JPS61115568A

JPS61115568A - 経皮インプラント体

Info

Publication number: JPS61115568A
Application number: JP59235138A
Authority: JP
Inventors: 秀希青木; 隆之辻; 達男戸川; 赤尾　勝; 美治秦
Original assignee: Advance Res & Dev Co Ltd
Current assignee: Advance Res & Dev Co Ltd
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1986-06-03
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPH0611312B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は親和性部材を装着したミクロポーラス本ローフ
ァイバより成る経皮インプラント体に関する。

従来のｃａｎｎｕｌａ（挿管）といった生体用端子はそ
の一端が生体皮層上にあり他端が皮下に埋設されて、そ
の貫通孔を介して輸液、各種薬液等の注入又は人工腎臓
透析等のための血流の取り出し・注入口等として使用さ
れるものであり、主としてシリコーンゴム、ふっ素樹脂
等の所謂生体不活性材より形成されたものが既に提案さ
れている。

しかし乍らこｈらは生体にとってはあくまでも異物に池
ならずその生体装着部位は一種の外傷を受けた状態に置
かれるものとなるので両者の間隙からの細菌感染等によ
り長時間の使用には到底耐え得ないものであるのみなら
ず、生体固定性に劣るため例えば揺動による出血の心配
等、幾つかの問題を有するものであるため未だ充分に普
及し得ないものとなっている。

例えば人工膵臓等の近時その発展が着るしい所謂薬物治
療（ドラッグ・デリバリ）システム（クラウス・ヘイル
マン著「薬物治療システム」昭和５８年医菌薬出版発行
等、参照）にあっては、インスリン等の薬物の注入経路
及び極微量定量注入法等の問題が未解決であり（医器学
誌昭和５８年第５３巻第２号第９０頁以下参照）、薬物
注入口として半恒久的且つ安全に使用し得る生体端子へ
の希求は今日一段と高まっているものと云えよう。

他方、近時ハイドロキシアパタイト焼結体等の７パタイ
ト系材及びリン酸カルシウム化合物焼結体等のセラミッ
ク系材よりなる皮膚組織親和性部材の優れた生体親和性
、更には骨誘導性が解明されると共にその焼結体による
人工歯根、人工骨への利用が提案、実用されつつあるが
、同焼結体の皮膚組織との生理学的反応性については先
行技術に於いて全熱未解明である。

上記に鑑み本発明者らは鋭意研究の結果、上述したよう
な皮膚ＭＬｎａ和性部相性部材ｊｆｌ織に対し単に親和
性を有するのみならずこれら組織と緊密且つ一体的に接
合するという事実並びに前記定量注入は薬物の自然拡散
を可及的に阻止する生体組織と接したバリヤ層によって
構成されたミクロポーラスホローファイバの配設により
容易に解決されることを知見し、本発明に到達したもの
である。

以下、本発明生体端子の皮膚組織親和性部材及びミクロ
ポーラ又ホローファイバにつきその材料組成及び製法、
形状乃至構造、使用の態様等につき詳細に分脱する。

材料組成・製法１、本発明に於ける皮膚ＭＬａ親和性部材を“アパタイ
ト系材”及び“セラミック系材”に区別し、各々の材料
組成製法を記述する。

（ａ）　　本発明に於ける“アパタイト系材”とはその
化学組成がＣａ、ｏ（ＰＯ，）ｓ（ＯＨ）ｚで表わされ
るハイドロキシアパタイトのみならず、ＯＨイオンのか
わりに１〜１０％のカーボネート（Ｃｏ、）イオンや７
ツソ、塩素イオン或いはそのＣａの代わりにＭａ＋等を
含むこともあるその各種イオン置換体、或いはこれらを
主成分とするも焼結性、強度、細孔度等を向上すべくこ
れにＣａ１（ＰＯ＋）２＋　Ｃａ＋０（ＰＯ４）＋　Ｍ
ｇＯ＋　Ｎａｍｅ。

Ｋ　：Ｏ、Ｃａ　Ｆ　２　、Ａ　Ｉ　２０　□Ｓ　ｉ　
Ｏ２、Ｃａ　Ｏ、Ｆ　ｅ　２０　ｘ　、Ｍ　ｎ　Ｏ。

ＭｎＯ＋、Ｚｎ０ＩＣ９ＳｒＯ，ＰｂＯ，Ｂａｄ、Ｔｉ
１２．ＺｒＯ＋又は各種高分子材等々の周知各種添加剤
を添加混合したものをも包含する。

二二で、高分子との複合剤とする場合は、比較的毒性の
少ないポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタ
クリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ＡＢＳＩｆ
脂、フッ素樹脂。

ポリカーボネート、ポリスルホン、エポキシ樹脂、シリ
コン樹脂、ノアリル７タレート樹脂、７ラン樹脂等の樹
脂を選ぷことができる。

他方、その製造法としては単体或いは金属等の基材上で
の所謂焼結法を始めとして金属等の基材へのプラズマ溶
射法等を例示し得、例えばその単独焼結体は一般にハイ
ドロキシアパタイト粉末を金型又はラバープレス等によ
り　５００〜３．０００ｋｇ／ａｍ２程度の圧力下、所
望の形状に圧縮成形し、次いでこれを７００〜１，３０
０℃程度の温度で焼結処理しで得られるものであるが、
その他の製法及び組成を含めてより詳細は下記公知技術
が参照される。すなわち、特開昭５１−４０４００、同
５２−６４１９９、同５２−８２８９３、同５２−１４
２７０７、同５２−１４７６０６、同５２−１４９８９
５、同５３−２８９９７、同５３−７５２０９、同５３
−１１１０００、同５３−１１８４１１、同５３−１４
４１９４、同５３−１１０９９９、同５４−１５８０９
９、　　　　　　　　　　（゛同５５−５１７５１、同
５５−１３０８５４、同５５−１４０７５６、同５６−
４５８１４、同５６−１６６８４３、特公昭５７−４０
７７６及び同５７−４０８０３号各公報。

尚、皮膚組織との接合性という観点から本発明に於いて
特に有用な焼結体の相対密度（〕１イドロキシアバタイ
ト単結晶の密度を基準）は、６０〜９９．５％、より好
ましくは８５〜９５％程度である。

（Ｌ＋）　　本発明に於ける“セラミック材”とは、リ
ン酸三カルシウム及び／又はリン酸四カルシウムを主原
料とする焼結材、或いは金属、セラミック等の支持体を
これで溶射乃至焼結被覆して成る被覆材であり、その焼
結性、強度、細孔度等を向上すへく、これにＭ　ｇ　Ｏ
＋　Ｎ　ａ　：Ｏ＋　Ｋ　：Ｏ＋　Ｃａ　Ｆ　：　＋　
Ａ　Ｉ　：Ｏｓ　＋　Ｓ　ｉ　Ｏ：　＋（二ａｏ、Ｆｅ
：Ｏ＋＋Ｍｎ０１Ｎｉｎ０２＋Ｚｎ○、Ｃ，ＳｒＯ，Ｐ
ｂＯ，ＢａＯ。

ＴｉＯ：、ＺｒＯ：等の各種添加剤を添加混合したちの
をも包含する。

他方、その製造法としては単体或いは金属等の基材上で
の所謂焼結法を始めとして金属等の基材へのプラズマ溶
射法等を例示し得、例えばその単独焼結体は一般にリン
酸三カル／ラム又はリン酸西カルシウム上！）成る原料
を金型又はラバープレス等により５０　ｆ）　−３、０
０＋１ｋｇ／ａｍ：程度の圧力下、所望の形状に圧ｊｌ
ｌｉ成形し、次いでこれを−，ｆｌ　Ｏ〜ｌ　、　３０
　（＋　’（：程度の温度で焼結処理して得られるもの
であるが、その他の製法及び組成を含めてより詳細は下
記公知技術が参照される。

すなわち、特開昭５５−１４０７５６．　　　同５５−４２２４０
同　５５−５６０６２．　　　同５４−９４５１２同　
５６−１８８６４．　　　同５β−１４３１５６同　５
６−１６６８４３．　　同５３−２８９９７同　５３　
７５２０９．Ｉ公明５８−３９５３３％各公報尚、皮膚組織との接合性という観点から本発明に於いて
待に有用な焼結材、ＶＬ覆材の相対密度（リン酸三カル
シウムの密度を基準）は、６０〜９９．５％、より好ま
しくは８５〜９５％程度である。

２、本発明に於けるミクロポーラスホローファイバは、
薬液導通路への生体組織の侵入並びに薬物の自然濃度拡
散に対するバリヤ層として機能し、又体液の抽出を行な
う機能を有するもので更には、生体内の各所に対し、選
択的な体液の抽入及び指向的な薬物の投与などが行なわ
れるためのミクロポーラスホローファイバの柔軟性など
種々な機能、形態を有する。ミクロボーラスホａ−７ア
イバを形成する材料は、平均孔径を再生セルロース。

ポリプロピレン、Ｐ＼・！＼（ポリビニルアルコール）
等１）、＋１（１７μ〜（）、２μの範囲内とする多孔
性部材を使用するのが好ましいが一般にはインプラント
部位、深度及Ｖ使用薬物及び抽出する体液の分子量、濃
度、更には薬物注入に用いるエネルギー形態、生体内の
使用目的各所等々により変更自在である。

以」−詳述の通り本発１１爪皮膚ｍ織親和性部材を皮膚
組織との接触部分に形成したミクロポーラスホローファ
イバの形態は使用目的に応して所望のものとなし得るが
、その典型例につき添付図面を参照して詳述すれば、次
の通りである。

すなわち、第１図は本発明生体端子の１例を示す断面図
であり、図中、薬物注入口として使用される生体端子］
は共に皮膚組織親和性部材より成る端子頭部２と同底部
３とを一体的に結合して成るものであり、その内部乃至
端部に例えば０．２μの孔径を有する例えばＰＶＡ（ポ
リビニルフルフール）等の多孔性部材により形成された
ミクロポーラスホローファイバ４を装着しミクロポーラ
スホローファイバ４の先端部には、例えばミクロポーラ
スホローファイバ４と同質の多孔性部材５を結合して成
るものであり、そのミクロポーラスホローファイバ４を
介して所望の薬物が生体内に注入され、又、種々なセン
サ素子が導入される。

第２図は本発明生体端子の第二の実施例を示す断面図で
ある。こ八は所望薬物の種類によって汚染のしやすさ並
びに効果の低下が速いものなどに対し、常に薬物の循環
を行なうかあるいは抗生物質による７ラツシングなどが
行なえるように構成したものである。

図中、薬物注入口９に更に薬物注出口１０を設けた生体
端子■は第１図と同様に皮膚組織親和性部材より成る端
子頭部６と同底部７とを一体的に結合して成るものであ
り、その内部及び至端部に例えば、前記第一の実施例と
同様の部材を用いたミクロポーラス本ローファイバ８を
装着し、そのミクロポーラスホローファイバ８を介して
所望薬物が生体内に注入され、この薬物が生体内を循環
した後、生体外へ取り出される０以上第１図第２図に示
した実施例において皮膚組織親和性部材及びミクロポー
ラスホロー７フイバよりなる生体端子はミクロポーラス
ホローファイバのみの交換が可能であり、長期的使用に
耐え得るものである。

尚、皮膚組織親和性部材よりなる生体端子においては、
薬物注入口と薬物注出口が一体成形されているが、薬物
投与面積の拡張など使用目的に応じ第２図Ａ−Ｂ開を分
離してもよい。

他方、多孔性部材は皮膚組織との接触部分に介在すれば
所定の目的を達成し得るので、ミクロポーラスホローフ
ァイバの要部すなわち皮膚ｍ織との接触部分のみを７パ
タイト焼結被覆材（特開　　　　　　　　　　を昭５２
−８２８９３号、同５３−７５２０９号及び同５３−１
１３　、ｔ　Ｉ　１号公報等、参照）で形成してもよい
。　さらに、ミクロポーラスホローファイバにハイドロ
キシ７パタイト溶射乃至焼結層を形成して成る生体端子
としたものであっても良い。

更？ご、ミクロポーラスホローファイバの先端部におい
ては第３図の１１に示すように熱溶着等により封じした
ものでもよい。

以上から明らかなように、本発明生体端子は多様な形状
・構造及び寸法をとり得るものであって特定形態に限定
さ机るらのではない。

以下、本発明を実験例により詳細に説明する。

実験例］１、生体端子の製造ハイドロキシアパタイト粉末は、０．５モル／１水酸カ
ルシウムと０．３モル／１リン酸溶液を徐々に滴下し、
３７℃で１日反応させて合成し、これを濾過乾燥して得
た。この合成粉末を金型に充填し、８００　ｋｇ／　ｃ
ｖａ”の圧力で圧縮成形し径２ＩＩＩ１１の貫通孔を有
し且つカサ密度１．６ｇ７ｃｍ’の圧粉体を得た。これ
を端子頭部形状（第１図参照）に旋盤及び歯科用ダイヤ
モンドバーで切削、加工した。同様に前記合成粉末を金
型に充填圧縮成形、切削加工して端子底部（第１図参照
）とした。次いで、面圧粉体の貫通孔を接合し、更に両
者間に予め水を加見乳鉢でよく練ったデル状アパタイト
粉末を塗布し、接着した。これを１．２５０°Ｃで１時
間焼結処理して圧縮強度５．０００　ｋｇ／ｃ＋＋＋”
、　曲げ強度１．２００ｋｇ／ｃｍ”、相対密度９５％
且つ接着部ら均一に焼結した第１図に図示の通りの生体
端子を得た。

ここに於いて、端子底部は直径５．４ｍｓ、厚さ２＋ｎ
、端子頭部首部分の径は４ａＩ１１及び内径２龍である
。

尚、焼結温度を１．１００℃とした場合に得られる焼結
体にあっては、相対密度８５％、圧縮強度３．０００　
ｋｇ／　ｃｖｓ’、曲げ強度７００ｋｇ／ｃ論２であっ
た。これにミクロポーラスホローファイバ（平均孔径０
．２μのＰＶＡ（ポリビニルアルフール））を１＠１図
の様に端子内に装着して試供品とした。

２、動物実験上記生体端子を雑種成犬の側腹部皮膚に埋設し、経時観
察した結果、端子は底部及び首部分に於いて術後約２透
口で皮膚組織と強く結合接着して引っ張っても取れない
状態となり、１年経過後でも肉眼的には炎症反応などの
異常所見は河ら認められなかった。

また、通常の組織学的検索でも炎症細胞などは認められ
なかった。

他方、対照とした同形状のシリコーンゴム製端子にあっ
ては術後４週目でも皮膚との接着は全黙認められず既に
炎症性の発赤が認められた。又、２ケ月目には炎症が進
行し化膿し始め、３ケ月目１こは脱落した。

実験例■ 前記ハイドロキシアパタイト粉末に添加剤としてＣａ、
（ＰＯ４）。

７％、　　ＭｇＯ０，８％、　Ｎａ２Ｏ１，８％、　Ｋ
ＩＯ０，２％。

及びＣａＦｅ　　ｆ）、２％を添加した混合粉末を出発
材料とした点を除き、池は前記例と同様にして内径１　
、３　ｓｎ、外径２．０Ｌ１１曽。

長さ８請−の金管を含む小円柱状焼結体を製造し、これ
を研摩材で研摩処理して添付第４図に図示する端子底部
は直径５．４ｍｍ。

厚さ２ｓ＋ｓ＋　　端子頭部首部分の径４龍の微小管状
端子を得た。

この端子の焼結体部分の長さは８■鰺であった。

次にこれに平均孔径０．２μのＰＶＡ（ポリビニルアル
コール）よりなるミクロボーラスホＯ−７フイバを第４
図のように連結した後、成犬胸部に各々２カ所に渡って
その先端が皮下に位置するように刺通埋設した処、約３
週周後、これらの端子は、皮膚組織と完全に接合固定さ
れた状態となった。

そこで、一方の端子端部な生理食塩水の充填された導管
に接合し、直流抵抗を測定した結果（不関導子としては
アドバンスエレクトロード社製心電図用電極レクトロー
ド　を池の剃毛胸邪に貼着使用）、１．７にΩの値が得
られた。角質層を介した皮膚抵抗が通常１００にΩ程度
であることと対比すると、抵抗の着るしい低下が認めら
れる。

次に能力の端子端部より径０．５ｍｍ、長さ２０輪纏め
微少釘型ブドウ糖センサ素子を挿入し、ブドツ糖の反応
を確認した。

【図面の簡単な説明】

■・・・皮膚組繊親和性部材、２．６．１４・・・端子頭部（皮膚組織親和性部材）、
３．７．１７・・・端子底部（皮膚組織親和性部材）、
４．８．１２・・・ミクロポーラスホローファイバ、１
３・・・皮膚組織、　　５．１６・・・多孔性部材、１
５・・・金属管、　　１１・・・溶着部、９・・・薬物
注入口、　　１０・・・薬物注出口。特許出願人　　　株式会社　７ドバンス開発研究所（・笛３図ど　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１’ｙ６

Claims

【特許請求の範囲】

少なくとも皮膚組織との接触部分が皮膚組織親和性部材
で形成された、ミクロポーラスホローファイバより成る
ことを特徴とする経皮インプラント体。