具体实施方式

本发明的制造含有经表面处理的芳香族聚醚酮的植入材料的方法包括：在强碱溶液中浸渍处理芳香族聚醚酮，在含有含磷化合物的溶液中浸渍处理通过该浸渍处理得到的芳香族聚醚酮的步骤。

只要苯环具有由醚与酮键合的直链状聚合物结构，可用于本发明的芳香族聚醚酮没有特别限定。例如，可使用聚醚醚酮及聚醚酮(PEK，poly-ether-ketone)等，但从医疗的使用实际业绩等观点来看优选使用聚醚醚酮。

在本发明中，只要可以用作植入材料的形状，芳香族聚醚酮的形状没有特别限定。例如，也可通过复合车床、加工中心等进行机械加工。

在本发明的制造方法中，表面处理也可在不存在钙离子的情况下进行。

并且，在本发明的制造方法中，表面处理也可不包括等离子体处理的步骤。

在本发明中所使用的强碱溶液只要是在经浸渍的芳香族聚醚酮中具有能够导入能够取代磷酸基等具有磷原子的取代基的官能团的碱性的溶液，就没有特别限定。这种官能团包括诸如羟基、烷氧基、甲硅烷氧基等。并且，一方面，在本发明中所使用的强碱溶液不含钙离子。

具体的强碱溶液包括诸如氢氧化钠水溶液、氢氧化锂水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化铷水溶液、氢氧化铯水溶液、氢氧化四烷基铵水溶液、氢氧化钙水溶液、氢氧化锶水溶液、氢氧化钡水溶液、氢氧化铕水溶液、氢氧化铊水溶液等。可通过使用这些水溶液将羟基导入到芳香族聚醚中。上述强碱溶液的浓度只要是能够导入官能团就没有特别限定，优选为3N以上，更优选为5N以上。上述强碱溶液为具有优选为3N以上，更优选为5N以上的浓度的氢氧化钠溶液。

并且，强碱溶液也可使用诸如甲醇钠、乙醇钠、丁醇钠等的醇钠，诸如甲醇锂、乙醇锂、丁醇锂等醇锂，诸如甲醇钾、乙醇钾、丁醇钾等的醇钾的溶液或三甲基硅烷醇钠、三乙基硅烷醇钠、三丙基硅烷醇钠等的烷基硅烷醇钠，诸如三甲基硅烷醇锂、三乙基硅烷醇锂、三丙基硅烷醇锂等的烷基硅烷醇锂的溶液。能够用于上述醇盐或烷基硅烷醇盐的溶液的溶剂包括诸如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等的醇、THF、二氯甲烷、氯仿、DMF、DMSO、乙腈、水及它们的任意组合等。在使用这些强碱溶液的情况下，可将烷氧基或甲硅烷氧基导入到芳香族聚醚中。

如上所述导入的诸如羟基、烷氧基、甲硅烷氧基等的官能团可用作可以被具有磷原子的取代基取代的官能团。例如，在导入羟基后，通过直接作用于含有含磷化合物的溶液，可取代为具有诸如磷酸基等磷原子的取代基。并且，烷氧基或甲硅烷氧基在转化为羟基后通过作用于含有含磷化合物的溶液，可取代为具有诸如磷酸基等磷原子的取代基。烷氧基或甲硅烷氧基可通过用诸如氢氧化钠水溶液、氢氧化锂水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化铷水溶液、氢氧化铯水溶液、氢氧化四烷基铵水溶液、氢氧化钙水溶液、氢氧化锶水溶液、氢氧化钡水溶液、氢氧化铕水溶液、氢氧化铊水溶液、盐酸、硫酸、硝酸等的水溶液、四丁基氟化铵、氟化钠、氟化钾、氟化铷、氟化铯等的氟化物试剂的水、醇、THF等的溶液处理来转化为羟基。

只要能够在芳香族聚醚醚酮中导入能够取代磷酸基等具有磷原子的取代基的官能团，强碱溶液可以单独使用，也可以将两种以上组合使用。优选地，单独使用氢氧化钠水溶液、氢氧化锂水溶液、氢氧化钾水溶液，更优选地，单独使用氢氧化钠溶液。

本发明的制造植入材料的方法中所使用的含有含磷化合物的溶液只要能够在芳香族聚醚酮中导入磷原子就没有特别限定。并且，一方面，在本发明中所使用的含有含磷化合物的溶液不含钙离子。

在本发明中所使用的含有含磷化合物的溶液也可包含选自由诸如三氯氧磷溶液、三氯化磷溶液、三溴氧磷溶液、三溴化磷溶液、多聚磷酸溶液、五氯化磷溶液、焦磷酸溶液、氯亚磷酸二甲酯、氯亚磷酸二乙酯、氯亚磷酸丙酯等的亚磷酸二酯氯化物组成的组的含磷化合物。并且，当含磷化合物在浸渍处理条件下为液体时，本发明的含有含磷化合物的溶液也可以为含磷化合物的原液。

导入芳香族聚醚酮的具有磷原子的取代基可以为诸如磷酸、亚磷酸、膦酸、亚膦酸、磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、亚膦酸酯等。所导入的亚磷酸、膦酸、亚膦酸、磷酸酯、亚磷酸酯、膦酸酯、亚膦酸酯等也可在诸如空气中或水溶液中等任意转化为磷酸。

本发明的制造植入材料的方法也可以包括后处理，以除去在浸渍处理三氯氧磷溶液后附着在植入材料的三氯氧磷等的含有含磷化合物的溶液中的杂质。并且，本发明的制造植入材料的方法也可以包括在去除来自供应剂的杂质的后处理的同时或在该后处理后吸附钙离子。

只要能够去除杂质，在上述后处理中所使用的溶液没有特别限定。例如，通过氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液进行。从在进行后处理的同时吸附钙离子的观点出发，在上述后处理中所使用的溶液可以选择含钙离子的溶液。

只要能够去除杂质，上述后处理中的温度没有特别限制。在20℃～80℃，优选地，40℃～80℃，更优选地，60℃～80℃中进行。

上述后处理时间没有特别限定。例如，进行1小时～24小时，优选地，6小时～24小时，更优选地，12小时～24小时。

本发明的制造植入材料的方法也可包括清洗步骤。只要可用于医疗，用于这种清洗的溶液没有特别限定。例如，通过纯水进行。

只要充分地清洗植入材料，上述清洗温度没有特别限定。在20℃～80℃，优选地，40℃～80℃，更优选地60℃～80℃中进行。上述清洗可进行多次。

只要能够导入羟基等的官能团，本发明的强碱溶液中的浸渍处理的温度没有特别限定。例如，在20℃～80℃，优选地，40℃～80℃，更优选地，40℃～60℃中进行。

只要能够导入具有磷原子的取代基，本发明的含有含磷化合物的溶液中的浸渍处理的温度没有特别限定。例如，在0℃～40℃，优选地，10℃～30℃，更优选地，10℃～20℃中进行。

在本发明的制造植入材料的方法中，只要能够导入羟基等的官能团，强碱溶液中的浸渍处理时间没有特别限定。例如，进行1小时～24小时，优选地，6小时～24小时，更优选地，12小时～24小时。

在本发明的制造植入材料的方法中，只要能够导入具有磷原子的取代基，含有含磷化合物的溶液中的浸渍处理时间没有特别限定。例如，进行1小时～6小时，优选地，1小时～4小时，更优选地，1小时～2小时。

在本发明的制造植入材料的方法中，任选地，在含有含磷化合物的溶液中的浸渍处理前，也可去除强碱溶液中的浸渍处理后存在于芳香族聚醚醚酮的表面上的水分。去除水分的方法没有特别限定，但是包括诸如擦拭、风干、减压干燥、加热干燥、及它们的任意组合等。

通过本发明的制造植入材料的方法得到的植入材料具有磷原子，在表面组分中具有优选地，0.11重量百分比以上，更优选地，0.41重量百分比以上。

通过本发明的制造方法得到的材料中所含的磷原子可以来自磷酸或磷酸塩。

除了磷原子外，通过本发明的制造方法得到的材料还可以包含诸如氯原子或钠原子。

通过本发明的制造方法得到的材料中，在表面可吸附有碱金属，只要能够用于医疗，这种碱金属没有特别限定。例如，在锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)中，优选吸附钠或钙，更优选吸附钙。

这些碱金属的吸附可以在表面处理前进行，也可以与表面处理同时进行，也可以在表面处理后进行。例如，在表面处理后，可在形成有磷酸基的表面上吸附碱金属。因此，本发明的植入材料中，一方面，在形成有磷酸基的表面上吸附有钙离子。

并且，碱金属的吸附例如可通过在含有吸附的碱金属的溶液中浸渍基材来进行。例如，在钠作为碱金属被吸附的情况下，可在规定浓度的氢氧化钠水溶液等的溶液中通过浸渍基材规定时间来进行。并且，例如，在钙作为碱金属被吸附的情况下，可在规定浓度的氢氧化钙水溶液等的溶液中通过浸渍基材规定时间来进行。

在本发明的植入材料中，形成有磷酸基的芳香族聚醚酮的表面无需被等离子体处理。

本发明的植入材料也可用于颈椎或牙科。并且，可在应用到体内前粘附成骨细胞。

实施例

1.原材料

聚醚醚酮材料

作为使用的聚醚醚酮材料使用大赛璐-赢创(daicel-evonik)公司制造的植入级i2P。将该材料机械加工成直径为14mm、厚度为2mm的试片。

表面处理材料

氢氧化钠：纳卡莱特斯克(nacalai tesque)公司制造的特级试剂

三氯氧磷：纳卡莱特斯克公司制造

2.各试验例

试验例1

步骤1：氢氧化钠水溶液的调整：将氢氧化钠水溶液调至5N。在该溶液中浸渍上述试片24小时。

步骤2：去除步骤1中得到的试片，擦拭表面的水分，在三氯氧磷溶液(原液)中浸渍24小时。

步骤3：氢氧化钠水溶液的调整：将氢氧化钠水溶液调至1N。在该溶液中浸渍上述试片24小时。之后，用纯水清洗。

上述步骤1～3均在室温(20℃)下进行。

通过上述步骤1～3的处理得到将表面磷酸化处理的聚醚醚酮材料(产品1)。

试验例2

除了将氢氧化钠水溶液调至3N以外，步骤1的氢氧化钠水溶液的调整方法与试验例相同，得到表面经磷酸化处理的聚醚醚酮材料(产品2)。

试验例3

除了将氢氧化钠水溶液调至1N以外，步骤1的氢氧化钠水溶液的调整方法与试验例1相同，得到表面经磷酸化处理的聚醚醚酮材料(产品3)。

3.工程及生物学评估

3-1.工程评估

为了确认表面上存在磷原子而进行如下分析。

使用电子显微镜(KEYENCE公司制造的VE-9800EDX：AMETEK公司制造的EDAX-Genesis)确认表面上存在磷酸基。分析条件如下：加速电压8kV/放大100倍

结果如表1所示。

表1表1.磷酸基的定量研究

在产品1及产品2中，可确认足够量的磷成分。一方面，在产品3中，虽然为少量的0.03重量百分比，但可确认存在磷成分。可确认在所有的产品中都向聚醚醚酮导入了磷原子，推测导入了磷酸基。并且，在表1中，认为各原子的合计不足100％的原因为存在杂质等。

3-2.生物学评估

3-2-1.细胞增值率的相对评估

使用一下所示的评估方法进行了细胞增值率的相对评估(MC3T3-E1细胞增值促进试验)。

细胞：MC3T3-E1(型号：RCB1126，批号：64，理化学研究所)

培养基：α-最低必需培养基(α-minimum essential medium，型号(Lot)：21444-05，批号：L8H5662，纳卡莱特斯克)配制含10胎牛血清(型号：S1820-500，批号：S1820-500，Biowest)，另外，按1/100加入青霉素-链霉素-两性霉素B悬浮液(Penicillin-Streptomycin-Amphotericin B Suspension)(×100)(型号：161-23181，批号：APG7006，和光(Wako))。

试剂：Dulbecco＇s磷酸盐缓冲盐水(Dulbecco's phosphate buffered saline)(-)(型号：045-29795，批号：ECR7015，和光)、alamarBlue(注册商标)细胞生物活力试剂(型号BUF012B，批号：146809，伯乐)

<评估步骤>

1)将经γ灭菌的各产品与24孔培养板(well assay plate)的孔底紧密接触。并且，将物产品的孔作为对照组。

2)将在培养基中制备成4.0×104细胞/孔的MC3T3-E1细胞的细胞悬浮液加入孔中，在37℃、5％CO2培养箱中培养1天。

3)培养1天后，吸出培养基，加入用Dulbecco＇s磷酸盐缓冲盐水(-)稀释至10％的alamarBlue(注册商标)细胞生物活力试剂(cell viability reagent)，每孔加入反应1小时。并且，在未接种细胞的孔中设置近添加反应液的试剂空白。

4)1小时后，将每个孔中的100μl的反应液移至96孔检测板，用酶标仪(PlateReader)AF2200(序列号：1307005705，Eppendorf)在535/590nm处测量Ex/Em的荧光强度。细胞增值用细胞生存率(％)＝100×(样品值-试剂空白值)/(对照组值-试剂空白值)计算。

5)吸出24孔内的反应液，换上新鲜培养基，在37℃、5％CO2培养箱中再培养3天，以与上述3)～4)相同的步骤进行评估。

图1示出了相对增值率的比较。

从图中可以看出，与未处理的相比，MC3T3-E1的增值率大幅增加。

因此，发现本发明的产品作为植入材料得到充分的成骨细胞增值促进效果，具有充分的骨细胞传导性。

3-2-2.抗菌性试验

本发明的产品1与聚醚醚酮之间的金黄色葡萄球菌NBRC(S.aureus NBRC)的抗菌活性值如下，根据JIS Z2801进行测量。

在将本发明的产品放入无菌培养皿中后，滴加含有菌株金黄色葡萄球菌NBRC的试验菌溶液，盖上培养皿。然后培养培养皿24小时。接着，使用SCDLP培养基将从本发明的产品中洗出琼脂培养基，在琼脂培养基上培育SCDLP培养基48小时后，回收细菌，测量活细胞数量。

在将聚醚醚酮放入无菌培养皿后，滴加含有菌株金黄色葡萄球菌NBRC的试验菌溶液，盖上培养皿。然后培养培养皿24小时。接着，使用SCDLP培养基将从本发明的产品中洗出琼脂培养基，在琼脂培养基上培育SCDLP培养基48小时后，回收细菌，测量活细胞数量。

作为对照，在将未加工产品放入无菌培养皿中，滴加含有菌株金黄色葡萄球菌NBRC的试验菌溶液，盖上培养皿。然后培养培养皿24小时。接着，使用SCDLP培养基将从本发明的产品中洗出琼脂培养基，在琼脂培养基上培养SCDLP培养基48小时后，回收细菌，测量活细胞数量。

类似地，本发明的产品1与聚醚醚酮之间的E.coli NBRC 3972的抗菌或性质如下进行测量。

本发明的产品与聚醚醚酮之间的金黄色葡萄球菌NBRC的抗菌活性值如下进行测量。

在将本发明的产品放入无菌培养皿后，滴加含有菌株E.coli NBRC 3972的试验菌溶液，盖上培养皿。然后培养培养皿24小时。接着，使用SCDLP培养基将从本发明的产品中洗出琼脂培养基，在琼脂培养基上培养SCDLP培养基48小时后，回收细菌，测量了活细胞数量。

在将聚醚醚酮放入无菌培养皿后，滴加含有菌株E.coli NBRC 3972的试验菌溶液，盖上培养皿。然后培养培养皿24小时，接着使用SCDLP培养基将从本发明的产品中洗出琼脂培养基，在琼脂培养基上培养SCDLP培养基48小时后，回收细菌，测量了活细胞数量。

作为对照，在将未加工产品放入无菌培养皿后，滴加含有菌株E.coli NBRC 3972的试验菌溶液，盖上培养皿。然后培养培养皿24小时。接着，用SCDLP培养基将从本发明的产品中洗出琼脂培养基，在琼脂培养基上培养SCDLP培养基48小时后，回收细菌，测量了活细胞数量。由下式计算本发明的产品与聚醚醚酮之间的E.coli NBRC 3972及金黄色葡萄球菌NBRC的抗菌活性值如表2所示。

表2

从表2的值可知，本发明的产品对E.coli NBRC 3972及金黄色葡萄球菌NBRC中的一个均表现出比聚醚醚酮高的抗菌活性值。

3-2-3.家兔股骨植入物嵌入试验

使用本发明的产品1进行家兔股骨植入物嵌入试验。将经异氟醚吸入麻醉的日本白色家兔(日本SLC有限公司，雄性，体重2.5～3.5kg)的家兔大腿至小腿用理发推子(bariquant)剃毛。用手术刀在膝盖至大腿外侧的皮肤上做一个纵向切口，玻璃大腿外侧的肌间隔到达股骨外侧部。接着，用直径为5mm的钻从股骨髁部外侧制备骨孔。用生理盐水清洗骨孔内部，在本发明的产品中形成沟，将直径5mm×高度15mm的柱状形态作为植入物插入。通过缝合股骨筋膜及皮肤来完成手术。

接着，在嵌入4、8、12周后，通过耳静脉注射1％利多卡因注并对家兔实施安乐死。玻璃大腿至小腿的皮肤，筋，韧带露出骨头，用锯切开股骨近位骨干部，收集股骨。将收集的股骨浸渍于10％福尔马林溶液并固定。

在用福尔马林固定的家兔股骨中，用锯从骨干部仅切下含有植入物的髁部。收集到的大骸骨髁部使用骨树脂包埋试剂盒(富士胶片和光纯药工业有限公司)进行树脂包埋。树脂包埋的股骨髁部用研磨标本用Zegtome(SP1600，徕卡显微系统(LeicaMicrosystems))切片。标本用迈耶氏的苏木精(富士胶片和光纯药工业有限公司)和伊红(70％酒精溶液)(富士胶片和光纯药工业有限公司)进行苏木精-伊红染色，并用光学显微镜进行病理组织学评估。

用于家兔股骨植入物嵌入试验的试验用植入物(本发明的产品及未处理的聚醚醚酮)、股骨植入物嵌入照片、嵌入4周后的照片及CT示于图2。并且，组织病理学检查结果示于图3～图6。

测量本发明的产品及聚醚醚酮的嵌入4周后的骨接触率，分别为68.7％及63.8％，本发明的产品示出了高于聚醚醚酮的骨接触率(图7)。

另外，在嵌入4、8、12周后，如图8所示，本发明的产品1及未处理的聚醚醚酮通过力学测试仪进行冲压试验，分别测量冲压时的最大应力。结果示于图9。

与4周相比，在12周时，本发明的产品及聚醚醚酮的最大冲压应力均变强，在12周时，本发明的产品明显具有比聚醚醚酮更强的最大冲压应力。并且，由于最大冲压应力随时间增加，因此可从病理组织结构预测，通过长期嵌入如8周或12周等，以使键合力更强。

并且，虽然可以确认在聚醚醚酮中导入了磷原子，但是由于物体的结构或特性，存在无法或难以直接特定植入材料的情况。即，导入的磷原子作为磷酸基存在于聚醚醚酮的结构中，虽然预测是在聚醚醚酮的醚氧原子的邻位或间位导入，或在两者中均导入，但是为了确认这种预测，至少通过XPS(光电子能谱)、俄歇能谱法等分析聚合物的最外表面结构，并且需要用于特定其分子结构。但是，仅凭这些分光法并不能完全特定。另外，即使能够达成上述分析，由于需要进一步分析这种分析得到的最外表面结构与生物学特性之间的相关性，直接特定本发明的植入材料的结构或特性是极其困难或不可能的。