(57)【要約】      （修正有）【課題】腸骨等の内側に窪む部位のような気孔率の異なる皮質骨と海綿骨とを含む部位等に好適に適用する骨補填材とその製造方法の提供。【解決手段】リン酸カルシウム粉末を含むスラリーを乾燥して得られたグリーン体３に、該グリーン体３の長手方向の両端部近傍を２つの支持部材２によって支持させ、グリーン体３の長手方向の略中央部に、重り４を載せた状態で、局部的に荷重をかけながら焼成することにより製造された骨補填材１。【選択図】図２
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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含むスラリーを乾燥して得られたグリーン体に局部的に荷重をかけながら焼成することにより製造された骨補填材。
【請求項２】
前記グリーン体の長手方向の両端と、該グリーン体の長手方向の略中央とに、逆方向に荷重をかけながら焼成することにより製造された請求項１に記載の骨補填材。
【請求項３】
リン酸カルシウム粉末を含むスラリーを乾燥してグリーン体を生成するグリーン体生成ステップと、
該グリーン体生成ステップにおいて生成されたグリーン体を焼成する焼成ステップとを備え、
該焼成ステップが、前記グリーン体に局部的に荷重をかけながら焼成する骨補填材の製造方法。
【請求項４】
前記スラリーに界面活性剤を添加する請求項３に記載の骨補填材の製造方法。
【請求項５】
前記焼成ステップが、前記グリーン体の長手方向の両端と、該グリーン体の長手方向の略中央とに、逆方向に荷重をかけながら焼成する請求項３または請求項４に記載の骨補填材の製造方法。
【請求項６】
前記焼成ステップが、前記グリーン体の長手方向の両端または略中央のいずれか一方を下側から支持し、該グリーン体の長手方向の両端または略中央のいずれか他方の上側に重りを載せて焼成する請求項５に記載の骨補填材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨補填材とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、所望の曲面形状を有する雌型上にセラミックス成形体を載せて焼成するセラミックスプレートの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この特許文献１に開示されている製造方法は、セラミックス成形体が、焼成時に、その自重によって雌型の曲面に倣うように変形するのを利用して、曲面を有するセラミックプレートを製造するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２３１９３３号公報
【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、セラミックス成形体が焼結時に自重によって変形する場合に適用されるものであり、比較的薄いセラミックプレートの製造に限定される。したがって、自重では変形しないような比較的厚肉のブロック状の骨補填材の製造には適用できないという不都合がある。
また、焼成中のセラミックス成形体の全面を雌型の曲面に密着させるように支持するため、雌型の存在によって、該雌型に支持されている面と支持されていない面とにおいて焼成条件が相違することとなり、均質な骨補填材を得ることができないという不都合もある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、例えば、腸骨等の内側に窪む部位のような気孔率の異なる皮質骨と海綿骨とを含む部位等に好適に適用可能な骨補填材とそ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】
【０００６】
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含むスラリーを乾燥して得られたグリーン体に局部的に荷重をかけながら焼成することにより製造された骨補填材を提供する。
本発明に係る骨補填材によれば、局部的な荷重によってグリーン体の内部に発生した応力を熱により解放して湾曲させながら焼成されるので、荷重の大きさに応じた変形量で湾曲させられ、残留応力が低減されている。そして、焼成中に変形させられることにより、得られる骨補填材は、湾曲の外側において気孔率が高く、湾曲の内側において気孔率が低くなるように、気孔率が傾斜したものとなる。したがって、腸骨等の内側に窪む部位のような気孔率の異なる皮質骨と海綿骨とを含む部位に補填して、自家骨と同様に機能させ、迅速に修復することができる。
【０００７】
上記発明においては、前記グリーン体の長手方向の両端と、該グリーン体の長手方向の略中央とに、逆方向に荷重をかけながら焼成することにより製造されることとしてもよい。
このようにすることで、グリーン体を長手方向に湾曲させた形態の骨補填材が得られる。長手方向の両端および略中央に逆方向に荷重をかけることにより、自重のみでは変形し難いブロック状の湾曲した骨補填材を簡易に得ることができる。荷重のかけ方は、上下方向でもよいし水平方向でもよい。
【０００８】
また、本発明は、リン酸カルシウム粉末を含むスラリーを乾燥してグリーン体を生成するグリーン体生成ステップと、該グリーン体生成ステップにおいて生成されたグリーン体を焼成する焼成ステップとを備え、該焼成ステップが、前記グリーン体に局部的に荷重をかけながら焼成する骨補填材の製造方法を提供する。
本発明によれば、グリーン体生成ステップにより生成されたグリーン体に、焼成ステップにおいて、局部的に荷重をかけながら焼成することにより、グリーン体の内部に荷重により発生させた応力を熱により解放しつつ湾曲させることができる。これにより、残留応力が少なく、湾曲した骨補填材を得ることができる。
【０００９】
焼成中に変形させられることにより、湾曲の外側において気孔率が高く、湾曲の内側において気孔率が低くなるように、気孔率が傾斜した骨補填材を簡易に製造することができる。また、荷重の大きさを調節することにより、得られる骨補填材の湾曲量を調節することができる。また、従来のように雌型により焼成中の骨補填材を支持しないので、全体にわたって焼成条件を均一化し、均質な骨補填材を製造することができる。
【００１０】
上記発明においては、前記スラリーに界面活性剤を添加することとしてもよい。
このようにすることで、焼成中の変形による割れの発生を防止することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記焼成ステップが、前記グリーン体の長手方向の両端と、該グリーン体の長手方向の略中央とに、逆方向に荷重をかけながら焼成することとしてもよい。
このようにすることで、自重のみでは変形し難いブロック状の湾曲した骨補填材を簡易に製造することができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記焼成ステップが、前記グリーン体の長手方向の両端または略中央のいずれか一方を下側から支持し、該グリーン体の長手方向の両端または略中央のいずれか他方の上側に重りを載せて焼成することとしてもよい。
このようにすることで、特別な装置を使用することなく、重りの荷重によってグリーン体を湾曲させつつ焼成し、湾曲した骨補填材を簡易に製造することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る骨補填材によれば、例えば、腸骨等の内側に窪む部位のような気孔率の異なる皮質骨と海綿骨とを含む部位等に補填して、自家骨と同様に機能させ、補填部位の迅速な修復を図ることができる。
また、本発明に係る骨補填材の製造方法によれば、上記骨補填材を容易に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】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る骨補填材とその製造方法について、図１および図２を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る骨補填材１は、リン酸カルシウム顆粒を焼結により相互に結合させたブロック状に形成されている。
【００１５】
本実施形態に係る骨補填材１は、以下のステップにより製造される。
すなわち、本実施形態に係る骨補填材１の製造方法は、図１に示されるように、公知の方法でリン酸カルシウムスラリーを合成するスラリー生成ステップＳ１と、生成されたリン酸カルシウムスラリーを乾燥してグリーン体を生成するグリーン体生成ステップＳ２と、該グリーン体生成ステップＳ２において生成されたグリーン体を焼成する焼成ステップＳ３とを含んでいる。
【００１６】
前記スラリー生成ステップＳ１においては、リン酸カルシウムスラリーに界面活性剤が添加されるようになっている。これにより、焼成中の変形による割れの発生が防止される。
前記焼成ステップＳ３は、図２（ａ）に示されるように、２つの支持部材２の上にグリーン体３を載置して、該グリーン体３の長手方向の両端部近傍を２つの支持部材２によって支持させ、グリーン体３の長手方向の略中央部に、重り４を載せた状態で行われるようになっている。
【００１７】
支持部材２および重り４は、アルミナやジルコニアのような熱により溶解しない耐熱材料により構成されている。支持部材２の間隔および重り４の重量は、最終的に得られる骨補填材１の湾曲量を考慮して設定されている。また、支持部材２の間隔は、焼成によってグリーン体３に発生する収縮を考慮して設定されている。
【００１８】
支持部材２および重り４は、グリーン体３との接触面積を極力低減するように、球体または円筒体により構成されている。
焼成は、例えば、約１０５０℃〜１１５０℃の温度で約２時間にわたって行われるようになっている。
【００１９】
本実施形態に係る製造方法によれば、グリーン体３が、支持部材２と重り４とによって局部的に荷重を付与された状態で焼成されるので、長手方向に沿って湾曲した骨補填材１を簡易に製造することができる。すなわち、支持部材２と重り４とによって局部的に荷重をかけられることによりグリーン体３には内部応力が発生するが、発生した内部応力は焼成時の熱によって解放されるので、グリーン体３の焼成が進行するに従って徐々に湾曲していき、図２（ｂ）に示されるように、最終的に湾曲した骨補填材１が製造される。
【００２０】
この場合において、グリーン体３が湾曲させられると、湾曲の外側（支持部材側）では、該グリーン体３を構成しているリン酸カルシウム顆粒どうしの間隔が押し広げられ、湾曲の内側（重り側）ではリン酸カルシウム顆粒どうしの間隔が縮められる。その結果、最終的に得られる骨補填材１は、湾曲の外側において気孔率が高く、湾曲の内側において気孔率が低いものとなる。
【００２１】
腸骨等においては、外側の皮質骨は緻密構造であるが、内側の海綿骨は気孔率が高い。したがって、特に、腸骨等において内側に凹む部位に存在する骨欠損部に補填される骨補填材１として本実施形態に係る骨補填材１を適用することにより、気孔率の高い部位を内側に、気孔率の低い部位を外側に配置して、自家骨と同様に機能させ、骨欠損部を良好に修復させることが可能となる。すなわち、気孔率の高い湾曲の外側には髄腔内からの細胞の進入を容易にして骨形成を促進する一方、気孔率の低い湾曲の内側によって機械的強度の高い骨形成を図ることができる。
【００２２】
また、本実施形態に係る製造方法により製造された骨補填材１は、製造後に切削加工等を行うことなく、湾曲した形状に成形されるので、加工の手間を省いて低コストで製造することができるとともに、表面に切削痕が残らないので、該切削痕から成長するクラックの発生を防止して強度を向上することができる。
また、雌型に沿わせて成形する従来の場合と比較して、骨補填材１の全表面には、支持部材および重りが必要最小限の接触面積で接触するのみであるため、全周にわたって焼成条件が変化せず、均質に製造することができる。
【００２３】
また、本実施形態に係る製造方法においては、支持部材２の間隔を変更したり、重り４の重量を変更したりすることにより、骨補填材１の湾曲量を調節することができる。
また、本実施形態においては、支持部材２と重り４とを採用することにより、重り４の重量によって支持部材２および重り４との接触点においてグリーン体３に荷重をかけることとしたので、特別な押圧機構が不要であり、簡易に構成することができる。
【００２４】
なお、グリーン体３の両端を支持部材２で支持し、略中央に重り４を載せることとしたが、これに代えて、安定が確保されれば、グリーン体３の中央を支持部材２で支持し、両端に重り４を載せることにしてもよい。
また、重り４代えて、他の押圧機構を採用してもよい。この場合、荷重の方向は上下方向に限定されず、任意の方向に押圧することができる。
【００２５】
ここで、本実施形態に係る骨補填材１の製造方法の実施例について説明する。
まず、公知の方法で得られたβリン酸三カルシウム粉末３０ｇに純水５０ｇと界面活性剤５ｇとを加えてスラリーを形成し、成形型に流し込んで乾燥させることにより、厚さ１３ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ５５ｍｍのリン酸カルシウムブロックからなるグリーン体３を生成した。
次いで、２個の直径５ｍｍのジルコニアボールからなる支持部材２によってグリーン体３の長手方向の両端を下側から支持させ、グリーン体３の長手方向の略中央に直径２５ｍｍのジルコニアボールからなる重り４を載せた。
【００２６】
この状態で、１１００℃の焼成温度で２時間焼成した。
その結果、長手方向の中央において両端との高低差が約２ｍｍとなるまで湾曲させられた骨補填材１が製造された。この骨補填材１の湾曲の外側においては、リン酸カルシウムの顆粒の間隔が押し広げられて気孔率が高く、湾曲の内側においては気孔率が低くなっていた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る骨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の製造方法における焼成ステップを説明する図である。
【符号の説明】
【００２８】
Ｓ２  グリーン体生成ステップ
Ｓ３  焼成ステップ
１  骨補填材
３  グリーン体
４  重り
【図１】
2008279009.tif 000003
【図２】
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