(57)【要約】【課題】人工骨を用いた施術において、大型の人工骨であっても、該人工骨の中心部における骨の再生促進効果を、早期かつ簡易に得ることができる人工骨の埋入方法を提供する。【解決手段】埋入される個体から骨髄液を採取し、前記骨髄液を、気孔率が５５％以上８５％以下であり、ほぼ球状の気孔が全体にわたって連通しており、平均気孔径が１５０μｍ以上６００μｍ以下、かつ、各気孔の連通部の平均開口径が５０μｍ以上であるセラミックス多孔体からなる人工骨に塗布または吸収させた後、該人工骨を生体内に埋入する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に人工骨を埋入する方法において、埋入される個体から骨髄液を採取し、前記骨髄液をセラミックス多孔体からなる人工骨に塗布または吸収させた後、該人工骨を生体内に埋入することを特徴とする人工骨の埋入方法。
【請求項２】
前記人工骨として、気孔率が５５％以上８５％以下であり、ほぼ球状の気孔が全体にわたって連通しており、平均気孔径が１５０μｍ以上６００μｍ以下、かつ、各気孔の連通部の平均開口径が５０μｍ以上であるセラミックス多孔体を用いることを特徴とする請求項１記載の人工骨の埋入方法。
【請求項３】
前記セラミックス多孔体は、撹拌起泡により形成されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の人工骨を用いた埋入方法。
【請求項４】
前記人工骨は、ハイドロキシアパタイトからなることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の人工骨の埋入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工骨の埋入方法に関し、より詳細には、人工骨をヒトや動物等の生体内に埋入する施術において、特に、再生に時間を要する大型の人工骨を用いる施術において好適な人工骨の埋入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックスは、優れた強度特性、生体為害性が低い等の観点から、人工骨等の生体用部材に利用されている。
特に、前記生体用部材のうち、人工骨については、自家骨等との適合性を有し、また、経時的な生体組織への吸収により定着する等の特性を有していることが好ましいことから、骨の主な組成成分であるリン酸カルシウム系化合物からなるセラミックスが、より好適な材料として実用されるようになった。
【０００３】
前記リン酸カルシウム系化合物としては、例えば、リン酸三カルシウム、リン酸四カルシウム、ハイドロキシアパタイト等があり、これらの材料からなるセラミックスは、荷重を支える緻密体、気孔内に細胞を導入して骨と一体化する多孔体、あるいはまた、両者の複合体の形態で利用されている。
【０００４】
前記セラミックス多孔体の中でも、特に、骨を形成する細胞が中まで侵入しやすく、また、該細胞に栄養分等を十分に供給することができることから、気孔率が高く、かつ、各気孔が全体にわたって連通している構成からなるセラミックス多孔体が好適であるとの提案が既になされている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
また、多孔体における気孔が一定方向に連通しており、一定方向に対する強度および加工性に優れた多孔体骨補填材や、焼成時に焼失する網状繊維等とハイドロキシアパタイトとの積層成形体を焼成して、連続二次元多孔体構造とする方法等が開示されている（例えば、特許文献３、４参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３０２５６７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７８４６号公報
【特許文献３】
特開平７−２３９９４号公報
【特許文献４】
特開昭６２−２９５６６６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構造を有するセラミックス多孔体であっても、これを頚骨、大腿骨等の大型の人工骨として用いる場合は、該人工骨の中心部において骨が再生されるまでには、長時間を要する。
【０００８】
一方、人工骨を用いた施術において、早期回復を図るために、予め生体から骨髄細胞を採取しておき、該骨髄細胞を人工骨の内部で培養させた後、該人工骨を生体内に埋入するという試みも行われている。
【０００９】
しかしながら、骨髄細胞の培養は、環境条件等の管理が非常に難しい。
また、骨髄細胞の培養のために、人工骨の埋入の施術前に、必ず所定の時間が必要となるため、緊急の施術等の早期対応が望まれる場合には、この方法を適用することはできない。
【００１０】
したがって、人工骨を用いた施術において、上記のような骨髄細胞の培養に匹敵する骨の再生促進効果を、より早期かつ簡易に得られる方法が求められている。
【００１１】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、人工骨を用いた施術において、大型の人工骨であっても、該人工骨の中心部における骨の再生促進効果を、早期かつ簡易に得ることができる人工骨の埋入方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る人工骨の埋入方法は、生体内に人工骨を埋入する方法において、埋入される個体から骨髄液を採取し、前記骨髄液をセラミックス多孔体からなる人工骨に塗布または吸収させた後、該人工骨を生体内に埋入することを特徴とする。
上記のように、骨髄液を利用した方法によれば、早期かつ簡易に、人工骨の中心部における骨の再生を促進することができ、施術後の早期回復を図ることができる。
【００１３】
前記人工骨としては、気孔率が５５％以上８５％以下であり、ほぼ球状の気孔が全体にわたって連通しており、平均気孔径が１５０μｍ以上６００μｍ以下、かつ、各気孔の連通部の平均開口径が５０μｍ以上であるセラミックス多孔体を用いることが好ましい。
上記のようなセラミックス多孔体からなる人工骨であれば、該人工骨の中心部への細胞の侵入、付着容易性および十分な強度を確保することができ、また、骨髄液を全体に行き渡らせることができる。
【００１４】
また、前記セラミックス多孔体は、撹拌起泡により形成されたものであることが好ましい。
撹拌起泡によれば、上記のような人工骨として好適な高気孔率、気孔性状等を均質かつ容易に制御することができる。
【００１５】
さらに、前記人工骨は、ハイドロキシアパタイトからなることが好ましい。
ハイドロキシアパタイトは、骨の主組成成分であり、強度等の機械的特性にも比較的優れており、生体為害性もなく、経時的に生体組織に吸収されやすく、人工骨として好適な材質である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、より詳細に説明する。
本発明に係る人工骨の埋入方法は、人工骨が埋入される生体から予め骨髄液を採取しておき、この骨髄液をセラミックス多孔体からなる人工骨に塗布または吸収させたものを生体内に埋入するものである。
人工骨を用いた施術において、上記のように骨髄液を利用することにより、厳格な条件管理の下で、長時間を要して、骨髄細胞を培養することなく、簡易かつ早期に、同等レベルの骨の再生促進効果を得ることができる。
したがって、頚骨、大腿骨等の大型の骨であっても、その人工骨の中心部における骨の再生を促進することができるため、施術後の早期回復を図ることができる。
【００１７】
本発明において用いられる人工骨は、セラミックス多孔体からなり、前記セラミックス多孔体は、生体用部材中への細胞の侵入、付着容易性および適度な強度を担保する観点から、例えば、上記特許文献１（特開２０００−３０２５６７号公報）に記載されたような平均気孔径、気孔率、連通部の平均開口径等を有しているものであることが好ましい。
【００１８】
具体的には、前記セラミックス多孔体は、気孔率が５５％以上８５％以下であり、ほぼ球状の気孔が全体にわたって連通しており、平均気孔径が１５０μｍ以上６００μｍ以下、かつ、各気孔の連通部の平均開口径が５０μｍ以上であることがより好ましい。
上記のようなセラミックス多孔体からなる人工骨は、骨髄液を深部（中心部）まで容易に導入することができ、また、生体内へ埋入された後も、血液を全体に満遍なく循環させることができることから、骨髄液中に含まれている骨髄細胞を活発に働かせる作用を有しており、好適に用いることができる。
【００１９】
上記のように、前記セラミックス多孔体の気孔率は５５％以上８５％以下であることが好ましい。
前記気孔率が５５％未満である場合は、該セラミックス多孔体からなる人工骨の中心部に、細胞が侵入し、十分に行き渡り、付着することが困難となる。
一方、前記気孔率が８５％を超える場合は、該セラミックス多孔体からなる人工骨の十分な強度が得られず、破損しやすくなる。
【００２０】
また、前記多孔体の平均気孔径は５０μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１５０μｍ以上６００μｍ以下である。
さらに、ほぼ球状である各気孔の連通部の平均開口径は、細胞の吸収速度、培養速度等の促進を図る観点から、１０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上であり、かつ、外部に連通する気孔が、前記多孔体の体積の４０％以上を占めることが好ましく、より好ましくは、５５％以上を占める。
なお、この連通気孔の体積は、水銀ポロシメータにより測定することができる。
【００２１】
また、上記のようなセラミックス多孔体は、撹拌起泡により形成されたものであることが好ましい。
撹拌気泡によれば、上記のような人工骨として好適な高気孔率、気孔性状等を均質かつ容易に制御することができるため好ましい。
【００２２】
撹拌起泡によるセラミックス多孔体の製造方法も、例えば、上記特許文献１に記載されているような方法を用いることができる。
ハイドロキシアパタイトを用いた場合の具体的な製造方法を以下に示す。
まず、分散剤が添加された水に、ハイドロキシアパタイト粉末と、ポリエチレンイミン等の架橋性樹脂を添加し、撹拌混合して、原料スラリーを調製する。
さらに、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等の起泡剤を添加し、撹拌起泡させて、気泡の均質化および安定化を図り、泡沫スラリーを調製する。
次に、この泡沫スラリーに、ソルビトールポリグリシジルエーテル等の架橋剤（ゲル化剤）を添加して、撹拌混合して、多孔質スラリーを調製する。
そして、この多孔質スラリーを注型して成形し、泡構造を維持した状態の多孔質ゲル化体（架橋体）とした後、焼成することにより、セラミックス多孔体が得られる。
【００２３】
前記セラミックス多孔体の材質は、リン酸カルシウム系セラミックスであるハイドロキシアパタイト（Ｃａ５（ＰＯ４）３ＯＨ）またはハイドロキシアパタイトと三リン酸カルシウム（以下、ＴＣＰという）の複合体からなることが好ましく、特に、ハイドロキシアパタイトからなることが好ましい。
ハイドロキシアパタイトは、骨の主組成成分であり、強度等の機械的特性にも比較的優れており、生体為害性もなく好適な材質である。また、人工骨として用いられる場合、経時的に徐々に生体組織に吸収され、生体骨との代替性にも優れているという利点を有している。
なお、前記ハイドロキシアパタイトは、その一部の水酸基またはリン酸基の一部が、炭酸基で置換されたものであってもよい。
【００２４】
本発明に係る方法においては、上記のようなセラミックス多孔体からなる人工骨を生体内の所定の箇所に埋入する前に、該人工骨に、その個体から採取した骨髄液を塗布または吸収させておく。
前記骨髄液は、人工骨を埋入する同一の個体から採取したものを用いるため、人工骨を埋入した際の生体適合性についての心配はなく、本発明に係る方法は、安全性においても優れている。
【００２５】
なお、骨髄液を塗布または吸収させるための方法は特に限定されないが、いずれの方法であっても、人工骨全体に均等に骨髄液が行き渡るようにすることが好ましい。
本発明において用いられる人工骨はセラミックス多孔体からなるため、例えば、採取した骨髄液に人工骨を浸しておくことにより、該人工骨の内部まで、骨髄液をしみ込ませることができ、容易に吸収させることが可能である。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
［実施例］
気孔率７５％、平均気孔径１９０μｍ、各気孔の連通部の平均開口径７０μｍのハイドロキシアパタイトセラミックスからなる直径２０ｍｍ、長さ２０ｍｍの円柱状の人工骨に、施術するイヌから採取した骨髄液を全体にしみ込ませた。
この人工骨を、イヌの大腿骨の所定の区間に埋入した。
２ヶ月後、レントゲン観察したところ、骨の再生はほぼ完了していることが確認された。
【００２７】
［比較例］
上記実施例と同様の人工骨を、骨髄液をしみ込ませることなく、そのまま、イヌの大腿骨の所定の区間に埋入した。
２ヶ月後、レントゲン観察したところ、骨の中心部は、まだ再生が完了していなかった。
【００２８】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る人工骨の埋入方法によれば、人工骨を用いた施術において、人工骨の中心部における骨の再生促進効果を、早期かつ簡易に得ることができ、施術後の早期回復を図ることができる。
また、本発明に係る方法は、強度特性、生体適合性に優れたセラミックス多孔体および人工骨を埋入される個体から採取した骨髄液を用いるため、安全性にも優れた施術方法である。
したがって、本発明に係る人工骨の埋入方法は、特に、再生に時間を要する頚骨、大腿骨等の大型の骨の施術において、早期回復を図るために好適に用いることができる。