JPS639435A - 生体用端子 - Google Patents

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】 本発明はその要部がリン酸カルシウム系ガラスセラミッ
クス及び／又はバイオガラスセラミックスより成る生体
用端子に関する。

従来のｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ
　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ（３Ｎ皮的電極つき端子）やｃａ
ｎｎｕｌａ（挿管）といった生体用端子はその一端が生
体皮膚上にあｌ）　ｆｌｕ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輸
液、各種薬液等の注入又は人工腎臓透析等のだめの血流
の収り出し・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・ふっ素樹脂等々の所謂生体不活
性材より形成されたものが既に提案されている。

しかし乍らこれは生体にとってはあくまでも異物に池な
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１
）長期間の１吏用には到底耐え得ないものであるのみな
らず、生木固定性に劣るため例えば揺動による出血の心
配或いは心電信号等の生体電気信号の取り出しに当りて
は所謂アーチ７アクト等の雑音を排除し得ず生体情報の
安定取り出しに欠ける等、幾つかの問題を有するもので
あるため未だ充分に普及し得ないものとなっている。

能力、近時リン酸カルシウム系ガラスセラミックス及び
／又はバイオガラスセラミックス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、実用化されつつあるが
、同焼結体の皮膚組織との生理学的反応性については先
行技術に於いて全熱未解明である。

上記に鑑み本発明者らは鋭意研究の結果、驚くべきこと
ｌこリン酸力ルシクム系がラスセラミックス及び／又は
バイオプラスセラミックス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！ｆｌ　ｍと緊密且つ一体
的に接合するという事実を知見し、本発明に到達したも
のである。

以下、本発明生体用端子乃至栓或いは、導管につきその
材料組成及び製法、形状乃至構造、使用の態様等につき
詳細に分脱する。

材料組成・製法 本発明に於ける“リン酸カルシウム系ガラスセラミック
ス及び／又はバイオガラスセラミックス”は、リン酸カ
ルシウム系結晶化ガラスを初め、５ｉＯｚ−Ｎａ２０系
〃ラス、ホウヶ酸ガラス、アルミ７ケイ酸ガラス、ソー
ダライムガラス、Ａｓ　１５％、　Ｓｅ　１５％、８７
０％ガラス、Ａｓ　１０％。

Ｓｅ　４０％、８５０％ガラス、高鉛ガラス、ハイドロ
キシアパタイトをガラス化せしめたアパタイトプラス等
のバイオプラスを結晶化したものを示し、能力、その合
成法は各原料を１１００〜１４００℃の温度で２〜３時
間高温溶融して得るもので、必要であれば脱泡剤、清澄
剤を使用するものである。

更に、上記ガラスを１００〜１６００℃で１時間〜２４
時間結晶化せしめてバイオガラスセラミックスとする。

又、リン酸カルシウム系結晶化ガラスの製造法は、Ｃａ
０２８−５７重量％、Ｐ２Ｏ５４３〜７２重量％からな
る原料粉末を９００〜１５００℃で５〜１０分間加熱溶
融し成形加工した後、真空度が１０−’ｔｏｒｒ〜１０
−’ｔｏｒｒにおいて５００−９００°Ｃの結晶化温度
で数時間熱処理を行ない結晶化せしめて成るものである
が、より詳しくは特公昭第５５−１１６２５号等に示さ
れる公知技術を参照して製造されるものである。

形状乃至構造 本発明・生体用端子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図は本発明生体用端子の１例を示す断面
図であり、図中、電気的端子として使用される生体用端
子Ｉは共にリン酸カルシウム系ガラスセラミックス及’
Ｊ／又はバイオガラスセラミックスＣ以下ガラスセラミ
ンク又とする。）より成る端子頭部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
電気的に連結するための金線、銀線、白金線、合金線、
カーボンファイバ等の導電性部材４が埋設さ九ており且
つ所要ｌこよＩ）呼量個数の縫合用孔５が端子底部３に
穿孔されている。

上記構造の生体用端子Ｉは端子底部３を皮下に埋設固定
し端子頭部２の上端部を皮下に突出配置して使用される
ものであり、生体電気信号等の取り出し或いはペースメ
ーカ等の生体電気刺激用の電気的端子として利用される
。

同じく第２図は、生体栓として使用される本発明生体用
端子の１例を示す断面図であり、この生体用端子■は前
記導電性部材４に代えて生体内外を連通するための貫通
孔６を有していることを除いては前記例と同一構成を有
する（図中、同一符号は前記例の夫と同一部分を指す）
。

能力、ガラスセラミックスは皮膚組織との接触部分に介
在すれば所定の目的を達成、し得るのであるから、生体
用端子の要部のみを焼結体とし池を合成樹脂等の異種材
で構成するようにしてもよく、或いはその要部をプラズ
マ被覆、スプレーコーティングによって被覆層を形成し
てもよい。

例えば微小金属針外周にガラスセラミックス溶射乃至焼
結層を形成して成る微小針を電気的生体用端子として使
用し得る。

第３図は微小針状生体用端子■の断面図であり、合計等
の金属針７の外周にプラスセラミックス被覆層乃至溶射
層８を形成して成るものであり、患者の皮膚に単に刺通
、固定して使用される。

以上から明らかなように、本発明生体用端子は多様な形
状・構造及び寸法をとり得るものであって特定形態に限
定されるものではない。

使用態様 前述の通り、本発明によりガラスセラミックスによる生
体用端子は生体適合性を有するのみならず表皮、真皮等
の皮膚組織と界面接合し生体に安定的に固定されるもの
であることが明らかにされたので、例えば心臓ベースメ
ーカに外部電源を連結するだめの端子として、或いは血
液透析用孔として、更にはその先端に超音波検知素子等
の各種センサ素子を有する生体内導線と外部測定機とを
連結する端子等々として広範に適用されるものであるの
で診断及び治療の分野、或いは動物実験の分野等で極め
て有用なものと言い得る。

以下、本発明を実験例により詳細に説明する。

実験例１ １、生体用端子の製造 Ｓ：０□４５重景％、　Ｃａ０１２．２５重量％、　Ｎ
ａ２Ｏ２４゜５重量％、　Ｐ２Ｏ５６重量％、　ＣａＦ
２１２．２５重量％のガラス組成となる様に混合したも
のを出発原料とし、これを約１３５０°Ｃで溶融後、徐
々に冷却し結晶させる。

次に、これを粉砕し微粉末とした後、バイングーを混合
、プレス成形し、これを端子頭部形状（第１図参照）に
旋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４．５ｇを内径３０ｍｍの金型に金
細線と共に充填圧縮成形、切削加工して端子底部（第１
図参照）とした。次いで、両者の金細線を接合し、更に
予め水を加え乳鉢でよく練ったデル状のリン酸力ルノウ
ム粉末を塗布し接着した。これを真空度ＩＬ３ｔｏｒｒ
−１０−’ｔｏｒｒ程度の空間に於いて９００°Ｃで焼
結させた。ここに於ｌｖ１て、端子底部は直径２４ｍｍ
、厚さ３１＋＋ｍ、ｉ子頭部首部分の平均径は６ｍｍで
ある。

尚、焼結温度を１１００℃とした場合に得られる焼結体
にあっては、圧縮強度３０００ｋｇ／′ｃｍ２．曲げ強
度７００ｋｇ／ｃｍ２であった・ ２、動物実験 上記生体用端子を雑種成犬の側腹部皮膚に埋設し、経時
観察した結果、端子は底部及び首部分に於いて術後２週
目で皮膚組織と強く結合接着して引っ張っても取れない
状態となり、１年経過後でら肉眼的には炎症反応などの
異常所見は何ら認められなかった。

また、通常の組織学的検索でも炎症細胞などは認めら跣
なかった。

他方、対照とした同形状のシリコーンゴム製端子にあっ
ては術後４週目でも皮膚との接着は全黙認められず既に
炎症性の発赤が認められた。

又、２ケ月目には炎症が進行し化層し始め、３ケ月目（
こは脱落した。

実験例■ ＳｉＯ□４５重量％、　　Ｃａ０２４．５重量％、　　
Ｎａ２Ｏ２７，５重量％、　Ｐ、０５６重量％、８２０
３５重景％の割合の混合粉を出発原料とした点を除き、
池は前記例と同様にして、径０．０５ｍｍの金線を含む
小円柱状焼結体（直径３　ｍｍ）を製造し、これを研磨
材で研磨処理して添付第３図に図示する形状の微小針状
端子を得た。

この端子の焼結体部分の長さは１０ｍｍ１最大径１ｍｍ
であった。

次にこれを成犬胸部に所定個数その先端が皮下に位置す
るように刺通埋設した処、約３週後には皮膚組織と完全
に結合、固定された状態となった。

そこで、端子金線を心電計に接続、測定した結果、皮膚
インピーダンスやアーチファクトによる影響が完全に排
除された極めて鮮明な心電図が得られた。

【図面の簡単な説明】

添付第１乃至３図は本発明生体用端子の模式断面図であ
る。 ２　・・・・・・・・・・端子頭部、　　３　・・・・
・・・・・・端子底部、４　・・・・・・・・・・導電
性部材、５　・・・・・・・・・・縫合用孔、６　・・
・・・・・・・・貫通孔。 特許出願人　株式会社アドバンス開発研究所第１図

Claims (3)

【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リン酸カルシ
   ウム系ガラスセラミックス及び／又はバイオガラスセラ
   ミックスより成り且つ生体内外を電気的に連結するため
   の導電性部材を有することを特徴とする生体用端子。
2. （２）少なくとも皮膚組織との接触部分がリン酸カルシ
   ウム系ガラスセラミックス及び／又はバイオガラスセラ
   ミックスより成り且つ生体内外を機械的に連結するため
   の貫通孔を有することを特徴とする生体用端子。
3. （３）前記第（１）項の導電性部材と前記第（２）項の
   貫通孔とを併せ有することを更に特徴とする生体用端子
   。