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医療材料・医療機器―その安全性と生体適合性への取り組み―

(2003年『医療材料・医療機器の安全性と生体適合性』普及版)

商品コード: B0882

  • 監修: 土屋利江
  • 発行日: 2009年7月
  • 価格(税込): 3,888 円
  • 体裁: A5判,258ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0102-0
こちらの書籍については、お問い合わせください。

刊行にあたって

 平成17年度,大幅な薬事法の改正が施行される。これは,医療材料・機器に係わる安全対策の抜本的見直しに伴うもので,人体へのリスクに応じた安全対策を講じるための医療材料・機器のクラス分類を行うとともに,低リスク医療機器に係わる第三者認証制度や,高リスク医療機器に係わる販売許可制度が導入される。
 組織工学医療用具は,細胞組織医療機器として分類され,また生物由来の医療機器・医薬品は,ヒトや動物由来の原料を用いた製品によるエイズやヤコブ病感染問題の反省を受けて,生物由来製品というカテゴリーを新設し,感染防止対策を柱とした改正となる。
 細胞組織医療機器のみならず,新医療材料・機器も健全に発展する上で安全性・有効性評価に関わる基盤的技術の確立や,試験法・ガイドライン等の徹底は特に必要であり,企業サイドや大学研究者サイドからもそれを要望する声が大きい。
 本書は,これらを踏まえた上で,安全で有効な医療材料・機器をできるだけ低コストで普及させるための第一歩として,医療材料・機器の生物学的・力学的試験法や生体適合性,安全性,品質評価技術,ガイドラインの具体的内容をまとめ,無駄な試験や誤った解釈を減らすことを目的として企画したものである。
 国立医薬品食品衛生研究所および産・官・学の研究者が執筆した。本書が活用され,低価格でより安全,より有効性の高い医療材料・機器がぞくぞくと開発され,国民が一刻も早くその恩恵を享受できることが本書の願いである。

2003年11月  国立医薬品食品衛生研究所 土屋利江

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2003年に『医療材料・医療機器の安全性と生体適合性』として刊行されました。普及版の刊行にあたり,内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりません。
 そのため,2003年までの研究成果をまとめた1冊であることをご了承ください。

2009年7月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

土屋利江   国立医薬品食品衛生研究所 療品部長
五十嵐良明  国立医薬品食品衛生研究所 療品部 主任研究官
         (現)国立医薬品食品衛生研究所 環境衛生化学部 室長矢上 健   国立医薬品食品衛生研究所 療品部 主任研究官
松岡厚子   (現)国立医薬品食品衛生研究所 療品部 第三室 室長
豊田和弘   日本たばこ産業(株) たばこ事業本部 研究開発統括部 製品保証グループ 主任研究員
         (現)(財)食品農医薬品安全性評価センター 病理部 部長
今安正樹   (現)(株)メニコン 総合研究所 主席研究員
蓜島由二   (現)国立医薬品食品衛生研究所 療品部 第一室長
齊藤 昇   (現)テルモ(株) 研究開発センター 主任研究員
坂口圭介   (現)テルモ(株) 評価センター 次席研究員
池内 健   京都大学 再生医科学研究所 生体機械工学分野 教授
富田直秀   (現)京都大学 工学研究科 機械理工学専攻 教授
高久田和夫  東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 教授
馬渕清資   (現)北里大学 医療衛生学部 教授
丸山典夫   (現)(独)物質・材料研究機構 生体材料センター 主幹研究員
太田 信   ジュネーブ大学病院 神経放射線科;京都大学 再生医科学研究所 シミュレーション医工学分野
         (現)東北大学 流体科学研究所 生体流動研究分野 准教授
半田 明   ジュネーブ大学病院 神経放射線科
Daniel A.Rufenacht  ジュネーブ大学病院 神経放射線科 教授
堤 定美   京都大学 再生医科学研究所 シミュレーション医工学分野 教授
         (現)日本大学 歯学部 特任教授
小林郁夫   (現)東京工業大学 大学院理工学研究科 材料工学専攻 准教授
村上輝夫   (現)九州大学 大学院工学研究院 機械工学部門 教授
北村昌也   (現)キタ・クリニック 院長
冨澤康子   (現)東京女子医科大学 心臓血管外科
山中昭夫   神戸海星病院 理事長・病院長
         (現)眼科 やまなか医院 院長
岩﨑 隆   (現)岩﨑眼科 院長
澤  充   日本大学 医学部 視覚科学系眼科学分野 教授
吉川公彦   奈良県立医科大学 放射線科 教授
打田日出夫  総合大雄会病院 IVRセンター 所長
鈴木昌彦   (現)千葉大学 大学院医学研究院 整形外科学 講師
原田義忠   (現)千葉県済生会習志野病院 千葉関節外科センター 副院長;センター長
井上 肇   (現)聖マリアンナ医科大学 医学部 形成外科学教室 准教授
脇谷滋之   (現)大阪市立大学 大学院医学研究科 整形外科 准教授
吉川隆章   (現)医療法人康仁会西の京病院 整形外科 医長
篠崎尚史   (現)東京歯科大学市川総合病院 角膜センター センター長
姜 有峯   京都大学 再生医科学研究所 シミュレーション医工学分野
         (現)日本大学 歯学部 研究員
鄭 徳泳   (現)Senior Industrial Supporting Center Technical&Industrial SupportTeam 責任研究者
増田茂樹   (現)(株)カネカ 医療器事業部
森田有亮   (現)同志社大学 生命医科学部 医工学科 准教授
中岡竜介   (現)国立医薬品食品衛生研究所 療品部 第4室長
伊佐間和郎  国立医薬品食品衛生研究所 療品部 主任研究官
中澤裕之   (現)星薬科大学 薬品分析化学教室 教授
本郷敏雄   (現)東京医科歯科大学 大学院医歯学総合研究科 准教授
宮﨑 隆   (現)昭和大学 歯学部 歯科理工学教室 教授
佐藤温重   (現)東京医科歯科大学 名誉教授
佐藤道夫   (現)国立医薬品食品衛生研究所 療品部 埋植医療機器評価室 室長

執筆者の所属表記は、注記以外は2003年当時のものを使用しております。

目次

第1章 医療材料の生物学的試験
1. マウス感作性試験
1.1 はじめに
1.2 動物
1.3 試験物質の調製
1.4 溶媒
1.5 対照物質
1.6 試験手順
1.7 リンパ節の確認と摘出法
1.8 判定基準
1.9 感作性強度の比較
1.10 新たな取り組み

2. 天然ゴム製品のアレルゲン性試験
2.1 はじめに
2.2 ラテックスアレルゲン
2.3 天然ゴム製品のアレルゲン性評価試験
2.3.1 天然ゴム製品から溶出する総蛋白質の定量試験
2.3.2 天然ゴム製品から溶出するアレルゲンの定量試験
2.4 試験結果の解釈と製品の安全性管理

3. 抗原性試験
3.1 はじめに
3.2 抗原の種類と試験
3.3 抗原性試験法の手順
3.3.1 ASA試験
3.3.2 PCA試験
3.3.3 間接赤血球凝集試験
3.3.4 マウスIgE試験
3.3.5 膝窩リンパ節検査

4. 遺伝毒性試験
4.1 はじめに
4.2 遺伝毒性試験の種類
4.3 医用材料を対象とした遺伝毒性試験の特殊性
4.3.1 試験用試料の試験系への適用
4.3.2 試験試料の滅菌
4.4 試験結果の評価
4.5 試験の実際
4.5.1 モデル材料
4.5.2 染色体異常試験
4.5.3 抽出液および抽出物中のMDAおよびPTMG1000の分析
4.5.4 結果および考察
4.6 おわりに

5. 短期筋肉内埋植試験
5.1 評価の基本的考え方
5.2 埋植試料周囲の組織反応
5.3 「炎症領域の幅」の計測
5.4 組織反応の大きさと転帰
5.5 評価の実際
5.6 他の埋植部位や動物種、埋植期間の採用

6. 眼刺激試験・コンタクトレンズ装用試験
6.1 はじめに
6.2 眼刺激試験について
6.3 コンタクトレンズ装用試験について
6.4 おわりに

7. 発熱性物質試験
7.1 はじめに
7.2 発熱のメカニズム
7.3 発熱性物質の分類
7.4 試料の調製
7.5 ヒト細胞を利用した評価法
7.6 おわりに

8. エンドトキシン試験
8.1 はじめに
8.2 測定法の種類と選択
8.3 分析精度とバリデーション
8.4 試料調製法
8.4.1 エンドトキシンの溶解
8.4.2 抽出および前処理
8.5 測定に関する注意
8.6 エンドトキシン規格値の設定
8.7 おわりに

9. 血液適合性試験
9.1 血液適合性試験の目的と試験ガイドライン
9.2 医療機器ごとに求められる血液適合性とその試験方針について
9.3 評価方法について
9.3.1 溶血性
9.3.2 血栓性評価
9.3.3 血液凝固系への影響
9.3.4 血液学的評価
9.3.5 補体
9.4 具体的評価例

第2章 医療機器の力学的試験
1. 人工関節用ポリエチレンの摩耗試験
1.1 はじめに
1.2 ポリエチレンの摩耗試験法
1.3 人工股関節材料の摩耗試験法
1.4 人工膝関節用材料の摩耗試験法
1.5 摩耗試験の意義とあるべき姿

2. セラミック/セラミック人工股関節用材料の摩耗試験
2.1 はじめに
2.2 高度に適合した摺動面間の摩耗試験
2.3 応力集中下における摩耗試験
2.4 おわりに

3. 生体材料評価の臨床・力学的要件
3.1 荷重支持用生体材料の強度設計
3.1.1 生体力学的要件
3.1.2 手術的要件
3.1.3 社会的要件(安全性)
3.2 荷重支持組織用生体材料の評価試験
3.2.1 生体力学的要件を考慮した試験
3.2.2 手術的要件を考慮した評価試験
3.2.3 社会的要件(安全性)を考慮した評価試験
3.3 おわりに

4. 整形インプラントの耐久性試験
4.1 整形インプラントの耐久性の考え方
4.2 整形インプラントの耐久性を規定する因子
4.3 整形インプラントの耐久性試験
4.3.1 材料試験
4.3.2 材料試験的な製品試験
4.3.3 製品試験
4.3.4 非破壊検査

5. 接触圧力分布を指標とした人工関節固定法の評価
5.1 人工関節の固定法
5.2 人工関節の固定法を評価する尺度
5.3 接触応力分布の測定

6. 金属系整形インプラント材料の腐食疲労およびフレッティング腐食疲労試験
6.1 はじめに
6.2 金属材料の疲労
6.3 金属材料のフレッティング疲労
6.4 疲労強度およびフレッティング疲労に及ぼす腐食の影響
6.5 疲労およびフレッティング疲労寿命の表示法
6.6 生体環境下における腐食疲労およびフレッティング腐食疲労試験法
6.7 生体用金属材料のデータ例

7. 脳動脈瘤ステントの力学的試験
7.1 脳動脈瘤の特徴
7.2 ステントの目的と種類
7.3 国際(欧州)規格ISO14229
7.4 半径方向の剛性の測定法
7.5 長軸方向の曲げ剛性
7.6 トラッカビリティ
7.7 パフォーマビリティ
7.8 疲労試験
7.9 コンピュータによるシミュレーション
7.10 おわりに

8. 形状記憶合金医療機器の力学的試験
8.1 医療機器としての形状記憶合金
8.2 形状記憶合金医療機器に求められる性質―形状記憶合金の力学的性質
8.3 Ti-Ni合金の疲労特性
8.4 Ti-Ni製ステントの力学的安全性評価試験について
8.5 ステントに求められる性質と承認基準―今後の課題

9. 医療材料の摩耗試験における擬似体液の影響
9.1 医療材料における摩耗の問題
9.2 人工関節の摩耗評価に対するトライボロジーの視点
9.3 人工関節における摩耗機構と擬似関節液の役割
9.4 摩耗試験機・試験法の現状と問題点
9.4.1 ピンオンプレート往復動摩擦試験
9.4.2 リングオンディスク摩耗試験法
9.4.3 人工関節材料のピンオンディスク法による摩耗試験方法
9.5 人工関節材料の摩耗試験における模擬関節液の影響

第3章 医療機器の生体適合性
1. 埋植心臓弁

2. 人工血管
2.1 はじめに
2.2 人工血管の治癒
2.3 人工血管の使用部位による特徴
2.4 人工血管の材料の特徴
2.5 評価
2.5.1 in vitro試験
2.5.2 in vivo試験

3. 眼内レンズ
3.1 はじめに
3.2 医用材料の基本的条件
3.3 IOLに関する日本の規格と国際規格
3.4 眼内レンズインプラントデーターシステム委員会活動によるIOLの調査結果
3.5 考察と結論

4. コンタクトレンズ
4.1 はじめに
4.2 医学的側面の概略
4.3 光学的特性
4.4 CLの特殊性について
4.5 コンタクトレンズ製品・材料の規格および試験方法
4.6 ガイドライン

5. ステント
5.1 はじめに
5.2 ステントの種類と特徴
5.2.1 ステントの素材
5.2.2 ステントの種類
5.2.3 ステントの特徴
5.3 ステント留置後の生体での反応
5.3.1 実験的検討
5.3.2 ヒト冠動脈
5.3.3 再狭窄例
5.4 ステントの生体適合性の評価
5.4.1 物理・化学的試験
5.4.2 生物学的安全性試験
5.5 生体適合性ステントの開発
5.5.1 抗血栓性
5.5.2 コーティング
5.5.3 薬剤徐放性ステント
5.5.4 生体吸収性ステント
5.5.5 放射化ステント
5.6 おわりに

6. 人工関節
6.1 はじめに
6.2 歴史
6.3 股関節
6.4 膝関節
6.5 おわりに

7. 骨セメント
7.1 はじめに
7.2 骨セメントの生体への影響
7.3 症例供覧
7.4 予防法と対策

第4章 細胞組織医療機器の品質評価技術
1. バイオ皮膚
1.1 はじめに
1.2 再生医療としての培養表皮
1.3 培養表皮作製の実際
1.4 培養表皮作製に関わる安全性
1.5 培養表皮の品質管理

2. バイオ軟骨―臨床的な有効性の評価―
2.1 関節軟骨の機能、修復能力
2.2 関節軟骨修復法
2.3 関節軟骨欠損修復の評価法
2.3.1 臨床評価
2.3.2 形態的修復
2.3.3 組織学的修復
2.3.4 修復組織の機能評価
2.3.5 MRI
2.4 実際の評価法

3. バイオ骨
3.1 はじめに
3.2 骨髄間葉系細胞による骨および皮膚の再生治療
3.2.1 骨髄間葉系細胞/多孔質セラミック移植による骨再生
3.2.2 骨髄間葉系細胞/コラーゲンスポンジ移植による骨再生治療
3.2.3 骨髄間葉系細胞/人工骨頭移植による骨再生治療
3.2.4 骨髄間葉系細胞/人工真皮移植による皮膚再生治療
3.3 培養骨移植による骨再生
3.3.1 培養骨/多孔質セラミック移植による骨再生治療
3.3.2 培養骨/コラーゲンスポンジ(培養人工骨膜)移植による骨再生治療
3.3.3 培養骨/人工関節移植による骨再生治療
3.4 自家骨髄間葉系細胞による組織再生治療の品質管理と安全性について

4. バイオ角膜
4.1 はじめに
4.2 角膜疾患と角膜移植
4.2.1 全層角膜移植
4.2.2 表層角膜移植
4.2.3 角膜輪部移植術
4.3 バイオ角膜の種類と適応
4.3.1 培養角膜上皮シート
4.3.2 羊膜シート
4.3.3 バイオポリマー人工角膜
4.3.4 角膜内皮シート
4.3.5 角膜内皮細胞移植
4.3.6 ポリマー人工角膜
4.4 バイオ角膜の製造法と安全法
4.5 バイオ角膜の有効性評価

5. 微小生体組織の体積弾性率のin situ測定法
5.1 はじめに
5.2 測定原理
5.3 測定方法
5.3.1 測定装置
5.3.2 較正曲線の作成
5.4 測定例
5.4.1 シリコーンゴム
5.4.2 ヒト軟骨細胞
5.5 おわりに

6. バイオ軟骨の力学・電気的試験
6.1 はじめに
6.2 力学的試験
6.3 電気的試験
6.4 臨床
6.5 固定のための強度
6.6 おわりに

7. 潤滑機能を有する再生軟骨
7.1 はじめに
7.2 再生軟骨試験片の作製
7.3 摩擦試験
7.4 再生軟骨の潤滑機構
7.5 おわりに

第5章 細胞機能を指標とした医療材料の安全性と生体適合性
1. 微粒子状物質の安全性
1.1 はじめに
1.2 微粒子が細胞に与える影響
1.2.1 高分子微粒子
1.2.2 金属
1.2.3 セラミックス材料
1.3 おわりに

2. 材料表面の改質とそれに伴う生体成分への影響
2.1 はじめに
2.2 タンパク質吸着と細胞の接着および活性化
2.3 材料上での細胞分化
2.4 遺伝子レベルでの変化
2.5 おわりに

3. 滅菌による材料変化と細胞分化機能
3.1 はじめに
3.2 γ線照射によるPLLAの物理化学的変化
3.2.1 化学変化
3.2.2 力学的性質の変化
3.3 γ線照射されたPLLAの骨分化機能に及ぼす影響
3.3.1 マウス骨芽細胞様細胞に及ぼす影響
3.3.2 正常ヒト骨芽細胞に及ぼす影響
3.4 PLLAにおけるγ線滅菌の有用性

4. 金属イオン等と骨分化
4.1 はじめに
4.2 金属塩の骨芽細胞の増殖および分化に及ぼす影響
4.2.1 マウス骨芽細胞の増殖に及ぼす影響
4.2.2 正常ヒト骨芽細胞の増殖および分化に及ぼす影響
4.3 歯科鋳造用金銀パラジウム合金の細胞毒性と骨分化機能影響

第6章 プラスチック製医療用具からのフタル酸エステル類の溶出特性とリスク評価
1. はじめに
2. 日本において使用されている主要PVC製医療用具からのDEHP溶出動態
2.1 血液バッグ
2.2 人工腎臓用血液回路
2.3 人工心肺回路
2.4 輸液セットおよび延長チューブ
2.5 栄養チューブ
2.6 歯科材料
3. DEHP曝露量の評価
3.1 血液バッグ
3.2 人工腎臓用血液回路
3.3 人工心肺回路
3.4 輸液セットおよび延長チューブ
3.5 栄養チューブ
3.6 歯科材料
4. リスク・ベネフィット解析
4.1 血液バッグ
4.2 人工腎臓用血液回路
4.3 人工心肺回路
4.4 輸液セットおよび延長チューブ
4.5 栄養チューブ
4.6 歯科材料
5. 代替医療用具の開発
6. おわりに

第7章 埋植医療機器の不具合報告
1. はじめに
2. 米国の医療機器不具合情報
3. 英国の医療機器不具合情報
4. 国内の医療機器不具合報告
5. 安全性情報
6. 回収報告
7. 不具合リスクの評価
8. 整形外科埋植医療機器のFDA不具合報告
9. おわりに
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