WO2007148682A1

WO2007148682A1 - 生体活性複合材料の製造方法

Info

Publication number: WO2007148682A1
Application number: PCT/JP2007/062301
Authority: WO
Inventors: Takeshi Yao; Mitsuhiro Hibino; Takeshi Yabutsuka
Original assignee: Kyoto University
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2007-12-27
Also published as: JP5252399B2; JPWO2007148682A1; US20090324673A1; US8512732B2; EP2042200A1

Abstract

　本発明の課題は、有機高分子からなる多孔質成形体をはじめとする各種の多孔質基材に、その表面に生体内や生体外においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を高い接着強度でもって形成乃至成長させるための生体活性を付与した生体活性複合材料の製造方法を提供することである。その解決手段は、（１）カルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液に多孔質基材を浸漬することで基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせる工程、（２）溶液が入り込んだ孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させる工程、を少なくとも含むことを特徴とする。

Description

明細書

生体活性複合材料の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、生体内や生体外においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を高い接着強度でもって表面に形成乃至成長させることができる、生体活性が付与された多孔質基材からなる生体活性複合材料の製造方法に関する。

背景技術

[0002] 有機高分子からなる多孔質成形体を基材とする人工骨や人工関節などのインブラントは、機械的強度に優れるとともに柔軟性ゃ靭性に富むので生体内における良好な力学的適合性を有するとヽつた利点や、リン酸カルシウム化合物を主成分とする骨組織を基材の孔内に成長させることにより、骨組織と基材とがインターロッキング効果によって強固に接着するといつた利点がある。しかしながら、基材の表面に骨組織を成長させるためには、骨組織の成長を誘導する生体活性 (骨伝導性)を基材に付与する必要がある。これまでに知られて!/ヽる有機高分子材料に生体活性を付与する方法としては、例えば、基材シートにリン酸カルシウム系化合物からなる粒子を付着させてプレスすることにより、粒子の一部をシートに埋入させる方法がある（特許文献 1)。けれども、このような方法では多孔質基材の孔内に骨組織を成長させることができな V、ので、骨組織と基材とを強固に接着することができな!/、。

特許文献 1：特開 2000— 126280号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] そこで本発明は、有機高分子力なる多孔質成形体をはじめとする各種の多孔質基材に、その表面に生体内や生体外においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を高い接着強度でもって形成乃至成長させるための生体活性を付与した生体活性複合材料の製造方法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

[0004] 本発明者らは、上記の点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、 pHを 7. 0に調整した擬似体液 (SBF Simulated Body Fluid)に多孔質基材を浸漬した後、擬似体液の pHをアルカリ側にシフトさせる方法や、擬似体液に多孔質基材を浸漬した後、擬似体液の温度を上昇させる方法により、基材の孔内に骨組織が成長するための核となるリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させることによって基材に生体活性を極めて簡易に付与することができることを見出した。

上記の知見に基づいてなされた本発明のリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を表面に形成乃至成長させるための生体活性複合材料の製造方法は、請求項 1記載の通り（1)カルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液に多孔質基材を浸漬することで基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせるェ程、（2)溶液が入り込んだ孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させる工程、を少なくとも含むことを特徴とする。

また、請求項 2記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、多孔質基材が有機高分子からなる多孔質成形体であることを特徴とする。

また、請求項 3記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、孔の平均径が 10nm〜 lmmであることを特徴とする。

また、請求項 4記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、多孔質基材の気孔率が 10%〜65%であることを特徴とする。

また、請求項 5記載の製造方法は、請求項 2記載の製造方法において、有機高分子がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビュルアルコール、エチレンビュルアルコール共重合体、ポリエーテルスルフォン、ポリ力プロラタトン、ポリ乳酸力選ばれる少なくとも 1種であることを特徴とする。

また、請求項 6記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、リン酸カルシゥム化合物がヒドロキシアパタイト類であることを特徴とする。

また、請求項 7記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、工程（1)において使用するカルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液力 ¾H値を上昇させることでリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子が析出する溶液であることを特徴とする。

また、請求項 8記載の製造方法は、請求項 7記載の製造方法において、溶液の pH 値が 4. 0〜7. 1であることを特徴とする。

また、請求項 9記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、工程（1)にお!、て基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせるために脱気処理を行うことを特徴とする。

また、請求項 10記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、工程（1) にお、て基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせるために加圧処理を行うことを特徴とする。

また、請求項 11記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、工程（2) において溶液の pH値を 7. 2〜9. 0に上昇させることでリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させることを特徴とする。

また、請求項 12記載の製造方法は、請求項 11記載の製造方法において、緩衝能を有する pH調節剤を添加することで溶液の pH値を上昇させることを特徴とする。また、請求項 13記載の製造方法は、請求項 12記載の製造方法において、緩衝能を有する pH調節剤がトリスヒドロキシメチルァミノメタンであることを特徴とする。

また、請求項 14記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、工程（2) において溶液の温度を上昇させることでリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させることを特徴とする。

また、請求項 15記載の製造方法は、請求項 14記載の製造方法において、溶液の温度を上昇させる前に対して 20°C以上上昇させることを特徴とする。

また、請求項 16記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、リン酸力ルシゥム化合物を主成分とする微粒子の大きさが Inn！〜 500 μ mであることを特徴とする。

また、請求項 17記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、工程（1) を行う前に多孔質基材に対してプラズマ表面処理を施すことを特徴とする。

また、請求項 18記載の製造方法は、請求項 1記載の製造方法において、多孔質基材が粗面化処理によって表面に孔状の凹凸を付与されたものであることを特徴とする。

また、本発明の生体活性複合材料は、請求項 19記載の通り、請求項 1記載の製造方法によって製造されることで多孔質基材の少なくとも一部の孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させてなることを特徴とする。また、本発明のリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を表面に有する生体活性複合材料の製造方法は、請求項 20記載の通り、（1)カルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液に多孔質基材を浸漬することで基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせる工程、（2)溶液が入り込んだ孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させる工程、 (3)孔の内部において析出させたリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を核にしてリン酸カルシゥム化合物を主成分とする被覆層を形成乃至成長させる工程、を少なくとも含むことを特徴とする。

また、本発明の生体活性複合材料は、請求項 21記載の通り、請求項 20記載の製造方法によって製造されることで多孔質基材の少なくとも一部の孔の内部において析出させたリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を核にしてリン酸カルシゥム化合物を主成分とする被覆層を形成乃至成長させてなることを特徴とする。

発明の効果

[0006] 本発明によれば、有機高分子力なる多孔質成形体をはじめとする各種の多孔質基材に、その表面に生体内や生体外においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を高い接着強度でもって形成乃至成長させるための生体活性を付与した生体活性複合材料の製造方法が提供される。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1]実施例 1における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル A)の表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 2]同、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 4日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 3]同、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 7日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 4]同、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDX で観察した結果である。 [図 5]同、未処理の基材、サンプル A、サンプル Aを 1. 0SBF〖こ浸漬して力ら 4日後と 7日後と 14日後のものの表面を TF—XRDで観察した結果である。

[図 6]同、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの断面を SEMと EDX で観察した結果である。

[図 7]実施例 3における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル B)の表面を SEMで観察した結果である。

[図 8]同、サンプル Bを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMで観察した結果である。

[図 9]同、未処理の基材、サンプル B、サンプル Bを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を TF— XRDで観察した結果である。

[図 10]実施例 7における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル C)の表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 11]同、サンプル Cを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと ED Xで観察した結果である。

[図 12]実施例 9における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル D)を 1. 0 SBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 13]実施例 10における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル E)を 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 14]実施例 12における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル F)を 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 15]実施例 13における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル G)を 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 16]実施例 14における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル H)の表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 17]同、サンプル Hを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと ED Xで観察した結果である。

[図 18]実施例 15における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル I)を 1. 0 SBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。 [図 19]実施例 16における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル J)を 1. 0 SBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 20]実施例 17における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル K)を 1. OSBFに浸漬してから 7日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 21]実施例 18における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル L)を 1. OSBFに浸漬してから 7日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 22]実施例 20における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル M)を 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 23]実施例 21における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプルを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。

[図 24]実施例 23における生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル O)を 1. OSBFに浸漬してから 3日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果である。発明を実施するための最良の形態

本発明におヽて、生体活性複合材料の基材となる多孔質基材としては、有機高分子力もなる多孔質成形体が代表例として挙げられる。有機高分子としては、ポリェチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビ-ノレアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエーテルスルフォン、ポリ力プロラタトン、ポリ乳酸などが例示される。また、有機高分子は、コラーゲンなどの天然物であってもよい。有機高分子力もなる多孔質成形体は、単一の有機高分子力もなるものであってもよ、し、複数種類の有機高分子 (ポリマーァロイなど)力もなるものであってもよい。また、異なる有機高分子の複合体力もなるものであってもよい。また、多孔質基材は有機高分子力もなる多孔質成形体に限定されるわけではなぐいかなる材質力もなる多孔質成形体であってもよい。例えば、金属やセラミックスなど力なる多孔質成形体であってもょヽし、有機高分子と金属やセラミックスなどとの複合体からなる多孔質成形体であつてもよい。基材の形状は、複雑な形状や単純な形状をはじめ、如何なる形状であつてもよい。具体的には、骨や関節などの形状であってもよいし、人工関節や人工歯根などの接合部材の形状であってもよい。また、板状、シート状、棒状、粒状などであつてもよい。このような形状の基材は、材質に応じた方法で成形されたものであってよい。多孔質基材の表面に生体内や生体外においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層をインターロッキング効果によって高い接着強度でもって形成乃至成長させるためには、その孔の平均径は ΙΟηπ！〜 lmmであることが望ましぐ気孔率は 10 %〜65%であることが望ましい。また、多孔質基材は、発泡体やフェルトの他、酸やアルカリなどの薬品や研磨紙などを用いた粗面化処理や減圧プラズマ溶射などによる多孔質被覆処理 (ポーラスコーティング)や電解インプロセスドレッシング (ELID) 研削などの研削加工処理によって表面に孔状の凹凸を付与されたものであってもよいし、織布ゃ不織布であってもよい (繊維と繊維の間隙が孔に相当する)。

[0009] 本発明の生体活性複合材料の製造方法では、まず、工程（1)におヽて、カルシゥムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液に多孔質基材を浸漬することで基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせ、次に、工程（2)において、溶液が入り込んだ孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させる。

[0010] 孔の内部において析出させるリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子は、基材の表面にリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を形成乃至成長させるための核となりえるものであれば、その組成は特段限定されるものではない。リン酸カルシゥム化合物としては、第一リン酸カルシウム (Ca (H PO ) )、第二リン酸カルシウム

2 4 2

(CaHPO )、第三リン酸カルシウム（Ca (PO ) )、リン酸四カルシウム（Ca (PO )

4 3 4 2 4 4 2

0)、リン酸八カルシウム（Ca H (PO ) )、ヒドロキシアパタイト類などのアパタイト類

8 2 4 6

、アモルファスリン酸カルシウムなどが例示される（これらは結晶水をもつものであってもよい)。好適なリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子としては、ヒドロキシァノタイト類を主成分とする微粒子が挙げられる。ヒドロキシアパタイトは、化学式 Ca (

10

PO ) (OH) で表される化合物である。ヒドロキシアパタイト類とは、ヒドロキシァパタ

4 6 2

イトや、その構成元素が置換および Zまたは欠損しているものを意味する。ヒドロキシアパタイトの構成元素が置換および zまたは欠損して、るものの具体例としては、ヒドロキシアパタイトを構成する元素または基の一部が、 Naや Kなどの周期律表第 1族の元素、 Mgなどの周期律表第 2族の元素、 Tiなどの周期律表第 4族の元素、 Znなどの周期律表第 12族の元素、 Fや C1などの周期律表第 17族の元素、 CO ^2_、 HPO ² 一、 so ²一などの基で置換されているもの、更に、希土類金属元素で置換されている

4

ものなどが挙げられる。このような化合物に含まれる元素や基は、微粒子を析出させるための溶液に含まれる元素や基に由来する。基材の表面におけるリン酸カルシゥム化合物を主成分とする被覆層の形成乃至成長を効果的に誘起して促進する、生体適合性に優れた核としての機能を微粒子に果たさせるためには、その大きさは、 1 nm〜500 mであることが望ましぐ 10ηπι〜10 /ζ mであることがより望ましぐ 50η m〜l μ mであることがさらに望ましい。なお、微粒子は結晶であってもよいしァモルファスであってもよい。

工程（1)において使用するリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させるためのカルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液としては、例えば、 pH値を上昇させることや温度を上昇させることでリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子が析出する溶液、具体的には、カルシウムイオンを 0. 02mM〜25m M、リン酸水素イオンを 0. OlmM〜： LOmM含有する pH値が 4. 0〜8. 0の溶液が挙げられる。その調製方法は特段限定されるものではなぐ自体公知の調製方法を採用することができる。リン酸水素イオンは、水溶液中で PO ^3_を生成し得るリン酸の

4

総称を意味するものとし、リン酸 (H PO )、リン酸二水素イオン (H PO―)、リン酸水

3 4 2 4

素イオン (HPO ^2_)、およびリン酸イオン (PO ^3_)、 2個以上の PO ^3_が重合して生

4 4 4 成した縮合リン酸などを含む。カルシウムイオンの濃度は 0. 2mM〜20mMが望ましく、 1. 2mM〜5mMがより望ましい。リン酸水素イオンの濃度は 0. lmM〜8mMが望ましぐ 0. 5mM〜2mMがより望ましい。生体適合性に優れた微粒子を析出させるためには、カルシウムイオンとリン酸水素イオンに加えて、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、塩ィ匕物イオン、炭酸水素イオン、硫酸イオンを含み、その濃度が人体の血しょう中のイオン濃度に類似する、擬似体液 (SBF: Simulated Body Fluid)を微粒子を析出させるための溶液として使用することが望ましい。擬似体液におけるナトリウムイオンの濃度は 1. 4mM〜1420mMが望ましぐ 14mM〜l 140mMがより望ましぐ 70mM〜290mMがさらに望ましい。カリウムイオンの濃度 ίま 0. 05mM〜50mM力 S望ましく、 0. 5mM〜40mM力 Sより望ましく、 2. 5mM~10 mMがさらに望ましい。マグネシウムイオンの濃度は 0. 01mM〜15mMが望ましぐ 0. lmM〜12mMがより望ましぐ 0. 7mM〜3mMがさらに望ましい。塩化物イオンの濃度 ίま 1. 4mM〜1500mM力 S望ましく、 14. 5mM〜1200mM力り望ましく、 7 OmM〜300mMがさらに望ましい。炭酸水素イオンの濃度は 0. 04mM〜45mMが望ましぐ 0. 4mM〜36mMがより望ましぐ 2mM〜9mMがさらに望ましい。硫酸ィオンの濃度は 5. 0 X 10^_3mM〜5mMが望ましぐ 0. 05mM〜4mMがより望ましく、 0. 2mM〜lmMがさらに望ましい。なお、これらの無機イオンの濃度が体液と近い擬似体液を 1. OSBFと呼ぶ。 1. OSBFのナトリウムイオン濃度は 142. OmM、力リウムイオン濃度は 5. OmM、マグネシウムイオン濃度は 1. 5mM、カルシウムイオン濃度は 2. 5mM、塩化物イオン濃度は 147. 8mM、炭酸水素イオン濃度は 4. 2mM、リン酸水素イオン濃度は 1. OmM、硫酸イオン濃度は 0. 5mMである。各無機イオン濃度が 1. OSBFの X倍 (Xは正の実数)の擬似体液を xSBFと呼ぶ。本発明においては、微粒子を析出させるための溶液として 0. 5SBF〜5. OSBFを使用することが望ましい。

[0012] 工程（1)ではリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させるための溶液を必ずしも基材が有する全ての孔の内部にまで行き渡らせる必要はな、。しかしながら、基材の表面においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層をインターロッキング効果によって高い接着強度でもって形成乃至成長させるためには、基材の表面付近の少なくとも一部の孔の内部において被覆層の形成乃至成長の核となる微粒子を析出させる必要がある。このためには、微粒子を析出させるための溶液が基材の表面付近の少なくとも一部の孔の内部に行き渡るようにすることが望ましい。基材を溶液に浸漬した後に脱気処理を行うことで孔の内部に生じる気泡を除去したり、冷間等方圧加圧装置などを用いて加圧処理を行うことで溶液を孔の内部に押し込めたりすれば、この操作を効果的に行うことができる。

[0013] 工程 (2)におけるリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を溶液力析出させるための操作は、例えば、トリスヒドロキシメチルァミノメタンやアンモニアのような緩衝能を有する pH調節剤を溶液に添加することによって溶液の pH値を上昇させることで行うことが望ま、。緩衝能を有する pH調節剤を使用することで溶液の pH値を精密に調節することができる。例えば、工程（1)において使用する溶液の pH値が 4. 0 〜7. 1の場合、 pH値を 7. 2〜9. 0に上昇させることで孔の内部において生体適合性に優れた微粒子を効率的に析出させることができる。なお、微粒子の析出を確実なものとするために、溶液の pH値を上昇させた後、所定の時間、例えば、 1時間〜 3 0時間、基材を浸漬した溶液を静置することが望ましい。また、溶液は、 35°C〜60°C に維持して pH値を上昇させ、その後、静置することが望ましい。

[0014] また、工程 (2)におけるリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を溶液から析出させるための操作は、溶液の温度を上昇させることで行うこともできる。孔の内部において生体適合性に優れた微粒子を効率的かつ確実に析出させるためには、溶液の温度を上昇させる前に対して 20°C以上上昇させることが望ましい（例えば温度を上昇させる前の溶液の温度が 40°C以下の場合には 60°C以上に上昇させることが望ましい)。

[0015] このようにして製造された多孔質基材の少なくとも一部の孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させてなる生体活性複合材料は、生体内に埋入することにより、孔の内部において析出させた微粒子を核としてリン酸力ルシゥム化合物を主成分とする被覆層、即ち、骨組織を高い接着強度でもってその表面に形成乃至成長させることができる。また、この生体活性複合材料は、基材の深部に位置する孔の内部でもリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子が析出して、るので、切断や削成と!/、つた力卩ェを施しても生体活性が失われな、と、う特性を有する。なお、この生体活性複合材料は、予め擬似体液などを使用してリン酸カルシゥム化合物を主成分とする被覆層をその表面に形成乃至成長させた後、生体内に埋入してもよい。また、工程（1)を行う前に多孔質基材に対してプラズマ表面処理を施すことにより表面に水酸基などの官能基を予め付与しておくことで、生体内や生体外においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層をより高い接着強度でもって形成乃至成長させることができる。

実施例

[0016] 以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は以下の記載に何ら限定して解釈されるものではな、。

[0017] 実施例 1 : 多孔質基材として、縦 15mm X横 10mm X厚み 2mmの超高分子量ポリエチレン（ UHMWPE)からなる多孔質成形体 (平均孔径 17 m、気孔率 26%、日東電工社製）を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH7. 0に調整した 2. OSBFに浸漬し、真空ポンプを使用して脱気処理を行った。その後、基材を浸漬した状態の 2. OSBFにトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して 36. 5°Cで pH8. 2に調整し (これにより白濁が生じた）、 24時間静置した。 24時間後、 2. OSB F中力も基材を取り出し、超純水ですすいだ後、風乾した。続いて、以上の処理を行つた基材（サンプル A)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬してその生体活性を調べた。表 1に血しょうと 1. OSBFと 2. OSBFの無機イオンの組成を示す。

[0018] [表 1]

[0019] サンプル Aの表面を SEM (走査型電子顕微鏡）と EDX (エネルギー分散形 X線分析装置)で観察した結果を図 1に、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬して力 4日後と 7日後と 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果をそれぞれ図 2と図 3と図 4 に示す。また、未処理の基材、サンプル A、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 4 日後と 7日後と 14日後のものの表面を TF—XRD (薄 HX線回折装置)で観察した結果を図 5に示す。また、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの断面を SEMと EDXで観察した結果を図 6に示す。

図 1から明らかなように、サンプル Aの基材の細孔の内部には、大きさがナノメートルオーダーのアモルファス状のリン酸カルシウムを主成分とする微粒子が多数析出し、付着していることがわかった。また、図 2〜図 4から明らかなように、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力つた。また、図 5から明らかなように、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面からは、ヒドロキシアパタイト類の結晶構造を示すピークが検出されることがわ力つた。さらに、図 6から明らかなように、サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの断面からは、基材の表面から深部に向力つて約 200 μ m〜500 μ mにかけて、ヒドロキシアパタイト類を構成するカルシウムとリンのピークが位置的に対応する関係で検出されることがわ力つた。以上の結果から、基材の細孔の内部においてヒドロキシアパタイト類を主成分とする微粒子が析出したサンプル Aは、この微粒子がヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層を基材の表面に形成乃至成長させるための核となる機能を持った生体活性が付与された生体活性複合材料であることがわかった。

[0020] サンプル Aを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のもののヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層と基材との接着強度を次のようにして測定した。サンプル Aの一方の面の被覆層の表面とその反対側の面の被覆層を剥離して露出させた基材の表面にステンレス製の冶具（10 X 10mm²)をエポキシ系接着剤（商品名「ァラルダイト」：ハンツマン 'アドバンスト'マテリアルズ社製)で接着し、約 1週間風乾した後、万能試験機を使用し、クロスヘッドスピード ImmZ分で引っ張り、被覆層と基材の接面で両者が分離したときの強度を接着強度とした。 12個のサンプルについて測定した結果、平均接着強度は 4. 2MPa、標準偏差は 0. 8MPaであり、サンプル Aが有するヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層は、基材の表面に高い接着強度でもって形成乃至成長したものであることがわかった。

[0021] 実施例 2 :

基材の細孔の内部においてヒドロキシアパタイト類を主成分とする微粒子を析出させるための溶液として 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カロして pH7. 0に調整した 1. OSBFを使用し、 pH値の上昇を 60°Cでトリスヒドロキシメチノレァミノメタンを添カロすることにより pH7. 2、 7. 4、 7. 6、 7. 8、 8. 0に調整することによって行うこと以外は実施例 1と同様の条件で実験を行った。その結果、以上の条件においても、基材に生体活性を付与することができ、その表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させることができることがわ力つた。 [0022] 実施例 3 :

多孔質基材として、縦 15mm X横 10mm X厚み 3. 2mmの超高分子量ポリエチレン (UHMWPE)力なる多孔質成形体 (平均孔径 9 ;ζ ΐη、気孔率 52%、三菱榭脂社製)を使用したこと以外は実施例 1と同様の条件で実験を行った。生体活性を付与する処理を行った基材 (サンプル B)の表面を SEMで観察した結果を図 7に、サンプル Bを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMで観察した結果を図 8に示す。また、未処理の基材、サンプル B、サンプル Bを 1. OSBFに浸漬して力 14日後のものの表面を TF—XRDで観察した結果を図 9に示す。図 7から明らかなように、サンプル Bの基材の細孔の内部には、大きさがナノメートルオーダーのアモルファス状のリン酸カルシウムを主成分とする微粒子が多数析出し、付着してヽることがわかつた。また、図 8から明らかなように、サンプル Bを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわかった。また、図 9から明らかなように、サンプル Bを 1. OSBFに浸漬してから 14 日後のものの表面からは、ヒドロキシアパタイト類の結晶構造を示すピークが検出されることがゎカゝつた。以上の結果から、サンプル Bは、生体活性が付与された生体活性複合材料であることがゎカゝつた。

[0023] 実施例 4 :

多孔質基材として、縦 20mm X横 20mm X厚み 2mmのアルミナからなる多孔質成形体 (平均孔径 10 m、気孔率 40%、九州セラミックス社製)を使用したこと以外は実施例 1と同様の条件で実験を行った。その結果、この基材に対しても生体活性を付与することができ、その表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させることができることがわ力つた。

[0024] 実施例 5 :

多孔質基材として、縦 20mm X横 20mm X厚み 2mmのポリ乳酸からなる発泡体（笠原工業社製)を使用したこと以外は実施例 1と同様の条件で実験を行った。その結果、この基材に対しても生体活性を付与することができ、その表面にヒドロキシァバタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させることができることがわ力つた。

[0025] 実施例 6 : 多孔質基材として、縦 10mm X横 10mm (概寸）のポリ乳酸からなるフェルト（コアフロント社製)を使用したこと以外は実施例 1と同様の条件で実験を行った。その結果、この基材に対しても生体活性を付与することができ、その表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させることができることがわ力つた。

[0026] 実施例 7 :

多孔質基材として、縦 15mm X横 10mm X厚み 2mmの超高分子量ポリエチレン（ UHMWPE)からなる多孔質成形体 (平均孔径 17 m、気孔率 26%、日東電工社製）を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬した後、温度を 60°Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したインキュベータ内で 24時間静置した。 24時間後、 1. OSBF中カゝら基材を取り出し、超純水ですすいだ後、風乾した。続いて、以上の処理を行った基材 (サンプル C)を 36. 5°C の 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬してその生体活性を調べた。サンプル Cの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 10に、サンプル Cを 1. OSBFに浸漬してから 14 日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 11に示す。図 10から明らかなように、サンプル Cの基材の細孔の内部には、大きさがナノメートルオーダーのァモルファス状のリン酸カルシウムを主成分とする微粒子が多数析出し、付着してヽることがわかった。また、図 11から明らかなように、サンプル Cを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがゎカゝつた。以上の結果から、サンプル Cは、生体活性が付与された生体活性複合材料であることがゎカゝつた。

[0027] 実施例 8 :

多孔質基材としての、縦 15mm X横 10mm X厚み 2mmの超高分子量ポリエチレン (UHMWPE)力もなる多孔質成形体 (平均孔径 17 m、気孔率 26%、日東電工社製)の表面に対してグロ一放電による酸素プラズマ処理 (プラズマ電力密度 1WZ cm²)を 30秒間施し、これを 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添加して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬した後、温度を 60°Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したインキュベータ内で 24時間静置した。 24時間後、 1. OSBF中力ら基材を取り出し、超純水ですすいだ後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬し、基材の表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させた。ヒドロキシァパタイト類を主成分とする被覆層と基材との接着強度を実施例 1に記載の方法と同様の方法で 8個のサンプルについて測定した結果、平均接着強度は 6. 9MPa、標準偏差は 1. 4MPaであった。一方、グロ一放電による酸素プラズマ処理を施さないこと以外は以上の条件と同様の条件で基材の表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させた 10個のサンプルの平均接着強度は 4. 6MPa、標準偏差は 0. 8MPaであった。以上の結果から、多孔質基材に対してプラズマ表面処理を施すことにより、ヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層をより高い接着強度でもって基材の表面に形成乃至成長させることができることがわ力つた。この効果は、プラズマ表面処理によって基材の表面に付与された水酸基などの官能基が、ヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層の基材の表面への固定ィ匕に化学的に寄与しているからであると考えられた。

[0028] 実施例 9 :

多孔質基材として、ポリエステル製の織布（白色、ノムラテーラー社より購入)を、 36 . 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH7. 0に調整した 2. 0 SBFに浸漬した後、基材を浸漬した状態の 2. OSBFにトリスヒドロキシメチルアミノメタンを添加して 36. 5°Cで pH8. 2に調整し、 24時間静置した。 24時間後、 2. OSBF 中力基材を取り出し、超純水ですすいだ後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材（サンプル D)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14 日間浸漬した。サンプル Dを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 12に示す。図 12から明らかなように、サンプル Dを 1. 0SB Fに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力つた。

[0029] 実施例 10 :

多孔質基材として、ポリエステル製の織布（白色、ノムラテーラー社より購入)を、 36 . 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH8. 0に調整した 1. 0 SBFに浸漬した後、温度を 60°Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したインキュベータ内で 24時間静置した。 24時間後、 1. OSBF中力も基材を取り出し、超純水ですすいだ後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材 (サンプル E )を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)【こ 14曰 f¾浸清した。サンプノレ Eを 1. OSBF【こ浸清してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 13に示す。図 13 力明らかなように、サンプル Eを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力た。

[0030] 実施例 11 :

多孔質基材として、グロ一放電による酸素プラズマ処理 (プラズマ電力密度： 1WZ cm²)を 30秒間施したポリエステル製の織布（白色、ノムラテーラー社より購入)を使用したこと以外は実施例 10と同様の条件で実験を行った。その結果、この基材に対しても生体活性を付与することができ、その表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層をより高い接着強度でもって形成乃至成長させることができることがわかつた o

[0031] 実施例 12 :

多孔質基材として、エタノールと蒸留水で洗浄して力も風乾した縦 10mm X横 10m m X厚み lmmの多孔質チタン板（平均孔径 25 m、気孔率 40%、住友チタニウム社製）を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カロして pH7. 0に調整した 2. OSBFに浸漬し、真空ポンプを使用して脱気処理を行った。その後、基材を浸漬した状態の 2. OSBFにトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添加して 36. 5°C で pH8. 2に調整し、 24時間静置した。 24時間後、 2. OSBF中力も基材を取り出し、超純水ですすいだ後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材（サンプル F)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬した。サンプル Fを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 14に示す。図 14から明らかなように、サンプル Fを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがゎカゝつた。ヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層と基材との接着強度を実施例 1に記載の方法と同様の方法で 9個のサンプルにつ、て測定した結果、平均接着強度は 7. 0MPa、標準偏差は 2. 8MPaであった。 [0032] 実施例 13 :

多孔質基材として、エタノールと蒸留水で洗浄して力も風乾した縦 10mm X横 10m m X厚み lmmの多孔質チタン板（平均孔径 25 m、気孔率 40%、住友チタニウム社製）を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、真空ポンプを使用して脱気処理を行った。その後、温度を 60°Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したインキュベータ内で 24時間静置した。 2 4時間後、 1. OSBF中力も基材を取り出し、超純水ですすいだ後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材 (サンプル G)を 36. 5°Cの 1. OS BF (pH7. 4)に 14日間浸漬した。サンプル Gを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 15に示す。図 15から明らかなように、サンプル Gを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力つた。

[0033] 実施例 14 :

90°Cに温度設定したインキュベータ内で、縦 10mm X横 10mm X厚み lmmのチタン平板 (神戸製鋼社製)を 48%の硫酸に 60分間浸潰した後、蒸留水で超音波洗浄して力風乾したものを多孔質基材として、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添加して PH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、冷間等方圧加圧装置を用いて 1時間の加圧処理（392MPa)を行った後、温度を 60°Cに上昇させ、 60 °Cに温度設定したインキュベータ内で 24時間静置した。 24時間後、 1. OSBF中力ら基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行った基材（サンプル H)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬してその生体活性を調べた。サンプル Hの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 16に、サンプル Hを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 17に示す。図 16から明らかなように、サンプル Hの基材の直径 1 m程度の細孔の内部には、大きさがナノメートルオーダーのアモルファス状のリン酸カルシウムを主成分とする微粒子が多数析出し、付着していることがわ力つた。また、図 17から明らかなように、サンプル Hを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシァパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力た。以上の結果から、サンプル Hは、生体活性が付与された生体活性複合材料であることがわかつた。ヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層と基材との接着強度を実施例 1〖こ記載の方法と同様の方法で 7個のサンプルにつ、て測定した結果、平均接着強度は 8. 4MPa、標準偏差は 1. 2MPaであった。ヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層と基材との接着強度がこのように非常に高いのは、サンプル Hの基材の細孔力 Sランダムな方向に形成されていることで、インターロッキング効果が有効に機能した力もであると考えられた。なお、 90°Cに温度設定したインキュベータ内で、縦 10mm X横 10mm X厚み lmmのチタン平板 (神戸製鋼社製）を 48%の硫酸に 60分間浸潰した後、蒸留水で超音波洗浄して力も風乾することで作製した多孔質成形体を、すぐに 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬した場合、その表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層は形成乃至成長しなカゝつた。

[0034] 実施例 15 :

多孔質基材として、縦 15mm X横 10mm X厚み 2mmの超高分子量ポリエチレン（ UHMWPE)からなる多孔質成形体 (平均孔径 17 m、気孔率 26%、日東電工社製）を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、冷間等方圧加圧装置を用いて 1時間の加圧処理（392M Pa)を行った後、基材を 500mlのビーカーに入れ、そこに基材を浸漬する体積が 15 Omlになるようにトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カロして pH8. 0に調整した 36. 5 。Cの 1. OSBFを注ぎ、ビーカーをラップで覆い、ラップに蒸気抜きの穴を開けた後、電子レンジ（高周波出力 500W、発振周波数 2450MHz)でビーカーを 120秒間加熱した (これにより白濁が生じた)。ビーカー力も基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材 (サンプノレ I)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)【こ 14曰 f¾浸清した。サンプノレ Iを 1. OSBF【こ浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 18に示す。図 1 8から明らかなように、サンプル Iを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力た。

[0035] 実施例 16 :

多孔質基材として、アセトンで超音波洗浄して力風乾した縦 8mm X横 8mm X厚み lmmの多孔質ステンレス板 (平均孔径 10 /z m 気孔率 62%、太盛工業社製)を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カロして ρΗ7. 0に調整した 2 . OSBFに浸漬し、真空ポンプを使用して脱気処理を行った。その後、基材を浸漬した状態の 2. OSBFにトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カロして 36. 5°Cで pH8. 2 に調整し、 24時間静置した。 24時間後、 2. OSBF中から基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材（サンプル J)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬した。サンプル Jを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 19に示す。図 19から明らかなように、サンプル Jを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわかった。

[0036] 実施例 17 :

多孔質基材として、粒径分布が 1. 7mn！〜 4. Ommの球状シリカゲル粒子（平均孔径 47nm、細孔容積 1.

富士シリシァ化学社製)を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、冷間等方圧加圧装置を用いて 1時間の加圧処理（392MPa)を行った後、温度を 60 °Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したインキュベータ内で 24時間静置した。 24時間後、 1. OSBF中から基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材 (サンプル K)を 36. 5°Cの 1. 0SB F (pH7. 4)に 7日間浸漬した。サンプル Kを 1. OSBFに浸漬してから 7日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 20に示す。図 20から明らかなように、サンプル Kを 1. 0SBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力た。

[0037] 実施例 18 :

富士シリシァ化学社製)を、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、冷間等方圧加圧装置を用いて 1時間の加圧処理（392MPa)を行った後、基材を 50 Omlのビーカーに入れ、そこに基材が浸漬するようにトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添加して pH8. 0に調整した 36. 5°Cの 1. OSBFを注ぎ、ビーカーをラップで覆い、ラップに蒸気抜きの穴を開けた後、電子レンジ (高周波出力 500W、発振周波数 2 450MHz)でビーカーを 120秒間加熱した (これにより白濁が生じた)。ビーカーから基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材（サンプル L)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 7日間浸漬した。サンプル Lを 1. OSBFに浸漬してから 7日後のものの表面を SEMと EDX で観察した結果を図 21に示す。図 21から明らかなように、サンプル Lを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力つた。

[0038] 実施例 19 :

基材の細孔の内部においてヒドロキシアパタイト類を主成分とする微粒子を析出させるための溶液として 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カロして pH7. 85に調整した 1. OSBFを使用したこと以外は実施例 18と同様の条件で実験を行った。その結果、以上の条件においても、基材に生体活性を付与することができ、その表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させることができることがわかった。

[0039] 実施例 20 :

縦 10mm X横 10mm X厚み lmmのチタン平板 (神戸製鋼社製）を研磨紙（P200 0)で粗面化処理した後、アセトンで超音波洗浄して力風乾したものを多孔質基材として、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カ卩して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、冷間等方圧加圧装置を用いて 1時間の加圧処理（392MPa )を行った後、温度を 60°Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したインキュベータ内で 24 時間静置した。 24時間後、 1. OSBF中から基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材 (サンプル M)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)【こ 14曰 f¾浸清した。サンプノレ Mを 1. OSBF【こ浸漬してから 14日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 22に示す。図 22から明らかなように、サンプル Mを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力た。ヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層と基材との接着強度を実施例 1に記載の方法と同様の方法で 4個のサンプルについて測定した結果、平均接着強度は 1. 5 MPa、標準偏差は 1. OMPaであった。

[0040] 実施例 21 :

60°Cに温度設定したインキュベータ内で、縦 10mm X横 10mm X厚み lmmのステンレス平板（日本金属工業社製)を 18%の塩酸に 24時間浸漬した後、蒸留水で超音波洗浄して力風乾したものを多孔質基材として、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添加して pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、冷間等方圧加圧装置を用いて 1時間の加圧処理（392MPa)を行った後、温度を 60°Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したインキュベータ内で 24時間静置した。 24時間後、 1. OSB F中から基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材（サンプル N)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 14日間浸漬した。サンプル Nを 1. OSBFに浸漬してから 14日後のものの表面を SE Mと EDXで観察した結果を図 23に示す。図 23から明らかなように、サンプル Nを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわ力つた。ヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層と基材との接着強度を実施例 1に記載の方法と同様の方法で 9個のサンプルについて測定した結果、平均接着強度は 2. OMPa、標準偏差は 1. 5MPaであった。

[0041] 実施例 22 :

多孔質基材として、縦 10mm X横 10mm X厚み lmmのステンレス平板（日本金属工業社製)を使用したこと以外は実施例 20と同様の条件で実験を行った。その結果、この基材に対しても生体活性を付与することができ、その表面にヒドロキシァパタイト類を主成分とする被覆層を形成乃至成長させることができることがわ力つた。

[0042] 実施例 23 :

縦 10mm X横 10mm X厚み lmmのシリカガラス板（英興社製）を 46%のフッ化水素酸に浸漬し、室温で 12時間静置した後、蒸留水で超音波洗浄してから風乾したものを多孔質基材として、 36. 5°Cの液温下でトリスヒドロキシメチルァミノメタンを添カロして pH8. 0に調整した 1. OSBFに浸漬し、冷間等方圧加圧装置を用いて 1時間の加圧処理（392MPa)を行った後、温度を 60°Cに上昇させ、 60°Cに温度設定したィンキュベータ内で 24時間静置した。 24時間後、 1. OSBF中力も基材を取り出し、蒸留水で軽く洗浄した後、風乾した。続いて、以上の処理を行うことで生体活性を付与した基材（サンプル O)を 36. 5°Cの 1. 0SBF (pH7. 4)に 3日間浸漬した。サンプル Oを 1. OSBFに浸漬してから 3日後のものの表面を SEMと EDXで観察した結果を図 24に示す。図 24から明らかなように、サンプル Oを 1. OSBFに浸漬しておくことでその表面にヒドロキシアパタイト類を主成分とする被覆層が次第に形成乃至成長することがわかった。

産業上の利用可能性

本発明は、有機高分子力もなる多孔質成形体をはじめとする各種の多孔質基材に、その表面に生体内や生体外にお、てリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を高い接着強度でもって形成乃至成長させるための生体活性を付与した生体活性複合材料の製造方法を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。

Claims

請求の範囲

[I] リン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を表面に形成乃至成長させるための生体活性複合材料の製造方法であって、 (1)カルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液に多孔質基材を浸漬することで基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせる工程、（2)溶液が入り込んだ孔の内部においてリン酸カルシゥム化合物を主成分とする微粒子を析出させる工程、を少なくとも含むことを特徴とする製造方法。

[2] 多孔質基材が有機高分子からなる多孔質成形体であることを特徴とする請求項 1 記載の製造方法。

[3] 孔の平均径が ΙΟηπ！〜 lmmであることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[4] 多孔質基材の気孔率が 10%〜65%であることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[5] 有機高分子がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビュルアルコール、エチレン—ビュルアルコール共重合体、ポリエーテルスルフォン、ポリ力プロラタトン、ポリ乳酸力も選ばれる少なくとも 1種であることを特徴とする請求項 2記載の製造方法。

[6] リン酸カルシウム化合物がヒドロキシアパタイト類であることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[7] 工程（1)において使用するカルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液力 ¾H値を上昇させることでリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子が析出する溶液であることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[8] 溶液の pH値が 4. 0〜7. 1であることを特徴とする請求項 7記載の製造方法。

[9] 工程（1)において基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせるために脱気処理を行うことを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[10] 工程（1)において基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせるために加圧処理を行うことを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[II] 工程（2)において溶液の pH値を 7. 2〜9. 0に上昇させることでリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[12] 緩衝能を有する pH調節剤を添加することで溶液の pH値を上昇させることを特徴とする請求項 11記載の製造方法。

[13] 緩衝能を有する pH調節剤がトリスヒドロキシメチルァミノメタンであることを特徴とする請求項 12記載の製造方法。

[14] 工程 (2)にお、て溶液の温度を上昇させることでリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[15] 溶液の温度を上昇させる前に対して 20°C以上上昇させることを特徴とする請求項 1

4記載の製造方法。

[16] リン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子の大きさが lnm〜500 μ mであることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[17] 工程（1)を行う前に多孔質基材に対してプラズマ表面処理を施すことを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[18] 多孔質基材が粗面化処理によって表面に孔状の凹凸を付与されたものであることを特徴とする請求項 1記載の製造方法。

[19] 請求項 1記載の製造方法によって製造されることで多孔質基材の少なくとも一部の孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させてなることを特徴とする生体活性複合材料。

[20] リン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を表面に有する生体活性複合材料の製造方法であって、（1)カルシウムイオンとリン酸水素イオンを少なくとも含む溶液に多孔質基材を浸漬することで基材の少なくとも一部の孔の内部に溶液を行き渡らせる工程、（2)溶液が入り込んだ孔の内部においてリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を析出させる工程、（3)孔の内部において析出させたリン酸カルシゥム化合物を主成分とする微粒子を核にしてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を形成乃至成長させる工程、を少なくとも含むことを特徴とする製造方法。

[21] 請求項 20記載の製造方法によって製造されることで多孔質基材の少なくとも一部の孔の内部において析出させたリン酸カルシウム化合物を主成分とする微粒子を核にしてリン酸カルシウム化合物を主成分とする被覆層を形成乃至成長させてなることを特徴とする生体活性複合材料。