JP2009077789A - Bone prosthetic material and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、骨補填材とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a bone filling material and a method for producing the same.
従来、骨粗鬆症患者等におけるスクリュと骨との結合強度を向上するために、骨にあけられた下孔に挿入配置されるスクリュ固定用素子が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
スクリュ固定用素子は、下孔への挿入中において形状を保持する強度と、スクリュをねじ込むときにスクリュにより壊れて挿入前の形状を失う脆性とを有する必要があり、リン酸カルシウムの焼結体により構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a screw fixing element that is inserted and arranged in a pilot hole formed in a bone in order to improve the bonding strength between a screw and a bone in an osteoporosis patient or the like (see, for example, Patent Document 1).
The screw fixing element must have the strength to maintain the shape during insertion into the pilot hole and the brittleness that breaks by the screw when the screw is screwed and loses the shape before insertion, and is composed of a sintered body of calcium phosphate Has been.
特許文献１に開示されているスクリュ固定用素子は、リン酸カルシウム系セラミック顆粒を同質のセラミック微粉末が溶解したスラリーにて一時固定し、焼結することで顆粒をブロック状に成形している。
しかしながら、このような製法はセラミック微粉末を溶解させたスラリーに顆粒塊を浸漬させて乾燥させるので、微粉末がセラミック顆粒の気孔に詰まってしまうという問題がある。
The screw fixing element disclosed in Patent Document 1 temporarily fixes calcium phosphate ceramic granules with a slurry in which homogeneous ceramic fine powder is dissolved, and sinters the granules to form blocks.
However, such a manufacturing method has a problem in that the fine powder is clogged in the pores of the ceramic granule because the granule mass is immersed in a slurry in which the fine ceramic powder is dissolved and dried.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、スラリーを用いることなく高い気孔率を有するセラミック顆粒の集合体を形成し、取り扱い時に集合体の状態を維持し、補填後に外力によって簡単に壊れる骨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。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and forms an aggregate of ceramic granules having a high porosity without using a slurry, maintains the state of the aggregate during handling, and is easily applied by external force after filling. An object of the present invention is to provide a bone prosthetic material that breaks down and a method for manufacturing the same.
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、リン酸カルシウム粉末を含むスラリーを乾燥して得られたグリーン体を粉砕し、得られたリン酸カルシウム顆粒に水分を付与した状態で成形した後に、乾燥および焼結することにより製造された骨補填材を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a bone filling manufactured by pulverizing a green body obtained by drying a slurry containing calcium phosphate powder, molding the resulting calcium phosphate granules with moisture, and drying and sintering. Providing materials.
本発明によれば、スラリーを乾燥させたグリーン体を粉砕して得られたリン酸カルシウム顆粒をそのまま成形して焼成する従来の製造方法とは異なり、リン酸カルシウム顆粒に水分を付与した後に成形して焼成するので、成形時にリン酸カルシウム顆粒を若干変形させ、隣接する顆粒どうしの接触面積を増大させることができる。これを乾燥および焼結して得られた本発明に係る骨補填材は、基本的にはリン酸カルシウム顆粒の集合体であるため、脆性が高く、外力によって簡易に壊れるが、リン酸カルシウム顆粒どうしの結合力が強く、取り扱い時には簡単に崩れることなくその形状が維持される。したがって、取り扱い性を向上することができる。 According to the present invention, unlike the conventional manufacturing method in which the calcium phosphate granules obtained by pulverizing the green body obtained by drying the slurry are molded and fired as they are, the calcium phosphate granules are molded and fired after moisture is added. Therefore, the calcium phosphate granules can be slightly deformed during molding, and the contact area between adjacent granules can be increased. The bone prosthetic material according to the present invention obtained by drying and sintering this is basically an aggregate of calcium phosphate granules, so it is highly brittle and easily broken by external force, but the binding strength between the calcium phosphate granules It is strong and maintains its shape without breaking easily during handling. Therefore, handleability can be improved.
また、本発明によれば、グリーン体を粉砕して得られたリン酸カルシウム顆粒に水分を付与するだけで、他の特別な材料を添加あるいは混合しないので、製造容易であり、製造コストを低減することができるとともに、骨欠損部等に補填して害のない生体親和性のリン酸カルシウムのみからなる骨補填材を提供することができる。 In addition, according to the present invention, it is easy to manufacture and reduces the manufacturing cost because it only adds moisture to the calcium phosphate granules obtained by pulverizing the green body and does not add or mix other special materials. In addition, it is possible to provide a bone prosthetic material made only of biocompatible calcium phosphate which is compensated for in a bone defect part or the like and is harmless.
また、本発明は、リン酸カルシウム粉末を含むスラリーを乾燥してグリーン体を生成するグリーン体生成ステップと、該グリーン体生成ステップにおいて生成されたグリーン体を粉砕してリン酸カルシウム顆粒を取得する顆粒生成ステップと、該顆粒生成ステップにおいて取得されたリン酸カルシウム顆粒に水分を付与する水分付与ステップと、該水分付与ステップにおいて水分を付与されたリン酸カルシウム顆粒を成形する成形ステップと、該成形ステップにおいて成形されたリン酸カルシウム顆粒を乾燥する乾燥ステップと、該乾燥ステップにおいて乾燥させられたリン酸カルシウム顆粒を焼成する焼成ステップとを含む骨補填材の製造方法を提供する。 The present invention also includes a green body producing step for drying a slurry containing calcium phosphate powder to produce a green body, and a granule producing step for obtaining calcium phosphate granules by pulverizing the green body produced in the green body producing step. A moisture-imparting step for imparting moisture to the calcium phosphate granule obtained in the granule generation step, a molding step for molding the calcium phosphate granule imparted with moisture in the moisture-imparting step, and a calcium phosphate granule molded in the molding step. There is provided a method for producing a bone grafting material comprising a drying step for drying and a firing step for firing the calcium phosphate granules dried in the drying step.
本発明によれば、顆粒生成ステップにおいてグリーン体を粉砕して得られたリン酸カルシウム顆粒に、水分付与ステップにおいて水分を付与して、成形ステップにより成形し、乾燥、焼結ステップにおいて乾燥および焼結することにより、外力によって簡易に壊れるが、取り扱い時には簡単に崩れることなくその形状が維持される骨補填材を容易に製造することができる。 According to the present invention, the calcium phosphate granules obtained by pulverizing the green body in the granule generation step are given moisture in the moisture application step, molded in the molding step, dried and sintered in the drying and sintering steps. Thus, it is possible to easily manufacture a bone prosthetic material that can be easily broken by an external force, but can be maintained in its shape without being easily broken during handling.
本発明に係る骨補填材によれば、スラリーを用いることなく高い気孔率を有するセラミック顆粒の集合体を形成し、取り扱い時に集合体の状態を維持し、補填後に外力によって簡単に壊れることにより骨欠損部等への補填容易性を向上することができるという効果を奏する。
また、本発明に係る骨補填材の製造方法によれば、上記骨補填材を容易に製造することができるという効果を奏する。
The bone filling material according to the present invention forms an aggregate of ceramic granules having a high porosity without using slurry, maintains the state of the aggregate during handling, and is easily broken by external force after filling. There is an effect that it is possible to improve the ease of filling in the defect portion or the like.
Moreover, according to the manufacturing method of the bone grafting material which concerns on this invention, there exists an effect that the said bone grafting material can be manufactured easily.
本発明の一実施形態に係る骨補填材とその製造方法について、図１を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る骨補填材は、リン酸カルシウム顆粒を焼結により相互に結合させたブロック状に形成されている。
A bone prosthetic material and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The bone filling material according to the present embodiment is formed in a block shape in which calcium phosphate granules are bonded to each other by sintering.
本実施形態に係る骨補填材は、以下のステップにより製造される。
すなわち、本実施形態に係る骨補填材の製造方法は、図１に示されるように、公知の方法でリン酸カルシウムスラリーを湿式合成するスラリー生成ステップＳ１と、生成されたリン酸カルシウムスラリーを乾燥してグリーン体を生成するグリーン体生成ステップＳ２と、該グリーン体生成ステップＳ２において生成されたグリーン体を粉砕してリン酸カルシウム顆粒を取得する顆粒生成ステップＳ３と、該顆粒生成ステップＳ３において取得されたリン酸カルシウム顆粒に水分を付与する水分付与ステップＳ４と、該水分付与ステップＳ４において水分を付与されたリン酸カルシウム顆粒を成形する成形ステップＳ５と、該成形ステップＳ５において成形されたリン酸カルシウム顆粒を乾燥する乾燥ステップＳ６と、該乾燥ステップＳ６において乾燥させられたリン酸カルシウム顆粒を焼成する焼成ステップＳ７とを含んでいる。
The bone grafting material according to the present embodiment is manufactured by the following steps.
That is, as shown in FIG. 1, the method for producing a bone grafting material according to the present embodiment includes a slurry generation step S1 in which a calcium phosphate slurry is wet-synthesized by a known method, and a green body obtained by drying the generated calcium phosphate slurry. A green body generating step S2 for generating a powder, a granule generating step S3 for pulverizing the green body generated in the green body generating step S2 to obtain calcium phosphate granules, and water content in the calcium phosphate granules acquired in the granule generating step S3. Moisturizing step S4 for imparting water, molding step S5 for molding the calcium phosphate granules to which moisture has been imparted in the moisture applying step S4, drying step S6 for drying the calcium phosphate granules molded in the molding step S5, and the drying In step S6 And a firing step S7 of baking the calcium phosphate granules were dried Te.
前記顆粒生成ステップＳ３は、グリーン体を粉砕することによりリン酸カルシウム顆粒を得るとともに、得られたリン酸カルシウム顆粒を分級して一定の粒径を有するリン酸カルシウム顆粒を選別するようになっている。
前記水分付与ステップＳ４は、例えば、モイスチャーチャンバーや、水の噴霧によって、リン酸カルシウム顆粒に湿り気を付与するようになっている。水分量は、例えば、リン酸カルシウムグリーン体粉砕顆粒（ｇ）：水分（ｇ）＝１：１〜１：０．３である。
In the granule generation step S3, calcium phosphate granules are obtained by pulverizing the green body, and the obtained calcium phosphate granules are classified to select calcium phosphate granules having a certain particle size.
In the moisture application step S4, moisture is applied to the calcium phosphate granules by, for example, a moisture chamber or water spray. The amount of water is, for example, calcium phosphate green body pulverized granules (g): water (g) = 1: 1 to 1: 0.3.
前記成形ステップＳ５は、例えば、水分付与ステップＳ４において水分を付与されたリン酸カルシウム顆粒を所定の容器に収容し、無加圧にて収容された状態よりも体積が１０％〜５０％圧縮される程度に調整するようになっている。これにより、隣接するリン酸カルシウム顆粒どうしが押し合って変形し、相互の接触面積を増大させることができる。すなわち、水分を付与されたリン酸カルシウム顆粒は乾燥状態よりも容易に変形し易くなっており、隣接するリン酸カルシウム顆粒どうしの接触面積を容易に増大させることができる。
前記焼結ステップＳ７は、約１０５０℃〜１１５０℃の温度で２時間焼結する。
In the molding step S5, for example, the calcium phosphate granule to which moisture has been applied in the moisture application step S4 is accommodated in a predetermined container, and the volume is compressed by 10% to 50% compared to the state accommodated without pressure. It is supposed to adjust to. Thereby, adjacent calcium phosphate granules are pressed against each other and deformed, and the mutual contact area can be increased. That is, the calcium phosphate granules to which moisture has been applied are more easily deformed than in the dry state, and the contact area between adjacent calcium phosphate granules can be easily increased.
The sintering step S7 is performed at a temperature of about 1050 ° C. to 1150 ° C. for 2 hours.
このように本実施形態に係る製造方法により製造された骨補填材によれば、リン酸カルシウム顆粒を焼結させてブロック状に形成されているので、顆粒の状態で取り扱う場合と比較して、一体として取り扱うことができ、取り扱い易いという利点がある。この場合において、グリーン体を粉砕して得られたリン酸カルシウム顆粒に対し、水分付与ステップにおいて水分を付与した後に成形しているので、隣接するリン酸カルシウム顆粒どうしの接触面積を増大させて、乾燥および焼結することができる。その結果、リン酸カルシウム顆粒どうしの結合力を増大させ、外力に対する強度を従来のものより向上することができる。 Thus, according to the bone grafting material manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment, since the calcium phosphate granules are sintered and formed in a block shape, as compared with the case of handling in the state of granules, as a unit There is an advantage that it can be handled and is easy to handle. In this case, the calcium phosphate granules obtained by pulverizing the green body are molded after moisture is applied in the moisture application step, so that the contact area between adjacent calcium phosphate granules is increased and dried and sintered. can do. As a result, the binding force between the calcium phosphate granules can be increased, and the strength against external force can be improved as compared with the conventional one.
すなわち、本実施形態に係るブロック状の骨補填材を、骨欠損部や骨に設けた下孔等に挿入する際の取り扱い時に加える外力によっては壊れることなく、骨欠損部等への補填作業を容易に行うことができる。特に、シリンジ等の筒体内に骨補填材を配置してピストンによって骨欠損部等へ補填する場合においては、ブロック状に構成されていればピストンからの押圧力によって押圧されて一体的に移動する。したがって、バラバラの顆粒の状態で押圧する場合と比較して、シリンジ内面との間の摩擦力を低減することができ、容易に押し出すことができる。 That is, the block-shaped bone filling material according to the present embodiment is not broken by an external force applied during handling when inserted into a bone defect or a prepared hole provided in the bone, and the bone is repaired without being broken. It can be done easily. In particular, in the case where a bone prosthetic material is arranged in a cylindrical body such as a syringe and is supplemented to a bone defect part or the like by a piston, if it is configured in a block shape, it is pressed by the pressing force from the piston and moves integrally. . Therefore, the frictional force between the inner surface of the syringe and the inner surface of the syringe can be reduced as compared with the case of pressing in the state of disjointed granules, and the pressing can be easily performed.
また、本実施形態に係る骨補填材は、基本的にリン酸カルシウム顆粒を集合させて焼結した構造のものであるので、外力によって容易に壊れる脆性を有している。したがって、骨欠損部に補填した後には、骨補填材を指で押さえたり、スクリュをねじ込んだりする、取り扱い時より大きな外力を加えるだけで容易に壊すことができる。したがって、骨欠損部に隙間なく充填することができ、また、スクリュのネジ山の間を隙間なく埋めて、スクリュを強固に固定することができる。 Further, the bone prosthetic material according to the present embodiment has a brittleness that is easily broken by an external force because it basically has a structure in which calcium phosphate granules are aggregated and sintered. Therefore, after filling the bone defect portion, the bone filling material can be easily broken by simply pressing the bone filling material with a finger or screwing a screw, or by applying a larger external force than that during handling. Therefore, it is possible to fill the bone defect portion without a gap, and it is possible to firmly fix the screw by filling the space between the screw threads without any gap.
Ｓ２ グリーン体生成ステップ
Ｓ３ 顆粒生成ステップ
Ｓ４ 水分付与ステップ
Ｓ５ 成形ステップ
Ｓ６ 乾燥ステップ
Ｓ７ 焼成ステップ
S2 Green body generation step S3 Granule generation step S4 Moisture application step S5 Molding step S6 Drying step S7 Firing step
Claims (2)
該グリーン体生成ステップにおいて生成されたグリーン体を粉砕してリン酸カルシウム顆粒を取得する顆粒生成ステップと、
該顆粒生成ステップにおいて取得されたリン酸カルシウム顆粒に水分を付与する水分付与ステップと、
該水分付与ステップにおいて水分を付与されたリン酸カルシウム顆粒を成形する成形ステップと、
該成形ステップにおいて成形されたリン酸カルシウム顆粒を乾燥する乾燥ステップと、
該乾燥ステップにおいて乾燥させられたリン酸カルシウム顆粒を焼成する焼成ステップとを含む骨補填材の製造方法。 A green body producing step for producing a green body by drying a slurry containing calcium phosphate powder;
A granule production step for obtaining calcium phosphate granules by pulverizing the green body produced in the green body production step;
A moisture application step for imparting moisture to the calcium phosphate granules obtained in the granule generation step;
A molding step of molding the calcium phosphate granules to which moisture has been imparted in the moisture imparting step;
A drying step of drying the calcium phosphate granules formed in the forming step;
And a firing step of firing the calcium phosphate granules dried in the drying step.
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| US8834937B2 (en) | 2010-09-10 | 2014-09-16 | Aichi Gakuin | Bone filling material comprising sintered titanium dioxide and dextrin and method for reconstructing bone defects using the same |
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2007
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