JPH078294B2 - 水酸化カルシウム処理した重合体よりなる移植材料 - Google Patents
水酸化カルシウム処理した重合体よりなる移植材料Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は骨または他の硬質組織を、移植体の孔内に成長
させるための多孔性移植材料に関する。
させるための多孔性移植材料に関する。
治療技術において、患者の体内の硬質組織を置換、修復
または再構成するために移植材料が必要であることがよ
くある。例えば、硬質組織用の移植材料としては、損傷
した骨、または病気の骨を修復するための人工骨材料と
して医学および獣医学において用いられる。硬質組織用
の移植材料は、人工関節の製造および人工関節を骨に固
定するためにも用いられる。歯科においては、義歯およ
び人工歯根の製造に、そして無歯の隆線を置換または増
量するために用いられる。
または再構成するために移植材料が必要であることがよ
くある。例えば、硬質組織用の移植材料としては、損傷
した骨、または病気の骨を修復するための人工骨材料と
して医学および獣医学において用いられる。硬質組織用
の移植材料は、人工関節の製造および人工関節を骨に固
定するためにも用いられる。歯科においては、義歯およ
び人工歯根の製造に、そして無歯の隆線を置換または増
量するために用いられる。
米国特許第4535485号および同第4536158号は、骨または
他の硬質組織の置換物として用いるための、重合物質か
らなる移植可能な多孔性人工物を開示する。上記の米国
特許の人工物は、一般には重合体粒子からなる。それら
粒子は、第１の生体に適合する重合物質、例えばポリメ
チルメタクリレートからなる内部コアと、第２の生体に
適合する親水性の重合物質、例えばヒドロキシエチルメ
タクリレート重合体からなる外部コーティング部とから
なる。重合体粒子には放射線不透性物質を添加し、その
粒子がＸ線ラジオグラフィで見えるようにしてもよい。
重合体粒子を結合して、体内に移植できる単位構造を形
成することができる。また、重合体粒子を結合させない
で、顆粒の形で体内に移植してもよい。重合体粒子を結
合した形でも結合しない形であっても、移植した重合体
粒子間の間隙は孔を構成し、その中に組織が成長して行
くことができる。重合体粒子上に施こす親水性被覆は、
体液の移植体の孔への侵入を容易にし、これはまた、組
織が移植体の孔に内方成長するのを容易にするためであ
る。
他の硬質組織の置換物として用いるための、重合物質か
らなる移植可能な多孔性人工物を開示する。上記の米国
特許の人工物は、一般には重合体粒子からなる。それら
粒子は、第１の生体に適合する重合物質、例えばポリメ
チルメタクリレートからなる内部コアと、第２の生体に
適合する親水性の重合物質、例えばヒドロキシエチルメ
タクリレート重合体からなる外部コーティング部とから
なる。重合体粒子には放射線不透性物質を添加し、その
粒子がＸ線ラジオグラフィで見えるようにしてもよい。
重合体粒子を結合して、体内に移植できる単位構造を形
成することができる。また、重合体粒子を結合させない
で、顆粒の形で体内に移植してもよい。重合体粒子を結
合した形でも結合しない形であっても、移植した重合体
粒子間の間隙は孔を構成し、その中に組織が成長して行
くことができる。重合体粒子上に施こす親水性被覆は、
体液の移植体の孔への侵入を容易にし、これはまた、組
織が移植体の孔に内方成長するのを容易にするためであ
る。
米国特許第4535485号および同第4536158号特許の多孔性
人工移植体は多くの適用によって満足すべきものである
ことがわかったとはいえ、未だ改善の余地がある。例え
ば、骨の間に隙間がある２個の骨断片を一緒に、重合体
粒子を顆粒状のままその隙間に詰めることによって、ラ
ット体内に移植した場合、その重合体粒子の間に成長し
て行く組織はほとんどが軟骨およびち密な繊維性の結合
組織であることが判明した。２個の骨断片間の、重合体
粒子を詰めた隙間には骨組織はほとんど成長されなかっ
た。２個の骨断片間の接合は容認できないほど脆く硬く
はなかった。
人工移植体は多くの適用によって満足すべきものである
ことがわかったとはいえ、未だ改善の余地がある。例え
ば、骨の間に隙間がある２個の骨断片を一緒に、重合体
粒子を顆粒状のままその隙間に詰めることによって、ラ
ット体内に移植した場合、その重合体粒子の間に成長し
て行く組織はほとんどが軟骨およびち密な繊維性の結合
組織であることが判明した。２個の骨断片間の、重合体
粒子を詰めた隙間には骨組織はほとんど成長されなかっ
た。２個の骨断片間の接合は容認できないほど脆く硬く
はなかった。
ジャーナル・オブ・プロセティック・デンティストリ
（Journal of Prosthetic Dentistry）42巻、551〜5
56ページ（1979年11月）に発表されたデニッセン（Deni
ssen）およびデグロウト（de Groot）の論文は、燐酸
カルシウムをベースにした移植材料は生体適合性があ
り、周囲の骨と強い結合を形成することができることを
明らかにした。その論文には、これまで入手できた燐酸
カルシウムをベースにした材料は、生体内で生物による
分解可能な形態でのみ強い結合が得られると述べられて
いる。これは骨置換のためには有用であるとはいえ、歯
根移植物としては有効でない。デニセンおよびデグロウ
トは、生体内で安定な歯根移植体、まず、生体内で分解
する焼結カルシウムヒドロキシルアパタイトの多孔性の
移植体を形成し、その移植体に、ポリ（ヒドロキシエチ
ルメタクリレート）重合体を被覆し透浸せしめることに
よってできることを開示している。
（Journal of Prosthetic Dentistry）42巻、551〜5
56ページ（1979年11月）に発表されたデニッセン（Deni
ssen）およびデグロウト（de Groot）の論文は、燐酸
カルシウムをベースにした移植材料は生体適合性があ
り、周囲の骨と強い結合を形成することができることを
明らかにした。その論文には、これまで入手できた燐酸
カルシウムをベースにした材料は、生体内で生物による
分解可能な形態でのみ強い結合が得られると述べられて
いる。これは骨置換のためには有用であるとはいえ、歯
根移植物としては有効でない。デニセンおよびデグロウ
トは、生体内で安定な歯根移植体、まず、生体内で分解
する焼結カルシウムヒドロキシルアパタイトの多孔性の
移植体を形成し、その移植体に、ポリ（ヒドロキシエチ
ルメタクリレート）重合体を被覆し透浸せしめることに
よってできることを開示している。
本発明者らは、効率的に硬質組織の成長を誘起し、上述
の従来技術の問題点を回避する多孔性移植材料を発明し
た。
の従来技術の問題点を回避する多孔性移植材料を発明し
た。
広義には、本発明の移植材料は、生物学的に適合する重
合物質からなる多孔性基質によって構成される。多孔性
基質の孔は、生体内の硬質組織がその孔に効率的に内方
成長できる大きさを有する。
合物質からなる多孔性基質によって構成される。多孔性
基質の孔は、生体内の硬質組織がその孔に効率的に内方
成長できる大きさを有する。
本発明の移植材料は、さらに多孔性基質の孔に分布され
た所定量の水酸化カルシウムを含む。その水酸化カルシ
ウムの量は、生体内の硬質組織が孔の中の内方成長を誘
起するのに有効な量である。
た所定量の水酸化カルシウムを含む。その水酸化カルシ
ウムの量は、生体内の硬質組織が孔の中の内方成長を誘
起するのに有効な量である。
多孔性基質は、結合し合って一つの人工移植体を形成す
る多数の重合体粒子からなることが好ましい。各々の重
合体粒子は、第１の生体に適合する重合物質からなる内
部コアと、第２の生体に適合する重合物質からなってお
り、一般には、内部コア部を取り巻く外部コーティング
（被覆）部とを有する。第２の重合物質は親水性で、第
１の重合物質の組成とは異なる組成を有している。硬質
組織が内方成長し得る孔は、結合し合った被覆された重
合体粒子間の間隙によって形成される。
る多数の重合体粒子からなることが好ましい。各々の重
合体粒子は、第１の生体に適合する重合物質からなる内
部コアと、第２の生体に適合する重合物質からなってお
り、一般には、内部コア部を取り巻く外部コーティング
（被覆）部とを有する。第２の重合物質は親水性で、第
１の重合物質の組成とは異なる組成を有している。硬質
組織が内方成長し得る孔は、結合し合った被覆された重
合体粒子間の間隙によって形成される。
結合し合った多数の被覆された重合体粒子からなる本発
明の好ましい移植材料において、重合体粒子のコア部を
形成する第１の重合物質はアクリル系樹脂であることが
好ましい。さらに、第１の重合物質がポリメチルメタク
リレート（PMMA）であることが最も好ましい。第２の重
合物質はヒドロキシエチルメタクリレート（PHEMA）重
合体であることが好ましい。最も好ましいのは、ヒドロ
キシエチルメタクリレート重合体が単量体ヒドロキシエ
チルメタクリレートと架橋剤との共重合体を含んでなる
ことである。好ましい架橋剤としては、トリエチレング
リコールジメタクリレート、テトラエチレングリコール
ジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレ
ート、モノエチレングリコールジメタクリレートがあ
る。架橋剤は、約0.1重量％から約５重量％までの単量
体ヒドロキシエチルメタクリレートを含むのが好まし
い。
明の好ましい移植材料において、重合体粒子のコア部を
形成する第１の重合物質はアクリル系樹脂であることが
好ましい。さらに、第１の重合物質がポリメチルメタク
リレート（PMMA）であることが最も好ましい。第２の重
合物質はヒドロキシエチルメタクリレート（PHEMA）重
合体であることが好ましい。最も好ましいのは、ヒドロ
キシエチルメタクリレート重合体が単量体ヒドロキシエ
チルメタクリレートと架橋剤との共重合体を含んでなる
ことである。好ましい架橋剤としては、トリエチレング
リコールジメタクリレート、テトラエチレングリコール
ジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレ
ート、モノエチレングリコールジメタクリレートがあ
る。架橋剤は、約0.1重量％から約５重量％までの単量
体ヒドロキシエチルメタクリレートを含むのが好まし
い。
多数の被覆重合体粒子からなる好ましい多孔性基質は、
米国特許第4536158号に開示されており、本明細書にお
いてはそれを参考例として引用する。
米国特許第4536158号に開示されており、本明細書にお
いてはそれを参考例として引用する。
多くの応用において、本発明の移植材料は顆粒状である
ことが好ましい。そのような顆粒状移植材料は、生体内
における硬質組織のための人工移植体を形成する充填材
料となり得る。好ましい顆粒状移植材料はばらばらの多
数の重合体粒子からなる。各重合体粒子は第１の生体に
適合する重合物質からなる内部コア部を有し、第２の生
体に適合する重合物質からなっており、一般には内部コ
アを取り巻く外部被覆部を有する。第２の重合物質は親
水性で、第１の重合物質の組成とは異なる組成を有す
る。重合体粒子の大きさは、多数のばらばらの粒子が体
腔に充填され、人工移植体としての圧縮された粒子間の
間隙を組織が内方成長し得る大きさの孔となるような、
硬質組織用の人工移植体を形成し得る大きさの粒子であ
る。本発明の顆粒状移植材料は、その他に重合体粒子の
表面に分布された特定量の水酸化カルシウムを含んでな
る。水酸化カルシウムの量は、体腔内に詰められた重合
体粒子の孔に硬質組織の成長を誘起することのできる量
である。好ましくは、重合体粒子の外側表面に水酸化カ
ルシウムの被覆部を形成させることである。
ことが好ましい。そのような顆粒状移植材料は、生体内
における硬質組織のための人工移植体を形成する充填材
料となり得る。好ましい顆粒状移植材料はばらばらの多
数の重合体粒子からなる。各重合体粒子は第１の生体に
適合する重合物質からなる内部コア部を有し、第２の生
体に適合する重合物質からなっており、一般には内部コ
アを取り巻く外部被覆部を有する。第２の重合物質は親
水性で、第１の重合物質の組成とは異なる組成を有す
る。重合体粒子の大きさは、多数のばらばらの粒子が体
腔に充填され、人工移植体としての圧縮された粒子間の
間隙を組織が内方成長し得る大きさの孔となるような、
硬質組織用の人工移植体を形成し得る大きさの粒子であ
る。本発明の顆粒状移植材料は、その他に重合体粒子の
表面に分布された特定量の水酸化カルシウムを含んでな
る。水酸化カルシウムの量は、体腔内に詰められた重合
体粒子の孔に硬質組織の成長を誘起することのできる量
である。好ましくは、重合体粒子の外側表面に水酸化カ
ルシウムの被覆部を形成させることである。
好ましいのは、顆粒状移植材料である重合体ビーズ（粒
子）が硫酸バリウムのような非結合剤を含み、粒子が結
合し合うのを阻止することである。水酸化カルシウムは
重合体粒子同志の結合の阻止を助けると考えられる。第
１の重合物質としては、PMMA以外のアクリル系重合体で
もよいが、最も好ましいのはPMMAである。PMMAは、必要
ならば可塑剤を含んでもよい。第２の重合物質として
は、PHEMAが最も好ましい。本発明の顆粒状移植材料用
として、好ましい重合体ビーズは米国特許第4535485号
に開示されており、本明細書はそれを参考例として引用
する。
子）が硫酸バリウムのような非結合剤を含み、粒子が結
合し合うのを阻止することである。水酸化カルシウムは
重合体粒子同志の結合の阻止を助けると考えられる。第
１の重合物質としては、PMMA以外のアクリル系重合体で
もよいが、最も好ましいのはPMMAである。PMMAは、必要
ならば可塑剤を含んでもよい。第２の重合物質として
は、PHEMAが最も好ましい。本発明の顆粒状移植材料用
として、好ましい重合体ビーズは米国特許第4535485号
に開示されており、本明細書はそれを参考例として引用
する。
本発明の移植材料である多孔性基質を製造するための好
ましい方法は、本明細書において参考例として引用して
いる米国特許第4536158号において明らかにされてい
る。多孔性基質を水酸化カルシウム水溶液に浸し、それ
から過剰の溶液を基質から除去し、基質を乾燥させると
いう方法で水酸化カルシウムを多孔性基質の孔に導入す
るのが好ましい。好ましい水酸化カルシウム水溶液の濃
度は、約0.05〜約1.0重量％である。
ましい方法は、本明細書において参考例として引用して
いる米国特許第4536158号において明らかにされてい
る。多孔性基質を水酸化カルシウム水溶液に浸し、それ
から過剰の溶液を基質から除去し、基質を乾燥させると
いう方法で水酸化カルシウムを多孔性基質の孔に導入す
るのが好ましい。好ましい水酸化カルシウム水溶液の濃
度は、約0.05〜約1.0重量％である。
本発明の顆粒状移植材料のための重合体粒子の好ましい
製造方法は、米国特許第4535485号において明らかにさ
れている。水酸化カルシウムは重合体粒子の外側表面に
沈着させるのが好ましく、そのためには重合体粒子を水
酸化カルシウム水溶液に浸し、ろ過によって重合体粒子
を溶液から分離し、それから粒子を乾かす。水酸化カル
シウム水溶液は約0.05〜約1.0重量％の水酸化カルシウ
ムを含有するものが好ましい。
製造方法は、米国特許第4535485号において明らかにさ
れている。水酸化カルシウムは重合体粒子の外側表面に
沈着させるのが好ましく、そのためには重合体粒子を水
酸化カルシウム水溶液に浸し、ろ過によって重合体粒子
を溶液から分離し、それから粒子を乾かす。水酸化カル
シウム水溶液は約0.05〜約1.0重量％の水酸化カルシウ
ムを含有するものが好ましい。
硫酸バリウムのような放射線不透性化合物を本発明の移
植材料中に加え、Ｘ線ラジオグラフでその移植体が見え
るようにすることが非常に好ましい。
植材料中に加え、Ｘ線ラジオグラフでその移植体が見え
るようにすることが非常に好ましい。
好ましいことに本発明の硬質組織移植材料は、低コスト
で製造され、多くの医学的、歯科的および獣医学的応用
に都合良く用いられる。本発明の硬質組織移植材料は、
種々の形に形造られ人工移植体を形成し得ることが好ま
しい。例えば、本発明の好ましい移植材料は、下顎骨部
分を含む人工骨部分を形成するように形造ることができ
る。人工歯根もそのような材料から形成し得る。好まし
い顆粒状移植材料は体内の形の不規則な骨窩に容易に詰
められ、その空洞を充填し、その空洞の形に適合するこ
とができる。概して、本発明の好ましい移植材料は、前
記の米国特許第4536158号および同第4535485号におい
て、重合物質よりなる移植材料のために開示された適用
例に好都合に利用されることが期待できる。
で製造され、多くの医学的、歯科的および獣医学的応用
に都合良く用いられる。本発明の硬質組織移植材料は、
種々の形に形造られ人工移植体を形成し得ることが好ま
しい。例えば、本発明の好ましい移植材料は、下顎骨部
分を含む人工骨部分を形成するように形造ることができ
る。人工歯根もそのような材料から形成し得る。好まし
い顆粒状移植材料は体内の形の不規則な骨窩に容易に詰
められ、その空洞を充填し、その空洞の形に適合するこ
とができる。概して、本発明の好ましい移植材料は、前
記の米国特許第4536158号および同第4535485号におい
て、重合物質よりなる移植材料のために開示された適用
例に好都合に利用されることが期待できる。
本発明の好ましい移植材料は、非常に効果的に骨成長を
誘起する。このような移植材料は、数ミリメートル以上
の隙間によって分かれている骨断片を同時移植するのに
用いることができる。好都合なことに、そのような隙間
を本発明の好ましい顆粒状移植材料で詰めると、多くの
場合に、新しい骨組織が移植材料を通してその隙間に成
長して入り込み、骨断片間の強い結合が形成される。そ
こで、本発明の好ましい移植材料は、骨折治療および整
形外科に広く利用され得る。
誘起する。このような移植材料は、数ミリメートル以上
の隙間によって分かれている骨断片を同時移植するのに
用いることができる。好都合なことに、そのような隙間
を本発明の好ましい顆粒状移植材料で詰めると、多くの
場合に、新しい骨組織が移植材料を通してその隙間に成
長して入り込み、骨断片間の強い結合が形成される。そ
こで、本発明の好ましい移植材料は、骨折治療および整
形外科に広く利用され得る。
以下に本発明の一実施例を挙げさらに詳細に説明する。
ラットの長い骨の比較的広い隙間を結合することに関し
て、本発明の移植材料と従来の骨移植材料とを比較する
ために一連の実験を行った。
て、本発明の移植材料と従来の骨移植材料とを比較する
ために一連の実験を行った。
６種の移植材料を、以下に記載の手法で準備した。
約0.5gのCa（OH）２を約100mlの蒸溜水に溶かすことに
よって、水酸化カルシウム過飽和溶液を調製した。生成
した溶液を、滅菌したろ過装置で約0.45μｍフィルタを
通してろ過した。ろ過した水酸化カルシウム溶液のpHは
約12〜約13の範囲であった。
よって、水酸化カルシウム過飽和溶液を調製した。生成
した溶液を、滅菌したろ過装置で約0.45μｍフィルタを
通してろ過した。ろ過した水酸化カルシウム溶液のpHは
約12〜約13の範囲であった。
グループ１…比較例１〔未処理のPHEMAを被覆したPMMA
ビーズ〕 約10gのPHEMAを被覆したPMMAビーズを入手した。このビ
ーズは無菌で、約20−24メッシュのサイズであった。PH
EMAを被覆したPMMAビーズは、被覆されていないPMMAビ
ーズに約10容積％の硫酸バリウムが含まれている。メデ
ィカルバイオロジカルサイエンス社（Medical Biologi
cal Sciences,Inc）、ニューヨーク、ニューヨーク
州、から“HTR"の商品名で市販されるPHEMAを被覆したP
MMAビーズは、米国特許第4535485号に開示された方法に
よって製造されたものである。
ビーズ〕 約10gのPHEMAを被覆したPMMAビーズを入手した。このビ
ーズは無菌で、約20−24メッシュのサイズであった。PH
EMAを被覆したPMMAビーズは、被覆されていないPMMAビ
ーズに約10容積％の硫酸バリウムが含まれている。メデ
ィカルバイオロジカルサイエンス社（Medical Biologi
cal Sciences,Inc）、ニューヨーク、ニューヨーク
州、から“HTR"の商品名で市販されるPHEMAを被覆したP
MMAビーズは、米国特許第4535485号に開示された方法に
よって製造されたものである。
グループ２…実施例１〔Ca（OH）２で処理したPHEMAを
被覆したPMMA〕 比較例１に記載のPHEMAを被覆したPMMA約10gを、上記の
約0.5重量％の水酸化カルシウムを含有する溶液約2mlと
混合する。ビーズを室温で約15−20分間溶液中に浸して
おく。それからろ過によってビーズを溶液から分離し薄
層にして真空乾燥した。
被覆したPMMA〕 比較例１に記載のPHEMAを被覆したPMMA約10gを、上記の
約0.5重量％の水酸化カルシウムを含有する溶液約2mlと
混合する。ビーズを室温で約15−20分間溶液中に浸して
おく。それからろ過によってビーズを溶液から分離し薄
層にして真空乾燥した。
グループ３…比較例２〔未処理のキールボーン〕 キールボーンとしてよく知られる移植材料約10gを入手
した。キールボーンは、殺したばかりの子牛から作った
一部蛋白質化した骨からなる粒状物質である。キールボ
ーンはブラウンミルスンゲン社（Brawn Milsungen A.
G.）により市販されている。キールボーンをすり潰して
約70〜約400μｍサイズの範囲の粒子にした。
した。キールボーンは、殺したばかりの子牛から作った
一部蛋白質化した骨からなる粒状物質である。キールボ
ーンはブラウンミルスンゲン社（Brawn Milsungen A.
G.）により市販されている。キールボーンをすり潰して
約70〜約400μｍサイズの範囲の粒子にした。
グループ４…比較例３〔Ca（OH）２で処理したキールボ
ーン〕 上記のグループ３…比較例２に記載のキールボーン約10
gをすり潰して約70〜約400μｍのサイズの粒子にする。
それからキールボーン粒子を、上記の水酸化カルシウム
溶液約2mlと混ぜ、室温で約15−20分間浸しておく。そ
の後、ろ過によってキールボーン粒子を溶液から分離
し、薄層にして真空乾燥する。
ーン〕 上記のグループ３…比較例２に記載のキールボーン約10
gをすり潰して約70〜約400μｍのサイズの粒子にする。
それからキールボーン粒子を、上記の水酸化カルシウム
溶液約2mlと混ぜ、室温で約15−20分間浸しておく。そ
の後、ろ過によってキールボーン粒子を溶液から分離
し、薄層にして真空乾燥する。
グループ５…比較例４〔中和したCa（OH）２で処理した
キールボーン〕 上記の水酸化カルシウム溶液約10mlを、約0.1Nオルト燐
酸でpH約7.4まで滴定し中和する。この中和した水酸化
カルシウム溶液を用いて上記のグループ４…比較例３の
方法と同様にして移植材料を作製した。
キールボーン〕 上記の水酸化カルシウム溶液約10mlを、約0.1Nオルト燐
酸でpH約7.4まで滴定し中和する。この中和した水酸化
カルシウム溶液を用いて上記のグループ４…比較例３の
方法と同様にして移植材料を作製した。
グループ６…比較例５〔キールボーンおよび骨髄〕 骨髄値を行ったラットと同じ種属のラットの大腿骨から
骨髄を集めた。粒子サイズ約40〜約700μｍにすりつぶ
したキールボーン約10gを、約30容積％の骨髄と合一し
た移植材料を作製した。
骨髄を集めた。粒子サイズ約40〜約700μｍにすりつぶ
したキールボーン約10gを、約30容積％の骨髄と合一し
た移植材料を作製した。
そして、体重約120g〜約150gの若い白色ラット42匹を６
匹づつの７群に分けた。各ラットの右大腿骨を露出さ
せ、カーボランダムディスクを用いた低速度歯科用ドリ
ルで、大腿骨の中央に骨切術を行い、この骨を、間に約
３〜約4mm幅の隙間を有する２断片に分割した。そし
て、所定の長さのステンレス鋼ワイヤをオメガ型に曲
げ、その両端を骨断片の２骨端に挿入した。ワイヤは骨
折を固定するためのものである。それに加えてワイヤは
２骨断片の両端の間に隙間を保持し、それにより骨を結
合していないモデルを作った。
匹づつの７群に分けた。各ラットの右大腿骨を露出さ
せ、カーボランダムディスクを用いた低速度歯科用ドリ
ルで、大腿骨の中央に骨切術を行い、この骨を、間に約
３〜約4mm幅の隙間を有する２断片に分割した。そし
て、所定の長さのステンレス鋼ワイヤをオメガ型に曲
げ、その両端を骨断片の２骨端に挿入した。ワイヤは骨
折を固定するためのものである。それに加えてワイヤは
２骨断片の両端の間に隙間を保持し、それにより骨を結
合していないモデルを作った。
ラットを６グループに分け、ワイヤを挿入した直後に、
上述の（１）〜（６）グループの手法で準備した６種類
の骨移植材料のそれぞれを約250mgを、大腿骨の隙間に
注入し充填した。０グループとして６匹のラットには移
植材料を注入せず対照グループとした。その後筋肉を反
転し、三酸化クロム酸処理の腸線縫合糸で縫合した。
上述の（１）〜（６）グループの手法で準備した６種類
の骨移植材料のそれぞれを約250mgを、大腿骨の隙間に
注入し充填した。０グループとして６匹のラットには移
植材料を注入せず対照グループとした。その後筋肉を反
転し、三酸化クロム酸処理の腸線縫合糸で縫合した。
移植36日後にラットから取り出した大腿骨を組織学的試
験を行なった。骨断片の接合について、繊維性結合組
織、軟骨および柱状の骨の発達を顕微鏡により評価し
た。その試験結果を第１表に示す。
験を行なった。骨断片の接合について、繊維性結合組
織、軟骨および柱状の骨の発達を顕微鏡により評価し
た。その試験結果を第１表に示す。
第１表の対照グループである０グループの試験で、大腿
骨の２断片をループワイヤにより離しておいた場合は、
繊維性の結合組織が断片間の隙間に生成し、結合しない
骨治癒をおこす傾向があることがわかった。
骨の２断片をループワイヤにより離しておいた場合は、
繊維性の結合組織が断片間の隙間に生成し、結合しない
骨治癒をおこす傾向があることがわかった。
第１表の０グループから、移植後36日間に、対照グルー
プのどの動物にも骨の橋かけは起きなかった。対照グル
ープの全ラットに、明らかに疎性の繊維組織だけが２骨
断片間の隙間に生成していた。ただし対照グループのラ
ットのあるものには軟骨の軌跡が認められた。
プのどの動物にも骨の橋かけは起きなかった。対照グル
ープの全ラットに、明らかに疎性の繊維組織だけが２骨
断片間の隙間に生成していた。ただし対照グループのラ
ットのあるものには軟骨の軌跡が認められた。
未処理のPHEMAを被覆したPMMAビーズが骨断片の隙間を
埋めた時には、これに反応してち密な結合組織が成長す
る傾向があった（第１表、グループ１）。PHEMAを被覆
したPMMAビーズ材料は、非常に緩和な細胞反応を引き起
こし、その周辺にはマクロファージ型細胞はほとんど発
見されなかった。
埋めた時には、これに反応してち密な結合組織が成長す
る傾向があった（第１表、グループ１）。PHEMAを被覆
したPMMAビーズ材料は、非常に緩和な細胞反応を引き起
こし、その周辺にはマクロファージ型細胞はほとんど発
見されなかった。
水酸化カルシウム処理をしたPHEMA被覆のPMMAビーズ
は、隙間に骨形成をおこす傾向をもった移植体となった
（第１表、グループ２）。こうして形成された新しい骨
組織は固い柱状の骨が支持体となった。軟骨および骨細
胞が非常にち密に、水酸化カルシウム処理をしたPHEMA
被覆のPMMAビーズ内に成長し、繊維芽細胞の中間層はほ
とんどなかった。
は、隙間に骨形成をおこす傾向をもった移植体となった
（第１表、グループ２）。こうして形成された新しい骨
組織は固い柱状の骨が支持体となった。軟骨および骨細
胞が非常にち密に、水酸化カルシウム処理をしたPHEMA
被覆のPMMAビーズ内に成長し、繊維芽細胞の中間層はほ
とんどなかった。
未処理キールボーンの粒子で隙間を埋めた時には、繊維
組織が粒子を取り巻く傾向があった（第１表、グループ
３）。その繊維組織は、対照グループのラットの骨断片
間の隙間に成長した繊維組織よりち密であった。キール
ボーンの近くには、多くのマクロファージと、より少な
い破骨細胞状の多核細胞が認められた。若干の新しい骨
が骨断片に形成されたようである。
組織が粒子を取り巻く傾向があった（第１表、グループ
３）。その繊維組織は、対照グループのラットの骨断片
間の隙間に成長した繊維組織よりち密であった。キール
ボーンの近くには、多くのマクロファージと、より少な
い破骨細胞状の多核細胞が認められた。若干の新しい骨
が骨断片に形成されたようである。
移植する前に水酸化カルシウムで処理したキールボーン
は、軟骨および骨成分と共に硬い仮骨質の成長を促進さ
せた（第１表、グループ４）。このグループ４では骨断
片間に長い硬い橋が見られ、それが隙間を埋めていた。
若干の隙間においては、ち密な結合組織で埋まっていた
が、これは時と共に骨に作り換えられるものと考えられ
る。
は、軟骨および骨成分と共に硬い仮骨質の成長を促進さ
せた（第１表、グループ４）。このグループ４では骨断
片間に長い硬い橋が見られ、それが隙間を埋めていた。
若干の隙間においては、ち密な結合組織で埋まっていた
が、これは時と共に骨に作り換えられるものと考えられ
る。
キールボーンを、オルト燐酸でほぼ中和した水酸化カル
シウムで処理した場合は、移植材料の骨形成能力は著し
く阻害されていた（第１表、グループ５）。
シウムで処理した場合は、移植材料の骨形成能力は著し
く阻害されていた（第１表、グループ５）。
自家発生の骨髄と混合したキールボーンは、骨間隙を軟
骨および骨で橋かけされていた（第１表、グループ
６）。
骨および骨で橋かけされていた（第１表、グループ
６）。
すべてのキールボーン骨移植材料の中で、最も硬く、成
熟した骨架橋を形成していたのは骨髄と混合したキルボ
ーンで、水酸化カルシウムで処理したキールボーンがそ
れに続く。水酸化カルシウムで処理したPHEMAで被覆し
たPMMAビーズは、水酸化カルシウムで処理したキールボ
ーンよりも優れていると思われる。なぜならば、骨また
は軟骨間に繊維芽細胞性中間層が認められなかったから
である。水酸化カルシウム処理したキールボーンは多く
の巨大細胞およびマクロファージ反応をひきおこした
が、水酸化カルシウムで処理したPHEMAで被覆したPMMA
ビーズは、不都合な細胞性反応を何一つ起さなかった。
熟した骨架橋を形成していたのは骨髄と混合したキルボ
ーンで、水酸化カルシウムで処理したキールボーンがそ
れに続く。水酸化カルシウムで処理したPHEMAで被覆し
たPMMAビーズは、水酸化カルシウムで処理したキールボ
ーンよりも優れていると思われる。なぜならば、骨また
は軟骨間に繊維芽細胞性中間層が認められなかったから
である。水酸化カルシウム処理したキールボーンは多く
の巨大細胞およびマクロファージ反応をひきおこした
が、水酸化カルシウムで処理したPHEMAで被覆したPMMA
ビーズは、不都合な細胞性反応を何一つ起さなかった。
本発明は、上述の実施例に限定されるものではない。本
発明の技術的範囲および教示から逸脱することなく、本
明細書に詳細に記載された移植材料に変更を加え得るこ
とは言うまでもない。そして、本発明にしたがうすべて
の他の実施例、その代替および変形を包含するものであ
る。
発明の技術的範囲および教示から逸脱することなく、本
明細書に詳細に記載された移植材料に変更を加え得るこ
とは言うまでもない。そして、本発明にしたがうすべて
の他の実施例、その代替および変形を包含するものであ
る。
以上説明したように、本発明によれば、生体の骨組織と
よく適合し、硬質組織の成長を効率的に誘起し、強度が
高く、かつ低コストで製造できる移植材料を提供するこ
とができる。したがって、多くの医学的、歯科的および
獣医学的な分野に応用でき、骨折治療および整形外科に
広く利用できる効果を有する。
よく適合し、硬質組織の成長を効率的に誘起し、強度が
高く、かつ低コストで製造できる移植材料を提供するこ
とができる。したがって、多くの医学的、歯科的および
獣医学的な分野に応用でき、骨折治療および整形外科に
広く利用できる効果を有する。
Claims (20)
- 【請求項１】硬質組織のための移植材料であって、生体
に適合する重合物質からなる多孔性基質と、該多孔性基
質の孔に分布する特定量の水酸化カルシウムよりなり、
上記多孔性基質の孔は、硬質組織が上記孔の中へ効果的
に内方成長し得る大きさであり、上記水酸化カルシウム
の量は、硬質組織の上記孔への内方成長を効果的に誘起
させる量であることを特徴とする水酸化カルシウム処理
した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項２】多孔性基質は多数の重合体粒子よりなり、
該重合体粒子は、生体に適合する第１の重合物質からな
る内部コア部と、該内部コア部とは組成が異なり、かつ
親水性で生体に適合する第２の重合物質によって上記内
部コア部を取り巻く被覆部よりなり、上記重合体粒子は
結合し合って一つの人工移植体を形成し、該人工移植体
の結合した重合体粒子間には隙間を有し、該隙間は硬質
組織がその中に成長し得る大きさの孔を構成することを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の水酸化カルシ
ウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項３】第１の重合物質がアクリル樹脂であること
を特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の水酸化カル
シウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項４】第１の重合物質がポリメチルメタクリレー
トであることを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載
の水酸化カルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項５】第２の重合物質がヒドロキシエチルメタク
リレート重合体であることを特徴とする特許請求の範囲
第３項に記載の水酸化カルシウム処理した重合体よりな
る移植材料。 - 【請求項６】ヒドロキシエチルメタクリレート重合体
が、ヒドロキシエチルメタクリレートの単量体と架橋剤
との共重合体からなることを特徴とする特許請求の範囲
第５項に記載の水酸化カルシウム処理した重合体よりな
る移植材料。 - 【請求項７】人工移植体が歯根を形成するように構成し
たことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の水酸
化カルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項８】人工移植体が骨部分を形成するように構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の水
酸化カルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項９】人工移植体が下顎骨部分を形成するように
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載
の水酸化カルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項１０】多孔性基質に放射線不透性材料を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の水酸化カ
ルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項１１】放射線不透性材料が硫酸バリウムである
ことを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の水酸化
カルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項１２】孔の大きさが実質的に350〜415μｍであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の水酸
化カルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項１３】生体内において硬質組織用の人工移植体
を形成するための充填用移植材料であって、該充填用移
植材料は、 （ａ）結合していない多数の重合体粒子よりなり、該重
合体粒子は、生体に適合する第１の重合物質からなる内
部コア部と、該内部コア部とは組成が異なり、かつ親水
性で生体に適合する第２の重合物質によって上記内部コ
ア部を取り巻く被覆部よりなり、上記重合体粒子の大き
さは、結合しない状態で体腔内に充填して硬質組織のた
めの人工移植体が形成できる大きさであって、上記人工
移植体を構成する重合体粒子間の隙間は、硬質組織が上
記隙間の中に内方成長し得る大きさの孔が形成できる形
状の重合体粒子であり、かつ （ｂ）結合していない多数の重合体粒子の表面に分布さ
せる水酸化カルシウムの量が、人工移植体として体腔内
に充填した重合体粒子により形成される腔の中へ硬質組
織の内方成長を効果的に誘起させる量であることを特徴
とする水酸化カルシウム処理した重合体よりなる移植材
料。 - 【請求項１４】重合体粒子の粒径が、実質的に590〜840
μｍの範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第13
項に記載の水酸化カルシウム処理した重合体よりなる移
植材料。 - 【請求項１５】第１の重合物質がアクリル樹脂であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載の水酸化カ
ルシウム処理した重合体よりなる移植材料。 - 【請求項１６】第１の重合物質がポリメチルメタクリレ
ートであることを特徴とする特許請求の範囲第15項に記
載の水酸化カルシウム処理した重合体よりなる移植材
料。 - 【請求項１７】第２の重合物質がヒドロキシエチルメタ
クリレート重合体であることを特徴とする特許請求の範
囲第15項に記載の水酸化カルシウム処理した重合体より
なる移植材料。 - 【請求項１８】重合体粒子の外側表面に水酸化カルシウ
ムの被覆部を形成させたことを特徴とする特許請求の範
囲第13項に記載の水酸化カルシウム処理した重合体より
なる移植材料。 - 【請求項１９】水酸化カルシウムの被覆部は、重合体粒
子を水酸化カルシウム水溶液で濡らし、それを乾燥させ
ることによって形成させたことを特徴とする特許請求の
範囲第18項に記載の水酸化カルシウム処理した重合体よ
りなる移植材料。 - 【請求項２０】水酸化カルシウムの濃度が、実質的に0.
05〜１重量％の範囲であることを特徴とする特許請求の
範囲第19項に記載の水酸化カルシウム処理した重合体よ
りなる移植材料。
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