JP2006102499A - 被覆型生物医学装置および関連の方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】フッ化物被覆型の生物医学装置を製造するための方法であって、フッ素の固体供給源の存在下にプラズマに対して生物医学装置の表面を曝露する処理、を含み、この場合に、フッ素の種が前記フッ素の固体供給源から発生して、前記生物医学装置の表面に対して相互作用する、方法、およびその生物医学装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ハロゲン被覆型の生物医学装置、および当該装置を製造するための方法、を提供している。この方法は、一般に、所与の供給源からのハロゲンの種の放出に影響するプラズマを発生する処理、を含む。このハロゲンは上記生物医学装置の表面に対して反応して、ハロゲンの被膜を形成する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、ハロゲン被覆型の生物医学装置、および当該装置を製造するための方法、を提供している。この方法は、一般に、所与の供給源からのハロゲンの種の放出に影響するプラズマを発生する処理、を含む。このハロゲンは上記生物医学装置の表面に対して反応して、ハロゲンの被膜を形成する。
【選択図】図１
Description
〔発明の分野〕
本発明は、生物医学装置、特に、改質された表面を伴う装置、を作成するための、生物医学装置および方法に関連している。
本発明は、生物医学装置、特に、改質された表面を伴う装置、を作成するための、生物医学装置および方法に関連している。
〔発明の背景〕
医療業界において、患者の体の病気のおよび／または損傷した部分を治療するために種々の生物医学装置が利用されている。これらの生物医学装置の例は、膝、腰部、肩、および肘、のプロテーゼ等のような、移植可能な整形外科装置を含む。このような整形外科装置は、一般的に、種々の技法により固定用の骨に固定される１個以上の部品、を含む。この部品が固定用の骨に固定されていることは、このことが、その生物医学装置が適当な様式で機能するようになること、を確実にするので、望ましい。
医療業界において、患者の体の病気のおよび／または損傷した部分を治療するために種々の生物医学装置が利用されている。これらの生物医学装置の例は、膝、腰部、肩、および肘、のプロテーゼ等のような、移植可能な整形外科装置を含む。このような整形外科装置は、一般的に、種々の技法により固定用の骨に固定される１個以上の部品、を含む。この部品が固定用の骨に固定されていることは、このことが、その生物医学装置が適当な様式で機能するようになること、を確実にするので、望ましい。
固定用の骨に生物医学装置の部品を固定するための多数の技法は、その部品の生体適合性の特性に、少なくとも部分的に、依存している。このような種々の固定技法が依存している生体適合性の特性の一例は上記部品の骨伝導性の特性である。特に、所与の部品における骨伝導性の特性はその骨同化性の特性の一因になっている。なお、所与の部品の骨同化性の特性が、その部品の外表面部の周囲、および／または、その中に骨がどれだけ良く成長しているか、を決定し、このことは一般的に、その部品がその骨にどれだけ十分に固定されているか、を決定することを認識する必要がある。言い換えれば、生物医学用の部品の骨同化性の特性が良いほど、その部品がその固定用の骨に十分に固定されるようになる。それゆえ、固定用の骨に所与の部品を固定するための技法が、生体適合性の特性の骨同化性に、少なくとも部分的に、依存している場合に、その部品のその特性を改善することが有利になる。従って、固定用の骨に固定される能力を高める１種類以上の生体適合性の特性を有する生物医学装置が望ましい。さらに、上記のような生物医学装置を製造するための関連の方法も望ましい。
〔発明の概要〕
本発明による、上部に被膜を有する生物医学装置および被覆型の装置を製造する方法、は以下の特徴の１個以上またはこれらの組み合わせを有している。
本発明による、上部に被膜を有する生物医学装置および被覆型の装置を製造する方法、は以下の特徴の１個以上またはこれらの組み合わせを有している。
本発明の一例の態様は被膜物質により被覆されている生物医学装置を製造するための方法を含む。この場合に、被覆される生物医学装置が、金属、合金、有機ポリマー、無機材料またはこれらの任意の組み合わせ物等のような、任意の適当な材料により作成できることを認識する必要がある。本発明の一例の実施形態において、被膜物質により被覆されている生物医学装置を製造するための方法は、プラズマ・チャンバーの中にその生物医学装置および被膜物質の固体供給源を位置決めする処理、を含む。これらの生物医学装置および被膜物質の固体供給源は、その後、プラズマに対して曝露される。このプラズマに対して被膜物質の固体供給源を曝露することにより、上記生物医学装置に対して相互作用して結合するその被膜物質の反応性の物質が生じる。例えば、この被膜物質の反応性の物質は上記の生物医学装置に対してイオン性、共役性、または配位性の結合を形成することができ、これにより、その医療装置の少なくとも一部分をその被膜物質により被覆することができる。この被膜物質はＦ（フッ素）、Ｃｌ（塩素）、Ｂｒ（臭素）、およびＩ（ヨウ素）またはこれらの混合物とすることができる。
本発明の特定の実施形態において、上記被膜物質はフッ素である。従って、この実施形態において、被膜物質により被覆されている生物医学装置を製造するための方法は、プラズマ・チャンバーの中にその生物医学装置およびフッ素の固体供給源を位置決めして、これらの生物医学装置およびフッ素の固体供給源をプラズマに対して曝露する処理、を含む。上記において示されているように、プラズマの存在下において、フッ素の種が上記フッ素の固体供給源から発生する。これらのフッ素の種は、上記生物医学装置の上にフッ化物の被膜を配置するために、その生物医学装置に対して相互作用して結合する。上記被膜物質がフッ素である場合に、そのフッ素の固体供給源は少なくとも１種類のフッ素プラスチック材料を含むことができる。このようなフッ素プラスチック材料の実例は、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、またはこれらの組み合わせ物、を含む。
また、代替例において、被膜物質により被覆された生物医学装置を製造するための方法は、テトラフルオロメタン（tetrafluoromethane）（ＣＦ4 ）および酸素（Ｏ2 ）等のような、気体の混合物の存在下に発生されるプラズマに対して生物医学装置を曝露する処理、を含むことができ、この場合に、所与のフッ素の種が発生する。このフッ素の種は上記生物医学装置に対して相互作用して結合する。例えば、このフッ素の種は上記生物医学装置の金属表面に対して相互作用して結合する。
本発明のさらに別の態様において、被膜物質により被覆された生物医学装置を製造するための方法は、少なくとも１種類の気体を用いてプラズマを発生する処理、を含むことができる。この気体は、水素（Ｈ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、空気、アルゴン（Ａｒ）、テトラフルオロメタン（tetrafluoromethane）（ＣＦ4 ）、またはこれらの混合物、を含むことができるが、これらに限定されない。上記プラズマを発生するためには、約１００ワット（Ｗ）乃至１０００ワット（Ｗ）のエネルギーを伴う、例えば、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）、の高周波数が適当である。また、上記プラズマ工程は約１００ミリトル（１３．３パスカル（Ｐａ））乃至約５００ミリトル（６６．５パスカル（Ｐａ））の圧力下において実行できる。特定の実施形態において、上記プラズマを発生する工程は第１の気体および第２の気体を、連続的に、用いて行なわれる。この第１の気体は第２の気体とは異なっていてもよい。また、これらの第１のガスおよび第２のガスはアルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、テトラフルオロメタン（tetrafluoromethane）（ＣＦ4 ）、またはこれらの混合物、を含むことができる。
別の特定の実施形態において、本発明の方法は、上記チャンバーの中に上記被膜物質の固体供給源を位置決めする前に、そのチャンバーの中において上記生物医学装置の表面を浄化する工程、を含むことができる。この浄化工程は、上記生物医学装置の表面を酸化性のプラズマ処理および／または還元性のプラズマ処理（例えば、５分間の水素（Ｈ2 ）の後に３０分間の（Ｏ2 ））にかけることにより、行なうことができる。この場合に、酸化性のプラズマは、空気、酸素、二酸化炭素、または窒素および酸素の混合物の存在下に、活性化できる。また、この酸化性のプラズマは約１００ワット（Ｗ）乃至約１０００ワット（Ｗ）のワット数を伴う約１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）における高周波数により活性化できる。また、この酸化性のプラズマ処理の進行中において、上記チャンバーは約１００ミリトル（１３．３パスカル（Ｐａ））乃至約５００ミリトル（６６．５パスカル（Ｐａ））の圧力下に維持できる。
本発明の別の例示的な実施形態において、生物医学装置は、例えば、イオン性および／または共役性の結合により生物医学装置に結合しているような、被膜物質が化学的に結合している表面部分、を有している。上述したように、上記被膜物質は所与のハロゲンとすることができ、例えば、フッ素が上記生物医学装置に対して化学的に結合できる。一例の実施形態において、生物医学装置の表面のフッ化物の被膜は、約６原子百分率乃至約５３原子百分率のフッ素含有量を有することができ、溶質／溶媒の残留物が全く存在しないこともあり得る。
本発明のさらに別の特徴が、以下の例示的な実施形態の詳細な説明の考察により、当業者において明らかになるであろう。
〔発明の詳細な説明〕
既に述べられているように、本発明は、生物医学装置および生物医学装置を作成するための方法に、関連している。この「生物医学装置（biomedical device）」は、本明細書において用いられているように、例えば、組織移植片または整形外科用移植片（例えば、膝、腰部、肩、および肘のプロテーゼ等）、診断および／または治療用の血液接触用装置、カテーテル、脈管移植材料またはその他の生物医学的に適している物品、を含む。これらの生物医学装置は、ポリマー等のような任意の適当な生体適合性の基質、ヒドロキシアパタイト、金属、金属合金、またはこれらの任意の組み合わせ物等のような無機の基質、により作成できる。上記の金属および金属合金は、例えば、チタン、チタン合金、ステンレス・スチール、または、ＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）等のような、任意のコバルト基材の合金、を含むことができる。なお、単一の生物医学装置が１個以上の部品により作成可能であることが考慮されている。この場合に、それぞれの部品は同一のまたは異なる基質材料により作成できる。
既に述べられているように、本発明は、生物医学装置および生物医学装置を作成するための方法に、関連している。この「生物医学装置（biomedical device）」は、本明細書において用いられているように、例えば、組織移植片または整形外科用移植片（例えば、膝、腰部、肩、および肘のプロテーゼ等）、診断および／または治療用の血液接触用装置、カテーテル、脈管移植材料またはその他の生物医学的に適している物品、を含む。これらの生物医学装置は、ポリマー等のような任意の適当な生体適合性の基質、ヒドロキシアパタイト、金属、金属合金、またはこれらの任意の組み合わせ物等のような無機の基質、により作成できる。上記の金属および金属合金は、例えば、チタン、チタン合金、ステンレス・スチール、または、ＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）等のような、任意のコバルト基材の合金、を含むことができる。なお、単一の生物医学装置が１個以上の部品により作成可能であることが考慮されている。この場合に、それぞれの部品は同一のまたは異なる基質材料により作成できる。
本発明は、上部に被膜を有する生物医学装置を製造するための方法、を提供している。この場合に、上記被膜が、Ｆ（フッ素）、Ｃｌ（塩素）、Ｂｒ（臭素）、およびＩ（ヨウ素）またはこれらの元素の混合物、を含むことができることが考慮されている。このハロゲンは上記生物医学装置の表面に対してイオン性および／または共役性の結合を形成できる。また、上記被膜は上記ハロゲンの１種類だけまたはその混合物により構成でき、あるいは、これらのハロゲンの１種類以上に加えて別の元素を含むことも可能である。なお、以下の説明が上記被膜物質としてフッ素を使用することに関連していることを認識する必要がある。しかしながら、本明細書において示されているように、本明細書において説明されている方法における被膜物質としての別のハロゲンも考慮されている。加えて、上部に配置されている１種類以上の上記の開示されているハロゲンを含む、被膜を、上部において有する生物医学装置も考慮されている。
生物医学装置の上にフッ化物の被膜を配置することに関して、その被膜は抗菌剤として作用し、さらに／または、その生物医学装置に対する組織および／または骨の結合を助長する。また、このフッ化物の被膜は生物医学装置の表面上に形成されている構造（例えば、骨が内部に向かって成長できる、生物医学装置の表面上に形成されている、気孔、凹み、またはその他の表面構造等）の中への骨の成長を促進することもできる。本発明の一例の態様は、プラズマ・チャンバーの中に被覆処理される生物医学装置を配置した後に、フッ素の固体供給源の存在下に上記チャンバーの中にプラズマを形成する処理、を含む。この結果、そのプラズマの中の反応性の種が上記フッ素の固体供給源に対して相互作用し、この相互作用により、上記フッ素の固体供給源から放出されるフッ素の種が生じる。この固体材料から放出される、フッ素イオンまたは遊離ラジカル等のような、フッ素の種は、例えば、上記の生物医学装置の表面、に対して反応して、その上にフッ化物の被膜を形成する。例えば、上記フッ素の固体供給源から放出されるフッ素は上記生物医学装置の表面に対して共役的に結合して、フッ化物の被膜を形成する。
上記において示されているように、本発明の一例の実施形態において、そのフッ素供給源は、フッ素プラスチック材料等のような、フッ素含有の固体である。しかしながら、適当な条件下においてプラズマに対して曝露される時に生物医学装置を被覆できるフッ素の種を放出する限りにおいて、任意のフッ素含有の固体が本発明において利用可能であることを認識する必要がある。加えて、大部分のフッ素含有ガス（Ｆ2 、ＣＦ4 等）が健康上および環境上の危険性を引き起こす可能性があるので、フッ素の固体の供給源の使用が気体の供給源よりも有利であることが当然に理解されるべきである。加えて、気体のフッ素供給源は、フッ素の固体の供給源よりも、取り扱い、保管、および操作が難しい。本発明の方法において使用可能であるフッ素プラスチック材料は、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ、商品名：テフロン（TEFLON）、デユポン社（DuPont Company）の登録商標）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ、商品名：キナール（KYNAR）、ペンウォルト社（Penwalt Company）の登録商標）、およびポリフッ化ビニル（ＰＶＦ、商品名：テドラー（TEDLAR）、デユポン社（DuPont Company）の登録商標）、を含むが、これらに限定されない。これらの材料は種々の形態、大きさおよび寸法で入手可能である。例えば、上記のテフロン（TEFLON）は、配管用テープ、リング、ボール、またはブロックとして、入手可能である。また、テドラー（TEDLAR）は多様なフィルムまたは樹脂の形態で入手可能である。また、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、およびヨウ素（Ｉ）等の、別のハロゲンの固体供給源においては、他の固体の供給源が利用可能である。例えば、塩素化、臭素化、および／またはヨウ素化した、固体のポリマーが上記被膜物質の固体供給源として使用できる。特に、ハロゲンの塩素（Ｃｌ）の固体供給源の実例はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）である。既に述べられているように、フッ素等のような、ハロゲンの固体供給源の取り扱いは容易であり好都合である。例えば、テフロン（TEFLON）テープは適当な大きさに切って、被覆処理される生物医学装置または物品に対して、プラズマ・チャンバーの中に種々の様式で配置できる。
しかしながら、本発明が固体でないフッ素の供給源の使用を排除しないことも認識する必要がある。例えば、ＣＦ4 またはＦ2 のガスが、単独または、酸素（Ｏ2 ）等のような、別の気体との組み合わせにおいて、生物医学装置の被覆において使用可能であることも考慮されている。また、約１０部のＯ2 に対する約９０部のＣＦ4 の比率における、ＣＦ4 ／Ｏ2 の混合物が生物医学装置のプラズマ誘発型のフッ素被覆処理において有効であることが見出されている。加えて、固体でないフッ素の供給源が、生物医学装置に対して相互作用するためのフッ素の種を発生するために、フッ素の固体の供給源と共に利用可能であることが考慮されている。
上述されている「プラズマ処理（plasma process）」に関して、この用語は低エネルギーの放電により開始される低温（非平衡状態の）ガス・プラズマを意味する。このプラズマ処理は活発な気体分子を含むエネルギー依存性の処理として理解できる。すなわち、活発な気体分子間の衝突は、その気体のイオン、励起された分子、および遊離ラジカルを含む、反応性の種、すなわち、「プラズマ（plasma）」の形成を生じる。このプラズマを発生するために用いられる気体またはガスは、フッ素の固体供給源から反応性のフッ素の種を放出できる反応性の種を生成する、任意の適当な気体またはガスとすることができる。このような適当な気体の例は水素（Ｈ2 ）および酸素（Ｏ2 ）である。また、上記プラズマの発生源として、アルゴン（Ａｒ）等のような、不活性な気体を使用することも可能である。加えて、テトラフルオロメタン（tetrafluoromethane）（ＣＦ4 ）等のような反応性のガスまたはその他のハロゲン・ガスも使用可能である。さらに、本発明のプラズマを生じるために、少なくとも２種類の異なる気体の連続的な供給またはこれらの気体の混合物が使用可能であることが考慮されている。例えば、初期の段階において、水素（Ｈ2 ）がプラズマを発生するために最初に使用でき、次の段階において、プラズマを発生するために、水素（Ｈ2 ）を酸素（Ｏ2 ）に換えることができる。
本発明によれば、上記プラズマは、放電、直流電流、マイクロ波またはその他の形態の電磁放射線等のような、任意の適当なエネルギーを用いて発生できる。なお、以下において説明されている実施例において用いられているエネルギーは高周波エネルギーである。さらに、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波が特に適している。また、このエネルギーのワット数は約１００ワット（Ｗ）乃至約１０００ワット（Ｗ）の範囲で変更可能である。さらに、約３００ワット（Ｗ）乃至約５００ワット（Ｗ）の範囲が特に有効である。また、上記プラズマ処理は約２０ミリトル（２．６６パスカル（Ｐａ））乃至約８５００ミリトル（１．１３×１０3 パスカル（Ｐａ））の圧力下において行なわれる必要がある。さらに、１００ミリトル（１３．３パスカル（Ｐａ））乃至約５００ミリトル（６６．５パスカル（Ｐａ））の範囲内の圧力が有効である。特に、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力が実施例において用いられている場合が多い。このプラズマ処理の条件および継続時間は、プラズマを発生するために用いる気体、ハロゲン供給源（例えば、上記のフッ素供給源）、望まれる被膜の量、および被覆処理される生物医学材料の種類等のような、要因により、必要に応じて、変更可能である。
本発明のプラズマ処理は任意の適当なプラズマ・チャンバー／システムを用いて行なうことができる。多くの適当なプラズマ・システムが市場において入手可能である。例えば、テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）（テクニクス社（Technics）、フェニックス、アリゾナ州）、およびテプラ７２００シリーズ・プラズマ・システム（TePla 7200 Series Plasma System）（ＰＶＡ・テプラ・アメリカ・インコーポレイテッド（PVA TePla America, Inc.）、コロナ、カリホルニア州）が本発明において利用可能である。なお、これらのシステムは、本明細書において参考文献として全体的に含まれている、製造者の使用説明書をそれぞれ備えている。
本明細書において説明されているように、上記プラズマ・チャンバーが生物医学装置の被覆処理の開始前に汚染が全く無いことが必要であることを認識する必要がある。この場合に、チャンバーの浄化／汚染除去の技法は当業界において周知である。加えて、被覆される生物医学装置も上記処理を開始する前にその表面が浄化されている必要がある。また、プラズマ処理が表面の浄化の目的のために使用可能であることが良く知られている。このような浄化のためのプラズマ処理は、通常において、偶発的な炭素汚染物質を除去するために、酸素または二酸化炭素等のような、酸化性のプラズマ・ガスを利用している。なお、空気または窒素と空気との混合物も使用可能であることが考慮されている。さらに、不活性ガスまたは不活性ガスの混合物または水素（Ｈ2 ）を使用する、非酸化性のプラズマも浄化の目的のために使用可能であることが考慮されている。
特定の実施形態によれば、上記表面浄化用のプラズマは約１００ワット（Ｗ）乃至約１０００ワット（Ｗ）のワット数において、約１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波を用いて活性化できる。また、このプラズマの圧力は約１００ミリトル（１３．３パスカル（Ｐａ））乃至約５００ミリトル（６６．５パスカル（Ｐａ））に維持する必要がある。また、上記プラズマ浄化処理の継続時間は必要に応じて変更可能である。約１０乃至約６０分、一般的に、約３５分、のプラズマ浄化処理が、使用する圧力、電力、およびガスに応じて、表面の汚染物質を除去するために十分である。なお、上記浄化用のプラズマ処理が、同一のプラズマ・チャンバーの中において、上記フッ化物の被覆処理の直前に行なうことが可能であることが考慮されている。
上記の生物医学装置が上述されているように浄化されて、既に被覆された後に、フッ素の固体供給源がそのプラズマ・チャンバーの中に配置可能になる。このフッ素の固体供給源は上記生物医学装置のすぐ近くに配置される必要がある。加えて、このフッ素の固体供給源は、当該固体供給源がプラズマ・チャンバーの気体の入口と生物医学装置との間に配置されるように、そのチャンバーの中に位置決めされる必要がある。言い換えれば、このフッ素の固体供給源は上記生物医学装置に対して上流側に配置される必要がある。
図１において示されているように、１個以上の生物医学装置１１（複数の円として示されている）が、プラズマ・チャンバー１０の中において、フッ素の固体供給源１２に対して下流側に配置されている。このフッ素の固体供給源１２は一般に、生物医学装置１１がそのフッ素の固体供給源１２に対して十分に曝露されることを可能にするために、Ｕ字形の形状で構成されている。しかしながら、このフッ素の固体供給源１２は、生物医学装置１１の少なくとも１個の面がそのフッ素の固体供給源１２により囲まれているか当該固体供給源１２に対して曝露される限りにおいて、任意の構成で形成可能であることも考慮されている。気体の入口１３はフッ素の固体供給源１２の上流側に位置決めされている。また、気体の出口１４が生物医学装置１１の下流側に位置決めされている。動作において、矢印ａの方向に気体の入口１３を通してチャンバー１０の中に気体が投入されると、励起された反応性のプラズマが、電極１７を介して放電されたエネルギーにより活性化されたガス種により、形成される。この反応性のプラズマはフッ素の固体供給源１２に向かって駆動されて、そのフッ素の固体供給源１２の表面に対して反応して、そのフッ素の固体供給源１２からフッ素の種（例えば、イオンおよび／または遊離ラジカル等）の放出を生じる。次に、この放出されたフッ素の種は生物医学装置１１に向かって駆動されて、これらの生物医学装置１１の表面の基質に対して反応して、そのフッ素の種と生物医学装置１１の表面との間に化学的な結合を形成する。その後、過剰の気体が矢印ｂの方向に気体の出口１４を通ってプラズマ・チャンバー１０から出る。
図２において示されているような、別の実施例において、１個以上のフッ素の固体供給源２２がプラズマ・チャンバー２０の中に備えられている。それぞれのフッ素の固体供給源２２は支持用の物品２５の周りに巻かれており、この物品２５はガラスのスライドまたはガラスのブロックとすることができる。さらに、それぞれの生物医学装置２１が、アルミニウムとすることのできるトレー２６の上方において、ニッケルめっき処理したスチール・ワイヤとすることのできるワイヤ２８から、吊り下げられている。また、それぞれのフッ素の固体供給源２２は気体の入口２３の下流側で、それぞれの生物医学装置２１の上流側において、位置決めされている。矢印ａの方向に気体の入口２３を通して気体がプラズマ・チャンバー２０の中に入ると、励起された反応性のプラズマの種を生成するために、高周波エネルギーが電極２７を介して供給される。この励起された反応性のプラズマの種はそれぞれのフッ素の固体供給源２２に向かって駆動されて、そのフッ素の固体供給源２２の表面に対して反応して、そのフッ素の固体供給源２２からフッ素の種（例えば、イオンおよび／または遊離ラジカル）の放出を生じる。この放出されたフッ素の種は、さらに、それぞれの生物医学装置２１に向かって駆動されて、そのそれぞれの生物医学装置２１の表面に対して反応することにより、そのフッ素の種とそのそれぞれの生物医学装置２１の基質の表面との間に化学的な結合を形成する。その後、過剰の気体が矢印ｂの方向に気体の出口２４を通ってプラズマ・チャンバー２０から出る。
上述したようなフッ化物の被覆処理が完了すると、その結果として得られる被覆された生物医学装置は、フッ素およびその他の元素の表面の含有量を決定するために、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）を用いて表面分析することができる。このＸＰＳ法は試料の最も外側の約１００オングストロームにわたり元素のおよび化学的な組成を測定する。これまでに用いられている市場において入手可能なＸＰＳシステムはミネソタ州、チャンハッセンの、フィジカル・エレクトロニクス・ＵＳＡ社（Physical Electronics USA）社のＰＨＩ・クオンタム・２０００ＸＰＳ（PHI Quantum 2000 XPS）システムである。なお、異なる元素または化合物の表面含有量を決定するために、任意の別の表面分析法も使用可能であることが考慮されている。
上記のＸＰＳ分析法に基づいて、上記の処理した表面のフッ素含有量は、例えば、約６原子百分率乃至約５０原子百分率の範囲、にできる。さらに、フルオロカーボン（fluorocarbon）ではない、フッ化物の存在は、高解像度ＸＰＳ分析法により得られるＣＩＳ包絡線の分析により知ることができる。例えば、フッ化物の被膜が上部に配置されているサンプルは０（表面が完全に濡れている状態）乃至１５°の範囲の接触角度を伴う、特徴的に親水性の表面を示すが、パーフルオロカーボン（perfluorocarbon）の表面は１１５°の程度の高さの接触角度を示す。
上記より、本発明のプラズマ処理は、その処理が汚れていないこと、および、実行することが容易であることにおいて、有益である。また、結果として得られる被覆された生物医学装置もきれいであり、その被覆処理の後にすすぎ洗いまたは浄化処理を必要としない。
本発明の例示的な実施形態が以下において説明されている幾つかの実施例において実証されている。これらの実施例において、基質のクーポンが処理される生物医学装置の代わりとして用いられている。また、上記の処置を受ける前に表面上に存在しているわずかな量のフッ素をそれぞれの試験クーポンが有していることを示している対照物がそれぞれの実施例において用いられている。さらに、これらの構成および処理される装置の数は、その特定の生物医学装置の種類、大きさ、および寸法、により決まる。また、これらの装置が２個以上の部品を有する場合には、それぞれの部品は個々に処理することができ、あるいは、別の部品との組み合わせにおいて処理することも可能である。さらに、本発明の趣旨に従って、適当な調整を行なうことが可能であることが考慮されている。
実施例１
浄化用のプラズマ・チャンバー
実験を行なう前に、空のプラズマ・チャンバーを、気体の供給源としての酸素、アルゴン、および水素の３種類の連続的な工程を行なうことにより、浄化した。このプラズマは３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数を用いて発生されている。さらに、このプラズマは１種類の気体当たりに１０分間にわたり継続されている。
浄化用のプラズマ・チャンバー
実験を行なう前に、空のプラズマ・チャンバーを、気体の供給源としての酸素、アルゴン、および水素の３種類の連続的な工程を行なうことにより、浄化した。このプラズマは３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数を用いて発生されている。さらに、このプラズマは１種類の気体当たりに１０分間にわたり継続されている。
実施例２
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）ブロックを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を溝部（３ｍｍ）から約２．５ｃｍ離してテフロン（TEFLON）ブロック上に載置した。次に、このブロックをチャンバーの中央に位置決めした。その後、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。このプラズマは酸素の存在下において発生されて１０分間にわたり継続された後に、水素により１０分間にわたり継続されている。その後、これらの処理されたクーポンをＰＨＩ・クオンタム・２０００ＸＰＳ（PHI Quantum 2000 XPS）システムを用いて表面分析にかけた。サンプリングの面積は約１．０平方ミリメートルであった。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：２９±１％、炭素：１８±２％、酸素：２７±１％、コバルト：１６±１％、クロム：１±０．１％、モリブデン：痕跡、アルミニウム：５±１％、ナトリウム：１±０．３％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：１±０．３％、イオウ：ｎｄ、カリウム：ｎｄ、銅：１±０．１％、亜鉛：１±０．１％、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）ブロックを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を溝部（３ｍｍ）から約２．５ｃｍ離してテフロン（TEFLON）ブロック上に載置した。次に、このブロックをチャンバーの中央に位置決めした。その後、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。このプラズマは酸素の存在下において発生されて１０分間にわたり継続された後に、水素により１０分間にわたり継続されている。その後、これらの処理されたクーポンをＰＨＩ・クオンタム・２０００ＸＰＳ（PHI Quantum 2000 XPS）システムを用いて表面分析にかけた。サンプリングの面積は約１．０平方ミリメートルであった。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：２９±１％、炭素：１８±２％、酸素：２７±１％、コバルト：１６±１％、クロム：１±０．１％、モリブデン：痕跡、アルミニウム：５±１％、ナトリウム：１±０．３％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：１±０．３％、イオウ：ｎｄ、カリウム：ｎｄ、銅：１±０．１％、亜鉛：１±０．１％、を示している。
実施例３
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）ブロックを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を溝部（３ｍｍ）から約２．５ｃｍ離してテフロン（TEFLON）ブロック上に載置した。次に、このブロックをチャンバーの中央に位置決めした。その後、アルゴンの存在下において、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。この処理は１０分間にわたり継続されている。その後、これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：８±３％、炭素：６１±９％、酸素：１９±３％、コバルト：６±２％、クロム：３±１％、モリブデン：０．４±０．１％、アルミニウム：３±１％、ナトリウム：１±１％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：ｎｄ、イオウ：ｎｄ、カリウム：ｎｄ、銅：痕跡、亜鉛：痕跡、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）ブロックを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を溝部（３ｍｍ）から約２．５ｃｍ離してテフロン（TEFLON）ブロック上に載置した。次に、このブロックをチャンバーの中央に位置決めした。その後、アルゴンの存在下において、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。この処理は１０分間にわたり継続されている。その後、これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：８±３％、炭素：６１±９％、酸素：１９±３％、コバルト：６±２％、クロム：３±１％、モリブデン：０．４±０．１％、アルミニウム：３±１％、ナトリウム：１±１％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：ｎｄ、イオウ：ｎｄ、カリウム：ｎｄ、銅：痕跡、亜鉛：痕跡、を示している。
実施例４
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）ブロックを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を溝部（約３ｍｍ）から約２．５ｃｍ離してテフロン（TEFLON）ブロック上に載置した。次に、このブロックをチャンバーの中央に位置決めした。その後、１０分間にわたり、水素の供給源を用いて、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。その後、これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：１１±３％、炭素：３８±１０％、酸素：３２±４％、コバルト：７±２％、クロム：２±２％、モリブデン：０．５±０．１％、アルミニウム：５±２％、ナトリウム：２±１％、ケイ素：１±０．２％、リン：２±０．５％、イオウ：２±１％、カリウム：ｎｄ（検出されず）、銅：１±０．０１％、亜鉛：０．４±０．１％、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）ブロックを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を溝部（約３ｍｍ）から約２．５ｃｍ離してテフロン（TEFLON）ブロック上に載置した。次に、このブロックをチャンバーの中央に位置決めした。その後、１０分間にわたり、水素の供給源を用いて、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。その後、これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：１１±３％、炭素：３８±１０％、酸素：３２±４％、コバルト：７±２％、クロム：２±２％、モリブデン：０．５±０．１％、アルミニウム：５±２％、ナトリウム：２±１％、ケイ素：１±０．２％、リン：２±０．５％、イオウ：２±１％、カリウム：ｎｄ（検出されず）、銅：１±０．０１％、亜鉛：０．４±０．１％、を示している。
実施例５
フッ素供給源としてＣＦ4 ／Ｏ2 を使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）をトレー（約５ｃｍ×１０ｃｍ）の上方において、ニッケルめっきしたスチール・ワイヤを介して吊り下げた。次に、ＣＦ4 ／Ｏ2 （９０／１０）の混合物の存在下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。このプラズマ処理は３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において１０分間にわたり続けられた。その後、これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：３３±７％、炭素：２３±５％、酸素：２２±５％、コバルト：９±２％、クロム：１±０．３％、モリブデン：ｎｄ（検出されず）、アルミニウム：９±２％、ナトリウム：１±１％、ケイ素：ｎｄ、リン：痕跡、イオウ：ｎｄ、カリウム：ｎｄ、銅：１±０．２％、亜鉛：０．４±０．１％、を示している。
フッ素供給源としてＣＦ4 ／Ｏ2 を使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）をトレー（約５ｃｍ×１０ｃｍ）の上方において、ニッケルめっきしたスチール・ワイヤを介して吊り下げた。次に、ＣＦ4 ／Ｏ2 （９０／１０）の混合物の存在下に、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。このプラズマ処理は３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において１０分間にわたり続けられた。その後、これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：３３±７％、炭素：２３±５％、酸素：２２±５％、コバルト：９±２％、クロム：１±０．３％、モリブデン：ｎｄ（検出されず）、アルミニウム：９±２％、ナトリウム：１±１％、ケイ素：ｎｄ、リン：痕跡、イオウ：ｎｄ、カリウム：ｎｄ、銅：１±０．２％、亜鉛：０．４±０．１％、を示している。
実施例６
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）をトレー（約５ｃｍ×１０ｃｍ）の上方において、ニッケルめっきしたスチール・ワイヤを介して吊り下げた。次に、２個のガラスの顕微鏡スライド（約２．５ｃｍ×７．５ｃｍ）を上記クーポンのすぐ上流側に配置した。これらのスライドは、テープがそのスライドの長手軸に沿って周囲に位置決めされるように、テフロン（TEFLON）テープ（１ｍｍ×１３ｍｍ）の中に包まれている。その後、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、水素の存在下に、プラズマを発生して、１０分間にわたり、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において継続した。これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分、すなわち、フッ素：４０±３％、炭素：２２±３％、酸素：１５±１％、コバルト：５±１％、クロム：２±１％、モリブデン：痕跡、アルミニウム：１３±１％、ナトリウム：２±１％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：１±０．１％、イオウ：痕跡、カリウム：痕跡、銅：１±０．１％、亜鉛：１±０．２％、スズ：ｎｄ、カルシウム：ｎｄ、塩素：ｎｄ、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）をトレー（約５ｃｍ×１０ｃｍ）の上方において、ニッケルめっきしたスチール・ワイヤを介して吊り下げた。次に、２個のガラスの顕微鏡スライド（約２．５ｃｍ×７．５ｃｍ）を上記クーポンのすぐ上流側に配置した。これらのスライドは、テープがそのスライドの長手軸に沿って周囲に位置決めされるように、テフロン（TEFLON）テープ（１ｍｍ×１３ｍｍ）の中に包まれている。その後、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、水素の存在下に、プラズマを発生して、１０分間にわたり、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において継続した。これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分、すなわち、フッ素：４０±３％、炭素：２２±３％、酸素：１５±１％、コバルト：５±１％、クロム：２±１％、モリブデン：痕跡、アルミニウム：１３±１％、ナトリウム：２±１％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：１±０．１％、イオウ：痕跡、カリウム：痕跡、銅：１±０．１％、亜鉛：１±０．２％、スズ：ｎｄ、カルシウム：ｎｄ、塩素：ｎｄ、を示している。
実施例７
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）をトレー（約５ｃｍ×１０ｃｍ）の上方において、ニッケルめっきしたスチール・ワイヤを介して吊り下げた。次に、２個のガラスの顕微鏡スライド（約２．５ｃｍ×７．５ｃｍ）を上記クーポンのすぐ上流側に配置した。これらのスライドは、テープがそのスライドの長手軸に沿って周囲に位置決めされるように、テフロン（TEFLON）テープ（１．０ｍｍ×１３ｍｍ）の中に包まれている。その後、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生して、１０分間にわたり、酸素の存在下に、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））において継続した後に、１０分間にわたり水素により継続した。これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：４５±３％、炭素：１１±１％、酸素：１８±１％、コバルト：６±１％、クロム：１±０．２％、モリブデン：痕跡、アルミニウム：１４±２％、ナトリウム：２±０．１％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：１±０．２％、イオウ：１±０．１％、カリウム：１±０．１％、銅：２±０．４％、亜鉛：１±０．１％、スズ：ｎｄ、カルシウム：痕跡、塩素：ｎｄ、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テクニクス・プラズマ・エッチ・ＩＩＢ・システム（Technics Plasma Etch IIB System）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）をトレー（約５ｃｍ×１０ｃｍ）の上方において、ニッケルめっきしたスチール・ワイヤを介して吊り下げた。次に、２個のガラスの顕微鏡スライド（約２．５ｃｍ×７．５ｃｍ）を上記クーポンのすぐ上流側に配置した。これらのスライドは、テープがそのスライドの長手軸に沿って周囲に位置決めされるように、テフロン（TEFLON）テープ（１．０ｍｍ×１３ｍｍ）の中に包まれている。その後、３００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生して、１０分間にわたり、酸素の存在下に、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））において継続した後に、１０分間にわたり水素により継続した。これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：４５±３％、炭素：１１±１％、酸素：１８±１％、コバルト：６±１％、クロム：１±０．２％、モリブデン：痕跡、アルミニウム：１４±２％、ナトリウム：２±０．１％、ケイ素：ｎｄ（検出されず）、リン：１±０．２％、イオウ：１±０．１％、カリウム：１±０．１％、銅：２±０．４％、亜鉛：１±０．１％、スズ：ｎｄ、カルシウム：痕跡、塩素：ｎｄ、を示している。
実施例８
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テプラ７２００シリーズ・プラズマ・システム（TePla 7200 Series Plasma System）（コロナ、カリホルニア州）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を３番目（中央）のアルミニウムの棚の中央に配置した。さらに、プラズマの反応を集中させるために、棚の１番目，２番目，４番目および５番目を除去した。４個の切片（約５ｃｍ×１０ｃｍ×２ｃｍおよび約５ｃｍ×５ｃｍ×２ｃｍ）のテフロン（TEFLON）テープをトレー上の各サンプルの周囲に配置した。これら４個の切片は一体になって、各サンプルを囲っている完全な正方形を形成していた。その後、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。このプラズマ処理は２０分間にわたり、水素の存在下において継続された後に、２０分間にわたり酸素により継続されている。この実験が完了した後に、上記のテフロン（TEFLON）テープはほとんど完全に分解していた。一方、クーポンの外観には全く変化がなかった。これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：５２±１％、炭素：２±１％、酸素：１０±１％、コバルト：３２±１％、クロム：１±０．２％、モリブデン：ｎｄ（検出されず）、アルミニウム：ｎｄ、金：１±０．１％、窒素：１±０．１％、マグネシウム：１±０．１％、亜鉛：１±０．２％、ケイ素：ｎｄ、スズ：ｎｄ、リン：ｎｄ、カルシウム：ｎｄ、ホウ素：ｎｄ、銅：ｎｄ、ナトリウム：ｎｄ、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているＣｏＣｒＭｏ（ＡＳＴＭ：Ｆ１５３７）上におけるフッ化物の蒸着
テプラ７２００シリーズ・プラズマ・システム（TePla 7200 Series Plasma System）（コロナ、カリホルニア州）を用いて、ＣｏＣｒＭｏのクーポン（約５ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍ）を３番目（中央）のアルミニウムの棚の中央に配置した。さらに、プラズマの反応を集中させるために、棚の１番目，２番目，４番目および５番目を除去した。４個の切片（約５ｃｍ×１０ｃｍ×２ｃｍおよび約５ｃｍ×５ｃｍ×２ｃｍ）のテフロン（TEFLON）テープをトレー上の各サンプルの周囲に配置した。これら４個の切片は一体になって、各サンプルを囲っている完全な正方形を形成していた。その後、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下に、１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを発生した。このプラズマ処理は２０分間にわたり、水素の存在下において継続された後に、２０分間にわたり酸素により継続されている。この実験が完了した後に、上記のテフロン（TEFLON）テープはほとんど完全に分解していた。一方、クーポンの外観には全く変化がなかった。これらの処理されたクーポンを実施例２において記載されているように分析した。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：５２±１％、炭素：２±１％、酸素：１０±１％、コバルト：３２±１％、クロム：１±０．２％、モリブデン：ｎｄ（検出されず）、アルミニウム：ｎｄ、金：１±０．１％、窒素：１±０．１％、マグネシウム：１±０．１％、亜鉛：１±０．２％、ケイ素：ｎｄ、スズ：ｎｄ、リン：ｎｄ、カルシウム：ｎｄ、ホウ素：ｎｄ、銅：ｎｄ、ナトリウム：ｎｄ、を示している。
実施例９
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているポリエーテルイミド（polyetherimide）（ウルテム（ULTEM）（登録商標）樹脂）上におけるフッ化物の蒸着
テプラ７２００シリーズ・プラズマ・システム（TePla 7200 Series Plasma System）（プラズマ・システム社（Plasma System）、コロナ、カリホルニア州）を用いて、直径が約２．５４ｃｍで長さが２．５４ｃｍである、ウルテム（ULTEM）（登録商標）樹脂のクーポン（ＧＥ・プラスチックス社（GE Plastics）、ピッツフィールド、マサチューセッツ州）を３番目（中央）の棚の中央に配置した。さらに、棚の１番目，２番目，４番目および５番目を除去した。その後、１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを活性化した。このプラズマ処理は２０分間にわたり水素を用いた後に、２０分間にわたり酸素により、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において、行なわれている。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：７±１％、炭素：６０±１％、酸素：２６±１％、窒素：４±０．２％、ナトリウム：１±０．４％、ケイ素（Ｓｉ）：痕跡、カルシウム（Ｃａ）：ｎｄ（検出されず）、塩素（Ｃｌ）：ｎｄ、アルミニウム（Ａｌ）：２±０．２、チタン（Ｔｉ）：１±０．１、マグネシウム（Ｍｇ）：痕跡、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用しているポリエーテルイミド（polyetherimide）（ウルテム（ULTEM）（登録商標）樹脂）上におけるフッ化物の蒸着
テプラ７２００シリーズ・プラズマ・システム（TePla 7200 Series Plasma System）（プラズマ・システム社（Plasma System）、コロナ、カリホルニア州）を用いて、直径が約２．５４ｃｍで長さが２．５４ｃｍである、ウルテム（ULTEM）（登録商標）樹脂のクーポン（ＧＥ・プラスチックス社（GE Plastics）、ピッツフィールド、マサチューセッツ州）を３番目（中央）の棚の中央に配置した。さらに、棚の１番目，２番目，４番目および５番目を除去した。その後、１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、プラズマを活性化した。このプラズマ処理は２０分間にわたり水素を用いた後に、２０分間にわたり酸素により、３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において、行なわれている。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：７±１％、炭素：６０±１％、酸素：２６±１％、窒素：４±０．２％、ナトリウム：１±０．４％、ケイ素（Ｓｉ）：痕跡、カルシウム（Ｃａ）：ｎｄ（検出されず）、塩素（Ｃｌ）：ｎｄ、アルミニウム（Ａｌ）：２±０．２、チタン（Ｔｉ）：１±０．１、マグネシウム（Ｍｇ）：痕跡、を示している。
実施例１０
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用している結晶性のヒドロキシアパタイト上におけるフッ化物の蒸着
３ｍｍの厚さのチタン（化学的に純粋）のビーズと共に焼結されているＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（１．０ｍｍの厚さ×９ｍｍ）の円板の上に蒸着されているヒドロキシアパタイト（約３乃至６ミクロンの厚さ）を伴う層状の複合材料により構成されているヒドロキシアパタイト。テプラ７２００シリーズ・プラズマ・システム（TePla 7200 Series Plasma System）（プラズマ・システム社（Plasma System）、コロナ、カリホルニア州）を用いて、上記アパタイト−チタン（Ｔｉ）のクーポンを３番目（中央）のアルミニウムの棚の中央に配置して、その四辺をテフロン・テープにより囲った。さらに、棚の１番目，２番目，４番目および５番目を除去した。上記のクーポンを、２０分間にわたり水素を用いた後に２０分間にわたり酸素を使用するプラズマ、の下流側に配置した。このプラズマは１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、活性化されている。また、このプラズマ処理は３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において行なわれている。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：４０±２％、炭素：３±０．４％、酸素：３４±２％、チタン：３±１％、アルミニウム：５±１％、窒素：痕跡、マグネシウム：０．６±０．０１％、亜鉛：ｎｄ（検出されず）、リン：４±５％、カルシウム：１０±１％、ホウ素：ｎｄ、銅：ｎｄ、を示している。
フッ素供給源としてテフロン（TEFLON）テープを使用している結晶性のヒドロキシアパタイト上におけるフッ化物の蒸着
３ｍｍの厚さのチタン（化学的に純粋）のビーズと共に焼結されているＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（１．０ｍｍの厚さ×９ｍｍ）の円板の上に蒸着されているヒドロキシアパタイト（約３乃至６ミクロンの厚さ）を伴う層状の複合材料により構成されているヒドロキシアパタイト。テプラ７２００シリーズ・プラズマ・システム（TePla 7200 Series Plasma System）（プラズマ・システム社（Plasma System）、コロナ、カリホルニア州）を用いて、上記アパタイト−チタン（Ｔｉ）のクーポンを３番目（中央）のアルミニウムの棚の中央に配置して、その四辺をテフロン・テープにより囲った。さらに、棚の１番目，２番目，４番目および５番目を除去した。上記のクーポンを、２０分間にわたり水素を用いた後に２０分間にわたり酸素を使用するプラズマ、の下流側に配置した。このプラズマは１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波数により、活性化されている。また、このプラズマ処理は３００ミリトル（３９．９パスカル（Ｐａ））の圧力下において行なわれている。これらの結果は以下の表面成分（原子百分率）、すなわち、フッ素：４０±２％、炭素：３±０．４％、酸素：３４±２％、チタン：３±１％、アルミニウム：５±１％、窒素：痕跡、マグネシウム：０．６±０．０１％、亜鉛：ｎｄ（検出されず）、リン：４±５％、カルシウム：１０±１％、ホウ素：ｎｄ、銅：ｎｄ、を示している。
上記の図面および説明において、本発明が詳細に図示および説明されているが、これらの図示および説明は例示として考えるべきであり、特性を制限するものと見なすべきではない。さらに、例示的な実施形態のみが図示および説明されていること、および、本発明の趣旨に含まれる全ての変形例および変更例が保護されることが要望されていること、が当然に理解されるべきである。
〔実施の態様〕
（１）フッ化物被覆型の生物医学装置を製造するための方法であって、
フッ素の固体供給源の存在下にプラズマに対して生物医学装置の表面を曝露する処理、を含み、この場合に、フッ素の種が前記フッ素の固体供給源から発生して、前記生物医学装置の表面に対して相互作用する、方法。
（２）実施態様１に記載の方法であって、前記フッ素の固体供給源が少なくとも１種類のフッ素プラスチック材料を含む、方法。
（３）実施態様２に記載の方法であって、前記１種類のフッ素プラスチック材料がポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）である、方法。
（４）実施態様１に記載の方法であって、前記プラズマが、水素（Ｈ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、空気、アルゴン（Ａｒ）、およびテトラフルオロメタン（tetrafluoromethane）（ＣＦ4 ）、の内の少なくとも１種類を用いて発生される、方法。
（５）実施態様１に記載の方法であって、前記プラズマが約１００ワット（Ｗ）乃至約１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波を用いて、活性化される、方法。
（１）フッ化物被覆型の生物医学装置を製造するための方法であって、
フッ素の固体供給源の存在下にプラズマに対して生物医学装置の表面を曝露する処理、を含み、この場合に、フッ素の種が前記フッ素の固体供給源から発生して、前記生物医学装置の表面に対して相互作用する、方法。
（２）実施態様１に記載の方法であって、前記フッ素の固体供給源が少なくとも１種類のフッ素プラスチック材料を含む、方法。
（３）実施態様２に記載の方法であって、前記１種類のフッ素プラスチック材料がポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）である、方法。
（４）実施態様１に記載の方法であって、前記プラズマが、水素（Ｈ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、空気、アルゴン（Ａｒ）、およびテトラフルオロメタン（tetrafluoromethane）（ＣＦ4 ）、の内の少なくとも１種類を用いて発生される、方法。
（５）実施態様１に記載の方法であって、前記プラズマが約１００ワット（Ｗ）乃至約１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波を用いて、活性化される、方法。
（６）実施態様１に記載の方法であって、約１００ミリトル（１３．３パスカル（Ｐａ））乃至約５００ミリトル（６６．５パスカル（Ｐａ））の圧力下において、行なわれる、方法。
（７）実施態様１に記載の方法であって、前記医療装置の表面が、金属、合金、有機ポリマー、および無機材料、から成る群から選択される材料により作成されている、方法。
（８）フッ化物被覆型の生物医学装置を製造するための方法であって、
プラズマ・チャンバーの中に、所与の表面を有する生物医学装置を位置決めする処理と、
前記チャンバーの中に、フッ素の固体の供給源を位置決めする処理と、
前記プラズマ・チャンバーの中において、プラズマを発生する処理と、
前記プラズマを前記フッ素の固体の供給源に対して反応させて、フッ素の種を発生させる処理と、
前記フッ素の種を前記生物医学装置の表面に対して反応させる処理と、を含む、方法。
（９）実施態様８に記載の方法であって、前記フッ素の固体の供給源が少なくとも１種類のフッ素プラスチック材料を含む、方法。
（１０）実施態様９に記載の方法であって、前記１種類のフッ素プラスチック材料がポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）である、方法。
（７）実施態様１に記載の方法であって、前記医療装置の表面が、金属、合金、有機ポリマー、および無機材料、から成る群から選択される材料により作成されている、方法。
（８）フッ化物被覆型の生物医学装置を製造するための方法であって、
プラズマ・チャンバーの中に、所与の表面を有する生物医学装置を位置決めする処理と、
前記チャンバーの中に、フッ素の固体の供給源を位置決めする処理と、
前記プラズマ・チャンバーの中において、プラズマを発生する処理と、
前記プラズマを前記フッ素の固体の供給源に対して反応させて、フッ素の種を発生させる処理と、
前記フッ素の種を前記生物医学装置の表面に対して反応させる処理と、を含む、方法。
（９）実施態様８に記載の方法であって、前記フッ素の固体の供給源が少なくとも１種類のフッ素プラスチック材料を含む、方法。
（１０）実施態様９に記載の方法であって、前記１種類のフッ素プラスチック材料がポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）である、方法。
（１１）実施態様１に記載の方法により調製されている、被覆型の生物医学装置。
（１２）実施態様８に記載の方法により調製されている、被覆型の生物医学装置。
（１３）化学的に結合しているフッ素を有する表面、を含む、生物医学装置。
（１４）実施態様１３に記載の生物医学装置であって、前記表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のフッ素の原子百分率を有している、生物医学装置。
（１５）実施態様１４に記載の生物医学装置であって、前記表面が、金属、金属の合金、有機ポリマー、または無機材料、である、生物医学装置。
（１２）実施態様８に記載の方法により調製されている、被覆型の生物医学装置。
（１３）化学的に結合しているフッ素を有する表面、を含む、生物医学装置。
（１４）実施態様１３に記載の生物医学装置であって、前記表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のフッ素の原子百分率を有している、生物医学装置。
（１５）実施態様１４に記載の生物医学装置であって、前記表面が、金属、金属の合金、有機ポリマー、または無機材料、である、生物医学装置。
（１６）実施態様１３に記載の生物医学装置であって、フッ素が配位結合を形成している、生物医学装置。
（１７）化学的に結合しているハロゲンを有する表面、を含み、その表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のハロゲンの原子百分率を有している、生物医学装置。
（１８）生物医学装置を処理する方法であって、
プラズマ・チャンバーの中に、所与の表面を有する生物医学装置を位置決めする処理と、
前記チャンバーの中に、ハロゲンの固体の供給源を位置決めする処理と、
前記プラズマ・チャンバーの中において、プラズマを発生する処理と、
前記プラズマを前記ハロゲンの固体の供給源に対して反応させて、ハロゲンの種を発生させる処理と、
前記生物医学装置の表面を前記ハロゲンの種に対して曝露する処理と、を含む、方法。
（１９）実施態様１８に記載の方法であって、前記ハロゲンの種が前記生物医学装置の表面に対して化学的に結合する、方法。
（２０）実施態様１８に記載の方法であって、前記生物医学装置の表面を前記ハロゲンの種に対して曝露する処理の後に、その表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のハロゲンの原子百分率を有している、生物医学装置。
（１７）化学的に結合しているハロゲンを有する表面、を含み、その表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のハロゲンの原子百分率を有している、生物医学装置。
（１８）生物医学装置を処理する方法であって、
プラズマ・チャンバーの中に、所与の表面を有する生物医学装置を位置決めする処理と、
前記チャンバーの中に、ハロゲンの固体の供給源を位置決めする処理と、
前記プラズマ・チャンバーの中において、プラズマを発生する処理と、
前記プラズマを前記ハロゲンの固体の供給源に対して反応させて、ハロゲンの種を発生させる処理と、
前記生物医学装置の表面を前記ハロゲンの種に対して曝露する処理と、を含む、方法。
（１９）実施態様１８に記載の方法であって、前記ハロゲンの種が前記生物医学装置の表面に対して化学的に結合する、方法。
（２０）実施態様１８に記載の方法であって、前記生物医学装置の表面を前記ハロゲンの種に対して曝露する処理の後に、その表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のハロゲンの原子百分率を有している、生物医学装置。
Claims (20)
- フッ化物被覆型の生物医学装置を製造するための方法であって、
フッ素の固体供給源の存在下にプラズマに対して生物医学装置の表面を曝露する処理、を含み、この場合に、フッ素の種が前記フッ素の固体供給源から発生して、前記生物医学装置の表面に対して相互作用する、方法。 - 請求項１に記載の方法であって、前記フッ素の固体供給源が少なくとも１種類のフッ素プラスチック材料を含む、方法。
- 請求項２に記載の方法であって、前記１種類のフッ素プラスチック材料がポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）である、方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記プラズマが、水素（Ｈ2 ）、酸素（Ｏ2 ）、空気、アルゴン（Ａｒ）、およびテトラフルオロメタン（tetrafluoromethane）（ＣＦ4 ）、の内の少なくとも１種類を用いて発生される、方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記プラズマが約１００ワット（Ｗ）乃至約１０００ワット（Ｗ）のワット数において、１３．５６メガヘルツ（ｍＨｚ）の高周波を用いて、活性化される、方法。
- 請求項１に記載の方法であって、約１００ミリトル（１３．３パスカル（Ｐａ））乃至約５００ミリトル（６６．５パスカル（Ｐａ））の圧力下において、行なわれる、方法。
- 請求項１に記載の方法であって、前記医療装置の表面が、金属、合金、有機ポリマー、および無機材料、から成る群から選択される材料により作成されている、方法。
- フッ化物被覆型の生物医学装置を製造するための方法であって、
プラズマ・チャンバーの中に、所与の表面を有する生物医学装置を位置決めする処理と、
前記チャンバーの中に、フッ素の固体の供給源を位置決めする処理と、
前記プラズマ・チャンバーの中において、プラズマを発生する処理と、
前記プラズマを前記フッ素の固体の供給源に対して反応させて、フッ素の種を発生させる処理と、
前記フッ素の種を前記生物医学装置の表面に対して反応させる処理と、を含む、方法。 - 請求項８に記載の方法であって、前記フッ素の固体の供給源が少なくとも１種類のフッ素プラスチック材料を含む、方法。
- 請求項９に記載の方法であって、前記１種類のフッ素プラスチック材料がポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene）（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride）（ＰＶＤＦ）、またはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）である、方法。
- 請求項１に記載の方法により調製されている、被覆型の生物医学装置。
- 請求項８に記載の方法により調製されている、被覆型の生物医学装置。
- 化学的に結合しているフッ素を有する表面、を含む、生物医学装置。
- 請求項１３に記載の生物医学装置であって、前記表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のフッ素の原子百分率を有している、生物医学装置。
- 請求項１４に記載の生物医学装置であって、前記表面が、金属、金属の合金、有機ポリマー、または無機材料、である、生物医学装置。
- 請求項１３に記載の生物医学装置であって、フッ素が配位結合を形成している、生物医学装置。
- 化学的に結合しているハロゲンを有する表面、を含み、その表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のハロゲンの原子百分率を有している、生物医学装置。
- 生物医学装置を処理する方法であって、
プラズマ・チャンバーの中に、所与の表面を有する生物医学装置を位置決めする処理と、
前記チャンバーの中に、ハロゲンの固体の供給源を位置決めする処理と、
前記プラズマ・チャンバーの中において、プラズマを発生する処理と、
前記プラズマを前記ハロゲンの固体の供給源に対して反応させて、ハロゲンの種を発生させる処理と、
前記生物医学装置の表面を前記ハロゲンの種に対して曝露する処理と、を含む、方法。 - 請求項１８に記載の方法であって、前記ハロゲンの種が前記生物医学装置の表面に対して化学的に結合する、方法。
- 請求項１８に記載の方法であって、前記生物医学装置の表面を前記ハロゲンの種に対して曝露する処理の後に、その表面が約６原子百分率乃至約５３原子百分率のハロゲンの原子百分率を有している、生物医学装置。
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