JP2001120654A - ヘパリン処理された抗石灰化性生体組織移植物及びこの製造方法 - Google Patents

ヘパリン処理された抗石灰化性生体組織移植物及びこの製造方法

Info

Publication number
JP2001120654A
JP2001120654A JP30626399A JP30626399A JP2001120654A JP 2001120654 A JP2001120654 A JP 2001120654A JP 30626399 A JP30626399 A JP 30626399A JP 30626399 A JP30626399 A JP 30626399A JP 2001120654 A JP2001120654 A JP 2001120654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heparin
tissue
calcification
living tissue
glutaraldehyde
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30626399A
Other languages
English (en)
Inventor
Ha Kimu Yon
ハ キム ヨン
Don Paku Ki
ドン パク キ
Hyon Kimu Su
ヒョン キム ス
Gyu I Won
ギュ イ ウォン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Original Assignee
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST filed Critical Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Publication of JP2001120654A publication Critical patent/JP2001120654A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3683—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment
    • A61L27/3687—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix subjected to a specific treatment prior to implantation, e.g. decellularising, demineralising, grinding, cellular disruption/non-collagenous protein removal, anti-calcification, crosslinking, supercritical fluid extraction, enzyme treatment characterised by the use of chemical agents in the treatment, e.g. specific enzymes, detergents, capping agents, crosslinkers, anticalcification agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/24—Heart valves ; Vascular valves, e.g. venous valves; Heart implants, e.g. passive devices for improving the function of the native valve or the heart muscle; Transmyocardial revascularisation [TMR] devices; Valves implantable in the body
    • A61F2/2412—Heart valves ; Vascular valves, e.g. venous valves; Heart implants, e.g. passive devices for improving the function of the native valve or the heart muscle; Transmyocardial revascularisation [TMR] devices; Valves implantable in the body with soft flexible valve members, e.g. tissue valves shaped like natural valves
    • A61F2/2415—Manufacturing methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/36—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix
    • A61L27/3604—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses containing ingredients of undetermined constitution or reaction products thereof, e.g. transplant tissue, natural bone, extracellular matrix characterised by the human or animal origin of the biological material, e.g. hair, fascia, fish scales, silk, shellac, pericardium, pleura, renal tissue, amniotic membrane, parenchymal tissue, fetal tissue, muscle tissue, fat tissue, enamel
    • A61L27/3625—Vascular tissue, e.g. heart valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L33/00—Antithrombogenic treatment of surgical articles, e.g. sutures, catheters, prostheses, or of articles for the manipulation or conditioning of blood; Materials for such treatment
    • A61L33/0005—Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L33/0011—Anticoagulant, e.g. heparin, platelet aggregation inhibitor, fibrinolytic agent, other than enzymes, attached to the substrate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2300/00—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices
    • A61L2300/40—Biologically active materials used in bandages, wound dressings, absorbent pads or medical devices characterised by a specific therapeutic activity or mode of action
    • A61L2300/42—Anti-thrombotic agents, anticoagulants, anti-platelet agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/02—Treatment of implants to prevent calcification or mineralisation in vivo

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体組織にヘパリンを化学的に結合させるこ
とによって抗血栓性及び特に抗石灰化性が大幅に改善さ
れた生体組織移植物を提供する。 【解決手段】 抗石灰化性生体組織移植物の製造方法で
あって、ヒト又は動物から得た生体組織をグルタルアル
デヒドで架橋処理した後、ヘパリンを化学的に共有結合
させる工程を含む方法；並びに本方法で製造された抗石
灰化性生体組織移植物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、体内で長期間使用
可能な抗石灰化性（calcification-resistance）生体組
織移植物（bioprosthetic tissue implants）及びこの
製造方法に関する。更に具体的には、本発明は、ヒト又
は動物から得た生体組織をグルタルアルデヒド（glutar
aldehyde）で架橋処理した後に、更に臨床抗血栓剤とし
て使用されているヘパリン（heparin）を化学的に共有
結合させて製造した、抗血栓性のみならず、特に抗石灰
化特性が大幅に改善され、体内耐久性が向上した、長期
間使用可能な抗石灰化性生体組織移植物及びこの製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】生体組織移植物とは、動物やヒトの生体
組織を適当に化学処理して免疫特性を除去することによ
って体内安全性を改善した、損傷されたヒトの組織や臓
器に移植使用される生体組織をいう。このような生体組
織移植物としては、代表的には、生体組織の心臓弁膜
（tissue heart valve）、組織血管（bioprosthetic va
scular graft）、靭帯（ligament）、及び腱（tendon）
代替組織（substitutes）があり、循環系の心臓弁膜、
中隔欠損、又は血管縫合部位の手術用組織パッチ（patc
h）や脱腸及び歯科手術用組織パッチなどが使用されて
いる。このような生体組織としては、一般的にブタの大
動脈弁膜（pargina aortic valve）や心膜（porcine pe
ricardium）及びウシの心膜（bovine pericardium）、
並びにウシ及びブタの硬膜（dura mater）が最も多く使
用されている。また、このような生体組織は、通常グル
タルアルデヒドによる化学処理によって改質することに
より、体内移植の際の生体組織の分解を抑制し、免疫学
的拒否反応を防止すると同時に、生体組織自体も殺菌さ
れる。グルタルアルデヒドによる処理工程は、生体組織
タンパク質のアミノ基がグルタルアルデヒドにより架橋
結合（crosslinking）され、安定化される過程である
（A. Carpentier, in Biological Tissue in HeartValv
e Replacement, M. I. Ionescu, et al. (Eds). Buttar
worth, London (1972)を参照）。したがって、一般的に
生体組織を無菌的に採取し、ハンク（Ｈａｎｋｓ）溶液
で洗浄して可溶性抗原物質を除去し、グルタルアルデヒ
ドで処理することによって架橋処理する。
【０００３】最も代表的な生体組織移植物は、人工心臓
弁膜である。現在商品化されている人工心臓弁膜として
は、機械式弁膜（ｍａｃｈａｎｉｃａｌ ｖａｌｖｅ）
と生体組織弁膜（tissue valve）がある。機械式弁膜
は、体内耐久性においては優れているが、血栓が形成さ
れるため、抗血栓剤を終生服用しなければならない。こ
れに反して生体組織弁膜では、形態と機能が生体と類似
しており、中心血流が保障され、血栓形成率が非常に低
いため、抗血栓剤を服用する必要がない。しかし、生体
組織弁膜はその体内耐久性が低く、特に石灰化（calcif
ication）のため、経時により生体組織弁膜の柔軟性が
低下し、１０〜２０年後には裂けてしまうという欠点が
ある。
【０００４】手術用組織パッチは、先天的又は後天的に
損傷された心臓、血管部位又は組織の欠陥部位を補強し
たり、代替するために使用され、現在合成パッチ（synt
hetic patch）及び動物の組織パッチ（すなわち、異種
組織パッチ（xenograft tissue patch））がある。この
うち組織パッチとしては、ウシやウマの心臓が主に使用
されているが、これらは、血液及び組織適合性は優れて
いるものの、やはり体内で石灰化されるため、耐久性が
低いという短所がある。
【０００５】石灰化とは、体内に移植された材料の内部
にヒドロキシアパタイトのようなリン酸カルシウム及び
炭酸カルシウムなどのカルシウム化合物が沈着されるこ
とであり、これにより材料の柔軟性が低下し、最終的に
は裂けたり、体内での分解が促進される。このような石
灰化は、合成高分子及び生体組織から製造されたあらゆ
る体内移植物に起きる現象であるが、まだその発生機構
（mechanism）が明らかになっておらず、研究者らは以
下のいくつかの複合的な原因によるものと考えている。
すなわち、組織処理過程及びそれに使用された化合物、
特にグルタルアルデヒドの副作用及び未反応の残余グル
タルアルデヒド、組織の化学的構造の変化、人体の免疫
反応、加えられた機械的な応力、タンパク質及び循環し
ている細胞の吸着などが石灰化の原因であると考えられ
ている。特に化学的に全く処理されていない生体組織で
は、体内分解は大きいものの、石灰化が非常に小さいた
め、グルタルアルデヒド処理自体が石灰化の最大の原因
として挙げられているが、これに替わる方法の開発が容
易でないのが現状である（F. J. Schoen等、J. Biomed.
Mater, Res.: Appl. Biomat,m 22 (A1), 11 (1988)を
参照）。
【０００６】このような生体組織の石灰化、特に生体組
織心臓弁膜の石灰化を抑制及び防止するために多くの研
究が行なわれ、ある程度は石灰化を減少させる効果も報
告されているが、まだいずれのものも成功した技術とし
て商業化されていない。また石灰化の根本的な生体機構
が究明されていないため、統一的な研究戦略がなされて
いないのが現状である。グルタルアルデヒドの替わりに
ジエポキシ化合物又はカルボジイミドで架橋処理する方
法が研究されたが（T. Okoshi等、TASAIO. 36,411 (199
0)を参照）、新たな方法として認められるまでには多く
の追加研究が必要であろう。
【０００７】一方、生理的石灰化の抑制剤であるジホス
ホネートなど（R. J. Levy等、Circulation, 71, 349
(1985)を参照）、抗血栓作用のあるアセチルサリチル酸
（アスピリン）（米国特許第４，８３８，８８８号を参
照）、ナトリウムドデシルスルフェート（ＳＤＳ）のよ
うな洗浄剤等（R. J. Levy等、CRC Crit. Rev. Biocomp
at., 2, 147 (1986)を参照）を用いる方法が提示されて
いるが、このような方法は化学的に結合されない方法で
あるため、効果が恒久的でない。また石灰化を引き起こ
すカルシウム（Ｃａ+）が陽イオンであるため、生体材
料に陽イオンを予め導入して電気的反発力でカルシウム
の吸着を抑制するためにプロタミン（protamine）を結
合させたり（G. Golomb等、J. Biomed. Mater. Res., 2
5, 85 (1991)を参照）、又はアルミニウム（G. L. Webb
等、TASAIO, 34, 855 (1988)を参照）や鉄化合物（M. B
ailwin等、Trans. Soc. Biomat., 14, 61 (1991)を参
照）で前処理する方法も研究された。コンドロイチンス
ルフェート（condroitin sulfate）などのような陰イオ
ン多糖類（G. M. Bernacca等、Biomaterials, 13, 345
(1992)を参照）やキトサン（chitosan）（J. Chanda
等、Biomaterials, 15, 465 (1994)を参照）又はアミノ
オレイン酸（oleic acid）（ＷＯ８９０６９４５を参
照）を導入する方法も報告されている。
【０００８】本発明者らも、生体材料にスルホン酸化ポ
リエチレンオキシド誘導体を結合させて石灰化の減少に
成功したことがあり（金永河等、韓国特許１３１，０４
６及び１８１，６９１を参照）、その研究を重ねてより
安全かつ効果的な方法として生体組織にヘパリンを結合
させる方法を開発して本発明に至った。ヘパリンは、体
内で生産される多糖類の一つであって、抗血栓剤として
よく知られており、臨床において非常に普遍的に使用さ
れているため、体内移植物に適用するのに安全性が立証
されているという長所がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、生体組織にへパリンを化学的に結合させること
によって抗血栓性及び特に抗石灰化性が大幅に改善され
た生体組織移植物を提供することである。
【００１０】本発明の他の目的は、ヘパリン処理した生
体組織移植物の製造方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によると、抗石灰
化性生体組織移植物の製造方法であって、ヒト又は動物
から得た生体組織をグルタルアルデヒドで架橋処理した
後、ヘパリンを化学的に共有結合させる工程を含む方法
が提供される。
【００１２】本発明の方法が適用され得る生体組織は、
ウシ、ウマ、ブタなどの動物やヒトの死体から得た心臓
弁膜、心膜及び硬膜などである。
【００１３】従来、生体材料の処理に使用されるグルタ
ルアルデヒド緩衝溶液の濃度は、０．２〜０．７％であ
り、また多くの場合に処理した生体材料は、グルタルア
ルデヒド溶液中に保管して使用される。しかし、このよ
うなグルタルアルデヒドによる処理及び保存工程で未反
応グルタルアルデヒドが生体材料に残留することがあ
り、この未反応グルタルアルデヒドが生体材料の石灰化
を起こす主要原因として考えられている。したがって、
アミノ基を含有する適当な化合物として未反応グルタル
アルデヒド基を除去する方法などが多かれ少なかれ抗石
灰化効果を奏すると報告されており、キトサン（J. Cha
nda等、Biomaterials, 15, 465 (1994)を参照）、アミ
ノオレイン酸（ＷＯ ８９ ０６９４５を参照）、アミノ
ポリエチレンオキシドスルホン酸（金永河等、韓国特許
１３１，０４６及び１８１，６９１を参照）などが代表
的な例である。しかし、これらの化合物は、体内移植物
に使用された例が殆どないため、安全性を検証する必要
がある。
【００１４】これに反して、本発明で使用するヘパリン
は、体内で合成される多分散性の天然多糖類として現在
臨床で代表的な抗血栓剤として使用されている安全な化
合物である。ヘパリンは種類によって約７，０００〜２
０，０００の高分子量及び約２，０００〜５，０００の
低分子量のものがあり、低分子量のものが抗血栓性が大
きいと報告されている（R. D. Rosenberg, Heparin: Ne
w Biochemical and Medical Aspects, Witt Ed., Walte
r de Gruyter, Berlin (1983)を参照）。
【００１５】本発明においては、場合によってヘパリン
を酸化などの適当な方法で部分的に分解したものを使用
することもできる。へパリンの酸化については文献〔J.
Chanda等、Biomaterials, 15, 465 (1994)〕に詳しく
記載されている。
【００１６】ヘパリンは、多糖類骨格に多く含まれるス
ルホン酸基（抗血栓性の発現）以外に相当な濃度のアミ
ノ基とカルボン酸基を含有するため、アルデヒドと反応
してそれぞれシッフ（Schiff）塩基及びアセタル化合物
で結合され得る（R. D. Rosenberg, Heparin: New Biom
edicaland medical aspects, W. de Gruyter, Berlin(1
983)を参照）。生成されたシッフ塩基は、水素化ホウ素
ナトリウム（ＮａＢＨ4）で還元して安定化させること
ができる。
【００１７】本発明によると、生体組織をグルタルアル
デヒドで処理した後、抗凝血剤として広く使用されてい
るヘパリンを添加して結合させることにより、石灰化の
原因として知られた原因が以下のように解消される。
【００１８】第一に、残留するグルタルアルデヒド基が
結合により除去され、第二に、ヘパリンの固有な抗血栓
性を獲得することができ、第三に、ヘパリンは陰電荷を
帯びるため、同様に陰電荷のタンパク質、血液成分およ
び細胞の粘着が減少され、第四に、カルシウムが沈着さ
れる箇所である生体組織中の空間を結合されたヘパリン
が満たすという効果が得られる。
【００１９】したがって、このような複合的な作用によ
り、製造された生体組織移植物が優れた抗石灰化特性を
示すものと考えられる。
【００２０】本発明では、生体組織のグルタルアルデヒ
ド処理液及び保管液として、安定かつ不活性であり、緩
衝能力が優れたリン酸塩緩衝食塩水（phosphate buffer
ed saline, ＰＢＳ，pH７．４）溶液を使用する。本発
明の方法で使用されるグルタルアルデヒドは約０．０５
〜１．５％の濃度、より望ましくは約０．１〜１．０％
の溶液で使用される。使用されるグルタルアルデヒド溶
液の濃度が約０．０５％未満であると、濃度が低すぎて
生体組織の架橋反応が効果的に起こらず、約１．５％を
超えると濃度が高すぎて生体組織表面の架橋反応が急速
に進行して表面が硬くなるため、グルタルアルデヒドが
組織内部に均一に浸透しない（A. Jayakrishoan等、Bio
materials 17, 471-484 (1998)を参照）。
【００２１】本発明の方法で使用されるヘパリンは、約
０．０５〜２０％の濃度が望ましく、より望ましくは約
０．１〜１０％濃度で使用される。ヘパリンの濃度が約
０．０５％未満であると、濃度が低すぎてヘパリン処理
効果が低く、約２０％を超えると、ヘパリン処理効果が
比例して増加しない。
【００２２】本発明の方法でヘパリンにより生成された
シッフ塩基を還元させるのに使用することができる水素
化ホウ素ナトリウムの望ましい濃度は、約０．００１〜
１Nであり、更に望ましくは約０．００５〜０．５Nであ
る。水素化ホウ素ナトリウムの濃度が約０．００１N未
満であると、還元反応が充分でなく、約１Nを超えると
還元効果が比例して増加しない。
【００２３】前述のように製造された本発明の生体組織
移植物は、生体組織をグルタルアルデヒドで架橋処理す
ることにより生体組織の機械的物性が改善され、体内分
解が減少され、免疫反応による副作用が除去され、殺菌
される。したがって、本発明のヘパリン処理された生体
組織移植物は、生体組織人工心臓弁膜として、また循環
系、脱腸及び歯科分野の手術用組織パッチとして製作し
て使用することができる。
【００２４】本発明によるヘパリン処理された生体組織
移植物について、後述のように、収縮温度（shinkage t
emperature）、機械的引張強度と延伸度、コラーゲン分
解酵素（colagenase）を利用した分解性、動物皮下移植
実験及び循環系移植実験による石灰化特性を測定した。
【００２５】収縮温度は、時差走査式熱量分析機（ＤＳ
Ｃ、Differential Scanning Calorimeter、米国DuPont
社のDSC910）で１０℃／分で昇温させながら測定した。
収縮温度が高いほど生体組織に対する安全性が高い。ま
た組織約１mgをコラーゲン分解酵素（Clostridium hist
olyticum Type II、活性度３５０unit/mg、米国Sigma
社）溶液で３７℃、３６時間分解させた後、残量を乾燥
定量した（朴起童等、Biomaterials, 18, 47 (1997)を
参照）。引張強度はインストロン（Instron）社の引張
試験機（Model 8511）、ロードセル（load cell）５０k
gで測定した。
【００２６】動物皮下筋肉移植石灰化実験では、処理さ
れた生体組織パッチ（大きさ１cm×１．５cm）をラット
（Sprague-Dawley rat、７週齢の雄性、体重２００〜２
５０ｇ）の背部位の皮膚と筋肉の間の皮下筋肉（subcut
aneous muscle）に移植し、８週後に取り出し、６N塩酸
溶液で加水分解した試料について、誘導的カップル化プ
ラズマ（inductively coupled plasma）（ＩＣＰ、Plas
mascan 710, Lattam社）でカルシウムを定量した。沈着
されたカルシウムの量は、乾燥された組織重量（mg）当
たりのカルシウムの量（μg）で表記した。循環系移植
石灰化実験では、イヌ（韓国産雑犬、２５〜３０kg）を
利用して、紡錘型に製作した組織パッチを大動脈内部に
移植し、８週後に取り出して沈着されたカルシウムの量
を同様な方法で評価した（朴起童等、Biomaterials, 1
8, 47 (1997)を参照）。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、現在商業的に使用されている
生体材料の処理技術、すなわちグルタルアルデヒドで処
理する工程を変更せずに単にヘパリン処理工程を追加す
るだけであるため、実際に適用するのに有利である。
【００２８】また、本発明によるヘパリンが化学的に共
有結合された生体組織移植物では、抗石灰化性が改善さ
れ、ヘパリン固有の抗血栓性も同時に得られるため、体
内に移植した際にカルシウム沈着量が減少し、体内耐久
性が大いに改善された生体組織心臓弁膜及び手術用組織
パッチなどを得ることができる。
【００２９】
【実施例】下記実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるも
のではない。
【００３０】〈比較例１〉ウシから採取した心臓をハン
ク（Hanks'）溶液に保存し、滅菌室で心膜に付着した厚
い脂肪層を除去した後、４℃で２４時間維持して可溶性
タンパク質を除去した。処理された生体組織をＰＢＳ溶
液で洗浄した後、０．４％グルタルアルデヒド溶液に１
０時間の間浸漬した。これをＰＢＳで数回水洗した後、
４℃の０．０１N ＮａＢＨ4溶液に１０時間入れて還元
させた。このようにして処理された組織（以下、基本処
理組織と呼ぶ）の収縮温度は８５℃、コラーゲン分解酵
素による分解後の残量（以下、コラーゲン分解残量と呼
ぶ）は８８％であり、最大引張強度１．１１kg/nm、最
大延伸率３２％の物性が表された。これに比べて未処理
（fresh）組織の収縮温度は６８℃、コラーゲン分解残
量は８３％、最大引張強度は、０．４５kg/mm2、最大延
伸率は３９％であり、グルタルアルデヒド架橋により組
織が安定化され、強度が増加されたことが確認された。
しかし、ラット（８週齢）の皮下移植の結果、未処理組
織に沈着されたカルシウムの量が０．４５μg/mgである
のに対して、基本処理組織では１１６μg/mgであり、石
灰化が相当進行していた。
【００３１】〈比較例２〉ブタの大動脈心臓弁膜を採取
して比較例１と同様な方法で処理した。未処理（fres
h）組織の収縮温度は６５℃、コラーゲン分解残量は７
１％、最大引張強度は０．３３kg/mm2、最大延伸率は６
２％であり、グルタルアルデヒド基本処理組織の収縮温
度は８８℃、コラーゲン分解残量は８２％、最大引張強
度は０．８８kg/mm2、最大延伸率は４０％であった。ラ
ット（８週齢）皮下移植後の未処理組織に沈着されたカ
ルシウムの量が０．５５μg/mgであるのに対し、基本処
理組織では１０２μg/mgであった。
【００３２】〈実施例１〉ウシから心膜を採取して比較
例１と同様な方法でグルタルアルデヒドで架橋処理した
後に、２．５％の低分子量ヘパリン（米国Sigma社、分
子量４，０００、活性度１００unit/mg）緩衝溶液（pH
１１．０）で４℃、２日間反応させた。ヘパリンが固定
化処理された生体組織を更に比較例１と同様な方法でＮ
ａＢＨ4溶液で還元した。ヘパリンが固定化された生体
組織の収縮温度は８６℃、コラーゲン分解残量は９０
％、最大引張強度は１．４１kg/mm2、最大延伸率は３４
％であり、グルタルアルデヒド基本処理組織より安定性
が向上していた。ラット（８週齢）皮下移植の結果、沈
着されたカルシウムの量は６．５μg/mgであり、基本処
理組織の１１６μg/mgより非常に少なく、優れた抗石灰
化性が確認された。
【００３３】〈実施例２〉ウシの心膜と低分子量ヘパリ
ンの替わりにブタの大動脈心臓弁膜と高分子量ヘパリン
を使用した以外には，実施例１と同様な方法でヘパリン
が固定化された生体組織パッチを製造した。ヘパリンが
固定化されたブタの心臓弁膜組織の収縮温度は８５℃、
コラーゲン分解残量は８９％、最大引張強度は１．２２
kg/mm2、最大延伸率は４２％であり、グルタルアルデヒ
ド基本処理組織より安定性が向上していた。ラット（８
週齢）皮下移植の結果，沈着されたカルシウムの量は
８．２μg/mgであり、基本処理組織の１０２μg/mgより
非常に少なく、実施例１のような優れた抗石灰化特性が
確認された。
【００３４】〈実施例３〉ウシの心膜の替わりに死体の
心膜を使用した以外には実施例１と同様な方法でヘパリ
ンが固定化された生体組織パッチを製造した。このよう
に製造された生体組織パッチの抗石灰化特性をイヌの大
動脈内部に移植実験して検討した結果、カルシウム沈着
量が６．７μg/mgであり、やはり基本処理組織の１２０
μg/mgより遥かに改善された抗石灰化特性が確認され
た。
【００３５】〈実施例４〉ウシの心膜の替わりにブタの
硬膜を使用した以外には実施例１と同様な方法でヘパリ
ンが固定化された生体組織パッチを製造した。イヌの動
脈移植実験を行い、沈着されたカルシウム量を分析した
結果、ヘパリンが固定化された生体組織パッチのカルシ
ウム沈着量は１．６μg/mgであり、やはり基本処理組織
の１０７μg/mgより遥かに改善された抗石灰化特性が確
認された。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ス ヒョン キム 大韓民国ソウル特別市西大門区弘恩１洞 455 碧山アパート116棟1301号 (72)発明者 ウォン ギュ イ 大韓民国大田広域市大徳区石峰洞313−１ ハンバットアパート101棟1111号 Ｆターム(参考） 4C081 AB17 AC03 BA05 BA06 BA17 BB07 BB08 CC05 CC07 CD062 DA01 DA02 DB07 DC03 DC05 EA05

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 抗石灰化性生体組織移植物の製造方法で
    あって、ヒト又は動物から得た生体組織をグルタルアル
    デヒドで架橋処理した後、ヘパリンを化学的に共有結合
    させる工程を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記ヒト又は動物から得た生体組織が、
    心臓弁膜、心膜又は硬膜である、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ヘパリンが、分子量２，０００〜
    ５，０００の低分子量ヘパリンである、請求項１記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 前記ヘパリンが、分子量７，０００〜２
    ０，０００の高分子量ヘパリンである、請求項１記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 前記ヘパリンとして、酸化されて部分的
    に分解したヘパリンを使用する、請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記グルタルアルデヒドを、０．０５〜
    １．５％の溶液で使用する、請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記ヘパリンを、０．０５〜２０％の溶
    液で使用する、請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 ヘパリンを化学的に共有結合させた後、
    水素化ホウ素ナトリウムで還元させる工程を更に含む、
    請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 水素化ホウ素ナトリウム溶液の濃度が、
    ０．００１〜１Nである、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１〜７のいずれか１項記載の方
    法で製造された抗石灰化性生体組織移植物。
  11. 【請求項１１】 請求項８又は９記載の方法で製造され
    た抗石灰化性生体組織移植物。
  12. 【請求項１２】 人工心臓弁膜又は手術用組織パッチで
    ある、請求項１０又は１１記載の生体組織移植物。
JP30626399A 1999-10-22 1999-10-28 ヘパリン処理された抗石灰化性生体組織移植物及びこの製造方法 Pending JP2001120654A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990045940A KR20010038098A (ko) 1999-10-22 1999-10-22 헤파린 처리된 항석회화성 생체조직 이식물 및 이의 제조 방법
KR45940/1999 1999-10-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001120654A true JP2001120654A (ja) 2001-05-08

Family

ID=19616421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30626399A Pending JP2001120654A (ja) 1999-10-22 1999-10-28 ヘパリン処理された抗石灰化性生体組織移植物及びこの製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2001120654A (ja)
KR (1) KR20010038098A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529974A (ja) * 2006-03-17 2009-08-27 ペガサス・バイオロジックス・インコーポレーテッド 活性補助剤が結合した、安定化殺菌コラーゲン足場
CN109260517A (zh) * 2018-09-19 2019-01-25 杭州启明医疗器械有限公司 一种可预装干燥生物心脏瓣膜及其制备方法
CN111420120A (zh) * 2020-05-28 2020-07-17 四川大学 一种具有抗凝血和抗钙化功能的生物瓣膜及其制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100524082B1 (ko) * 2003-02-05 2005-10-27 박기동 아르기닌이 결합된 항석회화성 생체조직 이식물 및 그 제조 방법
KR100739422B1 (ko) * 2005-04-26 2007-07-13 박기동 헤파린이 결합된 항석회화성 무세포성 생체조직 이식물 및그 제조방법
KR20160002357A (ko) 2014-06-27 2016-01-07 (주)웰크론 항혈전성 연신 폴리테트라플루오르에틸렌(e-PTFE) 튜브형 인공혈관 제조 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645587A (en) * 1996-06-05 1997-07-08 Chanda; Jyotirmay Prevention of calcification and degeneration of biological tissue grafts for implantation in humans
US5862806A (en) * 1997-10-30 1999-01-26 Mitroflow International, Inc. Borohydride reduction of biological tissues

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009529974A (ja) * 2006-03-17 2009-08-27 ペガサス・バイオロジックス・インコーポレーテッド 活性補助剤が結合した、安定化殺菌コラーゲン足場
JP2013063283A (ja) * 2006-03-17 2013-04-11 Synovis Orthopedic & Woundcare Inc 活性補助剤が結合した、安定化殺菌コラーゲン足場
US9694037B2 (en) 2006-03-17 2017-07-04 Synovis Orthopedic And Woundcare, Inc. Stabilized, sterilized collagen scaffolds with active adjuncts attached
CN109260517A (zh) * 2018-09-19 2019-01-25 杭州启明医疗器械有限公司 一种可预装干燥生物心脏瓣膜及其制备方法
CN109260517B (zh) * 2018-09-19 2020-10-30 杭州启明医疗器械股份有限公司 一种可预装干燥生物心脏瓣膜及其制备方法
CN111420120A (zh) * 2020-05-28 2020-07-17 四川大学 一种具有抗凝血和抗钙化功能的生物瓣膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010038098A (ko) 2001-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101128225B (zh) 可植入生物材料和制造它的方法
US8415125B2 (en) Method for preparing biological scaffold material
EP2031968B1 (en) Structurally modified acellular tissue engineering scaffolds and methods of production
US5447536A (en) Method for fixation of biological tissue
US5558875A (en) Method of preparing collagenous tissue
US5509932A (en) Fixed tissue medical devices comprising albumin-binding dyes
JPH09512463A (ja) 天然内皮下基質を利用した改善された血液接触表面並びにその製造及び利用方法
US20030087428A1 (en) Process for decellularizing soft-tissue engineered medical implants, and decellularized soft-tissue medical implants produced
US20100189759A1 (en) Chemical treatment for removing cellular and nuclear material from naturally occurring extracellular matrix-based biomaterials
CN100349620C (zh) 制备生物合成的用于移植的生物材料的方法
US5891196A (en) Method for actively binding heparin to crosslinked biological tissues
JP2624553B2 (ja) ウシ心膜材料の調製方法およびその用途
Park et al. Novel anti-calcification treatment of biological tissues by grafting of sulphonated poly (ethylene oxide)
Durko et al. Tissue engineered materials in cardiovascular surgery: the surgeon's perspective
JP2001120654A (ja) ヘパリン処理された抗石灰化性生体組織移植物及びこの製造方法
KR100739422B1 (ko) 헤파린이 결합된 항석회화성 무세포성 생체조직 이식물 및그 제조방법
Simon et al. Tissue Engineering of heart valves—Immunologic and inflammatory challenges of the allograft scaffold
US20120029655A1 (en) Implantable xenograft prepared from a non-human tissue portion
US7175979B2 (en) Preserved tissue matrix of a hollow organ, particularly of a blood vessel, a method of producing same, and the use thereof
KR100524082B1 (ko) 아르기닌이 결합된 항석회화성 생체조직 이식물 및 그 제조 방법
Ostdiek et al. Mechanical and in vitro characterisation of decellularised porcine aortic tissue conjugated with gold nanoparticles as a vascular repair material
KR102673609B1 (ko) 생체 적합성 고분자를 사용한 조직의 섬유화 억제제
Vasudev et al. Covalently bonded heparin to alter the pericardial calcification
CA2448436C (en) Eb matrix production from fetal tissues and its use for tissue repair
KR0181691B1 (ko) 항석회화 생체 조직 이식물 및 그의 제조 방법