JP2001009021A - Packing material to defective part or cavity part of bone - Google Patents
Packing material to defective part or cavity part of boneInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、医科、歯科などで
骨の欠損部又は空隙部に充填して当該箇所を修復するた
めに用いられる充填材に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filler used for filling a defective or void part of a bone and restoring the same in a medical department, dentistry or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から歯科、整形外科、外科等の医療
分野で骨に欠損部又は空隙部が生じた場合、高分子やセ
ラミックス等種々の材料を用いた骨充填材が使用されて
いる。セラミックス材料のうち、リン酸カルシウム化合
物を硬化液によりペースト状に調製された生体用セメン
トが知られている。この生体用セメントは欠損部等の形
状に自由に変化させることができ、欠損部等に充填した
後、アパタイトに変化する。変化したアパタイトは生体
適合性に優れ、充填材の周囲に新生骨を形成し得る性質
を有している。生体用セメントが生体内で硬化してアパ
タイトに変化した後、この硬化体内は極めて微細な気孔
が形成される。2. Description of the Related Art In the past, when bones have defects or voids in the medical fields such as dentistry, orthopedics, and surgery, bone fillers using various materials such as polymers and ceramics have been used. Among the ceramic materials, a biological cement prepared by preparing a calcium phosphate compound into a paste with a hardening liquid is known. The biocement can be freely changed into a shape such as a defective portion, and after filling the defective portion or the like, it changes into apatite. The changed apatite has excellent biocompatibility and has the property of forming new bone around the filler. After the biological cement hardens in the living body and changes to apatite, extremely fine pores are formed in the hardened body.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、この硬化体内
部の気孔は新生骨を形成する役割を持つ骨細胞等がその
内に侵入して、新生骨を形成するほど十分に大きくな
い。従って、生体用セメントがアパタイトに変化して生
成した硬化体内には新生骨が十分に形成されず、生体用
セメントが充填された部分の物性は骨本来の強度や弾性
率等の物性とは異なって、もろく、骨折等を生じる原因
ともなり、改善すべき点があった。本発明の目的は、骨
本来の強度や弾性率等の物性と極めて近似した状態にす
ることができる骨の欠損部又は空隙部への充填材を提供
することにある。本発明の別の目的は、安価で実用的で
あって、充填した後、生体に悪影響を及さず、骨の欠損
部又は空隙部への充填材を提供することにある。本発明
の更に別の目的は、溶出する化合物が新生骨形成に利用
可能な成分を有する骨の欠損部又は空隙部への充填材を
提供することにある。However, the pores inside the cured body are not large enough to allow bone cells and the like having a role of forming new bone to enter into the pores and form new bone. Therefore, new bone is not sufficiently formed in the cured body formed by converting the biocement into apatite, and the physical properties of the portion filled with the biocement are different from the physical properties such as the original strength and elastic modulus of the bone. However, it is also fragile and may cause fractures, etc., and there is a point to be improved. An object of the present invention is to provide a filler for a defective portion or a void portion of a bone, which can be brought into a state very similar to physical properties such as the inherent strength and elastic modulus of the bone. It is another object of the present invention to provide a filler which is inexpensive and practical, has no adverse effect on the living body after filling, and is used for filling bone defects or voids. Still another object of the present invention is to provide a filler for a bone defect or void having a component in which a compound to be eluted can be used for new bone formation.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
図1(a)に示すようにリン酸カルシウム化合物が硬化
液によりペースト状に調製された生体用セメント11
に、サイズが50μm以上1mm以下のカルシウム化合
物又はカルシウムとリンを含む化合物12のいずれか一
方又は双方が生体用セメント100体積%に対して5〜
900体積%分散してなる骨の欠損部又は空隙部への充
填材10である。この請求項1に係る発明では、化合物
の分散したペーストを生体内の骨欠損部等に充填した
後、時間の経過とともに、図1(b)に示すようにカル
シウム化合物又はカルシウムとリンを含む化合物12が
生体中に溶け出して化合物12の溶け出した部分が気孔
16になる。この気孔16の大きさは化合物12のサイ
ズに相応した50μm以上1mm以下であり、ここに骨
細胞等が入り込み、気孔16内に新生骨17が形成され
る。化合物12のサイズが50μm未満であると、気孔
16内に骨細胞の侵入が困難となり、1mmを越えると
気孔16内の骨形成が不十分となる。気孔16内の骨形
成の観点より、好ましい化合物12のサイズは100μ
m以上0.5mm以下である。生体用セメント内部まで
骨が形成されるためには気孔16同士が十分連通してい
ることが好ましい。また化合物12の生体用セメント中
への分散割合が5体積%未満では気孔16同士が連通し
にくく充填材10の内部に新生骨17が十分に形成され
ず、900体積%を越えると生体用セメント11の強度
が不十分となり好ましくない。この化合物12の好まし
い分散割合は、化合物12の形状によって異なり、化合
物12が顆粒状の場合には10〜900体積%、より好
ましくは20〜800体積%である。また化合物12が
繊維状又は板状である場合にはそれぞれ好ましくは10
〜500体積%である。The invention according to claim 1 is
As shown in FIG. 1A, a biological cement 11 in which a calcium phosphate compound is prepared in a paste form using a hardening liquid.
In addition, one or both of a calcium compound having a size of 50 μm or more and 1 mm or less or a compound 12 containing calcium and phosphorus is 5 to 100% by volume of the biocement.
It is a filler 10 for a bone defect or void that is dispersed by 900% by volume. In the invention according to claim 1, after the paste in which the compound is dispersed is filled into a bone defect or the like in a living body, the calcium compound or the compound containing calcium and phosphorus as shown in FIG. 12 is dissolved in the living body, and the portion where the compound 12 is dissolved becomes the pore 16. The size of the pores 16 is 50 μm or more and 1 mm or less corresponding to the size of the compound 12, where bone cells and the like enter, and new bone 17 is formed in the pores 16. When the size of the compound 12 is less than 50 μm, penetration of bone cells into the pores 16 becomes difficult, and when it exceeds 1 mm, bone formation in the pores 16 becomes insufficient. From the viewpoint of bone formation in the pores 16, the preferred size of the compound 12 is 100 μm.
m or more and 0.5 mm or less. In order for the bone to be formed to the inside of the biomedical cement, it is preferable that the pores 16 are sufficiently communicated with each other. When the dispersion ratio of the compound 12 in the biocement is less than 5% by volume, the pores 16 are difficult to communicate with each other, and the new bone 17 is not sufficiently formed inside the filler 10; The strength of No. 11 is insufficient, which is not preferable. The preferable dispersion ratio of the compound 12 depends on the shape of the compound 12, and when the compound 12 is granular, it is 10 to 900% by volume, more preferably 20 to 800% by volume. When the compound 12 is fibrous or plate-like, it is preferably 10
~ 500% by volume.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1(a)に示すように本発明の充填材
10は生体用セメント11にカルシウム化合物又はカル
シウムとリンを含む化合物12のいずれか一方又は双方
が分散して構成される。即ち、本発明の充填材10は、
生体用セメント11にカルシウム化合物のみ又はカルシ
ウムとリンを含む化合物のみが分散して構成される場合
と、生体用セメント11にカルシウム化合物及びカルシ
ウムとリンを含む化合物がそれぞれ分散して構成される
場合とを含む。この生体用セメント11は粉末状のリン
酸カルシウム化合物と硬化液とを混合してペースト状に
調製される。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1A, the filler 10 of the present invention is constituted by dispersing one or both of a calcium compound and a compound 12 containing calcium and phosphorus in a cement 11 for living body. That is, the filler 10 of the present invention is:
The case where only the calcium compound or only the compound containing calcium and phosphorus is dispersed in the biocement 11 and the case where the calcium compound and the compound containing calcium and phosphorus are respectively dispersed in the biocement 11 including. The cement for living body 11 is prepared by mixing a powdered calcium phosphate compound and a hardening liquid into a paste.
【0006】これらの一例を示すと次の通りである。即
ち、リン酸カルシウム化合物は、α型第3リン酸カルシ
ウム(以下、α−TCPという。)、第4リン酸カルシ
ウム(以下、TeCPという。)等を主成分とする。具
体的にはリン酸カルシウム化合物として、α−TCP又
はTeCPの単体或いはこれらの混合物、α−TCPと
第2リン酸カルシウム(以下、DCPDという。)の混
合物、α−TCP、DCPD及び第1リン酸カルシウム
(以下、MCPMという。)の混合物、TeCPとDC
PDの混合物、TeCP、DCPD及びMCPMの混合
物、更にはα−TCP、TeCP及びDCPの混合物が
例示される。また硬化液としては、水、有機酸を溶解し
た水溶液、水溶性塩類を溶解した水溶液等が挙げられ
る。有機酸を溶解した水溶液にはポリアクリル酸、クエ
ン酸、リンゴ酸又はこれらの混合物があり、また水溶性
塩類を溶解した水溶液には塩化ナトリウム、コンドロイ
チン流酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、乳酸ナトリ
ウム又はこれらの混合物がある。この生体用セメント1
1の配合は、重量比でリン酸カルシウム化合物:硬化液
=2.0〜5.0:1.0が好ましい。An example of these is as follows. That is, the calcium phosphate compound contains α-type tribasic calcium phosphate (hereinafter referred to as α-TCP), quaternary calcium phosphate (hereinafter referred to as TeCP), or the like as a main component. Specifically, as the calcium phosphate compound, α-TCP or TeCP alone or a mixture thereof, a mixture of α-TCP and dicalcium phosphate (hereinafter, referred to as DCPD), α-TCP, DCPD and monocalcium phosphate (hereinafter, MCPM) Mixture of TeCP and DC
A mixture of PD, a mixture of TeCP, DCPD and MCPM, and a mixture of α-TCP, TeCP and DCP are exemplified. Examples of the curing liquid include water, an aqueous solution in which an organic acid is dissolved, and an aqueous solution in which water-soluble salts are dissolved. The aqueous solution in which the organic acid is dissolved includes polyacrylic acid, citric acid, malic acid or a mixture thereof, and the aqueous solution in which the water-soluble salts are dissolved includes sodium chloride, sodium chondroitin, sodium succinate, sodium lactate or these. There is a mixture of This biological cement 1
The compounding of No. 1 is preferably a calcium phosphate compound: hardening liquid = 2.0 to 5.0: 1.0 by weight ratio.
【0007】カルシウム化合物としては、炭酸カルシウ
ム、硫酸カルシウム、乳酸カルシウム、アルギン酸カル
シウム及び塩化カルシウム等が挙げられる。これらのカ
ルシウム化合物は生体用セメントに1種又は2種以上分
散する。またカルシウムとリンを含む化合物としては、
炭酸アパタイト、炭酸水酸アパタイト、リン酸三カルシ
ウム、ピロリン酸カルシウム及びリン酸水素カルシウム
等の生体内で溶解性の高いリン酸カルシウム化合物が挙
げられる。これらのカルシウムとリンを含む化合物は生
体用セメントに1種又は2種以上分散する。このカルシ
ウム化合物又はカルシウムとリンを含む化合物は顆粒
状、繊維状又は板状のいずれか又はこれらを混合した形
状を有する。[0007] Examples of the calcium compound include calcium carbonate, calcium sulfate, calcium lactate, calcium alginate and calcium chloride. One or more of these calcium compounds are dispersed in the biocement. Also, as a compound containing calcium and phosphorus,
Examples thereof include calcium phosphate compounds having high solubility in a living body such as carbonate apatite, carbonate apatite, tricalcium phosphate, calcium pyrophosphate and calcium hydrogen phosphate. One or two or more of these compounds containing calcium and phosphorus are dispersed in the cement for living body. The calcium compound or the compound containing calcium and phosphorus has a granular, fibrous, or plate-like shape, or a mixture thereof.
【0008】市販されている試薬の中よりこれらの形状
を有するものを選択して使用することができる。一方、
これらの形状の化合物を製造する場合、例えば顆粒状に
製造するときには、カルシウム化合物又はカルシウムと
リンを含む化合物に水を加えて、スラリーに調製し、そ
のスラリーをスプレードライヤーに噴霧することなどの
方法により製造される。また繊維状に製造するときに
は、例えばカルシウムとリンを含む化合物の場合、リン
酸カルシウム質を含む原料をCa/Pモル比で0.6〜
1.7の割合にして反応させ、オートクレーブ処理する
方法により製造できる。更に板状に製造するときには、
例えばカルシウムとリンを含む化合物の場合、Ca/P
モル比が1になっている化合物を乾燥する方法により製
造される。A reagent having these shapes can be selected from commercially available reagents and used. on the other hand,
When producing compounds in these shapes, for example, when producing granules, a method of adding water to a calcium compound or a compound containing calcium and phosphorus to prepare a slurry, and spraying the slurry to a spray drier. It is manufactured by In the case of producing a fibrous material, for example, in the case of a compound containing calcium and phosphorus, the raw material containing calcium phosphate is used in a Ca / P molar ratio of 0.6 to 0.6.
The reaction can be carried out at a ratio of 1.7, followed by autoclaving. When manufacturing in plate form,
For example, in the case of a compound containing calcium and phosphorus, Ca / P
It is manufactured by a method of drying a compound having a molar ratio of 1.
【0009】図1(b)に示すように、この実施の形態
では骨13の欠損部14に充填材10を充填する。生体
内に充填された充填材10の生体用セメント11は約4
週間程度でアパタイト11a(Ca5(PO4)3OH)へ
変化する。一方、化合物12は生体内へ充填直後から2
年間程度で充填材10の表面から生体内へ溶出する。こ
の化合物12が溶出するといままで化合物12が分散さ
れていた部分は気孔16となり、この気孔16内に骨細
胞等が入り込み、新生骨17が形成される。As shown in FIG. 1B, in this embodiment, a filler 10 is filled in a defective portion 14 of a bone 13. The biological cement 11 of the filler 10 filled in the living body is about 4
It changes to apatite 11a (Ca 5 (PO 4 ) 3 OH) in about a week. On the other hand, Compound 12
It elutes from the surface of the filler 10 into the living body in about a year. When the compound 12 is eluted, the portion where the compound 12 has been dispersed becomes the pore 16, and bone cells and the like enter into the pore 16 to form a new bone 17.
【0010】[0010]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の充填材は生
体用セメントにカルシウム化合物又はカルシウムとリン
を含む化合物のいずれか一方又は双方を分散して構成さ
れるため、骨欠損部等に充填した後、上記化合物が溶け
出して気孔が形成され、化合物からの溶出イオンが新生
骨の無機成分になるとともに侵入した骨細胞により気孔
に新生骨が形成される。この結果、本来の骨の物性と極
めて近似した状態で欠損部等を補修することができる。
また、安価で実用的であって、充填した後、生体に悪影
響を及ぼさない。As described above, since the filler of the present invention is constituted by dispersing one or both of a calcium compound and a compound containing calcium and phosphorus in a cement for living body, it can be applied to a bone defect or the like. After filling, the compound elutes to form pores, ions eluted from the compound become inorganic components of the new bone, and new bone is formed in the pores by the invading bone cells. As a result, a defect or the like can be repaired in a state very similar to the physical properties of the original bone.
Moreover, it is inexpensive and practical, and does not adversely affect the living body after filling.
【図1】(a) 本発明の充填材の模式図。 (b) 本発明の充填材を骨欠損部に充填し固化した状
態の模式図。FIG. 1A is a schematic view of a filler of the present invention. (B) A schematic diagram of a state where the filler of the present invention has been filled into a bone defect and solidified.
10 充填材 11 生体用セメント 12 カルシウム化合物又はカルシウムとリンを含む化
合物Reference Signs List 10 filler 11 biocement 12 calcium compound or compound containing calcium and phosphorus
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C081 AB04 AB06 AC04 BA13 CA082 CE11 CF011 CF021 CF21 DA04 DA11 DA13 DB02 DB05 DC12 4C089 AA06 AA10 BA03 BA08 BA10 BA16 BA18 BC05 BE16 CA03 CA06 CA07 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 4C081 AB04 AB06 AC04 BA13 CA082 CE11 CF011 CF021 CF21 DA04 DA11 DA13 DB02 DB05 DC12 4C089 AA06 AA10 BA03 BA08 BA10 BA16 BA18 BC05 BE16 CA03 CA06 CA07
Claims (4)
ペースト状に調製された生体用セメント(11)に、サイズ
が50μm以上1mm以下のカルシウム化合物又はカル
シウムとリンを含む化合物(12)のいずれか一方又は双方
が生体用セメント100体積%に対して5〜900体積
%分散してなる骨の欠損部又は空隙部への充填材。1. A biological cement (11) in which a calcium phosphate compound is prepared in a paste form by using a hardening liquid, a calcium compound having a size of 50 μm or more and 1 mm or less or a compound containing calcium and phosphorus (12) or both. Is a filler for bone defects or voids in which 5 to 900% by volume is dispersed with respect to 100% by volume of the biocement.
を含む化合物(12)が顆粒状、繊維状又は板状のいずれか
又はこれらの混合した形状を有する請求項1記載の骨の
欠損部又は空隙部への充填材。2. The method according to claim 1, wherein the calcium compound or the compound (12) containing calcium and phosphorus has a granular, fibrous or plate-like shape or a mixture thereof. Filler.
酸カルシウム、乳酸カルシウム、アルギン酸カルシウム
及び塩化カルシウムからなる群より選ばれた1種又は2
種以上の化合物である請求項1又は2記載の骨の欠損部
又は空隙部への充填材。3. The calcium compound is one or two selected from the group consisting of calcium carbonate, calcium sulfate, calcium lactate, calcium alginate and calcium chloride.
The filler according to claim 1 or 2, which is a compound of at least one kind.
パタイト、炭酸水酸アパタイト、リン酸三カルシウム、
ピロリン酸カルシウム及びリン酸水素カルシウムからな
る群より選ばれた1種又は2種以上の化合物である請求
項1又は2記載の骨の欠損部又は空隙部への充填材。4. The compound containing calcium and phosphorus is carbonate apatite, carbonate apatite, tricalcium phosphate,
3. The filler for a bone defect or void according to claim 1 or 2, which is one or more compounds selected from the group consisting of calcium pyrophosphate and calcium hydrogen phosphate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11184956A JP2001009021A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Packing material to defective part or cavity part of bone |
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JP11184956A JP2001009021A (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Packing material to defective part or cavity part of bone |
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JP (1) | JP2001009021A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001314497A (en) * | 2000-05-02 | 2001-11-13 | Univ Nihon | Composition of matter for biomaterial and hardened body thereof |
-
1999
- 1999-06-30 JP JP11184956A patent/JP2001009021A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001314497A (en) * | 2000-05-02 | 2001-11-13 | Univ Nihon | Composition of matter for biomaterial and hardened body thereof |
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