(57)【要約】【課題】特定構造を有するセラミックス多孔体を用いることにより、骨形成誘導因子等の使用量を抑制し、より効果的かつ安全に、均質な骨を十分に形成することができる骨形成用部材およびその製造方法を提供する。【解決手段】複数の隣接する気孔が連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成し、水銀ポロシメータにより測定した細孔径分布における孔径５μｍ以上の気孔体積が全気孔体積の８５％以上であり、撹拌起泡により形成されたセラミックス多孔体の気孔内表面に、生体吸収性部材および骨形成誘導因子を厚さ２μｍ以下で均等に担持させた骨形成用部材を用いる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス多孔体の気孔内表面に、生体吸収性部材および骨形成誘導因子が担持された骨形成用部材であって、
前記セラミックス多孔体は、複数の隣接するほぼ球状の気孔が連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成し、水銀ポロシメータにより測定した細孔径分布における孔径５μｍ以上の気孔体積が全気孔体積の８５％以上であり、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骨形成用部材。
【請求項２】
前記骨形成誘導因子は、骨形成因子（ＢＭＰ）、形質転換成長因子（ＴＧＦ−β）、軟骨由来形成因子（ＣＤＭＰ）、骨誘導因子（ＯＩＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）および繊維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）から選ばれたいずれか１種または２種以上であることを特徴とする請求項１記載の骨形成用部材。
【請求項３】
前記ＢＭＰは、組換えヒトＢＭＰ−２であることを特徴とする請求項２記載の骨形成用部材。
【請求項４】
前記骨形成誘導因子は、生体吸収性部材中に均一に混在し、前記生体吸収性部材は、前記セラミックス多孔体の気孔内表面に厚さ２μｍ以下でほぼ均等に担持されてい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骨形成用部材。
【請求項５】
前記セラミックス多孔体は、気孔率が５０％以上９０％以下、平均気孔径が１００μｍ以上６００μｍ以下、連通孔の平均孔径が２０μｍ以上であり、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ムライト、ディオプサイド、ウォラストナイト、エーライト、べライト、アーケルマナイト、モンティセライト、生体用ガラスおよびリン酸カルシウム系セラミックスから選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の骨形成用部材。
【請求項６】
前記リン酸カルシウム系セラミックスは、ハイドロキシアパタイトからなり、かつ、前記生体吸収性部材は、骨形成誘導因子の徐放性を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の骨形成用部材。
【請求項７】
前記生体吸収性部材は、乳酸および／またはグリコール酸の重合体、乳酸および／またはグリコール酸の重合体とポリエチレングリコールとのブロック共重合体、乳酸および／またはグリコール酸とｐ−ジオキサノンとポリエチレングリコールとの共重合体、アテロコラーゲンから選ばれた少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の骨形成用部材。
【請求項８】
前記生体吸収性部材は、ポリ乳酸とポリエチレングリコールとのブロック共重合体であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の骨形成用部材。
【請求項９】
前記ポリ乳酸とポリエチレングリコールとのブロック共重合体は、数平均分子量が５０００以上１００００００以下であり、前記ポリ乳酸とポリエチレングリコールのモル比が２５：７５〜７５：２５であることを特徴とする請求項８記載の骨形成用部材。
【請求項１０】
前記生体吸収性部材は、乳酸および／またはグリコール酸とｐ−ジオキサノンとポリエチレングリコールとの共重合体であることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載の骨形成用部材。
【請求項１１】
有機化合物からなる生体吸収性材料をアセトンに添加した後、骨形成誘導因子と混合して、混合液を調製する工程と、
撹拌起泡により形成され、複数の隣接するほぼ球状の気孔が連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成しているセラミックス多孔体に、前記混合液を浸潤させる工程と、
前記セラミックス多孔体中のアセトンを除去し、生体吸収性部材および骨形成誘導因子をセラミックス多孔体の気孔内表面に担持させて、骨形成用部材を得る工程とを具備していることを特徴とする骨形成用部材の製造方法。
【請求項１２】
前記生体吸収性部材を、前記セラミックス多孔体の気孔内表面に厚さ２μｍ以下でほぼ均等に担持させることを特徴とする請求項１１記載の骨形成用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、骨形成用部材およびその製造方法に関し、より詳細には、骨欠損部位における骨の形成に好適に用いることができるセラミックス多孔体を用いた部材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
傷病等による骨の欠損部位を補填する目的で、従来から、セラミックスや金属を用いた人工骨の開発が行われている。
前記セラミックスのうち、強度や生体為害性がない等の観点から、アルミナ、ジルコニア等の人工骨が既に実用化されている。
人工骨は、さらに、自家骨等との優れた適合性を有していたり、経時的に生体組織に吸収されて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、本来の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】
この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のうち、特に、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および２参照）。
【０００４】
また、骨の形成技術に関しても、種々の提案がなされており、例えば、特許文献３には、ハイドロキシアパタイト多孔体を用いた移植体により、骨を形成することができることが開示されている。
【０００５】
一方、金属を用いたものとして、例えば、生体為害性がないとされるチタンを利用して、骨形成誘導因子、生体適合性支持体としてのポリマーおよびチタンメッシュとからなる部材を用いることにより、骨欠損を修復することができることも開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【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７−８８１７４号公報
【非特許文献１】
「ジャーナル  オブ  バイオオメディカル  マテリアルズ  リサーチ（“Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ”）」（アメリカ），２００２年，第６２巻，ｐ．１６９−１７４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
セラミックス多孔体を用いた骨の形成においては、施術後、生体骨組織が前記セラミックス多孔体に付着することによって、生体組織内に定着する。このため、前記セラミックス多孔体の多孔体構造は、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、しかも、強度が比較的大きい等の特性を発揮できるものであることが重要である。
【０００８】
しかしながら、上記従来技術におけるハイドロキシアパタイト多孔体を用いた移植体においては、該移植体の一部では骨が形成され得るものの、該移植体全体にわたって均質に骨が形成されるとは言い難いものであった。
【０００９】
また、上記のように、骨形成用部材としてチタンメッシュを用いた場合は、チタン自体は、生体内に吸収されるものではなく、異物が残存した状態となるため、長期間においては、生体に及ぼす影響が危惧される。
しかも、前記チタンメッシュは、セラミックス多孔体と比較して、細胞等の伝播性に劣ることから、骨形成誘導因子および生体適合性支持体を多量に使用しなければならなかった。
【００１０】
ここで使用されている骨形成因子（ＢＭＰ）等の骨形成誘導因子、ポリ乳酸とポリエチレングリコールとのブロック共重合体（ＰＬＡ−ＰＥＧ）等の生体適合性支持材は、医療用としては、まだ市販されていないものである。
また、前記骨形成誘導因子は、非常に高価であり、しかも、微量では、特にヒト等の霊長類においては、十分な効果が得られない。このため、骨形成誘導因子による骨の修復は、費用が高額となるだけでなく、十分な骨形成が困難な場合があった。
したがって、骨の修復のために用いられる骨形成誘導因子の使用量はできる限り少量に抑制し、かつ、骨形成誘導因子の作用を増強させることが、経済性、安全性の観点から好ましい。
【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、特定構造を有するセラミックス多孔体を用いることにより、骨形成誘導因子等の使用量を抑制し、より効果的かつ安全に、均質な骨を十分に形成することができる骨形成用部材およびその製造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】
本発明に係る骨形成用部材は、セラミックス多孔体の気孔内表面に、生体吸収性部材および骨形成誘導因子が担持された骨形成用部材であって、前記セラミックス多孔体は、複数の隣接するほぼ球状の気孔が連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成し、水銀ポロシメータにより測定した細孔径分布における孔径５μｍ以上の気孔体積が全気孔体積の８５％以上であり、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。
上記のような構成からなる骨形成用部材は、セラミックス多孔体の気孔内への細胞等の侵入速度と骨形成誘導因子の放出速度とのバランスがよく、全体に均質に骨を効率的に形成することができる。
【００１３】
前記骨形成誘導因子は、骨形成因子（ＢＭＰ：ｂｏｎｅ  ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｔｅｉｎ）、形質転換成長因子（ＴＧＦ−β：ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ  β）、軟骨由来形成因子（ＣＤＭＰ：ｃａｒｔｉｌａｇｅ−ｄｅｒｉｖｅｄ  ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｔｅｉｎ）、骨誘導因子（ＯＩＦ：ｏｓｔｅｏｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｆａｃｔｏｒ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ：ｉｎｓｕｌｉｎ−ｌｉｋｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ：ｐｌａｔｌｅｔ  ｄｅｒｉｖｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）および繊維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ：ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）から選ばれたいずれかいずれか１種または２種以上であることが好ましい。
【００１４】
前記骨形成用部材を人体に適用するためには、前記骨形成誘導因子としては、ＢＭＰのうち、特に、遺伝子組換え技術により得られた組換えヒト骨誘導因子（ｒｈＢＭＰ）−２であることがより好ましい。
【００１５】
前記骨形成誘導因子は、生体吸収性部材中に均一に混在し、前記生体吸収性部材は、前記セラミックス多孔体の気孔内表面に厚さ２μｍ以下でほぼ均等に担持されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記セラミックス多孔体は、気孔率が５０％以上９０％以下、平均気孔径が１００μｍ以上６００μｍ以下、連通孔の平均孔径が２０μｍ以上であり、また、その材質としては、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ムライト、ディオプサイド、ウォラストナイト、エーライト、べライト、アーケルマナイト、モンティセライト、生体用ガラスおよびリン酸カルシウム系セラミックスから選ばれた少なくとも１種からなることが好ましい。
【００１７】
前記セラミックス多孔体は、リン酸カルシウム系セラミックスの中でも、特に、ハイドロキシアパタイトからなることが好ましく、また、前記生体吸収性部材は、骨形成誘導因子の徐放性を備えていることが好ましい。
【００１８】
上記のような特性を備えた生体吸収性部材としては、乳酸および／またはグリコール酸の重合体、乳酸および／またはグリコール酸の重合体とポリエチレングリコールとのブロック共重合体、乳酸および／またはグリコール酸とｐ−ジオキサノンとポリエチレングリコールとの共重合体、アテロコラーゲンから選ばれた少なくとも１種からなるものが好適に用いられる。
【００１９】
上記した生体吸収性部材の中でも、ポリ乳酸とポリエチレングリコールとのブロック共重合体（ＰＬＡ−ＰＥＧ）がより好ましく、特に、数平均分子量が５０００以上１００００００以下であり、前記ポリ乳酸とポリエチレングリコールのモル比が２５：７５〜７５：２５であるものが好ましい。
【００２０】
また、前記生体吸収性部材は、乳酸および／またはグリコール酸とｐ−ジオキサノンとポリエチレングリコールとの共重合体（ＰＬＡ−ＤＸ−ＰＥＧ）であってもよい。
【００２１】
また、本発明に係る骨形成用部材の製造方法は、有機化合物からなる生体吸収性材料をアセトンに添加した後、骨形成誘導因子と混合して、混合液を調製する工程と、撹拌起泡により形成され、複数の隣接するほぼ球状の気孔が連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成しているセラミックス多孔体に、前記混合液を浸潤させる工程と、前記セラミックス多孔体中のアセトンを除去し、生体吸収性部材および骨形成誘導因子をセラミックス多孔体の気孔内表面に担持させて、骨形成用部材を得る工程とを具備していることを特徴とする。
上記製造方法によれば、本発明に係る骨形成用部材を容易かつ効率的に得ることができる。
【００２２】
上記製造方法においては、前記生体吸収性部材を、前記セラミックス多孔体の気孔内表面に厚さ２μｍ以下でほぼ均等に担持させることが好ましい。
このように、生体吸収性部材を薄くコーティングすることにより、セラミックス多孔体の連通孔が閉塞されず、開気孔状態が保持され、骨を形成する能力を有する細胞等を予め気孔内に挿入しておくことも可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、より詳細に説明する。
本発明に係る骨形成用部材は、セラミックス多孔体の気孔内表面に、生体吸収性部材および骨形成誘導因子が担持された構成を有するものである。
そして、前記セラミックス多孔体は、複数の隣接するほぼ球状の気孔が連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成し、水銀ポロシメータにより測定した細孔径分布における孔径５μｍ以上の気孔体積が全気孔体積の８５％以上であり、撹拌起泡により形成されたものである。
上記のような構成からなる骨形成用部材によれば、セラミックス多孔体の表層部においては、細胞の侵入速度が大きく、骨の形成が促進され、一方、前記セラミックス多孔体の内部においては、骨形成誘導因子が徐々に放出され、骨の形成が表層部から中心部へ向かって移行していくため、全体に均質に骨を形成することができる。
【００２４】
また、前記骨形成用部材に担持される骨形成誘導因子としては、骨組織中からの抽出成分である各種の骨形成関連タンパク質を用いることができる。例えば、骨形成因子（ＢＭＰ：ｂｏｎｅ  ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｔｅｉｎ）、形質転換成長因子（ＴＧＦ−β：ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ  ｇｒｏｗｔｈｆａｃｔｏｒ  β）、軟骨由来形成因子（ＣＤＭＰ：ｃａｒｔｉｌａｇｅ−ｄｅｒｉｖｅｄ  ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｔｅｉｎ）、骨誘導因子（ＯＩＦ：ｏｓｔｅｏｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｆａｃｔｏｒ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ：ｉｎｓｕｌｉｎ−ｌｉｋｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ：ｐｌａｔｌｅｔ  ｄｅｒｉｖｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、繊維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ：ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、結合組織増殖因子（ＣＴＧＦ：ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｅｔｉｓｓｕｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ：ｖａｓｕｌａｒ  ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、肝細胞増殖因子（ＨＧＦ：ｈｅｐａｔｏｃｙｔｅ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、胎盤由来増殖因子（ＰＩＧＦ：ｐｌａｃｅｎｔａ−ｄｅｒｉｖｅｄ  ｇｒｏｗｔｈ  ｆａｃｔｏｒ）、アンジオポイエチン（ａｎｇｉｏｐｏｉｅｔｉｎ）、ビスフォスフォネート、メバロン酸経路阻害剤、シグナル伝達作働薬等が挙げられる。
【００２５】
これらの骨形成誘導因子の中でも、骨形成因子（ＢＭＰ）、形質転換成長因子（ＴＧＦ−β）、軟骨由来形成因子（ＣＤＭＰ）、骨誘導因子（ＯＩＦ）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、繊維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）から選ばれ１種または２種以上が用いられることが好ましく、さらに、前記骨形成用部材を人体に適用するためには、ヒト由来の他のタンパク質が実質的に含まれていないヒト骨形成因子（ｈＢＭＰ）であることがより好ましい。
特に、免疫性等の臨床上の安全性および品質の安定した材料の大量入手が可能である等の点から、遺伝子組換え技術により得られた組換えヒト骨形成因子（ｒｈＢＭＰ）であることが好ましい。すなわち、ヒト骨形成因子をコードする塩基配列を含む組換えＤＮＡを含む細胞または微生物等の形質転換体を培養し、それら形質転換体によって産出されたｒｈＢＭＰを単離、精製して調製したものである。
【００２６】
これらのｒｈＢＭＰとしては、例えば、ｒｈＢＭＰ−２、ｒｈＢＭＰ−３、ｒｈＢＭＰ−４（ｒｈＢＭＰ−２Ｂともいう）、ｒｈＢＭＰ−５またはｒｈＢＭＰ−６、ｒｈＢＭＰ−７、ｒｈＢＭＰ−８、ｒｈＢＭＰのヘテロダイマーまたはこれらの改変体や一部損体が挙げられ、これらを単独で、または、２種以上の混合物として用いることができる。この中でも、骨の形成または再生のためには、ｒｈＢＭＰ−２またはｒｈＢＭＰ−７の効果が大きいため好ましく、特に、ｒｈＢＭＰ−２であることが好ましい。
【００２７】
また、前記骨形成誘導因子は、骨形成用部材の中心部においても均質に骨を形成させる観点から、生体吸収性部材中に均一に混在し、セラミックス多孔体の気孔内表面に均等に担持されていることが好ましい。
【００２８】
前記骨形成誘導因子が、骨形成作用を発現するためには、それが担持されるための基材が必要である。この基材として、本発明においては、ほぼ球状の気孔を無数に含み、複数の隣接するこれらの気孔が、接触部において開孔した連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成し、水銀ポロシメータにより測定した細孔径分布における孔径５μｍ以上の気孔体積が全気孔体積の８５％以上であり、撹拌起泡により形成されたセラミックス多孔体を用いる。
このような構成を有するセラミックス多孔体は、骨格部が緻密で、全体として十分な強度を有しており、生体吸収性部材を長期間安定して支持することができ、しかも、気孔自体が平均して大きく、気孔間に形成された広径の連通部を通じて、細胞や体液が、迅速かつ効率よく、移動および循環することができる。
また、前記セラミックス多孔体は、個々の気孔形状は、ほぼ球状であり、気孔率が大きいにもかかわらず、この形状が崩れることなく維持されているため、その気孔内の表面積が大きく、生体吸収性部材および骨形成誘導因子を、気孔内表面に高密度で、該気孔および連通孔を閉塞することなく、担持することができる。
【００２９】
前記セラミックス多孔体は、骨の内部からの細胞や栄養が導入されやすく、全体に行き届きやすい等の観点から、気孔率は５０％以上９０％以下であり、好ましくは、６５％以上８５％以下である。また、平均気孔径は１００μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。
なお、この平均気孔径は、樹脂包埋による方法で測定することができる。
また、前記セラミックス多孔体の連球状開気孔の連通孔の平均孔径は２０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましい。この連通孔の平均孔径は、水銀ポロシメータ（水銀圧入法）により測定することができる。
図１に、水銀ポロシメータ（水銀圧入法）により測定したハイドロキシアパタイト製のセラミックス多孔体の細孔分布を示す。
【００３０】
上記のような気孔を有するセラミックス多孔体は、撹拌起泡により、容易に製造することができる。撹拌起泡により形成されたセラミックス多孔体は、気孔を区画する骨格部自体が緻密であり、気孔がほぼ球状となり、高強度を得られるため好ましい。
具体的には、例えば、以下のような製造方法により、上記のようなセラミックス多孔体を得ることができる。材質がハイドロキシアパタイトである場合を例として説明する。
まず、ハイドロキシアパタイト粉末に、架橋重合性樹脂としてポリエチレンイミン等を添加し、分散媒として水を用いて、混合、解砕し、スラリーを調製する。
次に、このスラリーに起泡剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテル等を添加し、撹拌して起泡させる。
さらに、架橋剤としてソルビトールグリシジルエーテル等を添加し、得られた泡沫状スラリーを、注型して、泡構造を固定した状態で乾燥させた後、１１００〜１３００℃程度で焼結させることにより、ハイドロキシアパタイト多孔体が得られる。
【００３１】
前記セラミックス多孔体は、生体為害性を有さず、かつ、十分な機械的強度を有する材質のセラミックスであることが好ましく、具体的には、アルミナ、ジルコニア、シリカ、ムライト、ディオプサイド、ウォラストナイト、エーライト、べライト、アーケルマナイト、モンティセライト、生体用ガラスおよびリン酸カルシウム系セラミックスから選ばれた少なくとも１種からなることが好ましい。
この中でも、生体適合性に優れていることから、リン酸カルシウム系セラミックスが好ましく、このリン酸カルシウム系セラミックスとしては、ハイドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、フッ化アパタイトが挙げられるが、本発明においては、特に、骨との同化性、癒着性、強度等の観点から、骨の主組成成分であるハイドロキシアパタイトからなることが好ましい。
【００３２】
前記骨形成誘導因子を、数週間から十数週間の骨が再生または形成されるための適当な期間内において、徐々に放出させるためには、前記骨形成誘導因子と複合させる生体吸収性部材が不可欠である。骨を形成しようとする部分に、骨形成誘導因子を直接塗布した場合には、該骨形成誘導因子はすぐに流出してしまい、骨を均質に形成させることは困難である。
したがって、骨形成誘導因子と複合される生体吸収性材料としては、骨形成誘導因子の徐放性を有しており、生体為害性がなく、生体内組織に徐々に吸収されながら、同時に骨形成誘導因子を徐々に放出するものが好ましい。
【００３３】
このような特性を有する材料としては、リン酸三カルシウム等の無機材料でも可能であるが、生体吸収される時間の制御のしやすさ等の観点から、有機化合物を用いることが好ましい。
具体的には、疎水性および親水性の両性質を備えた高分子材料が好適に用いられる。例えば、乳酸および／またはグリコール酸の重合体、乳酸および／またはグリコール酸の重合体とポリエチレングリコールとのブロック共重合体、乳酸および／またはグリコール酸とｐ−ジオキサノンとポリエチレングリコールとの共重合体（ＰＬＡ−ＤＸ−ＰＥＧ）、アテロコラーゲン等が挙げられる。
【００３４】
この中でも、特に、生体内組織への吸収速度および骨形成誘導因子の放出速度、前記セラミックス多孔体への接着性、弾力性等の観点から、ポリ乳酸−ポリエチレングリコール共重合体（ＰＬＡ−ＰＥＧ）が好ましく、さらに、ポリ乳酸の数平均分子量が５０００以上１００００００以下であり、前記ポリ乳酸（ＰＬＡ）とポリエチレングリコール（ＰＥＧ）のモル比が２５：７５〜７５：２５であることが好ましい。特に、全体としての数平均分子量は、９０００以上９７００以下であり、モル比が６０：４０〜７０：３０であることがより好ましい。
なお、必要に応じて、前記セラミックス多孔体の材質と同様のセラミックス成分等を添加してもよい。
【００３５】
同様に、数平均分子量が５０００以上２００００以下、好ましくは、８０００以上１００００以下である、乳酸および／またはグリコール酸とｐ−ジオキサノンとポリエチレングリコールとの共重合体（ＰＬＡ−ＤＸ−ＰＥＧ）も、生体吸収性部材として好適である。その数平均分子量は、８９００以上９４００以下であることがより好ましい。
このＰＬＡ−ＤＸ−ＰＥＧは、共重合体中の乳酸および／またはグリコール酸とｐ−ジオキサノンとポリエチレングリコールの割合が、モル比で２６〜６０：４〜２５：２５〜７０であることが好ましい。
このＰＬＡ−ＤＸ−ＰＥＧの具体的な製法については、例えば、特開２０００−２３７２９７号公報に記載されているような方法等を用いることができる。
【００３６】
前記生体吸収性部材は、セラミックス多孔体の連通孔が閉塞されず、開気孔状態を保持し、骨芽細胞等の骨を形成する能力を有する細胞等の挿入を妨げないようにする観点から、前記セラミックス多孔体の気孔内表面に厚さ２μｍ以下でほぼ均等に担持されていることが好ましい。
【００３７】
また、本発明において用いる生体吸収性部材および骨形成誘導因子の量は、例えば、ウサギにおいて、生体吸収性部材としてＰＬＡ−ＰＥＧ、骨形成誘導因子としてＢＭＰ−２を用いる場合、ＰＬＡ−ＰＥＧは１０〜２００ｍｇ／ｃｍ３程度、好ましくは、２０〜１２０ｍｇ／ｃｍ３程度、ＢＭＰ−２は１０〜１２０μｇ／ｃｍ３程度、好ましくは、２０〜５０μｇ／ｃｍ３程度で、均質な骨の形成が可能である。
このように、本発明においては、ＢＭＰ−２の使用量は、従来は困難であった１０〜２９μｇ／ｃｍ３程度の量で、十分な効果を得ることができる。
【００３８】
上記のような生体吸収性部材は、吸水性を有しており、吸水により膨潤するものであるため、多量に使用した場合、骨形成用部材からはみ出したり、流出してしまい、該部材の形状とは無関係に、過剰に、または、骨以外の部分に骨が形成することとなる。
骨形成誘導因子も、医療経済上や異常な骨形成の防止等の観点から、上記範囲以上の過剰量を使用することは好ましくない。
したがって、生体吸収性部材および骨形成誘導因子の使用量は、従来よりも約１／１０以下にまで抑制することができるため、本発明に係る骨形成用部材は、安全性、経済性にも優れているものである。
【００３９】
上記のような骨形成用部材は、本発明に係る製造方法、すなわち、有機化合物からなる生体吸収性材料をアセトンに添加した後、骨形成誘導因子と混合して、混合液を調製する工程と、撹拌起泡により形成され、複数の隣接するほぼ球状の気孔が連通孔により３次元的に連通した連球状開気孔を形成しているセラミックス多孔体に、前記混合液を浸潤させる工程と、前記セラミックス多孔体中のアセトンを除去し、生体吸収性部材および骨形成誘導因子をセラミックス多孔体の気孔内表面に担持させる工程とを具備する製造方法により得ることができる。
【００４０】
前記生体吸収性部材および骨形成誘導因子の担持工程においては、生体吸収性部材および骨形成誘導因子が含まれる混合液を、セラミックス多孔体の気孔内表面に、均等に担持させ、後に、骨形成用部材中に残存しないよう、揮発、凍結乾燥または減圧乾燥等により除去する必要があるため、混合液の溶媒または分散媒として、アセトンを用いる。
【００４１】
図２に、本発明において用いるセラミックス多孔体であって、ハイドロキシアパタイト製のものの電子顕微鏡写真を示す。図２（ａ）は拡大倍率５０００倍、（ｂ）は拡大倍率１００倍のものである。
また、図３に、本発明に係る製造方法により、図２に示すセラミックス多孔体にＰＬＡ−ＰＥＧを担持させた骨形成用部材の電子顕微鏡写真を示す。図３（ａ）は拡大倍率５０００倍、（ｂ）は拡大倍率１００倍のものである。
図３に示した骨形成用部材は、図２（ａ）と図３（ａ）とを対照して分かるように、セラミックス多孔体の表面がＰＬＡ−ＰＥＧにより均一にコーティングされている。しかも、図２（ｂ）と図３（ｂ）とを対照して分かるように、該セラミックス多孔体の連通孔は、閉塞されず、開気孔状態が保持されている。
【００４２】
前記骨形成用部材中には、骨形成をさらに増強促進させる目的で、骨芽細胞、間葉系幹細胞等の骨を形成する能力を有する細胞等を予め気孔内に挿入することも可能であり、そのためには、該骨形成用部材は、上記のように、セラミックス多孔体の連通孔が閉塞されず、開気孔状態を保持し、細胞等の挿入を妨げないようにしておくことが好ましい。
このため、前記生体吸収性部材および骨形成誘導因子の担持工程においては、前記生体吸収性部材は、前記セラミックス多孔体の気孔内表面に厚さ２μｍ以下でほぼ均等に担持させることが好ましい。
【００４３】
【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１］
ＤＬ−ラクチドおよびポリエチレングリコールからなる数平均分子量９３００の共重合体からなるＰＬＡ−ＰＥＧ（ＰＬＡ：ＰＥＧ＝６８：３８（モル比））２０ｍｇと、ｒｈＢＭＰ−２を２０μｇとを混合し、アセトンで希釈して、ゲル状混合物を作製した。
このゲル状混合物を、撹拌起泡により製造したハイドロキシアパタイト製多孔体（直径４ｍｍ、長さ１５ｍｍ、気孔率７５％、平均気孔径１５０μｍ）に浸潤させた後、しばらく放置し、アセトンを揮発させて、アパタイト多孔体の気孔内表面に、生体吸収性部材と骨形成誘導因子とを均等に担持させた骨形成用部材を得た。
得られた骨形成用部材を、ウサギの前腕橈骨骨幹部に形成した骨欠損部（１５ｍｍ）に挿入した。
５週間後、前記部材の挿入部分のレントゲン撮影、組織学的検討を行った。
その結果、レントゲン撮影では、前記部材全体が硬化像を示し、該部材と骨断端との境界も、完全に骨癒合していることが認められた。
また、組織学的にも、該部材のすべての気孔内に、成熟した骨組織が形成されていることが認められた。さらに、該部材の表面には、皮質骨が認められた。
【００４４】
［実施例２］
実施例１と同様のＰＬＡ−ＰＥＧ２０ｍｇと、ｒｈＢＭＰ−２を５μｇとを混合し、アセトンで希釈して、ゲル状混合物を作製した。
そして、実施例１と同様にして、ハイドロキシアパタイト製多孔体の気孔内表面に、生体吸収性部材と骨形成誘導因子とを均等に担持させた骨形成用部材を得た。
得られた骨形成用部材を、ウサギの前腕橈骨骨幹部に形成した骨欠損部（１５ｍｍ）に挿入した。
５週間後、前記部材の挿入部分のレントゲン撮影、組織学的検討を行った。
その結果、実施例１と同様に、レントゲン撮影では、前記部材全体が硬化像を示し、該部材と骨断端との境界も、完全に骨癒合していることが認められた。
また、組織学的にも、該部材のすべての気孔内に、成熟した骨組織が形成されていることが認められた。さらに、該部材の表面には、皮質骨が認められた。
【００４５】
［比較例１］
実施例１と同様にして形成したウサギの前腕橈骨骨幹部の骨欠損部（１５ｍｍ）に、何も補填せずに、５週間後、前記部材の挿入部分のレントゲン撮影、組織学的検討を行った。
その結果、レントゲン撮影では、明らかな骨欠損状態が認められ、また、組織学的には、前記骨欠損部は、線維状結合組織で充満されており、骨の修復はされていなかった。
【００４６】
［比較例２］
実施例１と同様のハイドロキシアパタイト製多孔体を、生体吸収性部材と骨形成誘導因子との混合層を形成することなく、そのまま、実施例１と同様にして形成したウサギの前腕橈骨骨幹部の骨欠損部（１５ｍｍ）に挿入した。
５週間後、前記多孔体の挿入部分のレントゲン撮影、組織学的検討を行った。
その結果、レントゲン撮影では、前記多孔体の両端部において、Ｘ線透過性が低下しており、該多孔体と骨断端との境界部に新生骨が形成されていることが認められた。
しかしながら、該多孔体の中心部には、気孔内に線維状結合組織が認められたものの、骨の形成は認められなかった。
【００４７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る骨形成用部材を用いれば、特定構造を有するセラミックス多孔体の優れた特性により、より効果的かつ安全に、均質な骨を十分に形成することができる。
しかも、該骨形成用部材は、骨形成誘導因子等の使用量を従来の実際的使用量の約１／１０以下にまで抑制することもできるため、経済性、安全性の観点からも有利なものである。
また、本発明に係る骨形成用部材の製造方法によれば、前記骨形成用部材を容易かつ効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１に示したセラミックス多孔体の水銀ポロシメータによる細孔分布を示したものである。
【図２】本発明に係るハイドロキシアパタイト製セラミックス多孔体の電子顕微鏡写真を示したものであり、（ａ）は拡大倍率５０００倍、（ｂ）は拡大倍率１００倍である。
【図３】図２に示すセラミックス多孔体にＰＬＡ−ＰＥＧを担持させた骨形成用部材の電子顕微鏡写真を示したものであり、（ａ）は拡大倍率５０００倍、（ｂ）は拡大倍率１００倍である。
【図１】
2004159971.tif 000002
【図２】
2004159971.tif 000003
【図３】
2004159971.tif 000004