含有磷灰石/胶原复合纤维的多孔体平均孔径的控制方法技术

本发明专利技术涉及含有磷灰石／胶原复合纤维的多孔材料的制造方法，该方法包括将含有磷灰石／胶原复合纤维、胶原和水的分散体凝胶化，将得到的凝胶体冻结并干燥为多孔质体，再使此多孔质体中的胶原交联，条件是通过在冻结操作的过程中凝胶体冻结时间来控制多孔体的平均孔径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有适合于作为人工骨材料、细胞骨架材料的磷灰石/胶原复合纤维的多孔体(下面简称为“磷灰石/胶原多孔体”)，特别涉及磷灰石/胶原多孔体平均孔径的控制方法。
技术介绍
由于由磷灰石构成的人工骨与自身的骨骼具有亲和性，能够直接与自身的骨骼相结合，所以其可用性受到了评价，可临床应用于整形外科、脑神经外科、成形外科和口腔外科等当中。但是如磷灰石之类的陶瓷系人工骨的机械特性和生理性质还与自身的骨骼并不完全相同。比如，只由磷灰石构成的所谓陶瓷系人工骨，比自身的骨骼更硬而且更脆。与自身骨骼能够重复间隙吸收和再生的所谓代谢不同，由磷灰石构成的人工骨在生体内几乎不溶解，所以是半永久性地残留在身体中。因此残留的人工骨在人工骨和自身骨骼的界面上会破坏自身骨骼，担心会成为骨折的原因。 近年来，对与磷灰石人工骨相比，其组成更接近于自身骨骼，在生体内能够分解的人工骨进行了研究。比如特表平11-513590(专利文献1)就公开了在羟基磷灰石中含有胶原并根据需要结合其它胶粘剂网络的多孔体。由于这样的多孔体具有生体内的分解性，在多孔体内形成自身骨骼的同时，多孔体本身也被体内吸收。因此，这样的多孔体可用来进行脊椎固定、填补骨缺损、修复骨折和移植周边缺损。 由磷灰石和胶原构成的多孔体，其机械强度与生体亲和性大致成反比的关系，具有机械强度越大生体亲和性越小的倾向。因此，希望根据不同的用途设计平衡地具有这些特性的多孔体。由磷灰石和胶原构成的多孔体，其特性与孔隙率有一定程度的依存关系，多孔体的孔隙率可由原料中的液体(水、磷酸水溶液等)的比例等进行控制。但是人工骨的用途是多种多样的，根据用途不同所需的特性也有很大的差别，所以只是控制孔隙率可以说是不够的。 已知由磷灰石和胶原构成的多孔体，其机械强度和生体亲和性不仅和孔隙率有关，而且也对平均孔径具有依存性。比如多孔体的平均孔径越大，在埋入生体中时，体液、组织等容易进入孔隙内，所以可以说此多孔体具有比较大的生体亲和性。平均孔径是对由磷灰石和胶原构成的多孔体的性能有很大影响的因素，希望多孔体具有所需大小平均孔径的需求，近年来日益高涨。但是，其平均孔径得到控制的由磷灰石和胶原构成的多孔体，其制造方法还是未知的。专利文献1特表平11-513590号公报
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种在制造磷灰石/胶原多孔体的工序中，控制磷灰石/胶原多孔体平均孔径的方法。 对上述目的进行深入研究的结果，本专利技术人发现，对含有磷灰石/胶原复合纤维和胶原的凝胶体进行冷冻和干燥，将得到的多孔体交联而形成的磷灰石/胶原多孔体，其平均孔径依存于凝胶体冻结所需的时间，由此就得到本专利技术。 即，本专利技术的多孔体的平均孔径控制方法，在将含有磷灰石/胶原复合纤维、胶原和水的分散体凝胶化以后，通过冻结和干燥得到的凝胶体使其成为多孔质体，再通过使上述多孔质体中的胶原交联来制造磷灰石/胶原多孔体的过程中，其特征在于，通过在上述冻结工序中的上述凝胶体的凝固时间来控制上述多孔体的平均孔径。 将上述凝胶体保持在上述冻结的温度来控制上述凝胶体的凝固时间是优选的。保持上述凝胶体的温度优选为-100～0℃，更优选为-90～0℃，特别优选取大约在-80～-20℃之间的一定温度。 本专利技术的方法，是由含有磷灰石/胶原复合纤维、胶原和水的分散体凝固为凝胶体的时间来控制得到的磷灰石/胶原多孔体的平均孔径的方法。由于凝固时间依存于使凝胶体保持冻结所需的环境温度，即依存于冻结的环境温度，所以如果预先求出凝固时间和冻结环境温度之间的关系，在制备磷灰石/胶原多孔体时，在所定的温度下，使凝胶体凝固，从而得到了具有所需的平均孔径的多孔体。如此只由冻结环境温度来控制生成物平均孔径的方法，可以说是非常简便的。 磷灰石/胶原多孔体的平均孔径会影响到此多孔体的机械强度和生体亲和性。从而能够制造具有所需平均孔径的磷灰石/胶原多孔体的本专利技术方法，在制造人工骨材料、细胞骨架材料等方面是有用的。 附图说明 图1是表示插入了温度传感器的凝胶体的断面图。 图2是大致表示在冻结工序中多孔体温度变化的曲线图。 图3是表示本专利技术的磷灰石/胶原多孔体平均孔径控制方法的流程图。 图4是表示与含有磷灰石/胶原复合纤维的多孔体(a-1)、(b-1)和(c-1)的凝胶体凝固时间与冻结环境温度之间关系的曲线图。 图5是含有磷灰石/胶原复合纤维的多孔体(a-1)、(b-1)和(c-1)的扫描电子显微镜(SEM)照片。 图6是表示与含有磷灰石/胶原复合纤维的多孔体(a-2)、(b-2)和(c-2)的凝胶体凝固时间与冻结环境温度之间关系的曲线图。 图7是含有磷灰石/胶原复合纤维的多孔体(a-2)、(b-2)和(c-2)的扫描电子显微镜(SEM)照片。 图8是表示平均孔径与凝固时间之间关系的曲线图。 具体实施例方式 本专利技术对磷灰石/胶原多孔体的平均孔径进行控制的方法，是在将含有磷灰石/胶原复合纤维、作为胶粘剂的胶原的分散体凝胶化以后得到的凝胶体冻结，将胶原交联来制造含有磷灰石/胶原复合纤维的多孔体的工序中，通过控制凝胶体的冻结时间来制造具有所需平均孔径的多孔体的方法。在此首先说明磷灰石/胶原多孔体的制造方法，然后说明在凝胶体冻结工序中对平均孔径的控制方法。 [1]含有磷灰石/胶原的复合纤维多孔体的制造方法 (1)磷灰石/胶原复合纤维 (a)原料 磷灰石/胶原复合纤维以胶原、磷酸或其盐、钙盐为原料。作为胶原没有特别的限定，可以使用从动物抽提出来的。对来源的动物的种类、组织部位和年龄都没有特别的限定。一般说来可使用由哺乳动物(比如牛、猪、马、兔、鼠)或鸟类(比如鸡)的皮肤、骨骼、软骨、肌腱、脏器等得到的胶原，也可以使用由鱼类(比如鳕鱼、比目鱼、鲽鱼、鲑鱼、鳟鱼、鲔鱼、鲭鱼、鲷鱼、沙丁鱼、鲨鱼)的皮、骨、软骨、鳍、鳞、脏器等得到的胶原样蛋白。对胶原的抽提方法没有特别的限定，可使用一般的抽提方法。并不限定于从动物组织抽提的胶原，也可以通过基因重组的技术得到的胶原。 作为磷酸或其盐(下面简称为“磷酸(盐)”)，可以举出磷酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾。作为钙盐，可以举出碳酸钙、醋酸钙、氢氧化钙。磷酸盐和钙盐分别优选以均匀的水溶液或悬浮液的状态添加。 由使用的磷灰石原料(磷酸(盐)和钙盐)和胶原的质量比来控制生成物中磷灰石/胶原的质量比。为此，使用的磷灰石原料和胶原的质量比由作为目的的磷灰石/胶原复合纤维的组成比适当地决定。磷灰石/胶原复合纤维中磷灰石/胶原的比值优选取9/1～6/4，比如取8/2。 (b)溶液的配制 配制磷酸(盐)水溶液和钙盐水溶液。磷酸(盐)水溶液和钙盐水溶液的浓度，并不限定在使磷酸(盐)和钙盐达到所需配合比的浓度，但为了与下面所述的滴加操作相配合，磷酸(盐)水溶液的浓度优选取50～250mM的程度，钙盐水溶液的浓度优选取200～600mM的程度。胶原一般以磷酸水溶液的状态添加到上述磷酸(盐)水溶液中。作为胶原的磷酸水溶液，胶原的浓度使用大约0.5～1wt％，磷酸浓度大约为10～30mM的程度。在实用上胶原的浓度为0.8～0.9wt％(比如0.85wt％)，磷酸的浓度为大约15～25mM(比如20mM)。 (c)制造磷灰石/胶原复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，在通过使含有磷灰石／胶原复合纤维、胶原和水的分散体凝胶化之后，使得到的凝胶体冻结和干燥得到多孔质体，使上述多孔质体中的胶原交联来制造含有磷灰石／胶原复合纤维的多孔体的过程中，其特征在于，由在上述冻结工序中上述凝胶体的凝固时间来控制上述多孔体的平均孔径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-3-30 100765/20041.一种方法，在通过使含有磷灰石/胶原复合纤维、胶原和水的分散体凝胶化之后，使得到的凝胶体冻结和干燥得到多孔质体，使上述多孔质体中的胶原交联来制造含有磷灰石/胶原复合纤维的多孔体的过程中，其特征在于，由在上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄司大助，河村克己，中岛武彦，田中顺三，菊池正纪，生驹俊之，望月直美，
申请(专利权)人：宾得株式会社，独立行政法人物质材料研究机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]