JP2003135585A - Implant and method of manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、チタン系金属に
よる基体の表面に各種の医用機能性向上物質を結合剤に
より固定する技術に関し、詳しくは前記基体の表面に形
成したチタニアゲル層に結合剤を介して医用機能性向上
物質を固定してなる生体インプラント材とその製造方法
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for immobilizing various kinds of medical functionality-improving substances on the surface of a substrate made of titanium-based metal with a binder, and more specifically to a titania gel layer formed on the surface of the substrate with a binder. The present invention relates to a bioimplant material in which a medical function improving substance is fixed via a material and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来技術とその問題点】チタンまたはチタン合金等の
チタン系材料は、軽量かつ強靭で生体内における耐腐食
性に優れており、さらに生体適合性をも有することか
ら、人工関節、骨接合材、人工歯根、人工弁、人工心臓
等の医用材料として用いられている。人工関節、人工歯
根等は、生体内の硬組織に埋設するものについては、骨
組織との結合適性を要するが、チタン系材料は骨組織と
の結合適性を有していない。また、チタン系材料は抗血
栓性において十分ではなく、人工弁、人工心臓に用いる
場合、血栓形成を防止するための抗凝固剤の使用が不可
欠となっている。さらに、チタン系材料を用いた皮膚端
子の開発研究も進められているが、チタン系材料は生体
組織との結合性に欠けることから、感染の防止が困難な
状況にある。2. Description of the Related Art Titanium-based materials such as titanium and titanium alloys are lightweight and tough, have excellent in vivo corrosion resistance, and have biocompatibility. It is used as a medical material for artificial tooth roots, artificial valves, artificial hearts, etc. Artificial joints, artificial tooth roots, and the like, which are to be embedded in hard tissues in the living body, need to have a bondability with bone tissue, but titanium-based materials do not have a bondability with bone tissue. In addition, titanium-based materials are not sufficient in antithrombotic properties, and when used in artificial valves and artificial hearts, it is essential to use anticoagulants to prevent thrombus formation. Further, although research and development of a skin terminal using a titanium-based material is also underway, since the titanium-based material lacks the bondability with a living tissue, it is difficult to prevent infection.
【０００３】以上の観点から、チタン系材料について
は、従来から種々の技術改良がなされている。 例え
ば、硬組織への埋設に供するため、チタン系材料の金属
表面に生体親和性に優れた生体活性ガラス、あるいはハ
イドロオキシアパタイト等のリン酸カルシウム系セラミ
クスからなる被覆層を形成して生体内の硬組織との結合
性を確保しようとする技術が提供されている。しかしな
がら、前記セラミクス類とチタン系材料との結合性自体
に難があり、セラミクス類が硬組織と結合しても肝心の
チタン系材料は介在物としてのセラミクス類から剥離し
てしまうことが多い。 また、これらのセラミクス類に
は抗血栓性がなく、これに対する適正な対処も課題とな
る。From the above viewpoints, various technical improvements have been made in the past for titanium-based materials. For example, in order to be embedded in hard tissue, a bioactive glass with excellent biocompatibility or a coating layer made of calcium phosphate ceramics such as hydroxyapatite is formed on the metal surface of the titanium-based material to form hard tissue in vivo. A technology is provided to try to secure the bondability with. However, the bondability between the ceramics and the titanium-based material itself is difficult, and even if the ceramics bind to hard tissue, the important titanium-based material often separates from the ceramics as inclusions. In addition, these ceramics do not have antithrombotic properties, and proper measures against them are also an issue.
【０００４】セラミクス類とチタン系材料との結合性を
向上させるため、ハイドロオキシアパタイト被膜を段階
的に形成する技術も開示されているが（特開平１−２７
５７６６号）、その工程は複雑であり、高濃度アルカリ
溶液を用いる危険性、あるいは高温加熱による形状、材
質の変化等への懸念も存在する。A technique for forming a hydroxyapatite coating stepwise in order to improve the bondability between ceramics and a titanium-based material has also been disclosed (JP-A-1-27).
No. 5766), the process is complicated, and there is a risk of using a high-concentration alkaline solution or a change in shape or material due to high temperature heating.
【０００５】一方、チタン系材料にタンパク質を固定し
てハイドロアパタイトの結合性向上に資する技術とし
て、チタン表面へ金を蒸着してシスチンを結合させ、カ
ルボジイミドによりコラ−ゲンを固定する方法（「生体
材料」第１９巻（２００１年）１０〜２０ペ−ジ）、ア
ルキルシランを用いてシラン化したチタン表面にアルカ
リフォスターゼを固定化する方法（J.Biomedical Mater
ial Research, 第４０巻３２４〜３３５ペ−ジ、 １９
９８年）等が開示されているがいずれも真空蒸着装置を
必要とするなど、容易に実施することは困難である。On the other hand, as a technique for immobilizing a protein on a titanium-based material to improve the binding property of hydroapatite, a method of depositing gold on the surface of titanium to bind cystine and immobilizing collagen with carbodiimide (see Materials "Vol. 19 (2001) 10-20 pages), Method for immobilizing alkaline phosphatase on titanium surface silanized with alkylsilane (J. Biomedical Mater
ial Research, Vol. 40, pages 324-335, 19
1998) and the like are disclosed, but all of them require a vacuum vapor deposition device and are difficult to implement easily.
【０００６】[0006]
【発明の概要】本願発明は、上記従来の状況に鑑みてな
されたもので、チタン系材料表面にチタニアゲル層を形
成し、このチタニアゲル層と医用機能性向上物質とを所
定の結合剤、すなわち前記医用機能性向上物質の固定化
試薬により結合させて、抗血栓性、硬組織のみならず軟
組織を含む組織結合性その他、幅広い機能性を有する生
体インプラント材の実現を目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and a titania gel layer is formed on the surface of a titanium-based material, and the titania gel layer and a medical-function-improving substance are mixed with a predetermined binder, that is, The purpose of the present invention is to realize a bioimplant material having a wide range of functions such as antithrombogenicity, tissue-binding property including not only hard tissue but also soft tissue, by binding with an immobilizing reagent of a medical function-improving substance.
【０００７】すなわち、本願発明は、生体インプラント
材をチタン系金属による基体と、この基体表面に形成し
たチタニアゲル層に官能基を有する結合剤によりタンパ
ク質などの医用機能性向上物質を固定して形成し、上記
目的を達成する。That is, according to the present invention, a bioimplant material is formed by immobilizing a biofunctional material such as protein on a substrate made of titanium metal and a titania gel layer formed on the surface of the substrate with a binder having a functional group. , To achieve the above purpose.
【０００８】上記構成において、結合剤の官能基はチタ
ニアゲル層における水酸基とならびに医用機能性向上物
質と共有結合をなす官能基を有することがある。In the above structure, the functional group of the binder may have a hydroxyl group in the titania gel layer and a functional group that forms a covalent bond with the medical-function-improving substance.
【０００９】さらに、上記構成において、結合剤を、ジ
イソチアネート、臭化シアン、ジエポキシのいずれかで
構成することがある。Further, in the above constitution, the binder may be constituted by any one of diisotianate, cyanogen bromide and diepoxy.
【００１０】また、上記構成において、チタニアゲル層
における水酸基が他の官能基に変換処理されており、結
合剤の官能基は水酸基以外の前記他の官能基ならびに医
用機能性向上物質と共有結合する構成となすことがあ
る。Further, in the above constitution, the hydroxyl group in the titania gel layer is converted into another functional group, and the functional group of the binder is covalently bonded to the above-mentioned other functional group other than the hydroxyl group and the medical functionality improving substance. There is something to say.
【００１１】上記において、前記他の官能基はアミノ基
となすことがある。In the above, the other functional group may be an amino group.
【００１２】さらに、上記において、結合剤はアミノ基
に共有結合をなす官能基を有することがある。Further, in the above, the binder may have a functional group that forms a covalent bond with the amino group.
【００１３】また、上記いずれかの生体インプラント材
において、医用機能性向上物質はさらにチタニアゲル内
に拡散・浸透して架橋剤により結合されチタニアゲル構
造内に係合固定する構成となすことがある。In any one of the above-mentioned bioimplant materials, the medical function improving substance may be further diffused / penetrated into the titania gel, bonded by a cross-linking agent, and engaged and fixed in the titania gel structure.
【００１４】さらにまた、次の工程からなる生体インプ
ラント材の製造方法を提供して上記目的を達成する。
（ａ）チタン系金属による基体をチタニアゲル化処理し
て基体表面に水酸基を有するチタニアゲル層を形成する
工程、（ｂ）所定の医用機能性向上物質ならびに前記水
酸基と共有結合する官能基を有する結合剤により前記医
用機能性向上物質をチタニアゲル層に固定する工程。Furthermore, the above object is achieved by providing a method for producing a bioimplant material comprising the following steps. (A) a step of forming a titania gel layer having a hydroxyl group on the surface of the substrate by subjecting a titanium metal substrate to a titania gelation treatment, (b) a predetermined medical functionality-improving substance and a binder having a functional group covalently bonded to the hydroxyl group. The step of fixing the above-mentioned medical functional enhancement substance to the titania gel layer by.
【００１５】また、以下のように構成する生体インプラ
ント材の製造方法を提供して上記目的を達成する。
（ａ）チタン系金属による基体をチタニアゲル化処理し
て基体表面にチタニアゲル層を形成する工程、（ｂ）チ
タニアゲル層における水酸基を他の官能基に変換処理す
る工程、（ｃ）所定の医用機能性向上物質ならびに前記
他の官能基と共有結合する官能基を有する結合剤により
前記医用機能性向上物質をチタニアゲル層に固定する工
程。Further, the above object is achieved by providing a method for producing a bioimplant material having the following structure. (A) a step of forming a titania gel layer on the surface of the substrate by subjecting a titanium metal substrate to a titania gelation treatment, (b) a step of converting a hydroxyl group in the titania gel layer into another functional group, and (c) a predetermined medical functionality Immobilizing the medical functionality-improving substance on the titania gel layer with a binder having a functional group that covalently bonds with the enhancing substance and the other functional group.
【００１６】さらに、いずれかの製造方法において、工
程（ａ）に係るチタニアゲル層は医用機能性向上物質が
拡散・浸透できる構造であり、前記共有結合に加えてさ
らに、架橋剤により医用機能性向上物質を結合させてゲ
ル層に係合固定させるように構成することがある。そし
て、さらに生体インプラント材の製造方法を以下のよう
に構成することがある。
（ａ）チタン系金属による基体表面にチタニアゲル層を
形成する工程、（ｂ）前記チタニアゲル層内に所定の医
用機能性向上物質を拡散・浸透させる工程、（ｃ）ゲル
構造内に拡散・浸透した医用機能性向上物質を架橋剤に
より結合させてチタニアゲルに係合固定する工程。Further, in any one of the manufacturing methods, the titania gel layer according to the step (a) has a structure capable of diffusing and penetrating a substance for improving medical functionality, and in addition to the covalent bond, further improving the medical function by a crosslinking agent. The material may be configured to be combined and fixedly engaged with the gel layer. Further, the method for producing a bioimplant material may be configured as follows. (A) a step of forming a titania gel layer on the surface of a substrate made of a titanium-based metal, (b) a step of diffusing / penetrating a predetermined medical-functionality-improving substance into the titania gel layer, (c) diffusion / penetration into a gel structure A step of binding a medical-function-enhancing substance with a cross-linking agent to engage and fix it on the titania gel.
【００１７】[0017]
【発明の実施形態】以下、本願発明の実施形態を説明す
る。 チタン系材料の表面におけるチタニアゲルの形成
は、被固定物質としての医用機能性向上物質の固定に十
分量の水酸化チタンを生成できる方法またはおよび医用
機能性向上物質が拡散・浸透できるゲル構造を得られる
方法であれば良い。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. The formation of the titania gel on the surface of the titanium-based material is obtained by a method capable of producing a sufficient amount of titanium hydroxide for immobilization of the medical-function-improving substance as the substance to be immobilized or a gel structure capable of diffusing and penetrating the medical-improvement substance. Any method can be used.
【００１８】チタニアゲル層に被固定物質としての医用
機能性向上物質を介在固定する結合剤は、チタニアゲル
層における水酸基と結合する官能基と医用機能性向上物
質と結合する官能基との双方を有するものを使用し、こ
れにはジイソシアネート、臭化シアン、ジエポキシ等が
挙げられる。The binder that interposes and fixes the medical-function-improving substance as the substance to be immobilized on the titania gel layer has both a functional group that bonds with a hydroxyl group and a functional group that bonds with the medical-function improving substance in the titania gel layer. Is used, and examples thereof include diisocyanate, cyanogen bromide, diepoxy and the like.
【００１９】被固定物質としての医用機能性向上物質
は、上記結合剤の官能基と結合できることを要し、例え
ば、血漿アルブミン、ヘパリン等の抗血栓機能を有する
もの、あるいは、抗血小板剤などの抗凝固剤等が挙げら
れる。これらは、チタニアゲル層に直接固定するか、ま
たはマイクロカプセルにより固定される。The substance for improving medical functionality as the substance to be immobilized is required to be able to bind to the functional group of the above-mentioned binder, and examples thereof include those having an antithrombotic function such as plasma albumin and heparin, or antiplatelet agents. Anticoagulants and the like can be mentioned. These are fixed directly to the titania gel layer or fixed by microcapsules.
【００２０】さらに、医用機能性向上物質としてコラー
ゲンを固定してハイドロアパタイトに対する結合性を付
与し、硬組織結合性を向上させる。 また、コラーゲン
その他の細胞接着分子の固定により、軟組織結合性の向
上を実現できる。Furthermore, collagen is fixed as a substance for improving the functionality of medical use to impart a binding property to hydroapatite, thereby improving a hard tissue binding property. Further, by fixing collagen or other cell adhesion molecules, it is possible to improve the soft tissue bondability.
【００２１】また、チタニアゲル層における水酸基を化
学反応により他の官能基に変えて、この官能基と結合す
る結合剤を使用することにより、結合剤の選択肢を広げ
ることができる。 例えば、エピクドロヒドリン化した
アンモニアと無水コハク酸の反応により水酸基をアミノ
基に変換して、アミノ基反応性を有するカルボジイミ
ド、グルタールアルデヒド等を結合剤として選択し、併
せてこれら結合剤により固定される医用機能性向上物質
としてコラーゲン等のタンパク質を選択する。Further, by changing the hydroxyl group in the titania gel layer to another functional group by a chemical reaction and using a binder that binds to this functional group, the choice of binders can be expanded. For example, a hydroxyl group is converted to an amino group by the reaction of epicudrohydrinized ammonia and succinic anhydride, and carbodiimide, glutaraldehyde, or the like having amino group reactivity is selected as a binder, and these binders are also combined. A protein such as collagen is selected as the substance for improving medical functionality fixed by.
【００２２】またさらに、チタニアゲル層のゲル構造内
に医用機能性向上物質を拡散・浸透させ、前記物質の架
橋剤を用いてその物質をゲル構造内に３次元的に係合固
定できる。 すなわち、医用機能性向上物質としてタン
パク質を採用する場合、架橋剤としてカルボジイミド、
グルタールアルデヒド等を使用できる。 このような固
定方法は、単独または前述の官能基による共有結合と併
せて採用することができる。Furthermore, the medical-function-improving substance can be diffused and permeated into the gel structure of the titania gel layer, and the substance can be three-dimensionally engaged and fixed in the gel structure by using a crosslinking agent for the substance. That is, when a protein is used as the medical functionality-improving substance, carbodiimide as a crosslinking agent,
Glutaraldehyde and the like can be used. Such an immobilization method can be employed alone or in combination with the above-mentioned covalent bond with a functional group.
【００２３】[0023]
【発明の実施例】次に、本願発明の１実施例を説明す
る。 この実施例では、過酸化水素処理により形成され
たチタニアゲル層へ医用機能性向上物質としてのコラー
ゲンを結合剤としてのジイソシアネートを用いて固定し
た。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, one embodiment of the present invention will be described. In this example, collagen as a medical function-improving substance was fixed to a titania gel layer formed by hydrogen peroxide treatment using diisocyanate as a binder.
【００２４】鏡面加工したチタン材片（1mm ×1mm ×
0.2mm）を30wt% の過酸化水素を含む水溶液に侵浸し、
摂氏６０で４８時間保持した。チタン材片を反応液から
から取り出し、蒸留水で洗浄した後に室温で乾燥した。
乾燥後のチタン材片（以後試験片とする）をＸ線光電
分光法で調べたところ、表面に形成されたチタニアゲル
層において水酸化チタンの生成が明確に認められた。他
方、過酸化水素水未処理の対照チタン材片にはもちろん
水酸化チタンの生成はない。Mirror-finished titanium piece (1 mm × 1 mm ×
0.2 mm) in an aqueous solution containing 30 wt% hydrogen peroxide,
Hold at 60 degrees Celsius for 48 hours. The titanium material piece was taken out of the reaction solution, washed with distilled water, and then dried at room temperature.
When the dried titanium material pieces (hereinafter referred to as test pieces) were examined by X-ray photoelectric spectroscopy, the formation of titanium hydroxide was clearly observed in the titania gel layer formed on the surface. On the other hand, of course, no titanium hydroxide was formed in the control titanium piece not treated with the hydrogen peroxide solution.
【００２５】上記試験片にコラーゲン水溶液５０μｇを
均等に塗布し、室温で風乾した後、この試験片を結合剤
としての５％のトルエン２，４−ジイソシネートを含む
ベンゼン溶液に侵浸し、摂氏６０で３時間密封保持し
た。 その後、試験片を反応液から取り出し、ベンゼン
により洗浄した後、室温で乾燥した。このジイソシネー
ト反応後の試験片と反応前の試験片の双方につき、Ｘ線
光電子分光法で表面分析を行って比較した。図１に示す
ように反応前の試験片では窒素は検出されなかったが、
ジイソシネート反応後の試験片では、図２に示すように
窒素が明瞭に認められた。また、炭素の量も顕著に増加
している。以上により、イソシアネートは水酸化チタン
と共有結合を生じることが判明する。An aqueous solution of collagen (50 μg) was evenly applied to the test piece and air-dried at room temperature. Then, the test piece was immersed in a benzene solution containing 5% toluene 2,4-diisocyanate as a binder, and the temperature was 60 ° C. It was kept sealed for 3 hours. Then, the test piece was taken out from the reaction solution, washed with benzene, and then dried at room temperature. Both the test piece after the diisocyanate reaction and the test piece before the reaction were subjected to surface analysis by X-ray photoelectron spectroscopy for comparison. As shown in FIG. 1, nitrogen was not detected in the test piece before the reaction,
In the test piece after the diisocyanate reaction, nitrogen was clearly recognized as shown in FIG. In addition, the amount of carbon has increased significantly. From the above, it is found that isocyanate forms a covalent bond with titanium hydroxide.
【００２６】次いで、コラーゲンの固定状況を脱着実験
により確認した。比較対照試料として、表面にチタニア
ゲル層を形成したチタン材片（以後対照片）を用意し、
前記結合剤による処理をなさずにチタニアゲル層にコラ
ーゲンを前述の試験片と同様に塗布した。Next, the state of collagen fixation was confirmed by a desorption experiment. As a comparative control sample, a titanium material piece (hereinafter referred to as a control piece) having a titania gel layer formed on its surface was prepared,
Collagen was applied to the titania gel layer without treatment with the binder in the same manner as the above-mentioned test piece.
【００２７】コラーゲンを塗布した上記試験片と対照片
とを、２Ｎの塩酸水溶液に侵浸し、摂氏６０度で８時間
保持した。 その後、反応液を一定量採取し、試験片、
対照片のそれぞれから脱離したコラーゲン量をクマシン
ブルーの定色により定量したところ、試験片では１８μ
ｇ、対照片では４６μｇのコラーゲン脱離が認められ、
結合剤による固定処理をなしていない対照片では、塗布
したコラーゲンの５０μｇのうち、実に４６μｇが脱離
する結果となっている。これに反して、結合剤による固
定処理をなした試験片では、濃度２Ｎ、温度摂氏６０度
の条件で塩酸水溶液に侵浸するという過酷な条件下で
も、大半のコラーゲンが残存していることが判明する。The test piece coated with collagen and the control piece were immersed in a 2N hydrochloric acid aqueous solution and kept at 60 ° C. for 8 hours. After that, a certain amount of the reaction solution was sampled, a test piece,
The amount of collagen detached from each of the control pieces was quantified by the constant color of KUMINE BLUE.
g, 46 μg of collagen desorption was observed in the control piece,
In the control piece that was not fixed with the binder, 46 μg of the applied collagen (50 μg) was actually released. On the contrary, most of the collagen remained in the test piece fixed with the binder even under the severe condition of being immersed in the hydrochloric acid aqueous solution under the condition of the concentration of 2N and the temperature of 60 degrees Celsius. Prove.
【００２８】さらに、フーリエ変換赤外線反射スペクト
ル測定により、脱離せずに残存したコラーゲンを確認す
る作業を行った。すなわち、コラーゲンの前記脱着実験
を経た試験片および対照片を蒸留水で洗浄した後、室温
で乾燥して両片の表面を測定した。図３の測定スペクト
ルに示すように、試験片（図３（ａ））ではタンパク質
のアミド（矢符ｃとｄ）の特性吸収帯に対応する吸収が
明瞭に観測されたのに対して、対照片（図３（ｂ））で
は観測されなかった。 以上の実験から、コラーゲンが
結合剤としてのジイソシネートを介してチタニアゲル層
に強固に固定されることが判明した。Further, the work of confirming the collagen remaining without being detached by the Fourier transform infrared reflection spectrum measurement was performed. That is, the test piece and the control piece that had undergone the desorption experiment of collagen were washed with distilled water and then dried at room temperature to measure the surfaces of both pieces. As shown in the measurement spectrum of FIG. 3, in the test piece (FIG. 3 (a)), the absorption corresponding to the characteristic absorption band of the amide (arrows c and d) of the protein was clearly observed. It was not observed in the lighting piece (Fig. 3 (b)). From the above experiment, it was found that collagen was firmly fixed to the titania gel layer via diisocyanate as a binder.
【００２９】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれば
チタン系材料による生体インプラント材の表面において
所望の医用機能性向上物質が強固に固定・保持されるの
で、抗血栓性、組織結合性、生体適合性その他、優れた
医用機能性を具える医用材料を得ることができる。As described above, according to the present invention, the desired substance for improving medical functionality is firmly fixed and held on the surface of the bioimplant material made of the titanium-based material, so that the antithrombotic property and the tissue binding property are obtained. It is possible to obtain a medical material having excellent biocompatibility and other medical functionality.
【図１】 イソシアネート反応未処理の試験片の表面の
Ｘ線光電子分光スペクトルである。FIG. 1 is an X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the surface of a test piece that has not been subjected to an isocyanate reaction.
【図２】 イソシアネート反応処理をなした試験片の表
面のＸ線光電子分光スペクトルである。FIG. 2 is an X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of a surface of a test piece subjected to an isocyanate reaction treatment.
【図３】 結合剤によるコラーゲンのチタン片表面への
固定状況を示す赤外線反射スペクトルである。FIG. 3 is an infrared reflection spectrum showing the state of fixation of collagen on the surface of titanium by a binder.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三田村 好矩 北海道札幌市北区13条西８丁目北海道大学 大学院工学研究科内 (72)発明者 能勢 之彦 アメリカ合衆国 テキサス州 ヒュ−スト ン、ワンベイラ− プラザ テキサス メ デイカル センター内 Ｆターム(参考） 4C081 AB02 AB06 AB35 BA13 CD122 CG02 DA02 DC03 EA02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Yoshinori Mitamura Hokkaido University, Sapporo City, Kita-ku, Article 13 West 8-chome Graduate School of Engineering (72) Inventor Nobuhiko Nose United States Texas Hust One Beira Plaza Texas Me Inside the decal center F-term (reference) 4C081 AB02 AB06 AB35 BA13 CD122 CG02 DA02 DC03 EA02
Claims (11)
面に形成したチタニアゲル層に官能基を有する結合剤に
より所要の医用機能性向上物質を共有結合により固定し
てなることを特徴とする生体インプラント材。1. A bioimplant which comprises a base made of titanium metal and a required functional-improving substance covalently fixed to a titania gel layer formed on the surface of the base by a binder having a functional group. Material.
タニアゲル層における水酸基ならびに医用機能性向上物
質と共有結合をなす官能基を有していることを特徴とす
る生体インプラント材。2. The bioimplant material according to claim 1, wherein the functional group of the binder has a hydroxyl group in the titania gel layer and a functional group forming a covalent bond with the medical-function-improving substance.
アネート、臭化シアン、ジエポキシのいずれかであるこ
とを特徴とする生体インプラント材。3. The bioimplant material according to claim 2, wherein the binder is any one of diisotianate, cyanogen bromide and diepoxy.
ける水酸基が他の官能基に変換処理されており、結合剤
の官能基は水酸基以外の前記他の官能基ならびに医用機
能性向上物質と共有結合していることを特徴とする生体
インプラント材。4. The hydroxyl group in the titania gel layer according to claim 1, wherein the hydroxyl group is converted into another functional group, and the functional group of the binder is covalently bonded to the other functional group other than the hydroxyl group and the medical functionality improving substance. A bioimplant material characterized in that
ミノ基であることを特徴とする生体インプラント材。5. The bioimplant material according to claim 4, wherein the other functional group is an amino group.
共有結合をなす官能基を有していることを特徴とする生
体インプラント材。6. The bioimplant material according to claim 5, wherein the binder has a functional group that forms a covalent bond with an amino group.
用機能性向上物質はさらにチタニアゲル内に拡散・浸透
して架橋剤により結合されチタニアゲルに係合固定され
ていることを特徴とする生体インプラント材。7. The bioimplant material according to any one of claims 1 to 5, wherein the medical-function-improving substance is further diffused and permeated into the titania gel, bound by a cross-linking agent, and engaged and fixed to the titania gel. .
製造方法。 （ａ）チタン系金属による基体をチタニアゲル化処理し
て基体表面に水酸基を有するチタニアゲル層を形成する
工程、（ｂ）所定の医用機能性向上物質ならびに前記水
酸基と共有結合する官能基を有する結合剤により前記医
用機能性向上物質をチタニアゲル層に固定する工程。8. A method for producing a bioimplant material, which comprises the following steps. (A) a step of forming a titania gel layer having a hydroxyl group on the surface of the substrate by subjecting a substrate made of a titanium-based metal to a titania gelation treatment, (b) a predetermined medical functionality-improving substance and a binder having a functional group covalently bound to the hydroxyl group. The step of fixing the above-mentioned medical functional enhancement substance to the titania gel layer by.
製造方法。 （ａ）チタン系金属による基体をチタニアゲル化処理し
て基体表面にチタニアゲル層を形成する工程、（ｂ）チ
タニアゲル層における水酸基を他の官能基に変換処理す
る工程、（ｃ）所定の医用機能性向上物質ならびに前記
他の官能基と共有結合する官能基を有する結合剤により
前記医用機能性向上物質をチタニアゲル層に固定する工
程。9. A method for producing a bioimplant material, which comprises the following steps. (A) a step of forming a titania gel layer on the surface of the substrate by subjecting a titanium metal substrate to a titania gelation treatment, (b) a step of converting a hydroxyl group in the titania gel layer into another functional group, and (c) a predetermined medical functionality Immobilizing the medical functionality-improving substance on the titania gel layer with a binder having a functional group that covalently bonds with the enhancing substance and the other functional group.
て、工程（ａ）に係るチタニアゲル層は医用機能性向上
物質が拡散・浸透できる構造であり、前記共有結合に加
えてさらに、架橋剤により医用機能性向上物質を結合さ
せてゲル層に係合固定させるようにしたことを特徴とす
る生体インプラント材の製造方法。10. The titania gel layer according to claim 8 or 9, which has a structure capable of diffusing and penetrating a medical-functionality-improving substance, and further comprises a cross-linking agent for medical use in addition to the covalent bond. A method for producing a bioimplant material, characterized in that a functionality-enhancing substance is bound to be engaged and fixed to a gel layer.
の製造方法。 （ａ）チタン系金属による基体表面にチタニアゲル層を
形成する工程、（ｂ）前記チタニアゲル層内に所定の医
用機能性向上物質を拡散・浸透させる工程、（ｃ）ゲル
構造内に拡散・浸透した医用機能性向上物質を架橋剤に
より結合させてチタニアゲルに係合固定する工程。11. A method for producing a bioimplant material, which comprises the following steps. (A) a step of forming a titania gel layer on the surface of a substrate made of a titanium-based metal, (b) a step of diffusing / penetrating a predetermined medical-functionality-improving substance into the titania gel layer, (c) diffusion / penetration into a gel structure A step of binding a medical-function-enhancing substance with a cross-linking agent to engage and fix it on the titania gel.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005319022A (en) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Japan Science & Technology Agency | Inorganic compound complex, its manufacturing method and medical material |
| JP2006158961A (en) * | 2004-11-09 | 2006-06-22 | Jsr Corp | Article for bio-related substance and method of manufacturing the same, coating composition for adsorption prevention of bio-related substance, and method of using the same |
| JP2018143767A (en) * | 2017-03-06 | 2018-09-20 | 多木化学株式会社 | Collagen-titanium complex |
-
2001
- 2001-11-01 JP JP2001336278A patent/JP2003135585A/en active Pending
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| JP7031980B2 (en) | 2017-03-06 | 2022-03-08 | 多木化学株式会社 | Collagen-titanium complex |
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