(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に形成された炭素質薄膜からなる抗血栓性材料であって、
炭素が互いに結合して形成された膜本体と、
前記膜本体に導入されたアミノ基及びカルボキシル基とを備え、
前記カルボキシル基の炭素に対するに存在比率は、０．０２以下であり、
前記アミノ基の炭素に対する存在比率は、０．０５以上であることを特徴とする抗血栓性材料。
【請求項２】
前記アミノ基のカルボキシル基に対する比率は、２．５以上であることを特徴とする請求項１に記載の抗血栓性材料。
【請求項３】
前記膜本体は、酸素を含み、
酸素の炭素に対する存在比率は、０．１以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の抗血栓性材料。
【請求項４】
前記膜本体は、シリコンを含み、
前記シリコンの炭素に対する存在比率は０．０３７５以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の抗血栓性材料。
【請求項５】
基材の表面に炭素質薄膜を形成する工程（ａ）と、
前記炭素質薄膜にプラズマを照射することにより前記炭素質薄膜にアミノ基及びカルボキシル基を導入する工程（ｂ）とを備え、
前記工程（ｂ）では、前記アミノ基の炭素に対する存在比率を０．０５以上とすると共に、前記カルボキシル基の炭素に対する存在比率を０．０２以下とすることを特徴とする抗血栓性材料の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）では、前記アミノ基の前記カルボキシル基に対する比率を２．５以上とすることを特徴とする請求項５に記載の抗血栓性材料の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）では、アンモニアのプラズマを照射することを特徴とする請求項５又は６に記載の抗血栓性材料の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）では、酸素のプラズマとアンモニアのプラズマとを順次照射することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の抗血栓性材料の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ａ）では、Ｓｉを含む前記炭素質薄膜を形成し、前記Ｓｉの炭素に対する存在比率を０．０３７５以下とすることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の抗血栓性材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抗血栓性材料及びその製造方法に関し、特に血液と直接接触する医療器具等に用いる抗血栓性材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療技術の進歩に伴い、医療器具と血液とが接触する機会が増加している。このため、血液及び生体組織との適合性（生体適合性）の重要度が高くなっている。中でも、血液の凝固を防ぐ抗血栓性が、血液と接触する医療器具においては非常に重要である。医療器具に抗血栓性を付与する方法として、現在のところ親水性の高分子材料による医療器具の被覆が主に行われている。また、医療器具の表面にヘパリン等の抗血栓性の材料を固定したり、ヘパリンを除放する高分子材料を固定したりする方法も知られている。
【０００３】
しかし、医療器具を高分子材料により被覆する場合には、医療器具と高分子材料とを十分密着させることが困難であるという問題がある。医療器具の基材は金属製である場合が多く、基材から高分子材料が剥がれ落ちてしまうことが多い。また、ヘパリン等を固定する場合にも同じ問題が生じる。特に、ヘパリンを用いる場合には、動物由来のため感染症の問題が生じたり、過剰投与による血量の増大等の問題が生じたりすることが知られている。
【０００４】
これらの問題を解決する方法として、ダイヤモンド様薄膜（ＤＬＣ膜）に代表される炭素質薄膜による医療器具の被覆が注目を集めている。炭素質薄膜は、金属及びその他の材料の表面に強固な皮膜として形成できる。このため、高分子材料と比べて医療器具の基材から剥がれにくいという効果が得られる。さらに、炭素質薄膜は、耐摩耗性及び耐蝕性に優れているため、医療器具の耐久性を向上させることができるという特徴を有している。
【０００５】
炭素質薄膜は、平滑で不活性な材料であるため、それ自体もある程度の生体適合性を有している。炭素質薄膜の抗血栓性をさらに向上させる方法として、医療器具を被覆する炭素質薄膜にプラズマを照射することにより、炭素質薄膜に反応性の部位を形成し、形成した反応性の部位を用いて炭素質薄膜に親水性を付与する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】国際公開第２００５／９７６７３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の炭素質薄膜を親水性とすることによる抗血栓性の向上には、以下のような問題があることを本願発明者らは見いだした。
【０００７】
血栓の原因となる血液の凝固は、血小板の凝集による血液凝固因子の活性化と、異物による血液凝固因子の活性化とが関係している。このため、医療器具に抗血栓性を付与するためには、医療器具の表面への血小板の粘着の防止と、医療器具による血液凝固因子の活性化の防止とが必要となる。
【０００８】
本願発明者らの検討の結果、親水性を付与した炭素質薄膜は、血小板の粘着量を低減する効果は非常に高いが、血液凝固因子の活性化を防止する効果が低いことが明らかとなった。
【０００９】
本発明は、本願発明者らが見いだした前記の知見に基づいてなされたものであり、血小板の粘着及び血液凝固因子の活性化の両方を低減した抗血栓性材料を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、本発明は抗血栓性材料を、アミノ基及びカルボキシル基を有する構成とする。
【００１１】
具体的に本発明に係る抗血栓性材料は、基材の表面に形成された炭素質薄膜からなる抗血栓性材料を対象とし、炭素が互いに結合して形成された膜本体と、膜本体に導入されたアミノ基及びカルボキシル基とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の抗血栓性材料は、アミノ基及びカルボキシル基を備えている。このような両性イオン構造とすることにより、血小板の粘着と血液凝固因子の活性化との両方を抑えることができる。従って、優れた抗血栓性材料を実現することが可能となる。
【００１３】
本発明の抗血栓性材料は、カルボキシル基の存在比率が０．０２以下である構成としてもよい。また、アミノ基の存在比率が０．０５以上である構成としてもよい。
【００１４】
本発明の抗血栓性材料は、アミノ基とカルボキシル基との比率が２．５以上である構成としてもよい。なお、アミノ基とカルボキシル基との比率は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）法により求めた値である。
【００１５】
本発明の抗血栓性材料において、酸素の存在比率は０．１以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明の抗血栓性材料において、膜本体はシリコンを含み、シリコンの存在比率が０．０３７５以下であってもよい。
とが好ましい。
【００１７】
本発明に係る抗血栓性材料の製造方法は、基材の表面に炭素質薄膜を形成する工程（ａ）と、炭素質薄膜にプラズマを照射することにより炭素質薄膜にアミノ基及びカルボキシル基を導入する工程（ｂ）とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の抗血栓性材料の製造方法は、炭素質薄膜にプラズマを照射することにより炭素質薄膜にアミノ基及びカルボキシル基を導入する工程を備えている。このため、炭素質薄膜の表面においてマイナスのチャージを持つ官能基とプラスのチャージを持つ官能器とのバランスにより血小板に対する適合性と、血液凝固因子に対する適合性との両方を向上させることができる。
【００１９】
本発明の抗血栓性材料の製造方法において工程（ｂ）では、アミノ基の存在比率を０．０５以上とすると共に、カルボキシル基の存在比率を０．０２以下とする構成としてもよい。
【００２０】
本発明の抗血栓性材料の製造方法において、工程（ｂ）では、アミノ基とカルボキシル基との比率を２．５以上とする構成としてもよい。
【００２１】
本発明の抗血栓性材料の製造方法において、工程（ｂ）では、アンモニアのプラズマを照射してもよく、酸素のプラズマとアンモニアのプラズマとを順次照射してもよい。
【００２２】
本発明の抗血栓性材料の製造方法において、工程（ａ）では、Ｓｉを含む炭素質薄膜を形成し、Ｓｉの含有量が０．０３７５以下である構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る抗血栓性材料及びその製造方法によれば、血小板の粘着及び血液凝固因子の活性化の両方を低減した抗血栓性材料を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る抗血栓性材料は、基材の表面に形成された炭素質薄膜である。炭素質薄膜は、ＳＰ２（グラファイト）結合した炭素及びＳＰ３（ダイヤモンド）結合した炭素を含む炭素骨格を主成分とし、いわゆるダイヤモンド様薄膜（ＤＬＣ膜）に代表される薄膜である。
【００２５】
炭素質薄膜にプラズマを照射することにより、炭素−炭素結合等が開裂し、反応性の部位ができる。この反応性の部位と酸素とが反応することによりカルボキシル基が生成する。これにより、炭素質薄膜の表面は親水性となる。従来は、炭素質薄膜の表面を親水性とすることにより、抗血栓性を向上させようとしていた。
【００２６】
炭素質薄膜の表面を親水性とすることにより、血小板の粘着を抑えることができ、血小板に対する適合性は向上する。しかし、本願発明者らの検討の結果、トロンビン−アンチトロンビンIII複合体（ＴＡＴ）の産生量が増大し、血液凝固因子に対する適合性が低下してしまうことが明らかとなった。
【００２７】
また、後で詳細に説明するが、血液凝固因子に対する適合性を向上するためには、炭素質薄膜にカルボキシル基成分（Ｏ＝Ｃ−Ｏ）とアミノ基成分（−ＮＨ2）が導入されており、−ＮＨ2とＯ＝Ｃ−Ｏとの比率（−ＮＨ2／Ｏ＝Ｃ−Ｏ）が２．５以上であることが好ましいことを見いだした。
【００２８】
以下に、本発明に係る抗血栓性材料について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。
【００２９】
（一実施例）
−炭素質薄膜の形成−
本実施例において基材には、ステンレス（ＳＵＳ３１６）板を用いた。血小板粘着試験用には、６ｍｍ角の試料を作成し、トロンビン・アンチトロンビンIII複合体の定量用には、直径４６ｍｍの試料を作成した。
【００３０】
基材をイオン化蒸着装置のチャンバ内にセットし、チャンバーにアルゴンガス（Ａｒ）を圧力が１０-1Ｐａ〜１０-3Ｐａ（１０-3Ｔｏｒｒ〜１０-5Ｔｏｒｒ）となるように導入した後、放電を行うことによりＡｒイオン発生させ、発生したＡｒイオンを基材の表面に衝突させるボンバードクリーニングを約３０分間行った。
【００３１】
続いて、チャンバにテトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ3）4）を３分間導入し、珪素（Ｓｉ）及び炭素（Ｃ）を主成分とするアモルファス状で膜厚が２０ｎｍの中間層を形成した。
【００３２】
中間層を形成した後、Ｃ6Ｈ6ガスをチャンバーに導入し、ガス圧を１０-1Ｐａとした。Ｃ6Ｈ6を３０ｍｌ／分の速度で連続的に導入しながら放電を行うことによりＣ6Ｈ6をイオン化し、イオン化蒸着を約２分間行った。厚さ３０ｎｍのＤＬＣ膜である炭素質薄膜を基材の表面に形成した。
【００３３】
炭素質薄膜を形成する際のターゲット電圧は１．５ｋＶ、ターゲット電流は５０ｍＡ、フィラメント電圧は１４Ｖ、フィラメント電流は３０Ａ、アノード電圧は５０Ｖ、アノード電流は０．６Ａ、リフレクタ電圧は５０Ｖ、リフレクタ電流は６ｍＡとした。また、形成時における基材の温度は約１６０℃であった。
【００３４】
なお、中間層は基材と炭素質薄膜との密着性を向上させるために設けており、基材とＤＬＣ膜との密着性を十分に確保できる場合には省略してもよい。
【００３５】
本実施例においては、基材に金属を用いたが、どのような材質であってもよい。具体的には、特に限定されるものではないが例えば、鉄、ニッケル、クロム、銅、チタン、白金、タングステン又はタンタル等の金属を基材として用いることができる。また、これらの合金である、ＳＵＳ３１６Ｌ等のステンレス鋼、Ｔｉ−Ｎｉ合金若しくはＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ合金等の形状記憶合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｎｉ−Ａｌ合金、チタン合金、タンタル合金、プラチナ合金又はタングステン合金等の合金を用いることもできる。また、アルミ、シリコン若しくはジルコン等の酸化物、窒化物若しくは炭化物等の生体不活性なセラミックス又はアパタイト若しくは生体ガラス等の生体活性を有するセラミックスでもよい。さらに、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、高密度ポリエチレン若しくはポリアセタール等の高分子樹脂又はポリジメチルシロキサン等のシリコンポリマー若しくはポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系ポリマー等であってもよい。
【００３６】
また、形状も板状に限らずどのような形状であってもよく、医療器具等の状態に成形されたものであっても、成形前の材料の状態であってもよい。
【００３７】
炭素質薄膜の形成は、スパッタ法に代えて、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、化学気相堆積法（ＣＶＤ法）、プラズマＣＶＤ法、プラズマイオン注入法、重畳型ＲＦプラズマイオン注入法、イオンプレーティング法、アークイオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法又はレーザーアブレーション法等を用いてもよい。
【００３８】
炭素質薄膜の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．００５μｍ〜３μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．０１μｍ〜１μｍの範囲である。
【００３９】
また、炭素質薄膜は、シリコン（Ｓｉ）を含有していてもよい。炭素質薄膜を形成する際に、炭素源に加えてシリコン源を同時に供給すれば、Ｓｉを含む炭素質薄膜が形成できる。
【００４０】
また、炭素質薄膜は、フッ素（Ｆ）を含有していてもよい。炭素質薄膜を形成する際に、炭素源に加えてフッ素源を同時に供給すれば、Ｆを含む炭素質薄膜が形成できる。
【００４１】
中間層は、基材の種類に応じて種々のものを用いることができるが、シリコン（Ｓｉ）と炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）と炭素（Ｃ）又はクロム（Ｃｒ）と炭素（Ｃ）からなるアモルファス膜等の公知のものを用いることができる。その厚みは特に限定されるものではないが、０．００５μｍ〜０．３μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．０１μｍ〜０．１μｍの範囲である。
【００４２】
中間層はスパッタ法に代えて、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、溶射法、イオンプレーティング法又はアークイオンプレーティング法等を用いて形成してもよい。
【００４３】
−プラズマ照射−
次に、得られた炭素質薄膜の抗血栓性を向上させるため、プラズマ照射を行った。プラズマ照射は、図１に示すような平行平板型のプラズマ照射装置により行った。プラズマ照射装置のチャンバ１０内に炭素質薄膜を形成した基材１１をセットした後、チャンバ１０内の圧力を所定の圧力まで排気した。チャンバ１０内の圧力を高真空状態とする場合には、ターボ分子ポンプを用いて排気を行った。次に、チャンバ１０内にガスを所定の流量で導入し、平行平板電極１２Ａと１２Ｂとの間に高周波電力を印加することによりプラズマを発生させた。高周波電力は、マッチングボックス１４を介して接続された高周波電源１５を用いて印加した。ガス流量の調整はマスフローコントローラ１３により行った。
【００４４】
本実施例においては、アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ2）、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、アンモニア（ＮＨ3）及びＣ2Ｈ2とＯ2との混合ガス（Ａｒ／Ｏ2）の５種類のガスを用い、表１に示すような７種類の条件についてプラズマ照射を行った。なお、プラズマの照射時間は１つのガスにつき１５秒とした。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
表１において、高真空とは、ターボ分子ポンプを用いて一旦チャンバ内を高真空状態とした後、ガスを導入したことを示している。本実施例においては、高真空状態の場合における到達真空度は５×１０-3Ｐａであり、通常のプラズマ照射における到達真空度は２Ｐａであった。
【００４７】
なお、プラズマ照射装置は、どのような構造のものを用いてもよい。また、放電形式についても、どのようなものを用いてもよく、例えば平行平板方式、アフターグロー放電方式、電磁誘導型及び有磁場型等を用いればよい。プラズマ照射条件は特に限定されない。例えば、プラズマ発生用の電源としては、商用周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）、高周波（ラジオ周波数）又はマイクロ波領域等の各種の電源周波数を用いることができる。さらに、原料ガスの圧力制御方法や供給構造についても特に限定するものではない。しかし、であまりエッチングレートが大きいプラズマ照射条件を用いると、炭素質薄膜にダメージを与えるおそれがある。
【００４８】
−組成評価−
得られた、プラズマ照射炭素質薄膜の組成は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）法を用いて評価した。測定には、日本電子株式会社製の光電子分光装置ＪＰＳ−９０１０ＭＣを用いた。Ｘ線源にはＡｌを用い、加速電圧が１２．５ｋＶで、エミッション電流が１７．５ｍＡの条件でＸ線を発生させた。試料中から任意に選択した直径５ｍｍのエリアについて測定を行った。また、Ｘ線を試料に対して垂直に入射させ、検出角度を０度とすることにより、５ｎｍ程度の深さまでの組成を測定している。
【００４９】
結合エネルギの測定領域は、２７４ｅＶ〜２９４ｅＶ、３８９ｅＶ〜４０９ｅＶ及び５２２ｅＶ〜５４２ｅＶとし、それぞれＣ１ｓ、Ｎ１ｓ及びＯ１ｓのピークを得た。得られたピークの面積比を比較することにより炭素に対する酸素の存在比Ｏ／Ｃ及び炭素に対する窒素の存在比Ｎ／Ｃを求めた。また、Ｃ１ｓピークは、カーブフィッテングによりＣ−Ｃ成分、Ｃ−Ｏ成分、Ｃ＝Ｏ成分及びＯ＝Ｃ−Ｏ成分に分割した。Ｏ＝Ｃ−Ｏ成分のＣ１ｓピークに対する面積比を求めることによりカルボキシル基成分（Ｏ＝Ｃ−Ｏ）の全炭素に対する存在比Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃを求めた。
【００５０】
−血小板に対する適合性評価−
血小板に対する適合性は、血小板を材料表面に所定時間接触させ、試料表面に粘着した血小板数の大小により適合性の良否を判定した。
【００５１】
血小板の試料への粘着量は、以下のようにして測定した。まず、６ｍｍ×６ｍｍに調整した試料の表面に血小板浮遊血漿１３０μｌを置く。続いて、プラスチックシャーレで蓋をした常態で、３７℃にて６０分間インキュベートした。インキュベート終了後、試料をｐＨ７．４のリン酸バッファー（ＰＢＳ）にて３回洗浄した。次いで１％グルタルアルデヒド／ＰＢＳに試料を浸漬し、４℃にて６０分間静置することにより、粘着した血小板を固定した。続いてこの試料をＰＢＳ、ＰＢＳ／蒸留水（７５／２５）、ＰＢＳ／蒸留水（５０／５０）、ＰＢＳ／蒸留水（２５／７５）及び蒸留水を順に用いて３回ずつ洗浄した。洗浄済みの試料を凍結乾燥した後、試料に対し白金蒸着を行った。白金蒸着を行った試料の表面を走査型電子鏡（日本電子、ＳＥＭ−８４０）を用い拡大率１０００倍にてランダムに５視野について写真撮影し、５視野の粘着血小板数を合計し、単位面積あたりの血小板数を求めた。
【００５２】
血小板浮遊血漿は、以下のようにして調整した。健常者から採取した全血を、クエン酸加血（全血／３．８％クエン酸ナトリウム溶液＝９５／５  ｖｏｌ／ｖｏｌ）とし、これを室温にて１５００ｒｐｍで１０分間遠心し、上澄から血小板多血漿（ＰＲＰ）を１ｍｌ採取した。残りの血液をさらに３０００ｒｐｍで１０分間遠心し、上澄から血小板貧血漿（ＰＰＲ）を１ｍｌを採取した。次いで血球カウンター（シスメックス社、Sysmex K-1000）にてＰＲＰ及びＰＰＰ中の血小板数を計測した。ＰＲＰをＰＰＰにより希釈することにより血小板数が１０万個／μｌの血小板浮遊血漿を調製した。
【００５３】
−血液凝固因子に対する適合性評価−
血液凝固因子に対する適合性は、トロンビン・アンチトロンビンIII複合体（ＴＡＴ）の生成量を定量することにより行った。
【００５４】
血液凝固因子（凝固系）が活性化することにより産生され、血液凝固反応を主に司る酵素となるトロンビンはアンチトロンビンIIIによって速やかにトロンビン・アンチトロンビンIII複合体（ＴＡＴ）となって失活する。そのため、産生トロンビン量を直接定量することは困難なことが知られており、ＴＡＴの血中濃度を求めることで、産生トロンビン量を見積もることが一般的に行われている。従って、凝固系に対する適合性は、試料と全血とを所定時間接触させた際のＴＡＴの産生量から判断した。
【００５５】
アクリル製のＣ形スペーサ（内径：４０ｍｍ、外径：４６ｍｍ、厚さ：０．８ｍｍ）の片面にpoly(2-methoxyethyl acylate)をコートしたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のシート（φ＝４６ｍｍ）を両面接着テープにより接着する。Ｃ型スペーサのもう一方の面には、直径４６ｍｍの試料を両面接着テープにより貼り付け、容積１０００μｌの試料チャンバを作製する。
【００５６】
健常人より採血したヘパリン化全血（２ＩＵ／ｍｌ）を試料チャンバに１０００μｌ注入し、セロファンテープにて封をした。血球沈降を防ぐため、このチャンバーを垂直回転ローターに取り付けて回転（約４．７ｒｐｍ）させながら３７℃で１２０分間インキュベートした。インキュベート終了後、チャンバーから全血を回収し３．８％クエン酸Ｎａ水溶液１１０μｌを加え、１０℃、３０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離した。
【００５７】
上澄みとして得られた血漿中のＴＡＴ濃度を市販のＴＡＴ用酵素免疫定量法キット（Enzyme Research Laboratories社製ＴＡＴ−ＥＩＡ）とマイクロプレートリーダー（Molecular Device社製、Thermo Max）とを用いて定量した。ＥＬＩＳＡの操作はキット付属のマニュアルに従って実施した（測定波長４５０ｎｍ）。なお、Ｃ型スペーサの両面にpoly(2-methoxyethyl acylate)をコートしたＰＥＴフィルムを接着した場合をコントロールとした。
【００５８】
−炭素質薄膜の評価結果−
図２は、得られた試料について、血小板に対する適合性を評価した結果を示している。プラズマ照射を行った炭素質薄膜の他に、対照試料として、プラズマを照射していない未処理の炭素質薄膜、ＰＥＴフィルム及びステンレス（ＳＵＳ３１６）板についても測定を行った。
【００５９】
図２に示すように、炭素質薄膜にプラズマを照射することにより、未処理の炭素質薄膜と比べて血小板の粘着量が大きく低下している。このことから、プラズマ照射により炭素質薄膜の血小板に対する血液適合性が向上することが明らかである。また、プラズマ照射を行った試料の中では、Ｏ2プラズマの照射が行われている場合に、血小板に対する適合性が高くなる傾向を示している。これは、プラズマ照射により、炭素質薄膜の表面にカルボキシル基及び水酸基等の官能基が導入されたことによるのではないかと考えられる。
【００６０】
図３は、血液凝固因子に対する適合性を評価した結果を示している。図３において縦軸は、評価前後の血液中のＴＡＴ量の比を示している。図３に示すように、プラズマ照射を行った炭素質薄膜は、ＴＡＴ産生量が非常に多いものと、少ないものとに別れた。Ａｒプラズマを照射した場合（Ａｒ）、ＡｒプラズマとＮＨ3プラズマとを順次照射した場合（Ａｒ＋ＮＨ3）、Ｃ2Ｈ2プラズマとＯ2プラズマとを順次照射した場合（Ｃ2Ｈ2＋Ｏ2）及びＣ2Ｈ2とＯ2との混合ガスのプラズマとＯ2プラズマとを順次照射した場合（Ｃ2Ｈ2／Ｏ2＋Ｏ2）には、ＴＡＴ産生量が非常に多かった。一方、一旦高真空状態とした後、ＮＨ3プラズマを照射した場合（ＮＨ3（高真空））及びＯ2プラズマとＮＨ3プラズマとを順次照射した場合（Ｏ2＋ＮＨ3（高真空））には、ＴＡＴ産生量が少なく、優れた適合性を示した。
【００６１】
図４は、各試料について、ＸＰＳにより求めた酸素の炭素に対する存在比率（Ｏ／Ｃ）及び窒素の炭素に対する存在比率（Ｎ／Ｃ）を示している。血液凝固因子に対する適合性が高い試料は、比較的Ｏ／Ｃの値が小さく、血液凝固因子に対する適合性が低い材料は、比較的Ｏ／Ｃの値が大きい傾向が認められた。また、血液凝固因子に対する適合性が高い試料は、Ｎ／Ｃの値が高い傾向も認められた。
【００６２】
そこで、Ｏ／Ｃ及びＮ／Ｃの内容についてさらに詳細に検討を行った。図５及び図６は、得られた試料についてＸＰＳ測定を行った結果の一例を示している。図５は、プラズマ照射がＯ2＋ＮＨ3の場合の結果を示し、図６は、Ｃ2Ｈ2＋Ｏ2の場合の結果を示している。
【００６３】
図５に示すように、Ｏ2＋ＮＨ3では、Ｎ１ｓピーク及びＯ１ｓピークが観察され、炭素質薄膜に窒素及び酸素が導入されていることが明らかである。Ｎ１ｓピークは、３９８．９ｅＶに出現している。これは、アミン及びアミドのＮ１ｓの束縛エネルギ（４００±１ｅＶ）からずれており、ＮＨ3プラズマを照射した場合に導入された窒素は、アミノ基（−ＮＨ2）成分の状態になっていると考えられる。このため、Ｎ／Ｃの値をアミノ基の存在比率とみなして以後の検討を行った。Ｃ１ｓピークをカーブフィッティングによりＣ−Ｃ、Ｃ−Ｏ、Ｃ＝Ｏ及びＯ＝Ｃ−Ｏの各成分に分解すると、Ｏ＝Ｃ−Ｏ成分はほとんど導入されていないことがわかる。
【００６４】
一方、図６に示すように、Ｃ2Ｈ2＋Ｏ2プラズマの場合には、Ｎ１ｓピークは観察されず、大きなＯ１ｓピークが観察された。また、Ｃ１ｓピークのカーブフィッティングの結果から、Ｏ＝Ｃ−Ｏ成分がかなり含まれていることが明らかとなった。
【００６５】
このように、同じＯ2プラズマを照射する工程を含んでいても、種類及び順序等の他のプラズマとの組み合わせ方によって、炭素質薄膜へのＯ＝Ｃ−Ｏ成分の導入量は大きく変化する。このため、以下においては、各試料へのＯ＝Ｃ−Ｏ成分の導入量に着目して抗血栓性を評価する。
【００６６】
図７は、各試料について、ＸＰＳにより求めたＯ＝Ｃ−Ｏ成分の炭素に対する存在比率Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃを示している。血液凝固因子に対する適合性が高い試料はＯ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値が比較的小さく、適合性が低い試料はＯ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値が比較的大きいことがわかる。
【００６７】
図８は、Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値に対してＴＡＴ生成量及び血小板粘着量をプロットしている。図８に示すように血小板粘着量は、Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値にほとんど影響されない。しかし、ＴＡＴ産生量は、Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値が大きくなると急激に増大する。このため、血小板に対する適合性と、血液凝固因子に対する適合性との両方を実現するためには、Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値を小さくする必要があり、Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値を０．０２以下とすることが好ましい。また、Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値は、Ｏ／Ｃの値が小さいほど小さくなる傾向があるため、Ｏ／Ｃの値は、０．１以下とすることが好ましい。
【００６８】
一方、図４に示すように、Ｎ／Ｃの値が大きい試料は、Ｎ／Ｃの値が低い試料よりも血液凝固因子に対する適合性が高い傾向が認められている。そこで、アミノ基の導入量の指標となるＮ／Ｃの値に着目した観点からの抗血栓性の評価も行った。
【００６９】
図９は、各試料についてＮ／Ｃ（−ＮＨ2／Ｃ）とＴＡＴ産生量及び血小板粘着量との関係を示している。血小板粘着量は、Ｎ／Ｃの値にほとんど影響されない。しかし、ＴＡＴ産生量は、Ｎ／Ｃの値が大きくなると次第に低下している。従って、血小板と血液凝固因子との両方に対して適合性を有するためには、Ｎ／Ｃの値が大きいことが必要であり、Ｎ／Ｃ（−ＮＨ2／Ｃ）の値が０．０５以上であることが好ましい。
【００７０】
Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値が小さく且つ−ＮＨ2／Ｃの値が大きい場合に、血小板と血液凝固因子との両方に対して優れた適合性を示す理由は明確ではない。しかし、Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃは負の電荷を有する官能基であり、−ＮＨ2／Ｃは正の電荷を有する官能基である。従って、炭素質薄膜の表面における、正負の電荷のバランスが影響しているのではないかと考えられる。
【００７１】
図１０は、−ＮＨ2成分とＯ＝Ｃ−Ｏ成分との比率と血液凝固因子に対する適合性との関係を示している。図１０において−ＮＨ2成分とＯ＝Ｃ−Ｏ成分との比率−ＮＨ2／Ｏ＝Ｃ−Ｏは、（Ｎ／Ｃ）／（Ｏ＝Ｃ−Ｏ／Ｃ）により求めている。図１０に示すように、−ＮＨ2／Ｏ＝Ｃ−Ｏの値が大きいほど、血液凝固因子に対する適合性が向上し、少なくとも−ＮＨ2／Ｏ＝Ｃ−Ｏの値が２．５以上であることが好ましい。
【００７２】
−ＮＨ2成分の導入率つまり、Ｎ／Ｃの値は、プラズマの照射時間、プラズマ密度及び高周波電力等の条件を変えることにより変更することが可能である。また、チャンバ内の酸素の影響も受けると考えられる。ガスを導入する前の、チャンバ内の真空度を２Ｐａ程度とした場合の方が、高真空状態（５×１０-3Ｐａ）とした場合よりもＮ／Ｃの値を高くすることができた。但し、チャンバ内の真空度が低い場合には、Ｏ＝Ｃ−Ｏ成分の導入量も上昇する傾向にあった。
【００７３】
以上説明したように、炭素質薄膜に対して、ＮＨ3プラズマ又はＯ2プラズマの後にＮＨ3プラズマを照射することにより、カルボキシル基とアミノ基とを炭素質薄膜に導入した場合には、血小板及び血液凝固因子の両方に対する適合性に優れた抗血栓性材料を得ることができた。この場合、カルボキシル基の導入量を示すＯ＝Ｃ−Ｏ／Ｃの値が０．０２以下であり且つアミノ基の導入量を示すＮ／Ｃの値が０．０５以上であることが好ましい。また、アミノ基とカルボキシル基との比率を示す（Ｎ／Ｃ）／（Ｏ−Ｃ−Ｏ／Ｃ）の値が２．５以上であってもよい。
【００７４】
また、プラズマを照射する炭素質薄膜をＳｉを含む炭素質薄膜としてもよい。但し、Ｓｉの含有量が増加するとプラズマを照射した際に、Ｓｉの酸化が促進され、官能基が導入しにくくなる。図１１は、Ｓｉの存在比率と血小板に対する適合性との関係を示している。Ｓｉの存在比率（Ｓｉ／Ｃ）の値が大きくなると、官能基の導入量が低下するため、血小板に対する適合性は低下する。このため、Ｓｉの存在比率は、０．０３７５以下とすることが好ましい。なお、図１１において、Ｓｉの存在比率とは、ＸＰＳ法により測定した炭素質薄膜中の全炭素に対するＳｉの割合である。
【００７５】
本発明の抗血栓性材料は、血小板及び血液凝固因子の両方に対して優れた適合性を有するため、血液と接触する医療器具の表面を覆う材料として非常に有用である。具体的には、ステント、カテーテル、バルーンカテーテル、ガイドワイヤ、ペースメーカーリード、体内留置用器材、注射針、メス、真空採血管、輸液バッグ、プレフィルドシリンジ及び傷口保持部品等の表面を覆うことにより、これらの医療器具に優れた抗血栓性を付与できる。また、人工心臓弁膜、人工透析膜、人工心臓、人工肺、人工関節等の人工臓器にも同様に優れた抗血栓性を付与できる。
【００７６】
医療器具及び人工臓器等を形成する基材(母材)には、金属材料、セラミックス材料、ゴム及び樹脂等の高分子材料並びにこれらの複合体等の様々なものが用いられている。しかし、どのような材料の表面にも実施例において示した炭素質薄膜を形成することができ、抗血栓性材料とすることが可能である。さらに、本発明の抗血栓性材料は医療器具表面への処理のみならず、医療器具に用いるワイヤ、チューブ及び平板等の素材並びにこれらの素材を医療器具に形成したもの及び途中形成のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る抗血栓性材料及びその製造方法は、血小板の粘着及び血液凝固因子の活性化の両方を低減した抗血栓性材料を実現でき、特に生体内で使用する医療器具等に用いる抗血栓性材料及びその製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施例において用いたプラズマ照射装置を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例において得られた各試料の血小板に対する適合性を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施例において得られた各試料の血液凝固因子に対する適合性を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例において得られた各試料の窒素の存在比率と酸素の存在比率とを示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例においてＯ2プラズマとＮＨ3プラズマとを順次照射することにより得られた試料のＸ線光電子分光分析の結果である。
【図６】本発明の一実施例においてＣ2Ｈ2プラズマとＯ2プラズマとを順次照射することにより得られた試料のＸ線光電子分光分析の結果である。
【図７】本発明の一実施例において得られた各試料のカルボキシル基の存在比率を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施例において得られた各試料について、カルボキシル基の存在比率と抗血栓性との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の一実施例において得られた各試料について、窒素の存在比率と抗血栓性との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施例において得られた各試料について、アミノ基とカルボキシル基との比率と、抗血栓性との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施例において、シリコンの存在比率と抗血栓性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７９】
１０      チャンバ
１１      基材
１２Ａ    平行平板電極
１２Ｂ    平行平板電極
１３      マスフローコントローラ
１４      マッチングボックス
１５      高周波電源
【図２】
0005215653.tif 000003
【図３】
0005215653.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１】
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