WO2023157953A1 - サージカルインク、同インクの作製方法、及び同インクを用いたサージカルペン - Google Patents

サージカルインク、同インクの作製方法、及び同インクを用いたサージカルペン Download PDF

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WO2023157953A1
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surgical
pen
weight
water
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PCT/JP2023/005806
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豊 丸岡
俊寿 豊国
森 横山
慶 大本
剛 荒殿
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国立研究開発法人国立国際医療研究センター
御国色素株式会社
三菱鉛筆株式会社
安井株式会社
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    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/16—Writing inks
    • C09D11/17—Writing inks characterised by colouring agents

Definitions

  • the present invention relates to a biocompatible surgical ink that can be safely used in surgical operations, a method for producing the same ink, and a surgical pen using the same ink.
  • the surgical purpose is to observe the follow-up part, the excision part, and the incision position.
  • colored ink is used to mark the target site.
  • the marking work on the target site using this colored ink is done by the so-called "dip pen method" using the dye ink stored in the ink pot and a dip pen such as a bamboo skewer as a surgical pen.
  • the ink dripping from the pen tip is applied so as to draw a line or mark on the target site.
  • the pen tip is put into the ink reservoir again to replenish the ink.
  • the pen tip is always held to the target area so as not to inadvertently damage the target area. It is necessary to float slightly from the surface and not to apply too much force, which makes the marking work complicated and difficult.
  • the target site to be marked is mostly wet with tissue fluid such as blood and saliva
  • the dye ink is basically water-soluble with crystal violet as the main component.
  • the dye ink immediately diffuses into the tissue fluid and bleeds, and as a result, the ink does not stay at the target site and accurate marking cannot be performed.
  • crystal violet which is the main component of dye ink, exhibits carcinogenicity in living organisms.
  • the surgical ink according to Patent Document 1 by mixing a resin material, a volatile agent, and a coloring agent, the volatilization effect of the ink at the target site is enhanced to improve the fixability of the ink.
  • Methylrosaniline chloride that is, crystal violet, is used as a coloring agent, and safety issues remain.
  • Patent Document 2 although a pigment ink using carbon powder is used as a surgical ink, it does not guarantee sterility in accordance with "sterilization validation", and furthermore, the relationship with the pigment ink It does not disclose a surgical pen that takes into account the writing ability.
  • the pigment ink according to Patent Document 2 discloses a general autoclave sterilization process, it is not produced in consideration of a gamma-ray irradiation sterilization process that guarantees a higher level of sterility. .
  • the properties of the ink such as the viscosity of the ink and the average particle size of the pigment, would change, and there is a risk that writing problems would occur.
  • Patent Document 2 it only discloses an aspect in which pigment ink is filled into a syringe and injected into a target site, and is not an aspect as a medical device, but is sterilized by ⁇ -ray irradiation in accordance with sterilization validation.
  • the problem of deterioration due to processing is not considered, and writing convenience such as stable ejection of pigment ink and improvement of writing operation are not taken into consideration.
  • the present invention has been made in view of such problems, and is a biocompatible and writable surgical ink that can be widely marketed as a medical device that ensures safety in accordance with sterilization validation. , a method for producing the same ink, and a surgical pen with improved writing convenience.
  • the surgical ink according to the present invention has the following features.
  • a biocompatible surgical ink containing activated carbon powder and a water-soluble organic solvent comprising 8 to 10% by weight of the activated carbon powder, 5 to 7% by weight of a water-soluble polymer, and sodium hydroxide. 60 to 80 parts by weight of a dispersion containing 0.01 to 1.00% by weight and water as the remainder; pH 4-11, average particle size 150-310 nm, viscosity 2.0-8.0 mPa ⁇ s.
  • the water-soluble polymer is polyvinylpyrrolidone
  • the water-soluble organic solvent is propylene glycol.
  • a surgical pen includes a cylindrical shaft portion having a storage portion for surgical ink, and a pen tip portion for ejecting the ink at the tip of the shaft portion, and has the following points. It has characteristics. (3)
  • the pen tip is made of synthetic resin and has a bending strength of 1.0 N or more after ⁇ -ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy.
  • the surgical ink is the ink according to (1) or (2).
  • the surgical ink is stored in the storage part in a state in which the batting part is impregnated, and the batting part is communicated with the proximal end of the pen tip at the tip.
  • the shaft portion has a holder for writing operation at the tail end portion, and the holder has a bulging portion that bulges outward from the tail end of the shaft portion.
  • the holder has a second bulging portion that bulges out to cover the outer peripheral surface of the rear half of the shaft portion, and the bulging portion and the second bulging portion have a constricted shape.
  • a detachable cap body is provided at the tip of the shaft part, the shaft part has a pen tip receiving part formed at the tip part for attaching and fixing the pen tip part, The cap body encloses the pen tip portion when attached to the shaft portion, and has a pressure contact surface portion on the inner peripheral surface portion that is pressed against and engages with the outer peripheral wall portion of the pen tip receiving portion.
  • the cap body is composed of an outer cap and an inner cap disposed inside the outer cap, and the inner cap is a bottomed cylindrical cap body portion having the crimping surface portion on the inner peripheral surface portion. and a leaf spring portion that has a certain gap between itself and the outer peripheral surface of the cap body portion and that extends outwardly from the opening of the cap body portion by bending the leaf spring portion. It is inserted into the outer cap so that the opening direction is the same as that of the outer cap, and is crimped and fixed to the inner peripheral surface of the outer cap via the plate spring portion.
  • a sterilized ink-forming step for obtaining a surgical ink having a pH of 4 to 11, an average particle size of 150 to 310 nm, and a viscosity of 2.0 to 8.0 mPa s by subjecting the ink composition to ⁇ -ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy.
  • a method for producing a surgical ink characterized by the following is also provided.
  • the surgical ink of the present invention is a biocompatible surgical ink containing activated carbon powder and a water-soluble organic solvent, wherein 8 to 10% by weight of the activated carbon powder and 5 to 7 water-soluble polymers 60 to 80 parts by weight of a dispersion containing 0.01 to 1.00% by weight of sodium hydroxide, and water as the remainder; and 5 to 25 parts by weight of the water-soluble organic solvent.
  • pH 4-11 average particle size 150-310 nm, and viscosity 2.0-8.0 mPa s after gamma-ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy. It is possible to improve the efficiency of the marking work.
  • the properties of the ink such as the stability of the ink over time and the dispersibility of the pigment powder, can be stabilized. Even if there is careless drug residue, adverse effects on the body such as toxicity can be suppressed as much as possible.
  • the water-soluble polymer is polyvinylpyrrolidone and the water-soluble organic solvent is propylene glycol, it not only exhibits biocompatibility but also exhibits good adhesion to the target site in a wet state. Furthermore, there is an effect that the dispersibility of the activated carbon powder can be improved and a good ink can be produced.
  • the surgical pen is a surgical pen having radiation resistance, and includes a cylindrical shaft portion having a storage portion for surgical ink, and the ink at the tip of the shaft portion. and a pen tip that ejects, and the pen tip is made of synthetic resin and has a bending strength of 1.0 N or more after ⁇ -ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy.
  • the surgical ink stored inside the body can be stably discharged, and even if the pen tip is directly slid on the target site such as soft tissue or organ for writing operation, the target site will not be careless. It will not damage the product. Therefore, there is an effect that correct marking can be easily performed and writing convenience can be improved.
  • the surgical ink is the ink according to claim 1 or claim 2, it stabilizes the ejection and outflow properties of the ink even after the ⁇ -ray irradiation sterilization treatment, and it is in a wet state during writing operations. There is an effect that writing can be performed with good fixability on the surface of the living body.
  • the surgical ink is stored in the storage part in a state in which the batting part is impregnated, and the batting part communicates with the rear end part of the pen tip, it will not be affected by changes in the external environment such as atmospheric pressure and temperature. Along with this, it is possible to prevent the ink from accidentally leaking out of the shaft body, and there is an effect that the temporal stability of the surgical pen can be improved.
  • the holder can be It is possible to stably perform the pointing and writing operation by pinching the tail end of the pen with fingers and placing the tip of the pen on the target site on the surface of the living body. This has the effect of reducing the risk of damage without applying unnecessary writing pressure stress to the surface of the living body, as compared with the writing operation.
  • the holder has a second bulging portion that bulges out to cover the outer peripheral surface of the rear half of the shaft portion, and the bulging portion and the second bulging portion together have a constricted shape. 3, the constricted portion between the bulging portion and the second bulging portion is used as the gripping position, and there is an effect that the pointing and writing operation with the gripping position as the fulcrum can be further stabilized.
  • a detachable cap body is provided at the tip of the shaft part, the shaft part has a pen tip receiving part formed at the tip part for attaching and fixing the pen tip part, and the cap The body encloses the pen tip portion in a state of being attached to the shaft portion, and has a crimping surface portion on the inner peripheral surface portion that is pressed against and engages with the outer peripheral wall portion of the pen tip receiving portion.
  • the crimping surface portion engages with the pen tip receiving portion of the shaft portion so that the volume of the internal space of the pen tip portion closed and blocked from the outside can be reduced as much as possible.
  • the cap body is composed of an outer cap and an inner cap disposed inside the outer cap
  • the inner cap includes a bottomed cylindrical cap main body portion having the crimping surface portion on an inner peripheral surface portion. and a leaf spring portion which has a certain gap from the outer peripheral surface of the cap body portion and which is bent and extends outwardly from the opening of the cap body portion, wherein the outer cap is attached to the outer cap.
  • FIG. 1A and 1B are an external side view and an exploded perspective view showing the configuration of a surgical pen according to a first embodiment
  • FIG. 1A and 1B are a side sectional view and a partially enlarged sectional view showing the configuration of a surgical pen according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a side sectional view and a partially enlarged sectional view showing the configuration of the surgical pen with the cap body according to the first embodiment attached.
  • FIG. 5 is an external side view showing the configuration of a surgical pen according to a second embodiment
  • FIG. 2 is a diagram showing the abdominal skin of rats immediately after writing with the surgical pen a and a comparative writing example.
  • FIG. 3 is a diagram showing the skull of a rat immediately after writing with the surgical pen a and a comparative writing example.
  • FIG. 3 is a diagram showing the thigh muscles of rats immediately after writing with the surgical pen a and a comparative writing example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the abdominal skin of rats after 7 days of writing with the surgical pen a and Comparative Writing Example.
  • FIG. 10 shows the abdominal endothelium of rats after 7 days of writing with Surgical Pen a and Comparative Writing Example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the thigh muscle of a rat after 14 days of writing with surgical pen a.
  • the surgical ink according to the present invention (hereinafter simply referred to as ink) is a biocompatible surgical ink containing activated carbon powder and a water-soluble organic solvent, wherein 8 to 10% by weight of the activated carbon powder and highly water-soluble 60 to 80 parts by weight of a dispersion containing 5 to 7% by weight of molecules, 0.01 to 1.00% by weight of sodium hydroxide, and water as the remainder; 5 to 25 parts by weight of the water-soluble organic solvent; and having a pH of 4 to 11, an average particle size of 150 to 310 nm, and a viscosity of 2.0 to 8.0 mPa ⁇ s after ⁇ -ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy.
  • a surgical pen having radiation resistance comprises a cylindrical shaft portion having a storage portion for surgical ink, and a pen tip portion for ejecting the ink at the tip of the shaft portion.
  • the pen tip is made of a synthetic resin and has a bending strength of 1.0 N or more after 25 kGy to 70 kGy of ⁇ -ray irradiation.
  • ⁇ -ray irradiation sterilization can be performed at room temperature and is permeable. Even if there is a sealed part, the item to be sterilized can be sterilized while it is still wrapped, ensuring high sterility, making it ideal for medical devices on the market.
  • ⁇ -ray irradiation sterilization is excellent in that it can be applied to single-use medical devices (disposable products), which are mainstream in terms of hygiene management, and is applied to most disposable products on the market today.
  • the surgical ink according to the present invention and the surgical pen using it are biocompatible in order to quickly achieve the purpose of the medical industry as well as safety according to new sterilization validation standards that have changed in view of the current situation. It is a newly developed epoch-making invention that improves the visibility of the operative field of the target site on the surface of the living body by improving the writing performance and writing convenience.
  • Composition of surgical ink> ⁇ 2.
  • Method for making surgical ink> ⁇ 3.
  • This ink is a biocompatible ink containing activated carbon powder and a water-soluble organic solvent. is suppressed as much as possible while maintaining stable writability.
  • the dispersion liquid (A) of the ink is composed of activated carbon powder (a), water-soluble polymer (b), sodium hydroxide as a basic substance (c), and water (d) (for example, See Table 1 to be described later), and serves as a base material for inks that improve the biocompatibility, dispersibility, stability over time, writability, etc. of the ink after ⁇ -ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy.
  • Activated carbon powder (a) is used as a pigment in the present ink, and by adopting powder that has been pulverized through a pulverization process using a pulverizer or the like, the color of the ink is darkened and good coloring properties are obtained. and the dispersibility in the dispersion becomes good.
  • the physical properties of the activated carbon powder (a) used in this ink are not particularly limited, but the average particle size is 5-70 ⁇ m, the specific surface area is 1000-2000 m 2 /g, the total pore volume is 0.5-3.0 ml/g, the average pore diameter is It is preferably between 2 and 10 nm. Further, the activated carbon powder (a) of the present ink preferably has a pH of 4.5 to 7.5 and an iron content of 0.01% by weight or less.
  • the composition of activated carbon powder (a) conforms to food additive standards as follows: chloride (Cl) 0.5% or less, sulfate (SO4) 0.5% or less, zinc 0.1% or less, arsenic (As2O3) 4.0 ⁇ g/g or less. Adopt the one that matches. As a result, the physical properties of the ink are prevented from being adversely affected without exhibiting toxicity to the human body.
  • Various parameters of the activated carbon powder (a) described above are measured according to the methods specified in JIS K 1474-91.
  • the content of the activated carbon powder (a) in the dispersion (A) is 8 to 10 parts by weight/100 parts by weight of the dispersion. That is, the concentration of the activated carbon powder (a) in the dispersion is 8-10% by weight. If the amount is less than 8% by weight, the color density of the finally prepared ink may be low, and the marking performance on the writing object may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, aggregation of the activated carbon powder occurs in the finally prepared ink, which may deteriorate the stability of the ink over time and the ejection property from the marking pen.
  • the amount of activated carbon powder (a) in the ink is 0.1% to 10% by weight, preferably 1% to 5% by weight, to ensure the color development of the ink. If it is less than 0.1% by weight, the concentration is low, and if it exceeds 10% by weight, the aggregation reaction is promoted.
  • Water-soluble polymer (b) The water-soluble polymer (b) of this ink is used as a dispersant that can stabilize the activated carbon powder (a) in the ink as a pigment in a finely dispersed state.
  • a material that exhibits adhesion to the surface of a living body and biocompatibility under certain conditions is used.
  • water-soluble polymer (b) examples include non-polar polymers such as hydroxypropyl cellulose (hereinafter also referred to as HPC), hydroxypropyl methyl cellulose (hereinafter also referred to as HPMC), polyvinylpyrrolidone (hereinafter also referred to as PVP). is preferred.
  • HPC hydroxypropyl cellulose
  • HPMC hydroxypropyl methyl cellulose
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • the water-soluble polymer (b) preferably has a viscosity-average molecular weight of 1,000 to 220,000.
  • the measurement of the viscosity-average molecular weight of the water-soluble polymer (b) is basically carried out according to Kobunshi Ronbun vol. 38, No. 7, pp. 457-463 (July, 1981) for molecular weight determination. Specifically, the following procedures (1) and (2) are followed.
  • (1) Precipitation purification is performed by adding the water-soluble polymer (b) sample to excess acetone. After repeating this operation twice, it is dried under reduced pressure until the smell of acetone disappears.
  • the content of the water-soluble polymer (b) in the dispersion (A) is 5-7 parts by weight/100 parts by weight of the dispersion. That is, the concentration of the water-soluble polymer (b) in the dispersion is 5-7% by weight. If the amount is less than 5% by weight, it becomes difficult to disperse the activated carbon powder (a) in the finally prepared ink, and the diameter of the dispersed particles increases, which may cause clogging in the surgical pen. On the other hand, if it exceeds 7% by weight, the viscosity of the finally prepared ink becomes too high, and there is a possibility that the ejection property from the surgical pen may deteriorate.
  • the blending amount of the water-soluble polymer (b) is 20-200 parts by weight, preferably 30-150 parts by weight, per 100 parts by weight of the activated carbon powder (a). If it is less than 20% by weight, the dispersibility of the carbon powder deteriorates, while if it exceeds 200 parts by weight, the ink jetting property deteriorates.
  • a basic substance (c) can be present in the ink in order to adjust the pH within a predetermined range.
  • the activated carbon powder (a) tends to cause the ink to exhibit acidity. Therefore, if neutralization with the basic substance (c) is not performed, depending on the site, the ink may be highly irritating to the body.
  • the suitable pH range of the living body varies depending on the site, but in the present invention, by appropriately adjusting the amount of the basic substance added, the pH can be adjusted to the appropriate range according to the site to be marked, and the irritation can be reduced. can.
  • the basic substance (c) of the present invention is not particularly limited as long as it is biocompatible among substances exhibiting basicity according to the definition of Arrhenius. Furthermore, basic substances (c) such as sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, etc., which are approved for use as food additives, are preferred.
  • sodium hydroxide is most suitable as the basic substance (c).
  • the dispersed state of particles in the ink is stabilized even for difficult-to-disperse pigments such as activated carbon. It is possible to prevent solidification, grain increase, viscosity increase, and the like.
  • the mechanism by which sodium hydroxide contributes to the stabilization of the dispersed state is not clear, it is believed that the effect of stabilizing the surface activity of the carbon material particles and preventing aggregation is exhibited. Furthermore, it is easily degraded in vivo and can be safely used on the surfaces of tissues and organs such as skin, bones and organs. In addition, it is possible to stabilize the viscosity of the ink and suppress the reaggregation of the pigment powder, thereby improving the dispersibility.
  • the basic substance (c) is preferably contained in an amount of 0.01 to 1.00 parts by weight, more preferably 0.05 to 0.50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the ink. If the amount of the basic substance is less than 0.01 parts by weight, the change in pH is insufficient, and when sodium hydroxide is used, the effect of stabilizing the dispersed state cannot be fully exhibited. If the amount added is more than 1.00 parts by weight, the pH may rise beyond the range appropriate for living organisms, resulting in strong irritation.
  • Water (d) is used as a dispersion medium when preparing dispersion liquid (A). ink.
  • Water (d) is preferably distilled water, water for injection, or the like, which is appropriately quality-controlled for medical use.
  • the content of water (d) in dispersion (A) is preferably 70 to 90 parts by weight/100 parts by weight of dispersion A. If it is less than 70 parts by weight, the concentration of the other components will be relatively high, and if it is more than 90 parts by weight, the concentrations of the other components will be relatively low. There is a possibility that the dispersion liquid A may not function properly as the base material of the ink.
  • this ink is mainly composed of water with a final water content of 50% by weight or more, preferably 60% by weight or more. That is, in the present ink, liquid components other than the specific water-soluble organic solvent (B) described below are substantially water. As a result, not only biocompatibility can be ensured, but also the degree of denaturation such as cross-linking of the water-soluble polymer in the ink can be suppressed as much as possible even after ⁇ -ray irradiation.
  • Water-soluble organic solvent (B) The water-soluble organic solvent (B) is used to improve the viscosity of the ink after ⁇ -ray irradiation and the fixability on the surface of the living body, and is not particularly limited as long as it exhibits a specific viscosity and biocompatibility. .
  • Water-soluble organic solvents (B) include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, iso-butanol, t-butanol, trimethylolpropane, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, monoethylene glycol. , diethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol.
  • ethanol, isopropanol, glycerin, and polyethylene glycol hereinafter also referred to as food additives.
  • the water-soluble organic solvent (B) in the ink should be 5 to 25 parts by weight per 100 parts by weight of the ink to improve the fixability of the ink on the surface of the body after ⁇ -ray irradiation and the ejection from the surgical pen. . If the amount is less than 5 parts by weight, the ink becomes less viscous and may cause accidental ink leakage from the surgical pen. On the other hand, when the amount is more than 25 parts by weight, the viscosity becomes too large, and there is a possibility that the ejection property from the surgical pen may be deteriorated.
  • the water-soluble organic solvent (B) is not necessarily an essential component of the ink composition, but is selectively added according to the type of surgical pen described below. Therefore, it is possible to make the water-soluble organic solvent (B) less irritant by making it ethanol-free, in which ethanol is not added.
  • the surface tension modifier (C) is a component that functions to improve ejection from the pen core and to adjust the surface tension.
  • anionic, nonionic, silicone, fluorine-based surfactants and water-soluble organic solvents such as ethanol and isopropanol
  • anionic surfactants include alkylbenzenesulfonates, higher alcohol sulfates, higher fatty acid salts, higher alkyldicarboxylates, alkylnaphthalenesulfonates, alkylsulfosuccinates, naphthalenesulfonic acid formalin condensate salts
  • examples include polyoxyethylene alkyl ether sulfates and polyoxyethylene alkyl phosphates.
  • Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, fatty acid monoglycerides, sorbitan fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, Polyoxyethylene-added acetylene glycols may be mentioned.
  • the surgical ink according to the present invention is produced by mixing the components described above at a predetermined mixing ratio. That is, the present ink is prepared by mixing 60 to 80 parts by weight of the dispersion liquid (A) having the composition described above and 5 to 25 parts by weight of the water-soluble organic solvent (B) (for example, see Table 3 below).
  • the dispersion liquid (A) is less than 60 parts by weight or the water-soluble organic solvent (B) is less than 5 parts by weight, the dispersibility of the activated carbon powder (a) and the adhesion (fixing property) at the target site are poor. It may get worse.
  • the dispersion liquid (A) exceeds 80 parts by weight or the water-soluble organic solvent (B) exceeds 25 parts by weight, the viscosity becomes too high, causing clogging at the tip of the surgical pen. There is a risk that the continuous and stable writing convenience will be deteriorated, such as making ejection difficult.
  • the active carbon powder (a), the water-soluble polymer (b), the sodium hydroxide (c), the water (d), and the water-soluble organic solvent (B), which are components of the dispersion (A), are mixed and stirred. It is also possible to In preparing the ink, it is preferable to prepare the dispersion liquid (A) and then add the water-soluble organic solvent (B) and stir the mixture, so that the activated carbon powder (a) can be well dispersed in the ink.
  • the present ink preparation method includes a dispersion liquid preparation step S1 for obtaining a dispersion liquid (A) and an ink composition preparation step S2 for obtaining an ink composition.
  • a dispersion liquid preparation step S1 8 to 10 parts by weight of activated carbon powder (a), 5 to 7 parts by weight of water-soluble polymer (b), 0.01 to 1.00 parts by weight of basic substance (c), and 70 parts by weight of water as the remainder. 90 parts by weight are mixed and stirred to prepare a dispersion (A).
  • the active carbon powder (a) can be stably dispersed in water by using a dispersing machine (for example, paint shaker, roll mill, ball mill, sand mill, jet mill, etc.) for stirring.
  • a refinement enhancement step S0 for enhancing refinement of the activated carbon powder with a sand mill or the like may be included. That is, it is possible to obtain an activated carbon powder whose average particle size and average pore diameter are adjusted by fine processing time of a sand mill or the like.
  • the ink composition preparation step S2 60 to 80 parts by weight of the dispersion (A) obtained in the dispersion preparation step S1, 5 to 25 parts by weight of the water-soluble organic solvent (B),
  • the tension modifier (C) is added to make the total weight 100 parts by weight, and mixed and stirred to prepare an ink composition.
  • the amount of the surface tension modifier (C) to be added is 5 to 15 parts by weight.
  • a coarse particle removal step of removing coarse particles of the activated carbon powder (a) by filtering with a filter or the like or classifying with a centrifuge. S3 may be interposed. Furthermore, after the ink composition preparation step S2, an ink filling step S5 of filling the surgical pen of the present invention with the obtained ink composition can be carried out.
  • the method for producing this ink includes a sterilized ink production step S4 that is irradiated with ⁇ -rays to ensure sterility.
  • the sterilized ink forming step S4 the ink composition that has undergone the ink composition preparation step S2, the coarse particle removal step S3, and the ink filling step S5 is subjected to ⁇ -ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy, and finally the surgical ink according to the present invention. It is a process of obtaining Note that the conditions for ⁇ -ray irradiation and the like will be described later in ⁇ 5. ⁇ -ray irradiation conditions>.
  • the ink composition undergoes the sterile ink conversion step S4 to ensure sterility and become a surgical ink that has good writability and dispersibility, and can be safely marketed as a specific medical device.
  • the sterilized ink forming step S4 is performed integrally with the surgical pen.
  • the sterilized ink forming step S4 is performed after the ink composition is prepared by the ink composition preparing step S2.
  • the ink composition obtained in the ink composition preparation step S2 may be stored in a ⁇ -ray-resistant container such as a plastic container and subjected to ⁇ -ray irradiation, or may be filled in an arbitrary pen and used as a surgical pen. good.
  • the ink composition is basically a surgical ink whose sterility is guaranteed as a medical device by being subjected to a ⁇ -ray irradiation treatment while being impregnated in the batting portion 3 of the surgical pen A1 and stored in the storage portion 10. becomes (see FIG. 1(b), which will be described later).
  • the present ink is characterized by pH of 4 to 11, average particle diameter of 150 to 310 nm, and viscosity of 2.0 to 8.0 mPa ⁇ s after 25 kGy to 70 kGy of ⁇ -ray irradiation.
  • Methods for measuring various parameters indicating physical properties before and after ⁇ -ray irradiation are as follows.
  • ⁇ Viscosity measurement Conditioning Undiluted solution Measuring equipment: Conical plate type rotational viscometer (“TVE-20L model” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) Measurement condition: 50rpm Measurement temperature: 25°C ⁇ pH measurement Conditioning: Undiluted solution Measuring equipment: pH measuring instrument ("MH-41X type” manufactured by Toa DKK Co., Ltd.) Measurement temperature: 25°C ⁇ Average particle size measurement Conditioning: Dilute the undiluted solution with deionized water so that it falls within the specified measurement concentration range. Measuring instrument: Dynamic Light Scattering Particle Size Distribution Analyzer (NIKKISO: Microlracwave-EX150) Measurement time: 120 seconds
  • the viscosity change rate before and after ⁇ -ray irradiation is about 1.0% to 10.0%.
  • the pH is 8.7-8.8 for the ink composition before ⁇ -ray irradiation and 4-11 for the ink after ⁇ -ray irradiation to maintain a stable pH.
  • the average particle size of the ink composition before ⁇ -ray irradiation is 240 to 285 nm, and the ink after ⁇ -ray irradiation is 150 to 310 nm, and maintains stable dispersibility.
  • the ink configured as described above can be stored in an ink pot as in the conventional art and can be safely used for so-called "dip pen type” marking work together with a dip pen such as a bamboo comb and bamboo skewer. make good Furthermore, by using the present ink in the surgical pen of the present invention, it is possible to improve the convenience of writing by improving the ejection property.
  • FIG. 1 is an external side view and an exploded perspective view showing the configuration of the surgical pen according to this embodiment
  • FIGS. 2(a) and 2(b) show the configuration of the surgical pen with the cap body removed according to this embodiment.
  • FIG. 2C is a side sectional view showing the configuration of the cap body according to the present embodiment
  • FIG. 3 is a surgical pen with the cap body according to the present embodiment attached. It is a side cross-sectional view and a partially enlarged cross-sectional view showing the configuration.
  • the surgical pen A1 has radiation resistance and is configured to be able to write by containing the surgical ink described above. As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the surgical pen A1 has a tubular shaft portion 1 having a storage portion 10 for surgical ink, and a distal end of the shaft portion 1. and a pen tip portion 2 for ejecting ink.
  • the material of the Surgical Pen A1 should be a radiation-resistant material that does not denature when exposed to ⁇ -rays at the specified sterilization dose of 25 kGy to 70 kGy and does not reduce its mechanical strength and make it vulnerable at an early stage. It is not particularly limited.
  • a radiation-resistant material may be, for example, a metal material or a resin material. By using a resin material, the mass productivity and economic efficiency of the surgical pen are improved.
  • resin materials include polypropylene (PP), high-density polyethylene (HDPE), polyethylene terephthalate (PET), polyetheretherketone (PEEK), and ABS.
  • Metal materials include copper, iron, aluminum, and the like.
  • a radiation-resistant material such as stainless steel can be appropriately selected and employed for each constituent member of the surgical pen A1.
  • the shaft portion 1 has an elongated cylindrical shape, and as shown in FIGS.
  • a pen tip receiving portion 12 for attaching and fixing the pen tip portion 2 is formed in a tapered shape with an outer and inner diameter smaller than that of the body portion 11 .
  • the shaft part 1 of this embodiment is made of PP.
  • the storage portion 10 is a space portion that stores a certain amount of ink, and in the present embodiment stores the ink indirectly through the filling portion 3 .
  • the surgical pen A1 is stored in the storage part 10 in a state in which the filling part 3 is impregnated with surgical ink, and the filling part 3 is connected to the base end of the pen tip part 2 at the tip, so that it is configured as a so-called filling type pen. ing.
  • the surgical pen A1 may be configured as a direct liquid type pen by directly storing ink in the storage section 10 .
  • the filling portion 3 is in the shape of a cylindrical bar having approximately the same length as the trunk portion 11 of the shaft portion 1, and is composed of a cylindrical outer skin 30 and a resin-fiber-like cotton body 31 evenly accommodated in the entire inner portion of the outer skin 30.
  • the cotton main body 31 can be impregnated with ink and held.
  • the outer skin 30 is made of PP
  • the cotton main body 31 is made of PET.
  • the pen tip receiving portion 12 includes a tip support portion 120 having a smaller diameter than the barrel portion 11 and a tip support portion 120 having a smaller diameter than the tip support portion 120 toward the tip direction. and a leading end fitting portion 121 having a reduced diameter on the side.
  • the tip fitting portion 121 is a portion where the pen tip portion 2 to be described later is press-fitted and fixed. It is formed on the abutting engagement surface.
  • a cap stopper stepped portion 13 is formed on the boundary between the body portion 11 and the tip support portion 120 of the pen tip receiving portion 12 so as to face and abut against the opening edge portion of the cap body 4 described later.
  • a flange portion 14 for hooking a cap body 4 is formed on the peripheral wall of the tip support portion 120 of the pen tip receiving portion 12 so as to protrude radially outward.
  • a tail plug 5 for closing the tail end side opening 1a of the shaft portion 1 is provided at the tail end portion of the shaft portion 1.
  • the tail plug 5 has a cylindrical shape with a bottom, and as shown in FIG. A flange portion 50 in contact with the flange portion 50, an insertion portion 51 that is inserted into the shaft portion 1 on the distal end side of the shaft portion 1 in the axial direction with the flange portion 50 as a boundary, and a tail portion of the shaft portion 1 in the axial direction. A fitting protrusion 52 protruding outward from the end side and fitted to the cap body 4 is provided. It should be noted that the tail plug 5 of this embodiment is made of PP like the shaft portion 1 .
  • the engaging means includes an engaging recess provided on the outer peripheral surface of the fitting portion 51 of the tail plug 5 and an engaging protrusion provided on the inner peripheral surface of the shaft portion 1 corresponding to the engaging recess. , consists of
  • the tail plug 5 having such a configuration functions as a weight because it is relatively heavier than other members. That is, the surgical pen A1 is configured such that the tail plug 5 eccentrically shifts the center of gravity from the center in the axial direction to the tail end side.
  • the tail end of the pen is picked up by each fingertip, such as the belly of the thumb and index finger, or the belly of the thumb and middle finger. It is possible to stably perform pointing and writing operations by placing the device on the target site on the surface of the living body.
  • the pen tip portion 2 comprises a core 20 made of a flexible resin fiber bundle, and a front half halfway in the axial direction of the core 20 with the tip portion of the core 20 exposed. and a tip 22 that exposes the front end of the pipe 21 and covers the middle part of the front half in the axial direction of the core 20 together with the pipe 21 .
  • the core 20 is composed of fiber bundles in which fibers of polyethylene terephthalate (PET) or polyetheretherketone (PEEK) as a resin material are bound together with urethane as a binder while providing gaps between them.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEEK polyetheretherketone
  • the pen tip 2 (core 20) is made of a fiber bundle with a porosity of 52-60%. If the porosity of the center core of the nib is less than 52%, the ejection performance of the ink filled in the storage section 10 may be lowered, and the writing performance may be deteriorated. On the other hand, if the porosity exceeds 60%, ink may leak when the pen is not in use.
  • the tip of the core 20 is a pen tip main body 20a that contacts the surface of the living body and allows ink to flow out, and is configured to allow sliding writing according to the writing direction and writing angle.
  • the pen tip main body 20a is formed as an exposed portion of the core 20 on the tip side of the pipe 21 fitted and fixed.
  • the pipe 21 is externally fitted and fixed to the base end side of the pen tip main body 20a, and the tip strength of the pen tip main body 20a is improved as much as possible.
  • the pipe 21 of this embodiment is made of stainless steel (SUS).
  • the shape of the core 20 of this embodiment is a rod-like body, and the tip surface of the pen tip main body 20a corresponding to writing is formed into a hemispherical surface, so that an inadvertent sliding frictional force is generated during sliding writing according to the writing direction and writing angle. It is configured so that it does not occur.
  • the pen tip main body 20a may be formed as a fibrillated bundle-like brush part in which the fibers are not bound and each has a free end.
  • the surgical pen A can be used as a brush-type pen, and it is possible to reduce the sliding friction force on the surface of the living body during the writing operation and to improve the ejection property of the ink.
  • the core 20 may be a molded core formed by extrusion molding with a space communicated inside instead of a fiber bundle core.
  • the shape of the pen tip main body 20a can be a so-called chisel shape in which the tip is a flat surface slanted with respect to the center of the pen shaft and the tip is sharpened in order to allow selection of the drawing line width.
  • the pen tip 2 is configured to have a bending strength of 1.0 N or more after ⁇ -ray irradiation of 25 kGy to 70 kGy. Furthermore, it is preferable that the bending strength of the pen tip portion 2 decreases by less than 10% before and after sterilization by ⁇ -ray irradiation.
  • the pen tip main body 20a of the core 20 is prevented from being accidentally bent and plastically deformed or broken when pressed against a writing object.
  • the outer diameter of the pen tip main body 20a can be appropriately determined according to the desired drawing line width. This makes it easier to mark the target site on the surface of the living body.
  • the tip 22 is press-fitted into the tip fitting portion 121 of the pen tip receiving portion 12 at the tip of the shaft portion 1 from the tip side and fixed to the inside, so that the pen tip portion 2 can be integrally fixed to the shaft portion 1. .
  • the tip 22 is a mushroom-shaped or substantially spindle-shaped thin cylinder, and has a cylindrical press-fitting portion 220 extending parallel to the axial direction on the base end side, and a radially bulging portion more than the press-fitting portion 220 on the distal end side. and an exterior portion 221 that Note that the chip 22 of this embodiment is made of high density polyethylene (HDPE).
  • HDPE high density polyethylene
  • the press-fit portion 220 is a portion corresponding to press-fitting into the tip fitting portion 121 of the pen tip receiving portion 12, and the pen tip portion is inserted into the pen tip receiving portion 12. 2 is attached, it is pressed and fixed by the tip fitting portion 121 .
  • the exterior part 221 has a truncated cone shape whose diameter gradually decreases from the base end side to the tip end side.
  • the surface is formed to be a tapered surface connected to the peripheral wall of the tip fitting portion 121 of the pen tip receiving portion 12 and inclined toward the tip side.
  • a step portion between the press-fit portion 220 and the exterior portion 221, that is, the rear end surface of the exterior portion 221, is formed into a flat surface perpendicular to the axial direction. , and a contact surface portion that comes into surface contact with the opening end face of the pen tip receiving portion 12 (tip fitting portion 121). That is, the pen tip portion 2 is press-fitted and fixed to the shaft portion 1 via the pen tip receiving portion 12 and has a contact surface portion that comes into surface contact with the opening end face of the pen tip receiving portion 12 .
  • the base end of the core 20 is a batting inserting portion 20b formed to have a substantially sharp tip toward the base end side.
  • the batting inserting portion 20b is inserted so as to face the batting portion 3 along the axis of the batting portion 3, and sucks the ink impregnated in the batting portion 3 so that it can flow to the tip side.
  • the ink impregnated into the batting portion 3 is the same as described in ⁇ 2.
  • Properties of Surgical Ink> the ink can be stably ejected and discharged after gamma-ray irradiation sterilization, and the fixability on the wet surface of the living body can be improved.
  • the surgical pen A1 has a detachable cap body 4 at the distal end of the shaft part 1, as shown in FIGS. 2(c), 3(a) and 3(b).
  • the cap body 4 is configured to cover the pen tip portion 2 and prevent the volatilization of the surgical ink when attached to the shaft portion 1 .
  • the cap body 4 encloses the pen tip portion 2 in a state where it is attached to the shaft portion 1, and the inner peripheral surface portion is crimped to the outer peripheral wall portion of the pen tip receiving portion 12 to correspond to engagement.
  • the volatilization prevention means is comprised.
  • the cap body 4 includes a bottomed cylindrical outer cap 41 and a bottomed cylindrical inner cap 42 that is inserted into the outer cap 41 and arranged in the center in the axial direction. And, it has a double tube structure. Also, the cap body 4 has an inner cylindrical hole formed by two caps 41 and 42 along the outer shape of the pen tip portion 2 .
  • the inner cap 42 has a bottomed cylindrical cap body portion 420 having the crimping surface portion 43 on its inner peripheral surface and a certain gap between the outer peripheral surface of the cap body portion 420 and the gap from the opening of the cap body portion 420. and a plate spring portion 421 that bends and extends outward.
  • the plate spring portion 421 has a cylindrical shape larger than the cap body portion 420 and covers the outside of the cap body portion 420 . That is, the inner cap 42 has a double tube structure with an inner cap body portion 420 and an outer leaf spring portion 421 .
  • the inner cap 42 is inserted into the outer cap 41 so that the opening direction of the outer cap 41 is the same as that of the outer cap 41 , and is crimped and fixed to the inner peripheral surface of the outer cap 41 via the plate spring portion 421 .
  • the inner peripheral wall of the outer cap 41 is formed along the outer shape of the tip support portion 120 of the shaft portion 1, and the inner peripheral wall portion is formed so as to be crimped to the outer peripheral surface of the tip support portion 120.
  • the inner peripheral wall portion on the opening side of the outer cap 41 is configured as a second pressure-bonding surface portion 44 that is pressure-bonded to the flange portion 14 of the tip support portion 120 of the pen tip receiving portion 12 .
  • a thick wall portion is formed on the inner bottom side of the outer cap 41 by protruding the peripheral wall inward toward the center of the shaft, so that the outer end surface of the inner cap 42 to be inserted into the outer cap 41 is increased. Abutting stepped portion 410 is formed.
  • the inner cap 42 has an inner peripheral wall of the cap main body 420 formed along the outer shape of the tip fitting part 121 of the shaft part 1 and the pen tip part 2 at the tip thereof, and can be crimped to the outer peripheral surface of the tip fitting part 121. is formed in That is, the inner peripheral wall portion of the cap main body portion 420 is formed as a crimping surface portion 43 corresponding to the outer wall surface portion of the tip fitting portion 121 of the pen tip receiving portion 12 by crimping.
  • the inner peripheral wall portion on the tip side of the crimping surface portion 43 is formed in a facing surface portion that faces parallel to the outer peripheral surface of the pen tip portion 2 and has a constant minimal gap therebetween.
  • the exposed portion of the pen tip portion 2 from the shaft portion 1 is the cap body portion of the inner cap 42 when the cap body 4 of the shaft portion 1 is attached.
  • 420 is housed close to the inner wall.
  • the pressure-bonding surface portion 43 formed on the inner cap 42 and the second pressure-bonding surface portion 44 formed on the outer cap 41 block and block the communication path between the pen tip portion 2 in the cap body and the outside in two stages to improve sealing performance. While improving it as much as possible, the gap between the pen tip portion 2 and the inner wall of the cap body 4 is made as small as possible to make the ink diffusion space as small as possible, thereby making it possible to prevent volatilization of the ink.
  • the cap body 4 is provided with a non-woven stuffing core 45 filled in the inner bottom of the inner cap 42 as volatilization preventing means.
  • the nib main body portion 20a arranged on the inner bottom portion of the inner cap 42 is buried and covered by the stuffing core 45, and the stuffing core 45 is covered with the pen tip. It absorbs the ink exuded from the body portion 20a and becomes wet.
  • the pen tip main body 20a is covered with the stuffing core 45 which is always wet with ink, suppressing further bleeding of the ink and reducing the contact area in the gap where the ink is exposed to the outside air, thereby preventing the ink from volatilizing unintentionally. can be reliably prevented.
  • the stuffing core 45 of the present embodiment is preferably made of polyethylene terephthalate (PET).
  • the surgical pen A1 according to the present embodiment can be widely marketed as a medical device that ensures safety in accordance with sterilization validation, and has good biocompatibility and writing operability. It is configured to
  • FIG. 4 is a side view showing the configuration of the surgical pen according to this embodiment.
  • the same reference numerals are used for the same configuration as in the first embodiment, and the description is omitted.
  • the handle of the writing instrument is held by the middle finger and thumb while pinching the barrel portion 11 of the pen, that is, the approximate front half barrel portion of the shaft portion 1 near the pen tip portion 2, with the index finger, and the second joint of the index finger is the second joint of the index finger. and the third joint.
  • the writing operation with the handle of an ordinary writing instrument is good when the object to be written is hard bone tissue, but when the object to be written is the soft surface of an organ or the like, the pen tip portion 2 may cause an inadvertent writing operation.
  • the writing pressure is transmitted as a pressing stress, which may cause damage.
  • the axis A holder 6 for writing operation is provided at the tail end of the body 1 .
  • the holder 6 has a bulging portion 60 that bulges outward from the tail end of the shaft portion 1, as shown in FIGS. 4(a) and 4(b).
  • the holder 6 shown in FIG. 4( a ) has a substantially ellipsoidal shape, is formed along the long axis direction, and is inserted into the tail portion of the trunk portion 11 of the shaft portion 1 so as to correspond to the insertion portion. It has a hole 61 and is detachably attached to the tail end of the shaft portion 1 .
  • the tip of the pen tip 2 (the pen tip main body 20a) is stably placed on the target site on the surface of the living body for pointing and writing operation. It can be carried out.
  • the bulging portion 60 bulges outward in the radial direction from the outer peripheral surface of the shaft portion 1 . Therefore, a pointing portion is formed at the boundary between the tail portion of the shaft portion 1 and the holder 6 .
  • the boundary portion between the tail end portion of the shaft portion 1 and the holder 6 is pinched between the tips of the thumb and the index finger, or the tail end portion is pinched between the tips of the thumb and the middle finger, and the pad surfaces of the fingers are bulged.
  • a handle form that is in surface contact with the curved surface 60a of the portion 60 is realized.
  • the tip of the pen tip 2 (pen tip main body 20a) is placed on the surface of the living body with the boundary between the tail end of the shaft 1 and the holder 6 as a fulcrum. There is no fear of applying careless writing pressure.
  • the finger pad surface abuts against the curved surface 60a of the bulging portion 60, so that the handle shape is stable and writing operability is improved.
  • the holder 6 of the mode shown in FIG. 4B further has a second bulging portion 62 that bulges out to cover the outer peripheral surface of the rear half of the trunk portion 11 of the shaft portion 1 . It is also possible to form a constricted shape with the second bulging portion 62 . In other words, the constricted portion 63 between the bulging portion 60 and the second bulging portion 62 can be made to function as a pinched portion to be pinched with the tip of the finger.
  • the constricted portion 63 between the bulging portion 60 and the second bulging portion 62 can be used as a gripping position, and the pointing and writing operation can be further stabilized with the gripping position as a fulcrum. It is possible to reduce the risk of damage without applying careless writing pressure stress to the surface.
  • ⁇ -ray irradiation conditions The surgical ink configured as described above and the surgical pen filled with it are irradiated with Co60 as a radionuclide, and conform to JIS/ISO standards (JIS T 0806-1/ISO 11137-1 and JIS T 0806-2 /ISO 11137-2) ⁇ -irradiation sterilization is applied.
  • the ⁇ -ray irradiation facilities are as follows. Irradiation facility: Japan Irradiation Service Co., Ltd. Tokai Center Irradiation device: Gamma ray irradiation device tote box type (JS10000HD manufactured by Nordion) Irradiation container: Tote box (78 x 50 x 150 cm: internal volume approx.
  • Irradiation source Co60 Set target absorbed dose: 50 kGy (Actual value 54.0 kGy to 67.6 kGy) Irradiation time: 26,000 seconds Maximum source capacity: 111PBq (3MCi) Tote box ( ⁇ -ray irradiation container):
  • the absorbed dose of ⁇ -rays for surgical ink and surgical pens using this is 25 kGy to 70 kGy.
  • Such absorption dose is the dose that ensures sterility in common for surgical inks and surgical pens that use this, and sterilization validation (JIS T 0806-1/ISO 11137-1 and JIS T 0806-2/ISO 11137 -2), determined by the following procedures (1) to (5).
  • Material test (2) Bioburden measurement
  • Sterilization dose setting test (4) Sterility test (5)
  • bioburden measurement and (4) sterility test are based on the JIS/ISO standard "Method for measuring microorganisms on products" (JIS T 11737-1/ISO 11737-1) and "Definition of sterilization process", respectively. , Sterility test performed in validation and maintenance” (JIS T 11737-2/ISO 11737-2).
  • the sterility assurance level is set to 10 -6 , and the number of living microorganisms per unit of irradiation obtained from (1) bioburden measurement and (4) sterility test and its From the lethal rate (the time required to reduce the number of bacteria to one-tenth: D value), the absorbed dose of ⁇ -rays at which the SAL is achieved is determined.
  • the ⁇ -ray irradiation time for ensuring sterility is the time (approximately 2-3 hours) required to achieve the absorbed dose of ⁇ -rays that achieves the SAL.
  • the absorbed dose to achieve SAL in the present invention is 25 kGy to 70 kGy, more preferably 25 kGy to 45 kGy. If the absorbed dose is less than 25 kGy, sterility cannot be ensured, and if it is greater than 70 kGy, radiation deterioration will be accelerated, and there is a risk that the properties of the ink will be changed unintentionally and the mechanical strength of the surgical pen will be reduced.
  • the absorbed dose range of 25 kGy to 70 kGy is an error caused by the relative distance between the position where each item to be sterilized is stored and arranged in the tote box and the radiation source. and (1) the mechanical strength in the material test.
  • Dispersion Liquid and Comparative Liquid Dispersion liquid A1 as a base material of surgical ink according to the example includes activated carbon powder (a), water-soluble polymer (b), and sodium hydroxide as basic substance (c). and water (d) as the remainder.
  • dispersion liquid A1 was replaced with 0.1 parts by weight of sodium carbonate, and the activated carbon powder (a) was replaced with red iron oxide.
  • Comparative liquid R2 was replaced with a water-soluble black dye, which was designated as comparative liquid R3. Specific procedures for preparing dispersion liquid A1 and comparative liquids R1 to R3 are as follows.
  • (Dispersion A1) 9.00 parts by weight of activated carbon powder (a), 6.30 parts by weight of polyvinylpyrrolidone as a water-soluble polymer (b), 0.13 parts by weight of sodium hydroxide as a basic substance (c), and water ( d) 84.57 parts by weight were added and mixed by stirring with a propeller stirrer at room temperature for 1 hour.
  • the activated carbon powder (a) had an average particle diameter of 35 ⁇ m and an average pore diameter of 3.4 nm
  • the polyvinylpyrrolidone used as the water-soluble polymer (b) had a viscosity-average molecular weight of 25,000.
  • Comparative liquid R1 10.00 parts by weight of red iron oxide as a coloring material, 8.50 parts by weight of polyvinylpyrrolidone as a water-soluble polymer (b), 0.10 parts by weight of sodium hydroxide as a basic substance (c), and 81.40 parts by weight of water as the balance so that the total amount is 100 parts by weight. and were mixed by stirring with a propeller stirrer at room temperature for 1 hour.
  • Comparative liquid R2 A comparative liquid R2 was prepared in the same manner as the comparative liquid R1 except that the coloring material of the comparative liquid R1 was changed to 10.00 parts by weight of black iron oxide.
  • Comparative liquid R3 A comparative liquid R3 was prepared in the same manner as the comparative liquid R1 except that the coloring material of the comparative liquid R1 was changed to 10.00 parts by weight of a water-soluble black dye. Table 2 shows the composition of each of the comparative liquids R1 to R3.
  • comparative compositions 1 to 3 were prepared by replacing dispersion liquid A1 with comparative liquids R1 to R3, respectively. Specific preparation procedures for each of Compositions 1 to 5 and Comparative Compositions 1 to 3 are as follows.
  • Ink composition 1 69.42 parts by weight of Dispersion A1, 5.00 parts by weight of propylene glycol and 15.00 parts by weight of ethanol as a water-soluble organic solvent (B), and 10.58 parts by weight of water were added to the remainder to make a total amount of 100 parts by weight. Ink composition 1 was obtained by stirring for 30 minutes.
  • Ink composition 2 66.12 parts by weight of Dispersion A1, 20.00 parts by weight of propylene glycol and 5.00 parts by weight of ethanol as water-soluble organic solvent (B), and 8.88 parts by weight of water were added to the remainder to make a total amount of 100 parts by weight. Ink composition 2 was obtained by stirring for 30 minutes.
  • Ink composition 3 Ink composition 3 was obtained by removing ethanol from ink composition 2. Specifically, 66.12 parts by weight of dispersion A1, 25.00 parts by weight of propylene glycol as a water-soluble organic solvent (B), and 8.88 parts by weight of water were added to the remainder to make a total amount of 100 parts by weight, and the mixture was stirred at room temperature with a propeller stirrer. Ink composition 3 was obtained by stirring for 30 minutes.
  • Ink composition 4 was obtained by classifying ink composition 2 using a centrifuge to remove coarse particles.
  • Ink composition 5 (Ink composition 5) Ink composition 5 was obtained by classifying ink composition 3 using a centrifuge to remove coarse particles.
  • compositions 1 to 5 exhibited a uniform black color in appearance.
  • Table 3 shows the components of each composition 1-5.
  • Comparative composition 1 50.00 parts by weight of comparative liquid R1 containing red iron oxide, 10.00 parts by weight of propylene glycol as a water-soluble organic solvent (B), and 30.00 parts by weight of water were added to the remainder, and stirred at room temperature for 30 minutes with a propeller stirrer to obtain a comparative composition. Item 1.
  • Comparative composition 2 50.00 parts by weight of comparative solution R2 containing black iron oxide, 10.00 parts by weight of propylene glycol as a water-soluble organic solvent (B), and 30.00 parts by weight of water were added to the remainder, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes with a propeller stirrer. Comparative composition 2 was used.
  • Comparative composition 3 50.00 parts by weight of comparative liquid R2 containing a water-soluble black dye, 10.00 parts by weight of propylene glycol as a water-soluble organic solvent (B), and 30.00 parts by weight of water were added to the remainder, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes with a propeller stirrer. was designated as Comparative Composition 3.
  • Comparative Compositions 1 to 3 exhibited a uniform black color in appearance.
  • Table 4 shows the composition of each of Comparative Compositions 1 to 3.
  • Comparative composition 3 used a water-soluble black dye as a coloring material, so its dispersibility could not be determined.
  • the rate of change in various parameters that indicate the properties of the ink before and after ⁇ -ray irradiation tends to be low, and it can be evaluated that the ink properties are stable. It is presumed that this is because the carbon material shields ⁇ -rays and functions to prevent deterioration of other constituents such as water-soluble polymers.
  • the present inventors have also found that this effect is particularly remarkable when the carbon material is activated carbon powder and the water-soluble polymer is polyvinylpyrrolidone.
  • Tables 11 to 13 show the rate of change over time of various parameters of ink compositions 1 to 5 at 50°C.
  • Tables 14 to 16 show the rate of change over time of various parameters of the inks of Examples 1 to 5 under the condition of 25°C.
  • Tables 17 to 19 show the temporal change rates of various parameters of the inks of Examples 1 to 5 at 50°C.
  • the ink of Example 5 it was confirmed that the average dispersed particle size, viscosity, and pH values were all within the above-mentioned most preferable ranges even after 3 months under storage conditions of 25°C and 50°C. was done. Therefore, it was shown that the ink of the present invention can be suitably used as a surgical ink even when it is filled in a pen and stored for a long period of time.
  • Core 20 described in Setting The core 20 is supported with a distance between fulcrums of 20 mm, and a load is applied from above to the middle point between the fulcrums of the core 20 until the core 20 breaks.
  • Other measurement conditions conformed to item 8.6 bending strength of JIS S6006 (pencils, colored pencils and leads used therefor).
  • the surgical pen used in this test had the same configuration as the surgical pen A1 according to the first embodiment except for the central core 20, and the respective materials were as shown in Table 20 below.
  • the core 20 (pen tip main body 20a) of the pen tip 2 was a fiber bundle core in which synthetic resin fibers made of PET were bound using urethane as a binder, and the material was made of PEEK.
  • Test sections 1 to 3 were obtained by extruding cores each having an outer diameter of ⁇ 1.3 mm, ⁇ 1.4 mm, and ⁇ 0.8 mm, and irradiating gamma rays. The air efficiencies of the cores in Test Groups 1 and 2 were 52% to 60%.
  • comparative zones 1 to 3 correspond to test zones 1 to 3, respectively, and are not irradiated with ⁇ -rays. Furthermore, the outer diameter was ⁇ 0.8 mm, the material was polyacetal (POM), and the core type was an extruded core.
  • POM polyacetal
  • the bending strength (MPa) before ⁇ -ray irradiation and the bending strength (N) after ⁇ -ray irradiation were measured for these Test Groups 1 to 3 and Comparative Groups 1 to 5.
  • the results are shown in Tables 21 and 22.
  • test plots 1-3 and comparative plots 1-3 exhibited stable bending strength before and after ⁇ -ray irradiation. Looking at the maximum withstand load of Test Areas 1 to 3, Test Area 1 was 2.25N, Test Area 2 was 2.94N, and Test Area 3 was 1.08N.
  • polyether ether ketone and polyethylene terephthalate showed stable strength before and after ⁇ -ray irradiation.
  • Comparative Groups 4 and 5 made of polyacetal as shown in Table 22, the bending strength tended to be significantly lower after ⁇ -ray irradiation than before ⁇ -ray irradiation.
  • the appearance of the pen tip main body 20a after gamma ray irradiation was deformed and fractured. It is presumed that the molecular structure of the polymer was cleaved and decomposed by the radical reaction generated by the ⁇ -ray irradiation.
  • the performance tests were (a) surgical pen mechanical writing test, (b) fixation drying test, (c) water resistance test, and (ii) color development test. Specific conditions for each test are as follows.
  • Example 3 was subjected to ⁇ -ray irradiation treatment in accordance with JIS/ISO standards (JIS T 0806-1/ISO 11137-1 and JIS T 0806-2/ISO 11137-2) to store the surgical ink of Example 3. I used a surgical pen. Experimental rats (male SD rats, weight 292g-346g, manufactured by Japan SLC) were used as objects for writing, and writing was performed on the following areas using the following method, and the writing ability was confirmed and the writing area was observed over time. Ta.
  • JIS/ISO standards JIS T 0806-1/ISO 11137-1 and JIS T 0806-2/ISO 11137-2
  • ⁇ Writing site Abdominal skin, skull, thigh muscle, tongue, buccal mucosa
  • ⁇ Writing method Abdominal skin was shaved under general anesthesia, and an ellipse with a width of 1 cm and a length of about 2 cm was written on the outer skin.
  • a dot-like tattoo was applied around the writing area using a blue pigment dispersion ("SA Blue 5636" manufactured by Mikuni Shiyo Co., Ltd.).
  • SA Blue 5636 manufactured by Mikuni Shiyo Co., Ltd.
  • FIGS. 5-10 Each writing section is shown in FIGS. 5-10.
  • the lower part of the two ellipses in the figure is a writing part with a surgical pen
  • the upper part is a writing part by Comparative Writing Example 4
  • the points around each are a position confirmation tattoo using a blue pigment dispersion. be.
  • the lower ellipse is the writing portion of the surgical pen
  • the upper ellipse is the writing portion of Comparative Writing Example 4.
  • FIG. 7 the thigh muscle drawn with a surgical pen is shown on the left side
  • the thigh muscle drawn by Comparative Writing Example 4 is shown on the right side.
  • FIG. 8 as well, the same portions as in FIG. 5 are written using the surgical pen and Comparative Writing Example 4, but both have disappeared as described below.

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Abstract

滅菌バリデーションに則して安全性を確保した医療機器に叶い広く市場流通することができ、生体適合性と筆記性を備えたサージカルインク及び筆記利便性を良好としたサージカルペンを提供する。　耐放射線性を有したサージカルペン（Ａ１）であって、サージカルインクの収納部（１０）を有した筒状の軸体部（１）と、軸体部（１）の先端でインクを吐出するペン先部（２）と、を備え、ペン先部（２）は、合成樹脂で構成され、25kGy～70kGyのγ線照射後における曲げ強度が1.0Ｎ以上であること。

Description

サージカルインク、同インクの作製方法、及び同インクを用いたサージカルペン
　本発明は、外科手術などで安全に用いることができる生体適合性を有したサージカルインク、同インクの作製方法、及び同インクを用いたサージカルペンに関する。
　従来、内視鏡手術や顎矯正手術などの外科手術では、例えば皮膚や骨、臓器などの組織表面や器官表面などの生体表面において、経過観察部分や切除部分、切開位置などの施術目的とする標的部位を正確に視認するべく、着色インクを使用して標的部位をマーキングしている。
　一般的に、この着色インクを用いた標的部位へのマーキング作業は、インクツボに収納した染料インクとサージカルペンとしての竹串などのつけペンとの所謂「つけペン式」によりなされる。
　具体的には、インクツボの染料インクにペン先を浸漬して一定量の染料インクを蓄えた後、同ペン先から滴り落ちるインクを塗布するように標的部位に対して線や印を描くようにつけペンを筆記操作し、染料インクが不足した場合には再度インクツボにペン先を入れてインクを補充する補充操作を行う。
　すなわち、「つけペン式」のマーキングにおいては、インク補充操作と筆記操作とを交互に繰りし行うことを必須とし、さらに筆記操作時には標的部位を不用意に損傷させないために常時ペン先を標的部位からやや浮上させたり力を入れすぎないようにする必要があり、マーキング作業を煩雑且つ困難なものとしていた。
　また、マーキング対象となる標的部位は血液や唾液などの組織液で湿潤状態にあることが殆どで、且つ、染料インクは基本的にクリスタルバイオレットを主成分とした水溶性であるが故に、塗布された染料インクが組織液中に直ちに拡散して滲んでしまい、結果、同インクが標的部位で停留せずに正確なマーキングがなされない問題があった。
　かかる問題に対し、マーキング作業の正確性や作業性を向上させるべく、例えばベンジンアルコールやエタノールなどの揮発剤を添加した染料インク（例えば、特許文献１参照。）や水溶性有機溶剤を添加した顔料インク及びこれを用いたサージカルペン（例えば、特許文献２参照。）などが提案されている。
特開平１０－１９４９９８号公報 特開２００７－２６２０６２号公報
　ところで、近年、染料インクの主成分であるクリスタルバイオレットには生体に発癌性を示すことが指摘されており、海外では安全性の問題からクリスタルバイオレットをサージカルマーカー用途で発売することを禁じている。
　これを受けて我が国においては現在クリスタルバイオレットを主成分とした染料インクの製造を中止する動きがあり、医学界等においては同染料インクに代わって生体に安心して使用できる新たなサージカルインクや作業性を良好とするサージカルペンの開発が望まれている。
　また、サージカルインクやサージカルペンなどの医療機器は、市場流通にあたって安全性を確保すべく、「滅菌バリデーション（JIS T 0806-1/ISO 11137-1)」の実施義務が課せられており、一定線量でのγ線照射により製品としての無菌性を恒常的に保証することが要求されている。
　特許文献１に係るサージカルインクによれば、樹脂材と揮発剤と着色剤とを混合することにより標的部位でのインクの揮発効果を高めてインクの定着性を向上せんとするものであるが、着色剤に塩化メチルロザニリン、すなわちクリスタルバイオレットを採用したものであり安全性に問題が残る。
　この点、特許文献２によれば、サージカルインクとして炭素粉末を使用した顔料インクを使用しているものの、「滅菌バリデーション」に則した無菌性を保証したものではなく、さらに同顔料インクとの関係で筆記性を考慮したサージカルペンを開示するものではない。
　すなわち、特許文献２に係る顔料インクについては、一般的なオートクレーブ滅菌処理に関しては開示されているものの、より高い水準の無菌性を保証するγ線照射滅菌処理を考慮して作製されたものではない。
　仮に同インクにγ線照射をした場合、その吸収線量如何によっては、インクの粘性や顔料の平均粒径などインクの性状に変性をきたし、筆記性に問題が生じる虞がある。
　また、特許文献２に係るサージカルペンについては、顔料インクを注射器に充填して標的部位へ注入する態様を開示するのみであり、医療機器としての態様ではなく、滅菌バリデーションに則したγ線照射滅菌処理による劣化の問題は勿論、顔料インクを安定して吐出したり筆記操作を向上させたりするなどの筆記利便性を考慮したものではない。
　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、滅菌バリデーションに則して安全性を確保した医療機器に叶い広く市場流通することができ、生体適合性と筆記性を備えたサージカルインク、同インクの作製方法、及び筆記利便性を良好としたサージカルペンを提供することを目的とする。
　上記従来の課題を解決するために、本発明に係るサージカルインクは、以下の点に特徴を有する。
（１）活性炭粉末と水溶性有機溶剤とを含有してなる生体適合性のサージカルインクであって、前記活性炭粉末8～10重量％と、水溶性高分子5～7重量％と、水酸化ナトリウム0.01～1.00重量％と、残分に水と、を含有してなる分散液60～80重量部と、前記水溶性有機溶剤5～25重量部と、を含有すると共に25kGy～70kGyのγ線照射後におけるpH4～11、平均粒径150～310nm、粘度2.0～8.0mPa・sであること。
（２）前記水溶性高分子はポリビニルピロリドンであり、前記水溶性有機溶剤はプロピレングリコールであること。
　また、本発明に係るサージカルペンは、サージカルインクの収納部を有した筒状の軸体部と、前記軸体部の先端で前記インクを吐出するペン先部と、を備え、以下の点に特徴を有する。
（３）前記ペン先部は、合成樹脂で構成され、25kGy～70kGyのγ線照射後における曲げ強度が1.0Ｎ以上であること。
（４）前記サージカルインクは、（１）又は（２）に記載のインクであること。
（５）前記サージカルインクは中綿部に含浸した状態で前記収納部に収納され、前記中綿部は先端で前記ペン先部の基端と連通接続すること。
（６）前記軸体部は、尾端部に筆記操作用のホルダーを備え、前記ホルダーは、前記軸体部の尾端から外方へ膨出する膨出部を有すること。
（７）前記ホルダーは、前記軸体部の後半部の外周面を覆い膨出する第２膨出部を有し、前記膨出部と前記第２膨出部と共に括れ形状としたこと。
（８）前記軸体部の先端部に着脱可能なキャップ体を備え、前記軸体部は、先端部に形成され、前記ペン先部を装着固定するためのペン先受部を有し、前記キャップ体は、前記軸体部に装着された状態で前記ペン先部を内包し、内周面部に前記ペン先受部の外周壁部に圧着して係合対応する圧着面部を有すること。
（９）前記キャップ体は、アウターキャップと、アウターキャップ内側に配設されるインナーキャップと、により構成し、前記インナーキャップは、前記圧着面部を内周面部に有する有底筒状のキャップ本体部と、前記キャップ本体部の外周面との間で一定隙間を有し、前記キャップ本体部の開口部から外側に折曲して伸延する板バネ部と、を備え、前記アウターキャップに対し、前記アウターキャップの開口部と開口方向を同一方向にして挿嵌されると共に前記アウターキャップの内周面に前記板バネ部を介して圧着固定されること。
　さらに、本発明では、（１０）活性炭粉末8～10重量％と、水溶性高分子5～7重量％と、水酸化ナトリウム0.01～1.00重量％と、残分に水と、を添加して混合撹拌し、分散液を得る分散液調製工程と、前記分散液60～80重量部に水溶性有機溶剤としてのプロピレングリコール5～25重量部を添加して混合撹拌し、インク組成物を得るインク組成物調製工程と、前記インク組成物に25kGy～70kGyのγ線照射を行いpH4～11、平均粒径150～310nm、粘度2.0～8.0mPa・sのサージカルインクを得る滅菌インク化工程と、を有することを特徴とするサージカルインクの作製方法についても提供する。
　本発明に係るサージカルインクによれば、活性炭粉末と水溶性有機溶剤とを含有してなる生体適合性のサージカルインクであって、前記活性炭粉末8～10重量％と、水溶性高分子5～7重量％と、水酸化ナトリウム0.01～1.00重量％と、残分に水と、を含有してなる分散液60～80重量部と、前記水溶性有機溶剤5～25重量部と、を含有すると共に、25kGy～70kGyのγ線照射後におけるpH4～11、平均粒径150～310nm、粘度2.0～8.0mPa・sであることとしたため、滅菌バリデーションに則した安全性を確保しつつも筆記性を良好にしてマーキング作業の効率を向上させることができる。
　すなわち、医療機器部材として滅菌バリデーションに則した滅菌線量のγ線照射後においても、インクの経時安定性や顔料粉末の分散性などのインクの性状を安定化させることができ、また、生体適合性を示して薬剤の不用意な残留があっても毒性などの身体への悪影響を可及的抑制できる。
　しかも、γ線照射滅菌処理後の粘度が安定しているため、湿潤状態にある標的部位で滲みが生じることなく定着性が良好となり、安定した筆記性を実現できる効果がある。
　また、前記水溶性高分子はポリビニルピロリドンであり、前記水溶性有機溶剤はプロピレングリコールであることとすれば、生体適合性を示すだけでなく、湿潤状態にある標的部位への良好な付着性を示し、さらに活性炭粉末の分散性を高めて良好なインクを作製することができる効果がある。
　また、本発明に係るサージカルペンによれば、耐放射線性を有したサージカルペンであって、サージカルインクの収納部を有した筒状の軸体部と、前記軸体部の先端で前記インクを吐出するペン先部と、を備え、前記ペン先部は、合成樹脂で構成され、25kGy～70kGyのγ線照射後における曲げ強度が1.0Ｎ以上であることとしたため、ペン先から毛細管現象により軸体部内部に収納したサージカルインクを安定して吐出することができ、ペン先を軟弱な組織や器官等の標的部位で直接的に摺動させて筆記操作をしても、標的部位を不用意に損傷させることない。したがって、正しいマーキングを簡易に行うことができ筆記利便性を向上できる効果がある。
　また、前記サージカルインクは、請求項１又は請求項２に記載のインクであることとすれば、γ線照射滅菌処理後においてもインクの吐出性や流出性を安定させつつ、筆記操作時には湿潤状態の生体表面での定着性を良好にした筆記を行うことができる効果がある。
　また、前記サージカルインクは中綿部に含浸した状態で前記収納部に収納され、前記中綿部は前記ペン先部の後端部と連通することとすれば、気圧や温度などの外部環境の変化に伴ってインクが軸体内から不用意に漏洩することを防止することができ、サージカルペンの経時安定性を向上することができる効果がある。
　また、前記軸体部の尾端部に筆記操作用のホルダーを備え、前記ホルダーは、前記軸体部の尾端から外方へ膨出する膨出部を有することとすれば、同ホルダーを介してペンの尾端部を手指で摘まみペン先部を生体表面の標的部位に載置して描く指摘み筆記操作を安定して行うことができ、ペンの胴部をグリップして行う通常の筆記操作に比べて無用な筆圧応力を生体表面に負荷することなく損傷リスクを低減化することができる効果がある。
　また、前記ホルダーは、前記軸体部の後半部の外周面を覆い膨出する第２膨出部を有し、前記膨出部と前記第２膨出部と共に括れ形状としたこととすれば、膨出部と第２膨出部との間の括れ部分を摘まみ位置とし、同摘まみ位置を支点とした指摘み筆記操作をさらに安定化させることができる効果がある。
　また、前記軸体部の先端部に着脱可能なキャップ体を備え、前記軸体部は、先端部に形成され、前記ペン先部を装着固定するためのペン先受部を有し、前記キャップ体は、前記軸体部に装着された状態で前記ペン先部を内包し、内周面部に前記ペン先受部の外周壁部に圧着して係合対応する圧着面部を有することとすれば、キャップ体内において、圧着面部により軸体部のペン先受部に係合して外部から閉塞遮断されたペン先部の内包空間の容積を可及的縮小することができる。これにより、インクがペン先部で揮発して乾固することを防止する効果が向上し、インクの吐出性が低下することを防止することができる効果がある。
　また、前記キャップ体は、アウターキャップと、アウターキャップ内側に配設されるインナーキャップと、により構成し、前記インナーキャップは、前記圧着面部を内周面部に有する有底筒状のキャップ本体部と、前記キャップ本体部の外周面との間で一定隙間を有し、前記キャップ本体部の開口部から外側に折曲して伸延する板バネ部と、を備え、前記アウターキャップに対し、前記アウターキャップの開口部と開口方向を同一方向にして挿嵌されると共に前記アウターキャップの内周面に前記板バネ部を介して圧着固定されることすれば、前記板バネ部によりキャップ本体部が筒軸中心方向に常時付勢されることとなり、したがって、キャップ体で閉蓋した際にはインナーキャップの内周面部に形成した圧着面部のペン先受部の外周壁部への圧着性が向上して揮発防止効果をより高めることができる効果がある。
第１の実施形態に係るサージカルペンの構成を示す外観側面図及び分解斜視図である。 第１の実施形態に係るサージカルペンの構成を示す側断面図及び部分拡大断面図である。 第１の実施形態に係るキャップ体を装着した状態のサージカルペンの構成を示す側断面図及び部分拡大断面図である。 第２の実施形態に係るサージカルペンの構成を示す外観側面図である。 サージカルペンａ及び比較筆記例を用いて筆記を行ったラットの筆記直後の腹部外皮を示す図である。 サージカルペンａ及び比較筆記例を用いて筆記を行ったラットの筆記直後の頭蓋骨を示す図である。 サージカルペンａ及び比較筆記例を用いて筆記を行ったラットの筆記直後の大腿筋を示す図である。 サージカルペンａ及び比較筆記例を用いて筆記を行ったラットの7日経過後の腹部外皮を示す図である。 サージカルペンａ及び比較筆記例を用いて筆記を行ったラットの７日経過後の腹部内皮を示す図である。 サージカルペンａを用いて筆記を行ったラットの14日経過後の大腿筋を示す図である。
　本発明に係るサージカルインク（以下、単にインクと称する。）は、活性炭粉末と水溶性有機溶剤とを含む生体適合性のサージカルインクであって、前記活性炭粉末8～10重量％と、水溶性高分子5～7重量％と、水酸化ナトリウム0.01～1.00重量％と、残分に水と、を含有してなる分散液60～80重量部と、前記水溶性有機溶剤5～25重量部と、を含有すると共に、25kGy～70kGyのγ線照射後におけるpH4～11、平均粒径150～310nm、粘度2.0～8.0mPa・sであることを要旨とする。
　また、本発明では、耐放射線性を有したサージカルペンであって、サージカルインクの収納部を有した筒状の軸体部と、前記軸体部の先端で前記インクを吐出するペン先部と、を備え、前記ペン先部は、合成樹脂で構成され、25kGy～70kGyのγ線照射後における曲げ強度が1.0Ｎ以上であることに特徴を有する。
　また、本発明では、活性炭粉末8～10重量％と、水溶性高分子5～7重量％と、水酸化ナトリウム0.01～1.00重量％と、残分に水と、を添加して混合撹拌し、分散液を得る分散液調製工程と、前記分散液60～80重量部に水溶性有機溶剤としてのプロピレングリコール5～25重量部を添加して混合撹拌し、インク組成物を得るインク組成物調製工程と、前記インク組成物に25kGy～70kGyのγ線照射を行いpH4～11、平均粒径150～310nm、粘度2.0～8.0mPa・sのサージカルインクを得る滅菌インク化工程と、を有することを特徴とするサージカルインクの作製方法についても提供する。
　我が国では、医療機器の製造管理及び品質管理に必要な「滅菌バリデーション基準」が制定されており、放射線滅菌や電子線滅菌、湿熱滅菌（高圧蒸気滅菌）、エチレンオキサイドガス滅菌などの無菌性を担保する各種滅菌方法に関する知見の蓄積等を踏まえ、その処理条件等について繰り返し改訂を行ってきた。
　なかでもγ線照射滅菌は、他の滅菌方法に比べて、常温で実施でき透過性があるため、薬剤の残留や過圧加熱などによる変性が少なく、製品容器内に入った液体や製品内部の密閉部分があっても被滅菌物を包装したままで滅菌処理して高い無菌性を担保できる点で、市販される医療機器に最適とされている。
　特にγ線照射滅菌は、衛生管理上主流となっている一回使い切りの医療機器（ディスポーザブル品）に適応できる点で優れ、今日では市場に流通する殆どのディスポーザブル品に施されている。
　しかしながら、このγ線照射滅菌によれば、十分な滅菌線量での照射後における被滅菌物の放射線劣化は不可避であり、実際の医療現場において、例えば施術中の機器損傷などに伴う不用意な医療事故を避けるべく、滅菌線量後であっても高い品質を保持した医療機器を提供することが喫緊の課題となっている。
　また、人間の健康の維持や回復、増進を目的としている医療業界では生体への影響を最優先に考えた診療施術を行っており、それまで経験的に使用してきた医療機器が人体へ悪影響であることが明らかとなった場合には速やかにその機器の使用を中止して変更対応することにより、上記医療業界の目的を達成してきた。
　本発明に係るサージカルインク、及びこれを用いたサージカルペンは、現状に鑑みて変遷してきた新たな滅菌バリデーション基準による安全性は勿論、医療業界の目的を速やかに達成すべく、生体適合性を有し、筆記性や筆記利便性を良好にして生体表面の標的部位の術野の視認性を向上させる新規に開発された画期的な発明である。
　以下、本発明について、下記の順序に従って説明する。
＜１．サージカルインクの組成分＞：
＜２．サージカルインクの作製方法＞：
＜３．サージカルインクの性状＞：
＜４．第１の実施形態に係るサージカルペンの構成＞：
＜５．第２の実施形態に係るサージカルペンの構成＞：
＜６．γ線照射条件＞
＜７．サージカルインクの実施例＞：
＜８．サージカルインク及びサージカルペンのγ線照射後の機能性評価＞：
＜１．サージカルインクの組成分＞
　本インクは、活性炭粉末と水溶性有機溶剤とを含んでなる生体適合性のあるインクであり、以下の配合組成により、滅菌バリデーションに則したγ線照射によって、無菌性を担保しつつも、変性を可及的抑制しつつ安定した筆記性を保持するものである。
［分散液（Ａ）］
　インクの分散液（Ａ）は、活性炭粉末（ａ）と、水溶性高分子（ｂ）と、塩基物質（ｃ）としての水酸化ナトリウムと、水（ｄ）と、を組成分とし（例えば、後述する表１参照）、25kGy～70kGyのγ線照射後におけるインクの生体適合性、分散性、経時安定性、筆記性になどを良好とするインクの基材となる。
（活性炭粉末（ａ））
　活性炭粉末（ａ）は、本インクの顔料として使用するものであり、粉砕装置などにより微細化工程を経て微細化されたものを採用することで、インクの色彩を暗色系にして着色性を良好にすると共に、分散液中での分散性が良好となる。
　本インクに使用される活性炭粉末（ａ）の物性は特に限定されないが、平均粒径5～70μm、比表面積1000～2000m2／g、全細孔容積0.5～3.0ml／g、平均細孔直径2～10nmであることが好ましい。また、本インクの活性炭粉末（ａ）は、pH4．5～7.5、鉄分0.01重量％以下であることが好適である。
　また、活性炭粉末（ａ）の組成分は、塩化物（Cl）0.5％以下、硫酸塩（SO4）0.5％以下、亜鉛0.1％以下、ヒ素（As2O3）4.0μg／g以下として食品添加物規格に合致したものを採用する。これにより、人体への有毒性を示すことなくインクの物性への不用意な影響を防止する。なお、上記した活性炭粉末（ａ）の各種パラメータ測定は、JIS K 1474－91に規定された方法による。
　分散液（Ａ）中における活性炭粉末（ａ）の含有量は、8重量部～10重量部／分散液100重量部である。すなわち、分散液中の活性炭粉末（ａ）の濃度は、8～10重量％とする。8重量％未満とすると、最終調製されたインクの着色濃度が薄くなってしまい、筆記対象物へのマーキング性能が不十分となる虞がある。一方で10重量％を超過すると、最終調製されたインク中で活性炭粉末同士の凝集が生じてしまい、インクの経時安定性やマーキングペンからの吐出性が低下する虞がある。
　さらに詳しくは、インク中における活性炭粉末（ａ）の配合量を0.1重量％～10重量％、好ましくは１重量％～5重量％とすることでインクの発色性が担保される。0.1重量％未満では濃度が薄く、10重量％を超えると凝集反応が助長される。
（水溶性高分子（ｂ））
　本インクの水溶性高分子（ｂ）は、顔料としてのインク中における活性炭粉末（ａ）を微細化された分散状態で安定化させることができる分散剤として使用する他、水分・体液などの湿潤状態における生体表面への接着性、生体適合性を示すものを使用する。
　かかる水溶性高分子（ｂ）としては、ヒドロキシプロピルセルロース（以下、HPCとも称する。）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（以下、HPMCとも称する。）、ポリビニルピロリドン（以下、PVPとも称する。）、などの非極性のものが好ましい。特に水溶性高分子（ｂ）としてPVPを採用することが、食品添加物として生体適合性が広く認められ且つ色材への高い分散性能を有している観点で好適である。
　これら水溶性高分子（ｂ）の粘度平均分子量は、1000未満とすると生体表面にインクを定着させることができない一方、220000を上回るとサージカルペンからのインクの吐出性を悪化させる虞がある。したがって、水溶性高分子（ｂ）は、粘度平均分子量1000～220000であるものが好ましい。
　なお、水溶性高分子（ｂ）の粘度平均分子量の測定は、基本的に高分子論文集vol．38，No．7，pp．457－463（July，1981）記載の分子量測定の方法による。具体的には、次の（１）（２）の手順による。
（１）過剰アセトンに水溶性高分子（ｂ）試料を添加して沈殿精製する。この操作を２回繰り返した後、アセトン臭がなくなるまで減圧乾燥する。
（２）精製後の水溶性高分子（ｂ）試料の水溶液を作り、ウベローデ粘度計（水、120秒）を用い、Mark-Kuhn-Houwinkの式（Mark-Houwink-桜田の式）を用いて、粘度平均分子量を求める。Mark-Kuhn-Houwinkの式の係数Ｍ及びαは、上記高分子論文集記載のものを用いる。ただし、他の方法でも同等の結果を得ることができる方法であれば差し支えない。なお、分子量の数値は測定誤差などがあるため、一割程度は変動しうる。従って前述した数値範囲の一割程度の上下の範囲であっても差し支えない。
　分散液（Ａ）中の水溶性高分子（ｂ）の含有量は、5～7重量部／分散液100重量部である。すなわち、分散液中の水溶性高分子（ｂ）の濃度は、5～7重量％である。5重量％未満とすると、最終調製されたインクにおける活性炭粉末（ａ）の分散が困難となり分散粒子径が大きくなってしまいサージカルペン内で詰まり現象を起こす虞がある。一方で7重量％を超過すると、最終調製されたインクの粘度が高くなりすぎて、サージカルペンからの吐出性が悪化する虞がある。
　さらに詳しくは、水溶性高分子（ｂ）の配合量は、活性炭粉末（ａ）100重量部に対し20～200重量部、好ましくは30～150重量部とする。20重量％未満では炭素粉末の分散性が悪化する一方、200重量部を超過するとインクの吐出性が悪化する。
（塩基物質（ｃ））
　本発明ではpHを所定の範囲内に調製するためにインク中に塩基物質（ｃ）を存在させることができる。本発明のインク組成では、活性炭粉末（ａ）によりインクが酸性を示す傾向にあるので、塩基物質（ｃ）による中和を行わないと部位によっては生体への刺激性が強い場合がある。生体は部位によって好適なｐHの範囲が異なるが、本発明では塩基物質の添加量を適宜調節することにより、マーキングする部位に合わせてpHを適正な範囲に調製し、刺激性を低減させることができる。
　本発明の塩基物質（ｃ）としては、アレニウスの定義における塩基性を示す物質のうち、生体適合性を有するものであれば特に限定されないが、少量の添加でpHを大きく変化させることができ、さらに食品添加物用途として使用が認められている炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム等の塩基物質（ｃ）が好ましい。
　特に、塩基物質（ｃ）としては、水酸化ナトリウムが最も好適である。水酸化ナトリウムを添加することで、活性炭のような難分散性の顔料であってもインク中の粒子の分散状態が安定し、ペン先での詰まりなどの吐出不良や長期保管による変質、沈降、固化、増粒、増粘などを防ぐことができる。水酸化ナトリウムが分散状態の安定化に寄与する機序は明らかではないが、炭素材料粒子の表面活性が安定化し凝集を防ぐ効果が発現していると考えられる。さらに、生体内で分解されやすく皮膚や骨、臓器などの組織表面や器官表面で安全に使用できる。また、インクの粘度を安定化させて顔料粉末の再凝集を抑制して分散性を良好にすることができる。
　塩基物質（ｃ）はインク100重量部中、0.01～1.00重量部含まれることが好ましく、0.05～0.50重量部で含まれることがより好ましい。塩基物質が0.01重量部より少ないとpHの変化が不十分であるほか、水酸化ナトリウムを用いた場合においては分散状態安定化の効果を十分に発現させることができない。添加量が1.00重量部より多い場合は生体に適正な範囲を超えてpHが高くなり刺激が強い場合がある。
（水（ｄ））
　水（ｄ）は、分散液（Ａ）を調製する際の分散媒として使用するものであり、分散液Ａや本インクの主成分をなして生体適合性、安全性、操作性の面で優れたインクとすることができる。水（ｄ）は、医療用として適切に品質管理された蒸留水や注射用水などを採用することが好適である。
　分散液（Ａ）中における水（ｄ）の含有量は、70重量部～90重量部／分散液Ａ100重量部とすることが好適である。70重量部より少ないと上記した他の組成分濃度が相対的に高濃度となり、また90重量部より多いと上記した他の組成分濃度が相対的に低濃度となり、いずれの場合であっても分散液Ａがインクの基材として正しく機能しない虞がある。
　詳細については後述するが、本インクは、最終的な水分含量を50重量％以上、好適には60重量％以上とすることで水を主体とする。すなわち、本インクにおいて、以下に説明する特定の水溶性有機溶剤（Ｂ）以外の液体成分は、実質的に水である。これにより、生体適合性を担保することは勿論、γ線照射後においてもインク中の水溶性高分子の架橋など変性度合いを可及的抑制できる。
［水溶性有機溶剤（Ｂ）］
　水溶性有機溶剤（Ｂ）は、γ線照射後におけるインクの粘度や生体表面における定着性を向上させるために使用するものであり、特定の粘性と生体適合性を示すものであれば特に限定されない。
　水溶性有機溶剤（Ｂ）としては、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｉｓｏ－ブタノール、ｔ－ブタノール、トリメチロールプロパン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどのアルコール類を採用することができる。中でも特に、食品添加物として認可されているエタノール、イソプロパノール、グリセリン、ポリエチレングリコール（以下、PGとも称する。）を採用することが好ましい。
　インク中における水溶性有機溶剤（Ｂ）は、5～25重量部／インク100重量部とすることが、γ線照射後における生体表面でのインクの定着性やサージカルペンからの吐出性を良好する。5重量部より少なくすると、インクが低粘性となりサージカルペンからの不用意なインク漏れを生じさせる虞がある。また、25重量部より多くすると粘性が大きくなりすぎ、サージカルペンからの吐出性が悪化する虞がある。
　なお、水溶性有機溶剤（Ｂ）は、必ずしも本インクの組成物として必須の構成要素ではなく、後述するサージカルペンの種類に応じて選択的に添加するものである。このため、水溶性有機溶剤（Ｂ）のうちエタノールを添加しないエタノールフリーとすることで低刺激性にすることができる。
［表面張力調製剤（Ｃ）］
　さらに、本インクには、必要に応じて所定量の表面張力調製剤（Ｃ）を添加してもよい。表面張力調製剤（Ｃ）は、ペン芯からの吐出向上と表面張力を調製する働きを有する成分である。
　表面張力調製剤（Ｃ）は、例えば、アニオン系、ノニオン系、シリコーン系、フッ素系などの界面活性剤やエタノール、イソプロパノールなどの水溶性有機溶剤などを採用することができる。アニオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級脂肪酸塩、高級アルキルジカルボン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステルが挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、脂肪酸モノグリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル，ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン付加アセチレングリコールが挙げられる。
＜２．サージカルインクの作製方法＞
　本発明に係るサージカルインクは、上述した組成分を所定の配合比率で混合することにより作製される。すなわち、本インクは、上記配合組成の分散液（Ａ）60～80重量部と水溶性有機溶剤（Ｂ）5～25重量部を混合してなる（例えば、後述する表３参照）。
　分散液（Ａ）が60重量部未満、又は、水溶性有機溶剤（Ｂ）が5重量部未満であると、活性炭粉末（ａ）の分散性や、標的部位での付着性（定着性）が悪化する虞がある。一方で、分散液（Ａ）が80重量部を超過、又は水溶性有機溶剤（Ｂ）が25重量部を超過すると、粘度が高くなりすぎてサージカルペンのペン先部で目詰まりを生じさせたり吐出を困難にしたりするなど、連続的且つ安定した筆記利便性を悪化させる虞がある。
　本発明のインクの作製に際し、前述した各組成分の混合方法は特に制限されない。例えば、分散液（Ａ）の組成分である活性炭粉末（ａ）、水溶性高分子（ｂ）、水酸化ナトリウム（ｃ）と、水（ｄ）、及び水溶性有機溶剤（Ｂ）を混合撹拌することとしてもよい。インクの作製にあたっては、分散液（Ａ）を調製した後、水溶性有機溶剤（Ｂ）を添加撹拌することで活性炭粉末（ａ）をインク中に良好に分散できる点で好ましい。
　すなわち、本インクの作製方法は、分散液（Ａ）を得る分散液調製工程Ｓ１と、インク組成物を得るインク組成物調製工程Ｓ２とを含む。
　分散液調製工程Ｓ１では、活性炭粉末（ａ）8～10重量部と、水溶性高分子（ｂ）5～7重量部と、塩基物質（ｃ）0.01～1.00重量部と、残分として水70～90重量部と、を混合撹拌して、分散液（Ａ）を調製する。なお撹拌には、分散機（例えば、ペイントシェーカー、ロールミル、ボールミル、サンドミル、ジェットミルなど）を用いることで、活性炭粉末（ａ）を水中に安定して分散化させることができる。
　なお、分散液調製工程Ｓ１の前に、各組成分を配合する前に、サンドミル等により活性炭粉末の微細化を強化する微細化強化工程Ｓ０を含んでいてもよい。すなわち、サンドミル等の微細処理時間により平均粒径や平均細孔直径を調節した活性炭粉末を得ることができる。
　インク組成物調製工程Ｓ２では、分散液調製工程Ｓ１で得られた分散液（Ａ）60～80重量部に、水溶性有機溶剤（Ｂ）5～25重量部と、残分に水、又は表面張力調製剤（Ｃ）を加えて総重量を100重量部とし、混合撹拌してインク組成物を調製する。なお、表面張力調製剤（Ｃ）の添加量は、それぞれ5～15重量部とする。
　分散液調製工程Ｓ１やインク組成物調製工程Ｓ２はその前後又は中途で、活性炭粉末（ａ）の粗大粒子をフィルターなどで濾過したり遠心分離機で分級するなどして除去処理する粗大粒子除去工程Ｓ３を介在させてもよい。さらに、インク組成物調製工程Ｓ２後に、得られたインク組成物を後述する本発明のサージカルペンに充填するインク充填工程Ｓ５を実施することもできる。
　さらに、本インクの作製方法は、無菌性を担保すべくγ線照射した滅菌インク化工程Ｓ４を含む。滅菌インク化工程Ｓ４は、インク組成物調製工程Ｓ２や粗大粒子除去工程Ｓ３、インク充填工程Ｓ５を経たインク組成物に25kGy～70kGyのγ線照射を行い、最終的に本発明にかかるサージカルインクを得る工程である。なお、γ線の照射条件等は、後述する＜５．γ線照射条件＞に従う。
　すなわち、インク組成物は、滅菌インク化工程Ｓ４を経ることにより、無菌性が確保される共に、筆記性や分散性を良好とするサージカルインクとなり、特定の医療機器として安全に市場流通ができる。なお、インク充填工程Ｓ５を介在させる場合には、サージカルペンと一体的に滅菌インク化工程Ｓ４が実施されることとなる。
　すなわち、滅菌インク化工程Ｓ４は、上記インク組成物調製工程Ｓ２によりインク組成物を作製した後に行う。インク組成物調製工程Ｓ２で得られたインク組成物をポリ容器等のγ線耐性のある容器に収納してγ線照射を行うことでも、任意のペンに充填してサージカルペンとしてから行うことでもよい。インク組成物は、基本的にサージカルペンＡ１の中綿部３に含浸されて収納部１０に収納された状態で、γ線照射処理がされることにより医療機器として無菌性が保証されたサージカルインクとなる（後述する図１（ｂ）参照）。
＜３．サージカルインクの性状＞
　次に滅菌インク化調製工程Ｓ４前後、すなわち、25kGy～70kGyのγ線照射前後におけるインク組成物とサージカルインクの性状について説明する。上記のように作製したサージカルインクは、γ線照射前後における性状として、粘度（mPa・s）、pH、平均粒子径（nm）、の各種パラメータの変化率を可及的低減化している。
　すなわち、本インクは、25kGy～70kGyのγ線照射後の性状について、pHを4～11、平均粒径を150～310nm、粘度を2.0～8.0mPa・sとする点に特徴がある。なお、γ線照射前後における物性を示す各種パラメータの測定方法は、次の通りである。
・粘度測定
　コンディショニング：原液
　測定機器:円錐平板型回転粘度計（東機産業（株）製「TVE-20L型」）
　測定条件：50ｒｐｍ
　測定温度：25℃
・pH測定
　コンディショニング：原液
　測定機器:pH測定器（東亜ＤＫＫ(株）製「ＭＨ－４１Ｘ型」）
　測定温度：25℃
・平均粒子径測定
　コンディショニング：定められた測定濃度領域に入るように原液をイオン交換水で希釈する。
　測定機器：動的光散乱式粒度分布測定器
　　　　　　(「NIKKISO : Microlracwave-EX150」)
　測定時間：120秒
　かかるサージカルインクの25kGy～70kGyにおけるγ線照射前後の性状変化として、粘度は、γ線照射前のインク組成物で4.9～5.7mPa・s、γ線照射後のインクで2.0～8.0mPa・sとし、γ線照射前後における粘度変化率を約1.0％～10.0％としている。
　また、pHは、γ線照射前のインク組成物で8.7～8.8、γ線照射後のインクで4～11とし、安定したpHを保持する。また、平均粒子径は、γ線照射前のインク組成物で240～285nm、γ線照射後のインクで150～310nmであり、安定した分散性を保持する。
　以上のように構成したインクは、従来のようにインクツボに収納して竹櫛竹串などのつけペンと共に所謂「つけペン式」のマーキング作業に安全に用いることができるのは勿論、筆記性を良好にする。さらに、本発明のサージカルペンに本インクを用いることにより、吐出性を良好として筆記利便性を向上することができる。
＜４．第１の実施形態に係るサージカルペンの構成＞
　次に、本発明の第１の実施形態に係るサージカルペンの構成について説明する。図１は本実施形態に係るサージカルペンの構成を示す外観側面図及び分解斜視図、図２（ａ）及び図２（ｂ）は本実施形態に係るキャップ体を外した状態のサージカルペンの構成を示す側断面図及び部分拡大断面図、図２（ｃ）は本実施形態に係るキャップ体の構成を示す側断面図、図３は本実施形態に係るキャップ体を装着した状態のサージカルペンの構成を示す側断面図及び部分拡大断面図である。
　本実施形態に係るサージカルペンＡ１は、耐放射線性を有し、上述のサージカルインクを収納して筆記可能に構成したものである。サージカルペンＡ１は、概略的には、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、サージカルインクの収納部１０を有した筒状の軸体部１と、軸体部１の先端でインクを吐出するペン先部２と、を備えている。
　サージカルペンＡ１の素材としては、規定された滅菌線量25kGy～70kGyでγ線照射された際に変性を来して機械的強度が低下し脆弱性が早期に顕出されない耐放射線性素材であれば特に限定されることはない。このような耐放射性素材としては、例えば、金属素材であってもよいし、樹脂素材であってもよい。樹脂素材とすることで、サージカルペンの量産性と経済性が向上する。
　樹脂素材であれば、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ＡＢＳなど、金属素材であれば、例えば銅、鉄、アルミ、ステンレスなどを耐放射性素材としてサージカルペンＡ１の構成部材ごとに適宜選択して採用できる。
　軸体部１は、細長円筒状であって、図１（ａ）～図２（ｂ）に示すように、その大部分に相当する胴部１１の内側空間を収納部１０とし、先端部に胴部１１よりも外内径を縮径してペン先部２を装着固定するためのペン先受部１２を先細り状に形成している。なお、本実施形態の軸体部１は、ＰＰ製である。
　収納部１０は、一定量のインクを収納する空間部分であって、本実施形態では中綿部３を介してインクを間接的に収納する。
　すなわち、サージカルペンＡ１は、サージカルインクを中綿部３に含浸した状態で収納部１０に収納し、中綿部３は先端でペン先部２の基端と連通接続する、いわゆる中綿式ペンに構成している。なお、収納部１０にインクを直接的に貯溜することによりサージカルペンＡ１を直液式ペンとして構成することとしてもよい。
　中綿部３は、軸体部１の胴部１１と略同じ長さの円柱棒状であって、円筒状の外皮３０と、外皮３０内部全域に満遍なく収納した樹脂繊維状の綿本体３１と、で構成しており、綿本体３１にインクを含浸保持可能としている。
　なお、本実施形態の中綿部３において、外皮３０はＰＰ製とし、綿本体３１はＰＥＴ製としている。これにより温度や気圧などの外部環境の変化に伴ってインクが軸体部１から不用意に漏洩することを防止することができ、サージカルペンの経時安定性を向上することができる。
　ペン先受部１２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、先端方向に向かって、胴部１１より縮径した先端支持部１２０と、先端支持部１２０よりもさらに先端側で縮径した先端嵌着部１２１と、で構成している。
　先端嵌着部１２１は、後述するペン先部２が圧入固定される部分であって、開口端面を軸方向に直交させた平坦面となし、後述するペン先部２のチップ２２に当接対応する当接係合面に形成している。
　また、胴部１１とペン先受部１２の先端支持部１２０との境には、後述するキャップ体４の開口端縁部に対向して当接するキャップストッパー段部１３を形成している。
　また、ペン先受部１２の先端支持部１２０の周壁には、後述するキャップ体４を掛止するためのフランジ部１４が径方向外方に突出して形成されている。
　また、軸体部１の尾端部には、図１（ａ）～図２（ａ）に示すように、軸体部１の尾端側開口１ａを閉塞するための尾栓５を設けている。
　尾栓５は、有底円筒状であって、図２（ａ）に示すように、胴部１１の軸方向中途部で軸体部１の尾端側開口１ａの周縁部に対向して当接するフランジ部５０と、同フランジ部５０を境に、軸体部１の軸方向の先端側で軸体部１内に挿嵌される挿嵌部５１と、軸体部１の軸方向の尾端側で外方に突出してキャップ体４に嵌着する嵌着凸部５２と、を有する。なお、本実施形態の尾栓５は、軸体部１と同様にＰＰ製である。
　また、尾栓５と軸体部１とは、互いに雌雄係合する係合手段を介して構成している。係合手段は、尾栓５の挿嵌部５１の外周面に設けた係合凹部と、同係合凹部に係合対応して軸体部１の内周面に設けた係合凸部と、で構成している。
　かかる構成の尾栓５は、他の部材よりも比較的重量が大きいため、重錘として機能する。すなわち、サージカルペンＡ１は、尾栓５により重心を軸方向中央から尾端側に偏心させて構成している。
　これにより、筆記対象が軟弱な生体表面である場合には、ペンの尾端部を親指と人差し指の腹面、又は尾端部を親指と中指の腹面など各指先で摘まみ上げ、ペン先部を生体表面の標的部位に載置して描く指摘み筆記操作を安定して行うことを可能としている。
　ペン先部２は、図２（ｂ）に示すように、可撓性を有した樹脂繊維束からなる中芯２０と、中芯２０の先端部を露出させて中芯２０軸方向の前半中途部を外周側で覆う細筒状のパイプ２１と、パイプ２１の先端部を露出させると共に中芯２０軸方向の前半中途部をパイプ２１ごと覆うチップ２２と、で構成している。
　中芯２０は、樹脂素材としてポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）の繊維同士を間に間隙部を設けつつバインダーとしてウレタンで結束した繊維束に構成しており、間隙部を介して毛細管現象により軸体部１の収納部１０に収納されたインクを先端側へ流出可能としている。
　具体的には、ペン先部２（中芯２０）は、気孔率52～60％の繊維束で構成している。ペン先中芯の気孔率が52％未満であると収納部１０に充填されたインクの吐出性が低下して筆記性が悪化する虞がある。一方で、気孔率が60％を超過するとペンの未使用時にインク漏れが生じる虞がある。
　また、中芯２０の先端は、生体表面に当接してインクを流出するペン先本体部２０ａとし、筆記方向や筆記角度に応じて摺動筆記可能に構成している。ペン先本体部２０ａは、中芯２０において、外嵌固定されたパイプ２１よりも先端側で露出部分として形成される。
　すなわち、ペン先本体部２０ａの基端側には、パイプ２１が外嵌固定されており、ペン先本体部２０ａの先端強度を可及的向上させている。なお、本実施形態のパイプ２１は、ステンレス（ＳＵＳ）製である。
　本実施形態の中芯２０の形状は、棒状体にして筆記にあたるペン先本体部２０ａの先端面を半球面に形成し、筆記方向や筆記角度に応じた摺動筆記時に不用意な摺動摩擦力が生じないように構成している。
　このペン先本体部２０ａは、繊維を結束せずにそれぞれ先端を自由端とした解繊束状の毛筆部として形成してもよい。これにより、サージカルペンＡを毛筆式ペンとし、筆記操作時の生体表面での摺動摩擦力を低減化しつつインクの吐出性を向上することができる。また、中芯２０は、繊維束芯でなく、内部に空間を連通させた押出成形による成形芯としてもよい。
　また、ペン先本体部２０ａの形状は、描線幅の選択を可能とするべく、ペン軸中心に対して先端を傾斜した平坦面にすると共に先端先鋭状とした所謂チゼル形状にすることもできる。
　詳細については後述するが、ペン先部２は、25kGy～70kGyのγ線照射後における曲げ強度が1.0Ｎ以上となるように構成している。さらに、γ線照射滅菌前後によるペン先部２の曲げ強さの低下率が10％未満とすることが好ましい。
　すなわち、中芯２０におけるペン先本体部２０ａは、筆記対象物に押し当てた際に、不用意に折曲塑性変形したり破断したりすることがないようにしている。
　なお、ペン先本体部２０ａの外径は、所望とする描線幅により適宜決定することができるが、φ0.5～2.0mm、より好ましくはφ0.8～1.4とすることによりインク吐出性を安定させて生体表面における標的部位でのマーキングが行い易くなる。
　チップ２２は、軸体部１先端のペン先受部１２の先端嵌着部１２１内へ先端側から内部へ圧入固定されて、ペン先部２を軸体部１に一体的に固定可能とする。
　チップ２２は、外観キノコ状又は略紡錘状の細筒であって、基端側で軸方向に平行に伸延する円柱状の圧入部２２０と、先端側で圧入部２２０よりも径方向に膨出する外装部２２１と、により構成している。なお、本実施形態のチップ２２は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）製である。
　圧入部２２０は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ペン先受部１２の先端嵌着部１２１に圧入対応する部分であって、ペン先受部１２にペン先部２が装着された状態では先端嵌着部１２１によって押圧固定される。
　外装部２２１は、図２（ｂ）に示すように、基端側から先端側にかけて漸次縮径する錐台状となし、ペン先受部１２にペン先部２が装着された状態で、周面をペン先受部１２の先端嵌着部１２１の周壁に連なって先端側へ傾斜させるテーパ面とするように形成している。
　また、圧入部２２０と外装部２２１との間の段部、すなわち外装部２２１の後端面は、軸方向に直交する平坦面となし、ペン先受部１２にペン先部２を装着する際に、ペン先受部１２（先端嵌着部１２１）の開口端面に面当接する当接面部としている。つまり、ペン先部２は、ペン先受部１２を介して軸体部１に圧入固定されると共にペン先受部１２の開口端面に面当接する当接面部を有する。
　また、中芯２０の基端部は、図２（ｂ）に示すように、基端側方向に向かって先端略尖鋭状に形成した中綿挿入部２０ｂとしている。中綿挿入部２０ｂは、中綿部３の軸心に沿って中綿部３内に臨ませて挿入配置され、中綿部３に含浸されたインクを吸引して先端側へ流動可能としている。
　なお、中綿部３に含浸するインクは、上述した＜２．サージカルインクの性状＞のインクとすることにより、γ線照射滅菌処理後におけるインクの吐出性や流出性を安定させつつも湿潤状態の生体表面での定着性を良好とする。
　また、サージカルペンＡ１は、図２（ｃ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、軸体部１の先端部に着脱可能なキャップ体４を備えている。かかるキャップ体４は、軸体部１に装着された状態で、ペン先部２を被包してサージカルインクの揮発を防止するように構成している。
　具体的には、キャップ体４は、軸体部１に装着された状態でペン先部２を内包し、内周面部にペン先受部１２の外周壁部に圧着して係合対応する圧着面部４３を有することにより、揮発防止手段を構成している。
　キャップ体４は、図２（ｃ）に示すように、有底筒状のアウターキャップ４１と、アウターキャップ４１内に挿嵌されて軸方向中央部に配置される有底筒状のインナーキャップ４２と、により２重筒構造としている。また、キャップ体４は、２つのキャップ４１、４２によりなす内側の筒孔をペン先部２の外形に沿って形成している。
　インナーキャップ４２は、圧着面部４３を内周面部に有する有底筒状のキャップ本体部４２０と、キャップ本体部４２０の外周面との間で一定隙間を有し、キャップ本体部４２０の開口部から外側に折曲して伸延する板バネ部４２１と、を備えている。
　板バネ部４２１は、キャップ本体部４２０よりも大きい筒状とし、キャップ本体部４２０の外側を覆う。すなわち、インナーキャップ４２は、内側のキャップ本体部４２０と、外側の板バネ部４２１とにより二重筒構造に構成している。
　かかるインナーキャップ４２は、アウターキャップ４１に対し、アウターキャップ４１の開口部と開口方向を同一方向にして挿嵌され、アウターキャップ４１の内周面に板バネ部４２１を介して圧着固定される。
　アウターキャップ４１は、内周壁を軸体部１の先端支持部１２０の外形に沿って形成し、内周壁部を先端支持部１２０の外周面に圧着可能に形成している。
　すなわち、アウターキャップ４１の開口側の内周壁部は、ペン先受部１２の先端支持部１２０のフランジ部１４に圧着対応する第２圧着面部４４として構成している。
　また、アウターキャップ４１の内底部側には、周壁を軸中心に向かって内側へ突出させた肉厚壁部を形成することにより、アウターキャップ４１内に挿嵌されるインナーキャップ４２の外端面が当接する当接段部４１０を形成している。
　インナーキャップ４２は、キャップ本体部４２０の内周壁を軸体部１の先端嵌着部１２１とその先端のペン先部２の外形に沿って形成し、先端嵌着部１２１の外周面に圧着可能に形成している。すなわち、キャップ本体部４２０の内周壁部は、ペン先受部１２の先端嵌着部１２１の外壁面部に圧着対応する圧着面部４３に形成している。
　また、圧着面部４３よりも先端側の内周壁部は、ペン先部２の外周面と平行に面対向すると共に間に一定の極小間隙を設けた対向面部に形成している。
　すなわち、ペン先部２の軸体部１からの露出部分（ペン先本体部２０ａ及びチップ２２の外装部２２１）は、軸体部１のキャップ体４装着状態で、インナーキャップ４２のキャップ本体部４２０内壁に近接して収納される。
　このようにインナーキャップ４２に形成した圧着面部４３とアウターキャップ４１に形成した第２圧着面部４４により、キャップ体内のペン先部２と外部との連通経路を２段階で閉塞遮断してシール性を可及的向上させつつ、ペン先部２とキャップ体４内壁との間の隙間を極小にしてインク拡散空間を可及的小空間とし、インクの揮発を防止可能としている。
　さらに、キャップ体４は、揮発防止手段として、インナーキャップ４２の内底部に充填した不織布性の詰芯４５を備えている。
　これにより、キャップ体４を軸体部１に装着した状態において、インナーキャップ４２内底部に配置されたペン先本体部２０ａが詰芯４５に埋没して被包され、同詰芯４５がペン先本体部２０ａから滲出するインクを吸収して湿潤状態となる。
　その結果、ペン先本体部２０ａが常時インクで湿潤状態にある詰芯４５に覆われてそれ以上のインク滲出を抑制すると共に隙間内の外気に触れる接触面積を減少させ、インクの不用意な揮発を確実に防止することができる。なお、本実施形態の詰芯４５は、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）製であることが好ましい。
　以上説明してきたように、本実施形態に係るサージカルペンＡ１は、滅菌バリデーションに則して安全性を確保した医療機器に叶い広く市場流通することができ、生体適合性と筆記操作性を良好とするように構成している。
＜５．第２の実施形態に係るサージカルペンの構成＞
　次に、本発明の第２の実施形態に係るサージカルペンＡ２について説明する。図４は、本実施形態に係るサージカルペンの構成を示す側面図である。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成については同一の符号を用いて説明を省略する。
　通常、筆記具の持ち手は、ペンの胴部１１、すなわちペン先部２に近い軸体部１の略前半胴部を中指と親指で挟みつつ人差し指を添え、後半胴部は人差し指の第二関節と第三関節の間に収まるようにしている。
　この通常の筆記具の持ち手は手指と筆記具との接触面積が必然的に大きくなるため、筆記操作の際には手指の長さや筆記対象に対する力加減やペン先の押し当て角度など個々人で微妙に異なる長年のクセとなって筆圧の強弱として顕出する。
　このため、通常の筆記具の持ち手による筆記操作によれば、筆記対象が硬い骨組織である場合にはよいが、臓器などの軟弱な生体表面である場合にはペン先部２から不用意な筆記圧が押し付け応力として負荷伝達されることとなり損傷を招来する虞がある。
　そこで本実施形態に係るサージカルペンＡ２では、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、指摘み筆記操作を安定させて軟弱な生体表面への筆記操作性を向上させるべく、軸体部１の尾端部に筆記操作用のホルダー６を備えて構成している。
　ホルダー６は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、軸体部１の尾端から外方へ膨出する膨出部６０を有している。具体的には、図４（ａ）に示す態様のホルダー６は、略楕円球状であって、長軸方向に沿って形成され、軸体部１の胴部１１の尾部に挿嵌対応する挿入孔６１を有して軸体部１の尾端部に着脱可能に構成している。
　これにより、ホルダー６を介して尾端部を手指で摘まみ、先端のペン先部２（ペン先本体部２０ａ）を生体表面の標的部位に載置して描く指摘み筆記操作を安定して行うことができる。
　換言すれば、挿入孔６１に軸体部１の尾部を挿入してホルダー６を軸体部１に装着した状態において、膨出部６０が軸体部１の外周面から径方向外方へ膨出することとなるため、指摘まみ部分が軸体部１尾部とホルダー６との境目に形成されることとなる。
　すなわち、軸体部１尾端部とホルダー６との境目部分を親指と人差し指の先端、又は尾端部を親指と中指の先端などで各指先端で挟んで摘まむと共に各指腹面を膨出部６０の湾曲表面６０ａに面接触させた持ち手形態を実現する。
　このペン摘み形態で筆記操作をした場合には、軸体部１尾端部とホルダー６との境目部分を支点として、先端のペン先部２（ペン先本体部２０ａ）を生体表面に載置して筆記作用させ、不用意な筆圧を負荷する虞がない。
　さらに、筆記中には、指腹面が膨出部６０の湾曲表面６０ａに当接するため持ち手形態が安定して筆記操作性を良好とする。
　また、図４（ｂ）に示す態様のホルダー６は、さらに軸体部１の胴部１１の後半部の外周面を覆い膨出する第２膨出部６２を有し、膨出部６０と第２膨出部６２とにより括れ形状とすることもできる。すなわち、膨出部６０と第２膨出部６２との間の括れ部６３を指先端で摘まむ指摘まみ部分として機能させることができる。
　これにより、膨出部６０と第２膨出部６２との間の括れ部６３を摘まみ位置とし、同摘まみ位置を支点とした指摘み筆記操作をさらに安定化させることができるしたがって、生体表面に不用意な筆圧応力を負荷することなく損傷リスクを低減化することができる。
＜６．γ線照射条件＞
　以上のように構成したサージカルインク及びこれを充填したサージカルペンは、放射性核種にCo60を使用した照射設備にて、JIS/ISO規格（JIS T 0806-1/ISO 11137-1及びJIS T 0806-2/ISO 11137-2）の規定に従ったγ線照射滅菌処理が施される。γ線照射施設等は、次の通りである。
　照射施設：日本照射サービス株式会社 東海センター内
　照射装置：ガンマ線照射装置　トートボックス型（ノルディオン社製ＪＳ10000ＨD）
　照射容器：トートボックス(78×50×150cm：内容積約630L)総アルミ製
　照射線源：Co60
　設定目標吸収線量：50kGy　(実測値54.0kGy～67.6kGy)
　照射時間：26,000秒
　最大線源容量：111PBq(3MCi)
　トートボックス（γ線照射容器）： 
　また、サージカルインク、及びこれを使用したサージカルペンを被照射物としたγ線の吸収線量は、25kGy～70kGyである。かかる吸収線量は、サージカルインク、及びこれを使用したサージカルペンに共通して無菌性を担保した線量であり、滅菌バリデーション（JIS T 0806-1/ISO 11137-1及びJIS T 0806-2/ISO 11137-2）の規定に則して、以下（１）～（５）の手順で決定したものである。（１）材質試験（２）バイオバーデン測定（３）滅菌線量設定試験（４）無菌性試験（５）線量分布測定
　なお、（１）バイオバーデン測定及び（４）無菌性試験は、それぞれJIS/ISO規格「製品上の微生物群の測定方法」（JIS T 11737-1/ISO 11737-1）及び「滅菌プロセスの定義，バリデーション及び維持において実施する無菌性の試験」（JIS T 11737-2/ISO 11737-2）による。
　すなわち、無機性保証水準（sterility assurance level：SAL）を10-6とし、（１）バイオバーデン測定及び（４）無菌性試験より得られた単位あたりの被照射物に生存する微生物の数及びその致死速度（菌数を10分の1とするために必要な時間：D値）から、SALが達成されるγ線の吸収線量を決定する。換言すれば、無菌性を確保するためのγ線照射時間は、SALが達成されるγ線の吸収線量を達成するのに必要な時間（2～3時間程度）である。
　本発明においてSALを達成する吸収線量は、25kGy～70kGyとし、より好ましくは25kGy～45kGyである。吸収線量が25kGyより少ないと無菌性が担保されず、70kGyより大きいと放射線劣化が助長されてインクの性状を不用意に変性させたりサージカルペンの機械的強度が低下する虞がある。
　吸収線量の範囲25kGy～70kGyは、トートボックス内で個々の被滅菌物が収納配置された位置と線源との相対的距離に応じてできる誤差であり、（４）無菌性試験での無菌性を保証すると共に（１）材質試験での機械的強度を保証する範囲としている。
＜７．サージカルインクの実施例＞
　次に、本発明のサージカルインクの実施例について説明する。本実施例及び比較例に係るサージカルインクは、＜２．サージカルインクの作製方法＞に準じて調製される。以下、下記の順序に従って具体的に説明する。
（１）分散液及び比較液の調製：
（２）インク組成物及び比較組成物の調製：
（３）サージカルインクの実施例の調製：
（１）分散液及び比較液の調製
　実施例に係るサージカルインクの基材としての分散液Ａ１は、活性炭粉末（ａ）、水溶性高分子（ｂ）、塩基物質（ｃ）としての水酸化ナトリウムと、残分に水（ｄ）と、を含んでなる。
　また、比較用に、分散液Ａ１の塩基物質（ｃ）を炭酸ナトリウム0.1重量部に置き換え、活性炭粉末（ａ）をそれぞれ、ベンガラに置き換えたものを比較液Ｒ１、黒色酸化鉄に置き換えたものを比較液Ｒ２、水溶性黒色染料に置き換えたものを比較液Ｒ３とした。分散液Ａ１及び比較液Ｒ１～Ｒ３の具体的な調製手順は、以下の通りである。
（分散液Ａ１）
　総量100重量部となるように、活性炭粉末（ａ）9.00重量部、水溶性高分子（ｂ）としてポリビニルピロリドン6.30重量部、塩基物質（ｃ）として水酸化ナトリウム0.13重量部、残分に水（ｄ）84.57重量部、をそれぞれ加えたものを室温で１時間、プロペラ撹拌機にて撹拌して混合した。なお、活性炭粉末（ａ）は平均粒径35μm、平均細孔直径3.4nmのものとし、水溶性高分子（ｂ）としてのポリビニルピロリドンは粘度平均分子量25000のものとした。
　得られた混合物に対し、0.5mm径ジルコニアビーズ150ｇをペイントシェーカー用ポットに入れ、３時間振とうを行った。この分散液に含まれている粗大粒子を除去処理し、全粒子の90％以上の分散粒子径が500ｎｍ以下、固形分濃度が10重量％となるように調製して分散液Ａ１とした。分散液Ａ１の組成分を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（比較液Ｒ１）
　総量100重量部となるように、色材としてベンガラ10.00重量部、水溶性高分子（ｂ）としてポリビニルピロリドン8.50重量部、塩基物質（ｃ）として水酸化ナトリウム0.10重量部、残分として水81.40重量部、をそれぞれ加えたものを室温で１時間、プロペラ撹拌機にて撹拌して混合した。
　得られた混合物に対し、0.7ｍｍ径ガラスビーズ150ｇをペイントシェーカー用ポットに入れ、３時間振とうを行った。この分散液に含まれている粗大粒子を除去処理し、全粒子の90％以上の分散粒子径が500nm以下、固形分濃度が10重量％となるように調製して比較液Ｒ１とした。
（比較液Ｒ２）
　比較液Ｒ１の色材を黒色酸化鉄10.00重量部とした以外は、比較液Ｒ１と同様とし、同比較液Ｒ１に準じて調製したものを比較液Ｒ２とした。
（比較液Ｒ３）
　比較液Ｒ１の色材を水溶性黒色染料10.00重量部とした以外は、比較液Ｒ１と同様とし、同比較液Ｒ１に準じて調製したものを比較液Ｒ３とした。各比較液Ｒ１～Ｒ３のそれぞれの組成分を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（２）インク組成物及び比較組成物の調製
　分散液Ａ１をそれぞれ所定量はかり取り、水溶性有機溶剤（Ｂ）としての所定量のプロピレングリコール、また必要に応じて所定量のエタノール、残分に水を加えて総量100重量部に調製したγ線照射前のインク組成物１～組成物５を調製した。
　また、比較用に、分散液Ａ１を比較液Ｒ１～Ｒ３にそれぞれ置き換えて調製したものを比較組成物１～３とした。各組成物１～５及び比較組成物１～３の具体的な調製手順は、以下の通りである。
（インク組成物１）
　分散液Ａ１を69.42重量部、水溶性有機溶剤（Ｂ）としてプロピレングリコール5.00重量部及びエタノール15.00重量部、残分に水10.58重量部を加えて総量100重量部とし、プロペラ撹拌機にて室温で３０分間撹拌したものをインク組成物１とした。
（インク組成物２）
　分散液Ａ１を66.12重量部、水溶性有機溶剤（Ｂ）としてプロピレングリコール20.00重量部及びエタノール5.00重量部、残分に水8.88重量部を加えて総量100重量部とし、プロペラ撹拌機にて室温で３０分間撹拌したものインク組成物２とした。
（インク組成物３）
　インク組成物２からエタノールを除いたものをインク組成物３とした。具体的には、分散液Ａ１を66.12重量部、水溶性有機溶剤（Ｂ）としてプロピレングリコール25.00重量部、残分に水8.88重量部を加えて総量100重量部とし、プロペラ撹拌機にて室温で３０分間撹拌したものインク組成物３とした。
（インク組成物４）
　インク組成物２を遠心分離機を用いて分級して粗大粒子を除去したものを、インク組成物４とした。
（インク組成物５）
　インク組成物３を遠心分離機を用いて分級して粗大粒子を除去したものを、インク組成物５とした。
　得られた各組成物１～５は、外観上均一な黒色を示していた。各組成物１～５の組成分を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（比較組成物１）
　ベンガラを含む比較液Ｒ１を50.00重量部、水溶性有機溶剤（Ｂ）としてプロピレングリコール10.00重量部、残分に水30.00重量部を加え、プロペラ撹拌機にて室温で３０分間撹拌したものを比較組成物１とした。
（比較組成物２）
　黒色酸化鉄を含む比較液Ｒ２を50.00重量部、水溶性有機溶剤（Ｂ）としてプロピレングリコール10.00重量部、残分に水30.00重量部を加え、プロペラ撹拌機にて室温で３０分間撹拌したものを比較組成物２とした。
（比較組成物３）
　水溶性黒色染料を含む比較液Ｒ２を50.00重量部、水溶性有機溶剤（Ｂ）としてプロピレングリコール10.00重量部、残分に水30.00重量部を加え、プロペラ撹拌機にて室温で３０分間撹拌したものを比較組成物３とした。
　得られた各比較組成物１～３は、外観上均一な黒色を示していた。各比較組成物１～３の組成分を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（３）サージカルインクの実施例の調製：
　以上のように調製したインク組成物１～５に、＜６．γ線照射条件＞に則して吸収線量25kGy～70kGyのγ線照射を行い、サージカルインクの実施例１～５を得た。
＜８．サージカルインク及びサージカルペンのγ線照射後の機能性評価＞
　次に、本発明のサージカルインク及びサージカルペンのγ線照射後の機能性評価について、以下の順番で説明する。
（１）γ線照射前後におけるサージカルインクの性状の検証
（２）γ線照射前後におけるサージカルインクの経時安定性の検証
（３）γ線照射前後におけるペン先部の曲げ強度の検証
（４）γ線照射前のサージカルインク（インク組成物）及びサージカルマーカーの性能試験
（５）γ線照射後のサージカルインク及びサージカルマーカーの生体適合性実証試験
（１）γ線照射前後におけるサージカルインクの性状の検証
　前述の＜７．サージカルインクの実施例＞のとおりに作製したγ線照射前のインク組成物１～５、及びこれらそれぞれに対応してγ線照射を行い作製したサージカルインクの実施例１～実施例５、比較組成物１～３に関し、前述の＜３．サージカルインクの性状＞に則して、粘度測定、pH測定、平均粒子径測定、を実施し、インクの性状の検証をした。その結果を表５～表７に示す。
　なお、以下において、表５～表７に掲げる粘度（mPa・s）、pH、平均粒子径（nm)等の各種パラメータは、それぞれインク組成物１～５、比較組成物１～３、及び実施例１～実施例５のサージカルインクの作製直後に測定された値であってｎ＝10の平均値として示してある。また、表５及び表７中の「初期値」とは、各種パラメータが後述するインクの経時安定性における0基準値であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表６に示す比較組成物において、色材にベンガラを用いた比較組成物１や色材に黒色酸化鉄を用いた比較組成物２では、平均粒子径が粗大となり、分散性が悪化していることが示され、筆記性を悪化させることが予測された。比較組成物３では、色材に水溶性黒色染料を用いているため分散性を決定できないが、比較組成物１や比較組成物２と同様筆記性を悪化させることが予測された。
　一方で、表５及び表７に示すように、γ線照射前のインク組成物１～５とこれに対応するγ線照射後のサージカルインク１～５は、いずれも粘度（mPa・s）、pH、平均粒子径（nm)で良好な値を示した。
　特に、γ線照射前後におけるインクの性状を示す各種パラメータの変化率が低い傾向を示し、インク性状が安定していると評価できる。これは、炭素材料がγ線を遮蔽し、水溶性高分子等の他の構成物の変質を防ぐ働きをしていることが推測される。この効果は炭素材料が活性炭粉末であり、水溶性高分子がポリビニルピロリドンである場合に特に顕著であることも本発明者らの検討により明らかとなっている。
（２）γ線照射前後におけるサージカルインクの経時安定性の検証
　次に、γ線照射前後におけるサージカルインクの経時安定性試験を行った。本試験では、γ線照射前のインク組成物１～５、及びγ線照射後の実施例１～５のインクをそれぞれ、25℃又は50℃の恒温室内に静置期間１か月、２か月、３か月、６か月間とした条件で、それぞれ静置することにより、長期保管における安定性を検証した。
　各条件で得られたγ線照射前のインク組成物１～５、及びγ線照射後の実施例１～５のインクの粘度（mPa・s）、pH、平均粒子径（nm)の各種パラメータを測定し、上記した初期値と比較した。
　すなわち、初期値を基準に粘度（mPa・s）、pH、平均粒子径（nm)の各種パラメータがどれだけの割合で変化したか経時変化率として求め、経時安定性を評価した。まず、表８～１０に、25℃条件のインク組成物１～５の各種パラメータの経時変化率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　次に、表１１～１３に、50℃条件のインク組成物１～５の各種パラメータの経時変化率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　次に、表１４～１６に、25℃条件のインクの実施例１～５の各種パラメータの経時変化率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　次に、表１７～１９に、50℃条件のインクの実施例１～５の各種パラメータの経時変化率を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
　表９～１９に示すように、γ線照射前とγ線照射後の物性比較から、γ線照射処理を行った後においても、本発明のインクがサージカルインクとして好適な物性を維持していることが示された。
　また、γ線照射処理の有無を問わず、表８～表１０、及び表１４～表１６に示す25℃保管条件では、３か月経過後も平均分散粒子径、粘度、ｐHの値がすべて前記の最も好ましい範囲内であることが確認された。さらに、表１１～表１３、及び表１７～表１９に示す50℃保管条件においても、３か月経過後の平均分散粒子径、粘度、pHの値がすべて＜３．サージカルインクの性状＞で説明した好ましい範囲内であることが確認された。
　特に実施例５のインクについては、25℃保管条件、50℃保管条件の双方で３か月日経過後も平均分散粒子径、粘度、pHの値がすべて前記の最も好ましい範囲内であることが確認された。したがって、ペンに充填されて長期保管された場合であっても、本発明のインクはサージカルインクとして好適に使用することができることが示された。
（３）γ線照射前後におけるペン先部の曲げ強度の検証
　次に、γ線照射前後におけるサージカルペンＡ１のペン先部２の曲げ強度の検証を行った。ペン先部２の曲げ強度の測定は、支点間距離を20mmとした両端支持その他についてはJIS規格「鉛筆,色鉛筆及びそれらに用いる芯」（JIS S6006：2020）に規定された試験方法（項目８．６　曲げ強さ）に準じて行った。具体的な測定装置、及び測定条件は以下の通りである。
　測定機器:自動荷重試験機（日本計測システム（株）「MAX-1KN-H-1」）
　　　　　ペン固定用アタッチメント
　試験対象：＜４．第１の実施形態に係るサージカルペンの構成＞で述べた中芯２０
　セッティング：中芯２０を支点間距離20mmにして支え、中芯２０の支点同士の間の中間点に上から荷重を与えて中芯２０が破断するまで。その他の測定条件は、JIS S6006（鉛筆、色鉛筆及びそれらに用いる芯）の項目８．６曲げ強さに準拠した。
　本試験に用いるサージカルペンは、中芯２０以外の構成部材に、第１の実施形態に係るサージカルペンＡ１と構成を同じくすると共にそれぞれの素材を次の表２０の通りとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
　また、本試験では、ペン先部２の中芯２０（ペン先本体部２０ａ）について、芯タイプをウレタンを結合剤としてＰＥＴ製の合成樹脂繊維を結束した繊維束芯、材質をＰＥＥＫ製として内部中空状に押出一体成形した押出成形芯とし、それぞれ外径をφ1.3mm、φ1.4mm、φ0.8mmとし、γ線を照射したものを試験区１～３とした。試験区１及び試験区２の中芯の気効率は52％～60％であった。
　比較検証用に、試験区１～試験区３にそれぞれ対応してγ線照射しないものを比較区１～３とした。さらに、外径をφ0.8mm、材質をポリアセタール（ＰＯＭ）製、芯タイプを押出成形芯としたものでγ線照射有を比較区４、γ線照射無を比較区５とした。
　これら試験区１～３及び比較区１～５について、γ線照射前の曲げ強さ（MPa）、及び、γ線照射後の曲げ強度（N）を測定した。各試験区１～３及び各比較区１～５における強度の値は、それぞれｎ＝10の平均値であり、γ線照射条件は＜６．γ線照射条件＞に準じた。その結果を表２１及び表２２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
　試験区１～３及び比較区１～３は、表２１及び表２２に示すように、γ線照射前後においていずれも安定した曲げ強度を示した。試験区１～試験区３の最大耐荷重について見ると、試験区１で2.25Ｎ、試験区２で2.94Ｎ、試験区３で1.08Ｎであった。
　また、試験区１～試験区３と比較区１～比較区３との結果より、γ線照射前後における曲げ強さの低下率（荷重減少率）は、約-2.0～0.5％であり、ほぼ変化がないことが示された。
　合成樹脂種別の観点では、試験区１～３及び比較区１～３に示すように、ポリエーテルエーテルケトン製及びポリエチレンテフタレート製とすることでγ線照射前後に安定した強度を示した。
　一方で、ポリアセタール製の比較区４～比較区５では、表２２に示すように、いずれも有意にγ線照射前よりもγ線照射後の方が曲げ強度を低下させる傾向にあった。γ線照射後のペン先本体部２０ａ外観は、変形破断していた。これは、γ線の照射で発生したラジカル反応によりポリマーの分子構造が切断分解されたものと推測される。
（４）γ線照射前のサージカルインク（インク組成物）及びサージカルペンの性能試験
　次に、γ線照射前のサージカルインク（インク組成物）及びサージカルペンの性能試験を行った。本試験に用いるサージカルペンはポリエチレンテフタレート製の試験区１とした。これに、γ線照射前のインク組成物１～５を充填したものを実施筆記例１～５とし、及び比較用に比較組成物１～３をインクとして充填したものを比較筆記例１～５とした。
　また、性能試験はそれぞれ、（イ）サージカルペンの機械筆記試験、（ロ）定着乾燥性試験、（ハ）耐水性試験、（二）発色試験、とした。各試験の具体的な条件は次の通りである。
（イ）サージカルペンの機械筆記試験
　「JIS-Ｓ-6037-1986マーキングペン」に則り、機械筆記を行った。筆記条件は次の通りとした。
　筆記速度：4.2ｍ/min
　筆記角度：65°
　筆記荷重：490ｍＮ
インクの吐出可否、描線の視認性可否、および筆記後３０分経過後の再筆記の可否について検証した。インク充填直後の吐出が可能であり、描線を明確に視認でき、３０分経過後も再筆記が可能であった場合を〇、これらのうちいずれか一つでも不可であったものを×とした。
（ロ）定着乾燥性試験
　乾いた手の甲の皮膚に筆記し、乾いた不織布で筆記部を３回擦り、インクの伸展の有無および不織布へのインクの転写の有無を調査した。インクの伸展がなく、かつ不織布への転写がない場合を表中で〇、これらのうちをいずれか一つでも満たさない場合を×とした。
（ハ）耐水性試験
　乾いた手の甲の皮膚に筆記して、１０分後水道水の流水で筆記部を１分間流し、筆記描線の視認性と滲みの有無を調査した。筆記描線を明確に視認でき、滲みや周辺への広がりが確認されなかった場合を表中で〇、これらのうちをいずれか一つでも満たさない場合を×とした。
（二）発色試験
　（ハ）耐水性試験において筆記を行った後の描線部を、目視で確認し、描線が判別できるか及び色調を確認した。黒ないし濃灰色で描線が良好に判別できるものを表中で〇、判別できないものを×とした。これら各種試験の結果を表２３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
　表２３に示すように実施筆記例１～５ではいずれの試験結果も良好であった。一方で、色材をそれぞれベンガラとした比較筆記例１、黒色酸化鉄とした比較筆記例２では、ペン先部でのインクの目詰まり現象が生起して筆記性が悪化するばかりか定着乾燥性が悪化したことが示された。特に、比較筆記例２では、耐水性試験で筆記不可能であった。また、色材を水溶性黒色染料とした比較筆記例３では、滲みが生じており筆記が視認できなかった。
（５）γ線照射後のサージカルインク及びサージカルマーカーの生体適合性実証試験
　さらに、実際の生体へ筆記が可能であるかを調べるための生体適合性実証試験を、γ線照射前の上記実施筆記例３にJIS/ISO規格（JIS T 0806-1/ISO 11137-1及びJIS T 0806-2/ISO 11137-2）に則りγ線照射処理を行うことにより、実施例３のサージカルインクを収納したサージカルペンを使用して行った。筆記対象として実験用ラット（雄性SDラット、体重292g-346g,「日本エスエルシー社製」）を用い、下記箇所に以下の方法で筆記を行い、筆記性の確認と筆記部の経時観察を行った。
　・筆記箇所：腹部皮膚、頭蓋骨、大腿筋、舌、頬粘膜
　・筆記方法：腹部皮膚については全身麻酔下で腹部の毛を刈り、外皮に幅1cm、長さ2cm程度の楕円を筆記した。筆記位置の確認のため、青色顔料分散液（御国色素製、「SAブルー5636」）を用いて筆記部周囲に点状の入れ墨を施した。頭蓋骨、大腿筋については全身麻酔下で各箇所を切開し、腹部皮膚と同様にマーカーペンを用いて各箇所に幅１ｃｍ、長さ２ｃｍ程度の楕円を筆記し、大腿筋については点状の入れ墨を施し、縫合した。
　舌、頬粘膜については全身麻酔下で開口し、直径5mm程度の円および点状の入れ墨を施した。また、比較用に、塩化メチルロザリニン0.2％水溶液（本草製薬株式会社製、「ホンゾウ」）をインクとして充填したサージカルペン（ミズホ株式会社製、「田島式マークペン（皮膚ペン）」、（以下「比較筆記例４」とする））を用いて筆記を行い、発色性を比較した。
　・経時観察：筆記したラットを14日間、25℃で飼育し、7日目、14日目の筆記部の状態を次のとおり確認した。腹部皮膚については、7日目に外皮の状態を確認したところ、インクが消失していたので、全身麻酔下で外皮を切除し、内皮への沈着の程度を確認した。頭蓋骨、大腿筋については、全身麻酔下で各箇所を再度切開し、目視確認したのちに縫合した。舌、頬粘膜については全身麻酔下で開口して目視確認した。
（試験結果）
　それぞれの筆記部を、図５～図１０に示す。なお、図５において、図中の２つの楕円のうち下がサージカルペンによる筆記部、上が比較筆記例４による筆記部、それぞれの周囲の点が青色顔料分散液を用いた位置確認の入れ墨である。また、図６において、図中下の楕円がサージカルペンによる筆記部、上の楕円が比較筆記例４による筆記部である。図７においては、図中左側がサージカルペンにより筆記した大腿筋、右側が比較筆記例４により筆記した大腿筋である。図８においても、図５と同様の箇所にそれぞれサージカルペン、比較筆記例４を用いて筆記を行っているが、下記のとおり双方消失している。
　サージカルペンによる筆記は、いずれの箇所への筆記においても、下記の良好な結果を得た。
　・筆記性、吐出性：インクの吐出不良や詰まり等の書きにくさがなく、滑らずに筆記を行うことができた。
　・定着性：血などで湿った場合であってもインクが定着し、流動せずに筆記箇所に留まり続けた。
・発色性：筆記した箇所を明確に視認することができた。比較筆記例４と同等以上に視認できることが確認された。（図５、図６、図７）
・耐水性、乾燥性：血、体液によってもにじみ、かすれが発生することがなく、筆記した箇所をはっきりと視認することができた。
・消去性（経時確認）：腹部皮膚については7日経過時点で外皮インクの消失が確認でき（図８）、筆記された外皮直下の内皮を確認したが色の沈着等もみられなかった（図９）。大腿筋については14日経過時点でほとんどのインクの消失が確認できた（図１０）。舌、頬粘膜については判別ができなかった。頭蓋骨については、14日経過の時点で一部インクが残存していることが確認された。
　以上、説明してきたように、本発明によれば、滅菌バリデーションに則して安全性を確保した医療機器に叶い広く市場流通することができ、生体適合性と筆記性を備えたサージカルインク及び筆記利便性を良好としたサージカルペンを提供することできる。
Ａ　サージカルペン
１　軸体部
２　ペン先部
３　中綿部
４　キャップ体
５　尾栓

Claims (10)

  1. 　活性炭粉末と水溶性有機溶剤とを含む生体適合性のサージカルインクであって、
    　前記活性炭粉末8～10重量％と、水溶性高分子5～7重量％と、水酸化ナトリウム0.01～1.00重量％と、残分に水と、を含有してなる分散液60～80重量部と、前記水溶性有機溶剤5～25重量部と、を含有すると共に、25kGy～70kGyのγ線照射後におけるpH4～11、平均粒径150～310nm、粘度2.0～8.0mPa・sであることを特徴とするサージカルインク。
  2. 　前記水溶性高分子はポリビニルピロリドンであり、前記水溶性有機溶剤はプロピレングリコールであることを特徴とする請求項１に記載のサージカルインク。
  3. 　耐放射線性を有したサージカルペンであって、サージカルインクの収納部を有した筒状の軸体部と、前記軸体部の先端で前記インクを吐出するペン先部と、を備え、
    　前記ペン先部は、合成樹脂で構成され、25kGy～70kGyのγ線照射後における曲げ強度が1.0Ｎ以上であることを特徴とするサージカルペン。
  4. 　前記サージカルインクは、請求項１又は請求項２に記載のインクであることを特徴とする請求項３に記載のサージカルペン。
  5. 　前記サージカルインクは中綿部に含浸した状態で前記収納部に収納され、前記中綿部は先端で前記ペン先部の基端と連通接続することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のサージカルペン。
  6. 　前記軸体部の尾端部に筆記操作用のホルダーを備え、
    　前記ホルダーは、前記軸体部の尾端から外方へ膨出する膨出部を有することを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載のサージカルペン。
  7. 　前記ホルダーは、前記軸体部の後半部の外周面を覆い膨出する第２膨出部を有し、前記膨出部と前記第２膨出部とにより括れ形状としたことを特徴とする請求項６に記載のサージカルペン。
  8. 　前記軸体部の先端部に着脱可能なキャップ体を備え、
    　前記軸体部は、先端部に形成され、前記ペン先部を装着固定するためのペン先受部を有し、
    　前記キャップ体は、前記軸体部に装着された状態で前記ペン先部を内包し、内周面部に前記ペン先受部の外周壁部に圧着して係合対応する圧着面部を有することを特徴とする請求項３～７に記載のサージカルペン。
  9. 　前記キャップ体は、アウターキャップと、アウターキャップ内側に配設されるインナーキャップと、により構成し、
    　前記インナーキャップは、前記圧着面部を内周面部に有する有底筒状のキャップ本体部と、前記キャップ本体部の外周面との間で一定隙間を有し、前記キャップ本体部の開口部から外側に折曲して伸延する板バネ部と、を備え、前記アウターキャップに対し、前記アウターキャップの開口部と開口方向を同一方向にして挿嵌されると共に前記アウターキャップの内周面に前記板バネ部を介して圧着固定されることを特徴とする請求項８に記載のサージカルペン。
  10. 　活性炭粉末8～10重量％と、水溶性高分子5～7重量％と、水酸化ナトリウム0.01～1.00重量％と、残分に水と、を添加して混合撹拌し、分散液を得る分散液調製工程と、前記分散液60～80重量部に水溶性有機溶剤としてのプロピレングリコール5～25重量部を添加して混合撹拌し、インク組成物を得るインク組成物調製工程と、前記インク組成物に25kGy～70kGyのγ線照射を行いpH4～11、平均粒径150～310nm、粘度2.0～8.0mPa・sのサージカルインクを得る滅菌インク化工程と、を有することを特徴とするサージカルインクの作製方法。
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