(57)【要約】【課題】  製造過程を簡易なものとするとともに、補填後の細胞接着を早期に実現させて骨形成を促進し、自家骨への置換を短期間で行い得る骨補填材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】  リン酸カルシウムを足場材とする骨補填材を製造する方法として、リン酸カルシウムの顆粒と骨髄とを混合してスラリー状流体とし、この流体を所定時間放置することで凝固させるようにした。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸カルシウムを足場材とする骨補填材を製造する方法であって、
リン酸カルシウムの顆粒と骨髄とを混合してスラリー状流体とし、該スラリー状流体を所定時間放置することで凝固させることを特徴とする骨補填材の製造方法。
【請求項２】
前記リン酸カルシウムの顆粒の粒径を、０．０１μｍ〜３ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする請求項１に記載の骨補填材の製造方法。
【請求項３】
前記スラリー状流体に、凝固剤としてトロンビンを添加することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の骨補填材の製造方法。
【請求項４】
前記スラリー状流体に、多血小板血漿を添加することを特徴とする請求項１〜３の何れか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、人体内の骨欠損部に補填される骨補填材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、骨腫瘍摘出や外傷等により生じた骨の欠損部に、骨補填材を補填することにより、骨を再生させて骨欠損部を修復することが可能になってきている。骨補填材としては、ハイドロキシアパタイトに代表されるリン酸カルシウムが知られているが、体内に異物を残さないとする考え方から、例えばβ−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）の多孔体からなる骨補填材が使用されることが多くなってきている。このβ−ＴＣＰを骨欠損部の骨組織に接触させておくと、破骨細胞がβ−ＴＣＰを吸収し、骨芽細胞が新しい骨を形成する、いわゆるリモデリングが行われる。すなわち、骨欠損部に補填された骨補填材は、経時的に自家骨に置換されていくこととなる。
【０００３】
β−ＴＣＰをはじめとするリン酸カルシウムを含む骨補填材（生体材料用複合体）としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。この骨補填材は、コラーゲン／リン酸カルシウム複合体であって、「良好な強度を有し、生物の骨に近似した物性を有するとともに、生体内に植入した場合の耐崩壊性にも優れた」ものである、とされている。
【特許文献１】特開２００１−２７６２０７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、こうした骨補填材においては、所定の耐崩壊性をもたせるために、架橋処理を施す、つまり所定量の架橋剤を製造過程途中において添加する必要がある（段落番号［００１１］、［００１２］等）。このため、製造過程が複雑となっているとともに、コラーゲン／リン酸カルシウム複合体に対する架橋剤の添加率を厳密に制御しなくてはならないため、高い熟練度が要求され、製造が完了するまでに長時間を要していた。
【０００５】
また、骨欠損部への補填後における、細胞とリン酸カルシウムとの接着性に関しては、未だ十分と言えるものではなかった。すなわち、リン酸カルシウムを多孔体として内部に細胞を侵入させ易くしても、コラーゲンがかなりの部分の気孔を塞いでしまっているので、気孔内における細胞の細胞接着に時間がかかってしまい、そのため自家骨に置換されるまでに長期間を要しているのが実情であった。こうしたことから、細胞接着をより早期に実現させて、自家骨への置換をより短時間で行い得るようにすることが求められていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、製造過程を簡易なものとするとともに、補填後の細胞接着を早期に実現させて骨形成を促進し、自家骨への置換を短期間で行い得る、骨補填材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、リン酸カルシウムを足場材とする骨補填材を製造する方法であって、リン酸カルシウムの顆粒と骨髄とを混合してスラリー状流体とし、該スラリー状流体を所定時間放置することで凝固させることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の骨補填材の製造方法であって、前記リン酸カルシウムの顆粒の粒径を、０．０１μｍ〜３ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の骨補填材の製造方法であって、前記スラリー状流体に、凝固剤としてトロンビンを添加することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の骨補填材の製造方法であって、前記スラリー状流体に、多血小板血漿を添加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
このように、骨髄をリン酸カルシウムの顆粒と混合してスラリー状流体とし、所定時間放置することで、骨髄／リン酸カルシウム複合体からなる骨補填材を容易に製造することができる。すなわち、骨髄を抽出後に放置しておくと、内部で凝固反応が起こるため、スラリー状流体の粘性は次第に高まっていき、徐々に凝固していく。そのため、型等に入れて所望の形状に成形することもでき、また粘性を高めて粘土状の半固形物とした状態で切削し、任意に成形することもできるので、製造過程を簡易なものとして、製造完了までの時間を短縮化することができる。
【００１２】
そして、骨髄に含有されている骨髄細胞がリン酸カルシウムに播種されるので、予め骨髄細胞を播種した状態の骨補填材とすることができる。そのため、補填後の骨補填材において、細胞接着が早期に且つ的確に実現され、自家骨への置換をより短期間で行うことができる。
【００１３】
なお、このような作用・効果を好適に奏し得るためには、リン酸カルシウムの顆粒の粒径を、０．０１μｍ〜３ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００１４】
更に、スラリー状流体に、凝固剤としてトロンビンを添加するようにすれば、この流体の粘性を高めることができ、凝固反応が終了するまでの時間を短縮化することができる。すなわち、トロンビンによって骨髄中の全血、血漿等は凝血されるため、その添加量を適宜設定することで凝固時間をコントロールすることができる。そのため、手術状況等に応じて、骨補填材の製造時間を適宜変更することができる。
【００１５】
更に、スラリー状流体に多血小板血漿を添加するようにすれば、より粘性のコントロールをし易い状態として凝固反応を活性化させることができる。そのため、その添加量を適宜設定することで、凝固時間を更にきめ細かにコントロールすることができる。
【００１６】
そして、多血小板血漿に含有されている天然の形成因子によって、骨形成に関与する細胞（骨芽細胞等）の活性化が促進される。そのため、補填後の骨補填材において細胞接着が早期に実現されて骨形成が促進されるので、自家骨への置換を短期間で行うことができる。
【００１７】
更に、骨髄や多血小板血漿といった、患者から直接採取することのできるものを用いるので、一連の作業を全て骨補填手術の最中において行うことができ、手術中の短時間内に骨補填材の製造を完了し、その後速やかに患者の体内に埋め込み補填することができる。そして、多血小板血漿あるいは骨髄とも、患者から採取したものをまた同一患者の体内に戻すために、拒絶反応等を起こすおそれが無く、極めて信頼性の高い手術を的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態に係る骨補填材の製造方法は、患者の骨欠損部に骨補填材を補填するための手術（骨補填手術）の最中において、骨補填材を製造するものである。
【００１９】
先ず手術前の準備作業として、リン酸カルシウムの一種としてのβ−リン酸三カルシウム（β−ＴＣＰ）からなる、多孔体の顆粒を用意しておく。このβ−ＴＣＰ顆粒は、骨補填材のベースとなる足場材として用いられるものであり、例えば特許第２５９７３５５号公報に記載されているメカノケミカル法によって製造されたものを、細かく粉砕等して顆粒状としたものである。このβ−ＴＣＰ顆粒の粒径は、０．０１μｍ〜３ｍｍの範囲に設定しておくことが好ましい。
【００２０】
次に、手術中の作業として、患者の骨欠損部等から骨髄液（骨髄）を採取し、この骨髄液に上記のβ−ＴＣＰ顆粒を混合して、骨髄中にβ−ＴＣＰ顆粒を混合・分散したスラリー状の流体とする。このとき、β−ＴＣＰ顆粒の気孔内にも骨髄が十分に行き渡るようにすれば、より好ましい。
【００２１】
骨髄は、採取した後にそのまま放置しておくと、内部で凝固反応が起こるため、その粘性は次第に高まっていき、徐々に凝固していく。すなわち、骨髄とβ−ＴＣＰ顆粒とからなるスラリー状流体は、粘土状、そして固体へと、徐々にその形態を変化させていき、所定時間放置することで最終的には骨髄／β−ＴＣＰ複合体からなる固体が得られる。この骨髄／β−ＴＣＰ複合体を、骨補填材として用いる。  
【００２２】
このようにスラリー状流体は、他に薬剤等を用いなくとも、放置しておくだけで自然に凝固するので、スラリー状流体の段階で、所望の形状や大きさに設定された型等に流し込み、所定時間放置しておくことで、所望の形状・大きさに成形することができる。そのため手術中において、紙等の所定の材料から、補填する骨欠損部の形状や大きさに対応した型を作製し、この型を用いることで、手術中において極めて容易に骨補填材を製造することができる。
【００２３】
なお、粘土のように半固体状となるまで凝固を進行させて、刃物等で切削して成形し、その後凝固反応を終了させるまで放置するようにしてもよい。骨欠損部の形状や大きさ等は、手術を実際に開始してみなければ明確に判らない場合もあり、また予め予測することはできても、手術状況等によって急遽変更せざるを得ない場合もある。このように成形すれば、手術中であっても迅速且つ的確に対応することができ、短時間で効率よく手術を行うことができる。
【００２４】
なお、このようなスラリー状流体をそのまま所定時間放置して、骨髄／β−ＴＣＰ複合体を得るようにしても良いが、このスラリー状流体に凝固剤としてトロンビンを添加・混合するようにすれば、より好ましい。トロンビンは、骨髄中の全血、血漿等を凝血させるものであるため、この流体の粘性を高めることができ、凝固反応が終了するまでの時間（凝固時間）を短縮化することができる。すなわち、トロンビンの添加量を適宜設定することで、凝固時間をコントロールすることができる。そのため、手術状況等に応じて、骨補填材の製造時間を適宜設定することができる。
【００２５】
更に、スラリー状流体に多血小板血漿（ＰＲＰ）を添加・混合するようにすれば、より粘性のコントロールをし易い状態として、凝固反応を活性化させることができる。すなわち、骨髄中の血漿量が増えればその分だけ凝固反応速度に変化が生じることとなるので、トロンビンと併用することによって、きめ細かな粘性のコントロールを行うことができる。
【００２６】
また、ＰＲＰには、例えばＴＧＦ−β１、ＰＤＧＦ、ＩＧＦ−１といった、種々な天然の形成因子（自家成長因子）が含まれており、これら形成因子によって骨芽細胞等の活性化が促進されることが、わかってきている。このため、こうしたＰＲＰを含有するβ−ＴＣＰを骨補填材として骨欠損部に補填すれば、骨補填材周辺の骨芽細胞等は直ちに活性化され、β−ＴＣＰの気孔内に速やかに侵入していき、β−ＴＣＰへの細胞接着が早期に実現されて、骨形成が促進される。
【００２７】
このＰＲＰは、手術中の患者から血液を採取し、この血液から抽出するようにする。このＰＲＰの抽出は、例えば公知の遠心分離法により行われる。そして抽出したＰＲＰを、スラリー状流体に添加・混合する。このとき、β−ＴＣＰの気孔内にもＰＲＰが十分に行き渡るようにする。
【００２８】
このように、ＰＲＰ及び骨髄をβ−ＴＣＰと混合することで、骨髄に含まれている骨芽細胞等のβ−ＴＣＰ上での挙動が、ＰＲＰの形成因子の作用によって、ｉｎ−ｖｉｔｒｏの状態で活性化される。このような、ＰＲＰ及び骨髄を含有するβ−ＴＣＰを骨補填材として骨欠損部に補填すれば、上述したように、ＰＲＰの形成因子の作用によって、骨補填材周辺の骨芽細胞は直ちに活性化され、β−ＴＣＰの気孔内に速やかに侵入していき、β−ＴＣＰへの細胞接着が早期に実現される。なおこのとき、β−ＴＣＰ上の骨芽細胞は予め活性化された状態となっているので、これら細胞同士がβ−ＴＣＰ内で速やかに活動を開始しようとする。その結果、β−ＴＣＰへの細胞接着が、更に早期に且つ的確に実現される。
【００２９】
本実施形態に係る骨補填材の製造方法においては、β−ＴＣＰ顆粒と骨髄とを混合してスラリー状流体とし、この流体を所定時間放置することで凝固させるようにしているので、骨髄／β−ＴＣＰ複合体からなる骨補填材を容易に製造することができる。すなわち、骨髄を抽出後に放置しておくと、内部で凝固反応が起こるため、スラリー状流体の粘性は次第に高まっていき、徐々に凝固していく。そのため、型等に入れて所望の形状に成形することもでき、また粘性を高めて粘土状の半固形物とした状態で切削し、任意に成形することもできるので、製造過程を簡易なものとして、製造完了までの時間を短縮化することができる。
【００３０】
また、骨髄に含有されている骨髄細胞がβ−ＴＣＰに播種されるので、予め骨髄細胞を播種した状態の骨補填材とすることができる。そのため、補填後の骨補填材において、細胞接着が早期に且つ的確に実現され、自家骨への置換をより短期間で行うことができる。
【００３１】
なお、このような作用・効果を好適に奏し得るためには、β−ＴＣＰ顆粒の粒径を、０．０１μｍ〜３ｍｍの範囲に設定することが好ましい。
【００３２】
更に、スラリー状流体に、凝固剤としてトロンビンを添加するようにすれば、この流体の粘性を高めることができ、凝固時間を短縮化することができる。すなわち、トロンビンによって骨髄中の全血、血漿等は凝血されるため、その添加量を適宜設定することで凝固時間をコントロールすることができる。そのため、手術状況等に応じて、骨補填材の製造時間を適宜変更することができる。
【００３３】
更に、スラリー状流体に多血小板血漿を添加するようにすれば、より粘性のコントロールをし易い状態として凝固反応を活性化させることができる。そのため、その添加量を適宜設定することで、凝固時間を更にきめ細かにコントロールすることができる。
【００３４】
そして、多血小板血漿に含有されている天然の形成因子によって、骨芽細胞等の活性化が促進される。そのため、補填後の骨補填材において細胞接着が早期に実現されて骨形成が促進されるので、自家骨への置換を短期間で行うことができる。
【００３５】
更に、骨髄や多血小板血漿といった、患者から直接採取することのできるものを用いるので、一連の作業を全て骨補填手術の最中において行うことができ、手術中の短時間内に骨補填材の製造を完了し、その後速やかに患者の体内に埋め込み補填することができる。そして、多血小板血漿あるいは骨髄とも、患者から採取したものをまた同一患者の体内に戻すために、拒絶反応等を起こすおそれが無く、極めて信頼性の高い手術を的確に行うことができる。