(57)【要約】【課題】ハイドロキシアパタイトを利用した新しい機能材料を提供する。【解決手段】担体及びハイドロキシアパタイト、又は、ハイドロキシアパタイトが表面に付着した担体を分散媒に分散させて分散液を得る工程、及び、前記分散液を乾燥させる工程、を備えることを特徴とするハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法である。  前記分散液を乾燥させる工程が、真空乾燥により分散液を乾燥させる工程であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体及びハイドロキシアパタイト、又は、ハイドロキシアパタイトが表面に付着した担体を分散媒に分散させて分散液を得る工程、及び、
前記分散液を乾燥させる工程、
を備えることを特徴とするハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
【請求項２】
前記分散液を乾燥させる工程が、真空乾燥により分散液を乾燥させる工程である請求項１記載のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
【請求項３】
前記分散液を乾燥させる工程が、真空凍結乾燥により分散液を乾燥させる工程である請求項１記載のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
【請求項４】
前記担体を構成する材料が、キチン、キトサン、コラーゲン、リグノセルロース、セルロース、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル及びこれらのうち２以上の混合物からなる群より選ばれる請求項１〜３のいずれか一項記載のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
【請求項５】
担体と、ハイドロキシアパタイトとを含む分散液を乾燥させて得られるハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
【請求項６】
前記乾燥が、真空乾燥である請求項５記載のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
【請求項７】
前記乾燥が、真空凍結乾燥である請求項５又は６記載のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
【請求項８】
前記担体を構成する材料が、キチン、キトサン、コラーゲン、リグノセルロース、セルロース、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル及びこれらのうち２以上の混合物からなる群より選ばれる請求項５〜７のいずれか一項記載のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれか一項記載のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体を焼成してなる焼成体。
【請求項１０】
請求項９記載の焼成体からなる細胞足場。
【請求項１１】
請求項９記載の焼成体からなる骨再生材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯や骨の主成分であるハイドロキシアパタイトは人体に無害であり、かつ有害物質を吸着できる機能を有するため、近年注目を集めている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ハイドロキシアパタイトは吸着剤や歯や骨の生成材料、細胞足場へと応用範囲が広がっており、ハイドロキシアパタイトを利用した新しい機能材料を提供することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、このようなハイドロキシアパタイトを基材に付着させることができれば、基材に吸着機能を付与することができることに着目し、可撓性材料の表面にハイドロキシアパタイトの粒子及び／又は皮膜を含む微小繊維及び微小繊維の分散液を発明し、既に出願をしている（特願２０１８−０７５７５０号）。
本発明者らは、機能性材料の探求をさらに進めたところ、担体及びハイドロキシアパタイトを含む分散液、又は、ハイドロキシアパタイトが表面に付着した担体を含む分散液を乾燥させると、分散液に分散させる前のものとは微視的３次元構造が異なる多孔性支持体が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００５】
本発明は、以下の［１］〜［１１］のとおりである。
［１］担体及びハイドロキシアパタイト、又は、ハイドロキシアパタイトが表面に付着した担体を分散媒に分散させて分散液を得る工程、及び、前記分散液を乾燥させる工程、
を備えることを特徴とするハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
［２］前記分散液を乾燥させる工程が、真空乾燥により分散液を乾燥させる工程である［１］のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
［３］前記分散液を乾燥させる工程が、真空凍結乾燥により分散液を乾燥させる工程である［１］のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
［４］前記担体を構成する材料が、キチン、キトサン、コラーゲン、リグノセルロース、セルロース、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル及びこれらのうち２以上の混合物からなる群より選ばれる請求項１〜３のいずれかのハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法。
［５］担体と、ハイドロキシアパタイトとを含む分散液を乾燥させて得られるハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
［６］前記乾燥が、真空乾燥である［５］のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
［７］前記乾燥が、真空凍結乾燥である［５］又は［６］のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
［８］前記担体を構成する材料が、キチン、キトサン、コラーゲン、リグノセルロース、セルロース、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタル及びこれらのうち２以上の混合物からなる群より選ばれる［５］〜［７］のいずれかのハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体。
［９］［５］〜［８］のいずれかのハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体を焼成してなる焼成体。
［１０］［９］の焼成体からなる細胞足場。
［１１］［９］の焼成体からなる骨再生材料。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の製造方法により新規な３次元微視的構造を有するアパタイト含有多孔性支持体を得ることが可能となる。また、本発明のアパタイト含有多孔性支持体は、そのまま、或いは焼成することにより、細胞足場や骨再生材料として有用な材料となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】レオクリスタ０．５ｗ／ｗ％とアパタイト０．５ｗ／ｗ％を含む分散液を真空凍結乾燥して得られたアパタイト含有多孔性支持体の顕微鏡写真図である。倍率は１００倍である。
【図２】レオクリスタ０．５ｗ／ｗ％とアパタイト０．５ｗ／ｗ％を含む分散液を真空凍結乾燥して得られたアパタイト含有多孔性支持体の顕微鏡写真図である。倍率は１０００倍である。
【図３】レオクリスタ０．５ｗ／ｗ％とアパタイト０．５ｗ／ｗ％を含む分散液を真空凍結乾燥して得られたアパタイト含有多孔性支持体の顕微鏡写真図である。倍率は３０００倍である。
【図４】レオクリスタ０．５ｗ／ｗ％とアパタイト０．５ｗ／ｗ％を含む分散液を真空凍結乾燥して得られたアパタイト含有多孔性支持体の顕微鏡写真図である。倍率は４７００倍である。
【図５】レオクリスタ０．５ｗ／ｗ％の懸濁液を真空凍結乾燥して得られた多孔性支持体の顕微鏡写真図である。倍率は５０００倍である。
【図６】レオクリスタ０．５ｗ／ｗ％の懸濁液を真空凍結乾燥して得られた多孔性支持体の顕微鏡写真図である。倍率は５０００倍である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［担体］
本発明で用いられる担体は、ハイドロキシアパタイトが表面に付着できるもので、かつ、水などの分散媒に分散可能なものであればいずれでもよい。担体の材料としては、生体適合性のある材料からなるものが好ましい。担体の材料として、例えば、キチン、キトサン、コラーゲン、リグノセルロース、セルロース、セルロースナノファイバー、セルロースナノクリスタルが挙げられ、これらの混合物であってもよい。材料として、コラーゲン、セルロース、セルロースナノファイバーが好ましい。セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）とは、繊維幅がナノメートルサイズの微細なセルロース繊維であり、例えば、植物などから得られるセルロース繊維を１，０００分の１〜１０，０００分の１程度までほぐして得られるナノメートルサイズ（繊維幅が１〜２０ｎｍ）の非常に細くて長い繊維としたものが挙げられる。
【０００９】
担体は、懸濁液の状態で使用してもよい。たとえば、担体がセルロースナノファイバーである場合、セルロースナノファイバー懸濁液にハイドロキシアパタイトを添加して攪拌してハイドロキシアパタイト分散液を得てもよいし、セルロースナノファイバー懸濁液とハイドロキシアパタイト懸濁液を混合してハイドロキシアパタイト分散液を得てもよい。
【００１０】
担体の構造は特に限定されない。たとえば、微粒子、微小繊維、薄片といった構造が挙げられる。微小繊維とは、細く長くて糸のような線状のものだけでなく、これら細くて糸のような線状のものが２本以上より合わさった又は絡み合ったものや、微小繊維片、ナノファイバーも含む。ナノファイバーとしては、例えば、上記セルロースナノファイバーが挙げられる。担体が微小繊維である場合のアスペクト比は、例えば、好ましくは１：５〜１：１０００、より好ましくは１：５〜１：５００、さらに好ましくは１：５〜１：２００の範囲である。なお、本開示において、「アスペクト比」とは、「微小繊維片の平均直径」：「微小繊維片の平均長さ」を意味する。
担体の大きさは特に限定されないが、好ましくは、担体が微小繊維である場合、例えば、その平均長さは、好ましくは５ｎｍ〜５００μｍ、より好ましくは１０ｎｍ〜１００μｍ、さらに好ましくは３０ｎｍ〜２０μｍである。微小微少繊維の長さの測定方法は、走査型電子顕微鏡観察によって行うことができる。微小繊維の平均長さは、例えば、ランダムに選んだ１０本の微小繊維それぞれの長さを測定し、その平均を算出することで測定することができる。
微小繊維の平均直径は、例えば、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍ、より好ましくは２ｎｍ〜５０ｎｍ、さらに好ましくは５ｎｍ〜３０ｎｍである。
微小繊維の平均直径は、走査型電子顕微鏡観察によって行うことができる。
【００１１】
［ハイドロキシアパタイト］
本発明で用いられるハイドロキシアパタイトは、公知のものをいずれも使用することができ、構造式Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２で表される化合物だけでなく、前記構造式の一部元素（例えば１又は２個以上のカルシウム元素）が欠損したいわゆる欠損型アパタイトや、前記構造式の一部元素が別の元素に置き換えられたいわゆる置換型アパタイトも含まれる。このような欠損型アパタイト又は置換型アパタイトの例として、例えば、Ｃａ９（ＰＯ４）６（ＯＨ）２、Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｆ、及びＣａ９Ｍｇ（ＰＯ４）６（ＯＨ）２等があげられる。また、卵殻、貝殻といった生体材料由来のハイドロキシアパタイトも好ましい。
ハイドロキシアパタイトは、分散液を乾燥させる工程の前後いずれか、もしくは両方において、粒子や皮膜の形で担体の表面全体を覆っていてもよいし、繊維部分の表面の一部のみを覆っていてもよい。ハイドロキシアパタイトの粒子及び／又は皮膜が担体の一部のみを覆っている場合、その面積の割合については特に制限はない。担体の一部のみを覆っている場合におけるハイドロキシアパタイトの粒子及び／又は皮膜の面積の割合は、例えば、担体の全表面積に対して、好ましくは１〜１００％、より好ましくは５〜６０％、さらに好ましくは１０〜４０％である。
ハイドロキシアパタイト粒子の大きさは特に制限されない。ハイドロキシアパタイト粒子の大きさは、一次粒子又は二次粒子の形態で、例えば、好ましくは１ｎｍ〜1０μｍ、より好ましくは１ｎｍ〜１μｍ、さらに好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。ハイドロキシアパタイト粒子の大きさは、走査型電子顕微鏡観察によって行うことができる。
本発明において、ハイドロキシアパタイトは、懸濁液の状態で使用してもよい。すなわち、ハイドロキシアパタイト懸濁液を用意し、それと担体を混合して分散液を得て、乾燥させることでもよい。
以下に、前記ハイドロキシアパタイト懸濁液を得る方法を説明する。酸化カルシウム懸濁液（被添加液）にリン酸溶液（添加液）を添加し又はリン酸溶液（被添加液）に酸化カルシウム懸濁液（添加液）を添加して、前記ハイドロキシアパタイト懸濁液を得る。
【００１２】
酸化カルシウム懸濁液
前記ハイドロキシアパタイト懸濁液を調製する際の出発物質として、酸化カルシウムを用いる。前記方法においては、酸化カルシウムを分散媒に添加して得られる懸濁液の状態で使用する。
酸化カルシウム懸濁液を調製する際に使用する酸化カルシウムは、市販されている酸化カルシウムを用いることが出来る。酸化カルシウム懸濁液は、酸化カルシウムを分散媒に添加して得られる。酸化カルシウムの添加量は、例えば、分散媒１リットルに対して０．２〜９．０モル添加することが好ましく、１．０〜５．０モル添加することがより好ましく、１．５〜４．０モル添加することがさらに好ましい。添加量を前記範囲とすることにより、ハイドロキシアパタイト分散液のより良好な生産効率を達成できる。分散媒は、メタノール又はエタノール等のアルコール分散媒及び水から選択される分散媒を使用できる。生産効率及び作業上の安全性の観点から、分散媒として水を使用することがより好ましい。
【００１３】
リン酸溶液
前記ハイドロキシアパタイト懸濁液を得る方法で使用するリン酸溶液は、市販のリン酸をエタノール又はメタノール等のアルコール溶媒及び水から選択される溶媒に溶解させて調製できる。生産効率及び作業上の安全性の観点から、溶媒として水を使用することが好ましい。リン酸溶液の濃度は、ハイドロキシアパタイト懸濁液のより良好な生産効率を達成する観点から、例えば、０．５〜１０．０Ｍにすることが好ましく、１．０〜７．０Ｍにすることがより好ましく、２．０〜５．０Ｍにすることがさらに好ましい。
【００１４】
ハイドロキシアパタイト懸濁液の製造方法
前記ハイドロキシアパタイト分散液の製造方法は、前述の通り、酸化カルシウム懸濁液（被添加液）にリン酸溶液（添加液）を添加し又はリン酸溶液（被添加液）に酸化カルシウム懸濁液（添加液）を添加して、前記ハイドロキシアパタイト懸濁液を得る工程である。
添加液を被添加液に添加する際には、通常のいかなる添加方法も使用可能である。具体的な方法は、例えば、容器に被添加液を入れて、前記容器に滴下ロート等の器具を用いて添加液を滴下する方法が挙げられる。なお、酸化カルシウム懸濁液を添加液として使用する場合には、滴下ロート等に入れた酸化カルシウム懸濁液を攪拌しながら滴下することが好ましい。
【００１５】
添加液の添加速度は、例えば、被添加液中に含まれる酸化カルシウム又はリン酸１モルに対して、添加液中に含まれる酸化カルシウム又はリン酸換算で０．０１〜８．０モル／ｈであることが好ましく、０．０５〜５．０モル／ｈであることがより好ましく、０．１〜２．０モル／ｈであることがさらに好ましい。添加速度を前記数値範囲とすることで、ハイドロキシアパタイト以外のリン酸カルシウム化合物の生成をより抑制できる。
酸化カルシウム懸濁液中の酸化カルシウムの総量と、リン酸溶液中のリン酸の総量の比率は、例えば、モル比でカルシウムイオン：リン酸イオンが１０：６となるようにすることが好ましい。勿論、反応条件、目的とするアパタイトの構造（例えば、前記のような欠損型ハイドロキシアパタイト等）等によって、前記比率を変更することも可能である。前記モル比率の調整は、添加液及び被添加液の濃度及び量を調整することにより調整できる。
また、前記のような欠損型ハイドロキシアパタイト又は置換型ハイドロキシアパタイト等を得ることを目的として、被添加液及び／又は添加液に対して添加剤等を加えても良い。
【００１６】
添加する際の温度条件は、例えば、添加液及び被添加液の温度を５〜９０℃の範囲とすることが好ましく、１５〜６０℃の範囲とすることがより好ましく、２０〜４０℃の範囲とすることがさらに好ましい。添加液及び被添加液の温度を前記範囲とすることにより、ハイドロキシアパタイトの結晶化を可能な限り抑制し、かつハイドロキシアパタイトを得るための反応をよりスムーズに進行させるという効果が得られる。
被添加液を攪拌しながら添加液を添加することも可能である。
【００１７】
前記製造方法で得られたハイドロキシアパタイト懸濁液は、Ｘ線構造解析において、２θが３１．５００〜３２．５００°に現れるピークの結晶子サイズが１０〜２００Å、好ましくは３０〜１５０Å、より好ましくは５０〜１２０Åのハイドロキシアパタイトを含んでいる。結晶子サイズが前記範囲内にあるハイドロキシアパタイトを含むことにより、前記微小繊維片と当該ハイドロキシアパタイトとの分散液を攪拌した場合、ハイドロキシアパタイト分散液に含まれたハイドロキシアパタイトがより強固に繊維表面に付着する。なお、結晶子サイズとは、結晶粒の大きさを表し、結晶性を表す目安となる数値である。結晶子サイズの数値が大きいほど、測定対象である物質の結晶性が高いことを意味する。結晶子サイズが前記範囲にあるハイドロキシアパタイトは、結晶化していない（非結晶型）ハイドロキシアパタイトのみ又は非結晶型ハイドロキシアパタイトと結晶化の程度が低い（低結晶型）ハイドロキシアパタイトとが混合されたものを意味する。ここで、「非結晶型ハイドロキシアパタイト」とは、Ｘ線解析によって、図１のようなチャートが得られる物質を意味する。また、また、本開示における「低結晶型ハイドロキシアパタイト」とは、Ｘ線解析によって得られるチャートが、結晶型ハイドロキシアパタイトのX線解析によって得られるチャートと比較してピークの分離の程度が比較的低い物質である。
【００１８】
非結晶型ハイドロキシアパタイト及び低結晶型ハイドロキシアパタイトは、その結晶性の低さから、若干の粘着性を有している。非結晶型ハイドロキシアパタイトや低結晶型ハイドロキシアパタイトは、前記担体の表面に対して及びハイドロキシアパタイト同士で接着しやすい。従って、前記ハイドロキシアパタイト懸濁液を用いることにより、樹脂等の接着剤を用いることなく、担体の表面に付着したハイドロキシアパタイトの粒子及び／又は皮膜を形成できる。このようなハイドロキシアパタイトの粒子及び／又は皮膜は、樹脂によってその表面が被覆されることがないため、ハイドロキシアパタイトの有する吸着性能が著しく損なわれない。
【００１９】
尚、非結晶型ハイドロキシアパタイトは、時間の経過と共に徐々に結晶化する傾向があるため、製造直後は非結晶型ハイドロキシアパタイトのみからなる懸濁液及びそれを用いて得られる分散液中のハイドロキシアパタイトが、時間の経過と共に非結晶型ハイドロキシアパタイトと低結晶型ハイドロキシアパタイトとの混合物になることがある。結晶子サイズは、例えば、株式会社リガク社製のＸ線解析装置  型番：ＲＩＮＴ２２００Ｖ/ＰＣにより測定できる。
前記ハイドロキシアパタイト懸濁液の分散媒は、ハイドロキシアパタイトを溶解しない分散媒であることを条件として、いかなる分散媒でも良い。しかしながら、分散媒は、メタノール又はエタノール等のアルコール分散媒及び水から選択される分散媒、特に安全性の観点から、分散媒として水であることが好ましい。
【００２０】
前記ハイドロキシアパタイト懸濁液に含まれるハイドロキシアパタイトの量は、例えば、前記ハイドロキシアパタイト懸濁液１リットル当たり、０．０１〜０．８モルであることが好ましく、０．０３〜０．５モルであることがさらに好ましく、０．０５〜０．２５モルであることがさらに好ましい。前記ハイドロキシアパタイト懸濁液に含まれるハイドロキシアパタイトの量を前記範囲とすることにより、より適切な量の非結晶型ハイドロキシアパタイト及び／又は低結晶型ハイドロキシアパタイトを担体の表面に接着でき、担体表面からの非結晶型ハイドロキシアパタイト及び／又は低結晶型ハイドロキシアパタイトの脱落をより抑制できる。前記ハイドロキシアパタイト懸濁液中におけるハイドロキシアパタイトの量は、酸化カルシウム懸濁液中の酸化カルシウムの量、リン酸溶液中のリン酸濃度並びに酸化カルシウム懸濁液及びリン酸溶液の量を調整することにより、調整できる。また、前記方法により得られたハイドロキシアパタイト懸濁液を、水等の分散媒を用いて希釈し又は分散媒を蒸発させて濃縮することにより、上記範囲に調整することも可能である。
【００２１】
［分散媒］
本発明において、担体及びハイドロキシアパタイトを分散させるための分散媒は、担体及びハイドロキシアパタイトを分散させることのできる分散媒をいずれも使用することができる。ハイドロキシアパタイトや担体を溶解させないものが好ましい。分散媒としては、例えば、上記ハイドロキシアパタイト懸濁液で使用可能な分散媒として挙げられた水、エタノール、メタノール等のアルコール分散媒が挙げられる。
【００２２】
［分散液］
本発明で用いられる分散液は、前述したハイドロキシアパタイトと前述した担体が分散媒中に分散されたものである。分散液中のハイドロキシアパタイトの含有量は、例えば、分散液１リットル当たり、０．０１〜０．８モルであることが好ましく、０．０３〜０．５モルであることがさらに好ましく、０．０５〜０．２５モルであることがさらに好ましい。
分散液中の担体の含有量は、例えば、分散媒１リットルに対して、好ましくは０．１〜５０ｇ、より好ましくは０．５〜３０ｇ、さらにより好ましくは１〜２０ｇである。
分散液は、ハイドロキシアパタイト粒子を担体に接着させるための樹脂等を含んでも良い。このような樹脂の例として、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂等が挙げられる。また、分散液は、さらに他の成分を含んでもよい。このような成分の例として、例えば、分散剤、消泡剤及び平滑剤等が挙げられる。
【００２３】
［分散工程］
本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法は、担体及びハイドロキシアパタイト、又は、ハイドロキシアパタイトが表面に付着した担体を分散媒に分散させて分散液を得る工程を有する。
分散方法は特に限定されず、一般的に液体を攪拌するためのいかなる機器も使用できる。このような機器の具体的な例として、ディスパー、ホモジナイザー及びミルミキサー等があげられる。ただし、分散液中におけるハイドロキシアパタイト粒子と前記微小繊維片とを、より均一に且つ効率よく混合させ、前記微小繊維片の表面にハイドロキシアパタイトの粒子及び／又は皮膜を付与しやするさせるため、ホモジナイザーを攪拌手段として用いることがより好ましい。攪拌に要する時間は、分散液に含まれるハイドロキシアパタイト粒子及び微小繊維片の量、ハイドロキシアパタイトの種類、繊維片の素材、攪拌手段等により適宜変わり得る。例えば、ホモジナイザーによる処理時間は、例えば、好ましくは５〜１８０分、より好ましくは１０〜９０分、さらに好ましくは１０〜６０分である。攪拌の速度は、例えば、１０ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍ、好ましくは１００ｒｐｍ〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは、１００〜５００ｒｐｍである。
【００２４】
［乾燥工程］
本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体の製造方法は、前記分散液を乾燥させる工程を有する。乾燥工程は、分散液中の分散媒を蒸発させて除去し、多孔性支持体を得る工程である。乾燥方法は特に限定されないが、真空乾燥、真空凍結乾燥が好ましい。真空乾燥は、東京理化器械製システム  ＦＤＵ１２００などの市販の真空乾燥装置を用いて行う。真空凍結乾燥の場合は、液体窒素などで冷却しながら真空乾燥装置を用いて乾燥を行う。乾燥時間は、ハイドロキシアパタイトや担体の量によって適宜調整すればよい。
【００２５】
［ハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体］
本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体は、担体と、ハイドロキシアパタイトとを含む分散液を乾燥させて得られるハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体である。換言すれば前記分散液が乾燥されてなるハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体、または前記分散液の脱液物であるハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体である。担体とハイドロキシアパタイトとを含む分散液は、上記担体と上記ハイドロキシアパタイトを分散媒に分散させて得られる分散液である。
図１〜図４から明らかなように、本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体は、担体が構成する微細な３次元ネットワーク構造の表面に、ハイドロキシアパタイト由来の微粒子が付着した構造を有する。本発明の発明者らが知る限りこのような構造を有するハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体はこれまで報告されていない。
本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体は、表面積が大きく、複雑な３次元微細構造を有するうえに、ハイドロキシアパタイトが表面に付着していることから、物質の吸着力が高い。また、３次元微細構造に細胞等が入り込むことで、細胞足場や骨再生材料等として好適である。
【００２６】
［焼成］
本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体は焼成することでさらに有用な材料となる。焼成条件は、好ましくは、１００〜２０００℃、より好ましくは、３００〜１５００℃、さらに好ましくは、５００〜１５００℃である。焼成は、ロータリーキルンなどの公知の装置を用いて行うことができる。本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体を焼成してなる焼成体は、物質の吸着性や多孔質性の点で優れており、多くの細胞を含むことができ、また、本来の生体に近い細胞の生育環境を提供することができること、及び、生体親和性が高いことから、細胞足場や骨再生材料に好適である。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例により本開示の内容をさらに詳しく説明する。実施例により、本開示の範囲が限定されないことは言うまでもない。
【００２８】
［実施例１］
１．使用した材料
担体：第一工業製薬社製  レオクリスタ  Ｃ−２ＳＰ（セルロースナノファイバー濃度２％の懸濁液）
ハイドロキシアパタイト：卵殻由来ハイドロキシアパタイト（２０ｗ／ｗ％）
【００２９】
２．ハイドロキシアパタイトを分散して分散液を得る工程
（１）レオクリスタ  ２５０ｇをに水を加え、８００ｇにしたものをビーズミル（ビーズミル：日陶化学株式会社  卓上型ポットミル回転台  ＡＮＺ−５１Ｄ、ビーズ：ジルコニアビーズ８ｍｍ）で攪拌した。攪拌条件は、３００ｒｐｍ  ５時間であった。
（２）その後、ハイドロキシアパタイト（水に分散させたもの。濃度は２０ｗ／ｗ％）２５ｇに水を加え２００ｇにしたものを（１）に加え、ビーズミルで攪拌した。攪拌条件は、３００ｒｐｍ  １０時間であった。
【００３０】
３．乾燥工程
（３）上記攪拌後の分散液を真空乾燥機（東京理化器械製システム  ＦＤＵ１２００）にかけて２０時間真空凍結乾燥を行った。その結果、白色の多孔性支持体が得られた。
【００３１】
［比較例１］
実施例１と同様にしてレオクリスタを水に加えて攪拌した後に、ハイドロキシアパタイト懸濁液を加えずに凍結乾燥を行った。
【００３２】
得られた乾燥多孔性支持体を走査型電子顕微鏡にて観察を行った。撮影した電子顕微鏡写真を図１〜図６に示す。
【００３３】
図１〜図４（実施例１の写真）と、図５〜図６の写真（比較例１の写真）との比較から明らかなように、ハイドロキシアパタイトとセルロースナノファイバーからなる担体を含む分散液を凍結乾燥させてなる本発明のハイドロキシアパタイト含有多孔性支持体は、複雑な３次元ネットワークの表面に微粒子が付着している特異な構造が観察された。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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