対象表面の処理方法
【課題】対象表面に抗菌性を付与できるだけでなく、一旦付与された抗菌性を除去したり、あるいは除去後再度抗菌性を付与することができる対象表面の処理方法を提供する。
【解決手段】対象表面１に無機粒子（シラノール基３を露出するシリカ粒子２）を結合させる工程と、無機粒子に、抗菌性を有するタンパク（プロタミン）又はタンパクから誘導される塩基性ペプチドを結合させる工程と、対象表面１を酸性溶液５により酸性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子から除去する工程とを含む。さらに、タンパク又は塩基性ペプチドを除去した対象表面１を中性又はアルカリ性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子に再度結合させる工程とを含む。
【解決手段】対象表面１に無機粒子（シラノール基３を露出するシリカ粒子２）を結合させる工程と、無機粒子に、抗菌性を有するタンパク（プロタミン）又はタンパクから誘導される塩基性ペプチドを結合させる工程と、対象表面１を酸性溶液５により酸性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子から除去する工程とを含む。さらに、タンパク又は塩基性ペプチドを除去した対象表面１を中性又はアルカリ性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子に再度結合させる工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、セラミックス等の耐熱性を有する対象表面に抗菌性を持たせたり、あるいは抗菌性を有する対象表面の抗菌性を一旦除去し再度抗菌性を持たせるための対象表面の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、歯ブラシのような日用品を代表として、さまざまな物品の表面に抗菌性を付与する技術が開示されている。
【０００３】
ここで、金属、セラミックス等の耐熱性を有する素材は、そのままでは抗菌性を付与することが困難である。そこで、特許文献１（米国公開２００４／７４５６８号公報）は、まず対象表面（チタン、チタン合金等）にアンカーモジュールを固定し、さらに、このアンカーモジュールを介して、バンコマイシン等の抗生物質を結合させる技術を開示する。
【０００４】
このようにすれば、通常では抗菌性を付与しにくい対象表面に、抗菌性を付与することは可能であろう。
【０００５】
ところが、従来技術では、いずれも抗菌性を付与することのみに終始しており、一旦付与した抗菌性を取り除いたり、再度付与し直して抗菌作用を再度活性化するための技術は知られていない。このように、一旦抗菌性を取り除いたり、再付与することは、例えば、歯科インプラントに使用される金属部品をメンテナンスする場合や、使用によりやや古くなり抗菌性が弱くなった台所用品、流し台の部品、あるいは冷蔵庫の内面等の技術分野では、高い有用性が見込まれるが、現状では未だ対応ができていない。
【特許文献１】米国公開２００４／７４５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、対象表面に抗菌性を付与できるだけでなく、一旦付与された抗菌性を除去したり、あるいは除去後再度抗菌性を付与することができる対象表面の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る対象表面の抗菌処理方法は、対象表面に無機粒子を結合させる工程と、無機粒子に、抗菌性を有するタンパク又はタンパクから誘導される塩基性ペプチドを結合させる工程と、対象表面を酸性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子から除去する工程とを含む。
【０００８】
第２の発明に係る対象表面の抗菌処理方法では、第１の発明に加え、タンパク又は塩基性ペプチドを除去した対象表面を中性又はアルカリ性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子に結合させる工程とをさらに含む。
【０００９】
第３の発明に係る対象表面の抗菌処理方法では、第１の発明に加え、無機粒子は、シラノール基が露出するシリカ粒子である。
【００１０】
第４の発明に係る対象表面の抗菌処理方法では、第１の発明に加え、タンパクは、魚類の白子由来のタンパクである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、対象表面に抗菌性を付与するだけでなく、一旦付与された抗菌性を除去したり、除去後再度抗菌性を付与することができる。その結果、歯科インプラント用の金属部品、台所用品、流し台の部品、あるいは冷蔵庫の内面等の技術分野において、高い有用性を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
本形態では、無機粒子は、シラノール基が露出するシリカ粒子とし、タンパクは、サケの白子由来のプロタミンを主とするが、プルタミンに属するサルミン及びクルペインも同様に使用できるし、作用効果も同等である。
【００１４】
対象表面は、歯科領域で良く使用されるチタン表面とするが、他の金属あるいはセラミックスにおいても、同様に適用できる。対象表面は、シラコート処理されるものであるが、２０〜３０℃程度の低温で処理できる場合には、金属あるいはセラミックスでなくとも、樹脂等の比較的熱に弱い材料も対象とすることができる。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、無加工状態を示す。無加工のチタン表面に欠陥があると、欠陥部分が鋭利にえぐれているのが観察できる。
【００１６】
図２は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、シリカ粒子蒸着加工後の状態を示す。図１の状態から、シリカ粒子を対象表面に蒸着加工により固定する。なお、シリカ粒子を対象表面に固定できさえすれば、蒸着加工ではない他の常法を使用しても良い。例えば、サンドブラスト法によりシリカ粒子を対象表面に固定しても良い。このようにすると、蒸着加工によるよりも多少効率が低下するが、操作がより簡便となるという利点がある。
【００１７】
図１と比べると明らかなように、対象表面には全体的に細かなシリカ粒子が付着している状態が観察できる。一方、図１と同様に、欠陥部分は鋭利にえぐれている点が観察できる。
【００１８】
図３は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、プロタミン付加後の状態を示す。プロタミンは、シリカ粒子のシラノール基と結合し、シリカ粒子が塩基性ペプチドに包囲されることになるため、欠陥部分の鋭利さがほとんどなくなっている点が観察できる。
【００１９】
図４は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、プロタミン除去後の状態を示す。図３の状態から、次亜塩素酸溶液を付着させる処理を行うと、塩基性ペプチドが溶解し除去される。その結果、シリカ粒子は塩基性ペプチドに包囲される前の状態に戻り、欠陥部分の輪郭が再度鋭利になっている点が観察できる。言い換えれば、この処理により、付与されていた対象表面の抗菌性が除去されたことが分かる。
【００２０】
図５は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、プロタミン再付加後の状態を示す。図４の状態では、対象表面に結合するシリカ粒子は、図２の状態に戻ったことになり、シリカ粒子は、対象表面に結合したまま除去されない状態にある。
【００２１】
そして、適当な処理液を使用して、対象表面を中性あるいはアルカリ性の環境とした上で、再度プロタミンを付加すると、図５の状態となる。図５を図２と比べると共通性が理解されよう。即ち、塩基性ペプチドによりシリカ粒子が再び包囲され、欠陥部分の鋭利さが図２と同様になくなっている。
【００２２】
以上の実験例により、本願発明が実施可能であることが理解されよう。ここで、歯科領域における本発明の意義を考慮すると、次のようになる。即ち、半埋め込み式医療材料、歯科金属は一度設置した場合除去は容易ではない。素材そのものに抗菌性を与えた場合、抗菌剤によるアレルギーの疑いにより再手術して除去せざるをえないが、本法によれば表面の抗菌成分を一度除去して確認した後、問題なければ再度抗菌性を与えることができ、実益大である。
【００２３】
以下、図６を参照しながら、本形態の対象表面の処理方法の各工程を説明する。
【００２４】
まず図６（ａ）に示すように、対象表面１を中性又はアルカリ性の状態として、外部に露呈させる。
【００２５】
次に、対象表面１にシラコート処理を施し、シリカ粒子３を対象表面１に固定する。また、各シリカ粒子１の表面には、シラノール基３が現れる。
【００２６】
図６（ｂ）の状態となったら、対象表面１にプロタミン４を塗布すると、図６（ｃ）に示すように、シラノール基４にプロタミン４が結合し、シリカ粒子２は、プロタミン４に包囲させる。この後、口腔内等に対象表面１を有する部材を入れて使用しても、通常の状態では、プロタミン４は、シラノール基３と結合したままの状態を継続し、プロタミン４による抗菌作用が継続的に奏される。
【００２７】
次に、長期使用により、対象表面１を有する部材のメンテナンスが必要となる場合のように、対象表面１を再処理すべき事態となったならば、対象表面１を有する部材を口腔から取り出し、酸性溶液５に漬ける。そのようにすると、図６（ｄ）に示す状態となる。酸性溶液５としては、上述したリン酸溶液のように強酸のものが好ましく用いられる。
【００２８】
酸性環境では、塩基性ペプチドが溶解し除去されることになるから、古いプロタミン４はシラノール基３と結合しない状態となり、図６（ｅ）に示すように、洗い流される。
【００２９】
その後、図６（ｆ）に示すように、対象表面１を中性又はアルカリ性の状態として、再度プロタミン４を塗布すれば、新しいプロタミン４がシラノール基３と結合し、抗菌作用を再度活性化することができる。
【００３０】
本発明者が、ＪＩＳ Ｚ２８０１に定義された抗菌性試験を実施したところ、本願発明による抗菌処理方法は、少なくとも大腸菌、ブドウ球菌及びカンジタ菌に対して有効であることが確認された。また、本願発明の抗菌処理方法は、歯科領域に限らず、広く一般の医療領域にも同様に適用できる。例えば、手術あるいは処置により、体内に存置させる部材等（骨盤に打ち込まれて支点として利用される部材、義足の固定具等）にも適用できる。従来、このような部材は、体内に存知させると、感染症の温床となる危険性があったが、本願発明の抗菌処理方法を適用すると、かかる懸念を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（無加工状態）
【図２】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（シリカ粒子蒸着加工後）
【図３】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（プロタミン付加後）
【図４】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（プロタミン除去後）
【図５】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（プロタミン再付加後）
【図６】（ａ）〜（ｆ）本発明の一実施の形態における対象表面の処理方法の各工程を示す模式図
【符号の説明】
【００３２】
１ 対象表面
２ シリカ粒子
３ シラノール基
４ プロタミン
５ 酸性溶液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属、セラミックス等の耐熱性を有する対象表面に抗菌性を持たせたり、あるいは抗菌性を有する対象表面の抗菌性を一旦除去し再度抗菌性を持たせるための対象表面の処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、歯ブラシのような日用品を代表として、さまざまな物品の表面に抗菌性を付与する技術が開示されている。
【０００３】
ここで、金属、セラミックス等の耐熱性を有する素材は、そのままでは抗菌性を付与することが困難である。そこで、特許文献１（米国公開２００４／７４５６８号公報）は、まず対象表面（チタン、チタン合金等）にアンカーモジュールを固定し、さらに、このアンカーモジュールを介して、バンコマイシン等の抗生物質を結合させる技術を開示する。
【０００４】
このようにすれば、通常では抗菌性を付与しにくい対象表面に、抗菌性を付与することは可能であろう。
【０００５】
ところが、従来技術では、いずれも抗菌性を付与することのみに終始しており、一旦付与した抗菌性を取り除いたり、再度付与し直して抗菌作用を再度活性化するための技術は知られていない。このように、一旦抗菌性を取り除いたり、再付与することは、例えば、歯科インプラントに使用される金属部品をメンテナンスする場合や、使用によりやや古くなり抗菌性が弱くなった台所用品、流し台の部品、あるいは冷蔵庫の内面等の技術分野では、高い有用性が見込まれるが、現状では未だ対応ができていない。
【特許文献１】米国公開２００４／７４５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、対象表面に抗菌性を付与できるだけでなく、一旦付与された抗菌性を除去したり、あるいは除去後再度抗菌性を付与することができる対象表面の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る対象表面の抗菌処理方法は、対象表面に無機粒子を結合させる工程と、無機粒子に、抗菌性を有するタンパク又はタンパクから誘導される塩基性ペプチドを結合させる工程と、対象表面を酸性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子から除去する工程とを含む。
【０００８】
第２の発明に係る対象表面の抗菌処理方法では、第１の発明に加え、タンパク又は塩基性ペプチドを除去した対象表面を中性又はアルカリ性環境とし、タンパク又は塩基性ペプチドを無機粒子に結合させる工程とをさらに含む。
【０００９】
第３の発明に係る対象表面の抗菌処理方法では、第１の発明に加え、無機粒子は、シラノール基が露出するシリカ粒子である。
【００１０】
第４の発明に係る対象表面の抗菌処理方法では、第１の発明に加え、タンパクは、魚類の白子由来のタンパクである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、対象表面に抗菌性を付与するだけでなく、一旦付与された抗菌性を除去したり、除去後再度抗菌性を付与することができる。その結果、歯科インプラント用の金属部品、台所用品、流し台の部品、あるいは冷蔵庫の内面等の技術分野において、高い有用性を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
本形態では、無機粒子は、シラノール基が露出するシリカ粒子とし、タンパクは、サケの白子由来のプロタミンを主とするが、プルタミンに属するサルミン及びクルペインも同様に使用できるし、作用効果も同等である。
【００１４】
対象表面は、歯科領域で良く使用されるチタン表面とするが、他の金属あるいはセラミックスにおいても、同様に適用できる。対象表面は、シラコート処理されるものであるが、２０〜３０℃程度の低温で処理できる場合には、金属あるいはセラミックスでなくとも、樹脂等の比較的熱に弱い材料も対象とすることができる。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、無加工状態を示す。無加工のチタン表面に欠陥があると、欠陥部分が鋭利にえぐれているのが観察できる。
【００１６】
図２は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、シリカ粒子蒸着加工後の状態を示す。図１の状態から、シリカ粒子を対象表面に蒸着加工により固定する。なお、シリカ粒子を対象表面に固定できさえすれば、蒸着加工ではない他の常法を使用しても良い。例えば、サンドブラスト法によりシリカ粒子を対象表面に固定しても良い。このようにすると、蒸着加工によるよりも多少効率が低下するが、操作がより簡便となるという利点がある。
【００１７】
図１と比べると明らかなように、対象表面には全体的に細かなシリカ粒子が付着している状態が観察できる。一方、図１と同様に、欠陥部分は鋭利にえぐれている点が観察できる。
【００１８】
図３は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、プロタミン付加後の状態を示す。プロタミンは、シリカ粒子のシラノール基と結合し、シリカ粒子が塩基性ペプチドに包囲されることになるため、欠陥部分の鋭利さがほとんどなくなっている点が観察できる。
【００１９】
図４は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、プロタミン除去後の状態を示す。図３の状態から、次亜塩素酸溶液を付着させる処理を行うと、塩基性ペプチドが溶解し除去される。その結果、シリカ粒子は塩基性ペプチドに包囲される前の状態に戻り、欠陥部分の輪郭が再度鋭利になっている点が観察できる。言い換えれば、この処理により、付与されていた対象表面の抗菌性が除去されたことが分かる。
【００２０】
図５は、本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真であり、プロタミン再付加後の状態を示す。図４の状態では、対象表面に結合するシリカ粒子は、図２の状態に戻ったことになり、シリカ粒子は、対象表面に結合したまま除去されない状態にある。
【００２１】
そして、適当な処理液を使用して、対象表面を中性あるいはアルカリ性の環境とした上で、再度プロタミンを付加すると、図５の状態となる。図５を図２と比べると共通性が理解されよう。即ち、塩基性ペプチドによりシリカ粒子が再び包囲され、欠陥部分の鋭利さが図２と同様になくなっている。
【００２２】
以上の実験例により、本願発明が実施可能であることが理解されよう。ここで、歯科領域における本発明の意義を考慮すると、次のようになる。即ち、半埋め込み式医療材料、歯科金属は一度設置した場合除去は容易ではない。素材そのものに抗菌性を与えた場合、抗菌剤によるアレルギーの疑いにより再手術して除去せざるをえないが、本法によれば表面の抗菌成分を一度除去して確認した後、問題なければ再度抗菌性を与えることができ、実益大である。
【００２３】
以下、図６を参照しながら、本形態の対象表面の処理方法の各工程を説明する。
【００２４】
まず図６（ａ）に示すように、対象表面１を中性又はアルカリ性の状態として、外部に露呈させる。
【００２５】
次に、対象表面１にシラコート処理を施し、シリカ粒子３を対象表面１に固定する。また、各シリカ粒子１の表面には、シラノール基３が現れる。
【００２６】
図６（ｂ）の状態となったら、対象表面１にプロタミン４を塗布すると、図６（ｃ）に示すように、シラノール基４にプロタミン４が結合し、シリカ粒子２は、プロタミン４に包囲させる。この後、口腔内等に対象表面１を有する部材を入れて使用しても、通常の状態では、プロタミン４は、シラノール基３と結合したままの状態を継続し、プロタミン４による抗菌作用が継続的に奏される。
【００２７】
次に、長期使用により、対象表面１を有する部材のメンテナンスが必要となる場合のように、対象表面１を再処理すべき事態となったならば、対象表面１を有する部材を口腔から取り出し、酸性溶液５に漬ける。そのようにすると、図６（ｄ）に示す状態となる。酸性溶液５としては、上述したリン酸溶液のように強酸のものが好ましく用いられる。
【００２８】
酸性環境では、塩基性ペプチドが溶解し除去されることになるから、古いプロタミン４はシラノール基３と結合しない状態となり、図６（ｅ）に示すように、洗い流される。
【００２９】
その後、図６（ｆ）に示すように、対象表面１を中性又はアルカリ性の状態として、再度プロタミン４を塗布すれば、新しいプロタミン４がシラノール基３と結合し、抗菌作用を再度活性化することができる。
【００３０】
本発明者が、ＪＩＳ Ｚ２８０１に定義された抗菌性試験を実施したところ、本願発明による抗菌処理方法は、少なくとも大腸菌、ブドウ球菌及びカンジタ菌に対して有効であることが確認された。また、本願発明の抗菌処理方法は、歯科領域に限らず、広く一般の医療領域にも同様に適用できる。例えば、手術あるいは処置により、体内に存置させる部材等（骨盤に打ち込まれて支点として利用される部材、義足の固定具等）にも適用できる。従来、このような部材は、体内に存知させると、感染症の温床となる危険性があったが、本願発明の抗菌処理方法を適用すると、かかる懸念を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（無加工状態）
【図２】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（シリカ粒子蒸着加工後）
【図３】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（プロタミン付加後）
【図４】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（プロタミン除去後）
【図５】本発明の一実施の形態における対象表面の拡大写真（プロタミン再付加後）
【図６】（ａ）〜（ｆ）本発明の一実施の形態における対象表面の処理方法の各工程を示す模式図
【符号の説明】
【００３２】
１ 対象表面
２ シリカ粒子
３ シラノール基
４ プロタミン
５ 酸性溶液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象表面に無機粒子を結合させる工程と、
前記無機粒子に、抗菌性を有するタンパク又は前記タンパクから誘導される塩基性ペプチドを結合させる工程と、
前記対象表面を酸性環境とし、前記タンパク又は前記塩基性ペプチドを前記無機粒子から除去する工程とを含む対象表面の抗菌処理方法。
【請求項２】
前記タンパク又は前記塩基性ペプチドを除去した前記対象表面を中性又はアルカリ性環境とし、前記タンパク又は前記塩基性ペプチドを前記無機粒子に結合させる工程とをさらに含む請求項１記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項３】
前記無機粒子は、シラノール基が露出するシリカ粒子である請求項１又は２記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項４】
前記タンパクは、魚類の白子由来のタンパクである請求項１から３のいずれかに記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項５】
前記無機粒子を結合させる工程は、蒸着加工により実施される請求項１又は２記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項６】
前記無機粒子を結合させる工程は、サンドブラスト法により実施される請求項１又は２記載の対象表面の処理方法。
【請求項１】
対象表面に無機粒子を結合させる工程と、
前記無機粒子に、抗菌性を有するタンパク又は前記タンパクから誘導される塩基性ペプチドを結合させる工程と、
前記対象表面を酸性環境とし、前記タンパク又は前記塩基性ペプチドを前記無機粒子から除去する工程とを含む対象表面の抗菌処理方法。
【請求項２】
前記タンパク又は前記塩基性ペプチドを除去した前記対象表面を中性又はアルカリ性環境とし、前記タンパク又は前記塩基性ペプチドを前記無機粒子に結合させる工程とをさらに含む請求項１記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項３】
前記無機粒子は、シラノール基が露出するシリカ粒子である請求項１又は２記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項４】
前記タンパクは、魚類の白子由来のタンパクである請求項１から３のいずれかに記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項５】
前記無機粒子を結合させる工程は、蒸着加工により実施される請求項１又は２記載の対象表面の抗菌処理方法。
【請求項６】
前記無機粒子を結合させる工程は、サンドブラスト法により実施される請求項１又は２記載の対象表面の処理方法。
【図６】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１００２６３（Ｐ２０１３−１００２６３Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２１１５９（Ｐ２０１２−２２１１５９）
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【出願人】（５０７２７８７４２）医療法人メディカル・ライフクォリティ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【出願人】（５０７２７８７４２）医療法人メディカル・ライフクォリティ (1)
【Ｆターム（参考）】
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