JP2009519791A - 生体創傷被覆材および作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の生体創傷被覆材の作製方法は、ガス透過性ではあるが細菌に対しては不透過性であり、使用するのに便利でその作製方法が簡単な、良好な生体適合性を有し、耐久的な可撓性を有することにある。
【解決手段】生体創傷被覆材は、基質（１）を有する天然の動物組織を提供するステップと、該基質（１）を架橋かつ固定するステップと、該基質（１）由来の抗原を最小化するステップと、該基質（１）に活性層（２）を組み込むステップと、を含む方法で作製される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒトの移植のための医療用人工器官に関し、より詳細には、創傷の治療中に創傷の表面を保護するために使用される生体創傷被覆材に関する。

人体それ自体が傷の完璧な修復機構を備えるため、普通の傷や小さい傷の多くは、傷の表面が感染から保護されると、人体固有の修復システムによって傷自体を治癒することができる。一般に、外傷の治療は、まず傷の表面を清浄し、次いで殺菌してから、その後の感染を防ぐために傷を保護する被覆材で傷表面を保護することを含む。したがって、近年、保護被覆材料の分野において急速な開発が行われており、多種多様な保護用傷被覆材が市販されている。

ところで、従来、保護用傷被覆材において、保護材料はそのほとんどがシリコーンゴムゲルフィルム、ポリアミドフィルム、ナイロンフィルム、ダクロン（登録商標）フィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどの合成材料フィルムである。これら合成材料は、組織適合性に乏しく、一定期間使用した後の治療効果が不十分であることが徐々にわかってきた。
そのため、科学者等がコラーゲンなどの天然の生体材料を用いて創傷被覆材を作製しようと試みているが、コラーゲンは機械的強度に乏しいため、合成フィルムで強化する必要がある。そのようなコラーゲンと合成材料の複合フィルムは組織適合性において改善されているが、厚さが増大しているために可撓性が低減しており、さらには、ガス透過性が不十分で適用特性に劣るという欠点を有する。
科学者等はまた、キチンとキチンコラーゲンとの複合材料を利用して保護フィルムを作製しているが、これらのフィルムも機械的強度に乏しく、耐久性が不十分で可撓性が小さいため、広範囲に適用されていない。
近年、ブタの皮膚もまた創傷被覆材を作製するのに利用されているが、治療技術が、抗原を除くための特別な処理を伴わない従来のグルタルアルデヒド固定法とクロムなめし法とに限られるため、患者が残存する毒性および抗原の不完全な排除による拒絶反応にさらされることになる。そのようなブタの皮膚製品はまた、乾燥後の拡大した孔に起因する不十分な可撓性を呈するため、細菌障壁特性に乏しく、適用特性および治療効果が理想的なものではなく、それによりその使用範囲と適用が制限されている。
また、ブタの小腸粘膜下組織（ＳＩＳ）も創傷被覆材を作製するのに用いられているが、抗原を排除するのに使用される処置が細胞除去技術である。しかしながら、抗原決定基が多くの特定部位とその特定配座に存在するため、組織中のタンパク質には抗原性が残っている。細胞性ＳＩＳベース製の創傷被覆材が許容可能であっても、改善すべき点が未だ残されている。

本発明の目的は、ガス透過性ではあるが細菌に対しては不透過性であり、使用するのに便利でその作製方法が簡単な、良好な生体適合性を有し、耐久的な可撓性を有する生体創傷被覆材を提供することである。

本発明は、
基質を有する天然の動物組織を提供するステップと、
該基質を、非アルデヒド固定剤で架橋かつ固定するステップと、
該基質由来の抗原を最小化するステップと、
該基質に活性層を組み込むステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明は、ガス透過性ではあるが細菌に対しては不透過性であり、使用するのに便利でその作製方法が簡単な、良好な生体適合性を有し、耐久的な可撓性を有する。

本発明の生体創傷被覆材は、ガス透過性ではあるが細菌に対しては不透過性であり、使用するのに便利でその作製方法が簡単な、良好な生体適合性を有し、耐久的な可撓性を有する目的を、基質を有する天然の動物組織を提供するステップと、該基質を架橋かつ固定するステップと、該基質由来の抗原を最小化するステップと、該基質に活性層を組み込むステップと、を含んでなる方法から作製される。
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。

以下の詳細な説明は、本発明を実施する現時点で意図される最良の形態に関するものである。この説明は限定することを意図するものではなく、単に本発明の実施態様の概括的な原理を例示することを目的とするものである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって最大限に定義されるものである。

本発明は、非アルデヒド固定剤で架橋固定することにより処理された、最小化された抗原を有する動物の腸管膜から作製された基質からなる生体創傷被覆材を提供するものである。

動物組織は微生物によって簡単に劣化あるいは分解するため、固定剤で架橋して固定することが必要である。通常、グルタルアルデヒドが固定剤として利用されるが、グルタルアルデヒドは毒性のラジカルを生成する。アルデヒドはアセタール反応によってタンパク質とカップリングして、その架橋生成物が劣化すると毒性のアルデヒドが放出されるため、アルデヒドで固定した製品は長期間残存する毒性を有する。アルデヒド系固定剤に代わる固定剤としてエポキシド、ジアシルジアミド、ジイソシアナート、ポリエチレングリコールまたはカルボジアミドなどの非アルデヒド系固定剤を利用すると、この毒性問題を最小限にするかあるいは排除することさえできる。例えば、エポキシドをアルデヒド型の固定剤に代えて用いると、エポキシドが不安定なため開環、架橋反応が容易に起こるが、反応条件を制御することにより非常に安定で簡単には分解しない架橋生成物を生成することができる。分解においてカリクレイン、フィブリノリジンおよびグルココルチコイドホルモンが分泌されてコラゲナーゼを助けることによって組織の成長と再生が開始して架橋生成物が滅ぶときにのみポリアルデヒドとアミノ酸とにゆっくりと分解し、吸収される。そのような種類の受動的な分解および組織再生は同期的に起こるものであり、組織再生による修復に有益であると同時に、アルデヒドの残存毒性を有さない。最新の免疫学的理論によれば、動物組織の抗原性は主として特定部位に局在化した特定の配座にある活性基由来であり、これら活性基には−ＯＨ、−ＮＨ_２ 、−ＳＨなどが含まれる。特定の配座は、らせん状タンパク質鎖で形成された特定の水素結合のいくつかにより得られる。特定の部位と配座は、抗原決定因子と呼ばれる。これら基と容易に反応する一つまたはより多くの活性試薬（例えば、酸無水物、塩化アシル、アミド、エポキシドなど）は、動物組織を処理する際にこれら基と結合してこれらを遮断するのに用いられるため、抗原を効果的に最小化または除去することができる。同時に、強力な水素結合を有する試薬（例えば、グアニジン化合物）は、特定の形態を与える水素結合を置換するのに用いられるため、その形態は変化して抗原性が効果的に取り除かれる。

方法
本発明による生体創傷被覆材の作製方法は、以下のステップを含んでなり、動物組織を基質として用いるものである。
１．材料の選択：新鮮な動物の小腸を採取する。一例としては、動物の粘膜下層である。
２．前処理：小腸を清浄して殺菌し、粘膜と下の結合組織を除去して強い膜を残す。該強い膜をトリミングして乾燥し、基質を得る。
３．脱脂：基質内の脂肪と脂溶性不純物を有機溶媒で抽出する。
４．架橋固定：基質中のコラーゲン分子を、以下でより詳細に説明する非アルデヒド固定剤を用いて架橋して固定する。
５．抗原の最小化：基質のタンパク質中の特定の活性基、すなわち−ＯＨまたは−ＮＨ_２ または−ＳＨを、活性剤で遮断し、基質中のタンパク質のらせん鎖中の特定の水素結合を、強力な水素結合を有する試薬を用いて置換してその特定の形態を変化させる。
６．活性層のカップリング：改質した活性層を基質表面上に組み込む。一実施態様によれば、改質した活性層は、改質活性層を形成するため、吸収／吸着手段により基質表面に接着されるフィブロネクチン、ムチンまたはヴィトレイン（ｖｉｔｒｅｉｎ）を含み得る。別の実施態様によれば、改質活性層は、生体粘着剤と広域抗菌剤とを含む混合組成物で被覆することにより、放出の制御された抗菌層を設けることができる。

固定
上記方法のステップ４における固定剤は、タンパク質分子と容易に架橋する試薬であってよく、エポキシド、ジアシルジアミド、ジイソシアナート、ポリエチレングリコールまたはカルボジイミドから選択される１つまたは２つの試薬であってよい。この固定剤は、炭化水素のバックボーンを有するエポキシ化合物であってよく、これは水溶性であり、かつそのバックボーン中にエーテルあるいはエステル結合を含まないものである。この固定剤は、米国特許第６，１０６，５５５号公報に開示されているものであり、その全開示がその全てが記載されているものとして、参照として本明細書に組み入れられる。例にはエポキシド、ジアミド、ジイソシアナート、ポリエチレングリコールまたはカルボジイミドが包まれ、ここでエポキシドは単環式エポキシドまたは二環式エポキシドであるか、あるいは低級ポリ（エポキシド）（低級ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）またはグリシジルエーテルなど）であってよい。
エポキシドは、
単環式エポキシドである、

または、二環式エポキシドである、

であってよく、また、ポリプロピレンオキシドなどの低級ポリエポキシドであってよい。

活性剤
上記方法のステップ５における活性剤は、低分子量の無水有機酸、塩化アシル、アシルアミドまたは単環式酸化物であり、強力な水素結合力を有する試薬はグアニジン化合物であってよい。

活性層
一実施態様において、上記ステップ６の改質活性層は、細胞に接着可能で、創傷保護フィルムの上皮細胞と繊維芽細胞に対する接着性を増大可能なフィブロネクチン、ムチン、またはヴィトレイン（ｖｉｔｒｅｉｎ）を含んでよく、それにより上皮細胞と繊維芽細胞とが蓄積して創傷の修復と治癒を助長することができる。別の実施態様においては、上記ステップ６の改質活性層は、広域抗菌剤を含む放出の制御されたフィルムを設けて、創傷被覆材が抗菌作用並びに感染防止作用を呈することができる。

本発明は以下の利点を提供するものである。本発明の生体創傷被覆材は、薄く強靱な動物の腸間膜から作製されるため、軽量で柔軟であり、使いやすい。腸間膜は小さくて密な微細孔を有する半透明膜であるため良好な透過性を有するガス透過性であると同時に、抗原の多モードの最小化により処理されており免疫性が効果的に排除されていることから細菌に対しては非浸透性である。さらに、表面は活性的に改質されており上皮細胞と繊維芽細胞の増加を助長するため、創傷の治癒を促進することができる。あるいはまた、徐々に放出される抗菌剤を設けることにより、抗感染作用が増強されるため、ブタの皮膚から作製した創傷被覆材または保護フィルムの適用性並びに創傷の保護作用を比較した場合に優れている。

実施例１
図１に示すように、生体創傷被覆材は、非アルデヒド固定剤による架橋固定および抗原の最小化により動物の腸間膜から作製した基質１からなるものであって、該基質１の表面上には、細胞に接着可能なフィブロネクチン、ムチンまたはヴィトレイン（ｖｉｔｒｅｉｎ）を含有する改質活性層２または徐放出抗菌性層２が組み込まれる。
本発明の生体創傷被覆材の作製方法は以下のステップを含む。
１．材料の選択：新鮮な動物の小腸膜（粘膜下層など）を採取する。
２．前処理：小腸を清浄して殺菌し、粘膜と下の結合組織を除去して強い膜を残す。該強い膜をトリミングして乾燥し、基質１を得る。
３．脱脂：基質１内の脂肪と脂溶性不純物を有機溶媒で抽出する。
４．架橋固定：基質１中のコラーゲン分子を、室温でエポキシドを用いて架橋し固定する。
５．抗原の最小化：基質１のタンパク質中の特定の活性基、すなわち−ＯＨまたは−ＮＨ_２ または−ＳＨを、活性剤の無水ブチル酸で遮断し、基質１中のタンパク質のらせん鎖中の特定の水素結合を、塩酸グアニジントリス溶液を用いて置換してその特定の配座を変性させる。
６．表面の活性改質：フィブロネクチン、ムチンまたはヴィトレインを、改質活性層２を形成するために、吸収／接着手段により基質１の表面に接着する。あるいはまた、基質１の表面を、生体粘着剤と広域抗菌剤とを含んでなる混合組成物で被覆して放出が制御された抗菌性層２を設ける。
７．後処理：真空乾燥、形状の調整、梱包およびエポキシドまたは照射による殺菌後に最終生成物が得られる。

上記説明は本発明の特定の実施態様に関するものであるが、本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な修正を行うことができることは理解すべきである。添付の特許請求の範囲はそのような修正を包括することを意図するものであり、本発明の真の範囲および趣旨内に包含されるものである。

本発明の一実施態様による生体保護用創傷被覆材の断面図である。

符号の説明

１ 基質
２ 改質活性層

Claims (22)

1. 基質を有する天然の動物組織を提供するステップと、
   該基質を、非アルデヒド固定剤で架橋かつ固定するステップと、
   該基質由来の抗原を最小化するステップと、
   該基質に活性層を組み込むステップと、
   を含むことを特徴とする生体創傷被覆材の作製方法。
2. 前記活性層がフィブロネクチン、ムチンまたはヴィトレインを含むことを特徴とする請求項１に記載の生体創傷被覆材の作製方法。
3. 前記活性層が、広域抗菌剤を含有する放出制御フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の生体創傷被覆材の作製方法。
4. 前記架橋かつ固定するステップが、水溶性の炭化水素バックボーンを有し、該バックボーンにエーテル結合またはエステル結合を含まないエポキシ化合物を用いることによって達成されることを特徴とする請求項１に記載の生体創傷被覆材の作製方法。
5. 前記エポキシ化合物が、エポキシド、ジアミド、ジイソシアナートおよびカルボジイミドからなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の生体創傷被覆材の作製方法。
6. 前記基質由来の抗原を最小化するステップが、
   前記基質のタンパク質中の特定の活性基を遮断するために活性剤を利用することと、
   前記基質のタンパク質分子のらせん鎖中の特定の水素結合を置換してその特定の配座を変性する強力な水素結合力を有する試薬を利用することと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の生体創傷被覆材の作製方法。
7. 前記天然の動物組織が動物の小腸であることを特徴とする請求項１に記載の生体創傷被覆材の作製方法。
8. 前記天然の動物組織が動物の小腸の粘膜下層であることを特徴とする請求項７に記載の生体創傷被覆材の作製方法。
9. 生体創傷被覆材であって、
   基質を有する天然の動物組織であって、該基質は非アルデヒド固定剤で架橋され、該基質由来の抗原は最小化され、該基質は組み込まれた活性層を有する、天然の動物組織、
   を含んでなることを特徴とする創傷被覆材。
10. 前記活性層がフィブロネクチン、ムチンまたはヴィトレインを含むことを特徴とする請求項９に記載の創傷被覆材。
11. 前記活性層が、広域抗菌剤を含有する放出制御フィルムであることを特徴とする請求項９に記載の創傷被覆材。
12. 前記基質が水溶性の炭化水素バックボーンを有し、該バックボーンにエーテル結合またはエステル結合を含まないエポキシ化合物によって固定されることを特徴とする請求項９に記載の創傷被覆材。
13. 前記エポキシ化合物が、エポキシド、ジアミド、ジイソシアナートおよびカルボジイミドからなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の創傷被覆材。
14. 前記抗原が、前記基質のタンパク質中の特定の活性基を遮断する活性剤と、前記基質のタンパク質分子のらせん鎖中の特定の水素結合を置換し、その特定の配座を変性する強力な水素結合力を有する試薬とによって、前記基質から最小化されることを特徴とする請求項９に記載の創傷被覆材。
15. 前記天然の動物組織が動物の小腸であることを特徴とする請求項９に記載の創傷被覆材。
16. 前記天然の動物組織が、動物の小腸の粘膜下層であることを特徴とする請求項１５に記載の創傷被覆材。
17. 基質を有する天然の動物組織を提供するステップと、
    該基質を、非アルデヒド固定剤で架橋かつ固定するステップと、
    該基質由来の抗原を最小化するステップと、
    該基質に活性層を組み込むステップと、
    を含む方法で作製されることを特徴とする生体創傷被覆材。
18. 前記基質が、水溶性の炭化水素バックボーンを有し、該バックボーンにエーテル結合またはエステル結合を含まないエポキシ化合物によって固定されることを特徴とする請求項１７に記載の生体創傷被覆材。
19. 前記天然の動物組織が動物の小腸であることを特徴とする請求項１７に記載の生体創傷被覆材。
20. 前記天然の動物組織が、動物の小腸の粘膜下層であることを特徴とする請求項１９に記載の生体創傷被覆材。
21. 前記活性層がフィブロネクチン、ムチンまたはヴィトレインを含むことを特徴とする請求項１７に記載の生体創傷被覆材。
22. 前記活性層が、広域抗菌剤を含有する放出制御フィルムであることを特徴とする請求項１７記載の生体創傷被覆材。

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