JPS6092768A - 生体端子 - Google Patents

生体端子

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JPS6092768A
JPS6092768A JP58200733A JP20073383A JPS6092768A JP S6092768 A JPS6092768 A JP S6092768A JP 58200733 A JP58200733 A JP 58200733A JP 20073383 A JP20073383 A JP 20073383A JP S6092768 A JPS6092768 A JP S6092768A
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bioterminal
phosphate
skin
tricalcium phosphate
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はその要部がリン酸三カルシウム及び/又はリン
酸四カルシウムを主原料とするセラミック材より成る生
体端子に関する。
従来のpercuLaneous elecLrode
 connector (経皮的電極つき端子)やca
nnula (挿管)といった生体端子はその一部が生
体皮膚上にあり他端が皮下に埋設されて、血圧、血流速
度、温度、心電信号等の各種生体情報数り出しのための
電気的端子として或いはその貫通孔を介して輸液、各種
薬液等の注入又は人工腎臓透析等の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、ふっ素切脂等々の所謂生体不活性材より
形成されたものが既に提案されている。
しかし乍らこれ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
り長期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
或いは心電信号等の生体電気信号の取り出しに当っては
所謂アーチ7アクF等の雑音を排除し得ず生体情報の安
定取り出しに欠ける等、幾つかの問題を有するものであ
るため未だ充分に梓及し得ないものとなっている。
他方、近時リン酸カルシウム化合物焼結体の優れた生体
親相性、更には骨誘導性か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。
」二記に鑑み本発明者らは鋭意研究の結果、驚くべきこ
とにリン酸三カルシウム及び/又はリン酸四カルシウム
を主原料とするセラミック材は皮膚組織に対し単に親和
性を有するのみならずこれら組織と緊密且つ一体的に接
合するという事実を知見し、本発明に到達しすこもので
ある。
以下、本発明生体端子につぎその材料組成及び製法、形
状乃至構造、使用の態様等につぎ分脱する。
拐料組成・製法 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1)、その焼結性、強度
、細孔度等を向上すべく、これにM g Or N a
 20 r K 20 r Ca F 21 A I 
20 s + S ! 021CaO,Fe2O,、M
nO,MnO□wZnO,C,SrO,PbO,BaO
T i O2、Z r O2等の各種添加剤を添加混合
したものをも包含する。
他方、その製造法としては単体或いは金属等の基材」二
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
ン酸三カルシウム又はリン酸四カルシウムより成る原料
を金型又はラバープレス等により500〜3 + 00
0 k8/ can”程度の圧力下、所望の形状に圧縮
成形上次いでこれを7旧戸司、 3 C1O’C程度の
温度で焼結処理して得られるものであるが、その池の製
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55−4224fl同
 55−56(1G2. 同54−!J45]2同 5
6−18864. 同56143156同 56−16
6843. 同53−2′、3997同 53−752
09. 特公昭58 3 ’、) 533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
特に有用な焼結相、被覆材の相月密度(リン酸三カルシ
ウムの密度を基準)は、6()〜99.5%、より好ま
しくは85〜95%程度である。
形状乃至構造 本発明生体端子形態は使用目的に応して所望のものとな
し得るか、その典型例につき添fτj図面を参照して詳
説すれば次の通りである。
すなわち、第1図は本発明生木端子の1例を示す断面図
であり、図中、電気的端子として使用される生体端子I
は共1こ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セラミック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
部に生体内外を電気的に連結するための金線、銀線、白
金線、合金線、カーボンファイバ等の導電性部材4が埋
設されており且つ所要により任意個数の縫合用孔5が端
子底部3に穿孔されている。
」二記構遺の生体端子lは端子底部3を皮下に埋設固定
し端子頭部2の上端部を皮下に突出配置して使用される
ものであり、生体電気信号等の取り出し或いはペースメ
ーカー等の生体電気刺激用の電気的端子として利用され
る。
同じく第2図は、生体栓として使用される本発明生体端
子の1例を示す断面図であり、この生体端子■は前記導
電性部材4に代えて生体内外を連通するための貫通孔6
を有していることを除いては前記例と同一構成を有する
(図中、同一符号は前記例の夫と同一部分を指す)。
他方、本発明に於けるセラミック材は皮膚組織との接触
部分に介在すれは所定の目的を達成し得るのであるから
、生体端子の要部のみを焼結体とし池を合成+j4脂等
の異種祠で構成するようにしてもよく、或いはその要部
をリン酸三カルシウム及び/又はリン酸四カルシウムを
主原料とするセラミック被覆材(特開昭53 28 ’
、J 97 、同752(+9.及び特公昭58 39
533号公報等参照)で形成してもよい。
例えば微小金属側外周にリン酸三カルシウム及び/又は
リン酸四カルシウム溶射乃至焼結層を形成して成る微小
側を電気的生体端子として使用し得る。
第3図は微小剣状生体端子■の断面図であり、金t1等
の金属台17の外周に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被覆層乃至)容躬
層8を形成して成るものであり、患者の皮膚に単に刺通
、固定して使用される。
更には、第4図に示すように金管等の金属管5ノの外1
^1にリン酸三カルシウム及び/又はリン酸四カルシウ
ムを主成分とする焼結被覆NlOを形成し、薬液導通路
としての貫通孔と導電性部材としての金属管とを併せ有
する生体端子の構造をもとり得る。
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看、るものであって特定形態に限
定されるものではない。
使尻豊樋 前述の通り、本発明による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セラミック材によ
る生体端子は生体適合性を有するのみならず表皮、真皮
等の皮膚組織と界面接合し生体に安定的に固定されるも
のであることが明らかにされたので、例えば、心臓ペー
スメーカーに外部電源を連結するための端子として或い
は血液透析用孔として、更にはその先端に超音波検知素
子等の各種センサ素子を有する生体内導線と外部測定機
とを連結する端子等々として広範に適用されるものであ
るので診断及び治療の分野、或いは動物実験の分野等で
極めて有用なものと云い得る。
また、貫通孔を有する構造の生体端子に関しては、各種
ドラッグ・デリバリシステムに於ける薬物投入口として
広浅な応用が可能であり、使用に当っては皮膚に埋設、
固定(インブラント)された生体端子に、マイクロ・ポ
ンプ等で定量的に駆動された薬液を送入するチューブ等
を単に連絡すれば足りる。
ここで、本発明生体端子の特に有用な使用態様として、
薬物の駆動を電気化学的に行なう所謂イオントフオレー
ゼ(イオン導入療法)用注入口としての使用をあけ得る
例えば従来人工膵臓に於けるインスリン・II Clの
注入(土、微量定量注入ポンプによりなされるものであ
った力む、これ1こ1代えて本発明インブラント端子を
単に直流電源の陽極lこ電%的に連結するのみでインス
リン・カナオンは極めて容易且つ安全に生体内に導入さ
れ得るものとなる。
なぜな呟通常のイオントフオレーゼは皮膚」二から施術
されるものであるが、その場合専ら皮膚角質層か電気的
並び1こ物理的バリヤ層となり、インスリン等の比較的
太分子の導入1よ困難であったが、本発明生体端子に依
れば皮膚角質層はも1土やバリヤとなりig=ないので
インピーダンス及び物Jli (fJ 41L JA:
の着るしい低下がもたされ、しかも電流値(通常、イン
スIJンの場合直流乃至パルス直流で数μl\〜数11
1]\の範囲内)をコントロールすること一二よりその
定風的或す)はグルレフ−人・センサによるフィードバ
ック注入が容易に達成されるもので゛ある。
すなわち、本発明生体端子をイオントフオレーゼに使J
lする場合は、従来イオントフオレーゼに於ける薬液含
浸導子(−殻にスポンジ、コツトン等の保水祠成り・は
親水性ゲルヰ4よI)成る)に代えて、インブラント生
体端子に薬液注入導りχを連結して関導子とし、周知の
各種生体電極(例えは、特開昭58−110066又は
特願昭56−106935号公報、参11u)より成る
不関導子を皮膚の池の箇所tこ貼着し、両者間しこ直流
電流(イオン性薬剤かカチオンなら(!゛関導子ト!(
返、等)を通ずれば足りるものである。
尚、イオントフオレーゼ自体の詳細は曲掲公報の言己i
Ii見カC参!1uされる。
以下、本発明を実施例により詳細;こ説11J4する。
実施例1 1、生体端子の製造 リン酸三カルシウムの合成粉末を金型lこ充填し、径0
.05+nInの金細線と共tこ800 kg/ ca
n2の)王ツノでl子線成形しカサ密度1.6g/Cl
113の圧粉体を得た。これを端子頭部形状(第1図参
照)に旋盤及び歯科用グイヤモン1ζノ(′−で切削、
加工した。同様に前記合成粉末を金細線と共に金型に充
填圧縮成形、切削加工して端子底部b(第1図参照)と
した。次いで、側圧粉体の金細線を接合し、更に両者間
に予め水を加え乳鉢でよく練ったデル状アノ(タイト粉
末を塗布し、接着した。これを1,200°Cで1時1
’、11焼結処理して圧縮強度4 + 300 kH/
 Cm2.11b1ずつ虫度1. + 000 kg/
can2、相対密度93%且つ接着部1均一に焼結した
第1図に図示の通りの生体端子を1ひた。
二二−二於いて、端子底部は直径20111111、厚
さ2+n+n、端子頭部首部分の径は5 m+aである
・ 2、動物実験 上記生体端子を雑種成膜の側腹部皮膚に埋を貨し、経(
1pt観察した結果、端子は底部及び首部分tこ於0て
悼jf&1〕2週目で皮膚組織と強く結合接着して引っ
張ってもハ丈1%ない状態となり、1年経過後でも肉眼
的に1よ炎山Y反応など゛の異常所見は何ら認められな
かった。
また、通常の組織学的検索でも炎症細胞など1よ認♂)
られなかった。
他方、対照とした同形状のシリコーンフ゛ムV端−r−
+こあっては術後4週目でも皮膚との接着は全黙認めら
Jtず既【こ炎症性の発赤が認められた。又、2ケ月1
1に1土炎4’i二力f進行し化膿し始め、3ケ月目に
は脱落した。
実施例■ 前記リン酸三カルシウム粉末に添加剤としてM2O0,
8%、N a20 1 、8%、K、OO,2%及びC
aFe fl、2%を添加した混合粉末を出発H料とし
た点を除外、1曳]土!’l’I n己(91jと同様
にして径1 m+nの金管を含む小円社状焼&’i (
本(タト径3111111)を製造し、これを研摩幅で
研摩処理して添付第4図tこ図示する形状の微小管状端
子を得た。
この端子の焼結体部分の長さは8 mll+、外径2m
「1であった。
次にこの端子を成膜胸部にその先端が皮下に位置するよ
うに刺通埋設した処、約3週後には皮膚組織と完全に接
合、固定された状態となった。
そこで、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
ンスニレクトローY社製心電図用電極しクトロード を
他の刺毛胸部に結着使用)、3.6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。
実施例III リン酸三カルシウム70重量%、リン酸四カルシウム3
0重量%の割合で両者を混合し、これを実施例1と同様
の方法で端子@部及び端子底部形状に成形して接着した
これを1,250℃で1時間焼結処理して第2図に図示
の通りの生体端子を得た。
次にこの生体端子についでも実施例1と同様の動物実験
を行なったところ前例に於けると略同等の結果が得られ
た。
夫腐剋■ 内径0.05mmの金細線を芯材としてこの表面にプラ
ズマ溶射法によりリン酸三カルシウムの被覆層を形成し
、これを1200°Cで10分間焼成した後、研摩祠で
研摩処理して第3図に示す通りの微zJ−61状生体端
子を1qだ。
次にこの生体端子について実施例Uと同様の動物実験を
行なったところ、略同等の結果が得られた。
実施例V リン酸四カルシウム粉末に添加剤としてCa 3(]〕
○、)27%、Mg0 0.8%、Na2O1,8%、
K2O0,2%及びCaF20.2%を添加した混合粉
末を出発材料とした点を除き、他は前例と同様にして径
(1,95+n+nの金線を芯材としたリン酸四カルシ
ウムの被覆層を形成し、これを焼成した後研摩材で研摩
処理して添付第3図に図示する形状の微小管状端子を得
た。
この生体端子についても前例と同様の動物実験を行ない
略同等の結果を得た。
【図面の簡単な説明】
添付第1乃至4図は本発明生体端子の模式断面図である
。 2・・・端子頭部、3・・・端子底部、4・・・導電性
部材、5・・・縫合用孔、6・・・貫通孔。 特許出願人 株式会社 アドバンス開発研究所第1図 第2図 第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも皮膚組織との接触部分が表皮親和性成
    分としての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セラミック材より成り且つ生体内
    外を電気的に連結するための導電性部材を有することを
    特徴とする生体端子。
  2. (2)少なくとも皮膚組織との接触部分が表皮親和性成
    分としての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セラミック材より成り且つ生体内
    外を機械的に連結するための貫通孔を有することを特徴
    とする生体端子。
  3. (3)前記第(1)項の導電性部材と前記第(2)項の
    貫通孔とを併せ有することを更に特徴とする生体端子。
JP58200733A 1983-03-24 1983-10-28 生体端子 Granted JPS6092768A (ja)

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