JP2002058735A

JP2002058735A - 顆粒状骨補填材

Info

Publication number: JP2002058735A
Application number: JP2000248836A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Irie; 洋之入江; Ryoji Masubuchi; 良司増渕; Hiroshi Okabe; 洋岡部; Akira Inoue; 晃井上
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2002-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】骨形成に優れ、かつフィブリン糊などの結着
剤を併用することなく、充填性を向上させた顆粒状骨補
填材を提供すること。【解決手段】７０〜８０％の気孔率および３ＭＰａ以
下の圧縮強度を有するリン酸カルシウム多孔体を粉砕し
てなり、０．１〜１０ｍｍの粒径を有することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、顆粒状骨補填材に
係り、特に、骨形成に優れ、充填性が向上した顆粒状骨
補填材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、整形外科や口腔外科などの外科医
療の分野において、様々な疾患により生じる骨欠損を修
復するために、骨欠損部に人工骨材料を補填することが
行われている。このような骨補填材の形態としては、ブ
ロック状の多孔体、補填部位や欠損の形に合わせた成形
品、そして顆粒状の骨補填材がある。

【０００３】顆粒状の骨補填材は、補填操作上、不特定
な形状の骨欠損部を補填する場合や、自家海綿骨と混合
して補填する場合等に多く用いられている。

【０００４】顆粒状の骨補填材については、特公昭６１
−９０７５号公報、および特公平２−５０８７号公報等
に、骨形成に有効な気孔性状を有するものが開示されて
いる。即ち、特公昭６１−９０７５号公報には、最短外
径が０．５ｍｍ以上のアルミナ−アパタイト系の多孔質
粒状体からなる骨欠損充填用セラミック部材が記載さ
れ、特公平２−５０８７号公報には、平均孔径０．０１
〜１０μｍの連続気孔を有するリン酸カルシウム系多孔
質顆粒からなる骨補填材が記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、顆粒状骨補填
材は、骨欠損部の形状が閉鎖性であり、骨欠損部の周囲
に骨組織が残存しているようなケース、例えば、骨皮質
が残存して骨髄側に骨補填材を補填する場合には、補填
後に補填材料が骨欠損部に留まるが、欠損部の形状が開
放性であり、骨組織に囲まれていない場合には、補填後
に補填材料を骨欠損部に留めるのが困難であるという問
題がある。

【０００６】実際、このように欠損部の形状が開放性で
骨組織に囲まれていない場合には、顆粒状骨補填材をフ
ィブリン糊などで固める等の方法により、顆粒状骨補填
材を欠損部に保持することが行われている。しかし、こ
の方法では、フィブリン糊が顆粒粒子の間隙や、顆粒が
多孔質の場合は粒内の孔など、骨形成に有効なスペース
を塞いでしまうことになり、好ましくない。

【０００７】本発明は、このような事情の下になされ、
骨形成に優れ、かつフィブリン糊などの結着材を併用す
ることなく、骨欠損部への充填性を向上させた顆粒状骨
補填材を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決する手段】上記課題を解決するため、本発
明は、７０〜８０％の気孔率および３ＭＰａ以下の圧縮
強度を有するリン酸カルシウム多孔体を粉砕してなり、
０．１〜１０ｍｍの粒径を有することを特徴とする顆粒
状骨補填材を提供する。

【０００９】本発明の顆粒状骨補填材は、骨伝導能を有
するリン酸カルシウムにより構成される。リン酸カルシ
ウムの中でも、例えば、水酸アパタイト（ＨＡＰ）、β
−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）は、骨形成の足場
として非常に優れた物質である。このうち、β−ＴＣＰ
は、骨伝導能に加えて吸収性を併せて有しており、これ
を骨組織中に補填すると、骨形成が進行しつつ、材料は
徐々に吸収されていき、補填部位は経時的に自家骨に置
換されるので、骨補填材の構成成分として最適である。

【００１０】なお、このβ−ＴＣＰを骨補填材として用
いる場合、純度や材料性状などその製造プロセスに由来
する問題点がクリアされていることが必要である。β−
ＴＣＰは、合成過程での副生成物や未反応物の含有がし
ばしば問題になるからである。

【００１１】顆粒状骨補填材について、骨形成に優れ、
かつ充填性を向上させるには、気孔率７０〜８０％、圧
縮強度３ＭＰａ以下のリン酸カルシウム多孔体を機械的
に粉砕し、０．１〜１０ｍｍの粒子径の顆粒とする必要
がある。

【００１２】即ち、骨形成を推進させるためには、顆粒
は多孔質であることが必要であり、粉砕前の多孔体は、
気孔率７０〜８０％でなければならない。気孔は、気孔
径５０〜５００μｍのマクロな気孔と、気孔径２μｍ以
下のミクロな気孔とから構成されることが好ましい。こ
の場合、マクロな気孔とミクロな気孔の割合は、全体の
気孔の占める容積のうち、気孔径５０〜５００μｍのマ
クロな気孔の容積率は５０〜９０％、２μｍ以下の気孔
径のミクロな気孔の容積率が１０〜５０％であることが
望ましい。

【００１３】また、粉砕前の多孔体は、圧縮強度３ＭＰ
ａ以下でなければならない。その理由は、補填操作の
際、粒子が他の粒子や母床骨と接する時に、適当な指圧
で鋭角部を中心に粒子の周囲部の一部が潰れるようにす
るためである。鋭角部を中心に粒子の周囲部の一部が潰
れた顆粒は、適度な凝集力を有し、補填部に保持され
る。

【００１４】なお、多孔体の圧縮強度が３ＭＰａを超え
ると、適当な指圧で鋭角部を中心に粒子の周囲部の一部
が潰れることがなく、補填部への保持が困難となる。

【００１５】顆粒の粒子径は、０．１〜１０ｍｍでなけ
ればならず、好ましくは０．５〜５ｍｍである。顆粒の
粒子径が０．１ｍｍ未満では、骨形成の足場になる作用
に乏しく、１０ｍｍを超えると、このレベルの大きさの
顆粒が並んだ時に粒子間隙が大きくなりすぎてしまい、
好ましくない。

【００１６】骨補填材としての適合性の高いβ−ＴＣＰ
は、例えば、以下のような湿式磨砕法により得ることが
出来る。

【００１７】まず、炭酸カルシウムと、リン酸水素カル
シウムあるいはリン酸水素カルシウム２水和物を原料と
し、これらの粉末をモル比で１：２になるように秤量す
る。これら粉末混合物に純水を加えてスラリーを調製
し、このスラリーにボールミルにて湿式磨砕を施す。湿
式磨砕されたスラリーを乾燥した後、所定温度で仮焼す
ることにより、β−ＴＣＰ粉末が得られる。

【００１８】β−ＴＣＰを構成成分とする顆粒状骨補填
材は、以上のように湿式磨砕法により得られたβ−ＴＣ
Ｐ粉末を用いて、例えば、次のプロセスにより作製する
ことができる。

【００１９】即ち、上述のように、湿式磨砕法により作
製したβ−ＴＣＰ粉末に、純水と界面活性剤を加え、混
合攪拌して発泡スラリーを調製する。これをゆっくりと
乾燥した後、所定温度で焼成し、β−ＴＣＰ多孔体を得
る。気孔率を含む気孔性状、圧縮強度は、湿式磨砕法で
β−ＴＣＰ粉末を作製する際の仮焼温度、界面活性剤の
種類（複数も可）と添加量、純水の分量、多孔体の焼成
温度などにより制御することができる。

【００２０】このようにして作製した気孔率７０〜８０
％、圧縮強度３ＭＰａ以下のβ−ＴＣＰ多孔体を、磁器
製乳鉢などで機械的に粉砕することにより、本発明の顆
粒状骨補填材を得ることが出来る。

【００２１】このように製造された顆粒状骨補填材は、
機械的に粉砕されているので、粒子には適度に鋭角部を
含んでいる。また、顆粒を粉砕する前のブロック状多孔
体の圧縮強度が３ＭＰａ以下である。これらのことから
補填操作の際、粒子が他の粒子や母床骨と接する時に、
適当な指圧で鋭角部を中心に粒子の周囲部の一部が潰
れ、適度な凝集力により、補填部に顆粒が保持される。

【００２２】以上のように、本発明によると、骨形成に
優れ、かつ充填性を向上させた顆粒状骨補填材を提供す
ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、β−ＴＣＰを構成成分とする顆粒状骨補填材を例に
挙げて説明する。まず、本発明の一実施形態に係る顆粒
状骨補填材を構成するβ−ＴＣＰを、以下のように合成
する。

【００２４】即ち、炭酸カルシウム粉末とリン酸水素カ
ルシウム２水和物粉末を１：２のモル比に秤量し、これ
に純水を加え、攪拌してスラリーを調製する。次いで、
このスラリーにボールミルにより約１日磨砕処理を施
す。その後、磨砕処理されたスラリーを８０℃で乾燥さ
せる。更に、これを７５０〜９００℃で焼成することに
より、β−ＴＣＰ粉末を得る。

【００２５】このβ−ＴＣＰ粉末を用いて、以下のよう
に本実施形態に係る顆粒状骨補填材を作製する。

【００２６】即ち、上述のように作製したβ−ＴＣＰ粉
末に、スラリー濃度が５０〜７０％になるように純水、
ポリアクリル酸系解膠剤、および界面活性剤の所定量を
加える。界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアル
キルエーテル系、ポリオキシエチレンアルキルフェニル
エーテル系、ポリグリセリン脂肪酸エステル系、ポリオ
キシエチレンヒマシ油系、および硬化ヒマシ油系の界面
活性剤から選択したものを用いることが出来る。

【００２７】これをミキサーで攪拌・混合し、スラリー
を発泡させる。発泡したスラリーを室温あるいは４０℃
以下の温度で完全に乾燥させた後、１０００〜１０５０
℃で焼成する。これにより、気孔率が７０〜８０％、圧
縮強度が３ＭＰａ以下のβ−ＴＣＰ多孔体が得られる。

【００２８】得られたβ−ＴＣＰ多孔体を磁器製乳鉢に
入れて機械的に粉砕する。粉砕により得た顆粒を、粒子
径０．１〜１０ｍｍとなるように篩により分別し、本発
明の一実施形態に係る、β−ＴＣＰからなる顆粒状骨補
填材を得る。

【００２９】このように製造された顆粒状骨補填材は、
多孔質であることから、骨形成に優れており、骨欠損部
へ補填した後は、β−ＴＣＰの特徴である吸収性と骨伝
導能により、自家骨への置換が経時的に行われる。ま
た、機械的に粉砕された粒子には，適度に鋭角部を含ん
でいるとともに、顆粒を粉砕する前のブロック状多孔体
の圧縮強度は３ＭＰａ以下と低いため、骨欠損部への補
填操作の際、骨補填材粒子が他の粒子や母床骨と接する
時に、適当な指圧により鋭角部を中心に粒子の周囲部の
一部が潰れ、適度な凝集力により、補填部に顆粒が保持
される。

【００３０】本発明に係る顆粒状骨補填材には、以下の
ような実施態様がある。

【００３１】（１）リン酸カルシウムは、水酸アパタイ
トであること。（２）リン酸カルシウムは、β−リン酸三カルシウムで
あり、これは、湿式磨砕法により形成したものであるこ
と。（３）粉砕前の多孔体の気孔は、気孔径５０〜５００μ
ｍのマクロな気孔と、気孔径２μｍ以下のミクロな気孔
とから構成されること。

【００３２】（４）マクロな気孔とミクロな気孔の割合
は、全体の気孔の占める容積のうち、マクロな気孔の容
積率は５０〜９０％、ミクロな気孔の容積率が１０〜５
０％であること。（５）顆粒の粒子径は、０．５〜５ｍｍであること。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、気孔率が７０〜８０％、圧縮強度が３ＭＰａ以
下のリン酸カルシウム多孔体を機械的に粉砕し、０．１
〜１０ｍｍの粒子径の顆粒としたものであるため、気孔
および粒子間の間隙により骨形成が推進され、低い圧縮
強度により鋭角部を中心に粒子が潰れて、補填部への保
持が効果的に行われる、骨形成に優れ、かつ充填性を向
上させた顆粒状骨補填材を提供することが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡部洋東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者井上晃東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 4C081 AB04 CF021 DA11 DB05 DB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】７０〜８０％の気孔率および３ＭＰａ以下
の圧縮強度を有するリン酸カルシウム多孔体を粉砕して
なり、０．１〜１０ｍｍの粒径を有することを特徴とす
る顆粒状骨補填材。
【請求項２】前記リン酸カルシウムが、β−リン酸三カ
ルシウムであることを特徴とする請求項１に記載の顆粒
状骨補填材。