JP2006130007A - Hybrid complex and manufacturing method thereof, and medical material using the same - Google Patents

Hybrid complex and manufacturing method thereof, and medical material using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a complex of calcium phosphate and a polymeric base and a complex of titanium oxide and a polymeric base, the complexes each having a property of quickly adhering to biological tissues, soft tissues in particular, and to provide a manufacturing method thereof and medical material using the complexes. <P>SOLUTION: The surface of a transdermal terminal is coated with the complex manufactured by chemically combining hydroxyapatite sintered compact particles to fibrous silk fibroin having an alkoxyl group introduced to its surface, and the surface of the complex is coated with periodontal membrane cells or marrow cells. When the thus manufactured transdermal terminal is implanted into a rat, early extension of connective tissues is confirmed three days after the implantation. This shows that the transdermal terminal is adhered to the biological tissues (soft tissues) at an early stage. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、体内留置型医療用デバイス用の医療材料として利用可能な複合体であって、迅速な細胞親和性および長期間細胞接着安定性を両立するハイブリット複合体、およびその製造方法、並びにそれを用いた医療用材料に関するものである。   The present invention relates to a composite that can be used as a medical material for an in-dwelling medical device, a hybrid complex that has both rapid cell affinity and long-term cell adhesion stability, a method for producing the same, and The present invention relates to a medical material using.

シリコーンゴムや、ポリウレタン等の高分子基材は、生体不活性、長期安定性、強度および柔軟性等の特性を有しており、例えば経皮カテーテル用の医療用材料として広く用いられている。しかし、上記例示の高分子基材は生体不活性であるために、上記例示の高分子基材を医療用材料として用いる場合には、経皮部において生体組織との接着が起こらず、皮膚のダウングロース(上皮組織がカテーテル表面に沿って内部へ陥入していく現象)、および陥入部位における細菌感染の危険性が常に問題となっている。   Polymeric base materials such as silicone rubber and polyurethane have characteristics such as biological inertness, long-term stability, strength and flexibility, and are widely used as medical materials for, for example, percutaneous catheters. However, since the exemplified polymer base material is inactive in the living body, when the exemplified polymer base material is used as a medical material, adhesion to a living tissue does not occur in the percutaneous part, and Downgrowth (a phenomenon in which epithelial tissue invades along the catheter surface) and the risk of bacterial infection at the invading site has always been a problem.

一方、例えばハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウムは、生体活性材料として医療分野において広く用いられている。当該リン酸カルシウムは、単独、または無機材料や有機材料と複合化させて医療分野に利用されている。上記リン酸カルシウムは、例えば、経皮カテーテル等の部材として使用されている。   On the other hand, calcium phosphate such as hydroxyapatite is widely used in the medical field as a bioactive material. The calcium phosphate is used in the medical field alone or in combination with an inorganic material or an organic material. The calcium phosphate is used as a member such as a percutaneous catheter.

しかし、上記リン酸カルシウムは、脆く、成形性が悪く、および金属部材との結合性がない。従って、例えば、上記リン酸カルシウムを経皮カテーテルとして用いた場合には、金属性部材とリン酸カルシウム端子との間隙から細菌感染が起こる可能性がある等の問題があった。   However, the calcium phosphate is brittle, has poor moldability, and does not have a binding property with a metal member. Therefore, for example, when the calcium phosphate is used as a percutaneous catheter, there is a problem that bacterial infection may occur from the gap between the metallic member and the calcium phosphate terminal.

そこで、このような問題を解消する手法の一つとして、例えば、上記高分子基材の表面にハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウムを修飾したリン酸カルシウム複合体を用いることが提案されている。   Thus, as one of the techniques for solving such a problem, for example, it has been proposed to use a calcium phosphate complex in which the surface of the polymer base material is modified with calcium phosphate such as hydroxyapatite.

そして、上記高分子基材の表面に、リン酸カルシウムを修飾する方法としては、具体的には、例えば、ガラスとの複合化により修飾する方法(特許文献1参照)、生体模倣反応を利用して修飾する方法(特許文献2参照)、交互浸漬法を利用して修飾する方法(特許文献3参照)などが行われている。これらのリン酸カルシウムは、結晶構造がアモスファス(非晶質)であり、生体内で溶解しやすく生体活性の持続が十分でないという問題点がある。   And as a method of modifying calcium phosphate on the surface of the polymer substrate, specifically, for example, a modification method by compounding with glass (see Patent Document 1), a modification using a biomimetic reaction The method (refer patent document 2) to perform, the modification method using the alternate dipping method (refer patent document 3), etc. are performed. These calcium phosphates have a problem that their crystal structure is amosphas (amorphous), they are easily dissolved in the living body, and their bioactivity is not sufficiently sustained.

また、高結晶性リン酸カルシウムラミックスを、高分子基材表面へ修飾する方法としては、接着剤もしくは高分子基材を溶融することにより複合化する製造方法(特許文献4参照)や、スパッタリングイオンビームを用いて修飾する方法(特許文献5参照)や、プラズマ処理を用いて修飾する方法(特許文献6,7参照)、レーザーアブレーションを用いて修飾する方法(特許文献5参照)などがあるが、これは高分子基材の物性を損なう恐れがあり、スパッタリングイオンビーム法、プラズマ処理法、レーザーアブレーション法で行われたものはリン酸カルシウム粒子が均一でなく、また単に吸着しているだけであるため基材と粒子との間の結合力は十分でなく、高分子基材からリン酸カルシウム粒子が剥離する恐れがある。   In addition, as a method for modifying the highly crystalline calcium phosphate ramix to the surface of the polymer substrate, a manufacturing method (see Patent Document 4) in which an adhesive or a polymer substrate is combined by melting, or a sputtering ion beam is used. There are a method of modifying using a method (see Patent Document 5), a method of modifying using a plasma treatment (see Patent Documents 6 and 7), a method of modifying using a laser ablation (see Patent Document 5), etc. This may impair the physical properties of the polymer substrate, and those performed by the sputtering ion beam method, plasma treatment method, and laser ablation method are based on the fact that the calcium phosphate particles are not uniform and are simply adsorbed. The bonding force between the material and the particles is not sufficient, and the calcium phosphate particles may peel off from the polymer substrate.

一方、酸化チタンは、白色顔料としての特性を利用して塗料、合成樹脂、インキ、製紙、化学繊維等に混合・複合化されている。また、酸化チタンは、光触媒として脱臭材、防汚材、抗菌・抗ウィルス・防カビ材、防曇材、水処理材、抗癌剤(材)等に用いられている。また、上記酸化チタンは、化学的に極めて安定で毒性がない物質として知られている。具体的には、例えば、16ヶ月間飼料中に酸化チタンを添加して与えた動物試験(非特許文献1参照)、皮下注射、粉末吸入を行なった動物試験(非特許文献2参照)においても中毒症状が認められないことが報告されている。さらに、経口投与しても発癌性がないことが報告されている(非特許文献3参照)。   On the other hand, titanium oxide is mixed and composited in paints, synthetic resins, inks, papermaking, chemical fibers, etc., utilizing the characteristics as a white pigment. Titanium oxide is used as a photocatalyst for deodorizing materials, antifouling materials, antibacterial / antiviral / antifungal materials, antifogging materials, water treatment materials, anticancer agents (materials) and the like. The titanium oxide is known as a chemically very stable and non-toxic substance. Specifically, for example, in an animal test (see Non-Patent Document 1) given by adding titanium oxide to feed for 16 months, an animal test (see Non-Patent Document 2) in which subcutaneous injection or powder inhalation was performed. No toxic symptoms have been reported. Furthermore, it has been reported that there is no carcinogenicity even when administered orally (see Non-Patent Document 3).

このような酸化チタンを医療用材料として使用したのものとしては、高い隠ぺい力による歯科用レジンコンポジット充填剤(非特許文献4参照)や、光触媒効果による抗癌剤(非特許文献5参照)、液体含有物非付着性カテーテルが提案されている。   Examples of such a material using titanium oxide as a medical material include a dental resin composite filler with high hiding power (see Non-Patent Document 4), an anticancer agent with a photocatalytic effect (see Non-Patent Document 5), and liquid containing Non-adhesive catheters have been proposed.

そして、医療用材料として好適な、これら酸化チタンと上記高分子基材とを複合化させた酸化チタン複合体が提案されている。   And the titanium oxide composite which compounded these titanium oxides and the said polymer base material suitable as a medical material is proposed.

上記酸化チタン複合体の製造方法としては、具体的には、例えば、すき込み、または、溶融による混合がある。また、高分子基材の表面に酸化チタンをコーティングする方法としては、例えば、ディップ法、スピンコート法、スプレー法、スクリーン印刷法等がある。   As a method for producing the titanium oxide composite, specifically, for example, there is mixing by melting or melting. Examples of the method of coating the surface of the polymer substrate with titanium oxide include a dipping method, a spin coating method, a spray method, and a screen printing method.

しかしながら、上記製造方法によって製造された酸化チタン複合体では、高分子基材および酸化チタンが本来有する性質が変化する、または、酸化チタンが高分子基材から剥離するという問題点がある。   However, the titanium oxide composite produced by the above production method has a problem in that the properties inherent to the polymer substrate and titanium oxide are changed, or the titanium oxide is peeled off from the polymer substrate.

具体的には、すき込み、または、溶融によって製造された酸化チタン複合体の場合には、製造過程において、本来酸化チタンまたは高分子基材が本来有する物性を損なう、または、物性が変化してしまう。   Specifically, in the case of a titanium oxide composite produced by squeezing or melting, the physical properties inherently possessed by the titanium oxide or the polymer base material are impaired in the production process, or the physical properties are changed. End up.

また、例えば、高分子基材の表面に、酸化チタンを上記コーティングする方法によって製造された酸化チタン複合体は、高分子基材の表面に酸化チタンを塗布しただけである、つまり、酸化チタンを物理的に接着または吸着させている。従って、酸化チタンが高分子基材の表面から簡単に剥離することとなる。このように、高分子基材から酸化チタンが簡単に剥離してしまうと、酸化チタン複合体としての機能を発揮することができない。   In addition, for example, a titanium oxide composite produced by the above-described method of coating titanium oxide on the surface of a polymer base material is obtained by simply applying titanium oxide to the surface of the polymer base material. It is physically bonded or adsorbed. Accordingly, the titanium oxide is easily peeled off from the surface of the polymer base material. Thus, if the titanium oxide is easily peeled off from the polymer base material, the function as the titanium oxide composite cannot be exhibited.

従って、酸化チタンおよび高分子基材の本来有する物性を損なわせることなく、簡単、かつ、高分子基材の表面に酸化チタンが強固に結合された、酸化チタン複合体およびその製造方法が求められている。   Therefore, there is a need for a titanium oxide composite and a method for producing the same, in which titanium oxide is firmly bonded to the surface of the polymer substrate without impairing the original physical properties of the titanium oxide and the polymer substrate. ing.

以上の問題点を解決するために、本発明者らが開発した方法が、例えば特許文献8〜特許文献10に開示されている。これらの技術は、リン酸カルシウムもしくは酸化チタンと化学的に結合する活性基を有する低分子もしくは高分子鎖を高分子基材表面に化学修飾することによって、化学結合を介してリン酸カルシウムもしくは酸化チタンと高分子基材との複合体形成させるという方法である。これらの方法により、上記問題点は解決された。
特開昭63−270061号公報(公開日;1988年11月8日) 特開平7−303691号公報(公開日;1995年11月21日) 特開2000−342676号公報(公開日;2000年12月12日) 特開平10−15061号公報(公開日;1998年1月10日) 特開2003−52805号公報(公開日;2003年2月25日) 特開平8−56963号公報(公開日;1996年3月5日) 特開2001−190653号公報(公開日;2001年7月17日) 特開2001−172511号公報(公開日;2001年6月26日) 特開2004−51954号公報(公開日;2004年2月19日) 特開2004−143417号公報(公開日;2004年5月20日) L.Herget,Chem.Ztg.,82,793(1929) L.Vernettiblinate,Riforma.Med.Naples,44,15,16(1928) 清野 学著、「酸化チタン−物性と応用技術」、技術堂出版株式会社、p80 K.Yoshida,et al.,J.Biomed.Mater.Res.Appl.Biomater.,58,525(2001) R.Cai,et al.,Cancer Res.,52,2346(1992)
In order to solve the above problems, methods developed by the present inventors are disclosed in, for example, Patent Documents 8 to 10. These technologies are based on chemical modification of the surface of a polymer substrate with a low molecular weight or polymer chain having an active group that chemically binds to calcium phosphate or titanium oxide, thereby forming a polymer with calcium phosphate or titanium oxide via a chemical bond. This is a method of forming a complex with a substrate. By these methods, the above problems have been solved.
JP 63-270061 A (publication date; November 8, 1988) JP 7-303691 A (publication date; November 21, 1995) JP 2000-342676 A (publication date: December 12, 2000) Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-15061 (Publication Date: January 10, 1998) JP 2003-52805 A (publication date; February 25, 2003) JP-A-8-56963 (Publication date; March 5, 1996) JP 2001-190653 A (publication date: July 17, 2001) JP 2001-172511 A (publication date; June 26, 2001) JP 2004-51954 A (publication date: February 19, 2004) JP 2004-143417 A (publication date: May 20, 2004) L.Herget, Chem.Ztg., 82,793 (1929) L. Vernettiblinate, Riforma. Med. Naples, 44, 15, 16 (1928) Manabu Kiyono, "Titanium oxide-physical properties and applied technology", Engineering Hall Publishing Co., Ltd. K. Yoshida, et al., J. Biomed. Mater. Res. Appl. Biomater., 58, 525 (2001) R. Cai, et al., Cancer Res., 52, 2346 (1992)

ところで、経皮カテーテル等の体内留置型医療用デバイス、特に皮下組織、筋肉、血管等の生体軟組織に用いられる医療用デバイスにおいては、当該医療用デバイスの埋植時における親和性が迅速に行なわれることが特に重要である。なぜなら、医療用デバイスの埋植から軟組織との接着までの期間に、細菌等による感染や医療用デバイスのズレが生じるからである。よって、医療用デバイスの医療用材料に用いられる上記リン酸カルシウムと高分子基材との複合体、および酸化チタンと基材との複合体としては、軟組織と迅速に接着する性質を有するものが好ましいといえる。   By the way, in-vivo medical devices such as percutaneous catheters, particularly medical devices used for soft biological tissues such as subcutaneous tissues, muscles, blood vessels, etc., the affinity at the time of implantation of the medical devices is rapidly performed. It is particularly important. This is because infection due to bacteria or the like and deviation of the medical device occur during the period from the implantation of the medical device to the adhesion to the soft tissue. Therefore, as the composite of calcium phosphate and polymer base material and the composite of titanium oxide and base material used for the medical material of the medical device, those having a property of quickly adhering to soft tissue are preferable. I can say that.

それゆえ本発明は、生体組織、特に軟組織と迅速に接着する性質を有するリン酸カルシウムと基材との複合体、および酸化チタンと基材との複合体、並びに前記複合体の製造方法、前記複合体を用いた医療用材料を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention relates to a composite of calcium phosphate and a base material having a property of rapidly adhering to a living tissue, particularly soft tissue, a composite of titanium oxide and a base material, a method for producing the composite, and the composite It aims at providing the medical material using this.

本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行なった結果、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention.

すなわち本発明にかかるハイブリット複合体は、上記課題を解決するために、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに軟組織に対して親和性を有する軟組織親和性向上物質で被覆されていることを特徴としている。   That is, in order to solve the above-described problems, the hybrid complex according to the present invention has at least a part of the surface of the complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and the base material further having an affinity for soft tissue. It is characterized by being covered with a soft tissue affinity improving material.

上記軟組織親和性向上物質は、軟組織に対して親和性を有するものであり、軟組織と迅速に接着する物質である。よって、生体適合性が高いリン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材が化学結合してなる複合体の表面に、さらに当該軟組織親和性向上物質を被覆することによって、さらに生体組織、特に軟組織との親和性が向上し、迅速に軟組織と接着することができる。それゆえ、医療用デバイスの埋植初期に起こる細菌等による感染や、医療用デバイスのズレを予防することができるという効果を奏する。また本発明にかかるハイブリット複合体において、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材が化学結合によって複合体を形成しているため、埋植後の安定性はきわめて高いといえる。   The soft tissue affinity-improving substance has affinity for soft tissue and is a substance that quickly adheres to soft tissue. Therefore, by coating the surface of the complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide with high biocompatibility and the base material with the soft tissue affinity-improving substance, the affinity to biological tissue, particularly soft tissue, can be further increased. Improve and quickly bond with soft tissue. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent infection caused by bacteria or the like that occurs in the initial stage of implantation of the medical device and displacement of the medical device. In the hybrid complex according to the present invention, since calcium phosphate or titanium oxide and the base material form a complex by chemical bonding, it can be said that the stability after implantation is extremely high.

また本発明にかかるハイブリット複合体は、上記課題を解決するために、上記軟組織親和性向上物質が、自家細胞、ES細胞、細胞増殖因子、接着性タンパク質、および接着性多糖類からなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであってもよい。   In order to solve the above problems, the hybrid complex according to the present invention is selected from the group consisting of autologous cells, ES cells, cell growth factors, adhesive proteins, and adhesive polysaccharides. Or a combination thereof.

自家細胞は、医療用材料が埋植される生体から採取した細胞であり、その生体組織(軟組織)との親和性は特に高い。ES細胞は、生態に移植した環境に適合した細胞に形質転換する性質を示すため自家細胞と同様移植した場に対して親和性を示すので、軟組織に埋殖した場合は、その細胞が軟組織と良好な親和性を示す。また、細胞増殖因子は、細胞の接着・増殖を促進する効果があるためより効果的な親和性促進効果を発現するので、軟組織に埋殖した場合は、その増殖因子が軟組織と良好な親和性を示す。さらに、接着性タンパクおよび接着性多糖類は、細胞と直接接着する効果のあるため、より効果的な細胞親和性促進効果を発現する。それゆえ本発明にかかるハイブリット複合体からなる医療用デバイスは、生体組織、特に軟組織との親和性が向上し、迅速に軟組織と接着することができる。それゆえ、医療用デバイスの埋植初期に起こる細菌等による感染や、医療用デバイスのズレを予防することができるという効果を奏する。   Autologous cells are cells collected from a living body in which a medical material is implanted, and have a particularly high affinity with the living tissue (soft tissue). Since ES cells have the property of transforming into cells suitable for ecologically transplanted environments, they have an affinity for transplanted sites as well as autologous cells, so when implanted in soft tissue, the cells are considered soft tissue. Shows good affinity. In addition, since cell growth factor has an effect of promoting cell adhesion and proliferation, it exhibits a more effective affinity promoting effect. Therefore, when implanted in soft tissue, the growth factor has good affinity with soft tissue. Indicates. Furthermore, since the adhesive protein and the adhesive polysaccharide have an effect of directly adhering to cells, they exhibit a more effective cell affinity promoting effect. Therefore, the medical device comprising the hybrid complex according to the present invention has improved affinity with a living tissue, particularly soft tissue, and can quickly adhere to the soft tissue. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent infection caused by bacteria or the like that occurs in the initial stage of implantation of the medical device and displacement of the medical device.

また本発明にかかるハイブリット複合体は、上記課題を解決するために、上記自家細胞が、歯根膜細胞、骨髄細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、およびES細胞からなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであってもよい。   In order to solve the above problems, the hybrid complex according to the present invention is a substance in which the autologous cells are selected from the group consisting of periodontal ligament cells, bone marrow cells, fibroblasts, vascular endothelial cells, and ES cells, or A combination of these may also be used.

上記歯根膜細胞または、線維芽細胞、または血管内皮細胞は、軟組織を形成する細胞であり、また骨髄細胞、またはES細胞は、生体に移植した環境に適合する細胞に形質転換するので軟組織に埋殖した場合軟組織と親和性を示す細胞である。それゆえ軟組織との親和性が高い。以上の理由より本発明にかかるハイブリット複合体からなる医療用デバイスは、生体組織、特に軟組織との親和性が向上し、迅速に軟組織と接着することができる。それゆえ、医療用デバイスの埋植初期に起こる細菌等による感染や、医療用デバイスのズレを予防することができるという効果を奏する。   The periodontal ligament cells, fibroblasts, or vascular endothelial cells are cells that form soft tissue, and bone marrow cells or ES cells are transformed into cells that are compatible with the environment transplanted into the living body and are therefore embedded in the soft tissue. It is a cell that has an affinity for soft tissue when grown. Therefore, it has a high affinity with soft tissues. For the above reasons, the medical device comprising the hybrid complex according to the present invention has improved affinity with living tissue, particularly soft tissue, and can be quickly bonded to soft tissue. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent infection caused by bacteria or the like that occurs in the initial stage of implantation of the medical device and displacement of the medical device.

また本発明にかかるハイブリット複合体は、上記課題を解決するために、上記細胞増殖因子が、線維芽細胞増殖因子(FGF)、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、および表皮成長因子(EGF)からなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであってもよい。   In order to solve the above-mentioned problems, the hybrid complex according to the present invention is characterized in that the cell growth factor is fibroblast growth factor (FGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF), And a substance selected from the group consisting of epidermal growth factor (EGF), or a combination thereof.

上記線維芽細胞増殖因子(FGF)、または血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、または肝細胞増殖因子(HGF)、または表皮成長因子(EGF)は、細胞の接着・増殖を促進する効果があるためより効果的な親和性促進効果を発現する物質であるので、軟組織に埋殖することにより、特に軟組織との親和性が高くなる。それゆえ本発明にかかるハイブリット複合体からなる医療用デバイスは、生体組織、特に軟組織との親和性が向上し、迅速に軟組織と親和することができる。それゆえ、医療用デバイスの埋植初期に起こる細菌等による感染や、医療用デバイスのズレを予防することができるという効果を奏する。   The fibroblast growth factor (FGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF), or epidermal growth factor (EGF) has an effect of promoting cell adhesion / proliferation. Since it is a substance that expresses a more effective affinity promoting effect, it has a particularly high affinity for soft tissue when embedded in soft tissue. Therefore, the medical device comprising the hybrid complex according to the present invention has an improved affinity with living tissue, particularly soft tissue, and can quickly become compatible with soft tissue. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent infection caused by bacteria or the like that occurs in the initial stage of implantation of the medical device and displacement of the medical device.

また本発明にかかるハイブリット複合体は、上記課題を解決するために、上記接着性タンパク質が、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、およびフィブロインからなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであってもよい。   In the hybrid complex according to the present invention, in order to solve the above problems, the adhesive protein may be a substance selected from the group consisting of collagen, gelatin, fibrin, and fibroin, or a combination thereof.

上記コラーゲン、またはゼラチンまたはフィブリン、またはフィブロイン、またはグリコサミノグリカン、もしくはペクチン、またはヒアルロン酸、またはコンドロイチン、またはヒアルロン酸、またはコンドロイチン、またはキチン、またはキトサン、またはアルギン酸は、細胞と直接接着する効果のあるため、より効果的な細胞親和性促進効果を発現する。それゆえ特に軟組織に埋殖した場合、軟組織と親和性が高くなるといえる。それゆえ本発明にかかるハイブリット複合体からなる医療用デバイスは、生体組織、特に軟組織との親和性が向上し、迅速に軟組織と接着することができる。それゆえ、医療用デバイスの埋植初期に起こる細菌等による感染や、医療用デバイスのズレを予防することができるという効果を奏する。   The above collagen, or gelatin or fibrin, or fibroin, or glycosaminoglycan, or pectin, or hyaluronic acid, or chondroitin, or hyaluronic acid, or chondroitin, or chitin, or chitosan, or alginic acid can directly adhere to cells. Therefore, a more effective cell affinity promoting effect is expressed. Therefore, it can be said that the affinity with the soft tissue is increased particularly when it is embedded in the soft tissue. Therefore, the medical device comprising the hybrid complex according to the present invention has improved affinity with a living tissue, particularly soft tissue, and can quickly adhere to the soft tissue. Therefore, there is an effect that it is possible to prevent infection caused by bacteria or the like that occurs in the initial stage of implantation of the medical device and displacement of the medical device.

一方、本発明にかかるハイブリット複合体の製造方法は、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに軟組織に対して親和性を有する軟組織親和性向上物質で被覆させてなるハイブリット複合体の製造方法であって、前記複合体に、前記軟組織親和性向上物質を被覆する被覆工程を含むことを特徴としている。   On the other hand, the method for producing a hybrid complex according to the present invention has a soft tissue affinity in which at least a part of the surface of the complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a substrate further has an affinity for soft tissue. A method for producing a hybrid complex formed by coating with an improving substance, the method comprising a coating step of coating the complex with the soft tissue affinity improving substance.

上記被覆工程としては、例えば、軟組織親和性向上物質(自家細胞、ES細胞、細胞増殖因子、接着性タンパク質、接着性多糖類)の溶液中に、上記ハイブリット複合体を添加して撹拌し、複合体を回収すれば、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと、基材が化学結合してなる複合体の表面に、さらに軟組織親和性向上物質(自家細胞、ES細胞、細胞増殖因子、接着性タンパク質、接着性多糖類)を被覆させてなるハイブリット複合体を製造することができる。また上記被覆工程としては、上記複合体の表面に、軟組織親和性向上物質(自家細胞、ES細胞、細胞増殖因子、接着性タンパク質、接着性多糖類)を含む溶液を噴霧してもよい。   As the coating step, for example, the above-mentioned hybrid complex is added to a solution of a soft tissue affinity improving substance (autologous cell, ES cell, cell growth factor, adhesive protein, adhesive polysaccharide) and stirred, When the body is recovered, a soft tissue affinity-improving substance (autologous cells, ES cells, cell growth factors, adhesive proteins, adhesive properties, etc.) is further added to the surface of the complex formed by chemically bonding the calcium phosphate or titanium oxide and the base material. A hybrid complex formed by coating a saccharide) can be produced. In the coating step, a solution containing a soft tissue affinity improving substance (autologous cells, ES cells, cell growth factors, adhesive proteins, adhesive polysaccharides) may be sprayed on the surface of the complex.

また、本発明にかかるハイブリット複合体の製造方法は、リン酸カルシウム、または酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに自家細胞、および/またはES細胞で被覆させてなるハイブリット複合体の製造方法であって、前記複合体を含む液体培地に、前記自家細胞、および/またはES細胞を接種し、培養する培養工程を含むことを特徴としている。   In addition, the method for producing a hybrid complex according to the present invention is such that at least a part of the surface of the complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a substrate is further coated with autologous cells and / or ES cells. A method for producing a hybrid complex is characterized by comprising a culture step of inoculating and culturing the autologous cells and / or ES cells in a liquid medium containing the complex.

複合体を含む倍地中で、自家細胞等を培養することにより、複合体の表面に増殖した自家細胞等が複合体の表面に吸着することとなる。それゆえリン酸カルシウムまたは酸化チタンと、基材が化学結合してなる複合体の表面に、さらに自家細胞、および/またはES細胞を被覆させてなるハイブリット複合体を製造することができる。   By culturing autologous cells in a medium containing the complex, the autologous cells grown on the surface of the complex are adsorbed on the surface of the complex. Therefore, it is possible to produce a hybrid complex obtained by further coating autologous cells and / or ES cells on the surface of a complex formed by chemically bonding a calcium phosphate or titanium oxide and a base material.

一方、本発明にかかる医療用材料は、上記いずれかのハイブリット複合体を用いた医療用材料である。   On the other hand, the medical material according to the present invention is a medical material using any one of the above hybrid complexes.

それゆえ、医療用材料を用いて医療用デバイスを製造すれば、医療用デバイスの埋植初期に起こる細菌等による感染や、埋植部からのズレを予防することができるという効果を奏する。また本発明にかかる医療用材料を構成するハイブリット複合体において、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材が化学結合によって複合体を形成しているため、医療用デバイス埋植後の安定性はきわめて高いといえる。   Therefore, when a medical device is manufactured using a medical material, there is an effect that it is possible to prevent infection due to bacteria or the like that occurs in the initial stage of implantation of the medical device and deviation from the implanted portion. In the hybrid complex constituting the medical material according to the present invention, since calcium phosphate or titanium oxide and the base material form a complex by chemical bonding, it can be said that the stability after implantation of the medical device is extremely high. .

以上のごとく本発明によれば、生体内で安定性が高く、かつ生体組織、特に軟組織と迅速に接着する性質を有するリン酸カルシウムと基材との複合体、および酸化チタンと基材との複合体、並びに前記複合体の製造方法、前記複合体を用いた医療用材料を提供することができる。   As described above, according to the present invention, a complex of calcium phosphate and a substrate, and a complex of titanium oxide and a substrate, which have high in vivo stability and have a property of rapidly adhering to a living tissue, particularly soft tissue. In addition, a method for producing the composite and a medical material using the composite can be provided.

それゆえ、経皮デバイス等の医療用材料として用いることによって体細胞親和性が向上することにより、短期間で経皮デバイス等と生体とが密着するため、細菌等の感染の可能性を低減することができる。また人工血管において、本発明にかかるハイブリット複合体を用いることにより、体細胞親和性が向上し、短期間で人工血管が接着するため、人工血管留置部分からのズレる確率を低減することができる。さらには歯根膜細胞および骨髄細胞等の自家細胞を医療用デバイスに被覆することにより、インプラント早期より医療用デバイスのズレ防止や創傷治癒効果を示す。   Therefore, the somatic cell affinity is improved by using it as a medical material such as a transdermal device, and the transdermal device and the living body are brought into close contact with each other in a short period of time, thereby reducing the possibility of infection by bacteria. be able to. Further, by using the hybrid complex according to the present invention in an artificial blood vessel, somatic cell affinity is improved and the artificial blood vessel adheres in a short period of time, so that the probability of deviation from the artificial blood vessel placement portion can be reduced. Furthermore, by covering autologous cells such as periodontal ligament cells and bone marrow cells on the medical device, the medical device can be prevented from being displaced and wound healing can be achieved early in the implant.

本発明の実施の形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   The embodiment of the present invention will be described as follows. Note that the present invention is not limited to this.

〔本発明にかかるハイブリット複合体〕
本発明にかかるハイブリット複合体は、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに軟組織親和性向上物質で被覆されていることを特徴としている。以下の説明では、「1.軟組織親和性向上物質」、「2.リン酸カルシウムと基材が化学結合してなる複合体」、「3.酸化チタンと基材が化学結合してなる複合体」、「4.本発明にかかるハイブリット複合体の製造方法」、「5.本発明にかかるハイブリット複合体の利用」の項に分けて説明する。
[Hybrid complex according to the present invention]
The hybrid complex according to the present invention is characterized in that at least a part of the surface of the complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a substrate is further coated with a soft tissue affinity improving substance. In the following description, “1. soft tissue affinity-improving substance”, “2. a complex formed by chemically bonding calcium phosphate and a substrate”, “3. a complex formed by chemically bonding titanium oxide and a substrate”, The description will be divided into “4. Method for producing hybrid complex according to the present invention” and “5. Utilization of hybrid complex according to the present invention”.

なお、本発明の説明において「ハイブリット複合体」とは、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに軟組織親和性向上物質で被覆されている物質のことを意味する。   In the description of the present invention, the term “hybrid complex” means that at least a part of the surface of a complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a substrate is further coated with a soft tissue affinity improving substance. Means a substance.

<1.軟組織親和性向上物質>
ここで「軟組織親和性向上物質」とは、生体組織、特に軟組織に親和性を有する物質からなるものである。また「軟組織」とは、骨、歯、および各部臓器を除く体組織をさし、支持組織や運動器などがこれに含まれ、皮下組織、筋肉、筋膜、腱、滑膜、真皮、漿膜などの間葉系組織からなる。骨髄、リンパ節、血球などの造血臓器は除外されるが、外肺葉組織のうち末梢神経、交感神経や傍神経節などは含まれる。軟組織を形成する細胞としては、線維芽細胞、組織球、脂肪細胞、血管およびリンパ管内皮細胞、血管外皮細胞平滑筋細胞、黄紋筋細胞、滑膜細胞、未分化間葉細胞、抹消神経細胞、Schwann細胞などである。
<1. Soft tissue affinity improving substance>
Here, the “soft tissue affinity-improving substance” is made of a substance having affinity for living tissue, particularly soft tissue. “Soft tissue” refers to body tissues other than bones, teeth, and various organs, including supportive tissue and motor organs, and includes subcutaneous tissue, muscle, fascia, tendon, synovium, dermis, and serosa. It consists of mesenchymal tissue. Hematopoietic organs such as bone marrow, lymph nodes, and blood cells are excluded, but peripheral nerves, sympathetic nerves, paraganglia, etc. are included in the outer lung lobe tissue. Soft tissue-forming cells include fibroblasts, histosphere, adipocytes, vascular and lymphatic endothelial cells, vascular epithelial cells smooth muscle cells, striated muscle cells, synovial cells, undifferentiated mesenchymal cells, peripheral nerve cells Such as Schwann cells.

上記「軟組織親和性向上物質」としては、特に限定されるものではないが、例えば自家細胞、またはES細胞、または細胞増殖因子、または接着性タンパク質、または接着性多糖類等が挙げられる。   The “soft tissue affinity-improving substance” is not particularly limited, and examples thereof include autologous cells, ES cells, cell growth factors, adhesive proteins, adhesive polysaccharides, and the like.

ここで「自家細胞」とは、医療用デバイスが埋植される生体から採取した細胞のことを意味する。例えば、本発明にかかるハイブリット複合体に用いる場合には、当該細胞を対象体(動物でもよい)から採取し、生体外で培養した細胞を対象体に戻すようなその細胞をさす。培養条件等については特に限定されるものではなく、当該細胞に好適な条件を適宜選択の上、採用すればよい。当該細胞が表面に被覆された医療用デバイスは、その生体組織(軟組織)との親和性は高く、また免疫反応等が起こらないために好ましいといえる。かかる自家細胞として利用可能な細胞としては、例えば、歯根膜細胞、骨髄細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、ES細胞(embryonic stem cell line;胚性幹細胞)等が挙げられる。上記の細胞は、軟組織を形成する細胞もしくは軟組織に埋殖されたときその軟組織に分化する細胞であるため、軟組織との親和性が特に高い。それゆえ、当該細胞が表面に被覆された医療用材料は、その生体組織(軟組織)と迅速に接着することとなる。   Here, the “autologous cell” means a cell collected from a living body in which a medical device is implanted. For example, when used in the hybrid complex according to the present invention, the cell is collected from the subject (may be an animal) and the cell cultured in vitro is returned to the subject. There are no particular limitations on the culture conditions and the like, and conditions that are suitable for the cells may be selected as appropriate. A medical device whose surface is coated with the cells is preferable because of its high affinity with a living tissue (soft tissue) and no immune reaction. Examples of cells that can be used as autologous cells include periodontal ligament cells, bone marrow cells, fibroblasts, vascular endothelial cells, ES cells (embryonic stem cell lines), and the like. Since the cells described above are cells that form soft tissue or cells that differentiate into soft tissue when implanted in soft tissue, the affinity for soft tissue is particularly high. Therefore, the medical material having the cells coated on the surface thereof quickly adheres to the living tissue (soft tissue).

また、自家細胞でないES細胞(クローン胚:クローン胚とは、患者自身の体細胞の核を取り出し、卵子の核と入れ替えたものことを意味する。 HYPERLINK "http://www.trc-net.ne.jp/basics/i-02.html" http://www.trc-net.ne.jp/basics/i-02.html参照。)も「軟組織親和性向上物質」として利用可能である。ES細胞は、種々の細胞に分化することができる未分化の細胞であり、当該細胞を埋植すればその軟組織二分化する。それゆえ、軟組織との親和性は特に高いといえる。また増殖能力が高く、生体外において細胞を調製することが容易であるために本発明にかかるハイブリット複合体を構成する「軟組織親和性向上物質」として特に好ましいといえる。かかるES細胞の由来は、医療デバイスを埋植する生体由来のもの用いる必要がある。すなわち、最終的に製造した医療デバイスをヒトの埋植する際は、ヒト由来のES細胞を用いる。なお、ES細胞は、米国ワイセル(WiCell)社等から入手可能である(読売新聞2001年11月30日記事参照)。   In addition, ES cells that are not autologous cells (cloned embryos: cloned embryos mean that the nuclei of the patient's own somatic cells have been removed and replaced with the nuclei of the egg. HYPERLINK "http: //www.trc-net. ne.jp/basics/i-02.html "(see http://www.trc-net.ne.jp/basics/i-02.html)) can also be used as a“ soft tissue affinity-improving substance ”. An ES cell is an undifferentiated cell that can be differentiated into various cells, and when the cell is implanted, the soft tissue bisects. Therefore, it can be said that the affinity with soft tissue is particularly high. Further, since it has a high proliferation ability and it is easy to prepare cells in vitro, it can be said to be particularly preferable as a “soft tissue affinity-improving substance” constituting the hybrid complex according to the present invention. Such ES cells must be derived from a living body in which a medical device is implanted. In other words, human-derived ES cells are used when the finally manufactured medical device is implanted in a human. ES cells can be obtained from WiCell, Inc. (see the article on November 30, 2001 in the Yomiuri Shimbun).

また上記「軟組織親和性向上物質」として利用可能な「細胞増殖因子」としては、例えば、線維芽細胞増殖因子(FGF)、または血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、または肝細胞増殖因子(HGF)、または表皮成長因子(EGF)等が挙げられる。例えば、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)は、血管内皮が損傷すると、当該組織に付着して損傷箇所を修復するという性質を有している。よって、上記細胞増殖因子は、軟組織細胞の接着・増殖を促進する効果があるためより効果的な親和性促進効果を発現する物質であり、軟組織との親和性が特に高い。それゆえ、「軟組織親和性向上物質」として好適である。   Examples of the “cell growth factor” that can be used as the “soft tissue affinity improving substance” include, for example, fibroblast growth factor (FGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), or hepatocyte growth factor (HGF). Or epidermal growth factor (EGF). For example, vascular endothelial cell growth factor (VEGF) has the property that, when the vascular endothelium is damaged, it adheres to the tissue and repairs the damaged site. Therefore, since the cell growth factor has an effect of promoting adhesion / proliferation of soft tissue cells, it is a substance that expresses a more effective affinity promoting effect and has a particularly high affinity with soft tissue. Therefore, it is suitable as a “soft tissue affinity improving substance”.

また上記「軟組織親和性向上物質」として利用可能な「接着性タンパク質」としては、例えば、コラーゲン、またはゼラチン、またはフィブリン、またはフィブロイン等が挙げられ、「接着性多糖類」として、グリコサミノグリカン、またはペクチン、またはヒアルロン酸、またはコンドロイチン、またはキチン、またはキトサン、またはアルギン酸等が挙げられる。また上記物質の部分分解物、酸化物、アルキレンオキシド付加物、カルボキシメチル化物および架橋体であってもよい。上記接着性タンパク質および接着性多糖類は、細胞が生体と接着する際に分泌するタンパクおよび多糖類である。それゆえ、当該接着性タンパクおよび多糖類は、生体組織、特に軟組織との親和性が高いために「軟組織親和性向上物質」として好適である。上記「接着性タンパク質」および「接着性多糖類」は、市販品を入手して使用すればよい。また必要に応じて、分解、化学修飾等を行って使用してもよい。   Examples of the “adhesive protein” that can be used as the “soft tissue affinity-improving substance” include collagen, gelatin, fibrin, fibroin, and the like, and the “adhesive polysaccharide” includes glycosaminoglycan. Or pectin, hyaluronic acid, chondroitin, chitin, chitosan, alginic acid, or the like. Moreover, the partial decomposition product of the said substance, an oxide, an alkylene oxide addition product, a carboxymethylated product, and a crosslinked body may be sufficient. The adhesive protein and adhesive polysaccharide are proteins and polysaccharides secreted when cells adhere to a living body. Therefore, the adhesive proteins and polysaccharides are suitable as “soft tissue affinity improving substances” because of their high affinity with living tissues, particularly soft tissues. The “adhesive protein” and “adhesive polysaccharide” may be obtained by using commercially available products. Moreover, you may use after performing decomposition | disassembly, chemical modification, etc. as needed.

なお本発明にかかるハイブリット複合体は、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに上記「軟組織親和性向上物質」で被覆されているものであるが、複合体の表面に被覆する「軟組織親和性向上物質物質」は、上記例示した種々の物質の1つに限られるものではなく、種々組み合わせて被覆した態様であってもよい。軟組織親和性向上物質を、リン酸カルシウムまたは酸化チタンと、基材が化学結合してなる複合体の表面に被覆する方法については後述する。   The hybrid complex according to the present invention is such that at least a part of the surface of the complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a base material is further coated with the “soft tissue affinity-improving substance”. However, the “soft tissue affinity-improving substance substance” to be coated on the surface of the composite is not limited to one of the various substances exemplified above, and may be an aspect in which various combinations are coated. A method of coating the soft tissue affinity improving substance on the surface of the complex formed by chemically bonding the calcium phosphate or titanium oxide and the base material will be described later.

<2.リン酸カルシウムと基材が化学結合してなる複合体>
以下に、リン酸カルシウムと基材が化学結合してなる複合体(以下リン酸カルシウム複合体という)について説明する。なお以下の説明においては、リン酸カルシウムのうち特にリン酸カルシウム焼結体と基材とが化学結合した場合について説明するが、本発明においてリン酸カルシウムは、焼結体であっても、アモルファス(非晶質)であってもよい。ただし、生体内での安定性が高いという理由からは焼結体の方が好ましいといえる。
<2. Complex formed by chemical bonding of calcium phosphate and base material>
Below, the composite_body | complex (henceforth a calcium-phosphate composite) formed by a chemical bond of a calcium phosphate and a base material is demonstrated. In the following explanation, among calcium phosphates, the case where the calcium phosphate sintered body and the substrate are chemically bonded will be described. However, in the present invention, calcium phosphate is amorphous (amorphous) even if it is a sintered body. There may be. However, it can be said that the sintered body is preferable because of its high in vivo stability.

まず、基材と複合体を形成するリン酸カルシウム焼結体について説明する。上記リン酸カルシウム焼結体(リン酸カルシウムセラミックスとも呼ばれる)とは、アモルファス(非晶質)のリン酸カルシウムと比べた場合に結晶性が高いリン酸カルシウムを示している。具体的には、リン酸カルシウム焼結体は、アモルファス(非晶質)のリン酸カルシウムを焼結させることにより得られる。そして、上記リン酸カルシウム焼結体は、該リン酸カルシウム焼結体自体の表面に、カルシウムイオン(Ca2+)、リン酸イオン(PO4 2-)および水酸化物イオン(OH-)の少なくとも何れか1つのイオンを有している。 First, a calcium phosphate sintered body that forms a composite with a base material will be described. The calcium phosphate sintered body (also referred to as calcium phosphate ceramics) indicates calcium phosphate having high crystallinity when compared with amorphous (amorphous) calcium phosphate. Specifically, the calcium phosphate sintered body is obtained by sintering amorphous (amorphous) calcium phosphate. The calcium phosphate sintered body has at least one of calcium ions (Ca 2+ ), phosphate ions (PO 4 2− ), and hydroxide ions (OH ) on the surface of the calcium phosphate sintered body itself. Has two ions.

また、リン酸カルシウム焼結体の1つの結晶面には、少なくともリン酸イオンまたはカルシウムイオンが存在する。具体的には、リン酸カルシウムの結晶面によって存在するイオンは異なり、互いに異なる結晶面に、カルシウムイオンおよびリン酸イオンが存在している。また、上記リン酸カルシウム焼結体に水酸化物イオンが含まれている場合には、該水酸化物イオンは、上記カルシウムイオンまたはリン酸イオンが存在している結晶面の少なくとも1つの結晶面に存在することとなる。   Further, at least phosphate ions or calcium ions are present on one crystal face of the calcium phosphate sintered body. Specifically, the ions present depend on the crystal plane of calcium phosphate, and calcium ions and phosphate ions exist on different crystal planes. In addition, when the calcium phosphate sintered body contains hydroxide ions, the hydroxide ions are present on at least one crystal face where the calcium ions or phosphate ions are present. Will be.

上記リン酸カルシウム焼結体としては、具体的には、例えば、ハイドロキシアパタイト焼結体(Ca10(PO46(OH)2)、トリリン酸カルシウム(β(α)−トリリン酸カルシウム(Ca3(PO42))、メタリン酸カルシウム(Ca(PO32)、Ca10(PO462、Ca10(PO46Cl2等が挙げられる。なお、上記リン酸カルシウムは、湿式法や、乾式法、加水分解法、水熱法等の公知の製造方法によって、人工的に製造されたものであってもよく、また、骨、歯等から得られる天然由来のものであってもよい。また、上記リン酸カルシウム焼結体には、リン酸カルシウム水酸イオンおよび/またはリン酸イオンの一部が炭酸イオン、塩化物イオン、フッ化物イオン等で置換された化合物等が含まれていてもよい。 Specific examples of the calcium phosphate sintered body include, for example, a hydroxyapatite sintered body (Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ), calcium triphosphate (β (α) -calcium triphosphate (Ca 3 (PO 4 2 )), calcium metaphosphate (Ca (PO 3 ) 2 ), Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 , Ca 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 and the like. The calcium phosphate may be artificially produced by a known production method such as a wet method, a dry method, a hydrolysis method, or a hydrothermal method, and is obtained from bone, teeth, and the like. It may be naturally derived. In addition, the calcium phosphate sintered body may include a calcium phosphate hydroxide ion and / or a compound in which a part of the phosphate ion is substituted with carbonate ion, chloride ion, fluoride ion, or the like.

ここで、上記リン酸カルシウム焼結体の製造方法について説明する。本実施の形態にかかるリン酸カルシウム焼結体は、アモルファスのリン酸カルシウムを焼結させることにより得ることができる。具体的には、上記例示のリン酸カルシウムを800℃〜1300℃の温度範囲内で所定時間焼結させることにより、リン酸カルシウム焼結体を得ることができる。上記リン酸カルシウムを焼結させることによって、結晶性を高めることができ、例えば、生体内に導入した場合における溶解性を小さくすることができる。このリン酸カルシウム焼結体の結晶化の度合いは、X線回折法(XRD)により、測定することができる。具体的には、リン酸カルシウム複合体の各結晶面を示すピークの半値幅が狭ければ狭いほど結晶性が高い。   Here, the manufacturing method of the said calcium phosphate sintered compact is demonstrated. The calcium phosphate sintered body according to the present embodiment can be obtained by sintering amorphous calcium phosphate. Specifically, a calcium phosphate sintered body can be obtained by sintering the above-exemplified calcium phosphate within a temperature range of 800 ° C. to 1300 ° C. for a predetermined time. By sintering the calcium phosphate, the crystallinity can be increased, and for example, the solubility when introduced into a living body can be reduced. The degree of crystallization of this calcium phosphate sintered body can be measured by X-ray diffraction (XRD). Specifically, the narrower the half width of the peak showing each crystal plane of the calcium phosphate complex, the higher the crystallinity.

上記リン酸カルシウムを焼結させる焼結温度の下限値としては、650℃以上がより好ましく、800℃以上がさらに好ましく、1000℃以上が特に好ましい。焼結温度が650℃よりも低いと、焼結が十分でない場合がある。一方、焼結温度の上限値としては、1300℃以下がより好ましく、1250℃以下がさらに好ましく、1200℃以下が特に好ましい。焼結温度が1300℃よりも高いと、後述する基材が有する官能基と直接化学結合することが困難になる場合がある。従って、焼結温度を、上記範囲内とすることにより、生体内で溶解し難く(結晶性が高く)、かつ、基材が有する官能基と直接化学結合することができるリン酸カルシウム焼結体を製造することができる。また、焼結時間としては、特に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。   The lower limit of the sintering temperature at which the calcium phosphate is sintered is more preferably 650 ° C. or higher, further preferably 800 ° C. or higher, and particularly preferably 1000 ° C. or higher. If the sintering temperature is lower than 650 ° C., the sintering may not be sufficient. On the other hand, as an upper limit of sintering temperature, 1300 degreeC or less is more preferable, 1250 degreeC or less is further more preferable, and 1200 degreeC or less is especially preferable. When the sintering temperature is higher than 1300 ° C., it may be difficult to directly chemically bond with the functional group of the base material described later. Therefore, by setting the sintering temperature within the above range, a calcium phosphate sintered body that is difficult to dissolve in the living body (high crystallinity) and can be directly chemically bonded to the functional group of the substrate is manufactured. can do. In addition, the sintering time is not particularly limited, and may be set as appropriate.

また、例えば、リン酸カルシウム焼結体を構成する材料として、ハイドロキシアパタイト焼結体またはβ−トリリン酸カルシウムを用いる場合、該ハイドロキシアパタイト焼結体またはβ−トリリン酸カルシウムは、生体組織との親和性および生体環境における安定性が優れているために、医療用材料として好適である。また、ハイドロキシアパタイト焼結体は、生体内で溶解し難い。従って、例えば、上記ハイドロキシアパタイト焼結体を用いてリン酸カルシウム複合体を製造した場合には、生体内で長期間、生体活性を維持することができる。   In addition, for example, when a hydroxyapatite sintered body or β-tricalcium phosphate is used as a material constituting the calcium phosphate sintered body, the hydroxyapatite sintered body or β-tricalcium phosphate has an affinity for living tissue and a living environment. Is excellent as a medical material because of its excellent stability. Further, the hydroxyapatite sintered body is difficult to dissolve in vivo. Therefore, for example, when a calcium phosphate complex is produced using the hydroxyapatite sintered body, the biological activity can be maintained for a long period in vivo.

本実施の形態にかかるリン酸カルシウム焼結体は、粒子状であることがより好ましい。より詳細には、上記リン酸カルシウムの粒子径の下限値としては、0.001μm以上がより好ましく、0.01μm以上がさらに好ましい。上記粒子径が0.001μmよりも小さいと、リン酸カルシウムと基材との複合体を生体に埋入した場合に、基材の表面に結合されているリン酸カルシウムが溶出してしまい、生体適合性が損なわれる恐れがある。   The calcium phosphate sintered body according to the present embodiment is more preferably particulate. More specifically, the lower limit of the particle diameter of the calcium phosphate is more preferably 0.001 μm or more, and further preferably 0.01 μm or more. When the particle diameter is smaller than 0.001 μm, when the complex of calcium phosphate and the base material is embedded in the living body, the calcium phosphate bound to the surface of the base material is eluted and the biocompatibility is impaired. There is a fear.

一方、上記リン酸カルシウムの粒子径の上限値としては、1000μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましい。上記粒子径が1000μmよりも大きいと、リン酸カルシウムと基材との結合が相対的に弱くなり、リン酸カルシウムと基材との複合体を生体に埋入した場合に破損する恐れがある。   On the other hand, the upper limit of the particle diameter of the calcium phosphate is more preferably 1000 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. When the particle diameter is larger than 1000 μm, the bond between the calcium phosphate and the base material becomes relatively weak, and there is a risk of damage when the complex of calcium phosphate and the base material is embedded in a living body.

また、リン酸カルシウム焼結体は、上記リン酸カルシウムの焼結温度およびリン酸カルシウム焼結体の粒子径を制御することにより、例えば、得られたリン酸カルシウム複合体を生体内に埋入させたとき、リン酸カルシウム焼結体の溶出速度を制御することができる。つまり、上記焼結温度および上記粒子径を制御することにより、用途に応じた、リン酸カルシウムと基材との複合体の物性を設計することができる。   Further, the calcium phosphate sintered body is obtained by controlling the sintering temperature of the calcium phosphate and the particle diameter of the calcium phosphate sintered body, for example, when the obtained calcium phosphate composite is embedded in a living body. The elution rate of can be controlled. That is, by controlling the sintering temperature and the particle size, the physical properties of the composite of calcium phosphate and the substrate can be designed according to the application.

(基材)
本実施の形態にかかる基材としては、高分子基材が好ましく、医療用高分子がさらに好ましく、有機高分子が特に好ましい。上記基材としては、具体的には、例えば、シリコーンポリマー(シリコーンゴムであっても良い)、ポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリアミン、ポリウレア、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル等の合成高分子;セルロース、アミロース、アミロペクチン、キチン、キトサン等の多糖類、コラーゲン等のポリペプチド、ヒアルロン酸、コンドロイチン等のムコ多糖類等、シルクフィブロイン等の天然高分子等が挙げられる。上記例示の基材のうち、長期安定性、強度および柔軟性等の特性が優れている点で、シリコーンポリマー、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、または、シルクフィブロインが好適に使用される。
(Base material)
As the substrate according to the present embodiment, a polymer substrate is preferable, a medical polymer is more preferable, and an organic polymer is particularly preferable. Specific examples of the base material include silicone polymer (which may be silicone rubber), polyethylene glycol, polyalkylene glycol, polyglycolic acid, polylactic acid, polyamide, polyurethane, polysulfone, polyether, and poly Synthetic polymers such as ether ketone, polyamine, polyurea, polyimide, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polystyrene, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride; Polysaccharides such as cellulose, amylose, amylopectin, chitin and chitosan, polypeptides such as collagen, mucopolysaccharides such as hyaluronic acid and chondroitin, natural such as silk fibroin Molecule, and the like. Of the above-exemplified base materials, silicone polymer, polyurethane, polytetrafluoroethylene, or silk fibroin is preferably used because it has excellent properties such as long-term stability, strength, and flexibility.

また、上記例示の基材の代わりに、具体的には、例えば、医療用材料として好適に使用することができる、酸化チタン等の無機材料の基材を使用することもできる。従って、本発明における基材とは、上記酸化チタン等の無機材料からなる基材も含むものとする。   Further, in place of the exemplified base material, specifically, for example, a base material made of an inorganic material such as titanium oxide which can be suitably used as a medical material can be used. Therefore, the base material in the present invention includes a base material made of an inorganic material such as titanium oxide.

また、例えば、上記有機高分子と上記無機材料とを組み合わせて基材としてもよい。   Further, for example, the organic polymer and the inorganic material may be combined to form a base material.

本実施の形態にかかる基材の表面には、リン酸カルシウムと化学結合することができる官能基を有している。   The surface of the base material according to the present embodiment has a functional group that can be chemically bonded to calcium phosphate.

ハイドロキシアパタイトまたはその焼結体の場合、これらハイドロキシアパタイトまたはその焼結体は、イソシアネート基およびアルコキシシリル基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基と化学結合することが可能である。つまり、基材が有する官能基として、イソシアネート基およびアルコキシシリル基からなる群より選ばれる少なくとも1つの官能基を有している場合には、この基材とハイドロキシアパタイト焼結体とを化学結合させることができる。なお、上記アルコキシシリル基とは、Si−ORを含む基を示している。つまり、本実施の形態において、アルコキシシリル基には、≡Si−OR,=Si−(OR)2,−Si−(OR)3等が含まれる。なお、上記≡および=は、三重結合、二重結合のみを示すものではなく、それぞれの結合の手が、異なる基と結合していてもよい。従って、例えば、−SiH−(OR)2や−SiH2−(OR)等もアルコキシシリル基に含まれる。また、上記Si−ORのRとは、アルキル基または水素を示している。 In the case of hydroxyapatite or a sintered body thereof, the hydroxyapatite or the sintered body thereof can be chemically bonded to at least one functional group selected from the group consisting of an isocyanate group and an alkoxysilyl group. That is, when the substrate has at least one functional group selected from the group consisting of an isocyanate group and an alkoxysilyl group, the substrate and the hydroxyapatite sintered body are chemically bonded. be able to. In addition, the said alkoxysilyl group has shown group containing Si-OR. That is, in this embodiment, the alkoxysilyl group includes ≡Si—OR, ═Si— (OR) 2 , —Si— (OR) 3, and the like. The above ≡ and ═ do not indicate only a triple bond or a double bond, and each bond may be bonded to a different group. Therefore, for example, —SiH— (OR) 2 , —SiH 2 — (OR) and the like are also included in the alkoxysilyl group. Further, R in the Si-OR represents an alkyl group or hydrogen.

上記基材表面の官能基は、基材自体が有する官能基であってもよく、また、基材表面を、例えば、酸・アルカリ処理、コロナ放電、プラズマ照射、表面グラフト重合等の公知の手段によって、上記基材を改質することにより導入されたものであってもよい。   The functional group on the substrate surface may be a functional group possessed by the substrate itself, and the substrate surface may be treated by known means such as acid / alkali treatment, corona discharge, plasma irradiation, surface graft polymerization, etc. May be introduced by modifying the base material.

また、上記官能基を導入するために、基材に活性基を導入し、この活性基を用いて官能基を導入してもよい。   Moreover, in order to introduce | transduce the said functional group, an active group may be introduce | transduced into a base material and a functional group may be introduce | transduced using this active group.

そして、上記官能基を有する基材と、リン酸カルシウム焼結体とを反応させることによりリン酸カルシウム複合体を得ることができる。なお、リン酸カルシウム複合体の製造方法については後述する。   And the calcium-phosphate composite can be obtained by making the base material which has the said functional group react with a calcium-phosphate sintered compact. In addition, the manufacturing method of a calcium phosphate complex is mentioned later.

そして、本実施の形態にかかるリン酸カルシウム複合体が例えば、ハイドロキシアパタイト複合体である場合、基材の表面に、ハイドロキシアパタイト焼結体が化学結合されている。具体的には、ハイドロキシアパタイト焼結体に存在する水酸基(−OH)と、上記基材または表面修飾したリンカーが有するイソシアネート基(―NCO)またはアルコキシシリル基とが、直接、化学結合している。上記基材のアルコキシシリル基が−Si≡(OR)3である場合、ハイドロキシアパタイト焼結体と基材との間には、化学式(1)に示すような結合が存在することとなる。 When the calcium phosphate complex according to the present embodiment is, for example, a hydroxyapatite complex, the hydroxyapatite sintered body is chemically bonded to the surface of the base material. Specifically, the hydroxyl group (—OH) present in the hydroxyapatite sintered body is directly chemically bonded to the isocyanate group (—NCO) or alkoxysilyl group possessed by the substrate or the surface-modified linker. . When the alkoxysilyl group of the substrate is —Si≡ (OR) 3 , a bond represented by the chemical formula (1) exists between the hydroxyapatite sintered body and the substrate.

(ただし、上記Xは基材を示し、Yはハイドロキシアパタイト焼結体を示す)
上記の場合、基材が備えている1つの(−Si≡(OR)3)に対して、ハイドロキシアパタイト焼結体の3個の水酸基が反応していることとなる。従って、例えば、アルコキシシリル基の数が少ない基材であっても、ハイドロキシアパタイト焼結体を多く結合させることができる。従って、基材にアルコキシシリル基を導入する場合には、この導入するアルコキシシリル基の数を、従来と比べて、減らすことができる。なお、上記化学式(1)のケイ素原子(Si)は、基材が有するアルコキシシリル基の一部である。具体的には、上記ケイ素原子は、表面修飾したグラフト鎖の一部でもよく、高分子鎖が有するアルコキシシリル基の一部でもよい。また、上記化学式(1)の酸素原子(O)は、基材が有するアルコキシシリル基の一部、または、ハイドロキシアパタイト焼結体が有する水酸基の一部である。また、上記化学式(1)のXとSiとの間は、高分子鎖で結合されていてもよく、低分子鎖で結合されていてもよく、直接結合していてもよい。
(However, X represents a base material, and Y represents a hydroxyapatite sintered body)
In the above case, three hydroxyl groups of the hydroxyapatite sintered body are reacted with one (—Si≡ (OR) 3 ) of the base material. Therefore, for example, even a substrate having a small number of alkoxysilyl groups can bond a large amount of hydroxyapatite sintered bodies. Therefore, when introducing an alkoxysilyl group into the substrate, the number of alkoxysilyl groups to be introduced can be reduced as compared with the conventional case. In addition, the silicon atom (Si) of the said Chemical formula (1) is a part of alkoxysilyl group which a base material has. Specifically, the silicon atom may be a part of the surface-modified graft chain or a part of the alkoxysilyl group of the polymer chain. Moreover, the oxygen atom (O) of the said Chemical formula (1) is a part of alkoxysilyl group which a base material has, or a part of hydroxyl group which a hydroxyapatite sintered compact has. Further, X and Si in the chemical formula (1) may be bonded by a polymer chain, may be bonded by a low molecular chain, or may be directly bonded.

また、上記官能基がイソシアネート基の場合には、ハイドロキシアパタイト焼結体と基材とは、ウレタン結合で化学結合されている。   When the functional group is an isocyanate group, the hydroxyapatite sintered body and the base material are chemically bonded by a urethane bond.

リン酸カルシウム複合体においては、基材におけるリン酸カルシウムの結合量(吸着率)が5重量%以上であることが好ましい。さらには上記結合量としては、7重量%以上がより好ましく、10重量%以上がさらに好ましく、12重量%以上が特に好ましい。上記結合量が5重量%以上とすることにより、上記リン酸カルシウム複合体を、例えば、経皮端子等の医療用材料に用いた場合に、高い生体適合性を示すことができる。   In the calcium phosphate complex, the binding amount (adsorption rate) of calcium phosphate on the substrate is preferably 5% by weight or more. Furthermore, the amount of the bond is more preferably 7% by weight or more, further preferably 10% by weight or more, and particularly preferably 12% by weight or more. When the binding amount is 5% by weight or more, when the calcium phosphate complex is used for a medical material such as a percutaneous terminal, high biocompatibility can be exhibited.

(リン酸カルシウム複合体の製造方法)
ここで、本実施の形態にかかるリン酸カルシウム複合体の製造方法について説明する。本実施の形態にかかるリン酸カルシウム複合体の製造方法は、リン酸カルシウムが、基材粒子が有する官能基と化学結合してなるリン酸カルシウム複合体の製造方法であって、上記リン酸カルシウムと化学結合可能な官能基を有し、かつ、基材粒子と反応可能な官能基含有化合物を、基材粒子と反応させることにより、上記基材粒子に、上記官能基を導入する導入工程と、上記導入工程にて官能基が導入された基材粒子と未反応の官能基化合物とを分離する分離工程と、上記基材粒子に導入された官能基と、上記リン酸カルシウムとを反応させる反応工程とを含む方法である。また、上記製造方法において、上記導入工程の前に、基材を粒子状に形成する形成工程を行ってもよい。これについて以下に説明する。なお、以下の説明では、リン酸カルシウムがハイドロキシアパタイト焼結体であり、基材がシルクフィブロインであり、上記基材にイソシアネート基および/またはアルコキシシリル基を導入する場合について説明する。
(Method for producing calcium phosphate complex)
Here, the manufacturing method of the calcium phosphate composite concerning this Embodiment is demonstrated. The method for producing a calcium phosphate complex according to the present embodiment is a method for producing a calcium phosphate complex in which calcium phosphate is chemically bonded to the functional group of the base particle, and the functional group capable of being chemically bonded to the calcium phosphate is provided. And introducing a functional group into the base particle by reacting the functional group-containing compound that can be reacted with the base particle with the base particle, and a functional group in the introduction step. Is a method including a separation step of separating the base particles into which the base material is introduced and an unreacted functional group compound, and a reaction step of reacting the functional groups introduced into the base particles with the calcium phosphate. Moreover, in the said manufacturing method, you may perform the formation process which forms a base material in a particle form before the said introduction | transduction process. This will be described below. In the following description, the case where calcium phosphate is a hydroxyapatite sintered body, the base material is silk fibroin, and an isocyanate group and / or an alkoxysilyl group is introduced into the base material will be described.

(形成工程)
形成工程では、基材を粒子状に形成する。具体的には、基材を長軸方向の長さが1cm〜1μmの範囲内であり、短軸方向の長さが1mm〜1nmの範囲内である柱状または球状の粒子形状にする。上記基材を粒子状にする形成する方法としては、例えば、基材がシルクフィブロイン繊維の場合には、上記範囲内となるように上記繊維を切断すればよい。
(Formation process)
In the forming step, the base material is formed into particles. Specifically, the base material is formed into a columnar or spherical particle shape having a length in the major axis direction of 1 cm to 1 μm and a length in the minor axis direction of 1 mm to 1 nm. As a method of forming the base material into particles, for example, when the base material is silk fibroin fiber, the fiber may be cut so as to be within the above range.

(導入工程)
導入工程では、リン酸カルシウムと反応可能な官能基(化学結合可能な官能基)を基材粒子(以下、単に基材と称する場合がある)に導入する。この導入工程では、リン酸カルシウムの種類および、リン酸カルシウムと基材との間に生成される化学結合の種類によって、反応条件等が異なる。
(Introduction process)
In the introduction step, a functional group capable of reacting with calcium phosphate (functional group capable of chemical bonding) is introduced into the base particle (hereinafter sometimes simply referred to as a base). In this introduction step, the reaction conditions and the like differ depending on the type of calcium phosphate and the type of chemical bond generated between the calcium phosphate and the substrate.

上記基材に、イソシアネート基および/またはアルコキシシリル基(官能基)を導入する方法としては、公知の方法により行なえばよく、特に限定されるものではないが、例えば、分子末端に、反応性官能基を有するシランカップリング剤等を用いることにより、基材に上記官能基を導入することができる。   A method for introducing an isocyanate group and / or an alkoxysilyl group (functional group) into the substrate is not particularly limited, and may be, for example, a reactive functional group at a molecular end. By using a silane coupling agent having a group, the functional group can be introduced into the substrate.

ここで、基材にアルコキシシリル基を導入する方法の1つとして、シランカップッリング剤を用いて導入する方法について説明する。なお、基材にアルコキシシリル基を導入する方法は、この方法に限定されるものではなく、種々の方法を採用することができる。   Here, as one method for introducing an alkoxysilyl group into the substrate, a method for introducing it using a silane coupling agent will be described. In addition, the method of introduce | transducing an alkoxy silyl group into a base material is not limited to this method, A various method is employable.

シランカップリング剤は、化学式〔2〕に示すような化学構造をしている。
〔化2〕
Z−Si≡(OR)3 ・・・(2)
上記Zは、各種合成樹脂等の有機材料(基材)と化学結合することができる反応性官能基であればよく、具体的には、例えば、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロキシ基、メルカプト基等が挙げられる。また、上記ORは、ハイドロキシアパタイト焼結体と化学結合することができるものであればよく、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。また、上記化学式(2)中の反応性官能基であるZとSiとは、高分子鎖で結合されていてもよく、低分子鎖で結合されていてもよく、直接結合されていてもよい。
The silane coupling agent has a chemical structure as shown in chemical formula [2].
[Chemical formula 2]
Z-Si≡ (OR) 3 (2)
Z may be any reactive functional group that can be chemically bonded to an organic material (base material) such as various synthetic resins. Specifically, for example, vinyl group, epoxy group, amino group, (meth) An acryloxy group, a mercapto group, etc. are mentioned. The OR may be any one that can be chemically bonded to the hydroxyapatite sintered body. Specific examples include a methoxy group and an ethoxy group. In addition, Z and Si, which are reactive functional groups in the chemical formula (2), may be bonded by a high molecular chain, may be bonded by a low molecular chain, or may be directly bonded. .

すなわち、上記シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤;β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;p−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル系シランカップリング剤;γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ系シランカップリング剤;γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリロキシ系シランカップリング剤;N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−トリエトキシ−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、特殊アミノシラン等のアミノ系シランカップリング剤;γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド系シランカップリング剤;γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロロプロピル系シランカップリング剤;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤;ビス(トリエトキシプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤;γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。上記例示のシランカップリング剤のうち、重合性モノマーであるという点で、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。上記シランカップリング剤は、基材の種類、および、基材表面に活性基(後述する)が導入されている場合には、この活性基の種類等によって適宜選択すればよい。   That is, as the silane coupling agent, specifically, for example, vinyl silane coupling agents such as vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane; β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltri Epoxy silane coupling agents such as methoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane; p-styryltrimethoxysilane, etc. Stylyl-based silane coupling agents; methacrylic compounds such as γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane Roxy-based silane coupling agents; acryloxy-based silane coupling agents such as γ-acryloxypropyltrimethoxysilane; N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyl Methyldimethoxymethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-triethoxy-N- (1,3-dimethyl-butylidene ) Amino-based silane coupling agents such as propylamine, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, special aminosilane; γ-ureidopropyltriethoxysila Ureido silane coupling agents such as chlorosilanes; Chloropropyl silane coupling agents such as γ-chloropropyltrimethoxysilane; Mercapto silane coupling agents such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane A sulfide-based silane coupling agent such as bis (triethoxypropyl) tetrasulfide; an isocyanate-based silane coupling agent such as γ-isocyanatopropyltriethoxysilane; Of the above-exemplified silane coupling agents, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane is more preferable because it is a polymerizable monomer. What is necessary is just to select the said silane coupling agent suitably according to the kind of this active group, etc., when the kind of base material and the active group (after-mentioned) are introduce | transduced into the base-material surface.

上記シランカップリング剤を用いて、基材にアルコキシシリル基を導入する方法としては、具体的には、例えば、コロナ処理を施した基材に、末端に反応性官能基を有するシランカップリング剤を直接導入してもよい。また、界面活性剤と過酸化系開始剤とを用いて基材からプロトン(水素原子)を引き抜いてラジカルを発生させることにより、上記官能基を有する非水溶性モノマーを基材に、直接、グラフト重合させることができる。この方法を用いることにより、基材に上記官能基を、直接、導入することができる。   As a method for introducing an alkoxysilyl group into a substrate using the silane coupling agent, specifically, for example, a silane coupling agent having a reactive functional group at the terminal on a substrate subjected to corona treatment May be introduced directly. In addition, by drawing a proton (hydrogen atom) from the base material using a surfactant and a peroxide-based initiator to generate radicals, the water-insoluble monomer having the above functional group is directly grafted onto the base material. It can be polymerized. By using this method, the functional group can be directly introduced into the substrate.

また、基材にアルコキシシリル基を導入する方法としては、例えば、基材に予め、上記シランカップリング剤が有する反応性官能基と反応することができる活性基を導入しておき、この活性基とシランカップリング剤の反応性官能基とを反応させることにより、基材にアルコキシシリル基を導入してもよい。なお、上記活性基とは、具体的には、例えば、ビニル基、アミノ基等が挙げられるが、特に限定されるものではなく、上記シランカップリング剤の反応性官能基(上記化学式(2)のZ)の種類に応じて適宜設定すればよい。   Moreover, as a method for introducing an alkoxysilyl group into a substrate, for example, an active group capable of reacting with the reactive functional group of the silane coupling agent is introduced into the substrate in advance, and this active group is introduced. An alkoxysilyl group may be introduced into the substrate by reacting the silane coupling agent with a reactive functional group of the silane coupling agent. Specific examples of the active group include a vinyl group and an amino group, but are not particularly limited. The reactive functional group of the silane coupling agent (the chemical formula (2)) is not particularly limited. May be set as appropriate according to the type of Z).

ここで、基材としてシルクフィブロイン(繊維)を用い、このシルクフィブロインに活性基であるビニル基を導入しておき、このビニル基とシランカップリング剤の反応性官能基とを反応させることにより、基材にアルコキシシリル基を導入する方法の具体的条件について説明する。   Here, silk fibroin (fiber) is used as a base material, a vinyl group that is an active group is introduced into this silk fibroin, and by reacting this vinyl group with a reactive functional group of a silane coupling agent, Specific conditions of the method for introducing an alkoxysilyl group into the substrate will be described.

まず、基材に活性基を導入する工程(活性基導入工程)について説明する。基材にビニル基を導入するには、例えば、基材と、活性基含有化合物とを、触媒、重合禁止剤および溶媒の混合溶液中で反応させればよい。   First, the step of introducing an active group into the substrate (active group introduction step) will be described. In order to introduce a vinyl group into the substrate, for example, the substrate and the active group-containing compound may be reacted in a mixed solution of a catalyst, a polymerization inhibitor and a solvent.

上記活性基含有化合物としては、具体的には、例えば、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。上記溶媒としては、極性溶媒が好ましく、例えば、脱水ジメチルスルホキシド、脱水ジメチルホルムアミド等が好適に使用される。重合禁止剤は、基材に導入された活性基同士、および、活性基含有化合物同士が重合しないために添加する。上記重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン等が挙げられる。触媒としては、例えば、ジブチルチン(IV)ジラウレート等が挙げられる。   Specific examples of the active group-containing compound include 2-methacryloyloxyethyl isocyanate and hexamethylene diisocyanate. The solvent is preferably a polar solvent, and for example, dehydrated dimethyl sulfoxide, dehydrated dimethylformamide and the like are preferably used. The polymerization inhibitor is added so that active groups introduced into the base material and active group-containing compounds do not polymerize. Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone. Examples of the catalyst include dibutyltin (IV) dilaurate.

上記活性基含有化合物の添加量の下限値としては、基材に対して、10重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、100重量%以上が特に好ましい。上記添加量が10重量%よりも少ないと、基材に、十分な量の活性基が導入されない場合がある。一方、上記添加量の上限値としては、基材に対して、500重量%以下がより好ましく、400重量%以下がさらに好ましく、300重量%以下が特に好ましい。上記添加量が500重量%よりも多いと経済的でない。   The lower limit of the amount of the active group-containing compound added is preferably 10% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and particularly preferably 100% by weight or more based on the base material. If the amount added is less than 10% by weight, a sufficient amount of active groups may not be introduced into the substrate. On the other hand, the upper limit value of the addition amount is more preferably 500% by weight or less, still more preferably 400% by weight or less, and particularly preferably 300% by weight or less based on the base material. When the added amount is more than 500% by weight, it is not economical.

そして、反応温度の下限値としては、30℃以上がより好ましく、40℃以上がさらに好ましく、45℃以上が特に好ましい。上記反応温度が30℃よりも低ければ、反応が十分に起こらず、基材に活性基が導入されない場合がある。一方、反応温度の上限値としては、100℃以下がより好ましく、80℃以下がさらに好ましく、60℃以下が特に好ましい。反応温度が100℃よりも高いと、基材に導入された活性基同士が反応する恐れがある。また、基材が劣化する場合もある。なお、反応時間は、反応温度等により適宜設定すればよい。以上のような条件で反応させることにより、基材に活性基を簡単に導入することができる。   And as a lower limit of reaction temperature, 30 degreeC or more is more preferable, 40 degreeC or more is further more preferable, and 45 degreeC or more is especially preferable. If the said reaction temperature is lower than 30 degreeC, reaction may not fully occur and an active group may not be introduce | transduced into a base material. On the other hand, as an upper limit of reaction temperature, 100 degrees C or less is more preferable, 80 degrees C or less is further more preferable, and 60 degrees C or less is especially preferable. When the reaction temperature is higher than 100 ° C, the active groups introduced into the substrate may react with each other. In addition, the substrate may be deteriorated. In addition, what is necessary is just to set reaction time suitably by reaction temperature etc. By making it react on the above conditions, an active group can be easily introduce | transduced into a base material.

基材に対する活性基の導入率(重量%)の下限値としては、0.1重量%以上がより好ましく、1.0重量%以上がさらに好ましく、2.0重量%以上が特に好ましい。導入率が0.1重量%よりも少ないと、基材に導入されるアルコキシシリル基の数が少なくなり、ハイドロキシアパタイト複合体を製造することができなくなる恐れがある。一方、導入率の上限値としては、30重量%以下がより好ましく、25重量%以下がさらに好ましく、20重量%以下が特に好ましい。上記導入率が30重量%よりも多いと、基材に導入された活性基の数が多くなり、この活性基同士が反応する場合がある。   The lower limit of the active group introduction rate (% by weight) relative to the substrate is more preferably 0.1% by weight or more, still more preferably 1.0% by weight or more, and particularly preferably 2.0% by weight or more. When the introduction rate is less than 0.1% by weight, the number of alkoxysilyl groups introduced into the base material is reduced, which may make it impossible to produce a hydroxyapatite composite. On the other hand, the upper limit of the introduction rate is more preferably 30% by weight or less, further preferably 25% by weight or less, and particularly preferably 20% by weight or less. When the introduction ratio is more than 30% by weight, the number of active groups introduced into the substrate increases, and the active groups may react with each other.

次に、基材の活性基と、末端に反応性官能基を有するシランカップリング剤とを重合することにより、基材にアルコキシシリル基を導入する。   Next, an alkoxysilyl group is introduced into the base material by polymerizing an active group of the base material and a silane coupling agent having a reactive functional group at the terminal.

上記シランカップリング剤としては、末端の反応性官能基が、基材に導入された活性基と重合することができるものであればよく、特に限定されるものではないが、活性基としてビニル基を導入した場合には、上記メタクリロキシ系シランカップリング剤である例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を好適に使用することができる。   The silane coupling agent is not particularly limited as long as the reactive functional group at the end can be polymerized with the active group introduced into the base material. When is introduced, for example, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, which is the methacryloxy-based silane coupling agent, can be suitably used.

そして、上記シランカップリング剤と活性基が導入された基材とを、重合開始剤、溶媒の存在下で重合させることにより、基材にアルコキシシリル基を導入することができる。   And the alkoxy silyl group can be introduce | transduced into a base material by superposing | polymerizing the said silane coupling agent and the base material in which the active group was introduce | transduced in presence of a polymerization initiator and a solvent.

上記溶媒としては、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒等の無極性の有機溶媒が好適に使用される。   As said solvent, nonpolar organic solvents, such as hydrocarbon solvents, such as toluene and hexane, are used suitably.

また、重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル等を用いればよい。   As the polymerization initiator, for example, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, or the like may be used.

上記シランカップリング剤の使用量(添加量)の下限値としては、上記活性基が導入された基材に対して、10重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、100重量%以上が特に好ましい。上記使用量が10重量%よりも少ないと、十分なハイドロキシアパタイト焼結体と反応するだけのアルコキシシリル基を導入することができない場合がある。一方、上記使用量の上限値としては、500重量%以下がより好ましく、400重量%以下がさらに好ましく、300重量%以下が特に好ましい。上記使用量が500重量%よりも多いと、経済的でない。   The lower limit of the amount (addition amount) of the silane coupling agent used is preferably 10% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and more preferably 100% by weight with respect to the base material into which the active group has been introduced. The above is particularly preferable. If the amount used is less than 10% by weight, it may not be possible to introduce an alkoxysilyl group sufficient to react with a sufficient hydroxyapatite sintered body. On the other hand, the upper limit of the amount used is more preferably 500% by weight or less, further preferably 400% by weight or less, and particularly preferably 300% by weight or less. If the amount used is more than 500% by weight, it is not economical.

また、重合は、窒素雰囲気下で行なうことがより好ましい。重合温度の下限値としては、40℃以上がより好ましく、45℃以上がさらに好ましく、50℃以上が特に好ましい。重合温度が40℃よりも低いと、重合が十分に起こらず、基材に官能基が導入されない場合がある。一方、重合温度の上限値としては、80℃以下がより好ましく、75℃以下がさらに好ましく、70℃以下が特に好ましい。重合温度が80℃よりも高いと、基材が劣化する場合がある。なお、重合時間としては、所望の導入率(基材に官能基が導入される割合)となるように適宜設定すればよい。   The polymerization is more preferably performed in a nitrogen atmosphere. As a lower limit of polymerization temperature, 40 degreeC or more is more preferable, 45 degreeC or more is further more preferable, and 50 degreeC or more is especially preferable. When the polymerization temperature is lower than 40 ° C., the polymerization does not occur sufficiently and the functional group may not be introduced into the substrate. On the other hand, the upper limit of the polymerization temperature is more preferably 80 ° C. or less, further preferably 75 ° C. or less, and particularly preferably 70 ° C. or less. If the polymerization temperature is higher than 80 ° C, the substrate may be deteriorated. In addition, what is necessary is just to set suitably as polymerization time so that it may become a desired introduction rate (ratio in which a functional group is introduce | transduced into a base material).

また、基材に対する上記官能基の導入率(重量%)の下限値としては、0.1重量%以上がより好ましく、1重量%以上がさらに好ましい。ここで、導入率とは、基材の単位重量あたりに導入されたシランカップリング剤の重量の割合である。上記導入率が0.1重量%以上であれば、上記基材に、生体適合性を発現することができる十分な量の、ハイドロキシアパタイト焼結体を結合させることができる。一方、上記導入率の上限値としては、特に限定されるものではないが、上記導入率が100重量%よりも高いと、基材に結合するハイドロキシアパタイト焼結体の量が多くなりすぎ、経済的でない場合がある。   Further, the lower limit of the introduction ratio (% by weight) of the functional group with respect to the substrate is more preferably 0.1% by weight or more, and further preferably 1% by weight or more. Here, the introduction rate is the ratio of the weight of the silane coupling agent introduced per unit weight of the substrate. When the introduction ratio is 0.1% by weight or more, a sufficient amount of a hydroxyapatite sintered body capable of expressing biocompatibility can be bonded to the base material. On the other hand, the upper limit of the introduction rate is not particularly limited. However, if the introduction rate is higher than 100% by weight, the amount of the hydroxyapatite sintered body bonded to the base material is excessively increased. May not be right.

なお、基材に、アルコキシシリル基を導入する方法としては、上記説明の方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。また、上記反応条件については、基材、活性基含有化合物およびシランカップリング剤の種類等によって、適宜設定されるものであり、特に限定されるものではない。このようにして、基材の表面に官能基を導入することができる。   The method for introducing an alkoxysilyl group into the substrate is not limited to the method described above, and various methods can be used. The reaction conditions are appropriately set depending on the base material, the active group-containing compound, the type of the silane coupling agent, and the like, and are not particularly limited. In this way, functional groups can be introduced on the surface of the substrate.

ここで、上記アルコキシシリル基を導入する別の方法について説明する。具体的には、アルコキシシリル基を有するシランカップリング剤と、基材とを反応させることにより、基材に、アルコキシシリル基を直接導入する方法である。   Here, another method for introducing the alkoxysilyl group will be described. Specifically, it is a method in which an alkoxysilyl group is directly introduced into a substrate by reacting the silane coupling agent having an alkoxysilyl group with the substrate.

まず、上記シランカップリング剤と界面活性剤とを混合しておく。そして、この混合物を基材と開始剤とが含まれている水溶液中に加えて反応させる。これにより、基材にアルコキシシリル基を直接導入することができる。上記方法により、基材にアルコキシル基を導入する場合には、水溶液中で反応させることができるので、アルコキシシリル基が導入された基材の生体に対する安全性をより向上させることができる。   First, the silane coupling agent and the surfactant are mixed. Then, this mixture is added to an aqueous solution containing a base material and an initiator and reacted. Thereby, an alkoxysilyl group can be directly introduced into the substrate. When an alkoxyl group is introduced into a substrate by the above method, the reaction can be carried out in an aqueous solution, so that the safety of the substrate into which the alkoxysilyl group has been introduced can be further improved.

上記アルコキシシリル基を基材に直接導入する方法において用いられる界面活性剤としては、具体的には、例えば、ペンタエチレングリコールドデシルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノドデシルエーテル、ノニルフェニルポリオキシエチレン、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、ドデシル−β−グルコシド等の非イオン性界面活性剤等が挙げられる。また、上記開始剤としては、具体的には、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム(ペルオキソ二酸カリウム)等が挙げられる。また、反応溶媒としては、水、アルコール等が好適に用いられる。   Specific examples of the surfactant used in the method for directly introducing the alkoxysilyl group into the base material include pentaethylene glycol dodecyl ether, hexaethylene glycol monododecyl ether, nonylphenyl polyoxyethylene, and polyoxyethylene. (10) Nonionic surfactants such as octylphenyl ether and dodecyl-β-glucoside are exemplified. Specific examples of the initiator include ammonium persulfate and potassium persulfate (potassium peroxodioate). Moreover, as a reaction solvent, water, alcohol, etc. are used suitably.

また、上記アルコキシシリル基を直接導入する方法において、使用する界面活性剤の量としては、シランカップリング剤に対して、1.0〜50.0重量%の範囲内がより好ましく、10.0〜25.0重量%の範囲内がさらに好ましい。界面活性剤を上記の範囲内で使用することにより、シランカップリング剤が有するアルコキシシリル基を水やアルコール等から保護することができる。   In the method of directly introducing the alkoxysilyl group, the amount of the surfactant used is more preferably in the range of 1.0 to 50.0% by weight relative to the silane coupling agent, and 10.0. More preferably within the range of ˜25.0% by weight. By using the surfactant within the above range, the alkoxysilyl group of the silane coupling agent can be protected from water and alcohol.

つまり、上記アルコキシシリル基を直接導入する方法においては、アルコキシシリル基を一時的に界面活性剤で保護しておき、この保護されたアルコキシシリル基と基材とを反応させることにより、基材にアルコキシシリル基を直接導入することができる。   That is, in the method of directly introducing the alkoxysilyl group, the alkoxysilyl group is temporarily protected with a surfactant, and the protected alkoxysilyl group and the substrate are reacted to form a substrate. Alkoxysilyl groups can be introduced directly.

なお、上記アルコキシシリル基を直接導入する方法における、その他の反応条件(例えば、基材に対する添加量)等については、上記官能基がアルコキシシリル基の場合と同様であり、詳細な説明は省略する。   The other reaction conditions (for example, the amount added to the substrate) in the method for directly introducing the alkoxysilyl group are the same as in the case where the functional group is an alkoxysilyl group, and detailed description thereof is omitted. .

次に、上記官能基がイソシアネート基である場合について説明する。イソシアネート基を末端に有するモノマーと基材と重合させて、基材にイソシアネート基を導入する場合には、イソシアネート基が反応溶媒中の活性水素と反応して失活する恐れがあるために、脱水ジメチルスルホキシド、脱水ジメチルホルムアミド等の脱水溶媒中で反応させることが好ましい。   Next, the case where the functional group is an isocyanate group will be described. When the isocyanate group is polymerized with a monomer having an isocyanate group at the terminal and the base material is introduced into the base material, the isocyanate group may react with active hydrogen in the reaction solvent and be deactivated. The reaction is preferably carried out in a dehydrating solvent such as dimethyl sulfoxide or dehydrated dimethylformamide.

また、活性水素を有する、水またはアルコール中で、末端にイソシアネート基有するモノマーを基材と反応させる場合には、上記イソシアネート基が上記活性水素と反応するため、イソシアネート基を保護する必要がある。具体的には、例えば、上記イソシアネート基を、フェノール、イミダゾール、オキシム、N−ヒドロキシイミド、アルコール、ラクタム、活性メチレン複合体等のブロック剤を用いて、保護することにより重合を行なうことができる。イソシアネート基を保護している上記ブロック剤は、加熱することにより脱離させることができる。従って、イソシアネート基を有するモノマーをブロック剤で保護して、基材と重合させた後に、加熱することにより、基材にイソシアネート基を導入することができる。   In addition, when the monomer having an isocyanate group at the terminal is reacted with the substrate in water or alcohol having active hydrogen, the isocyanate group needs to be protected because the isocyanate group reacts with the active hydrogen. Specifically, for example, polymerization can be carried out by protecting the isocyanate group with a blocking agent such as phenol, imidazole, oxime, N-hydroxyimide, alcohol, lactam, or active methylene complex. The blocking agent protecting the isocyanate group can be removed by heating. Therefore, the isocyanate group can be introduced into the base material by heating after the monomer having an isocyanate group is protected with a blocking agent and polymerized with the base material.

上記ブロック剤として、例えば、フェノールを用いた場合、110〜120℃の範囲内で加熱することにより、イソシアネート基を保護しているブロック剤を脱離させることができる。また、ブロック剤として、例えば、イミダゾールを用いた場合には110〜130℃の範囲内、オキシムを用いた場合には130〜150℃の範囲内で加熱することにより、上記ブロック剤を脱離させることができる。上記ブロック剤としては、具体的には、例えば、メチルサリチレート、メチル−p−ヒドロキシベンゾエート等のフェノール含有化合物;イミダゾール;メチルエチルケトキシム、アセトンオキシム等のオキシム含有化合物等が挙げられる。また、基材の種類によっては、例えば、N−ヒドロキシフタルイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド等のN−ヒドロキシイミド含有化合物;メトキシプロパノール、エチルヘキサノール、ペントール、エチルラクテート等のアルコール含有化合物;カプロラクタム、ピロリジノン等のラクタム含有化合物;エチルアセトアセテート等の活性メチレン化合物等を使用してもよい。   For example, when phenol is used as the blocking agent, the blocking agent protecting the isocyanate group can be eliminated by heating within a range of 110 to 120 ° C. Further, as the blocking agent, for example, when imidazole is used, heating is performed within a range of 110 to 130 ° C., and when oxime is used, heating is performed within a range of 130 to 150 ° C., thereby removing the blocking agent. be able to. Specific examples of the blocking agent include phenol-containing compounds such as methyl salicylate and methyl-p-hydroxybenzoate; imidazole; oxime-containing compounds such as methyl ethyl ketoxime and acetone oxime. Depending on the type of substrate, for example, N-hydroxyimide-containing compounds such as N-hydroxyphthalimide and N-hydroxysuccinimide; alcohol-containing compounds such as methoxypropanol, ethylhexanol, pentol, and ethyl lactate; caprolactam, pyrrolidinone, and the like Lactam-containing compounds; active methylene compounds such as ethyl acetoacetate may be used.

なお、上記官能基としてイソシアネートを用いた場合における、その他の反応条件(例えば、基材に対する添加量)等については、上記アルコキシシリル基を基材に直接導入する方法の場合と同様であり、詳細な説明は省略する。   In addition, about other reaction conditions (for example, the addition amount with respect to a base material), etc. in the case of using isocyanate as the said functional group, it is the same as that of the case of the method of introduce | transducing the said alkoxysilyl group directly into a base material, and details The detailed explanation is omitted.

また、上記無機化合物が酸化チタンであり、基材にアルコキシシリル基および/またはイソシアネート基を導入する場合には、上記反応条件によって官能基を導入すればよく、詳細な説明は省略する。   Moreover, when the said inorganic compound is a titanium oxide and introduce | transduces an alkoxy silyl group and / or an isocyanate group into a base material, a functional group should just be introduce | transduced according to the said reaction conditions, and detailed description is abbreviate | omitted.

(分離工程)
分離工程では、上記導入工程にて官能基が導入された基材粒子と未反応の官能基含有化合物とを分離する。官能基含有化合物は、反応性の高い官能基および基材と反応することができる反応基を有しているので、例えば、官能基同士または反応基同士が反応することがある。つまり、上記導入工程にて使用された官能基含有化合物のうち、一部は、基材粒子に導入されることになり、残りは、反応しないで残ったり、官能基含有化合物同士が反応することがある。つまり、上記導入工程の後、反応溶液(導入工程後の分散液)には、副生成物が存在している。そこで、分離工程では、これら副生生物を分離する。
(Separation process)
In the separation step, the base particle into which the functional group has been introduced in the introduction step and the unreacted functional group-containing compound are separated. Since the functional group-containing compound has a highly reactive functional group and a reactive group capable of reacting with the substrate, for example, the functional groups or reactive groups may react with each other. That is, some of the functional group-containing compounds used in the introduction step are introduced into the base particles, and the rest remain without reacting, or the functional group-containing compounds react with each other. There is. That is, after the introduction step, by-products are present in the reaction solution (dispersion liquid after the introduction step). Therefore, in the separation step, these by-products are separated.

具体的には、まず、上記反応溶液をフィルター(濾紙)を用いて濾過する。このとき、使用するフィルター(濾紙)の目開きとしては、上記基材粒子よりも小さいことが好ましい。また、目開きが一定である定性濾紙を用いることがより好ましい。これにより、濾紙上には、官能基が導入された基材が残ることとなる。そして、基材と未反応である官能基含有化合物は、濾液となる。   Specifically, first, the reaction solution is filtered using a filter (filter paper). At this time, the aperture of the filter (filter paper) to be used is preferably smaller than the base particle. It is more preferable to use a qualitative filter paper having a constant mesh opening. Thereby, the base material into which the functional group is introduced remains on the filter paper. And the functional group containing compound which is unreacted with a base material turns into a filtrate.

そして、上記定性濾紙を用いて濾過する場合、濾紙の目開きについて、例えば、基材粒子が長軸方向の長さが1cm〜1μmの範囲内であり、短軸方向の長さが1mm〜1nmの範囲内である柱状または球状の粒子形状である場合には、その基材粒子の大きさに応じて設定すればよく、100nm〜10μm程度であればよい。   And when filtering using the said qualitative filter paper, about the opening of a filter paper, for example, base material particle length is in the range of 1 cm to 1 μm, and length in the short axis direction is 1 mm to 1 nm. In the case of a columnar or spherical particle shape within the range, it may be set according to the size of the substrate particle, and may be about 100 nm to 10 μm.

その後、濾紙上に残った基材に超音波を照射することにより、高分子化した官能基含有化合物を分離することができる。   Thereafter, the functional group-containing compound that has been polymerized can be separated by irradiating the substrate remaining on the filter paper with ultrasonic waves.

なお、上記分離工程は、導入工程にて官能基が導入された基材粒子と未反応の官能基含有化合物とを分離することができればよく、他の方法によって両者を分離することができれば、詳細な方法については特に限定されるものではない。   In addition, the said separation process should just be able to isolate | separate the base particle in which the functional group was introduce | transduced in the introduction process, and an unreacted functional group containing compound, and if both can be isolate | separated by another method, the details Such a method is not particularly limited.

(反応工程)
反応工程では、上記導入工程および分離工程により、基材に導入された官能基(イソシアネート基および/またはアルコキシシリル基)とハイドロキシアパタイト焼結体とを反応させる。具体的には、ハイドロキシアパタイト焼結体を分散させた分散液に、上記基材を浸漬することにより、基材の表面にハイドロキシアパタイト焼結体を吸着させる。そして、上記表面に吸着したハイドロキシアパタイト焼結体の水酸基と上記官能基とを反応させる。
(Reaction process)
In the reaction step, the functional group (isocyanate group and / or alkoxysilyl group) introduced into the substrate by the introduction step and the separation step is reacted with the hydroxyapatite sintered body. Specifically, the hydroxyapatite sintered body is adsorbed on the surface of the base material by immersing the base material in a dispersion in which the hydroxyapatite sintered body is dispersed. Then, the hydroxyl group of the hydroxyapatite sintered body adsorbed on the surface is reacted with the functional group.

上記ハイドロキシアパタイト焼結体を分散させる分散媒としては、具体的には、例えば、水;トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;アルコール類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;等の有機溶媒が挙げられる。上記例示の溶媒のうち、ハイドロキシアパタイト焼結体を良好に分散させる点で、アルコール類が好適に使用される。また、例えば、ヘキサンやトルエン等の炭化水素系溶媒を用いる場合、ハイドロキシアパタイト焼結体を良好に分散させるためには、例えば、(1)スターラー等の攪拌装置で強力に攪拌する、(2)超音波装置を用いて分散させる、(3)上記攪拌装置および超音波装置を併用する、等の方法を用いればよい。   Specific examples of the dispersion medium for dispersing the hydroxyapatite sintered body include water; hydrocarbon solvents such as toluene and hexane; alcohols; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, and the like. And organic solvents such as ketone solvents. Among the above-exemplified solvents, alcohols are preferably used in that the hydroxyapatite sintered body is well dispersed. For example, when using a hydrocarbon solvent such as hexane or toluene, in order to disperse the hydroxyapatite sintered body satisfactorily, for example, (1) Stir vigorously with a stirrer such as a stirrer, (2) A method of dispersing using an ultrasonic device, (3) using the stirring device and the ultrasonic device in combination, or the like may be used.

上記分散液の調製において、ハイドロキシアパタイト焼結体の添加量の下限値としては、上記分散媒に対して、0.01重量%以上がより好ましく、0.02重量%以上がさらに好ましく、0.05重量%以上が特に好ましい。上記ハイドロキシアパタイト焼結体の添加量が0.01重量%よりも少ないと、基材の表面に均一にハイドロキシアパタイト焼結体が吸着せず、均一な被覆表面を形成できなくなる場合がある。一方、上記ハイドロキシアパタイト焼結体の添加量の上限値としては、上記分散媒に対して、5.0重量%以下がより好ましく、4.0重量%以下がさらに好ましく、3.0重量%以下が特に好ましい。上記添加量が5.0重量%よりも多い場合には、基材の表面に吸着するハイドロキシアパタイト焼結体の量よりも、分散液に残存するハイドロキシアパタイト焼結体の量が著しく多くなり、経済的でない。   In the preparation of the dispersion, the lower limit of the added amount of the hydroxyapatite sintered body is more preferably 0.01% by weight or more, further preferably 0.02% by weight or more with respect to the dispersion medium. 05% by weight or more is particularly preferable. When the added amount of the hydroxyapatite sintered body is less than 0.01% by weight, the hydroxyapatite sintered body may not be uniformly adsorbed on the surface of the substrate, and a uniform coated surface may not be formed. On the other hand, the upper limit of the added amount of the hydroxyapatite sintered body is more preferably 5.0% by weight or less, further preferably 4.0% by weight or less, and more preferably 3.0% by weight or less with respect to the dispersion medium. Is particularly preferred. When the amount added is more than 5.0% by weight, the amount of the hydroxyapatite sintered body remaining in the dispersion becomes significantly larger than the amount of the hydroxyapatite sintered body adsorbed on the surface of the substrate. Not economical.

そして、上記ハイドロキシアパタイト焼結体が分散している分散液に、官能基を有する基材を投入する際には、静かに投入することが好ましい。また、基材を投入した後は、分散液を静かに攪拌することがより好ましい。強く攪拌する場合には、ハイドロキシアパタイト焼結体粒子同士が凝集する場合がある。   When the base material having a functional group is introduced into the dispersion in which the hydroxyapatite sintered body is dispersed, it is preferably introduced gently. Further, it is more preferable that the dispersion is gently stirred after the base material is charged. When stirring vigorously, the sintered hydroxyapatite particles may aggregate.

さらに、基材にハイドロキシアパタイト焼結体を吸着させた後、基材を分散液から分離する。このとき、定性濾紙を用いて分離することがより好ましい。この定性濾紙は、上記分離工程で用いた定性濾紙と同じ目開きであることがさらに好ましい。また、具体的には分離方法としては、まず、分散液の上澄みハイドロキシアパタイト焼結体を一旦、濾過した後、沈殿した基材を回収することが効率的である。   Furthermore, after adsorbing the hydroxyapatite sintered body to the base material, the base material is separated from the dispersion. At this time, it is more preferable to separate using a qualitative filter paper. More preferably, the qualitative filter paper has the same opening as the qualitative filter paper used in the separation step. Specifically, as a separation method, it is efficient to first filter the supernatant hydroxyapatite sintered body of the dispersion once and then recover the precipitated substrate.

上記基材の表面に吸着したハイドロキシアパタイト焼結体の水酸基と上記官能基とを反応させる反応温度の下限値としては、25℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましく、80℃以上が特に好ましい。上記反応温度が25℃よりも低いと、ハイドロキシアパタイト焼結体と上記官能基とが反応しない場合がある。一方、上記反応温度の上限値としては、200℃以下がより好ましく、175℃以下がさらに好ましく、150℃以下が特に好ましい。上記反応温度が200℃よりも高い場合には、基材が分解する場合がある。   The lower limit of the reaction temperature at which the hydroxyl group of the hydroxyapatite sintered body adsorbed on the surface of the substrate reacts with the functional group is more preferably 25 ° C. or more, more preferably 50 ° C. or more, and particularly preferably 80 ° C. or more. preferable. If the reaction temperature is lower than 25 ° C., the hydroxyapatite sintered body and the functional group may not react. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is more preferably 200 ° C. or less, further preferably 175 ° C. or less, and particularly preferably 150 ° C. or less. When the said reaction temperature is higher than 200 degreeC, a base material may decompose | disassemble.

また、基材表面にハイドロキシアパタイト焼結体を吸着させた後で、必要に応じて、真空条件下で反応させてもよい。真空条件下でハイドロキシアパタイト焼結体と官能基とを反応させることにより、より早くハイドロキシアパタイト複合体を製造することができる。なお、真空条件下で反応させる場合、反応を行なう圧力としては、0.01mmHg(1.33kPa)〜10mmHg(13.3kPa)の範囲内が好ましい。官能基がアルコキシシリル基である場合、圧力を上記範囲内とすることにより、ハイドロキシアパタイト焼結体の水酸基と官能基であるアルコキシシリル基とを反応させる際に発生するメタノール(エタノール)を除去することができる。また、上記官能基がブロックドイソシアネート基(保護されたイソシアネート基)である場合、圧力を上記範囲内とすることにより、ハイドロキシアパタイト焼結体の水酸基と官能基であるイソシアネート基とを反応させるときに発生するブロック剤(例えば、フェノール、イミダゾール、オキシム等)を効率よく除去することができる。   Further, after adsorbing the hydroxyapatite sintered body on the surface of the base material, the reaction may be performed under vacuum conditions as necessary. By reacting a hydroxyapatite sintered body with a functional group under vacuum conditions, a hydroxyapatite composite can be produced more quickly. In addition, when making it react under vacuum conditions, as a pressure which performs reaction, the inside of the range of 0.01 mmHg (1.33 kPa)-10 mmHg (13.3 kPa) is preferable. When the functional group is an alkoxysilyl group, by setting the pressure within the above range, methanol (ethanol) generated when the hydroxyl group of the hydroxyapatite sintered body is reacted with the alkoxysilyl group as the functional group is removed. be able to. Moreover, when the said functional group is a blocked isocyanate group (protected isocyanate group), when making the hydroxyl group of a hydroxyapatite sintered compact and the isocyanate group which is a functional group react by making pressure into the said range. Can be removed efficiently (for example, phenol, imidazole, oxime, etc.).

なお、基材の種類、および、官能基の種類によって、上記導入工程および反応工程の反応条件や溶媒の種類等は適宜変更すればよい。   In addition, what is necessary is just to change suitably the reaction conditions of the said introduction process and reaction process, the kind of solvent, etc. according to the kind of base material and the kind of functional group.

また、本実施の形態にかかるリン酸カルシウム複合体の製造方法は、ハイドロキシアパタイト焼結体と基材とが化学結合を介して結合しているハイドロキシアパタイト複合体の製造方法であって、長軸1cm〜1μm、短軸1mm〜1nmに裁断された基材表面にイソシアネート基、アルコキシシリル基、および 4‐メタクリロキシエチルトリメルリテートアンハイドライド(4META)基からなる群より選ばれる少なくとも一つの官能基を導入する導入工程と、上記導入工程にて合成される、副生成物である上記基材表面と結合していない官能基含有ポリマーと上記基材とを分離する分離工程と、上記基材の官能基と、上記ハイドロキシアパタイト焼結体とを反応させることにより化学結合を形成する反応工程とを含む構成であってもよい。   In addition, the method for producing a calcium phosphate composite according to the present embodiment is a method for producing a hydroxyapatite composite in which a hydroxyapatite sintered body and a base material are bonded through a chemical bond, and a major axis of 1 cm to At least one functional group selected from the group consisting of an isocyanate group, an alkoxysilyl group, and a 4-methacryloxyethyl trimerlate anhydride (4META) group is introduced into the substrate surface cut to 1 μm and a minor axis of 1 mm to 1 nm. A separating step of separating the base material from the functional group-containing polymer not bonded to the base material surface, which is a byproduct, synthesized in the introducing step, and a functional group of the base material And a reaction step of forming a chemical bond by reacting with the hydroxyapatite sintered body. .

また、本実施の形態にかかるリン酸カルシウム複合体は、上記リン酸カルシウムがハイドロキシアパタイト焼結体であり、上記基材が、シルクフィブロインであることがより好ましい。ハイドロキシアパタイト焼結体は、非晶質のハイドロキシアパタイトと比べて、結晶性が高く、例えば、生体内に長期間に渡って埋植することができる。また、ハイドロキシアパタイト焼結体およびシルクフィブロインは、共に生体活性が高いので、これらの複合体であるハイドロキシアパタイト複合体(無機化合物複合体)は、生体適合性が高い。   In the calcium phosphate complex according to the present embodiment, it is more preferable that the calcium phosphate is a hydroxyapatite sintered body and the base material is silk fibroin. The hydroxyapatite sintered body has higher crystallinity than amorphous hydroxyapatite, and can be implanted in a living body for a long period of time, for example. Moreover, since both the hydroxyapatite sintered body and silk fibroin have high biological activity, the hydroxyapatite composite (inorganic compound composite) which is a composite of these has high biocompatibility.

次に、リン酸カルシウムと基材とが、イオン的相互作用によって化学結合しているリン酸カルシウム複合体について説明する。   Next, the calcium phosphate complex in which the calcium phosphate and the base material are chemically bonded by ionic interaction will be described.

本実施の形態におけるリン酸カルシウム複合体において、リン酸カルシウムがリン酸カルシウム焼結体であり、当該リン酸カルシウム焼結体と基材とがイオン的相互作用によって化学結合する場合、上記基材の表面には、上記官能基がイオン化されたイオン性官能基が存在している。そして、基材の表面にイオン性官能基が存在している場合には、イオン性官能基とリン酸カルシウム焼結体自体のイオンとがイオン的な相互作用によって化学結合することにより、リン酸カルシウム複合体を形成することとなる。   In the calcium phosphate complex in the present embodiment, when the calcium phosphate is a calcium phosphate sintered body and the calcium phosphate sintered body and the base material are chemically bonded by ionic interaction, the surface of the base material has the functional group. Are ionized functional groups. When an ionic functional group is present on the surface of the base material, the ionic functional group and the ions of the calcium phosphate sintered body itself are chemically bonded by an ionic interaction, so that the calcium phosphate complex is formed. Will be formed.

上記イオン性官能基は、酸性官能基または塩基性官能基に分類される。   The ionic functional group is classified as an acidic functional group or a basic functional group.

上記酸性官能基としては、具体的には、例えば、−COO-,−SO3 2-,−SO3 -,−O-、R2NC(S)2 -等が挙げられる。また、上記塩基性官能基としては、具体的には、例えば、−NH3+、エチレンジアミン、ピリジン等が挙げられる。つまり、上記基材の表面には、上記例示の、酸性官能基または塩基性官能基が存在している。なお、上記R2NC(S)2 -のRは、アルキル基を示している。 Specific examples of the acidic functional group include —COO , —SO 3 2− , —SO 3 , —O , R 2 NC (S) 2 —, and the like. Specific examples of the basic functional group include —NH 3+ , ethylenediamine, pyridine and the like. That is, the acidic functional group or basic functional group exemplified above is present on the surface of the substrate. In the above R 2 NC (S) 2 , R represents an alkyl group.

また、上記イオン性官能基としては、酸処理またはアルカリ処理等の化学的処理によりイオン化するものであればよく、具体的には、例えば、カルボキシル基、ジカルボキシル基、ジチオカルバミン酸イオン、アミン、エチレンジアミン、ピリジン等が挙げられる。   In addition, the ionic functional group may be any one that can be ionized by chemical treatment such as acid treatment or alkali treatment. Specifically, for example, carboxyl group, dicarboxyl group, dithiocarbamate ion, amine, ethylenediamine , Pyridine and the like.

なお、上記官能基としては、例えば、該官能基とリン酸カルシウム焼結体自体とが配位結合によって結合することができる、非イオン性官能基(中性官能基)等であってもよい。   The functional group may be, for example, a nonionic functional group (neutral functional group) or the like that can bind the functional group and the calcium phosphate sintered body itself by a coordinate bond.

上記基材の表面にイオン性官能基を導入する方法としては、例えば、末端にカルボキシル基、ジカルボキシル基または塩基性官能基を有するビニル系重合性単量体を基材にグラフト重合させる方法等が挙げられる。詳細については後述する。   Examples of a method for introducing an ionic functional group onto the surface of the substrate include a method of graft-polymerizing a vinyl polymerizable monomer having a carboxyl group, a dicarboxyl group, or a basic functional group at the terminal to the substrate. Is mentioned. Details will be described later.

上記イオン的相互作用による結合とは、基材の表面に存在するイオンと、リン酸カルシウム焼結体の表面に存在するイオンとの間で化学的に結合することである。従って、上記イオン的相互作用による結合としては、例えば、イオン結合、配位結合等が挙げられる。また、本実施の形態におけるイオン結合には、イオン結合性と共有結合性との両方が含まれる結合も含むものとする。また、同様に、本実施の形態における配位結合には、配位結合性と共有結合性との両方が含まれる結合も含むものとする。なお、上記イオン結合性または配位結合性と共有結合性との両方が含まれる結合の場合には、イオン結合性または配位結合性が50%以上含まれているものとする。   The bond by the ionic interaction is a chemical bond between ions present on the surface of the substrate and ions present on the surface of the calcium phosphate sintered body. Therefore, examples of the bond due to the ionic interaction include an ionic bond and a coordinate bond. In addition, the ionic bond in this embodiment includes a bond including both an ionic bond and a covalent bond. Similarly, the coordination bond in this embodiment includes a bond including both coordination bondability and covalent bondability. Note that in the case of a bond that includes both the above-described ionic bondability or coordination bondability and covalent bondability, it is assumed that the ionic bondability or coordination bondability is 50% or more.

また、上記イオン的相互作用による結合には、上記に加えて、さらに、水素結合、双極子相互作用、ファン・デル・ワールス力等による結合が含まれていてもよい。   In addition to the above, the bond due to the ionic interaction may further include a bond due to a hydrogen bond, a dipole interaction, a van der Waals force, or the like.

つまり、本実施の形態にかかるリン酸カルシウム複合体の場合には、リン酸カルシウム焼結体と、基材のイオン性官能基との大部分が、イオン結合または配位結合によって結合されている。   That is, in the case of the calcium phosphate composite according to the present embodiment, most of the calcium phosphate sintered body and the ionic functional group of the base material are bonded by ionic bonds or coordinate bonds.

ここで、リン酸カルシウムの表面に存在するイオンと、基材の表面に存在するイオン性官能基との関係について説明する。   Here, the relationship between ions present on the surface of calcium phosphate and ionic functional groups present on the surface of the substrate will be described.

上記基材の表面に存在するイオン性官能基が塩基性官能基(+の電荷を有する官能基)である場合には、該塩基性官能基と、リン酸カルシウムの表面に存在するリン酸イオンおよび/または水酸化物イオンとが直接化学結合することによりリン酸カルシウム複合体を構成することとなる。   When the ionic functional group present on the surface of the substrate is a basic functional group (a functional group having a positive charge), the basic functional group, phosphate ions present on the surface of calcium phosphate, and / or Or a calcium phosphate complex will be comprised by a chemical bond with a hydroxide ion directly.

一方、上記基材の表面に存在するイオン性官能基が酸性官能基(−の電荷を有する官能基)である場合には、該酸性官能基と、リン酸カルシウムの表面に存在するカルシウムイオンとが直接化学結合することによりリン酸カルシウム複合体を構成することとなる。   On the other hand, when the ionic functional group present on the surface of the substrate is an acidic functional group (functional group having a negative charge), the acidic functional group and the calcium ion present on the surface of calcium phosphate are directly The calcium phosphate complex is formed by chemical bonding.

ここで、本実施の形態にかかるリン酸カルシウム複合体の製造方法について説明する。なお、上記形成工程、分離工程については、上述の方法と同様であり詳細な説明は省略する。   Here, the manufacturing method of the calcium phosphate composite concerning this Embodiment is demonstrated. The formation process and the separation process are the same as those described above, and detailed description thereof is omitted.

(導入工程)
リン酸カルシウム焼結体と基材とがイオン的相互作用によって結合したリン酸カルシウム複合体の場合、官能基は、後述するイオン化工程により、該官能基自体をイオン化することができるものである。
(Introduction process)
In the case of a calcium phosphate composite in which a calcium phosphate sintered body and a base material are bonded by ionic interaction, the functional group itself can be ionized by an ionization step described later.

ここで、基材に官能基を導入する方法の1つとして、官能基を有する官能基含有化合物と基材とを反応させる方法について説明する。なお、基材に官能基を導入する方法は、この方法に限定されるものではなく、種々の方法を採用することができる。なお、以下の説明では、基材としてシルクフィブロインを用い、官能基(イオン性官能基)がカルボキシル基(ジカルボキシル基も含む)である場合について具体的に説明する。   Here, a method of reacting a functional group-containing compound having a functional group with the substrate will be described as one method for introducing a functional group into the substrate. In addition, the method of introduce | transducing a functional group into a base material is not limited to this method, A various method is employable. In the following explanation, silk fibroin is used as a substrate, and the functional group (ionic functional group) is a carboxyl group (including a dicarboxyl group).

官能基を有する官能基含有化合物としては、末端にカルボキシル基を有する化合物であれば特に限定されるものではないが、カルボキシル基と基材と反応することができる反応基とを有する化合物が好適に使用される。上記官能基含有化合物としては、具体的には、例えば、4−メタクリロキシエチルトリメルリテートアンハイドライド(4-Methacryloxyethyl trimellitate anhydride(以下、4−METAと称する))、コハク酸、無水コハク酸、アクリル酸等が挙げられる。   The functional group-containing compound having a functional group is not particularly limited as long as it is a compound having a carboxyl group at the terminal, but a compound having a carboxyl group and a reactive group capable of reacting with a substrate is preferably used. used. Specific examples of the functional group-containing compound include 4-methacryloxyethyl trimellitate anhydride (hereinafter referred to as 4-META), succinic acid, succinic anhydride, and acrylic. An acid etc. are mentioned.

上記例示の官能基含有化合物のうち、既に歯科用材料として一般的に使用されており、医療用材料として好適に使用することができる点で、4−METAを使用することがより好ましい。   Of the functional group-containing compounds exemplified above, 4-META is more preferably used because it is already commonly used as a dental material and can be suitably used as a medical material.

そして、これら、官能基含有化合物と基材とを反応させることにより、基材の表面に官能基を導入する。具体的には、界面活性剤と過酸化系開始剤とを用いて基材からプロトン(水素原子)を引き抜いてラジカルを発生させることにより、上記官能基含有化合物を基材に、直接、グラフト重合させることができる。この方法を用いることにより、基材に上記官能基を、直接、導入することができる。この反応について以下に説明する。   And a functional group is introduce | transduced into the surface of a base material by making these functional group containing compounds and a base material react. Specifically, by using a surfactant and a peroxide-based initiator to extract protons (hydrogen atoms) from the substrate and generating radicals, the functional group-containing compound is directly grafted onto the substrate. Can be made. By using this method, the functional group can be directly introduced into the substrate. This reaction will be described below.

上記界面活性剤としては、具体的には、例えば、ペンタエチレングリコールドデシルエーテル、ヘキサエチレングリコールモノドデシルエーテル、ノニルフェニルポリエチレン、ポリオキシエチレン(10)オクチルフェニルエーテル、ドデシル−β−グルコシド等が挙げられる。   Specific examples of the surfactant include pentaethylene glycol dodecyl ether, hexaethylene glycol monododecyl ether, nonylphenyl polyethylene, polyoxyethylene (10) octylphenyl ether, dodecyl-β-glucoside, and the like. .

また、過酸化系開始剤としては、具体的には、例えば、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム(ペルオキソ二硫酸カリウム)等が挙げられる。   Specific examples of the peroxide initiator include ammonium peroxodisulfate and potassium persulfate (potassium peroxodisulfate).

そして、上記基材と、界面活性剤と、過酸化系開始剤と、官能基含有化合物とを、重合溶媒に添加して重合させることにより、基材に官能基を導入することができる。   And a functional group can be introduce | transduced into a base material by adding the said base material, surfactant, a peroxide type initiator, and a functional group containing compound to a polymerization solvent, and making it polymerize.

上記重合溶媒としては、具体的には、例えば、水、メタノール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。上記例示の重合溶媒のうち、経済的および医療用材料として使用する場合の安全性の点から、水がより好ましい。   Specific examples of the polymerization solvent include water, methanol, dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide. Of the polymerization solvents exemplified above, water is more preferable from the viewpoint of economics and safety when used as a medical material.

上記反応系における官能基含有化合物の添加量の下限値としては、基材に対して、10重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、100重量%以上が特に好ましい。上記添加量が10重量%よりも少ないと、基材に、十分な量の官能基が導入されない場合がある。一方、上記添加量の上限値としては、基材に対して、500重量%以下がより好ましく、400重量%以下がさらに好ましく、300重量%以下が特に好ましい。上記添加量が500重量%よりも多いと経済的でない。   The lower limit of the addition amount of the functional group-containing compound in the reaction system is more preferably 10% by weight or more, further preferably 50% by weight or more, and particularly preferably 100% by weight or more based on the base material. If the amount added is less than 10% by weight, a sufficient amount of functional groups may not be introduced into the substrate. On the other hand, the upper limit value of the addition amount is more preferably 500% by weight or less, still more preferably 400% by weight or less, and particularly preferably 300% by weight or less based on the base material. When the added amount is more than 500% by weight, it is not economical.

また、重合温度の下限値としては、30℃以上がより好ましく、35℃以上がさらに好ましく、40℃以上が特に好ましい。上記重合温度が30℃よりも低ければ、重合が十分に起こらず、基材に官能基が導入されない場合がある。一方、重合温度の上限値としては、80℃以下がより好ましく、75℃以下がさらに好ましく、70℃以下が特に好ましい。重合温度が80℃よりも高いと、官能基の導入が進みすぎ、基材が変質する場合がある。また、基材が劣化する場合もある。なお、重合時間は、重合温度等によって変化するが、所望の導入率(基材に官能基が導入される割合)となるように適宜設定すればよい。以上のような条件で重合させることにより、基材に官能基を簡単に導入することができる。   Moreover, as a lower limit of superposition | polymerization temperature, 30 degreeC or more is more preferable, 35 degreeC or more is further more preferable, and 40 degreeC or more is especially preferable. If the polymerization temperature is lower than 30 ° C., the polymerization does not occur sufficiently and the functional group may not be introduced into the substrate. On the other hand, the upper limit of the polymerization temperature is more preferably 80 ° C. or less, further preferably 75 ° C. or less, and particularly preferably 70 ° C. or less. When the polymerization temperature is higher than 80 ° C., the introduction of the functional group proceeds so much that the substrate may be deteriorated. In addition, the substrate may be deteriorated. In addition, although superposition | polymerization time changes with superposition | polymerization temperature etc., what is necessary is just to set suitably so that it may become a desired introduction rate (ratio in which a functional group is introduce | transduced into a base material). By polymerizing under the above conditions, a functional group can be easily introduced into the substrate.

また、基材に対する上記官能基の導入率(重量%)の下限値としては、0.1重量%以上がより好ましく、1.0重量%以上がさらに好ましい。ここで、導入率とは、基材の単位重量あたりに導入された官能基含有化合物の重量の割合である。上記導入率が0.1重量%以上であれば、上記基材に、生体適合性を発現することができる十分な量の、リン酸カルシウム焼結体を結合させることができる。一方、上記導入率の上限値としては、特に限定されるものではないが、上記導入率が100重量%よりも高いと、基材に結合するリン酸カルシウム焼結体の量が多くなりすぎ、経済的でない場合がある。   Moreover, as a lower limit of the introduction ratio (% by weight) of the functional group with respect to the substrate, 0.1% by weight or more is more preferable, and 1.0% by weight or more is more preferable. Here, the introduction rate is the ratio of the weight of the functional group-containing compound introduced per unit weight of the substrate. If the introduction ratio is 0.1% by weight or more, a sufficient amount of calcium phosphate sintered body capable of expressing biocompatibility can be bonded to the substrate. On the other hand, the upper limit of the introduction rate is not particularly limited. However, if the introduction rate is higher than 100% by weight, the amount of the calcium phosphate sintered body bonded to the base material becomes excessive, which is economical. It may not be.

また、上記重合は、窒素雰囲気下で行なうことがより好ましい。このようにして、基材の表面に官能基を導入することができる。   The polymerization is more preferably performed in a nitrogen atmosphere. In this way, functional groups can be introduced on the surface of the substrate.

また、例えば、上記官能基含有化合物として、コハク酸を用いる場合には、例えば、基材とコハク酸とを還流溶媒中にて還流することにより、基材の表面にカルボキシル基を導入することができる。このとき、還流溶媒としては、具体的には、例えば、脱水ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の極性溶媒が挙げられる。また、この場合における、基材に対するコハク酸の使用割合は、上記と同様である。   For example, when succinic acid is used as the functional group-containing compound, a carboxyl group can be introduced onto the surface of the base material by refluxing the base material and succinic acid in a reflux solvent, for example. it can. Specific examples of the reflux solvent include polar solvents such as dehydrated dimethylformamide and dimethyl sulfoxide. In this case, the use ratio of succinic acid to the substrate is the same as described above.

そして、リン酸カルシウム焼結体と基材とをイオン的相互作用によって結合する場合、導入した官能基をイオン化するイオン化工程を行なう必要がある。なお、このイオン化工程については、後述する分離工程を行なった後に行ってもよく、また、上記導入工程の後(分離工程の前)に行ってもよい。以下にイオン化工程について説明する。   And when bonding a calcium-phosphate sintered compact and a base material by an ionic interaction, it is necessary to perform the ionization process which ionizes the introduce | transduced functional group. This ionization step may be performed after a separation step described later, or may be performed after the introduction step (before the separation step). The ionization process will be described below.

イオン化工程では、基材に導入した官能基をイオン化する。具体的には、例えば、官能基を導入した基材をアルカリ処理または酸処理することにより、官能基をイオン化することができる。   In the ionization step, the functional group introduced into the substrate is ionized. Specifically, for example, the functional group can be ionized by subjecting the base material into which the functional group has been introduced to an alkali treatment or an acid treatment.

上記官能基がカルボキシル基である場合には、このカルボキシル基を有する基材を、例えば、水酸化カリウム等のアルカリ溶液に浸漬することにより、カルボキシル基をイオン化することができる。   When the said functional group is a carboxyl group, a carboxyl group can be ionized by immersing the base material which has this carboxyl group in alkaline solutions, such as potassium hydroxide, for example.

つまり、官能基をアルカリ処理することにより、酸性官能基とすることができる。一方、官能基を酸処理することにより、塩基性官能基とすることができる。   That is, an acidic functional group can be obtained by treating the functional group with an alkali. On the other hand, the functional group can be converted to a basic functional group by acid treatment.

上記アルカリ処理を行なう場合には、例えば、水酸化カリウム、水酸化リチウム等の強塩基性の水溶液を用いることがより好ましい。一方、酸処理を行なう場合には、例えば、塩酸、硫酸、過塩素酸等の強酸性の水溶液を用いることがより好ましい。このように、イオン化工程を行なうことにより、基材の官能基をイオン化することができる。つまり、基材の表面にイオン性官能基を存在させることができる。   When performing the alkali treatment, for example, it is more preferable to use a strongly basic aqueous solution such as potassium hydroxide or lithium hydroxide. On the other hand, when acid treatment is performed, it is more preferable to use a strongly acidic aqueous solution such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and perchloric acid. Thus, the functional group of a base material can be ionized by performing an ionization process. That is, an ionic functional group can be present on the surface of the substrate.

(反応工程)
反応工程では、上記イオン化工程により、イオン化されたイオン性官能基とハイドロキシアパタイト焼結体の表面に存在するイオンとを反応させる。具体的には、ハイドロキシアパタイト焼結体を分散させた分散液に、上記基材を浸漬することにより、基材の表面にハイドロキシアパタイト焼結体を吸着させる。そして、上記表面に吸着したハイドロキシアパタイト焼結体の表面に存在するイオン(カルシウムイオン)と上記イオン性官能基(−COO-)とを反応させる。
(Reaction process)
In the reaction step, the ionic functional group ionized by the ionization step is reacted with ions present on the surface of the hydroxyapatite sintered body. Specifically, the hydroxyapatite sintered body is adsorbed on the surface of the base material by immersing the base material in a dispersion in which the hydroxyapatite sintered body is dispersed. Then, ions (calcium ions) present on the surface of the hydroxyapatite sintered body adsorbed on the surface are reacted with the ionic functional groups (—COO ).

上記ハイドロキシアパタイト焼結体を分散させる分散媒としては、具体的には、例えば、水、または、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;アルコール類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;等の有機溶媒が挙げられる。上記例示の溶媒のうち、ハイドロキシアパタイト焼結体を良好に分散させる点で、アルコール類が好適に使用される。上記例示の分散媒のうち、得られるリン酸カルシウム複合体を医療用材料として使用する場合には、より高い分散性を得るために、アルコール類がより好ましく、アルコール類とトルエンとの混合溶媒が特に好ましい。また、分散液の調製における、ハイドロキシアパタイト焼結体の添加量等については、上述と同様であり、詳細な説明は省略する。   Specific examples of the dispersion medium for dispersing the hydroxyapatite sintered body include, for example, water or hydrocarbon solvents such as toluene and hexane; alcohols; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; acetone, Organic solvents such as ketone solvents such as methyl ethyl ketone; Among the above-exemplified solvents, alcohols are preferably used in that the hydroxyapatite sintered body is well dispersed. Among the above-exemplified dispersion media, when the obtained calcium phosphate complex is used as a medical material, alcohols are more preferable, and a mixed solvent of alcohols and toluene is particularly preferable in order to obtain higher dispersibility. . The amount of the hydroxyapatite sintered body added in the preparation of the dispersion is the same as described above, and a detailed description thereof is omitted.

この反応工程において、イオン性官能基とハイドロキシアパタイト焼結体とを結合させる反応温度としては、特に限定されるものではなく、常温で行なうことができる。つまり、本実施の形態では、イオン的な相互作用によって両者を結合させており、従来と比べてより簡単に両者を結合させることができる。   In this reaction step, the reaction temperature for bonding the ionic functional group and the hydroxyapatite sintered body is not particularly limited, and can be performed at room temperature. That is, in this Embodiment, both are couple | bonded by ionic interaction and both can be couple | bonded more easily compared with the past.

また、基材の種類、および、官能基の種類によって、上記導入工程、イオン化工程および反応工程の反応条件や溶媒の種類等は適宜変更すればよい。   Moreover, what is necessary is just to change suitably the reaction conditions of the said introduction | transduction process, an ionization process, and a reaction process, the kind of solvent, etc. according to the kind of base material and the kind of functional group.

なお、上記の説明では、リン酸カルシウム焼結体としてハイドロキシアパタイト焼結体を用いている例について説明しているが、上記に限定されるものではなく、例えば、リン酸カルシウム焼結体としてβ−トリリン酸カルシウム等を用いた場合でも上記製造方法を用いることにより、好適にリン酸カルシウム複合体を製造することができる。   In the above description, an example in which a hydroxyapatite sintered body is used as the calcium phosphate sintered body is described. However, the present invention is not limited to the above. For example, as the calcium phosphate sintered body, β-calcium triphosphate, etc. Even in the case of using a calcium phosphate complex, it can be suitably produced by using the above production method.

また、上記の説明では、官能基含有化合物として、カルボキシル基含有化合物について説明しているが、官能基としてはカルボキシル基に限定されるものではない。他の官能基を有する官能基含有化合物としては、具体的には、例えば、−SO3 -、−SO2 -、−O-、等の官能基を有する化合物等が挙げられ、より具体的には、R2NC(S)2 -、NH3 +、ピリジン、+3N−CH2−CH2−NH3 +等が挙げられる。そして、官能基含有化合物は、基材の種類によって適宜選択すればよい。なお、上記R2NC(S)2 -のRは、アルキル基を示している。 Moreover, in said description, although the carboxyl group containing compound is demonstrated as a functional group containing compound, as a functional group, it is not limited to a carboxyl group. Specific examples of the functional group-containing compound having another functional group include compounds having a functional group such as —SO 3 , —SO 2 , and —O . R 2 NC (S) 2 , NH 3 + , pyridine, + H 3 N—CH 2 —CH 2 —NH 3 + and the like. The functional group-containing compound may be appropriately selected depending on the type of substrate. In the above R 2 NC (S) 2 , R represents an alkyl group.

<3.酸化チタンと、高分子基材が化学結合してなる複合体>
以下に、酸化チタンと基材が化学結合してなる複合体(以下酸化チタン複合体という)について説明する。
<3. Complex formed by chemical bonding of titanium oxide and polymer substrate>
Below, the composite_body | complex (henceforth a titanium oxide composite) formed by a titanium oxide and a base material chemically bonding is demonstrated.

本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、酸化チタンが、基材と化学結合してなる構成である。より詳細には、活性基を有する基材と、該活性基と反応可能な反応性官能基を有する酸化チタンとからなる酸化チタン複合体であって、上記活性基と反応性官能基とが化学結合してなる構成である。   The titanium oxide composite according to this embodiment has a structure in which titanium oxide is chemically bonded to a base material. More specifically, a titanium oxide composite comprising a substrate having an active group and titanium oxide having a reactive functional group capable of reacting with the active group, wherein the active group and the reactive functional group are chemically This is a combined configuration.

(酸化チタン)
本実施の形態にかかる酸化チタンは、例えば、化学式;TiO2等で表される化合物であるとともに、この化合物の表面に水酸基を有するものである。すなわち、本実施の形態にかかる酸化チタンとは、表面に水酸基を有している酸化チタンを示す。
(Titanium oxide)
The titanium oxide according to the present embodiment is, for example, a compound represented by the chemical formula: TiO 2 or the like, and has a hydroxyl group on the surface of this compound. That is, the titanium oxide according to the present embodiment refers to titanium oxide having a hydroxyl group on the surface.

具体的に説明すると、上記TiO2の場合、酸化チタンの表面を最も多く占めている結晶面、すなわち、アナターゼ型の(001)面とルチル型の(110)面とには、2種類の水酸基が存在している。その1つは、Ti4+と結合しているターミナルOH基であり、もう1つは、2個のTi4+と結合しているブリッジOH基である(清野学著、酸化チタン 物性と応用、技法堂出版、2000参照)。 Specifically, in the case of TiO 2 , there are two kinds of hydroxyl groups on the crystal plane that occupies the most surface of titanium oxide, that is, the anatase type (001) plane and the rutile type (110) plane. Is present. One is a terminal OH group bonded to Ti 4+ , and the other is a bridged OH group bonded to two Ti 4+ (by Kiyono Manabu, titanium oxide properties and applications). , Technical Hall Publishing, 2000).

そして、本実施の形態にかかる酸化チタンは、生体組織との親和性および生体環境における安定性が優れているために、医療用材料として好適である。   The titanium oxide according to the present embodiment is suitable as a medical material because of its excellent affinity with living tissue and stability in the living environment.

上記酸化チタンは、粒子状であることがより好ましい。粒子状である場合、酸化チタン粒子の形状および粒子径としては、上記酸化チタンと後述する基材とが化学結合することにより、基材の表面に固定できる程度の粒子の形状および粒子径であればよい。具体的には、上記粒子径の下限値としては、0.001μm以上がより好ましく、0.01μm以上がさらに好ましい。一方、上記粒子径の上限値としては、1000μm以下であることがより好ましく、100μm以下であることがさらに好ましい。上記粒子径が1000μmよりも大きいと、または、0.001μmよりも小さいと、酸化チタンと後述する高分子基材との結合が相対的に弱くなり、生体に埋入した場合に、酸化チタン複合体が破損する場合がある。   The titanium oxide is more preferably particulate. In the case of particles, the shape and particle diameter of the titanium oxide particles should be such that the titanium oxide and the substrate described later are chemically bonded to each other so that they can be fixed to the surface of the substrate. That's fine. Specifically, the lower limit of the particle diameter is more preferably 0.001 μm or more, and further preferably 0.01 μm or more. On the other hand, the upper limit of the particle diameter is more preferably 1000 μm or less, and even more preferably 100 μm or less. When the particle diameter is larger than 1000 μm or smaller than 0.001 μm, the bond between titanium oxide and the polymer base material described later becomes relatively weak, and when it is embedded in a living body, the titanium oxide composite Your body may be damaged.

(基材)
本実施の形態にかかる基材としては、高分子基材が好ましく、医療用高分子材料がより好ましく、有機高分子がさらに好ましい。上記基材としては、具体的には、例えば、シリコーンポリマー(シリコーンゴムであっても良い)、ポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリアミン、ポリウレア、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル等の合成高分子;セルロース、アミロース、アミロペクチン、キチン、キトサン等の多糖類、コラーゲン等のポリペプチド、ヒアルロン酸、コンドロイチン等のムコ多糖類等、シルクフィブロイン等の天然高分子等が挙げられる。上記例示の基材のうち、長期安定性、強度および柔軟性等の特性が優れている点で、シリコーンポリマー、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、または、シルクフィブロインが好適に使用される。
(Base material)
As the substrate according to the present embodiment, a polymer substrate is preferable, a medical polymer material is more preferable, and an organic polymer is further preferable. Specific examples of the base material include silicone polymer (which may be silicone rubber), polyethylene glycol, polyalkylene glycol, polyglycolic acid, polylactic acid, polyamide, polyurethane, polysulfone, polyether, and poly Synthetic polymers such as ether ketone, polyamine, polyurea, polyimide, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polystyrene, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride; Polysaccharides such as cellulose, amylose, amylopectin, chitin and chitosan, polypeptides such as collagen, mucopolysaccharides such as hyaluronic acid and chondroitin, natural such as silk fibroin Molecule, and the like. Of the above-exemplified base materials, silicone polymer, polyurethane, polytetrafluoroethylene, or silk fibroin is preferably used because it has excellent properties such as long-term stability, strength, and flexibility.

また、上記例示の基材の代わりに、具体的には、例えば、医療用材料として好適に使用することができる、チタン合金等の無機材料の基材を使用することもできる。従って、本実施の形態にかかる基材とは、上記チタン合金等の無機材料からなる基材も含むものとする。   Further, instead of the above-exemplified base materials, specifically, for example, a base material of an inorganic material such as a titanium alloy that can be suitably used as a medical material can be used. Therefore, the base material according to the present embodiment includes a base material made of an inorganic material such as the titanium alloy.

また、上記高分子基材の形状としては、例えば、シート状、繊維状、チューブ状または、多孔体でもよく、用途に応じて適宜選択すればよい。   In addition, the shape of the polymer substrate may be, for example, a sheet shape, a fiber shape, a tube shape, or a porous body, and may be appropriately selected depending on the application.

(酸化チタン複合体の製造方法)
ここで、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体の製造方法について説明する。
(Method for producing titanium oxide composite)
Here, the manufacturing method of the titanium oxide composite concerning this Embodiment is demonstrated.

本実施の形態にかかる酸化チタン複合体の製造方法は、大別すると2つの方法がある。すなわち、(1)基材および/または酸化チタンの表面を修飾した後に両者を化学結合させる、(2)酸化チタンと基材との両方共、表面処理せずに化学結合させる方法である。   The manufacturing method of the titanium oxide composite according to the present embodiment is roughly divided into two methods. That is, (1) the surface of the substrate and / or titanium oxide is modified and then both are chemically bonded. (2) Both the titanium oxide and the substrate are chemically bonded without surface treatment.

本実施の形態では、上記(1)の方法のうち、酸化チタンが、基材に化学結合してなる酸化チタン複合体の製造方法であって、上記基材に活性基を導入する活性基導入工程と、酸化チタンに該活性基と反応可能な反応性官能基を導入する反応性官能基導入工程と、上記活性基と反応性官能基とを反応させる反応工程とを含む方法について説明する。   In the present embodiment, among the methods of (1) above, titanium oxide is a method for producing a titanium oxide composite formed by chemically bonding to a base material, and an active group introduction for introducing an active group into the base material is performed. A method including a step, a reactive functional group introduction step of introducing a reactive functional group capable of reacting with the active group into titanium oxide, and a reaction step of reacting the active group with the reactive functional group will be described.

より具体的には、例えば、活性基を有する基材として、表面にカルボキシル基を有するビニル系重合性単量体をグラフト重合させたシリコーンゴムと、表面に反応性官能基を導入した酸化チタンの粒子として、アミノ基を導入した酸化チタンとを用い、両者を反応させることにより、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体を製造する例について説明する。   More specifically, for example, as a base material having an active group, a silicone rubber obtained by graft polymerization of a vinyl polymerizable monomer having a carboxyl group on the surface, and a titanium oxide having a reactive functional group introduced on the surface are used. An example of producing a titanium oxide composite according to the present embodiment by using titanium oxide introduced with amino groups as particles and reacting both will be described.

つまり、活性基と反応性官能基とを反応させることにより、上記酸化チタンと基材とを結合する化学結合が形成されることとなる。   That is, by reacting the active group with the reactive functional group, a chemical bond for bonding the titanium oxide and the base material is formed.

本実施の形態にかかる酸化チタン複合体が有する化学結合、すなわち、上記酸化チタンと基材とを結合する化学結合としては、酸化チタン・基材間の結合強度が十分に得られるものであれば、特に限定されるものではないが、以下に示す化学結合を一例として挙げることができる。   The chemical bond possessed by the titanium oxide composite according to the present embodiment, that is, the chemical bond that binds the titanium oxide and the base material, as long as the bond strength between the titanium oxide and the base material is sufficiently obtained. Although not particularly limited, the chemical bonds shown below can be given as an example.

これらの化学結合は、酸化チタンに導入された反応性官能基と基材に導入された活性基との間の反応によって得られる。   These chemical bonds are obtained by a reaction between a reactive functional group introduced into titanium oxide and an active group introduced into the substrate.

以下に、上記例示の化学結合のうち、化学式(3)で示されるアミド基について具体的に説明する。アミド結合は、アミノ基と、カルボキシル基、アジドカルボニル基、クロロカルボニル基、N−ヒドロキシスクシンイミドカルボン酸エステルおよび/または酸無水物との反応;カルボキシル基と、N−アセチルアミノ基および/またはN−トリメチルシリルアミノ基との反応;イソシアナート基とカルボキシル基との反応;等により得られる。適切な反応条件は、それぞれの組み合わせによって異なり、反応が進むのであれば、反応条件は特に限定されるものではない。   Hereinafter, the amide group represented by the chemical formula (3) among the above exemplified chemical bonds will be specifically described. The amide bond is a reaction between an amino group and a carboxyl group, an azidocarbonyl group, a chlorocarbonyl group, an N-hydroxysuccinimide carboxylate and / or an acid anhydride; a carboxyl group and an N-acetylamino group and / or N- It can be obtained by a reaction with a trimethylsilylamino group; a reaction between an isocyanate group and a carboxyl group; Appropriate reaction conditions vary depending on each combination, and the reaction conditions are not particularly limited as long as the reaction proceeds.

例えば、アミノ基とカルボキシル基との組み合わせの場合、まず、溶媒中に酸化チタンを加え、攪拌して、この酸化チタンを分散させた後、この中に、基材を浸漬する。そして、上記基材を溶媒から引き上げた後に、洗浄して、特定の反応条件にて基材が有する活性基と酸化チタンが有する反応性官能基とを反応(縮合反応)させる。   For example, in the case of a combination of an amino group and a carboxyl group, first, titanium oxide is added to a solvent and stirred to disperse the titanium oxide, and then the substrate is immersed in the titanium oxide. And after raising the said base material from a solvent, it wash | cleans and reacts (condensation reaction) the active group which a base material has, and the reactive functional group which a titanium oxide has on specific reaction conditions.

このとき、酸化チタンの使用量の下限値は、活性基を有する基材1重量部に対して、0.001重量部以上がより好ましく、0.01重量部以上がさらに好ましい。一方、酸化チタンの使用量の上限値は、活性基を有する基材1重量部に対して、100重量部以下がより好ましく、50重量部以下がさらに好ましい。上記下限値が0.001重量部よりも少ないと、基材の表面に均一に酸化チタンの粒子が吸着せず、均一な被膜表面を形成することができなくなる場合がある。一方、上記上限値が100重量部よりも多い場合には、経済的でない。   At this time, the lower limit of the amount of titanium oxide used is more preferably 0.001 part by weight or more, and still more preferably 0.01 part by weight or more with respect to 1 part by weight of the base material having an active group. On the other hand, the upper limit of the amount of titanium oxide used is more preferably 100 parts by weight or less, and still more preferably 50 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the base material having an active group. If the lower limit is less than 0.001 part by weight, the titanium oxide particles may not be uniformly adsorbed on the surface of the substrate, and a uniform coating surface may not be formed. On the other hand, when the upper limit is more than 100 parts by weight, it is not economical.

また、酸化チタンを分散させる溶媒としては、具体的には、例えば、水;トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;アルコール類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;等が挙げられる。上記溶媒の使用量の下限値としては、上記基材1重量部に対して、0.1重量部以上がより好ましく、1.0重量部以上がさらに好ましい。上記下限値が0.1重量部よりも少ない場合、基材の表面に均一に酸化チタンの粒子が吸着せず、均一な被膜表面を形成することができなくなる場合がある。一方、上記溶媒の使用量の上限値としては、上記基材1重量部に対して、1000重量部以下がより好ましく、500重量部以下がさらに好ましい。上記上限値が1000重量部よりも多い場合には、経済的でない。   Specific examples of the solvent for dispersing titanium oxide include water; hydrocarbon solvents such as toluene and hexane; alcohols; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Solvent; and the like. As a lower limit of the usage-amount of the said solvent, 0.1 weight part or more is more preferable with respect to 1 weight part of said base materials, and 1.0 weight part or more is further more preferable. When the lower limit is less than 0.1 parts by weight, the titanium oxide particles may not be uniformly adsorbed on the surface of the substrate, and a uniform coating surface may not be formed. On the other hand, as an upper limit of the usage-amount of the said solvent, 1000 weight part or less is more preferable with respect to 1 weight part of said base materials, and 500 weight part or less is still more preferable. When the upper limit is more than 1000 parts by weight, it is not economical.

そして、基材を溶媒から引き上げた後、基材が有する活性基と酸化チタンが有する反応性官能基と反応させる反応温度の下限値としては、120℃以上がより好ましく、140℃以上がさらに好ましく、160℃以上が特に好ましい。上記反応温度が120℃よりも低い場合には、縮合反応が十分に進行しない恐れがある。一方、上記反応温度の上限値としは、200℃以下がより好ましく、180℃以下がさらに好ましい。上記反応温度が200℃よりも高いと、基材が劣化する場合がある。   And after raising a base material from a solvent, as a lower limit of the reaction temperature made to react with the active functional group which a base material has, and the reactive functional group which a titanium oxide has, 120 degreeC or more is more preferable, and 140 degreeC or more is more preferable 160 ° C. or higher is particularly preferable. When the said reaction temperature is lower than 120 degreeC, there exists a possibility that a condensation reaction may not fully advance. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is more preferably 200 ° C. or less, and further preferably 180 ° C. or less. When the said reaction temperature is higher than 200 degreeC, a base material may deteriorate.

また、上記縮合反応は、減圧下で行なうことがより好ましい。上記減圧度の下限値としては、0.01mmHg(1.33Pa)以上がより好ましく、0.1mmHg以上がさらに好ましい。上記減圧度の下限値が0.01mmHgよりも低い場合には、装置等の設備面において、経済的でない。一方、上記減圧度の上限値としては、10mmHg(1.33kPa)以下がより好ましく、5.0mmHg以下がさらに好ましい。上記減圧度の上限値が10mmHgよりも高い場合には、縮合反応が起こり難くなり、反応時間が長時間となる。また、アミノ基とカルボキシル基とでアミド結合を形成する場合には、縮合剤、例えば、カルボジイミド等を用いることで低温にて合成することができる。具体的には、例えば、4℃〜室温(25℃)にて、1〜6時間反応させることで上記アミド結合が形成される。   The condensation reaction is more preferably performed under reduced pressure. The lower limit of the degree of vacuum is more preferably 0.01 mmHg (1.33 Pa) or more, and further preferably 0.1 mmHg or more. When the lower limit of the degree of decompression is lower than 0.01 mmHg, it is not economical in terms of equipment such as an apparatus. On the other hand, the upper limit of the degree of vacuum is more preferably 10 mmHg (1.33 kPa) or less, and further preferably 5.0 mmHg or less. When the upper limit of the degree of decompression is higher than 10 mmHg, the condensation reaction hardly occurs and the reaction time becomes long. Moreover, when forming an amide bond with an amino group and a carboxyl group, it can be synthesized at a low temperature by using a condensing agent such as carbodiimide. Specifically, for example, the amide bond is formed by reacting at 4 ° C. to room temperature (25 ° C.) for 1 to 6 hours.

また、上記化学式(4)で示されるエステル結合は、カルボキシル基とヒドロキシル基、ジアゾカルボニル基および/またはジアゾアルキル基の反応等により得られる。適切な反応条件は、それぞれの組み合わせによって異なり、特に限定されるものではない。具体的に、例えば、カルボキシル基とヒドロキシル基との組み合わせの場合、有機溶媒中で、カルボキシル基とヒドロキシル基とを反応させる方法等が挙げられる。   In addition, the ester bond represented by the chemical formula (4) is obtained by a reaction of a carboxyl group with a hydroxyl group, a diazocarbonyl group and / or a diazoalkyl group. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of a combination of a carboxyl group and a hydroxyl group, a method of reacting a carboxyl group and a hydroxyl group in an organic solvent can be mentioned.

上記化学式(5)で示される尿素結合は、アミノ基とイソシアナート基とを反応させることにより得られる。反応条件としては、特に限定されるものではないが、例えば、有機溶媒中、室温でアミノ基とイソシアナート基とを反応させる方法等が挙げられる。   The urea bond represented by the chemical formula (5) is obtained by reacting an amino group with an isocyanate group. The reaction conditions are not particularly limited, and examples thereof include a method of reacting an amino group and an isocyanate group in an organic solvent at room temperature.

上記化学式(6)で示されるチオ尿素結合は、アミノ基とイソチオシアナート基とを反応させることにより得られる。反応条件としては、特に限定されるものではないが、例えば、pH9の炭酸ナトリウム緩衝溶液中で、0℃〜室温の温度範囲内でアミノ基とイソチオシアナート基とを1〜24時間反応させる方法等が挙げられる。   The thiourea bond represented by the chemical formula (6) can be obtained by reacting an amino group and an isothiocyanate group. The reaction conditions are not particularly limited. For example, a method of reacting an amino group and an isothiocyanate group in a sodium carbonate buffer solution at pH 9 within a temperature range of 0 ° C. to room temperature for 1 to 24 hours. Etc.

上記化学式(7)で示されるβ−ケトチオエーテル結合は、メルカプト基とα−ハロアセチル基の反応等により得られる。反応条件としては、特に限定されるものではないが、例えば、水中、室温、pH7〜8の弱アルカリの条件でメルカプト基とα−ハロアセチル基とを反応させる方法等が挙げられる。   The β-ketothioether bond represented by the chemical formula (7) is obtained by reaction of a mercapto group and an α-haloacetyl group. Although it does not specifically limit as reaction conditions, For example, the method etc. with which a mercapto group and (alpha) -haloacetyl group are made to react on the conditions of the weak alkali of water, room temperature, and pH 7-8 are mentioned.

上記化学式(8)で示されるシッフ塩基構造は、アミノ基と、アルデヒドまたはケトンとして機能しうる部分との反応等により得られる。反応条件としては、例えば、アルカリ水溶液中、室温で両者を反応させる方法等がある。また、上記のシッフ塩基構造を、例えば、水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム等の公知の還元剤を用いて還元することにより、化学式(9)で示される2級、3級アミン構造を得ることができる。   The Schiff base structure represented by the chemical formula (8) can be obtained by reacting an amino group with a moiety that can function as an aldehyde or a ketone. The reaction conditions include, for example, a method of reacting both at room temperature in an alkaline aqueous solution. Further, by reducing the above Schiff base structure using a known reducing agent such as sodium borohydride or sodium cyanoborohydride, the secondary or tertiary amine structure represented by the chemical formula (9) can be obtained. Obtainable.

上記化学式(10)で示されるスルファミド結合は、アミノ基と、塩化スルフォニル基および/またはスルフォン基との反応等により得られる。適切な反応条件は、それぞれの組み合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的に、例えば、アミノ基とスルフォニル基との組み合わせの場合、(1)有機溶媒中、室温で、アミノ基とスルフォニル基とを反応させる方法、(2)水中、pH9〜10のアルカリの条件で反応させる方法等がある。   The sulfamide bond represented by the chemical formula (10) can be obtained by reacting an amino group with a sulfonyl chloride group and / or a sulfonic group. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited.Specifically, for example, in the case of a combination of an amino group and a sulfonyl group, (1) an amino group at room temperature in an organic solvent. And (2) a method of reacting in water under alkaline conditions of pH 9-10.

上記化学式(11)で示されるヒドロキシ−2級アミン構造は、アミノ基とエポキシ基との反応により得られる。反応条件については特に限定されるものではないが、例えば、水中、室温下、pH8〜10の条件で反応させる方法等がある。   The hydroxy-secondary amine structure represented by the chemical formula (11) is obtained by a reaction between an amino group and an epoxy group. There are no particular limitations on the reaction conditions, and examples include a method of reacting in water at room temperature and pH 8-10.

上記化学式(12)で示されるカルバメート結合は、ヒドロキシル基とイソシアナート基および/または炭酸ジエステルとの反応等により得られる。適切な反応条件については、組み合わせによって異なり、特に限定されるものではない。例えば、ヒドロキシル基とイソシアナート基との組み合わせの場合、トルエン溶媒中、還流下でヒドロキシル基とイソシアナート基とを反応させる方法等がある。   The carbamate bond represented by the chemical formula (12) can be obtained by reaction of a hydroxyl group with an isocyanate group and / or a carbonic acid diester. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. For example, in the case of a combination of a hydroxyl group and an isocyanate group, there is a method of reacting a hydroxyl group and an isocyanate group in a toluene solvent under reflux.

上記化学式(13)で示されるアリールアミン構造は、アミノ基とハロゲン化アリール基および/またはスルフォン化アリール基との反応等によって得られる。適切な反応条件については、それぞれの組み合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、アミノ基とハロゲン化アリール基の場合、アルカリ条件下、水溶液中で、アミノ基とハロゲン化アリール基とを反応させる方法等がある。なお、上記化学式(13)中のAr1は、アリール基を示している。 The arylamine structure represented by the chemical formula (13) is obtained by reacting an amino group with a halogenated aryl group and / or a sulfonated aryl group. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of an amino group and an aryl halide group, the amino group and There is a method of reacting with a halogenated aryl group. Ar 1 in the chemical formula (13) represents an aryl group.

上記化学式(14)で示されるアリールチオエーテル結合は、メルカプト基と、ハロゲン化アリール基および/またはスルフォン化アリール基との反応等により得られる。適切な反応条件については、それぞれの組み合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、メルカプト基とハロゲン化アリール基との場合、メタノール溶媒中、0℃でピペリジンを触媒として用いて、メルカプト基とハロゲン化アリール基を反応させる方法等がある。なお、上記化学式(14)中のAr2は、アリール基を示している。 The aryl thioether bond represented by the chemical formula (14) is obtained by reacting a mercapto group with a halogenated aryl group and / or a sulfonated aryl group. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of a mercapto group and an aryl halide group, piperidine is catalyzed at 0 ° C. in a methanol solvent. And a method of reacting a mercapto group and a halogenated aryl group. In the chemical formula (14), Ar 2 represents an aryl group.

上記化学式(15)で示されるスルフィド結合は、メルカプト基と、スルフィド結合との交換反応によって得られる。適切な反応条件は、特に限定されるものではなく、例えば、pH7〜8の水溶液中、室温でメルカプト基とスルフィド結合とを反応させる方法等がある。   The sulfide bond represented by the chemical formula (15) is obtained by an exchange reaction between a mercapto group and a sulfide bond. Appropriate reaction conditions are not particularly limited and include, for example, a method of reacting a mercapto group with a sulfide bond at room temperature in an aqueous solution of pH 7-8.

上記化学式(16)で示されるチオエーテル結合は、メルカプト基と、アクリロイル基および/またはマレイン酸イミドとの反応等により得られる。適切な反応条件については、それぞれの組み合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、メルカプト基とアクリロイル基との場合、中性〜アルカリ性溶液中で、メルカプト基とアクリロイル基とを反応させる方法等がある。   The thioether bond represented by the chemical formula (16) is obtained by reaction of a mercapto group with an acryloyl group and / or maleic imide. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of a mercapto group and an acryloyl group, in a neutral to alkaline solution, the mercapto group and acryloyl There is a method of reacting with a group.

上記化学式(17)で示されるβ−アミノチオエーテル結合は、メルカプト基とアジリジンおよび/またはイミンとの反応等により得られる。適切な反応条件については、それぞれの組み合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、メルカプト基とアジリジン基との場合、水溶液中、弱アルカリ条件下で反応させる方法等がある。   The β-aminothioether bond represented by the chemical formula (17) is obtained by reaction of a mercapto group with aziridine and / or imine. Appropriate reaction conditions vary depending on the combination and are not particularly limited. Specifically, for example, in the case of a mercapto group and an aziridine group, a method of reacting in an aqueous solution under weak alkaline conditions, etc. There is.

上記化学式(18)で示されるビニル結合は、ビニル重合反応等により得られる。適切な反応条件については、それぞれの組み合わせによって異なり、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、ビニル基を導入したTiO2粒子(酸化チタン粒子)に対して、基材からビニル基化合物をグラフト重合させることにより、両者を結合させる方法等がある。 The vinyl bond represented by the chemical formula (18) is obtained by a vinyl polymerization reaction or the like. Appropriate reaction conditions differ depending on the combination, and are not particularly limited. Specifically, for example, for the TiO 2 particles (titanium oxide particles) into which vinyl groups are introduced, the vinyl from the substrate is used. There is a method of bonding the two by graft polymerization of the base compound.

これらの化学結合は、酸化チタンの粒子表面の反応性官能基と基材表面の活性基との間の反応によって得られる。従って、上記例示の組み合わせのうち、一方が反応性官能基であり、他方が活性基であればよい。具体的には、例えば、アミノ基と、カルボキシル基との反応により、化学式(3)に示すようなアミド結合を得る場合、アミノ基は上記活性基であってもよく、また、反応性官能基であってもよい。同様に、カルボキシル基が反応性官能基であってもよく、また、活性基であってもよい。   These chemical bonds are obtained by a reaction between reactive functional groups on the titanium oxide particle surface and active groups on the substrate surface. Therefore, it is sufficient that one of the combinations exemplified above is a reactive functional group and the other is an active group. Specifically, for example, when an amide bond as shown in chemical formula (3) is obtained by a reaction between an amino group and a carboxyl group, the amino group may be the above active group, or a reactive functional group. It may be. Similarly, the carboxyl group may be a reactive functional group or an active group.

(活性基導入工程)
ここで、基材に活性基を導入する工程(活性基導入工程)について説明する。
(Active group introduction process)
Here, the step of introducing an active group into the substrate (active group introduction step) will be described.

基材に活性基を導入する方法としては、例えば、基材の表面に、例えば、酸・アルカリ処理、コロナ放電および/またはプラズマ照射を施した後、表面グラフト重合法等を行なうことにより導入する等の方法が挙げられる。   As a method for introducing an active group into a substrate, for example, the surface of the substrate is introduced by, for example, acid / alkali treatment, corona discharge and / or plasma irradiation, and then performing a surface graft polymerization method or the like. And the like.

ここで、表面グラフト重合法を用い、基材としてポリジメチルシクロヘキサン系シリコーンゴムを用いる場合における、活性基の導入方法の例について説明する。   Here, an example of a method for introducing an active group in the case of using a surface graft polymerization method and a polydimethylcyclohexane-based silicone rubber as a substrate will be described.

基材であるポリジメチルシロキサン系シリコーンゴムに、グラフト重合により、活性基を導入する場合、まず、基材の表面をコロナ処理またはプラズマ照射により処理した後、この処理された基材と重合性単量体とを溶媒に投入し、不活性ガス雰囲気下、かつ、減圧下で重合する。   When introducing an active group into a polydimethylsiloxane silicone rubber as a base material by graft polymerization, first, the surface of the base material is treated by corona treatment or plasma irradiation, and then the treated base material and the polymerizable single polymer are polymerized. The polymer is charged into a solvent and polymerized under an inert gas atmosphere and under reduced pressure.

上記溶媒としては、例えば、水;トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;アルコール類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;等が挙げられる。上記溶媒の使用量の下限値としては、上記処理された基材1重量部に対して、0.1重量部以上がより好ましく、1.0重量部以上がさらに好ましい。上記溶媒の使用量が0.1重量部よりも少ない場合には、基材の表面に、活性基を均一に導入することが難しくなる。一方、上記溶媒の使用量の上限値としては、上記処理された基材1重量部に対して、1000重量部以下がより好ましく、500重量部以下がさらに好ましい。上記溶媒の使用量が1000重量部よりも多い場合には、経済的でない。   Examples of the solvent include water; hydrocarbon solvents such as toluene and hexane; alcohols; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; As a lower limit of the usage-amount of the said solvent, 0.1 weight part or more is more preferable with respect to 1 weight part of the said processed base materials, and 1.0 weight part or more is further more preferable. When the amount of the solvent used is less than 0.1 parts by weight, it becomes difficult to uniformly introduce the active groups on the surface of the substrate. On the other hand, the upper limit of the amount of the solvent used is preferably 1000 parts by weight or less, more preferably 500 parts by weight or less, with respect to 1 part by weight of the treated base material. When the usage-amount of the said solvent is more than 1000 weight part, it is not economical.

また、上記グラフト重合に用いる重合性単量体としては、酸化チタン粒子の表面の反応性官能基と反応して化学結合を形成する活性基を末端(または側鎖)に有していれば特に限定されるものではない。換言すると、重合性単量体は、例えば、上記化学式(3)〜(18)に示される化学結合を形成するための活性基を有している。上記重合性単量体としては、具体的には、例えば、(メタ)アクリル酸、アコニット酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸、マレイン酸、ビニルスルホン酸、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、および、これらの各種金属塩またはハロゲン化物;(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸モノグリセロール、N−〔トリス(ヒドロキシメチル)メチル〕アクリルアミド、N−ビニルピロリドン、N−(メタ)アクリロイルピロリドン、アクリロイルモルホリン、マレイン酸イミド、無水マレイン酸;アミノスチレン、カルボキシスチレン等のスチレン系単量体;グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、ビニルベンジルアミン等が挙げられる。   In addition, the polymerizable monomer used for the graft polymerization particularly has an active group at the terminal (or side chain) that reacts with a reactive functional group on the surface of the titanium oxide particles to form a chemical bond. It is not limited. In other words, the polymerizable monomer has, for example, an active group for forming a chemical bond represented by the chemical formulas (3) to (18). Specific examples of the polymerizable monomer include (meth) acrylic acid, aconitic acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, fumaric acid, maleic acid, vinyl sulfonic acid, and acrylamido-2-methylpropane. Sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, and various metal salts or halides thereof; (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, monoglycerol (meth) acrylate, N- [tris (hydroxymethyl) methyl] Acrylamide, N-vinylpyrrolidone, N- (meth) acryloylpyrrolidone, acryloylmorpholine, maleic imide, maleic anhydride; styrene monomers such as aminostyrene and carboxystyrene; glycidyl (meth) acrylate, (meth) acryloyloxy Ethyltri Tokishishiran, and vinyl benzyl amine and the like.

上記重合性単量体の添加量の下限値としては、酸化チタン粒子1重量部に対して、0.001重量部以上がより好ましく、0.01重量部以上がさらに好ましい。上記重合性単量体の添加量が0.001重量部よりも少ない場合には、基材の表面に十分な量の活性基を導入することが困難になる。一方、上記重合性単量体の添加量の上限値としては、酸化チタン粒子1重量部に対して、100重量部以下がより好ましく、50重量部以下がさらに好ましい。上記重合性単量体の添加量が100重量部よりも多い場合には経済的でない。   As a lower limit of the addition amount of the polymerizable monomer, 0.001 part by weight or more is more preferable, and 0.01 part by weight or more is more preferable with respect to 1 part by weight of titanium oxide particles. When the addition amount of the polymerizable monomer is less than 0.001 part by weight, it becomes difficult to introduce a sufficient amount of active groups on the surface of the substrate. On the other hand, as an upper limit of the addition amount of the polymerizable monomer, 100 parts by weight or less is more preferable, and 50 parts by weight or less is more preferable with respect to 1 part by weight of the titanium oxide particles. When the addition amount of the polymerizable monomer is more than 100 parts by weight, it is not economical.

また、上記基材と重合性単量体とを重合させる重合温度の下限値としては、40℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましい。上記重合温度が40℃よりも低い場合には、グラフト重合が十分に行われない場合がある。一方、重合温度の上限値としては、100℃以下がより好ましく、80℃以下がさらに好ましい。上記重合温度が100℃よりも高い場合には、グラフト効率が減少する場合がある。   Moreover, as a lower limit of the polymerization temperature which superposes | polymerizes the said base material and a polymerizable monomer, 40 degreeC or more is more preferable, and 50 degreeC or more is further more preferable. When the polymerization temperature is lower than 40 ° C., graft polymerization may not be sufficiently performed. On the other hand, the upper limit of the polymerization temperature is more preferably 100 ° C. or less, and further preferably 80 ° C. or less. When the polymerization temperature is higher than 100 ° C., the graft efficiency may decrease.

また、基材に活性基として、例えば、ビニル基を導入するには、基材と、活性基含有化合物とを、触媒、重合禁止剤および溶媒の混合溶液中で反応させればよい。   In order to introduce, for example, a vinyl group as an active group into the base material, the base material and the active group-containing compound may be reacted in a mixed solution of a catalyst, a polymerization inhibitor and a solvent.

上記活性基含有化合物としては、具体的には、例えば、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。上記溶媒としては、極性溶媒が好ましく、例えば、脱水ジメチルスルホキシド、脱水ジメチルホルムアミド等が好適に使用される。重合禁止剤は、基材に導入された活性基同士、および、活性基含有化合物同士が重合しないために添加する。上記重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン等が挙げられる。触媒としては、例えば、ジブチルチン(IV)ジラウレート等が挙げられる。   Specific examples of the active group-containing compound include 2-methacryloyloxyethyl isocyanate and hexamethylene diisocyanate. The solvent is preferably a polar solvent, and for example, dehydrated dimethyl sulfoxide, dehydrated dimethylformamide and the like are preferably used. The polymerization inhibitor is added so that active groups introduced into the base material and active group-containing compounds do not polymerize. Examples of the polymerization inhibitor include hydroquinone. Examples of the catalyst include dibutyltin (IV) dilaurate.

上記活性基含有化合物の添加量の下限値としては、基材に対して、10重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、100重量%以上が特に好ましい。上記添加量が10重量%よりも少ないと、基材に、十分な量の活性基が導入されない場合がある。一方、上記添加量の上限値としては、基材に対して、500重量%以下がより好ましく、400重量%以下がさらに好ましく、300重量%以下が特に好ましい。上記添加量が500重量%よりも多いと経済的でない。   The lower limit of the amount of the active group-containing compound added is preferably 10% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and particularly preferably 100% by weight or more based on the base material. If the amount added is less than 10% by weight, a sufficient amount of active groups may not be introduced into the substrate. On the other hand, the upper limit value of the addition amount is more preferably 500% by weight or less, still more preferably 400% by weight or less, and particularly preferably 300% by weight or less based on the base material. When the added amount is more than 500% by weight, it is not economical.

そして、反応温度の下限値としては、30℃以上がより好ましく、40℃以上がさらに好ましく、45℃以上が特に好ましい。上記反応温度が30℃よりも低ければ、反応が十分に起こらず、基材に活性基が導入されない場合がある。一方、反応温度の上限値としては、100℃以下がより好ましく、80℃以下がさらに好ましく、60℃以下が特に好ましい。反応温度が100℃よりも高いと、基材に導入された活性基同士が反応する恐れがある。また、基材が劣化する場合もある。なお、反応時間は、反応温度等により適宜設定すればよい。以上のような条件で反応させることにより、基材に活性基を簡単に導入することができる。   And as a lower limit of reaction temperature, 30 degreeC or more is more preferable, 40 degreeC or more is further more preferable, and 45 degreeC or more is especially preferable. If the said reaction temperature is lower than 30 degreeC, reaction may not fully occur and an active group may not be introduce | transduced into a base material. On the other hand, as an upper limit of reaction temperature, 100 degrees C or less is more preferable, 80 degrees C or less is further more preferable, and 60 degrees C or less is especially preferable. When the reaction temperature is higher than 100 ° C, the active groups introduced into the substrate may react with each other. In addition, the substrate may be deteriorated. In addition, what is necessary is just to set reaction time suitably by reaction temperature etc. By making it react on the above conditions, an active group can be easily introduce | transduced into a base material.

基材に対する活性基の導入率(重量%)の下限値としては、0.1重量%以上がより好ましく、1.0重量%以上がさらに好ましく、2.0重量%以上が特に好ましい。導入率が0.1重量%よりも少ないと、基材に導入されるアルコキシシリル基の数が少なくなり、酸化チタン複合体を製造することができなくなる恐れがある。一方、導入率の上限値としては、30重量%以下がより好ましく、25重量%以下がさらに好ましく、20重量%以下が特に好ましい。上記導入率が30重量%よりも多いと、基材に導入された活性基の数が多くなり、この活性基同士が反応する場合がある。   The lower limit of the active group introduction rate (% by weight) relative to the substrate is more preferably 0.1% by weight or more, still more preferably 1.0% by weight or more, and particularly preferably 2.0% by weight or more. When the introduction rate is less than 0.1% by weight, the number of alkoxysilyl groups introduced into the substrate is reduced, and there is a possibility that the titanium oxide composite cannot be produced. On the other hand, the upper limit of the introduction rate is more preferably 30% by weight or less, further preferably 25% by weight or less, and particularly preferably 20% by weight or less. When the introduction ratio is more than 30% by weight, the number of active groups introduced into the substrate increases, and the active groups may react with each other.

なお、上記活性基は、基材の表面の高分子が有する活性基であってもよい。   The active group may be an active group possessed by the polymer on the surface of the substrate.

(反応性官能基導入工程)
上記酸化チタンに反応性官能基を導入する工程(反応性官能基導入工程)について以下に説明する。酸化チタンに反応性官能基を導入する方法としては、具体的には、例えば、反応性官能基を有するシランカップリング剤と酸化チタンとを反応させればよい。
(Reactive functional group introduction process)
The step of introducing a reactive functional group into the titanium oxide (reactive functional group introduction step) will be described below. As a method for introducing a reactive functional group into titanium oxide, specifically, for example, a silane coupling agent having a reactive functional group may be reacted with titanium oxide.

ここで、上記シランカップリング剤について説明する。シランカップリング剤は、化学式(19)に示すような化学構造をしている。   Here, the silane coupling agent will be described. The silane coupling agent has a chemical structure as shown in chemical formula (19).

Z−Si−(OR)3 ・・・(19)
上記Zは、各種合成樹脂等の有機材料(基材または基材が有する活性基)と化学結合することができる反応性官能基であればよく、具体的には、例えば、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリロキシ基、メルカプト基等の上記化学式(3)〜化学式(18)に示される化学結合を形成することができる基が挙げられる。すなわち、本実施の形態で使用されるシランカップリング剤は、少なくとも反応性官能基を有している。また、上記Si−(OR)3は、酸化チタンと化学結合することができる官能基であればよく、具体的には、ORとしては、例えば、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。また、上記化学式(19)中の反応性官能基Zと、Siとは、高分子鎖で結合されていてもよく、低分子鎖で結合されていてもよく、直接結合されていてもよい。
Z-Si- (OR) 3 (19)
The Z may be any reactive functional group that can chemically bond with organic materials (base materials or active groups possessed by the base materials) such as various synthetic resins. Specifically, for example, vinyl groups, epoxy groups, and the like. , Amino groups, (meth) acryloxy groups, mercapto groups, and the like groups that can form chemical bonds represented by the above chemical formulas (3) to (18). That is, the silane coupling agent used in the present embodiment has at least a reactive functional group. The Si— (OR) 3 may be any functional group that can be chemically bonded to titanium oxide. Specifically, examples of the OR include a methoxy group and an ethoxy group. In addition, the reactive functional group Z and Si in the chemical formula (19) may be bonded with a high molecular chain, may be bonded with a low molecular chain, or may be directly bonded.

すなわち、上記シランカップリング剤としては、具体的には、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤;β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤;p−スチリルトリメトキシシラン等のスチリル系シランカップリング剤;γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ系シランカップリング剤;γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリロキシ系シランカップリング剤;N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−トリエトキシ−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、特殊アミノシラン等のアミノ系シランカップリング剤;γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド系シランカップリング剤;γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロロプロピル系シランカップリング剤;γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤;ビス(トリエトキシプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤;γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。上記例示のシランカップリング剤のうち、重合性モノマーであるという点で、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランがより好ましい。上記シランカップリング剤は、基材の種類、および、基材が有する活性基の種類等によって適宜選択すればよい。   That is, as the silane coupling agent, specifically, for example, vinyl silane coupling agents such as vinyltrichlorosilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane; β- (3,4 epoxycyclohexyl) ethyltri Epoxy silane coupling agents such as methoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane; p-styryltrimethoxysilane, etc. Stylyl-based silane coupling agents; methacrylic compounds such as γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane Roxy-based silane coupling agents; acryloxy-based silane coupling agents such as γ-acryloxypropyltrimethoxysilane; N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyl Methyldimethoxymethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-triethoxy-N- (1,3-dimethyl-butylidene ) Amino-based silane coupling agents such as propylamine, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, special aminosilane; γ-ureidopropyltriethoxysila Ureido silane coupling agents such as chlorosilanes; Chloropropyl silane coupling agents such as γ-chloropropyltrimethoxysilane; Mercapto silane coupling agents such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane and γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane A sulfide-based silane coupling agent such as bis (triethoxypropyl) tetrasulfide; an isocyanate-based silane coupling agent such as γ-isocyanatopropyltriethoxysilane; Of the above-exemplified silane coupling agents, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane is more preferable because it is a polymerizable monomer. What is necessary is just to select the said silane coupling agent suitably by the kind of base material, the kind of active group which a base material has, etc.

上述したように、シランカップリング剤は、一方の端に反応性官能基を有しており、他方の端に官能基を有しているので好適に使用することができる。なお、上記反応性官能基とは、活性基と反応することができるものである。また、官能基とは、酸化チタンと反応することができるものである。また、以下の説明では、シランカップリング剤を用いて酸化チタンに活性基を導入する例について説明する。   As described above, since the silane coupling agent has a reactive functional group at one end and a functional group at the other end, it can be suitably used. In addition, the said reactive functional group can react with an active group. Moreover, a functional group is a thing which can react with a titanium oxide. In the following description, an example in which an active group is introduced into titanium oxide using a silane coupling agent will be described.

上記反応性官能基を有するシランカップリング剤と酸化チタンとを反応させる際の反応条件としては、反応の種類、用いるシランカップリング剤の種類等によって異なり、特に限定されるものではない。また、上記反応の種類としては、例えば、乾式法や湿式法等が好適である。   The reaction conditions for reacting the silane coupling agent having a reactive functional group with titanium oxide vary depending on the type of reaction, the type of silane coupling agent used, and the like, and are not particularly limited. Moreover, as a kind of said reaction, a dry method, a wet method, etc. are suitable, for example.

乾式法の場合には、高速攪拌機中に酸化チタンの粒子を投入して、そこに、一端に官能基、他端に反応性官能基を有するシランカップリング剤を滴下、または、スプレーにより添加し均一に攪拌した後に乾燥させるようになっている。このとき、シランカップリング剤の添加量としては、酸化チタン粒子1重量部に対して0.0001〜10重量部の範囲内がより好ましい。   In the case of the dry method, titanium oxide particles are put into a high-speed stirrer, and a silane coupling agent having a functional group at one end and a reactive functional group at the other end is added dropwise or by spraying. It is made to dry after stirring uniformly. At this time, the addition amount of the silane coupling agent is more preferably in the range of 0.0001 to 10 parts by weight with respect to 1 part by weight of the titanium oxide particles.

一方、湿式法の場合には、有機溶媒中に、酸化チタンの粒子とシランカップリング剤とを添加して、攪拌しながら、室温〜150℃の温度範囲内で、10分〜10日間反応させた後、溶媒および未反応のシランカップリング剤を除去して、乾燥させるようになっている。   On the other hand, in the case of a wet method, titanium oxide particles and a silane coupling agent are added to an organic solvent, and the mixture is allowed to react for 10 minutes to 10 days in a temperature range of room temperature to 150 ° C. with stirring. After that, the solvent and unreacted silane coupling agent are removed and dried.

このとき、用いる有機溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;等が挙げられる。上記有機溶媒の使用量の下限値としては、酸化チタン粒子(酸化チタンの粒子)1重量部に対して、0.1重量部以上がより好ましく、0.5重量部以上がさらに好ましい。上記有機溶媒の使用量が0.1重量部よりも少ない場合には、反応系が均一になり難く、酸化チタン粒子の表面が均一に修飾されない場合がある。一方、上記有機溶媒の使用量の上限値としては、酸化チタン粒子1重量部に対して、1000重量部以下がより好ましく、50重量部以下がさらに好ましい。上記有機溶媒の使用量が1000重量部よりも多い場合には、経済的でない。   Examples of the organic solvent used here include hydrocarbon solvents such as toluene and hexane; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; The lower limit of the amount of the organic solvent used is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more with respect to 1 part by weight of titanium oxide particles (titanium oxide particles). When the amount of the organic solvent used is less than 0.1 parts by weight, the reaction system is difficult to be uniform, and the surface of the titanium oxide particles may not be uniformly modified. On the other hand, as an upper limit of the usage-amount of the said organic solvent, 1000 weight part or less is more preferable with respect to 1 weight part of titanium oxide particles, and 50 weight part or less is further more preferable. When the usage-amount of the said organic solvent is more than 1000 weight part, it is not economical.

シランカップリング剤の添加量の下限値としては、酸化チタン粒子1重量部に対して、0.0001重量部以上がより好ましく、0.001重量部以上がさらに好ましい。シランカップリング剤の添加量が0.0001重量部よりも少ない場合には、酸化チタン粒子の表面に導入される反応性官能基の量が十分でなくなる恐れがある。一方、シランカップリング剤の添加量の上限値としては、酸化チタン粒子1重量部に対して、10重量部以下がより好ましく、5重量部以下がさらに好ましい。シランカップリング剤の添加量が10重量部よりも多い場合には、経済的でない。なお、この理由については、上記乾式法の場合も同様である。   The lower limit of the addition amount of the silane coupling agent is more preferably 0.0001 part by weight or more and further preferably 0.001 part by weight or more with respect to 1 part by weight of the titanium oxide particles. When the addition amount of the silane coupling agent is less than 0.0001 parts by weight, the amount of the reactive functional group introduced into the surface of the titanium oxide particles may not be sufficient. On the other hand, the upper limit of the addition amount of the silane coupling agent is more preferably 10 parts by weight or less, and still more preferably 5 parts by weight or less with respect to 1 part by weight of the titanium oxide particles. When the addition amount of the silane coupling agent is more than 10 parts by weight, it is not economical. This reason is the same in the case of the dry method.

また、反応温度の下限値としては、室温(25℃)以上がより好ましい。反応温度が室温よりも低い場合には、反応に長時間を要する場合がある。一方、反応温度の上限値としては、150℃以下がより好ましく、100℃以下がさらに好ましい。反応温度が150℃よりも高い場合には、シランカップリング剤の末端の、反応性官能基および/または官能基が好ましくない副反応を起こす場合がある。   Moreover, as a lower limit of reaction temperature, room temperature (25 degreeC) or more is more preferable. When the reaction temperature is lower than room temperature, the reaction may take a long time. On the other hand, as an upper limit of reaction temperature, 150 degrees C or less is more preferable, and 100 degrees C or less is further more preferable. When the reaction temperature is higher than 150 ° C., the reactive functional group and / or the functional group at the terminal of the silane coupling agent may cause an undesirable side reaction.

また、反応性官能基導入工程によって、反応性官能基が導入された酸化チタンの光触媒活性を長時間持続させるためには、上記反応温度は、80℃程度が好ましい。   Moreover, in order to maintain the photocatalytic activity of the titanium oxide into which the reactive functional group is introduced by the reactive functional group introduction step, the reaction temperature is preferably about 80 ° C.

(反応工程)
反応工程では、上記活性基導入工程により基材に導入された活性基と、反応性官能基導入工程により酸化チタンに導入された反応性官能基とを反応させる。具体的には、上記酸化チタンを分散させた分散液に、上記基材を浸漬することにより、基材の表面に酸化チタンを吸着させる。そして、上記反応性官能基と上記活性基とを反応させる。なお、以下の説明では、基材にシリコーンゴムを用い、上記基材と酸化チタンとをアミド結合により結合させる例について説明する。
(Reaction process)
In the reaction step, the active group introduced into the substrate by the active group introduction step is reacted with the reactive functional group introduced into the titanium oxide by the reactive functional group introduction step. Specifically, titanium oxide is adsorbed on the surface of the substrate by immersing the substrate in a dispersion in which the titanium oxide is dispersed. Then, the reactive functional group and the active group are reacted. In the following description, an example will be described in which silicone rubber is used as the base material and the base material and titanium oxide are bonded by an amide bond.

上記酸化チタンを分散させる分散媒としては、具体的には、例えば、水;トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒;アルコール類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒;等の有機溶媒が挙げられる。上記例示の溶媒のうち、酸化チタンを良好に分散させる点で、水、アルコール類が好適に使用される。また、例えば、ヘキサンやトルエン等の炭化水素系溶媒を用いる場合、酸化チタンを良好に分散させるためには、例えば、(1)スターラー等の攪拌装置で強力に攪拌する、(2)超音波装置を用いて分散させる、(3)上記攪拌装置および超音波装置を併用する、等の方法を用いればよい。   Specific examples of the dispersion medium for dispersing the titanium oxide include water; hydrocarbon solvents such as toluene and hexane; alcohols; ether solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Organic solvents such as solvents; and the like. Of the above-exemplified solvents, water and alcohols are preferably used in that titanium oxide is well dispersed. Also, for example, when using a hydrocarbon solvent such as hexane or toluene, in order to disperse titanium oxide satisfactorily, for example, (1) stirring strongly with a stirrer such as a stirrer, (2) ultrasonic device (3) The above stirring device and ultrasonic device may be used in combination.

上記分散液の調製において、酸化チタンの添加量の下限値としては、上記分散媒に対して、0.1重量%以上がより好ましく、0.2重量%以上がさらに好ましく、0.5重量%以上が特に好ましい。上記酸化チタンの添加量が0.1重量%よりも少ないと、基材の表面に均一に酸化チタンが吸着せず、均一な被覆表面を形成できなくなる場合がある。一方、上記酸化チタンの添加量の上限値としては、上記分散媒に対して、5.0重量%以下がより好ましく、4.0重量%以下がさらに好ましく、3.0重量%以下が特に好ましい。上記添加量が5.0重量%よりも多い場合には、基材の表面に吸着する酸化チタンの量よりも、分散液に残存する酸化チタンの量が著しく多くなり、経済的でない。   In the preparation of the dispersion, the lower limit of the amount of titanium oxide added is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.2% by weight or more, and more preferably 0.5% by weight with respect to the dispersion medium. The above is particularly preferable. If the amount of titanium oxide added is less than 0.1% by weight, titanium oxide may not be uniformly adsorbed on the surface of the base material, and a uniform coated surface may not be formed. On the other hand, the upper limit of the amount of titanium oxide added is more preferably 5.0% by weight or less, still more preferably 4.0% by weight or less, and particularly preferably 3.0% by weight or less with respect to the dispersion medium. . When the amount added is more than 5.0% by weight, the amount of titanium oxide remaining in the dispersion is remarkably larger than the amount of titanium oxide adsorbed on the surface of the substrate, which is not economical.

上記基材の表面に吸着した酸化チタンの反応性官能基と上記活性基とを反応させる反応温度の下限値としては、25℃以上がより好ましく、50℃以上がさらに好ましく、80℃以上が特に好ましい。上記反応温度が25℃よりも低いと、反応性官能基と上記活性基とが反応しない場合がある。一方、上記反応温度の上限値としては、200℃以下がより好ましく、175℃以下がさらに好ましく、150℃以下が特に好ましい。上記反応温度が200℃よりも高い場合には、基材が分解する場合がある。   The lower limit of the reaction temperature for reacting the reactive functional group of titanium oxide adsorbed on the surface of the substrate with the active group is more preferably 25 ° C. or more, further preferably 50 ° C. or more, and particularly preferably 80 ° C. or more. preferable. When the reaction temperature is lower than 25 ° C., the reactive functional group and the active group may not react. On the other hand, the upper limit of the reaction temperature is more preferably 200 ° C. or less, further preferably 175 ° C. or less, and particularly preferably 150 ° C. or less. When the said reaction temperature is higher than 200 degreeC, a base material may decompose | disassemble.

なお、上記分散液に基材を浸漬した後、反応させる前に、上記分散媒と同じ溶媒で、基材を洗浄することがより好ましい。上記基材を浸漬した後の基材の表面には、酸化チタンが積層されており、洗浄しないで反応させると、酸化チタンが積層された状態のまま、複合化するため、基材の物性を損なわせたり、強度が不十分になる場合がある。   In addition, it is more preferable that the substrate is washed with the same solvent as the dispersion medium before the reaction is performed after the substrate is immersed in the dispersion. Titanium oxide is laminated on the surface of the base material after the substrate is immersed, and when reacted without washing, the titanium oxide is laminated and remains in a composite state. It may be damaged or the strength may be insufficient.

また、必要に応じて、真空条件下で反応させてもよい。真空条件下で酸化チタンの反応性官能基と基材の活性基とを反応させることにより、より早く酸化チタン複合体を製造することができる。なお、真空条件下で反応させる場合、反応を行なう圧力としては、0.01mmHg(1.33Pa)〜10mmHg(1.33kPa)の範囲内が好ましい。   Moreover, you may make it react on vacuum conditions as needed. By reacting the reactive functional group of titanium oxide with the active group of the base material under vacuum conditions, the titanium oxide composite can be produced more quickly. In addition, when making it react on vacuum conditions, as a pressure which performs reaction, the inside of the range of 0.01 mmHg (1.33 Pa)-10 mmHg (1.33 kPa) is preferable.

なお、基材の種類、反応性官能基および/または活性基の種類によって、上記反応工程の反応条件や溶媒の種類等は適宜変更すればよい。   In addition, what is necessary is just to change suitably the reaction conditions of the said reaction process, the kind of solvent, etc. according to the kind of base material, the reactive functional group, and / or the kind of active group.

(酸化チタン複合体)
以上の製造方法により得られた本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、基材の表面に、酸化チタンが化学結合されている。具体的には、酸化チタンに導入された反応性官能基と、上記基材が有する活性基とが、化学結合している。これにより、従来の酸化チタン複合体に比べて、酸化チタンが基材から剥離し難くなっている。言い換えると、長期間、基材の表面に酸化チタンを定着させておくことが可能となる。従って、酸化チタンの機能を長期間持続することができる酸化チタン複合体を提供することができる。
(Titanium oxide composite)
In the titanium oxide composite according to the present embodiment obtained by the above manufacturing method, titanium oxide is chemically bonded to the surface of the base material. Specifically, the reactive functional group introduced into titanium oxide and the active group possessed by the substrate are chemically bonded. Thereby, compared with the conventional titanium oxide composite, titanium oxide becomes difficult to peel from a base material. In other words, it becomes possible to fix titanium oxide on the surface of the base material for a long period of time. Therefore, it is possible to provide a titanium oxide composite capable of maintaining the function of titanium oxide for a long period of time.

また、得られた酸化チタン複合体の酸化チタン層の厚さとしては、基材の厚さ、および、使用する用途により異なるが、例えば、経皮カテーテル用途の場合には、基材の厚さを100%としたとき、0.0001%〜100%の範囲内がより好ましく、0.001%〜10%の範囲内がさらに好ましい。上記酸化チタン層の厚さを上記範囲とすることにより、基材の特性を損なわせることなく、生体適合性の優れた酸化チタン複合体を得ることができる。また、得られた酸化チタン複合体は、基材の表面に酸化チタンが結合されており、柔軟性に優れている。   Further, the thickness of the titanium oxide layer of the obtained titanium oxide composite varies depending on the thickness of the base material and the application to be used. For example, in the case of a percutaneous catheter application, the thickness of the base material In the range of 0.0001% to 100%, more preferably in the range of 0.001% to 10%. By setting the thickness of the titanium oxide layer in the above range, a titanium oxide composite having excellent biocompatibility can be obtained without impairing the properties of the substrate. The obtained titanium oxide composite has excellent flexibility because titanium oxide is bonded to the surface of the substrate.

このように、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、柔軟性、強度、生体に対する密着性および生体適合性に優れるため、経皮カテーテル、経皮端子等の経皮医療器具;人工血管、人工器官等の人工臓器等の医療用材料として好適に使用することができる。また、本実施の形態にかかる製造方法では、従来と比べて、より一層簡単、かつ、複雑な形状の酸化チタン複合体を製造することが可能である。   Thus, since the titanium oxide composite according to the present embodiment is excellent in flexibility, strength, adhesion to a living body, and biocompatibility, a percutaneous medical device such as a percutaneous catheter or a percutaneous terminal; It can be suitably used as a medical material for artificial organs such as artificial organs. Moreover, in the manufacturing method according to the present embodiment, it is possible to manufacture a titanium oxide composite having a simpler and more complicated shape than the conventional method.

また、酸化チタンは、殺菌性に優れている。具体的には、紫外線型光触媒酸化チタンに紫外線、もしくは可視型光触媒酸化チタンの場合には可視光を照射することにより、殺菌効果を発現することができる。従って、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体を、例えば、経皮デバイス(例えば、カテーテル)として生体内に埋植した場合、経皮デバイスの接合部付近に繁殖した様々な生体に害をなす菌等を殺菌、および上記菌による感染を防止することが簡単にできる。具体的には、生体外から、酸化チタン複合体に対して紫外線を照射することにより、殺菌することが容易に可能となる。これにより、感染を防止することが可能となる。従って、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、例えば、人工臓器に付随した経皮デバイスの創製や、生体内に長期間に渡り埋植する場合に、生体内排除を抑制可能とする生体内インプラント材料の創製、在宅治療における輸液、栄養補給に伴う生体装着デバイスの創製等の医療用高分子に特に好適である。   Titanium oxide is excellent in bactericidal properties. Specifically, the sterilizing effect can be exhibited by irradiating ultraviolet light photocatalytic titanium oxide with ultraviolet light or visible light in the case of visible light photocatalytic titanium oxide. Therefore, when the titanium oxide composite according to the present embodiment is implanted in a living body as a transdermal device (for example, a catheter), it harms various living bodies that proliferate near the junction of the transdermal device. It is easy to sterilize bacteria and prevent infection by the bacteria. Specifically, sterilization can be easily performed by irradiating the titanium oxide complex with ultraviolet rays from outside the living body. This makes it possible to prevent infection. Therefore, the titanium oxide complex according to the present embodiment is a living body that can suppress in vivo exclusion, for example, when a transdermal device associated with an artificial organ is created or implanted in a living body for a long period of time. It is particularly suitable for medical polymers such as the creation of implant materials in the body, infusion in home treatment, and the creation of biological devices attached to nutrition.

また、光触媒としての活性を制御するために、有機物または無機物で被覆した酸化チタン粒子も複合化に用いることができる。表面被覆に用いることができる無機物としては、例えば、ハイドロキシアパタイトが挙げられ、有機物としては、例えば、メタクリレート化合物が挙げられるが、上記これらに限定されるものではない。   Moreover, in order to control the activity as a photocatalyst, titanium oxide particles coated with an organic substance or an inorganic substance can also be used for the composite. Examples of the inorganic substance that can be used for the surface coating include hydroxyapatite, and examples of the organic substance include a methacrylate compound, but are not limited thereto.

また、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、光により細胞の吸着・脱着を制御することが可能であるので、再生医療用細胞シート作製培養シャーレ等にも応用することができる。   In addition, since the titanium oxide complex according to the present embodiment can control the adsorption / desorption of cells by light, it can be applied to a cell dish for culturing regenerative medical cells.

また、酸化チタンを基材の表面により長時間、固着(定着)させておくことが可能となるので、脱臭剤、抗菌・抗カビ材、水処理材、防曇材、防汚材として、好適に使用することができる。   Titanium oxide can be fixed (fixed) on the surface of the base material for a long time, making it suitable as a deodorant, antibacterial / antifungal material, water treatment material, antifogging material, and antifouling material. Can be used for

また、酸化チタンによる基材の新規な表面修飾法を提供することができる。   Moreover, the novel surface modification method of the base material by a titanium oxide can be provided.

また、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体の上に、必要に応じて、例えば、上述のリン酸カルシウムを積層させることもできる。リン酸カルシウムは、既述の通り生体安定性に優れているため、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体に積層させることにより、生体材料として好適に使用することができる。   Moreover, the above-mentioned calcium phosphate can also be laminated | stacked on the titanium oxide composite concerning this Embodiment as needed, for example. Since calcium phosphate is excellent in biostability as described above, it can be suitably used as a biomaterial by laminating it on the titanium oxide composite according to this embodiment.

上記酸化チタンの上に、さらにリン酸カルシウムを積層させる方法としては、具体的には、例えば、(1)重合性単量体とリン酸カルシウムからなる混合物の粒子を、この酸化チタン複合体、すなわち、基材の酸化チタンが修飾された面の上に塗布して、その後、熱、光、または放射線等により重合性単量体を重合させて固化させる方法、(2)上記酸化チタン複合体をカルシウムイオンとリン酸イオンとを含む溶液に浸漬して、リン酸カルシウムを析出させる方法、(3)上記酸化チタン複合体を、カルシウムイオンを含む溶液とリン酸イオンを含む溶液とに交互に浸漬して、リン酸カルシウムを析出させる方法等が挙げられる。また、上記(1)の方法の場合には、適当な形状の型を用いることで、リン酸カルシウムを所望の形状に積層させることができる。   As a method of further laminating calcium phosphate on the titanium oxide, specifically, for example, (1) particles of a mixture comprising a polymerizable monomer and calcium phosphate are mixed with the titanium oxide composite, that is, a substrate. (2) A method of polymerizing a polymerizable monomer by heat, light, radiation, or the like, and then solidifying the titanium oxide composite with calcium ions. A method of precipitating calcium phosphate by immersing it in a solution containing phosphate ions; and (3) alternately immersing the above titanium oxide complex in a solution containing calcium ions and a solution containing phosphate ions. The method of making it precipitate etc. is mentioned. In the case of the method (1), calcium phosphate can be laminated in a desired shape by using a mold having an appropriate shape.

次に酸化チタンが、酸化チタンと化学結合可能な官能基を有する基材に化学結合してなる酸化チタン複合体であって、上記酸化チタンと、上記官能基とが、直接、化学結合してなる態様について説明する。   Next, titanium oxide is a titanium oxide composite formed by chemically bonding to a base material having a functional group capable of chemically bonding with titanium oxide, and the titanium oxide and the functional group are directly chemically bonded. The aspect which becomes will be described.

本実施の形態にかかる基材の表面には、上記酸化チタンと化学結合可能な官能基を有している。上記「酸化チタンと、上記基材が有する酸化チタンと反応可能な官能基とが、直接、化学結合してなる」とは酸化チタンと、上記官能基とが直接、化学結合していることである。つまり、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、基材と酸化チタンとが化学結合している。上記官能基としては、具体的には、例えば、アルコキシシリル基およびイソシアネート基等からなる群より選ばれる少なくとも1種類の官能基が挙げられる。上記基材表面の官能基は、基材表面の高分子が有する官能基であってもよく、また、基材表面を、例えば、酸・アルカリ処理、コロナ放電、プラズマ照射、表面グラフト重合等の公知の手段によって、上記基材を改質することにより導入されたものであってもよい。   The surface of the base material according to the present embodiment has a functional group capable of chemically bonding with the titanium oxide. “Titanium oxide and a functional group capable of reacting with titanium oxide of the substrate are chemically bonded directly” means that titanium oxide and the functional group are directly chemically bonded. is there. That is, in the titanium oxide composite according to the present embodiment, the base material and titanium oxide are chemically bonded. Specific examples of the functional group include at least one functional group selected from the group consisting of an alkoxysilyl group and an isocyanate group. The functional group on the substrate surface may be a functional group possessed by a polymer on the substrate surface, and the substrate surface may be subjected to, for example, acid / alkali treatment, corona discharge, plasma irradiation, surface graft polymerization, etc. It may be introduced by modifying the substrate by a known means.

また、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体の製造方法は、酸化チタンが、基材に化学結合してなる酸化チタン複合体の製造方法であって、上記基材に、酸化チタンと化学結合可能な官能基を導入する導入工程を行ない、上記基材の官能基と上記酸化チタンとを反応させる官能基反応工程とを含む方法である。   In addition, the method for producing a titanium oxide composite according to the present embodiment is a method for producing a titanium oxide composite in which titanium oxide is chemically bonded to a substrate, and the titanium oxide is chemically bonded to titanium oxide. The method includes a functional group reaction step of performing an introduction step of introducing a possible functional group and reacting the functional group of the substrate with the titanium oxide.

(導入工程)
上記導入工程では、基材に、酸化チタンと化学結合可能な官能基を導入する。なお、以下の説明では、基材に、酸化チタンと化学結合可能な官能基としてアルコキシシリル基を導入する場合について説明する。
(Introduction process)
In the introduction step, a functional group that can be chemically bonded to titanium oxide is introduced into the base material. In the following description, a case where an alkoxysilyl group is introduced as a functional group capable of being chemically bonded to titanium oxide will be described.

上記基材に、官能基を導入する方法、すなわち、導入工程としては、公知の方法により行えばよく、特に限定されるものではないが、例えば、分子末端に、官能基を有するシランカップリング剤等を用いることにより、基材に上記官能基を導入することができる。   The method for introducing a functional group into the substrate, that is, the introduction step may be performed by a known method, and is not particularly limited. For example, a silane coupling agent having a functional group at the molecular end. Etc. can be used to introduce the functional group into the substrate.

ここで、基材にアルコキシシリル基を導入する方法の1つとして、シランカップッリング剤を用いて導入する方法について説明する。なお、基材にアルコキシシリル基を導入する方法は、この方法に限定されるものではなく、種々の方法を採用することができる。   Here, as one method for introducing an alkoxysilyl group into the substrate, a method for introducing it using a silane coupling agent will be described. In addition, the method of introduce | transducing an alkoxy silyl group into a base material is not limited to this method, A various method is employable.

上記シランカップリング剤を用いて、基材にアルコキシシリル基を導入する方法としては、具体的には、例えば、コロナ処理を施した基材に、末端に官能基を有するシランカップリング剤を直接導入してもよい。また、界面活性剤と過酸化系開始剤とを用いて基材からプロトン(水素原子)を引き抜いてラジカルを発生させることにより、上記官能基を有する非水溶性モノマーを基材に、直接、グラフト重合させることができる。この方法を用いることにより、基材に酸化チタンと化学結合可能な官能基を、直接、導入することができる。   As a method of introducing an alkoxysilyl group into a substrate using the silane coupling agent, specifically, for example, a silane coupling agent having a functional group at the terminal is directly applied to a substrate subjected to corona treatment. It may be introduced. In addition, by drawing a proton (hydrogen atom) from the base material using a surfactant and a peroxide-based initiator to generate radicals, the water-insoluble monomer having the above functional group is directly grafted onto the base material. It can be polymerized. By using this method, a functional group capable of chemically bonding with titanium oxide can be directly introduced into the substrate.

また、基材にアルコキシシリル基を導入する方法としては、例えば、基材に予め、上記シランカップリング剤が有する反応性官能基と反応することができる活性基を導入しておき、この活性基とシランカップリング剤の反応性官能基とを反応させることにより、基材にアルコキシシリル基を導入してもよい。なお、上記活性基とは、具体的には、例えば、ビニル基、アミノ基等が挙げられるが、特に限定されるものではなく、上記シランカップリング剤の反応性官能基(上記化学式(19)のZ)の種類に応じて、適宜設定すればよい。従って、本実施の形態で使用するシランカップリング剤は、少なくとも官能基を有していればよく、官能基と反応性官能基とを有していることがより好ましい。なお、上記官能基とは、酸化チタンと化学結合可能なものであり、反応性官能基とは、上記活性基と化学結合可能なものである。   Moreover, as a method for introducing an alkoxysilyl group into a substrate, for example, an active group capable of reacting with the reactive functional group of the silane coupling agent is introduced into the substrate in advance, and this active group is introduced. An alkoxysilyl group may be introduced into the substrate by reacting the silane coupling agent with a reactive functional group of the silane coupling agent. Specific examples of the active group include a vinyl group and an amino group, but are not particularly limited. The reactive functional group of the silane coupling agent (the chemical formula (19) It may be set as appropriate according to the type of Z). Therefore, the silane coupling agent used in the present embodiment only needs to have at least a functional group, and more preferably has a functional group and a reactive functional group. The functional group can be chemically bonded to titanium oxide, and the reactive functional group can be chemically bonded to the active group.

ここで、基材としてシルクフィブロインを用い、このシルクフィブロインに、活性基であるビニル基を導入しておき、このビニル基とシランカップリング剤の反応性官能基とを反応させることにより、基材にアルコキシシリル基を導入する方法の具体的条件について説明する。   Here, silk fibroin is used as a base material, a vinyl group which is an active group is introduced into the silk fibroin, and the base group is reacted with the reactive functional group of the silane coupling agent. The specific conditions of the method for introducing an alkoxysilyl group into are described.

上記基材に活性基を導入する工程については、上記の活性基導入工程と同じであり、詳細な説明は省略する。   The step of introducing an active group into the substrate is the same as the above-described active group introduction step, and detailed description thereof is omitted.

次に、基材に導入された活性基と、それぞれの末端に反応性官能基と官能基とを有するシランカップリング剤とを重合することにより、基材に官能基であるアルコキシシリル基を導入する。   Next, an alkoxysilyl group, which is a functional group, is introduced into the base material by polymerizing an active group introduced into the base material and a silane coupling agent having a reactive functional group and a functional group at each end. To do.

上記シランカップリング剤としては、官能基を有し、かつ、末端の反応性官能基が、基材に導入された活性基と重合することができるものであればよく、特に限定されるものではないが、活性基としてビニル基を導入した場合には、上記メタクリロキシ系シランカップリング剤である例えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が好適に使用することができる。   The silane coupling agent is not particularly limited as long as it has a functional group and the reactive functional group at the terminal can be polymerized with the active group introduced into the substrate. However, when a vinyl group is introduced as an active group, for example, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, which is a methacryloxy silane coupling agent, can be preferably used.

そして、上記シランカップリング剤と活性基が導入された基材とを、重合開始剤、溶媒の存在下で重合させることにより、基材に官能基であるアルコキシシリル基を導入することができる。   And the alkoxy silyl group which is a functional group can be introduce | transduced into a base material by polymerizing the base material in which the said silane coupling agent and the active group were introduce | transduced in presence of a polymerization initiator and a solvent.

上記溶媒としては、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒等の無極性の有機溶媒が好適に使用される。   As said solvent, nonpolar organic solvents, such as hydrocarbon solvents, such as toluene and hexane, are used suitably.

また、重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル等を用いればよい。   As the polymerization initiator, for example, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, or the like may be used.

上記シランカップリング剤の使用量(添加量)の下限値としては、上記活性基が導入された基材に対して、10重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましく、100重量%以上が特に好ましい。上記使用量が10重量%よりも少ないと、十分な酸化チタンと反応するだけのアルコキシシリル基を導入することができない場合がある。一方、上記使用量の上限値としては、500重量%以下がより好ましく、400重量%以下がさらに好ましく、300重量%以下が特に好ましい。上記使用量が500重量%よりも多いと、経済的でない。   The lower limit of the amount (addition amount) of the silane coupling agent used is preferably 10% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and more preferably 100% by weight with respect to the base material into which the active group has been introduced. The above is particularly preferable. If the amount used is less than 10% by weight, it may not be possible to introduce an alkoxysilyl group sufficient to react with sufficient titanium oxide. On the other hand, the upper limit of the amount used is more preferably 500% by weight or less, further preferably 400% by weight or less, and particularly preferably 300% by weight or less. If the amount used is more than 500% by weight, it is not economical.

また、重合は、窒素雰囲気下で行なうことがより好ましい。重合温度の下限値としては、40℃以上がより好ましく、45℃以上がさらに好ましく、50℃以上が特に好ましい。重合温度が40℃よりも低いと、重合が十分に起こらず、基材に官能基が導入されない場合がある。一方、重合温度の上限値としては、80℃以下がより好ましく、75℃以下がさらに好ましく、70℃以下が特に好ましい。重合温度が80℃よりも高いと、基材が劣化する場合がある。なお、重合時間としては、所望の導入率(基材に官能基が導入される割合)となるように適宜設定すればよい。   The polymerization is more preferably performed in a nitrogen atmosphere. As a lower limit of polymerization temperature, 40 degreeC or more is more preferable, 45 degreeC or more is further more preferable, and 50 degreeC or more is especially preferable. When the polymerization temperature is lower than 40 ° C., the polymerization does not occur sufficiently and the functional group may not be introduced into the substrate. On the other hand, the upper limit of the polymerization temperature is more preferably 80 ° C. or less, further preferably 75 ° C. or less, and particularly preferably 70 ° C. or less. If the polymerization temperature is higher than 80 ° C, the substrate may be deteriorated. In addition, what is necessary is just to set suitably as polymerization time so that it may become a desired introduction rate (ratio in which a functional group is introduce | transduced into a base material).

また、基材に対する上記官能基の導入率(重量%)の下限値としては、0.1重量%以上がより好ましく、1重量%以上がさらに好ましい。ここで、導入率とは、基材の単位重量あたりに導入されたシランカップリング剤の重量の割合である。上記導入率が0.1重量%以上であれば、上記基材に、生体適合性を発現することができる十分な量の、酸化チタンを結合させることができる。一方、上記導入率の上限値としては、特に限定されるものではないが、上記導入率が100重量%よりも高いと、基材に結合する酸化チタンの量が多くなりすぎ、経済的でない場合がある。   Further, the lower limit of the introduction ratio (% by weight) of the functional group with respect to the substrate is more preferably 0.1% by weight or more, and further preferably 1% by weight or more. Here, the introduction rate is the ratio of the weight of the silane coupling agent introduced per unit weight of the substrate. When the introduction ratio is 0.1% by weight or more, a sufficient amount of titanium oxide capable of expressing biocompatibility can be bound to the base material. On the other hand, the upper limit of the introduction rate is not particularly limited, but if the introduction rate is higher than 100% by weight, the amount of titanium oxide bonded to the base material is too large, which is not economical. There is.

なお、基材に、アルコキシシリル基を導入する方法としては、上記説明の方法に限定されるものではなく、種々の方法を用いることができる。また、上記反応条件については、基材、活性基含有化合物およびシランカップリング剤の種類等によって、適宜設定されるものであり、特に限定されるものではない。このようにして、基材の表面に官能基を導入することができる。   The method for introducing an alkoxysilyl group into the substrate is not limited to the method described above, and various methods can be used. The reaction conditions are appropriately set depending on the base material, the active group-containing compound, the type of the silane coupling agent, and the like, and are not particularly limited. In this way, functional groups can be introduced on the surface of the substrate.

なお、上記官能基がイソシアネート基である場合であり、かつ、イソシアネート基を末端に有するモノマーを基材と重合することにより、基材にイソシアネート基を導入する場合には、イソシアネート基が反応溶媒中の活性水素と反応して失活する恐れがあるため、脱水ジメチルスルホキシド、脱水ジメチルホルムアミド等の脱水溶媒中で反応させることが好ましい。   In the case where the functional group is an isocyanate group and the isocyanate group is introduced into the base material by polymerizing a monomer having an isocyanate group at the terminal with the base material, the isocyanate group is in the reaction solvent. The reaction is preferably carried out in a dehydrating solvent such as dehydrated dimethyl sulfoxide and dehydrated dimethylformamide.

また、活性水素を有する、水またはアルコール中で、末端にイソシアネート基有するモノマーを基材と反応(重合)させる場合には、上記イソシアネート基が上記活性水素と反応するため、イソシアネート基を保護する必要がある。具体的には、例えば、上記イソシアネート基を、フェノール、イミダゾール、オキシム、N−ヒドロキシイミド、アルコール、ラクタム、活性メチレン複合体等のブロック剤を用いて、保護することにより重合を行なうことができる。イソシアネート基を保護している上記ブロック剤は、加熱することにより脱離させることができる。従って、イソシアネート基をブロック剤で保護しておき、他端に存在しているモノマーと基材と重合させた後に、加熱することにより、基材にイソシアネート基を導入することができる。つまり、表面にイソシアネート基を有している基材を得ることができる。   In addition, when the monomer having an isocyanate group at the terminal is reacted (polymerized) in water or alcohol having active hydrogen, the isocyanate group reacts with the active hydrogen, and thus the isocyanate group needs to be protected. There is. Specifically, for example, polymerization can be carried out by protecting the isocyanate group with a blocking agent such as phenol, imidazole, oxime, N-hydroxyimide, alcohol, lactam, or active methylene complex. The blocking agent protecting the isocyanate group can be removed by heating. Therefore, the isocyanate group can be introduced into the base material by heating after the isocyanate group is protected with the blocking agent and polymerized with the monomer present at the other end and the base material. That is, a substrate having an isocyanate group on the surface can be obtained.

上記ブロック剤として、例えば、フェノールを用いた場合、110〜120℃の範囲内で加熱することにより、イソシアネート基を保護しているブロック剤を脱離させることができる。また、ブロック剤として、例えば、イミダゾールを用いた場合には110〜130℃の範囲内、オキシムを用いた場合には130〜150℃の範囲内で加熱することにより、上記ブロック剤を脱離させることができる。上記ブロック剤としては、具体的には、例えば、メチルサリチレート、メチル−p−ヒドロキシベンゾエート等のフェノール含有化合物;イミダゾール;メチルエチルケトキシム、アセトンオキシム等のオキシム含有化合物等が挙げられる。また、基材の種類によっては、例えば、N−ヒドロキシフタルイミド、N−ヒドロキシスクシンイミド等のN−ヒドロキシイミド含有化合物;メトキシプロパノール、エチルヘキサノール、ペントール、エチルラクテート等のアルコール含有化合物;カプロラクタム、ピロリジノン等のラクタム含有化合物;エチルアセトアセテート等の活性メチレン化合物等を使用してもよい。   For example, when phenol is used as the blocking agent, the blocking agent protecting the isocyanate group can be eliminated by heating within a range of 110 to 120 ° C. Further, as the blocking agent, for example, when imidazole is used, heating is performed within a range of 110 to 130 ° C., and when oxime is used, heating is performed within a range of 130 to 150 ° C., thereby removing the blocking agent. be able to. Specific examples of the blocking agent include phenol-containing compounds such as methyl salicylate and methyl-p-hydroxybenzoate; imidazole; oxime-containing compounds such as methyl ethyl ketoxime and acetone oxime. Depending on the type of substrate, for example, N-hydroxyimide-containing compounds such as N-hydroxyphthalimide and N-hydroxysuccinimide; alcohol-containing compounds such as methoxypropanol, ethylhexanol, pentol, and ethyl lactate; caprolactam, pyrrolidinone, and the like Lactam-containing compounds; active methylene compounds such as ethyl acetoacetate may be used.

なお、上記官能基としてイソシアネートを用いた場合における、その他の反応条件(例えば、基材に対する添加量)等については、上記官能基がアルコキシシリル基の場合と同様であり、詳細な説明は省略する。   In addition, about other reaction conditions (for example, the addition amount with respect to a base material), etc. when using isocyanate as said functional group, it is the same as that of the said functional group being an alkoxy silyl group, and detailed description is abbreviate | omitted. .

(官能基反応工程)
官能基反応工程では、上記基材に導入された官能基(例えば、イソシアネート基、アルコキシシリル基)と上記酸化チタンとを反応させる。この官能基反応工程は、上述した反応工程と同様の条件で行えばよく、詳細な説明は省略する。
(Functional group reaction process)
In the functional group reaction step, a functional group (for example, an isocyanate group or an alkoxysilyl group) introduced into the substrate is reacted with the titanium oxide. This functional group reaction step may be performed under the same conditions as the above-described reaction step, and detailed description thereof is omitted.

(酸化チタン複合体)
本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、酸化チタンが、酸化チタンと化学結合可能な官能基を有する基材に化学結合してなる酸化チタン複合体であって、上記酸化チタンと、上記基材が有する官能基とが化学結合してなる構成である。
(Titanium oxide composite)
The titanium oxide composite according to the present embodiment is a titanium oxide composite in which titanium oxide is chemically bonded to a base material having a functional group that can be chemically bonded to titanium oxide, and the titanium oxide and the group This is a structure in which the functional group of the material is chemically bonded.

以上のようにして得られる酸化チタン複合体は、さらに、酸化チタン表面を修飾することなく(前処理を必要とすることなく)製造することができる。   The titanium oxide composite obtained as described above can be further manufactured without modifying the titanium oxide surface (without requiring pretreatment).

また、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体の製造方法は、酸化チタンが、酸化チタンと化学結合可能な官能基を有する基材に化学結合してなる酸化チタン複合体の製造方法であって、上記基材に、酸化チタンと化学結合可能な官能基を導入する導入工程と、上記基材の官能基と上記酸化チタンとを反応させる反応工程を含む方法であってもよい。   The method for producing a titanium oxide composite according to the present embodiment is a method for producing a titanium oxide composite in which titanium oxide is chemically bonded to a base material having a functional group capable of chemically bonding with titanium oxide. The method may include an introduction step of introducing a functional group capable of chemically bonding with titanium oxide into the base material, and a reaction step of reacting the functional group of the base material with the titanium oxide.

また、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体は、上記酸化チタン複合体の製造方法によって製造されていることがより好ましい。   Moreover, it is more preferable that the titanium oxide composite according to the present embodiment is manufactured by the above-described method for manufacturing a titanium oxide composite.

また、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体の製造方法は、さらに、導入工程の前に、基材に、活性基を導入する活性基導入工程を含み、導入工程では、反応性官能基と酸化チタンと化学結合可能な官能基とを含む化合物を用いて、該反応性官能基と上記活性基とを反応させる方法がより好ましい。   Further, the method for producing a titanium oxide composite according to the present embodiment further includes an active group introduction step for introducing an active group into the base material before the introduction step, and in the introduction step, the reactive functional group and A method of reacting the reactive functional group with the active group using a compound containing a functional group capable of chemically bonding with titanium oxide is more preferable.

上記の構成によれば、基材に上記反応性官能基と反応することができる活性基を導入するので、多種の反応性官能基を選択することができる。これにより、上記官能基をより簡単に導入することができる。   According to said structure, since the active group which can react with the said reactive functional group is introduce | transduced into a base material, a various reactive functional group can be selected. Thereby, the said functional group can be introduce | transduced more easily.

また、本実施の形態にかかる酸化チタン複合体の製造方法は、酸化チタンが、基材に化学結合してなる酸化チタン複合体の製造方法であって、酸化チタンと基材とを化学結合させる反応工程を含む方法であってもよい。   Moreover, the manufacturing method of the titanium oxide composite concerning this Embodiment is a manufacturing method of the titanium oxide composite formed by a titanium oxide chemically bonding to a base material, Comprising: A titanium oxide and a base material are chemically bonded. It may be a method including a reaction step.

上記の構成によれば、酸化チタンと基材とを化学結合させているので、従来と比べて、酸化チタンと基材とが強固に結合した酸化チタン複合体を提供することができる。   According to the above configuration, since the titanium oxide and the base material are chemically bonded, it is possible to provide a titanium oxide composite in which the titanium oxide and the base material are firmly bonded as compared with the conventional case.

また、本実施の形態の酸化チタン複合体の製造方法は、酸化チタンと基材とが化学結合により結合された酸化チタン複合体の製造方法であって、酸化チタンに、基材と反応可能な反応基を導入する反応基導入工程と、上記反応基と基材とを反応させる結合工程を含む方法であってもよい。   Further, the method for producing a titanium oxide composite according to the present embodiment is a method for producing a titanium oxide composite in which titanium oxide and a base material are bonded by chemical bonding, and can react with the base material in titanium oxide. It may be a method including a reactive group introducing step for introducing a reactive group and a bonding step for reacting the reactive group with a substrate.

また、このとき、一端に反応基を有し、かつ、他端に反応性官能基を有するシランカップリング剤を用いることで、より簡単に酸化チタン複合体を製造することができる。   At this time, a titanium oxide composite can be more easily produced by using a silane coupling agent having a reactive group at one end and a reactive functional group at the other end.

<4.本発明にかかるハイブリット複合材料の製造方法>
本発明にかかるハイブリット複合体は、上記説示したのリン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体に、軟組織親和性向上物質を被覆させて製造すればよい。換言すれば、本発明にかかるハイブリット複合体は、リン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体に、軟組織親和性向上物質を被覆する被覆工程を含むことを特徴としている。また本発明にかかるハイブリット複合体の製造方法には、上記で説示した、リン酸カルシウム複合体の製造方法の各工程、酸化チタン複合体の製造方法の各工程が含まれていてもよい。
<4. Method for producing hybrid composite material according to the present invention>
The hybrid complex according to the present invention may be produced by coating the calcium phosphate complex or titanium oxide complex described above with a soft tissue affinity improving substance. In other words, the hybrid complex according to the present invention includes a coating step of coating a calcium phosphate complex or a titanium oxide complex with a soft tissue affinity improving substance. In addition, the method for producing a hybrid complex according to the present invention may include each step of the method for producing a calcium phosphate complex and each step of a method for producing a titanium oxide complex as described above.

また上記被覆工程は、上記リン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体の状態で被覆してもよいし、リン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体を用いて医療用デバイス等を成型した後に当該成型した医療用デバイス等に軟組織親和性向上物質を被覆させてもよい。またリン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体を経皮端子等の医療用デバイスの基材に吸着させた後に、当該医療用デバイスごと軟組織親和性向上物質を被覆してもよい。   The coating step may be performed in the state of the calcium phosphate complex or the titanium oxide complex, or after molding a medical device or the like using the calcium phosphate complex or the titanium oxide complex, the molded medical device. For example, a soft tissue affinity improving substance may be coated. Moreover, after adsorbing the calcium phosphate complex or the titanium oxide complex to the base material of a medical device such as a percutaneous terminal, the soft tissue affinity improving substance may be coated together with the medical device.

被覆工程の具体的方法については、軟組織親和性向上物質が、リン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体(以下、適宜リン酸カルシウム等と称する)に被覆される方法であれば特に限定されるものではない。例えば、軟組織親和性向上物質の溶液(懸濁液)中に、リン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体を入れて撹拌した後、リン酸カルシウム複合体等を回収すればよい。その際に従来公知の自動培養装置を用いて、行なえばより簡便に被覆工程を行なうことができる。また、リン酸カルシウム複合体等に軟組織親和性向上物質の溶液(懸濁液)を噴霧してもよい。   The specific method of the coating step is not particularly limited as long as the soft tissue affinity improving material is coated on a calcium phosphate complex or a titanium oxide complex (hereinafter, appropriately referred to as calcium phosphate or the like). For example, a calcium phosphate complex or a titanium oxide complex is placed in a solution (suspension) of a soft tissue affinity improving substance and stirred, and then the calcium phosphate complex or the like may be recovered. In this case, the coating process can be carried out more easily by using a conventionally known automatic culture apparatus. Further, a solution (suspension) of a soft tissue affinity improving substance may be sprayed on the calcium phosphate complex or the like.

また、軟組織親和性向上物質が自家細胞細胞(歯根膜細胞、骨髄細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、ES細胞)、ES細胞の場合においては、上記のように細胞懸濁液中に、リン酸カルシウム複合体等を入れて撹拌する方法、細胞懸濁液を噴霧する方法を用いてもよいが、リン酸カルシウム複合体等を含む液体培地に、前記自家細胞等を接種し、培養する方法(培養工程を含む方法)を用いてもよい。   When the soft tissue affinity improving substance is an autologous cell cell (periodontal ligament cell, bone marrow cell, fibroblast, vascular endothelial cell, ES cell) or ES cell, calcium phosphate is added to the cell suspension as described above. A method of adding a complex or the like and stirring, or a method of spraying a cell suspension may be used, but a method of inoculating and culturing the autologous cells or the like in a liquid medium containing a calcium phosphate complex or the like Method).

上記培養工程を用いることによって、培養によって増殖した自家細胞等が、リン酸カルシウム複合体等に吸着し、結果として自家細胞等をリン酸カルシウム複合体に被覆するこができる。また上記培養工程を含むことにより、被覆する自家細胞等の大量調製とリン酸カルシウム複合体等への被覆が同時に行なうことができ、予め自家細胞等を培養して大量調製する工程を省くことができるために好ましいといえる。   By using the above culture step, autologous cells and the like grown by culture are adsorbed to the calcium phosphate complex and the like, and as a result, the autologous cell and the like can be coated on the calcium phosphate complex. Further, by including the above culture step, it is possible to simultaneously prepare a large amount of autologous cells to be coated and to coat a calcium phosphate complex, etc., and to omit the step of preculturing autologous cells and the like to prepare a large amount. It can be said that it is preferable.

ここで、上記自家細胞等を培養する際の条件については、培養する細胞にとって好的な条件を適宜選択の上、採用すればよい。上記培養工程に利用可能な培地としては、例えば、α−MEM培地(10%牛血清、50IUペニシリン、50μg/mlストレプトマイシン、2.550μg/mlアンフォテリシンB入り)等が利用可能である。その他の培地については、機能性ペプチド研究所ホームページ( HYPERLINK "http://www.func-p.co.jp/hito.html" http://www.func-p.co.jp/hito.html)に開示されているヒト体細胞培養用培養液を適宜選択の上採用すればよい。また培養温度についても、培養する細胞に応じて適宜最適な条件を採用すればよい。例えば、28℃から40℃の範囲で培養を行なうことが好ましく、37℃で行なうことがより好ましい。また培養には、従来公知のCO2インキュベーターを用いて行なえばよい。CO2濃度は、0〜25%で行なえばよい。 Here, as conditions for culturing the autologous cells and the like, conditions that are favorable for the cells to be cultured may be appropriately selected and adopted. As a medium that can be used for the culture step, for example, α-MEM medium (containing 10% bovine serum, 50 IU penicillin, 50 μg / ml streptomycin, 2.550 μg / ml amphotericin B) and the like can be used. For other media, see the Functional Peptide Institute website (HYPERLINK "http://www.func-p.co.jp/hito.html" http://www.func-p.co.jp/hito.html The culture medium for human somatic cell culture disclosed in (2) above may be selected as appropriate and employed. The culture temperature may be appropriately optimized depending on the cells to be cultured. For example, the culture is preferably performed in the range of 28 ° C to 40 ° C, more preferably 37 ° C. The culture may be performed using a conventionally known CO 2 incubator. The CO 2 concentration may be 0 to 25%.

特に培養中において、培養容器を任意の時間間隔で回転(反転)させることが好ましい。増殖した細胞が、培養容器の一部に集まることを防止することができ、またリン酸カルシウム複合体等により均一に被覆することができるからである。培養容器を回転させる間隔については限定されるものではないが、5分〜2時間隔が好ましく、10分〜1時間間隔がより好ましく、30分程度が最も好ましい。回転の間隔が短すぎると、細胞がリン酸カルシウム複合体等に静着し接着するための時間がなく、培養液中に再び浮遊してしまうことなり、また経済的にも頻繁に回転させ労力を浪費してしまうこととなる。一方、回転の間隔が長すぎると細胞等が培養容器の底に溜まってしまい接着効率が低下してしまうこととなる。   In particular, during culture, it is preferable to rotate (invert) the culture vessel at arbitrary time intervals. This is because the proliferated cells can be prevented from collecting in a part of the culture vessel and can be uniformly coated with the calcium phosphate complex or the like. The interval for rotating the culture vessel is not limited, but is preferably 5 minutes to 2 hours, more preferably 10 minutes to 1 hour, and most preferably about 30 minutes. If the rotation interval is too short, there will be no time for the cells to settle and adhere to the calcium phosphate complex, etc., and the cells will float again in the culture medium, and they are rotated frequently and wasteful labor. Will end up. On the other hand, if the rotation interval is too long, cells and the like are accumulated at the bottom of the culture container, and the adhesion efficiency is lowered.

また例えば、リン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体を用いて医療用デバイス等を成型した後に当該成型した医療用デバイス等に軟組織親和性向上物質を被覆させる場合や、リン酸カルシウム複合体または酸化チタン複合体を経皮端子等の医療用デバイスの基材に吸着させた後に被覆する場合にあっては、培養容器中で上記医療用デバイスを回転させながら培養するという態様であってもよい。   In addition, for example, when a medical device or the like is molded using a calcium phosphate complex or a titanium oxide complex, the molded medical device or the like is coated with a soft tissue affinity improving substance, or a calcium phosphate complex or a titanium oxide complex is used. In the case of coating after adsorbing to a base material of a medical device such as a transdermal terminal, the culture device may be cultured while rotating the medical device in a culture container.

なお上記培養容器あるいは、医療用デバイスの回転の様式は、180°回転させるだけでなく、90°、45°等、医療用デバイスの形状等に応じて好適な回転角度を適宜設定すればよい。医療用デバイスの形状によっては、被覆しにくい箇所があり、その場所に細胞が接触しやすいような角度で回転させることにより、医療用デバイスへの細胞の被覆が向上する。   The culture container or medical device may be rotated not only by 180 ° but also by appropriately setting a suitable rotation angle such as 90 ° or 45 ° according to the shape of the medical device. Depending on the shape of the medical device, there is a portion that is difficult to cover, and the cell is covered with the medical device by rotating at an angle that makes it easy for the cell to come into contact therewith.

また本発明にかかるハイブリット複合体における軟組織親和性向上物質の被覆率(リン酸カルシウム等の複合体を覆う軟組織親和性向上物質の割合)は、100%覆われていることが最も好ましいが、少なくとも80%以上被覆されていればよく、50%以上されていることがより好ましい。ただし、軟組織親和性向上物質は、出来るだけ重層していなほうが望ましい。重層してしまうと細胞間の接着性に問題があり接着力が低くなり複合体へ移植した際の体細胞への親和性に問題が出てくるためである。   The coverage of the soft tissue affinity improving substance in the hybrid complex according to the present invention (the ratio of the soft tissue affinity improving substance covering the complex such as calcium phosphate) is most preferably 100%, but at least 80%. As long as it is covered, it is more preferably 50% or more. However, it is desirable that the soft tissue affinity improving material is not layered as much as possible. This is because if they are layered, there is a problem in the adhesion between cells, the adhesion is lowered, and a problem arises in the affinity for somatic cells when transplanted into a complex.

さらには、本発明にかかるハイブリット複合体における軟組織親和性向上物質の被覆層は、均一に覆われていることが好ましいといえる。軟組織親和性向上物質の被覆層にムラがなく、埋植した際に周囲に存在する軟組織とより密着し易くなり、さらに親和性が向上するからである。   Furthermore, it can be said that the coating layer of the soft tissue affinity-improving substance in the hybrid complex according to the present invention is preferably covered uniformly. This is because there is no unevenness in the coating layer of the soft tissue affinity improving substance, and it becomes easier to adhere to the surrounding soft tissue when implanted, and the affinity is further improved.

<5.本発明にかかるハイブリット複合体の利用>
本発明にかかるハイブリット複合体は、特に、医療用デバイスの製造に用いられる医療用材料として好適である。医療用材料として用いる場合は、上記リン酸カルシウム複合体に軟組織親和性向上物質が被覆されたハイブリット複合体、酸化チタン複合体に軟組織親和性向上物質が被覆されたハイブリット複合体それぞれ単独で用いてもよいし、これらの混合物であってもよい。またその他、医療用材料として好ましい物質を混合して医療用材料としてもよい。
<5. Utilization of Hybrid Complex According to the Present Invention>
The hybrid complex according to the present invention is particularly suitable as a medical material used for manufacturing a medical device. When used as a medical material, the above-mentioned calcium phosphate complex may be used alone, or the hybrid complex in which a soft tissue affinity improving substance is coated and the hybrid complex in which a titanium oxide complex is coated with a soft tissue affinity improving substance. Further, a mixture thereof may be used. In addition, a medical material may be mixed with a material preferable as a medical material.

本発明にかかるハイブリット材料よりなる医療用材料の応用例としては、経皮デバイス(肺高血圧症治療用カテーテル(長期留置型中心静脈カテーテル)、腹膜透析用カテーテル、補助人工心臓(VAS)の送血管・脱血管の皮膚挿入部位への利用)、人工肛門・人工膀胱、ステントおよびステントグラフトへの応用、人工血管、シャント(外シャント、内シャント)、体内留置型人工心臓の体内固定化技術への応用(人工心臓、ペースメーカー等)が挙げられる。   Examples of the application of the medical material comprising the hybrid material according to the present invention include transcutaneous devices (pulmonary hypertension treatment catheter (long-term indwelling central vein catheter), peritoneal dialysis catheter, auxiliary artificial heart (VAS) blood supply tube・ Application of devascularization to the skin insertion site), application to colostomy, artificial bladder, stents and stent grafts, application to artificial blood vessels, shunts (external shunts, internal shunts), and in-vivo immobilization artificial hearts (Artificial heart, pacemaker, etc.).

また上記の他にも、coronary stent、メタリックステント、血栓除去用ステント、尿管ステント、BMP治療用メタリックステント、胆管ステント、食道ステント、気管・気管支ステント、高カロリー用カテーテル、ブラッドアクセス、補テツ材料、人工靱帯等にも利用が可能である
以下添付した図面に沿って実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
In addition to the above, coronary stent, metallic stent, thrombus removal stent, ureteral stent, metallic stent for BMP treatment, biliary stent, esophageal stent, tracheal / bronchial stent, high calorie catheter, blood access, supplemental materials The present invention can also be used for artificial ligaments and the like. Embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the present invention is also applied to the embodiments obtained by appropriately combining the disclosed technical means. It is included in the technical scope of the invention.

本発明の実施例として、ハイドロキシアパタイト(HAp)焼結体粒子群を製造した例について示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Although the example which manufactured the hydroxyapatite (HAp) sintered compact particle group as an Example of this invention is shown, this invention is not limited to a following example.

〔実施例1〕歯根膜細胞を被覆した経皮端子の動物埋植試験
(ハイドロキシアパタイト焼結体粒子の製造方法)
まず、本実施例にかかるハイドロキシアパタイト焼結体の製造方法について説明する。
[Example 1] Animal implantation test of percutaneous terminal coated with periodontal ligament cells (Production method of sintered hydroxyapatite particles)
First, a method for producing a hydroxyapatite sintered body according to this example will be described.

連続オイル相としてドデカン、非イオン性界面活性剤として曇天31℃のペンタエチレングリコールドデシルエーテルを用いて、上記非イオン性界面活性剤0.5gを含有している連続オイル層40mlを調製した。次に、上記調製した連続オイル層にCa(OH)2分散水溶液(2.5モル%)を10ml添加した。そして、得られた分散液を十分に撹拌した後、その水/オイル(W/O)乳濁液に1.5モル%のKH2PO4溶液10mlを添加して、反応温度50℃で、24時間撹拌しながら反応させた。得られた反応物を遠心分離により分離することにより、ハイドロキシアパタイトを得た。そして、上記ハイドロキシアパタイトを800℃の条件で、1時間加熱することにより、ハイドロキシアパタイト焼結体の粒子(以下、HAp粒子と称する)を得た。このハイドロキシアパタイト焼結体は、単結晶体であり、長径が100〜400nmであった。 Using dodecane as a continuous oil phase and pentaethylene glycol dodecyl ether at 31 ° C. as a nonionic surfactant as a nonionic surfactant, 40 ml of a continuous oil layer containing 0.5 g of the nonionic surfactant was prepared. Next, 10 ml of a Ca (OH) 2 dispersed aqueous solution (2.5 mol%) was added to the prepared continuous oil layer. Then, after sufficiently stirring the obtained dispersion, 10 ml of a 1.5 mol% KH 2 PO 4 solution was added to the water / oil (W / O) emulsion, and the reaction temperature was 50 ° C. The reaction was allowed to stir for 24 hours. Hydroxyapatite was obtained by separating the obtained reaction product by centrifugation. And the particle | grains (henceforth HAp particle | grains) of the hydroxyapatite sintered compact were obtained by heating the said hydroxyapatite on 800 degreeC conditions for 1 hour. This hydroxyapatite sintered body was a single crystal and had a major axis of 100 to 400 nm.

(ハイドロキシアパタイト複合体粒子(複合体)の製造方法)
まず、高分子基材である繊維状シルクフィブロイン(藤村製糸株式会社製、以下、SF繊維と称する)を、長軸方向平均長さ100μm、短軸方向平均10μmに切断した。そして、得られたSF繊維(以下、cutSFと称する)をソックスレー抽出器で不揮発成分の抽出・除去を行なった。得られたcutSFの走査型電子顕微鏡像を図1に示した。
(Method for producing hydroxyapatite composite particles (composite))
First, fibrous silk fibroin (manufactured by Fujimura Yarn Co., Ltd., hereinafter referred to as SF fiber), which is a polymer substrate, was cut into an average length in the long axis direction of 100 μm and an average length in the short axis direction of 10 μm. The obtained SF fibers (hereinafter referred to as cutSF) were subjected to extraction / removal of non-volatile components with a Soxhlet extractor. A scanning electron microscope image of the obtained cutSF is shown in FIG.

次にソックスレー抽出済みのcutSF600mgをドクター試験管に入れた後、そこに、ペルオキソ二硫酸アンモニウム(APS)82mgを純水18mlに溶かしたものを、およびγ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン(KBE503)1088μlをペンタエチレングリコールドデシルエーテル292μlに加えて十分に攪拌したものを添加した。そして、液体窒素にて凍結、脱気、解凍、窒素置換するという作業を2回繰り返した。   Next, 600 mg of soxhlet-extracted cutSF was put into a doctor test tube. Then, 82 mg of ammonium peroxodisulfate (APS) dissolved in 18 ml of pure water and 1088 μl of γ-methacryloxypropyltriethoxysilane (KBE503) were added. A well-stirred mixture was added to 292 μl of pentaethylene glycol dodecyl ether. The operations of freezing, degassing, thawing, and nitrogen replacement with liquid nitrogen were repeated twice.

次に、反応溶液を、50℃の湯浴で、60分間加熱することにより反応を行なった。その後、反応溶液を、定性濾紙(保留粒子径5μm)を用いて濾過した。これにより、cutSFの表面にアルコキシシリル基が導入されたSF繊維(濾滓)と、高分子化したKBEおよびシリル基がエステル化した分子(濾液)とを分離した。そして、さらに、高分子化したKBEを分離するために、cutSFの表面にアルコキシシリル基が導入されたSF繊維をエタノール中で、1分間超音波(出力20kHz、35W)処理し、さらに2時間攪拌しながら洗浄したのち、定性濾紙にて濾過した。その後真空乾燥することにより、末端のアルコキシシリル基を有する高分子鎖をグラフト重合させたSF繊維、すなわち、アルコキシシリル基導入SF繊維(以下、KBE−cutSFと称する)を得た。得られたKBE−cutSFの走査型電子顕微鏡像を図2に示す。   Next, the reaction was performed by heating the reaction solution in a 50 ° C. hot water bath for 60 minutes. Thereafter, the reaction solution was filtered using qualitative filter paper (retained particle diameter: 5 μm). As a result, SF fibers (filter cake) having alkoxysilyl groups introduced on the surface of cutSF were separated from the polymerized KBE and molecules esterified with silyl groups (filtrate). Further, in order to separate the polymerized KBE, the SF fiber having an alkoxysilyl group introduced on the surface of cutSF was treated with ultrasound (20 kHz, 35 W) for 1 minute in ethanol, and further stirred for 2 hours. After washing, the mixture was filtered with qualitative filter paper. Thereafter, vacuum drying was performed to obtain an SF fiber in which a polymer chain having a terminal alkoxysilyl group was graft-polymerized, that is, an alkoxysilyl group-introduced SF fiber (hereinafter referred to as KBE-cutSF). A scanning electron microscope image of the obtained KBE-cutSF is shown in FIG.

またこのときの反応時間におけるアルコキシシリル基の導入率は8.3重量%であった。なお上記導入率は、未処理のcutSFの重量をAg、反応後のcutSFの重量(KBE−cutSF)をBgとして、下式(1)により求めた。   In addition, the alkoxysilyl group introduction rate during the reaction time was 8.3% by weight. The introduction rate was determined by the following formula (1), where Ag is the weight of untreated cutSF and Bg is the weight of cutSF after the reaction (KBE-cutSF).

導入率(重量%)=((B−A)/A)×100・・・(1)
各反応時間(15分間、60分間、75分間、90分間、120分間)におけるアルコキシシリル基の導入率を表1、および図3に示す。
Introduction rate (% by weight) = ((B−A) / A) × 100 (1)
Table 1 and FIG. 3 show the introduction rate of alkoxysilyl groups in each reaction time (15 minutes, 60 minutes, 75 minutes, 90 minutes, 120 minutes).

一方、溶液(トルエン:メタノール=8.6:1)15mlに上記HAp粒子300mgを加え、20秒間超音波処理することで分散させて後、30分〜1時間静置した。   On the other hand, 300 mg of the HAp particles were added to 15 ml of a solution (toluene: methanol = 8.6: 1), dispersed by sonication for 20 seconds, and allowed to stand for 30 minutes to 1 hour.

また、HAp粒子を静置している間に、30mlのエレンマイヤーに溶媒(トルエン:メタノール=8.6:1)15mlに、KBE−cutSF約300mg分散させた。   While the HAp particles were allowed to stand, about 300 mg of KBE-cutSF was dispersed in 15 ml of a solvent (toluene: methanol = 8.6: 1) in 30 ml of Erlenmeyer.

そして、KBE−cutSFを分散させたエレンマイヤーに、パスツールピペットにて、上記HAp粒子を分散させた上澄み溶媒を静かに移した。その後、1分ごとにKBE−cutSFとHAp粒子とが混合した分散溶媒をスポイトにて静かに撹拌した。   Then, the supernatant solvent in which the HAp particles were dispersed was gently transferred to an Ellenmeyer in which KBE-cutSF was dispersed with a Pasteur pipette. Thereafter, the dispersion solvent in which KBE-cutSF and HAp particles were mixed every minute was gently stirred with a dropper.

そして上記撹拌操作を10回繰り返した後、上記定性濾紙にてHAp粒子が吸着したKBE−cutSF(以下、KBE−cutSF−HApと称する)と吸着していないHAp粒子とを分離した。具体的には、上澄みのHAp粒子を濾過し、その後に、沈殿したKBE−cutSF−HApを回収した。   The stirring operation was repeated 10 times, and then the qualitative filter paper separated KBE-cutSF (hereinafter referred to as KBE-cutSF-HAp) on which HAp particles were adsorbed and HAp particles that were not adsorbed. Specifically, supernatant HAp particles were filtered, and then precipitated KBE-cutSF-HAp was recovered.

その後、濾別したKBE−cutSF−HApをエタノール中で、2時間攪拌・洗浄し、1分間超音波処理した後、上記定性濾紙にて濾過した。   Thereafter, the filtered KBE-cutSF-HAp was stirred and washed in ethanol for 2 hours, subjected to ultrasonic treatment for 1 minute, and then filtered through the qualitative filter paper.

そして、濾別したKBE−cutSF−HApを60℃にて乾燥後、120℃、1mmHg、2時間処理した。このようにして、KBE−cutSF−HAp粒子を合成した。図4に、上記KBE−cutSF−HAp粒子の走査型電子顕微鏡像を示す。   The filtered KBE-cutSF-HAp was dried at 60 ° C. and then treated at 120 ° C. and 1 mmHg for 2 hours. In this way, KBE-cutSF-HAp particles were synthesized. FIG. 4 shows a scanning electron microscope image of the KBE-cutSF-HAp particles.

また上記合成したKBE−cutSF−HApのFT−IR(拡散反射法)を用いて分析した結果を図5に示す。図5(a)はcutSFのFT−IR分析の結果であり、同図(b)はKBE−cutSFのFT−IR分析の結果であり、(c)はKBE-cutSF-HApのFT−IR分析結果である。図5(c)において、PO4 3-に帰属される1050cm-1付近に新たな吸収があり、HAp粒子が高分子基材に結合していることがわかった。 Moreover, the result analyzed using FT-IR (diffuse reflection method) of the synthesized KBE-cutSF-HAp is shown in FIG. Fig. 5 (a) shows the results of FT-IR analysis of cutSF, Fig. 5 (b) shows the results of FT-IR analysis of KBE-cutSF, and (c) shows the FT-IR analysis of KBE-cutSF-HAp. It is a result. In FIG. 5 (c), there was a new absorption around 1050 cm −1 attributed to PO 4 3− , indicating that the HAp particles were bound to the polymer substrate.

(経皮端子の製造方法)
以下、KBE−cutSF−HAp粒子を基体に被覆して、経皮端子を製造する方法について説明する。なお経皮端子とは、カテーテルとの経皮デバイスのダウングロースを予防するために用いられる器具であり、例えば、生体適合性の高いハイドロキシアパタイトセラミックスからなる経皮端子が知られている(H. AOKI, in"Medical Applications of Hydroxyapatite" (Ishiyaku EuroAmerica Inc., 1994) p. 133参照)。
(Transdermal terminal manufacturing method)
Hereinafter, a method for producing a transdermal terminal by coating KBE-cutSF-HAp particles on a substrate will be described. The percutaneous terminal is an instrument used for preventing the downgrowth of the percutaneous device with the catheter. For example, a percutaneous terminal made of hydroxyapatite ceramics with high biocompatibility is known (H. AOKI, in “Medical Applications of Hydroxyapatite” (see Ishiyaku EuroAmerica Inc., 1994) p. 133).

まず、経皮端子のシリコーンラバー製基体表面のうち、KBE−cutSF−HAp粒子を被覆しない部分(被覆部以外)にはカバーテープを巻いておいた。   First, a cover tape was wound around a portion of the surface of the silicone rubber substrate of the percutaneous terminal that was not covered with the KBE-cutSF-HAp particles (other than the covered portion).

次にシリコーンラバー製基体のカテーテルが挿入される方向を軸として、360rpmで回転させながら、シリコーン接着剤(GE東芝シリコーン株式会社製:非腐食性速乾性接着シール材TSE-399)を基体に塗布した後、5600rpmで10秒間回転させることにより、余分な接着剤を取り除いた。   Next, a silicone adhesive (GE Toshiba Silicone Co., Ltd .: non-corrosive quick-drying adhesive sealant TSE-399) is applied to the substrate while rotating at 360 rpm with the silicone rubber substrate catheter inserted as the axis. After that, the excess adhesive was removed by rotating at 5600 rpm for 10 seconds.

そして上記接着剤が塗布された基体を360rpmで回転させながら、KBE−cutSF−HAp粒子をまんべんなくつけ、その後、余分なKBE−cutSF−HAp粒子を取り去った。なお上記カバーテープは、この操作の後に基体から剥がした。   Then, while rotating the substrate on which the adhesive was applied at 360 rpm, the KBE-cutSF-HAp particles were evenly attached, and then the excess KBE-cutSF-HAp particles were removed. The cover tape was peeled off from the substrate after this operation.

その後、KBE−cutSF−HAp粒子で被覆された基体を85℃で5分間乾燥させ、5分後に回転棒からはずした。そして、減圧下(133Pa(1mmHg))で120℃、2時間乾燥を行なった。   Thereafter, the substrate coated with KBE-cutSF-HAp particles was dried at 85 ° C. for 5 minutes and removed from the rotating rod after 5 minutes. And it dried at 120 degreeC under reduced pressure (133 Pa (1 mmHg)) for 2 hours.

次に、上記基体を純水に浸し、超音波(出力20kHz、35W)処理を3分間行なうことにより、上記基体を洗浄した。さらに超音波照射終了後、純水中で基体を1時間攪拌して洗浄した後、乾燥させ、24時間放置することにより本発明にかかる経皮端子を製造した。このようにして得られた経皮端子の全体写真を図6(a)に示し、当該経皮端子の走査型電子顕微鏡像を図6(b)に示す。図6(b)によれば、経皮端子表面にKBE−cutSF−HAp粒子がまんべんなく被覆していることが分かった。   Next, the substrate was immersed in pure water and subjected to ultrasonic treatment (output 20 kHz, 35 W) for 3 minutes to clean the substrate. Further, after the ultrasonic irradiation was completed, the substrate was stirred for 1 hour in pure water, washed, dried, and left for 24 hours to produce a transdermal terminal according to the present invention. An overall photograph of the percutaneous terminal thus obtained is shown in FIG. 6 (a), and a scanning electron microscope image of the percutaneous terminal is shown in FIG. 6 (b). According to FIG.6 (b), it turned out that KBE-cutSF-HAp particle | grains are coat | covered evenly on the transdermal terminal surface.

(経皮端子への細胞被覆方法)
上記のようにして取得した経皮端子をマイクロチューブ(2ml)へ入れ、α−MEM培地2ml注入し、超音波(120W、1分間)処理を行なった。
(Cell coating method for transdermal terminals)
The percutaneous terminal obtained as described above was placed in a microtube (2 ml), 2 ml of α-MEM medium was injected, and ultrasonic treatment (120 W, 1 minute) was performed.

当該経皮端子を新しいマイクロチューブ(2ml)へ入れ替え、そこへ歯根膜細胞(2.5×105個/ml)を2ml接種した。なお歯根膜細胞は、後述する動物埋植試験に用いるラットから予め採取し、α−MEM培地にて培養したものを使用した。 The percutaneous terminal was replaced with a new microtube (2 ml), and 2 ml of periodontal ligament cells (2.5 × 10 5 cells / ml) were inoculated there. The periodontal ligament cells were collected in advance from rats used in the animal implantation test described later and cultured in α-MEM medium.

マイクロチューブのふたは開けたままにし、インキュベートを行なった。インキュベートは、37℃、大気中で行なった。インキュベートを行なう時、20〜30分間隔でマイクロチューブを回転させた。このことにより歯根膜細胞がマイクロチューブの底にたまることを防止するとともに、経皮端子の表面に歯根膜細胞がまんべんなく被覆させることができる。   The microtube lid was left open for incubation. Incubation was performed at 37 ° C. in air. When incubating, the microtube was rotated at 20-30 minute intervals. This prevents periodontal ligament cells from accumulating on the bottom of the microtube and allows the periodontal ligament cells to be evenly coated on the surface of the percutaneous terminal.

インキュベート開始から約2日後(約48時間後)、さらに培養した経皮デバイス複合体を新しいマイクロチューブ(2ml)へ入れ替え、そこへ新しい歯根膜細胞(2.5×105個/ml)を2ml接種し、20〜30分間隔でマイクロチューブを回転させながらインキュベートを行なった。 About 2 days after the start of incubation (about 48 hours), the cultured percutaneous device complex was further replaced with a new microtube (2 ml), and 2 ml of new periodontal ligament cells (2.5 × 10 5 cells / ml) were added there. Inoculation was carried out while rotating the microtube at intervals of 20 to 30 minutes.

上記インキュベートから約2日後(約48時間後)、さらに約8時間インキュベートを行なって、最終的に歯根膜細胞が表面に吸着した経皮端子を作製した。   About 2 days (about 48 hours later) after the above incubation, incubation was further performed for about 8 hours, and a transdermal terminal having periodontal ligament cells adsorbed on the surface was finally produced.

上記経皮端子の走査型電子顕微鏡像を図7に示した。図7によれば、歯根膜細胞が経皮端子上にまんべんなく被覆している様子がわかる。   A scanning electron microscope image of the percutaneous terminal is shown in FIG. FIG. 7 shows that periodontal ligament cells are evenly coated on the percutaneous terminal.

(動物埋植試験)
上記操作によって得られた歯根膜細胞を被覆した経皮端子を、歯根膜細胞の取り出したラットと同腹のラットの皮下に埋植し、3日後経皮端子を埋植部から取り出し、HE染色により評価を行なった。
(Animal implantation test)
The percutaneous terminal coated with periodontal ligament cells obtained by the above operation was implanted subcutaneously in a rat that was the same as the rat from which the periodontal ligament cells were removed, and after 3 days, the percutaneous terminal was removed from the implanted portion and stained by HE. Evaluation was performed.

〔実施例2〕骨髄細胞を被覆した経皮端子の動物埋植試験
被覆させる細胞を骨髄細胞にした以外は、実施例1と同様にして、骨髄細胞を被覆した経皮端子を作製した。動物埋植試験も実施例1に準じて行なった。
[Example 2] Animal implantation test of percutaneous terminal coated with bone marrow cells A percutaneous terminal coated with bone marrow cells was prepared in the same manner as in Example 1 except that bone marrow cells were used as the cells to be coated. An animal implantation test was also performed according to Example 1.

〔比較例〕細胞を被覆していない経皮端子の動物埋植試験
上記実施例1、2の各細胞を被覆する前の経皮端子を用いて、実施例1、2と同様に動物埋植試験を行なった。
[Comparative Example] Animal Implantation Test of Transcutaneous Terminal without Covering Cells Using the transdermal terminal before coating each cell of Examples 1 and 2, animal implantation as in Examples 1 and 2 A test was conducted.

〔実施例1,2、比較例の結果〕
実施例1において動物から取り出した経皮端子の表面の走査型電子顕微鏡像を図8(a)に示し、実施例2において動物から取り出した経皮端子の表面の走査型電子顕微鏡像を図8(b)に示し、比較例において動物から取り出した経皮端子の表面の走査型電子顕微鏡像を図8(c)に示した。
[Results of Examples 1 and 2 and Comparative Example]
A scanning electron microscope image of the surface of the transdermal terminal taken out from the animal in Example 1 is shown in FIG. 8A, and a scanning electron microscope image of the surface of the transdermal terminal taken out from the animal in Example 2 is shown in FIG. FIG. 8 (c) shows a scanning electron microscope image of the surface of the transdermal terminal shown in (b) and taken out from the animal in the comparative example.

なお、図9に経皮端子1およびカテーテル2からなる経皮デバイス3の概略図を示した。同図において経皮端子1が生体内に埋植され、カテーテル2は生体外に存在しカテーテル2を通って薬剤が投与される。経皮端子1は、カテーテル2のダウングロースを防止するためのものである。なお、上記電子顕微鏡観察を行なった領域は、同図中丸で囲んだ。   In addition, the schematic of the percutaneous device 3 which consists of the percutaneous terminal 1 and the catheter 2 was shown in FIG. In the figure, a percutaneous terminal 1 is implanted in a living body, a catheter 2 exists outside the living body, and a drug is administered through the catheter 2. The percutaneous terminal 1 is for preventing the catheter 2 from down-growing. In addition, the area | region which performed the said electron microscope observation was enclosed with the circle in the same figure.

図8(a)〜(c)からわかるように、細胞を被覆した経皮端子はいずれも、比較例のものに比べ、結合組織の早期伸展が認められた。これは、経皮端子と生体組織(軟組織)が早期に接着していることを示している。   As can be seen from FIGS. 8 (a) to (c), the percutaneous terminals coated with cells showed early extension of the connective tissue as compared with the comparative example. This indicates that the percutaneous terminal and the living tissue (soft tissue) are bonded early.

したがって、ハイドロキシアパタイト複合体にさらに細胞(歯根膜細胞、骨髄細胞)を被覆した本発明にかかるハイブリット複合体にて製造した経皮端子等の医療用材料は、生体組織、特に軟組織との親和性が向上し、迅速に軟組織と接着することができる。よって、医療用材料の埋植初期に起こる細菌等による感染や、医療用材料のズレを予防することができるとともに、創傷治癒の促進効果が期待できる。   Therefore, the medical material such as a transdermal terminal manufactured by the hybrid complex according to the present invention in which the hydroxyapatite complex is further coated with cells (periodontal ligament cells and bone marrow cells) has an affinity for living tissue, particularly soft tissue. Improve and can quickly bond with soft tissue. Therefore, it is possible to prevent infection caused by bacteria or the like that occurs in the initial stage of implantation of the medical material and displacement of the medical material and to expect an effect of promoting wound healing.

本発明にかかるハイブリット複合体は、生体組織(軟組織)と早期に接着する性質を有するものである。よって、種々の体内留置型医療用デバイスの医療用材料に利用が可能である。例えば、経皮デバイス(肺高血圧症治療用カテーテル(長期留置型中心静脈カテーテル)、腹膜透析用カテーテル、補助人工心臓(VAS)の送血管・脱血管の皮膚挿入部位への利用)、人工肛門・人工膀胱、ステントおよびステントグラフトへの応用、人工血管、シャント(外シャント、内シャント)、体内留置型人工心臓の体内固定化技術への応用(人工心臓、ペースメーカー等)が挙げられる。   The hybrid complex according to the present invention has a property of adhering to a living tissue (soft tissue) at an early stage. Therefore, it can be used as a medical material for various indwelling medical devices. For example, transcutaneous devices (pulmonary hypertension treatment catheter (long-term indwelling central venous catheter), peritoneal dialysis catheter, use of auxiliary artificial heart (VAS) for blood transfusion and devascularization at the skin insertion site), colostomy Application to artificial bladders, stents and stent grafts, artificial blood vessels, shunts (external shunts, internal shunts), and indwelling artificial heart internal fixation techniques (artificial hearts, pacemakers, etc.).

また上記の他にも、coronary stent、メタリックステント、血栓除去用ステント、尿管ステント、BMP治療用メタリックステント、胆管ステント、食道ステント、気管・気管支ステント、高カロリー用カテーテル、ブラッドアクセス、補テツ材料、人工靱帯等にも利用が可能である。   In addition to the above, coronary stent, metallic stent, thrombus removal stent, ureteral stent, metallic stent for BMP treatment, biliary stent, esophageal stent, tracheal / bronchial stent, high calorie catheter, blood access, supplemental materials It can also be used for artificial ligaments.

それゆえ本発明によれば、種々広範な医療用材料(医療用デバイス)において好的に利用が可能である。   Therefore, according to the present invention, it can be favorably used in a wide variety of medical materials (medical devices).

実施例1におけるcutSFの走査型電子顕微鏡像を示す図である。2 is a diagram showing a scanning electron microscope image of cutSF in Example 1. FIG. 実施例1におけるKBE−cutSFの走査型電子顕微鏡像を示す図である。2 is a diagram showing a scanning electron microscope image of KBE-cutSF in Example 1. FIG. 実施例1における反応時間におけるアルコキシシリル基の導入率を示すグラフである。4 is a graph showing the introduction rate of alkoxysilyl groups in the reaction time in Example 1. 実施例1におけるKBE−cutSF−HAp粒子の走査型電子顕微鏡像を示す図である。2 is a diagram showing a scanning electron microscope image of KBE-cutSF-HAp particles in Example 1. FIG. 実施例1におけるFT−IR(拡散反射法)分析結果を示すグラフである。3 is a graph showing the results of FT-IR (diffuse reflection method) analysis in Example 1. 図6(a)は実施例1において作製した表面をKBE−cutSF−HAp粒子で被覆した経皮端子の全体写真図であり、図6(b)は、同経皮端子の一部の走査型電子顕微鏡像を示す図である。FIG. 6A is an overall photograph of the transcutaneous terminal in which the surface produced in Example 1 is coated with KBE-cutSF-HAp particles, and FIG. 6B is a scanning type of a part of the transdermal terminal. It is a figure which shows an electron microscope image. 実施例1において作製した表面をKBE−cutSF−HAp粒子で被覆し、さらに歯根膜細胞を被覆した経皮端子の走査型電子顕微鏡像を示す図である。It is a figure which shows the scanning electron microscope image of the percutaneous terminal which coat | covered the surface produced in Example 1 with KBE-cutSF-HAp particle | grains, and also coat | covered the periodontal ligament cell. 図8(a)は、実施例1の動物埋植試験において、動物から取り出した経皮端子の表面の走査型電子顕微鏡像を示す図であり、図8(b)は、実施例2の動物埋植試験において、動物から取り出した経皮端子の表面の走査型電子顕微鏡像を示す図であり、図8(c)は、比較例の動物埋植試験において動物から取り出した経皮端子の表面の走査型電子顕微鏡像を示す図である。FIG. 8A is a view showing a scanning electron microscope image of the surface of the transcutaneous terminal taken out from the animal in the animal implantation test of Example 1, and FIG. 8B is the animal of Example 2. FIG. 8C is a diagram showing a scanning electron microscope image of the surface of the transdermal terminal taken out from the animal in the implantation test, and FIG. 8C is the surface of the transdermal terminal taken out from the animal in the animal implantation test of the comparative example. It is a figure which shows the scanning electron microscope image of. 経皮端子およびカテーテルからなる経皮デバイスの概略図である。It is the schematic of the percutaneous device which consists of a percutaneous terminal and a catheter.

符号の説明Explanation of symbols

1 経皮端子
2 カテーテル
3 経皮デバイス
1 Percutaneous terminal 2 Catheter 3 Percutaneous device

Claims (9)

リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに、軟組織に対して親和性を有する軟組織親和性向上物質で被覆されていることを特徴とするハイブリット複合体。   A hybrid characterized in that at least a part of the surface of a complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a base material is further coated with a soft tissue affinity-improving substance having affinity for soft tissue. Complex. 上記軟組織親和性向上物質が、自家細胞、ES細胞、細胞増殖因子、接着性タンパク質、および接着性多糖類からなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリット複合体。   2. The soft tissue affinity improving substance is a substance selected from the group consisting of autologous cells, ES cells, cell growth factors, adhesive proteins, and adhesive polysaccharides, or a combination thereof. The hybrid complex described. 上記自家細胞が、歯根膜細胞、骨髄細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、およびES細胞からなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリット複合体。   2. The hybrid complex according to claim 1, wherein the autologous cell is a substance selected from the group consisting of periodontal ligament cells, bone marrow cells, fibroblasts, vascular endothelial cells, and ES cells, or a combination thereof. body. 上記細胞増殖因子が、線維芽細胞増殖因子(FGF)、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、および表皮成長因子(EGF)からなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリット複合体。   A substance selected from the group consisting of fibroblast growth factor (FGF), vascular endothelial growth factor (VEGF), hepatocyte growth factor (HGF), and epidermal growth factor (EGF), or these The hybrid complex according to claim 1, which is a combination. 上記接着性タンパク質が、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、およびフィブロインからなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであることを特徴とするハイブリット複合体。   A hybrid complex, wherein the adhesive protein is a substance selected from the group consisting of collagen, gelatin, fibrin, and fibroin, or a combination thereof. 上記接着性多糖類が、グリコサミノグリカン、ペクチン、ヒアルロン酸、コンドロイチン、キチン、キトサン、およびアルギン酸からなる群より選ばれる物質、またはこれらの組み合わせであることを特徴とするハイブリット複合体。   A hybrid complex, wherein the adhesive polysaccharide is a substance selected from the group consisting of glycosaminoglycan, pectin, hyaluronic acid, chondroitin, chitin, chitosan, and alginic acid, or a combination thereof. リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに、軟組織に対して親和性を有する軟組織親和性向上物質で被覆させてなるハイブリット複合体の製造方法であって、
前記複合体に、前記軟組織親和性向上物質を被覆する被覆工程を含むことを特徴とするハイブリット複合体の製造方法。
A method for producing a hybrid complex, wherein at least part of the surface of a complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a base material is further coated with a soft tissue affinity improving substance having affinity for soft tissue Because
A method for producing a hybrid complex, comprising a coating step of coating the complex with the soft tissue affinity-improving substance.
リン酸カルシウムまたは酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体の表面の少なくとも一部が、さらに自家細胞、および/またはES細胞で被覆させてなるハイブリット複合体の製造方法であって、
前記複合体を含む液体培地に、前記自家細胞、および/またはES細胞を播種し、培養する培養工程を含むことを特徴とするハイブリット複合体の製造方法。
A method for producing a hybrid complex in which at least part of the surface of a complex formed by chemically bonding calcium phosphate or titanium oxide and a base material is further coated with autologous cells and / or ES cells,
A method for producing a hybrid complex, comprising a culture step of seeding and culturing the autologous cells and / or ES cells in a liquid medium containing the complex.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載のハイブリット複合体を用いた医療用材料。   A medical material using the hybrid complex according to any one of claims 1 to 5.
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