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一方向性多孔質複合体の製造方法および一方向性多孔質複合体

国内特許コード P08A013810
掲載日 2008年10月7日
出願番号 特願2006-225545
公開番号 特開2007-098117
登録番号 特許第5024780号
出願日 平成18年8月22日(2006.8.22)
公開日 平成19年4月19日(2007.4.19)
登録日 平成24年6月29日(2012.6.29)
優先権データ
  • 特願2005-263103 (2005.9.9) JP
発明者
  • 生駒 俊之
  • 柚木 俊二
  • 菊池 正紀
  • 田中 順三
出願人
  • 独立行政法人物質・材料研究機構
発明の名称 一方向性多孔質複合体の製造方法および一方向性多孔質複合体
発明の概要 【課題】 優れた強度や使用時の操作性、生体適合性および骨誘導性を備えているとともに、強度が異方的で変形の抑制効果を向上させ、細胞や組織の侵入性を向上させた一方向に連通した気孔と弾性を有する新しい一方向性多孔質複合体と、この一方向性多孔質複合体を簡単な工程で、しかも手間とコストを抑えて製造できる新しい一方向性多孔質複合体の製造方法を提供する。
【解決手段】 水酸アパタイト/コラーゲン複合繊維と緩衝液とを混合し、氷結晶の成長サイズおよび成長方向を制御して凍結処理し、凍結乾燥することを特徴とする。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要 近年、再生医療の分野では、損傷を受けた組織や器官に代わる種々の人工生体材料の研究開発が盛んに進められている。また、骨欠損部の治療においては、人工骨材や人工骨充填材等のインプラントが用いられる。このようなインプラントには生体骨に類似の機械的特性はもちろん、生体適合性や骨誘導性が求められる。この骨誘導性とは、生体適用後に徐々に吸収されて、骨再生サイクルに取り込まれ、自身の骨に置換していく性質のことをいう。

脊椎動物の骨は、リン酸カルシウムの一種である水酸アパタイト(水酸アパタイト)と、タンパク質であるコラーゲンとからなる複合体である。これらは、生体骨中で水酸アパタイトが、そのc軸方向にコラーゲン繊維に沿って配向した特有の構造を形成し、この構造が骨に特有の機械的性質を与えていることが知られている。

そこで、硬いが脆くインプラント後に崩壊をきたすという強度の問題や、使用時の操作性が悪い等の問題を有していた、既存のリン酸カルシウムを使用した多孔体人工骨に代わって、上記のような生体骨に類似の構造組成を有する、水酸アパタイトとコラーゲンからなる二元複合生体材料が提案され(たとえば、特許文献1)、また、水酸アパタイト、コラーゲンおよびアルギン酸塩からなる三元複合生体材料も提案されている(たとえば、特許文献2)。これら複合生体材料は、上記のとおり、水酸アパタイトとコラーゲン、あるいは、さらにアルギン酸塩を含んでおり、水酸アパタイトのc軸がコラーゲン繊維に沿うように配向した微小多孔質構造を有するように製造することができるとしている。このような構成を有するため、この複合生体材料は、スポンジ状の弾力性を有し、従来の強度の問題や、使用時の操作性の問題を解消することはもちろん、生体適合性および骨誘導性にも優れた複合生体材料であるとされている。
【特許文献1】WO 2003/035128号公報
【特許文献2】特開2003-190271号公報

産業上の利用分野 本願発明は、一方向性多孔質複合体の製造方法および一方向に連通した気孔と弾性とを有する一方向性多孔質複合体に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
水酸アパタイト/コラーゲン複合繊維と緩衝液とを混合して混合物を形成する工程と前記混合物に冷却板又は冷却棒を接触させ、前記冷却板又は冷却棒を接触させた面から混合物全体を冷却して、混合物内の氷結晶の成長サイズおよび成長方向を制御して前記混合物を凍結処理する工程と前記混合物を凍結乾燥する工程と、を有することを特徴とする一方向性多孔質複合体の製造方法。

【請求項2】
水酸アパタイト/コラーゲン複合繊維は、水酸アパタイトのc軸が繊維軸方向に配向されているものであることを特徴とする請求項1の製造方法。

【請求項3】
前記凍結処理において、前記混合物の底面又は側面に冷却板又は冷却棒を接触させ、前記底面又は側面から混合物全体を冷却して、前記混合物全体を凍結することを特徴とする請求項1または2の製造方法。

【請求項4】
前記凍結処理において、前記混合物の内部に冷却板又は冷却棒を挿入して、混合物の内部で冷却板又は冷却棒を接触させた面から混合物全体を冷却して、前記混合物全体を凍結することを特徴とする請求項1または2の製造方法。

【請求項5】
前記凍結乾燥後に、さらに真空下で加熱処理することを特徴とする請求項1からいずれかの製造方法。

【請求項6】
前記凍結乾燥後に、化学架橋剤で処理することを特徴とする請求項1からいずれかの製造方法。

【請求項7】
水酸アパタイト/コラーゲン複合繊維の凝集体であって、一方向に連通した気孔からなる多孔質を有し、気孔率80%以上であり、気孔横断面の短軸長さが5~60μmであることを特徴とする一方向性多孔質複合体。

【請求項8】
水酸アパタイト/コラーゲン複合繊維は、水酸アパタイトのc軸が繊維軸方向に配向されているものであることを特徴とする請求項の一方向性多孔質複合体。

国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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