(57)【要約】  ハイドロキシアパタイトの形成効率に優れ、基材内部でのハイドロキシアパタイト形成を可能とする、複合体の製造方法の提供。陽極と陰極との間にゲル担体を配置し、陽極側の泳動溶液としてカルシウムイオンを含む溶液、陰極側の泳動溶液としてリン酸イオンを含む溶液をそれぞれ使用し、通電により電気泳動を行うことによって、前記ゲル担体内にハイドロキシアパタイトを形成し、ゲル担体とハイドロキシアパタイトとの複合体を製造する。
2007061001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間にゲル担体を配置し、
陽極側の泳動溶液としてカルシウムイオンを含む溶液、陰極側の泳動溶液としてリン酸イオンを含む溶液をそれぞれ使用し、
通電により電気泳動を行うことによって、前記ゲル担体内部にハイドロキシアパタイトを形成する工程を含む、ゲル担体とハイドロキシアパタイトとの複合体の製造方法。
【請求項２】
陽極側の泳動溶液と陰極側の泳動溶液とが、前記ゲル担体によって隔離されている、請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記担体ゲルのｐＨが、５．８〜８の範囲である、請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
陽極側の泳動溶液のｐＨが、４．６〜９．２の範囲である、請求項１記載の製造方法。
【請求項５】
前記担体ゲルの材料が、アガロースである、請求項１記載の製造方法。
【請求項６】
陽極側の泳動溶液におけるカルシウムイオン濃度が、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌの範囲である、請求項１記載の製造方法。
【請求項７】
陰極側の泳動溶液におけるリン酸イオン濃度が、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌの範囲である、請求項１記載の製造方法。
【請求項８】
ゲル担体とハイドロキシアパタイトとの複合体であって、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法により得られる複合体。
【請求項９】
ゲル担体とハイドロキシアパタイトとの複合体であって、
前記ハイドロキシアパタイトが粒径約１．５μｍの粒子であり、
前記ハイドロキシアパタイト粒子が前記ゲル担体の内部に均一に存在することを特徴とするゲル‐ハイドロキシアパタイト複合体。
【請求項１０】
ゲル担体とハイドロキシアパタイトとの複合体であって、
前記ゲル担体が厚み０．１〜３ｃｍの平板状であり、
ハイドロキシアパタイトの粒子が前記ゲル担体の内部に均一に存在することを特徴とするゲル‐ハイドロキシアパタイト複合体。
【請求項１１】
前記ハイドロキシアパタイト粒子が、結晶性が低く生体内で分解可能である請求項９または１０に記載のゲル‐ハイドロキシアパタイト複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲル担体とハイドロキシアパタイトとの複合体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイドロキシアパタイトは、骨や歯の構成成分に極めて類似していることから、有機高分子材料等の基材にハイドロキシアパタイトを保持させた複合体を、人工骨や人工歯根の形成材料として使用することが試みられている。【０００３】
そして、このような複合体の製造方法として、本発明者らは、基材を、カルシウムイオンを含む溶液とリン酸イオンを含む溶液とに、交互に浸漬することによって、前記基材の表面にハイドロキシアパタイトを形成する方法（以下、「交互浸漬法」という）を報告している（特許文献１〜５参照）。
【特許文献１】国際公開ＷＯ９９／５８４４７号パンフレット
【特許文献２】特開２０００−３２７３１３号公報
【特許文献３】特開２０００−３２７３１４号公報
【特許文献４】特開２００４−０２６６５３号公報
【特許文献５】特開２００４−０８１７３９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、この交互浸漬法では、基材の表面にはハイドロキシアパタイトを形成できるものの、内部にまで十分かつ均一にハイドロキシアパタイトを形成させることが困難であった。また、基材に実用上十分なハイドロキシアパタイトを形成するには時間がかかるため、ハイドロキシアパタイトのさらなる形成速度の向上が求められている。【０００５】
そこで、本発明は、ハイドロキシアパタイトの形成効率に優れ、基材内部でのハイドロキシアパタイト形成を可能とする、複合体の製造方法ならびにそれによる複合体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、ゲル担体とハイドロキシアパタイトとの複合体の製造方法であって、陽極と陰極との間にゲル担体を配置し、陽極側の泳動溶液としてカルシウムイオンを含む溶液、陰極側の泳動溶液としてリン酸イオンを含む溶液をそれぞれ使用し、通電により電気泳動を行うことによって、前記ゲル担体内にハイドロキシアパタイトを形成する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、陽極側の泳動溶液としてカルシウムイオンを含む溶液、陰極側の泳動溶液としてリン酸イオンを含む溶液をそれぞれ使用し、電気泳動を行うのみで、ゲル担体の内部にまで均一なハイドロキシアパタイトを形成でき、且つ、その形成速度の向上も実現できる。このため、ゲル担体にハイドロキシアパタイトが保持された複合体をより一層簡便に、人工骨や人工歯根の形成材料として供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、（ａ）は、本発明の一実施形態における電気泳動の概念図、（ｂ）は、ハイドロキシアパタイト形成の反応の一例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例における電気泳動装置を示す写真である。
【図３】図３は、本発明の前記実施例におけるアガロースゲルの外観写真である。
【図４】図４は、本発明の前記実施例におけるアガロースゲルのＳＥＭ写真であり、（ａ）は、前記アガロースゲルの陽極側非白濁領域（×３０００）、（ｂ）は、前記アガロースゲルの陰極側白濁領域（×１５００）、（ｃ）は、前記白濁領域（×１５０００）の倍率を変えたＳＥＭ写真である。
【図５】図５は、本発明の前記実施例におけるアガロースゲルのＳＥＭ写真であり、（Ａ）は、白濁領域の中心部分のＳＥＭ写真、（Ｂ）は、前記白濁領域の表面部分のＳＥＭ写真である。
【図６】図６は、本発明の前記実施例において形成されたハイドロキシアパタイトのＸＲＤ回折の結果を示すグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の製造方法に用いる電気泳動装置の一例を示す概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の製造方法に用いる電気泳動装置のその他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
陽極側の泳動溶液は、カルシウムイオンを含んでいればよく、例えば、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、硝酸カルシウム等のカルシウム化合物（カルシウム塩）を含む溶液が好ましい。前記溶液の溶媒としては、例えば、水や緩衝液等の水性溶媒が好ましく、特に、ｐＨ調整が可能な緩衝液が好ましい。前記緩衝液としては、例えば、Ｔｒｉｓ-ＨＣｌ緩衝液等のＴｒｉｓ緩衝液等が使用できる。カルシウム化合物や溶媒は、それぞれいずれか一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。【００１０】
前記陽極側泳動溶液におけるカルシウムイオンの濃度は、特に制限されないが、例えば、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは１０〜１６０ｍｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは１０〜４０ｍｍｏｌ／Ｌである。なお、ゲル担体内部に形成するハイドロキシアパタイトの密度は、例えば、このカルシウムイオン濃度と、後述する陰極側泳動溶液のリン酸イオン濃度とによって調整できる。なお、この陽極側泳動溶液は、ハイドロキシアパタイトの形成速度の低下を十分に抑制できることから、実質的にリン酸イオンを含まないことが好ましく、リン酸イオンの濃度は、例えば、１０ｍｍｏｌ／Ｌ以下であり、好ましくは測定限界以下（例えば、０ｍｍｏｌ／Ｌ）である。【００１１】
また、前記陽極側泳動溶液のｐＨは、例えば、４．６〜９．２であり、好ましくは５．８〜８、より好ましくは６．６〜７．４であり、例えば、前述のような緩衝液によって適宜調整できる。【００１２】
陰極側の泳動溶液は、リン酸イオンを含んでいればよく、例えば、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム等のリン酸化合物を含む溶液が好ましい。前記溶液の溶媒としては、例えば、水や緩衝液等の水性溶媒が好ましい。前記緩衝液としては、例えば、Ｔｒｉｓ-ＨＣｌ緩衝液等のＴｒｉｓ緩衝液、リン酸緩衝液等が使用でき、その濃度は、例えば、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは１０〜１６０ｍｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは１０〜４０ｍｍｏｌ／Ｌである。リン酸化合物や溶媒は、それぞれいずれか一種類でもよいし、二種類以上を併用してもよい。【００１３】
前記陰極側泳動溶液におけるリン酸イオンの濃度は、特に制限されないが、例えば、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは１０〜１６０ｍｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは１０〜４０ｍｍｏｌ／Ｌである。また、泳動溶液のｐＨは、特に制限されないが、例えば、５．８〜８であり、好ましくは６．６〜８、より好ましくは７．４〜８であり、例えば、前述のような緩衝液によって適宜調整できる。なお、この陰極側泳動溶液は、ハイドロキシアパタイトの形成速度の低下を十分に抑制できることから、実質的にカルシウムイオンを含まないことが好ましく、カルシウムイオンの濃度は、例えば、１０ｍｍｏｌ／Ｌ以下であり、好ましくは測定限界以下（例えば、０ｍｍｏｌ／Ｌ）である。【００１４】
陽極側泳動溶液に含まれるカルシウム化合物と陰極側泳動溶液に含まれるリン酸化合物との組合せは、特に制限されず、例えば、塩化カルシウムとリン酸水素二ナトリウムとの組合せ、酢酸カルシウムとリン酸二水素アンモニウムとの組合せ等があげられる。また、陽極側泳動溶液のカルシウムイオン濃度と、陰極側泳動溶液のリン酸イオン濃度との比は、例えば、３：５〜５：３の範囲であり、好ましくは、５：５〜５：３の範囲である。なお、これらの泳動溶液は、ハイドロキシアパタイトの形成を損なわない範囲において、例えば、他のイオンが存在してもよい。【００１５】
本発明におけるゲル担体の種類は、特に制限されず、例えば、前述の泳動溶液に対して実質的に非溶解性であり、電荷をかけることによって、ゲル担体の内部をカルシウムイオンおよびリン酸イオンが移動できるゲルが好ましい。このようなゲルとして、例えば、ハイドロゲルがあげられる。ハイドロゲルは、一般に、水（水性溶媒）中でゲル状であるものを意味する。前記ハイドロゲルの材料は、ゲル化（膨潤）する物質であれば特に制限されず、例えば、水性溶媒との混合液を加熱・冷却することによってゲル化する物質でもよいし、水素結合等によりゲル化する物質、凝集剤や架橋剤、重合剤等の添加によってゲル化する物質でもよい。また、ゲル担体の材料は、イオン性基を含んでいてもよいが、非イオン性であることが好ましい。また、製造したゲル担体‐ハイドロキシアパタイト複合体を生体内で使用する場合には、前記ゲル担体は生体適合性であることが好ましい。【００１６】
このような材料としては、例えば、アガロース、ヒアルロン酸、アルギン酸、プルラン、ペクチン、デンプン、マンナン、キチン、キトサン、キトサン-キチン共重合体、デキストラン、デキストラン硫酸、α化デンプン等のデンプン、セルロース、セルロース誘導体（メトキシセルロース、エトキシセルロース、プロポキシセルロースまたはヒドロキシエチルセルロース等）、等の多糖類があげられる。また、フィブロネクチン、フィブロイン、セリシン、アテロコラーゲン、コラーゲン、ゼラチン化コラーゲン、ゼラチン、カゼイン、ポリアスパラテート、ポリグルタメート、ポリ−γ−グルタミン酸、ポリリジン等のタンパク質、ポリペプチドまたはポリアミノ酸；リグニン、ポリオルチニン、ポリロタキサン、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート、グルコシルエチルメタクリレート（ＧＥＭＡ）、部分硫酸化ＧＥＭＡ等の重合体を架橋した有機高分子ゲルがあげられる。また、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等を部分架橋した親水性樹脂も使用できる。前記架橋ポリビニルアルコールは、例えば、ポリビニルアルコールを、グルタルアルデヒド等の２官能アルデヒドによって、部分的に架橋することにより得られる。なお、これらの材料は、天然物、半合成物または合成物であってもよい。これらの中でも、人体に対する安全性や、分解性に優れることから、アガロース、ヒアルロン酸、コラーゲン等が好ましい。また、これらの材料はいずれか一種類でもよいし二種類以上を併用してもよい。【００１７】
ゲル担体の調製方法は、特に制限されず、形成材料の種類に応じて従来公知の方法により調製できる。例えば、アガロースやゼラチンの場合には、加熱によって溶媒中に溶解し、得られた溶液を冷却して固化することによって作製できる。また、ポリビニルアルコールやポリアミノ酸等の場合は、例えば、これらの水溶液に、さらにグルタルアルデヒド等の架橋剤を添加し、固化することによって作製できる。前記溶媒としては、例えば、電気を通す溶液が使用できる。具体例としては、リン酸水素二ナトリウム水溶液、リン酸二水素ナトリム等のリン酸水溶液、リン酸緩衝液、Ｔｒｉｓ-ＨＣｌ緩衝液等のＴｒｉｓ緩衝液等の水性溶媒があげられ、中でも、リン酸水素二ナトリウム水溶液、リン酸二水素ナトリム等のリン酸水溶液が好ましい。また、その濃度は、例えば、１０〜４０ｍｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは１０〜２０ｍｍｏｌ／Ｌである。また、緩衝液の場合、そのｐＨは、例えば、５．８〜８であり、好ましくは６．６〜８、より好ましくは６．６〜７．４である。【００１８】
前記ゲル担体のｐＨは、特に制限されないが、例えば、５．８〜８であり、好ましくは６．６〜８、より好ましくは６．６〜７．４である。ゲル担体のｐＨは、例えば、ゲル担体の作製時に使用する前述のような溶媒によって、所望の値に調整することができる。【００１９】
前記ゲル担体における形成材料の含有量は、特に制限されず、その形成材料の種類等に応じて適宜決定できるが、例えば、０．５〜１０重量％であり、好ましくは０．５〜５重量％、より好ましくは０．５〜３重量％である。【００２０】
前記ゲル担体の形状および大きさは、何ら制限されず、使用する電気泳動装置の形状や大きさ等に応じて適宜決定できる。具体例としては、イオンの移動方向（泳動方向）におけるゲルの長さは、例えば、１〜２０ｃｍであり、好ましくは３〜１０ｃｍであり、より好ましくは３〜６ｃｍであり、厚みは、例えば、０．１〜３ｃｍであり、好ましくは０．１〜１．５ｃｍ、０．２〜１．５ｃｍ若しくは０．１〜１ｃｍ、より好ましくは０．２〜１ｃｍである。ゲルの幅も特に制限されないが、例えば、３０ｃｍ以下であって、好ましくは２０ｃｍ以下であり、より好ましくは１５ｃｍ以下である。ゲル幅の下限も特に制限されず、例えば、０．１ｃｍ、１ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、８ｃｍ、１０ｃｍ以上である。ゲルの形状の具体例としては、一般的な平板ゲル（ｓｌａｂ  ｇｅｌ）、棒状ゲル（ｒｏｄ  ｇｅｌ）等があげられる。【００２１】
次に、本発明の製造方法の一例を以下に説明するが、これらには限定されない。【００２２】
電気泳動装置の所定の位置にゲル担体を配置する。電気泳動装置としては、例えば、従来公知のものが使用でき、ゲル担体の一端にカルシウムイオンを含む陽極側泳動溶液、他端にリン酸イオンを含む陰極側泳動溶液をそれぞれ配置できるものであれば、その形態は何ら制限されない。例えば、図７Ａ及び図７Ｂに示すような電気泳動装置を使用してもよい。このような電気泳動装置は、核酸の電気泳動に一般的に使用されるいわゆる"サブマリン式"の電気泳動装置と同様の形態であってもよい。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂの電気泳動装置は、ゲル担体２を載置するための載置部と該載置部によって分割された２つの電極槽とを構成する本体１と、電極３、４とを備える。【００２３】
続いて、陽極が配置された電極槽に、前述のカルシウムイオンを含む泳動溶液を注ぎ、陰極が配置された電極槽に、前述のリン酸イオンを含む泳動溶液を注ぐ。この際、ゲル担体の一端が陽極側泳動溶液に、ゲル担体の他端が陰極泳動溶液に、それぞれ接触するまで、各電極槽に前記泳動溶液を注入する。なお、陽極側泳動溶液と陰極側泳動溶液とは、ゲル担体によって隔離されることが好ましい。例えば、図７Ａに示すとおり、電極３を陽極、電極４を陰極した場合、ゲル担体２により陽極側泳動溶液５と陰極側泳動溶液６とを隔離することができる。あるいは、図７Ｂに示すとおり、部材７を用いてゲル載置部と部材７とでゲル担体２を挟持して泳動溶液５と６とを隔離してもよい。部材７の形状は泳動溶液を隔離できるものであれば特に制限されず、例えば、図７Ｂのように凹型でもよい。部材７の材質は特に制限されず、例えば、本体１と同一であってよく、従来公知の樹脂やガラスなどを適用できる。【００２４】
そして、電荷をかけて電気泳動を行うことにより、ゲル担体の内部（および表面）にハイドロキシアパタイトを形成させる。本発明の方法によりゲル担体の内部にまでハイドロキシアパタイトを形成できる理由は、カルシウムイオンとリン酸イオンとが、通電により強制的にゲル担体を移動することによると推測される。このため、ハイドロキシアパタイトの形成領域は、例えば、ゲル担体の厚みには影響を受けることがないと考えられる。【００２５】
通電の条件は、特に制限されないが、電圧は、例えば、２〜５００Ｖであり、電流は、例えば、２〜２００ｍＡである。泳動時間も特に制限されず、例えば、１〜６０分である。また、泳動時間は、例えば、ゲル担体の大きさに応じて調整でき、イオンの移動方向におけるゲルの長さが６ｃｍの場合、例えば、１０〜３０分程度で、ゲル担体内部に均一なハイドロキシアパタイトを形成できる。ゲル内部に形成されたハイドロキシアパタイトは、例えば、後述するように走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)等で確認することもできる。また、ハイドロキシアパタイトが形成されると、ゲル担体におけるハイドロキシアパタイト形成領域が白濁するため、例えば、目視確認により通電を終了することも可能である。ゲル担体の内部（および表面）に形成されるハイドロキシアパタイトは、結晶粒子であることが好ましく、その粒径としては、特に制限されないが、例えば０．２〜２μｍであって、好ましくは０．５〜２μｍであり、より好ましくは１．０〜１．５μｍである。本発明の製造方法によれば、従来のような交互浸漬法と比較して、例えば、１００倍程度、ハイドロキシアパタイトの形成速度を促進することも可能である。【００２６】
複合体におけるハイドロキシアパタイトの密度は、例えば、各泳動溶液におけるカルシウムイオン濃度とリン酸イオン濃度によって調整できるが、実用上、平衡膨潤体積（ｃｍ3）あたり０．１重量％以上であることが好ましく、より好ましくは１〜２５重量％、特に好ましくは１０〜２５重量％である。【００２７】
電気泳動によってゲル担体にハイドロキシアパタイトが形成されるメカニズムを、図１を用いて説明する。なお、同図は、陽極側泳動溶液としてＣａＣｌ2を含む溶液、陰極側泳動溶液としてＮａ2ＨＰＯ4を含む溶液を使用した例であり、（ａ）は電気泳動の概念図、（ｂ）はハイドロキシアパタイトの形成反応の概略を示す図である。同図（ａ）に示すように、陽極側にＣａＣｌ2を含む溶液、陰極側泳動溶液としてＮａ2ＨＰＯ4を含む溶液をそれぞれ使用した場合、同図（ｂ）に示すように、通電により発生したカルシウムイオンおよびリン酸イオンが、ハイドロゲル内部において、陰極側および陽極側にそれぞれ移動する。そして、ハイドロゲル内部において両イオンが反応し、ハイドロキシアパタイトが形成される。【００２８】
このようにして、ハイドロキシアパタイトがゲル担体に担持された複合体を製造できる。したがって、その他の態様として、本発明は、上述した本発明の製造方法で製造されたゲル担体‐ハイドロキシアパタイト複合体を含む。得られた本発明の複合体は、例えば、止血効果に富み、人工骨や人工歯根の形成材料等、医用材料として使用でき、例えば、損傷した生体骨や歯の周辺に、この複合体を埋植することによって、止血能を発揮するとともに、人工骨や人工歯根を形成できる。この複合体は、例えば、γ線滅菌等の各種滅菌処理を施した後、使用時まで生理食塩水中で保存することができる。よって、本発明は、本発明のゲル担体‐ハイドロキシアパタイトを使用した治療方法、並びに、生体の治療、例えば、止血又は人工骨／人工歯根形成を含む治療における本発明のゲル担体‐ハイドロキシアパタイトの使用を含んでもよい。さらに、本発明は、上述した電気泳動装置、陽極側／陰極側泳動溶液、陽極側／陰極側泳動溶液用試薬、ゲル担体、ゲル材料粉末、及び、取扱説明書の少なくとも１つを含む本発明のゲル担体‐ハイドロキシアパタイトの製造キットを含んでも良い。【００２９】
また、本発明において、陰極側の泳動溶液として、リン酸イオンを含む溶液に代えて、炭酸イオンを含む溶液を使用すれば、通電により電気泳動を行うことによって、前記ゲル担体内に炭酸カルシウムが形成されるため、ゲル担体と炭酸カルシウムとの複合体を製造することもできる。炭酸イオンを含む溶液としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の炭酸化合物（炭酸塩）を含む溶液が好ましく、前記溶液の溶媒としては、例えば、前述と同様に水や緩衝液等の水性溶媒が使用できる。また、前記泳動溶液の炭酸イオン濃度は、特に制限されないが、例えば、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは１０〜１６０ｍｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは１０〜４０ｍｍｏｌ／Ｌである。また、泳動溶液のｐＨは、例えば、５．８〜８であり、好ましくは６．６〜８、より好ましくは７〜８である。【００３０】
さらに、本発明において、陰極側の泳動溶液として、リン酸イオンを含む溶液に代えて硫化物イオンを含む溶液を、また、陽極側の泳動溶液として、カルシウムイオンを含む溶液に代えてカドミウムイオンを含む溶液を使用すれば、通電により電気泳動を行うことによって、前記ゲル担体内に硫化カドミウムが形成されるため、ゲル担体と硫化カドミウムとの複合体を製造することもできる。硫化物イオンを含む溶液としては、例えば、硫化ナトリウム等を含む溶液が好ましく、カドミウムイオンを含む溶液としては、例えば、酢酸カドミウム等を含む溶液が好ましい。前記溶液の溶媒としては、例えば、前述と同様に水や緩衝液等の水性溶媒が使用できる。また、前記泳動溶液の硫化物イオン濃度は、特に制限されないが、例えば、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは１０〜１６０ｍｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは１０〜４０ｍｍｏｌ／Ｌである。前記泳動溶液のカドミウムイオン濃度は、特に制限されないが、例えば、１０〜２００ｍｍｏｌ／Ｌであり、好ましくは１０〜１６０ｍｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは１０〜４０ｍｍｏｌ／Ｌである。また、陰極側および陽極側それぞれの泳動溶液のｐＨは、例えば、５．８〜８であり、好ましくは６．６〜８、より好ましくは７〜８である。
【実施例１】
【００３１】
まず、１０ｍｍｏｌ／Ｌ  Ｔｒｉｓ-ＨＣｌバッファー（ｐＨ７．４）を用いて、定法により、３重量％アガロースゲル（長さ６ｃｍ×幅１１ｃｍ×厚み０．８ｍｍ）を調製した。なお、アガロースゲルの長さとは、イオンの移動方向（泳動方向）における長さである。そして、図２の写真に示すように、このアガロースゲルを、市販の電気泳動装置（商品名Ｍｕｐｉｄ  ミニゲル泳動槽：ＡＤＶＡＮＣＥ  Ｃｏ.  Ｌｔｄ社製）の所定位置に配置し、内部に陽極が配置された電極槽に、４０ｍｍｏｌ／Ｌ  ＣａＣｌ2水溶液を４０ｍｍｏｌ／Ｌ Ｔｒｉｓ-ＨＣｌバッファーでｐＨ７．４に調整した混合液を、内部に陰極が配置された電極槽に、４０ｍｍｏｌ／Ｌ  Ｎａ2ＨＰＯ4水溶液をそれぞれ注入した。そして、電圧１００Ｖの条件で約３０分間電気泳動を行った。電気泳動開始後２０分で、アガロースゲルの中心線付近に約３ｃｍ幅の白濁したバンドが観察され、そして、続く１０分間でバンドは陰極側に移動した。【００３２】
電気泳動後のアガロースゲルの外観を図３の写真に示す。同図に示すように、アガロースゲルの陰極側（同図における（ｂ）領域）に、長さ３ｃｍ（×幅１１ｃｍ×厚み０．８ｃｍ）の白濁バンドが形成された。【００３３】
電気泳動後のアガロースゲルを大量の蒸留水で洗浄してから、陽極側の非白濁領域（図３における（ａ）領域）と、陰極側の白濁領域（図３における（ｂ）領域）とに分離し、各断片を凍結乾燥した。そして、凍結乾燥した各断片を四酸化オスミウムで染色し、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、各断片の内部を確認した。この結果を、図４のＳＥＭ写真に示す。同図において、（ａ）は、前記アガロースゲルの陽極側非白濁領域（×３０００）、（ｂ）は、前記アガロースゲルの陰極側白濁領域（×１５００）、（ｃ）は、前記白濁領域（×１５０００）の倍率を変えた写真である。アガロースゲルの陽極側領域では、同図（ａ）に示すように、何ら析出は観察されなかったのに対して、陰極側白濁領域では、同図（ｂ）に示すように、多くの析出が確認された。また、倍率を上げて前記白濁領域の確認したところ、同図（ｃ）に示すように、表面が針状結晶で覆われた球形形状である、粒径約１．５μｍ程度の細かい粒子が確認された。この結晶構造は、ハイドロキシアパタイトに特有の構造であることから（Ｚｈａｎｇ，Ｒ．；Ｍａ，Ｐ．Ｘ．Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，１９９９，４５，２８５−２９３、Ｍａ，Ｐ．Ｘ．；Ｚｈａｎｇ，Ｒ．Ｙ．；Ｘｉａｏ，Ｇ．Ｚ．；Ｆｒａｎｃｅｓｃｈｉ，Ｒ．Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，２００１，５４，２８４−２９３）、アガロースゲルの白濁バンド領域にハイドロキシアパタイトが形成されたことは明らかである。【００３４】
また、図４（ｂ）に示す白濁領域の中心部分（すなわち、白濁領域における泳動方向、幅方向および厚み方向のいずれに対しても中心部分）と、白濁領域の表面部分（泳動方向および幅方向に対して中心部分）をＳＥＭにより確認した。この結果を図５に示す。同図において（Ａ）が中心部分、（Ｂ）が表面部分のＳＥＭ写真である。その結果、表面部分だけでなく、アガロースゲルの内部においても均一にハイドロキシアパタイトが形成されていることがわかる。【００３５】
さらに、アガロースゲル中に形成したハイドロキシアパタイト粒子について、Ｘ線回折装置（商品名ＲＩＮＴ  ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  ｕｌｔｒａＸ１８：(株)リガク社製）を用いてＸ線回折（ＸＲＤ）を行った。この回折結果を、図６に示す。同図において、横軸は角度、縦軸は強度を示す。同図に示すように、ハイドロキシアパタイトに特有の回折ピーク２５．８°（００２）および３１．７°（２１１）が観察された。この結果から、電気泳動によりアガロースゲル内部でのハイドロキシアパタイトの形成が確認できた。なお、従来のように、カルシウム塩溶液とリン酸塩溶液にゲル担体を交互に浸漬させる方法によって、本実施例と同様に厚み０．８ｃｍのゲル担体にハイドロキシアパタイトを形成させる場合、わずか１サイクルの交互浸漬に４４００分（７４時間）を要する。このことからも、本実施例によれば、極めて短時間でゲル担体の表面および内部に均一にハイドロキシアパタイトを形成できたといえる。【００３６】
なお、ＸＲＤ回折における二つのピーク２５．８°（００２）、３１．７°（２１１）の大きさは、ハイドロキシアパタイトの結晶性と相対関係にあることが知られており、図６に示すように、本実施例で得られたハイドロキシアパタイトは、これらのピークが低いことから、結晶性が低いと言える。そして、結晶性が低ければ、ハイドロキシアパタイトは分解し易いため、本実施例で得られたハイドロキシアパタイトは、特に、速やかな分解が望まれる生体内での使用に特に有用である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、陽極側の泳動溶液としてカルシウムイオンを含む溶液、陰極側の泳動溶液としてリン酸イオンを含む溶液をそれぞれ使用し、電気泳動を行うのみで、ゲル担体の内部にまで均一なハイドロキシアパタイトを形成でき、且つ、その形成速度の向上も実現できる。このため、ゲル担体にハイドロキシアパタイトが保持された複合体をより一層簡便に、人工骨や人工歯根の形成材料として供給することが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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