JPH0445190B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はその要部がハイドロキシアパタイト等
のアパタイト系より成る生体端子に関する。

従来のcannula（挿管）といつた生体用端子は
その一端が生体皮膚上にあり他端が皮下に埋設さ
れて、血圧、血流速度、温度、心電信号等の各種
生体情報取り出しのための電気的端子として或い
はその貫通孔を介して輪液、各種薬液等の注入又
は人工腎臓透析等のための血流の取り出す・注入
口等として使用されるものであり、主としてシリ
コーンゴム、ふつ素樹脂等の所謂生体不活性材よ
り形成されたものが既に提案されている。

しかし乍らこれらは生体にとつてあくまでも異
物に他ならずその生体装着部位は一種の外傷を受
けた状態に置かれるものとなるので両者の間隙か
らの細菌感染等により長時間の使用には到底耐え
得ないものであり、例えば揺動により出血の心
配、或いは心電信号等の生体信号の取り出しに当
つては所謂アーチフアクト等を生じ、更には、物
理的動揺による導線内部の断線、及び生体組織と
の接触による導管の劣化等の問題により未だ普及
し得ないものとなつている。

他方、近時ハイドロキシアパタイト焼結体等の
アパタイト系材の優れた生体親和性、更には骨誘
導性が解明されると共にその焼結体による人工歯
根、人工骨への利用が提案、実用されつつある
が、同焼結体の皮膚組織との生理学的反応性につ
いては先行技術に於いて全然未解明である。

上記に鑑み本発明者らは鋭意研究の結果、驚く
べきことにハイドロキシアパタイト焼結体等のア
パタイト系材は皮膚組織に対し単に親和性を有す
るのみならずこれら組織と緊密且つ一体的に接合
するという事実並びに前記物理的動揺と負荷によ
る導管の劣化、導線内部の断線が生じたとしても
容易に交換が可能な接続体の配設により容易に解
決されることを知見し、本発明に到達したもので
ある。

以下、本発明生体端子につきその材料組成及び
製法、形状乃至構造、使用の態様等につき詳細に
分説する。

材料組成・製法 １ 本発明に於ける“アパタイト系材”とはその
化学組成がCa₁₀（PO₄）₆（OH）₂で表わされるハ
イドロキシアパタイトのみならず、OHイオン
のかわりに１〜10％のカーボネート（CO₃）イ
オンやフツソ，塩化イオン或いはそのCaの代
わりにMg等を含むこともあるその各種イオン
置換体、或いはこれらを主成分とするも焼結
性、強度、細孔度等を向上すべくこれにCa₃
（PO₄）₂，Ca₄O（PO₄）₂，MgO，Na₂O，K₂O，
CaF₂，Al₂O₃，SiO₂，CaO，Fe₂O₃，MnO，
MnO₂，ZnO，Ｃ，SrO，PbO，BaO，TiO₂，
ZrO₂又は各種高分材等々の周知各種添加剤を
添加混合したものをも包含する。

ここで、高分子との複合剤とする場合は、比
較的毒性の少ないポリエチレン，ポリプロピレ
ン，ポリメチルメタクリレート，ポリウレタ
ン，ポリエステル，ABS樹脂，フツ素樹脂，
ポリカーボネート，ポリスルホン，エポキシ樹
脂，シリコン樹脂，ジアリルフタレート樹脂，
フラン樹脂等の樹脂を選ぶことができる。

他方、その製造法としては単体或いは金属等
の基材上での所謂焼結法を始めとして金属等の
基材へのプラズマ容射法等を例示し得、例えば
その単独焼結体は一般にハイドロキシアパタイ
ト粉末を金型又はラバープレス等により500〜
3000Kg／cm²程度の圧力下、所望の形状に圧縮成
形し、次いでこれを700〜1300℃程度の温度で
焼結処理して得られるものであるが、その他の
製法及び組成を含めてより詳細は下記公知技術
が参照される。すなわち、特開昭51−40400、
同52−64199、同52−82893、同52−142707、同
52−147606、同52−149895、同53−28997、同
53−75209、同53−111000、同53−118411、同
53−144194、同53−110999、同54−158099、同
55−51751、同55−130854、同55−140756、同
56−45814、同56−166843、特公昭57−40776及
び同57−40803号各公報。

尚、皮膚組織との接合性という観点から本発
明に於いて特に有用な焼結体の相対密度（ハイ
ドロキシアパタイト単結晶の密度を基準）は、
60〜99.5％、より好ましくは85〜95％程度であ
る。

形状乃至構造 本発明生体端子の形態は使用目的に応じて所望
のものとなし得るが、その典型例につき添付図面
を参照して詳説すれば次の通りである。

すなわち、第１図は本発明生体端子の１例を示
す断面図であり、図中、端子Ｉは共にハイドロキ
シアパタイトより成る端子頭部１と端子胴部２と
同底部３とを一体的に結合して成るものであり、
その内部に生体内外を分離、接続するテフロンよ
り成るコネクタのその１端を生体外部に位置する
第１の接続体４と、その１端を生体内部に位置す
る第２の接続体５とを圧入する。更にコネクタの
第１の接続体４と第２の接続体５には、シリコン
ゴム等より成る体液の侵入を阻止帯６，７及び生
体端子内壁には阻止溝８，９を設ける。第１の接
続体４及び第２の接続体５には電気的に連結する
ための金線，銀線，白金線，合金線，カーボンフ
アイバ等の導電性部材１０，１１及びこれをつつ
むダフロン，テフロン，シリコーン樹脂等の被覆
材１２，１３からなる導線が埋設されている。第
１の接続体４には外部装置との接続のための電気
的端子１４が突出配置されており、生体内部には
電気的端子１４より延びた導電性部材１０，１１
を介して電気的センサーなどが接続されている。
第２図は、皮膚組織と接触するアパタイト系材よ
りなる端子部と管状体を生体内に接続するため
のコネクタであり生体外部に位置する第１の接続
体１５、生体内部に位置する第２の接続体１６と
より成り、この内部にステンレス，バイタリウ
ム，チタン等からなる金属管等の導管１７，１８
が埋設されている。

使用態様 前述の通り、本発明によるハイドロキシアパタ
イイドを主原料とする生体端子は、その内部に生
体内及び生体外に分離及び接続ができるコネクタ
の配設をしたため皮膚組織と界面接合し生体に安
定的に固定され、生体内部での導管及び導線の劣
化が生じた場合でもアパタイト系材からなる端子
を残し、生体内部の接続体のみを交換できる。更
に上記理由により交換時における生体端子からの
細菌の感染を防ぎ、連続あるいは断続的な生体情
報の検出又は特定の生体内組織等に生体外部から
の電気的信号の供給又は生体内に対する薬物の投
与が行なわれる等々広範に適用されるもである。

以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例 １ ハイドロキシアパタイト粉末は、0.5モル／
水酸化カルシウムと0.3モル／リン酸溶液
を徐々に滴下し、37℃で１日反応させて合成
し、これを濾過乾燥して得た。この合成粉末を
金型に充填し、800Kg／cm²の圧力で圧縮成形し
径２mmの貫通孔を有し且つカサ密度1.6ｇ／cm³
の圧粉体を得た。これを端子頭部形状（第１図
参照）に施盤及び歯科用ダイヤモンドバーで切
削、加工した。同様に前記合成粉末を金型に充
填圧縮成形、切削加工して端子底部（第１図参
照）とした。次いで、両圧粉体の貫通孔を接合
し、更に両者間に予め水を加え乳針でよく練つ
たゲル状アパタイト粉末を塗布し、接着した。
これを1250℃で１時間焼結処理して圧縮強度
5000Kg／cm²、曲げ強度1200Kg／cm²、相対密度95
％且つ接着部も均一に焼結した第１図に図示の
通り生体端子を得た。

ここに於いて端子底部円板部は直径20mm、厚
さ２mm、端子頭部円板部は直径20mm、厚さ２
mm、端子円筒部は直径８mm、高さ15mmであり、
中央の貫通孔は直径６mmで端子底部及び端子頭
部より高さ１mmの所に、直径６mm、高さ0.5mm
の体液侵入阻止溝をそれぞれ設ける。尚、その
内部に配設するコネクタの生体外部と生体内部
にはシリコンゴム等により体液侵入阻止帯を設
け、前記体液侵入阻止溝の形状と一致する。こ
のコネクタはカテーテル先端型血圧トランスデ
ユーサ（株式会社豊田中央研究所製）と連結し
ている。次にこの端子とカテーテル先端型血圧
トランスデユーサとよりなる試料を、円筒部の
上部が体外に、また底部円板部が皮下にあるよ
うに、成犬背部皮膚に埋入し、縫合・固定し
た。カテーテル先端型血圧トランスデユーサは
大腿動脈より挿入し、センサーのある先端部が
腹部大動脈に達するように設置した。試料埋入
２週間後には皮膚組織と完全に接合、固定され
た状態となつた。

そこで、この犬にケタラール麻酔（三共株式
会社製）を５ml筋注したのち箱の中に固定し、
血圧の連続計測を開始した所、24時間安定的に
計測することに成功し更に１週間後、同じ様に
血圧を連続計測した所、24時間安定的に計測す
ることができた。更に２カ月目には、生体内に
おけるカテーテル先端型血圧トランスデユーサ
の被覆材の劣化によつて計測不能となつたが、
生体端子の埋設場所の近傍により、生体内部側
の接続体と共にカテーテル先端型血圧トランス
デユーサを摘出、交換し、再び血圧の連続計測
を行なうことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明における実施例の断
面図である。第３図は第１図を被覆組織に埋設
し、皮膚組織外のコネクタを分離した状態におけ
る一部断面図である。 ，，……皮膚組織と接触する端子部、
４，１５……第１接続体、５，１６……第２接続
体、１２，１３……被覆材、１９……皮膚組織、
１４……生体外突出部、１０，１１……金属線、
１７，１８……導管、８，９，８′，９′……体液
阻止溝、６，７，６′，７′……体液阻止帯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも皮膚組織との接触部分が皮膚組織
   親和性成分としてのアパタイト系材より成り生体
   内外を連通するための貫通孔を有する生体端子に
   おいて、その一端が生体外に位置すると共に前記
   貫通孔に圧入された第１の接続体と、その一端が
   生体内に位置すると共に前記貫通孔に圧入され且
   つ前記第１の接続体に接続される第２の接続体と
   を有することを特徴とする生体端子。