(57)【要約】【課題】  強度を必要とする部位に適用でき、移植を行う際の作業性を向上する。【解決手段】  燐酸水素アンモニウムと硝酸カルシウムとを硫酸存在下において共沈させる工程Ｓ１を含む生体組織補填材の製造方法を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸基を含有する燐酸カルシウムからなる生体組織補填材。
【請求項２】
硫黄（Ｓ）と燐（Ｐ）との比率が、
１／２≦Ｐ／（Ｓ＋Ｐ）≦５／６
となるように調製されている請求項１に記載の生体組織補填材。
【請求項３】
燐酸水素アンモニウムと硝酸カルシウムとを硫酸存在下において共沈させる工程を含む生体組織補填材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体組織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、生体組織補填材の一種である人工骨補填材としてはハイドロキシアパタイト（ＨＡＰ）、β燐酸三カルシウム（βＴＣＰ）が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。また、近年、硫酸カルシウムを骨補填材として使用する報告がなされている（例えば、非特許文献２参照。）。
【非特許文献１】植村他、「生分解性βＴＣＰ多孔材料を用いた骨におけるティッシュエンジニアリング−生体内で強度を増す新しい材料オスフェリオン」メディカル朝日、朝日新聞社、２００１．１０．１，３０（１０）ｐ．４６−４９
【非特許文献２】Raffy Mirzayan et al, "The use ofcalcium sulfate in the treatment of benign bone lesions", The Journal of boneand joint surgery, vol. 83-A, No. 3, March 2001, p.355-358
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、硫酸カルシウムは粉末であり、燐酸カルシウムのような焼結体に構成することができないので、強度を必要とする部位に適用することができないという不都合がある。また、硫酸カルシウムは粉末であるために移植を行うのに作業性が悪いという問題がある。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、強度を必要とする部位に適用でき、移植を行う際の作業性を向上することができる生体組織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】
【０００５】
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、硫酸基を含有する燐酸カルシウムからなる生体組織補填材を提供する。
上記発明においては、硫黄（Ｓ）と燐（Ｐ）との比率が、１／２≦Ｐ／（Ｓ＋Ｐ）≦５／６となるように調製されていることが好ましい。
また、本発明は、燐酸水素アンモニウムと硝酸カルシウムとを硫酸存在下において共沈させる工程を含む生体組織補填材の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、強度を必要とする部位に適用でき、移植を行う際の作業性を向上することができるという効果を奏する。また、本発明に係る製造方法によれば、燐と硫黄とを均一に混合することができ、かつ、定められた混合比に容易に調製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】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る生体組織補填材とその製造方法について、図１〜図６を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織補填材は、硫酸基を含有する燐酸カルシウムにより構成されている。
【０００８】
この生体組織補填材は、図１に示されるように、以下の製造方法を用いて製造することができる。
まず、０．５Ｍの硫酸Ｈ２ＳＯ４、０．５Ｍの燐酸水素アンモニウム（ＮＨ４）２ＨＰＯ４水溶液および０．５Ｍの硝酸カルシウムＣａ（ＮＯ３）２水溶液を作成する。次いで、作成された０．５Ｍの硫酸と０．５Ｍの燐酸水素アンモニウム水溶液とを混合し、１．０Ｎの水酸化ナトリウムを用いて得られた混合液のｐＨが１０となるように調製する。
【０００９】
このようにして調製された混合液中に、０．５Ｍの硝酸カルシウム水溶液を徐々に滴下する（ステップＳ１）。このとき、混合液のｐＨをモニタリングしてｐＨが１０となるように１．０Ｎの水酸化ナトリウムを加える。滴下終了後、１昼夜（２４時間）攪拌し（ステップＳ２）、析出物を遠心分離により分離して蒸留水で洗浄する（ステップＳ３）。洗浄された析出物を濾過し（ステップＳ４）、乾燥し（ステップＳ５）、大気中において、８００℃で２時間保持することにより焼結する（ステップＳ６）。これにより、本実施形態に係る生体組織補填材が製造される。
【００１０】
このように本実施形態に係る生体組織補填材の製造方法によれば、燐酸水素アンモニウムと硝酸カルシウムとを硫酸存在下において共沈させる工程Ｓ１を含むので、定められた混合比で燐と硫黄とを均一に含有する生体組織補填材を簡易に製造することができる。そして、このようにして製造された本実施形態に係る生体組織補填材によれば、均一に含有される硫酸基の作用により、従来のＨＡＰよりも骨芽細胞に対する増殖能および分化能に優れ、かつ従来のＨＡＰの特徴を保持することができる。
【００１１】
特に、硫黄Ｓと燐Ｐとの比率が１／２≦Ｐ／（Ｓ＋Ｐ）≦５／６であることが好ましい。このようにすることで、特に、従来のＨＡＰと同等の物性を有することができる。
また、本実施形態に係る生体組織補填材とその製造方法によれば、特殊な原料を必要とせず、従来のＨＡＰの製造コストとほぼ同程度のコストで製造することができるという利点を有する。
【００１２】
なお、本実施形態に係る生体組織補填材は、従来の骨補填材としてはもちろんのこと、高い骨芽細胞活性化作用から、以下の用途に適用することができる。
１．  骨芽細胞の培養基材
骨芽細胞を高い活性状態で培養することができる。
２．  培養骨の基材
骨芽細胞の活性が高い培養骨もしくは細胞外基質が豊富な培養骨を提供できる。
３．  骨補填材
骨芽細胞を活性化させる骨補填材を提供することができる。
４．  骨粗鬆症治療薬
骨芽細胞の活性化、細胞外基質による再石灰化効果による治療効果が期待できる。
５．  歯周骨再生用治療略
骨芽細胞の活性化、細胞外基質による再石灰化効果による治療効果が期待できる。
【実施例】
【００１３】
次に、上記実施形態に係る生体組織補填材とその製造方法の実施例について説明する。
本実施例においては、図１に示されるフローチャートに従って、硫酸ＨＡＰからなる生体組織補填材を製造した。
【００１４】
０．５Ｍの硫酸と、０．５Ｍの燐酸水素アンモニウム水溶液とを混合する際には、硫酸イオンＳＯ４２−および燐酸イオンＰＯ４３−の比Ｘ＝ＰＯ４３−／（ＳＯ４２−＋ＰＯ４３−）＝Ｐ／（Ｓ＋Ｐ）が、Ｘ＝０，１／６，２／６，３／６，４／６，５／６，６／６となるように混合し、１．０Ｎの水酸化ナトリウムを用いて得られた混合液のｐＨが１０となるように調製した。
【００１５】
このようにして得られた硫黄と燐との比Ｘ＝１／６〜５／６の本実施形態に係る生体組織補填材、Ｘ＝０の従来のＨＡＰおよびＸ＝６／６の硫酸カルシウムについてのＸ線解析結果を図２に示す。この図２によれば、本実施形態に係る生体組織補填材は、Ｘ＝３／６〜５／６の場合に、従来のＨＡＰ（Ｘ＝０）とほぼ同じ構造であることが確認された。
【００１６】
次に、本実施形態に係る生体組織補填材からなるペレットを製造した。ペレットは、図１の乾燥ステップＳ５により得られた硫酸ＨＡＰの粉末を、例えば、ステンレス製の金型に入れて３０ＭＰａでプレス成形したものを焼結ステップＳ６において大気中において、８００℃で２時間焼結することにより製造した。
【００１７】
このようにして製造された本実施形態に係る生体組織補填材のペレットにヒト正常骨芽細胞を４×１０４個/well/mLになるように播種し、１週間培養した結果の骨芽細胞の増殖能を図３に、分化能を図４に、それぞれコントロールとの比率において示す。コントロールは、それぞれ、播種する前の細胞をそのまま培養皿上で培養した細胞である。
増殖能は、Ｔｅｔｒａ
Ｃｏｌｏｒ Ｏｎｅ（４５０ｎｍ）により測定し、分化能は、アルカリフォスファターゼ（ＡＬＰ）活性をＰＮＰの呈色反応（４０５ｎｍ）によって測定した。
【００１８】
これによれば、本実施形態に係る生体組織補填材のペレットは、従来のＨＡＰ（Ｘ＝６／６）および硫酸カルシウム（Ｘ＝０／６）と比較して、骨芽細胞の増殖能および分化能が、優位に高いことが確認された。
【００１９】
次に、焼結ステップＳ６により熱処理された硫酸ＨＡＰの粉末を培地に投入し（１００ｍｇ／ｍＬ）、シェーカーで７２時間攪拌（１５０ｒｐｍ）した。その後、得られた液体を遠心分離機にかけ、３０００ｒｐｍで１０分間遠心分離を行った。これにより得られた上清に骨芽細胞を投入し（４×１０４個/well/mL）、培養した結果の増殖能を図５に、分化能を図６に、それぞれコントロールとの比率において示す。コントロールは、それぞれ、播種する前の細胞をそのまま培養皿上で培養した細胞である。
【００２０】
これによれば、本実施形態に係る生体組織補填材を骨芽細胞の培地中に添加しただけでも、増殖能および分化能を向上させることができることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織補填材の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図１の製造方法により製造された本実施形態に係る生体組織補填材のＸ線解析結果を示す図である。
【図３】図１の製造方法により製造された本実施形態に係る生体組織補填材のペレットに播種して培養した骨芽細胞の増殖能を示すグラフである。
【図４】図１の製造方法により製造された本実施形態に係る生体組織補填材のペレットに播種して培養した骨芽細胞の分化能を示すグラフである。
【図５】図１の製造方法により製造された本実施形態に係る生体組織補填材を含有する培地を用いて培養した骨芽細胞の増殖能を示すグラフである。
【図６】図１の製造方法により製造された本実施形態に係る生体組織補填材を含有する培地を用いて培養した骨芽細胞の分化能を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２２】
Ｓ１  共沈工程
【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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