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セメント用材料及びセメント

国内特許コード P130008727
整理番号 2006-P11
掲載日 2013年3月22日
出願番号 特願2008-503302
登録番号 特許第4158945号
出願日 平成19年9月18日(2007.9.18)
登録日 平成20年7月25日(2008.7.25)
国際出願番号 JP2007068031
国際公開番号 WO2008090648
国際出願日 平成19年9月18日(2007.9.18)
国際公開日 平成20年7月31日(2008.7.31)
優先権データ
  • 特願2007-014536 (2007.1.25) JP
発明者
  • 相澤 守
  • 堀口 悠紀子
出願人
  • 学校法人明治大学
発明の名称 セメント用材料及びセメント
発明の概要

イノシトールリン酸及び/又はそれらの塩を表面に吸着させた、カルシウム塩の粉体を含み、前記粉体の比表面積が60~120m2/gであるセメント用材料。アルカリ性に調整したカルシウムイオンを含む溶液と、リン酸イオンを含む溶液とを混合して沈澱物を得る工程、沈澱物を含む系を熟成させてカルシウム塩の粉体を得る工程、カルシウム塩の粉体を回収して乾燥する工程、乾燥させたカルシウム塩の粉体をイノシトールリン酸及び/又はそれらの塩の溶液中に浸漬して、前記カルシウム塩の粉体の表面に吸着させる工程よりなるセメント用材料の製造方法。

従来技術、競合技術の概要


リン酸カルシウムは脊椎動物の骨や歯などの硬組織にみられる無機物質とほぼ同一の組成や構造を有し、生体適合性を示す生体活性材料群である。
中でも、ヒドロキシアパタイトは生体内に埋め込んでも生体の拒否反応や壊死を引き起こさず、生体硬組織に同化、直接結合しやすい性質を有するので、骨欠損部及び骨空隙部等の修復用材料として期待されている。ヒドロキシアパタイトの材料形態は緻密体、多孔体、顆粒、セメント等があるが、任意形状に成形可能なアパタイトセメントは今後の発展が期待される材料である。



しかしながら、従来のアパタイトセメントは硬化時間が長く、また、生体内に埋め込んでから生体硬組織に同化、接合が始まるまでの骨誘導期間が4~5週間と長いことが知られている。この性質は患者の苦痛と関係することから、現行のアパタイトセメントの欠点の1つとされている(特許文献1)。また、従来のアパタイトセメントには曲げ強さに弱い欠点もある(非特許文献1)。また、従来のアパタイトセメントでは、硬化する際に酸・塩基反応を伴うために、生体内で硬化するまでの間に局所的なpH変動が起こり、炎症反応が惹起されるという問題点がある。



また、β-リン酸三カルシウムからなる多孔体は、移植骨の採取部や腫瘍切除後の補填材として使われているが、大腿骨や脛骨などのように高い荷重を支える長管骨の広範囲の欠損への適応はまだ確立されていない。これは、荷重長管骨と人工骨との界面に生じる過大な応力に耐えるほどの骨結合力が短期間では得られないからである。β-リン酸三カルシウムからなる多孔体は徐々に生体骨に置換されるが長時間を要するため、現実の治療では他の固定材料なしに荷重部分に用いるのには難がある(非特許文献2)。β-リン酸三カルシウムは生体骨に置換される特性を持つため、β-リン酸三カルシウムからなるセメント用材料の開発が臨床の現場より求められているが、未だβ-リン酸三カルシウム単一成分からなる生体吸収性セメントは開発されていない。



そこで、本発明者らの一人は上記の問題点を解決した「キレート硬化型骨修復用セメント」、すなわち、イノシトールリン酸のキレート硬化作用を利用して、硬化時にpH変化を伴わず単一成分で硬化するセメントを提案した(特許文献2)。イノシトールリン酸は動植物の生体内に存在し、極めて安全性の高い物質であり、更にEDTAに匹敵するキレート能をもつ。
このセメントは、整形外科領域及び歯科領域において、インジェクションの骨充填材として幅広い応用が期待できるが、圧縮強度が6~7MPaであり、力学的強度にいまだ検討の余地を残しているため、14MPa以上の高負荷のかかる部位(脊椎の圧迫骨折など)への適用には問題があった。




【特許文献1】特開平5-229807号公報

【特許文献2】特開2005-95346号公報

【非特許文献1】金澤孝文著「リン」第65~86頁(研成社、1997年)

【非特許文献2】日本化学会編「第6版 化学便覧 応用化学編II」第1485頁(丸善、2003年)

産業上の利用分野


本発明は、セメント用材料及びセメントに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 ルカリ性に調整したカルシウムイオンを含む溶液と、リン酸イオンを含む溶液とを混合して沈澱物を得る工程、
前記沈澱物を含む系をアルカリ性に保ちながら熟成させてヒドロキシアパタイトの粉体を得る工程、
前記ヒドロキシアパタイトの粉体を回収して乾燥する工程、並びに、
前記乾燥させたヒドロキシアパタイトの粉体をフィチン酸(イノシトール六リン酸)及び/又はその塩の溶液中に浸漬して、フィチン酸(イノシトール六リン酸)及び/又はその塩を前記ヒドロキシアパタイトの粉体の表面に吸着させる工程を含み、
吸着後の粉体の比表面積が60~120m2/gであることを特徴とする
セメント用材料の製造方法。
【請求項2】 前記沈澱物を得る工程が、アルカリ性に調整した水酸化カルシウム懸濁液と、リン酸水溶液とを混合して沈澱物を得る工程である請求項1に記載のセメント用材料の製造方法。
【請求項3】 X線回折による前記ヒドロキシアパタイトの粉体の(002)面の半価幅が0.30~0.45°である請求項1又は2に記載のセメント用材料の製造方法
【請求項4】 前記沈澱物を含む系の温度を20~70℃に保ち粉体を得る請求項1~3いずれか1つに記載のセメント用材料の製造方法。
【請求項5】 前記ヒドロキシアパタイトの粉体を回収して乾燥する工程が、凍結乾燥又は50~150℃で加熱乾燥する工程である請求項1~4のいずれか1つに記載のセメント用材料の製造方法。
【請求項6】 乾燥させたヒドロキシアパタイトの粉体を容器駆動媒体ミルにより湿式粉砕する工程を更に含む請求項1~5のいずれか1つに記載のセメント用材料の製造方法。
【請求項7】 ルカリ性に調整したカルシウムイオンを含む溶液と、リン酸イオンを含む溶液と、フィチン酸(イノシトール六リン酸)及び/又はその塩を含む溶液とを混合して沈澱物を得る工程、並びに、
前記沈澱物を含む系をアルカリ性に保ちながら熟成させてフィチン酸(イノシトール六リン酸)を有するヒドロキシアパタイトの粉体を得る工程を含み、
得られた粉体の比表面積が60~120m2/gであることを特徴とする
セメント用材料の製造方法。
【請求項8】 請求項1~7のいずれか1つに記載のセメント用材料の製造方法により得られたセメント用材料。
【請求項9】 請求項に記載のセメント用材料を調製するセメント用材料調製工程、
前記セメント用材料と水性溶媒とを混練する混練工程、及び、
混練したセメント用材料を硬化させる硬化工程を含むことを特徴とするセメントの製造方法
【請求項10】 前記混練工程において、セメント用材料と水性溶媒との重量比(固液比)が1/0.31~1/0.45である請求項9に記載のセメントの製造方法。
【請求項11】 請求項9又は10に記載の製造方法により製造されたセメント。
【請求項12】 縮強度が14MPa以上である請求項11に記載のセメント。
産業区分
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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