JP2010057590A

JP2010057590A - 移植材とその製造方法

Info

Publication number: JP2010057590A
Application number: JP2008224523A
Authority: JP
Inventors: Masahito Tamai; 将人玉井; Hiroshi Kakidate; 浩垣立
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-18

Abstract

【課題】生体親和性の高く、病変部位から簡易に脱落させることができる移植材を提供する。
【解決手段】純マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる移植材基材の表面に部分的に腐食促進材に付着させて、該移植材基材の表面に部分的に水酸化マグネシウム層を形成するステップＳ１と、水酸化マグネシウム層の表面に付着している腐食促進材を洗浄するステップＳ２と、アパタイトに対して過飽和となる量の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、水酸化マグネシウム層の表面にアパタイト層を形成するステップＳ４とを含む移植材の製造方法を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、移植材とその製造方法に関するものである。

従来、病変部に移植されたステントのような移植材を、病変部の治癒後に脱落させて体内から排出させるために、生分解性の金属を使用し、その組成を異ならせたり、表面に高耐食性酸化膜を形成することで部分的に腐食速度を速めて脱落させ易くすることが行われている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

特開２００４−２６３２８０号公報特開２００４−９１８５２号公報特開２００６−２３３２４５号公報

しかしながら、特許文献１〜３の技術は、いずれもプロセスが複雑であったり、高耐食性酸化膜等が生体親和性に乏しかったりするという不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、生体親和性の高く、病変部位から簡易に脱落させることができる移植材、および、複雑なプロセスを必要とせず、簡易に上記移植材を製造することができる製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、純マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる移植材基材の表面に部分的に腐食促進材に付着させて、該移植材基材の表面に部分的に水酸化マグネシウム層を形成するステップと、水酸化マグネシウム層の表面に付着している腐食促進材を洗浄するステップと、アパタイトに対して過飽和となる量の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、水酸化マグネシウム層の表面にアパタイト層を形成するステップとを含む移植材の製造方法を提供する。

本発明によれば、純マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる移植材基材の表面に部分的に腐食促進材に付着させることにより、移植材基材の表面の部分的な腐食が促進されて、水酸化マグネシウム層が形成され、その後、アパタイトに対して過飽和となる量のカルシウムイオンとリン酸イオンとを含む溶液（疑似体液）に浸漬することにより、水酸化マグネシウム層が形成されている部分において、水酸基を核として表面にアパタイトが析出し、アパタイト層が形成される。

純マグネシウムやマグネシウム合金は、ステントや骨固定材を初めとする医療応用が検討されているが、そのまま移植したのでは体内での急激な腐食に伴って多量に発生する水素により移植部位に炎症反応が引き起こされる。これに対して、本発明によれば、表面を被覆するアパタイト層によって急激な腐食が防止され、炎症反応の発生を抑制することができる。そして、本発明によれば、珪素原子のような生体親和性の低い物質を含有させることなく、表面にアパタイト層を備える生体親和性の高い移植材を、複雑なプロセスによることなく、また高温に加熱することなく、簡易に製造することができる。そして、アパタイト層が形成されていない部分においては、早期に純マグネシウムやマグネシウム合金が腐食させられるので、固定力を失わせるのに効果的な部位の純マグネシウムやマグネシウム合金を露出させておくことで、経時的に固定力を失わせて、簡易に脱落させ、体内から排出される移植材を製造することができる。

上記発明においては、前記腐食促進材は、塩化物イオン、フッ化物イオンまたはリン酸イオンの少なくとも１つを含有することが好ましい。
また、上記発明においては、前記水酸化マグネシウムを形成するステップが、室温以上の腐食促進材に浸漬することが好ましい。
また、上記発明においては、前記アパタイト層を形成するステップが、１０℃〜６０℃の範囲の溶液に浸漬することが好ましい。

また、本発明は、純マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる移植材基材の表面に、部分的に水酸化マグネシウムからなる中間層を介して、アパタイト層がコーティングされている移植材を提供する。
本発明によれば、アパタイト層が形成されている部分においては、アパタイト層によって純マグネシウムまたはマグネシウム合金の急激な腐食が防止され、炎症反応の発生を抑制することができる。そして、本発明によれば、珪素原子のような生体親和性の低い物質を含有しないので、高い生体親和性を実現することができる。一方、アパタイト層が形成されていない部分においては、早期に純マグネシウムまたはマグネシウム合金が腐食させられるので、固定力を失わせるのに効果的な部位の純マグネシウムまたはマグネシウム合金を露出させておくことで、経時的に固定力を失わせて、簡易に脱落させ、体内から排出させることができる。

本発明によれば、生体親和性の高く、病変部位から簡易に脱落させることができる移植材を提供することができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態に係る移植材１とその製造方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る移植材１は、図１（ａ）に示されるように、マグネシウム合金からなる移植材基材２の表面に間隔をあけて複数設けられた凹部２ａ内に、部分的に水酸化マグネシウムからなる中間層３を介してアパタイト層４がコーティングされることにより構成されている。

本実施形態に係る移植材１は、以下のようにして製造することができる。
すなわち、本実施形態に係る移植材１の製造方法は、図２に示されるように、マグネシウム合金からなる移植材基材２に腐食促進材を部分的に付着させて、該移植材基材２の表面に水酸化マグネシウムからなる中間層３を形成するステップＳ１と、中間層３の表面に付着している腐食促進材を洗浄するステップＳ２と、洗浄された移植材基材２を乾燥させるステップＳ３、アパタイトに対して過飽和となる量のカルシウムイオンとリン酸イオンとを含む溶液（疑似体液）に移植材基材２を浸漬して、中間層３の表面にアパタイト層４を形成するステップＳ４とを含んでいる。

腐食促進材としては、塩化物イオン、フッ素イオンまたはリン酸イオンの少なくとも１種類を含む溶液である。例えば、生理食塩水を挙げることができる。中間層３を形成するステップＳ１は、室温、例えば、３７℃で、例えば、２４時間行われる。
このステップＳ１においては、マグネシウム合金からなる移植材基材２の表面が急速に腐食されるため、多量の水素が発生する。しかしながら、このステップＳ１は体外において行われるため、炎症が発生する不都合はない。

洗浄するステップＳ２は、例えば、純水で３回洗浄する。洗浄回数は任意でよい。
乾燥させるステップＳ３は、例えば、自然乾燥で乾燥させる。乾燥方法も、自然乾燥に限られず、強制乾燥させてもよい。

アパタイト層４を形成するステップＳ４は、アパタイトに対して過飽和となる量のカルシウムイオンとリン酸イオンとを含む溶液（疑似体液:ＳＢＦ）に、部分的に中間層３が形成された移植材基材２を浸漬する。このステップＳ２は、１０℃〜６０℃の範の温度、例えば、３７℃で２週間にわたって行われる。このステップＳ４においては、移植材基材２の表面を覆う中間層３が存在する部分においては、水酸基を核として表面にアパタイトが析出し、均一なコーティングとなる。このステップＳ４の温度および時間は任意に設定してよい。

本実施形態に係る移植材１の製造方法によれば、従来のように、高温の処理ステップを経ることなく、特殊な製造装置を使用することなく、生体親和性の乏しいシリカゲルを使用することなく、簡易に生体親和性の高い移植材１を製造することができるという利点がある。また、中間層３である水酸化マグネシウム層も高い生体親和性を有するので、移植後に体内に異物を残さずに済むという利点がある。

また、本実施形態に係る移植材１の製造方法によれば、組成の異なる金属材料を混合するような複雑なプロセスを経ることなく、また、生体親和性の乏しい高耐食性酸化膜や亜鉛めっき等を施すことなく、部分的に腐食速度を速めた移植材を簡易に構成することができる。

そして、このようにして製造された移植材１は、移植部位に移植されることにより、体液内に浸漬された状態となっても、アパタイト層４が形成されている部分においては、内側のマグネシウム合金が、アパタイト層４によって保護されて、急速に腐食することがなく、水素の急激な発生が抑えられて、移植部位の炎症の発生を抑制することができるという利点がある。

一方、アパタイト層４が形成されていない部分においては、図１（ｂ）に示されるように、マグネシウム合金が他の部位より早く腐食される。したがって、移植材１を体内から排出させたい時間に合わせて、アパタイト層４が形成されていない部分が腐食して切断されるように寸法を設定することにより、所定時間後に脱落させて体内から排出することができる。

例えば、ワイヤ状の部材を環状に連結して弾性により広がる力を利用して体腔内壁に固定するステントの場合には、ワイヤ状の部材の連結部が最初に腐食して切断されるようにアパタイト層４が形成されていない部位をパターニングすることで、簡易に固定力を失わせて体腔内壁から脱落させることができる。
また、この場合に、アパタイト層４が形成されていない部位が腐食して切断されたときに、ワイヤ状の部材が体腔内壁に刺さらないように、安全な形態で分解するようにパターニングすることが好ましい。

なお、本実施形態においては、移植材基材２の表面に相互に間隔をあけて設けられた設けた複数の凹部２ａ内に腐食促進材を塗布することで、アパタイト層４を部分的に形成することとしたが、これに代えて、凹部２ａを有しない移植材基材２の表面に腐食促進材を部分的に塗布し、中間層３が形成された部分のみに選択的にアパタイト層４を形成することにしてもよい。
また、移植材基材２をマグネシウム合金により構成したが、これに代えて、純マグネシウムにより構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る移植材を示す縦断面図であって、（ａ）移植前の状態、（ｂ）移植後の状態をそれぞれ示す図である。本発明の一実施形態に係る移植材の製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１移植材
２移植材基材
３中間層（水酸化マグネシウム層）
４アパタイト層
Ｓ１水酸化マグネシウム層を形成するステップ
Ｓ２洗浄するステップ
Ｓ４アパタイト層を形成するステップ

Claims

純マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる移植材基材の表面に部分的に腐食促進材に付着させて、該移植材基材の表面に部分的に水酸化マグネシウム層を形成するステップと、
水酸化マグネシウム層の表面に付着している腐食促進材を洗浄するステップと、
アパタイトに対して過飽和となる量の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、水酸化マグネシウム層の表面にアパタイト層を形成するステップとを含む移植材の製造方法。
前記腐食促進材は、塩化物イオン、フッ化物イオンまたはリン酸イオンの少なくとも１つを含有する請求項１に記載の移植材の製造方法。
前記水酸化マグネシウムを形成するステップが、室温以上の腐食促進材に浸漬する請求項１または請求項２に記載の移植材の製造方法。
前記アパタイト層を形成するステップが、１０℃〜６０℃の温度範囲の溶液に浸漬する請求項１から請求項３のいずれかに記載の移植材の製造方法。
純マグネシウムまたはマグネシウム合金からなる移植材基材の表面に、部分的に水酸化マグネシウムからなる中間層を介して、アパタイト層がコーティングされている移植材。