JPH03112560A - 抗血栓性材料 - Google Patents

抗血栓性材料

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JPH03112560A
JPH03112560A JP1250523A JP25052389A JPH03112560A JP H03112560 A JPH03112560 A JP H03112560A JP 1250523 A JP1250523 A JP 1250523A JP 25052389 A JP25052389 A JP 25052389A JP H03112560 A JPH03112560 A JP H03112560A
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Masaya Iwaki
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Kiyoko Kusakabe
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人工血管等の人工生体材料や血液と接触する
医療器具等に使用される抗血栓性材料に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
近年、医療技術の進歩に伴って、生体の機能に近い人工
臓器の開発等が進められており、人体からの血液を一時
的に流すような医用装置(例えば人工透析装置等)や人
体内で置き換えられる人工器官(例えば人工血管1人工
心臓等)が使用されるようになってきている。
この種の医用装置2人工器官等においては、生体適合性
が問題であり、特に血液と直接接触する部分においては
抗血栓性が要求される。かかる部分に使用される人工材
料の抗血栓性が悪いと、血小板が集積して血液が凝固し
、血液のかたまり。
すなわち血栓を形成する。血栓は血液の流れを阻止し、
あるいは血流とともに移動して脳血栓症や心筋梗塞症、
肺梗塞症等を引き起こす虞れがあり、したがって前記血
栓の形成は人体にとって重大な危機を招くことになる。
このような状況から、各方面で抗血栓性材料が開発され
ており、例えば ■ポリウレタンとシリコーンのブロックポリマー■ヘパ
リン化高分子材料 ■ヒドロキシエチルメタクリレートとスチレンのブロッ
クポリマー ■ウロキナーゼ固定化高分子°材料 ■プラズマ処理高分子材料 等が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、これらのうち■ないし■は・化学的合成
によるもので、合成のための材料の精製や分離等、様々
な過程を経る必要があり、生産性や設備投資1価格等の
点で不利である。
一方、■は物理的手法によるもので、比較的簡単な処理
方法と言えるが、処理面が均一でないという欠点がある
このように、従来の抗血栓性材料では、製造工程が複雑
であったり、均一な品質のものを得ることが難しい等の
問題を残しており、その改善が望まれる。
そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、簡単な手法によって製造することができ
、しかも優れた抗血栓性を発揮する抗血栓性材料を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者等は、前述の目的を達成せんものと長期に亘り
鋭意研究を重ねた。その結果、イオン注入が抗血栓性を
改善するうえで非常に有効であるとの結論を得た。
本発明の抗血栓性材料は、このような知見に基づいて完
成されたもので、イオン注入により表面改質されたこと
を特徴とするものである。
本発明が適用される人工材料としては、如何なる種類の
ものであってもよいが、高分子材料、特にシリコーン材
料が好適であり、かかるシリコーン材料にイオン注入し
て表面改質することで血液適合性に優れた抗血栓性材料
を得ることができる。
イオン注入するイオン種としては、0□゛やH゛。
N!′が好適であるが、He”、C”、N”、O”。
No・、Na”、Ar”″、に1等も効果が期待される
イオンの注入量や加速エネルギー等は、用途やイオン種
等に応じて適宜選定すればよいが、通常は前者はI X
 10” 〜3 X I QI?am−Z程度に、後者
は数十〜数百keV程度に設定される。
〔作用〕
イオン注入により抗血栓性が向上する原因としては、イ
オンビームの照射による人工材料(例えばシリコーン)
表層への種々の官能基の導入が考えられる。下記の第1
表は、イオン注入後にシリコーンに生成する官能基の種
類を示す。ここで、いずれのイオン種の注入によっても
OH基が生成するが、これが抗血栓性に直接結びつくか
否かは不明である。
その他、注入元素のドーピング効果も挙げられるが、結
果的には前記表面官能基の導入とドーピング効果の両者
の相乗効果によるものと推定される。
第1表 〔実施例〕 以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
本実験では、イオン注入法を用いてHo、0□°。
N!*を医用シリコーンに注入し血液適合性試験を行っ
た。
く試料〉 イオン注入により改質する材料として、医療用シリコー
ンシート(東芝シリコーン社製)を用いた。
このシリコーンシートを構成するポリマーは、下記にそ
の構造を示す通り主鎖にシロキサン結合(Si−0)を
、側鎖にメチル基(CI(l)を有するポリマーである
〈イオン注入〉 理化学研究所200kVイオン注入装置により、H′″
、Ot”、No”″を加速エネルギー150keVでイ
オン注入した。イオン注入は室温で行い、イオンビーム
電流は、試料の温度上昇を防ぐためlμA/−以下とし
た。注入量は、イオン種がHoである場合には2 x 
10IqcJ−、、イオン種が0!+。
NZ”である場合には1×101?al−tとした。
くイオン注入試料の化学的特性〉 イオンビーム照射された試料は様々な物理化学的変化を
生ずる。ここでは、イオン注入試料の物理・化学的評価
として、フーリエ変換赤外分光全反射法(FT−11?
−ATI?)による表面官能基、並びにメチル基及びシ
ロキサン結合の分解量の測定を行った。
第1図に、未注入試料及びイオン注入試料の波数130
0〜4000cIm−’におけるFT−rR−ATR拡
大スペクトルを示す。
この第1図からも明らかなように、イオン注入後の試料
表層には種々の官能基の生成が観測された。特に、H′
″注入では0H−Nz”注入ではOH。
S i H、CH! +7ミン、01注入ではOH、C
Ht。
SiH,カルボニル基が生成され、Nt□注入でのアミ
ン及び0!′注入でのカルボニル基の生成が特徴的であ
った。
〈イオン注入試料の抗血栓性評価〉 実験動物にはラットを用いた。ラットに麻酔下にて放射
性同位元素(lllin、、−トロポロン)により標識
した血小板を静脈より投与した後、総頚動脈よりイオン
注入試料を上行大静脈中に挿入し、2日間留置した。
その後、ヘパリンを投与して脱血列させ、イオン注入試
料及び主臓器を摘出した。これら試料並びに主臓器につ
いて、シンチレーシッンカウンターにて放射活性〔血液
とのカウント比(単位重量当たり)〕を測定し、血小板
の集積(血栓の形成)を観察した。なお、1llin−
トロポロンによるラット血小板の標識は、デワンジ−(
Dewanjee)らの方法に従い行った。
第2図(A)及び第2図(B)に未留置、未注入試料留
置及びイオン注入試料留置ラットにおけるl1In−ト
ロポロン−血小板の試料及び各臓器の血液に対するカウ
ント比を示す。
試料未留置ラットに比べ、未注入試料留置ラットでは、
上行大静脈、心臓、試料、腎臓、肝臓への集積が顕著な
増加を示した。
これに対して、イオン注入試料のうちHo注入試料留置
ラットでは、試料表面への集積は著しく減少し、また上
行大静脈、心臓、腎臓、肝臓でも減少傾向を示した。
N!″注入試料留置ラットでは、上行大静脈、試料、心
臓、腎臓、肝臓で減少を示し、Ot″注入試料留置ラッ
トでは、試料及び上行大静脈で著しく減少し心臓、腎臓
、肝臓で減少していた。
これらより、イオン注入試料では、血小板の集積の抑制
に関して試料表面で著しく減少する場合(Ho)と、試
料及び上行大静脈で著しく減少する場合(ol)という
2つの傾向が現れるのが観測された。試料表面で減少す
る場合は心臓、腎臓。
肝臓でも減少する傾向にあり、試料、上行大静脈で減少
する場合も同様に主臓器で減少を示す。
人工材料の留置による生体への影響として、人工材料そ
のものへの血栓の形成と、網内系臓器への血小板の集積
がある。H°注入では、特に試料表面での血栓が抑制さ
れ血管壁に血小板が集積するが、N!゛注入試料と比較
すると血管壁への血小板の集積が同程度であるのに対し
肝臓への集積が少ないことから、試料との接触による血
小板の損傷が少ないために網内系臓器に対する集積が軽
減されたものと思われる。また、試料表面での血小板の
集積の抑制が大きいほど、肝臓への集積の抑制が大きい
結果となり、血小板の損傷への影響も軽減すると思われ
る0本実験で用いたイオン種では、ol゛が血小板の集
積に最も効果的であった。
〔発明の効果〕
以上の説明からも明らかなように、本発明の抗血栓性材
料は、優れた血液適合性を有し、肺臓。
腎臓、肝臓等への影響も少ない、これは血小板の生体内
での損傷が減少していることを意味し、生体系を乱さな
いという点で重要である。
また、本発明の抗血栓性材料は、化学的合成と異なり非
熱平衡下での表面処理技術によって製造されるため、複
雑な工程が不要で生産性の点でも有利である。
さらに、プラズマ処理に比べてイオンビームと固体のみ
の相互作用によっているので効果が直接的であり、処理
面の均一性や制御性等もプラズマ処理の場合に比べて優
れている。
従来より抗血栓性材料は種々提案されているが、本発明
は表面改質であるので製造上簡単であり、例えば現存す
る医療器具に適用することで抗血栓性を向上することが
できるというメリットもある。
【図面の簡単な説明】
第1図はイオン注入されたシリコーン表層のFT−IR
−ATRスペクトルを示す特性図である。 第2図(A)及び第2図(B)はイオン注入試料を留置
したラットの主臓器及び試料における血小板の集積度を
シンチレーンジンカウンターによるカウント比として示
すグラフである。 第1 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. イオン注入により表面改質されたことを特徴とする抗血
    栓性材料。
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