JPH03112560A - 抗血栓性材料 - Google Patents
抗血栓性材料Info
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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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- A61L33/0082—Chemical modification of the substrate by reacting with an organic compound other than heparin
-
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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!+。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
−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)
- 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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1989
- 1989-09-28 JP JP1250523A patent/JP2930329B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-08-21 US US07/570,614 patent/US5152783A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-08-24 CA CA002023964A patent/CA2023964C/en not_active Expired - Fee Related
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