(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超親水性表面を有する貯蔵可能なインプラントを製造するための方法であって、
前記インプラントの表面を水で濡らしたときの動的接触角が０°から１０°の間である超親水性表面を有するインプラントを、前記超親水性表面に対して不活性でありかつ前記インプラントをすべての面で閉じ込める中性塩含有水溶液中に入れるステップと、
前記インプラントの前記表面を安定化かつ保護する乾燥層が形成されるように、前記中性塩含有水溶液を蒸発乾固させるステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
超親水性表面を有する貯蔵可能なインプラントを製造するための方法であって、
前記インプラントの表面を水で濡らしたときの動的接触角が０°から１０°の間である超親水性表面を有するインプラントを、前記超親水性表面に対して不活性でありかつ前記インプラントをすべての面で閉じ込め、０．５モル／ｌよりも高い全イオン濃度を有する中性塩含有水溶液中に入れるステップと、
前記中性塩含有水溶液中の前記インプラントを、透明なパッケージ内に導入し、前記透明なパッケージを、気密および液密な手法で閉じ込めるステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記中性塩含有溶液を、蒸発後に前記インプラントの少なくとも前記超親水性表面を覆う塩層をもたらす量でおよび塩濃度で使用し、層厚が１から５００μｍである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
蒸発後に前記インプラントをすべての面で閉じ込める塩層をもたらす、塩含有水溶液を使用する、請求項１または３に記載の方法。
【請求項５】
前記インプラントを滅菌する追加のステップを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記インプラントの滅菌が、イオン化放射線による滅菌を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項による方法によって製造することができる、貯蔵可能なインプラント。
【請求項８】
インプラントの表面にペプチドを添加するための方法であって、前記ペプチドは、請求項７に記載のインプラントの表面に付着され、ペプチドと前記インプラントの超親水性表面との間の物理吸着または化学吸着相互作用の結果、前記インプラントの超親水性表面に固定化される方法。
【請求項９】
前記ペプチドが、５００ｎｇ／ｃｍ2よりも高いペプチドの、金属インプラントの酸化物表面への添加を実現するのに十分な濃度で、生理緩衝溶液中で使用される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ペプチドが、緩衝溶液に対して１μｇ／ｍｌよりも高い濃度で生理緩衝溶液中で使用される、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法において、
超親水性表面を有する前記インプラントは、純チタン、金属チタン合金、クロム／ニッケル／アルミニウム／バナジウム／コバルト合金、または高品質鋼を含む金属材料、ヒドロキシアパタイト、または酸化アルミニウムを含むセラミック材料、または前記金属材料と前記セラミック材料との組合せから選択され、
前記金属材料はセラミック材料との複合材料の形をとり、
前記ペプチドは、ｐＨ４から５の間の酸範囲にあり、またはｐＨ９から１１の間の弱アルカリ範囲にある水性緩衝溶液に添加されている、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
骨成長因子、ＴＧＦタンパク質、ＢＭＰタンパク質、ＶＥＧＦ、アンギオトロピン、血管成長因子、ユビキチン、抗生物質、またはこれらの混合物を、ペプチドとして使用する、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
ＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７が前記骨成長因子として使用される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法によって製造することができるインプラント。
【請求項１５】
インプラントの表面を水で濡らしたときに０から１０°の間の動的接触角を有する超親水性表面を備えたインプラントを製造するための方法であって、
前記インプラントを、２００℃よりも高い温度で１．４０ｇ／ｃｍ3よりも高い密度の高温クロモ硫酸中に浸漬し、そこに１０分から９０分までの時間にわたって放置するステップと、
前記インプラントを取り出した直後に、１５℃から２５℃の温度の濃硫酸に浸漬することによってクエンチ処理するステップ、
前記インプラントの表面を、複数の洗浄処理によって蒸留水を用いて洗浄するステップと、
を含み、
前記インプラントは、金属、金属合金、およびこれらとセラミック材料との組合せの群から選択される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
酸化処理の持続時間に対して前記動的接触角をプロットしたときに、前記動的接触角がダイヤグラム中で最小の領域内になるまで、前記インプラントの表面に酸化物層が生成されるよう前記インプラントの表面を前記高温クロモ硫酸中に浸漬する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
処理された金属の前記インプラントを、当該インプラントにとり異物である金属イオンが当該インプラントの表面上で検出できなくなるまで、キレート剤の水溶液で処理するステップをさらに含む、
請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１５から１７のいずれか一項に記載の方法によって製造することができる、超親水性表面を有するインプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超親水性表面を有するインプラントの製造方法、ならびにその方法で製造されたインプラントと、人工骨、関節、歯科用インプラントなどのインプラントに使用され、または非常に小さいインプラント、例えばステントと呼ばれるものなどにも使用され、ならびにこの方法によりさらに製造されかついわゆる「送達デバイス」として、例えば解離を介してインプラント材料からの生物活性分子の遊離を制御することが可能なインプラントに使用される、金属またはセラミック材料の、添加済みの、いわゆる生物活性のインプラント表面の生成方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
人工関節または骨の移植は、近年、例えば関節異形成もしくは脱臼の治療において、または関節の位置異常の結果として関節の摩耗から生じる可能性のある疾患の場合に、益々重要なものとなっている。インプラントと、その製造に使用され、かつチタンや金属合金などの金属の他にテフロン（登録商標）やポリアクチドなどのセラミックまたはプラスチック材料も含むことができる、材料の機能は、症例の９０〜９５％に首尾の良い治癒経過が見られた後に、インプラントが１０年の寿命を有することができるように改善され続けている。
【０００３】
これらの進歩および改善された手術方法とは関係なく、移植は依然として困難で厄介な処置であり、特に、インプラントのための手間のかかる治癒プロセスに関連したときがそうであり、これには、リハビリテーション措置も含めた何カ月もにわたる臨床および治癒のための治療入院がしばしば含まれる。それに加え、治療期間の長さおよび馴染みのある環境から出て行くという点に関する苦痛が、関係する患者への主なストレスになる。さらに、手間のかかる治癒プロセスは、必要とされる集中治療が原因で、高レベルの人件費および看護費用をもたらす。
【０００４】
インプラントが所定位置で首尾良く成長するのに必要な、分子レベルでのプロセスに関する知識は、近年、著しく増大してきた。構造適合性および表面適合性は、インプラントの組織適合性にとって極めて重要である。より狭い意味での生体適合性は、表面によってのみ管理される。タンパク質は、一体化のすべてのレベルで、極めて重要な役割を演ずる。以下に説明されるように、タンパク質は、初期に吸着されたタンパク質層の形成があるために、移植手術中に既に、この層の上に後で最初の細胞が確立されるときのインプラント治癒に関して、さらなる進展があることを判断する。
【０００５】
生体材料とも呼ばれるインプラントと組織との間の分子間相互作用では、厳密に階層化された手法で準備されたように見える多数の反応が生じる。生体材料の表面でのタンパク質の吸着は、最初の生体反応として生じる。次いで結果として生成されるタンパク質層では、個々のタンパク質分子が、例えば構造変化によって、表面に現れるシグナル伝達物質に変換され、またはシグナル伝達物質として働くタンパク質断片が、触媒（タンパク質分解）反応によって遊離する。
【０００６】
シグナル伝達物質により誘発されて、次の段階では、白血球、マクロファージ、免疫細胞と、また最後に組織細胞（線維芽細胞、線維細胞、骨芽細胞、骨細胞）などの多数の細胞を含むことができる細胞のコロニー形成が生じる。その段階では、その他のシグナル伝達物質、例えばサイトカイン、ケモカイン、モルホゲン、組織ホルモン、および真性ホルモンなどのいわゆるメディエーターが、極めて重要な役割を演ずる。生体適合性の場合、その状況は、最終的に、全体の器官でインプラントの一体化が行われ、理想的には永久のインプラントが実現される。
【０００７】
分子レベルの骨形成において近年実施されてきた研究に照らし、化学的シグナル伝達物質、即ち骨成長に影響を及ぼすいわゆる「骨形成タンパク質」（ＢＭＰ−１〜ＢＭＰ−１５）は、益々重要なものになりつつある。ＢＭＰ（特にＢＭＰ−２、およびＢＭＰ−４、ＢＭＰ−５、ＢＭＰ−６、ＢＭＰ−７）は、骨芽細胞をもたらす前駆体細胞の増殖および分化を引き起こす限りにおいて、骨再生および骨治癒を刺激する骨誘導タンパク質である。さらに、このタンパク質は、アルカリホスファターゼ、ホルモン受容体、骨特異的物質、例えば１型コラーゲン、オステオカルシン、オステオポンチンの形成を促進させ、最後に無機質化を促進させる。
【０００８】
その点に関し、ＢＭＰ分子は、それぞれの前駆体細胞の走化性、有糸分裂、および分化の、３つの重要な反応を制御する。さらにＢＭＰは、胚形成、骨およびその他の組織の器官形成で、重要な役割を演じ、その点に関しては、骨芽細胞、軟骨芽細胞、筋芽細胞、および血管平滑筋細胞（ＢＭＰ−２による増殖阻害）が、標的細胞として知られている。
【０００９】
それに対し、多数のアイソフォームを含む１５種のＢＰＭが知られている。ＢＭＰ−１を除き、ＢＭＰは「トランスフォーミング成長因子β」（ＴＧＦ−β）スーパーファミリーに属し、その特異的受容体が、対応する細胞の表面に検出される。組換えヒトＢＭＰ−２および／またはＢＭＰ−７の首尾良い使用が、ラット、イヌ、ウサギ、およびサルでの欠陥治癒プロセスに関する実験で示されるので、いかなる種特異性も表れないようである。
【００１０】
しかし、特に移植の目的で、金属またはセラミック生体材料に直接付着されるＢＭＰ−２および／またはＢＭＰ−７による、ＢＭＰの骨成長誘発特性を利用しようとする先の試みは、実質的にうまくいかなかった。
【００１１】
コーティング付きインプラント材料の分野での一連の研究が、現況技術として知られている。このように、ＷＯ９９  ２６６７４は、金属またはセラミック材料の生物活性インプラント表面の生成方法について記述しており、その第１のステップでは、アンカー分子をインプラント材料の表面に共有結合させ、第２のステップでは、このアンカー分子にペプチドを共有結合させる。
【００１２】
ＷＯ０２  ０９７８８は、金属またはセラミック材料の生物活性インプラント表面の生成方法であって、その第１のステップでは、疎水性基を有するアンカー分子をインプラント材料の表面に共有結合させ、第２のステップでは、ペプチドとアンカー分子の疎水性基との間の非共有結合性相互作用の結果として固定化されるように、インプラント材料にペプチドを付着させる方法を提供する。
【００１３】
したがって、これら２つの文書によれば、後でペプチドに共有化学結合しまたは非共有結合性相互作用の結果としてインプラント表面に結合されるアンカー分子を、インプラントの表面に化学的に固定化することが必要である。本発明者らによる試験結果は、その点に関し、アンカー分子なしでインプラント表面にペプチドを固定化する試みが、うまくいかなかったことを示した。
【００１４】
驚くべきことに、本発明者らは、特に固定化を実施するという本発明者らの一部に関する初期の試みに関し、金属表面でのペプチドの固定化、特にＴＧＦクラスの成長因子、例えばＢＭＰタンパク質の固定化は、十分に親水性である表面をインプラント材料に与えることができる場合に実現できることを、ついに見出した。本発明者らは、酸化剤での処理によって金属表面に超親水性酸化物層が生成される場合、この固定化を実現できることを見出した。
【００１５】
この点に関し、本発明は、高表面エネルギーを有する表面が、強力な組織の生物接着を行うことができる点を利用する。高表面エネルギーを有する表面は、一般に、水に対して低接触角を有するので、そのような表面は、動的接触角の測定を介して非常に容易に識別することができる。小さな接触角は、表面の高レベルの湿潤性を特徴付けている。
【００１６】
動的接触角に関しては、前進角（θA）と後退角（θR）との間の区別がなされ、これらの角度の差を、接触角ヒステリシスと呼ぶ。この点に関し、前進角は、表面の親水性−疎水性特性の特徴を示し、静的接触角と呼ばれるものに実質的に相当する。ヒステリシス度が大きくなるほど、それに応じて一般に表面の不均質性も大きくなる。機械的に研磨されまたは電解研磨されたチタン表面は、通常、７０〜８０°の動的接触角（前進角）を有し、関連する文献によれば、低い組織生物接着性を有する。したがって、本発明者らの開発によれば、金属に対して低接触角を有する表面を提供することも望ましい。
【００１７】
本発明によれば、０から１０°の間の動的接触角を有する表面は、「超親水性」と定義される。この表面は、同時に、特徴的なナノ構造を有する。動物実験に関わる研究では、本発明者らの一部において、超親水性インプラントの環境で４週間経過後に、対照インプラントの環境における場合よりも骨密度が２倍高いことを示すことが可能であった。
【００１８】
確かに、ＥＰ１１５０６２０による現況技術は、サンド・ブラスティングおよび酸エッチングの後に親水性表面を有し、その表面で２０〜５０°の間の水との湿潤角が測定されるインプラントについて、既に記述していた。そのような表面を、「親水性」と呼び、所与の生理食塩液で保存することができた。しかし、ＥＰ１１５０６２０によれば、そのような表面は、高い塩濃度に関して感受性があることが観察されたことに、気付くことになる。
【００１９】
さらに現況技術では、例えばチタンの親水性金属表面は安定ではなく、再び自発的に疎水性になることが、何年にもわたり知られている。チタンおよびチタンをベースにした合金の表面の化学状態は、複雑である。チタン金属の表面は、空気および水中で自発的に酸化し、次いで水との反応が表面で生じ、即ち酸化物の最外原子層で生じ、ヒドロキシル基が形成されることが想定される。
【００２０】
したがってそのような表面は、γ線滅菌に関して、即ち臨床的に用いることができるインプラントの製造において現在では広く使用されている方法に関して、特に感受性がある。このように、現況技術では、二酸化チタン層を、光照射によって親水性にすることができることが示された。またこれらの層は、ごく短時間で親水性を失い、再び疎水性になり、その点に関しては、その変化における精密なメカニズムが依然として不明瞭である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】国際公開ＷＯ９９  ２６６７４
【特許文献２】国際公開ＷＯ０２  ０９７８８
【特許文献３】欧州特許公開ＥＰ１１５０６２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
したがって、無条件の安定化をされた超親水性層を表面に有し、同時に滅菌に耐えるインプラントの製造を、可能にする方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
したがって本発明は、インプラントの表面を水で塗らしたときに１０°未満、好ましくは５°未満の接触角ヒステリシスが得られるまで、金属表面上に酸化物層が実現されるようにインプラントの表面が酸化剤で処理される、超親水性表面を有するインプラントの製造方法であって、インプラントには金属、金属合金、およびこれらとセラミック材料との組合せの群から選択される材料が含まれている、インプラントの製造方法を対象とする。
【００２４】
金属インプラントは、好ましくは、金属、金属合金、およびこれらとセラミック材料との組合せの群から選択された材料を含む。好ましくは、使用されるインプラント材料は、純チタンまたは金属チタン合金、クロム／ニッケル／アルミニウム／バナジウム／コバルト合金（例えば、ＴｉＡｌＶ４、ＴｉＡｌＦｅ２，５）、高品質鋼（例えば、Ｖ２Ａ、Ｖ４Ａ、クロム−ニッケル３１６Ｌ）、またはこれらと、ヒドロキシアパタイト、酸化アルミニウムなどのセラミック材料との組合せなどの、金属材料を含み、この金属材料は、セラミック材料と複合材料の形をとるものである。
【００２５】
したがって、超親水性金属表面は、本発明による方法を用いて生成することができる。そのため、金属インプラントの表面は、純（蒸留）水で濡らしたときに１０°未満、好ましくは５°未満、より好ましくは１°未満、特に好ましくは０．５°未満の接触角ヒステリシスが得られるまで、金属表面に酸化物層が実現されるように、酸化剤で処理される。
【００２６】
好ましくは、酸化処理の持続時間に対して接触角ヒステリシスをプロットしたときに、接触角ヒステリシスがダイヤグラムの最小領域に入るまで、処理は継続される。
【００２７】
これは、金属インプラントの表面を酸化剤で処理することによって実現することができ、好ましくは２００℃よりも高い温度の高温クロモ硫酸で、好ましくはその点に関して１．４０ｇ／ｃｍ3よりも高い密度のクロモ硫酸で、衝撃加熱された脱脂金属インプラントによって行われ、即ち、その温度のクロモ硫酸に数秒間浸漬することによって加熱し、その温度でそこに１０から最長９０分間、好ましくは最長６０分間、特に最長３０分間放置し、その後、取り出した直後に、金属インプラントを１分未満の期間内で冷却し、好ましくは数秒間以内で室温に冷却することによって、実現することができる。好ましくは、１５℃から２５℃の温度の濃硫酸に浸漬することによってクエンチ処理し、金属インプラントによって、行うことができる。酸の残渣を除去するために、またインプラントにとっては異物である金属イオン、例えばクロムイオンが存在する場合には、金属インプラントの表面を、蒸留水を用いて複数の洗浄ステップ（１５ステップまで）で洗浄する。その後、クロムイオンが金属インプラントの表面に依然として見られる場合には、金属イオンを検出することがもはや不可能になるまで、金属インプラントをキレート剤で処理することができる。驚くべきことに、本発明者らは、ＥＤＴＡをキレート剤として使用する場合、クロムがサンプルから溶出するときに溶液が褐色−青紫色から青紫色に着色することを見出した。本発明者らは、この状況に応じ、クロムイオンによる着色がもはや生じなくなるまで、沸騰するＥＤＴＡ溶液でも必要とされる場合には、サンプルをｐＨ７の１０％ＥＤＴＡで洗浄する（１〜３×）ことを提案する。
【００２８】
このように、本発明による方法は、本発明による方法の別の構成により貯蔵可能にすることができる、超親水性表面を有するインプラントの製造を可能にする。
【００２９】
そのため、本発明者らは、現況技術で知られている教示に比べて驚くべき結果をもたらす実験を、行った。驚くべきことに、本発明による超親水性金属インプラントによって、０．５Ｍ／ｌよりも高レベルの塩濃度に関して湿潤性を失うことなく貯蔵安定なインプラントを可能にする、インプラント上に親水性表面を保存するための湿式パッケージのコスト面のおかげで、流体フリーパッケージ法に関する研究も行った。それに関し、驚くべきことに、塩溶液の蒸発が表面で引き起こされる超親水性チタン表面は、湿潤性が失われるにつれて安定になることが見出された。これらの塩溶液は、例えば、１Ｍ  ＮａＣｌなどの１Ｍ中性塩溶液、または５ｍＭ  ＥＤＴＡ  ｐＨ７．０も含む。特に十分適切な溶液は、下記の構成成分を有する、ｐＨ値が７．２から７．６の緩衝混合物であることが見出された：
１２０から１５０ｍＭ  ＮａＣｌ
７．５から８．５ｍＭ  Ｎａ2ＨＰＯ4
２．５から３．５ｍＭ  ＫＣｌ
１．０から２．０ｍＭ  ＫＨ2ＰＯ4
【００３０】
蒸発は、保護ガス中でまたは大気中で行うことができ、単純であることから後者を標準として使用した。
【００３１】
蒸発後、微細な肉眼で見えない乾燥層が、そのような方法で処理された金属表面に形成され、それが、本発明により超親水性を安定化させ保護している。一般に、本発明によれば、中性塩溶液は、超親水性表面に関して不活性でありかつ蒸発後にインプラントの表面を乾燥層で覆うのに十分な濃度および量の、個々の塩またはさらに様々な塩の溶液中で使用することができる。蒸発は、インプラントが中性塩溶液中にあるときに、またはインプラントが溶液から除去されたときに、したがってその溶液の薄層でのみ覆われたときに、行うことができる。
【００３２】
乾燥層の安定化作用が、γ線照射またはその他のイオン化放射線によって無効化されないことは、さらにより驚くべきことであった。
【００３３】
本発明者らは、走査型電子顕微鏡およびＥＤＸ分析を用いた簡単な手法で、そのような乾燥層が本発明により金属表面に形成されたか否かを検出した（図４参照）。一般にそのような乾燥層は、使用される溶液中に不揮発性構成成分が存在する場合にのみ生成されることを、さらに見出した。そのような層は、例えばメタノール、エタノール、またはアセトン溶液が超親水性表面の存在下で蒸発する場合、生じない。乾燥層による超親水性層の安定化の精密なメカニズムは、依然として明らかではないが、緩衝溶液中の電解質と金属表面の荷電基との間の静電的相互作用に、関係がある可能性がある。０．１〜０．２μｌ／ｍｍ2の非常に薄い流体層のみが、緩衝溶液からの除去の後に乾燥プロセスのために金属表面に存在するので、蒸発については乾燥層中の不揮発性物質の割合は、非常に小さく、移植手術のためにインプラントから除去する必要がない。既に述べたように、「超親水性」表面は、この表面をメタノール、エタノール、およびアセトンによって安定化させることができる点で、「親水性」表面とは異なる。これとは対照的に、０．１５Ｍ  ＮａＣｌ溶液では永久的に安定化させることができないが、０．５Ｍまたはそれ以上という非常に高い濃度によってのみ安定化させることができる。さらに、表面の「親水性」の特性は、２０から５０°の間の接触角によって特徴付けられるのに対し、「超親水性」表面は、０〜１０°の接触角を有する。これにより、以前から知られている「親水性」表面は、「超親水性」表面と区別しなければならないと結論付けることができる。本発明によれば、超親水性表面は、乾燥層によって安定化させることができ、それに関して、親水性表面は、不揮発性構成成分を有する溶液の乾燥が行われる本明細書に記述される方法によって、そのような親水性表面の安定化をもたらすこともできると、完全に考えることができる。
【００３４】
超親水性表面を有する貯蔵可能なインプラントのこの製造方法によれば、インプラントは、超親水性表面に対して不活性でありかつインプラントのすべての面を封じ込める塩含有溶液中に、入れられる。この場合、水に濡れたときの上述の接触角ヒステリシスが１０℃未満、好ましくは５℃未満の、超親水性に関して同様の性質を有している、異なる手法で製造されたインプラントを使用することも可能である。先に述べたように、塩溶液は、単塩または様々な塩の組合せの水溶液にすることができ、この場合、塩は、ＳＯ4--、ＨＰＯ4--、ＣＨ3ＣＯＯ-、Ｃｌ、Ｂｒ-、ＮＯ4-、ＣｌＯ4-、Ｉ-、ＣＮＳ-、ＣｌＣＨ2ＣＯＯ-、Ｆ3ＣＣＯＯ-、Ｃｌ2ＣＨＣＯＯ-、Ｃｌ3ＣＣＯＯ-、Ｂｒ3ＣＣＯＯ-からの陰イオン、またはＮＨ4+、Ｒｂ+、Ｋ+、Ｎａ+、Ｃｓ+、Ｌｉ+、Ｍｇ++、Ｃａ++、Ｂａ++、ならびに（ＣＨ3）4Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）4Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）4Ｎ+、（Ｃ4Ｈ9）4Ｎ+からの陽イオンを有する基からなる群から選択される。
【００３５】
次いで本発明による方法の成果には、全イオン濃度が０．５モル／ｌ超、好ましくは１モル／ｌ超の塩含有水溶液中のインプラントを透明パッケージに導入し、その透明パッケージを気密にかつ液密になるように閉じる、追加のステップが含まれる。
【００３６】
そのような本発明によれば、超親水性が低下しないように、超親水性表面を有するインプラントを確実に保護する湿潤パッケージも提供される。
【００３７】
長期貯蔵は、そのように既に可能になっているが、インプラントをより容易に取り扱えるという理由で、インプラントの性質に有害な影響を及ぼすことなく温度に関して慎重なやり方で、パッケージ内に直接導入せずに塩含有溶液中のインプラントを塩含有溶液が蒸発乾固されるプロセスにかけることが好ましい。その目的で、塩溶液が湿潤パッケージよりも低い濃度を有する場合、その濃度は「蒸発」操作の過程で上昇しかつ乾燥層の形成において塩の溶解限度を超えるので、十分である。
【００３８】
その場合、塩含有溶液は、インプラントの少なくとも超親水性表面を覆う塩層を蒸発後にもたらす量および塩濃度で使用されることが好ましく、この層厚は、１から５００μｍであることが好ましい。塩含有溶液は、蒸発操作後に、インプラントのすべての面を閉じ込める塩層をもたらすことが、特に好ましい。
【００３９】
このように得られたインプラントは、本発明者らによってそのように呼ばれかつインプラントの超親水性表面を覆い保護する乾燥層を有する。このように、乾燥層を備えるインプラントは、乾燥パッケージ内に入れることができ、かつ長期にわたって貯蔵することができる。貯蔵に先立ち、インプラントの滅菌が一般に行われ、インプラントの滅菌は、電磁放射線による滅菌を含むことが好ましい。
【００４０】
したがって本発明は、本発明による方法の様々な構成により得ることができる、そのような貯蔵可能なインプラントも対象とする。
【００４１】
本発明について、添付の図を参照しながらさらに記述する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】クロモ硫酸による金属表面の処理時間に対する、前進および後退角のそれぞれの大きさに関するダイヤグラムを示す図である。
【図２】様々な倍率レベルで、クロモ硫酸法によるｃｐチタン上の超親水性ナノ構造表面の電子顕微鏡画像を示す図である。
【図３】様々な処理にかけられた金属表面の、ＢＭＰの遊離速度に関するダイヤグラムを示す図である。
【図４】乾燥緩衝液中でγ滅菌した後の（６０分ＣＳＳ、ＨＮＯ3、クエンチ処理、ＰＢＳ中でのγ滅菌、θ＝０°）、クロモ硫酸処理したＳＬＡチタンプレート（１４×１４×１．５ｍｍ）の走査型電子顕微鏡記録を示す図である。
【図５】γ滅菌後（Ａ）および水で乾燥層を除去した後（Ｂ）の、乾燥層を有する超親水性プレートのＥＤＸ分析を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１が示すように、超親水性金属表面を生成するためのクロモ硫酸による金属表面の処理は、驚くべき結果をもたらす。その目的で、チタンプレートを、濃クロモ硫酸中で、２４０℃でインキュベートした。意外にも見出されたように、超親水性表面（接触角：＜１０°；接触角ヒステリシス：約０°；標準偏差（ｎ＝５）が示される）は、３０〜６０分の時間窓で得られる。
【００４４】
本発明者らは、３１６Ｌ鋼、チタン合金、およびコバルト−クロム合金で、同様の最小曲線を見出した。表１は、対照よりも４から５倍多いＢＭＰ−２を超親水性表面に結合（吸着）させることができることを示す。未処理のチタン表面でのＢＭＰ−２の結合量は、ＨＮＯ3で処理した表面よりもさらに低い。
【００４５】
これらの超親水性表面は、超親水性範囲内（接触角＜１１°、接触角ヒステリシス約０°）で臨界表面張力γｃ＝７１〜７２ダイン／ｃｍを有する、非常に高い表面エネルギーを有する。高表面エネルギーによって、適切なタンパク質の吸着がもたらされる。
【００４６】
超親水性表面の生成では、新規なナノ構造が、新たなクロモ硫酸処理によって生成される（図２）。直径５０〜１００ｎｍの球形の相互接続構造が、処理前に滑らかなチタン表面に生成され、これらの球形構造の間には、５０〜１００ｎｍの直径のナノ細孔が存在する。ナノ構造は、おそらく、超親水性の提供に関与する。その点に関する状態、図示Ａ、Ｂ、およびＣに関して下記の通り詳述する。
【００４７】
Ａ．２５０００倍の倍率での、清浄化された工業基準ＳＬＡ表面（サンドブラスト、大きな粗粒、酸エッチング）
表面を、コランダムでサンドブラストし、次いで酸浴（ＨＣｌ／Ｈ2ＳＯ4）中でエッチングした。表面は、いかなるナノ構造の兆候も示さない滑らかなミクロ構造を示す。
【００４８】
Ｂ．２５０００倍の倍率での、２４０℃のクロモ硫酸で６０分間処理した後のＳＬＡ表面
クロモ硫酸は、親水性表面を機能的に生成し、構造的に、ＳＬＡミクロ構造の他にも「球形」ナノ構造を生成する。相互接続したナノボールの直径は、約５０〜１００ｎｍであり、ナノ細孔は、同じ規模の桁数で形成される。
【００４９】
Ｃ．電解研磨済みチタン表面の、１５００００倍の倍率での球形ナノ構造の表示
ナノ粒子は、約５０ｎｍの直径のものであり、一緒に接続される。１０〜１００ｎｍの直径の細孔は、球体の間に形成される。
【００５０】
他のステップでは、骨成長因子のようなペプチドは、インプラント材料上で、物理吸着または化学吸着結合によって、おそらくは親水性相互作用によって、これらのナノ構造上に固定することができる。そのため、骨細胞のコロニー化、増殖、および分化をもたらす、走化的に作用しかつ／または生物学的に活性な、いわゆるジャクスタクリンインプラント表面を生成することが可能になる。このように、表面から遊離した分子に関して細胞上で走化的動作を示す、いわゆる活性インプラントを製造することが可能であり、骨芽細胞上のＢＭＰの場合には、５００から１０００μ１ｍの距離でもある。
【００５１】
好ましくは、酸化金属表面の適切な添加量は、金属インプラントの酸化物表面でのペプチドの、２００ｎｇ／ｃｍ2超、好ましくは５００ｎｇ／ｃｍ2超、より好ましくは１０００ｎｇ／ｃｍ2超よりも高い添加量を実現するのに十分な濃度で、生理緩衝溶液中で付着されるペプチドによって実現される。
【００５２】
一般に、添加量は、緩衝溶液の、１μｇ／ｍｌ超、好ましくは２００μｇ／ｍｌ超の濃度のペプチドの、生理緩衝溶液で実現される。
【００５３】
本発明によれば、ペプチドは、可能性あるインプラントの拒絶に対抗しかつ／または所定位置でのインプラントの成長を促進させる限りにおいて、インプラントの生体適合性の点で有利な生体分子である。
【００５４】
先に述べたように、好ましくはＴＧＦタンパク質の種類からのタンパク質、特に、骨成長因子骨形態形成タンパク質の種類からの骨成長促進タンパク質、またはＶＥＧＦもしくはアンギオトロピンもしくは同様にユビキチンなどの血管成長因子の種類からのタンパク質を、ペプチドとして使用することができる。トランスフォーミング成長因子（ＴＧＦ）という用語は、特に、（ｉ）トランスフォーミング成長因子β（ＴＧＦ−β）の群（サブグループ）および（ｉｉ）骨形態形成タンパク質（ＢＭＰ）の群（サブグループ）を指すのに使用される。後者は、前駆体細胞の増殖およびその骨芽細胞への分化を引き起こす限りにおいて、骨再生および骨治癒を刺激する骨誘導性タンパク質である。さらに、これらは、アルカリホスファターゼ、ホルモン受容体、骨特異的物質、例えばコラーゲン１型、オステオカルシン、オステオポンチン、オステオネクチン、骨シアロタンパク質（ＢＳＰ）の形成を促進させ、最後に無機化を促進させる。
【００５５】
有利には、固定化の目的で、その種類のタンパク質を単独で、またはその種類の中の他のメンバーと組み合わせて、またはその他の種類のタンパク質もしくは低分子量ホルモンもしくは抗生物質などの生体分子とも一緒に使用して、免疫拒絶を改善することが可能である。その場合、これらのその他の分子は、生理学的媒体中で切断可能な結合によって、表面に固定化することもできる。
【００５６】
酸化物基の数は、高温の、好ましくは底面に沈降物がないクロモ硫酸で処理された金属の表面によって、意外にも増加させることができることが、本発明者らの一部において既に早くから見出された。金属はこれらの条件下で溶解するという予測とは対照的に、実質的に均一な５〜５０ｎｍの厚さの親水性酸化物層が、この酸を使用したときに金属表面に生成される。この方法は、非常に入念なものであるので、ステントと呼ばれる冠状血管支持体（例えば、高品質の鋼またはチタンから作製することができる）でさえ、薄いデリケートなメッシュ（５０〜１５０μｍ直径）を破壊せずに、コーティングすることができる。特に、チタン、鋼、鋼合金、例えばＣｒ−Ｍｏ−鋼、または鋼、または純チタン表面などの、希酸で清浄化した遷移金属表面、またはクロモ硫酸で処理したチタン合金は、酸化物処理用の材料として適している。
【００５７】
研磨されたインプラントの場合、およびサンドブラストされた（ＳＬＡ表面）インプラントまたは金属プラズマ（例えば、チタンプラズマスプレーまたはＴＰＳ）でコーティングされたインプラントの場合は共に、金属表面を処理した後に確定された条件下で、超親水性酸化物層は１０ｎｍから３００ｎｍまでの厚さのものにすることができ、図２に示すように異なる幾何形状（例えば、円または多角形）のナノ構造の形に構成することができる。その点に関し、純チタンまたはチタン合金（例えば、ＴｉＡｌＶ４、ＴｉＡｌＦｅ２，５）、アルミニウムまたはステンレス鋼（例えば、Ｖ２Ａ、Ｖ４Ａ、クロム−ニッケル３１６Ｌ、Ｃｒ−Ｍｏ−鋼）を、インプラント用の金属として使用することができる。例えばＭｅｒｃｋから入手可能な、９２重量％のＨ2ＳＯ4、１．３重量％のＣｒＯ3、および１．８ｇ／ｃｍ3の密度を有する市販されているクロモ硫酸は、薄く滑らかな金属酸化物層を生成するのに使用されることが、好ましい。
【００５８】
本発明による新規な方法では、初期の方法とは対照的に、超親水性表面をすべての場合において生成することが可能になる。３つの好ましいプロセスステップ：（ｉ）新規なＣＳＳ処理（衝撃加熱）、（ｉｉ）濃硫酸中でのクエンチ処理、および（ｉｉｉ）新規なＥＤＴＡ洗浄法は、検出限界よりも下まで、表面のクロム含量を減少させる（ＥＤＸ法）。ＥＤＸ検出限界は、０．２〜０．５原子％である。新規なクロムフリー超親水性表面は、ＢＭＰ−２結合および塩層による滅菌に関して以下に述べる特定の新規な性質を示す。
【００５９】
金属表面に、より厚い金属酸化物層（＞１０００ｎｍ）が、かつ／または好ましくは小さなミクロおよびナノ細孔を有する酸化物層が提供される場合、上述のクロモ硫酸を水で希釈して、１．５から１．６ｇ／ｃｍ3の密度にする。次いで先に述べたように、金属インプラント表面のこのように希釈された酸による処理では、凹部および細孔を有する「粗い」表面層が形成され、したがってペプチドの添加に利用可能な表面は、そのサイズが増大する。したがって、クロモ硫酸に関して異なる密度と異なる処理時間および温度を調節することによって、異なる性質を有し、高レベルの接着強度をする多数の異なる酸化物層を、金属表面に付着させることが可能になる。
【００６０】
クロモ硫酸によって生成された超親水性表面は、空気中および純水中での長期にわたる貯蔵に関して、親水特性を付与することができる。これらの条件下で、接触角は、１〜２時間後に２０〜４０°の値に増大する可能性がある。超親水性表面は、安定化剤として塩溶液を用いて、本発明により安定化させることができる。本発明によれば、代わりに、そのような安定化剤として、直鎖状または分岐状であってもよくかつ２０個まで炭素原子、特に６個までの炭素原子を有することができる、同種のアルカン、アルケン、およびアルキン系列中に溶かしたアルコール、特に、水を含まないメタノールおよびエタノール、ならびにフェノール化合物であって、後者はやはり水溶液中であるものを、使用することも可能である。好ましくは、先に述べたように、安定化は、タンパク質に関してその塩析効果により順序付けることができる、様々な水性塩溶液によって可能である（表２）。これらには、例えば、陰イオンＳＯ4--、ＨＰＯ4--、ＣＨ3ＣＯＯ-、Ｃｌ、Ｂｒ-、ＮＯ4-、ＣｌＯ4-、Ｉ-、ＣＮＳ-、ＣｌＣＨ2ＣＯＯ-、Ｆ3ＣＣＯＯ-、Ｃｌ2ＣＨＣＯＯ-、Ｃｌ3ＣＣＯＯ-、Ｂｒ3ＣＣＯＯ-、または陽イオンＮＨ4+、Ｒｂ+、Ｋ+、Ｎａ+、Ｃｓ+、Ｌｉ+、Ｍｇ++、Ｃａ++、Ｂａ++、ならびに（ＣＨ3）4Ｎ+、（Ｃ2Ｈ5）4Ｎ+、（Ｃ3Ｈ7）4Ｎ+、（Ｃ4Ｈ9）4Ｎ+のようなテトラアルキルアンモニウム陽イオンが含まれる。０．１５モル／ｌよりも高いＮａＣｌ塩溶液が好ましく、特に０．５モル／ｌよりも高い溶液が好ましく、１モル／ｌの領域内が実に特に好ましい。超親水性表面は、そのような溶液中でほぼ無限に安定である。そのような高レベルの塩濃度は、先に指示したように、希釈緩衝混合物からの蒸発中にも短時間生じる。緩衝溶液中の好ましい塩濃度は、７．３から７．５の範囲内のｐＨで、１３５から１４０ｍＭ  ＮａＣｌ、８から８．２ｍＭ  Ｎａ2ＨＰＯ4、２．６から２．８ｍＭ  ＫＣｌ、１．４から１．６ｍＭ  ＫＨ2ＰＯ4である。蒸発乾固によって、高い局所レベルの塩濃度になる。その点に関し、Ｃｌ-よりも実質的により強力な塩析特性を有するＨＰＯ4--は、酸化物層に対して特定の安定化作用を発揮することができる。
【００６１】
したがって本発明は、そのような「安定化剤」を用いることによって貯蔵安定な、ナノ構造の酸化物層を備えたインプラントを作製する方法も対象とする。
【００６２】
したがって、最も一般的な形では、本発明は、超親水性に有害な影響を及ぼす作用から表面を遮断することによって、超親水性表面を安定化させるための方法にも関する。このように、本発明による方法の実施形態は、溶液中でもコーティング中でも超親水性表面に有害な影響を及ぼさない、内部に溶解しているコーティング剤を含有する溶媒中に入れられる、親水性表面を有するインプラントも対象とする。溶媒は蒸発し、コーティング剤は、超親水性表面を有するインプラント上に残されたままであり、インプラントを閉じ込める。このように、インプラントは確実に、長期にわたる貯蔵に向けて保存することができる。コーティング剤を有する溶液の実施形態は、蒸発すると塩析特性を容易に獲得する上述の水性塩溶液とすることができる。他の実施形態は、両性イオン有機物質、例えばアミノ酸、例えばグリシンであって、ＳＯ4--、ＨＰＯ4--と同様の塩析効果を有することができる物質の、溶液とすることができる。他の不揮発性有機物質は、グリセリンのような多価アルコールまたはグルコースのような単糖、およびスクロースのような二糖、ならびにイノシトールであって、表面の水の構造に強力な影響も及ぼしかつ溶媒蒸発後にコーティングをもたらすものとすることができる。
【００６３】
本発明によりコーティングされたインプラントは、長期貯蔵安定性を有しており、メディエーターとして作用するペプチドを添加するために、塩のコーティングまたは有機コーティング剤を洗い落とした後に使用することができる。
【００６４】
このように本発明は、インプラントの表面にペプチドを添加する方法も対象とし、このペプチドは、インプラントの表面に付着され、ペプチドとインプラントの超親水性表面との間の物理吸着または化学吸着的相互作用の結果として、インプラントの表面に固定化される。
【００６５】
この点に関し、ペプチドは、金属インプラントの酸化物表面への、２００ｎｇ／ｃｍ2超、好ましくは５００ｎｇ／ｃｍ2超、より好ましくは１０００ｎｇ／ｃｍ2超のペプチド添加を実現するのに十分な濃度で、生理緩衝溶液中で使用される。
【００６６】
一般に、ペプチドは、生理緩衝溶液中で、緩衝溶液に対して１μｇ／ｍｌ超、好ましくは２００μｇ／ｍｌ超の濃度で使用される。
【００６７】
本発明によれば、ＴＧＦタンパク質の種類、特にＢＭＰタンパク質、好ましくはＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７からの成長因子、ＶＥＧＦまたはアンギオトロピンなどの血管成長因子、ユビキチン、抗生物質、またはこれらの混合物を、ペプチドとして使用する。
【００６８】
使用されるメディエーターが、カップリング条件下で媒体に溶解し難い場合、溶解度は、界面活性剤および／または洗浄剤を添加することによって増大させることができ、反応を実行することができる。このように、ｐＨ値＞６で溶解し難い骨成長因子およびその他のメディエーターは、生物活性を失うことなくアルカリｐＨ範囲で結合プロセスを行うために、ｐＨ値＞６で、特にｐＨ８〜１２で、かなり特別にｐＨ９〜１１で、特にｐＨ１０．０で、０．０５〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％の濃度範囲、特に０．０６６％ＳＤＳで、イオン性または非イオン性の洗浄剤によって溶液中に保持することができる。このように、本発明は、ペプチドでコーティングされたインプラントを製造するための方法も対象とし、この超親水性表面を有するインプラントは、好ましくは１種または複数の洗浄剤を含有するアルカリ緩衝溶液で処理される。そのような方法は、特に、１２５ｍＭ  Ｎａ−ホウ酸緩衝液、０．０６６％のドデシル硫酸ナトリウム（ｐＨ１０．０）を含むＮＢＳ緩衝液での処理を含むことができる。
【００６９】
したがって本発明は、インプラントに骨成長因子、特にＢＭＰ−２を添加する方法も対象とし、このインプラントの超親水性表面は、ｐＨ値が９から１１、好ましくは１０の骨成長因子の溶液で処理される。そのために、例えばインプラント、例えば乾燥パッケージから取り出されかつ依然として乾燥層で覆われたままのインプラントは、乾燥層を予め洗い落としておく必要なしに、ｐＨ値が９から１１、好ましくは１０の骨成長因子の緩衝溶液で直接処理することが好ましい。
【００７０】
したがって、驚くべきことに、本発明者らは、純チタン、金属チタン合金、クロム／ニッケル／アルミニウム／バナジウム／コバルト合金（例えば、ＴｉＡｌＶ４、ＴｉＡｌＦｅ２，５）、高品質鋼（例えば、Ｖ２Ａ、Ｖ４Ａ、クロム−ニッケル３１６Ｌ）などの金属材料、セラミック材料、特にヒドロキシアパタイト、酸化アルミニウム、またはこれらの金属材料とセラミック材料との組合せであって、この金属材料が、セラミック材料、骨成長因子、特にＢＭＰ−２との複合材料の形をとるものから選択されたインプラントの超親水性表面に、コーティングを生成することに成功したが、この場合、超親水性表面上のコーティングは、ｐＨ４から５の間の範囲内、特にｐＨ４．５の酸範囲、またｐＨ９から１１の間の弱アルカリ範囲内、好ましくはｐＨ１０の、水性緩衝溶液中で行われる。アルカリ範囲内のコーティング操作は、有利には、ＳＤＳなどの洗浄剤の存在下で行うことができる。
【００７１】
本発明による方法の特に好ましい実施形態は、インプラントの超親水性表面に、１μｇ超ＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７／ｍｌ緩衝溶液、好ましくは２００μｇ超ＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７／ｍｌ緩衝溶液の濃度で生理緩衝溶液に溶かしたＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７を、付着させるステップを提供する。これら前述の濃度は、一般に、２００ｎｇ超ＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７／ｃｍ2、好ましくは５００ｎｇ超ＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７／ｃｍ2、より好ましくは１０００ｎｇ超ＢＭＰ−２またはＢＭＰ−７／ｃｍ2のペプチドの、金属インプラントの酸化物表面への添加を実現するのに十分である。
【００７２】
本発明による方法を用いて製造された超親水性表面を有するインプラントも、本発明の対象である。このように本発明は、インプラント材料がチタン、チタン合金、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼合金、クロム保持合金、ヒドロキシアパタイトなどのセラミック材料、またはこれらの組合せを含む、インプラントにも関する。この場合、インプラントは、それによって治癒および適合性を促進させるために、関節または骨プロテーゼ、歯科インプラント、または、平滑血管筋細胞の増殖によって引き起こされる後で生ずる再狭窄の合併症を治療的に予防しまたは軽減するための、ペプチド、例えばＢＭＰ−２でコーティングされた特定の冠状血管支持体（いわゆる冠状動脈ステント、長さ約１０ｍｍ）にすることができる。
【００７３】
本発明の方法により改質された材料が、骨細胞に及ぼす影響について、動物実験で調査したが、この改質された材料は、その目的で、プレートまたはダンベルの形に生成される。その場合、動物に導入してから４週間後に、材料上のＢＭＰ−２にインプラント表面が接触することにより、加速された骨形成が生じたことが観察された。
【００７４】
本発明について、以下の実施例を参照しながら、さらに詳細に述べる。
【００７５】
金属（チタン、３１６Ｌステンレス鋼）の改質：
以下に述べる実験では、機械的研磨／電解研磨された、アノード酸化チタンプレート、チタン合金プレートであって、他の酸で予備エッチングされ、多孔質チタン合金でサンドブラストまたはプラズマスプレーされたものであって、クロモ硫酸処理がなされ、またはなされていないものを使用した。同様にステンレス、機械的研磨／電解研磨がなされた鋼であって、クロモ硫酸処理を施したものまたは施していないものを、使用した。
【００７６】
クリーニングプロセス
それぞれの使用の前に、材料を、５％ＨＮＯ3中で２時間、８０℃で加熱することによって、清浄化した。水中で新たに行われた洗浄の後、プレートを、乾燥メタノール３０ｍｌで洗浄することにより、乾燥した。その後、これらを直接さらに使用し、またはクロモ硫酸で処理した。
【００７７】
クロモ硫酸処理
クロモ硫酸処理では、チタンプレートを、クロモ硫酸（９２％Ｈ2ＳＯ4、１．３５  ＣｒＯ3）中２１０〜２４０℃で衝撃加熱し、その温度で３０〜９０分間インキュベートし、次いで室温の濃硫酸でクエンチ処理した。その後、金属サンプルを１０×５０ｍｌの水で洗浄し、２×３０分間１０％ＥＤＴＡ（（ｐＨ７）超音波）で処理し、次いで１〜３×３０分間、沸騰している１０％ＥＤＴＡ（ｐＨ７）に入れ、その後、沸騰水で３０分間洗浄し、水で濯いだ。その結果、実質的にクロム酸塩を含まない超親水性表面が得られ、即ち、ここでは遊離クロムイオンを表面上に検出することができない。
【００７８】
<<実施例１>>
超親水性チタンプレートにおけるｒｈＢＭＰ−２の固定化
前処理したチタンプレートを、１２５ｍＭ  Ｎａ−ホウ酸緩衝液、０．０６６％ドデシル硫酸ナトリウム、ｐＨ１０．０で洗浄し、平衡化した。５０ｍＭトリス、ｐＨ８．０、１０００ｍＭ  ＮａＣｌ、５ｍＭ  ＥＤＴＡ、３３ｍＭ  ３−［（３−コラミド−プロピル）ジメチルアンモニオ］−プロパンスルホン酸緩衝液（＝ＣＰＤＰ緩衝液）中に初期に存在したＢＭＰ−２を、１２５ｍＭ  Ｎａ−ホウ酸緩衝液、０．０６６％ドデシル硫酸ナトリウム、ｐＨ１０．０（＝ＮＢＳ緩衝液）に関して透析し、０．２〜０．３ｍｇ／ｍｌの濃度で１２〜１４時間、室温で、チタンプレートを振盪させながらインキュベートした。その後、これらをホウ酸緩衝液で４×洗浄し、次いで水で洗浄した。
【００７９】
【表１】
0005390403.tif 000002
【００８０】
【表２】
0005390403.tif 000003
【００８１】
塩の作用は、とりわけ、水の構造を用いて生ずる。塩は、表面およびイオン性基に結合された水分子によって、超親水性表面を安定化させまたは不安定化させる。０．１５モル／ｌを含むＮａＣｌ塩溶液が好ましく、特に好ましくは０．５モル／ｌであり、かなり特別に好ましくは１モル／ｌの領域内である。
【００８２】
<<実施例２>>
超親水性チタンプレートからのｒｈＢＭＰ−２の遊離
図３に示されるように、超親水性チタン表面へのｒｈＢＭＰ−２の吸着、およびその表面からの遊離は、図３に示される、超親水性チタン表面からのｒｈＢＭＰ−２の遊離動態を参照することによってわかるように、清浄化の目的で希釈ＨＮＯ３のみで処理したチタン表面に比べて著しく改善される。大きな能力差も明らかにされることになる。例示される遊離曲線は、３相指数関数で適合させることができる。対照の場合、実際には２相のみ存在する。遊離を、６２日間にわたって測定した。遊離の半値時間、および遊離したｒｈＢＭＰ−２の量を、表３に示す。
【００８３】
【表３】
0005390403.tif 000004
【００８４】
図４からわかるように、乾燥緩衝液中でのγ線滅菌（６０分ＣＳＳ、ＨＮＯ3によるもの、クエンチ処理し、ＰＢＳ中でγ線滅菌、θ＝０°）後のクロモ硫酸処理ＳＬＡチタンプレート（１４×１４×１．５ｍｍ）の走査型電子顕微鏡記録は、滅菌した超親水性酸化チタン表面を示しており、これには微細窪み(microcaverns)が設けられ、図５に示されるように、γ線滅菌（Ａ）の後および水で乾燥層を除去した後（Ｂ）の乾燥層を有する超親水性プレートのＥＤＸ分析が示すように、「乾燥保護層」を洗い落とした後に、純粋に超親水性の酸化チタン表面をもたらす乾固した乾燥緩衝液の保護層が設けられている。
【００８５】
超親水性表面の貯蔵安定性は、表４に示される貯蔵時間に対する、本発明による乾燥層を備えたγ線滅菌済みの超親水性ＳＬＡチタンプレート（１４×１４×１．５ｍｍ）の動的接触角の依存性によって示され、ＳＬＡチタンプレートへの言及は、サンドブラストされ酸エッチングされた表面を有するチタンプレートを示すのに使用される。図示されるように、「非保護」親水性表面は既に、空気中で数時間経た後はそれほど親水性ではなく、一方、本発明による乾燥層を備えたγ線滅菌済みの超親水性ＳＬＡチタンプレートの接触角は、最長２４週間貯蔵した後は、０°で変化することなくほぼ一定である。
【００８６】
【表４】
0005390403.tif 000005
【図１】
0005390403.tif 000006
【図３】
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【図５】
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【図２】
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【図４】
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