JP2005350642A - 可視光硬化性材料及び創傷治癒促進材 - Google Patents

Abstract

【課題】より低い照度の可視光の照射で、より低侵襲な条件でゲル化が可能であり、止血剤等の医療材料への応用に好適な可視光硬化性材料を提供する。
【解決手段】可視光の照射によりゲル状に硬化する可視光硬化性材料において、可視光の照射によりラジカルを発生させる感光基を有する化合物と、ジ置換アミノ基含有化合物を含む可視光硬化性材料。ジ置換アミノ基含有化合物とエオシン化ゼラチンとを含み、該ジ置換アミノ基含有化合物及びエオシン化ゼラチンから発生したラジカル同士の再結合反応による架橋形成でゲル化する。この可視光硬化性材料よりなる止血剤等の創傷治癒促進材。ゼラチンをゲル化の基質として用いることにより、生体内で異物反応を起こさず、損傷治癒過程に応じた分解性を得ることができ、止血剤等の医療応用において好適である。

Description

本発明は、可視光の照射によりゲル状に硬化する可視光硬化性材料と、この可視光硬化性材料を用いた止血剤等の創傷治癒促進材に関する。

ゼラチンはコラーゲンの熱変性タンパク質であり、生体由来の高分子であるため、生体適合性に優れることから、ゼラチンを様々な方法で架橋させてゲル化させたハイドロゲルは、薬物の徐放担体や細胞の足場、表面修飾材料や、止血剤等の創傷治癒促進材など、様々な医療材料への応用が検討されている。

従来、ゼラチンの架橋法としては、架橋剤として、グルタルアルデヒドを含むアルデヒド類を用いる方法、カルボジイミドやＮ−ヒドロキシスクシンイミドなどを用いる方法が利用されているが、これらの架橋方法は、有害な架橋剤や試薬を用いるため、未反応化合物を洗浄操作により除去する必要がある；硬化に時間がかかり、生体内で直接ハイドロゲルを作成することは困難である；といった問題点がある。

一方、光反応を利用する架橋方法も知られており、この方法であれば、用いる化合物の毒性が低く、硬化時間が数分と短く、照射した部位のみを局所的にゲル化できるといった利点がある。

本発明者らは、可視光の照射で、より低侵襲な条件でゲル化が可能な光反応性ゼラチンについて種々検討し、キサンテン系色素の一種であるエオシンを導入したエオシン化ゼラチンとハイドロゲンドナーであるアスコルビン酸の混合溶液に可視光を照射するとゲル化することを見出した。

しかし、後述の比較例１に示すように、エオシン化ゼラチンとアスコルビン酸の混合溶液は、９９０００ｌｘの可視光を照射すると、わずか１分の照射時間で良好な収率でゲルを得ることができるが、このような高照度の可視光照射では、照射に高熱を伴うため生体組織に障害を与えることとなり、好ましくない。一方、照射する可視光の照度を７７００ｌｘに低下させるとゲル形成能の低下も起こり、この場合には、照射時間を増加させても殆どゲル化しなかった。

本発明は、より低い照度の可視光の照射で、より低侵襲な条件でゲル化が可能であり、止血剤等の医療材料への応用に好適な可視光硬化性材料と、この可視光硬化性材料を用いた止血剤を提供することを目的とする。

本発明の可視光硬化性材料は、可視光の照射によりゲル状に硬化する可視光硬化性材料において、可視光の照射によりラジカルを発生させる感光基を有する化合物と、ジ置換アミノ基含有化合物を含むことを特徴とする。

即ち、本発明者らは、ゲル化効率の高い光反応性ゼラチンを見出すべく、まず、エオシン化ゼラチンとアスコルビン酸の混合溶液の可視光照射による架橋機構につき検討し、次のように推定した。

エオシン化ゼラチンとアスコルビン酸の混合系に可視光を照射すると、下記の如く、可視光の照射により励起されたエオシンが、アスコルビン酸から水素を引き抜き、ラジカルを生成する。ここで、アスコルビン酸は２電子還元剤であるので、１分子のアスコルビン酸との反応で２分子のエオシンラジカルが生成する。この生成したエオシンラジカル間での再結合によってゼラチンの架橋が起こり、ゲルが生成するものと考えられる。

即ち、アスコルビン酸自体は架橋形成に直接関与しておらず、本発明者らは、このことが、エオシン化ゼラチンとアスコルビン酸との混合系におけるゲル化効率が低い原因の一つであると考えた。

そこで、本発明者らは、ハイドロゲンドナーとしてジメチルアミノ基等のジ置換アミノ基を有する化合物について検討した。ジ置換アミノ基を有する化合物を用いると、可視光照射によりエオシンからもジ置換アミノ基からもラジカルを発生し、下記に示すように３通りのラジカル再結合反応が起こる可能性がある。即ち、ジ置換アミノ基、好ましくはジ置換メチル基を有する化合物を用いれば、これを架橋剤としても利用することができ、ゲル形成を促進することができる。

本発明において、感光基を有する化合物としては、エオシン、ベンゾフェノン、カンファーキノン、オレフィン、ベンザルアセトフェノン、シンナミリデンアセチル、シンナモイル、スチリルピリジン、α−フェニルマレイミド、フェニルアジド、スルホニルアジド、カルボニルアジド、ｏ−キノンジアジド、フリルアクリロイル、クマリン、ピロン、アントラセン、ベンゾイル、スチルベン、ジチオカルバメート、ザンタート、シクロプロペン、１，２，３−チアジアゾール、アザ-ジオキサビシクロ、ハロゲン化アルキル、ケトン及びジアゾ並びにこれらで修飾された物質からなる群から選択される少なくとも１種が挙げられる。

本発明において、ジ置換アミノ基含有化合物は、ジメチルアミノ基含有化合物であることが好ましい。

具体的には、１，１，４，７，１０，１０−ヘキサメチルトリメチレンテトラミン（ＨＭＴＥＴＡ）、ジメチルアクリルアミドとジメチルアミノエチルメタクリレートとの共重合体（ＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマー）等のジメチルアミノ基を有するビニルモノマーと水溶性モノマーとの共重合体、ポリジメチルアミノプロピルアクリルアミド（ＰＤＭＡＰＡＡｍ）等のジメチルアミノ基を有するビニルモノマーの重合体が挙げられる。

この場合、本発明の可視光硬化性材料は、好ましくは、ジメチルアミノ基含有化合物と、エオシン化ゼラチン等の感光基を有する化合物で修飾したゼラチンとを含み、該ジメチルアミノ基含有化合物及び感光基を有する化合物で修飾したゼラチンから発生したラジカル同士の再結合反応による架橋形成でゲル化するものである。

このような可視光硬化性材料において、感光基を有する化合物で修飾したゼラチンに対してジメチルアミノ基含有化合物を０．００１〜３０重量％含むことが好ましく、特に、感光基を有する化合物で修飾したゼラチン濃度１．０〜３０．０重量％の水溶液にジメチルアミノ基含有化合物を添加してなることが好ましい。

本発明において、ジメチルアミノ基含有化合物は、ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基を導入したゼラチンであっても良く、具体的には、３−ジメチルアミノプロピル基を導入したゼラチンが挙げられる。

この場合、本発明の可視光硬化性材料は、好ましくはジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチンとエオシン等の感光基を有する化合物とを含み、ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチン及び感光基を有する化合物から発生したラジカル同士の再結合反応による架橋形成でゲル化するものである。

このような可視光硬化性材料において、感光基を有する化合物に対してジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチンを１００〜１０，０００重量％含むことが好ましく、ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチン濃度１．０〜３０．０重量％の水溶液に感光基を有する化合物を添加してなることが好ましい。

本発明の可視光硬化性材料は、好ましくは、照度３００〜３０，０００ｌｘの可視光を０．１〜３０分照射したときのゲル化率が１０％以上である。また、本発明の可視光硬化性材料は、ゲル状に硬化したときの膨潤度が３５０以下である。

なお、ゲル化率と膨潤度は、それぞれ下記の式１、式２で算出される。
式１：ゲル化率（％）＝Ｗ_ｄｒｙ／Ｗ_{ｓｏｌｉｄ}×１００
式２：膨潤度＝（Ｗ_ｗｅｔ−Ｗ_ｄｒｙ）／Ｗ_ｄｒｙ

ここで、Ｗ_{ｓｏｌｉｄ}は光照射による架橋前の混合溶液の重量、Ｗ_ｗｅｔは光照射により架橋した材料を３７℃の水へ１５時間浸漬して吸水ゲルとした際の重量、Ｗ_ｄｒｙは吸水ゲルを真空ポンプを用いて乾燥させた後の重量を意味する。

本発明の創傷治癒促進材は、このような本発明の可視光硬化性材料よりなることを特徴とし、例えば止血剤等として有用である。

本発明の可視光硬化性材料は、比較的低い照度の可視光の照射で、低侵襲で生体に対する影響を抑えて効率的にゲル化させることができる。このため、薬物の徐放担体や細胞の足場、表面修飾材料、組織接着剤や止血剤等の創傷治癒促進材などの種々な医療材料として有用である。

本発明の可視光硬化性材料は、特に、ゼラチンをゲル化の基質として用いることにより、生体内で異物反応を起こさず、創傷治癒過程に応じた分解性を得ることができ、止血剤等の創傷治癒促進材といった医療応用において好適である。

以下に本発明の可視光硬化性材料及び創傷治癒促進材の実施の形態を詳細に説明する。

本発明において用いるジ置換アミノ基含有化合物は、可視光の照射によりハイドロゲンドナーとなると共にラジカルを発生する化合物であれば良く、特に制限はないが、ジメチルアミノ基含有化合物等の炭素数１〜１０のアルキル基で置換されたアミノ基を含有する化合物や、ジフェニルアミノ基等のジアリールアミノ基含有化合物が挙げられる。

ジ置換アミノ基含有化合物に含まれるジ置換アミノ基の数は多い程ラジカルの発生量も多く、好ましい。従って、ジ置換アミノ基含有化合物は、ジメチルアミノ基等のジ置換アミノ基を好ましくは２個以上含有することが望ましい。なお、ジ置換アミノ基含有化合物の１分子中に含まれる２個以上のジ置換アミノ基は同一のものであっても良く、異なるものであっても良い。

以下においては、本発明の可視光硬化性材料において、ジ置換アミノ基含有化合物としてジメチルアミノ基含有化合物を含む場合を例示して本発明を説明するが、本発明に係るジ置換アミノ基含有化合物は、ジメチルアミノ基含有化合物に何ら限定されるものではない。

本発明の可視光硬化性材料は、ゲル化の基質として、生体適合性に優れたゼラチンを用いることが好ましく、特にゼラチンとエオシン等の感光基を有する化合物を併用したゲル化機構を利用することが好ましい。

この場合、本発明の可視光硬化性材料としては、次の２種類の形態を採用することができる。
(1) ゼラチンをエオシン等の感光基を有する化合物で修飾し、エオシン化ゼラチン等の感光性化合物修飾ゼラチンとしたものとジメチルアミノ基含有化合物とを併用する可視光硬化性材料。
(2) ゼラチンにジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基を導入し、ゼラチンをジメチルアミノ基含有化合物として、エオシン等の感光基を有する化合物と併用する可視光硬化性材料。

なお、本発明において用いるゼラチンは、分子量５千〜１０万、アミノ基約１０〜１００個／１分子程度の通常のゼラチンで良い。

また、感光基を有する化合物、及びゼラチンの修飾に用いられる感光基を有する化合物としては、エオシン、ベンゾフェノン、カンファーキノン、オレフィン、ベンザルアセトフェノン、シンナミリデンアセチル、シンナモイル、スチリルピリジン、α−フェニルマレイミド、フェニルアジド、スルホニルアジド、カルボニルアジド、ｏ−キノンジアジド、フリルアクリロイル、クマリン、ピロン、アントラセン、ベンゾイル、スチルベン、ジチオカルバメート、ザンタート、シクロプロペン、１，２，３−チアジアゾール、アザ-ジオキサビシクロ、ハロゲン化アルキル、ケトン及びジアゾからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

(1)の態様において、エオシン化ゼラチン等の感光性化合物修飾ゼラチンは、下記反応に従ってゼラチンの側鎖にエオシン等の感光基を有する化合物を導入することにより調製される。

ゼラチン分子へのエオシン等の感光基を有する化合物の導入数は、例えば、エオシン化ゼラチンの水溶液の吸光度をエオシンの最大吸収波長５２３ｎｍにおいて測定し、エオシンのモル吸光係数（ε＝９４７５５）を基に算出可能であり、ゼラチン１分子に対して１〜２０個程度が好ましい。このエオシン等の感光基を有する化合物の導入数が少ないとゲル化率が低下し、また必要以上に多くてもゼラチン固有の生体適合性が損なわれる可能性がある。

このようなエオシン化ゼラチン等の感光性化合物修飾ゼラチンと共に併用するジメチルアミノ基含有化合物としては、下記構造式で表されるＨＭＴＥＴＡ、ＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマー等のジメチルアミノ基を有するビニルモノマーと水溶性モノマーとの共重合体、ＰＤＭＡＰＡＡｍ等のジメチルアミノ基を有するビニルモノマーの重合体が挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。

ＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマーとしては、分子量５００〜５０，０００程度のものが好ましく、そのＤＭＡＡとＤＭＡＥＭＡとの比ｍ：ｎは９：１〜１：９程度であることが好ましい。この範囲においてもＤＭＡＡが多い程、コポリマーは非イオン性の性質が強くなり、ハイドロゲンドナーとしての性質が弱くなり、結果、架橋性は減少することが考えられるが、反面、細胞傷害性が低くなる利点がある。一方、ＤＭＡＥＭＡが多い場合にはコポリマーのカチオン性が強くなり、架橋性の向上が期待できるが、細胞傷害性の増加も懸念される。つまり、これらコポリマー中のモノマー比は、生体などへ利用する場合には、照射する光、時間、照射する場所などを考慮して、当業者によって適宜設定されれば良い。

また、ＰＤＭＡＰＡＡｍとしては分子量５００〜５０，０００程度のものが好ましい。

ＰＤＭＡＰＡＡｍ、ＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマーいずれにおいても、分子量が小さすぎるとエオシン化ゼラチンへ混合する量が増加し、大きすぎると、これらコポリマー自体がゲルの性質を有しているので、エオシン化ゼラチンと均質に混合することが困難になったり、架橋前の材料自体にゲルの性質が付与されてしまう可能性がある。また、最終的に生成したゲルのゲル化率と膨潤度のコントロールが困難になる可能性があるので注意が必要である。

エオシン化ゼラチン等の感光性化合物修飾ゼラチンとジメチルアミノ基含有化合物との使用割合は、ジメチルアミノ基含有化合物のジメチルアミノ基数によっても異なるが、エオシン化ゼラチン等の感光性化合物修飾ゼラチンに対してジメチルアミノ基含有化合物を０．００１〜３０重量％であることが好ましい。この範囲よりもエオシン化ゼラチン等の感光性化合物修飾ゼラチンが多く、ジメチルアミノ基含有化合物が少ないと架橋が不十分になる可能性があり、逆にジメチルアミノ基含有化合物が多く、エオシン化ゼラチン等の感光性化合物修飾ゼラチンが少ないと架橋後にゲルの性質が損なわれる可能性がある。

(1)の態様において、例えばエオシン化ゼラチン濃度１．０〜３０．０重量％の水溶液にジメチルアミノ基含有化合物を添加して可視光硬化性材料を調製することが好ましい。このエオシン化ゼラチン濃度が高すぎると架橋前の水溶液を得るのに長い時間を要し、低すぎるともはやゲル材料でなくなることはいうまでもない。

(2)の態様において、ゼラチンに導入するジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基としては、下記に示される３−ジメチルアミノプロピル基等の脂肪族ジメチルアミノ基や芳香族ジメチルアミノ基が挙げられるが、好ましくは、後述の実施例の結果にもあるように、脂肪族ジメチルアミノ基である。

ゼラチンへのジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基の導入数は、１個以上であれば良いが、一般的には、ゼラチンへのジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基の導入数は１〜２０個程度である。

(2)の態様において、ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基を導入したゼラチン（「ジメチルアミノ基化ゼラチン」と称す。）とエオシンとの使用割合は、エオシンに対してジメチルアミノ基化ゼラチンを１００〜１０，０００重量％であることが好ましい。この範囲よりもエオシンが多くジメチルアミノ基化ゼラチンが少ないと、たとえ架橋密度が高くてもゲルが形成されなくなり、逆にジメチルアミノ基化ゼラチンが多くエオシンが少ないと十分な架橋が得られなくなる。

(2)の態様において、ジメチルアミノ基化ゼラチン濃度１〜３０重量％の水溶液にエオシンを添加して可視光硬化性材料を調製することが好ましい。このジメチルアミノ基化ゼラチン濃度が高すぎると架橋前の水溶液を得るのに長い時間を要し、低すぎるともはやゲル材料でなくなることはいうまでもない。

本発明の可視光硬化性材料は、照度３００〜３０，０００ｌｘの可視光を０．１〜３０分照射したときのゲル化率が１０％以上であることが好ましい。このゲル化率が１０％未満では可視光硬化性材料として十分に機能し得ない。また、このようにゲル状に硬化した際の膨潤度は３５０以下であることが好ましい。膨潤度が３５０を超えるとゲルの強度が低くなって、止血剤等の用途に不適当である。

本発明の可視光硬化性材料は、粘稠性の液体状であるため、これを例えば止血剤として用いる場合には、適用対象に塗布した後、３００〜３０，０００ｌｘ程度の可視光、特に生体に対する用途にあっては、３００〜１５，０００ｌｘ程度の比較的低照度で、生体に対して影響の低い可視光を０．１〜３０分程度照射してゲル状に硬化させて、良好な止血作用を得ることができる。

本発明の可視光硬化性材料はまた、止血剤の他、各種の創傷治癒促進材として有用である。ここで、創傷治癒促進材とは、傷口をふさぐためのもの、傷口からの感染を防止するためのもの、傷口から体液がしみ出ないようにするためのものなどの、傷口の治癒を促進するためのものが挙げられる。

本発明の創傷治癒促進材は、血管内療法の治療中又は終了後の止血処置にも用いることができる。

従来、血管内療法の施術後には血栓抑制や溶解を目的として抗トロンボプラスチン剤などを多量に投与するのが一般的である。従って、シース抜去部位の止血処置は、全身へ効果が波及する内科的療法が禁忌であり、局所で物理的に止血する以外にない。

この物理的止血としては、例えば、
(1) 大腿部への止血帯により止血をアシストしつつ、刺入動脈からの出血をガーゼで吸収しながら、出血部位を強く抑え続ける；
(2) 表皮を切開して動脈をスケルトニングし、結索する；
などの処置が行われている。

しかしながら、上記(1)のように、大きく穿孔した動脈の刺入部を強く抑えるだけの方法では止血までに約１日を要し、患者はその間、体位の変換ができないため大きな苦痛を与えている。また、上記(2)のように外科的処置で動脈を結索するのは、それ自体が侵襲が大きく、さらにカテーテルを挿入できるような径の動脈を結索するのは、たとえ術後に副側血流を得ても四肢血行不良の要因となる。

本発明の創傷治癒促進材によると、このような従来の問題点が解決される。

本発明の創傷治癒促進材を用いて血管内療法の治療中又は終了後の止血処理を行うには、血管内治療中又は終了後に、カテーテルシースの外周部分に本発明の創傷治癒促進材の水溶液を湿潤させ、創傷治癒促進材成分をシース外周と皮下組織の界面へ充填する。カテーテル抜去後に、シース又はシース抜去後の創傷へ可視光線又は紫外線照射用の細い棒状ないし線状体を挿入して、この棒状体から光照射し、創傷治癒促進材成分を架橋して不溶化する。不溶化された液状成分は生体適合性に優れ、止血材ないしは組織接着剤として機能し、すみやかに止血処置が終了する。

この創傷治癒促進材は組織接着性を有するものであり、創傷で不溶化し物理的に止血するものである。この創傷治癒促進材は、血小板や凝固因子への作用、拮抗で止血するものではないが内科的な止血作用を付与しても問題ない。

創傷治癒促進材を創傷部に供給し、次いで光照射して不溶化させるために、創傷治癒促進材水溶液を局所投与すると共に光照射できる機能をカテーテルシースへ組み込んでもよい。この場合、シース外周面を多孔性の材料で構成し、体外へ露出している部分へカテーテルのイントロポートとは別のインジェクションポートを有し、ここから注射器で創傷治癒促進材水溶液を、皮下に留置されているシースの外周面へ浸潤させるよう構成してもよい。

シース自体が光透過性を有していれば、カテーテルイントロポートへ細い棒状ないし線状の光線照射体を挿入して光照射するようにしてもよい。

あるいは、シースから創傷治癒促進材水溶液を投与後に、カテーテルイントロポートへ細い棒状ないし線状の光線照射体を挿入し、次いで該光線照射体を創傷に残置させながらシースを抜去し、その後該光線照射体を介して光照射し創傷治癒促進材成分を不溶化し、しかる後、該光線照射体を抜去するようにしてもよい。

以下に、合成例、比較例、実施例及び実験例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

合成例１：エオシン化ゼラチンの合成
ゼラチン（分子量９５，０００、アミノ基量約３７個／分子）に、水溶性カルボジイミドであるＮ−エチル−Ｎ’−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＷＳＣ）の存在下、下記反応でゼラチンの側鎖のアミノ基にエオシンを結合させることにより、ゼラチン１分子当たりエオシン約５個を導入してエオシン化ゼラチンを合成した。

合成例２：ジメチルアミノ基化ゼラチンの合成
合成例１の上記反応式において、Ｒを下記のものに変更したこと以外は同様にして、各々ゼラチン１分子当たりジメチルアミノ基を約１個導入した脂肪族ジメチルアミノ基化ゼラチンと芳香族ジメチルアミノ基化ゼラチンを合成した。

合成例３：ポリジメチルアミンの合成
ホウ窒化アルミニウムをラジカル開始剤としてＤＭＡＡとＤＭＡＥＭＡの混合溶液を加熱することにより、共重合比ｍ：ｎがＤＭＡＡ：ＤＭＡＥＭＡ＝９：１のＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマー（９：１）（分子量１８，０００）とＤＭＡＡ：ＤＭＡＥＭＡ＝７：３のＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマー（７：３）（分子量２６，０００）を合成した。

また、ベンジル−Ｎ，Ｎ−ジエチルジチオカルバメートを重合開始剤として、３−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）プロピルアクリルアミド（ＤＭＡＰＡＡｍ）の水溶液に紫外線を照射することによりＰＤＭＡＰＡＡｍ（分子量１０，０００）を合成した。

各々の反応式は下記の通りである。

比較例１
エオシン化ゼラチンの２０重量％水溶液へエオシン化ゼラチンに対して１．５重量％のアスコルビン酸を混合し、表１に示す照度の可視光を表１に示す照射時間照射して、そのゲル化率と膨潤度を調べたところ、表１に示す結果となり、エオシン化ゼラチンとアスコルビン酸との組み合せではゲル化のためには高い照度の可視光を照射する必要があり、７７００ｌｘ程度の可視光ではゲル化しないことが確認された。

実施例１〜４、比較例２
エオシン化ゼラチンの２０重量％水溶液に表２に示すジメチルアミノ基含有化合物を水溶液中のアミン濃度が表１に示す濃度となるように添加した（ただし、比較例２ではジメチルアミノ基含有化合物添加せず）後、照度７７００ｌｘの可視光を表２に示す照射時間照射し、このときのゲル化率と膨潤度を調べ、結果を表２に示した。

表２より明らかなように、エオシン化ゼラチンにジメチルアミノ基含有化合物を添加することにより、ゲル化が起こり、特に低分子量のＨＭＴＥＴＡよりも、高分子量のＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマーやＰＤＭＡＰＡＡｍを添加することにより、膨潤度を抑えて高度にゲル化を進行させることができ、強度の高いゲルを得ることができる。

実施例５，６、比較例３
表３に示すジメチルアミノ基化ゼラチンの２０重量％水溶液にエオシンを水溶液中のエオシン濃度が表３に示す濃度となるように添加した（ただし、比較例３ではジメチルアミノ基化ゼラチンの代りにゼラチンを用いた）後、照度７７００ｌｘの可視光を表３に示す照射時間照射し、このときのゲル化率と膨潤度を調べ、結果を表３に示した。

表３より明らかなように、未修飾のゼラチンにエオシンを添加してもゲル化は起こらないが、ジメチルアミノ基化ゼラチン、特に脂肪族ジメチルアミノ基化ゼラチンであれば、エオシンを添加することにより、ゲル化が可能であることが分かる。なお、脂肪族ジメチルアミノ基化ゼラチンの場合、エオシンの添加濃度を上げても、ゲル化率にあまり変化はなく、膨潤度は増加する。これは、エオシンの増加によりアミノ基同士のラジカル再結合反応の起こる確率が低下したことで、架橋密度が低下したことによると考えられる。一方、芳香族ジメチルアミノ基化ゼラチンではゲル化率が低い。これはジメチルアミノ基の導入率の低さが第１の原因と考えられるが、水素移動によって生成したラジカルが安定化されることにより、再結合反応が抑制された可能性も考えられる。

実施例７，８
実施例２，４で調製した可視光硬化性材料について、止血剤としての効果として、ラットの肝臓からの漏出性の出血に対する止血効果を調べた。

まず、ラットの肝臓の中央部に約２ｍｍぐらいの切開創を作成し、出血した部分に実施例２，４の可視光硬化性材料をそれぞれ塗布した後、照度７７００ｌｘの可視光を１分間照射した。なお、いずれの可視光硬化性材料も適度な粘性を有しており、肝臓組織との接着性に優れ、塗布性は良好であった。

実施例２で調製した可視光硬化性材料の場合、可視光照射後の肝臓を観察したところ、出血を完全に抑えることができ、３日後には肉眼では切開部がきれいにふさがっているのが観察された（実施例７）。

一方、実施例４で調製した可視光硬化性材料では、可視光照射直後には組織表面でゲルが均一に形成され、組織と完全に密着し、損傷部からの出血をおさえることができた。この止血は、ゲルによる圧迫効果と、ゼラチンの有する細胞接着性との相乗効果によると考えられる。３日後、創部には、炎症細胞が集積したが、特に異物細胞等は認められず、正常な治癒過程によるものと認められた。また、肝細胞も特に損害を受けているようには見られず、７日経過後には、創部表面が繊維性の組織で覆われ始めた（実施例８）。

以上の結果より、エオシン化ゼラチンにＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマー又はＰＤＭＡＰＡＡｍを添加した可視光硬化性材料は、肝臓に障害を与えることなく創傷治癒が可能であること、エオシン化ゼラチンにＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマーを添加した可視光硬化性材料は、ゲル化実験ではさほど高いゲル化率ではないものの、止血剤としては十分に機能し、また、特に、エオシン化ゼラチンにＰＤＭＡＰＡＡｍを添加した可視光硬化性材料は止血剤として有用であることが確認された。なお、エオシン化ゼラチンにＰＤＭＡＰＡＡｍを添加した可視光硬化性材料は、後述の実験例の結果からは、培養細胞で傷害性が認められたが、止血剤としての実用上は問題がないものと判断された。

実施例９
実施例４で調製した可視光硬化性材料を用いて、ラットの大動脈からの吐出性の出血に対する止血能を調べた。まず、ラットの腹部大動脈（内径約２ｍｍ）の両端をクリップで止め、血流を遮断し、針を用いて約１ｍｍの切開創を作製した。クリップを緩めると、切開創から出血した。再び血流を遮断した状態で実施例４の可視光硬化性材料を塗布して、照度７７００ｌｘの可視光を２分間照射した。

その後、クリップを取ると出血することなく血流が再開された。そして、可視光照射３日後もゲルが動脈上に残っており、ゲルを剥離したところ傷口がきれいにふさがっており、止血が完了していることが確認された。また、動脈及び周囲組織に壊死等の傷害は肉眼的には認められなかった。

このことからエオシン化ゼラチンにＰＤＭＡＰＡＡｍを添加した可視光硬化性材料は、動脈からの吐出性の止血に対しても、良好な止血効果を有することが確認された。

実験例１
医療材料として用いるには細胞に与える傷害性が懸念されるため、培養中の血管平滑筋細胞に各ジメチルアミノ基含有化合物を添加し、２４時間後の細胞形態の変化を観察した。コントロールには添加物のないメディウムのみを用いた。

この結果、低分子のＨＭＴＥＴＡを加えた場合、ほぼ全ての細胞が浮遊した。また、ＰＤＭＡＰＡＡｍを加えた場合は、細胞の形態に異常が観測された。このことより、これら２種類のジメチルアミノ基含有化合物の細胞傷害性は高いことが示唆された。一方、ＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマーを添加した場合、細胞形態に大きな異常は観測されなかった。

また、ジメチルアミノ基化ゼラチンは、脂肪族ジメチルアミノ基化ゼラチンも芳香族ジメチルアミノ基化ゼラチンも、いずれも細胞形態に大きな変化はなかった。

次いで、コントロールの値を１００としたときの、それぞれの生細胞数を相対値で調べたところ、下記表４の結果が得られた。

表４より明らかなように、ＨＭＴＥＴＡやＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマーを添加した場合、殆ど生細胞はなく、細胞障害性が非常に強いことが分かる。しかし、ＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマーを添加した場合、ＤＭＡＡの共重合比の増加に伴い生存率が増加し、ＤＭＡＡ−ＤＭＡＥＭＡコポリマー（９：１）では、細胞数はコントロールとほぼ同等で細胞傷害性は殆ど認められなかった。一方、ジメチルアミノ基を導入したゼラチンは細胞傷害性が観測された。

ただし、実施例７〜９に示すように、細胞傷害性が認められるものであっても、止血剤としての実用化には問題はないことから、本発明の可視光硬化性材料は、各種医療材料への応用が十分に期待できるものであることが分かる。

本発明の可視光硬化性材料及び止血剤は、薬物の徐放担体や細胞の足場、表面修飾材料や止血剤等の種々な医療材料として有用である。

Claims (21)

1. 可視光の照射によりゲル状に硬化する可視光硬化性材料において、可視光の照射によりラジカルを発生させる感光基を有する化合物と、ジ置換アミノ基含有化合物を含むことを特徴とする可視光硬化性材料。
2. 請求項１において、前記感光基を有する化合物が、エオシン、ベンゾフェノン、カンファーキノン、オレフィン、ベンザルアセトフェノン、シンナミリデンアセチル、シンナモイル、スチリルピリジン、α−フェニルマレイミド、フェニルアジド、スルホニルアジド、カルボニルアジド、ｏ−キノンジアジド、フリルアクリロイル、クマリン、ピロン、アントラセン、ベンゾイル、スチルベン、ジチオカルバメート、ザンタート、シクロプロペン、１，２，３−チアジアゾール、アザ-ジオキサビシクロ、ハロゲン化アルキル、ケトン及びジアゾ並びにこれらで修飾された物質からなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする可視光硬化性材料。
3. 請求項１又は２において、該ジ置換アミノ基含有化合物がジメチルアミノ基含有化合物であることを特徴とする可視光硬化性材料。
4. 請求項３において、該ジメチルアミノ基含有化合物が１，１，４，７，１０，１０−ヘキサメチルトリメチレンテトラミンであることを特徴とする可視光硬化性材料。
5. 請求項３において、該ジメチルアミノ基含有化合物がジメチルアミノ基を有するビニルモノマーと水溶性モノマーとの共重合体であることを特徴とする可視光硬化性材料。
6. 請求項５において、該ジメチルアミノ基含有化合物がジメチルアクリルアミドとジメチルアミノエチルメタクリレートとの共重合体であることを特徴とする可視光硬化性材料。
7. 請求項３において、該ジメチルアミノ基含有化合物がジメチルアミノ基を有するビニルモノマーの重合体であることを特徴とする可視光硬化性材料。
8. 請求項７において、該ジメチルアミノ基含有化合物がポリジメチルアミノプロピルアクリルアミドであることを特徴とする可視光硬化性材料。
9. 請求項３ないし８のいずれか１項において、該ジメチルアミノ基含有化合物と感光基を有する化合物で修飾したゼラチンとを含み、該ジメチルアミノ基含有化合物及び感光基を有する化合物で修飾したゼラチンから発生したラジカル同士の再結合反応による架橋形成でゲル化することを特徴とする可視光硬化性材料。
10. 請求項９において、該感光基を有する化合物で修飾したゼラチンがエオシン化ゼラチンであることを特徴とする可視光硬化性材料。
11. 請求項９又は１０において、該感光基を有する化合物で修飾したゼラチンに対して該ジメチルアミノ基含有化合物を０．００１〜３０重量％含むことを特徴とする可視光硬化性材料。
12. 請求項９ないし１１のいずれか１項において、感光基を有する化合物で修飾したゼラチン濃度１．０〜３０．０重量％の水溶液にジメチルアミノ基含有化合物を添加してなることを特徴とする可視光硬化性材料。
13. 請求項３において、ジメチルアミノ基含有化合物が、ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基を導入したゼラチンであることを特徴とする可視光硬化性材料。
14. 請求項１３において、該ジメチルアミノ基を導入したゼラチンが３−ジメチルアミノプロピル基を導入したゼラチンであることを特徴とする可視光硬化性材料。
15. 請求項１３又は１４において、該ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチンと感光基を有する化合物とを含み、該ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチン及び感光基を有する化合物から発生したラジカル同士の再結合反応による架橋形成でゲル化することを特徴とする可視光硬化性材料。
16. 請求項１５において、該感光基を有する化合物に対して該ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチンを１００〜１０，０００重量％含むことを特徴とする可視光硬化性材料。
17. 請求項１５又は１６において、ジメチルアミノ基又はジメチルアミノアルキル基導入ゼラチン濃度１．０〜３０．０重量％の水溶液に感光基を有する化合物を添加してなることを特徴とする可視光硬化性材料。
18. 請求項１ないし１７のいずれか１項において、照度３００〜３０，０００ｌｘの可視光を０．１〜３０分照射したときのゲル化率が１０％以上であることを特徴とする可視光硬化性材料。
19. 請求項１ないし１８のいずれか１項において、ゲル状に硬化した際の膨潤度が３５０以下であることを特徴とする可視光硬化性材料。
20. 請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の可視光硬化性材料よりなることを特徴とする創傷治癒促進材。
21. 請求項２０において、止血剤であることを特徴とする創傷治癒促進材。