで結合して成るブロック状複合材料を提供す
るものである。このブロック状複合材料は、例えばセラ
ミックス顆粒１００重量部とα−リン酸三カルシウム粉
末１０〜１００重量部との混合物に水を加え、７０〜１
００℃において硬化させたのち、７００〜１２００℃＋
：藷いて加熱処理してα−リン酸三カルシウムをβ−リ
ン酸三カルシウムに転化させることにより製造すること
ができる。
カルシウムで結合して成るブロック状複合材料を提供す
るものである。このブロック状複合材料は、例えばセラ
ミックス顆粒１００重量部とα−リン酸三カルシウム粉
末１０〜１００重量部との混合物に水を加え、７０〜１
００℃において硬化させたのち、７００〜１２００℃＋
：藷いて加熱処理してα−リン酸三カルシウムをβ−リ
ン酸三カルシウムに転化させることにより製造すること
ができる。
本発明で用いるセラミックスとしては、例えばＴｉＯ２
，Ａｍ、 ０３． Ｃａｂ−Ａ１２０１． Ａ１．０３
−８ｉｎ、系ガラスや、ＣａＯ及びＰ２Ｏ，含有ガラス
、ＣａＯ及びＰ２Ｏ，含有結晶化ガラス、水酸アパタイ
ト、リン酸三力Ａ／Ｖウム、３ Ｃａ０−Ｐ、 Ｏ，、
ＣａＯ−Ａｍ、 ０３−Ｐ２Ｏ。
，Ａｍ、 ０３． Ｃａｂ−Ａ１２０１． Ａ１．０３
−８ｉｎ、系ガラスや、ＣａＯ及びＰ２Ｏ，含有ガラス
、ＣａＯ及びＰ２Ｏ，含有結晶化ガラス、水酸アパタイ
ト、リン酸三力Ａ／Ｖウム、３ Ｃａ０−Ｐ、 Ｏ，、
ＣａＯ−Ａｍ、 ０３−Ｐ２Ｏ。
系セラミックスなどの生体親和性ガラスなどを挙げられ
る。
る。
これらのセラミックスは使用目的に応じて適宜選ばれ、
例えば本発明のブロック状複合材料を人工骨材などの生
体材料として用いる場合には、生体親和性セラミックス
、特に水酸アパタイト及び９７酸三カルシウムが好適で
ある。
例えば本発明のブロック状複合材料を人工骨材などの生
体材料として用いる場合には、生体親和性セラミックス
、特に水酸アパタイト及び９７酸三カルシウムが好適で
ある。
また、これらのセラミックスは粒径０．１〜２．０絹の
顆粒として用いられる。この顆粒は多孔質であってもよ
いし、あるいはち密質であってもよいが、使用目的に応
じて適宜選ばれる。例えば人工骨材として用いる場合、
生体内で新生骨との置換を考慮すると、細孔径１０〜１
００μｍ１気孔率２０〜５０チの範囲の多孔質顆粒を用
いるのが好ましい。
顆粒として用いられる。この顆粒は多孔質であってもよ
いし、あるいはち密質であってもよいが、使用目的に応
じて適宜選ばれる。例えば人工骨材として用いる場合、
生体内で新生骨との置換を考慮すると、細孔径１０〜１
００μｍ１気孔率２０〜５０チの範囲の多孔質顆粒を用
いるのが好ましい。
また、原料として用いるα−リン酸三カルシウムは、常
法に従い、例えばリン酸−水素二カルシウム２モルと炭
酸カルシウム１モルとの混合物を１３００℃において１
時間固相反応させることによって製造することができる
。このものは、粉砕し、ふるい分けし、粒径２００μｍ
以下のものとして用いる。
法に従い、例えばリン酸−水素二カルシウム２モルと炭
酸カルシウム１モルとの混合物を１３００℃において１
時間固相反応させることによって製造することができる
。このものは、粉砕し、ふるい分けし、粒径２００μｍ
以下のものとして用いる。
セラミックスとα−リン酸三カルシウムの混合割合は、
前者１００重量部当り、後者１０〜１００重量部の範囲
で選ぶことが必要である。これよりもα−リン酸三カル
シウムの割合が少ないと賦形性が不十分になる上に、水
和硬化体としたときの強度が低くなり、実用性を失う。
前者１００重量部当り、後者１０〜１００重量部の範囲
で選ぶことが必要である。これよりもα−リン酸三カル
シウムの割合が少ないと賦形性が不十分になる上に、水
和硬化体としたときの強度が低くなり、実用性を失う。
また、これよりもα−リン酸三カルシウムの割合が多い
とセラミックス本来の性質が失われ、また多孔質セラミ
ックスを用いる場合、その多孔度が低下し、該セラミッ
クスの望ましい性質、例えば種々のタンパク質に対する
吸着率や人工骨材としての生体同化性が低下するのを免
れない。
とセラミックス本来の性質が失われ、また多孔質セラミ
ックスを用いる場合、その多孔度が低下し、該セラミッ
クスの望ましい性質、例えば種々のタンパク質に対する
吸着率や人工骨材としての生体同化性が低下するのを免
れない。
本発明のブロック状複合材料は、流し適法、ラバープレ
ス法など通常使用されている方法を用いて製造すること
ができる。流し適法の場合は、例えば所定の割合で混合
したセラミックス顆粒とα−リン酸三カルシウムとの組
成物に適当の水を加えてスラリー化し、これを所要の金
型へ流し込み、７０〜１００℃で１〜５時間加熱して固
化させ、固化したブロックを脱型して、水和硬化体を調
製する。
ス法など通常使用されている方法を用いて製造すること
ができる。流し適法の場合は、例えば所定の割合で混合
したセラミックス顆粒とα−リン酸三カルシウムとの組
成物に適当の水を加えてスラリー化し、これを所要の金
型へ流し込み、７０〜１００℃で１〜５時間加熱して固
化させ、固化したブロックを脱型して、水和硬化体を調
製する。
本発明においては、このようにして得られたブロック状
水和硬化体を加熱処理して、α−リン酸三カルシウムを
β−リン酸三カルシウムに転化する。加熱処理温度とし
ては、好ましくは７００〜１２００℃の範囲で選ばれ、
また処理時間は３０分ないし５時間程度で十分である。
水和硬化体を加熱処理して、α−リン酸三カルシウムを
β−リン酸三カルシウムに転化する。加熱処理温度とし
ては、好ましくは７００〜１２００℃の範囲で選ばれ、
また処理時間は３０分ないし５時間程度で十分である。
処理温度が７００ “℃未満ではα一体がβ一体
に転化しにくく、また１２００℃を超えるとβ一体が再
びα一体に再転化するので好ましくない。
に転化しにくく、また１２００℃を超えるとβ一体が再
びα一体に再転化するので好ましくない。
このような加熱処理により、α−リン酸三カルシウム水
和物はβ−リン酸三カルシウムに転化スるが、このβ−
リン酸三カルシウムは、α−リン酸三カルシウムやその
水和体よりも生体内や地中における溶解速度が速いとい
う性質を有している。
和物はβ−リン酸三カルシウムに転化スるが、このβ−
リン酸三カルシウムは、α−リン酸三カルシウムやその
水和体よりも生体内や地中における溶解速度が速いとい
う性質を有している。
したがって、本発明のブロック状複合材料にセラミック
スとして多孔質水酸アパタイトなどの多孔質生体親和性
セラミックスを用い、このものを従来の人工骨の場合と
同様な手段で生体内に嵌植した場合、α−リン酸三カル
シウムをバインダーとするものに比べて新生骨との置換
速度が速く、数週間ないし十数週間程度で完全に吸収さ
れ新生骨と置換する。
スとして多孔質水酸アパタイトなどの多孔質生体親和性
セラミックスを用い、このものを従来の人工骨の場合と
同様な手段で生体内に嵌植した場合、α−リン酸三カル
シウムをバインダーとするものに比べて新生骨との置換
速度が速く、数週間ないし十数週間程度で完全に吸収さ
れ新生骨と置換する。
発明の効果
本発明のブロック状複合材料は、成形時における賦形性
に優れ、かつ十分な機械的強度を有する上、セラミック
スが本来有する望ましい性質をそのまま維持しているの
で、例えば人工骨材、遅効性肥料、湿度センサーのよう
な電子材料、各種タンパク質の吸着分離用クロマトグラ
フィー充てん剤や担体などに有用である。
に優れ、かつ十分な機械的強度を有する上、セラミック
スが本来有する望ましい性質をそのまま維持しているの
で、例えば人工骨材、遅効性肥料、湿度センサーのよう
な電子材料、各種タンパク質の吸着分離用クロマトグラ
フィー充てん剤や担体などに有用である。
特に、セラミックスとして多孔質生体親和性セラミック
スを用いたものは、生体内に嵌植すると容易に新生骨と
置換しつるので、整形外科や口腔外科の治療用材料とし
て好適に利用することができる。
スを用いたものは、生体内に嵌植すると容易に新生骨と
置換しつるので、整形外科や口腔外科の治療用材料とし
て好適に利用することができる。
実施例
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
孔径約２０〜５０ ｐｍの細孔を有する水酸アパタイト
顆粒（平均粒径１ ｙｒｍ ）に、乳鉢で粉砕後、２０
０メツシユ（ふるい目７４μｍ）のふるいを通過させた
α−リン酸三カルシウム粉末を、重量比で１＝１．２：
１又は３：１の割合で配合して粉末混合物を調製した。
顆粒（平均粒径１ ｙｒｍ ）に、乳鉢で粉砕後、２０
０メツシユ（ふるい目７４μｍ）のふるいを通過させた
α−リン酸三カルシウム粉末を、重量比で１＝１．２：
１又は３：１の割合で配合して粉末混合物を調製した。
次にこの混合物に等重量の水を加えてスラリー化したの
ち、所定の金型に流し込み、４．８に９／１７Ｒ２で１
分間加圧成形したのち、８０℃で３時間加温して硬化さ
せ、ブロック状水和硬化体を作製した。
ち、所定の金型に流し込み、４．８に９／１７Ｒ２で１
分間加圧成形したのち、８０℃で３時間加温して硬化さ
せ、ブロック状水和硬化体を作製した。
次いで、この水和硬化体を８００℃で１時間加熱処理し
て、ブロック状複合材料を製造した。
て、ブロック状複合材料を製造した。
このようにして得た複合材料の圧縮強度及びかさ密度を
測定した結果を第１表に示す。
測定した結果を第１表に示す。
第 １ 表
実施例２
金型へ流し込む代りに、ラバープレスを用いて、実施例
１と同じ水酸アパタイト粉末とα−リン酸三カルシウム
粉末とを重量比で１：１．２：１．３：１．５：１の割
合で混合した粉末混合物を、実施例１と同様に、成形し
て水和硬化体を得、次いで加熱処理してブロック状複合
材料を製造した。
１と同じ水酸アパタイト粉末とα−リン酸三カルシウム
粉末とを重量比で１：１．２：１．３：１．５：１の割
合で混合した粉末混合物を、実施例１と同様に、成形し
て水和硬化体を得、次いで加熱処理してブロック状複合
材料を製造した。
このものの圧縮強度及びかさ密度を第２表に示す。
第２表
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミックス顆粒をβ−リン酸三カルシウムで結合
して成るブロック状複合材料。 ２ セラミックス顆粒１００重量部とα−リン酸三カル
シウム粉末１０〜１００重量部との混合物に水を加え、
７０〜１００℃において硬化させたのち、７００〜１２
００℃において加熱処理してα−リン酸三カルシウムを
β−リン酸三カルシウムに転化させることを特徴とする
ブロック状複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239680A JPH0753616B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | ブロツク状複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239680A JPH0753616B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | ブロツク状複合材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395146A true JPS6395146A (ja) | 1988-04-26 |
| JPH0753616B2 JPH0753616B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=17048312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61239680A Expired - Lifetime JPH0753616B2 (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | ブロツク状複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753616B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229754A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-12 | Sumitomo Cement Co Ltd | 陶磁器製造用無機バインダー |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP61239680A patent/JPH0753616B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02229754A (ja) * | 1989-03-03 | 1990-09-12 | Sumitomo Cement Co Ltd | 陶磁器製造用無機バインダー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0753616B2 (ja) | 1995-06-07 |
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