硬组织再生材料以及硬组织再生方法

摘要

提供一种硬组织再生能力优异、非常有效地促进牙齿珐琅质的再石灰化、且保护性和美观性均优异的硬组织再生材料以及硬组织再生方法。本发明的硬组织再生材料，例如，其是将形成有生物体亲和性陶瓷膜的基材浸渍在不溶解所述生物体亲和性陶瓷膜、且溶解所述基材的至少一部分的溶剂中，以使基材溶解或分离而得到的生物体亲和性陶瓷膜，同时所述硬组织再生材料具有可挠性和柔软性。另外，本发明的硬组织再生方法是将本发明的硬组织再生材料粘贴或包覆在硬组织缺损部位的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬组织再生能力、保护性和美观性均优异的硬组织再生 材料以及使用该再生材料的硬组织再生方法。

背景技术

对于长骨、颈骨和颅骨等的骨缺损部，通常实施利用骨填充材料的组织 修复。作为骨填充材料的材质，要求其具有良好的生物体亲和性和骨传导能 力。作为上述材质，通常使用的有羟基磷灰石（Hydroxyapatite）（以下简称 为HAp）等的磷酸钙系陶瓷等。不过，如果将这些陶瓷作为大块状（bulk） 的块状形成物来使用，则存在有可能使中心部的感染概率增高的问题。因此， 使用明胶等粘合剂（例如，参照专利文献1）。

另外，蛀牙菌附着在牙齿表面形成牙垢，引起蛀牙的蛀牙菌在牙垢中通 过食物的代谢而产生酸，所产生的酸导致钙或磷从牙齿表面的正下面开始溶 出，从而使牙齿珐琅质脱矿而形成初期蛀牙状态。作为促进再石灰化的物质， 已知有HAp等磷酸钙系陶瓷等。其中，由于HAp等难溶于水，其与牙齿的 粘着性较差，因此通过涂布等方式，无法获得充分的效果。

因此，采取以下方式：例如，在与牙齿粘接的水溶性或膨润性支承物质 中分散HAp等而获得牙科用粘接膜（例如，参照专利文献2），或者，对将 含有HAp的涂剂涂布在牙齿表面而成的物质，照射电磁波，从而使HAp晶 体生长在牙齿表面上（例如，参照专利文献3）。

然而，在专利文献1、2所记载的膜中，由于所使用的明胶等的粘着力不 充分，因此存在其难以固着在硬组织上的问题。另外，实施专利文献3所记 载的方法时，需要使用涂剂照射装置，因此存在实施方式无法简便的问题。

而且，以往的硬组织再生材料的主要目的在于修复硬组织的缺损等的硬 组织修复，无法用于骨组织、牙周组织的再生，例如，当为牙齿的情况下， 无法使牙周组织（牙槽骨、牙根膜、牙骨质和牙龈）再生。

此外，为了使牙齿看起来较白，盛行利用过氧化氢或过氧化脲素等漂白 剂进行牙齿漂泊的牙齿美白。然而，利用过氧化氢或过氧化脲素等漂白剂进 行过漂白的牙齿表面会在短时间内被薄膜或牙菌斑（plague）所覆盖掉，因 此存在牙齿提早褪回原色的问题。

另一方面，发明人已开发出具有可挠性和柔软性、且可用于皮肤等组织 移植以及细胞观察等的生物体亲和性陶瓷膜（例如，参照专利文献4）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2003-517326号公报

专利文献2：日本特表2004-536032号公报

专利文献3：日本特开平10-337296号公报

专利文献4：国际专利公开2007-108373号公报

发明内容

发发明要解决的课题

本发明的课题在于，提供一种硬组织再生能力强、非常有效地促进牙齿 珐琅质的再石灰化、且保护性和美观性均优异的硬组织再生材料以及使用该 再生材料的硬组织再生方法。

用于解决课题的方法

本发明的发明人发现，仅仅将本发明的硬组织再生材料接触到牙齿缺损 部位或骨组织缺损部位，则几乎不可逆地进行粘合，从而保护骨组织缺损部 位，同时显示出优异的硬组织再生能力，据此完成了本发明。即本发明为如 下所述。

本发明的硬组织再生材料，其是：在基材上形成生物体亲和性陶瓷膜， 所述基材包含在可保持生物体亲和性陶瓷膜形状的环境下能够去除的部分， 形成生物体亲和性陶瓷膜后，在上述环境中去除形成有生物体亲和性陶瓷膜 的基材而得到的生物体亲和性陶瓷膜，具有可挠性和柔软性。

硬组织再生材料也可以是层叠有多个生物体亲和性陶瓷膜的再生材料。 另外，所述硬组织再生材料的生物体亲和性陶瓷膜也可以是选自于由HAp、 氟磷灰石（以下简称为FAp）、碳酸磷灰石和元素取代磷灰石所组成的组中 的任意磷灰石膜。

而且，也可以在硬组织再生材料上层叠磷酸二氢钙（以下简称为MCPM）、 磷酸氢钙（以下简称为DCP）、磷酸三钙（以下简称为α－TCP、β-TCP）、 磷酸四钙（以下简称为TTCP）、磷酸八钙（以下简称为OCP）等含有Ca²⁺和PO₄^3-的磷灰石前驱体。

优选所述硬组织再生材料为牙科治疗材料、牙科美容材料、牙科修复和 保存材料或骨填充材料。如上所述，对本发明的硬组织再生材料而言，仅仅 是使其接触就会发生几乎不可逆的粘合。另外，本发明的硬组织再生材料的 颜色也呈透明~白色。另外，其材料也是安全的HAp等。因此，不仅可作为 医疗用、牙科用的材料，也可以用作牙齿美容材料以提高牙齿的美观性。特 别是，通过将本发明的硬组织再生材料粘贴于刚刚做完美白后的牙齿表面， 能够防止出现牙齿褪回原色的现象的同时，可以修复和保存牙齿。

本发明的硬组织再生方法是将所述硬组织再生材料粘贴或包覆在硬组织 缺损部位的方法。另外，也可以将多个硬组织再生材料粘贴或包覆在硬组织 缺损部位。另外，也可以使用层叠α－TCP等所述磷灰石前驱体而成的硬组 织再生材料。

发明效果

本发明的硬组织再生材料具有可挠性和柔然性，因此，即使是非平面状 的骨组织缺损部位，也能够追随其表面而粘贴或包覆硬组织再生材料。另外， 本发明的硬组织再生材料，仅仅通过与骨组织缺损部位接触，就可以使其发 生几乎不可逆的粘合而不需要特殊装置等。

另外，本发明的硬组织再生材料是透明~白色的材料。本发明的硬组织再 生材料所使用的材料是安全的HAp等。因此，不仅可以用作医疗用材料，还 可以用作提高美观的牙齿美容材料。

附图说明

图1是将本发明的硬组织再生材料用于牙齿珐琅质再生的方法示意图。

图2是90天后利用光学显微镜确认HAp膜对珐琅质的粘着状况的照片。

图3是90天后利用光学显微镜确认HAp膜对象牙质的粘着状况的照片。

图4是90天后利用扫描电子显微镜确认HAp膜对珐琅质的粘着状况的 照片。

图5是90天后利用扫描电子显微镜确认HAp膜对象牙质的粘着状况的 照片。

图6是结晶化BAp（生物磷灰石）膜的外观光学照片。

图7是结晶化BAp（生物磷灰石）膜的X射线衍射分析（X-ray diffraction， 以下简称为XRD）图谱。

图8是结晶化FAp（氟磷灰石）膜的外观光学照片。

图9（a）是结晶化FAp（氟磷灰石）膜的XRD图谱。另外，图9（b） 是对结晶化FAp膜进行能量分散X射线分析（EDX）的结果。而且，图9（c） 是通过傅里叶变换红外光谱法对结晶化FAp膜和结晶化HAp膜进行分析、 比较的结果。

图10是将不同性质的硬组织再生材料重叠地粘贴在硬组织上的方法示 意图。

图11是图10的各硬组织再生材料的XRD图谱。

图12表示将图10的各硬组织再生材料重复地粘贴，并通过拉伸试验调 查这种方式给予硬组织再生材料对珐琅质的粘着强度的影响的结果。

图13是调查α-TCP叠层的存在与否给硬组织再生材料对珐琅质的粘着 时间带来的影响的结果的XRD图谱。

图14是通过拉伸试验调查α-TCP叠层的存在与否给硬组织再生材料对 珐琅质的粘着强度带来的影响的结果。

图15是表示使用层叠了α-TCP薄膜的硬组织再生材料时的划痕试验结 果的显微镜照片。

图16是表示使用没有层叠α-TCP薄膜的硬组织再生材料时的划痕试验 结果的显微镜照片。

具体实施方式

1、硬组织再生材料

本发明的硬组织再生材料，例如，其可通过与专利文献4所记载的制造 方法基本相同的方法来制造。具体而言，硬组织再生材料可通过包括成膜工 序、去除工序（溶解工序）等多个工序的制造方法进行制造。以下，进行详 细说明。

（1）成膜工序

成膜工序是在基材上形成生物体亲和性陶瓷膜的工序，所述基材包括在 能够保持生物体亲和性陶瓷膜形状的环境下可去除的部分。

1）基材

作为用于该工序的基材，例如，可举出如专利文献4所述的、包括可溶 于不溶解生物体亲和性陶瓷膜的溶剂的部分的材料构成的基材。具体而言， 可举出氯化钠、氯化钾等的卤化碱金属；非晶质氧化镁等的水溶性无机盐； 以水溶性无机盐或甘氨酸为代表的氨基酸晶体等的水溶性有机物；或者，溶 解于有机溶剂的树脂、对蜡等材料进行成型而得到的材料、萘等的芳香族系 材料。其中，从容易制造较大的生物体亲和性陶瓷膜、价格低廉方面考虑， 优选树脂、牙科用蜡等。

除此之外，作为基材，例如，可使用通过紫外线照射或加热而分解的树 脂；磷或碘等的通过加热而升华的材料；蜡等的通过加热而融解、燃烧的材 料等，只要是由在可保持生物体亲和性陶瓷膜形状的环境下能够去除的材料 构成的基材均可使用，没有特别的限定。

另外，对基材的形状没有特别的限定，可以为板状、半球状或筒状等， 可以根据所制造的硬组织再生材料的形状采用任意形状。其中，优选采用与 需要治疗的齿冠形状相匹配的冠状、桥形等。

另外，基材也可以由不同的多种材料构成而非一种材料构成。例如，基 材不仅可以是：仅由可溶于不溶解生物体亲和性陶瓷膜的溶剂的材料构成的 基材，也可以是：包括由溶解于溶剂的材料构成的部分、以及由玻璃板或铜 板等的不溶于溶剂的材料构成的部分的基材。

通过采用使用了一部分不溶于溶剂的材料的基材，无需在每次制造生物 体亲和性陶瓷膜时全部重新制造基材，由此能够更低廉地制造出硬组织再生 材料。

另外，如果在由不溶于溶剂的材料构成的板的上面，使用以规定图案设 置有由溶解于溶剂的材料构成的突起物的基材，则可以制造出开有贯通孔的 硬组织再生材料。例如，制造出在与缺损部位相近的位置上具有贯通孔的硬 组织再生材料，使药剂等浸渍在贯通孔后进行粘贴，由此能够同时完成硬组 织表面的修复和对硬组织周围的治疗。

如上所述的基材可通过下述方法进行制造：采用激光消融法（Laser  ablation）、溅射法、离子束蒸镀法、电子束蒸镀法、真空蒸镀法、分子束外 延法、化学气相沉积法等方法，在不溶于溶剂的玻璃板或钢板等上面覆盖溶 解于溶剂的材料的方法；在不溶于溶剂的玻璃板或钢板等上面，通过喷雾器 等喷射出溶解了可溶于溶剂的材料的液体，然后进行干燥的方法等。

2）生物体亲和性陶瓷

生物体亲和性陶瓷是指磷灰石及其原材料以及含有它的混合物。在此， 磷灰石是指具有M₁₀(ZO_n)₆X₂组成的矿物群，式中的M例如表示Ca、Na、 Mg、Ba、K、Zn、Al，ZOn例如表示PO₄、SO₄、CO₃，X例如表示OH、F、 O、CO₃。磷灰石例如为HAp、FAp、碳酸磷灰石和元素取代磷灰石。其中， 更优选生物体亲和性高的HAp、具有优异的耐酸性且面向牙科用途的FAp。 另外，作为磷灰石的原材料（前驱体），可举出含有Ca²⁺和PO₄^3-的磷灰石前 驱体，例如MCPM、DCPD、α－TCP、β-TCP、TTCP、OCP；作为含有磷灰 石的混合物，可举出从牛等骨头中提取的生物体磷灰石（以下简称为BAp）。

3）成膜

对于成膜方式，只要是采用激光消融法、如溅射法、离子束蒸镀法、电 子束蒸镀法、真空蒸镀法、分子束外延法、化学气相沉积法等的公知成膜装 置的成膜方法均可使用，没有特别的限定。其中，从能够有效地获得均质膜 的方面考虑，优选激光消融法。

激光消融法，例如按照下述步骤进行。首先，将上述基材放进激光消融 装置内后进行排气，然后往装置内导入含水蒸气的气体或含碳酸气体的气体。 接着，将由Ar准分子激光发生装置等的激光发生装置、反射镜、透镜等构成 的激光光源所发射出的激光照射在靶材上。由此，构成靶材的生物体亲和性 陶瓷被分解而释放出原子、离子和簇（cluster），从而基材的靶材一侧被生 物体亲和性陶瓷膜所覆盖。

在此，作为靶材，使用通过模具对生物体亲和性陶瓷粉末进行加工成型 而得到的靶材。另外，作为含水蒸气的气体，可使用水蒸气、氧-水蒸气混合 气体、氩-水蒸气混合气体、氦-水蒸气混合气体、氮-水蒸气混合气体、空气- 水蒸气混合气体等；作为含碳酸气体的气体，可使用碳酸气体、氧-水蒸气/ 碳酸气体的混合气体、氩-水蒸气/碳酸气体的混合气体、氦-水蒸气/碳酸气 体的混合气体、氮-水蒸气/碳酸气体的混合气体、空气-水蒸气/碳酸气体的 混合气体等，这些气体既可以单独使用，也可以组合使用。

另外，由于生物体亲和性陶瓷膜具有可挠性和柔软性、且保持一定的强 度，因此，生物体亲和性陶瓷膜的厚度为1~100μm，优选为4~50μm。为此， 通过激光消融法等而形成（成膜）生物体亲和性陶瓷膜时的各种条件，例如 基材温度、环境气体的气压等，必须考虑到激光消融装置等的构成或特性并 进行调整，以使上述生物体亲和性陶瓷膜的厚度落在上述厚度范围内。

（2）去除工序

去除工序是指，在能够保持生物体亲和性陶瓷膜形状的环境下，从形成 有生物体亲和性陶瓷膜的基材中去除基材，从而得到生物体亲和性陶瓷膜的 工序。具体而言，如专利文献4所述，可举出将形成有生物体亲和性陶瓷膜 的基材浸渍于溶剂中的方法。

作为此时所使用的溶剂，只要是不溶解生物体亲和性陶瓷膜、且至少溶 解基材中与生物体亲和性陶瓷膜相接触的部分的液体就没有特别的限定，可 以使用水系溶剂、有机溶剂、极性溶剂和非极性溶剂等。当为水系溶剂的情 况下，更优选纯水、细胞培养用缓冲液、细胞培养用液体培养基等。另外， 当为有机溶剂的情况下，优选具有挥发性的、不残留于生物体亲和性陶瓷膜 上的丙酮、己烷、醇类等。另外，对于溶解时间、溶剂温度等，可根据基材 的材质或厚度等任意调节。另外，根据基材的材质，也可以组合使用多个溶 剂。

另外，当使用由通过紫外线照射或加热进行分解、升华、熔化、融解、 燃烧等的材料构成的基材时，利用紫外线灯、加热炉等公知装置去除基材。 其中，对于所照射的紫外线的波长和强度、加热时的温度和环境等，在能够 保持生物体亲和性陶瓷膜形状的范围内，可根据基材的材质进行设定。

另外，去除基材之后，可以对生物体亲和性陶瓷膜进行干燥（干燥工序）， 也可以对生物体亲和性陶瓷膜进行热处理（热处理工序）。

（3）干燥工序

干燥工序是指，用镊子等从溶剂中取出因基材溶解而从基材分离的生物 体亲活性陶瓷膜，并对其进行自然干燥或装置干燥的工序。由此，能够防止 所获得的硬组织再生材料的变形或破损。

（4）热处理工序

成膜结束后，或者膜干燥后，追加在300~1200℃高温的含水蒸气的气体 或含碳酸气体的气体中进行热处理的热处理工序，以使生物体亲和性陶瓷膜 进一步结晶化，由此能够获得更致密的硬组织再生材料。

通过上述方式得到的硬组织再生材料，能够以所制造出的形状直接使用， 也可以剪切成特定形状来使用。通过剪切成特定形状，能够更紧密地填补硬 组织缺损部位。

另外，由HAp、FAp、碳酸磷灰石和元素取代磷灰石制成的硬组织再生 材料具有吸附生物体相关分子的性质。因此，能够使各种生长分化因子TGF-β （转化生长因子）、BMP（骨形态发生蛋白）、IGF-1（胰岛素样生长因子1）、 PDGF（血小板源生长因子）以及bFGF（成纤维细胞生长因子）等因子吸附 在硬组织再生材料上。然后，通过将吸附有这些各种因子的硬组织再生材料 粘贴在牙齿上，由此还可再生骨、牙齿的周围组织。

而且，通过上述工序获得的硬组织再生材料是透明的材料。通过下述方 法可将该硬组织再生材料加工成白色：（1）在350℃以上的温度下进行热处 理以提高膜的结晶性，增大膜表面的凹凸，并使光发生漫反射；（2）对膜进 行水热处理以增大膜表面的凹凸，并使光发生漫反射；（3）用磷灰石的纳米 粒子覆盖膜表面，增大表面的凹凸，并使光发生漫反射；（4）将白色涂料涂 布在膜上，且在其上部再贴上膜，从而形成夹心型再生材料等。由此，可制 造出美观性优异的硬组织再生材料。

另外，也可以替换靶材来进行成膜，从而层叠不同种类的生物体亲和性 陶瓷膜而制造出硬组织再生材料。另外，通过粉体沉积、模拟体液法、交替 浸渍法、分子前驱体法等公知方法，也可以将含有Ca²⁺和P0₄^3-的磷灰石前驱 体层叠在生物体亲和性陶瓷膜的表面上，如将MCPM、DCPD、α－TCP、 β-TCP、TTCP、OCP等层叠在生物体亲和性陶瓷膜的表面。由此，能够同时 提高不同的性质，例如，可同时提高强度和对硬组织的粘着性。

2、粘合方法

本发明的硬组织再生材料，如果将其粘贴或包覆在硬组织缺损部位，则 其会牢固地粘合在该部位上。由于发生几乎不可逆的粘合，因此，即使没有 粘接剂等的情况下也能够进行粘合。图1是将本发明的硬组织再生材料用于 牙齿珐琅质再生的方法示意图。如图1所示，仅仅将本发明的硬组织再生材 料粘贴在硬组织缺损部位，就能够使其发生粘着。

其原因被认为是：当硬组织再生材料的HAp等与牙质等的表面相接触 时，因分子间力引起的引力起作用，从而成为容易粘着的状态的缘故。另外， 如果所含有的胶原蛋白等有机质或水分较多，则本发明的硬组织再生材料变 得难以粘着，且即使粘着在一起，也因干燥而发生的收缩，从而在本发明的 硬组织再生材料产生应力而出现开裂或部分脱离的现象。因此，进行粘着时， 通过研磨等方式除去存在于牙质（珐琅质、象牙质全部）等表面的有机物， 或控制水分量即可。

另外，本发明的硬组织再生材料可开有多个孔，也可以通过重叠多个而 使用。由此，使粘贴时所使用的粘贴液变得容易渗透，从而在缺损部位较深 的情况下，也能够进行充分的填补。通过重叠多个硬组织再生材料的方式来 使用时，既可以重叠同一种类的硬组织再生材料，也可以重叠不同种类的硬 组织材料。例如，从离硬组织较近的一侧开始，重叠结晶性低且接近非晶质 的硬组织材料、结晶性低的硬组织材料和结晶性高的硬组织材料，由此，能 够同时具有粘着性和强度。

另外，为了进一步加强硬组织再生材料和硬组织之间的粘着性，例如可 使用以下方法。

（1）采用脱矿、再石灰化方式的粘着

利用人工唾液，或利用如磷酸二氢钙（calcium primary phosphat）水溶液 等的含有弱酸性的Ca²⁺和PO₄^3-的溶液，将硬组织再生材料附着在牙质上，从 而在硬组织再生材料与牙质的界面上引起暂时的脱矿现象，然后在中性或碱 性的环境下，使达到过饱和状态的Ca²⁺和PO₄^3-返回到牙质并引起再石灰化， 使磷灰石膜与牙质发生粘着。由于仅使用磷灰石或磷酸钙等的无机物质，因 此，与使用药剂或高分子材料等的情况相比，减少发生过敏的担心，且能够 减少侵入。

（2）使用高分子材料的粘着

目前，也可以通过采用了牙科治疗用高分子材料的牙质粘着系统来粘着 硬组织再生材料和牙质。牙质粘着系统能够在短时间内且一步法完成粘合。

（3）采用通过激光使磷灰石熔融的熔融粘着方式

目前，也可以通过控制应用于牙科治疗中的牙质削除用激光的输出功率， 熔融HAp，从而使磷灰石膜与牙质发生熔融粘着。由于仅使用磷灰石或磷酸 钙等无机物质，因此与使用药剂或高分子材料等的情况不同，可以减少发生 过敏的担心。

基于使用本发明的硬组织再生材料，不仅可以实现珐琅质的再生，也可 以使包括象牙质的硬组织再生。因此，本发明的硬组织再生材料，可以作为 修复牙齿表面微细凹凸、保护、预防龋齿、强化牙质、美白作用、可治疗感 觉过敏症等的牙科治疗材料、牙科美容材料、牙科修复/保存材料、以及治疗 骨缺损或骨折等的医学材料来使用。

以下，根据实施例对本发明进行说明，但本发明在任何意义上也不会限 定于下述实施例。

实施例1

1、硬组织再生材料的性能试验

制造出本发明的硬组织再生材料，并对其与牙质的粘着状态进行了调查。 以下，对其详细情况进行说明。

（1）硬组织再生材料的制造

通过激光消融法（以下简称为PLD），在由NaCl单晶构成的基材上形 成HAp膜。具体来说，将氯化钠结晶（10mm×10mm×2.5mm）抓持在PLD 装置（近畿大学生物理工学部本津研究室设计、由诚南工业株式会社制造） 的试样抓持装置上，进行了18个小时的采用ArF准分子激光（λ=193nm、脉 冲宽度=20ns）的PLD，从而形成厚度约10μm的HAp膜。

其中，基材温度为300℃、所使用的环境气体为氧-水蒸气的混合气体， 混合气体的气压为0.8mTorr。另外，作为膜的原材料即靶材，使用细胞载体 （セルヤ一ドペレツ卜、CELLYARD）颗粒（由PENTAX公司制造、化学 计量组成的HAp）。

接下来，将NaCl基板溶解于纯水中，回收尺寸10mm×10mm、膜厚12μm 的透明且具有可挠性的HAp膜。然后，在400℃温度、氧-水蒸气环境下进行 10小时的热处理，从而使HAp膜进行结晶化。

（2）对珐琅质再石灰化性能的评价试验

将已拔除的人牙，在牙根牙冠交界部进行切断，以使牙冠部分别露出珐 琅质和象牙质，然后用耐水砂纸＃600进行研磨后供实验使用。如图2（2）、 图3（2）所示，在珐琅质、象牙质各试样的中央部放置被裁成5mm×5mm 尺寸的HAp膜，并喷洒人工唾液（Saliveht，由帝人制药株式会社（TEIJIN PHARMA LIMITED）制造）。之后，每隔3日喷一次人工唾液，进行90天 的过程观察（n=3）。90天后，利用光学显微镜确认HAp膜对牙质的粘着状 况。另外，分别用树脂包埋珐琅质、象牙质试样后，用低速金刚石锯片进行 纵向切断以使其穿过HAp膜粘着部的中央，并根据常用方法对其进行处理， 然后利用扫描型电子显微镜来确认粘着部界面。另外，关于已拔除的人牙， 是在得到大阪牙科大学医学伦理委员会的批准后用于实验的。

（3）基于光学显微镜的粘着状态观察结果

图2（1）是90天后利用光学显微镜确认HAp膜对珐琅质的粘着状况的 照片。图中，（a）表示没有粘着有HAp膜的部分；（b）表示粘着有HAp 膜的部分。根据该图可知，在没有粘着有HAp膜的部分可观察到研磨痕迹， 而粘着有HAp膜的部分中看不到研磨痕迹。由此可知，如果使用本发明的硬 组织再生材料，能够修复和保护珐琅质。

图3（1）是90天后利用光学显微镜确认HAp膜对象牙质的粘着状况的 照片。图中，（a）表示没有粘着有HAp膜的部分；（b）表示粘着有HAp 膜的部分。根据该图可知，在没有粘着有HAp膜的部分中没有观察到裂痕等， 在粘着有HAp膜的部分虽然可观察到裂痕或部分膜脱落的现象，但大部分的 膜还是牢固地粘着在象牙质上。出现该裂痕的原因在于，由于象牙质中含有 30%的有机物和水分，经过电子显微镜观察时的对试样的干燥处理，因此产 生了上述裂痕。由此可知，如果使用本发明的硬组织再生材料，能够修复和 保护象牙质。

（4）基于扫描型电子显微镜的粘着状态的观察到结果

图4是90天后利用扫描型电子显微镜确认HAp膜对珐琅质的粘着状况 的照片。如图中尺寸线（寸法バ一）所示，图4（a）是放大倍数低（1500倍） 的照片，图4（b）是放大倍数高（5000倍）的照片。从图4（a）中可观察 到，在珐琅质表面粘着有厚度约10μm的非结构膜的影像。另外，从放大倍 数高的图4（b）中，也观察到了与珐琅质的表面凹凸相匹配地粘着的部分。

图5是90天后利用扫描型电子显微镜确认HAp膜对象牙质的粘着状况 的照片。如图中尺寸线所示，图5（a）是放大倍数低（1500倍）的照片，图 5（b）是放大倍数高（5000倍）的照片。从图5（a）中可以观察到与珐琅质 的情况相同地、在象牙质表面也粘着有厚度约10μm的非结构膜的影像。另 外，从放大倍数高的图5（b）中也确认了以堵住象牙质表面的象牙细管的方 式粘着的部分。

从上述实施例可知，如果将本发明的硬组织再生材料粘贴在珐琅质、象 牙质的表面，则均可以实现珐琅质、象牙质的再生。

实施例2

2、BAp膜的白色化

制造出由BAp组成的膜之后进行热处理，由此调查BAp膜的白色化。 以下，对其内容进行详细说明。

（1）BAp膜的制造

对BAp粉末（由ECCERA（エクセラ）株式会社制造）进行加压成型而 作为块状靶材。向该靶材照射6小时的ArＦ准分子激光（λ=193nm、脉冲宽 度=20ns），并通过PLD法在NaCl基板（10×10×3mm）上形成厚度4μm的 BAp膜。然后，将其浸渍于纯水中仅溶解NaCl基板，由此回收尺寸10mm ×10mm、膜厚4μm的透明且具有可挠性的BAp膜。

其中，基材温度为室温、所使用的环境气体为氧-水蒸气的混合气体，混 合气体的气压为0.8mTorr。另外，所使用的PLD装置与实施例1相同。

（2）热处理

在碳酸气体中加热15小时以使温度达到350℃的条件下，对上述BAp 膜进行后退火处理以使其结晶化。图6是所获得的结晶化BAp膜的外观照 片。图7表示所获得的结晶化BAp膜的X射线衍射分析（X-ray diffraction， 简称为XRD）图谱。图7中，位于XRD的20°附近的宽峰是进行测量时用于 固定膜的非晶质SiO₂固定板的峰。根据图6，确认了所得到的结晶化BAp膜 已变成了白色。另外，根据图7中XRD的●峰，确认了BAp膜已发生结晶 化。由此可知，通过BAp膜的结晶化可实现白色化。

实施例3

3、FAp膜的制造

已知与HAp相比FAp更稳定、且耐酸性高。因此，制造出FAp膜并调 查其性质。

（1）硬组织再生材料的制造

对FAp粉末（太平化学产业株式会社制造）进行加压成型而用作块状靶 材。向该靶材照射8小时的ArＦ准分子激光（λ＝193nm、脉冲宽度=20ns）， 并通过PLD法在NaCl基板（10×10×3mm）上层叠厚度4μm的FAp膜。

其中，基材温度为300℃、所使用的环境气体为氧-水蒸气的混合气体， 该混合气体的气压为0.8mTorr。而且，所使用的PLD装置与实施例1中的装 置相同。

接下来，将NaCl基板溶解于纯水中，回收尺寸10mm×10mm、膜厚4μm 的透明且具有可挠性的FAp膜。然后，在450℃温度、大气环境下进行10 小时的热处理，从而得到结晶化的FAp膜。将所得到的结晶化FAp膜的外观 照片表示在图8中。根据该图，确认已成功获得了由透明的结晶化FAp膜构 成的硬组织再生材料。

（2）FAp硬组织再生材料的评价

通过基于2θ/θ法的XRD，测定结晶化FAp膜的XRD。并将其结果表示 在图9（a）中。从该图中可知，FAp膜已进行了结晶化。另外，通过能量分 散X射线分析（EDX）对结晶化FAp膜进行了分析。并将其结果表示在图9 （b）中。根据该图，可以确认FAp膜中存在氟。而且，通过傅里叶变换红 外光谱法（FT-IR）分析结晶化FAp膜和HAp膜，并对其分析结果进行了比 较。将其结果表示在图9（c）中。从该图中可知，与HAp膜相比，FAp膜 中的羟基峰值较低，可知在FAp膜中，HAp膜的羟基被氟取代。通过上述分 析可以确定所得到的膜为FAp膜。

实施例4

4、对重叠粘贴硬组织再生材料的方式的效果确认

将具有不同性质的硬组织再生材料重叠地贴在硬组织上，调查其对提高 粘着强度所带来的效果。具体来说，通过下述方式进行调查。首先，如图10 所示，从牙质T依次粘贴三种膜，即依次粘贴（a）结晶性低且接近于非晶态、 容易溶解的膜；（b）结晶性低的膜；以及（c）结晶性高且难以溶解的膜， 从而制造出硬组织再生材料。然后，调查了所制造出的硬组织再生材料的结 晶性、以及将这些再生材料重叠粘贴在牙质上时带给粘着强度的影响。

（1）硬组织再生材料

与实施例1相同地，通过PLD法制造出HAp膜。对该HAp膜分别进行 下述处理：（a）不进行热处理而直接放置；（b）在350℃、氧-水蒸气环境 下热处理2小时；（c）在350℃、氧-水蒸气环境下热处理10小时。

（2）结晶性分析

通过2θ/θ法，测定硬组织再生材料（a）~（c）的XRD图谱。将其结果 表示在图11（a）~（c）。从这些图谱中可知，通过不同的热处理，硬组织 再生材料（a）~（c）的结晶性发生变化。

（3）拉伸试验

重叠地粘贴不同结晶性的膜，并调查这种方式对硬组织再生材料与牙质 之间的粘着强度所带来的影响。具体来说，与实施例1相同地，将硬组织再 生材料粘贴在珐琅质上，粘贴72小时后，测定硬组织再生材料与珐琅质之间 的粘着强度并进行比较研究。将其结果表示在图12中。从该图中可知，通过 硬组织再生材料的重叠粘贴，提高硬组织再生材料对牙质的粘着强度。

实施例5

5、基于层叠的效果确认

将作为磷灰石前驱体的α-TCP层叠在硬组织再生材料的表面上，并调查 其对硬组织再生材料和珐琅质之间的粘着时间、粘着强度所带来的影响。

（1）层叠有α-TCP的硬组织再生材料的制造

对α-TCP粉末（太平化学产业株式会社制造）进行加压成型而用作块状 靶材。向该靶材照射1小时的ArＦ准分子激光（λ=193nm、脉冲宽度=20ns）， 并通过PLD法，在采用与实施例1相同的方法制造的硬组织再生材料上层叠 厚度300nm的α-TCP薄膜。其中，基材温度为室温、所使用的环境气体为氧 气，该气体的气压为0.8mTorr。另外，所使用的PLD装置与实施例1中的装 置相同。而且，为了便于比较，另外准备了没有层叠α-TCP的硬组织再生材 料。

（2）基于X射线的粘着性能的比较

将层叠了磷灰石前驱体α-TCP的硬组织再生材料和没有层叠α-TCP的硬 组织再生材料，与实施例1相同地分别放置在露出珐琅质的已拔除的人牙齿 上，然后使用pH5.5的磷酸二氢钙水溶液进行粘贴。粘贴后，每天涂布人工 唾液。另外，分别在实施涂布10分钟和1天后，通过2θ/θ法测定XRD图谱。 将其结果表示在图13中。其中，图13（a）表示层叠了α-TCP的硬组织再生 材料的XRD图谱变化；图13（b）表示没有层叠α-TCP的硬组织再生材料的 XRD图谱变化。

从图13（a）可确定，对层叠了α-TCP的硬组织再生材料的XRD图谱而 言，粘贴在珐琅质1天之后，作为磷灰石前驱体的磷酸钙水合物的峰值下降， 从而形成与珐琅质的XRD图谱相等的图谱。另一方面，根据图13（b）可确 定，对没有层叠α-TCP的硬组织再生材料的XRD图谱而言，粘贴在珐琅质1 天之后，除了珐琅质的XRD图谱以外，还是可以看到磷灰石前驱体的峰，由 此得出其与珐琅质的峰不一致。另外，虽然没有图示，但还证实了以下情况： 没有层叠α-TCP的硬组织再生材料的XRD图谱与珐琅质的XRD图谱成为一 致的状态，大约需要一个星期（一周）的时间。根据上述结果可知，通过在 硬组织再生材料上层叠作为磷灰石前驱体的α-TCP膜，能够缩短硬组织再生 材料与珐琅质的粘着时间。

（3）拉伸试验

调查作为磷灰石前驱体的α-TCP膜的存在对硬组织再生材料与牙质之 间的粘着强度所带来的影响。具体来说，采用与（2）相同的方式，将硬组织 再生材粘贴在珐琅质上，经过72小时后，测定硬组织再生材料与珐琅质之间 的粘着强度并进行比较研究。调查结果表示在图14中。从该图中可知，通过 在硬组织再生材料上设置α-TCP薄膜，提高硬组织再生材料对牙质的粘着强 度。

（4）划痕试验

调查作为磷灰石前驱体的α-TCP薄膜的存在对硬组织再生材料与牙质之 间的粘着特性所带来的影响。具体来说，对与（2）相同地将硬组织再生材料 粘贴在珐琅质后层叠了α-TCP的硬组织再生材料，经过1天和3天后利用划 痕试验机进行划痕实验；而对于没有层叠α-TCP的硬组织再生材料，则经过 3天和10天后利用划痕试验机进行划痕实验。通过其划痕粉观察硬组织再生 材料与珐琅质之间的粘着状况并进行比较研究。将其结果表示在图15、图16 中。

其中，图15（a）是仅有珐琅质时的划痕试验结果；图15（b）是层叠了 α-TCP薄膜的硬组织再生材料在1天后的划痕试验结果；图15（c）是层叠 了α-TCP薄膜的硬组织再生材料在3天后的划痕试验结果。另外，图16（a） 是没有层叠α-TCP的硬组织再生材料在3天后的划痕试验结果；图16（b） 是没有层叠α-TCP的硬组织再生材料在10天后的划痕试验结果。

从图15的（b）、（c）可知，在使用层叠了α-TCP的硬组织再生材料 的情况下，从实施划痕第一天开始所产生的划痕粉就处于分不清硬组织再生 材料与珐琅质的边界的均匀状态，由此可以确定硬组织再生材料与珐琅质已 成一体化状态。

另一方面，从图16（a）可知，在3天后的硬组织再生材料与珐琅质的 边界部分（用箭头表示的部分），观察到了硬组织再生材料从珐琅质剥离而 形成的剥离粉，由此可以确定硬组织再生材料与珐琅质没有形成一体化状态。 另外，从图16（b）可知，10天后，所产生的划痕粉处于分不清硬组织再生 材料与珐琅质的边界的均匀状态，由此可以确定硬组织再生材料与珐琅质已 成一体化。

根据上述结果可知，通过在硬组织再生材料上设置α-TCP薄膜，能够使 硬组织再生材料与珐琅质的一体化在一天左右就能实现。

工业实用性

基于本发明的硬组织再生材料，只要存在唾液等液体，则无需经过特殊 处理就能够粘着在珐琅质上，能够保护牙质。由此，通过将硬组织再生材料 直接粘贴在患有初期龋齿或感觉过敏症患者的患牙上，能够促进珐琅质的再 石灰化，进行根本性的治疗。其与目前的感觉过敏症等的治疗法相比，无需 实施削去母牙的珐琅质等措施，能够实现低侵入且缩短治疗期间。而且，是 促进自我组织的再生而并非是基于药物的治疗，因此能够大幅度减轻患者的 负担。另外，本发明的硬组织再生材料透明~白色。因此还可以期待美白效果。 而且，本发明的硬组织再生材料还对牙齿表面具有保护作用。由此，本发明 的硬组织再生材料作为牙科治疗材料、牙科美容材料、牙科修复和保存材料 是有效的。进而，本发明的硬组织再生材料还可以粘着在珐琅质、象牙质上， 因此，也可以作为有效治疗骨缺损的骨填充材料或有效治疗骨折等的医学治 疗材料。