JP2010209130A - Alginic acid derivative and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルギン酸誘導体およびそれを用いた癒着防止材、ならびにそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to an alginic acid derivative, an antiadhesive material using the same, and a method for producing them.
生体組織の癒着は、損傷を受けた臓器表面が再生する際に、他の組織と結合することにより発生する。そのため、手術後の癒着を防止すべく生体適合性の材料であるアルギン酸などの多糖類を使用した種々の癒着防止材が提案されている。
例えば、アルギン酸ナトリウムの水溶液を用いた癒着防止材が提案されている（特許文献１）。しかし、この癒着防止材は低濃度では体内での滞留性が低く、癒着防止効果を充分に発揮させることができない。
The adhesion of living tissue occurs when the damaged organ surface regenerates and binds to other tissues. Therefore, various adhesion preventing materials using polysaccharides such as alginic acid, which is a biocompatible material, have been proposed in order to prevent adhesion after surgery.
For example, an anti-adhesion material using an aqueous solution of sodium alginate has been proposed (Patent Document 1). However, this anti-adhesion material has low retention in the body at a low concentration and cannot fully exert the anti-adhesion effect.
また、多糖類および水を含有する滅菌された癒着防止材が提案され、多糖類としてアルギン酸、その誘導体、およびそれらの塩が挙げられている（特許文献２）。しかし、低粘度では体内での滞留性が低く、癒着防止効果を充分に発揮させることができないとされている。 Further, a sterilized anti-adhesion material containing a polysaccharide and water has been proposed, and examples of the polysaccharide include alginic acid, derivatives thereof, and salts thereof (Patent Document 2). However, when the viscosity is low, the retention in the body is low, and it is said that the effect of preventing adhesion cannot be exhibited sufficiently.
さらに、生体適合性材料として、多糖類を種々の方法で修飾したり、水不溶化させたりする試みがなされている。
例えば、カルボキシメチルセルロースをホスファチジルエタノールアミンで修飾した誘導体のハイドロゲルが癒着防止材として開示されている（特許文献３）。しかし、アルギン酸誘導体については記載も示唆もされていない。
上記したように、低粘度にも関わらず効果が高い癒着防止材は知られていない。
Furthermore, as biocompatible materials, attempts have been made to modify polysaccharides by various methods or to make them insoluble in water.
For example, a hydrogel of a derivative obtained by modifying carboxymethyl cellulose with phosphatidylethanolamine has been disclosed as an adhesion preventing material (Patent Document 3). However, there is no description or suggestion about alginic acid derivatives.
As described above, no anti-adhesion material that is highly effective despite its low viscosity is known.
本発明が解決しようとする課題は、それをハイドロゲルとしたときに低粘度でありながら癒着防止材として有用なアルギン酸誘導体を提供することにある。さらに本発明が解決しようとする課題は、該アルギン酸誘導体の製造方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an alginic acid derivative useful as an anti-adhesive material while having a low viscosity when it is used as a hydrogel. Furthermore, the problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing the alginic acid derivative.
本発明者らは、安全性に優れた材料でアルギン酸を修飾し、癒着防止効果を向上させることについて鋭意検討した。その結果、本発明者らは、アルギン酸の水素原子を生体由来物質であるホスファチジルエタノールアミンで一部側鎖を置換したアルギン酸誘導体は、低粘度であって注射器を通して注入可能であるにも関わらず、癒着防止材として有用なハイドロゲルを形成しうることを見出した。 The present inventors diligently studied to modify alginic acid with a material having excellent safety to improve the adhesion prevention effect. As a result, the present inventors have found that alginic acid derivatives in which the hydrogen atom of alginic acid is partially substituted with phosphatidylethanolamine, which is a biological substance, have low viscosity and can be injected through a syringe. It has been found that a hydrogel useful as an adhesion preventing material can be formed.
すなわち、本発明は、複数あるアルギン酸のカルボキシル基の一部が下記式（１）で表される基により置換度０．００１〜０．１で置換されたアルギン酸誘導体である。 That is, the present invention is an alginic acid derivative in which a part of a plurality of carboxyl groups of alginic acid is substituted with a degree of substitution of 0.001 to 0.1 by a group represented by the following formula (1).
また、本発明は、分子量が５×１０３〜５×１０６のアルギン酸と、下記式（２）
で表されるホスファチジルエタノールアミンとを、アルギン酸のカルボキシル基１００当量に対し、ホスファチジルエタノールアミン０．１〜１００当量の割合にて、
水および水と相溶する有機溶媒（Ａ）とからなり、水が２０〜７０容量％含まれる混合溶媒に溶解し、触媒の存在下で反応させる工程を含む、アルギン酸誘導体の製造方法である。
The present invention also relates to alginic acid having a molecular weight of 5 × 10 3 to 5 × 10 6 and the following formula (2):
In a ratio of phosphatidylethanolamine 0.1 to 100 equivalents with respect to 100 equivalents of carboxyl group of alginic acid,
It is a method for producing an alginate derivative comprising a step of dissolving water and an organic solvent (A) compatible with water, dissolving in a mixed solvent containing 20 to 70% by volume of water, and reacting in the presence of a catalyst.
また、本発明は上記アルギン酸誘導体を含有する癒着防止材である。
さらに、本発明は水１００重量部に対し、上記アルギン酸誘導体を０．１〜５．０重量部含むハイドロゲルである。
Moreover, this invention is the adhesion preventing material containing the said alginic acid derivative.
Furthermore, this invention is a hydrogel which contains 0.1-5.0 weight part of said alginic acid derivatives with respect to 100 weight part of water.
本発明のアルギン酸誘導体を水に溶解させると適度に低い弾性率および粘性を有するハイドロゲルとなる。かかるハイドロゲルは、低粘度にも関わらず癒着防止材としての効果が高い。
また、本発明の製造方法によれば、かかるアルギン酸誘導体を効率的に製造することができる。
When the alginic acid derivative of the present invention is dissolved in water, a hydrogel having an appropriately low elastic modulus and viscosity is obtained. Such a hydrogel is highly effective as an anti-adhesion material despite its low viscosity.
Moreover, according to the manufacturing method of this invention, this alginic acid derivative can be manufactured efficiently.
＜アルギン酸誘導体＞
本発明のアルギン酸誘導体は、アルギン酸のカルボキシル基の一部が下記式（１）で表される基により、置換度０．００１〜０．１で置換されたアルギン酸誘導体である。
<Alginic acid derivative>
The alginic acid derivative of the present invention is an alginic acid derivative in which a part of the carboxyl group of alginic acid is substituted with a substitution degree of 0.001 to 0.1 with a group represented by the following formula (1).
式（１）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に炭素数９〜２７のアルキル基またはアルケニル基を表す。
式（１）中のＲ１およびＲ２は、いずれも炭素数９〜１９のアルケニル基であることが好ましい。なかでもＲ１およびＲ２は、いずれもオレイル基であることがより好ましい。
In formula (1), R 1 and R 2 each independently represents an alkyl group or alkenyl group having 9 to 27 carbon atoms.
R 1 and R 2 in formula (1) are each preferably an alkenyl group having 9 to 19 carbon atoms. Among these, it is more preferable that R 1 and R 2 are both oleyl groups.
式（１）で表される基の置換度は０．００１〜０．１であるが、好ましくは０．００５〜０．０５である。式（１）で表される基の置換度をこの範囲に制御することにより、適度な粘弾性を有し、注射器などの細管を有する器具を用いて注入可能なゲルを得ることができる。 The degree of substitution of the group represented by the formula (1) is 0.001 to 0.1, preferably 0.005 to 0.05. By controlling the degree of substitution of the group represented by the formula (1) within this range, a gel having an appropriate viscoelasticity and injectable using an instrument having a thin tube such as a syringe can be obtained.
式（１）で表される基の置換度は、例えば元素分析によるリンの定量分析によって求められる。リンの元素分析は、アルギン酸誘導体を適切な酸性の水溶液により加水分解後、遊離するリンイオンをリン−モリブデン法などの発色による吸光分析やＩＰＣなどの発光分析を利用して行うことができる。 The degree of substitution of the group represented by the formula (1) is determined by, for example, quantitative analysis of phosphorus by elemental analysis. The elemental analysis of phosphorus can be carried out using an absorptive analysis by color development such as the phosphorus-molybdenum method or luminescence analysis such as IPC after hydrolyzing the alginic acid derivative with an appropriate acidic aqueous solution.
また、アルギン酸誘導体の重量平均分子量は５×１０３〜５×１０６であり、好ましくは５×１０４〜５×１０６、より好ましくは５×１０４〜１×１０６である。原料となるアルギン酸ナトリウムの分子量を適切に選択することによって目的の分子量を有するアルギン酸誘導体を得ることができる。 The weight average molecular weight of the alginic acid derivative is 5 × 10 3 to 5 × 10 6 , preferably 5 × 10 4 to 5 × 10 6 , more preferably 5 × 10 4 to 1 × 10 6 . By appropriately selecting the molecular weight of sodium alginate as a raw material, an alginate derivative having a target molecular weight can be obtained.
＜アルギン酸誘導体の製造方法＞
アルギン酸誘導体は、(i) アルギン酸成分（Ｘ）とホスファチジルエタノールアミン成分（Ｙ）とを、(ii)成分（Ｘ）のカルボキシル基の１００当量に対し、成分（Ｙ）０．１〜１００当量の割合で、(iii) 水および水と相溶する有機溶媒（Ａ）とからなり、水が２０〜７０容量％含まれる混合溶媒に溶解し、触媒の存在下、反応させる工程を含む、アルギン酸誘導体の製造方法である。
<Method for producing alginic acid derivative>
The alginic acid derivative comprises (i) an alginic acid component (X) and a phosphatidylethanolamine component (Y) in an amount of 0.1 to 100 equivalents of component (Y) relative to 100 equivalents of the carboxyl group of (ii) component (X). An alginic acid derivative comprising: (iii) water and an organic solvent (A) that is compatible with water, the step of dissolving in a mixed solvent containing 20 to 70% by volume of water and reacting in the presence of a catalyst It is a manufacturing method.
引き続き、実質的にアルギン酸は溶解しないが水と相溶する有機溶媒（Ｂ）を用いてアルギン酸誘導体を精製する工程を実施することが好ましい。
成分（Ｘ）はアルギン酸で、その重量平均分子量は、５×１０３〜５×１０６、好ましくは５×１０４〜５×１０６、より好ましくは５×１０４〜１×１０６である。
Subsequently, it is preferable to carry out a step of purifying the alginic acid derivative using an organic solvent (B) which does not substantially dissolve alginic acid but is compatible with water.
Component (X) is alginic acid, and its weight average molecular weight is 5 × 10 3 to 5 × 10 6 , preferably 5 × 10 4 to 5 × 10 6 , more preferably 5 × 10 4 to 1 × 10 6 . .
成分（Ｙ）は、下記式（２）
式（２）中、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に、炭素数９〜２７のアルキル基またはアルケニル基である、Ｒ１およびＲ２は、いずれも炭素数９〜２７のアルケニル基であることが好ましい。さらに、Ｒ１およびＲ２を含む脂肪酸骨格がいずれもオレイン酸エステルであることが好ましい。 In formula (2), R 1 and R 2 are each independently an alkyl group or alkenyl group having 9 to 27 carbon atoms, and R 1 and R 2 are both alkenyl groups having 9 to 27 carbon atoms. Is preferred. Furthermore, it is preferable that the fatty acid skeleton containing R 1 and R 2 is an oleic acid ester.
成分（Ｙ）は、動物組織から抽出したもの、または合成して製造したものどちらでも使用できる。ホスファチジルエタノールアミンとしては、例えばジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ジアラキドイルホスファチジルエタノールアミン、ジベヘノイルホスファチジルエタノールアミン、ジリグノセロイルホスファチジルエタノールアミン、ジセロチオイルホスファチジルエタノールアミン、ジモンタノイルホスファチジルエタノールアミン、ラウロオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ミリストオレオイルホスファチジルエタノールアミン、パルミトオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジネルボノイルホスファチジルエタノールアミン、ジキメノイルホスファチジルエタノールアミン、ジリノレノイルホスファチジルエタノールアミン、ジヒラゴノイルホスファチジルエタノールアミン、ジアラキドノイルホスファチジルエタノールアミン、ジドコサヘキサエノイルホスファチジルエタノールアミンを挙げることができる。その中でも、合成する際に使用する有機溶媒への溶解性の面からジオレオイルホスファチジルエタノールアミンが好ましい。
ホスファチジルエタノールアミンは、生体由来の安全な物質である。
Component (Y) can be used either extracted from animal tissue or synthesized. Examples of the phosphatidylethanolamine include dilauroyl phosphatidylethanolamine, dimyristoyl phosphatidylethanolamine, dipalmitoyl phosphatidylethanolamine, distearoyl phosphatidylethanolamine, diarachidoyl phosphatidylethanolamine, dibehenoyl phosphatidylethanolamine, dilignocelloyl phosphatidyl. Ethanolamine, diserotioil phosphatidylethanolamine, dimontanoyl phosphatidylethanolamine, laurooleoyl phosphatidylethanolamine, myristoleoyl phosphatidylethanolamine, palmitooleoyl phosphatidylethanolamine, dioleoylphosphatidylethanolamine, dinerbonoyl phosphine Phosphatidyl ethanolamine, di texture noil phosphatidylethanolamine, Jiri Noreno yl phosphatidylethanolamine, di Hirago noil phosphatidylethanolamine, Giara Kido noil phosphatidylethanolamine, and di docosahexaenoyl phosphatidylethanolamine. Among these, dioleoylphosphatidylethanolamine is preferable from the viewpoint of solubility in an organic solvent used for synthesis.
Phosphatidylethanolamine is a safe substance derived from living organisms.
成分（Ｘ）と成分（Ｙ）は、成分（Ｘ）のカルボキシル基１００当量に対し、成分（Ｙ）で表されるホスファチジルエタノールアミンを０．１〜１００当量、好ましくは０．２〜５０当量、より好ましくは０．３〜４０当量の割合で反応させる。０．１当量よりも少ないと生成されるアルギン酸誘導体がハイドロゲルを形成しない。また、１００当量より多いと、生成されるアルギン酸誘導体の疎水性が高くなって不溶物が発生しやすくなり、好ましくない。成分（Ｘ）と成分（Ｙ）との縮合反応は、縮合に用いる触媒の反応性や反応条件によっては反応効率が悪くなることがあるため、成分（Ｙ）は、目的とする置換度の計算値よりも過剰に用いることが好ましい。 Component (X) and component (Y) are 0.1 to 100 equivalents, preferably 0.2 to 50 equivalents, of phosphatidylethanolamine represented by component (Y) with respect to 100 equivalents of carboxyl group of component (X). More preferably, the reaction is performed at a ratio of 0.3 to 40 equivalents. When the amount is less than 0.1 equivalent, the produced alginic acid derivative does not form a hydrogel. On the other hand, when the amount is more than 100 equivalents, the resulting alginic acid derivative is highly hydrophobic and insoluble matter is easily generated, which is not preferable. Since the condensation reaction between the component (X) and the component (Y) may deteriorate the reaction efficiency depending on the reactivity of the catalyst used for the condensation and the reaction conditions, the component (Y) calculates the desired degree of substitution. It is preferable to use it in excess of the value.
成分（Ｘ）と成分（Ｙ）とは、水および水と相溶する有機溶媒Ａとからなり、水が２０〜７０容量％である混合溶媒に溶解させる。水の含有量が２０容量％よりも少ないとアルギン酸塩が溶解しにくくなり、また７０容量％よりも高いとホスファチジルエタノールアミンが溶解しにくくなるため反応が進まない。水の含有量は、好ましくは３０〜６０容量％である。 The component (X) and the component (Y) are composed of water and an organic solvent A compatible with water, and are dissolved in a mixed solvent containing 20 to 70% by volume of water. If the water content is less than 20% by volume, the alginate is difficult to dissolve, and if it is higher than 70% by volume, the reaction does not proceed because phosphatidylethanolamine is difficult to dissolve. The water content is preferably 30 to 60% by volume.
有機溶媒（Ａ）として、具体的には、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、１，３−ジオキサン、１，３−ジオキソラン、モルフォリンなどの環状エーテル結合を有する有機溶媒、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどのアミド結合を有する有機溶媒、ピリジン、ピペリジン、ピペラジンなどのアミン類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類を挙げることができる。これらの中では環状エーテル類あるいはスルホキシド類が好ましく、なかでもテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルスルホキシドがより好ましい。 As the organic solvent (A), specifically, an organic solvent having a cyclic ether bond such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, 1,3-dioxolane, morpholine, dimethylacetamide, dimethylformamide, Examples thereof include organic solvents having an amide bond such as N-methyl-2-pyrrolidone, amines such as pyridine, piperidine and piperazine, and sulfoxides such as dimethyl sulfoxide. Among these, cyclic ethers or sulfoxides are preferable, and tetrahydrofuran, dioxane, and dimethyl sulfoxide are more preferable.
反応に用いる触媒は、カルボキシル活性化剤や縮合剤が好ましい。カルボキシル活性化剤として、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド、ｐ−ニトロフェノール、Ｎ−ヒドロキシベンゾトリアゾール、Ｎ−ヒドロキシピペリジン、Ｎ−ヒドロキシスクシンアミド、２，４，５−トリクロロフェノール、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノピリジンなどが挙げられる。縮合剤として４−（４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロリド、１−エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミドやその塩酸塩、ジイソプロピルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミドやＮ-ヒドロキシ−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミドなどが挙げられる。これらの中ではカルボキシル活性化剤としてＮ−ヒドロキシベンゾトリアゾール、縮合剤として４−（４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロリド、１−エチル−３−（ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド塩酸塩を用いるのが好ましい。 The catalyst used for the reaction is preferably a carboxyl activator or a condensing agent. As a carboxyl activating agent, N-hydroxysuccinimide, p-nitrophenol, N-hydroxybenzotriazole, N-hydroxypiperidine, N-hydroxysuccinamide, 2,4,5-trichlorophenol, N, N-dimethylaminopyridine Etc. 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride, 1-ethyl-3- (dimethylaminopropyl) -carbodiimide or its hydrochloride as a condensing agent , Diisopropylcarbodiimide, dicyclohexylcarbodiimide, N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboximide and the like. Among these, N-hydroxybenzotriazole as a carboxyl activator, 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride as a condensing agent, 1- Preference is given to using ethyl-3- (dimethylaminopropyl) -carbodiimide hydrochloride.
反応温度は、好ましくは０〜６０℃である。副生成物の産生を抑制するためには、反応を０〜１０℃で行うことがより好ましい。反応環境は弱酸性下が好ましい。さらに好ましくはｐＨ６〜７である。 The reaction temperature is preferably 0 to 60 ° C. In order to suppress the production of by-products, the reaction is more preferably performed at 0 to 10 ° C. The reaction environment is preferably under weak acidity. More preferably, it is pH 6-7.
本発明の製造方法では、得られたアルギン酸誘導体を、実質的にアルギン酸を溶解しないが水と相溶する有機溶媒（Ｂ）を用いてアルギン酸誘導体を精製することが好ましい。ここで、実質的にアルギン酸を溶解しないとは、粉末状あるいは凍結乾燥状態で入手可能なアルギン酸ナトリウム塩あるいはアルギン酸（ＣＯＯＨ型）に関して、水が存在しない条件下でアルギン酸の有機溶媒に対する溶解性を調べたとき、そのほとんどが溶解しない有機溶媒のことをいう。具体的にはメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、ｔ−ブタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、アセトンなどのケトン類、フェノールなどの芳香族アルコール類を挙げることができる。これらの中ではメタノール、エタノールが好ましく、生体内で使用することを考慮するとエタノールが好ましい。 In the production method of the present invention, the alginic acid derivative is preferably purified using an organic solvent (B) that does not substantially dissolve alginic acid but is compatible with water. Here, the fact that alginic acid is not substantially dissolved means that the solubility of alginic acid in an organic solvent is investigated in the absence of water with respect to sodium alginate or alginic acid (COOH type) available in a powdered or lyophilized state. An organic solvent in which most of it does not dissolve. Specifically, alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol and t-butanol, and polyvalents such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol and glycerin. Mention may be made of alcohols, ketones such as acetone, and aromatic alcohols such as phenol. Among these, methanol and ethanol are preferable, and ethanol is preferable in consideration of use in vivo.
これらの群から選択される有機溶媒（Ｂ）を用いて精製する場合、アルギン酸誘導体が水や有機溶媒（Ａ）中に存在する状態で有機溶媒（Ｂ）を加え、沈殿を形成し、アルギン酸誘導体を取り出す方法、上記により得られた沈殿、乾燥状態にある粉末、あるいは凍結乾燥により得られたスポンジ状の成型体に有機溶媒（Ｂ）を添加し、洗浄する方法などを用いることができる。これらの精製方法により、反応に用いた縮合剤やカルボキシル活性化剤などの触媒類、反応せずに系中に残った未反応のリン脂質などを取り除くことができる。有機溶媒（Ｂ）から目的物を得るには、遠心分離、ろ過、凍結乾燥、ソックスレー抽出などの方法が利用される。 In the case of purification using an organic solvent (B) selected from these groups, the organic solvent (B) is added in a state where the alginic acid derivative is present in water or the organic solvent (A), and a precipitate is formed. And a method of adding organic solvent (B) to a sponge-like molded product obtained by freeze-drying, a precipitate obtained in the above, a dry powder, or a method obtained by washing. By these purification methods, it is possible to remove catalysts such as condensing agents and carboxyl activators used in the reaction, and unreacted phospholipids remaining in the system without reacting. In order to obtain the target product from the organic solvent (B), methods such as centrifugation, filtration, freeze-drying, and Soxhlet extraction are used.
＜アルギン酸誘導体によるハイドロゲル＞
本発明の癒着防止材は、式（１）で表されるアルギン酸誘導体を含有するハイドロゲルであり、水１００重量部に対し、式（１）で表されるアルギン酸誘導体を０．１〜５．０重量部、好ましくは０．３〜３．０重量部、さらに好ましくは０．５〜２．０重量部含むハイドロゲルである。
<Hydrogel with alginic acid derivative>
The adhesion preventing material of the present invention is a hydrogel containing an alginic acid derivative represented by the formula (1), and the alginic acid derivative represented by the formula (1) is 0.1 to 5. A hydrogel containing 0 part by weight, preferably 0.3 to 3.0 parts by weight, more preferably 0.5 to 2.0 parts by weight.
これらのハイドロゲルは、スパテルなどの金属へらで触ると容易に変形することが可能で、患部に塗布することが容易な状態であり、また注射器など細管を有する器具で注入することが可能である。また、本発明のハイドロゲルは、透明であり、製造の過程でごみなどの異物が混入した場合、これを検知することが可能であり、工業生産する上でのメリットを有する。 These hydrogels can be easily deformed when touched with a spatula or other metal spatula, can be easily applied to the affected area, and can be injected with a device having a thin tube such as a syringe. . Moreover, the hydrogel of the present invention is transparent, and when foreign substances such as dust are mixed in during the manufacturing process, it can be detected, and has an advantage in industrial production.
また、本発明のハイドロゲル中に含まれる、水以外の他の成分としては、触媒として用いた縮合剤類、縮合剤が所定の化学反応を経由することで生成するウレアなどの副産物類、カルボキシル活性化剤、未反応のホスファチジルエタノールアミン類、反応の各段階で混入する可能性のある異物、ｐＨの調整に用いたイオン類などが考えられるが、これらの成分は、例えば上記した有機溶媒（Ｂ）を用いた精製あるいは洗浄によって取り除かれており、いずれの化合物も、生体内に入れたときに異物反応として認識されない程度の含有量以下の低いレベルに抑えてあることが好ましい。 Other components other than water contained in the hydrogel of the present invention include condensing agents used as a catalyst, urea and other by-products generated by the condensing agent passing through a predetermined chemical reaction, carboxyl Activating agents, unreacted phosphatidylethanolamines, foreign substances that may be mixed in each stage of the reaction, ions used for pH adjustment, and the like may be considered. It has been removed by purification or washing using B), and it is preferable that any compound is suppressed to a low level that is not recognized as a foreign body reaction when it is placed in the living body.
本発明のアルギン酸誘導体の好ましい複素弾性率としては、水中におけるポリマー濃度が１重量％、温度３７℃の条件で、レオメーターと呼ばれる動的粘弾性測定装置で角速度１０ｒａｄ／ｓｅｃにて測定したときに、０．１〜１００Ｎ／ｍ２、好ましくは０．５〜５０Ｎ／ｍ２、さらに好ましくは１．０〜１０Ｎ／ｍ２であるものがよい。 The preferable complex elastic modulus of the alginic acid derivative of the present invention is as follows: when the polymer concentration in water is 1% by weight and the temperature is 37 ° C., a dynamic viscoelasticity measuring device called a rheometer is used and the angular velocity is 10 rad / sec 0.1-100 N / m 2 , preferably 0.5-50 N / m 2 , more preferably 1.0-10 N / m 2 .
本発明のアルギン酸誘導体およびそのハイドロゲルの用途としては、医用材料を含めた医療用途、ヘアケア製品や肌の保湿剤などの日用品用途、化粧品用途などが考えられる。
例えば、本発明のハイドロゲルは、癒着防止用のハイドロゲルとしては低粘度であって注射器を通して注入しやすく、透明性、安全性にも優れているから、低侵襲医療用途に用いることが可能である。本発明のハイドロゲルは取り扱い性に優れていて複雑な形状の部位にも適用できることから、内視鏡を用いた手術にも適用可能である。
The alginic acid derivative of the present invention and the hydrogel thereof may be used in medical applications including medical materials, daily necessities such as hair care products and skin moisturizers, and cosmetic applications.
For example, the hydrogel of the present invention has a low viscosity as an adhesion-preventing hydrogel, is easy to inject through a syringe, and is excellent in transparency and safety, so it can be used for minimally invasive medical applications. is there. Since the hydrogel of the present invention is excellent in handleability and can be applied to a part having a complicated shape, the hydrogel can also be applied to an operation using an endoscope.
また、再生医療のための細胞の担体、成長因子などの液性因子を保持・徐放する担体、医薬品として利用できる低分子化合物を保持・徐放する担体、癒着防止材やシーラントなどの医用材料としても好ましく利用できる。 In addition, carriers for cells for regenerative medicine, carriers for holding and sustained release of liquid factors such as growth factors, carriers for holding and sustained release of low molecular weight compounds that can be used as pharmaceuticals, medical materials such as anti-adhesion materials and sealants Can also be preferably used.
以下、本発明の癒着防止材の使用態様についてより具体的に例示する。
本発明の癒着防止材は、脊椎、関節、腱、神経などに対する手術時に、損傷を受けた生体組織表面が癒着するのを防止するために用いることができる。さらに具体的には、脊椎手術の場合、例えば本発明の癒着防止材を硬膜と神経根周囲を隔離するために塗布することで癒着を防止することができる。
Hereinafter, the usage mode of the adhesion preventing material of the present invention will be illustrated more specifically.
The anti-adhesion material of the present invention can be used to prevent adhesion of damaged biological tissue surfaces during surgery on spines, joints, tendons, nerves and the like. More specifically, in the case of spinal surgery, for example, adhesion can be prevented by applying the anti-adhesion material of the present invention to isolate the dura mater and the nerve root.
癒着が起きた場合、除痛、稼動部位の確保を目的として癒着剥離を行う必要がある。本発明の癒着防止材を塗布することにより、癒着を防止することができ、再手術を回避し、医療経済性の向上、さらには患者の生活の質を高めることが可能となる。 When adhesion occurs, it is necessary to perform adhesion peeling for the purpose of removing pain and securing the working site. By applying the anti-adhesion material of the present invention, adhesion can be prevented, re-operation can be avoided, medical economics can be improved, and the quality of life of the patient can be improved.
また、婦人科手術では、開腹術又は腹腔鏡による子宮筋腫摘出術時などに用いることができる。手術後の創傷部位に本発明の癒着防止材を塗布することにより、癒着を防止することができる。 In gynecological surgery, it can be used at the time of laparotomy or laparoscopic hysterectomy. Adhesion can be prevented by applying the anti-adhesion material of the present invention to the wound site after surgery.
以下の実施例により本発明の詳細をより具体的に説明する。しかし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The details of the present invention will be described more specifically by the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（１）実施例に使用した材料は以下の通りである。
(i) アルギン酸ナトリウム（（株）持田インターナショナル製）、
(ii) テトラヒドロフラン(和光純薬工業（株）製)、
(iii) ０．１Ｍ ＨＣｌ(和光純薬工業（株）製)、
(iv) ０．１Ｍ ＮａＯＨ(和光純薬工業（株）製)、
(v) ４−（４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロリド（国産化学（株）製）、
(vi) Ｌ−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン（ＣＯＡＴＳＯＭＥ ＭＥ−８１８１、日本油脂（株）製）、
(vii) 消毒用エタノール（和光純薬工業（株）製）、
(viii) ペントバルビタールナトリウム（ネンブタール注射液、大日本製薬（株）製）、
(ix) エタノール（和光純薬工業（株）製）、
(x) 注射用蒸留水（大塚製薬（株）製）。
(1) The materials used in the examples are as follows.
(i) Sodium alginate (manufactured by Mochida International),
(ii) Tetrahydrofuran (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(iii) 0.1M HCl (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(iv) 0.1 M NaOH (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(v) 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride (produced by Kokusan Chemical Co., Ltd.),
(vi) L-α-dioleoylphosphatidylethanolamine (COATSOME ME-8181, manufactured by NOF Corporation),
(vii) Disinfecting ethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
(viii) Pentobarbital sodium (Nembutal Injection, manufactured by Dainippon Pharmaceutical Co., Ltd.),
(ix) Ethanol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.),
(x) Water for injection (manufactured by Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.).
（２）アルギン酸誘導体中のリン脂質含量の測定
アルギン酸誘導体中のリン脂質の割合は、バナドモリブデン酸吸光光度法による全リン含量の分析により求めた。
(2) Measurement of phospholipid content in alginic acid derivative The ratio of phospholipid in the alginic acid derivative was determined by analysis of the total phosphorus content by vanadomolybdic acid spectrophotometry.
（３）ハイドロゲルの複素弾性率の測定
ハイドロゲルの複素弾性率は、動的粘弾性測定装置であるRheometer RFIII(TA Instrument)を使用し、３７℃、角速度１０ｒａｄ／ｓｅｃで測定した。複素弾性率とは弾性体の応力とひずみの比を表す定数のことである。
(3) Measurement of Complex Elastic Modulus of Hydrogel The complex elastic modulus of the hydrogel was measured at 37 ° C. and an angular velocity of 10 rad / sec using a dynamic viscoelasticity measuring device Rheometer RFIII (TA Instrument). The complex elastic modulus is a constant representing the ratio of stress and strain of an elastic body.
［実施例１］
（アルギン酸誘導体）
アルギン酸ナトリウム１５００ｍｇを水１００ｍｌに溶解し、さらにテトラヒドロフラン１００ｍｌを加えた。この溶液に、Ｌ−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン５６３．３４ｍｇ（０．０００２５２ｍｏｌ）（ＣＭＣＮａのカルボキシル基１００当量に対し１１当量）、４−（４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジン−２−イル）−４−メチルモルホリニウムクロリド２３０．４ｍｇ（０．０００２７７６ｍｏｌ）を反応系に添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、テトラヒドロフランを除去し、水をある程度蒸発させたところでエタノール中に加え、沈殿させた。ろ過によりエタノールを除き、再度、エタノールにて洗浄し、そのろ物を真空乾燥することでアルギン酸誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。
リン脂質含量の測定結果より求めた式（ｄ）の置換度は１．２２ｍｏｌ％／糖であった。
[Example 1]
(Alginic acid derivative)
1500 mg of sodium alginate was dissolved in 100 ml of water, and 100 ml of tetrahydrofuran was further added. To this solution, 563.34 mg (0.000252 mol) of L-α-dioleoylphosphatidylethanolamine (11 equivalents relative to 100 equivalents of the carboxyl group of CMCNa), 4- (4,6-dimethoxy-1,3,5- After adding 230.4 mg (0.0002776 mol) of triazin-2-yl) -4-methylmorpholinium chloride to the reaction system, the mixture was stirred overnight. After stirring, tetrahydrofuran was removed, and when water was evaporated to some extent, it was added to ethanol and precipitated. Ethanol was removed by filtration, washed again with ethanol, and the filtrate was vacuum-dried to obtain an alginate derivative, and its phospholipid content was measured.
The degree of substitution of formula (d) determined from the measurement result of the phospholipid content was 1.22 mol% / sugar.
（ハイドロゲル）
凍結乾燥したアルギン酸誘導体６０ｍｇをイオン交換水５９４０ｍｇに溶解し、濃度１重量％のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは無色透明で、注射針を通して容易に押し出すことが可能なハイドロゲルであった。また、得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定したところ、５．２Ｎ／ｍ２であった。
(Hydrogel)
60 mg of the lyophilized alginic acid derivative was dissolved in 5940 mg of ion-exchanged water to prepare a hydrogel having a concentration of 1% by weight. The obtained hydrogel was colorless and transparent, and could be easily extruded through an injection needle. Moreover, it was 5.2 N / m < 2 > when the complex elastic modulus of the obtained hydrogel was measured.
［比較例１］
アルギン酸ナトリウム６０ｍｇをイオン交換水５９４０ｍｇに溶解し、濃度１重量％のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは無色透明で、注射針を通して容易に押し出すことが可能なハイドロゲルであった。また、得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定したところ、２．９Ｎ／ｍ２であった。
[Comparative Example 1]
60 mg of sodium alginate was dissolved in 5940 mg of ion-exchanged water to prepare a hydrogel having a concentration of 1% by weight. The obtained hydrogel was colorless and transparent, and could be easily extruded through an injection needle. Moreover, it was 2.9 N / m < 2 > when the complex elastic modulus of the obtained hydrogel was measured.
［実施例２］
（腹腔内癒着試験）
日本チャールス・リバー（株）のＳｐｒａｇｕｅ−Ｄａｗｌｅｙ（ＳＤ）系ラット１０匹を使用し、Buckenmaier CC 3rdらの方法に従って腹腔内癒着モデルを作製した［Buckenmaier CC 3rd, Pusateri AE, Harris RA, Hetz SP: Am Surg. 65(3):274-82, 1999］。すなわち、ラットをペントバルビタールナトリウムの腹腔内投与麻酔下で背位に固定し、腹部を剃毛した後、消毒用エタノールで消毒した。さらにイソジン消毒液で手術領域を消毒した後、腹部正中線に沿って３〜４ｃｍ切開して盲腸を露出させた。露出させた盲腸の一定の面積（１〜２ｃｍ２）について、滅菌ガーゼを用いて点状出血が生じるまで擦過した。盲腸を元に戻し、さらに相対する腹壁に欠損（８ｍｍ×１．６ｍｍ）を作製した。その後、腹壁の欠損部位に実施例１のハイドロゲル（０．５ｍｌ）を塗布し、切開部の筋層は連続縫合した後、皮膚は４〜５針縫合した。創傷部をイソジン消毒液で消毒した後、ケージに戻した。モデル作製４週間後に動物をペントバルビタールナトリウム麻酔下で開腹し、腹腔内癒着の程度を肉眼的に観察し、以下に示す基準に従ってスコア化した。
[Example 2]
(Intraabdominal adhesion test)
An intraperitoneal adhesion model was prepared according to the method of Buckenmaier CC 3rd et al. Using 10 Sprague-Dawley (SD) rats of Japan Charles River Co. [Buckenmaier CC 3rd, Pusateri AE, Harris RA, Hetz SP: Am Surg. 65 (3): 274-82, 1999]. That is, the rat was fixed in the dorsal position under anesthesia with intraperitoneal administration of pentobarbital sodium, the abdomen was shaved, and then disinfected with ethanol for disinfection. Further, after the surgical area was disinfected with isodine disinfectant, a 3-4 cm incision was made along the midline of the abdomen to expose the cecum. For certain area of the exposed cecum (1 to 2 cm 2), it was abraded until punctate bleeding occurs with sterile gauze. The cecum was restored and a defect (8 mm × 1.6 mm) was created in the opposite abdominal wall. Thereafter, the hydrogel (0.5 ml) of Example 1 was applied to the abdominal wall defect site, the muscle layer of the incision was continuously sutured, and the skin was sutured with 4 to 5 needles. The wound was disinfected with isodine disinfectant and then returned to the cage. Four weeks after model preparation, the animals were opened under anesthesia with sodium pentobarbital, the degree of intraperitoneal adhesion was observed visually, and scored according to the criteria shown below.
（スコア分類）
スコア０：癒着が認められない状態
スコア１：軽度の牽引で切れる程度の弱い癒着がある状態
スコア２：軽度の牽引に耐えられ得る中程度の癒着がある状態
スコア３：かなりしっかりとした癒着がある状態
(Score classification)
Score 0: state where no adhesion is observed Score 1: state where there is weak adhesion that can be cut by mild traction Score 2: state where there is moderate adhesion that can withstand mild traction Score 3: fairly solid adhesion A state
さらに、癒着が認められた場合、盲腸にゼムクリップを縫合糸にて縫い付け、それをＭｅｔｒｉｃ Ｇａｕｇｅｓ（ＥＷ−９３９５３−０５、Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ社製）で引っ張り、盲腸が腹壁からはがれるの最大強度（グラム）を測定し、その値を癒着の強度として評価した。癒着がない場合、０グラムとして扱った。
こうして実施例１のアルギン酸誘導体組成物ハイドロゲルが癒着の程度や強度に及ぼす効果を評価した。
得られた癒着防止効果を表１に示す。
Furthermore, when adhesion is observed, a sem clip is sewn to the cecum with a suture thread, and it is pulled with Metric Gauges (EW-93953-05, manufactured by Cole-Parmer), and the maximum strength (g in which the cecum peels off the abdominal wall). ) Was measured and the value was evaluated as the adhesion strength. If there was no adhesion, it was treated as 0 grams.
Thus, the effect of the alginic acid derivative composition hydrogel of Example 1 on the degree and strength of adhesion was evaluated.
The obtained adhesion prevention effect is shown in Table 1.
［比較例２］
実施例１のアルギン酸誘導体ハイドロゲルの代わりに比較例１のアルギン酸ナトリウムハイドロゲルを用いること以外、実施例４と同様の操作を行った。
得られた癒着防止効果を表１に示す。
[Comparative Example 2]
The same operation as in Example 4 was performed except that the sodium alginate hydrogel of Comparative Example 1 was used instead of the alginic acid derivative hydrogel of Example 1.
The obtained adhesion prevention effect is shown in Table 1.
以上より、実施例１のハイドロゲルは癒着防止の効果が高いことが示された。 From the above, it was shown that the hydrogel of Example 1 has a high effect of preventing adhesion.
本発明のアルギン酸誘導体は医療用材料として用いることができる。例えば、そのハイドロゲルを外科手術時に使用する癒着防止材として利用できる。 The alginic acid derivative of the present invention can be used as a medical material. For example, the hydrogel can be used as an adhesion preventing material used during surgery.
Claims (10)
で表されるホスファチジルエタノールアミンとを、アルギン酸のカルボキシル基１００当量に対し、ホスファチジルエタノールアミン０．１〜１００当量の割合にて、
水および水と相溶する有機溶媒（Ａ）とからなり、水が２０〜７０容量％含まれる混合溶媒に溶解し、触媒の存在下で反応させる工程を含む、アルギン酸誘導体の製造方法。 Alginic acid having a molecular weight of 5 × 10 3 to 5 × 10 6 and the following formula (2)
In a ratio of phosphatidylethanolamine 0.1 to 100 equivalents with respect to 100 equivalents of carboxyl group of alginic acid,
A method for producing an alginic acid derivative, comprising a step of dissolving water and an organic solvent (A) compatible with water, dissolving in a mixed solvent containing 20 to 70% by volume of water, and reacting in the presence of a catalyst.
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