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JPH0236684B2 - - Google Patents
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JPH0236684B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0236684B2
JPH0236684B2 JP63243933A JP24393388A JPH0236684B2 JP H0236684 B2 JPH0236684 B2 JP H0236684B2 JP 63243933 A JP63243933 A JP 63243933A JP 24393388 A JP24393388 A JP 24393388A JP H0236684 B2 JPH0236684 B2 JP H0236684B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber
bone
fibers
weight
inorganic fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63243933A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01148812A (en
Inventor
Hideo Tagai
Masahiro Kobayashi
Takao Fujisawa
Mikya Ono
Yasuaki Fukuda
Hiroyasu Takeuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd filed Critical Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority to JP63243933A priority Critical patent/JPH01148812A/en
Publication of JPH01148812A publication Critical patent/JPH01148812A/en
Publication of JPH0236684B2 publication Critical patent/JPH0236684B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

[産業上の利用分野] 本発明は生体との親和性が良好でかつ新生骨形
成能を有し、かつ複雑な形状をした骨欠損部位に
もきわめて容易に適合させうる骨欠損部及び空隙
部充填剤としての無機フアイバーの製造方法に関
する。 [従来の技術] 外科あるいは整形外科の分野においては、骨折
や骨腫の切除などにより骨に欠損部あるいは空隙
部を生じ、また歯科の分野においても歯槽膿漏に
よる顎骨の消耗欠損等が起こり、当該個所の補綴
を必要とする場合にしばしば遭遇する。従来かか
る場合には患者本人の腸骨等を切除し、骨欠損個
所に充填し、骨組織の欠損あるいは空隙をうめる
とともに当該組織の回復治癒を早めるという方法
が多くの場合用いられている。しかし、この方法
を用いるのは損傷個所以外の正常な骨組織を切除
する必要があることから、患者の苦痛は大きく、
しかも手術に当り、多大の労力を要する。さら
に、骨欠損部等が大きな場合には、それに埋込む
だけの充分な量の自家骨を採取できるとは限ら
ず、不足分については何らかの代用物を用いるこ
とを余儀なくされる。この代用物としては、たと
えば同種骨、異種骨があるが埋込んだ生体組織と
拒絶反応を伴なうことなどの点に問題が残されて
おり、手術後の経過は必ずしも良好とはいえず、
未だ実用段階には至つていない。 このようなことから、骨欠損部及び空隙部に充
填した場合生体親和性に優れ、当該欠損個所並び
にその周辺部における造骨作用を促進し、骨組織
欠損個所の構造機能を修復及び回復せしめる人工
材料の開発が望まれている。 生体の硬組織代替物質としては、各種金属合金
及び有機物等が用いられてきたが、生体内におけ
る環境下での溶解劣化若しくは生体に対し毒性を
有し、異物反応を伴うといわれており、現在では
生体との親和性に優れ、かつ上記の欠点のないセ
ラミツクス系材料が用いられつつある。このセラ
ミツクス系材料の中でも生体親和性に優れたアル
ミナ、カーボン、りん酸三カルシウムあるいはヒ
ドロキシアバタイトの焼結体若しくは単結晶から
なる人工骨、人工歯根などが開発されつつあり注
目を集めている。 [本発明の目的:解決すべき問題点] しかしながら、これらセラミツクス系インプラ
ント材はいずれもセラミツクス材料共通の硬くて
もろいという欠点を有し、現在のところこれらの
材料として充分実用に供し得る状態には至つてい
ない。さらにこれら焼結体若しくは単結晶体から
なるセラミツクスのブロツクを骨欠損部に充填す
る試みもなされてはいるが、複雑な形状の骨欠損
部に充填するにあたり該ブロツクと骨組織との間
に不均一な間隙が残存することなどから、充填の
目的を達成することはできず、一方たとえばアル
ミナの場合には、骨組織より著しく硬いため充填
材周辺でその刺激による骨吸収が起こるなどの問
題点があり、いまだ実用の域には達していない。 従つて、本発明の一目的は生体親和性に優れ、
しかも異物反応を伴わず短期間に生体硬組織と一
体化する骨欠損部及び空隙部充填材である無機フ
アイバーの製造方法を先ず提供することにある。 本発明の他の目的は充填部における造骨作用を
促進し、骨組織欠損個所の構造及び機能を特に速
やかに修復及び回復せしめる骨欠部及び空隙部充
填材である無機フアイバーの製造方法を提供する
ことにある。 [本発明の構成:問題を解決するための手段] 本発明によれば、熔融後、Ca/Pモル比が0.3
以上4.0以下となり、かつCaO+P2O5が80重量
[%]未満15重量[%]以上となり、かつ、
Al2O3、SiO2、Na2O中より選ばれた1または2
以上が20重量[%]以上85重量[%]未満となる
原料を、熔融工程とフアイバー化工程とによりフ
アイバーとする無機フアイバーの製造方法が提供
される。また、前記構成の製造方法によりフアイ
バー化されたフアイバーをりん酸基を含みかつ
[PH]が2ないし7である溶液に浸漬することに
より、該無機フアイバーの表面にりん酸カルシウ
ム化合物を付加して、特に骨生成能を増大させた
無機フアイバーの製造方法が提供される。 本発明の無機フアイバーのりんおよびカルシウ
ムの原料としてはりん酸四カルシウム、ヒドロキ
シアパタイト、りん酸三カルシウム、プルツシヤ
イト、モネタイト等りんおよびカルシウムを含む
化合物を単独で、若しくはこれらと生石灰、消石
灰、炭酸カルシウム等カルシウムを含む化合物又
はりん酸三アンモニウム、りん酸一水素アンモニ
ウム、りん酸ナトリウム、りん酸カリウム、りん
酸等りんを含む化合物のうちから選ばれた1種若
しくは2種以上の混合物を、更に、前記カルシウ
ムを含む化合物とりんを含む化合物のそれぞれか
ら選ばれた1種若しくは2種以上の混合物を適宜
使用することができる。また、CaO及びP2O5
外の成分の合計を20[%]以上85[%]未満とする
原料としては、アルミニウム、珪素、ナトリウム
等を含む化合物から選ばれた1種または2種以上
の混合物をフアイバー化ないしは紡糸が可能とな
るように、成分を調整しつつ選択使用することが
必要である。なおこれらに代え、天然に存する物
質例えば動物の骨やカオリン等も、生体にとつて
有害となる成分たとえばひ素、カドミウム等を含
んでいないか又はその含有量が少量であれば使用
できる。 本発明の無機フアイバーはたとえば前述した原
料を適宜混合し、該混合物を底部にノズルを有す
るつぼに入れ熔融し、清澄化させ、底部のノズル
より熔融物を流出させ、これに高圧気体をふきつ
けることにより綿状フアイバーとすることがで
き、一方流出物をドラムにまきとらせることによ
り長フアイバーとすることができる。 該無機フアイバーはCa/Pモル比が0.3以上4.0
以下となり、かつCaO+P2O5含有量が80[%]未
満15[%]以上の範囲にあることが必要である。
また、Al2O3,SiO2,Na2O中より選ばれた1ま
たは2以上の含有量が、20重量[%]以上85重量
[%]未満の範囲にあることが必要である。Ca/
Pが0.3未満の場合には熔融物の粘度が小さくな
りすぎるため、フアイバーとなすことが困難なた
めであり、Ca/Pが4.0を越える場合、及びCaO
+P2O5含有量がが80[%]以上の場合には、とも
に原料の融点が著しく高くなり、熔融できなくな
るか又は熔融できたとしても熔融物の粘度がフア
イバーとするため、フアイバーを作りえないため
である。一方CaO+P2O5含有量が15[%]未満の
場合には生体親和性が悪くなり、かつ新生骨生成
能も低くなり、骨組織の修復及び回復が遅くなる
ため好ましくない。 Al2O3、SiO2、Na2O中より選ばれた1または
2以上の含有量が20重量[%]未満となる場合
は、原料が熔融困難となるか、或いは熔融物の粘
度が大き過ぎるのでフアイバー化が困難となり、
また、85重量[%]以上になると、りん酸カルシ
ウム分が過小となり生体親和性が低下し過ぎるの
で、上記成分含有範囲が必要である。 本発明の無機フアイバーの製造方法はその表面
にりん酸カルシム化合物を付加する方法が好まし
く、りん酸カルシウム化合物を無機フアイバー表
面に有せしめる効果は無機フアイバーの生体親和
性を更に改良し、新生骨生成能をより大きくする
ことにより生体骨組織の修復及び回復ならびに骨
組織と充填材の一体化をより早くすることにあ
る。 無機フアイバーの表面にりん酸カルシウム化合
物を有せしめる方法としては、無機フアイバーを
りん酸水溶液とアンモニア水の混合により、又は
りん酸一水素アンモニウム、りん酸二水素アンモ
ニウム又はりん酸三アンモニウムの水溶液又はこ
れらの混合溶液、又はこれらとりん酸水溶液若し
くはアンモニア水とを混合し所望の[PH]とな
し、これに浸漬させることにより該溶液中に存在
するりん酸基と無機フアイバーから溶出するカル
シウムイオンとを反応せしめ、りん酸カルシウム
化合物をフアイバーの表面に析出させる方法を用
いることができる。 上記無機フアイバー表面にりん酸カルシウム化
合物を析出させるりん酸基を含む溶液の[PH]は
2〜7にあることが必要である。溶液の[PH]が
2未満の場合には無機フアイバーが劣化し、フア
イバーの強度が著しく低下するためこれを充填材
として使用するに十分な強度のものが得られない
ためである。一方[PH]が7を超える場合には無
機フアイバー表面に析出するりん酸カルシウム化
合物がきわめてわずかとなるため、表面改質の効
果が殆ど期待できないためである。 なお、無機フアイバーの表面にりん酸カルシウ
ム化合物を有せしめる方法としては、ブルツシヤ
イト、りん酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイ
ト等のりん酸カルシウム化合物のスラリーを無機
フアイバーの表面に付着せしめ、これを乾燥して
りん酸カルシウム化合物を該フアイバーの表面に
固定する方法等も使用し得る。 表面改質は単にフアイバーのみでなく前述した
長フアイバーを織物状となしたものについても同
様に行うことができ、この織物状の表面改質した
ものを骨欠損部周囲に巻きつける方法等に使用す
ることも当然可能である。 [作用] 本発明の製造方法では原料を混合し、底部にノ
ズルを有する、るつぼで熔融し、気泡等を飛散さ
せ清澄化させた後ノズルより流出させるが、
Al2O3とSiO2などの成分が相当に含有されている
ので、非常に紡糸しやすいから、殆ど断糸するこ
となくフアイバー化することができる。 このような形状とすることにより骨欠損部及び
空隙部の充填材としての使用に際し、その形状を
きわめて容易にかつ自由に変えうることとなり、
また塊状物に比して表面積を大とすることができ
ることから、新生骨の生成量も多くしうる。更
に、該形状とすることにより該フアイバーを充填
材として使用した場合、連続した空孔を付与する
ことができ、したがつて骨形成成分が充填材内部
にまで進入することになる結果、骨組織欠損個所
の修復及び回復、更には生体硬組織と充填材の一
体化を著しく早めることができる。 無機フアイバーの表面に析出させたりん酸カル
シウム化合物の種類は詳細には確定し得ないが、
X線解析の結果より、りん酸基を含む前記溶液の
[PH]が低い場合はブルツシヤイトが、[PH]が高
い場合はアパタイトが主体となつているものと思
われる。 以下本発明を実施例により更に具体的に説明す
る。 実施例 1 第1表に示す原料を混合し底部にノズルを有す
る、るつぼにて熔融し、該熔融物を十分清澄化後
るつぼのノズルより熔融物を流出させ該流出物を
ドラムに巻きとることにより長フアイバーの作製
を試みた。結果を第1表に示す。 この結果、Ca/Pが0.2の場合はいずれもフア
イバー化できなかつたが、これはこれらを熔融し
た場合の熔融物の粘度が低すぎるためであつた。
一方、Ca/Pが0.3又は1.7の場合でCaO+P2O5
90[%]の場合には一応熔融物となるが、これら
についてはフアイバーを作製するに当り、しばし
ば断糸し連続してフアイバー化することは困難で
あつた。Ca/Pが4.0で、かつCaO+P2O5が90
[%]の場合及びCa/Pが5.0の場合には1700[℃]
にても混合した原料が熔融せず、フアイバーを得
ることはできなかつた。 以上あげた以外の場合については、いずれの場
合にも、ほぼ断糸することなく長フアイバーを作
製しえた。
[Industrial Application Field] The present invention provides bone defects and voids that have good compatibility with living organisms, have the ability to form new bone, and can be extremely easily adapted to bone defect sites with complex shapes. The present invention relates to a method for producing inorganic fiber as a filler. [Prior Art] In the field of surgery or orthopedics, bone defects or voids occur due to bone fractures or removal of osteomas, and in the field of dentistry, loss of jaw bone due to alveolar pyorrhea occurs. This is often encountered when a prosthesis is required for the area. Conventionally, in many cases, a method has been used in which the patient's own iliac bone or the like is removed and filled into the bone defect site to fill the bone tissue defect or gap and to hasten the recovery and healing of the tissue. However, using this method requires removing normal bone tissue other than the damaged area, which causes great pain to the patient.
Moreover, the surgery requires a great deal of effort. Furthermore, if the bone defect is large, it is not always possible to harvest a sufficient amount of autologous bone to fill it, and some kind of substitute must be used to make up for the shortage. As a substitute, for example, allogeneic bone and xenogeneic bone are available, but there are still problems such as rejection reactions with the implanted living tissue, and the postoperative course is not necessarily good. ,
It has not yet reached the practical stage. For this reason, when filled into bone defects and voids, it has excellent biocompatibility, promotes bone formation in the defect site and its surrounding area, and is an artificial prosthesis that repairs and restores the structural function of the bone tissue defect site. Development of materials is desired. Various metal alloys and organic substances have been used as hard tissue substitutes for living organisms, but they are said to deteriorate due to dissolution in the living environment, to be toxic to living organisms, and to be accompanied by foreign body reactions. Ceramic materials, which have excellent compatibility with living organisms and do not have the above-mentioned drawbacks, are now being used. Among these ceramic materials, artificial bones and artificial tooth roots made of sintered bodies or single crystals of alumina, carbon, tricalcium phosphate, or hydroxyavatite, which have excellent biocompatibility, are being developed and are attracting attention. [Objective of the present invention: Problems to be solved] However, all of these ceramic implant materials have the common drawbacks of being hard and brittle, and at present, they are not in a state where they can be put to practical use. I haven't reached it yet. Furthermore, attempts have been made to fill bone defects with ceramic blocks made of these sintered bodies or single crystals, but when filling bone defects with complex shapes, there is a gap between the block and the bone tissue. Because uniform gaps remain, the purpose of filling cannot be achieved.On the other hand, in the case of alumina, for example, since it is significantly harder than bone tissue, there are problems such as bone resorption due to stimulation around the filling material. However, it has not yet reached the level of practical use. Therefore, one object of the present invention is to have excellent biocompatibility and
Moreover, the first object of the present invention is to provide a method for manufacturing an inorganic fiber, which is a filling material for bone defects and voids, and which integrates with biological hard tissue in a short period of time without causing any foreign body reaction. Another object of the present invention is to provide a method for producing an inorganic fiber, which is a filling material for bone defects and voids, which promotes bone formation in the filling area and particularly quickly repairs and restores the structure and function of bone tissue defects. It's about doing. [Structure of the present invention: Means for solving the problem] According to the present invention, after melting, the Ca/P molar ratio is 0.3.
4.0 or less, and CaO + P 2 O 5 is less than 80 weight [%] and 15 weight [%] or more, and
1 or 2 selected from Al 2 O 3 , SiO 2 , Na 2 O
A method for producing an inorganic fiber is provided, in which a raw material having a content of 20% by weight or more and less than 85% by weight is made into fiber by a melting step and a fiber forming step. Further, by immersing the fiber formed into a fiber by the manufacturing method having the above structure in a solution containing a phosphate group and having a [PH] of 2 to 7, a calcium phosphate compound can be added to the surface of the inorganic fiber. In particular, a method for producing an inorganic fiber with increased osteogenic capacity is provided. As raw materials for phosphorus and calcium for the inorganic fiber of the present invention, compounds containing phosphorus and calcium such as tetracalcium phosphate, hydroxyapatite, tricalcium phosphate, prussiaite, and monetite may be used alone or in combination with quicklime, slaked lime, calcium carbonate, etc. Further, one or more mixtures of phosphorus-containing compounds selected from calcium-containing compounds or phosphorus-containing compounds such as triammonium phosphate, ammonium monohydrogen phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, phosphoric acid, etc. One type or a mixture of two or more types selected from each of a calcium-containing compound and a phosphorus-containing compound can be used as appropriate. In addition, as raw materials for which the total content of components other than CaO and P 2 O 5 is 20 [%] or more and less than 85 [%], one or more kinds selected from compounds containing aluminum, silicon, sodium, etc. It is necessary to select and use the components while adjusting them so that the mixture can be made into fibers or spun. In place of these, naturally occurring substances such as animal bones and kaolin can also be used as long as they do not contain components harmful to living organisms such as arsenic, cadmium, etc., or the content thereof is small. The inorganic fiber of the present invention can be produced, for example, by appropriately mixing the above-mentioned raw materials, melting the mixture in a crucible with a nozzle at the bottom, clarifying it, letting the melt flow out from the nozzle at the bottom, and blowing high-pressure gas onto it. By this, a flocculent fiber can be obtained, while by winding the effluent in a drum, a long fiber can be obtained. The inorganic fiber has a Ca/P molar ratio of 0.3 or more and 4.0
and the CaO + P 2 O 5 content must be in the range of less than 80 [%] and 15 [%] or more.
Further, it is necessary that the content of one or more selected from Al 2 O 3 , SiO 2 , and Na 2 O is in a range of 20 weight [%] or more and less than 85 weight [%]. Ca/
This is because when P is less than 0.3, the viscosity of the melt becomes too small and it is difficult to form a fiber, and when Ca/P exceeds 4.0 and CaO
When the +P 2 O 5 content is 80 [%] or more, the melting point of both raw materials becomes extremely high, making it impossible to melt them, or even if they can be melted, the viscosity of the melt becomes a fiber, so it is difficult to make fibers. This is because it is not possible. On the other hand, if the CaO + P 2 O 5 content is less than 15 [%], it is not preferable because the biocompatibility will be poor and the ability to generate new bone will also be low, making the repair and recovery of bone tissue slow. If the content of one or more selected from Al 2 O 3 , SiO 2 , and Na 2 O is less than 20% by weight, it may be difficult to melt the raw material or the viscosity of the melt may be high. This makes it difficult to make fibers,
Moreover, if it exceeds 85% by weight, the calcium phosphate content becomes too small and the biocompatibility decreases too much, so the above-mentioned component content range is necessary. The method for producing the inorganic fiber of the present invention is preferably a method in which a calcium phosphate compound is added to the surface of the inorganic fiber.The effect of adding a calcium phosphate compound to the surface of the inorganic fiber is to further improve the biocompatibility of the inorganic fiber and to generate new bone. By increasing the performance, the repair and recovery of living bone tissue and the integration of bone tissue and filling material are made faster. As a method of providing a calcium phosphate compound on the surface of an inorganic fiber, the inorganic fiber is mixed with an aqueous solution of phosphoric acid and aqueous ammonia, or an aqueous solution of ammonium monohydrogen phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, or triammonium phosphate or these or a mixed solution of these with an aqueous solution of phosphoric acid or aqueous ammonia to obtain the desired [PH], and by immersing it in this solution, the phosphoric acid groups present in the solution and the calcium ions eluted from the inorganic fibers are combined. A method can be used in which a calcium phosphate compound is precipitated on the surface of the fiber by reaction. It is necessary that the [PH] of the solution containing a phosphate group to precipitate a calcium phosphate compound on the surface of the inorganic fiber is between 2 and 7. This is because when the [PH] of the solution is less than 2, the inorganic fiber deteriorates and the strength of the fiber decreases significantly, making it impossible to obtain a fiber with sufficient strength to be used as a filler. On the other hand, when [PH] exceeds 7, very little calcium phosphate compound precipitates on the surface of the inorganic fiber, so that almost no effect of surface modification can be expected. In addition, as a method for providing a calcium phosphate compound on the surface of an inorganic fiber, a slurry of a calcium phosphate compound such as brutziaite, tricalcium phosphate, hydroxyapatite, etc. is adhered to the surface of the inorganic fiber, and this is dried to form a phosphorus compound. A method of fixing a calcium acid compound to the surface of the fiber may also be used. Surface modification can be performed not only on fibers but also on the aforementioned long fibers in the form of a woven fabric, and this surface-modified woven fabric can be used in methods such as wrapping around bone defects. Of course, it is also possible to do so. [Function] In the production method of the present invention, raw materials are mixed and melted in a crucible with a nozzle at the bottom, and after being clarified by scattering air bubbles, etc., it is flowed out from the nozzle.
Since it contains a considerable amount of components such as Al 2 O 3 and SiO 2 , it is very easy to spin, so it can be made into fibers with almost no yarn breakage. By having such a shape, the shape can be changed very easily and freely when used as a filling material for bone defects and voids.
Furthermore, since the surface area can be made larger than that of a lump, the amount of new bone produced can also be increased. Furthermore, when the fiber is used as a filling material, continuous pores can be provided due to this shape, and as a result, bone forming components can penetrate into the inside of the filling material. Repair and recovery of the defect site, as well as integration of the living hard tissue and the filling material, can be significantly accelerated. Although the type of calcium phosphate compound deposited on the surface of the inorganic fiber cannot be determined in detail,
From the results of X-ray analysis, it seems that when the [PH] of the solution containing phosphate groups is low, bruschite is the main component, and when the [PH] is high, the main component is apatite. The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples. Example 1 The raw materials shown in Table 1 are mixed and melted in a crucible having a nozzle at the bottom, and after the melt is sufficiently clarified, the melt is flowed out from the nozzle of the crucible and the flow is wound around a drum. An attempt was made to create a long fiber using this method. The results are shown in Table 1. As a result, fibers could not be formed in any case where Ca/P was 0.2, but this was because the viscosity of the melt when these were melted was too low.
On the other hand, when Ca/P is 0.3 or 1.7, CaO+P 2 O 5 is
In the case of 90 [%], it becomes a molten product, but when producing fibers from these, it was difficult to frequently break the threads and continuously form them into fibers. Ca/P is 4.0 and CaO+P 2 O 5 is 90
[%] and when Ca/P is 5.0, 1700 [℃]
However, the mixed raw materials did not melt and no fiber could be obtained. In all cases other than those listed above, long fibers could be produced with almost no breakage.

【表】【table】

【表】 実施例 2 実施例における試験No.7,9,11,13,17,19
で作製したフアイバーを犬の大腿骨に人工的に作
製した骨欠損部(3mmφ7×4mmL)に充填し、
12週間経後の骨欠損部の様子を観察した。その結
果、試験No.7,9,13,17,19のフアイバーを使
用した場合には、いずれの場合も、周囲の骨組織
と殆ど一体化しており、充填材と周囲の骨組織と
の境界は明確でなかつた。しかしながら試験No.11
のフアイバーを使用した場合には充填したフアイ
バー表面にわずかに新生骨の生成がみとめられる
のみで周囲の骨組織と充填材とは明確に区別する
ことができた。 実施例 3 実施例1における試験No.7,13,19と同一組成
の原料を用い実施例1と同様に底部にノズルを有
するるつぼ中に熔融物を作製し、該熔融物を底部
のノズルより流出させ、これに高圧空気をふきつ
けることにより綿状のフアイバーの作製を試み
た。 この結果いずれの場合においても綿状のフアイ
バーを得ることができた。 これらを犬の大腿骨に人工的に作製した骨欠損
部(3mmφ4mmL)に充填し、以後の経過を観察
した。その結果いずれの場合においても充填後4
週間ですでに充填したフアイバー表面に新生骨が
多量に生成していることが認められた。 実施例 4 実施例1における試験No.7,13,19で作製した
フアイバーを用い、該フアイバーをそれぞれ、り
ん酸一水素アンモニウムを10[%]含みりん酸又
はアンモニア水にて[PH]1.0,2.0,4.0,6.0,
7.0,8.0にした水溶液中にそれぞれ30分間ずつ浸
漬し、フアイバーの表面処理を行つた。このよう
にして得たフアイバー表面を走査型電子顕微鏡に
て観察したところ、いずれの場合も[PH]1.0で
処理したフアイバーについては、フアイバー表面
が侵され大きな凸凹が見られた。[PH]8.0で処理
したフアイバーはフアイバー表面に殆ど析出物状
のものは見られなかつた。[PH]2.0,4.0,6.0,
7.0で処理を行つた場合のフアイバー表面は析出
物にておおわれていたが、中でも、[PH]4.0,
6.0で処理したものにおいては、表面がより均一
に析出物でおおわれていた。 試験No.13で作製したフアイバーを上記各[PH]
で処理した場合の引張強さを第2表に示す。
[Table] Example 2 Test No. 7, 9, 11, 13, 17, 19 in Example
The fibers prepared were filled into a bone defect (3mmφ7×4mmL) that was artificially created in the dog's femur.
The state of the bone defect was observed after 12 weeks. As a result, when the fibers of Test Nos. 7, 9, 13, 17, and 19 were used, in all cases, they were almost integrated with the surrounding bone tissue, and the boundary between the filling material and the surrounding bone tissue was was not clear. However, test No.11
When using this fiber, only a small amount of new bone was observed on the surface of the filled fiber, and the surrounding bone tissue and the filling material could be clearly distinguished. Example 3 Using raw materials with the same composition as Test Nos. 7, 13, and 19 in Example 1, a melt was prepared in a crucible with a nozzle at the bottom in the same manner as in Example 1, and the melt was poured from the nozzle at the bottom. An attempt was made to fabricate cotton-like fibers by blowing high-pressure air onto the flow. As a result, flocculent fibers could be obtained in all cases. These were filled into a bone defect (3 mm φ 4 mm L) artificially created in the femur of a dog, and the subsequent progress was observed. As a result, in both cases, after filling 4
It was observed that a large amount of new bone had already been generated on the filled fiber surface within a week. Example 4 Using the fibers prepared in Test Nos. 7, 13, and 19 in Example 1, the fibers were treated with phosphoric acid or aqueous ammonia containing 10% ammonium monohydrogen phosphate [PH] 1.0, 2.0,4.0,6.0,
The fibers were surface-treated by immersing them in aqueous solutions at concentrations of 7.0 and 8.0 for 30 minutes each. When the surfaces of the fibers thus obtained were observed using a scanning electron microscope, it was found that in all cases, the surfaces of the fibers treated with [PH] 1.0 were corroded and large irregularities were observed. Almost no precipitates were observed on the fiber surface of the fiber treated at [PH] 8.0. [PH] 2.0, 4.0, 6.0,
The fiber surface was covered with precipitates when treated at [PH] 4.0,
In those treated with 6.0, the surface was more uniformly covered with precipitates. The fiber produced in Test No. 13 was tested for each of the above [PH]
Table 2 shows the tensile strength when treated with .

【表】 この結果によれば、[PH]が1.0の場合には引張
強さが著しく低下していた。 実施例 5 実施例1における試験No.7,19で作製したフア
イバー及び、該フアイバーを実施例4と同様の方
法にて、[PH]2.0,4.0,6.0,7.0,8.0にて表面処
理を行つたフアイバーを用い、犬の大腿骨に人工
的に作製した骨欠損部(3mmφ×4mmL)に充填
し、3週間経過後の新生骨の様子を観察した。 この結果、フアイバーの表面処理を行なわない
場合にくらべ表面処理を行なつたフアイバーは、
[PH]8.0で表面処理を行つた場合を除き、いずれ
の場合も、より多量の新生骨の生成が見られた。
[PH]8.0で表面処理を行つた場合は、表面処理を
行わないで使用した場合とほぼ同じであつた。 [本発明の効果] (1) 本発明の無機フアイバーの製造方法が発明さ
れたことにより、従来存在しなかつたりん酸カ
ルシウムを含み骨生成能のすぐれた新規の無機
フアイバーが始めて創出された。 (2) 本発明の無機フアイバーの製造方法は、りん
酸カルシウム分の他にAl2O3、SiO2を相当量用
いるので、熔融、清澄、紡糸するに当たり、殆
ど断糸することなく長繊維を製造することがで
きる。 (3) 本発明の製造方法による生産物の効果として
は、長フアイバーはそのまま骨欠損部等に充填
材として用いることができるが、織物状とする
ことにより同様の方法で若しくは該欠損部又は
骨折個所等の周囲に巻きつけて用いることがで
きる。 骨欠損部にフアイバーを充填し、更にその周
囲に織物状として巻きつけるという方法をとれ
ば骨欠損部の修復又は回復か、骨欠損部にフア
イバーを充填したのみの場合にくらべ治療期間
が短縮される。 (4) 本発明に係る無機フアイバーは単に外科及び
整形外科の分野への用途のみばかりでなく歯科
における抜歯後の顎堤低下防止のため、又は歯
槽膿漏等によつて生じた歯根部周辺の骨欠損部
などへの利用も当然可能であり、更にりん酸基
を含む水の処理材としても用いることができ
る。
[Table] According to the results, when [PH] was 1.0, the tensile strength was significantly reduced. Example 5 The fibers produced in Test Nos. 7 and 19 in Example 1 and the fibers were subjected to surface treatment at [PH] of 2.0, 4.0, 6.0, 7.0, and 8.0 in the same manner as in Example 4. A bone defect (3 mmφ x 4 mm L) artificially created in a dog's femur was filled with ivy fibers, and the new bone formation was observed after 3 weeks. As a result, fibers with surface treatment have a
In all cases, a larger amount of new bone was generated, except when surface treatment was performed at [PH] 8.0.
When the surface was treated at [PH] 8.0, it was almost the same as when used without surface treatment. [Effects of the present invention] (1) By inventing the method for producing inorganic fibers of the present invention, a new inorganic fiber containing calcium phosphate and having excellent bone-forming ability, which did not previously exist, was created for the first time. (2) The method for producing inorganic fibers of the present invention uses considerable amounts of Al 2 O 3 and SiO 2 in addition to calcium phosphate, so during melting, fining, and spinning, long fibers can be produced with almost no breakage. can be manufactured. (3) As for the effects of the product produced by the manufacturing method of the present invention, long fibers can be used as fillers in bone defects, etc. as they are, but by making them into a fabric, they can be used in the same manner or in It can be used by wrapping it around an area. By filling the bone defect with fiber and wrapping it around it in the form of a fabric, the repair or recovery of the bone defect or the treatment period can be shortened compared to just filling the bone defect with fiber. Ru. (4) The inorganic fiber according to the present invention can be used not only in the fields of surgery and orthopedics, but also in dentistry to prevent alveolar ridge deterioration after tooth extraction, or to remove teeth around the roots caused by alveolar pyorrhea. Naturally, it can be used for bone defects, etc., and it can also be used as a treatment material for water containing phosphate groups.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 熔融後、Ca/Pモル比が0.3以上4.0以下とな
り、かつCaO+P2O5が80重量[%]未満15重量
[%]以上となり、かつ、Al2O3、SiO2、Na2O中
より選ばれた1または2以上が20重量[%]以上
85重量[%]未満となる原料を、熔融工程と清澄
化工程とフアイバー化工程とによりフアイバーと
することを特徴とする、無機フアイバーの製造方
法。 2 熔融後Ca/Pモル比が0.3以上4.0以下とな
り、かつCaO+P2O5が80重量[%]未満15重量
[%]以上となり、かつ、Al2O3、SiO2、Na2O中
より選ばれた1または2以上が20重量[%]以上
85重量[%]未満となる原料を、熔融工程と清澄
化工程とフアイバー化工程とにより製造されたフ
アイバーを、りん酸基を含みかつ[PH]が2ない
し7である溶液に浸漬することにより、該無機フ
アイバーの表面にりん酸カルシウム化合物を付加
することを、特徴とする、無機フアイバーの製造
方法。
[Claims] 1. After melting, the Ca/P molar ratio is 0.3 or more and 4.0 or less, and CaO + P 2 O 5 is less than 80 weight [%] and 15 weight [%] or more, and Al 2 O 3 , SiO 2 , 1 or 2 or more selected from Na 2 O is 20% by weight or more
A method for producing an inorganic fiber, characterized in that a raw material having a weight of less than 85% is made into fiber through a melting process, a clarification process, and a fiber forming process. 2 After melting, the Ca/P molar ratio is 0.3 or more and 4.0 or less, and CaO + P 2 O 5 is less than 80 weight [%] and 15 weight [%] or more, and from Al 2 O 3 , SiO 2 , Na 2 O Selected 1 or 2 or more is 20% by weight or more
By immersing a fiber produced by a melting process, a clarification process, and a fiberization process in a solution containing a phosphate group and having a [PH] of 2 to 7, using a raw material having a weight of less than 85%. . A method for producing an inorganic fiber, which comprises adding a calcium phosphate compound to the surface of the inorganic fiber.
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