JPS6316142B2 - - Google Patents
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- JPS6316142B2 JPS6316142B2 JP55076118A JP7611880A JPS6316142B2 JP S6316142 B2 JPS6316142 B2 JP S6316142B2 JP 55076118 A JP55076118 A JP 55076118A JP 7611880 A JP7611880 A JP 7611880A JP S6316142 B2 JPS6316142 B2 JP S6316142B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、体内植え込み用の人工臓器、人工器
官などの生体内インプラント材に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an in-vivo implant material for an artificial organ or an artificial organ to be implanted in the body.
近年、体内植え込み用の人工臓器、人工器官の
研究開発が盛んに行われている。たとえば、人工
気管、人工食道、人工血管、血液透析のためのシ
ヤント、ペースメーカー、人工弁、人工聴覚など
多数が研究、開発されている。これら体内植込み
用インプラント材は夫々の機能を長期に亘り持続
的に発揮する必要上、それらの構造材料として
は、生体内に埋植されても安定で丈夫なものが使
用される。体内で容易に分解したり、毒性を示す
ような材料は好ましくない。このような目的に使
用される材料のうち、シリコーン、テフロン、ポ
リカーボネート、ポリエチレンなどの合成高分子
は今迄多くの目的に使用され、医用材料としての
地位を確立しつつあるが、とくにシリコーンは生
体内に於ける安定性、無毒性、加工性、物性など
の面から最も多く使用され、最も重要な合成高分
子である。 In recent years, research and development of artificial organs and organs for implantation in the body has been actively conducted. For example, many things are being researched and developed, including artificial tracheas, artificial esophagus, artificial blood vessels, shunts for hemodialysis, pacemakers, artificial valves, and artificial hearing. Since these implant materials for implantation in the body need to exert their respective functions continuously over a long period of time, materials that are stable and strong even when implanted in the body are used as their structural materials. Materials that easily decompose in the body or are toxic are not preferred. Among the materials used for these purposes, synthetic polymers such as silicone, Teflon, polycarbonate, and polyethylene have been used for many purposes and are establishing themselves as medical materials. It is the most commonly used and most important synthetic polymer due to its stability in the body, non-toxicity, processability, and physical properties.
このような医用高分子材料は生体内劣化を起さ
ない代りに、通常は疎水性であるから、生体組織
との親和性はよくない。しかしながら、体内用イ
ンプラントは、通常、或る器官や組織の代用を長
期に亘り行うものであり、生体組織と接合されて
使用されるので、インプラント材と生体との接合
の良否が非常に重要となる。たとえば、人工気管
や人工食道には材料としてシリコーンが使用され
るが、生体側気管や食道との接着がうまく行なわ
れず、脱落などのケースが多く発生し易い。 Although such medical polymer materials do not deteriorate in vivo, they are usually hydrophobic and do not have good affinity with living tissues. However, internal implants are usually substitutes for a certain organ or tissue over a long period of time, and are used by being connected to living tissue, so the quality of the connection between the implant material and the living body is extremely important. Become. For example, silicone is used as a material for artificial tracheas and esophagus, but it does not adhere well to the living body's trachea and esophagus, and often falls off.
このような欠点を改善するため、人工気管およ
び食道の接合部の物理的構造を種々考案する試み
もなされている。またこれら人工器官の両端接合
部のみならず、側壁全域も周囲の組織とよく密着
することは、インプラント材が正しい位置で長期
間機能を発揮するためには重要なことである。ま
た、血液透析を行うには、血液を体外に取り出さ
ねばならないが、この血液取り出し口を作るため
に、シリコーン製チユーブ(シヤント)が用いら
れ、シヤントは動脈と静脈に結合され、体外に露
出した状態で固定される。シヤントは皮膚を貫通
して体外に出ており、シリコーン表面と皮膚組織
との接着が悪いため、シヤント周辺部からの感染
が大きな問題となる。このような場合も、シヤン
ト表面を生体組織とよく親和するように改質すれ
ば問題は解決する。またインプラントが体内に埋
入され、その一方の端が体外に露出された状態で
長期に亘り使用される例は多いが、この場合もシ
リコーンシヤントと全く同様な問題が発生する。 In order to improve these drawbacks, attempts have been made to design various physical structures for the junction between the artificial trachea and the esophagus. In addition, it is important that not only the joints at both ends of these prostheses but also the entire sidewalls adhere well to the surrounding tissue in order for the implant material to function in the correct position for a long period of time. In addition, in order to perform hemodialysis, blood must be taken out of the body, and a silicone tube (shunt) is used to create this blood extraction port, and the shunt is connected to the artery and vein and is exposed outside the body. fixed in the state. The shunt penetrates the skin and exits the body, and because the silicone surface and skin tissue adhere poorly, infection from the area around the shunt becomes a major problem. Even in such cases, the problem can be solved by modifying the surface of the shunt so that it is compatible with living tissue. In addition, there are many cases in which implants are implanted in the body and used for long periods with one end exposed outside the body, but in this case, problems similar to those of silicone shunts occur as well.
上に述べた通り、シリコーンなどの医用高分子
材料からなるインプラント材の表面を改善して周
囲生体組織との親和、密着性をよくすることは、
インプラント材の長期に亘る安定した機能発現に
大きく貢献するものである。 As mentioned above, improving the surface of implant materials made of medical polymer materials such as silicone to improve compatibility and adhesion with surrounding biological tissue is
This greatly contributes to the long-term stable function of the implant material.
本発明は、こうした実情を考慮してなされたも
のであつて、コラーゲン分子の末端部分に存在す
るテロペプタイドを除去したアテロコラーゲンを
主な構成材料とするスポンジ状シートが表面に貼
合されていることを特徴とする生体内インプラン
ト材に係るものである。 The present invention has been made in consideration of these circumstances, and includes a sponge-like sheet whose main constituent material is atelocollagen from which telopeptides present at the terminal portions of collagen molecules have been removed. The present invention relates to an in-vivo implant material characterized by the following.
本発明では、アテロコラーゲンからなるスポン
ジ状シートを貼合せたり、アテロコラーゲンとポ
リビニルアルコールとからなるスポンジ状シート
を貼合せてもよい。 In the present invention, a sponge-like sheet made of atelocollagen may be bonded together, or a sponge-like sheet made of atelocollagen and polyvinyl alcohol may be bonded together.
また、本発明によるインプラント材を製造する
には、コラーゲン分子の末端部分に存在するテロ
ペプタイドをタンパク質加水分解酵素で選択的に
消化除去し、これによつて得られるアテロコラー
ゲンを主成分とする液体から凍結乾燥法でスポン
ジ状シートを作成し、このスポンジ状シートに架
橋処理を施してから、この架橋スポンジ状シート
を生体内インプラント材本体の表面に貼合せるよ
うにしたことを特徴とする生体内インプラント材
の製造方法を採用することが重要である。 In addition, in order to manufacture the implant material according to the present invention, telopeptides present at the terminal portions of collagen molecules are selectively digested and removed using a proteolytic enzyme, and the resulting liquid containing atelocollagen as a main component is then purified. An in-vivo implant characterized in that a sponge-like sheet is created by a freeze-drying method, cross-linked to this sponge-like sheet, and then this cross-linked sponge-like sheet is pasted to the surface of an in-vivo implant material body. It is important to adopt the manufacturing method of the material.
この本発明による方法では、アテロコラーゲン
液からスポンジ状シートを作成したり、アテロコ
ラーゲンとポリビニルアルコールとの混合液から
スポンジ状シートを作成するのがよい。また、ス
ポンジ状シートをガンマ線照射、紫外線照射又は
化学試薬処理により架橋処理するのが望ましい。 In the method according to the present invention, it is preferable to create a sponge-like sheet from an atelocollagen solution or from a mixed solution of atelocollagen and polyvinyl alcohol. Further, it is desirable to crosslink the sponge sheet by gamma ray irradiation, ultraviolet ray irradiation, or chemical reagent treatment.
本発明で使用されるアテロコラーゲンは、ペプ
シン処理により、分子の両末端に存在する抗原性
のテロペプタイドが除かれており、免疫活性のな
いコラーゲンである。アテロコラーゲンは医用材
料としてユニークな特徴があり、合成高分子と異
り生物起原であるので、生体組織との親和性がよ
く、細胞の生長・増殖の足場としてすぐれてお
り、結合組織を誘いこむ効果を有している。ま
た、徐々に体内に吸収されると同時にホストの新
たな結合組織により置き代えられる。一方、ポリ
ビニルアルコールは合成高分子であるが、体内で
吸収されることが明らかにされており、吸収性合
成高分子として注目されている。しかし、その吸
収速度はアテロコラーゲンに較べると非常にゆる
やかである。アテロコラーゲンとポリビニルアル
コール(PVA)とを混合することにより、生体
組織との親和性を失なわないで、アテロコラーゲ
ンの生体内吸収は遅延せしめられ、混合物の役割
が持続安定化する。アテロコラーゲン、又はアテ
ロコラーゲンとポリビニルアルコールとの混合物
はスポンジシート状に成形して本発明の目的に使
用されるが、スボンジが有する穴の中に周辺の生
体組織とくに結合組織が入りこみ、密着効果を上
げるのに大変都合がよい。このスポンジの穴の大
きさは、組織の進入を効果的に行わせるためには
80ミクロン以上の径である必要がある。 The atelocollagen used in the present invention has antigenic telopeptides present at both ends of the molecule removed by pepsin treatment, and is a collagen without immunological activity. Atelocollagen has unique characteristics as a medical material; unlike synthetic polymers, it is of biological origin, so it has good compatibility with living tissues, is excellent as a scaffold for cell growth and proliferation, and attracts connective tissue. It has an effect. It is also gradually absorbed into the body and replaced by new connective tissue in the host. On the other hand, although polyvinyl alcohol is a synthetic polymer, it has been shown that it is absorbed within the body, and is attracting attention as an absorbable synthetic polymer. However, its absorption rate is much slower than that of atelocollagen. By mixing atelocollagen and polyvinyl alcohol (PVA), the in vivo absorption of atelocollagen is delayed without losing its affinity with living tissues, and the role of the mixture is sustained and stabilized. Atelocollagen or a mixture of atelocollagen and polyvinyl alcohol is molded into a sponge sheet and used for the purpose of the present invention, but surrounding living tissue, especially connective tissue, enters into the holes of the sponge to improve the adhesion effect. It is very convenient for The size of the holes in this sponge must be determined in order to allow the tissue to enter effectively.
Must have a diameter of 80 microns or more.
次に、本発明を一製造工程に従つて説明する。 Next, the present invention will be explained according to one manufacturing process.
若い牛の皮膚の真皮部分を粉砕し、5%食塩水
及び水で洗浄した後、乾燥真皮1に対し0.005(重
量比)のペプシンを加え、PH3で撹拌下で7日間
可溶化する。この可溶化コラーゲン液を布で
過した後、PHを10に調節してペプシンを失活させ
た後、PH7に遠心してアテロコラーゲンの沈澱物
を集める。酸に再溶解後、PH7に再沈澱し、遠心
で集めてアテロコラーゲンを精製する。この精製
アテロコラーゲンをPH3のHClに溶かし、2%溶
液とする。この2%アテロコラーゲン液をPH7に
調節後、下記のようにアテロコラーゲン―PVA
混合物と同様にスポンジを作成する。一方、精製
PVAの2%水溶液を作成する。夫々の2%液を
混合し、アテロコラーゲンとPVAとの合計濃度
が2%になるように調節する。アテロコラーゲン
とPVAとの混合割合は、アテロコラーゲン対
PVAが100:10〜10:100の範囲で使用可能であ
るが、好ましくは100:100が理想的である。この
場合、夫々の2%液を等量混合すればよい。混合
後、PHを7にNaOH液で調節する。 After pulverizing the dermal part of the skin of a young cow and washing it with 5% saline and water, 0.005 (weight ratio) pepsin is added to 1 part dry dermis, and the mixture is solubilized at pH 3 under stirring for 7 days. The solubilized collagen solution is passed through a cloth, the pH is adjusted to 10 to inactivate pepsin, and the mixture is centrifuged to a pH of 7 to collect the atelocollagen precipitate. After redissolving in acid, it is reprecipitated at pH 7 and collected by centrifugation to purify atelocollagen. This purified atelocollagen is dissolved in HCl of PH3 to make a 2% solution. After adjusting this 2% atelocollagen solution to pH7, atelocollagen-PVA was added as shown below.
Create a sponge similar to the mixture. On the other hand, refining
Create a 2% aqueous solution of PVA. The respective 2% solutions were mixed and adjusted so that the total concentration of atelocollagen and PVA was 2%. The mixing ratio of atelocollagen and PVA is
PVA can be used in a range of 100:10 to 10:100, preferably 100:100 is ideal. In this case, equal amounts of each 2% solution may be mixed. After mixing, adjust the pH to 7 with NaOH solution.
この混合液を厚さ1〜3mmにステンレス製平板
容器に流し、真空凍結乾燥すると、スポンジシー
トが得られる。または、10〜20mmの厚さで凍結乾
燥して得られたスポンジを1〜3mmの厚さにバン
ドナイフですいてもスポンジシートを得ることが
できる。スポンジシートの厚さは2mmが最も好ま
しい。次に、スポンジシートを30Wの紫外線殺菌
燈で10cmの距離から表、裏各1時間づつ照射し、
架橋を導入する。紫外線の代りに、ガンマ線を
106ラツド照射しても同様に架橋が導入できる。
また、架橋導入にホルムアルデヒド、グルタール
アルデヒドなどのアルデヒド類も使用することが
できる。ホルムアルデヒドの場合、PH7.0、ホル
ムアルデヒド濃度0.1%で10分間処理するのが適
当である。グルタールアルデヒドの場合、PH6.0、
グルタールアルデヒド濃度0.01%で10分間処理が
適当である。アルデヒド類による処理の場合は、
処理後、くり返し水洗し、遠心脱水機で軽く脱水
後、再び凍結乾燥をする。架橋操作としては、紫
外線照射が最も簡単で好ましい。 This mixed solution is poured into a flat stainless steel container to a thickness of 1 to 3 mm, and then vacuum freeze-dried to obtain a sponge sheet. Alternatively, a sponge sheet can be obtained by freeze-drying the sponge to a thickness of 10 to 20 mm and cutting it with a band knife to a thickness of 1 to 3 mm. The thickness of the sponge sheet is most preferably 2 mm. Next, the sponge sheet was irradiated with a 30W ultraviolet germicidal light from a distance of 10cm for 1 hour each on the front and back sides.
Introducing crosslinking. Gamma rays instead of ultraviolet rays
Crosslinking can be similarly introduced by irradiation with 10 6 rad.
Furthermore, aldehydes such as formaldehyde and glutaraldehyde can also be used to introduce crosslinking. In the case of formaldehyde, it is appropriate to treat at pH 7.0 and formaldehyde concentration 0.1% for 10 minutes. For glutaraldehyde, PH6.0,
Treatment with glutaraldehyde concentration of 0.01% for 10 minutes is appropriate. In the case of treatment with aldehydes,
After treatment, it is washed repeatedly with water, lightly dehydrated using a centrifugal dehydrator, and then freeze-dried again. As the crosslinking operation, ultraviolet irradiation is the simplest and preferred.
架橋処理後、スポンジシートをガラス棒で圧迫
して押しつぶす。このようにして得られたスポン
ジシートを表面がシリコーンまたは他の合成高分
子でできたインプラントに貼り付ける。例えばシ
リコーン製人工食道の場合、その外壁にメデイカ
ルグレードの一液性RTVシリコーンを接着剤と
して塗り、この上に上記スポンジシートを貼り付
ける。また、血液透析用シヤントの場合、生体内
に入る部分に上と同様の方法で貼りつける。ま
た、体内に金属線などを外部より挿入するような
場合、先づシリコーンで金属を被覆した後上と同
様にシリコーン表面に貼り付ければよい。スポン
ジシート接着後、1%アテロコラーゲン溶液(PH
3、HCl酸性)をスポンジ面に塗り、1%アンモ
ニア溶液で中和後、水洗し、風乾する。新たに塗
布したアテロコラーゲンに架橋を導入するため、
紫外線を1時間上述と同様の条件で照射する。 After the crosslinking treatment, the sponge sheet is compressed and crushed using a glass rod. The sponge sheet thus obtained is applied to an implant whose surface is made of silicone or other synthetic polymers. For example, in the case of a silicone artificial esophagus, medical grade one-component RTV silicone is applied as an adhesive to the outer wall, and the sponge sheet is pasted on top of this. In the case of a hemodialysis shunt, it is attached to the part that enters the body using the same method as above. Furthermore, when a metal wire or the like is inserted into the body from the outside, it is sufficient to first cover the metal with silicone and then affix it to the silicone surface in the same manner as above. After adhering the sponge sheet, apply 1% atelocollagen solution (PH
3. Apply HCl (acidic) to the sponge surface, neutralize with 1% ammonia solution, wash with water, and air dry. To introduce crosslinks into the newly applied atelocollagen,
Ultraviolet light is irradiated for 1 hour under the same conditions as above.
このようにして得られたインプラント材は、最
外層すなわち生体組織に接触する面は、アテロコ
ラーゲンのスポンジ層またはアテロコラーゲンと
PVAからなる薄いスポンジ層で覆われており、
スポンジの表面および穴の表面はアテロコラーゲ
ンの極めて薄い層で覆われている。このようなイ
ンプラント材が体内に植え込まれると、周囲組織
がスポンジ内に進入し、インプラント材と生体組
織との密着がよくなり、インプラント材の固定が
都合よく行なわれる。これは、インプラント材の
脱落や、インプラントと生体との界面からの感染
を防ぎ、長期に亘るインプラント材の機能発現に
大きく貢献する。 The implant material obtained in this way has a sponge layer of atelocollagen or atelocollagen on the outermost layer, that is, the surface that comes into contact with living tissue.
Covered with a thin sponge layer made of PVA,
The surface of the sponge and the surface of the holes are covered with a very thin layer of atelocollagen. When such an implant material is implanted into the body, the surrounding tissue enters the sponge, improving the close contact between the implant material and the living tissue, and conveniently fixing the implant material. This prevents the implant material from falling off and infection from the interface between the implant and the living body, and greatly contributes to the long-term performance of the implant material.
Claims (1)
プタイドを徐去したアテロコラーゲンを主な構成
材料とするスポンジ状シートが表面に貼合されて
いることを特徴とする生体内インプラント材。 2 アテロコラーゲンからなるスポンジ状シート
を貼合せる、特許請求の範囲の第1項に記載した
生体内インプラント材。 3 アテロコラーゲンとポリビニルアルコールと
からなるスポンジ状シートを貼合せる、特許請求
の範囲の第1項に記載した生体内インプラント
材。 4 コラーゲン分子の末端部分に存在するテロペ
プタイドをタンパク質加水分解酵素で選択的に消
化除去し、これによつて得られるアテロコラーゲ
ンを主成分とする液体から凍結乾燥法でスポンジ
状シートを作成し、このスポンジ状シートに架橋
処理を施してから、この架橋スポンジ状シートを
生体内インプラント材本体の表面に貼合せるよう
にしたことを特徴とする生体内インプラント材の
製造方法。 5 アテロコラーゲン液からスポンジ状シートを
作成する、特許請求の範囲の第4項に記載した方
法。 6 アテロコラーゲンとポリビニルアルコールと
の混合液からスポンジ状シートを作成する、特許
請求の範囲の第4項に記載した方法。 7 スポンジ状シートをガンマ線照射、紫外線照
射又は化学試薬処理により架橋処理する、特許請
求の範囲の第4項〜第6項のいずれか1項に記載
した方法。[Scope of Claims] 1. An in-vivo implant material characterized in that a sponge-like sheet whose main constituent material is atelocollagen from which telopeptides present at the terminal portions of collagen molecules have been slowly removed is laminated on its surface. 2. The in-vivo implant material described in claim 1, which is bonded with a sponge-like sheet made of atelocollagen. 3. The in-vivo implant material as set forth in claim 1, wherein a sponge-like sheet made of atelocollagen and polyvinyl alcohol is laminated. 4. Selectively digest and remove telopeptides present at the terminal portions of collagen molecules using proteolytic enzymes, and freeze-dry the resulting liquid containing atelocollagen as its main component. 1. A method for producing an in-vivo implant material, comprising subjecting a sponge-like sheet to cross-linking treatment and then bonding the cross-linked sponge-like sheet to the surface of a main body of the in-vivo implant material. 5. The method described in claim 4, wherein a sponge-like sheet is created from atelocollagen liquid. 6. The method according to claim 4, wherein a sponge-like sheet is created from a mixed solution of atelocollagen and polyvinyl alcohol. 7. The method according to any one of claims 4 to 6, wherein the sponge-like sheet is crosslinked by gamma ray irradiation, ultraviolet irradiation, or chemical reagent treatment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7611880A JPS573634A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Implant material for live body and method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7611880A JPS573634A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Implant material for live body and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS573634A JPS573634A (en) | 1982-01-09 |
JPS6316142B2 true JPS6316142B2 (en) | 1988-04-07 |
Family
ID=13595989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7611880A Granted JPS573634A (en) | 1980-06-06 | 1980-06-06 | Implant material for live body and method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS573634A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61207340A (en) * | 1985-03-13 | 1986-09-13 | Koken:Kk | Treatment of collagen substrate |
JP2545122B2 (en) * | 1988-10-19 | 1996-10-16 | 日本ハム株式会社 | Artificial esophagus |
JP2799596B2 (en) * | 1989-08-10 | 1998-09-17 | 株式会社ジェイ・エム・エス | Bioimplant device and method for producing the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5166187A (en) * | 1974-12-06 | 1976-06-08 | Teijin Ltd |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54152595U (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 |
-
1980
- 1980-06-06 JP JP7611880A patent/JPS573634A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5166187A (en) * | 1974-12-06 | 1976-06-08 | Teijin Ltd |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS573634A (en) | 1982-01-09 |
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