(57)【要約】  本発明は、生分解性複合材料及びその製造方法に関する。本発明による生分解性複合材料は好ましくは、再生医療分野において、とりわけ骨再生用の一時的な骨欠損充填剤として使用することができる骨再建材料である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料であって、該複合材料が少なくとも、無機成分（ａ）と、無機成分（ｂ）と、少なくとも１つの有機成分（ｃ）とを含有し、前記無機成分（ａ）が顆粒状材料であり、各顆粒が、該顆粒の体積に対して３０体積％〜４０体積％の顆粒内多孔度を有し、前記無機成分（ｂ）が顆粒状材料であり、各顆粒が、該顆粒の体積に対して６０体積％〜７０体積％の顆粒内多孔度を有し、前記無機成分（ａ）の密度と前記無機成分（ｂ）の密度とが異なることを特徴とする、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料。
【請求項２】
前記無機成分（ａ）が、前記複合材料に対して２重量％〜２０重量％の量で存在し、前記無機成分（ｂ）が、前記複合材料に対して６０重量％〜７８重量％の量で存在し、前記有機成分（ｃ）が、前記複合材料に対して１０重量％〜２０重量％の量で存在するが、但し、前記複合材料中に含まれるこれらの成分の量が１００重量％以下であるものとすることを特徴とする、請求項１に記載の生分解性複合材料。
【請求項３】
前記無機成分（ａ）の嵩密度がおよそ０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３であり、前記無機成分（ｂ）の嵩密度がおよそ０．５ｇ／ｃｍ３〜０．９ｇ／ｃｍ３であるが、但し前記無機成分（ｂ）の嵩密度が前記無機成分（ａ）のものよりも小さく、密度の差が少なくとも０．１ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の生分解性複合材料。
【請求項４】
無機成分（ｄ）を更に含有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項５】
前記無機成分（ａ）が、前記複合材料に対して２重量％〜２０重量％の量で存在し、前記無機成分（ｂ）が、前記複合材料に対して６０重量％〜７８重量％の量で存在し、前記無機成分（ｄ）が、前記複合材料に対して０．１重量％〜２８重量％の量で存在し、前記有機成分（ｃ）が、前記複合材料に対して１０重量％〜２０重量％の量で存在するが、但し、前記複合材料中に含まれるこれらの成分の総量が１００重量％以下であるものとすることを特徴とする、請求項４に記載の生分解性複合材料。
【請求項６】
前記無機成分（ａ）及び／又は前記無機成分（ｂ）及び／又は存在する場合、前記無機成分（ｄ）が、ミクロポア及び／又はメソポア及び／又はマクロポアを含有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項７】
前記ミクロポア、メソポア及び／又はマクロポアが相互連結することを特徴とする、請求項６に記載の生分解性複合材料。
【請求項８】
前記ミクロポアが、離散的なメソポア及びマクロポアが均質に分布するように導入されている、相互連結する網目構造を形成することを特徴とする、請求項６又は７に記載の生分解性複合材料。
【請求項９】
前記無機成分（ａ）、前記無機成分（ｂ）及び存在する場合、前記無機成分（ｄ）が、生物活性で多角形の丸みのある粒子を含有する顆粒状材料であり、該粒子が、リン酸カルシウム、及び／又はナトリウムを含有する及び／又はカリウムを含有する及び／又はカルシウムを含有する及び／又はケイ酸塩を含有する、酸性及び／又は中性及び／又はアルカリ性のバイオガラス、ガラスセラミック、又はそれらの混合物からなることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１０】
前記無機成分（ａ）及び／又は前記無機成分（ｂ）及び／又は存在する場合、前記無機成分（ｄ）が、生物活性で多角形の丸みのある粒子を含有する顆粒状材料であり、該粒子が、リン酸カルシウム結晶格子の結晶構造を何ら変化させることなく、リン酸カルシウムに対して０重量％〜２５重量％のケイ酸ガラス添加剤を有するリン酸カルシウムからなり、該リン酸カルシウムが、β−リン酸三カルシウム、又は０重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウム、リン酸一カルシウム一水和物、無水リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム二水和物、無水リン酸二カルシウム、リン酸四カルシウム、ウイトロカイト、リン酸八カルシウム、ヒドロキシアパタイト、オキシアパタイト、Ａ型炭酸アパタイト、Ｂ型炭酸アパタイト、カルシウム欠乏ヒドロキシアパタイト、非晶質リン酸カルシウム、非晶質炭酸含有リン酸カルシウム、アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック、又はそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１１】
前記無機成分（ａ）が、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料であり、前記無機成分（ｂ）が、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料であり、存在する場合、前記無機成分（ｄ）が、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子と、前記無機成分（ａ）又は前記無機成分（ｂ）の多孔度に基づきおよそ５０体積％〜６０体積％という全多孔度とを有する顆粒状材料であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１２】
前記無機成分（ａ）が、１５０μｍ〜５００μｍのサイズ及び０．９ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の密度の粒子を有する顆粒状材料であり、前記無機成分（ｂ）が、１０００μｍ〜４０００μｍのサイズ及び０．６ｇ／ｃｍ３〜０．８ｇ／ｃｍ３の密度の粒子を有する顆粒状材料であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１３】
前記無機成分（ａ）、前記無機成分（ｂ）及び存在する場合、前記無機成分（ｄ）が、一次粒子が少なくとも１０μｍのｄ５０値を有する顆粒状材料であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１４】
前記無機成分（ａ）、前記無機成分（ｂ）及び存在する場合、前記無機成分（ｄ）が、いずれの場合にも、β−リン酸三カルシウムに対して０重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成される顆粒状材料、又は（アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミックに対して）１重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有するアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミックで構成される顆粒状材料であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの有機成分（ｃ）が、ゼラチン、コラーゲン、グリコサミノグリカン、ヒアルロナン、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒアルロン酸カルシウム、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、デキストラン、ヒドロキシエチルデンプン、アルギン酸塩、ポリエチレングリコール、アルブミン、キトサン、有機的に加工されたか若しくは脱灰された同種骨若しくは異種骨、合成ポリペプチド、副甲状腺ホルモン、骨形成タンパク質、又はそれらの組合せから選択されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１６】
前記コラーゲンが天然コラーゲン及び／又は再生コラーゲンであることを特徴とする、請求項１５に記載の生分解性複合材料。
【請求項１７】
前記コラーゲンが、動物由来、又はブタ若しくはウシ由来のものであることを特徴とする、請求項１５に記載の生分解性複合材料。
【請求項１８】
前記コラーゲンが、Ｉ型コラーゲン、ＩＩ型コラーゲン若しくはＩＩＩ型コラーゲン、又はそれらの組合せであることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項１９】
前記骨形成タンパク質が、ＯＰ−１、ＯＰ−２、ＯＰ−３、ＢＭＰ２、ＢＭＰ３、ＢＭＰ４、ＢＭＰ５、ＢＭＰ６、ＢＭＰ９、ＢＭＰ１０、ＢＭＰ１１、ＢＭＰ１２、ＢＭＰ１４、ＢＭＰ１５、ＢＭＰ１６、ＩＧＦ、ＴＧＦ、ＰＤＧＦ、ＧＤＦ１、ＧＤＦ３、ＧＤＦ５、ＧＤＦ６、ＧＤＦ７、ＧＤＦ８、ＧＤＦ９、ＧＤＦ１０、ＧＤＦ１１、又はそれらの組合せから選択されることを特徴とする、請求項１５に記載の生分解性複合材料。
【請求項２０】
前記有機成分（ｃ）が、前記無機成分（ａ）、前記無機成分（ｂ）及び存在する場合、前記無機成分（ｄ）を封入し、及び／又は、前記無機成分（ａ）、前記無機成分（ｂ）及び存在する場合、前記無機成分（ｄ）の孔中に入り、これらの孔を塞ぐことを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２１】
前記有機成分（ｃ）と前記無機成分（ａ）、前記無機成分（ｂ）及び存在する場合、前記無機成分（ｄ）とが架橋していることを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２２】
添加剤として、前記複合材料の孔中及び／又は表面上に、（ｉ）改質セルロース、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、デキストラン、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、又はそれらの組合せから選択されるヒドロゲル形成物質の水溶液、及び／又は（ｉｉ）少なくとも１つの抗菌物質、創傷治癒促進物質、骨成長促進物質、及び／又は凝固阻害物質を含む更なる成分を含有することを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２３】
前記複合材料の密度が、０．１ｇ／ｃｍ３〜２ｇ／ｃｍ３、又は０．２ｇ／ｃｍ３〜０．４ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２４】
前記複合材料の比表面積が、０．１ｍ２／ｇ〜２ｍ２／ｇ、又は０．２ｍ２／ｇ〜０．４ｍ２／ｇであることを特徴とする、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２５】
前記複合材料の密度と比表面積との比率が、０．１〜３、又は０．５〜０．７若しくは１．５〜２．０であることを特徴とする、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２６】
前記複合材料の燃焼分析に従い、密度と体積収縮との比率が、０．１〜１．０、又は０．２〜０．３若しくは０．５〜０．７であることを特徴とする、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２７】
標準的な幾何学形状、若しくは矩形、平行六面体、円柱形若しくは立方体の形状で、又は骨欠損形状、若しくは寛骨臼の中空形状若しくは抜歯窩の円錐形状で存在することを特徴とする、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２８】
無菌状態にあることを特徴とする、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項２９】
連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料であって、
（ｉ）少なくとも１つの有機成分（ｃ）を含水溶液に添加することであって、懸濁液を形成することと、
（ｉｉ）（ｉ）による前記懸濁液に、無機成分（ａ）として、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズ及び０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の嵩密度の粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｂ）として、１５０μｍ〜５００μｍのサイズ及び０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の嵩密度の粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｄ）として、１５０μｍ〜５００μｍのサイズ及び０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の嵩密度の粒子を有する顆粒状材料と、任意に架橋剤とを添加するとともに、これらの成分を混合することであって、溶液を形成することと、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）による前記溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させることであって、前記複合材料を形成することと、
によって製造することができる、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料。
【請求項３０】
工程（ｉｉ）において、架橋剤として酢酸を使用することを特徴とする、請求項２９に記載の生分解性複合材料。
【請求項３１】
（ｉｉ）における前記無機成分（ａ）、前記無機成分（ｂ）及び前記無機成分（ｄ）が、いずれの場合にも、純相β−リン酸三カルシウムであることを特徴とする、請求項２９又は３０に記載の生分解性複合材料。
【請求項３２】
（ｉ）における前記有機成分（ｃ）が、ブタコラーゲン、又はブタ１型コラーゲン若しくはブタ３型コラーゲン、又はそれらの混合物であることを特徴とする、請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の生分解性複合材料。
【請求項３３】
連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料であって、
（ｉ）ブタコラーゲンを含水溶液に添加することであって、懸濁液を形成することと、
（ｉｉ）（ｉ）による前記懸濁液に、無機成分（ａ）として、β−リン酸三カルシウムに対して２重量％〜１０重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成され、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｂ）として、β−リン酸三カルシウムに対して２重量％〜１０重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成され、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、架橋剤として酢酸とを添加するとともに、これらの成分を混合することであって、溶液を形成することと、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）による前記溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させることであって、前記複合材料を形成することと、
によって製造することができる、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料。
【請求項３４】
連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料であって、
（ｉ）ブタコラーゲンを含水溶液に添加することであって、懸濁液を形成することと、
（ｉｉ）（ｉ）による前記懸濁液に、無機成分（ａ）として、（アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤に対して）１重量％〜５重量％のケイ素でドープされるアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤で構成され、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｂ）として、（アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤に対して）１重量％〜５重量％のケイ素でドープされるアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤で構成され、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、架橋剤として酢酸とを添加するとともに、これらの成分を混合することであって、溶液を形成することと、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）による前記溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させることであって、前記複合材料を形成することと、
によって製造することができる、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料。
【請求項３５】
請求項１〜２８のいずれか一項に記載の複合材料を製造する方法であって、
（Ｓ１）少なくとも１つの有機成分（ｃ）を含水溶液に添加する工程であって、懸濁液を形成する工程と、
（Ｓ２）工程（Ｓ１）による懸濁液に、無機成分（ａ）と、無機成分（ｂ）と、存在する場合、無機成分（ｄ）と、任意に架橋剤とを添加するとともに、これらの成分を混合する工程であって、溶液を形成する工程と、
（Ｓ３）工程（Ｓ２）による前記溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させる工程であって、前記複合材料を形成する工程と、
を含む、方法。
【請求項３６】
工程（Ｓ３）において、凍結乾燥後に更に、前記複合材料を８０℃〜１２０℃で０．２５時間〜４８時間熱処理にかけることを特徴とする、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
架橋剤として、有機酸又は、有機酸の水溶液若しくはアルコール溶液を、工程（Ｓ１）による前記懸濁液に添加する、又は
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、又は、又は、メタン酸（ギ酸）、エタン酸（酢酸）、プロパン酸（プロピオン酸）、ブタン酸（酪酸）、ｎ−ブチル酸、イソブチル酸、ペンタン酸（吉草酸）、ｎ−吉草酸、イソ吉草酸、２−メチル酪酸、ピバル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、ヒドロキシ酢酸（グリコール酸）、ヒドロキシプロピオン酸（乳酸）、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸及びそれらのラセミ体、β−ヒドロキシプロピオン酸、α−ヒドロキシ吉草酸、β−ヒドロキシ吉草酸、γ−ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシマロン酸（タルトロン酸）、Ｄ−ヒドロキシコハク酸（リンゴ酸）、Ｌ−ヒドロキシコハク酸及びそれらのラセミ体、鏡像異性的に純粋なジヒドロキシコハク酸（酒石酸）及びそれらのラセミ体（ラセミ酸）、プロペン酸（アクリル酸）、フマル酸、マレイン酸、クエン酸、メソシュウ酸、アセトンジカルボン酸、オキサロ酢酸、アコニット酸、トリカルバリル酸、アスコルビン酸、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ゲニピン、グルコース、フルクトース、マルトース、デキストロース、サッカロース、又はそれらの組合せの水溶液若しくはアルコール溶液を、工程（Ｓ１）による前記懸濁液に添加することを特徴とする、請求項３５又は３６に記載の方法。
【請求項３８】
工程（Ｓ２）による前記溶液を、ガスの導入によって又は機械的操作によって発泡させ、発泡溶液を用いて工程（３）を行い、凍結乾燥又は熱処理の前後いずれかに前記複合材料の成形を行うことを特徴とする、請求項２９〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性複合材料及びその製造方法に関する。本発明による生分解性複合材料は好ましくは、再生医療分野において、とりわけ骨再生用の一時的な骨欠損充填剤として使用することができる骨再建材料である。
【背景技術】
【０００２】
骨欠損（Bone defects）及びその処置は長い間知られてきた。例えば、骨欠損は、外傷性事象（骨折）の場合に生じるおそれがある。加えて、骨欠損は、疾患、例えば腫瘍、骨粗しょう症により起こる骨溶解、又は歯槽堤萎縮症の場合等の負荷の欠乏によってももたらされるおそれがある。それらのいずれの場合にも、再生手段によって処置する必要がある骨の欠損（osseous defects）が存在する。
【０００３】
移植に適する内因性（自己）骨のリザーバはごく限られている。別の位置における再建用の骨の切除は、腸骨稜領域、顎若しくは顎角、脛骨の頭において、又は肋骨若しくは腓骨の切除によって行われる可能性がある。限定される適用区域に加えて、自己骨の切除は、骨の切除のための更なる手術、及び結果として起こる切除位置における不快感等の、患者にとって著しいリスクを伴う。
【０００４】
自己骨の切除に加えて、ヒトのドナーからのドナーの骨（同種骨、同種移植片）について言及する。このような骨は、骨からあらゆるアレルギー性の異物を除去するために、面倒な化学的方法を用いて処理される。拒絶反応のリスクに加えて、ドナーの年齢及び生活様式に応じた骨塩の差異についても考慮すべきであり、絶対的に再現可能な調製方法後であっても再現可能な治療結果が保証されない。これは、刊行物である非特許文献１に記載されている。
【０００５】
自己骨を置換する更なる可能な方法として、あらゆる有機材料を除去するような方法で哺乳類の骨を処理する様々な試みが為されてきた。これらの場合にも、免疫反応の残存リスク、及びそれと同時に、疾患が種の壁を越える可能性が依然として存在する。今日では、いわゆる異種骨置換材料の場合におけるこのようなリスクを最低限に抑えるために、高度に複雑な技術が使用されている。
【０００６】
上述のリスクに加えて、生物由来の多くの材料はＸ線不透過性に関する問題も有しているため、治療者は、Ｘ線画像において骨移植片を健康な骨環境と識別するのに大変な困難を感じる場合があり、したがって必ずしも、欠損の充填が成功し完了したことを満足のいくように確認すること、及び治癒の進行をモニタリングすることができるとは限らない。それ故、特許文献１は、放射線不透過性マーカーを備える、脱灰骨片及び部分的に脱灰された骨片からなる骨移植片を提案している。
【０００７】
代替的な生体材料の開発は、代謝並びに自然な骨再建プロセス及び骨分解プロセスの知識を必要とする。骨は絶えず骨芽細胞によって形成され、破骨細胞によって再吸収される。生体材料の分解は、細胞吸収及び加水分解（hydrolytic degradation）によって起きる。
【０００８】
隣接細胞に影響を及ぼす、哺乳類細胞によって分泌されるシグナルタンパク質は、１９６０年代に特定された（非特許文献２）。シグナルタンパク質は、骨を誘起するように作用する、すなわち、骨の成長を誘起することができる。これらのいわゆる骨形成タンパク質（ＢＭＰ）及び様々な成長因子、例えば、形質転換成長因子β（ＴＧＦ−β）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）及び他のサイトカインは、骨の成長を大いに促進させる。哺乳類の骨又は他の身体部分からそれらが抽出されないように、組換え生物工学を用いてこれらのタンパク質を産出しようとする努力が為されている。材料を徐放させるために、サイトカインが上部又は内部に固定化されたマトリックスが提案されている。このようなマトリックスは、例えば、骨再建材料、バイオセラミック、有機ポリマー、またコラーゲン又はゼラチンであり得る。
【０００９】
自己骨、ドナーの骨又は異種骨の使用に関連する上述の複数の問題の結果として、自然骨材料の使用に取って代わるか又はそれを補うことができる合成生体材料形態の代替物の研究が早期に始まっている。
【００１０】
合成生体材料の場合、骨置換材料と骨再建材料とで区別される。骨置換材料は、吸収性でないか又はごく僅かしか吸収性でなく、治癒が完了した時点で、欠損部に骨／骨置換材料構成体を形成する。対照的に、骨再建材料は、完全に吸収性であり、一定時間経過後に内因性の局所的な骨によって置換される。合成骨置換材料又は骨再建材料は、例えば、焼結したか又は溶液から析出したリン酸カルシウム、例えばヒドロキシアパタイト（ＨＡ、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２）若しくはβ−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ、Ｃａ３（ＰＯ４）２）；バイオセラミック、例えばバイオガラス若しくはガラスセラミック；又は、生分解性プラスチックからなる。典型的な骨置換材料は、例えば、ＨＡ又はチタンからなる。典型的な骨再建材料は、β−ＴＣＰ、バイオガラス、吸収性ガラスセラミック、又はポリエステル等の生分解性プラスチックからなる。
【００１１】
骨再建媒体の再生能力は、かなりの程度まで、その多孔度の特異的なモルフォロジによって求められる。孔及び空隙は、血液及び体液の浸透にとって、細胞に栄養分を供給するのに、また材料の崩壊／分解にとって重要である。相互連結するミクロポア網目構造は主に材料の生体適合性を確実なものとするが、１００μｍ〜５００μｍのサイズ範囲の相互連結するマクロポアは主に材料を介しての骨の成長を促進させる。複合材料及び細粒体の両方において、骨の内部成長挙動との関係が記載される場合、顆粒間の空間も同様に孔と認識されるものとする。
【００１２】
粒径及び粒子のモルフォロジも、骨再建媒体の再生能力にとって極めて重要なものである。小さい粒子は、炎症、無菌性炎症反応をもたらす。例えば、とりわけ人工関節の接合面の摩耗が、巨大な異物清掃細胞（マクロファージ）による粒子の食作用性除去によって引き起こされる炎症反応をもたらすことが長い間知られている。食作用として知られるこのプロセスは、簡単に言えばマクロファージによる又はその中への粒子の組込み及びその後の粒子の除去と説明することができる。マクロファゴサイトーシス（Macrophagocytosis）は数ある研究の主題である。GONZALEZ他（非特許文献３）は、食作用性粒子（０．３２５μｍ及び５．５μｍ）及び非食作用性粒子（２００μｍ）を報告している。PETERS他は、β−リン酸三カルシウムで構成される生体材料に関して、食作用現象を回避するために、平均粒径が７μｍ〜１０μｍ以上の範囲にあるべきであると記している（非特許文献４）。
【００１３】
骨再建媒体の更に重要な特性は、例えば、生体適合性、安全性、とりわけ機械強度、吸収性、全多孔度、骨欠損に対する適応性、及び主治医にとっての取扱い易さである。
【００１４】
生体適合性は、ヒト組織との合成材料の適合性を決定するため、骨再建媒体の基本要件である。多数の因子が生体適合性の役割を担う。例えば、骨再建媒体の表面の性質は、全体設計（例えば、粒径、粒子モルフォロジ、全多孔度、並びに、顆粒間多孔度及び顆粒内多孔度のモルフォロジ、すなわち、骨再建媒体の個々の顆粒状粒子内及び顆粒状粒子間の孔径分布及び孔の相互連結）、並びに、化学組成と同じくらい生体適合性にとって重要である。内因性防御細胞は該材料を異物として特定しないように、骨再建媒体が、物理的特徴及び化学的特徴の観点から、置換される骨組織に適合することが極めて重要である。しかしながら、骨再建媒体は、結局は内因性成分でないため、常に異物のように振る舞うと考えられる。
【００１５】
生体適合性を増大させるために、例えば、骨が、約３０％の１型コラーゲンと、７０％のカルシウム欠乏炭酸アパタイトとからなることを前提として、骨類似物を得ることが可能であることから、合成生体材料にコラーゲンを添加することが提案されている。コラーゲンは、生体適合性であり、骨形成細胞（骨芽細胞）の接着に好ましいマトリックスを形成する。１型コラーゲンは、最も一般的な改質剤であり、再生医療分野及び組織工学において一般に用いられるものである。コラーゲンは、ヒト及び動物の組織、例えば、皮膚又は腱から抽出することができる。コラーゲンとリン酸カルシウムとで構成される有機無機複合体は、ｉｎ  ｖｉｔｒｏ石灰化によって、又は従来の混合及び凍結乾燥プロセスによって得ることができる。
【００１６】
例えば、ヒドロキシアパタイトを含む複合体内のコラーゲンが記載されている（非特許文献５）。複合体の表面は、骨芽細胞特異的なインテグリンと基材表面との相互作用にプラスの効果を有するＡｒｇ−Ｇｌｙ−Ａｓｐ（ＲＧＤ）タンパク質配列を有する。コラーゲンとヒドロキシアパタイトとで構成される複合材料、並びに様々な製造方法は、Wahl及びCzernuskaの刊行物にも記載されている（非特許文献６）。
【００１７】
機械強度を増大させるために、特許文献２は、ガラスセラミック、とりわけ、例えば化学組成Ｃａ２ＫＮａ（ＰＯ４）２を有するアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミックの使用を提案している。材料はケイ酸塩でドープされていてもよく、加えて、機械安定性の増大に加えて、生物活性の増大及び長い吸収時間を示す。
【００１８】
全体設計及び／又は化学組成の異なる、数ある更なる合成骨置換材料又は骨再建材料が知られている。例えば、骨置換材料又は骨再建材料は、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１、特許文献２２、特許文献２３、特許文献２４、特許文献２５、特許文献２６、特許文献２７、特許文献２８、特許文献２９、特許文献３０、特許文献３１、特許文献３２、特許文献３３、特許文献３４、特許文献３５、特許文献３６、特許文献３７、特許文献３８、及び特許文献３９に記載されている。
【００１９】
合成生体材料中における生物活性化合物の使用は既に提案されている。例えば、骨形成タンパク質、成長因子、抗生物質及び更なる生物活性化合物と併用される骨置換材料又は骨再建材料が、例えば、特許文献４０、特許文献４１、特許文献４２、特許文献４３、特許文献４４、特許文献４５、及び特許文献４６に記載されている。
【００２０】
既知の市販されている骨置換材料及び骨再建材料が多数あるにもかかわらず、整形外科分野における骨の欠損及び同様に口腔領域又は顎顔面領域における欠損の処置は、治療者に大きな課題を残す。この理由は、今まで、骨組織の物理的特徴及び化学的特徴に最適に適合すると同時に、所望の機械強度、吸収性、骨欠損に対する適応性、及び主治医にとっての取扱い易さを備える、利用可能な材料が存在しなかったからである。
【００２１】
これまでに知られている骨置換材料及び骨再建材料の欠点は、それらが往々にして所望特性の１つのみに最適化されていることである。例えば、良好な機械強度を有する骨置換材料及び骨再建材料の場合、吸収性、骨欠損に対する適応性、及び主治医にとっての取扱い易さが一般的に制限される。
【００２２】
既知の骨置換材料及び骨再建材料の更なる問題はそれらの低Ｘ線不透過性であり、その結果、処置の成功をモニタリングすることができない。
【００２３】
また、これまでに知られている骨置換材料及び骨再建材料の孔のモルフォロジ及び粒径は問題を引き起こすおそれがある。例えば、過度に長く紆曲した孔を有する骨置換材料及び骨再建材料を介しても骨が完全には成長しない可能性がある。例えばPALMによって記載されているように、過度に長い相互連結するマクロポア系も、微生物がマクロポア系の閉端部に留まり、抗生物質による全身処置を免れるリスクを抱えている（非特許文献７）。さらに、小さ過ぎるか、又は吸収中若しくは摩耗の結果として小さい粒子へと崩壊する粒子を有する骨置換材料及び骨再建材料は、炎症反応を引き起こすおそれがある。非内因性組織である骨置換材料及び骨再建材料が常に異物のように振る舞うため、炎症、無菌性炎症反応の発現は依然として、骨置換材料及び骨再建材料を使用する場合に観察される共通の問題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】欧州特許第０９３２３７３号
【特許文献２】欧州特許第１４１３３２１号
【特許文献３】欧州特許出願公開第０２６７６２４号
【特許文献４】独国実用新案第２９９２２５８５号
【特許文献５】独国特許第３７１７８１８号
【特許文献６】国際公開第２００４／１１２８５５号
【特許文献７】欧州特許第１４１３３２３号
【特許文献８】欧州特許第０９４１１３０号
【特許文献９】国際公開第２００９／００４４５号
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００３／００９２３５号
【特許文献１１】欧州特許第０１６４４８３号
【特許文献１２】米国特許第４，７９５，４６７号
【特許文献１３】欧州特許第０２４３１７８号
【特許文献１４】欧州特許第０９８４７４５号
【特許文献１５】独国特許出願公開第３４１４９２４号
【特許文献１６】独国特許出願公開第４２２２７６３号
【特許文献１７】独国特許第３７８４６４６号
【特許文献１８】米国特許第５，０７１，４３６号
【特許文献１９】欧州特許第０３０９２４１号
【特許文献２０】欧州特許第０３８６２５３号
【特許文献２１】欧州特許出願公開第１８９１９８４号
【特許文献２２】国際公開第９８／２２１５４号
【特許文献２３】欧州特許第１１５０７２６号
【特許文献２４】欧州特許第１２７００２５号
【特許文献２５】米国特許出願公開第２００５／０１５９８２０号
【特許文献２６】米国特許第７，１８９，２６３号
【特許文献２７】国際公開第０２／２２０４５号
【特許文献２８】独国特許出願公開第１０２００６０２６０００号
【特許文献２９】国際公開第０３／０２２３１９号
【特許文献３０】米国特許出願公開第２００８／０１８７５７１号
【特許文献３１】国際公開第２００６／０３１１９６号
【特許文献３２】米国特許第７，５４４，２１２号
【特許文献３３】国際公開第２００５／０５１４４７号
【特許文献３４】国際公開第２００６／０９５１５４号
【特許文献３５】米国特許出願公開第２００６／０１７２９１８号
【特許文献３６】国際公開第０３／０７１９９１号
【特許文献３７】独国特許出願公開第１０２００５０３４４２１号
【特許文献３８】米国特許出願公開第２００２／０１３３２３８号
【特許文献３９】欧州特許出願公開第０３０２８４７号
【特許文献４０】国際公開第８９／０９７８７号
【特許文献４１】国際公開第８９／０９７８８号
【特許文献４２】独国特許第６９４０３４３９号
【特許文献４３】国際公開第０２／０５１４４９号
【特許文献４４】国際公開第９６／３９２０２号
【特許文献４５】欧州特許第１３７２７４８号
【特許文献４６】欧州特許出願公開第１７１９５３１号
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】GRYNPAS, "Ageand disease-related changes in the mineral phase of bone", Calcif.Tissue Int. 1993, 53 (1): 57-64
【非特許文献２】Urist, Marshall R. (1965). "Bone: formation byautoinduction". Science 12:150 (698): 893-899
【非特許文献３】O. Gonzalez, R.L. Smith, S.B. Goodman, "Effect of size,concentration, surface area and volume of polymethylmethacrylate particles onhuman macrophages in vitro", Journal of Biomedical Materials Research 1996(30), 463-473
【非特許文献４】F. Peters, D. Reif, "Functional Materials for Bone Regenerationfrom Beta-Tricalcium Phosphate", Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 2004, 35 (4),203-207
【非特許文献５】Rodrigues et al., Characterization of a bovinecollagen-hydroxyapatite composite scaffold for bone tissue engineering,Biomaterials 24, 2003, 4987-4997
【非特許文献６】Collagen-Hydroxyapatite Composites for Hard Tissue Repair, EuropeanCells and Materials, 11, 2006, 43-56
【非特許文献７】Palm, F. "Cerasorb M - a new synthetic pure-phase β-TCP ceramic in oral andmaxillofacial surgery", Implants 2006, 3 (Sept)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明の目的は、従来技術に比して改善された特性、例えば、食作用の防止による異物反応の発現の低減、高いＸ線不透過性、並びに良好な取扱い易さ及び骨欠損に対する適応性を有する、新たな生分解性複合材料、とりわけ骨再建材料の提供である。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、改善された特性を有する生分解性複合材料、とりわけ骨再建材料に関する。
【００２８】
その目的のために、本発明は、少なくとも、無機成分（ａ）と、無機成分（ｂ）と、少なくとも１つの有機成分（ｃ）とを含有し、無機成分（ａ）の密度と無機成分（ｂ）の密度とが異なることを特徴とする、生分解性複合材料を提供する。
【００２９】
特に、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料であって、該複合材料が少なくとも、無機成分（ａ）と、無機成分（ｂ）と、少なくとも１つの有機成分（ｃ）とを含有し、無機成分（ａ）が顆粒状材料であり、各顆粒が、顆粒の体積に対して３０体積％〜４０体積％の顆粒内多孔度を有し、無機成分（ｂ）が顆粒状材料であり、各顆粒が、顆粒の体積に対して６０体積％〜７０体積％の顆粒内多孔度を有し、無機成分（ａ）の密度と無機成分（ｂ）の密度とが異なることを特徴とする、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の生分解性複合材料が提供される。
【００３０】
「生分解性」という用語は、複合材料が、患者の体内で細胞吸収及び／又は加水分解によって分解され得ることを意味する。
【００３１】
本明細書中で使用される場合、「無機成分」という用語は、骨置換材料又は骨再建材料として好適な生体適合性の無機材料を意味する。このような材料は、従来技術において知られており、例えば、バイオセラミック、とりわけリン酸カルシウムセラミック、ＳｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣａＯ及び／又はＰ２Ｏ５を含有するバイオガラス、ガラスセラミック、又はそれらの混合物が挙げられる。
【００３２】
本明細書中で使用される場合、「有機成分」という用語は、骨置換材料又は骨再建材料に使用することができる生体適合性の有機化合物又は生体適合性の有機材料を意味する。このような化合物又は材料は、従来技術において知られており、例えば、ポリエステル等の生分解性プラスチック、乳酸若しくはグリコール酸のポリマー、ゼラチン、コラーゲン、グリコサミノグリカン、ヒアルロナン、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒアルロン酸カルシウム、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、デキストラン、ヒドロキシエチルデンプン、アルギン酸塩、ポリエチレングリコール、アルブミン、キトサン、ポリペプチド、タンパク質及び抗生物質が挙げられる。
【００３３】
好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）が、複合材料に対して２重量％〜２０重量％の量で存在し、無機成分（ｂ）が、複合材料に対して６０重量％〜７８重量％の量で存在し、有機成分（ｃ）が、複合材料に対して１０重量％〜２０重量％の量で存在するが、但し、複合材料中に含まれるこれらの成分の総量が１００重量％以下であるものとすることを特徴とする。
【００３４】
生分解性複合材料は、無機成分（ａ）の密度がおよそ０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３であり、無機成分（ｂ）の密度がおよそ０．５ｇ／ｃｍ３〜０．９ｇ／ｃｍ３であるが、但し、無機成分（ｂ）の密度が無機成分（ａ）のものよりも小さく、密度の差が少なくとも０．１ｇ／ｃｍ３であることを更に特徴とすることができる。
【００３５】
生分解性複合材料は、無機成分（ａ）の嵩密度がおよそ０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３であり、無機成分（ｂ）の嵩密度がおよそ０．５ｇ／ｃｍ３〜０．９ｇ／ｃｍ３であるが、但し、無機成分（ｂ）の嵩密度が無機成分（ａ）のものよりも小さく、密度の差が少なくとも０．１ｇ／ｃｍ３であることを更に特徴とすることができる。
【００３６】
密度の差は、無機成分（ａ）の密度と無機成分（ｂ）の密度との差である（密度の差＝［無機成分（ａ）の密度］−［無機成分（ｂ）の密度］）。
【００３７】
生分解性複合材料は無機成分（ｄ）を更に含有していてもよい。好ましくは、このような複合材料は、無機成分（ａ）が、複合材料に対して２重量％〜２０重量％の量で存在し、無機成分（ｂ）が、複合材料に対して６０重量％〜７８重量％の量で存在し、無機成分（ｄ）が、複合材料に対して０．１重量％〜２８重量％の量で存在し、有機成分（ｃ）が、複合材料に対して１０重量％〜２０重量％の量で存在するが、但し、複合材料中に含まれるこれらの成分の総量が１００重量％以下であるものとすることを特徴とする。好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）及び／又は無機成分（ｂ）及び／又は存在する場合、無機成分（ｄ）が、ミクロポア及び／又はメソポア及び／又はマクロポアを含有することを特徴とすることができる。本発明によれば、１０μｍ未満の孔がミクロポアであり、１０μｍ〜５０μｍの孔がメソポアであり、５０μｍを超える孔がマクロポアである。好ましくは、ミクロポア、メソポア及び／又はマクロポアが相互連結していてもよい。より好ましくは、ミクロポアが、離散的なメソポア及びマクロポアが均質に分布するように導入されている、相互連結する網目構造を形成する。
【００３８】
より好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び／又は存在する場合、無機成分（ｄ）の多孔度が、いずれの場合にも、無機成分の全体積に対して２０体積％〜８５体積％であることを特徴とすることができる。
【００３９】
好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）が、生物活性で多角形の丸みのある粒子を含有する顆粒状材料であり、該粒子が、リン酸カルシウム、及び／又はナトリウムを含有する及び／又はカリウムを含有する及び／又はカルシウムを含有する及び／又はケイ酸塩を含有する、酸性及び／又は中性及び／又はアルカリ性のバイオガラス、ガラスセラミック、又はそれらの混合物からなることを更に特徴とすることができる。
【００４０】
好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）及び／又は無機成分（ｂ）及び／又は存在する場合、無機成分（ｄ）が、生物活性で多角形の丸みのある粒子を含有する顆粒状材料であり、該粒子が、リン酸カルシウム結晶格子の結晶構造を何ら変化させることなく、リン酸カルシウムに対して０重量％〜２５重量％のケイ酸ガラス添加剤を有するリン酸カルシウムからなり、リン酸カルシウムが、β−リン酸三カルシウム、好ましくは０重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウム、リン酸一カルシウム一水和物、無水リン酸一カルシウム、リン酸二カルシウム二水和物、無水リン酸二カルシウム、β−リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、ウイトロカイト、リン酸八カルシウム、ヒドロキシアパタイト、オキシアパタイト、Ａ型炭酸アパタイト、Ｂ型炭酸アパタイト、カルシウム欠乏ヒドロキシアパタイト、非晶質リン酸カルシウム、非晶質炭酸含有リン酸カルシウム、アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック、又はそれらの混合物から選択されることを更に特徴とすることができる。
【００４１】
さらに、生分解性複合材料は、好ましくは無機成分（ａ）が、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料であり、無機成分（ｂ）が、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料であり、存在する場合、無機成分（ｄ）が、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子と、無機成分（ａ）又は無機成分（ｂ）の多孔度に基づきおよそ５０体積％〜６０体積％という全多孔度とを有する顆粒状材料であることを特徴とすることができる。
【００４２】
全多孔度は存在する全ての孔の合計を表す。多孔度は、顆粒内多孔度（すなわち、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）又は無機成分（ｄ）の１つの単一の顆粒に含まれる孔）と、顆粒間多孔度（すなわち、対象となる無機成分の顆粒同士間の隙間によって形成される孔）とに分けられる。全多孔度は、対象となる無機成分の顆粒の嵩密度及びタンピング密度（tamped densities）に基づいて求められる。対象となる無機成分の嵩密度（重量／体積）は、メスシリンダに無機成分を所定容量（体積）まで充填して、秤量により無機成分の重量を測定することによって求められる。その後、タンピング体積計の５００回の往復運動によって材料をタンピングし、メスシリンダ内の体積を再度測定する。確認された密度（重量／体積）がタンピング密度を示す。タンピング体積計は市販されており、例えば、Erweka社製のタンピング体積計ＳＶＭ２２である。タンピング体積の測定は、EuropeanPharmacopoeia, Ph. Eur 4, 2002; Chapter 2.9.15 Bulk and tamped densitiesに従って行う。
【００４３】
好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）が、１５０μｍ〜５００μｍのサイズ及び０．９ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の密度の粒子を有する顆粒状材料であり、無機成分（ｂ）が、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズ及び０．６ｇ／ｃｍ３〜０．８ｇ／ｃｍ３の密度の粒子を有する顆粒状材料であることを特徴とすることができる。
【００４４】
顆粒状無機生体材料は通常、様々な粒径範囲で入手可能である。例えば、バイオセラミックの比較的大きい破片の粉砕、及び篩いカスケードを用いて篩い分けることによるその後の分離によって、特定の粒径（顆粒直径）の粒子を手に入れることができる。篩分けには、商用篩分け機、例えばＦｒｉｔｓｃｈ  Ａｎａｌｙｓｅｔｔｅ  ３振動篩分け機を利用することができる。特定サイズ（粒径）の粒子を有する顆粒状材料は、既定のメッシュサイズ（平均値）、例えば０．１５ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、４ｍｍの好適な試験篩いを（ＤＩＮ４１９７に従って）用いることによって得ることができる。例えば、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子は、初めにメッシュサイズ０．５ｍｍ（５００μｍ）の試験篩いを用いてバイオセラミックを篩い分けた後、篩いを通過した材料（５００μｍ以下の粒子）を、メッシュサイズ０．１５ｍｍ（１５０μｍ）の試験篩いを用いて篩い分けることによって手に入れることができ、残分（篩い上の残留物）は、１５０μｍ〜５００μｍのサイズを有する粒子となるのに対し、篩いを通過した粒子は１５０μｍ以下のサイズを有する。篩分け後、個々の画分を秤量することによって、それらの分布を求める。
【００４５】
好ましくは、無機成分（ａ）が、無機成分の単一の粒子の体積に対して、３０体積％〜４０体積％、好ましくは３５体積％の顆粒内多孔度（すなわち、単一の顆粒（粒子）に含まれる全てのミクロポア、メソポア及び／又はマクロポアの合計）を有する。
【００４６】
好ましくは、無機成分（ｂ）が、無機成分の単一の粒子の体積に対して、６０体積％〜７０体積％、好ましくは６０体積％の顆粒内多孔度を有する。
【００４７】
好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）が、一次粒子が少なくとも１０μｍのｄ５０値を有する顆粒状材料であることを特徴とすることができる。ｄ５０値はレーザ光散乱によって求められる。その目的のために、対応する製品が市販されており、例えば、ＮｅＮｅレーザ（波長６３２．８ｎｍ、レーザ出力４ｍＷ、レーザクラスＩＩＩＢ）を有するＦｒｉｔｓｃｈ  Ａｎａｌｙｓｅｔｔｅ  ２２レーザ粒子分粒機であり、粒径分布はＦｒａｕｎｈｏｆｅｒ理論又はＭｉｅ理論に従って算出される。
【００４８】
「一次粒子」は、焼結により凝集して顆粒を形成する無機成分の出発粒子であると認識され、顆粒は、一次粒子が互いに堅く結合する一次粒子の凝集体である。
【００４９】
無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び無機成分（ｄ）の顆粒（顆粒状材料の粒子）の粒径は、１５０μｍ〜４０００μｍとすることができる。好ましくは、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）の顆粒状材料は、６３μｍ未満である一次粒子が焼結したもので構成され得る。本発明によれば、６３μｍ未満でかつ少なくとも１０μｍのｄ５０値の一次粒子の使用が好ましい。
【００５０】
好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）が、いずれの場合にも、β−リン酸三カルシウムに対して０重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤、又はβ−リン酸三カルシウムに対して０重量％〜１００重量％のアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤、とりわけＣａ２ＫＮａ（ＰＯ４）２を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成される顆粒状材料であることを特徴とすることができる。
【００５１】
特に好ましくは、生分解性複合材料は、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）が、いずれの場合にも、β−リン酸三カルシウムに対して０重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成される顆粒状材料、又は（アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミックに対して）１重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有するアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック、とりわけＳｉでドープされたＣａ２ＫＮａ（ＰＯ４）２で構成される顆粒状材料であることを特徴とすることができる。
【００５２】
β−リン酸三カルシウムに対して０重量％〜１５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成される顆粒状材料は、構成成分Ｍについて以下に記載されるように調製することができる。
【００５３】
（アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミックに対して）１重量％〜１５重量％、好ましくは１重量％〜５重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有するアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミックで構成される顆粒状材料は、構成成分Ｎについて以下に記載されるように調製することができる。
【００５４】
さらに、生分解性複合材料は、少なくとも１つの有機成分（ｃ）が、ゼラチン、コラーゲン、グリコサミノグリカン、ヒアルロナン、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒアルロン酸カルシウム、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、デンプン、デキストラン、ヒドロキシエチルデンプン、アルギン酸塩、ポリエチレングリコール、アルブミン、キトサン、有機的に加工されたか若しくは脱灰された同種骨若しくは異種骨、合成ポリペプチド、副甲状腺ホルモン、骨形成タンパク質、又はそれらの組合せから選択されることを特徴とすることができる。
【００５５】
好ましくは、生分解性複合材料は、少なくとも１つの有機成分（ｃ）のコラーゲンが天然コラーゲン及び／又は再生（renatured）コラーゲンであることを特徴とすることができる。
【００５６】
さらに、生分解性複合材料は、好ましくは少なくとも１つの有機成分（ｃ）のコラーゲンが、動物由来、好ましくはブタ又はウシ由来のものであることを特徴とすることができる。
【００５７】
好ましくは、生分解性複合材料は、少なくとも１つの有機成分（ｃ）のコラーゲンが、Ｉ型コラーゲン、ＩＩ型コラーゲン若しくはＩＩＩ型コラーゲン、又はそれらの組合せであることを特徴とすることができる。
【００５８】
さらに、生分解性複合材料は、少なくとも１つの有機成分（ｃ）の骨形成タンパク質が、ＯＰ−１、ＯＰ−２、ＯＰ−３、ＢＭＰ２、ＢＭＰ３、ＢＭＰ４、ＢＭＰ５、ＢＭＰ６、ＢＭＰ９、ＢＭＰ１０、ＢＭＰ１１、ＢＭＰ１２、ＢＭＰ１４、ＢＭＰ１５、ＢＭＰ１６、ＩＧＦ、ＴＧＦ、ＰＤＧＦ、ＧＤＦ１、ＧＤＦ３、ＧＤＦ５、ＧＤＦ６、ＧＤＦ７、ＧＤＦ８、ＧＤＦ９、ＧＤＦ１０、ＧＤＦ１１、又はそれらの組合せから選択されることを特徴とすることができる。
【００５９】
好ましくは、生分解性複合材料は、少なくとも１つの有機成分（ｃ）が、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）を封入し、及び／又は、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）の孔中に入れられ、これらの孔を塞ぐことを特徴とすることができる。
【００６０】
さらに、生分解性複合材料は、少なくとも１つの有機成分（ｃ）と無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び存在する場合、無機成分（ｄ）とが架橋していることを特徴とすることができる。
【００６１】
生分解性複合材料は、添加剤として、複合材料の孔中及び／又は表面上に、（ｉ）改質セルロース、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、デキストラン、ヒアルロン酸、ヒアルロン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、又はそれらの組合せから選択されるヒドロゲル形成物質の水溶液、及び／又は（ｉｉ）少なくとも１つの抗菌物質、創傷治癒促進物質、骨成長促進物質、及び／又は凝固阻害物質を含む更なる成分を含有することを更に特徴とすることができる。
【００６２】
好ましくは、生分解性複合材料は、複合材料の密度が、０．１ｇ／ｃｍ３〜２ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．２ｇ／ｃｍ３〜０．４ｇ／ｃｍ３であることを特徴とすることができる。「複合材料の密度」は、メスシリンダに複合材料を所定容量まで充填して、秤量により複合材料の重量を確認することによって求められる嵩密度（重量／体積）を表す。
【００６３】
好ましくは、生分解性複合材料は、複合材料の比表面積が、０．１ｍ２／ｇ〜２ｍ２／ｇ、好ましくは０．２ｍ２／ｇ〜０．４ｍ２／ｇであることを特徴とすることができる。比表面積は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ  Ｅｍｍｅｔｔ  ａｎｄ  Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）に従ってガス吸着法を用いて求められる。
【００６４】
好ましくは、生分解性複合材料は、複合材料の密度と比表面積との比率が、０．１〜３、好ましくは０．５〜０．７又は１．５〜２．０であることを特徴とすることができる。
【００６５】
生分解性複合材料は、好ましくは複合材料の燃焼分析に従い、密度と体積収縮との比率が、０．１〜１．０、好ましくは０．２〜０．３又は０．５〜０．７であることを更に特徴とすることができる。燃焼分析では、複合材料を、空気中で３０分超（最大２時間）８００℃で「燃やす」。体積収縮は、燃焼前後に水置換法を用いてサンプルの体積を測定することによって確認される。燃焼分析前の体積と燃焼分析後の体積との差を用いて、体積収縮を確認する。
【００６６】
生分解性複合材料は、標準的な幾何学形状、好ましくは矩形、平行六面体、円柱形若しくは立方体の形状で、又は骨欠損形状、好ましくは寛骨臼の中空形状若しくは抜歯窩の円錐形状で存在することができる。
【００６７】
好ましくは、生分解性複合材料は、無菌状態とすることができる。
【００６８】
本発明によれば、生分解性複合材料はまた上述の特性のあらゆる組合せを含み、好ましい特性の組合せが特に好ましい。
【００６９】
本発明は更に本発明による複合材料を製造する方法であって、
（Ｓ１）少なくとも１つの有機成分（ｃ）を含水溶液に添加する工程であって、懸濁液を形成する工程と、
（Ｓ２）工程（Ｓ１）による懸濁液に、無機成分（ａ）と、無機成分（ｂ）と、存在する場合、無機成分（ｄ）と、任意に架橋剤とを添加するとともに、これらの成分を混合する工程であって、溶液を形成する工程と、
（Ｓ３）工程（Ｓ２）による溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させる工程であって、複合材料を形成する工程と、
を含む、方法に関する。
【００７０】
好ましくは、本発明による方法は、工程（Ｓ３）において、凍結乾燥後に更に、複合材料を、８０℃〜１２０℃で０．２５時間〜４８時間熱処理にかけることを特徴とすることができる。
【００７１】
さらに、本発明による方法は、架橋剤として、有機酸、好ましくは、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、又は有機酸の水溶液若しくはアルコール溶液、又は、メタン酸（ギ酸）、エタン酸（酢酸）、プロパン酸（プロピオン酸）、ブタン酸（酪酸）、ｎ−ブチル酸、イソブチル酸、ペンタン酸（吉草酸）、ｎ−吉草酸、イソ吉草酸、２−メチル酪酸、ピバル酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、ヒドロキシ酢酸（グリコール酸）、ヒドロキシプロピオン酸（乳酸）、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸及びそれらのラセミ体、β−ヒドロキシプロピオン酸、α−ヒドロキシ吉草酸、β−ヒドロキシ吉草酸、γ−ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシマロン酸（タルトロン酸）、Ｄ−ヒドロキシコハク酸（リンゴ酸）、Ｌ−ヒドロキシコハク酸及びそれらのラセミ体、鏡像異性的に純粋なジヒドロキシコハク酸（酒石酸）及びそれらのラセミ体（ラセミ酸）、プロペン酸（アクリル酸）、フマル酸、マレイン酸、クエン酸、メソシュウ酸、アセトンジカルボン酸、オキサロ酢酸、アコニット酸、トリカルバリル酸、アスコルビン酸、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ゲニピン、グルコース、フルクトース、マルトース、デキストロース、サッカロース、又はそれらの組合せの水溶液若しくはアルコール溶液を、工程（Ｓ１）による懸濁液に添加することを特徴とすることができる。
【００７２】
好ましくは、本発明による方法は、工程（Ｓ２）による溶液を、ガスの導入によって又は機械的操作によって発泡させ、発泡溶液を用いて工程（３）を行い、凍結乾燥又は熱処理の前後いずれかに複合材料の成形を行うことを特徴とすることができる。
【００７３】
別段の指示がない限り、本明細書中に含まれる量及び重量パーセント（重量％）は全て、複合材料の全重量に関するものである。
【００７４】
連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の本発明による生分解性複合材料を、
（ｉ）少なくとも１つの有機成分（ｃ）を含水溶液に添加することであって、懸濁液を形成することと、
（ｉｉ）（ｉ）による懸濁液に、無機成分（ａ）として、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズ及び０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の嵩密度の粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｂ）として、１５０μｍ〜５００μｍのサイズ及び０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の嵩密度の粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｄ）として、１５０μｍ〜５００μｍのサイズ及び０．８ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の嵩密度の粒子を有する顆粒状材料と、任意に架橋剤とを添加するとともに、これらの成分を混合することであって、溶液を形成することと、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）による溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させることであって、複合材料を形成することと、
によって製造することができる。
【００７５】
好ましくは、工程（ｉｉ）において、酢酸を架橋剤として使用する。
【００７６】
無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び無機成分（ｄ）としては、純相β−リン酸三カルシウムが特に適している。
【００７７】
有機成分（ｃ）としては、ブタコラーゲン、好ましくはブタ１型コラーゲン若しくはブタ３型コラーゲン、又はそれらの混合物が特に適している。
【００７８】
さらに、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の本発明による生分解性複合材料を、
（ｉ）ブタコラーゲンを含水溶液に添加することであって、懸濁液を形成することと、
（ｉｉ）（ｉ）による懸濁液に、無機成分（ａ）として、β−リン酸三カルシウムに対して２重量％〜１０重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成され、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｂ）として、β−リン酸三カルシウムに対して２重量％〜１０重量％のケイ酸マグネシウムナトリウムガラス添加剤を有する純相β−リン酸三カルシウムで構成され、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、架橋剤として酢酸とを添加するとともに、これらの成分を混合することであって、溶液を形成することと、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）による溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させることであって、複合材料を形成することと、
によって製造することができる。
【００７９】
さらに、連通孔基本構造を有する骨再建又は骨置換用の本発明による生分解性複合材料を、
（ｉ）ブタコラーゲンを含水溶液に添加することであって、懸濁液を形成することと、
（ｉｉ）（ｉ）による懸濁液に、無機成分（ａ）として、（アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤に対して）１重量％〜５重量％のケイ素でドープされるアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤で構成され、１０００μｍ〜２０００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、無機成分（ｂ）として、（アルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤に対して）１重量％〜５重量％のケイ素でドープされるアルカリオルトリン酸カルシウムガラスセラミック添加剤で構成され、１５０μｍ〜５００μｍのサイズの粒子を有する顆粒状材料と、架橋剤として酢酸とを添加するとともに、これらの成分を混合することであって、溶液を形成することと、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）による溶液をモールドに移した後に、凍結乾燥によって混合物を乾燥させることであって、複合材料を形成することと、
によって製造することができる。
【００８０】
新規な生分解性複合材料の利点は、上に述べたように、実施形態において、モデル化されるか、混練されるか又は元の形状に戻すことができる、骨再建又は骨置換用の可撓性材料が提供されることである。したがって、本発明による複合材料は、著しい取扱い易さを示し、対象となる骨欠損に合わせて調整することができる。本発明による複合材料は、生体適合性かつ骨結合性である、すなわち、新たに形成される骨のためのガイドウェイを形成する。さらに、本発明による複合材料の成分は全て生体によって吸収され得る、すなわち、細胞による分解又は加水分解を受けることができる。
【００８１】
特有の利点は、本発明による複合材料が、より高いＸ線不透過性のために移植位置で生物学的環境と区別され得ることから、治癒プロセスを放射線によってモニタリングすることができることである。
【００８２】
本発明による複合材料の更なる利点は、使用される成分の滞留時間の違いにある。滞留時間とは、材料が１００％吸収されるまでに生体内に留まる時間の長さである。少なくとも１つの有機成分（ｃ）の滞留時間は、無機成分（ａ）、無機成分（ｂ）及び適用可能であれば、無機成分（ｄ）のものよりも短い。理想的には、無機成分が、比較的ゆっくりと成長する骨に３ヶ月〜６ヶ月かけて完全に置換されるのに対し、有機成分はわずか３週間〜８週間の滞留時間を有する。調製法によって、有機成分を例えば架橋してもよく、これによって、３週間〜８週間の有機成分の滞留時間を制御可能に調整することが可能となる。有機成分の阻害効果によって、無機成分の再結晶化、例えばリン酸カルシウムの相転移が起こらないことが確実なものとなる。
【００８３】
さらに、本発明による複合材料は、特定の適用手段を用いた適用に限定されず、汎用、すなわち、医療分野、とりわけ歯科医療分野及び形成外科分野で一般的なあらゆる適用手段、例えば、スパチュラ、メス、鉗子、刷毛、ナイフ、又は射出システム若しくはカートリッジシステム等に適する。
【００８４】
本発明による複合材料は、止血性（haemostatic (haemostyptic) properties）を有しかつ本発明による複合材料に血管（血管形成）及び組織をもたらす、すなわち血管及び結合組織が骨治癒の早期段階で本発明による複合材料中へ成長する連通孔基本構造をする。血管は、細胞及び初期組織コンパートメントに、本発明による複合材料内で酸素及び栄養分を供給することを可能とする。十分に寸法安定性の結合組織構造が存在するまでに、有機成分は完全に吸収される。本発明による複合材料は、骨の成長を促進させる内因性の局所的な骨によって置換され、そのプレースホルダー機能の結果として、より速く成長する結合組織の内部成長を防止する。
【００８５】
本発明による複合材料の更なる利点は、その機械的に非常に安定な構造である。この構造は、本発明による複合材料の多孔度を増大させて、その生物活性を向上させることができる。さらに、本発明による複合材料の構造は、有機酸による長時間の処理後にのみ材料が攻撃されるか又は分解するように安定化されている。本発明による０時間〜６時間の酸の作用は、相安定性にも一次粒子のサイズにも影響を及ぼさない。６時間作用させた後にのみ、一次粒子のサイズの認識可能な低減が起こるが、これは依然として、食作用を起こす臨界閾値を下回るものでない。
【００８６】
本発明による複合材料の特別な利点は、創傷治癒の問題が比較的起こりにくいことである。例えば、本発明による複合材料の孔は、抗生物質による全身処置を免れる病原体が初期に材料に侵入することができないように、移植のときには塞がれていることが好ましい。孔にコラーゲンを充填する場合、好ましければ、抗生物質を開いたスポンジ様のコラーゲン構造に通すことも可能である。さらに、移植後の創傷治癒の急性期には、マクロファゴサイトーシス活性の増大が常に観測される。このような急性炎症反応の結果として、可溶性無機バイオセラミックが攻撃される可能性があり、これによって、小さい副次的な粒子への崩壊がもたらされる。これらの小さい副次的な粒子は次に、更なる食作用反応を引き起こし、それに応じて、無菌性異物反応のリスクが大いに増大するおそれがある。本発明による複合材料は機械的に非常に安定な構造を有するため、このようなプロセスは回避される。移植後の初期における早発性の粒子崩壊に対する更なるセーフガードは、有機成分による無機成分の好ましい完全な封入によってもたらされる。本発明による複合材料の表面構造は一様であるため、とりわけ有機成分が無機成分を完全に封入すれば、特に生体適合性となる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】市販の骨置換材料との本発明による複合材料の比較用Ｘ線画像である。Ａ：０．２ｇ／ｃｍ３の密度を有する本発明によるコラーゲン／ＴＣＰ複合体、Ｂ：０．４ｇ／ｃｍ３の密度を有する本発明によるコラーゲン／ＴＣＰ複合体、Ｃ：ＶＩＴＯＳＳ  Ｆｏａｍ  Ｐａｃｋ（低密度）、Ｄ：ＶＩＴＯＳＳ  Ｆｏａｍ  Ｓｔｒｉｐ（高密度）。本発明による複合材料の性質は、市販品の場合よりも一様であるため、より生体適合性である。さらに、顆粒状粒子は、それらの密度差から更に顕著なものとなり、その結果、Ｘ線不透過性が高くなり、本材料の骨環境は、Ｘ線画像でより容易に見ることができる。
【図２】Ａ：１５０μｍ〜５００μｍ及びＢ：５００μｍ〜１０００μｍのセラミックの粒径を示す、本発明による２つのゼラチン／セラミック複合材料の透過中のＸ線画像である。高いＸ線不透化度及び一様な表面構造を確認することができる。
【図３】酢酸による処理前後の本発明によるコラーゲン／ＴＣＰ複合体の粉末Ｘ線ディフラクトグラムである。ＰＤＦファイル番号５５−８９８は、バーチャートの形で、参照用に純相β−リン酸三カルシウムを示す。非晶質のハローがコラーゲンの反射によって生ずる。リン酸カルシウムの相純度が酢酸の作用による影響を受けないことが分かる。
【図４】有機成分としてコラーゲンを有する本発明による複合材料の一実施形態のセラミック表面の走査型電子顕微鏡画像を示す図である。セラミックの多孔質構造がコラーゲンによって覆われているため、コラーゲンが孔を塞ぎ、またコラーゲン繊維が無機成分の顆粒を架橋させることが分かるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００８８】
実施例に基づいて本発明を以下で説明する。
【実施例】
【００８９】
本発明による複合材料の調製のために、構成成分Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ及びＲを準備する。これらの構成成分は以下の通りである：
構成成分Ａ：９９％の純相β−リン酸三カルシウム、粒状、嵩密度１．１±０．１ｇ／ｃｍ３及び粒径６３μｍ未満（ｄ５０＝１５±５μｍ）。
構成成分Ｂ：７５±５重量％のＳｉＯ２と、９±３重量％のＭｇＯと、１５±５重量％のＮａ２Ｏとからなる生体吸収性焼結ガラス。かかるガラスは、欧州特許出願第０３０９０３４８（公開１４１３３２１）号及び欧州特許出願第０３０９０３４９（公開１４１３３２２）号の出願番号の特許に記載されている。
構成成分Ｃ：下記元素組成を有する化学式Ｃａ２ＫＮａ（ＰＯ４）２の急速吸収性のガラスセラミック：２３±２重量％  Ｃａ、１１．５±２重量％  Ｋ、６．５±２重量％  Ｎａ、５５±２重量％  ＰＯ４、２．５±１重量％  Ｍｇ。この種類のガラスセラミックは、欧州特許出願第０３/０９０３４８（公開１４１３３２１）号及び欧州特許出願第０３/０９０３４９（公開１４１３３２２）号の出願番号の特許に記載されている。
構成成分Ｄ：注入を目的とする水。
構成成分Ｅ：１０μｍ未満の粒径を有する炭酸水素アンモニウム。
構成成分Ｆ：１０μｍ〜５０μｍの粒径を有する炭酸水素アンモニウム。
構成成分Ｇ：５０μｍ〜５００μｍの粒径を有する炭酸水素アンモニウム。
構成成分Ｈ：構成成分Ａが、回転運動を行う皿形造粒機上に構成成分Ｄとともに断続的に噴霧されるため、雪だるま式に膨らんでいく。１０００℃における５時間の焼結操作、及びその後の篩分け後に、球状顆粒が、およそ３０％〜４０％の多孔度及び約１．２ｇ／ｃｍ３の密度を有する１５０μｍ〜５０００μｍの画分で形成された。粉末Ｘ線回折によって純相β−リン酸三カルシウムが確認される。測定ガスとしてクリプトンを用いたＢＥＴ法によって測定した比表面積は０．１ｍ２／ｇ〜０．１５ｍ２／ｇの範囲の値を示した。
構成成分Ｉ：構成成分Ａを、１０重量％の構成成分Ｅ、２０重量％の構成成分Ｆ及び１０重量％の構成成分Ｇと均質混合させ、冷間静水圧加圧にかける。８０℃における１２時間の昇華プロセス及びその後の１０００℃における５時間の焼結操作後に、粉砕及び篩分けを行う。その後の１０００℃における５時間の焼結操作によって、１５０μｍ〜８０００μｍのサイズの顆粒が得られ、これは、約６５％の多孔度及び０．８ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有し、粉末Ｘ線回折によれば純相である。孔分布は離散的である、換言すると、ミクロポア、すなわち１０μｍ未満の孔のみが互いに相互連結している。メソポア（１０μｍ〜５０μｍ）及びマクロポア（５０μｍ超）は、相互連結するミクロポア網目構造中に離散的に分布しており、ミクロポアを介して血液及び体液にアクセス可能である。粉末Ｘ線回折によって純相β−リン酸三カルシウムが確認される。測定ガスとしてクリプトンを用いるＢＥＴ法を用いた測定によって、０．１５ｍ２／ｇ〜０．２ｍ２／ｇの比表面積が判明した。
構成成分Ｋ：Ｓｃｈｗａｒｔｚｗａｌｄｅｒ−Ｓｏｍｅｒｓ法に従って製造される、４５ポアズパーインチ（pores per inch）（ｐｐｉ、１０００μｍの孔径に相当）の孔径分布を有する網状ポリウレタンスポンジ。
構成成分Ｌ：Ｓｃｈｗａｒｔｚｗａｌｄｅｒ−Ｓｏｍｅｒｓ法に従って製造される、８０ポアズパーインチ（ｐｐｉ、５００μｍの孔径に相当）の孔径分布を有する網状ポリウレタンスポンジ。
構成成分Ｍ：構成成分Ａを構成成分Ｄとともにスラリーとし、５重量％の構成成分Ｂを添加し、この混合物を細かく磨砕した結果、２μｍ〜５μｍの粒径分布（ｄ５０）を有するチキソトロープスラリーが得られる。スラリーの半分を構成成分Ｋ中に混練させ、半分を構成成分Ｌ中に混練させる。１０００℃における５時間の焼結後、残留物がないようにＰＵフォームを完全に燃焼が完了すると、４００μｍ（出発構成成分Ｋ）及び２５０μｍ（出発構成成分Ｌ）の孔径を有する緻密に焼結されたセラミックが残る。同じ条件下における粉砕、篩分け及び更なる焼結によって、８０％の全多孔度及びおよそ０．６ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有し、いずれの場合にも、孔直径が各半分について言及される、１５０μｍ〜８０００μｍの粒径の顆粒が得られる。粉末Ｘ線回折によって純相β−リン酸三カルシウムが確認される。
構成成分Ｎ：構成成分Ｃを構成成分Ｄとともにスラリーとし、５重量％の構成成分Ｂを添加し、この混合物を細かく磨砕した結果、２μｍ〜５μｍの粒径分布（ｄ５０）を有するチキソトロープスラリーが得られる。スラリーの半分を構成成分Ｋ中に混練させ、半分を構成成分Ｌ中に混練させる。１０００℃における５時間の焼結後、残留物がないようにＰＵフォームを完全に燃焼が完了すると、４００μｍ（出発構成成分Ｋ）及び２５０μｍ（出発構成成分Ｌ）の孔径を有する緻密に焼結されたセラミックが残る。同じ条件下における粉砕、篩分け及び更なる焼結によって、８０％の全多孔度及びおよそ０．６ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有し、いずれの場合にも、孔直径が各半分について言及される、１５０μｍ〜８０００μｍの粒径の顆粒が得られる。粉末Ｘ線回折によって、相ＫＮａＣａ２（ＰＯ４）２に対応することが確認される（ＰＤＦ番号５１−５７９）。
構成成分Ｏ：制御条件下で飼育されたブタの組織から得られる、主に１型のブタコラーゲン。本材料は「食用に適する」ものに指定されている。ブタ組織は制御環境条件下で加工される。コラーゲンは高純度に精製される。調製プロセスの残渣はほんのわずかしか存在しないため、毒性効果は考慮しない。
構成成分Ｐ：１００％酢酸
構成成分Ｑ：制御条件下で飼育されたブタの組織から得られるブタゼラチン。本材料は「食用に適する」ものに指定されている。ブタ組織は制御環境条件下で加工される。
構成成分Ｒ：ゲニピン
【００９０】
実施例１
構成成分Ｉの粒子画分１０００μｍ〜２０００μｍを篩分けによって分離し、その５．６ｇ分をそれぞれ、２０ｍｌの構成成分Ｄに懸濁させ、これに７４μｌの構成成分Ｐを添加する。０、１、３、６及び２３時間後に、材料を濾過、洗浄及び乾燥させた。その後、粒子を洗浄、濾過、乾燥させて、レーザ散乱装置（Ｆｒｉｔｓｃｈ  Ａｎａｌｙｓｅｔｔｅ）を用いて粒径について試験し、走査型電子顕微鏡を用いて表面の完全性について試験し、粉末Ｘ線回折により相純度について試験した。表１は、酢酸の作用下においた種々の時間後のリン酸三カルシウム粉末のｄ１０、ｄ５０及びｄ９０の値を示す。
【００９１】
【表１】
2014515966.tif 000002
【００９２】
表１から分かるように、６時間後だけが、粒径のかなりの低減を示し、ｄ１０値によって表される微粉画分は、より粗い画分の粒状崩壊よりも大きな分解を受ける。したがって、比較的大きい表面積を有する小さい粒子の表面エッチングの方が、粒界エッチングよりも影響が大きいとされる。２３時間後でも、微粉画分は、実質的に食作用性範囲の臨界閾値を下回らなかったため、長時間の酸処理後であっても、骨又は組織における構成成分Ｉの移植によって生じる過剰な異物反応のリスクの増大を無視することが可能である。
【００９３】
相純度に関する粉末Ｘ線回折の結果を図３に示す。図３から分かるように、酢酸の作用は相純度にも影響がないため、長時間の酸処理後に、骨又は組織における構成成分Ｉの移植によって生じる過剰な異物反応のリスクの増大、及び非吸収性のリン酸カルシウム相への形質転換によって生じる吸収性の低減の両方を無視することが可能である。
【００９４】
実施例２
１６．５ｇの構成成分Ｏを３．５ｍｌの構成成分Ｄに添加し、コロイドミルを用いて懸濁させる。構成成分Ｉの粒子画分１０００μｍ〜２０００μｍを篩分けによって分離し、５．６ｇを懸濁液に添加した。７４μｌの構成成分Ｐの添加後、この材料を室温で撹拌する。０、３０、１２０及び１６５分後に、酸を中和し、混合物をモールドに注ぎ入れ、凍結乾燥させる。粉末Ｘ線回折を用いて、酸の作用時間がリン酸カルシウムの相安定性に影響を及ぼしたかどうかを試験する。結果から、酸の作用によって材料の相安定性に何ら影響がなかったことが示される。
【００９５】
実施例３
顆粒状画分１５０μｍ〜５００μｍを篩分けによって構成成分Ｈから分離する。画分１５０μｍ〜５００μｍ及び１０００μｍ〜２０００μｍを篩分けによって構成成分Ｉから分離する。これらの成分を表２による様々な比率で混合させる。１９０ｇの構成成分Ｏを１０００ｍｌの構成成分Ｄに懸濁させ、コロイドミルを用いて磨砕する。７６０ｇの顆粒状混合物を添加して、混合物を均質混合させる。１０ｍｌの構成成分Ｂの添加後、混合物を中和し、正方形の高級鋼製モールドに注ぎ入れ、凍結乾燥させる。凍結乾燥手法（低速又は高速）に応じて、０．２ｇ／ｍｌ又は０．４ｇ／ｍｌの密度を有する複合材料を得ることが可能である。表２は、種々の混合物についての情報、並びに測定した密度及び比表面積を提示するものである。
【００９６】
表２：コラーゲンと比較した様々なコラーゲン／セラミック複合体の測定結果
【表２】
2014515966.tif 000003
【００９７】
１００％純粋なコラーゲンが、５倍〜８倍大きい表面積を有することが分かる。したがって、多孔度は永久的に低減する。セラミックの孔は、コラーゲンがセラミック内に侵入して多孔質セラミック構造に浸透しているため（例えば、図４を参照されたい）、初めはアクセス可能でない。粒状リン酸カルシウムを添加することによって、密度と比表面積との比率を広範囲にわたって調節することが可能となる。
【００９８】
実施例４
体積収縮を求めるとともに均質性をモニタリングするために、実施例３に記載の本発明による複合材料を、密度測定を伴う焼却分析にかけ、成形体を複合体から切り出し、その体積及び重量を測定して、それから密度を確認した。その後、成形体をるつぼに移し、成形体の有機相を、残留物がないようにオーブン内で焼却させると、セラミックが残ったので、その重量及び嵩密度を冷却後に測定した。この分析に基づき、有機成分及び無機成分の体積パーセント、並びに比較的迅速な吸収後に残る体積を求めることが可能である。試験結果を表３にまとめる。本発明による複合材料との比較のために、２つの市販のコラーゲン／ＴＣＰ複合体である「Ｖｉｔｏｓｓ  Ｆｏａｍ  Ｓｔｒｉｐ」及び「Ｖｉｔｏｓｓ  Ｆｏａｍ  Ｐａｃｋ」も試験した。
【００９９】
表３：焼却分析による複合材料の体積収縮
【表３】
2014515966.tif 000004
【０１００】
０．２ｇ／ｃｍ３の密度を有する本発明による複合材料の体積収縮は、コラーゲンが燃焼完了後に７０％〜８０％である。０．４ｇ／ｃｍ３の密度を有する本発明による複合材料の体積収縮は、燃焼完了後に６０％〜７０％である。このため、密度と収縮の比率に関して、本発明による複合材料の値は０．２〜０．６である。対照的に、市販のコラーゲン／ＴＣＰ複合体は、燃焼完了後にかなり小さい体積収縮、すなわち、「Ｖｉｔｏｓｓ  Ｆｏａｍ  Ｓｔｒｉｐ」の場合には２１％及び「Ｖｉｔｏｓｓ  Ｆｏａｍ  Ｐａｃｋ」の場合には５３％の体積収縮を示す。本発明による複合材料は、より大きい割合のコラーゲンを含有する。移植後、有機成分（例えばコラーゲン）は、無機成分よりも骨環境に迅速に吸収される。それ故、本発明による複合材料の体積のより大きな減少は、より速い再生、あたそれに応じたより速い処置の成功にも関連付けられる。
【０１０１】
実施例５
２．２５ｇの構成成分Ｑを１５ｍｌの構成成分Ｄと混合して、撹拌しながら７０℃に加熱する。構成成分Ｑが完全に溶解して、溶液を４０℃に冷却したら、初めに、０．０２２５ｇの構成成分Ｒ、次いで、１３．５ｇの構成成分Ｉの顆粒状画分１５０μｍ〜５００μｍ、また１ｇの同じ物質の１５０μｍ未満の画分を添加する。その後、溶液を温かい状態でモールドに注ぎ入れ、冷蔵庫に入れて冷却し、架橋させる。１２時間後に移植片をモールドから出すことができる。梱包後、γ線滅菌を行ってもよい。
【０１０２】
実施例６
１．５ｇの構成成分Ｑを１５ｍｌの構成成分Ｄと混合して、撹拌しながら７０℃に加熱する。構成成分Ａが完全に溶解したら、０．０２２５ｇの構成成分Ｒ、２０ｇの構成成分Ｉの１５０μｍ未満の顆粒状画分、及び２．５ｇの構成成分Ｉの顆粒状画分１５０μｍ〜５００μｍを添加する。その後、空気を溶液に吹き込み、発泡材料をモールドに注ぎ入れる。冷却及び架橋のために、モールドを冷蔵庫に入れる。１２時間後に移植片をモールドから出すことができる。梱包後、γ線による滅菌を行ってもよい。
【０１０３】
実施例７
顆粒状画分１５０μｍ〜５００μｍ及び画分１０００μｍ〜４０００μｍを、篩分けによって構成成分Ｍから分離し、１：１の比率で混合させる。１９０ｇの構成成分Ｏを１０００ｍｌの構成成分Ｄに懸濁させ、コロイドミルを用いて磨砕する。２つの顆粒状画分の混合物を添加して、この混合物を均質混合させる。１０ｍｌの構成成分Ｂの添加後、混合物を中和し、正方形の高級鋼製モールドに注ぎ入れ、凍結乾燥させる。凍結乾燥手法（低速又は高速）に応じて、０．２ｇ／ｍｌ又は０．４ｇ／ｍｌの密度を有する複合材料を得ることが可能である。梱包後、γ線による滅菌を行ってもよい。
【０１０４】
実施例８
顆粒状画分１５０μｍ〜５００μｍ及び画分１０００μｍ〜４０００μｍを、篩分けによって構成成分Ｍから分離し、１：１の比率で混合させる。１９０ｇの構成成分Ｏを１０００ｍｌの構成成分Ｄに懸濁させ、コロイドミルを用いて磨砕する。２つの顆粒状画分の混合物を添加して、この混合物を均質混合させる。１０ｍｌの構成成分Ｂの添加後、混合物を中和し、正方形の高級鋼製モールドに注ぎ入れ、凍結乾燥させる。凍結乾燥手法（低速又は高速）に応じて、０．２ｇ／ｍｌ又は０．４ｇ／ｍｌの密度を有する複合材料を得ることが可能である。梱包後、γ線による滅菌を行ってもよい。
【図３】
2014515966.tif 000005
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【国際調査報告】
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