(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性を有するプラスチック基材上に、アパタイトと熱可塑性樹脂を含む組成物を設置し、前記組成物の側から前記組成物に対し、炭酸ガスレーザーを用いて波長領域９〜１１μｍの赤外光照射を行う、プラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法。
【請求項２】
熱可塑性を有するプラスチック基材上に、アパタイトと熱可塑性樹脂を含む組成物を設置し、前記組成物の側から前記組成物に対し、炭酸ガスレーザーを用いて波長領域９〜１１μｍの赤外光照射を行う、インプラントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種プラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法、及び、インプラントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リン酸カルシウム塩の１種であるハイドロキシアパタイトは、高い生体親和性を有し、脊椎動物の生体内においては、骨の主要成分として重要な役割を果たしている。こうした好ましい性質を利用し、人工的に合成したハイドロキシアパタイトを用いて人工骨としての利用や、あるいはこれをチタン金属などの表面にコートすることで、生体親和性に優れた各種金属インプラントに利用されている。
【０００３】
一方で、生体とは親和性が低い種々のプラスチック材料を生体内において各種のインプラントとして利用する場合も多々見受けられる。例えば、靱帯損傷に対処するために用いられる人工靱帯は、ポリエステル繊維を束ねたリボン状の部材から構成されている。あるいは、脊椎の部分的置換に利用されることもある脊椎ケージとしてＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材料を用いた部材が利用される場合もある。更には、人工股関節の擦動部（摺動部）に超高分子量ポリエチレンが利用されている。これらの合成ポリマーは何れも生体内において異物として認識され、特に摩擦粉のように微細化された状態で生体内に存在すると、免疫反応を惹起し様々な悪影響を及ぼすことが知られている。更に、これら各種プラスチック材料表面に対する生体反応も好ましくない影響を及ぼす場合が多いことからも、生体に対する高い親和性をこれらプラスチック材料の表面に付与する方法が求められている。具体的な方策として、ハイドロキシアパタイトをこれらプラスチック材料の表面に固着させることができれば、表面に好ましい生体親和性を付与できると共に、更にはハイドロキシアパタイトの有する骨伝導性を利用し、生体骨とこれらプラスチック材料の接着を高めることが可能となることから、例えば人工靱帯と、これが導入される骨孔内面との接着を強固なものにし、耐久性及び生体内における可使寿命を大幅に改善することが期待される。
【０００４】
チタン金属などの表面にハイドロキシアパタイトをコートする方法として、高温で溶融状態にしたハイドロキシアパタイトを溶着するフレーム溶着法やプラズマ溶着法などの方法が用いられる。しかしながら、こうした溶着方法は、コーティングを施す基材表面に対して高温のハイドロキシアパタイトを接触させることから、基材に対して高い熱安定性が要求される。従って、上記のポリエステル繊維やＰＥＥＫ材料などの各種プラスチック材料においては、耐熱性が相対的に弱いことから従来の溶着方法を利用してハイドロキシアパタイトをコーティングすることはできなかった。
【０００５】
従来から、ハイドロキシアパタイトを微粒化して溶液中に分散した状態でコーティング液として利用し、各種プラスチック材料に対してコーティングを行うことで、表面にハイドロキシアパタイトを含む層を設ける方法が検討されてきた。この場合、ハイドロキシアパタイトと基材であるプラスチック材料の表面を接着させる目的で、様々なバインダーが利用されてきた。例えば、特許文献１には、カルシウムアパタイト微粒子を水性ウレタン樹脂及び自己乳化性イソシアネート化合物と共に用いて、プラスチック基材表面に層を形成する方法が示されている。しかしながら、この方法で与えられるアパタイトを含むコート層とプラスチック基材との界面における接着性において未だ充分でなく、コーティング直後から次第に接着性が低下する問題があった。特に生体内で長時間留置された場合、ウレタン樹脂が劣化するなどの影響で、次第に該層の強度が低下することでアパタイトを含む層が剥離する場合があった。
【０００６】
非特許文献１には、炭酸ガスレーザーを利用してチタン合金表面にリン酸カルシウムを溶着する試みが記載されている。炭酸ガスレーザーの発振波長はちょうどリン酸カルシウムの赤外吸収領域（１０μｍ付近）と合致することから、炭酸ガスレーザーの照射によりリン酸カルシウムが加熱され、レーザーの照射強度を高く設定すると、リン酸カルシウムの融点近くまで加熱でき、焼結することが可能であることが示されている。但しこの方法では、リン酸カルシウム自体の焼結によってリン酸カルシウムをチタン合金に接着することはできておらず、バインダーとしてリン酸ナトリウムなどを利用することで、ある程度の接着強度をもってリン酸カルシウム結晶をチタン合金表面に接着できることを示している。しかしながら、この方法ではリン酸ナトリウムが溶融する程度まで加熱する必要があることから、基材としてチタン合金に替えて熱安定性に欠けるプラスチック材料を用いることは不可能であった。
【０００７】
非特許文献２には、ガラス（コーディエライト）をバインダーとしてハイドロキシアパタイトに添加した系について、炭酸ガスレーザーによる溶着を試みているが、割れが発生しやすいことから、コーディエライトの添加率をハイドロキシアパタイトに対して６０％程度まで加える必要があり、生体適合性材料としてのハイドロキシアパタイトの性質がコーディエライトの添加により失われる場合があった。加えてこの場合も、コーディエライトが溶融する程度まで加熱する必要があり基材への高熱の負荷がかかるため、プラスチック材料への応用は不可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−１９３２７２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】春日敏宏等ら、「日本金属学会誌」  第７０巻  第４号  ３２２−３２９  （２００６）
【非特許文献２】荻田平ら、「日本機械学会論文集」（Ｃ編）  ７７巻  ７７４号  ５３７−５４４  （２０１１−２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、各種プラスチック基材にアパタイトをコーティングするための改良された方法に関し、特にアパタイトとプラスチック基材との界面における接着性に優れたコート層等を該基材上に形成することができる、プラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法を与えることを課題とする。本発明はまた、プラスチック基材上にアパタイトを含むコート層等を有し、該基材とアパタイトを含むコート層等との界面における接着性が良好なインプラントの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した本発明の課題は、下記に示すプラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法等を用いることで本質的に解決される。
１．プラスチック基材上に、アパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置し、上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物の側から上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物に対し、炭酸ガスレーザーを用いて波長領域９〜１１μｍの赤外光照射を行う、プラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法。
２．アパタイトを含む組成物が熱可塑性樹脂を含有する上記１に記載のプラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法。
３．プラスチック基材上に、アパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置し、上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物の側から上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物に対し、炭酸ガスレーザーを用いて波長領域９〜１１μｍの赤外光照射を行う、インプラントの製造方法。
４．アパタイトを含む組成物が熱可塑性樹脂を含有する上記３に記載のインプラントの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、医療用途に好適に用いることのできる部材の製造に適した、各種プラスチック基材にアパタイトをコーティングするための改良された方法が与えられ、特にアパタイトとプラスチック基材との界面における接着性に優れたコート層等を得るためのコーティング方法が与えられる。また、本発明によれば、プラスチック基材上にアパタイトを含むコート層等を有し、該基材とアパタイトを含むコート層等との界面における接着性が良好なインプラントを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化。
【図２】実施例１で得られたレーザー描画によりポリエステルフィルム表面に形成されたハイドロキシアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真。
【図３】実施例２で得られたレーザー描画によりポリエステルフィルム表面に形成されたハイドロキシアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真。
【図４】実施例２で得られたレーザー描画によりポリエステルフィルム表面に形成されたハイドロキシアパタイトを含む組成物の層の断面写真。
【図５】実施例３におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化。
【図６】実施例３で得られたレーザー描画によりＰＥＥＫ樹脂フィルム表面に形成されたストロンチウムアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真。
【図７】実施例４におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化。
【図８】実施例４で得られたレーザー描画によりＵＨＭＷＰＥフィルム表面に形成されたストロンチウムアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真。
【図９】実施例６におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化。
【図１０】実施例６で得られたレーザー描画により人工靱帯表面に形成されたストロンチウムアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のプラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法においては、プラスチック基材上に、アパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置し、上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物の側から上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物に対し、炭酸ガスレーザーを用いて波長領域９〜１１μｍの赤外光照射を行う。本発明のプラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法を、単に本発明のコーティング方法ともいう。
【００１５】
本発明で利用することのできる炭酸ガスレーザーとしては、炭酸ガスをレーザー媒質に用い、発振波長が赤外光領域の１０．６μｍ又は９．３μｍにレーザー光を発振することができるものを用いることができる。このような炭酸ガスレーザーとして、レーザー出力が数ワットから数十ワットクラスの連続もしくはパルス発振を行うレーザー装置が各種市販され、医療用途、とりわけ歯科用途に頻繁に利用されている。赤外波長領域９〜１１μｍには各種有機、無機化合物の酸素を含む官能基において強い吸収を示す例が多い。有機化合物としては、アルコール類など各種炭素−酸素結合を有する化合物においてＣ−Ｏ伸縮振動による強い吸収を示し、無機化合物ではリン化合物のＰ＝Ｏ伸縮振動や珪酸化合物のＳｉ−Ｏ伸縮振動等のように、いずれも酸素原子に結合した各種無機元素の伸縮振動による強い吸収バンドがこの波長範囲に存在することが知られている。従って、赤外波長領域９〜１１μｍに吸収を示す化合物に対し、炭酸ガスレーザーを用いてこの波長領域の赤外光照射を行うと、吸収した光エネルギーが光熱変換により熱に変換されることで、それ自体を加熱することが可能となる。本発明においては、リン酸塩であるアパタイトを用いて、これに対して上記赤外波長領域のレーザー光（波長領域９〜１１μｍの赤外光）を照射することで、アパタイトを直接的に加熱することができる。
【００１６】
炭酸ガスレーザーとして利用可能な装置は高出力のレーザー光を利用することを一般に意図しており、対象物の微小領域に高出力レーザー光を集光させて瞬間的に数百℃から千℃以上の温度にまで対象物の表面温度を加熱することが可能である。歯科用途では歯質を構成するアパタイト自体が上記の赤外波長領域のレーザー光を吸収することから、発生する高熱によりアパタイトの蒸散による歯質の削除に利用される。
【００１７】
前述した非特許文献１は、炭酸ガスレーザーの照射によりリン酸カルシウム（アパタイトを含む）自体の高温焼結を行おうとする試みであったが、リン酸カルシウム自体は堅くて脆い性質であることから、焼結による造型やチタン合金などの金属表面にこれらを溶着して層を形成することはできなかった。同様に、非特許文献２でもアパタイト同士を炭酸ガスレーザー照射で接合する試みが成されたが、両者を強固に接合することは困難であった。
【００１８】
本発明では、プラスチック基材上にアパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置し、アパタイト又はアパタイトを含む組成物に対し炭酸ガスレーザーにより波長領域９〜１１μｍの赤外光を照射することで、アパタイト自体が加熱されると共に、アパタイト又はアパタイトを含む組成物が設置されたプラスチック基材の表面部分も加熱され、両者が加熱によりその界面において一体化することで、極めて強固な接着性が実現されることを見出したものである。また、レーザー照射の制御によりプラスチック基材の表面及びその近傍のみを加熱できるため、基材全体として望ましくない熱変形を避けることが可能となる。
【００１９】
本発明で利用することのできる炭酸ガスレーザーとしては、出力が数ワットから数十ワットの範囲にあり、波長が１０．６μｍ又は９．３μｍの連続発振又はパルス発振可能なレーザー装置を最も好適に利用することができる。レーザー光を集光させた際のスポット径については、数μｍ〜数百μｍの範囲にある場合が好ましいが、焦点を意図的にずらすことで、照射物への熱の局所的な集中を回避させ、より平均的な温度分布を以て照射物を加熱することが好ましい場合もある。
【００２０】
上記赤外波長領域のレーザー光を照射する場合において、照射条件等は特に限定されず、レーザーパワーと照射時間の組み合わせにより、照射部における温度上昇の様子を様々なパターンに制御することが可能である。即ち、レーザーパワーを高く設定し、レーザー光が照射される際に、レーザー光照射中の一箇所における照射時間を短くすることで短時間に昇温し、直ちに熱が散逸することで冷却され、照射部における温度変化を短時間の内に完了させることも好ましく行われる。この場合、熱拡散により照射部の温度は短時間の内に周囲に散逸することから、照射部の深さ方向及び照射部を取り巻く周辺（平面）方向への熱の影響を最小限に止めることが可能となる。従って、特定の箇所を選択的に加熱することで、この部分においてのみ本発明の目的とするアパタイト又はアパタイトを含む組成物をプラスチック基材に接着する目的で好ましく利用することが可能である。このような場合におけるレーザー光の一箇所におけるパルス照射時間（パルス幅）として１〜１０００マイクロ秒の範囲であることが好ましい。この範囲のパルス幅のレーザー光で一定範囲を処理するためには、レーザーの走査速度としては３０００〜１５０００ｍｍ／秒の範囲において照射物にレーザー光照射することが好ましい。
【００２１】
あるいは、比較的低パワーのレーザー光を用いて比較的長時間の照射を行う場合も好ましく利用することができる。即ち、レーザー光のパルス幅は上記の場合と同様か、あるいは連続発振の状態で、比較的遅い走査速度でレーザー光照射を行った場合には、照射部においてレーザー光パルスが連続的あるいは繰り返し多数回照射されることから、照射部に熱が蓄積するとともに照射部周辺に熱が拡散し、比較的広い面積を均一に加熱することができる。このような照射条件も、本発明の目的とするアパタイト又はアパタイトを含む組成物をプラスチック基材に接着する目的で好ましく利用することが可能である。このような場合におけるレーザー光の一箇所における照射時間として０．００１〜１００ミリ秒の範囲であることが好ましい。この範囲のパルス幅のレーザー光で一定範囲を処理するためには、レーザーの走査速度としては１００〜３０００ｍｍ／秒の範囲において照射物にレーザー光照射することが好ましい。
【００２２】
更には、上記の短時間照射あるいは長時間照射条件において、同一箇所に対して複数回繰り返して照射を行う方法など、様々なレーザー照射のパターンを以て照射物の加熱を行うことも可能である。この場合、熱拡散による照射物の温度変化速度と、照射のタイミングを調節することで、繰り返し照射によって照射物の表面や内部の温度プロファイルを適当に調節することも可能である。なお、下記のプラスチック基材が加熱される温度や、アパタイトの加熱温度でもあるレーザー光照射部の表面温度は、デジタル放射温度計などを利用して容易に計測することが可能である。
【００２３】
本発明で用いることのできるプラスチック基材としては、ポリエステル樹脂（ＰＥＴ）、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、超高分子量ポリエチレン樹脂（ＵＨＭＷＰＥ）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂などの各種熱可塑性を有するプラスチック樹脂を好ましく用いることができる。本発明においてレーザー照射によりこれらの各種プラスチック樹脂がアパタイト又はアパタイトを含む組成物からの熱により加熱される際に、熱分解を誘起する温度未満の温度で加熱されることが好ましい。このため、加熱される温度の上限としては通常４００℃未満であり、好ましくは３００℃未満であり、更に好ましくは２８０℃未満の温度で加熱されることが好ましい。
【００２４】
プラスチック基材が加熱される温度の下限についても好ましい範囲が存在する。プラスチック基材に隣接して設けられるアパタイト又はアパタイトを含む組成物が炭酸ガスレーザー照射により加熱されると、熱伝導によりプラスチック基材が加熱され、その表面が軟化することで、プラスチック基材と、アパタイト又はアパタイトを含む組成物との界面で接着が進行し、両者が接する界面において一体化することで極めて強固な接着力が実現できることが本発明の特徴である。従ってプラスチック基材の表面は、そのガラス転移温度もしくはそれ以上の温度に加熱されることが好ましく、ガラス転移温度より少なくとも１０℃以上高い温度に加熱されることがより好ましい。用いるプラスチック基材の融点付近まで加熱することも好ましく行うことができるが、この場合、加熱によるプラスチック基材の熱変形を伴う場合があり、こうした変形を避ける必要がある場合には、融点未満でガラス転移温度以上の適当な温度範囲において加熱温度を調整することが好ましい。
【００２５】
本発明においては、前述のように炭酸ガスレーザーを利用してアパタイトを直接的に加熱するものであるが、アパタイトの加熱温度として好ましい温度範囲が存在する。アパタイトの温度が４００℃を上回った場合、アパタイト又はアパタイトを含む組成物、及び／又は、隣接するプラスチック基材の温度が熱変性温度又は分解温度にまで達し、プラスチック基材の物理的性質が変化することで好ましくない場合がある。アパタイトの加熱温度として好ましい温度範囲は７０〜４００℃の範囲であり、より好ましくは８０〜３００℃の範囲であり、更に好ましくは９０〜２８０℃の範囲である。この温度範囲においてアパタイトが加熱されることが、アパタイト又はアパタイトを含む組成物と、これが設置されたプラスチック基材との界面における接着性が良好となり、かつプラスチック基材の熱変性や熱分解、熱変形などの好ましくない悪影響を回避する上で極めて好ましい。
本発明においては、プラスチック基材及びアパタイト又はアパタイトを含む組成物の加熱温度が上記の好ましい温度範囲となるように、炭酸ガスレーザーによるレーザー光照射の条件を適宜設定することが好ましい。
【００２６】
本発明で用いることのできるアパタイトとしては、リン酸カルシウム塩であるハイドロキシアパタイトが最も代表的であり、更にその組成中に炭酸イオンが含まれる炭酸アパタイトや、フッ素イオンが含まれるフッ素アパタイトも好ましく用いることができる。これらを得るための好ましい合成方法としては、特開２０１５−０８４８１４号公報の炭酸アパタイトの合成方法や、特開２０１４−１８１１６０号公報に示されるフッ素アパタイトの合成方法が挙げられ、これらの方法により得られる各種アパタイトを本発明において好ましく用いることができる。更に、これら各種アパタイトのカルシウムイオンの一部あるいは全部がカルシウム以外の金属イオンに置換した各種アパタイトも好ましく用いることができる。カルシウム以外の金属として、例えば、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、亜鉛、銀等が挙げられ、これらの金属イオンが組成中に含まれる各種アパタイトも好ましく用いることができる。こうしたカルシウム以外の金属イオンを含むアパタイトの製造方法として、例えばマグネシウムイオンを含むアパタイトでは特開２０１５−０４８２６６号公報に記載される方法を好ましく用いることができる。あるいは、ストロンチウムを含むアパタイトの例としては、特開２０１４−１８０４９１号公報に記載される例や、あるいは特開２０１５−０８６０８１号公報、特開２０１５−０８６０８２号公報、特開２０１５−０８６０８４号公報、特開２０１５−０８６０９７号公報などに記載される炭酸イオンを含む炭酸ストロンチウムアパタイトである場合も好ましく用いることができる。更には、特開２０１５−０９３８２５号公報等に記載されるようなストロンチウムを含むフッ素アパタイトを用いることも好ましく行われる。アパタイトは、１種のみ用いてもよく、複数の種類を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
本発明において、プラスチック基材上にアパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置する際には、アパタイトは微粒子として用いることが好ましい。微粒子の大きさに関しては好ましい範囲の上限が存在し、体積平均粒子径において１０μｍ以下である場合が好ましい。これより大きい平均粒子径のアパタイトを用いた場合、炭酸ガスレーザー光を散乱する、レーザー光照射による加熱が照射部において均一に進行しないなどの問題により、プラスチック基材への該アパタイト又はアパタイトを含む組成物の接着性が低下する場合がある。微粒子の大きさの好ましい範囲の下限は、体積平均粒子径において５０ｎｍ以上である場合が好ましい。なお、体積平均粒子径はレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
また、本発明においては、プラスチック基材上に、アパタイトを含む組成物を設置することが好ましい。
【００２８】
本発明において、プラスチック基材上に、アパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置する方法は、該基材上（基材表面）にアパタイト又はアパタイトを含む組成物を付与することができればよく、特に限定されない。
本発明において、プラスチック基材上にアパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置する方法としては、例えば、アパタイト微粒子をプラスチック基材上に直接載せる方法や、プラスチック基材表面に粘着加工を施しアパタイト微粒子を付着させる方法、アパタイト微粒子と接着剤や粘着剤等を混合した組成物をプラスチック基材に付着させる方法、プラスチック基材に対してアパタイト微粒子を含む塗工液を用いて塗工を行う方法など、各種の方法を用いることができるが、アパタイトを含む組成物の均一な設置が容易に行えることから、アパタイト微粒子を含む塗工液を用いて塗工を行う方法を用いることが好ましい。
【００２９】
本発明におけるアパタイトを含む組成物は、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。
本発明において、アパタイトを含む組成物に熱可塑性樹脂を併せて用いることで、炭酸ガスレーザーによる上記波長の赤外線照射後（加熱後）において、アパタイトを含む組成物のプラスチック基材に対する接着性が向上することから好ましく利用することができる。こうした目的で利用可能である熱可塑性樹脂として、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリトリメチレンカーボネート等の生体適合性を有するポリマーや、あるいはポリメチルメタクリレートやポリジメチルシロキサン等の生体不活性であるポリマーや、これ以外の種々のアクリル樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などの各種熱可塑性樹脂を極めて好ましく用いることができる。熱可塑性樹脂は、１種のみ用いてもよく、複数の種類を組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
上記において、アパタイトを含む組成物中において熱可塑性樹脂を添加して用いる際には、該アパタイトに対する熱可塑性樹脂の比率には好ましい範囲が存在する。該アパタイトに対する熱可塑性樹脂の比率が質量比において１０％未満で用いた場合には、熱可塑性樹脂を用いた効果が現れ難いことがある。あるいは、該アパタイトに対する熱可塑性樹脂の比率が質量比において１００％を超える範囲で用いた場合には、炭酸ガスレーザーを用いた本発明のコーティング処理後に、該アパタイトの表面が熱可塑性樹脂で被覆されることから、生体適合性などのアパタイトの特性がプラスチック基材との組み合わせにおいて現れ難いことがある。
アパタイトを含む組成物は、アパタイト及び上述した熱可塑性樹脂以外の成分を含んでもよく、例えば、後述する有機溶媒、界面活性剤等を含んでもよい。
【００３１】
本発明において、上記の組成物中に含まれるアパタイトは、体積平均粒子径が更に１μｍ以下である微粒子として用いることが好ましく行われる。本明細書中、体積平均粒子径が１μｍを超えて１０μｍ以下の微粒子を、微粉体ともいう。
上記したような様々な合成方法で得られるアパタイトに対し、ボールミルなどを利用する乾式粉砕処理を施すことで、体積平均粒子径が１μｍを超えて１０μｍ以下の微粉体や、更には体積平均粒子径が１μｍ以下である微粒子に加工することが可能である。あるいは、水中もしくは各種有機溶剤中において各種メディアミル装置を利用した湿式分散処理を施すことで、アパタイトを、体積平均粒子径が１μｍを超えて１０μｍ以下の微粉体、更には体積平均粒子径が１μｍ以下である微粒子に加工することも好ましく利用することができる。また、このような湿式分散処理により、体積平均粒子径が１μｍを超えて１０μｍ以下のアパタイト微粉体又は体積平均粒子径が１μｍ以下であるアパタイト微粒子の分散液（以下、アパタイトの分散液ともいう）を得ることができる。このようなアパタイトの分散液は、アパタイトを含む塗工液等に好適に用いられる。
【００３２】
本発明において、メディアミル装置を利用した上記の湿式分散処理としては、具体的には、分散媒である水もしくは各種有機溶剤中にアパタイトを添加し、これに、分散処理用のメディアとしてガラスビーズやアルミナビーズ、その他のセラミックビーズ等を加えて振盪や攪拌を行い、該アパタイトと該ビーズが機械的に衝突し、微粉砕されることで該アパタイトの湿式分散処理を行う方法が好ましい。
【００３３】
メデイアミル装置の具体的な例を挙げると、少量をバッチ方式で湿式分散処理を行う場合には、メディアミル装置としてペイントコンディショナーを使用して数時間に亘る振盪を行うことで湿式分散処理を行うことができる。またメディアミル装置として、ダイノーミル（ＷＡＢ社製）に代表される横型ビーズミルのような連続方式での湿式分散処理が可能である装置を用いて、これを複数台用いて直列に配置して１パスで湿式分散処理を行っても良く、あるいは１台のメディアミルを用いて複数回処理を繰り返すことも好ましく行うことができる。このような湿式分散処理を行うことで、水又は各種有機溶剤中においてアパタイトの微粉体もしくは微粒子を製造することができる。メディアミル装置としては、これら以外にも様々な形状、タイプの装置が市販されるが、いずれの場合も、装置がメディアを用いて水もしくは各種有機溶剤中において湿式分散処理を行うことのできる装置であれば基本的には使用することができる。
【００３４】
上記したメディアを利用してアパタイトの湿式分散処理を行う場合に、使用するメディアはセラミックビーズを用いることが好ましい。特に、ビーズが研磨されるなどしてビーズ由来の不純物が分散液中に混入することを防止することが好ましく、仮に、微細に粉砕されたビーズ由来の成分が混入した場合であっても、これが生体内において安全性が確認されていることが好ましい。こうした目的で利用できるセラミックビーズとして、具体的にはＺｒＯ、立方晶ジルコニア、イットリウム安定化ジルコニア、ジルコニア強化アルミナなどのジルコニアを含有するセラミックビーズを最も好ましく用いることができる。また、メディアの平均直径は０．０１〜１０ｍｍの範囲にあることが好ましく、より好ましくは０．１〜５ｍｍである。こうしたメディアを使用したメディアミルを用いる湿式分散処理の条件は、通常行われる室温での処理であり、特に処理時間や温度等に関する制限は無い。また、パス回数については１回で充分である場合もあるが、２〜７回程度のパス回数で処理を行うことで、より粒子径分布が狭く、かつ分散安定性に優れたアパタイトの分散液を製造することができる。
【００３５】
湿式分散処理において、分散媒として用いる水又は有機溶剤の使用量は、質量比でアパタイト：分散媒＝１：１０００〜１：２の範囲が好ましい。アパタイトに対する分散媒の比率が質量比で１０００を超える場合、得られるアパタイトの分散液の固形分濃度が、後述する塗工液における固形分濃度の好ましい範囲よりも低下するため好ましくない。また、該アパタイトに対する分散媒の比率が質量比で２未満の場合、湿式分散処理中に分散液の粘度が上昇し、分散処理が進まなくなり、作製した分散液中に粗大粒子が混在する場合がある。
【００３６】
上記の方法を用いて水又は有機溶剤中においてアパタイトの分散液を製造する際に、分散剤として各種界面活性剤やポリマーを添加して湿式分散処理を行うことも好ましく行うことができる。この場合ポリマーとして好ましく用いることのできる例として、先に述べたような各種熱可塑性樹脂を添加して湿式分散処理を行うことで、分散安定性に優れたアパタイトの分散液を製造することができる。
【００３７】
本発明において分散剤として最も好ましく用いることのできる熱可塑性樹脂の例としてポリ乳酸を挙げることができる。本発明で用いることのできるポリ乳酸としては、ポリ乳酸中の繰り返し単位において、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸の両方を含むポリ乳酸であるポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸が好ましい。この場合、繰り返し単位中に含まれるＤ体とＬ体の比率はモル比で２：８〜８：２の範囲である場合がより好ましく、更にＤ体とＬ体の比率が等モルで含まれている場合が最も好ましい。あるいは、別の好ましいポリ乳酸の例として、ポリ乳酸の繰り返し単位中に、Ｌ−又はＤ−乳酸以外に、グリコール酸、ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネート等の繰り返し単位を併せて含むポリ乳酸共重合体が挙げられ、これらの乳酸以外の繰り返し単位の比率が８０モル％未満である場合が好ましい。
本発明におけるアパタイトを含む組成物に含まれる熱可塑性樹脂として、上記のポリ乳酸等が好ましい。
【００３８】
上記のポリ乳酸を本発明においてアパタイトの分散剤として用いる場合、湿式分散処理において分散媒として有機溶剤を用いることが好ましい。本発明で使用される好ましい有機溶剤として、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフランなどの環状エーテル化合物や、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどの各種ケトン類、トルエン、キシレンなどの芳香族溶剤、及びアセトニトリル、ジメチルホルムアミドなどの極性溶剤を挙げることができ、これらの有機溶剤を単独あるいは複数の種類を組み合わせて用いても良い。
【００３９】
分散剤を用いてアパタイトの湿式分散処理を行う際の、アパタイトに対する分散剤の割合は、質量比でアパタイトに対して５〜１００質量％の範囲で含まれることが好ましく、５〜５０質量％の範囲で含まれる場合が更に好ましい。この比率を超えて分散剤を用いた場合、アパタイトの表面が分散剤で被覆されることから、炭酸ガスレーザーを用いた本発明のコーティング処理後に、生体適合性などのアパタイトの特性がプラスチック基材との組み合わせにおいて認められない場合がある。また、分散剤はアパタイトに対して５質量％以上の比率で含まれていることが好ましく、この場合において得られるアパタイト分散液の分散安定性が良好であり好ましく用いることができる。
【００４０】
上記の分散剤として用いるポリマーの分子量には好ましい範囲が存在し、重量平均分子量で１〜１００万の範囲である場合が好ましく、更に３〜３０万の範囲である場合が最も好ましい。ポリマーの重量平均分子量が１万未満である場合には、これを用いて得られるアパタイトの分散液の分散安定性が不充分で、経時によりアパタイトが沈降し、均一な分散液が作製できない場合がある。あるいは、ポリマーの重量平均分子量が１００万を超える場合には、該分散液の粘度が高くなり、プラスチック基材表面にアパタイトの分散液を含む塗工液を用いて塗工を行うことでアパタイトを含む組成物を設置する場合、均一な塗工ができない場合がある。なお、ポリマーの重量平均分子量は、ゲル濾過クロマトグラフィー又は光散乱法により測定することができる。
【００４１】
プラスチック基材上にアパタイトを含む組成物を設置する際に使用することができるアパタイトを含む塗工液は、上記の湿式分散処理により得られるアパタイトの分散液を含むことが好ましい。このようなアパタイトの分散液を含む塗工液を使用すると、プラスチック基材上に組成が均一なアパタイトを含む組成物を設置することができるため好ましい。
アパタイトを含む塗工液を調製する方法は特に限定されず、上記のアパタイトの分散液をそのままアパタイトを含む塗工液として使用してもよく、アパタイトの分散液に、上記の熱可塑性樹脂、有機溶剤等を添加して塗工液を調製してもよい。
【００４２】
プラスチック基材に対してアパタイトを含む塗工液を用いて塗工を行う方法としては、プラスチック基材の大きさや形状にあわせて種々の好適な方法を用いることができる。例えば、一つの方法として、塗工液中にプラスチック基材を浸漬して引き上げ、余分な塗工液を除いた後、塗工液を乾燥してアパタイトを含む組成物の層を形成する方法や、あるいは該塗工液をスプレー噴霧やカーテン塗工などの方法でプラスチック基材に塗工液を満遍なく付着させて塗工を行い、その後に乾燥を行ってアパタイトを含む組成物を設置する方法など、既知の様々な塗工方法を利用することが可能である。
【００４３】
上記の塗工液中に含まれるアパタイトの固形分濃度については好ましい範囲が存在し、０．１〜２０質量％の範囲に含まれることが好ましい。この範囲より低い濃度でアパタイトを含む塗工液を用いてプラスチック基材にアパタイトを含む組成物を設置した場合には、プラスチック基材の表面に該塗工液を均一に塗工できないことがある。
【００４４】
アパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置するプラスチック基材の部位及び範囲は、基材の形状、用途等に応じて適宜設定すればよい。例えば、基材の表面全体にアパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置してもよく、基材の表面の一部にアパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置してもよい。
また、プラスチック基材上に設置されたアパタイト又はアパタイトを含む組成物の形状等は特に限定されず、例えば、粒子状、塊状、層状等どのような形状であっても良いが、層状であることが好ましい。本発明において、プラスチック基材上にアパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置する好ましい態様として、該基材上に、アパタイト又はアパタイトを含む組成物の層を形成することが挙げられる。
【００４５】
本発明において、プラスチック基材上に設置するアパタイト又はアパタイトを含む組成物の厚み又は量に関して好ましい範囲が存在する。プラスチック基材の単位面積あたりの、アパタイト又はアパタイトを含む組成物中におけるアパタイトの固形分質量（乾燥固形分質量）を以て表した場合、単位平方メートル当たり０．１〜５０グラムの範囲にある場合が好ましく、０．５〜４０グラムの範囲にある場合がより好ましい。この範囲を下回る量でアパタイトを用いた場合、プラスチック基材表面にアパタイトの好ましい性質である生体親和性などの特性が現れない場合がある。また、上記の範囲を超えてアパタイトを用いた場合、プラスチック基材に対するアパタイト又はアパタイトを含む組成物の接着性が劣る場合がある。
【００４６】
上述した方法等によりプラスチック基材上に設置したアパタイト又はアパタイトを含む組成物に対し、該アパタイト又はアパタイトを含む組成物の側から炭酸ガスレーザーを用いて波長領域９〜１１μｍの赤外光照射を行うことにより、該アパタイト又はアパタイトを含む組成物と基材とを強固に接着することができる。従って本発明のコーティング方法によれば、プラスチック基材とアパタイトとの界面における接着性が良好な、アパタイトを含むコート層等を形成することができる。このように表面にアパタイト又はアパタイトを含む組成物がコーティングされたプラスチック基材は、医療用途等に使用されるインプラントとして好適である。
【００４７】
本発明のコーティング方法は、医療用途等に使用されるインプラントの製造等に好適に使用される。
本発明は、プラスチック基材上に、アパタイト又はアパタイトを含む組成物を設置し、上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物の側から上記アパタイト又はアパタイトを含む組成物に対し、炭酸ガスレーザーを用いて波長領域９〜１１μｍの赤外光照射を行うインプラントの製造方法も包含する。
本発明の製造方法及びその好ましい態様等は、上述した本発明のコーティング方法と同じである。例えば、アパタイトを含む組成物は、熱可塑性樹脂を含有することが好ましい。本発明の製造方法により、プラスチック基材上にアパタイトを含むコート層等を有し、該基材とアパタイトとの界面における接着性が良好なインプラントを製造することができる。本発明の製造方法により得られるインプラントでは、プラスチック基材とアパタイトとが強固に接着しているため、該基材からアパタイトが剥離しにくい。また、得られるインプラントは、プラスチック基材の表面にアパタイトを有することから、生体親和性が良好であり、医療用途等のインプラントとして好適に用いることができる。
【００４８】
以下に実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の百分率は断りのない限り質量基準である。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
ハイドロキシアパタイト（太平化学産業社製、ＨＡＰ−１００、医療用グレード品）２０ｇとポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸（Ｄ／Ｌ＝１／１：重量平均分子量１２万）２ｇとを０．５Ｌのポリプロピレン容器に入れ、これにアセトニトリル１１８ｇ及び粒径０．３ｍｍのジルコニアビーズ１６０ｇを加えて密閉し、ペイントコンディショナーを使用して連続して激しく振とう（シェイク）しながら６時間湿式分散処理を行った。その後、濾布を使用して分散物からジルコニアビーズを分離して分散液を得た。得られた分散液をアセトニトリルで希釈してバッチ式セルに入れ、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所社製、ＬＡ−９１０）を用いて分散しているアパタイト微粒子の大きさを測定したところ、体積平均粒子径として１９５ｎｍであった。
【００５０】
上記で得た分散液に、分散しているハイドロキシアパタイトの固形分濃度が５質量％になるようにアセトニトリルを加えて、塗工液を調製した。得られた塗工液を、ドクターバーを用いて１７５μｍ厚みのポリエステル（ＰＥＴ）フィルム（ガラス転移温度約８０℃、融点約２６０℃）上に乾燥固形分質量で平米あたり２０ｇになるよう塗工し、乾燥を行った。乾燥は温風ドライヤーを使用して約７０℃の温度で行った。得られた塗工面を指で擦ると、ハイドロキシアパタイトを含む組成物は容易にフィルム表面から剥離した。
【００５１】
上記で作製したハイドロキシアパタイトを含む組成物を設置したポリエステルフィルムを用いて、以下のようにしてレーザーによる赤外光照射を実施した。炭酸ガスレーザー（キーエンス社製、レーザーマーカＭＬ−Ｚ９５１０、波長１０．６μｍ、最大出力８０Ｗ）を使用し、ポリエステルフィルム表面から１８．９ｃｍ離れた上部からフィルムの塗工面に対して下記の描画条件でレーザー光照射を行った。レーザー光照射部の表面温度を計測するため、デジタル放射温度計（ＬｕｍａＳｅｎｓｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．社製、ＩＧＡ６／２３）を利用して、レーザー光照射部の中心点において、測定径として直径０．６ｍｍの面積における表面温度の変化を計測した。描画条件として、レーザー光照射の走査速度１２０００ｍｍ／秒で、レーザーパワー（ｄｕｔｙ比）６０％、スポット径７０μｍとし、中心点から線間隔１４０μｍで同心円状に円を描きながら、上記のハイドロキシアパタイトを含む組成物を設置したポリエステルフィルム表面に描画を行った。レーザーの発振周波数は２５ｋＨｚであり、レーザー光のパルス幅は２４マイクロ秒であった。この際、レーザー光による描画開始直後からレーザー照射部の表面温度を上記の放射温度計を用いて計測することで、図１に示す結果を得た。
【００５２】
図１は実施例１におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化を示す。レーザー光照射により、照射部の表面温度は短時間でポリエステルフィルムの軟化点温度（約１２０℃）まで達することが分かった。描画後にフィルム表面をアセトンで湿らせたカット綿で繰り返し強く擦りつけたところ、レーザー照射された箇所のハイドロキシアパタイトを含む組成物の層が、ポリエステルフィルム表面に融着して残存しており、レーザーが照射されなかった箇所はカット綿で拭き取られていることが分かった。図２は実施例１で得られたレーザー描画によりポリエステルフィルム表面に形成されたハイドロキシアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真（拡大倍率５０倍）を示す。図２において、黒い部分がポリエステルフィルム、灰色に見える部分がハイドロキシアパタイトを含む組成物の層である。この結果より、ハイドロキシアパタイトを含む組成物の層による同心円状の描画パターンがポリエステルフィルム表面に強固に接着して形成されていることが分かった。また、ポリエステルフィルム全体として熱変形は見られなかった。
【００５３】
（実施例２）
同心円パターンの線間隔を３５μｍに設定した以外は実施例１と同様にして、ハイドロキシアパタイトを含む組成物を設置したポリエステルフィルム表面に、レーザー光により描画を行った。計測された表面温度の変化は実施例１と同様であった。描画後にフィルム表面をアセトンで湿らせたカット綿で繰り返し強く擦りつけたところ、レーザー照射された箇所のハイドロキシアパタイトを含む組成物の層が全て、ポリエステルフィルム表面に融着して残存しており、実施例２ではフィルム表面を隙間なくレーザー光照射した結果、表面が一様に、強固に接着したハイドロキシアパタイトを含む組成物の層で覆われていることが分かった。図３は、実施例２で得られたレーザー描画によりポリエステルフィルム表面に形成されたハイドロキシアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真（拡大倍率２００倍）を示す。この結果より、ハイドロキシアパタイトを含む組成物の層がポリエステル表面に強固に接着して形成されていることが分かった。また、フィルムの断面を同様に走査型電子顕微鏡で観察したところ図４に示す結果を得た。図４は実施例２で得られたレーザー描画によりポリエステルフィルム表面に形成されたハイドロキシアパタイトを含む組成物の層の断面写真（拡大倍率１３０倍）を示す。図４中の矢印は、ハイドロキシアパタイトを含む組成物の層の厚みを示す。この図より、ハイドロキシアパタイトを含む組成物の層が、厚み約２０μｍで均一にポリエステルフィルム表面に形成されていることが確認された。得られたハイドロキシアパタイトを含む組成物の層とポリエステルフィルムとの接着性を更に評価するため、ハイドロキシアパタイトを含む組成物の層を有するポリエステルフィルムに対して、アセトンで湿らせた布を用いて繰り返し擦りつけて表面の様子を観察したが、外観上変化は認められず、強固に接着していることが確認された。また、ポリエステルフィルム全体として熱変形は見られなかった。
【００５４】
（実施例３）
特開２０１４−１８０４９１号公報に記載される方法に従ってストロンチウムアパタイトを合成した。即ち、塩化ストロンチウム六水和物２６７ｇ（１モル）とリン酸水素二アンモニウム１３２ｇ（１モル）からリン酸水素ストロンチウム（α−ＳｒＨＰＯ４）を合成し、これに水酸化ナトリウムを３５ｇ添加して７０℃で３時間加熱撹拌を行うことでストロンチウムアパタイト（Ｓｒ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２）を合成した。生成したストロンチウムアパタイトは濾過により回収し、蒸留水を用いて充分洗浄を行った後、真空乾燥器内において７０℃で２４時間乾燥を行い以下の湿式分散処理に使用した。
【００５５】
上記で得られたストロンチウムアパタイト１０ｇを２００ｍＬのポリプロピレン容器に導入し、さらにポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸（Ｄ／Ｌ＝１／１：重量平均分子量１２万）を１ｇ添加して、分散媒としてアセトニトリルを６０ｇ加えた。これに粒径０．３ｍｍのジルコニアビーズを１００ｇ加えて密閉し、ペイントコンディショナーを使用して連続して激しく振とう（シェイク）しながら６時間湿式分散処理を行った。その後、濾布を使用して分散物からジルコニアビーズを分離して分散液を得た。得られた分散液の固形分濃度は１５．５質量％であった。
【００５６】
上記で得た分散液に、全体の固形分濃度が５質量％になるようにアセトニトリルを加えて、塗工液を調製した。得られた塗工液を、ワイヤバーを用いてポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂フィルム（ガラス転移温度１４３℃、融点３４３℃）上に乾燥固形分質量で平米あたり３６ｇになるよう塗工し、ドライヤーからの熱風を利用して乾燥を行った。得られた塗工面を指で擦ると、ストロンチウムアパタイトを含む組成物は容易にフィルム表面から剥離した。
【００５７】
実施例１と同様にして炭酸ガスレーザー（レーザーマーカＭＬ−Ｚ９５１０）を使用し、ＰＥＥＫ樹脂フィルム表面から１８．９ｃｍ離れた上部からフィルムの塗工面に対して下記の描画条件でレーザー光照射（波長１０．６μｍ）を行った。レーザー光照射部の表面温度は、実施例１と同様にして測定した。描画条件として、走査速度６０００ｍｍ／秒で、レーザーパワー（ｄｕｔｙ比）４０％、スポット径７０μｍとし、中心点から線間隔７０μｍで同心円状に円を描きながら、上記のストロンチウムアパタイトを含む組成物を設置したＰＥＥＫ樹脂フィルム表面の直径１．４ｍｍの面積に描画を行った。レーザーの発振周波数は２５ｋＨｚであり、レーザー光のパルス幅は１６マイクロ秒であった。
【００５８】
図５は実施例３におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化を示す。レーザー光照射により、照射部の表面温度は短時間で２００℃付近まで上昇することが分かった。描画後にフィルム表面をアセトンで湿らせたカット綿で繰り返し強く擦りつけたところ、レーザー照射された箇所のストロンチウムアパタイトを含む組成物の層が、ＰＥＥＫ樹脂フィルム表面に融着して残存しており、レーザーが照射されなかった箇所はカット綿で拭き取られていることが分かった。図６は実施例３で得られたレーザー描画によりＰＥＥＫ樹脂フィルム表面に形成されたストロンチウムアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真（拡大倍率２５００倍）を示す。この結果より、ストロンチウムアパタイトを含む組成物の層がＰＥＥＫ樹脂フィルム表面に強固に接着して形成されていることが分かった。また、ＰＥＥＫ樹脂フィルム全体として熱変形は見られなかった。
【００５９】
（実施例４）
実施例３で調製した塗工液を、ワイヤバーを用いて超高分子量ポリエチレン樹脂（ＵＨＭＷＰＥ）フィルム（軟化点約８０℃、融点１３６℃）上に乾燥固形分質量で平米あたり３６ｇになるよう塗工し、ドライヤーからの熱風を利用して乾燥を行った。得られた塗工面を指で擦ると、ストロンチウムアパタイトを含む組成物は容易にフィルム表面から剥離した。
【００６０】
実施例１と同様にして炭酸ガスレーザー（レーザーマーカＭＬ−Ｚ９５１０）を使用し、ＵＨＭＷＰＥフィルム表面から１８．９ｃｍ離れた上部からフィルムの塗工面に対して下記の描画条件でレーザー光照射（波長１０．６μｍ）を行った。レーザー光照射部の表面温度は、実施例１と同様にして測定した。描画条件として、走査速度６００ｍｍ／秒で、レーザーパワー（ｄｕｔｙ比）８％、スポット径７０μｍとし、中心点から線間隔７０μｍで同心円状に円を描きながら、上記のストロンチウムアパタイトを含む組成物を設置したＵＨＭＷＰＥ樹脂フィルム表面の直径１．４ｍｍの面積に描画を行った。レーザーの発振周波数は２５ｋＨｚであり、レーザー光のパルス幅は３マイクロ秒であった。
【００６１】
図７は実施例４におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化を示す。レーザー光照射により、照射部の表面温度は短時間で１５０℃付近まで上昇することが分かった。描画後にフィルム表面をアセトンで湿らせたカット綿で繰り返し強く擦りつけたところ、レーザー照射された箇所のストロンチウムアパタイトを含む組成物の層が、ＵＨＭＷＰＥフィルム表面に融着して残存しており、レーザーが照射されなかった箇所はカット綿で拭き取られていることが分かった。図８は実施例４で得られたレーザー描画によりＵＨＭＷＰＥフィルム表面に形成されたストロンチウムアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真（拡大倍率２５００倍）を示す。この結果より、ストロンチウムアパタイトを含む組成物の層がＵＨＭＷＰＥフィルム表面に強固に接着して形成されていることが分かった。また、ＵＨＭＷＰＥフィルム全体として熱変形は見られなかった。
【００６２】
（実施例５）
基材として脊椎固定術に用いられる脊椎ケージ（メドトロニックソファモアダネック社製、滅菌済ＣＡＰＳＴＯＮＥ  ＰＥＥＫ、ＰＥＥＫ樹脂製インプラント）を用い、これへのストロンチウムアパタイトを含む組成物のレーザーによる接着を検討した。実施例３で調製した塗工液中に上記脊椎ケージを浸漬し、引き上げて７０℃の乾燥器内で３時間静置することで乾燥を行い、ストロンチウムアパタイトを含む組成物を表面に設置した脊椎ケージを準備した。これに対して、炭酸ガスレーザー（レーザーマーカＭＬ−Ｚ９５１０）を使用して組成物を設置した側からレーザー光照射（波長１０．６μｍ）を行い、走査速度６０００ｍｍ／秒、レーザーパワー（ｄｕｔｙ比）４０％、スポット径７０μｍとし、線間隔７０μｍで平行に直線状に描画を行った。レーザーの発振周波数は２５ｋＨｚであり、レーザー光のパルス幅は１６マイクロ秒であった。脊椎ケージは複雑な形状を有する３次元造形物であることから、一度の描画ではレーザー照射されない部分があるため、角度を変化させながら全体を隈無くレーザー照射を行った。レーザー照射後の脊椎ケージを用いて、これを疑似体液中に３０日間浸漬し、その間２日ごとに少量の液を採取し、溶出するストロンチウムイオンの濃度を測定した結果、３０日間に亘って０．５ｐｐｍ前後のほぼ一定の数値が測定された。この間、脊椎ケージ表面に形成したストロンチウムアパタイトを含む組成物の層には剥離などの変化は認められなかった。試験後に脊椎ケージを取り出し、表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、脊椎ケージ表面には疑似体液に由来するカルシウムアパタイトの鱗片状の結晶が析出していることが確認され、優れた生体活性を示すことが明らかとなった。
【００６３】
（実施例６）
基材として生体埋め込み型インプラントの一つであるポリエステル繊維からなる人工靱帯（カイロス社（英国）製、Ｔｈｅ  Ｌｅｅｄｓ−Ｋｅｉｏ  Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｌｉｇａｍｅｎｔｓ  ＩＩ、１５ｍｍ×５００ｍｍ）を用い、これへのストロンチウムアパタイトを含む組成物のレーザーによる接着を検討した。実施例３で調製した塗工液中に上記人工靱帯を浸漬し、引き上げて７０℃の乾燥器内に３時間静置することで乾燥を行い、ストロンチウムアパタイトを含む組成物を表面に設置した人工靱帯を準備した。これに対して炭酸ガスレーザー（レーザーマーカＭＬ−Ｚ９５１０）を使用して、組成物を設置した側からレーザー光照射（波長１０．６μｍ）を行い、走査速度１２０００ｍｍ／秒、レーザーパワー（ｄｕｔｙ比）４０％、スポット径７０μｍとし、線間隔７０μｍで平行に直線状に描画を行った。レーザーの発振周波数は２５ｋＨｚであり、レーザー光のパルス幅は１６マイクロ秒であった。レーザー光照射部の表面温度は、実施例１と同様にして測定した。図９は実施例６におけるレーザー照射中の照射部表面における温度変化を示す。レーザー光照射により、照射部の表面温度は短時間で８０℃付近まで上昇することが分かった。描画後に人工靱帯表面をアセトンで湿らせたカット綿で繰り返し強く擦りつけたところ、レーザー照射された箇所のストロンチウムアパタイトを含む組成物の層が、人工靱帯表面に融着して残存しており、レーザーが照射されなかった箇所はカット綿で拭き取られていることが分かった。図１０は実施例６で得られたレーザー描画により人工靱帯表面に形成されたストロンチウムアパタイトを含む組成物の層の走査型電子顕微鏡写真を示す。拡大倍率は図１０の（ａ）５００倍、（ｂ）２５００倍である。この結果より、ストロンチウムアパタイトを含む組成物の層が人工靱帯表面に強固に接着して形成されていることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のプラスチック基材にアパタイトをコーティングする方法は、各種プラスチック基材の表面にアパタイトを強固に接着できることから、各種生体インプラントなどの医療用機器の製造に好ましく用いることが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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