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骨水泥組合物和骨水泥組合物試劑盒以及骨水泥固化體的形成方法

2023-06-12 07:32:56 1

專利名稱:骨水泥組合物和骨水泥組合物試劑盒以及骨水泥固化體的形成方法
技術領域:
本發明涉及骨水泥組合物和骨水泥組合物試劑盒以及骨水泥固化體的製造方法。
背景技術:
迄今,骨水泥組合物作為骨的缺損部的填補劑或者將人工股關節等金屬制的人工關節與周圍的骨進行固定的粘接劑等而在全世界廣泛使用,作為這種骨水泥組合物,最常用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系骨水泥組合物。PMMA系骨水泥組合物一般含有聚甲基丙烯酸甲酯、和作為聚合性單體的甲基丙烯酸甲酯單體和聚合引發劑,其通過(甲基)丙烯酸甲酯單體在聚甲基丙烯酸甲酯的存在下聚合而使粘度緩慢增高,最終形成固化體。近年來,作為PMMA系骨水泥組合物,對於迄今使用的PMMA系骨水泥組合物而言, 雖然該組合物具有生物親和性,但不具有生物活性,即不具有與骨結合的骨結合性能,因此尤其在作為將人工關節與周圍的骨進行固定的粘接劑使用時,存在以下問題由於從應用起經過長時間,粘接劑與周圍的骨隔離,由此引起人工關節與骨之間產生鬆弛,因此,為了解決該問題,出於賦予生物活性的目的,提出了添加二氧化鈦顆粒而成的組合物(例如參照專利文獻1)。這種骨水泥組合物通常通過在即將進行在手術中等的應用之前混煉而引發甲基丙烯酸甲酯系單體的聚合反應,將其混煉物放置等,在達到粘度高至一定程度的狀態時,通過處理作業應用於應用對象部位等來使用。然而,對於迄今使用的骨水泥組合物而言,在許多情況下,尤其在手術中,存在以下問題在前述處理作業中,例如會發生附著於戴在手上的膠乳制外科用手套上等的弊病。這種問題是由於在骨水泥組合物的混煉物達到具有充分粘度的狀態之前就開始處理作業而產生的,因此需要縮短被稱之為「麵團時間」的、達到具有進行良好的處理作業必要的充分粘度所需的時間。尤其在添加有二氧化鈦顆粒等填料而成時,麵團時間傾向於變長,因此前述問題顯著,因而強烈需要縮短麵團時間。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2007-54619號公報

發明內容
發明要解決的問題本發明是基於以上情況而做出的,其目的在於提供骨水泥組合物和用於得到骨水泥組合物的骨水泥組合物試劑盒以及骨水泥組合物固化而成的骨水泥固化體的製造方法, 該骨水泥組合物直至達到能夠進行良好的處理作業的狀態所需的時間、即麵團時間短,結果,直至開始處理作業所需的時間變短,從而可以獲得高作業效率。
用於解決問題的方案本發明的骨水泥組合物的特徵在於,其含有平均粒徑為10 60μπι的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、和平均粒徑為0. 1 2. 0 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、和(甲基)丙烯酸酯系單體、和聚合引發劑,其中,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基) 丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物的大粒徑顆粒的總量為5 30
質量%。在本發明的骨水泥組合物中,優選的是,其含有填料。在這種構成的本發明的骨水泥組合物中,優選的是,所述填料至少包含二氧化鈦顆粒。另外,優選的是,所述二氧化鈦顆粒是通過雷射衍射/散射式粒度分布計測定的中值粒徑為0. 5 7. 0 μ m的球狀顆粒。進而,所述填料可以包含硫酸鋇和/或氧化鋯。在本發明的骨水泥組合物中,優選的是,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以平均粒徑30 50 μ m的聚集體的形態含有。本發明的骨水泥組合物試劑盒的特徵在於,該試劑盒用於得到上述骨水泥組合物,其包括含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒和聚合引發劑的含聚合引發劑試劑盒成分;以及含有(甲基)丙烯酸酯系單體的含單體試劑盒成分。在本發明的骨水泥組合物試劑盒中,優選的是,所述含聚合引發劑試劑盒成分含有至少包含二氧化鈦顆粒的填料。在本發明的骨水泥組合物試劑盒中,優選的是,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以平均粒徑30 50 μ m的聚集體的形態含有。本發明的骨水泥固化體的製造方法的特徵在於,其具有以下工序在平均粒徑為 10 60 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和平均粒徑為0. 1 2. 0 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的存在下,將(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑混煉,使該(甲基)丙烯酸酯系單體聚合,其中,相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總量,以5 30質量%的量使用所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒。在本發明的骨水泥固化體的製造方法中,優選的是,經過將(甲基)丙烯酸酯系單體與聚合引發劑的混煉物放置的過程,從而使(甲基)丙烯酸酯系單體聚合。在本發明的骨水泥固化體的製造方法中,優選的是,(甲基)丙烯酸酯系單體與聚合引發劑的混煉在(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、以及至少包含二氧化鈦顆粒的填料的存在下進行。在本發明的骨水泥固化體的製造方法中,優選的是,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以平均粒徑30 50 μ m的聚集體的形態混煉。發明的效果根據本發明的骨水泥組合物,由於含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒且以特定比率含有具有比該大粒徑顆粒小的平均粒徑的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒,因而直至達到具有進行處理作業所必要的充分粘度的狀態所需的時間縮短,因此達到能夠進行良好的處理作業的狀態所需的時間、即麵團時間縮短,結果,直至開始處理作業所需的時間變短,因此可以獲得高作業效率。尤其,在含有包含二氧化鈦顆粒的填料時可顯著發揮這種效果,可以謀求縮短由於添加該填料而傾向於需要長時間的麵團時間,因此可以改善作業效率。根據本發明的骨水泥組合物試劑盒,通過僅對試劑盒成分進行混煉處理即能夠得到骨水泥組合物,因此可以容易地製造骨水泥組合物的固化體,而且,由於(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑被製成單獨的試劑盒成分,因此能夠在應用前的保管狀態或搬運狀態等下防止(甲基)丙烯酸酯系單體聚合。根據本發明的骨水泥固化體的製造方法,由於用於形成所要形成的骨水泥固化體中的基材成分的(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應在(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的存在下進行,因而在初始階段迅速進行,直至達到具有進行良好處理作業所必要的充分粘度的狀態所需的時間縮短,因此直至達到能夠進行良好的處理作業的狀態所需的時間、即麵團時間縮短,結果,直至開始處理作業所需的時間變短,因此可以獲得高作業效率。


圖1為示出由實施例漬之前)的SEM照片。圖2為示出由實施例面的SEM照片。圖3為示出由實施例面的SEM照片。圖4為示出由實施例面的SEM照片。圖5為示出由實施例面的SEM照片。圖6為示出由實施例面的SEM照片。圖7為示出由實施例面的SEM照片。圖8為示出由實施例面的SEM照片。圖9為通過測定X射線造影性得到的由實施例13 實施例16的各組合物得到的骨水泥固化體的照片,從上到下依次為實施例13的照片、實施例14的照片、實施例15的照片和實施例16的照片。圖10為通過測定X射線造影性得到的由實施例13和實施例17 實施例19的各組合物得到的骨水泥固化體的照片,從上到下依次為實施例13的照片、實施例17的照片、
13的組合物得到的骨水泥固化體的表面(在模擬體液中浸 13的組合物得到的骨水泥固化體在模擬體液中浸漬後的表 14的組合物得到的骨水泥固化體在模擬體液中浸漬後的表 15的組合物得到的骨水泥固化體在模擬體液中浸漬後的表 16的組合物得到的骨水泥固化體在模擬體液中浸漬後的表 17的組合物得到的骨水泥固化體在模擬體液中浸漬後的表 18的組合物得到的骨水泥固化體在模擬體液中浸漬後的表 19的組合物得到的骨水泥固化體在模擬體液中浸漬後的表實施例18的照片和實施例19的照片。
具體實施例方式以下詳細說明本發明。本發明的骨水泥組合物含有(甲基)丙烯酸酯系單體、和聚合引發劑、和平均粒徑為10 60 μ m、優選為20 60 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒以及平均粒徑為0. 1 2. 0 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒作為必要成分,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總量為5 30質量%,優選為5 20質量%。該本發明的骨水泥組合物以(甲基)丙烯酸酯系單體和(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒以及(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒為基材形成用成分,其通過該基材形成用成分中的作為聚合性單體的(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而使粘度緩慢升高、形成糊狀,最終固化、形成固化體。在這裡,通過本發明的骨水泥組合物固化而得到的固化體的基材成分由以下成分形成由(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的聚合物、和該(甲基)丙烯酸酯系單體、以及構成基材形成用成分的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒。((甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒)本發明的骨水泥組合物的必要成分的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒起麵團時間調整劑的作用,所述麵團時間調整劑用於調整並縮短骨水泥組合物固化過程中的、 直至達到能夠進行良好的處理作業的狀態、具體而言為具有充分粘度的狀態所需的時間、 即麵團時間。在這裡,「麵團時間」定義為在基於作為丙烯酸系外科用骨水泥的國際標準的ISO 標準的測定方法「IS05833 Annex B」中,從開始混煉到其混煉物不附著於手術用膠乳手套所需的時間。該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的平均粒徑需要為0.1 μπι以上且 2. 0 μ m以下,優選為0. 1 1. 0 μ m,特別優選為0. 1 0. 7 μ m。在這裡,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的平均粒徑是通過雷射衍射/散射式粒度分布計測定的中值粒徑。另外,作為雷射衍射/散射式粒度分布計,具體而言,例如可以使用粒度分布測定裝置「Microtrac」 (日機裝株式會社製造)。(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的平均粒徑過大時,無法在實用上充分縮短麵團時間。另外,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒通過使其平均粒徑為2. 0 μ m以下而表現縮短麵團時間的作用,具體而言,可以使麵團時間為實用上所優選的2. 5 5分鐘的範圍,但製造平均粒徑小於0. 1 μπι的顆粒並不容易。(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒是由作為聚合性單體的(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的,作為其具體例子,例如可列舉出㈧作為甲基丙烯酸甲酯(ΜΜΑ)、甲基丙烯酸乙酯(EMA)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)等甲基丙烯酸烷基酯的聚合物的、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(ΡΕΜΑ)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)等聚甲基丙烯酸烷基酯;(B)甲基丙烯酸甲酯與選自由苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯組成的組中的至少一種物質共聚而成的共聚物;(C)雙酚A 二縮水甘油基二甲基丙烯酸酯(Bis-GMA)、2, 2-雙甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]丙烷、2,2_雙甲基丙烯醯氧基乙氧基苯基)丙烷(Bis-MEPP)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)等二甲基丙烯酸酯系單體的聚合物等。作為構成本發明的骨水泥組合物的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒,優選由與和其一起構成基材形成用成分的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒相同或類似材料構成,具體而言,從與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系單體的關係考慮,優選為使用甲基丙烯酸甲酯作為聚合性單體而成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 或共聚物,特別優選為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒,優選使用重均分子量優選為100000 以上、進一步優選為100000 400000、特別優選為150000 400000的聚合物。通過使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的重均分子量為100000 400000 的範圍,可以謀求充分縮短麵團時間,並且可以使所得固化體具有充分的機械強度。另外,重均分子量特別優選為150000 400000的理由是在(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的重均分子量為150000以下時,縮短麵團時間的作用變小,因此為了謀求充分縮短麵團時間,需要增大其含有比率,另一方面,在重均分子量超過400000時,雖然能夠充分縮短麵團時間,但有所得固化體無法獲得充分的機械強度之虞。另外,作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒,其初級顆粒形狀優選為球狀。通過使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的形狀為球狀,可獲得高流動性,由此,可獲得在組合物中的均勻分散性。在這裡,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的顆粒形狀可以通過觀察電子顯微鏡照片來確認。由於可以容易地得到小徑且球狀的聚合物顆粒,具有這種構成的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒可以如下製造例如使作為聚合性單體的(甲基)丙烯酸酯系單體在水性介質中進行聚合反應,例如利用乳液聚合、懸浮聚合等,根據需要,為了將由該聚合反應所得到的聚合物顆粒破碎而進行粉碎處理,從而製造。具體而言,可以通過下述公知的方法來製造。作為用於製造本發明的骨水泥組合物中使用的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的最適合方法的具體例子,例如可列舉出使用由過硫酸鉀和硫代硫酸鈉構成的氧化還原催化劑作為聚合引發劑、並且使用2價的銅離子化合物作為聚合加速劑、且在聚合溫度 70°C以上的條件下使作為聚合性單體的(甲基)丙烯酸酯系單體進行聚合反應的、被稱為無皂聚合的方法。根據該方法,可以簡便地將所得(甲基)丙烯酸酯系聚合物的平均粒徑調整至期望的範圍。而且,在本發明的骨水泥組合物中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒可以是由初級顆粒構成的顆粒,優選的是,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以聚集體的形態含有。(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚集體的平均粒徑優選為30 50μ m, 更優選為30 45 μ m,特別優選為35 45 μ m。另外,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚集體的形狀優選為真球狀、大致球狀等球狀。通過使聚集體的形狀為球狀,可獲得高流動性,由此,可獲得在組合物中的均勻分散性。在這裡,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚集體的形狀可以通過觀察電子顯微鏡照片來確認,另外,其平均粒徑是基於電子顯微鏡(SEM)照片測定的中值粒徑。如此以其平均粒徑為30 50 μ m範圍的具有特定大小的聚集體的形態含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒,使得其大小與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒為同等或近似,因而在將組合物混煉了的情況下能夠獲得均勻性高的狀態,因此可大為發揮縮短麵團時間的作用,可獲得能夠使麵團時間為更加優選的範圍的2. 5 4分鐘的效果。具有這種構成的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚集體可以通過得到 (甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的分散液、並對該分散液進行噴霧乾燥處理的方法來製造。具體而言,使用噴霧乾燥裝置,將(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的分散液從噴霧乾燥裝置的噴嘴噴射成微細的霧狀液滴而噴出到熱風中,進行乾燥,從而作為其顆粒形狀為球狀的乾燥顆粒體而得到。作為噴霧乾燥裝置,可以使用通常的噴霧乾燥器等通常的噴霧乾燥機,另外,其噴霧方式可以根據(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的分散液的性狀、噴霧乾燥機的處理能力等而適當選擇例如圓盤式、壓力噴嘴式、雙流體噴嘴式、四流體噴嘴式等。在本發明的骨水泥組合物中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總量需要為5質量%以上且30質量%以下,優選為5 20質量%,更優選為10 20質量%,進一步優選為10 15質量%。(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率過小時,無法將麵團時間縮短至期望的範圍。另一方面,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率過大時,麵團時間比期望的範圍還要短,因此無法進行良好的處理作業。另外,由於因含有比率過大而使組合物的粘度增高、或導致固化溫度上升,因此也無法進行良好的處理作業。在這裡,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於全部組合物優選為0.7 23.0質量%,進一步優選為1.5 15.0質量%。另外,相對於全部基材形成用成分優選為1.5 對.0質量%,進一步優選為2. 5 15.0質量%。((甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒)作為本發明的骨水泥組合物的必要成分的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒是構成基材形成用成分的物質。該(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的平均粒徑需要為10 μ m以上且60 μ m 以下,優選為20 60 μ m,進一步優選為30 50 μ m,特別優選為35 45 μ m。
在這裡,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的平均粒徑是通過雷射衍射/散射式粒度分布計測定的中值粒徑。另外,作為雷射衍射/散射式粒度分布計,具體而言,可以使用例如粒度分布測定裝置「Microtrac」 (日機裝株式會社製造)。(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的平均粒徑過小時,隨著固化時間縮短,從與固化時間的關係來看,無法得到期望的麵團時間。另一方面,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的平均粒徑過大時,為了得到期望的麵團時間而需要增大(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率,由於增大該 (甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率而會導致固化溫度上升等,因此無法進行良好的處理作業。(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒同樣是由作為聚合性單體的(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而成的,作為其具體例子,例如可列舉出作為構成(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚合物所例示了的物質(A)聚甲基丙烯酸烷基酯,(B)甲基丙烯酸甲酯與選自由苯乙烯、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸甲酯組成的組中的至少一種物質共聚而成的共聚物,(C) 二甲基丙烯酸酯系單體的聚合物等。作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,優選為由與和其一起構成基材形成用成分的(甲基)丙烯酸酯系單體性質相同的聚合性單體聚合而成的物質,具體而言,從與構成基材形成用成分的(甲基)丙烯酸酯系單體的關係來看,優選為使用甲基丙烯酸甲酯作為聚合性單體而成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或共聚物,特別優選為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,優選使用重均分子量優選為100000 以上、進一步優選為130000 170000的顆粒。另外,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒通常由初級顆粒構成,其顆粒形狀優選為球狀。通過使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的形狀為球狀,可獲得高流動性,由此,可獲得在組合物中的均勻分散性。在這裡,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的顆粒形狀與(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒同樣,可以通過觀察電子顯微鏡照片來確認。具有這種構成的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒同樣,可以如下製造例如使作為聚合性單體的(甲基)丙烯酸酯系單體在水性介質中進行聚合反應,作為具體例子,例如通過利用乳液聚合、懸浮聚合等,根據需要對由該聚合反應得到的聚合物顆粒進行破碎處理,從而製造。在本發明的骨水泥組合物中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部組合物優選為10 70質量%,更優選為25 70質量%。另外,相對於全部基材形成用成分,優選為20 75質量%,更優選為40 75質量%。((甲基)丙烯酸酯系單體)作為本發明的骨水泥組合物的必要成分的(甲基)丙烯酸酯系單體是構成基材形成用成分的物質,該骨水泥組合物通過作為該聚合性單體的(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而被固化,結果,可得到固化體。
作為(甲基)丙烯酸酯系單體的具體例子,例如可列舉出與甲基丙烯酸烷基酯單體、二甲基丙烯酸酯系單體等一起作為用於得到構成基材形成用成分的(甲基)丙烯酸酯系聚合物的聚合性單體所例示了的物質。作為(甲基)丙烯酸酯系單體的優選的具體例子,可列舉出甲基丙烯酸甲酯 (MMA) ο(甲基)丙烯酸酯系單體的含有比率相對於全部組合物優選為19 35質量%,進一步優選為M 35質量%。另外,相對於全部基材形成用成分優選為20 70質量%,進一步優選為25 50質量%。(聚合引發劑)作為本發明的骨水泥組合物的必要成分的聚合引發劑,例如可以使用過氧化苯甲醯、過氧化叔丁基、過氧化月桂醯、偶氮二異丁腈等。在這些當中,由於(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應被迅速引發、而且容易使該反應持續而優選使用過氧化苯甲醯。聚合引發劑的含有比率相對於100質量份(甲基)丙烯酸酯系單體優選為1 10 質量份,進一步優選為2 9質量份。聚合引發劑的含有比率過小時,有(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應變得難以進行之虞。另一方面,聚合引發劑的含有比率過大時,變得容易在通過(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體中殘留聚合引發劑。另外,在本發明的骨水泥組合物中,除了作為必要成分的由(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系單體構成的基材形成用成分、聚合引發劑以外,為了賦予最終得到的固化體以與使用用途相應的功能, 優選還含有填料,另外,為了使(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應更加迅速地進行,優選還與聚合引發劑一起含有聚合加速劑。(聚合加速劑)作為聚合加速劑,例如可以使用N,N_ 二甲基對甲苯胺、2,4,6_三(二甲基氨基甲基)苯酚等。在這些當中,由於(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應迅速地進行,優選使用N, N-二甲基對甲苯胺。聚合加速劑的含有比例為相對於100質量份(甲基)丙烯酸酯系單體優選0. 4 5. 0質量份,進一步優選0. 5 2. 0質量份。聚合加速劑的含有比例過小時,有(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應變得難以進行之虞。另一方面,聚合加速劑的含有比例過大時,變得容易在通過(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體中殘留聚合加速劑。(填料)作為填料,可以使用由二氧化鈦、磷酸鈣(羥基磷灰石、磷酸三鈣)、硫酸鋇、氧化矽(矽石)、氧化鋁(礬土)、氧化鋯(鋯石)等無機物構成的、這些無機物單獨或適當選擇兩種以上並組合而成的物質。在這些當中,優選為由二氧化鈦構成的物質。其理由是二氧化鈦自身具有在體液環境下的磷灰石形成能力,因此通過含有由該二氧化鈦構成的填料,可使最終得到的固化體具有高生物活性。
另外,填料如上所述優選為由二氧化鈦構成的物質,而也可以為與二氧化鈦一起組合使用其他無機物而成的物質,其他無機物具體為磷酸鈣(羥基磷灰石、磷酸三鈣)、硫酸鋇、氧化矽(矽石)、氧化鋁(礬土)、氧化鋯(鋯石)等。在這些當中,優選為組合使用具有X射線造影效果的氧化鋯、硫酸鋇而成的物質。填料的含有比率相對於全部組合物優選為5質量%以上。另外,在使用與二氧化鈦一起組合其他無機物而成的物質作為填料時,它們的混合比率可以適當設定,填料中含有的二氧化鈦的含有比率相對於全部組合物優選為5 50 質量%,更優選為5 40質量%,進一步優選為5 30質量%,特別優選為10 25質量%。填料中含有的二氧化鈦的含有比率過小時,有無法獲得充分的生物活性之虞。另一方面,填料中含有的二氧化鈦的含有比率過大時,有通過(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體的物理強度變小之虞。另外,在填料中含有具有X射線造影效果的氧化鋯和/或硫酸鋇時,從造影性的觀點考慮,其含有比率相對於全部組合物優選為5質量%以上,更優選為10質量%以上,進一步優選為15質量%以上。在本發明的骨水泥組合物中,填料優選至少包含二氧化鈦顆粒,構成該填料的二氧化鈦顆粒通過雷射衍射/散射式粒度分布計測定的中值粒徑優選為0. 5 7. 0 μ m,更優選為1. 5 7. 0 μ m,進一步優選為2. 0 7. 0 μ m,特別優選為2. 0 6. 5 μ m。在這裡,作為「雷射衍射/散射式粒度分布計」,具體而言,可以使用例如粒度分布測定裝置「LA-950」 (株式會社堀場製作所製造)。二氧化鈦顆粒的中值粒徑過小時,有通過(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體的物理強度變小之虞。另一方面,二氧化鈦顆粒的中值粒徑過大時,通過(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體的物理強度變得過大,因此有產生由於該固化體與組合物的應用部位的骨的物理強度之差增大而變得容易發生骨折等弊病之虞。另外,前述二氧化鈦顆粒通過氮吸附法測定的BET比表面積優選為0. 5 7. Om2/ g,更優選為0. 5 5. 0m2/g,進一步優選為0. 5 4. 0m2/g,特別優選為0. 5 3. 0m2/g。在這裡,基於氮吸附法的BET比表面積的測定例如可以使用BET比表面積測定裝置 「M0N0S0RB」 (Yuasa Ionics Co.,Ltd.製造)。二氧化鈦顆粒的BET比表面積過小時,中值粒徑增大,結果,通過(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體的物理強度變得過大,因此會產生由於該固化體與組合物的應用部位的骨的物理強度之差增大而變得容易發生骨折等弊病。另一方面,二氧化鈦顆粒的BET比表面積過大時,中值粒徑變得過小、或者二氧化鈦顆粒形成聚集的狀態或多孔狀態,因此通過(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體無法獲得實用上所需的物理強度(例如彎曲強度)。作為構成本發明的骨水泥組合物的二氧化鈦顆粒,優選為中值粒徑為1.5 7. Oym, BET比表面積為0. 5 5. 0m2/g的顆粒,另外,進一步優選為中值粒徑為1. 5 7.0 μ m、BET比表面積為0. 5 4. 0m2/g的顆粒,更進一步優選為中值粒徑為2. 0 7. 0 μ m、 BET比表面積為0. 5 4. 0m2/g的顆粒,特別優選為中值粒徑為2. 0 6. 5 μ m、BET比表面積為0. 5 3. 0m2/g的顆粒。
作為二氧化鈦顆粒,除了其顆粒形狀為用通常的工業製法得到的粒狀或不定形狀的顆粒以外,還可以使用為片狀、薄片狀、針狀、棒狀、纖維狀和柱狀等公知的各種形狀的顆粒,優選為具有粒狀的顆粒形狀的顆粒,作為粒狀形狀的優選的具體例子,可列舉出真球狀、大致球狀等球狀。通過使二氧化鈦顆粒的形狀為球狀,可獲得高流動性,隨之可獲得在組合物中的均勻分散性和良好的填充性,結果,在由該組合物形成的固化體中以高均勻性的狀態分散, 因此可期待抑制二氧化鈦顆粒從該固化體脫離的效果。另外,在本發明的骨水泥組合物中,優選的是,構成該組合物的二氧化鈦顆粒全部具有同等的形狀。另外,構成本發明的骨水泥組合物的二氧化鈦顆粒可以是具有金紅石型、銳鈦礦型和板鈦礦型中的任意一種晶體結構的顆粒,另外,也可以是非晶質(無定形)的顆粒,由於具有更高的磷灰石形成能力(生物活性),金紅石型二氧化鈦顆粒是優選的。另外,對於二氧化鈦顆粒,由於可獲得更加高的磷灰石形成能力(生物活性)的角度出發,在不伴有對與(甲基)丙烯酸酯系聚合物的親和性的惡劣影響的範圍內,其顆粒表面具有親水性的顆粒是優選的。作為用於賦予二氧化鈦顆粒的顆粒表面以更加高的親水性的方法,例如可列舉出酸洗處理。此外,從在所應用的生物體內的安全性和防止對人工關節產生不良影響的觀點考慮,二氧化鈦顆粒優選雜質少,具體而言,優選二氧化鈦的純度為99質量%以上,進一步優選為99. 5質量%以上,另一方面,從與(甲基)丙烯酸酯系聚合物的親和性的觀點考慮,在不伴有對組合物的生物活性和物理強度的惡劣影響的範圍內,可以使用用少量的矽烷偶聯劑等有機物、或矽石、礬土等無機物被覆處理而成的二氧化鈦顆粒。具有這種構成的二氧化鈦顆粒可以通過通常的方法來製造,例如最適合通過如下方法來製造使用鈦酸作為原料,根據需要對該作為原料的鈦酸的漿料進行溼式粉碎處理, 然後進行噴霧乾燥處理而得到乾燥顆粒體,經過對該乾燥顆粒體進行煅燒處理的工序,從而得到二氧化矽顆粒。根據該方法,可以簡便地將所得二氧化鈦顆粒的中值粒徑等調整至期望的範圍。對於作為二氧化鈦顆粒的原料的鈦酸,具體而言可以使用原鈦酸和偏鈦酸。在這裡,原鈦酸是指如下化合物通過將四氯化鈦或硫酸鈦等鈦化合物的水溶液根據需要在晶種的存在下進行鹼中和而得到,也稱為「氫氧化鈦」,通過「Ti (0!1)4」或 "TiO2 · 2H20」的示構式表示。由於該原鈦酸是無定形的物質,因此,在煅燒處理中,即使用低的加熱溫度(煅燒溫度),所得二氧化鈦顆粒也會發生晶體轉變而成為具有金紅石型的晶體結構的顆粒,因此可優選地作為原料使用。偏鈦酸是指如下化合物通過在水溶液中將硫酸氧鈦等鈦化合物根據需要在晶種的存在下熱水解而得到,通過「打0(0!1)2」或「11仏· H2O"的示構式表示,具有銳鈦礦型的晶體結構。通過將該作為原料的鈦酸懸浮於例如水等溶劑中來製備漿料。接著,對於所得鈦酸漿料所供給的溼式粉碎處理、噴霧乾燥處理和煅燒處理,以下詳細說明。
(1)溼式粉碎處理在該溼式粉碎處理中,通過對作為原料的鈦酸的漿料進行粉碎處理而將該漿料中的鈦酸粉碎,得到該粉碎了的鈦酸在溶劑中分散的狀態的粉碎鈦酸分散液。該溼式粉碎處理通過使漿料中的鈦酸分散,可以進行調整以使經由後續工序的噴霧乾燥處理和煅燒處理而得到的二氧化鈦顆粒的中值粒徑變小,因此是優選進行的處理。作為該溼式粉碎處理的粉碎方式,可以使用如下方式通過例如膠體磨等,使漿料在旋轉的圓形砂輪的間隙流通而對其施加摩擦力、剪切力來進行粉碎的方式;或者通過例如球磨機、戴諾磨(DYN0-MILL)、砂磨機等,將漿料與剛性珠(例如硬質玻璃、陶瓷等)的球狀介質一起填充到插入了攪拌機的圓筒中混合,通過基於高速攪拌、振動的物理衝擊、剪切、摩擦等來進行粉碎的方式等。另外,還可以使用利用加壓乳化機類型的裝置、高速攪拌裝置等的其他粉碎方式。在鈦酸漿料、通過溼式粉碎處理得到的粉碎鈦酸分散液中,優選混合有金紅石轉變促進晶種。如此混合有金紅石轉變促進晶種時,在煅燒處理中,容易發生用於使所得二氧化鈦顆粒具有金紅石型晶體結構的晶體轉變。在這裡,「金紅石轉變促進晶種」是指具有金紅石晶體結構的微小核晶,其促進鈦酸的金紅石轉變。作為金紅石轉變促進晶種,具體而言,例如可以使用在通過現有公知的硫酸法來製造金紅石型二氧化鈦白色顏料的方法中、在將作為原料的硫酸氧鈦水解時添加的晶種寸。另外,金紅石轉變促進晶種的混合量可以適當設定,由於能夠使金紅石轉變充分發生,優選為與存在於鈦酸漿料、粉碎鈦酸分散液中的二氧化鈦的質量比(鈦酸中的二氧化鈦質量/金紅石轉變促進晶種中的二氧化鈦質量)為90/10 99/1的範圍的量。另外,作為混合金紅石轉變促進晶種的方法,例如可以使用攪拌混合機、混合機等通常的混合裝置,另外,該金紅石轉變促進晶種的混合可以在溼式粉碎處理的前後進行,或者在進行溼式粉碎處理時進行、即與溼式粉碎處理同時進行。(2)噴霧乾燥處理在該噴霧乾燥處理中,使用噴霧乾燥裝置,將鈦酸漿料、或在根據需要而進行的溼式粉碎處理中得到的粉碎鈦酸分散液從噴霧乾燥裝置的噴嘴噴射成微細的霧狀液滴而噴出到熱風中,進行乾燥,從而得到其顆粒形狀為球狀的乾燥顆粒體。作為噴霧乾燥裝置,可以使用通常的噴霧乾燥器等通常的噴霧乾燥機,另外,其噴霧方式可以根據鈦酸漿料、粉碎鈦酸分散液的性狀、噴霧乾燥機的處理能力等而適當選擇例如圓盤(disc)式、壓力噴嘴式、雙流體噴嘴式、四流體噴嘴式等。另外,霧狀液滴的乾燥條件(噴霧乾燥溫度)優選為進氣溫度150 250°C、排氣溫度60 120°C。在這種噴霧乾燥處理中,例如調整鈦酸漿料、粉碎鈦酸分散液中的二氧化鈦濃度; 在選擇圓盤式作為噴霧乾燥機的噴霧方式時調整圓盤的轉速;另外,在選擇壓力噴嘴式、雙流體噴嘴式和四流體噴嘴式作為噴霧乾燥機的噴霧方式時調整噴霧壓力;等等,由此控制噴霧的液滴的大小,從而可以控制所得乾燥顆粒體的中值粒徑和BET比表面積。
另外,通過噴霧乾燥處理,可以將所得乾燥顆粒體製成具有同等的球狀的顆粒形狀的物質。(3)煅燒處理在該煅燒處理中,通過比該噴霧乾燥處理的噴霧乾燥溫度更高的溫度條件(具體而言250°C以上)對噴霧乾燥處理中得到的乾燥顆粒體進行煅燒處理,從而得到由二氧化鈦構成的煅燒顆粒。通過該煅燒處理,可以調整所得煅燒顆粒的中值粒徑和BET比表面積且調整該煅燒顆粒的晶體結構、硬度等。煅燒處理的煅燒條件為煅燒溫度優選為500 1200°C,進一步優選為700 1000°C,特別優選為800 9500C O煅燒溫度低於500°C時,有為了使得所得二氧化鈦顆粒具有金紅石型晶體結構而進行的晶體轉變變得難以進行之虞。另一方面,煅燒溫度超過1200°C時,所得二氧化鈦顆粒的硬度增高,因此,在組合物的應用部位處,有骨、人工關節因二氧化鈦顆粒而產生磨損之虞。另外,煅燒時間可以適當設定,具體而言,通過設定為30分鐘 10小時,可以使所形成的煅燒顆粒獲得基於煅燒的充分效果,具體而言,可以獲得促進向金紅石體的相轉變效果。另外,對煅燒氣氛沒有特別限定,從經濟性角度來看,優選為大氣等存在氧氣的氣氛。此外,為了均勻地施以煅燒負荷,煅燒處理可以如下進行,通過500 800°C的煅燒溫度進行第一煅燒處理,然後進一步通過800 1200°C的煅燒溫度進行第二煅燒處理。如此,經過溼式粉碎處理、噴霧乾燥處理和煅燒處理而形成的煅燒顆粒可以在該狀態下直接用作本發明的骨水泥組合物的構成材料、即構成本發明骨水泥的二氧化鈦顆粒 (填料),根據需要,以獲得更加高的磷灰石形成能力(生物活性)為目的,優選為了賦予其顆粒表面更加高的親水性而對煅燒處理中得到的煅燒顆粒進行酸洗處理。(4)酸洗處理酸洗處理例如可以通過製備煅燒顆粒的漿料、將該漿料與酸混合、在室溫或加熱下攪拌來進行,在該酸洗處理之後,經過固液分離處理、洗滌處理和乾燥處理、根據需要而進行的破碎處理,從而可以得到二氧化鈦顆粒。作為酸,例如可以使用鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸等無機酸,醋酸、檸檬酸、草酸等有機酸,另外,漿料與酸的混合液中的酸濃度例如為0. 01 lOmol/L。在加熱下進行酸洗處理時,優選在漿料與酸的混合液的溫度達到30 105°C的條件下進行加熱。該酸洗處理是根據需要為了賦予二氧化鈦顆粒的表面以更加高的親水性而進行的處理,除了前述煅燒顆粒以外,還可以適用於通過除此之外的其他方法製造的二氧化鈦顆粒。另外,在二氧化鈦顆粒的製造過程中,除了這種酸洗處理以外,根據需要還可以經過下述的其他工序以將煅燒處理中得到的煅燒顆粒中含有的聚集體破碎為目的,使用例如離心粉碎機等進行乾式粉碎處理,或使用例如球磨機、戴諾磨、砂磨機等進行溼式粉碎處理;以選出具有期望的中值粒徑的顆粒為目的,通過例如靜置法等進行溼式分級處理;或者,混合中值粒徑和/或BET比表面積不同的二氧化鈦顆粒;等等。此外,在本發明的骨水泥組合物中,除了填料和聚合加速劑以外,還可以含有例如色素、抗生素、骨生長因子、其他藥學上可接受的任選成分。為如上構成的本發明的骨水泥組合物例如可以如下來應用通過在即將應用之前進行混煉處理來引發(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應,將其混煉物放置等,在達到粘度高達一定程度的狀態時進行用於應用於應用對象部位的處理作業,在該應用對象部位形成固化體。而且,本發明的骨水泥組合物通過以特定的比率含有具有特定平均粒徑的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒作為基材形成用成分,從而表現出縮短麵團時間的作用,通過該作用,可以減少直至達到具有進行良好的處理作業所必要的充分粘度的狀態所需的時間、即麵團時間,具體而言為2. 5 5分鐘。因此,根據本發明的骨水泥組合物,可以縮短麵團時間,因而直至開始處理作業所需的時間變短,因此可以獲得高作業效率。另外,在本發明的骨水泥組合物中,可以縮短麵團時間,並且固化時間傾向於稍有延遲,因此有可能可以謀求與從麵團時間過後到固化為止的時間、即作業時間變長相伴的作業性的提高。另外,在本發明的骨水泥組合物中,通過含有至少包含二氧化鈦顆粒的填料,表現出該二氧化鈦顆粒自身所具有的在體液環境下的磷灰石形成能力,因此可獲得優異的生物活性。進而,通過使構成填料的二氧化鈦顆粒具有特定的大小,可發揮與使用用途相應的良好強度,因此可以獲得高物理強度。而且,如此含有至少包含二氧化鈦顆粒的填料時,可顯著發揮能夠縮短麵團時間的效果,因而可以通過添加該填料謀求縮短傾向於需要長時間的麵團時間,因此可以改善作業效率。本發明的骨水泥組合物可以通過縮短麵團時間來獲得高作業效率,因此,尤其在手術中等優選在儘可能短的時間內進行作業的情況下,可以適宜地作為骨的缺損部的填補劑、或將人工股關節等金屬制的人工關節與周圍的骨進行固定的粘接劑、人工關節的固定劑使用,此外,還可以作為用於形成人工骨的人工骨形成材料等使用。另外,對於含有至少包含二氧化鈦顆粒的填料而成的骨水泥組合物,可獲得生物活性,並且可獲得高物理強度, 因此更加適宜作為骨的缺損部的填補劑、將人工關節與周圍的骨進行固定的粘接劑、人工關節的固定劑和人工骨形成材料等。這種本發明的骨水泥組合物可以通過將作為必要成分的由(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系單體構成的基材形成用成分、以及聚合引發劑、其他根據需要而定的成分混合來製造,從製造的簡便性等觀點來看,例如也可以將各構成成分預先容納在單獨的容納部件中作為試劑盒保管, 根據需要來製備。本發明的骨水泥組合物試劑盒是用於得到本發明的骨水泥組合物的骨水泥組合物試劑盒。該本發明的骨水泥組合物試劑盒包括至少含有作為所要形成的本發明的骨水泥組合物的必要構成成分的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑中的(甲基)丙烯酸酯系單體的含單體試劑盒成分;以及至少含有聚合弓I發劑的含聚合引發劑試劑盒成分。從防止應用前(甲基)丙烯酸酯系單體進行聚合反應的觀點考慮,這種本發明的骨水泥組合物試劑盒將(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑製成單獨的試劑盒成分即可,例如也可以將所要形成的骨水泥組合物的各構成成分分別製成單獨的試劑盒成分,但從骨水泥組合物試劑盒的搬運的方便性和聚合反應操作的簡便性的觀點來看,優選由含單體試劑盒成分和含聚合弓I發劑試劑盒成分這兩種試劑盒成分構成。在由含單體試劑盒成分和含聚合引發劑試劑盒成分這兩種試劑盒成分構成的骨水泥組合物試劑盒中,所要形成的骨水泥組合物的必要構成成分中的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和聚合引發劑通常為固體狀,另外,(甲基)丙烯酸酯系單體通常為液體狀,因此,優選的是,含單體試劑盒成分中僅含有 (甲基)丙烯酸酯系單體,含聚合引發劑試劑盒成分中含有聚合引發劑且含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒。另外,更優選的是, (甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以平均粒徑30 50 μ m的聚集體的形態含有。另外,在本發明的骨水泥組合物試劑盒中,所得骨水泥組合物含有必要構成成分、 具體而言為(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑且含有至少包含二氧化鈦顆粒的填料和/或聚合加速劑時,這些填料和/或聚合加速劑也可以分別製成與含單體試劑盒成分和含聚合引發劑試劑盒成分不同的單獨的試劑盒成分,但從搬運的方便性和聚合反應操作的簡便性的觀點來看,優選含有在兩種試劑盒成分中的任意一種中。具體而言,由於填料通常為固體狀態,因此優選含有在兩種試劑盒成分中的含聚合引發劑試劑盒成分中;另一方面,由於聚合加速劑通常為液體狀態,對(甲基)丙烯酸酯系單體不具有反應性,因此優選含有在兩種試劑盒成分中的含單體試劑盒成分中。作為用於容納骨水泥組合物試劑盒的試劑盒成分的容納部件,只要能夠保管和搬運試劑盒成分即可,可以適當選擇使用例如由玻璃、金屬和塑料構成的容器,例如由紙、塑料構成的包裝部件等。根據這種本發明的骨水泥組合物試劑盒,由於通過僅對試劑盒成分進行混煉處理即能夠得到骨水泥組合物,因此可以容易地製造骨水泥固化體,而且由於將(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑製成單獨的試劑盒成分,因此在應用前的保管狀態或搬運狀態等下可以防止(甲基)丙烯酸酯系單體聚合。另外,本發明的骨水泥組合物試劑盒由含單體試劑盒成分和含聚合弓I發劑試劑盒成分這兩種試劑盒成分構成時,試劑盒成分的總數少,因此可獲得優異的骨水泥組合物試劑盒的搬運的方便性和聚合反應操作的簡便性。〈骨水泥固化體的製造方法〉本發明的骨水泥固化體的製造方法的特徵在於,其具有下述工序在平均粒徑為10 60 μ m、優選為20 60 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和平均粒徑為 0. 1 2.0μπι的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的存在下,將(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑混煉,使該(甲基)丙烯酸酯系單體聚合,其中,相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總量,以5 30質量%、優選以5 20質量%、更優選以10 20質量%、特別優選以10 15質量%的量使用所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒。S卩,本發明的骨水泥固化體的製造方法如下以本發明的骨水泥組合物為原料,用於得到通過使構成該骨水泥組合物的基材形成用成分的(甲基)丙烯酸酯系單體聚合而形成的固化體。在這種本發明的骨水泥固化體的製造方法中,作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒,優選使用其一部分或全部為平均粒徑30 50 μ m的聚集體形態的顆粒。另外, (甲基)丙烯酸酯系單體與聚合引發劑的混合以及該(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合優選在(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒以及至少包含二氧化鈦顆粒的填料的存在下進行。具體而言,根據本發明的骨水泥固化體的製造方法,首先,在投加有(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒和聚合引發劑、根據需要而定的二氧化鈦顆粒等填料的容器內添加(甲基)丙烯酸酯系單體進行混煉,從而使(甲基)丙烯酸酯系單體與聚合引發劑接觸,由此,引發(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應。 接著,通過將其混煉物放置而進行(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應。在這種(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應的反應體系中,根據需要,還可以使用聚合加速劑。在這裡,混煉條件根據(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系單體以及聚合引發劑各自的種類、用量等而不同,例如為通過使用能夠進行真空脫氣的密閉容器等來形成脫氣氣氛,在該脫氣氣氛下, 混煉時間為1分30秒左右。接著,經過放置混煉物的過程。即,經過麵團時間,從而在達到粘度高達一定程度的狀態時進行用於應用於應用對象部位的處理作業,從而在該應用對象部位處形成骨水泥固化體。作為具體的處理作業,例如可列舉出通過手工作業在應用對象部位配置達到粘度高達一定程度的狀態的混煉物的方法,或者使用注入工具注入的方法等。作為注入工具,可以使用各種用具和裝置,例如可以使用注射器、分配器(dispenser)、柱塞(plunger)、帶有噴出口的所謂的水泥漿噴槍等。在這裡,如此得到的骨水泥固化體例如通過使作為骨的缺損部的填補劑、或將人工股關節等金屬制的人工關節與周圍的骨進行固定的粘接劑、人工關節的固定劑等應用於應用對象部位的骨水泥組合物在該應用對象部位處固化,從而發揮其功能。根據這種本發明的骨水泥固化體的製造方法,通過在(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的存在下進行用於形成所要形成的骨水泥固化體中的基材成分的(甲基)丙烯酸酯系單體的聚合反應,可以由該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的作用而將達到具有進行良好的處理作業所必要的充分粘度的
17狀態所需的時間、即麵團時間縮短至2.5 5分鐘左右,通過以聚集體的形態使用(甲基) 丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒,可以將其縮短至2. 5 4分鐘左右。在這裡,在本發明的骨水泥固化體的製造方法中,混煉所需的時間為1. 5分鐘左右,可以使麵團時間為5分鐘以內,並且從開始混煉到固化所需的固化時間為10分鐘左右, 直至通過通常的處理作業將混煉物應用於應用對象部位所需的時間為3分鐘左右,因此可以充分確保從麵團時間過後到固化為止的時間構成的作業時間。另外,通過本發明的骨水泥固化體的製造方法,還可以如下所述得到人工骨。S卩,例如,得到(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、聚合引發劑和(甲基)丙烯酸酯系單體、根據需要而添加的二氧化鈦顆粒等填料和/或聚合加速劑等的混煉物,經過麵團時間後,將該混煉物裝入具有期望的形狀且具有脫模性的容器內,在該狀態下靜置使之固化,從而成型,由此,可以以具有與該容器的形狀相適應的形狀的方式得到成型體作為人工骨。在這種作為人工骨的骨水泥固化體的製造方法中,其製造條件根據二氧化鈦顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物、(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑各自的種類、用量、所要形成的成型體的形狀等而不同,作為混煉條件,例如為在脫氣氣氛下、混煉時間為 1. 5分鐘、麵團時間在2. 5 5分鐘的範圍內,另外,作為靜置條件,例如為在溫度30°C的環境下、靜置時間為M小時以上。實施例以下說明本發明的具體的實施例,但本發明並不限定於這些實施例。另外,在以下實施例和比較例中進行的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的平均粒徑和(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的平均粒徑(一次粒徑)的測定方法、 (甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚集體的平均粒徑的測定方法如下。((甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和小粒徑顆粒的平均粒徑的測定方法)作為平均粒徑,測定通過雷射衍射/散射式粒度分布計測定的中值粒徑,作為雷射衍射/散射式粒度分布計,使用粒度分布測定裝置「MiCr0traC」(日機裝株式會社製造)。S卩,將要測定平均粒徑的粉末顆粒添加到由濃度0.2質量^WTween 20 (聚氧乙烯00)脫水山梨糖醇單月桂酸酯,關東化學株式會社製造)水溶液構成的50mL分散介質中並攪拌和混合,從而製備懸浮液,將該懸浮液從試料投入口投入到粒度分布測定裝置 "Microtrac"(日機裝株式會社製造)中,進行3分鐘的超聲波處理,然後開始測定。((甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚集體的平均粒徑的測定方法)作為聚集體的平均粒徑,測定基於電子顯微鏡(SEM)照片算出的中值粒徑。具體而言,使用場發射型掃描電子顯微鏡「S-4800型」(Hitachi High-Technologies Corporation製造),在加速電壓1. 5kV、表面無蒸鍍、物鏡200倍的倍率的條件下進行測定。另外,在以下的實施例和比較例中使用的二氧化鈦顆粒的製造方法中、以及在製造該二氧化鈦顆粒時進行的二氧化鈦顆粒的中值粒徑的測定方法和BET比表面積的測定方法、二氧化鈦濃度的測定方法如下。( 二氧化鈦顆粒的中值粒徑的測定方法)中值粒徑通過雷射衍射/散射式粒度分布計測定,使用粒度分布測定裝置「LA-950」 (株式會社堀場製作所製造)作為雷射衍射/散射式粒度分布計來進行。S卩,將要測定中值粒徑的粉末顆粒添加到由濃度0. 2質量%的六偏磷酸鈉水溶液構成的50mL分散介質中並攪拌和混合,從而製備懸浮液,將該懸浮液從試料投入口投入到粒度分布測定裝置「LA-950」(株式會社堀場製作所製造)中,進行3分鐘的超聲波處理,然後開始測定。( 二氧化鈦顆粒的BET比表面積的測定方法)BET比表面積通過氮吸附法測定,使用BET比表面積測定裝置「M0N0S0RB」 (Yuasa Ionics Co.,Ltd.製造)進行。該BET比表面積測定裝置(Yuasa Ionics Co.,Ltd.製造)通過BET 一點法進行測定。( 二氧化鈦濃度的測定方法)二氧化鈦濃度、具體而言是原鈦酸漿料和金紅石轉變促進晶種漿料中的二氧化鈦濃度如下測定將漿料分取到坩堝中乾燥,然後在溫度750°C的條件下進行煅燒處理,從而測定。[ 二氧化鈦顆粒的製造例1](鈦酸漿料的製備)通過氨水中和四氯化鈦水溶液,然後過濾水洗,從而得到溼餅狀態的原鈦酸。此後,將所得溼餅狀態的原鈦酸和純水投加到混合機中,充分攪拌混合,從而得到原鈦酸漿料。(溼式粉碎過程)使用戴諾磨「DYNO-MILL」(SHINMARU ENTERPRISES CORPORATION 製造),向該戴諾磨主體的容積約600mL的內部填充480mL平均粒徑0. 6mm的二氧化鈦珠(Toyama Ceramic K. K.製造),並且以流量160mL/分鐘的條件送入所得原鈦酸漿料,轉動設置在該主體內部的旋轉葉片,由此進行戴諾研磨處理,從而得到原鈦酸漿料(以下也稱為「粉碎處理完的鈦酸漿料」)。該粉碎處理完的鈦酸漿料中的二氧化鈦濃度為10. 39質量%。(噴霧乾燥過程)首先,在溼式粉碎過程中得到的粉碎處理完的鈦酸漿料中混合二氧化鈦濃度 19. 98質量%的金紅石轉變促進晶種漿料,以使與存在於粉碎處理完的鈦酸漿料中的二氧化鈦的質量比(鈦酸中的二氧化鈦質量/金紅石轉變促進晶種中的二氧化鈦質量)為95/5 的比例,在該混合物中添加純水,從而將二氧化鈦濃度調整成5. 0質量%來製備混合漿料。 使用家庭用混合機將所得混合漿料攪拌混合,然後通過200目的篩除去粗顆粒,從而得到噴霧乾燥處理用漿料(以下也稱為「噴霧乾燥處理用漿料」)。接著,使用噴霧乾燥機「MDL-050C」 (藤崎電機株式會社製造),通過滾柱泵向該噴霧乾燥機送入噴霧乾燥處理用漿料,按照滾柱泵的流量25mL/分鐘(送入純水時的設定流量)、進氣溫度200°C、排氣溫度65 85°C、空氣量80L/分鐘的條件進行噴霧乾燥處理。對於通過該噴霧乾燥處理而得到的乾燥顆粒體,在設置在噴霧乾燥機中的由玻璃容器和袋濾器構成的粉末回收部分,將中值粒徑大的物質回收到玻璃容器內,將中值粒徑小的物質回收到袋濾器內。
在這裡,在噴霧乾燥機中,將回收到玻璃容器內的物質稱為「旋流器產品」,另一方面,將回收到袋濾器內的物質稱為「袋產品」。(煅燒過程)將噴霧乾燥過程中得到的乾燥顆粒體中作為旋流器產品回收的物質投入到煅燒坩堝中,使用電爐「SK-3035F」 (Μ0Τ0ΥΑΜΑ Co.,Ltd.製造),按照煅燒溫度850 °C (升溫速度10°C /分鐘)、煅燒時間6小時的煅燒條件進行煅燒處理,然後進行自然冷卻,從而得到煅燒顆粒。(溼式粉碎過程)首先,將200g煅燒過程中得到的煅燒顆粒、350mL平均粒徑0. 6mm的二氧化鈦珠 (Toyama Ceramic K. K.製造)和350mL純水分別投入0. 87L容量的罐磨機中,使用罐磨機旋轉臺「ANZ-51S」(日陶科學株式會社製造)進行6小時的旋轉處理,從而得到煅燒顆粒被粉碎、分散而成的二氧化鈦漿料。接著,將所得二氧化鈦漿料投入到玻璃制燒杯中,然後投入純水以使總液量達到 3L,進行一夜的自然沉澱處理。此後,抽吸除去上清液,在殘留的殘渣中添加適當量的純水, 然後使用超聲波洗滌機進行分散處理,從而得到用於供給酸洗處理的二氧化鈦漿料。(酸洗過程)在溼式粉碎過程中得到的煅燒顆粒中添加為1當量濃度的量的鹽酸,在室溫下使用攪拌馬達攪拌三小時,從而進行酸洗處理。此後,通過傾析除去上清液,使用布氏漏鬥利用純水將殘渣過濾洗滌,確認到濾液的電阻率為IOkQ ·πι以上。此後,回收洗滌濾餅,使用恆溫乾燥機在溫度110°C的條件下乾燥處理,使用設有篩徑1. 5mm的篩網的離心粉碎機 「ZM100」 (株式會社日本精機製作所製造)按照轉速HOOOrpm的條件進行乾式粉碎處理, 從而得到中值粒徑2. 7 μ m、BET比表面積1. 95m2/g的二氧化鈦顆粒(以下也稱為「二氧化鈦顆粒(a)」)。所得二氧化鈦顆粒(a)由使用粉末X射線衍射計「RINT1200」 (Rigaku Corporation製造)的粉末X射線衍射的結果確認到其為金紅石型二氧化鈦顆粒,另外,由利用掃描型電子顯微鏡「S-3200N」(株式會社日立製作所製造)觀察的結果確認到其形狀為球狀。[ 二氧化鈦顆粒的製造例2]通過與二氧化鈦顆粒的製造例1同樣的方法,得到中值粒徑3. ΙμπκΒΕΤ比表面積 2. lm2/g的二氧化鈦顆粒(以下也稱為「二氧化鈦顆粒(b) 」)。所得二氧化鈦顆粒(b)由使用粉末X射線衍射計「RINT1200」 (Rigaku Corporation製造)的粉末X射線衍射的結果確認到其為金紅石型二氧化鈦顆粒,另外,由利用掃描型電子顯微鏡「S-3200N」(株式會社日立製作所製造)觀察的結果確認到其形狀為球狀。[ 二氧化鈦顆粒的製造例3]通過與二氧化鈦顆粒的製造例1同樣的方法,得到中值粒徑2. 9 μ m、BET比表面積 2. 5m2/g的二氧化鈦顆粒(以下也稱為「二氧化鈦顆粒(c) 」)。所得二氧化鈦顆粒(c)由使用粉末X射線衍射計「RINT1200」 (Rigaku Corporation製造)的粉末X射線衍射的結果確認到其為金紅石型二氧化鈦顆粒,另外,由利用掃描型電子顯微鏡「S-3200N」(株式會社日立製作所製造)觀察的結果確認到其形狀為球狀。[實施例1]通過將44. 885質量%作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的聚甲基丙烯酸甲酯粉末(平均粒徑39. 77 μ m,平均分子量167000,顆粒形狀球狀;積水化成品工業株式會社製造)、6. 707質量%作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的聚甲基丙烯酸甲酯粉末(平均粒徑0. 5 μ m,平均分子量190000,顆粒形狀球狀;積水化成品工業株式會社製造)、19. 654質量%作為填料的二氧化鈦顆粒(a)、以及1. 474質量%作為聚合引發劑的過氧化苯甲醯(川口藥品株式會社製造)混合,從而得到混合粉末成分。另一方面,在27. OM質量%作為(甲基)丙烯酸酯系單體的甲基丙烯酸甲酯(和光純藥株式會社製造)中添加和混合0. 256質量%作為聚合加速劑的N,N- 二甲基對甲苯胺(三星化學研究所製造),從而得到混合液體成分。接著,通過將所得各混合粉末成分和混合液體成分分別單獨容納在容器內,從而製作由含聚合引發劑試劑盒成分和含單體試劑盒成分構成的骨水泥組合物(以下也稱為 「骨水泥組合物試劑盒(1) 」),其中,所述含聚合引發劑試劑盒成分由該混合粉末成分構成, 所述含單體試劑盒成分由該混合液體成分構成。在該骨水泥組合物試劑盒(1)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為57. 094質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為13. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為5.妨4質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為0.947質量%。接著,向聚四氟乙烯制的混煉容器中投入骨水泥組合物試劑盒(1)中的含聚合引發劑試劑盒成分,然後投入該骨水泥組合物試劑盒(1)的含單體試劑盒成分,從而得到骨水泥組合物。對於該骨水泥組合物,依照基於IS05833的測定方法,混煉30秒鐘之後,進一步在脫氣氣氛下混煉1分鐘,此後,用戴有無粉的膠乳制外科用手套的手處理混煉物,測定達到不發生在該外科用手套上的附著的狀態所需的時間,從而確認麵團時間。結果示於表1。另外,將確認了麵團時間之後的混煉物裝入到設有外徑0. 5mm的熱電偶線的聚四氟乙烯制的模具中,通過該熱電偶線,每5秒測定一次混煉物的溫度,從而基於所確認的最高溫度算出固化時間。結果示於表1。[實施例2]在實施例1中,使用平均粒徑33. 93 μ m、重均分子量141000、顆粒形狀為球狀的聚甲基丙烯酸甲酯粉末(積水化成品工業株式會社製造)作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,使該(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為45. 401質量%,使(甲基) 丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為6. 191質量%,除此之外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒( 」)。在該骨水泥組合物試劑盒O)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為57. 750質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為12. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為5.妨4質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為0.947質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒O),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例3]在實施例1中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒在使用噴霧乾燥機製成平均粒徑40 μ m的聚集體(顆粒形狀球狀)之後再使用,除此之外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒C3)」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(3),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例4]在實施例2中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒在使用噴霧乾燥機製成平均粒徑40 μ m的聚集體(顆粒形狀球狀)之後再使用,除此之外,與該實施例2同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(4)」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒,通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例5]在實施例1中,使用平均粒徑45. 58 μ m、重均分子量141000、顆粒形狀為球狀的聚甲基丙烯酸甲酯粉末(積水化成品工業株式會社製造)作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,使該(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為44. 369質量%,使(甲基) 丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為7. 223質量%,除此之外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒( 」)。在該骨水泥組合物試劑盒(5)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為56. 438質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為14. 0質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(5),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例6]在實施例5中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒在使用噴霧乾燥機製成平均粒徑40 μ m的聚集體(顆粒形狀球狀)之後再使用,除此之外,與該實施例5同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(6)」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(6),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例7]在實施例1中,使用平均粒徑31. 11 μ m、重均分子量148900、顆粒形狀為球狀的聚甲基丙烯酸甲酯粉末(積水化成品工業株式會社製造)作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,使該(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為30. 059質量%,另外使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為5. 305質量%,該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒在使用噴霧乾燥機製成平均粒徑40 μ m的聚集體(顆粒形狀球狀)之後再使用; 並且作為填料,代替二氧化鈦顆粒(a)使用二氧化鈦顆粒(b),使其用量為39. 293質量%, 使過氧化苯甲醯的用量為1. 473質量%,且使甲基丙烯酸甲酯的用量為23. 575質量%,並且使N,N-二甲基對甲苯胺的用量為0. 295質量%,除此之外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(7)」)。在該骨水泥組合物試劑盒(7)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為51. 000質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為15. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為6.248質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為1. 251質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(7),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例8]在實施例1中,使用平均粒徑12. 93 μ m、重均分子量139600、顆粒形狀為球狀的聚甲基丙烯酸甲酯粉末(積水化成品工業株式會社製造)作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,使該(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為23. 575質量%,另外使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為5. 894質量%,該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒在使用噴霧乾燥機製成平均粒徑40 μ m的聚集體(顆粒形狀球狀)之後再使用; 並且作為填料,代替二氧化鈦顆粒(a)使用二氧化鈦顆粒(b),使其用量為39. 293質量%, 使過氧化苯甲醯的用量為1. 473質量%,且使甲基丙烯酸甲酯的用量為29. 470質量%,並且使N,N-二甲基對甲苯胺的用量為0. 295質量%,除此之外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒( 」)。在該骨水泥組合物試劑盒(8)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為39. 999質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為20. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為5. 000質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為1.000質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(8),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例9]在實施例1中,不使用二氧化鈦顆粒,另外,使用平均粒徑30. 00 μ m、重均分子量 135000、顆粒形狀為球狀的聚甲基丙烯酸甲酯粉末(積水化成品工業株式會社製造)作為 (甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,使該(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為63. 425質量%,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為3. 338質量%,且使甲基丙烯酸甲酯的用量為31. 419質量%,並且使將N,N- 二甲基對甲苯胺的用量為0. 344質量%,除此之外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(9)」)。在該骨水泥組合物試劑盒(9)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為64. 599質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為5. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為4. 691質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為1.095質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(9),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例10]在實施例9中,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為60. 087質量%, 使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為6. 676質量%,除此之外,與該實施例9 同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(10)」)。在該骨水泥組合物試劑盒(10)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為61. 200質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為10. 0質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(10),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例11]在實施例9中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒在使用噴霧乾燥機製成平均粒徑40 μ m的聚集體(顆粒形狀球狀)之後再使用,除此之外,與該實施例9同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(11)」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(11),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例12]在實施例10中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒在使用噴霧乾燥機製成平均粒徑40μπι的聚集體(顆粒形狀球狀)之後再使用,除此之外,與該實施例10同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(1 」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(12),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例I3]在實施例3中,使用平均粒徑40. 46 μ m、重均分子量154700、顆粒形狀為球狀的聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物粉末(積水化成品工業株式會社製造)作為(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒,使該(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為43. 867質量%,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為7. 440質量%,作為填料,代替二氧化鈦顆粒(a)使用二氧化鈦顆粒(c),使其用量為19. 646質量%,使過氧化苯甲醯的用量為1.473質量%,使甲基丙烯酸甲酯的用量為27. 7 質量%,使N,N-二甲基對甲苯胺的用
24量為0. 295質量%,除此之外,與該實施例3同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為 「骨水泥組合物試劑盒(1 」)。在該骨水泥組合物試劑盒(1 中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為55. 820質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為14. 5質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為5. 400質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為1.081質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(13),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例14]在實施例13中,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為35. 904質量%,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為6. 336質量%,作為填料,使用 19. 646質量% 二氧化鈦顆粒(c)和9. 823質量%硫酸鋇,使甲基丙烯酸甲酯的用量為 26. 523質量%,除此之外,與該實施例13同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(14)」)。在該骨水泥組合物試劑盒(14)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為52. 214質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為15. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為5. 5M質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為1. 112質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(14),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例15]在實施例14中,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為32. 181質量%,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為6. 130質量%,使硫酸鋇的用量為 14. 735質量%,使甲基丙烯酸甲酯的用量為25. 540質量%,除此之外,與該實施例14同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(1 」)。在該骨水泥組合物試劑盒(1 中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為50. 400質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為16. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為5. 767質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為1. 155質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(15),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例16]在實施例14中,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為觀.536質量%,使(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的用量為5. 846質量%,使硫酸鋇的用量為 19. 646質量%,使甲基丙烯酸甲酯的用量為24. 558質量%,除此之外,與該實施例14同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(16)」)。在該骨水泥組合物試劑盒(16)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為48. 415質量%,(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總和為17. 0質量%。另外,聚合引發劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為5. 998質量%,聚合加速劑相對於(甲基)丙烯酸酯系單體的比率為1. 201質量%。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(16),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例Π]在實施例14中,除了使用氧化鋯代替硫酸鋇以外,與該實施例14同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(17)」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(17),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例I8]在實施例15中,除了使用氧化鋯代替硫酸鋇以外,與該實施例15同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(1 」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(18),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[實施例I9]在實施例16中,除了使用氧化鋯代替硫酸鋇以外,與該實施例16同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「骨水泥組合物試劑盒(19)」)。接著,對於所得骨水泥組合物試劑盒(19),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[比較例1]在實施例1中,除了使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為51. 592質量%、且不使用(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒以外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「比較用骨水泥組合物試劑盒(1)」)。在該比較用骨水泥組合物試劑盒(1)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為65. 625質量%。接著,對於所得比較用骨水泥組合物試劑盒(1),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[比較例2]在實施例1中,除了使用平均粒徑4.0μπι的聚甲基丙烯酸甲酯粉末代替(甲基) 丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒以外,與該實施例1同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「比較用骨水泥組合物試劑盒( ,,)。接著,對於所得比較用骨水泥組合物試劑盒O),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[比較例3]在實施例2中,除了使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為51. 592質量%、且不使用(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒以外,與該實施例2同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「比較用骨水泥組合物試劑盒(3)」)。在該比較用骨水泥組合物試劑盒(3)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為65. 625質量%。接著,對於所得比較用骨水泥組合物試劑盒(3),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[比較例4]在實施例2中,除了使用平均粒徑4.0μπι的聚甲基丙烯酸甲酯粉末代替(甲基) 丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒以外,與該實施例2同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「比較用骨水泥組合物試劑盒(4),,)。接著,對於所得比較用骨水泥組合物試劑盒,通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[比較例5]在實施例7中,除了使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為35. 364質量%、且不使用(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒以外,與該實施例7同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「比較用骨水泥組合物試劑盒(5)」)。在該比較用骨水泥組合物試劑盒(5)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為60. 001質量%。接著,對於所得比較用骨水泥組合物試劑盒(5),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。[比較例6]在實施例8中,除了使(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的用量為29. 470質量%、且不使用(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒以外,與該實施例8同樣地製作骨水泥組合物試劑盒(以下也稱為「比較用骨水泥組合物試劑盒(6)」)。在該比較用骨水泥組合物試劑盒(6)中,(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的含有比率相對於全部基材形成用成分為50. 000質量%。接著,對於所得比較用骨水泥組合物試劑盒(6),通過與實施例1同樣的方法確認麵團時間並且算出固化時間。結果示於表1。
權利要求
1.一種骨水泥組合物,其特徵在於,其含有平均粒徑為10 60μπι的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、和平均粒徑為0. 1 2. 0 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、和(甲基)丙烯酸酯系單體、和聚合引發劑,其中,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總量為5 30質量%。
2.根據權利要求1所述的骨水泥組合物,其特徵在於,其含有填料。
3.根據權利要求2所述的骨水泥組合物,其特徵在於,所述填料至少包含二氧化鈦顆粒。
4.根據權利要求3所述的骨水泥組合物,其特徵在於,所述二氧化鈦顆粒是通過雷射衍射/散射式粒度分布計測定的中值粒徑為0. 5 7. 0 μ m的球狀顆粒。
5.根據權利要求2 4中的任一項所述的骨水泥組合物,其特徵在於,所述填料包含硫酸鋇和/或氧化鋯。
6.根據權利要求1 5中的任一項所述的骨水泥組合物,其特徵在於,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以平均粒徑30 50 μ m的聚集體的形態含有。
7.一種骨水泥組合物試劑盒,其特徵在於,該試劑盒用於得到權利要求1所述的骨水泥組合物,其包括含有(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒和聚合引發劑的含聚合引發劑試劑盒成分;以及含有(甲基)丙烯酸酯系單體的含單體試劑盒成分。
8.根據權利要求7所述的骨水泥組合物試劑盒,其特徵在於,所述含聚合引發劑試劑盒成分含有至少包含二氧化鈦顆粒的填料。
9.根據權利要求7或8所述的骨水泥組合物試劑盒,其特徵在於,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以平均粒徑30 50 μ m的聚集體的形態含有。
10.一種骨水泥固化體的製造方法,其特徵在於,其具有下述工序在平均粒徑為10 60 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和平均粒徑為0. 1 2. 0 μ m的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的存在下,將(甲基)丙烯酸酯系單體和聚合引發劑混煉,使該 (甲基)丙烯酸酯系單體聚合,其中,相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總量,以5 30質量%的量使用所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒。
11.根據權利要求10所述的骨水泥固化體的製造方法,其特徵在於,經過將(甲基)丙烯酸酯系單體與聚合引發劑的混煉物放置的過程,從而使(甲基)丙烯酸酯系單體聚合。
12.根據權利要求10或11所述的骨水泥固化體的製造方法,其特徵在於,(甲基)丙烯酸酯系單體與聚合引發劑的混煉在(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒和(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、以及至少包含二氧化鈦顆粒的填料的存在下進行。
13.根據權利要求10 12中的任一項所述的骨水泥固化體的製造方法,其特徵在於, 所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的一部分或全部以平均粒徑30 50 μ m的聚集體的形態混煉。
全文摘要
本發明的目的是提供骨水泥組合物和用於得到骨水泥組合物的骨水泥組合物試劑盒及骨水泥固化體的製造方法,該骨水泥組合物直至達到能夠進行良好的處理作業的狀態所需的時間、即麵團時間短,結果,直至開始處理作業所需的時間變短,從而可以獲得高作業效率。本發明的骨水泥組合物的特徵在於,其含有平均粒徑為10~60μm的(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒、和平均粒徑為0.1~2.0μm的(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒、和(甲基)丙烯酸酯系單體、和聚合引發劑,其中,所述(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒的含有比率相對於該(甲基)丙烯酸酯系聚合物小粒徑顆粒與(甲基)丙烯酸酯系聚合物大粒徑顆粒的總量為5~30質量%。
文檔編號A61L27/00GK102333553SQ20108000945
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月23日 優先權日2009年2月25日
發明者上田泰行, 中村孝志, 今村匡志, 後藤公志, 吹田德雄, 澀谷武宏, 西井啟晃 申請人:國立大學法人京都大學, 石原產業株式會社

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