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JP2002000718A - 高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療用リン酸カルシウムセメント - Google Patents

高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療用リン酸カルシウムセメント

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JP2002000718A
JP2002000718A JP2000190524A JP2000190524A JP2002000718A JP 2002000718 A JP2002000718 A JP 2002000718A JP 2000190524 A JP2000190524 A JP 2000190524A JP 2000190524 A JP2000190524 A JP 2000190524A JP 2002000718 A JP2002000718 A JP 2002000718A
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JP
Japan
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calcium phosphate
cement
strength
bone augmentation
phosphate
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Pending
Application number
JP2000190524A
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Inventor
Masahiro Hirano
昌弘 平野
Hiroyasu Takeuchi
啓泰 竹内
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療
用リン酸カルシウムセメントを提供する。 【解決手段】 生体骨補強治療用リン酸カルシウムセメ
ントを、質量％で、第２リン酸カルシウムとα型第３リ
ン酸カルシウムの水和反応生成物：２〜１０％、第４リ
ン酸カルシウム：１０〜２５％、第２リン酸カルシウ
ム：３〜１０％、α型第３リン酸カルシウムおよび不可
避不純物：残り、からなる配合組成を有する混合組成物
で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、口腔外科を含む
医科の分野で生体骨補強治療に用いられ、高強度硬化体
の形成が可能なリン酸カルシウムセメントに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、生体骨補強治療用セメントに
は、（１）硬化用水溶液を加えてスラリー化したスラリ
ーが凝固する凝結性、（２）凝固体が水分の存在下で硬
化する硬化性、（３）治療補強骨の運動を可能ならしめ
るに十分な硬化体強度、（４）硬化体が生体骨に再生す
る吸収置換性、などが要求され、これら要求を満足する
セメントとして、例えば特開平４−３２８１８５号公報
に記載される通りの、質量％で（以下、％は質量％を示
す）、 第４リン酸カルシウム：１０〜２５％、 第２リン酸カルシウム：３〜１０％、 α型第３リン酸カルシウムおよび不可避不純物：残り、 からなる配合組成を有する混合組成物で構成したリン酸
カルシウムセメントが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、生体にとって硬
化体は異物であることから、できるだけ少ない硬化体使
用量で治療補強骨に所定量の強度が得られるのが望まし
く、このため硬化体使用量の低減をはかる目的で、硬化
体の強度向上に関する開発が行われているのが現状であ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述の観点から、上記の従来生体骨補強治療用リン酸カ
ルシウムセメント（以下、単に従来セメントという）に
着目し、これより形成される硬化体の強度向上をはかる
べく研究を行った結果、予め上記の従来セメントの構成
成分である第２リン酸カルシウムとα型第３リン酸カル
シウムとを水和反応させて水和反応生成物（この場合、
第２リン酸カルシウムとα型第３リン酸カルシウムの相
互配合割合は、質量比で、第２リン酸カルシウム：α型
第３リン酸カルシウム＝１：５〜３０とするのが望まし
く、さらに望ましくは１：１０〜２０とするのがよい）
を生成しておき、この水和反応生成物を上記の従来セメ
ントに、全体に占める割合で２〜１０％配合すると、こ
の結果のセメントに硬化性水溶液を加えて形成したスラ
リーにおいて、前記水和反応生成物がスラリー中で無数
の硬化の起点として作用するようになり、これらの起点
を中心にして同時に硬化が進行するようになり、これに
よって硬化体の強度は著しく向上したものになるという
研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果に基づいてな
されたものであって、 第２リン酸カルシウムとα型第３リン酸カルシウムの水
和反応生成物：２〜１ ０％、 第４リン酸カルシウム：１０〜２５％、 第２リン酸カルシウム：３〜１０％、 α型第３リン酸カルシウムおよび不可避不純物：残り、 からなる配合組成を有する混合組成物で構成してなる、
高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療用リン酸カ
ルシウムセメントに特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明の生体骨補強治療用リン
酸カルシウムセメント（以下、単に本発明セメントとい
う）において、配合組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。 （ａ）第２リン酸カルシウムとα型第３リン酸カルシウ
ムの水和反応生成物（以下、単に水和反応生成物とい
う） この成分には、上記の通り硬化体の強度を一段と向上さ
せる作用があるが、その割合が２％未満では所望の強度
向上効果が得られず、一方その割合が１０％を越えると
スラリーの流動性が低下し作業性が損なわれるようにな
ることから、その割合を２〜１０％と定めた。
【０００７】（ｂ）第４リン酸カルシウム この成分には、硬化体が生体骨へ再生する吸収置換性を
促進する作用があるが、その割合が１０％未満では前記
作用に所望の向上効果が得られず、一方その割合が２５
％を越えると硬化体の強度が低下するようになることか
ら、その割合を１０〜２５％と定めた。
【０００８】（ｃ）第２リン酸カルシウム この成分には、スラリーの硬化体への凝結を促進する作
用があるが、その割合が３％未満では所望の凝結促進作
用を確保することができず、一方その割合が１０％を越
えると、硬化時間が短くなりすぎて作業性の低下が避け
られなくなることから、その割合を３〜１０％と定め
た。
【０００９】
【発明の実施の態様】つぎに、本発明セメントを実施例
により具体的に説明する。まず、本発明セメントの構成
成分であるα型第３リン酸カルシウムおよび第４リン酸
カルシウムを以下の通りに調整し、同じく第２リン酸カ
ルシウムは市販のものを使用し、さらに水和反応生成物
についても以下の通りに調整した。 （１）α型第３リン酸カルシウム 水酸化カルシウム：３モルを水：１０リットルに懸濁さ
せ、これにリン酸：２モルを水で希釈してなる４０％リ
ン酸水溶液を攪拌しながらゆっくり滴下し、滴下終了
後、室温に１日間放置し、ついで乾燥機を用い、１１０
℃に２４時間保持の条件で乾燥して凝集体とし、引き続
いて前記凝集体を１４００℃に３時間保持して焼成し、
焼成生成物を粉砕し、篩分にて篩目で８８μｍ以下（平
均粒径：６．５μｍ）とすることにより純度：９９．９
％のα型第３リン酸カルシウムを製造した。
【００１０】（２）第４リン酸カルシウム 水酸化カルシウム：４モルを水：１０リットルに懸濁さ
せ、これにリン酸：２モルを水で希釈してなる４０％リ
ン酸水溶液を攪拌しながらゆっくり滴下し、滴下終了
後、室温に１日間放置し、ついで乾燥機を用い、１１０
℃に２４時間保持の条件で乾燥して凝集体とし、この凝
集体を、まず９００℃に３時間保持の条件で仮焼結し、
引き続いて均一に粉砕した状態で、１４００℃に３時間
保持の条件で焼成し、焼成生成物を粉砕し、篩分にて篩
目で８８μｍ以下（平均粒径：６．５μｍ）とすること
により、第４リン酸カルシウムの含有割合が９０・５％
で、残りが実質的に不可避不純物としての水酸アパタイ
トからなる混合生成物を製造した。なお、この実施例で
は上記混合生成物を第４リン酸カルシウムとして使用し
た。
【００１１】（３）水和反応生成物 上記（１）で調整したα型第３リン酸カルシウムと市販
の第２リン酸カルシウムを用い、これを表１に示される
割合に配合し、混合した後、この混合物に水を、質量比
で、混合物：水＝３：１の割合で加えて硬化させ、これ
を３００μｍ以下に粉砕することにより水和反応生成物
ａ〜ｆを調製した。
【００１２】つぎに、原料粉末として上記（１）〜
（３）で得られたα型第３リン酸カルシウム、第４リン
酸カルシウム、および水和反応生成物ａ〜ｆ、さらに市
販の第２リン酸カルシウムを用い、これら原料粉末を表
２に示される配合割合に配合し、混合して、配合割合と
実質的に同じ配合組成を有する混合組成物とすることに
より本発明セメント１〜１２、および水和反応生成物ａ
〜ｆの配合がない従来セメント１〜５をそれぞれ製造し
た。
【００１３】さらに、上記本発明セメント１〜１２およ
び従来セメント１〜５から形成された硬化体の強度を評
価する目的で、これらセメントに、それぞれコンドロイ
チン硫酸ナトリウム：５％、コハク酸２ナトリウム・６
水和物：２０％を含有し、残りが水からなる硬化用水溶
液を、質量比で、セメント：硬化用水溶液＝３：１の割
合で加え、練和してスラリーとし、このスラリーを凝結
させて直径：７ｍｍ×長さ：１４ｍｍの寸法の円柱状凝
固体とし、この凝固体を、Ｎａ+：１４２．０ｍＭ、
Ｋ+：５．０ｍＭ、Ｍｇ2+：１．５ｍＭ、Ｃａ2+：２．
５ｍＭ、Ｃｌ-：１４８．８ｍＭ、ＨＣＯ3 -：４．２ｍ
Ｍ、ＨＰＯ4 2―：１．０ｍＭを含有する水溶液（疑似体
液）中に３日間浸漬して硬化させ、この３日間の硬化処
理後の硬化体の圧縮強度を測定した。この測定結果を同
じく表２に示した。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】表２に示される結果から、混合組成物に
α型第３リン酸カルシウムと第２リン酸カルシウムの水
和反応生成物を配合した本発明セメント１〜１２は、こ
れより成形された硬化体が前記水和反応生成物の配合が
ない従来セメント１〜５より形成された硬化体に比して
一段と高い強度をもつことが明らかである。上述の通
り、本発明セメントは、高強度を有する硬化体の成形を
可能とするものであり、治療補強骨の強度向上に大いに
寄与するほか、硬化体使用量の低減を図ることができる
など工業上有用な特性を有するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 質量％で、 第２リン酸カルシウムとα型第３リン酸カルシウムの水
    和反応生成物：２〜１０％、 第４リン酸カルシウム：１０〜２５％、 第２リン酸カルシウム：３〜１０％、 α型第３リン酸カルシウムおよび不可避不純物：残り、 からなる配合組成を有する混合組成物で構成したことを
    特徴とする高強度硬化体の形成が可能な生体骨補強治療
    用リン酸カルシウムセメント。
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