JP2009153586A - Antithrombogenic material and its manufacture process - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the realization of an antithrombogenic material that has reduced both the adhesion of blood platelets and the activation of blood coagulation factors. <P>SOLUTION: The antithrombogenic material is a carbonic film formed over the surface of base material of medical treatment instruments. The antithrombogenic material has this film where carbon is mutually combined. There are amino and carboxyl radicals combined with the carbon constituting the film body. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、抗血栓性材料及びその製造方法に関し、特に血液と直接接触する医療器具等に用いる抗血栓性材料及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an antithrombotic material and a method for producing the same, and more particularly, to an antithrombotic material used for a medical instrument or the like that is in direct contact with blood and a method for producing the same.

医療技術の進歩に伴い、医療器具と血液とが接触する機会が増加している。このため、血液及び生体組織との適合性(生体適合性)の重要度が高くなっている。中でも、血液の凝固を防ぐ抗血栓性が、血液と接触する医療器具においては非常に重要である。医療器具に抗血栓性を付与する方法として、現在のところ親水性の高分子材料による医療器具の被覆が主に行われている。また、医療器具の表面にヘパリン等の抗血栓性の材料を固定したり、ヘパリンを除放する高分子材料を固定したりする方法も知られている。   With advances in medical technology, opportunities for contact between medical devices and blood are increasing. For this reason, the importance of compatibility (biocompatibility) with blood and living tissue is increasing. Among these, antithrombogenicity that prevents blood coagulation is very important in medical devices that come into contact with blood. At present, as a method for imparting antithrombogenicity to a medical device, the medical device is mainly covered with a hydrophilic polymer material. There are also known methods of fixing an antithrombotic material such as heparin on the surface of a medical instrument or a polymer material that releases heparin.

しかし、医療器具を高分子材料により被覆する場合には、医療器具と高分子材料とを十分密着させることが困難であるという問題がある。医療器具の基材は金属製である場合が多く、基材から高分子材料が剥がれ落ちてしまうことが多い。また、ヘパリン等を固定する場合にも同じ問題が生じる。特に、ヘパリンを用いる場合には、動物由来のため感染症の問題が生じたり、過剰投与による血量の増大等の問題が生じたりすることが知られている。   However, when a medical instrument is covered with a polymer material, there is a problem that it is difficult to sufficiently adhere the medical instrument and the polymer material. In many cases, the base material of the medical device is made of metal, and the polymer material is often peeled off from the base material. The same problem occurs when fixing heparin or the like. In particular, when heparin is used, it is known that problems of infectious diseases occur due to animal origin, and problems such as an increase in blood volume due to overdose occur.

これらの問題を解決する方法として、ダイヤモンド様薄膜(DLC膜)に代表される炭素質薄膜による医療器具の被覆が注目を集めている。炭素質薄膜は、金属及びその他の材料の表面に強固な皮膜として形成できる。このため、高分子材料と比べて医療器具の基材から剥がれにくいという効果が得られる。さらに、炭素質薄膜は、耐摩耗性及び耐蝕性に優れているため、医療器具の耐久性を向上させることができるという特徴を有している。   As a method for solving these problems, coating medical devices with a carbonaceous thin film typified by a diamond-like thin film (DLC film) has attracted attention. The carbonaceous thin film can be formed as a strong film on the surface of metals and other materials. For this reason, the effect that it is hard to peel from the base material of a medical device compared with a polymeric material is acquired. Furthermore, since the carbon thin film is excellent in wear resistance and corrosion resistance, it has a feature that the durability of the medical device can be improved.

炭素質薄膜は、平滑で不活性な材料であるため、それ自体もある程度の生体適合性を有している。炭素質薄膜の抗血栓性をさらに向上させる方法として、医療器具を被覆する炭素質薄膜にプラズマを照射することにより、炭素質薄膜に反応性の部位を形成し、形成した反応性の部位を用いて炭素質薄膜に親水性を付与する方法が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
国際公開第2005/97673号パンフレット
Since the carbon thin film is a smooth and inert material, it itself has a certain degree of biocompatibility. As a method to further improve the antithrombogenicity of the carbon thin film, a reactive site is formed in the carbon thin film by irradiating the carbon thin film covering the medical device with plasma, and the formed reactive site is used. A method of imparting hydrophilicity to a carbon thin film is known (see, for example, Patent Document 1).
International Publication No. 2005/97673 Pamphlet

しかしながら、前記従来の炭素質薄膜を親水性とすることによる抗血栓性の向上には、以下のような問題があることを本願発明者らは見いだした。   However, the present inventors have found that the improvement of antithrombogenicity by making the conventional carbon thin film hydrophilic has the following problems.

血栓の原因となる血液の凝固は、血小板の凝集による血液凝固因子の活性化と、異物による血液凝固因子の活性化とが関係している。このため、医療器具に抗血栓性を付与するためには、医療器具の表面への血小板の粘着の防止と、医療器具による血液凝固因子の活性化の防止とが必要となる。   Coagulation of blood that causes thrombosis is related to activation of blood coagulation factors by platelet aggregation and activation of blood coagulation factors by foreign substances. For this reason, in order to impart antithrombogenicity to a medical device, it is necessary to prevent adhesion of platelets to the surface of the medical device and to prevent activation of blood coagulation factors by the medical device.

本願発明者らの検討の結果、親水性を付与した炭素質薄膜は、血小板の粘着量を低減する効果は非常に高いが、血液凝固因子の活性化を防止する効果が低いことが明らかとなった。   As a result of the study by the present inventors, it has become clear that the carbonaceous thin film imparted with hydrophilicity has a very high effect of reducing the adhesion amount of platelets, but has a low effect of preventing the activation of blood coagulation factors. It was.

本発明は、本願発明者らが見いだした前記の知見に基づいてなされたものであり、血小板の粘着及び血液凝固因子の活性化の両方を低減した抗血栓性材料を実現できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made based on the above findings found by the inventors of the present application, and is intended to realize an antithrombotic material in which both adhesion of platelets and activation of blood coagulation factors are reduced. Objective.

前記の目的を達成するため、本発明は抗血栓性材料を、アミノ基及びカルボキシル基を有する構成とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured so that the antithrombotic material has an amino group and a carboxyl group.

具体的に本発明に係る抗血栓性材料は、基材の表面に形成された炭素質薄膜からなる抗血栓性材料を対象とし、炭素が互いに結合して形成された膜本体と、膜本体に導入されたアミノ基及びカルボキシル基とを備えていることを特徴とする。   Specifically, the antithrombogenic material according to the present invention is directed to an antithrombogenic material comprising a carbonaceous thin film formed on the surface of a substrate, and a membrane body formed by bonding carbon to each other, and a membrane body It is characterized by having an introduced amino group and carboxyl group.

本発明の抗血栓性材料は、アミノ基及びカルボキシル基を備えている。このような両性イオン構造とすることにより、血小板の粘着と血液凝固因子の活性化との両方を抑えることができる。従って、優れた抗血栓性材料を実現することが可能となる。   The antithrombogenic material of the present invention has an amino group and a carboxyl group. By adopting such a zwitterionic structure, both adhesion of platelets and activation of blood coagulation factors can be suppressed. Therefore, an excellent antithrombogenic material can be realized.

本発明の抗血栓性材料は、カルボキシル基の存在比率が0.02以下である構成としてもよい。また、アミノ基の存在比率が0.05以上である構成としてもよい。   The antithrombogenic material of the present invention may be configured such that the abundance ratio of carboxyl groups is 0.02 or less. Moreover, it is good also as a structure whose abundance ratio of an amino group is 0.05 or more.

本発明の抗血栓性材料は、アミノ基とカルボキシル基との比率が2.5以上である構成としてもよい。なお、アミノ基とカルボキシル基との比率は、X線光電子分光分析(XPS)法により求めた値である。   The antithrombogenic material of the present invention may be configured such that the ratio of amino group to carboxyl group is 2.5 or more. In addition, the ratio of an amino group and a carboxyl group is the value calculated | required by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method.

本発明の抗血栓性材料において、酸素の存在比率は0.1以下であることが好ましい。   In the antithrombogenic material of the present invention, the oxygen content is preferably 0.1 or less.

本発明の抗血栓性材料において、膜本体はシリコンを含み、シリコンの存在比率が0.0375以下であってもよい。
とが好ましい。
In the antithrombogenic material of the present invention, the membrane main body may contain silicon, and the silicon abundance ratio may be 0.0375 or less.
Are preferred.

本発明に係る抗血栓性材料の製造方法は、基材の表面に炭素質薄膜を形成する工程(a)と、炭素質薄膜にプラズマを照射することにより炭素質薄膜にアミノ基及びカルボキシル基を導入する工程(b)とを備えていることを特徴とする。   The method for producing an antithrombotic material according to the present invention includes a step (a) of forming a carbonaceous thin film on the surface of a substrate, and irradiating the carbonaceous thin film with plasma to form amino groups and carboxyl groups on the carbonaceous thin film. And a step (b) of introducing.

本発明の抗血栓性材料の製造方法は、炭素質薄膜にプラズマを照射することにより炭素質薄膜にアミノ基及びカルボキシル基を導入する工程を備えている。このため、炭素質薄膜の表面においてマイナスのチャージを持つ官能基とプラスのチャージを持つ官能器とのバランスにより血小板に対する適合性と、血液凝固因子に対する適合性との両方を向上させることができる。   The method for producing an antithrombogenic material of the present invention includes a step of introducing an amino group and a carboxyl group into a carbonaceous thin film by irradiating the carbonaceous thin film with plasma. For this reason, both the compatibility with platelets and the compatibility with blood coagulation factors can be improved by the balance between the functional group having a negative charge and the functional device having a positive charge on the surface of the carbonaceous thin film.

本発明の抗血栓性材料の製造方法において工程(b)では、アミノ基の存在比率を0.05以上とすると共に、カルボキシル基の存在比率を0.02以下とする構成としてもよい。   In step (b) in the method for producing an antithrombotic material of the present invention, the abundance ratio of amino groups may be 0.05 or more and the abundance ratio of carboxyl groups may be 0.02 or less.

本発明の抗血栓性材料の製造方法において、工程(b)では、アミノ基とカルボキシル基との比率を2.5以上とする構成としてもよい。   In the method for producing an antithrombogenic material of the present invention, in the step (b), the ratio of the amino group to the carboxyl group may be 2.5 or more.

本発明の抗血栓性材料の製造方法において、工程(b)では、アンモニアのプラズマを照射してもよく、酸素のプラズマとアンモニアのプラズマとを順次照射してもよい。   In the method for producing an antithrombotic material of the present invention, in the step (b), ammonia plasma may be irradiated, or oxygen plasma and ammonia plasma may be sequentially irradiated.

本発明の抗血栓性材料の製造方法において、工程(a)では、Siを含む炭素質薄膜を形成し、Siの含有量が0.0375以下である構成としてもよい。   In the method for producing an antithrombogenic material of the present invention, in step (a), a carbonaceous thin film containing Si may be formed, and the Si content may be 0.0375 or less.

本発明に係る抗血栓性材料及びその製造方法によれば、血小板の粘着及び血液凝固因子の活性化の両方を低減した抗血栓性材料を実現できる。   According to the antithrombogenic material and the method for producing the same according to the present invention, an antithrombogenic material in which both adhesion of platelets and activation of blood coagulation factors are reduced can be realized.

本発明に係る抗血栓性材料は、基材の表面に形成された炭素質薄膜である。炭素質薄膜は、SP2(グラファイト)結合した炭素及びSP3(ダイヤモンド)結合した炭素を含む炭素骨格を主成分とし、いわゆるダイヤモンド様薄膜(DLC膜)に代表される薄膜である。   The antithrombogenic material according to the present invention is a carbonaceous thin film formed on the surface of a substrate. The carbonaceous thin film is a thin film represented by a so-called diamond-like thin film (DLC film) having a carbon skeleton containing SP2 (graphite) bonded carbon and SP3 (diamond) bonded carbon as a main component.

炭素質薄膜にプラズマを照射することにより、炭素−炭素結合等が開裂し、反応性の部位ができる。この反応性の部位と酸素とが反応することによりカルボキシル基が生成する。これにより、炭素質薄膜の表面は親水性となる。従来は、炭素質薄膜の表面を親水性とすることにより、抗血栓性を向上させようとしていた。   By irradiating the carbon thin film with plasma, a carbon-carbon bond or the like is cleaved to form a reactive site. This reactive site and oxygen react to generate a carboxyl group. Thereby, the surface of the carbonaceous thin film becomes hydrophilic. In the past, attempts have been made to improve antithrombogenicity by making the surface of the carbonaceous thin film hydrophilic.

炭素質薄膜の表面を親水性とすることにより、血小板の粘着を抑えることができ、血小板に対する適合性は向上する。しかし、本願発明者らの検討の結果、トロンビン−アンチトロンビンIII複合体(TAT)の産生量が増大し、血液凝固因子に対する適合性が低下してしまうことが明らかとなった。   By making the surface of the carbon thin film hydrophilic, adhesion of platelets can be suppressed, and compatibility with platelets is improved. However, as a result of the study by the inventors of the present application, it has been clarified that the production amount of thrombin-antithrombin III complex (TAT) increases and the suitability for blood coagulation factors decreases.

また、後で詳細に説明するが、血液凝固因子に対する適合性を向上するためには、炭素質薄膜にカルボキシル基成分(O=C−O)とアミノ基成分(−NH2)が導入されており、−NH2とO=C−Oとの比率(−NH2/O=C−O)が2.5以上であることが好ましいことを見いだした。 As will be described in detail later, in order to improve the compatibility with blood coagulation factors, a carboxyl group component (O = C—O) and an amino group component (—NH 2 ) are introduced into the carbonaceous thin film. cage, and found that it is preferable -NH 2 and O = ratio of C-O (-NH 2 / O = C-O) is 2.5 or more.

以下に、本発明に係る抗血栓性材料について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the antithrombotic material according to the present invention will be described in more detail using examples.

(一実施例)
−炭素質薄膜の形成−
本実施例において基材には、ステンレス(SUS316)板を用いた。血小板粘着試験用には、6mm角の試料を作成し、トロンビン・アンチトロンビンIII複合体の定量用には、直径46mmの試料を作成した。
(Example)
-Formation of carbonaceous thin film-
In this example, a stainless steel (SUS316) plate was used as the base material. A 6 mm square sample was prepared for the platelet adhesion test, and a 46 mm diameter sample was prepared for quantification of the thrombin / antithrombin III complex.

基材をイオン化蒸着装置のチャンバ内にセットし、チャンバーにアルゴンガス(Ar)を圧力が10-1Pa〜10-3Pa(10-3Torr〜10-5Torr)となるように導入した後、放電を行うことによりArイオン発生させ、発生したArイオンを基材の表面に衝突させるボンバードクリーニングを約30分間行った。 Set the substrate into the chamber of the ionization vapor deposition apparatus, after introducing to argon gas (Ar) pressure becomes 10 -1 Pa~10 -3 Pa (10 -3 Torr~10 -5 Torr) in the chamber Then, Ar ions were generated by discharging, and bombard cleaning was performed for about 30 minutes to cause the generated Ar ions to collide with the surface of the substrate.

続いて、チャンバにテトラメチルシラン(Si(CH34)を3分間導入し、珪素(Si)及び炭素(C)を主成分とするアモルファス状で膜厚が20nmの中間層を形成した。 Subsequently, tetramethylsilane (Si (CH 3 ) 4 ) was introduced into the chamber for 3 minutes to form an amorphous intermediate layer having a thickness of 20 nm with silicon (Si) and carbon (C) as main components.

中間層を形成した後、C66ガスをチャンバーに導入し、ガス圧を10-1Paとした。C66を30ml/分の速度で連続的に導入しながら放電を行うことによりC66をイオン化し、イオン化蒸着を約2分間行った。厚さ30nmのDLC膜である炭素質薄膜を基材の表面に形成した。 After forming the intermediate layer, C 6 H 6 gas was introduced into the chamber, and the gas pressure was adjusted to 10 −1 Pa. The C 6 H 6 ionized by performing continuously introduced while discharging the C 6 H 6 at 30ml / min, it was ionized evaporation for about 2 minutes. A carbonaceous thin film which is a DLC film having a thickness of 30 nm was formed on the surface of the substrate.

炭素質薄膜を形成する際のターゲット電圧は1.5kV、ターゲット電流は50mA、フィラメント電圧は14V、フィラメント電流は30A、アノード電圧は50V、アノード電流は0.6A、リフレクタ電圧は50V、リフレクタ電流は6mAとした。また、形成時における基材の温度は約160℃であった。   When forming a carbon thin film, the target voltage is 1.5 kV, the target current is 50 mA, the filament voltage is 14 V, the filament current is 30 A, the anode voltage is 50 V, the anode current is 0.6 A, the reflector voltage is 50 V, and the reflector current is The current was 6 mA. Moreover, the temperature of the base material at the time of formation was about 160 ° C.

なお、中間層は基材と炭素質薄膜との密着性を向上させるために設けており、基材とDLC膜との密着性を十分に確保できる場合には省略してもよい。   The intermediate layer is provided to improve the adhesion between the substrate and the carbonaceous thin film, and may be omitted if sufficient adhesion between the substrate and the DLC film can be secured.

本実施例においては、基材に金属を用いたが、どのような材質であってもよい。具体的には、特に限定されるものではないが例えば、鉄、ニッケル、クロム、銅、チタン、白金、タングステン又はタンタル等の金属を基材として用いることができる。また、これらの合金である、SUS316L等のステンレス鋼、Ti−Ni合金若しくはCu−Al−Mn合金等の形状記憶合金、Cu−Zn合金、Ni−Al合金、チタン合金、タンタル合金、プラチナ合金又はタングステン合金等の合金を用いることもできる。また、アルミ、シリコン若しくはジルコン等の酸化物、窒化物若しくは炭化物等の生体不活性なセラミックス又はアパタイト若しくは生体ガラス等の生体活性を有するセラミックスでもよい。さらに、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、高密度ポリエチレン若しくはポリアセタール等の高分子樹脂又はポリジメチルシロキサン等のシリコンポリマー若しくはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー等であってもよい。   In this embodiment, metal is used for the base material, but any material may be used. Specifically, although not particularly limited, for example, a metal such as iron, nickel, chromium, copper, titanium, platinum, tungsten, or tantalum can be used as the base material. Further, these alloys are stainless steel such as SUS316L, shape memory alloy such as Ti—Ni alloy or Cu—Al—Mn alloy, Cu—Zn alloy, Ni—Al alloy, titanium alloy, tantalum alloy, platinum alloy or An alloy such as a tungsten alloy can also be used. Moreover, bioactive ceramics, such as oxides, such as aluminum, a silicon | silicone, or a zircon, nitride, or a carbide | carbonized_material, or ceramics which have bioactivity, such as apatite or a biological glass, may be sufficient. Further, it may be a polymer resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), high-density polyethylene or polyacetal, a silicon polymer such as polydimethylsiloxane, or a fluorine polymer such as polytetrafluoroethylene.

また、形状も板状に限らずどのような形状であってもよく、医療器具等の状態に成形されたものであっても、成形前の材料の状態であってもよい。   Further, the shape is not limited to a plate shape, and may be any shape. The shape may be a state of a medical instrument or the like, or a state of a material before being formed.

炭素質薄膜の形成は、スパッタ法に代えて、DCマグネトロンスパッタ法、RFマグネトロンスパッタ法、化学気相堆積法(CVD法)、プラズマCVD法、プラズマイオン注入法、重畳型RFプラズマイオン注入法、イオンプレーティング法、アークイオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法又はレーザーアブレーション法等を用いてもよい。   The carbon thin film is formed by replacing the sputtering method with a DC magnetron sputtering method, an RF magnetron sputtering method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a plasma CVD method, a plasma ion implantation method, a superimposed RF plasma ion implantation method, An ion plating method, an arc ion plating method, an ion beam evaporation method, a laser ablation method, or the like may be used.

炭素質薄膜の膜厚は、特に限定されるものではないが、0.005μm〜3μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.01μm〜1μmの範囲である。   The thickness of the carbon thin film is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.005 μm to 3 μm, more preferably in the range of 0.01 μm to 1 μm.

また、炭素質薄膜は、シリコン(Si)を含有していてもよい。炭素質薄膜を形成する際に、炭素源に加えてシリコン源を同時に供給すれば、Siを含む炭素質薄膜が形成できる。   The carbonaceous thin film may contain silicon (Si). When forming a carbon thin film, if a silicon source is simultaneously supplied in addition to a carbon source, a carbon thin film containing Si can be formed.

また、炭素質薄膜は、フッ素(F)を含有していてもよい。炭素質薄膜を形成する際に、炭素源に加えてフッ素源を同時に供給すれば、Fを含む炭素質薄膜が形成できる。   The carbon thin film may contain fluorine (F). When forming a carbon thin film, if a fluorine source is simultaneously supplied in addition to a carbon source, a carbonaceous thin film containing F can be formed.

中間層は、基材の種類に応じて種々のものを用いることができるが、シリコン(Si)と炭素(C)、チタン(Ti)と炭素(C)又はクロム(Cr)と炭素(C)からなるアモルファス膜等の公知のものを用いることができる。その厚みは特に限定されるものではないが、0.005μm〜0.3μmの範囲が好ましく、より好ましくは0.01μm〜0.1μmの範囲である。   Various intermediate layers can be used depending on the type of substrate, but silicon (Si) and carbon (C), titanium (Ti) and carbon (C), or chromium (Cr) and carbon (C). A known film such as an amorphous film can be used. Although the thickness is not specifically limited, the range of 0.005 micrometer-0.3 micrometer is preferable, More preferably, it is the range of 0.01 micrometer-0.1 micrometer.

中間層はスパッタ法に代えて、CVD法、プラズマCVD法、溶射法、イオンプレーティング法又はアークイオンプレーティング法等を用いて形成してもよい。   The intermediate layer may be formed using a CVD method, a plasma CVD method, a thermal spraying method, an ion plating method, an arc ion plating method, or the like instead of the sputtering method.

−プラズマ照射−
次に、得られた炭素質薄膜の抗血栓性を向上させるため、プラズマ照射を行った。プラズマ照射は、図1に示すような平行平板型のプラズマ照射装置により行った。プラズマ照射装置のチャンバ10内に炭素質薄膜を形成した基材11をセットした後、チャンバ10内の圧力を所定の圧力まで排気した。チャンバ10内の圧力を高真空状態とする場合には、ターボ分子ポンプを用いて排気を行った。次に、チャンバ10内にガスを所定の流量で導入し、平行平板電極12Aと12Bとの間に高周波電力を印加することによりプラズマを発生させた。高周波電力は、マッチングボックス14を介して接続された高周波電源15を用いて印加した。ガス流量の調整はマスフローコントローラ13により行った。
-Plasma irradiation-
Next, plasma irradiation was performed in order to improve the antithrombogenicity of the obtained carbonaceous thin film. Plasma irradiation was performed using a parallel plate type plasma irradiation apparatus as shown in FIG. After setting the base material 11 on which the carbonaceous thin film was formed in the chamber 10 of the plasma irradiation apparatus, the pressure in the chamber 10 was exhausted to a predetermined pressure. When the pressure in the chamber 10 was changed to a high vacuum state, the turbo molecular pump was used for evacuation. Next, a gas was introduced into the chamber 10 at a predetermined flow rate, and plasma was generated by applying high-frequency power between the parallel plate electrodes 12A and 12B. High frequency power was applied using a high frequency power supply 15 connected via a matching box 14. The gas flow rate was adjusted by the mass flow controller 13.

本実施例においては、アルゴン(Ar)、酸素(O2)、アセチレン(C22)、アンモニア(NH3)及びC22とO2との混合ガス(Ar/O2)の5種類のガスを用い、表1に示すような7種類の条件についてプラズマ照射を行った。なお、プラズマの照射時間は1つのガスにつき15秒とした。 In this example, 5 of argon (Ar), oxygen (O 2 ), acetylene (C 2 H 2 ), ammonia (NH 3 ), and a mixed gas of C 2 H 2 and O 2 (Ar / O 2 ). Plasma irradiation was performed under the seven types of conditions shown in Table 1 using different types of gases. Note that the plasma irradiation time was 15 seconds per gas.

表1において、高真空とは、ターボ分子ポンプを用いて一旦チャンバ内を高真空状態とした後、ガスを導入したことを示している。本実施例においては、高真空状態の場合における到達真空度は5×10-3Paであり、通常のプラズマ照射における到達真空度は2Paであった。 In Table 1, “high vacuum” indicates that the gas was introduced after the inside of the chamber was once brought into a high vacuum state using a turbo molecular pump. In this example, the ultimate vacuum in a high vacuum state was 5 × 10 −3 Pa, and the ultimate vacuum in normal plasma irradiation was 2 Pa.

なお、プラズマ照射装置は、どのような構造のものを用いてもよい。また、放電形式についても、どのようなものを用いてもよく、例えば平行平板方式、アフターグロー放電方式、電磁誘導型及び有磁場型等を用いればよい。プラズマ照射条件は特に限定されない。例えば、プラズマ発生用の電源としては、商用周波数(50Hz又は60Hz)、高周波(ラジオ周波数)又はマイクロ波領域等の各種の電源周波数を用いることができる。さらに、原料ガスの圧力制御方法や供給構造についても特に限定するものではない。しかし、であまりエッチングレートが大きいプラズマ照射条件を用いると、炭素質薄膜にダメージを与えるおそれがある。   Note that a plasma irradiation apparatus having any structure may be used. Also, any type of discharge may be used. For example, a parallel plate method, an after glow discharge method, an electromagnetic induction type, a magnetic field type, or the like may be used. Plasma irradiation conditions are not particularly limited. For example, as the power source for generating plasma, various power source frequencies such as a commercial frequency (50 Hz or 60 Hz), a high frequency (radio frequency), or a microwave region can be used. Furthermore, the pressure control method and supply structure of the source gas are not particularly limited. However, if plasma irradiation conditions with a very high etching rate are used, the carbonaceous thin film may be damaged.

−組成評価−
得られた、プラズマ照射炭素質薄膜の組成は、X線光電子分光分析(XPS)法を用いて評価した。測定には、日本電子株式会社製の光電子分光装置JPS−9010MCを用いた。X線源にはAlを用い、加速電圧が12.5kVで、エミッション電流が17.5mAの条件でX線を発生させた。試料中から任意に選択した直径5mmのエリアについて測定を行った。また、X線を試料に対して垂直に入射させ、検出角度を0度とすることにより、5nm程度の深さまでの組成を測定している。
-Composition evaluation-
The composition of the obtained plasma-irradiated carbonaceous thin film was evaluated using an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) method. For the measurement, a photoelectron spectrometer JPS-9010MC manufactured by JEOL Ltd. was used. Al was used as the X-ray source, and X-rays were generated under the conditions of an acceleration voltage of 12.5 kV and an emission current of 17.5 mA. Measurement was performed on an area of 5 mm in diameter arbitrarily selected from the sample. Further, the composition up to a depth of about 5 nm is measured by making X-rays incident on the sample perpendicularly and setting the detection angle to 0 degree.

結合エネルギの測定領域は、274eV〜294eV、389eV〜409eV及び522eV〜542eVとし、それぞれC1s、N1s及びO1sのピークを得た。得られたピークの面積比を比較することにより炭素に対する酸素の存在比O/C及び炭素に対する窒素の存在比N/Cを求めた。また、C1sピークは、カーブフィッテングによりC−C成分、C−O成分、C=O成分及びO=C−O成分に分割した。O=C−O成分のC1sピークに対する面積比を求めることによりカルボキシル基成分(O=C−O)の全炭素に対する存在比O=C−O/Cを求めた。   The measurement range of the binding energy was 274 eV to 294 eV, 389 eV to 409 eV, and 522 eV to 542 eV, and peaks of C1s, N1s, and O1s were obtained, respectively. By comparing the area ratios of the obtained peaks, the abundance ratio of oxygen to carbon O / C and the abundance ratio of nitrogen to carbon N / C were determined. Further, the C1s peak was divided into a C—C component, a C—O component, a C═O component, and an O═C—O component by curve fitting. The abundance ratio O = C—O / C of the carboxyl group component (O═C—O) with respect to the total carbon was determined by determining the area ratio of the O═C—O component to the C1s peak.

−血小板に対する適合性評価−
血小板に対する適合性は、血小板を材料表面に所定時間接触させ、試料表面に粘着した血小板数の大小により適合性の良否を判定した。
-Evaluation of compatibility with platelets-
The suitability for platelets was determined based on the number of platelets adhered to the surface of the sample for a predetermined period of time and the quality of the suitability.

血小板の試料への粘着量は、以下のようにして測定した。まず、6mm×6mmに調整した試料の表面に血小板浮遊血漿130μlを置く。続いて、プラスチックシャーレで蓋をした常態で、37℃にて60分間インキュベートした。インキュベート終了後、試料をpH7.4のリン酸バッファー(PBS)にて3回洗浄した。次いで1%グルタルアルデヒド/PBSに試料を浸漬し、4℃にて60分間静置することにより、粘着した血小板を固定した。続いてこの試料をPBS、PBS/蒸留水(75/25)、PBS/蒸留水(50/50)、PBS/蒸留水(25/75)及び蒸留水を順に用いて3回ずつ洗浄した。洗浄済みの試料を凍結乾燥した後、試料に対し白金蒸着を行った。白金蒸着を行った試料の表面を走査型電子鏡(日本電子、SEM−840)を用い拡大率1000倍にてランダムに5視野について写真撮影し、5視野の粘着血小板数を合計し、単位面積あたりの血小板数を求めた。   The amount of platelet adhesion to the sample was measured as follows. First, 130 μl of platelet suspension plasma is placed on the surface of a sample adjusted to 6 mm × 6 mm. Subsequently, the cells were incubated at 37 ° C. for 60 minutes in a normal state covered with a plastic petri dish. After completion of the incubation, the sample was washed 3 times with a phosphate buffer (PBS) having a pH of 7.4. Subsequently, the sample was immersed in 1% glutaraldehyde / PBS and allowed to stand at 4 ° C. for 60 minutes to fix the adhered platelets. Subsequently, the sample was washed three times using PBS, PBS / distilled water (75/25), PBS / distilled water (50/50), PBS / distilled water (25/75) and distilled water in this order. After lyophilizing the washed sample, platinum vapor deposition was performed on the sample. Using a scanning electron mirror (JEOL, SEM-840), the surface of the platinum-deposited sample was randomly photographed for 5 fields of view at a magnification of 1000 times. Per platelet count was determined.

血小板浮遊血漿は、以下のようにして調整した。健常者から採取した全血を、クエン酸加血(全血/3.8%クエン酸ナトリウム溶液=95/5 vol/vol)とし、これを室温にて1500rpmで10分間遠心し、上澄から血小板多血漿(PRP)を1ml採取した。残りの血液をさらに3000rpmで10分間遠心し、上澄から血小板貧血漿(PPR)を1mlを採取した。次いで血球カウンター(シスメックス社、Sysmex K-1000)にてPRP及びPPP中の血小板数を計測した。PRPをPPPにより希釈することにより血小板数が10万個/μlの血小板浮遊血漿を調製した。   Platelet suspension plasma was prepared as follows. Whole blood collected from healthy individuals was citrated (whole blood / 3.8% sodium citrate solution = 95/5 vol / vol), and this was centrifuged at 1500 rpm for 10 minutes at room temperature. 1 ml of platelet rich plasma (PRP) was collected. The remaining blood was further centrifuged at 3000 rpm for 10 minutes, and 1 ml of platelet poor plasma (PPR) was collected from the supernatant. Subsequently, the number of platelets in PRP and PPP was measured with a blood cell counter (Sysmex K-1000). Platelet suspension plasma having a platelet count of 100,000 / μl was prepared by diluting PRP with PPP.

−血液凝固因子に対する適合性評価−
血液凝固因子に対する適合性は、トロンビン・アンチトロンビンIII複合体(TAT)の生成量を定量することにより行った。
-Evaluation of compatibility with blood coagulation factors-
The suitability for blood coagulation factors was determined by quantifying the amount of thrombin / antithrombin III complex (TAT) produced.

血液凝固因子(凝固系)が活性化することにより産生され、血液凝固反応を主に司る酵素となるトロンビンはアンチトロンビンIIIによって速やかにトロンビン・アンチトロンビンIII複合体(TAT)となって失活する。そのため、産生トロンビン量を直接定量することは困難なことが知られており、TATの血中濃度を求めることで、産生トロンビン量を見積もることが一般的に行われている。従って、凝固系に対する適合性は、試料と全血とを所定時間接触させた際のTATの産生量から判断した。   Thrombin, which is produced by the activation of blood coagulation factor (coagulation system) and is the enzyme mainly responsible for blood coagulation reaction, is quickly deactivated by antithrombin III as thrombin / antithrombin III complex (TAT). . Therefore, it is known that it is difficult to directly quantify the amount of thrombin produced, and it is generally performed to estimate the amount of thrombin produced by determining the blood concentration of TAT. Therefore, the suitability for the coagulation system was judged from the amount of TAT produced when the sample and whole blood were contacted for a predetermined time.

アクリル製のC形スペーサ(内径:40mm、外径:46mm、厚さ:0.8mm)の片面にpoly(2-methoxyethyl acylate)をコートしたポリエチレンテレフタレート(PET)製のシート(φ=46mm)を両面接着テープにより接着する。C型スペーサのもう一方の面には、直径46mmの試料を両面接着テープにより貼り付け、容積1000μlの試料チャンバを作製する。   A polyethylene terephthalate (PET) sheet (φ = 46 mm) coated with poly (2-methoxyethyl acylate) on one side of an acrylic C-shaped spacer (inner diameter: 40 mm, outer diameter: 46 mm, thickness: 0.8 mm) Adhere with double-sided adhesive tape. A sample with a diameter of 46 mm is attached to the other surface of the C-shaped spacer with a double-sided adhesive tape to produce a sample chamber with a volume of 1000 μl.

健常人より採血したヘパリン化全血(2IU/ml)を試料チャンバに1000μl注入し、セロファンテープにて封をした。血球沈降を防ぐため、このチャンバーを垂直回転ローターに取り付けて回転(約4.7rpm)させながら37℃で120分間インキュベートした。インキュベート終了後、チャンバーから全血を回収し3.8%クエン酸Na水溶液110μlを加え、10℃、3000rpm、10分の条件で遠心分離した。   1000 μl of heparinized whole blood (2 IU / ml) collected from a healthy person was injected into the sample chamber and sealed with cellophane tape. In order to prevent blood cell sedimentation, this chamber was attached to a vertical rotating rotor and incubated at 37 ° C. for 120 minutes while rotating (about 4.7 rpm). After the incubation was completed, whole blood was collected from the chamber, added with 110 μl of 3.8% Na citrate aqueous solution, and centrifuged at 10 ° C., 3000 rpm, and 10 minutes.

上澄みとして得られた血漿中のTAT濃度を市販のTAT用酵素免疫定量法キット(Enzyme Research Laboratories社製TAT−EIA)とマイクロプレートリーダー(Molecular Device社製、Thermo Max)とを用いて定量した。ELISAの操作はキット付属のマニュアルに従って実施した(測定波長450nm)。なお、C型スペーサの両面にpoly(2-methoxyethyl acylate)をコートしたPETフィルムを接着した場合をコントロールとした。   The TAT concentration in the plasma obtained as the supernatant was quantified using a commercially available enzyme immunoassay kit for TAT (TAT-EIA manufactured by Enzyme Research Laboratories) and a microplate reader (Thermo Max manufactured by Molecular Device). The ELISA operation was performed according to the manual attached to the kit (measurement wavelength: 450 nm). In addition, the case where the PET film which coat | covered poly (2-methoxyethyl acylate) on both surfaces of C-type spacer was adhere | attached was set as control.

−炭素質薄膜の評価結果−
図2は、得られた試料について、血小板に対する適合性を評価した結果を示している。プラズマ照射を行った炭素質薄膜の他に、対照試料として、プラズマを照射していない未処理の炭素質薄膜、PETフィルム及びステンレス(SUS316)板についても測定を行った。
-Evaluation results of carbonaceous thin films-
FIG. 2 shows the results of evaluating the compatibility of the obtained sample with platelets. In addition to the carbon thin film subjected to plasma irradiation, measurements were also made on untreated carbon thin film, PET film and stainless steel (SUS316) plate not irradiated with plasma as a control sample.

図2に示すように、炭素質薄膜にプラズマを照射することにより、未処理の炭素質薄膜と比べて血小板の粘着量が大きく低下している。このことから、プラズマ照射により炭素質薄膜の血小板に対する血液適合性が向上することが明らかである。また、プラズマ照射を行った試料の中では、O2プラズマの照射が行われている場合に、血小板に対する適合性が高くなる傾向を示している。これは、プラズマ照射により、炭素質薄膜の表面にカルボキシル基及び水酸基等の官能基が導入されたことによるのではないかと考えられる。 As shown in FIG. 2, by irradiating the carbon thin film with plasma, the adhesion amount of platelets is greatly reduced as compared with the untreated carbon thin film. From this, it is clear that plasma compatibility improves the blood compatibility of platelets of carbonaceous thin films. Further, among the samples subjected to plasma irradiation, when O 2 plasma irradiation is performed, the compatibility with platelets tends to increase. This is thought to be due to the introduction of functional groups such as carboxyl groups and hydroxyl groups on the surface of the carbonaceous thin film by plasma irradiation.

図3は、血液凝固因子に対する適合性を評価した結果を示している。図3において縦軸は、評価前後の血液中のTAT量の比を示している。図3に示すように、プラズマ照射を行った炭素質薄膜は、TAT産生量が非常に多いものと、少ないものとに別れた。Arプラズマを照射した場合(Ar)、ArプラズマとNH3プラズマとを順次照射した場合(Ar+NH3)、C22プラズマとO2プラズマとを順次照射した場合(C22+O2)及びC22とO2との混合ガスのプラズマとO2プラズマとを順次照射した場合(C22/O2+O2)には、TAT産生量が非常に多かった。一方、一旦高真空状態とした後、NH3プラズマを照射した場合(NH3(高真空))及びO2プラズマとNH3プラズマとを順次照射した場合(O2+NH3(高真空))には、TAT産生量が少なく、優れた適合性を示した。 FIG. 3 shows the results of evaluating suitability for blood coagulation factors. In FIG. 3, the vertical axis indicates the ratio of the TAT amount in the blood before and after the evaluation. As shown in FIG. 3, the carbon thin film subjected to the plasma irradiation was divided into one having a very large TAT production amount and one having a small amount of TAT production. When Ar plasma is irradiated (Ar), Ar plasma and NH 3 plasma are sequentially irradiated (Ar + NH 3 ), C 2 H 2 plasma and O 2 plasma are sequentially irradiated (C 2 H 2 + O 2 ) When the plasma of the mixed gas of C 2 H 2 and O 2 and O 2 plasma were sequentially irradiated (C 2 H 2 / O 2 + O 2 ), the amount of TAT produced was very large. On the other hand, when a high vacuum state is once applied and then irradiated with NH 3 plasma (NH 3 (high vacuum)) and when O 2 plasma and NH 3 plasma are sequentially irradiated (O 2 + NH 3 (high vacuum)) Exhibited a low level of TAT production and excellent compatibility.

図4は、各試料について、XPSにより求めた酸素の炭素に対する存在比率(O/C)及び窒素の炭素に対する存在比率(N/C)を示している。血液凝固因子に対する適合性が高い試料は、比較的O/Cの値が小さく、血液凝固因子に対する適合性が低い材料は、比較的O/Cの値が大きい傾向が認められた。また、血液凝固因子に対する適合性が高い試料は、N/Cの値が高い傾向も認められた。   FIG. 4 shows the abundance ratio of oxygen to carbon (O / C) and abundance ratio of nitrogen to carbon (N / C) obtained by XPS for each sample. A sample having a high compatibility with the blood coagulation factor had a relatively small O / C value, and a material with a low compatibility with the blood coagulation factor tended to have a relatively large O / C value. In addition, the sample having high compatibility with the blood coagulation factor tended to have a high N / C value.

そこで、O/C及びN/Cの内容についてさらに詳細に検討を行った。図5及び図6は、得られた試料についてXPS測定を行った結果の一例を示している。図5は、プラズマ照射がO2+NH3の場合の結果を示し、図6は、C22+O2の場合の結果を示している。 Therefore, the contents of O / C and N / C were examined in more detail. 5 and 6 show an example of the result of XPS measurement performed on the obtained sample. FIG. 5 shows the result when the plasma irradiation is O 2 + NH 3 , and FIG. 6 shows the result when C 2 H 2 + O 2 is used.

図5に示すように、O2+NH3では、N1sピーク及びO1sピークが観察され、炭素質薄膜に窒素及び酸素が導入されていることが明らかである。N1sピークは、398.9eVに出現している。これは、アミン及びアミドのN1sの束縛エネルギ(400±1eV)からずれており、NH3プラズマを照射した場合に導入された窒素は、アミノ基(−NH2)成分の状態になっていると考えられる。このため、N/Cの値をアミノ基の存在比率とみなして以後の検討を行った。C1sピークをカーブフィッティングによりC−C、C−O、C=O及びO=C−Oの各成分に分解すると、O=C−O成分はほとんど導入されていないことがわかる。 As shown in FIG. 5, in O 2 + NH 3 , N1s peak and O1s peak are observed, and it is clear that nitrogen and oxygen are introduced into the carbonaceous thin film. The N1s peak appears at 398.9 eV. This is deviated from the N1s binding energy (400 ± 1 eV) of amines and amides, and the nitrogen introduced when irradiated with NH 3 plasma is in the state of an amino group (—NH 2 ) component. Conceivable. For this reason, the value of N / C was regarded as the abundance ratio of amino groups, and the following examination was performed. When the C1s peak is decomposed into C—C, C—O, C═O and O═C—O components by curve fitting, it can be seen that almost no O═C—O component is introduced.

一方、図6に示すように、C22+O2プラズマの場合には、N1sピークは観察されず、大きなO1sピークが観察された。また、C1sピークのカーブフィッティングの結果から、O=C−O成分がかなり含まれていることが明らかとなった。 On the other hand, as shown in FIG. 6, in the case of C 2 H 2 + O 2 plasma, the N1s peak was not observed, but a large O1s peak was observed. Further, from the result of curve fitting of the C1s peak, it became clear that the O = C—O component was considerably contained.

このように、同じO2プラズマを照射する工程を含んでいても、種類及び順序等の他のプラズマとの組み合わせ方によって、炭素質薄膜へのO=C−O成分の導入量は大きく変化する。このため、以下においては、各試料へのO=C−O成分の導入量に着目して抗血栓性を評価する。 Thus, even if the process of irradiating the same O 2 plasma is included, the introduction amount of the O═C—O component into the carbonaceous thin film varies greatly depending on the combination with other plasmas such as type and order. . For this reason, in the following, antithrombogenicity is evaluated by paying attention to the amount of O═C—O component introduced into each sample.

図7は、各試料について、XPSにより求めたO=C−O成分の炭素に対する存在比率O=C−O/Cを示している。血液凝固因子に対する適合性が高い試料はO=C−O/Cの値が比較的小さく、適合性が低い試料はO=C−O/Cの値が比較的大きいことがわかる。   FIG. 7 shows the abundance ratio O = C—O / C of the O═C—O component with respect to carbon obtained by XPS for each sample. It can be seen that the sample having high compatibility with the blood coagulation factor has a relatively small value of O = C-O / C, and the sample having low compatibility has a relatively large value of O = C-O / C.

図8は、O=C−O/Cの値に対してTAT生成量及び血小板粘着量をプロットしている。図8に示すように血小板粘着量は、O=C−O/Cの値にほとんど影響されない。しかし、TAT産生量は、O=C−O/Cの値が大きくなると急激に増大する。このため、血小板に対する適合性と、血液凝固因子に対する適合性との両方を実現するためには、O=C−O/Cの値を小さくする必要があり、O=C−O/Cの値を0.02以下とすることが好ましい。また、O=C−O/Cの値は、O/Cの値が小さいほど小さくなる傾向があるため、O/Cの値は、0.1以下とすることが好ましい。   FIG. 8 plots the TAT generation amount and the platelet adhesion amount against the value of O = C−O / C. As shown in FIG. 8, the platelet adhesion amount is hardly affected by the value of O = C−O / C. However, the amount of TAT produced increases rapidly as the value of O = C−O / C increases. For this reason, in order to realize both compatibility with platelets and compatibility with blood coagulation factors, it is necessary to reduce the value of O = C−O / C, and the value of O = C−O / C. Is preferably 0.02 or less. Further, since the value of O = C−O / C tends to be smaller as the value of O / C is smaller, the value of O / C is preferably 0.1 or less.

一方、図4に示すように、N/Cの値が大きい試料は、N/Cの値が低い試料よりも血液凝固因子に対する適合性が高い傾向が認められている。そこで、アミノ基の導入量の指標となるN/Cの値に着目した観点からの抗血栓性の評価も行った。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the sample having a large N / C value has a tendency to be more compatible with the blood coagulation factor than the sample having a low N / C value. Therefore, the antithrombogenicity was also evaluated from the viewpoint of paying attention to the value of N / C that is an index of the amount of amino group introduced.

図9は、各試料についてN/C(−NH2/C)とTAT産生量及び血小板粘着量との関係を示している。血小板粘着量は、N/Cの値にほとんど影響されない。しかし、TAT産生量は、N/Cの値が大きくなると次第に低下している。従って、血小板と血液凝固因子との両方に対して適合性を有するためには、N/Cの値が大きいことが必要であり、N/C(−NH2/C)の値が0.05以上であることが好ましい。 FIG. 9 shows the relationship between N / C (—NH 2 / C), TAT production and platelet adhesion for each sample. The amount of platelet adhesion is hardly affected by the value of N / C. However, the amount of TAT produced gradually decreases as the value of N / C increases. Therefore, in order to be compatible with both platelets and blood clotting factors, the value of N / C needs to be large, and the value of N / C (—NH 2 / C) is 0.05. The above is preferable.

O=C−O/Cの値が小さく且つ−NH2/Cの値が大きい場合に、血小板と血液凝固因子との両方に対して優れた適合性を示す理由は明確ではない。しかし、O=C−O/Cは負の電荷を有する官能基であり、−NH2/Cは正の電荷を有する官能基である。従って、炭素質薄膜の表面における、正負の電荷のバランスが影響しているのではないかと考えられる。 The reason for the excellent compatibility with both platelets and blood clotting factors when the value of O = C—O / C is small and the value of —NH 2 / C is large is not clear. However, O═C—O / C is a functional group having a negative charge, and —NH 2 / C is a functional group having a positive charge. Therefore, it is considered that the balance between positive and negative charges on the surface of the carbon thin film may have an effect.

図10は、−NH2成分とO=C−O成分との比率と血液凝固因子に対する適合性との関係を示している。図10において−NH2成分とO=C−O成分との比率−NH2/O=C−Oは、(N/C)/(O=C−O/C)により求めている。図10に示すように、−NH2/O=C−Oの値が大きいほど、血液凝固因子に対する適合性が向上し、少なくとも−NH2/O=C−Oの値が2.5以上であることが好ましい。 FIG. 10 shows the relationship between the ratio of the —NH 2 component and the O═C—O component and the suitability for blood clotting factors. Ratio -NH 2 / O = C-O and -NH 2 component and O = C-O component 10 is determined by (N / C) / (O = C-O / C). As shown in FIG. 10, the larger the value of —NH 2 / O═C—O, the better the compatibility with the blood coagulation factor, and at least the value of —NH 2 / O = C—O is 2.5 or more. It is preferable.

−NH2成分の導入率つまり、N/Cの値は、プラズマの照射時間、プラズマ密度及び高周波電力等の条件を変えることにより変更することが可能である。また、チャンバ内の酸素の影響も受けると考えられる。ガスを導入する前の、チャンバ内の真空度を2Pa程度とした場合の方が、高真空状態(5×10-3Pa)とした場合よりもN/Cの値を高くすることができた。但し、チャンバ内の真空度が低い場合には、O=C−O成分の導入量も上昇する傾向にあった。 The introduction rate of the —NH 2 component, that is, the value of N / C can be changed by changing conditions such as plasma irradiation time, plasma density, and high-frequency power. It is also considered to be affected by oxygen in the chamber. The N / C value was higher when the degree of vacuum in the chamber before the introduction of the gas was about 2 Pa than when the vacuum was high (5 × 10 −3 Pa). . However, when the degree of vacuum in the chamber is low, the introduction amount of the O = CO component tends to increase.

以上説明したように、炭素質薄膜に対して、NH3プラズマ又はO2プラズマの後にNH3プラズマを照射することにより、カルボキシル基とアミノ基とを炭素質薄膜に導入した場合には、血小板及び血液凝固因子の両方に対する適合性に優れた抗血栓性材料を得ることができた。この場合、カルボキシル基の導入量を示すO=C−O/Cの値が0.02以下であり且つアミノ基の導入量を示すN/Cの値が0.05以上であることが好ましい。また、アミノ基とカルボキシル基との比率を示す(N/C)/(O−C−O/C)の値が2.5以上であってもよい。 As described above, with respect to the carbon thin film by irradiating the NH 3 plasma after the NH 3 plasma or O 2 plasma, a carboxyl group and an amino group when introduced into the carbon thin film is platelets and An antithrombotic material excellent in compatibility with both blood coagulation factors could be obtained. In this case, it is preferable that the value of O = C—O / C indicating the introduction amount of the carboxyl group is 0.02 or less and the value of N / C indicating the introduction amount of the amino group is 0.05 or more. Further, the value of (N / C) / (O—C—O / C) indicating the ratio of amino group to carboxyl group may be 2.5 or more.

また、プラズマを照射する炭素質薄膜をSiを含む炭素質薄膜としてもよい。但し、Siの含有量が増加するとプラズマを照射した際に、Siの酸化が促進され、官能基が導入しにくくなる。図11は、Siの存在比率と血小板に対する適合性との関係を示している。Siの存在比率(Si/C)の値が大きくなると、官能基の導入量が低下するため、血小板に対する適合性は低下する。このため、Siの存在比率は、0.0375以下とすることが好ましい。なお、図11において、Siの存在比率とは、XPS法により測定した炭素質薄膜中の全炭素に対するSiの割合である。   Further, the carbon thin film irradiated with plasma may be a carbon thin film containing Si. However, when the Si content is increased, the oxidation of Si is promoted when the plasma is irradiated, and it becomes difficult to introduce functional groups. FIG. 11 shows the relationship between the abundance ratio of Si and the compatibility with platelets. When the value of Si abundance ratio (Si / C) increases, the amount of functional groups introduced decreases, so the compatibility with platelets decreases. For this reason, the abundance ratio of Si is preferably set to 0.0375 or less. In FIG. 11, the abundance ratio of Si is the ratio of Si to the total carbon in the carbonaceous thin film measured by the XPS method.

本発明の抗血栓性材料は、血小板及び血液凝固因子の両方に対して優れた適合性を有するため、血液と接触する医療器具の表面を覆う材料として非常に有用である。具体的には、ステント、カテーテル、バルーンカテーテル、ガイドワイヤ、ペースメーカーリード、体内留置用器材、注射針、メス、真空採血管、輸液バッグ、プレフィルドシリンジ及び傷口保持部品等の表面を覆うことにより、これらの医療器具に優れた抗血栓性を付与できる。また、人工心臓弁膜、人工透析膜、人工心臓、人工肺、人工関節等の人工臓器にも同様に優れた抗血栓性を付与できる。   Since the antithrombogenic material of the present invention has excellent compatibility with both platelets and blood clotting factors, it is very useful as a material that covers the surface of a medical device that comes into contact with blood. Specifically, by covering the surfaces of stents, catheters, balloon catheters, guide wires, pacemaker leads, indwelling devices, injection needles, scalpels, vacuum blood collection tubes, infusion bags, prefilled syringes, wound holding parts, etc. Excellent antithrombogenicity can be imparted to medical devices. In addition, excellent antithrombotic properties can be imparted to artificial organs such as an artificial heart valve membrane, an artificial dialysis membrane, an artificial heart, an artificial lung, and an artificial joint.

医療器具及び人工臓器等を形成する基材(母材)には、金属材料、セラミックス材料、ゴム及び樹脂等の高分子材料並びにこれらの複合体等の様々なものが用いられている。しかし、どのような材料の表面にも実施例において示した炭素質薄膜を形成することができ、抗血栓性材料とすることが可能である。さらに、本発明の抗血栓性材料は医療器具表面への処理のみならず、医療器具に用いるワイヤ、チューブ及び平板等の素材並びにこれらの素材を医療器具に形成したもの及び途中形成のものであってもよい。   Various materials such as metal materials, ceramic materials, polymer materials such as rubber and resin, and composites thereof are used as base materials (base materials) for forming medical instruments and artificial organs. However, the carbonaceous thin film shown in the embodiments can be formed on the surface of any material, and an antithrombotic material can be obtained. Furthermore, the antithrombogenic material of the present invention is not only a treatment on the surface of a medical device, but also a material such as a wire, a tube and a flat plate used for the medical device, and those formed on the medical device and those formed on the way. May be.

本発明に係る抗血栓性材料及びその製造方法は、血小板の粘着及び血液凝固因子の活性化の両方を低減した抗血栓性材料を実現でき、特に生体内で使用する医療器具等に用いる抗血栓性材料及びその製造方法等として有用である。   The antithrombotic material and the method for producing the same according to the present invention can realize an antithrombotic material in which both the adhesion of platelets and the activation of blood coagulation factors are reduced. It is useful as a functional material and a method for producing the same.

本発明の一実施例において用いたプラズマ照射装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the plasma irradiation apparatus used in one Example of this invention. 本発明の一実施例において得られた各試料の血小板に対する適合性を示すグラフである。It is a graph which shows the compatibility with respect to platelet of each sample obtained in one Example of this invention. 本発明の一実施例において得られた各試料の血液凝固因子に対する適合性を示すグラフである。It is a graph which shows the compatibility with respect to the blood coagulation factor of each sample obtained in one Example of this invention. 本発明の一実施例において得られた各試料の窒素の存在比率と酸素の存在比率とを示すグラフである。It is a graph which shows the abundance ratio of nitrogen of each sample obtained in one Example of this invention, and the abundance ratio of oxygen. 本発明の一実施例においてO2プラズマとNH3プラズマとを順次照射することにより得られた試料のX線光電子分光分析の結果である。It is a result of the X-ray photoelectron spectroscopy analysis of the sample obtained by sequentially irradiating O 2 plasma and NH 3 plasma in one example of the present invention. 本発明の一実施例においてC22プラズマとO2プラズマとを順次照射することにより得られた試料のX線光電子分光分析の結果である。It is a result of the X-ray photoelectron spectroscopic analysis of the sample obtained by sequentially irradiating C 2 H 2 plasma and O 2 plasma in one example of the present invention. 本発明の一実施例において得られた各試料のカルボキシル基の存在比率を示すグラフである。It is a graph which shows the abundance ratio of the carboxyl group of each sample obtained in one Example of this invention. 本発明の一実施例において得られた各試料について、カルボキシル基の存在比率と抗血栓性との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the abundance ratio of a carboxyl group, and antithrombogenicity about each sample obtained in one Example of this invention. 本発明の一実施例において得られた各試料について、窒素の存在比率と抗血栓性との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the abundance ratio of nitrogen, and antithrombogenicity about each sample obtained in one Example of this invention. 本発明の一実施例において得られた各試料について、アミノ基とカルボキシル基との比率と、抗血栓性との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the ratio of an amino group and a carboxyl group, and antithrombogenicity about each sample obtained in one Example of this invention. 本発明の一実施例において、シリコンの存在比率と抗血栓性との関係を示すグラフである。In one Example of this invention, it is a graph which shows the relationship between the abundance ratio of silicon, and antithrombogenicity.

符号の説明Explanation of symbols

10 チャンバ
11 基材
12A 平行平板電極
12B 平行平板電極
13 マスフローコントローラ
14 マッチングボックス
15 高周波電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Chamber 11 Base material 12A Parallel plate electrode 12B Parallel plate electrode 13 Mass flow controller 14 Matching box 15 High frequency power supply

Claims (12)

基材の表面に形成された炭素質薄膜からなる抗血栓性材料であって、
炭素が互いに結合して形成された膜本体と、
前記膜本体に導入されたアミノ基及びカルボキシル基とを備えていることを特徴とする抗血栓性材料。
An antithrombotic material comprising a carbonaceous thin film formed on the surface of a substrate,
A film body formed by bonding carbon to each other;
An antithrombotic material comprising an amino group and a carboxyl group introduced into the membrane body.
前記カルボキシル基の存在比率は、0.02以下であることを特徴とする請求項1に記載の抗血栓性材料。   The antithrombogenic material according to claim 1, wherein the abundance ratio of the carboxyl group is 0.02 or less. 前記アミノ基の存在比率は、0.05以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の抗血栓性材料。   The antithrombogenic material according to claim 1 or 2, wherein an abundance ratio of the amino group is 0.05 or more. 前記アミノ基とカルボキシル基との比率は、2.5以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の抗血栓性材料。   The ratio of the said amino group and a carboxyl group is 2.5 or more, The antithrombogenic material of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記膜本体は、酸素を含み、
酸素の存在比率は、0.1以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の抗血栓性材料。
The membrane body includes oxygen;
The antithrombogenic material according to any one of claims 1 to 4, wherein an abundance ratio of oxygen is 0.1 or less.
前記膜本体は、シリコンを含み、
前記シリコンの存在比率は0.0375以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の抗血栓性材料。
The membrane body includes silicon;
The antithrombogenic material according to any one of claims 1 to 5, wherein the abundance ratio of the silicon is 0.0375 or less.
基材の表面に炭素質薄膜を形成する工程(a)と、
前記炭素質薄膜にプラズマを照射することにより前記炭素質薄膜にアミノ基及びカルボキシル基を導入する工程(b)とを備えていることを特徴とする抗血栓性材料の製造方法。
A step (a) of forming a carbonaceous thin film on the surface of the substrate;
And (b) introducing an amino group and a carboxyl group into the carbon thin film by irradiating the carbon thin film with plasma.
前記工程(b)では、前記アミノ基の存在比率を0.05以上とすると共に、前記カルボキシル基の存在比率を0.02以下とすることを特徴とする請求項7に記載の抗血栓性材料の製造方法。   The antithrombogenic material according to claim 7, wherein, in the step (b), the abundance ratio of the amino group is 0.05 or more and the abundance ratio of the carboxyl group is 0.02 or less. Manufacturing method. 前記工程(b)では、前記アミノ基と前記カルボキシル基との比率を2.5以上とすることを特徴とする請求項7に記載の抗血栓性材料の製造方法。   In the said process (b), the ratio of the said amino group and the said carboxyl group shall be 2.5 or more, The manufacturing method of the antithrombogenic material of Claim 7 characterized by the above-mentioned. 前記工程(b)では、アンモニアのプラズマを照射することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の抗血栓性材料の製造方法。   The method for producing an antithrombogenic material according to any one of claims 7 to 9, wherein ammonia plasma is irradiated in the step (b). 前記工程(b)では、酸素のプラズマとアンモニアのプラズマとを順次照射することを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の抗血栓性材料の製造方法。   The method for producing an antithrombogenic material according to any one of claims 7 to 9, wherein in the step (b), oxygen plasma and ammonia plasma are sequentially irradiated. 前記工程(a)では、Siを含む前記炭素質薄膜を形成し、前記Siの含有量は0.0375以下とすることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の抗血栓性材料の製造方法。   The antithrombosis according to any one of claims 7 to 11, wherein in the step (a), the carbonaceous thin film containing Si is formed, and the content of Si is 0.0375 or less. Method for producing a functional material.
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