JP2006275667A - 生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価方法であって、少なくとも、<1>生体用金属を血清中でインキュベーションする工程、<2>緩衝液で洗浄する工程、<3>精製水で洗浄する工程、および、<4>生体用金属に対しての血清タンパク質複合体形成の有無を走査型電子顕微鏡で観察する工程を含むことを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
<1>生体用金属を血清中でインキュベーションする工程;
<2>緩衝液で洗浄する工程;
<3>精製水で洗浄する工程;および
<4>生体用金属に対しての血清タンパク質複合体形成の有無を走査型電子顕微鏡で観察する工程;
を含むことを特徴とする。
<1>生体用金属を血清中でインキュベーションする工程;
<2>インキュベーション後の生体用金属を、緩衝液で洗浄する工程;
<3>緩衝液で洗浄後の生体用金属を、さらに精製水で洗浄する工程;および
<4>前記血清中でのインキュベーションによって、生体用金属の表面に対して血清タンパク質複合体形成の有無を、走査型電子顕微鏡で観察する工程;
を含むことを特徴としている。
(1)Na塩含有リン酸緩衝液、pH 7.4(以下、PBSとする)
リン酸二水素ナトリウム二水和物(NaH2PO4・2H2O) 0.13 g、リン酸水素二ナトリウム十二水和物(Na2HPO4・12H2O) 1.45 gおよびNaCl 2.92 gを蒸留水で溶解し、500 mLに調製した。
(2)1% ラウリル硫酸Na溶液(C12H25OSO3Na:以下、SDS溶液とする)
SDS 1 gを蒸留水に溶かして、100 mLに調製した。
(3)硫酸メタノール
メタノール(CH3OH) 900 mLに、硫酸(H2SO4) 100 mLを加えて、硫酸メタノール液を調製した。
(4)臭酸水溶液
臭酸(H2C2O4) 1 gに、蒸留水 100 mLを加えて、臭酸水溶液を調製した。
2.使用する金属(生体用金属)と、その調製
(1)コバルト(Co)-クロム(Cr)-モリブテン(Mo)合金
本実施例においては、Co-Cr-Mo合金として、Co-29 Cr-6 Mo合金(wt%)を溶製した。溶解には、真空高周波溶解炉を使用し、アルゴン雰囲気下で溶解した。鋳型は水冷式の銅鋳型を用いた。これによって得られたをCo-29 Cr-6 Mo合金を、本実施例では「鋳造材」とした。
(2)ステンレス鋼
Co-Cr-Mo合金との比較のために、ステンレス鋼を用いた。このステンレス鋼は、SUS304(Fe-18Cr-8Ni)であった。
(3)試料である生体用金属の切り出し
生体用金属である、上記(1)のCo-Cr-Mo合金(鋳造材および熱処理材)、上記(2)のステンレス鋼それぞれを、ワイヤ放電加工機で直径25 mm、厚さ1 mmのディスク状にカットした。
(4)生体用金属の表面研磨
ディスク状にカットした各生体用金属を、自動研磨機(ビューラー製:ECOMET4)を用いて、砥粒0.06 μmの研磨剤で鏡面に仕上げた。
(5)超音波洗浄
生体用金属である、鋳造材、熱処理材およびステンレス鋼を、アセトン、エタノール、蒸留水で、それぞれ5分間づつ超音波洗浄を行った。
3.生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価
(1)評価方法の手順
上記2.で調製した各生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価を、以下の工程によって行った。
第1の工程:各生体用金属それぞれを、ウシ血清中にて、37℃、20分間インキュベーションした。
第2の工程:インキュベーション後、PBSで洗浄した。
第3の工程:次に、蒸留水で洗浄した。
第4の工程:そして、分解能は4.5nm、観察条件は角度0°および加速電圧15kvで、走査型電子顕微鏡(SEM:日立製作所製、S-2250N)で各生体用金属を観察した。SEMによる観察の前に、各生体用金属は、自然乾燥させ、真空蒸着装置(IB-3)を用いて、5 mA、3分間の条件で金蒸着させた。
(2)評価結果
結果は、図1から図5に示したとおりであった。なお、いずれの図においても、(a)は鋳造材、(b)熱処理材、(c)ステンレス鋼を示している。
(A)第1工程における各生体用金属の状態
図1は、第1工程における各生体用金属の状態である。図1に示したとおり、第1工程における各生体用金属は、いずれにおいても血清タンパク質複合体が形成されていることを観察することができた。また、ステンレス鋼においては、他のCo-Cr-Mo合金2種(つまり、鋳造材および熱処理材)と比べて、より大きな複合体を観察することができた。さらに、第1工程における各生体用金属では、その表面上に血清タンパク質複合体の膜が形成されていることを観察できた。さらにまた、血清タンパク質の膜で観察された複合体を拡大してみると、多様な形態を観察することができたが、これが生体用金属の種類によるものなのかは判断できなかった。
(B)第2工程における各生体用金属の状態と、その比較対照例
図2は、第2工程における各生体用金属の状態である。図3は、図2との比較対照例として、超音波洗浄した各生体用金属を、PBS洗浄しただけのものである。図2に示したとおり、生体用金属に未結合の血清タンパク質を緩衝液で洗浄した第2工程における各生体用金属は、上記第1工程における生体用金属に観察されたような血清タンパク質の膜は、観察されなかったが、第2工程においても、いずれの生体用金属表面上には、血清タンパク質複合体が形成されていることを観察することができた。特に、ステンレス鋼については、最も多量の複合体の形成を観察することができた。さらに、これら複合体は、図1と同様に数種類の複合体が観察された。しかし、これら複合体が、PBSの塩である可能性があるため、比較対照例である、超音波洗浄した各生体用金属をPBS洗浄しただけのものと比較した。しかし、図3に示したとおり、この比較対照例では、形成された複合体の形態は、1種類だけではなかったため、PBSの塩であるのか、金属表面に形成(結合)した血清タンパク質であるのかを判別することは困難であった。
(C)第3工程における各生体用金属の状態
図4は、第3工程における各生体用金属の状態である。また、図5は、図4の拡大図である。第3工程における各生体用金属は、いずれにおいても血清タンパク質複合体が形成されていることを観察することができ、複合体の量に差が見られた。特に、図4に示したとおり、ステンレス鋼については、最も多量の複合体が形成されていた。なお、この工程では、PBSの塩等を蒸留水で洗浄しているため、この血清タンパク質複合体は、生体用金属表面に特異的に結合することで形成されていると考えられる。
4.生体用金属に形成された血清タンパク質複合体の検証試験
さらに、血清タンパク質複合体が実際に生体用金属表面に形成(結合)していることを確認するために抗原抗体反応による検証試験を、また、生体用金属に対する血清タンパク質複合体の結合度合いを確認するために、界面活性剤による検証試験をそれぞれ行った。
(1)抗原抗体反応による検証試験
超音波洗浄後の各生体用金属を、ウサギ血清で37℃、20分間インキュベーションし、次いで、PBSと蒸留水それぞれで洗浄した。
(2)界面活性剤による検証試験
本願発明の評価方法における、第1から第3工程の処理後の各生体用金属それぞれを、沸騰したSDS溶液で10分間インキュベーションし、蒸留水で洗浄し、SEMで観察した。
5.生体用金属の微細組織観察
生体用金属の組織についても観察した。この観察には、組織を微細に、かつ、立体的に観察できるノマルスキー微分干渉型光学顕微鏡を用いた。
Claims (5)
- 生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価方法であって、少なくとも以下の工程:
<1>生体用金属を血清中でインキュベーションする工程;
<2>緩衝液で洗浄する工程;
<3>精製水で洗浄する工程;および
<4>生体用金属に対しての血清タンパク質複合体形成の有無を走査型電子顕微鏡で観察する工程;
を含むことを特徴とする生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価方法。 - 血清は、自家血清である請求項1の生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価方法。
- インキュベーションの条件は、温度条件が35℃から40℃の範囲であり、時間条件が15分から25分の範囲である請求項1または2の生体用金属に対する血清タンパク質複合体複合体形成の評価方法。
- 緩衝液は、リン酸緩衝液である請求項1から3いずれかの生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価方法。
- 精製水は、水を蒸留法によって精製した蒸留水である請求項1から4いずれかの生体用金属に対する血清タンパク質複合体形成の評価方法。
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