(57)【要約】【課題】    生体適合性、機械的強度の他、柔軟性にも優れた有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物並びにこれらの製造方法を提供する。【解決手段】    本発明の有機−無機複合材料は、ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトが複合化されてなり、本発明の有機−無機複合成形物は、前記有機−無機複合材料からなる。本発明の有機−無機複合材料の製造方法は、前記部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトを複合化する。本発明の有機−無機複合成形物の製造方法は、前記部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトを複合化した後、温間等方圧プレス成形を行う。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトが複合化されてなる、有機−無機複合材料。
【請求項２】
複合材料全量に対し、前記部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子が１〜４０重量％となる割合で複合化されてなる、請求項１に記載の有機−無機複合材料。
【請求項３】
前記ヒドロキシ基を有する高分子がポリビニルアルコールである、請求項１又は２に記載の有機−無機複合材料。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載の有機−無機複合材料からなる、有機−無機複合成形物。
【請求項５】
ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトを複合化する、有機−無機複合材料の製造方法。
【請求項６】
前記部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子と前記ヒドロキシアパタイトとの複合化を、交互浸漬法により行う、請求項５に記載の有機−無機複合材料の製造方法。
【請求項７】
ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトを複合化した後、温間等方圧プレス成形を行う、有機−無機複合成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物並びにこれらの製造方法に関し、詳しくは、ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基が部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子と、ヒドロキシアパタイトとの複合材料及び前記複合材料からなる有機−無機複合成形物並びにこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨は、有機成分（コラーゲン、他のたんぱく質、細胞など）と無機成分（ヒドロキシアパタイト）の複合材料である。
そこで、種々の有機−無機複合材料が合成され、骨組織の足場材料や人工骨としての適用可能性が模索されている。
【０００３】
例えば、ポリビニルアルコールゲル複合体で強化されたナノヒドロキシアパタイト（ｎａｎｏ−ＨＡ／ＰＶＡ）を、異状のある又は損傷を受けた関節軟骨と置換する生体材料として用いるため、その応力緩和機構や影響要素を調べた研究報告がある（非特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、交互浸漬プロセスにより、ナノヒドロキシアパタイト（ｎ−ＨＡ）がエレクトロスピニングされたポリカプロラクトンーゼラチン（ＰＣＧ）繊維に堆積されたもの（ＰＣＧ−ＨＡAS）と、ヒドロキシアパタイト粉末がＰＣＧのエレクトロスピニング溶液に混合されたもの（ＰＣＧ−ＨB）とを用いて、物理化学的、生物学的特性を比較・検討した研究報告がある（非特許文献２参照）。
【０００５】
また、低温下の生体内水熱プロセスと溶液流廷法を用いて、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）／アパタイト様ナノ複合フィルムを合成し、その形態的、構造的、熱的及び機械的な特性を報告した研究報告がある（非特許文献３参照）。
【０００６】
また、加熱処理によって調製されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）とポリアクリル酸（ＰＡＡ）のネットワーク（ＰＶＡ／ＰＡＡ−ｈ−ｎｅｔｗｏｒｋ）から得られる人工骨が高い機械的特性を示すことを報告するとともに、さらに、その生成機構を明らかにするため、凍結と融解を繰り返して調製したＰＶＡ／ＰＡＡネットワーク（ＰＶＡ／ＰＡＡ−ｆｔ−ｎｅｔｗｏｒｋ）と、キトサン／ＰＡＡネットワークと、ゼラチン／ＰＡＡネットワークと、ポリ［Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリルアミド］−ｃｏ―（アクリル酸）ネットワークからそれぞれ得られる人工骨について分析を行った研究報告がある（非特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Yusong Pan, Dangsheng Xiong, J Mater Sci (2010) 45, 5495-5501
【非特許文献２】A.K.Jaiswal, H.Chhabra, V.P.Soni, J.R.Bellare, Materials Science and Engineering C 33 (2013) 2376-2385
【非特許文献３】Abdalla Abdal-hay, Chul In Kim, Jae Kyoo Lim, Ceramics International 40 (2014) 4995-5000
【非特許文献４】Takashi Iwatsubo, Ryoichi Kishi, Toshiaki Miura, Takuya Ohzono, Tomohiko Yamaguchi, J. Phys. Chem. B (2015) 119, 8793-899
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、従来、骨組織の足場材料や人工骨として適用可能な有機−無機複合材料を提供するための種々の研究がなされている。
そのような中で、本発明は、特に人工骨としての応用にも適した優れた生体適合性、機械的強度、柔軟性を備える有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物並びにこれらの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の構成を備える。
すなわち、本発明にかかる有機−無機複合材料は、ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトが複合化されてなる。
【００１０】
本発明にかかる有機−無機複合成形物は、上記有機−無機複合材料からなる。
【００１１】
本発明にかかる有機−無機材料の製造方法は、ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトを複合化する。
【００１２】
本発明にかかる有機−無機複合成形物の製造方法は、ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトを複合化した後、温間等方圧プレス成形を行う。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物は、部分リン酸化ポリビニルアルコールなどの部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子と、ヒドロキシアパタイトから得られるので、生体適合性に優れている。
また、本発明の有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物は、機械的強度と柔軟性にも優れている。
本発明の有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物の製造方法によれば、上記のように優れた物性を備える有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の有機−無機複合材料のＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図２】実施例２の有機−無機複合材料のＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図３】実施例３の有機−無機複合材料のＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図４】ヒドロキシアパタイトのＸＲＤ測定結果を示す図である。
【図５】実施例１〜３にかかる各複合体とヒドロキシアパタイトにおける結晶子サイズをまとめた図である。
【図６】３点曲げ試験における３点曲げ強度（ＭＰａ）算出のための各パラメータについての参考説明図である。
【図７】実施例１〜３の有機−無機複合成形物とヒドロキシアパタイトの３点曲げ強度試験結果を示す図である。
【図８】実施例１〜３の有機−無機複合成形物とヒドロキシアパタイトについて、１２０℃、５００ＭＰａの圧力下で温間等方圧プレス成形（ＷＩＰ成形）を行った試験片の応力−変位曲線の測定結果を示す図である。
【図９】実施例１〜３の有機−無機複合成形物とヒドロキシアパタイトについて、１２０℃、７００ＭＰａの圧力下で温間等方圧プレス成形（ＷＩＰ成形）を行った試験片の応力−変位曲線の測定結果を示す図である。
【図１０】交互浸漬の繰り返し回数と無機含量との関係を明らかにするための熱重量測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物並びにこれらの製造方法の好ましい実施形態について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
【００１６】
〔有機−無機複合材料〕
本発明の有機−無機複合材料は、ヒドロキシ基を有する高分子（以下、単に「ヒドロキシ基含有高分子」と称することがある）における当該ヒドロキシ基が部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子（以下、単に「部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子」と称することがある）と、ヒドロキシアパタイトとの複合材料である。
【００１７】
前記ヒドロキシ基含有高分子としては、特に限定するわけではないが、例えば、重量平均分子量が１万〜１０万の範囲のものが好ましく、重量平均分子量が１万〜５万の範囲のものがより好ましい。
前記ヒドロキシ基含有高分子としては、ヒドロキシ基を含有するものであればよく、特に限定するわけではないが、構造が単純であるため制御が容易であり、かつ、入手も容易であることから、ポリビニルアルコールが好ましく使用できる。
【００１８】
前記部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子におけるリン酸化度は１〜２０％である。この範囲において、ヒドロキシアパタイト結晶の成長が適度に行われ、機械的強度及び柔軟性に優れた有機−無機複合材料となる。５〜２０％であることがより好ましく、７〜１５％であることが特に好ましい。
なお、本発明において、前記リン酸化度は、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子におけるヒドロキシ基とリン酸基との合計を１００としたときのリン酸基の割合を指すものとする。
【００１９】
ヒドロキシアパタイトは、Ｃａ10（ＰＯ4）6（ＯＨ）2を基本組成とするものであるが、本発明において、ヒドロキシアパタイトというときは、本発明の効果を害しない範囲において、Ｃａ成分の一部がＳｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｙ、Ｌａ、Ｎａ、Ｋ、Ｈなどで置換されていたり、ＰＯ4成分の一部がＶＯ4、ＢＯ3、ＳＯ4、ＣＯ3、ＳｉＯ4などで置換されていたり、ＯＨ成分の一部がＦ、Ｃｌ、Ｏ、ＣＯ3などで置換されていたり、これらの各成分の一部に欠陥があったりしたものも含む。
【００２０】
本発明の有機−無機複合材料としては、機械的強度、柔軟性の観点から、複合材料全量に対し、前記部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子が１〜４０重量％となる割合で複合化されてなるものが好ましく、５〜３０重量％となる割合であることがより好ましい。
【００２１】
〔有機−無機複合材料の製造方法〕
上記本発明の有機−無機複合材料は、特に限定するわけではないが、例えば、以下に詳述する本発明の有機−無機複合材料の製造方法によって製造することができる。
【００２２】
本発明の有機−無機複合材料の製造方法は、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基がリン酸化度１〜２０％となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトを複合化することにより行う。
【００２３】
＜部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子の合成＞
部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子の合成は、特に限定するわけではないが、例えば、尿素、リン酸、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）によるヒドロキシ基含有高分子の均一系リン酸化反応（勝浦嘉久次、稲垣訓宏、桜井史朗，日本化学会誌，１９７２，１３０５−１３０９参照）が有用である。この反応によれば、反応時間を適宜選定することでリン酸化度を容易に調整することができ、また、高リン酸化度のものを得ることも可能である。
【００２４】
＜部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子とヒドロキシアパタイトとの複合化＞
部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子とヒドロキシアパタイトとの複合化は、特に限定するわけではないが、例えば、交互浸漬法を利用する方法が好ましい。
【００２５】
ここで、一般に、交互浸漬法とは、カルシウムイオンを含む溶液に基材を浸漬した後、リン酸イオンを含む溶液に浸漬する一連の工程を１サイクルとして、これを繰り返すことにより、ヒドロキシアパタイトの核形成と成長を実現する方法である。
【００２６】
本発明において、交互浸漬法を利用する場合には、例えば、以下のようにして行うことができる。
まず、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子の水溶液を調製した後、例えば、水酸化ナトリウム水溶液などを用いて、ｐＨを塩基性側に調整したのち、カルシウムイオンを含む溶液を加え、ゲル化させる。
次いで、このゲルに対し、リン酸イオンを含む溶液とカルシウムイオンを含む溶液を交互に１回以上、好ましくは２〜５回程度繰り返し反応させることで、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子とヒドロキシアパタイトとの複合化を実現することができる。
【００２７】
上記において、カルシウムイオンを含む溶液としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム等の水溶液を挙げることができ、また、リン酸イオンを含む溶液としては、例えば、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウムなどのリン酸水素塩の水溶液を挙げることができる
また、反応の際の溶液の温度としては、例えば、１０〜５０℃が好ましく、２０〜４０℃がより好ましい。反応の際の溶液のｐＨとしては、塩基性側、例えば、ｐＨ６〜１３、ｐＨ７〜１０がより好ましい。ｐＨ調整には、例えば、アンモニア水溶液などを用いることができる。
溶媒としては、各成分の溶解度の点から、上記のように水を使用することが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば、有機溶媒と水の混合溶液を使用しても良い。
さらに、本発明の目的を害しない範囲で、上記成分以外の成分を用いても良い。
【００２８】
交互浸漬法を利用する上記方法においては、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子におけるリン酸基がカルシウムイオンと結合して結晶核が形成され、そこに、リン酸イオンを含む溶液及びカルシウムイオンを含む溶液から供給されるリンとカルシウムが取り込まれてヒドロキシアパタイトの結晶が成長していくものであり、また、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子におけるヒドロキシ基もヒドロキシアパタイトと結合し、安定した複合体が生成されるものと推測される。
本発明において、リン酸化ヒドロキシ基含有高分子におけるリン酸化度が１〜２０％であることにより、優れた効果が奏せられるのは、この範囲において、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子におけるリン酸基においてヒドロキシアパタイトの結晶核が生成され、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子におけるヒドロキシ基がヒドロキシアパタイトとの結合サイトとなっているという上述した両者の働きのバランスが最適となるからであると考えられる。
【００２９】
また、上述のとおり、本発明の有機−無機複合材料としては、機械的強度、柔軟性の観点から、複合材料全量に対し、前記部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子が２０〜４０重量％となる割合で複合化されてなるものが好ましく、５〜３０重量％となる割合であることがより好ましいが、この割合の調整は、例えば、交互浸漬法を利用する上記方法の場合には、リン酸イオンを含む溶液とカルシウムイオンを含む溶液を反応させる際の当該回数を調整することによって行うことができる。反応の繰り返し回数が多いほど、ヒドロキシアパタイトの含有割合が増加し、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子の割合が相対的に減少することになる。反応後にエージングを行うことによりヒドロキシアパタイトの含有割合の増加と結晶性の向上を図ることもできる。
【００３０】
〔有機−無機複合成形物〕
本発明の有機−無機複合成形物は、本発明にかかる有機−無機複合材料からなる。
【００３１】
〔有機−無機複合成形物の製造方法〕
本発明の有機−無機複合成形物は、特に限定するわけではないが、例えば、以下に詳述する本発明の有機−無機複合成形物の製造方法によって製造することができる。
【００３２】
＜部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子とヒドロキシアパタイトとの複合化＞
部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子とヒドロキシアパタイトとの複合化は、本発明にかかる有機−無機複合材料の製造方法に関して既に述べた方法によればよい。
【００３３】
＜複合化後の成形＞
本発明の有機−無機複合成形物の製造方法では、上記複合化後、温間等方圧プレス成形（以下、「ＷＩＰ成形」と略記する）を行う。本発明者の検討によれば、ＷＩＰ成形を行うことで、特に機械的強度及び柔軟性に優れた複合材料を得ることができることが分かった。
機械的強度及び柔軟性に優れた複合成形物を得るという観点において好適な条件は以下のとおりである。
すなわち、ＷＩＰ成形を行う場合の成形温度は、例えば、８０〜１８０℃が好ましい。
また、ＷＩＰ成形を行う場合の成形圧力は、例えば、２００〜１０００ＭＰａが好ましい。
【００３４】
ＷＩＰ成形の前に、冷間等方静水圧プレス成形（以下、「ＣＩＰ成形」と略記する）を行うことがより好ましく、ＣＩＰ成形の前に予備成形を行うことがさらに好ましい。
前記ＣＩＰ成形を行う場合の成形温度は、例えば、５〜３０℃が好ましい。
また、前記ＣＩＰ成形を行う場合の成形圧力は、例えば、１００〜３００ＭＰａが好ましい。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例を用いて、本発明にかかる有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物並びにこれらの製造方法について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
〔実施例１〕
＜ＰＰＶＡの合成＞
合成反応のスキームを下式（１）に示す。
【００３７】
【化１】
2017131300.tif 000002
【００３８】
具体的な合成方法は、以下のとおりである。
すなわち、１００％リン酸２．７ｍＬ（０．０５ｍｏｌ）、尿素１２ｇ、トリエチルアミン２５ｍＬ、脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド７５ｍＬを２００ｍｌの三口反応容器に入れ、１２０℃に加熱し、ポリビニルアルコール（以下、「ＰＶＡ」と略記する）４．４ｇ（１．５×１０-4ｍｏｌ）を加え、４５分間反応させることにより、リン酸化度５％のリン酸化ポリビニルアルコール（以下、「ＰＰＶＡ」と略記する）が得られた。
反応終了後、エタノールを加え生成物を沈殿させ、その沈殿物を取り出し、蒸留水に溶解した。そして、セロハンチューブを用い、蒸留水中で２日間透析を行い精製した。その後、精製したＰＰＶＡ水溶液を多量のアセトン中に滴下し再沈殿を行った。
得られた沈殿物を蒸留水に溶解し、真空乾燥し、フィルム状のＰＰＶＡを得た。得られたＰＰＶＡについて、1Ｈ  ＮＭＲスペクトル、13Ｃ  ＮＭＲスペクトル、1Ｈ−1Ｈ  ＣＯＳＹを用いて、合成確認を行った。リン酸化度は1Ｈ  ＮＭＲの積分値より決定した。
ＮＭＲ測定結果及び収量（収率）を以下に示す。
1Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ）：δ／ｐｐｍ＝１．５９−１．８６（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2），４．０３（ｂｓ，０．９５Ｈ，ＣＨ），４．４９（ｂｓ，０．０５Ｈ，ＣＨ）
13Ｃ  ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ）：δ／ｐｐｍ＝４６．３８（ＣＨ2），６６．９（ＣＨ），７１．６８（ＣＨ）
収量（収率）＝３．７５ｇ（７７．７％）
【００３９】
＜ＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルの合成＞
ＰＰＶＡに蒸留水を加え１０重量％にし、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨを９近傍に調整し、１ｍｏｌ／Ｌ塩化カルシウム水溶液を加えゲル化させることにより、ＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルを得た。
【００４０】
＜交互浸漬法を利用したＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体の合成＞
ＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルに、０．１ｍｏｌ／Ｌの（ＮＨ4）2ＨＰＯ4水溶液を５ｍｌ加え、アンモニア水溶液でｐＨを９近傍に調整し２５℃の恒温槽に入れ、２時間静置した。反応終了後、吸引濾過し、蒸留水で洗浄した。
次に、０．１ｍｏｌ／ＬのＣａＣｌ2水溶液をＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルに５ｍＬ加え、ｐＨを９近傍に調整し２５℃の恒温槽に入れ、２時間静置した。反応終了後、吸引濾過し、蒸留水で洗浄した。この操作を５回繰り返した。５回目の０．１ｍｏｌ／ＬのＣａＣｌ2水溶液を加えたあと、６０℃で、２時間アニーリングを行った。
以上のようにして、ＰＰＶＡとヒドロキシアパタイト（以下、「ＨＡｐ」と略記する）の複合体を合成したのち、真空乾燥を行った。
【００４１】
＜ＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合成形物の作製＞
上記のＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体を粉末化したのち、一軸金型成形により１００ＭＰａで予備成形した。
次いで、２４５ＭＰａでＣＩＰ成形を行った。
さらに、１２０℃で、３００，５００又は７００ＭＰａで、ＷＩＰ成形を行うことにより、ＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合成形物として、３種（ＷＩＰ成形圧力３００，５００，７００ＭＰａ）の各試験片（サイズ：３．５ｍｍ×５ｍｍ×１２ｍｍ）を作製した。
【００４２】
〔実施例２〕
＜ＰＰＶＡの合成＞
１００％リン酸２．７ｍＬ（０．０５ｍｏｌ）、尿素１２ｇ、トリエチルアミン２５ｍＬ、脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド７５ｍＬを２００ｍｌの三口反応容器に入れ、１２０℃に加熱し、ＰＶＡ４．４ｇ（１．５×１０-4ｍｏｌ）を加え、反応させる際、反応時間を１時間としたこと以外は、実施例１と同様にして、リン酸化度１０％のＰＰＶＡを得た。
ＮＭＲ測定結果及び収量（収率）を以下に示す。
1Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ）：δ／ｐｐｍ＝１．５９−１．８６（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2），４．０３（ｂｓ，０．９Ｈ，ＣＨ），４．４９（ｂｓ，０．１Ｈ，ＣＨ）
13Ｃ  ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ）：δ／ｐｐｍ＝４６．３８（ＣＨ2），６６．９（ＣＨ），７１．６８（ＣＨ）
収量（収率）＝３．６８ｇ（７１．０％）
【００４３】
＜ＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルの合成、交互浸漬法を利用したＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体の合成、及び、ＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合成形物の作製＞
リン酸化度１０％のＰＰＶＡを用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルの合成、交互浸漬法を利用したＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体の合成、及び、３種（ＷＩＰ成形圧力３００，５００，７００ＭＰａ）のＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合成形物の作製を行った。
【００４４】
〔実施例３〕
＜ＰＰＶＡの合成＞
１００％リン酸２．７ｍＬ（０．０５ｍｏｌ）、尿素１２ｇ、トリエチルアミン２５ｍＬ、脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド７５ｍＬを２００ｍｌの三口反応容器に入れ、１２０℃に加熱し、ＰＶＡ４．４ｇ（１．５×１０-4ｍｏｌ）を加え、反応させる際、反応時間を４時間としたこと以外は、実施例１と同様にして、リン酸化度２０％のＰＰＶＡを得た。
ＮＭＲ測定結果及び収量（収率）を以下に示す。
1Ｈ  ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ）：δ／ｐｐｍ＝１．５９−１．８６（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2），４．０３（ｂｓ，０．８Ｈ，ＣＨ），４．４９（ｂｓ，０．２Ｈ，ＣＨ）
13Ｃ  ＮＭＲ（１２５ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ）：δ／ｐｐｍ＝４６．３８（ＣＨ2），６６．９（ＣＨ），７１．６８（ＣＨ）
収量（収率）＝４．６９ｇ（７７．８％）
【００４５】
＜ＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルの合成、交互浸漬法を利用したＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体の合成、及び、ＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合成形物の作製＞
リン酸化度５％のＰＰＶＡを用いたこと以外は実施例１と同様にして、ＰＰＶＡ−Ｃａ2+ゲルの合成、交互浸漬法を利用したＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体の合成、及び、３種（ＷＩＰ成形圧力３００，５００，７００ＭＰａ）のＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合成形物の作製を行った。
【００４６】
〔物性の測定・評価〕
＜ＸＲＤ＞
実施例１〜３にかかる各複合体について、粉末Ｘ線回折装置「ＳｍａｒｔＬａｂ」（リガク社製）を用いて粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）を行い、結晶構造解析を行った。測定結果を、それぞれ、図１〜３に示す。図４にＨＡｐのＸＲＤ測定結果を示す。
また、実施例１〜３にかかる各複合体とＨＡｐにおける結晶子サイズを図５にまとめた（なお、実施例３の（１３０），（２２２），（００４）の回折ピークは弱く、半値幅を求めることが困難であったので、結晶子サイズは不明）。
図１〜４より、実施例１〜３にかかる複合体において、ＨＡｐの結晶が生成されたことを確認することができた。リン酸化度が小さいほど、よりシャープなＨＡｐのピークが観測された。
また、図５に示す結果から、リン酸化度が小さいほど結晶子サイズが大きくなることが分かった。また、いずれにおいても、（００２）面が最も結晶子サイズが大きく、針状結晶であることが分かった。
【００４７】
＜成形物の物性試験＞
実施例１〜３の各成形物（各試験片）について、ファインセラミックス曲げ強さ試験機「ＭＺ−２５０」（株式会社マルトー社製）を用いて、３点曲げ試験を行った。支点間距離Ｌは８ｍｍ、曲げ試験のクロスヘッド速度は、０．５ｍｍ／ｍｉｎとした。
試験結果に基づき、３点曲げ強度（ＭＰａ）を以下の算出式から算出した。
σp＝３ＰＬ／２ｗｔ2
ここで、Ｐは最大荷重（Ｎ）、Ｌは支点間距離（ｍｍ）、ｗは試験片の幅（ｍｍ）、ｔは試験片の厚さ（ｍｍ）である。なお、３点曲げ強度（ＭＰａ）算出のための前記各パラメータについての参考説明図を図６に示す。
実施例１〜３と、参考としてのＨＡｐについて、測定結果を下表１及び図７にまとめて示す。下表１には、各成形体の密度ｄ（ｇ／ｃｍ3）も併記した。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
また、実施例１〜３のそれぞれに関し、２種（ＷＩＰ成形圧力５００，７００ＭＰａ）の各試験片（ＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合成形物）について、応力−変位曲線を図８，９に示す（図８：ＷＩＰ成形圧力５００ＭＰａ，図９：ＷＩＰ成形圧力７００ＭＰａ）
【００５０】
図７に示す結果から、複合化により、機械的強度が向上していることが分かる。
また、図８，９に示す結果から、複合化により、破断するまでのエネルギーが大きくなっており、靭性、柔軟性が向上していることが分かる。
図９に示すように、リン酸化度１０％ＰＰＶＡによる実施例２の成形体において、特に破断するまでに吸収されるエネルギーが大きく、リン酸化度を調整することで高靱性の成形体が製造できることが分かった。
【００５１】
なお、以上においては、部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子としてＰＰＶＡを用いた例を示したが、ＰＰＶＡ以外の部分リン酸化ヒドロキシ基高分子以外においても、そのリン酸基においてＨＡｐの結晶核が生成され、他方、そのヒドロキシ基がＨＡｐとの結合サイトとなることが合理的に推測できる。
したがって、当業者は、上記実施例を参酌することにより、本発明が、ＰＰＶＡを用いる実施形態において好適であることを理解するとともに、ＰＰＶＡ以外の部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子を用いる実施形態においても適用できるものであると理解することが可能である。
【００５２】
〔参考データ：交互浸漬の繰り返し回数と無機含量との関係〕
参考のため、「交互浸漬法を利用したＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体の合成」における交互浸漬の繰り返し回数と無機含量との関係を図１０に示す。
具体的には、「交互浸漬法を利用したＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体の合成」における繰り返し回数のみを変更したこと以外は実施例１〜３に準じてＰＰＶＡ−ＨＡｐ複合体を合成し、それぞれについて、「ＤＴＧ−６０Ａ」（島津製作所社製）を用いて熱重量測定を行った。
図１０に示す結果から、繰り返し数の増加に伴い、無機含量が増加することが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明における有機−無機複合材料及び有機−無機複合成形物は、優れた生体適合性、機械的強度、柔軟性を利用して、例えば、人工骨やその他の骨再生分野などにおいて、好適に利用することができる。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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