イオンビーム照射ePTFEの生体適合性

Biocompatibility of ePTFE Modified by Ion Beam Irradiation

　Ⅰ．はじめに

クロイツフェルト・ヤコブ病（Creutzfelt-Jakob disease : CJD）感染の危険性のため凍結乾燥ヒト硬膜が使用中止となって以来，代用硬膜としてexpanded polytetrafluoroethylene（ePTFE）が広く使用されている¹⁸⁾．ePTFEはpolytetrafluoroethylene（PTFE）を延伸加工したもので，生体内で化学的に非常に安定しており，組織との反応性がきわめて低い．そのため，人工血管^5,11)，人工心膜¹⁾，人工腹膜⁷⁾，歯周組織再生誘導法における遮蔽膜⁴⁾等，生体材料として広く使用されている．しかし人工硬膜として使用した場合，生体反応性の低さは，長所であるとともに，ePTFEと周辺組織の間や縫合時の針穴から髄液漏が生じるという欠点となる．このような髄液漏を防止するため，縫合糸や縫合方法が工夫されフィブリン糊が使用されている^3,8,9,17)が，確実に予防することは難しい．

　筆者らは，高分子材料にイオンビームを照射することによって，高分子表面を改質し，抗血栓性，細胞接着性などの性質を付与することができること，そして生体材料への応用が可能であることを報告してきた^12-15)．また，イオンビーム照射したePTFEを用いたウサギ硬膜を修復したin vivo試験でも良好な結果を得ている¹⁶⁾．

　今回，ePTFE表面に対する線維芽細胞およびフィブリン糊の接着性がイオンビーム照射によってどのように変化するか，イオンの種類と照射量を変化させてin vitro studyを行ったので報告する．

　Expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) is a stable polymer and widely used as a prosthesis because of its chemical inertness. However,ePTFE as an artificial dura mater is often associated with postoperative leakage of the cerebrospinal fluid (CSF) due to its very low adhesiveness to fibrin glue and surrounding tissue. To overcome this shortcoming the authors examined the effects of ion beam irradiation to ePTFE surface. The surfaces of ePTFE were irradiated with 150keV－ He^＋,Ne^＋,Ar^＋ and Kr^＋ ions with fluences of 1×10¹⁴,5×10¹⁴ and 1×10¹⁵ ions/cm². L929 fibroblasts were cultured for 24 hours on ePTFE sheets that had both ion beam irradiated and un-irradiated regions. It was confirmed that fibroblasts still adhered to the ion beam irradiated area. This phenomenon was observed under different conditions of ion beam irradiation. Adhesive strength of fibrin glue to ion beam irradiated ePTFE was evaluated by tensile strength and burst pressure test using ePTFE patch. Both tensile strength and burst pressure were remarkably enhanced by ion beam irradiation. SEM study indicated that fibrin glue infiltrated and anchored into the gaps induced by the ion beam irradiation. Thus ion beam irradiation improved biocompatibility of the surface of ePTFE.