(57)【要約】【課題】少ない工程数で簡易に、高い収率で、充填効率の高い顆粒状の生体組織補填材を製造する。【解決手段】リン酸カルシウム粉末を仮焼する仮焼ステップＳ１と、該仮焼ステップＳ１により得られた仮焼粉末を結合材と混合する混合ステップＳ２と、混合された仮焼粉末と結合材とを略球形の粒子に成形する成形ステップＳ３と、該成形ステップにより成形された略球形の粒子を焼成する焼成ステップＳ４とを備える生体組織補填材の製造方法を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸カルシウム粉末を仮焼する仮焼ステップと、
該仮焼ステップにより得られた仮焼粉末を結合材と混合する混合ステップと、
混合された仮焼粉末と結合材とを略球形の粒子に成形する成形ステップと、
該成形ステップにより成形された略球形の粒子を焼成する焼成ステップとを備える生体組織補填材の製造方法。
【請求項２】
前記仮焼ステップが、リン酸カルシウム粉末を７５０〜９００℃で仮焼する請求項１に記載の生体組織補填材の製造方法。
【請求項３】
前記混合ステップが、有機物からなる結合材と仮焼粉末とを混合する請求項１に記載の生体組織補填材の製造方法。
【請求項４】
前記有機物が、ポリエステル系有機物である請求項３に記載の生体組織補填材の製造方法。
【請求項５】
前記焼成ステップが、略球形の粒子を１０００〜１１００℃の焼成温度で０．１〜１０時間焼成する請求項１に記載の生体組織補填材の製造方法。
【請求項６】
前記焼成ステップが、１０５０℃の焼成温度で焼成する請求項５に記載の生体組織補填材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体組織補填材、特に、顆粒状の生体組織補填材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、顆粒状の生体組織補填材の製造方法として、１１００℃程度で焼成したリン酸カルシウム多孔体ブロックを粉砕して、得られたリン酸カルシウム多孔体顆粒を篩い分けすることにより、所望の大きさの顆粒を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、セラミックス分と有機物との乾燥体を作製し、乾燥体を粉砕した後に篩い分けし、その後、３００〜９００℃で仮焼することにより角を除去し、本焼成する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９５８０３７号明細書
【特許文献２】特許第３４９０８６４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている製造方法は、リン酸カルシウム多孔体ブロックを粉砕して得られた顆粒から粒径の大きいものを取り除く方式を採用しているために、篩いの網目を通過できるものであれば、細長いものも含まれてしまうという不都合がある。細長い顆粒は、患部への充填時に隣接する顆粒との間に隙間を形成し易く、充填効率を向上することができないという不都合がある。また、高温で焼成された顆粒は堅く、粉砕によって角張っているので、さらに充填効率が悪いという不都合がある。
【０００５】
また、特許文献２に開示されている製造方法は、乾燥体の作製、粉砕、篩い分け、仮焼、焼成等工程数が多く、製造が煩雑であるという不都合がある。また、製造された顆粒を篩い分けする点においては特許文献１と同様であり、回収されない顆粒が発生することにより、収率が悪いという不都合がある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、少ない工程数で簡易に、高い収率で、充填効率の高い顆粒状の生体組織補填材を製造することができる生体組織補填材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、リン酸カルシウム粉末を仮焼する仮焼ステップと、該仮焼ステップにより得られた仮焼粉末を結合材と混合する混合ステップと、混合された仮焼粉末と結合材とを略球形の粒子に成形する成形ステップと、該成形ステップにより成形された略球形の粒子を焼成する焼成ステップとを備える生体組織補填材の製造方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、仮焼ステップによりリン酸カルシウム粉末に含まれる水分やＣＯ２ガスが除去され、混合ステップにより、粉末状の結合材に仮焼粉末が結合され、比較的大きな顆粒になる。この状態で、成形ステップにより、略球形の粒子に成形して、焼成ステップにより焼成することで、仮焼粉末を結合していた結合材が焼失し、仮焼粉末同士が結合した状態で焼結される。このとき、略球形の粒子の形態はそのまま維持されるので、略球形の顆粒状の生体組織補填材が製造される。略球形の顆粒は、隣接する顆粒との間の隙間を最小限に抑えることができ、高い充填効率で患部に充填することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記仮焼ステップが、リン酸カルシウム粉末を７５０〜９００℃で仮焼することとしてもよい。
このようにすることで、得られた生体組織補填材を、水等を用いて超音波洗浄しても、崩壊することなく形状を維持するようにすることができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記混合ステップが、有機物からなる結合材と仮焼粉末とを混合することとしてもよい。
このようにすることで、仮焼粉末どうしを簡易に結合させて、比較的大きな顆粒を形成することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記有機物が、ポリエステル系有機物であることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記焼成ステップが、略球形の粒子を１０００〜１１００℃の焼成温度、好ましくは、１０５０℃の焼成温度で０．１〜１０時間焼成することとしてもよい。
リン酸カルシウム粉末が、βリン酸三カルシウムである場合においても、α型に相転移させることなく焼成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少ない工程数で簡易に、高い収率で、充填効率の高い顆粒状の生体組織補填材を製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態に係る生体組織補填材の製造方法について、図１〜図４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材の製造方法は、図１のフローチャートに示されるように、仮焼ステップＳ１と、混合ステップＳ２と、成形ステップＳ３と、焼成ステップＳ４と、洗浄ステップＳ５とを備えている。
【００１４】
仮焼ステップＳ１は、湿式メカノケミカル法のような公知の方法により得られた粒径約１μｍの例えば、βリン酸三カルシウムのようなリン酸カルシウム粉末を、７５０〜９００℃の温度で１〜１０時間程度仮焼する。これにより、リン酸カルシウム粉末が、ある程度焼き固められた仮焼粉末が構成される。
【００１５】
混合ステップＳ２は、仮焼ステップＳ１により構成されたリン酸カルシウムの仮焼粉末と、カルボキシメチルセルロースのような有機物からなる結合材とを混合する。結合材は、多数のリン酸カルシウムの仮焼粉末を一体的に結合する役割を果たすようになっている。
【００１６】
成形ステップＳ３は、上記混合ステップＳ２において生成されたリン酸カルシウムの仮焼粉末と有機物からなる結合材との混合物を、例えば、パン型回転機等により回転させることにより、略球形の粒子に形成する。これにより、粒径が約１００〜１０００μｍ、例えば、５００μｍの略球形の粒子が成形される。
【００１７】
焼成ステップＳ４は、前記成形ステップＳ３により成形された略球形の粒子を１０００〜１１００℃の焼成温度、好ましくは、１０５０℃の焼成温度で１０時間焼成する。
洗浄ステップＳ５は、焼成ステップＳ４によって得られた生体組織補填材を、水に入れて、超音波により洗浄する。これにより、生体組織補填材の表面に付着している微粉末が除去される。
【００１８】
このように構成された本実施形態に係る生体組織補填材の製造方法によれば、リン酸カルシウムの多孔体ブロックを粉砕して顆粒を形成する従来の方法とは異なり、リン酸カルシウム粉末を有機物のような結合材で結合するので、略球形の比較的大きな生体組織補填材を簡易に製造することができる。このような略球形の生体組織補填材は、患部に充填する際に、隣接する生体組織補填材との間の隙間を最小限に抑制することができ、高い充填効率で充填することができる。
【００１９】
この場合において、本実施形態によれば、仮焼ステップＳ１において、リン酸カルシウム粉末を７５０℃〜９００℃の温度で仮焼するので、焼成時の障害となる水分やＣＯ２ガスを除去することができる。また、その後の洗浄ステップＳ５において、水に浸漬されても崩壊することなく、付着している微粉末のみを除去することができる。
【００２０】
その例を図２および図３に示す。図２に示されるように、（ａ）に示される１時間焼成したのリン酸カルシウムにより構成した生体組織補填材は、（ｂ）に示されるように、水に入れて超音波をかけるとやや崩壊するが、（ｃ）に示されるように微粉末はない。また、図３に示されるように、（ａ）に示されるように１０時間焼成したリン酸カルシウムにより構成した生体組織補填材は、ほとんど崩壊することがなく、表面の微粉末を十分に除去することができる。
【００２１】
また、図３（ｂ）に示されるように、焼成ステップＳ４における焼結も十分に進行し、高い強度の生体組織補填材が製造される。一方、仮焼ステップＳ１を省略した場合には、図４に示されるように、（ｂ）に示されるように、水に浸漬させただけで崩壊し、（ｃ）に示されるように、ミクロ構造においても焼結が進行していないことがわかる。
【００２２】
その結果、微粉末の付着していない生体組織補填材を製造することができる。微粉末は、生体組織補填材が患部に補填されたときに、患部に炎症等を生じさせる不都合を有するが、本実施形態によれば、そのような不都合の発生を未然に防止することができる。
【００２３】
また、本実施形態によれば、混合ステップＳ２において、有機物からなる結合材とリン酸カルシウム粉末とが混合され、結合材の作用によって、多数のリン酸カルシウム粉末が結合されて、比較的大きな粒子を製造することができる。
このようにして製造された粒子は、成形ステップＳ３によって略円形に成形された後、焼成されることにより焼結される。焼結される際に、有機物からなる結合材は、焼成ステップＳ４において焼失するので、リン酸カルシウムのみからなる略球形の強度の高い生体組織補填材を簡易に製造することができる。
【００２４】
この場合において、本実施形態によれば、焼成ステップＳ４における焼成温度が１０００〜１１００℃に制限されているので、１０５０℃程度の焼成温度を採用することにより、βリン酸三カルシウムの顆粒がα型に相転移するおそれをなくすことができるという利点がある。
【００２５】
なお、本実施形態においては、有機物からなる結合材として、セルロースを例示したが、これに代えて、キチン、キトサンのような多糖類あるいはアクリル酸のような他のポリエステル系有機物、あるいはゼラチンのような生体高分子からなる有機物を採用してもよい。
また、本実施形態においては、成形ステップＳ３において、略球形のリン酸カルシウム粉末と結合材との混合物を成形することとしたが、これに代えて、アスペクト比２以下の顆粒を構成することにしてもよい。これによってもある程度の充填効率を確保することができる。
【実施例】
【００２６】
以下に本実施形態に係る生体組織補填材の製造方法の一実施例について説明する。
Ｃａ／Ｐモル比＝１．５のリン酸カルシウム粉末を湿式メカノケミカル法により作成し、この粉末を９００℃で仮焼して、粉末に含まれる水分やＣＯ２を除去した。次いで、仮焼粉末１ｇに対して結合材としてカルボキシメチルセルロース０．０３ｇを加えて混合した後、パン型回転機を用いて、４５ｒｐｍで２０ｍｉｎ回転させ、１００〜１０００μｍの粒子を得た。得られた粒子を１０５０℃で焼成し、水に浸漬して超音波洗浄することにより、リン酸カルシウム顆粒を得た。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織補填材の製造方法を説明するフローチャートである。
【図２】図１の生体組織補填材の製造方法において、９００℃で仮焼した仮焼粉末により製造され、（ａ）１０５０℃で１時間焼成した後の生体組織補填材、（ｂ）水中で超音波洗浄した生体組織補填材、（ｃ）そのミクロ構造をそれぞれ示す顕微鏡写真である。
【図３】図１の生体組織補填材の製造方法において、（ａ）９００℃で仮焼した仮焼粉末により製造され、１０５０℃で１０時間焼成し水中で超音波洗浄した生体組織補填材、（ｂ）そのミクロ構造をそれぞれ示す顕微鏡写真である。
【図４】図１の生体組織補填材の製造方法の比較例であって、本実施形態の製造方法における仮焼ステップを省略した場合の、（ａ）焼成ステップ後の生体組織補填材、（ｂ）水中で超音波洗浄した生体組織補填材、（ｃ）そのミクロ構造をそれぞれ示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｓ１  仮焼ステップ
Ｓ２  混合ステップ
Ｓ３  成形ステップ
Ｓ４  焼成ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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