JP5636857B2 - Flexible metal foil tape for bonding biological tissue and bonding method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、生体組織の疾患部又は損傷部を治療するために使用され、生体組織と接着可能で、且つ、生体組織との接着性を従来の医療冶具(ステント、ステントグラフト等)よりも大幅に向上させた生体組織接着用柔軟性金属箔テープ及びその接着方法に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used for treating a diseased part or a damaged part of a living tissue, can adhere to the living tissue, and has a significantly higher adhesion to the living tissue than conventional medical jigs (stents, stent grafts, etc.). The present invention relates to an improved flexible metal foil tape for bonding biological tissue and a bonding method thereof.
狭窄は欠陥の一部が収縮する疾患であり、狭窄の治療にはステントによる血管拡張術が用いられる。また、大動脈瘤は血管の一部が拡大する疾患であり、大動脈瘤の治療にはステンドグラント内挿術が用いられる。ステント及びステントグラントを用いた治療法は、人工血管置換術のように開胸する必要がないため非常に低侵襲である。 Stenosis is a disease in which a part of a defect contracts, and vascular dilation using a stent is used to treat the stenosis. An aortic aneurysm is a disease in which a part of a blood vessel expands, and a stained grant interpolation is used to treat an aortic aneurysm. The treatment using stents and stent grants is very minimally invasive because it does not require thoracotomy as in the case of artificial blood vessel replacement.
このようなステント又はステントグラントは、形状や成形加工法を最適化したものだけではなく、金属製ステントの表面に治療用薬剤を保持したポリマーで被覆されたもの、又は生体適合性、特に抗血栓性に優れる皮膜を基材表面に形成したものが知られている。特許文献1〜2には、金属製ステントの表面に治療用薬剤を保持したポリマーで被覆されたステントが開示されており、前記の特許文献2にはステント基材である金属とポリマー被覆材との接着性を向上させる方法が記載されている。また、特許文献3〜7には、抗血栓性を優れるステントとして、四フッ化エチレン等のポリマーで被覆されたものやダイヤモンドライクカーボンで表面処理されたものが開示されている。さらに、前記の特許文献5〜7には、ダイヤモンドライクカーボンがステント基材から剥離するのを防止するための様々な表面処理技術が提案されている。
Such stents or stent grants are not only those with optimized shapes and molding processes, but also metal stents coated with a polymer carrying a therapeutic agent, or biocompatible, especially antithrombotic. What formed the film | membrane which is excellent in the property on the base-material surface is known.
しかしながら、従来のステント又はステントグラントは、生体組織(例えば血管等)に存在する疾患部又は損傷部を治療する際に縫合や貼り合わせ等を行ったりするためのものではなく、生体組織への接着性は考慮されておらず、十分な接着性を有するものではない。そのため、従来のステント又はステントグラントを縫合等に使用した場合には、動脈との不完全な接着から生じる動脈瘤内への血液の漏れ(エンドリーク)、血流による設置場所からの逸脱等が生じるという問題がある。前記の特許文献5〜7に開示されている技術は、ステント基材からのダイヤモンドライクカーボンの剥離を抑制するためのものであって、生体組織との接着性については記載や示唆や何等されておらず、その効果は全く不明である。
However, conventional stents or stent grants are not intended for suturing or bonding when treating a diseased or damaged part existing in a living tissue (for example, a blood vessel or the like). The property is not taken into consideration and does not have sufficient adhesion. Therefore, when a conventional stent or stent grant is used for suturing or the like, blood leakage into the aneurysm (endoleak) resulting from incomplete adhesion with the artery, deviation from the installation location due to blood flow, etc. There is a problem that arises. The techniques disclosed in
そのため、医療機器の分野において生体組織に強固に接着可能なステントが強く求められている。特許文献8には、金属基材上に生体組織と接着できる有機材料(例えば湿潤コラーゲン、ポリウレタン、ビニロン、ゼラチン又はこれらの複合材料)をコーティングしたステントが開示されている。また、生体適合性のある物質を表面に有する基材として、特許文献9及び10に示されるように、基材上に酸化チタンを表面コーティングした細胞接着性基材及びリン酸カルシウム又は酸化チタンと基材とが化学結合してなる複合体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たハイブリッド複合体がそれぞれ知られている。
Therefore, there is a strong demand for a stent that can be firmly bonded to a living tissue in the field of medical devices.
しかしながら、特許文献8に記載のステントは生体組織との接着性を容易に高めることができるものの、基材表面に有機物がコーティングされているため、高温、超音波振動又は高圧での接着時に、前記の有機物の溶融や流動及び厚さの変動によってステントが生体組織に対してずれ易いという問題が残されていた。また、生体組織とステント基材との間に前記の有機物が介在するため、熱伝導、振動の伝達性又は加圧性の点で、接着装置の細かな調整や条件設定が必要となるため、接着作業に熟練を要する場合があった。特許文献10に開示されているハイブリッド複合体にも、軟組織親和性向上物質の存在のために、同じ問題が発生する。
However, although the stent described in
また、特許文献9に記載の基材上に酸化チタンを表面コーティングした細胞接着性基材は、コート膜が基材であるガラス表面から容易に剥離する問題を解決するための技術であり、生体組織との接着性については記載や示唆が何等されておらず、生体組織の縫合や貼り合わせに使用するステント材として適用できるものなのか否かが全く不明である。
Moreover, the cell-adhesive base material obtained by surface-coating titanium oxide on the base material described in
一方、表面にコーティング膜を有しない金属基材からなるステント材、又は特許文献5〜7に記載のダイヤモンドライクカーボンが被覆されたステント材を用いて、特許文献8に記載されている接着方法に従って、生体組織との接着を行うことが考えられるが、従来から生体組織に対する接着性に対する影響は全く検討されていなかった。そのため、そのような方法による生体組織接着用ステントはほとんど知られていなし、実際の適用もなされていなかった。
On the other hand, according to the adhesion method described in
本発明は、係る問題を解決するためになされたものであり、生体組織の疾患部又は損傷部を治療するために、熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与して接着を行う際に使用する接着用基材として、生体組織に対してずれることがなく、短時間で効率的な接着を行うことができ、且つ、生体組織に対して従来よりも優れた接着性を有する生体組織接着用柔軟性金属箔テープ及びその接着方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and is used when performing adhesion by applying at least one of heat, vibration and pressure in order to treat a diseased or damaged part of a living tissue. As a base material for bonding, it does not shift to a living tissue, can perform an efficient bonding in a short time, and has a superior adhesiveness to a living tissue than before. An object of the present invention is to provide a flexible metal foil tape and an adhesion method thereof.
本発明者は、生体組織用の接着用基材について、熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与して効率的な接着を行うことができる材質とその性状を鋭意検討した結果、所定の範囲の厚さと表面粗さを有する金属箔を用いることによって上記の課題を解決できることを見出して本発明に到った。 As a result of intensive investigations on materials and properties that enable efficient bonding by applying at least one of heat, vibration and pressure, the inventor has determined a predetermined range for the bonding base material for living tissue. It was found that the above-mentioned problems can be solved by using a metal foil having a thickness and a surface roughness of the present invention, and the present invention has been reached.
すなわち、本発明の構成は以下の通りである。
(1)本発明は、熱、振動、及び圧力の少なくとも一つを付与することによって生体組織と接着させるために用いられるものであって、厚さが5〜300μmで、前記生体組織との接着面の表面粗さが算術平均粗さ(Ra)で0.05〜5.0μmである金属箔からなる柔軟性金属箔テープであって、該柔軟性金属箔テープには、複数の空孔が前記生体組織の疾患部又は損傷部と直接接触する部分を避けて設けられており、且つ、前記複数の空孔の全てが前記柔軟性金属箔テープに対して占める面積比は50%以下であることを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
(2)本発明は、前記(1)に記載の生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいて、厚さが10〜100μmで、前記生体組織との接着面の表面粗さが算術平均粗さ(Ra)で0.07μm以上2.0μm未満である金属箔からなることを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
(3)本発明は、前記(1)又は(2)に記載の生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいて、前記金属箔がステンレス鋼箔又はNiTi合金箔であることを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
(4)本発明は、前記(1)〜(3)の何れかに記載の生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいて、前記生体組織との金属箔の接着表面には、抗血栓性及び/又は高接着性の被膜が表面処理によって形成されていることを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
(5)本発明は、前記(4)に記載の生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいて、前記の被膜がダイヤモンドライクカーボン膜又は酸化チタン膜であることを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
(6)本発明は、前記(5)に記載の生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいて、前記ダイヤモンドライクカーボン膜は、CF4の組成比率を70%以上としたCH4とCF4の混合ガスを用いた高周波プラズマCVD法によって形成されたフッ素含有ダイヤモンドライクカーボン(F−DLC)であることを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
(7)本発明は、前記(4)〜(6)の何れかに記載の生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいて前記金属箔と前記の被膜との間には、Si、W、Ti、Cr及びそれらの炭化化合物の何れか一つからなる中間層が形成されたことを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
(8)本発明は、前記(1)〜(7)の何れかに記載の生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいて、該柔軟性金属箔テープは、生体組織を包合できるように、円筒状又は少なくとも一つの開口部を有する袋状に加工されていることを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープを提供する。
That is, the configuration of the present invention is as follows.
(1) The present invention is used to adhere to a living tissue by applying at least one of heat, vibration, and pressure, and has a thickness of 5 to 300 μm and adheres to the living tissue. A flexible metal foil tape comprising a metal foil having a surface roughness of 0.05 to 5.0 μm in terms of arithmetic average roughness (Ra), wherein the flexible metal foil tape has a plurality of pores. It is provided avoiding a part that directly contacts a diseased part or damaged part of the living tissue, and an area ratio of all of the plurality of holes to the flexible metal foil tape is 50% or less. A flexible metal foil tape for bonding a living tissue is provided.
(2) The flexible metal foil tape for bonding a living tissue according to (1), wherein the present invention has a thickness of 10 to 100 μm, and the surface roughness of the bonding surface with the living tissue is an arithmetic average roughness ( Provided is a flexible metal foil tape for bonding a living tissue, characterized by comprising a metal foil having a thickness of Ra) of 0.07 μm or more and less than 2.0 μm.
(3) The tissue-bonding flexible metal foil tape according to (1) or (2), wherein the metal foil is a stainless steel foil or a NiTi alloy foil. Providing flexible metal foil tape.
(4) In the flexible metal foil tape for bonding a living tissue according to any one of (1) to (3), the present invention provides an antithrombogenic and / or anti-thrombogenic property on the bonding surface of the metal foil with the living tissue. Alternatively, the present invention provides a flexible metal foil tape for bonding to living tissue, wherein a highly adhesive coating is formed by surface treatment.
(5) The flexible metal foil tape for bonding to living tissue according to the above (4), wherein the coating is a diamond-like carbon film or a titanium oxide film. Provide metal foil tape.
(6) The present invention provides the flexible metal foil tape for bonding biological tissue according to (5), wherein the diamond-like carbon film uses a mixed gas of CH4 and CF4 with a composition ratio of CF4 of 70% or more. There is provided a flexible metal foil tape for bonding a living tissue, characterized in that it is a fluorine-containing diamond-like carbon (F-DLC) formed by a high-frequency plasma CVD method.
(7) The present invention, said during (4) to said metal foil in flexible metal foil tape biological tissue adhesive according to any one of (6) and the coating is Si, W, Ti, Provided is a flexible metal foil tape for bonding a living tissue, characterized in that an intermediate layer made of any one of Cr and a carbonized compound thereof is formed.
(8) The present invention provides the flexible metal foil tape for bonding biological tissue according to any one of (1) to (7), wherein the flexible metal foil tape is cylindrical so as to wrap biological tissue. A flexible metal foil tape for adhesion to living tissue is provided that is processed into a shape or a bag shape having at least one opening.
本発明によれば、生体組織接着用ステントの材質と構成を、特定の厚さと表面粗さを有する金属箔、特にステンレス鋼箔又はNiTi合金箔の接着テープとすることによって、高い柔軟性を有し生体組織の形状に応じて変形や折り曲げが自由にできると共に、熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与して効率的な接着を行う際に、高い接着力を得ることができる。 According to the present invention, the material and structure of the stent for living tissue adhesion is made of a metal foil having a specific thickness and surface roughness, in particular, an adhesive tape made of stainless steel foil or NiTi alloy foil. In addition, the body can be freely deformed and bent according to the shape of the living tissue, and a high adhesive force can be obtained when efficient bonding is performed by applying at least one of heat, vibration, and pressure.
また、本発明によれば、金属箔の表面に、抗血栓性及び/又は高接着性の皮膜、特にダイヤモンドライクカーボン又は酸化チタン膜が表面処理によって形成されているために、生体組織への悪影響を抑制できると同時に、接着力を向上することができる。 In addition, according to the present invention, an antithrombogenic and / or highly adhesive film, particularly a diamond-like carbon or titanium oxide film is formed on the surface of the metal foil by the surface treatment, and thus has an adverse effect on living tissue. Can be suppressed, and at the same time, the adhesive force can be improved.
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、生体組織との積層又は接触を容易にでき、且つ両者の固定を強固にできるような形状に加工されているために、接着時の取り扱い性が容易になると共に、生体組織に対する大幅な接着性の向上を図ることができる。 The flexible metal foil tape for bonding a living tissue of the present invention is processed into a shape that can be easily laminated or contacted with a living tissue and can be firmly fixed to each other. Can be facilitated, and a significant improvement in adhesion to living tissue can be achieved.
本発明は、生体組織接着用柔軟性テープの基材として金属箔を使用する。接着作業は熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与することによって行うために、プラスチック等の有機物からなる基材は、接着作業時に有機物の変形、軟化又は溶融等が起こり、生体組織の縫合箇所からずれ易いという問題が発生する。また、接着基材の厚さも変動しやすいために、接着強度を高めることができるだけの接着厚さを確保できないという問題もある。これは、接着用として一般的に使用される有機物は、ガラス転移温度、融点又は軟化点が150℃以下であるため、加熱によって変形しやすいという性質を有するためである。加えて、弾性率等で定義される硬さ(又は固さ)が金属やセラミック等の無機物と比べて劣るため、超音波等の振動や圧力を付与しても、付与したエネルギーが散失して十分な接着強度を得られない。特に、熱と振動(又は圧力)を同時に付与して接着作業を行う場合には、この影響が顕著になる。一方、セラミックやガラス等の無機物からなる基材は、耐熱性があるだけではなく、振動や圧力の付与時のエネルギー伝達を十分に確保できるために、接着強度を向上させることができる。しかし、これらの無機物は非常に固くて脆いため、厚さを薄くしても柔らかい生体組織に対して形状の追従性が十分に得られず、且つ取扱性にも問題があり、生体組織接着用基材として適用することは難しい。 In the present invention, a metal foil is used as a base material for a flexible tape for bonding biological tissue. Since the bonding operation is performed by applying at least one of heat, vibration, and pressure, the organic material such as plastic is deformed, softened or melted during the bonding operation, and the living tissue is sewn. There arises a problem that it is easy to deviate from. In addition, since the thickness of the adhesive base material is likely to fluctuate, there is also a problem that an adhesive thickness sufficient to increase the adhesive strength cannot be secured. This is because an organic substance generally used for bonding has a property of being easily deformed by heating because its glass transition temperature, melting point or softening point is 150 ° C. or lower. In addition, since the hardness (or hardness) defined by the modulus of elasticity is inferior to inorganic materials such as metals and ceramics, even if vibrations or pressure such as ultrasonic waves are applied, the applied energy is lost. A sufficient adhesive strength cannot be obtained. In particular, when the bonding operation is performed by simultaneously applying heat and vibration (or pressure), this effect becomes significant. On the other hand, a base material made of an inorganic material such as ceramic or glass not only has heat resistance, but also can sufficiently secure energy transmission during application of vibration and pressure, and thus can improve adhesive strength. However, since these inorganic substances are very hard and brittle, even if the thickness is reduced, sufficient followability of the shape cannot be obtained with respect to soft biological tissue, and there is also a problem in handling property, It is difficult to apply as a substrate.
本発明の生体組織接着用柔軟性テープの基材として使用する金属箔は、箔の形状が得られるものであれば金属の種類は問われない。例えば、鋼、ステンレス鋼、銅、ニッケル、チタニウム、アルミニウム、コバルト、亜鉛、ニッケルチタン合金(NiTi合金)等が挙げられるが、生体組織へ悪影響を与える可能性が少ない金属としては、鋼、ステンレス鋼、ニッケル、チタニウム、アルミニウム又はNiTi合金を使用することができる。それらの中で、加工性に優れ、低コストで、且つ耐腐食性に優れ、生体組織に対する安全性の高いステンレス鋼又はNiTi合金が最も好ましい。 The metal foil used as the base material of the flexible tape for bonding tissue of the present invention is not limited as long as the shape of the foil can be obtained. For example, steel, stainless steel, copper, nickel, titanium, aluminum, cobalt, zinc, nickel titanium alloy (NiTi alloy), etc. can be mentioned, but metals that are less likely to adversely affect biological tissues include steel, stainless steel. Nickel, titanium, aluminum or NiTi alloy can be used. Among them, stainless steel or NiTi alloy is most preferable because of excellent workability, low cost, excellent corrosion resistance, and high safety against living tissues.
本発明では、生体組織接着用柔軟性テープの基材として使用する金属箔、より好ましいステンレス鋼又はNiTi合金は、その表面に有機物又はセラミックやガラス等の無機物がコーティングされていないものである。表面に有機物をコーティングした金属箔は、熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与して行う接着作業時に、有機物による悪影響を完全に取り除くことができないため、上記で述べたように接着作業が困難となる。また、表面にセラミックやガラス等の無機物をコーティングした金属箔は、柔軟性が劣るだけでなく、接着作業時に金属箔から表面コーティングしたセラミックが剥離しやすく、取扱性に問題がある。しかしながら、後で詳述するように、表面処理によって表面改質を行った金属箔は、接着性や抗血栓性を向上できる場合があり、生体組織接着用柔軟性テープの基材として本発明の効果を奏する上で有効な構成である。 In this invention, the metal foil used as a base material of the flexible tape for biological tissue adhesion | attachment, more preferable stainless steel or NiTi alloy is the thing by which the organic substance or inorganic substances, such as ceramic and glass, are not coated on the surface. The metal foil with organic material coated on the surface is difficult to adhere as described above because the adverse effect of organic material cannot be completely removed during the adhesion work performed by applying at least one of heat, vibration and pressure. It becomes. In addition, the metal foil whose surface is coated with an inorganic material such as ceramic or glass is not only inferior in flexibility, but also has a problem in handling because the surface-coated ceramic is easily peeled off during the bonding operation. However, as will be described in detail later, a metal foil that has been surface-modified by surface treatment may be able to improve adhesion and antithrombotic properties, and as a base material for a flexible tape for adhesion to biological tissue, This is an effective configuration for producing the effect.
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、生体組織の様々な形状に合わせた後、熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与することによって前記の生体組織を接着させる。そのため、生体組織の形状に合わせることができる程度の柔軟性を有するだけではなく、取扱性に優れるものでなければならない。生体組織接着用柔軟性金属テープが厚くなると、柔軟性が失われ、貼り付けた後の金属箔テープと生体組織の間に空隙が生じやすくなる。前記の空隙が存在すると、熱、振動および圧力の少なくとも一つを付与する時に熱伝導性又は振動伝達性が悪くなったり、均一な加圧が困難となるため、接着作業が難しくなる。また、十分な接着性を得るために、熱、振動又は圧力のエネルギーを必要以上に付加すると、生体組織に大きなダメージを与える場合がある。そのため、本発明の生体組織接着用柔軟性金属テープの厚さは所定の値よりも薄くする必要があるが、逆に、薄すぎると金属箔に折れ/又はしわが入りやすくなり取扱い性が困難となり、最悪の場合は接着作業時に金属箔テープの破損が発生する。また、接着後に生体組織を動かした時に、金属箔テープは強度が無く破損や切断が起きやすくなるため、縫合箇所に悪影響を与える場合がある。したがって、本願発明の生体組織接着用柔軟性金属テープは、厚さを5〜300μm、好ましくは10〜100μmにする必要がある。 The flexible metal foil tape for bonding biological tissue of the present invention is adapted to adhere to the biological tissue by applying at least one of heat, vibration and pressure after adapting to various shapes of the biological tissue. Therefore, it must not only be flexible enough to match the shape of the living tissue, but also be easy to handle. When the flexible metal tape for bonding biological tissue becomes thick, the flexibility is lost, and a gap is easily generated between the metal foil tape and the biological tissue after being attached. If the voids are present, the thermal conductivity or vibration transmission property deteriorates when applying at least one of heat, vibration, and pressure, and uniform pressurization becomes difficult, so that the bonding operation becomes difficult. In addition, if heat, vibration, or pressure energy is added more than necessary to obtain sufficient adhesion, the body tissue may be greatly damaged. Therefore, it is necessary to make the thickness of the flexible metal tape for bonding biological tissue of the present invention thinner than a predetermined value, but conversely, if it is too thin, the metal foil is likely to bend / wrinkle and handling is difficult. In the worst case, the metal foil tape is damaged during the bonding operation. In addition, when the living tissue is moved after bonding, the metal foil tape has no strength and is liable to be broken or cut, which may adversely affect the stitched portion. Therefore, the flexible metal tape for bonding biological tissue of the present invention needs to have a thickness of 5 to 300 μm, preferably 10 to 100 μm.
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、その表面粗さが生体組織との接着性を高めるために不可欠な因子である。すなわち、該金属箔の表面が鏡面のような平滑である場合は、生体組織との接着に対してアンカー効果が無いために、十分な接着力を得ることができない。また、基材表面が平滑すぎると、接着作業中に生体組織との位置合わせ箇所からずれ易くなるため、基材への仮固定等の処理が必須の工程となり、接着作業が煩雑となる。逆に、表面粗さが大きすぎると、熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与した時に、熱伝導性、振動伝達性又は圧力の均一な加圧性が劣るようになるため、接着力が低下する。加えて、接着作業時の条件設定が非常に難しくなって、効率的な接着ができなくなるという問題がある。 The surface roughness of the flexible metal foil tape for bonding a living tissue of the present invention is an indispensable factor for enhancing the adhesion to the living tissue. That is, when the surface of the metal foil is smooth like a mirror surface, there is no anchor effect for adhesion to a living tissue, so that sufficient adhesion cannot be obtained. Further, if the surface of the base material is too smooth, it is likely to be displaced from the position of alignment with the living tissue during the bonding work, so that a process such as temporary fixing to the base material becomes an essential process, and the bonding work becomes complicated. On the other hand, if the surface roughness is too large, when at least one of heat, vibration, and pressure is applied, the thermal conductivity, vibration transmission, or uniform pressurization of pressure will be inferior, resulting in a decrease in adhesive strength. To do. In addition, there is a problem that it is very difficult to set conditions during the bonding operation, and efficient bonding cannot be performed.
基材の表面粗さを規定する物理量としては、一般的にJIS−B−0601に記載された方法に準拠して測定される算術粗さ(Ra)、最大粗さ(Ry)又は十点平均粗さ(Rz)があるが、本発明では接着性との強い関連性を得ることができる算術粗さ(Ra)を用いて、生体組織接着用柔軟性金属箔テープの表面粗さを規定する。本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、表面粗さが算術粗さ(Ra)で0.05〜5.0μmで、より好ましくは0.07μm以上2.0μm未満の範囲である。表面粗さRaが0.05μm未満では、金属箔表面上でのアンカー効果が無いために、生体組織との接着力が十分に得られない。また、表面粗さRaが5.0μmを超えると、熱、振動及び圧力の少なくとも一つによる付与が期待した通りにはできず、接着性の向上を図ることができない。また、熱、振動及び圧力の少なくとも一つによる付与条件を細かく調整しても、これらのエネルギーの付与を接着全面で均一にすることが難しく、生体組織との接着力にバラツキが生じる。 As physical quantity which prescribes | regulates the surface roughness of a base material, arithmetic roughness (Ra), the maximum roughness (Ry), or ten-point average generally measured based on the method described in JIS-B-0601 Although there is a roughness (Rz), in the present invention, the surface roughness of the flexible metal foil tape for bonding a biological tissue is defined by using the arithmetic roughness (Ra) capable of obtaining a strong relationship with the adhesiveness. . As for the flexible metal foil tape for biological tissue adhesion of this invention, surface roughness is 0.05-5.0 micrometers by arithmetic roughness (Ra), More preferably, it is the range of 0.07 micrometer or more and less than 2.0 micrometers. When the surface roughness Ra is less than 0.05 μm, there is no anchor effect on the surface of the metal foil, so that sufficient adhesion with a living tissue cannot be obtained. On the other hand, when the surface roughness Ra exceeds 5.0 μm, application by at least one of heat, vibration and pressure cannot be achieved as expected, and the adhesion cannot be improved. In addition, even if the application condition by at least one of heat, vibration, and pressure is finely adjusted, it is difficult to make the application of energy uniform across the entire surface of the adhesive, resulting in variations in the adhesive force with the living tissue.
本発明において、生体組織接着用柔軟性金属箔テープの厚さ及び表面粗さRaを、より好ましい範囲である10〜100μm及び0.07μm以上2.0μm未満に設定することによって、必要とされる生体組織の接着用途に対して確実な接着を行うことができるだけではなく、様々な形態を有する生体組織にその用途を広げることができる。 In the present invention, it is required by setting the thickness and the surface roughness Ra of the flexible metal foil tape for biological tissue adhesion to 10-100 μm and 0.07 μm or more and less than 2.0 μm which are more preferable ranges. Not only can reliable bonding be performed for biological tissue bonding applications, but the application can be expanded to biological tissues having various forms.
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、表面に生体組織との接着性向上及び/又は抗血栓性付与の機能を有する皮膜を表面処理によって形成することができる。具体的には、ダイヤモンドライクカーボン(Diamond−Like Carbon:DLC)のコーティング膜、又は酸化チタン(TiOx)のコーティング膜である。これらのコーティング膜を有する生体組織接着用柔軟性金属箔テープにおいても、接着性を維持するために、表面粗さ(Ra)は0.05〜5.0μmで、より好ましくは0.07μm以上2.0μm未満の範囲にする必要がある。 The flexible metal foil tape for adhesion to living tissue of the present invention can form a film having a function of improving adhesion to living tissue and / or imparting antithrombogenicity on the surface by surface treatment. Specifically, it is a diamond-like carbon (DLC) coating film or a titanium oxide (TiOx) coating film. Also in the flexible metal foil tape for biological tissue adhesion which has these coating films, in order to maintain adhesiveness, surface roughness (Ra) is 0.05-5.0 micrometers, More preferably, it is 0.07 micrometer or more 2 Must be in the range of less than 0.0 μm.
ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜は非晶質炭素に含まれるものであり、高硬度、高耐摩耗性、低摩擦係数、絶縁性、高化学安定性、高腐食性、高ガスバリア性、高熱伝導率、高生体親和性、高赤外透過性等の特徴を有している。DLC膜は、電気・電子機器や切削工具、金型、自動車部品、光学部品、医療用基材(人工骨、眼内レンズ等)、ポリエチレンテレフタレート(PET)ボトルの酸素バリヤ膜等に幅広く利用されており、生体組織に対して抗血栓性付与の機能を有することも知られている。 Diamond-like carbon (DLC) film is contained in amorphous carbon, and has high hardness, high wear resistance, low friction coefficient, insulation, high chemical stability, high corrosion resistance, high gas barrier properties, and high thermal conductivity. It has characteristics such as high biocompatibility and high infrared transparency. DLC films are widely used in electrical and electronic equipment, cutting tools, molds, automotive parts, optical parts, medical base materials (artificial bones, intraocular lenses, etc.), oxygen barrier films in polyethylene terephthalate (PET) bottles, etc. It is also known to have a function of imparting antithrombogenicity to living tissue.
この非晶質炭素は、添加する(ドープする)元素を含むものと含まないものとがあり、本発明は両者を含む。非晶質炭素に添加する(ドープする)元素としてはSi、Ti、Cr、Al、Fe、Ni、Cu、Ag、Mo、W、F、H、N等がある。 This amorphous carbon includes those that contain an element to be added (doped) and those that do not. The present invention includes both. Examples of elements added (doped) to amorphous carbon include Si, Ti, Cr, Al, Fe, Ni, Cu, Ag, Mo, W, F, H, and N.
DLCの成膜法としては、アークイオンプレーテイング法やスパッタリング法の物理蒸着法(PVD法)、高周波プラズマCVD法又はイオン化蒸着法等がある。これらの成膜法によって、DLC膜の特性は異なる。本発明では、抗血栓性を高めて生体組織への悪影響を防止するために、より緻密な膜を形成できる方法である高周波プラズマCVD法を使用する。しかし、本発明は高周波プラズマCVD法には限定されず、成膜の各種条件(炭素水素系ガスの流量、圧力、電力等)を最適化することによって、上記で述べた他の成膜法を採用しても良い。 Examples of the DLC film forming method include an arc ion plating method, a sputtering physical vapor deposition method (PVD method), a high-frequency plasma CVD method, an ionization vapor deposition method, and the like. The characteristics of the DLC film differ depending on these film forming methods. In the present invention, a high-frequency plasma CVD method, which is a method capable of forming a denser film, is used to increase antithrombogenicity and prevent adverse effects on living tissues. However, the present invention is not limited to the high-frequency plasma CVD method. By optimizing various film formation conditions (flow rate, pressure, power, etc. of carbon-hydrogen gas), the other film formation methods described above can be used. It may be adopted.
本発明では、接着作業時及び生体組織へ接着後の使用中に、生体組織接着用柔軟性金属箔テープ表面にコーティングされたDLC膜が前記金属箔テープから剥離するのを防止又は抑制する必要がある。剥離の原因はDLC膜が有する内部応力によるためであり、DLC膜の応力制御と低減のための方法としては、生体組織接着用柔軟性金属箔テープの金属箔基材と表面コーティングされたDLC膜との境界に中間層を形成しても良い。この中間層によってDLC膜を形成する時に発生しやすい高い内部応力を緩和させることができるため、基材とDLC膜との間の密着力が向上する。この中間層の材料には、Si、W、Ti、C及びその炭化化合物が用いられる。 In the present invention, it is necessary to prevent or suppress the DLC film coated on the surface of the flexible metal foil tape for bonding to living tissue from being peeled off from the metal foil tape during bonding work and during use after bonding to living tissue. is there. The cause of the peeling is due to the internal stress of the DLC film. As a method for controlling and reducing the stress of the DLC film, the metal foil base material and the surface-coated DLC film of the flexible metal foil tape for biological tissue adhesion are used. An intermediate layer may be formed at the boundary. Since this intermediate layer can relieve high internal stress that is likely to occur when the DLC film is formed, the adhesion between the substrate and the DLC film is improved. Si, W, Ti, C and carbonized compounds thereof are used as the material of the intermediate layer.
DLC膜の内部応力を意図的に緩和する別の方法としては、DLC膜への他の元素の添加が有効である。本発明では、DLC膜への内部応力を減少させてDLC膜の剥離を抑制するために、上記で述べた添加する(ドープする)元素の中で、フッ素(F)を添加したDLC膜(F−DLC)を用いる。フッ素(F)を添加したDLC膜(F−DLC)は、従来のDLCよりも膜の応力が下がるだけではなく軟性化するため、金属箔テープの金属箔基材への密着性と追従性が向上する。 As another method for intentionally relieving the internal stress of the DLC film, addition of other elements to the DLC film is effective. In the present invention, in order to reduce the internal stress to the DLC film and suppress the peeling of the DLC film, the DLC film to which fluorine (F) is added among the elements to be added (doped) described above (F -DLC). Since the DLC film (F-DLC) to which fluorine (F) is added not only lowers the stress of the film but also softens than conventional DLC, the adhesion and followability of the metal foil tape to the metal foil base material improves.
このF−DLC膜は、DLC膜の剥離を防止できるだけではなく、フッ素元素の添加量を調整することによって生体組織との接着性を高めることができる。F−DLC膜は、フッ素含有量の上昇に伴い、表面濡れ性における接触角が上昇し、表面エネルギーは減少する。一般的に考えれば、フッ素含有量が増えれば表面エネルギーは減少し、基材との接触角が減少し、接着力は低下する傾向になる。しかし、本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、表面にF−DLC膜を形成することによって、生体組織との接着性を向上できるという新たな知見に基づいてなされたものである。具体的には、CF4の組成比率を70%以上としたCH4とCF4の混合ガスを用いた高周波プラズマCVD法によって形成されたフッ素ドープダイヤモンドライクカーボン(F−DLC)が、ドープされていないダイヤモンドライクカーボン(DLC)よりも生体組織に対して高い接着力を有する。このようにして作製されるF−DLC膜は、膜中のF/Cの比率が30%以上に相当する。 This F-DLC film can not only prevent the DLC film from peeling, but also can improve the adhesion to living tissue by adjusting the amount of fluorine element added. In the F-DLC film, as the fluorine content increases, the contact angle in surface wettability increases and the surface energy decreases. Generally speaking, as the fluorine content increases, the surface energy decreases, the contact angle with the substrate decreases, and the adhesive strength tends to decrease. However, the flexible metal foil tape for bonding to living tissue of the present invention has been made on the basis of a new finding that adhesion to living tissue can be improved by forming an F-DLC film on the surface. Specifically, fluorine-doped diamond-like carbon (F-DLC) formed by a high-frequency plasma CVD method using a mixed gas of CH 4 and CF 4 in which the composition ratio of CF 4 is 70% or more is doped. It has higher adhesion to living tissue than diamond-like carbon (DLC). The F-DLC film thus manufactured corresponds to an F / C ratio in the film of 30% or more.
本発明の生体組織接着用金属箔テープにおいて、表面コーティング材料の他の例として挙げられる酸化チタン(TiOx)は、二酸化チタン(TiO2)が代表的なものである。二酸化チタンは生体組織への親和性に優れるということは知られている。また、細胞に対して接着性を有するものであることは、前記の特許文献9に開示されている。しかし、生体組織の縫合を行うことができる程度までに高接着性を付与できるコーティング膜であることはほとんど知られておらず、本発明はこの新たな知見に基づいてなされたものである。
In the metal foil tape for bonding tissue of the present invention, titanium dioxide (TiO 2 ), which is exemplified as another example of the surface coating material, is typically titanium dioxide (TiO 2 ). It is known that titanium dioxide is excellent in affinity to living tissue. Moreover, it is disclosed in the said
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープを用いて、生体組織との接着を行う際に使用する接着装置について説明する。図1は、本発明の接着方法において使用する接着装置の例である。図1において、接着装置1は、L字状の断面で下部に突出台1aを有する載置体1bを有する。この装置体1bの突出台1aの上部にロードセル2(荷重変換器)が載置され、このロードセル2の上部に振動子(ピエゾアクチュエータ)3が配置されている。この振動子3の上方に、セラミックヒータ4が配置されている。
A bonding apparatus used when bonding to a living tissue using the flexible metal foil tape for bonding a living tissue of the present invention will be described. FIG. 1 is an example of a bonding apparatus used in the bonding method of the present invention. In FIG. 1, the
振動子3とセラミックヒータ4の間には、試料接触部5を介して、生体組織(例えば血管)6及び本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7の積層構造とされた試料S1が載置される。図2は、この状況を拡大した構成の断面図である。図2に示す試料S1において、(a)は表面コーティング膜が形成されていない本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープを、また(b)は表面コーティング膜7aが施されて、表面が改質された本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープを、それぞれ示している。
Between the
図2に示すように、生体組織6及び生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7は、重ね合わせられ接触させられた状態で試料接触部5の上部に配置され、生体組織6及び生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7は重ね合わせられ接触させられた状態で、振動子3とセラミックヒータ4の間に配置され挟持されている。すなわち、振動子4とセラミックヒータ4は、これらの間において生体組織6と生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7とを積層して支持する支持手段となる。
As shown in FIG. 2, the
セラミックヒータ4の先端は、本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7の上部に接触している。生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7と生体組織6は、セラミックヒータ4からの熱及び/又は圧力を受ける。振動子3は、試料接触部5、生体組織6及び生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7に所定の振動を与える。生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7、生体組織6、試料接触部5は、振動子3とセラミックヒータ4で挟まれており、この場合は低エネルギーの振動、熱及び圧力が同時に加えられている。すなわち、振動子3(あるいは試料接触部5)とセラミックヒータ4は、生体組織6と生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7の積層構造に圧力を印加する付与手段となり、セラミックヒータ4は、この積層構造に熱を与える付与手段となる。
The tip of the
このように、上記の接着装置1は、熱、振動及び圧力の少なくとも一つを付与できる構造と機構を有しており、必要に応じてそれらの付与手段を組み合わせて用いることができる。特に、熱、振動及び圧力の何れか一つを単独で用いる場合では生体組織のたんぱく質変性を生じさせることができない低エネルギーを使用しても、振動と熱及び圧力を合わせて複合エネルギーにすることによって、たんぱく質の変性を生じさせ、生体組織6と生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7とを接着させることができるようになる。
Thus, the above-described
図1に示すように、セラミックヒータ4は、セラミックヒータ4の温度を制御するセラミックヒータコントローラ8に接続されている。セラミックヒータコントローラ8は、セラミックヒータ4を設定温度に保つ。また、振動子3は、振動子3の振動を制御するピエゾアクチュエータドライバ9に接続されている。ピエゾアクチュエータドライバ9は、振動子3の振動周波数と振動振幅の大きさを決定する。
As shown in FIG. 1, the
また、セラミックヒータ4の側面には、静電容量型変位計(静電容量型ギャップ検出器)10が配置されている。この静電容量型変位計10は、振動子3とセラミックヒータ4環のギャップを検出する。
Further, a capacitance displacement meter (capacitance gap detector) 10 is disposed on the side surface of the
さらに、上記の接着装置1は、オシロスコープ11を備え、このオシロスコープ11は、セラミックヒータ4の電圧等を測定する。また、上記接着装置Aは、サーモグラフィ12を有し、このサーモグラフィ12は、生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7、生体組織6の表面の温度を測定、画像化し、それによって、操作者は、生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7、生体組織6の表面の温度状態を診断することができる。このようにして、振動振幅・温度・圧力は、オシロスコープ11、サーモグラフィ12及びロードセル2を用いて計測される。
Further, the
上記した接着装置1は、AD変換装置13を備え、このAD変換装置13は、ロードセル2のデータを電圧等のデータに変換する。サーモグラフィ12とAD変換装置13は、パーソナルコンピュータ14に接続されている。
The above-described
図2の構成においては、接着後における生体組織6と生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7(図2の(b)ではコーティング膜7a)との間の接着強度が高いことが要求される。この接着強度は、本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7を用いることによって、向上させることができる。
In the configuration of FIG. 2, the adhesive strength between the living
一方で、熱、振動及び圧力の少なくとも一つは、生体組織6と生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7との間の界面に付与されるだけではなく、接着装置1の一部、例えば図2に示すセラミックヒータ4と生体組織接着用金属箔テープ7との界面、あるいは生体組織6と試料接触部5との界面にも付与される。特に、生体組織6と試料接触部5との界面が接着されて接着強度が高くなった場合には、生体組織6と生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7とが接着された構造を、この接着装置1から分離することが困難になる。最悪の場合には、生体組織6が破損に到ることがある。従って、生体組織6と試料接触部5との界面における接着強度を極力小さくして、接着させないようにすることが必要である。そのため、試料接触部5には、生体組織6との密着性の低いフッ素樹脂加工板(例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)板)又はフッ素樹脂やフッ素系シランカップリング剤で表面処理された有機又は無機からなる板等を使用することができる。本発明では、試料接触部5として使用できるものは前記のフッ素樹脂加工板等に限られず、生体組織6との接着強度が生体組織接着用柔軟性金属箔テープ7よりも小さくなるような板やシートを使用しても良いが、両者の接着強度の差が極力大きくなるようなものを選択することが好ましい。
On the other hand, at least one of heat, vibration, and pressure is not only applied to the interface between the living
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープを用いて生体組織との接着を行う接着方法において、図1に示す接着装置によって付与される熱、振動及び圧力の各条件は、それぞれ温度50〜250℃、振動周波数1〜60kHz及び圧力1〜150Mpaの範囲である。また、振動付与時の振動全振幅の条件は、1〜300μmの範囲である。加熱時の温度が50℃未満で、振動が1kHz未満で、圧力が1MPa未満であると、単独付与の場合はもちろんのこと、振動と熱及び圧力を合わせて複合エネルギーにして付与した場合でも、生体組織との接着強度を十分に高めることができない。仮に、接着作業後に両者が接着しているように見えても、使用中に生体組織接着用柔軟性金属箔テープが生体組織から簡単に剥離してしまうため、振動と熱及び圧力の条件は上記に示す下限値以上でなければならない。また、加熱時の温度が250℃、振動が60kHz、又は圧力が150MPaをそれぞれ超えると、生体組織へのダメージが大きくなる。それ以外にも、生体組織の接着部分において応力発生や発熱によって局所的な剥離が起きやすくなり、生体組織に対する接着強度が全体的に低下すると共に、耐久信頼性の点でも問題がある。そのため、振動と熱及び圧力の条件は上記に示す上限値以下にする必要がある。 In the bonding method for bonding to a living tissue using the flexible metal foil tape for bonding a living tissue of the present invention, each condition of heat, vibration and pressure applied by the bonding apparatus shown in FIG. It is the range of 250 degreeC, vibration frequency 1-60kHz, and pressure 1-150Mpa. Moreover, the conditions of the vibration total amplitude at the time of vibration provision are the range of 1-300 micrometers. When the temperature at the time of heating is less than 50 ° C., the vibration is less than 1 kHz, and the pressure is less than 1 MPa, not only in the case of single application, but also in the case where the vibration, heat and pressure are combined and applied as composite energy, Adhesive strength with living tissue cannot be sufficiently increased. Even if both appear to be bonded after the bonding operation, the flexible metal foil tape for bonding the living tissue easily peels off from the living tissue during use. Must be greater than or equal to the lower limit shown in. Further, when the temperature during heating exceeds 250 ° C., the vibration exceeds 60 kHz, or the pressure exceeds 150 MPa, damage to the living tissue increases. In addition, local peeling easily occurs due to stress generation or heat generation at the bonding portion of the living tissue, and the bonding strength to the living tissue is reduced as a whole, and there is a problem in terms of durability and reliability. Therefore, the vibration, heat, and pressure conditions must be equal to or lower than the upper limit values shown above.
また、本発明は、短時間で接着作業時間ができるという特徴と有している。上記の接着条件に応じて接着時間は変わるものの、本発明の接着方法において接着時間は2〜60secの範囲であり、好ましくは10〜300secの範囲である。 Further, the present invention has a feature that the bonding work time can be made in a short time. Although the bonding time varies depending on the above bonding conditions, the bonding time in the bonding method of the present invention is in the range of 2 to 60 sec, and preferably in the range of 10 to 300 sec.
本発明は、図1〜2に示す接着装置1を用いないでも、図3に示すように、かん子23を用いて生体組織21と生体組織接着用柔軟性金属箔テープ22を接着することができる。図3の(a)は表面コーティング膜が形成されていない本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ22を、また(b)は表面コーティング膜22aが施されて、表面が改質された本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ22を、それぞれ示している。熱、振動及び圧力の少なくとも一つは、かん子23を通して付与される。図3において、生体組織21と直接触れるように下部に配置されたかん子23の表面は、生体組織21と接着しないように、フッ素樹脂やフッ素系カップリング剤等によって表面処理したものを使用するのが良い。また、生体組織接着用柔軟性金属箔テープ22と直接触れるように上段に配置されたかん子23についても、両者の接着が起きないように、上段のかん子23又は該かん子23に触れる生体組織接着用柔軟性金属箔テープ22の表面に接着性を低下させるようなコーティング膜を形成することができる。
Even if the
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、生体組織との接着強度を更に高めるために、該柔軟性金属箔テープに複数の空孔を設けることができる。図4に、複数の空孔を設けた本発明の生体組織接着用金属箔テープの例を示す。図4に示す生体組織接着用金属箔テープ25には、複数の空孔26が生体組織の疾患部又は損傷部24と直接接着する部分を避けて形成されている。複数の空孔26は生体組織接着用金属箔テープ25にアンカー効果を付与するためのものであり、接着時に熱、振動及び/又は圧力の付与によって変性又は変形した生体組織が複数の空孔26に侵入することによって接触面積が増えて、接着強度を高める効果を生む。しかし、この複数の空孔26を生体組織の疾患部又は損傷部24と直接接触する部分に形成した場合は、熱、振動及び/又は圧力を付与しても、それらのエネルギーが複数の空孔から逃げやすくなるため、接着性向上に対する効果が小さくなる。
The flexible metal foil tape for bonding a living tissue of the present invention can be provided with a plurality of pores in the flexible metal foil tape in order to further increase the adhesive strength with the living tissue. FIG. 4 shows an example of the metal foil tape for bonding a biological tissue of the present invention provided with a plurality of holes. In the
図4に示す複数の空孔26は、球状、楕円状、又は長方形、正方形若しくは多角形等の角状の何れの形状でも形成することが可能であり、プレスによるパンチング加工法やエッチング法等によって所定の形状に容易に加工することができる。本発明においては、複数の空孔の全てが生体組織接着用柔軟性金属箔テープに対して占める面積比は50%以下であることが必要である。この面積比が50%を超えると、接着作業時に熱、振動又は圧力のエネルギーが逃げやすくなり、生体組織に対して接着強度を高めることができない。加えて、接着強度のバラツキが大きくなり、生体組織接着用柔軟性金属箔テープの剥離や脱離の原因ともなる。本発明では、複数の空孔の全てが生体組織接着用柔軟性金属箔テープに対して占める面積比は50%以下であると同時に、空孔の面積はどれも1cm2以下であることが必要である。空孔の面積が1cm2を超えると、接着作業時に熱、振動又は圧力のエネルギーが逃げやすくなる。
The plurality of
本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、図2に示す平面形状だけではなく、生体組織を包合できるように、円筒状又は少なくとも一つの開口部を有する袋状に加工することができる。図5には、そのように加工された生体組織接着用柔軟性金属箔テープを示す。図5の(a)は円筒状のものであり、図5の(b)は、一つの開口部を有する袋状のものである。 The flexible metal foil tape for bonding biological tissue of the present invention can be processed into a cylindrical shape or a bag shape having at least one opening so that not only the planar shape shown in FIG. it can. In FIG. 5, the flexible metal foil tape for biological tissue adhesion processed in that way is shown. 5A is a cylindrical shape, and FIG. 5B is a bag shape having one opening.
血管等の生体組織の縫合を行う場合は、図5の(a)に示すように、円筒状の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ28によって2つの血管29を包合した後、円筒状の接着冶具を用いて一度に2つの血管を接着して縫合することができる。その場合、血管の組織同志の融着を防止するために、血管と接着しづらい材料で作製される細径の棒を挿入して、図2に示す方法で接着を行った後に挿入した棒を抜き取る方法を採用しても良い。また、円筒状の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、疾患部又は損傷部を有する一つの血管を縫合する場合でも使用することができる。この方法では、血管の両側が接着されるため、疾患部又は損傷部でない部分とも接着が同時に行われるが、本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは厚さが薄いため、疾患部又は損傷部でない部分に柔軟性金属箔テープが残っても、実用面で大きな障害にならないと考えられる。
When a biological tissue such as a blood vessel is sutured, as shown in FIG. 5 (a), after the two
さらに、血管の端部だけを塞ぎたい時には、図5の(b)に示すように、一つの開口部を有する袋状の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ31を使用すれば、確実な縫合ができる。本発明では、開口部は一つに限定されるものではなく、生体組織の形状に応じて、二つ又はそれ以上の開口部を有する袋状の生体組織接着用柔軟性金属箔テープを用いても良い。例えば、二つの開口部を有する袋状の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、図5の(a)と同じ様な用途に使用することができる。
Further, when it is desired to close only the end of the blood vessel, as shown in FIG. 5 (b), the use of a bag-like flexible
次に実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention, the scope of the present invention is not limited to these Examples.
[実施例1〜5、比較例1]
図1に示す接着装置を用いて、ステンレス鋼箔又はNiTi合金箔による生体組織の接着を行った。図2の振動子3の上にフッ素樹脂加工板(PTFE板)5を敷き、その上にステンレス鋼箔(SUS)又はNiTi合金箔7、生体組織である血管6の順番で載せた。ステンレス鋼箔(SUS)又はNiTi合金箔7は、厚み30μm、表面粗さ(Ra)0.07μmとし、8mm×20mmの短冊型とした。このステンレス鋼箔又はNiTi合金は、表面コーティングされていないものである。血管6は、8mm×20mmの短冊型とし、前記のステンレス鋼箔7と血管6を5mm重ねて接触させて接着した。セラミックヒータ4の押付面の大きさは、4mm×1mmとした。上記で述べたように、PTFE板5と血管6との接着は生じていなかった。また、比較例1として、ステンレス鋼箔(SUS)又はNiTi合金箔に代えて、厚さ30μmの湿潤コラーゲン(高研製タイプ1コラーゲンをグルタルアルデヒドで架橋したもの)を用いて血管との接着を行った。
[Examples 1 to 5, Comparative Example 1]
Using the bonding apparatus shown in FIG. 1, the living tissue was bonded with stainless steel foil or NiTi alloy foil. A fluororesin processed plate (PTFE plate) 5 was laid on the
接着条件は、振動無付加の場合には、接着温度130℃又は200℃、接着圧力15MPa又は10MPa、接着時間120secとし、振動付加の場合には、接着温度230℃、接着圧力2.5MPa、接着時間120sec。振動周波数12kHz、振動振幅2μmとした。 In the case of no vibration addition, the bonding conditions are an adhesion temperature of 130 ° C. or 200 ° C., an adhesion pressure of 15 MPa or 10 MPa, an adhesion time of 120 sec, and in the case of vibration addition, an adhesion temperature of 230 ° C., an adhesion pressure of 2.5 MPa, adhesion 120 seconds. The vibration frequency was 12 kHz and the vibration amplitude was 2 μm.
ステンレス鋼箔(無コーティング)の接着実験結果を表1に示す。接着力の評価は、ステンレス鋼箔、NiTi合金箔又はコラーゲン箔と血管を接着した試験片を荷重変換器に固定したチェックで把持した後、せん断引張速度4mm/minでせん断引張荷重を負荷して、室温における最大引張荷重を測定して行った。接着領域は1mm×4mmなので、接着強度は室温の最大引張荷重を4mm2で除算して求めた。 Table 1 shows the adhesion test results of stainless steel foil (uncoated). The adhesive strength was evaluated by holding a test piece in which a stainless steel foil, NiTi alloy foil or collagen foil and a blood vessel were bonded with a check fixed to a load transducer, and then applying a shear tensile load at a shear tensile speed of 4 mm / min. The maximum tensile load at room temperature was measured. Since the adhesive area is 1 mm × 4 mm, the adhesive strength was obtained by dividing the maximum tensile load at room temperature by 4 mm 2 .
表1に示すように、実施例1〜5は、どれも血管に対して十分な接着力を有している。金属箔としてのSUS及びNiTi合金の違いは、接着強度の差として顕著に表れてこないで、両者とも高い接着強度を示した(実施例2と実施例4との対比)。実施例3は、熱、圧力及び振動の3つを合わせた複合エネルギーにすることによって、血管との接着性をさらに向上できることを示している。また、試験片の順番を入れ替え、ステンレス鋼箔(SUS)の上に血管を載せた場合も接着しており(実施例5)、血管の上にステンレス鋼(SUS)を載せた場合(実施例2)よりも高い接着強度を有する。一方、血管との接着を有機物による箔で行った比較例1は、接着強度が実施例2よりも低くなった。さらに、比較例1は、重ね合わせた接着距離5mmからのずれが1.5mmも観測されたため、採用した接着条件では微細な箇所を接着することが困難であることが分かった。それに対して、実施例1〜5は、接着箇所のずれが0.2mm以内であり、ずれ抑制に対して大幅な改善効果が見られる。 As shown in Table 1, each of Examples 1 to 5 has a sufficient adhesion to blood vessels. The difference between SUS and NiTi alloy as metal foil did not appear as a difference in adhesive strength, and both showed high adhesive strength (contrast with Example 2 and Example 4). Example 3 shows that adhesiveness with blood vessels can be further improved by using a composite energy combining heat, pressure, and vibration. In addition, the order of the test pieces was changed, and when the blood vessel was placed on the stainless steel foil (SUS), it was adhered (Example 5), and when the stainless steel (SUS) was placed on the blood vessel (Example) 2) Higher adhesive strength than On the other hand, Comparative Example 1 in which adhesion to the blood vessel was performed with a foil made of an organic substance had a lower adhesive strength than Example 2. Furthermore, in Comparative Example 1, since a deviation from the overlapped bonding distance of 5 mm was observed as 1.5 mm, it was found that it was difficult to bond a fine portion under the bonding conditions employed. On the other hand, in Examples 1-5, the shift | offset | difference of an adhesion location is less than 0.2 mm, and the significant improvement effect is seen with respect to shift | offset | difference suppression.
[実施例6〜13、比較例2〜7]
厚さ及び表面粗さ(Ra)の異なるステンレス鋼箔(SUS)を用いて、実施例2と同じ方法で血管との接着を行い、接着強度によって接着性を評価した。表面粗さRaの異なるステンレス鋼箔は、加工時の鍛造ロールの表面粗さを変えたり、加工後に新たにショットブラストやエッチング処理等による粗化処理を行って得た。その評価結果を表2に示す。表2には、実際に接着作業を行った時の接着条件を合わせて示した。
[Examples 6 to 13, Comparative Examples 2 to 7]
Using stainless steel foil (SUS) having a different thickness and surface roughness (Ra), adhesion to a blood vessel was performed in the same manner as in Example 2, and the adhesion was evaluated based on adhesion strength. Stainless steel foils having different surface roughness Ra were obtained by changing the surface roughness of the forging roll during processing, or by performing a new roughening treatment such as shot blasting or etching after the processing. The evaluation results are shown in Table 2. Table 2 also shows the bonding conditions when the actual bonding operation was performed.
ステンレス鋼箔の表面粗さRaが0.05〜5.0μmの範囲であれば、血管との接着強度が高くなって接着性を維持でき、接着後の1か月の使用中でも前記ステンレス鋼箔の剥離は発生しなかった(実施例6〜13)。特に、表面粗さRaが0.07μm以上2.0μm未満である実施例7〜11は接着強度が0.28MPa以上を示しており、優れた接着性を有する。それに対して、表面粗さRaが0.03μmである比較例2は、接着強度が0.02MPa未満と大幅に低下して剥離が発生した。接着条件を変えても、比較例3に示すように、十分な接着強度が得られなかった。また、比較例4〜5に示すように、表面粗さRaが5.3μmの場合も、接着力の向上は見られなかった。ステンレス鋼箔の表面が粗くなりすぎて、接着力を高めるための十分なアンカー効果が得られず、加えて、熱、及び圧力及び/又は振動のエネルギーがステンレス鋼箔と血管の界面に効率良く伝達しなかったためと考えられる。さらに、比較例4〜5よりも熱及び圧力及び/又は振動の付与エネルギーを高くした接着条件によって接着性の向上を検討したが、付与エネルギーを高くすると接着面の局所的な微小部分に茶色の斑点が観測されるようになり接着性の向上を行うことができなかった。その微小部分には剥離が発生しているため、接着条件を変えても接着強度の向上はわずかしか図ることができなかった。この原因は、熱、圧力及び振動のエネルギーが局所的に集中したためと考えられるが、詳細は不明である。 If the surface roughness Ra of the stainless steel foil is in the range of 0.05 to 5.0 μm, the adhesive strength with the blood vessel can be increased and the adhesiveness can be maintained. No peeling occurred (Examples 6 to 13). In particular, Examples 7 to 11 having a surface roughness Ra of 0.07 μm or more and less than 2.0 μm exhibit an adhesive strength of 0.28 MPa or more and have excellent adhesiveness. On the other hand, in Comparative Example 2 having a surface roughness Ra of 0.03 μm, the adhesive strength was significantly reduced to less than 0.02 MPa, and peeling occurred. Even if the bonding conditions were changed, as shown in Comparative Example 3, sufficient bonding strength could not be obtained. Further, as shown in Comparative Examples 4 to 5, even when the surface roughness Ra was 5.3 μm, no improvement in adhesive force was observed. The surface of the stainless steel foil becomes too rough, so that the sufficient anchoring effect for enhancing the adhesive force cannot be obtained, and in addition, the energy of heat, pressure and / or vibration is efficiently applied to the interface between the stainless steel foil and the blood vessel. It is thought that it was not transmitted. Furthermore, the improvement of the adhesiveness was examined according to the bonding conditions in which the heat and pressure and / or vibration application energy was higher than those in Comparative Examples 4 to 5, but when the application energy was increased, the local minute portion of the adhesion surface was browned. Spots were observed and the adhesion could not be improved. Since peeling occurred at the minute portion, the adhesive strength could be improved only slightly even when the bonding conditions were changed. The cause of this is thought to be due to local concentration of heat, pressure, and vibration energy, but details are unknown.
表2に示す比較例6は、ステンレス鋼箔の厚さが3μmであるため、柔軟性が高く、接着強度も高くなる。しかし、接着作業中に、折れやしわが発生するため取扱い性が極端に悪かった。そのため、比較例6のステンレス鋼箔は、複雑な形状の生体組織への縫合には適さない。また、比較例7のステンレス鋼箔は、厚さが400μmと非常に厚いため柔軟性が十分でない。加えて、ステンレス鋼箔と血管の界面に熱と圧力が十分に伝わらないために、接着強度が低かった。比較例7のステンレス鋼箔は、平坦な生体組織の接着には使用できるかもしれないが、曲面や複雑な形状を有する生体組織への接着用金属箔テープとしては不向きである。また、比較例7のステンレス鋼箔を用いて十分な接着強度を得るためには、熱、圧力及び/又は振動の付与エネルギーを高くしたり、接着時間を長くする必要があり、効率的な接着を行うことができない。 In Comparative Example 6 shown in Table 2, since the thickness of the stainless steel foil is 3 μm, the flexibility is high and the adhesive strength is also high. However, the operability was extremely poor because creases and wrinkles occurred during the bonding operation. Therefore, the stainless steel foil of Comparative Example 6 is not suitable for suturing to a complex-shaped living tissue. In addition, the stainless steel foil of Comparative Example 7 is not sufficiently flexible because the thickness is very thick at 400 μm. In addition, since the heat and pressure were not sufficiently transmitted to the interface between the stainless steel foil and the blood vessel, the adhesive strength was low. The stainless steel foil of Comparative Example 7 may be used for adhesion of a flat biological tissue, but is not suitable as a metal foil tape for adhesion to a biological tissue having a curved surface or a complicated shape. In addition, in order to obtain a sufficient adhesive strength using the stainless steel foil of Comparative Example 7, it is necessary to increase the energy of application of heat, pressure and / or vibration, or to increase the bonding time. Can not do.
[実施例14]
表面コーティングしたステンレス鋼箔(SUS)を用いて、実施例1〜5と同じ方法で血管との接着を行い、接着強度によって接着性を評価した。コーティング材料として、(1)DLC(フッ素(F)ドープなし)、(2)CF420%(CH80%)の原料ガスを用いたF−DLC、(3)CF440%(CH60%)の原料ガスを用いたF−DLC、(4)CF460%(CH40%)の原料ガスを用いたF−DLC、(5)CF470%(CH30%)の原料ガスを用いたF−DLC、(6)CF480%(CH20%)の原料ガスを用いたF−DLC、(7)二酸化チタン(TiO2)の5種類を用いた。DLC膜、F−DLC膜及びTiO2膜を有するステンレス箔テープは、次のようにして試料を作製した。
[Example 14]
Using a surface-coated stainless steel foil (SUS), adhesion to a blood vessel was performed in the same manner as in Examples 1 to 5, and the adhesiveness was evaluated by the adhesive strength. As a coating material, of (1) DLC (fluorine (F) without doping), (2) CF 4 20 % F-DLC with raw material gas (CH80%), (3)
DLC膜は、大きさ20mm×8mm、厚さ30μmで、表面粗さ(Ra)が0.07μmのステンレス鋼(SUS316)箔の表面に、高周波プラズマCVD装置を使用して、CF4の割合を全流量(CH4+CF4)に対して0%、20%、40%、60%、70%、80%に調整してコーティングを行い、膜厚0.2μmで形成した。また、DLC膜の付着強度を向上させるため、DLC膜を形成する前に、ステンレス鋼箔の表面に中間層としてシリコン(Si)をスパッタリングによってコーティングした。DLC膜の分析はX線光電子分光分析(Xray Photoelectron Spectroscopy:XPS)測定を行った。また、別途、DLC膜の成膜状態を把握するために、シリコン(Si)基板にDLCの薄膜を堆積させてレーザーラマン分光光度計による測定を行った。Si基板は、あらかじめアセトンに浸し10分間の超音波洗浄を行い、ステンレス鋼箔の場合と同じ条件でDLCの成膜を行った。DLC膜のコーティング条件を表3に示す。
ラマンスペクトルのCF4流量依存性を図6に示す。図6により、1350cm−1付近のDバンドと、1550cm−1付近のGバンドがCF460%(CH440%)までは確認でき、DLCが成膜されていることが分かった。しかし、CF480%(CH420%)ではピークが確認できなかったため、DLC膜となっていないことが分かった。
FIG. 6 shows the dependency of the Raman spectrum on the CF 4 flow rate. The Figure 6, the D band near 1350 cm -1, 1550 cm G band near -1 CF 4 60% to (CH 4 40%) is confirmed, it was found that DLC is deposited. However, since no peak could be confirmed with
C1sのC−C結合ピークのXPS結果を図7に、F1sのC−F結合ピークのXPS分析結果を図8に示す。図7により、CF4の割合を増やしていくと、C−C結合が減少していることが分かった。また、図8により、CF4の割合を増やしていくとC−F結合が増加していることが分かった。 FIG. 7 shows the XPS result of the C—C bond peak of C1s, and FIG. 8 shows the XPS analysis result of the C—F bond peak of F1s. FIG. 7 shows that the C—C bond decreases as the proportion of CF 4 is increased. Further, FIG. 8 indicates that the C—F bond increases as the proportion of CF 4 increases.
図6に示すラマン分光分析結果から、CF460%(CH440%)までの試料がDLCであると確認されたが、CF480%(CH420%)ではDLCのピークが確認されなかった。
From the results of Raman spectroscopic analysis shown in FIG. 6, it was confirmed that the samples up to 60% CF 4 (
ここで、XPSのC1sピークの結果を見ると、CF4の割合を増やすとC−C結合が減少している。F1sピークを見ると、CF4の割合増加によってC−F結合の増加が確認された。C―F結合は、CF2やCF3が主体となっていると考えられ、これらの結合が多く存在すると、DLC膜の表面の疎水性が高くなる。 Here, looking at the result of the XPS C1s peak, the C—C bond decreases as the proportion of CF 4 increases. Looking at the F1s peak, it was confirmed that the CF bond was increased by increasing the proportion of CF 4 . The C—F bond is considered to be mainly composed of CF 2 and CF 3 , and when many of these bonds exist, the hydrophobicity of the surface of the DLC film becomes high.
なお、上記の通り、CF4が60%以下の場合にはダイヤモンド状炭素であることが確認され、CF4が80%以上である場合にはもはや厳密にはダイヤモンド状炭素とはなっていないことが確認された。しかしながら、以下では、便宜上、CF4が0%の場合に得られた材料をDLC、CF4が含まれる場合(CF4が80%以上の場合も含む)に得られた材料をF−DLCと呼称する。 As described above, when CF 4 is 60% or less, it is confirmed that it is diamond-like carbon, and when CF 4 is 80% or more, it is no longer strictly diamond-like carbon. Was confirmed. However, in the following, for convenience, the material obtained when CF 4 is 0% is DLC, and the material obtained when CF 4 is included (including the case where CF 4 is 80% or more) is referred to as F-DLC. Call it.
以上のようにして作製されたDLC膜及びF−DLC膜を有するステンレス鋼箔テープは、表面粗さ(Ra)が0.05〜0.09μmの範囲にあった。コーティング膜は膜厚が非常に薄いため、形成する前のステンレス鋼箔テープの表面粗さ(Ra)とほとんど差異なく成膜できる。 The stainless steel foil tape having the DLC film and F-DLC film produced as described above had a surface roughness (Ra) in the range of 0.05 to 0.09 μm. Since the coating film is very thin, it can be formed with almost no difference from the surface roughness (Ra) of the stainless steel foil tape before it is formed.
次に、二酸化チタン(TiO2)を用いたコーティング膜の作製方法を述べる。上記と同じ大きさ(20mm×8mm)、厚さ(30μm)及び表面粗さ(Ra)0.07μmを有するステンレス鋼(SUS316)基板をアセトンにて10分間の超音波洗浄を行い、TiO2のコーティングを施すための成膜を行った。成膜には高周波マグネトロンスパッタ装置を使用し、スパッタリングガスはアルゴン(Ar)とした。条件を表4に示す。 Next, a method for producing a coating film using titanium dioxide (TiO 2 ) will be described. Same size as above (20mm × 8mm), subjected to ultrasonic cleaning in thickness (30 [mu] m) and surface roughness (Ra) of stainless steel having a 0.07μ m (SUS316) 10 min substrate with acetone, TiO 2 Film formation was performed to apply the coating. A high frequency magnetron sputtering apparatus was used for film formation, and the sputtering gas was argon (Ar). Table 4 shows the conditions.
表4に示す条件でTiO2のコーティング膜が成膜されたステンレス鋼箔テープは、表面粗さ(Ra)が0.08μmであった。 The stainless steel foil tape on which the TiO 2 coating film was formed under the conditions shown in Table 4 had a surface roughness (Ra) of 0.08 μm.
以上のようにして得られたDLC膜、F−DLC膜及びTiO2膜を有するステンレス箔テープは、実施例1〜5と同じ方法で、血管との接着を行った。血管との接着は、ヒーター予熱温度125℃、振動予熱温度50℃とし、接着温度120℃、圧力125MPa、振動周波数11.84kHz、振動振幅5μm、接着時間120secで行った。これらのコーティング膜を有するステンレス箔テープと血管との接着強度を、実施例1〜4と同じ方法で測定した。サンプル数は、各条件で5回以上とした。接着強度の測定結果を図9に示す。図9には、コーティング膜が形成されていないステンレス鋼箔テープを用いて、同じ接着条件で血管との接着を行った試料の接着強度を合わせて示している。 The stainless steel foil tape having the DLC film, F-DLC film and TiO 2 film obtained as described above was adhered to the blood vessel by the same method as in Examples 1-5. Adhesion with the blood vessel was performed at a heater preheating temperature of 125 ° C. and a vibration preheating temperature of 50 ° C., an adhesion temperature of 120 ° C., a pressure of 125 MPa, a vibration frequency of 11.84 kHz, a vibration amplitude of 5 μm, and an adhesion time of 120 seconds. The adhesive strength between the stainless steel foil tape having these coating films and the blood vessels was measured by the same method as in Examples 1 to 4. The number of samples was 5 or more under each condition. The measurement result of adhesive strength is shown in FIG. FIG. 9 also shows the adhesive strength of a sample that is bonded to a blood vessel under the same bonding conditions using a stainless steel foil tape on which a coating film is not formed.
図9に示すように、CF4が60%においてコーティング無しのステンレス鋼箔テープとほぼ同じ接着強度を有し、CF4が70%以上になると接着強度が向上した。さらに、TiO2膜を有するステンレス箔テープは、F−DLC膜よりも高い接着強度を有することが分かった。 As shown in FIG. 9, when CF 4 is 60%, it has almost the same adhesive strength as the uncoated stainless steel foil tape, and when CF 4 is 70% or more, the adhesive strength is improved. Furthermore, it was found that the stainless steel foil tape having the TiO 2 film has higher adhesive strength than the F-DLC film.
本実施例では、コーティング膜を形成したステンレス鋼箔テープと血管とを接着し、剥がした後、コーティングを施したステンレス鋼上に残った血管を走査型電子写真顕微鏡(SEM)によって観察した。測定条件は、倍率1000倍で、加速電圧は1kVでる。図10に、CF480%(CH420%)以上の原料ガスを用いてF−DLC膜が形成されたステンレス鋼箔テープについて観察したSEM画像写真を示す。図10に示すSEM画像写真において、F−DLCコーティング膜を形成したステンレス鋼箔テープの表面には血管とみられる組織が残っており、組織が残っていない面と残っている面の組織の境界の表面が観察されている。
In this example, the stainless steel foil tape on which the coating film was formed and the blood vessel were bonded and peeled, and then the blood vessel remaining on the coated stainless steel was observed with a scanning electrophotographic microscope (SEM). Measurement conditions are a magnification of 1000 times and an acceleration voltage of 1 kV. FIG. 10 shows an SEM image photograph observed on a stainless steel foil tape having an F-DLC film formed using a source gas of
図10には血管組織15とステンレス鋼箔テープ16が観測されており、血管組織15が網目条となっている様子を示し、約1μmの太さの繊維であることが分かる。また、ステンレス鋼箔テープと血管との接着面を強制的に剥離した面は凝集破壊であり、CF480%(CH420%)以上の原料ガスを用いてF−DLC膜が形成されたステンレス鋼箔テープは高い接着性を有することが確認された。
In FIG. 10, the
この結果より、特にこのコーティングを形成した金属箔テープと血管との接着が可能であり、かつ血管同士の接着強度よりも強固であることから、例えば、金属箔テープを血管に接着し、金属箔テープのずれを防ぐことが可能である。 From this result, the metal foil tape formed with this coating can be adhered to the blood vessel and is stronger than the adhesive strength between the blood vessels. For example, the metal foil tape is adhered to the blood vessel, It is possible to prevent the tape from shifting.
図10の結果より、CF4が70%以上(CH430%以下)の原料ガスを用いたF−DLC又はTiO2を、図2の(b)に示す第1のコーティング膜7aの材料として用いることで、非常に強固な接着を実現できることが明らかである。また、これらのコーティング膜は、抗血栓性の特徴を有し、生体組織への悪影響がないため、生体組織接着用柔軟性テープとして有用性が非常に高い。
From the result of FIG. 10, F-DLC or TiO 2 using a source gas with CF 4 of 70% or more (
一方、図9に示すDLC膜及びCF4が60%以下(CH440%以上)の原料ガスを用いたF−DLC膜は、コーティング無しのステンレス鋼箔テープよりも接着強度が同等かやや劣る傾向にある。しかし、これらのコーティング膜を有する金属箔テープも抗血栓性という特徴と有するため、生体組織接着用柔軟性テープとして使用することが可能である。これらのコーティング膜を有する金属箔テープは、例えば、接着した後、所定の期間使用した後に剥離を容易にするための目的に使う仮止めの接着用テープとして適用しても良い。
On the other hand, the DLC film shown in FIG. 9 and the F-DLC film using the raw material gas with CF 4 of 60% or less (
[実施例15]
生存中の豚の大動脈に一部切り込みを入れ、CF480%(CH420%)以上の原料ガスを用いてフッ素(F)を含有するF−DLC膜を表面に形成したステンレス鋼箔テープを前記豚の血管内に接着した。このステンレス鋼箔テープは、厚さが30μmで、表面粗さ(Ra)が0.4μmであり、8mm×20mmmの短冊型にカットしてものである。接着条件は、温度120℃、圧力125MPa、振動周波数12kHz、振動振幅5μ、接着時間50secとした。接着は、(1)豚の大動脈の血管を半分に切断冷却する工程、(2)血管内にF−DLC膜を有するステンレス鋼箔テープを挿入して血管の形状に合わせる工程、(3)血管とF−DLC膜を有するステンレス鋼箔テープを図1〜2に示す接着装置Aを用いて接着する工程、及び(4)接着した血管とF−DLC膜を有するステンレス鋼箔テープを冷却して組織損傷を抑える工程、の手順で行った。その結果、図1〜2に示す接着装置1を用いて、血管に損傷を与えずに、F−DLC膜を有するステンレス鋼箔テープを血管に装着することができた。また、約1時間の拍動下において接着したF−DLC膜を有するステンレス鋼箔テープと血管が剥がれないことを確認した。
[Example 15]
Stainless steel foil tape in which a cut is made in the aorta of a living pig and an F-DLC film containing fluorine (F) is formed on the surface using a raw material gas of
実施例14〜15では、接着装置1に装着されていない他の装置(手段)で前もって第1のコーティング膜7aを有する金属箔テープ7上に形成する。このコーティング済みの金属箔テープ7を接着装置1における支持手段に装着している。しかしながら、これらのコーティング膜を形成するコーティング手段を接着装置内に設けることもできる。その場合は、図1〜2に示す振動子3やセラミックヒータ4等と離れた箇所において高周波プラズマCVD装置等(DLC,F−DLCの場合)あるいは高周波マグネトロンスパッタ装置等(TiO2の場合)と同様の機構を設ける。これにより、金属箔テープ7の表面に第1のコーティング膜7aを形成した後に、図2の(b)の構成で生体組織5とこのコーティング済みの金属箔テープ7とを接着すれば良い。
In Examples 14-15, it forms on the
また、圧力を加える付与手段、振動を与える付与手段、熱を与える付与手段としては、上記の構成以外にも各種の構成のものが適用できる。それによっても同様の効果を奏することは明らかである。その際、少なくとも熱、振動、圧力の何れかが加えられることによって金属箔テープ7と生体組織(例えば、血管等)6とを接着することができる。
Further, as the applying means for applying pressure, the applying means for applying vibration, and the applying means for applying heat, various configurations other than the above-described configurations can be applied. It is clear that the same effect can be obtained by that. At that time, at least any one of heat, vibration, and pressure is applied, whereby the
実施例14〜15では、生体組織用接着用柔軟性金属箔テープの1面において1種類の材料からなるコーティングを形成していた。本発明では、これを2種類以上とすることも可能である。例えば、生体組織の疾患部や損傷部を含む限られた領域にF濃度の高いF−DLC(CF4が70%以上のF−DLC)からなる第1コーティング膜を形成し、その周辺領域にはF濃度の低いF−DLCあるいはDLC(CF4が40%以下のF−DLC又はDLC)からなる第2のコーティング膜を形成した金属箔テープである。そのような構成の金属箔テープを用いることによって、生体組織の疾患部や損傷部を含む限られた領域だけは強固に接着できるのに対して、その部分以外の周辺はその接着部分を補強するだけの接着力があれば良く、接着による生体組織の余分な変形や悪影響を抑制できる効果を有する。そのような金属箔テープは、DLCあるいはF−DLCをこれらのコーティング材料として用いることにより、原料ガスの成分(CF4/CH4)の調整を行うだけで、同一のコーティング装置を用いて、これらのコーティング膜の形成を行うため、容易に作製することができる。 In Examples 14-15, the coating which consists of one type of material was formed in 1 surface of the flexible metal foil tape for adhesion | attachment for biological tissues. In the present invention, it is possible to use two or more types. For example, a first coating film made of F-DLC having a high F concentration (F-DLC with CF 4 of 70% or more) is formed in a limited region including a diseased part or a damaged part of a living tissue, and the peripheral region thereof is formed. Is a metal foil tape on which a second coating film made of F-DLC or DLC (F-DLC or DLC with CF 4 of 40% or less) having a low F concentration is formed. By using the metal foil tape having such a configuration, only a limited region including a diseased part or damaged part of a living tissue can be firmly bonded, whereas the periphery other than that part reinforces the bonded part. It is sufficient that there is only an adhesive force, and it has the effect of suppressing excessive deformation and adverse effects of the living tissue due to adhesion. Such a metal foil tape uses DLC or F-DLC as a coating material, and by simply adjusting the component (CF 4 / CH 4 ) of the raw material gas, Since the coating film is formed, it can be easily produced.
[実施例16]
図4に示すように、複数の空孔26を設けた生体組織接着用金属箔テープ25を、実施例13と同じ方法と接着条件を用いて生存中の豚の大動脈の血管内に接着した。この金属箔テープは、コーティング無しのステンレス鋼から構成されており、厚さが30μm、表面粗さ(Ra)が0.4μmであり、8mm×20mmmの短冊型にカットしたものである。複数の空孔は、血管の生体組織の疾患部又は損傷部と直接接着する部分(図4の斜線で示した部分)を除いて、その両脇に直径0.1mmの径の空孔を、マスクを通してエッチング法によって複数個形成したものである。本実施例では、複数の空孔の全てがコーティング無しのステンレス鋼箔テープに対して占める割合が約25%であった。
[Example 16]
As shown in FIG. 4, the biological tissue bonding
接着作業後の試料は、血管に損傷を与えずに、複数の空孔を設けたコーティング無しのステンレス鋼箔テープを血管に装着することができた。初期の接着強度は、実施例13で得られたものより約10%高くなった、これは、接着時に変形した血管組織の一部が複数の空孔に侵入しており、結果的に接着強度を高める効果があったためと考えられる。また、約1時間の拍動下において接着したコーティング無しのステンレス鋼箔テープは血管から剥がれないことを確認した。 The sample after the bonding operation was able to attach the uncoated stainless steel foil tape provided with a plurality of holes to the blood vessel without damaging the blood vessel. The initial bond strength was about 10% higher than that obtained in Example 13, which is because some of the vascular tissue deformed during bonding penetrates into a plurality of pores, resulting in bond strength. This is thought to be due to the effect of increasing It was also confirmed that the uncoated stainless steel foil tape adhered under the pulsation of about 1 hour did not peel from the blood vessel.
[実施例17]
図5の(a)に示すように、円筒条の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ28を用いて、血管29の2本をこの金属箔テープの両端からそれぞれ挿入して突き合わせた後、2本の血管の縫合を行った。本実施例で用いた円筒条の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、コーティング無しのステンレス鋼箔で構成されており、厚さが30μmで、外径が0.2mmで、長さが4mmであった。このステンレス鋼箔の円筒状テープは、円筒条の押出し管を、しごき等の方法によって外径を0.2mmに成形して得たものである。血管との接着面に該当する内面の表面粗さ(Ra)が1.0μmとなるように調整して成形した。図5の(a)に示すように、接着冶具30としては円筒条の金属箔テープの形状に合わせて半円形に加工したかん子を用いた。接着条件は、温度200℃、圧力10MPa、接着時間200secとして、超音波振動による付与は併用しなかった。
[Example 17]
As shown in FIG. 5 (a), using a flexible
接着作業後、室温まで冷却した2本の血管は強固に接着して縫合していた。さらに、縫合後の2本の血管の両端をそれぞれつかんで逆方法に引っ張っても、2本の血管の接着及び縫合部分から分離することがなく、別の個所で切断して分離した。このように、発明による円筒条の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、血管の接着と縫合に対して有効な接着基材であることが確認された。 After the bonding operation, the two blood vessels cooled to room temperature were firmly bonded and sutured. Furthermore, even if both ends of the two blood vessels after suturing were grasped and pulled in the reverse method, they were not separated from the bonded and sutured portions of the two blood vessels, but were cut and separated at different locations. Thus, it was confirmed that the flexible metal foil tape for bonding biological tissue of a cylindrical strip according to the invention is an effective adhesive base material for blood vessel adhesion and suturing.
以上のように、本発明の生体組織接着用柔軟性金属箔テープは、人体組織として具体的に血管と強固な接着を行うことができる。本発明は、血管だけではなく、他の人体組織に対しても、接着装置及び接着条件を最適化することによって適用することができるため、その適用範囲は広い。また、本発明は、人体組織の形状に、自由かつ容易に合わせることができるような高い柔軟性を有し、さらに円筒条や袋条の自由な形状にも加工することができるため、取扱い性が飛躍的に向上しており、様々な用途に適用できる点で有用性が極めて高い。 As described above, the flexible metal foil tape for bonding biological tissue of the present invention can specifically adhere to blood vessels as human tissue. Since the present invention can be applied not only to blood vessels but also to other human tissues by optimizing the bonding apparatus and bonding conditions, its application range is wide. In addition, the present invention has high flexibility so that it can be freely and easily adapted to the shape of the human body tissue, and can also be processed into a free shape of a cylindrical strip or a bag strip. Is significantly improved in that it can be applied to various purposes.
1・・・生体組織と生体組織接着用柔軟性金属箔テープの接着装置、1a・・・載置体、1b・・・載置体、2・・・ロードセル(荷重変換器)、3・・・振動子(ピエゾアクチュエータ)、4・・・セラミックヒータ、5・・・試料接触部、6、21、27、29・・・生体組織(血管)、7、22、25・・・生体組織接着用柔軟性金属箔テープ、7a、22a・・・コーティング膜、8・・・セラミックヒータコントローラ、9・・・ピエゾアクチュエータ(振動子)ドライバ、10・・・静電容量型変位計(静電容量型ギャップ検出器)、11・・・オシロスコープ、12・・・サーモグラフィ、13・・・AD変換器、14・・・パーソナルコンピュータ、15・・・血管組織、16・・・ステンレス鋼箔、23・・・かん子、24・・・生体組織の疾患部又は損傷部、26・・・空孔、28・・・円筒状の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ、30・・・接着冶具、31・・・袋状の生体組織接着用柔軟性金属箔テープ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該柔軟性金属箔テープには、複数の空孔が前記生体組織の疾患部又は損傷部と直接接触する部分を避けて設けられており、且つ、前記複数の空孔の全てが前記柔軟性金属箔テープに対して占める面積比は50%以下である、
ことを特徴とする生体組織接着用柔軟性金属箔テープ。 It is used for adhering to a living tissue by applying at least one of heat, vibration, and pressure, and has a thickness of 5 to 300 μm, and the surface roughness of the adhesive surface with the living tissue is arithmetic A flexible metal foil tape comprising a metal foil having an average roughness (Ra) of 0.05 to 5.0 μm,
In the flexible metal foil tape, a plurality of holes are provided to avoid a portion that directly contacts a diseased or damaged part of the living tissue, and all of the plurality of holes are the flexible metal. The area ratio to the foil tape is 50% or less.
A flexible metal foil tape for bonding biological tissue.
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