JP2012232070A - 粘着性基材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、生体内において安全で、生理的条件下において体温付近の温度下において短時間で実用的な粘着性を発現する粘着性基材を提供することを課題とする。
【解決手段】ポリリンゴ酸とゼラチンが共有結合架橋されたポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと、尿素とを有する粘着性基材１１を用いることによって前記課題を解決できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、粘着性基材及びその製造方法に関する。
特に、本発明は、生体組織に対して安全で、生理的条件下において生体組織に対する粘着性に優れた新規な医療用の粘着性基材及びその製造方法に関する。

これまで、生体組織に付着させて用いる医療用接着材料が種々提案されている。例えば、口内炎用添付剤や生体組織用接合用材料等がある。

医療用接着材料としては、シアノアクリレート系の合成高分子、フィブリンのり及びＧＲＦがあり、これらは実際に臨床現場で用いられている（非特許文献１参照）。
しかし、これらはいずれも人工的に化学合成された非天然物系のものなので、生体内での毒性が懸念されている。また、フィブリンのりについては生物感染が懸念されている。

また、医療用接着材料として、粘着成分としてセルロース誘導体を含有する口腔貼付用錠剤（特許文献１）が提案されている。
しかし、前記セルロース誘導体は生体内非分解性ポリマーであり、生体内で分解されず、崩壊により徐々に体外に放出され、長期に生体内に残存することが懸念されている。

また、医療用接着材料として、ポリグルタル酸のカルボキシル基を修飾して活性化した架橋剤を用いて、ポリグルタル酸でゼラチンを架橋した材料（特許文献２，特許文献３，非特許文献２）が提案されている。
しかし、前記架橋剤は生体内の分解酵素によって分解され、その分解速度・量は生体内での分解酵素の分布量に依存するので、用途に応じて前記架橋剤の分解速度・量を制御するための精密な設計が必要となる。

更にまた、医療用接着材料として、タンパク質を架橋する酵素であるグルタミネーゼを用いてゼラチンを尿素存在下で架橋反応して得られた材料が提案されている（特許文献４参照）。前記材料は、生体由来の材料であるため、生体組織にとって安全性が高い。
しかし、酵素は、一般に、温度によって失活しやすく、取扱いが困難である。

以上の事情を鑑みて、本発明者は、医療用接着材料として、活性化ポリリンゴ酸誘導体とゼラチンが反応することによって架橋されたポリリンゴ酸―アルカリ可溶化コラーゲン架橋体を見出した（特許文献５参照）。前記活性化ポリリンゴ酸誘導体は、生体組織の接着のための生体適合性医用材料への応用において有用であり、生体内安全性が高い材料であった。
しかし、粘着性、接着安定性等の点で、生体組織用の粘着性基材としては十分に満足できるものではなかった。

特開２００２−３２２０８８号公報 特開平９−１０３４７９号公報 特開平９−２９６０３９号公報 特表２０１０−５２１９９４号公報 特開２００５−１８７６７０号公報

Ｓｍｉｔｈ Ｃ．Ｄ．Ｓｏｆｔ−Ｔｉｓｓｕｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ Ｉｎ： Ｒａｔｎｅｒ ＢＤ，Ｈｏｆｆｍａｎ ＡＳ，Ｓｃｈｏｅｎ ＦＪ，Ｌｅｍｏｎｓ ＪＥ，ｅｄｉｔｏｒｓ．Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ａｎ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ：Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，２００４．ｐｐ．５７６−５７９． Ｈｉｒｏｏ Ｉｗａｔａ，Ｓｈｏｊｉｒｏ Ｍａｔｓｕｄａ，Ｋｅｎｊｉ Ｍｉｔｓｕｈａｓｈｉ，Ｅｉｊｉ Ｉｔｏｈ，Ｙｏｓｈｉｔｏ Ｉｋａｄａ，Ａ ｎｏｖｅｌ ｓｕｒｇｉｃａｌ ｇｌｕｅ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｎ ａｎｄ Ｎ−ｈｙｄｒｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｐｏｌｙ（Ｌ−ｇｌｕｔａｍｉｃ ａｃｉｄ）：：Ｐａｒｔ １．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｐｏｌｙ（Ｌ−ｇｌｕｔａｍｉｃ ａｃｉｄ） ａｎｄ ｉｔｓ ｇｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｇｅｌａｔｉｎ，Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９，１８６９−１８７６（１９９８）． 日本接着学会編、「初心者のための接着技術読本」、４．１０．１接着と粘着、日刊工業新聞社、２００７年発行、ｐ．１０２〜１０４． 長倉三郎、井口洋夫、江口洋、岩村秀、佐藤文隆、久保亮五編集、「岩波理化学辞典第５版」、岩波書店、１９９８年発行、ｐ．２２５ 八杉龍一、小関治男、古谷雅樹、日高敏隆編集、「岩波生物学辞典第４版」、岩波書店、１９９６年発行、ｐ．７８４〜７８５ Ｔｅｔｓｕｔｏ Ｋａｊｉｙａｍａ，Ｈｉｓａｔｏｓｈｉ Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｔｅｔｓｕｓｈｉ Ｔａｇｕｃｈｉ，Ｙｕ Ｋｏｍａｔｓｕ，Ｋａｚｕｎｏｒｉ Ｋａｔａｏｋａ，Ｊｕｎｚｏ Ｔａｎａｋａ，Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙ（α，β−ｍａｌｉｃ ａｃｉｄ） ｂｙ ｄｉｒｅｃｔ ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ， Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ｃ，２４，８２１−８２５（２００４）． Ｔｅｔｓｕｓｈｉ Ｔａｇｕｃｈｉ，Ｈｉｒｏｆｕｍｉ Ｓａｉｔｏ，Ｙｏｓｈｉｙｕｋｉ Ｕｃｈｉｄａ，Ｍａｓａｔａｋａ Ｓａｋａｎｅ，Ｈｉｓａｔｏｓｈｉ Ｋｏｂａｙａｓｈｉ，Ｋａｚｕｎｏｒｉ Ｋａｔａｏｋａ，Ｊｕｎｚｏ Ｔａｎａｋａ，Ｂｏｎｄｉｎｇ ｏｆ ｓｏｆｔ ｔｉｓｓｕｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｎｏｖｅｌ ｔｉｓｓｕｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ａ ｃｉｔｒｉｃ ａｃｉｄ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ ａｎｄ ｃｏｌｌａｇｅｎ，Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：Ｃ，２４，７７５−７８０（２００４）．

本発明は、生体内において安全で、生理的条件（ｐＨ６〜ｐＨ８）下、体温（３０℃〜４５℃）付近の温度下において短時間（１０分以内）で実用的な粘着性を発現する粘着性基材を提供することを課題とする。

本発明は、以下の構成を有する。
（１）ポリリンゴ酸とゼラチンが共有結合架橋されたポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと、尿素とを有することを特徴とする粘着性基材。
（２）前記ポリリンゴ酸のカルボキシル基が前記ゼラチンのアミノ基と共有結合していることを特徴とする（１）に記載の粘着性基材。
（３）前記ゼラチンが酸処理またはアルカリ処理ゼラチンであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の粘着性基材。
（４）前記ゼラチンの濃度が２５ｗｔ／ｗｔ％以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の粘着性基材。
（５）有機溶媒中で、ポリリンゴ酸と、電子吸引性基を有する化合物とを混合して、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を生成する工程と、ゼラチンを分散させた緩衝溶液に尿素を混合して、尿素とゼラチンを含む水溶液を生成する工程と、前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を混合してから、加熱して、尿素存在下、ポリリンゴ酸とゼラチンを共有結合架橋して粘着性基材を生成する工程と、を有することを特徴とする粘着性基材の製造方法。
（６）前記電子吸引性基が、スクシンイミジル基、スルホスクシンイミジル基、ベンゾトリアゾールイル基、フタルイミジル基、イミダゾールイル基又はニトロフェニル基の群から選択される一の官能基であることを特徴とする（５）に記載の粘着性基材の製造方法。
（７）前記尿素とゼラチンを含む水溶液において、ゼラチンの濃度を２５ｗｔ／ｗｔ％以上とすることを特徴とする（５）又は（６）に記載の粘着性基材の製造方法。
（８）前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を、加熱しながら混合することを特徴とする（５）〜（７）のいずれかに記載の粘着性基材の製造方法。

本発明の粘着性基材は、ポリリンゴ酸とゼラチンが共有結合架橋されたポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと、尿素とを有する構成なので、毒性の懸念のほとんどない化合物からなる架橋ゲルと安全性に優れた尿素を主成分としているため、生体組織に対して安全である。また、生理的条件下、使用時には、基材を体温付近の温度下におくことにより、短時間で実用的な粘着性を発現させることができる。

本発明の粘着性基材の製造方法は、有機溶媒中で、ポリリンゴ酸と、電子吸引性基を有する化合物とを混合して、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を生成する工程と、ゼラチンを分散させた緩衝溶液に尿素を混合して、尿素とゼラチンを含む水溶液を生成する工程と、前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を混合してから、加熱して、尿素存在下、ポリリンゴ酸とゼラチンを共有結合架橋して粘着性基材を生成する工程と、を有する構成なので、毒性の懸念のほとんどない化合物からなる架橋ゲルと安全性に優れた尿素を主成分としているため、生体組織に対して安全であり、使用時には基材を生理的条件下、体温付近の温度下におくことにより、短時間で実用的な粘着性を発現させることが可能な粘着性基材を容易に製造できる。

本発明の粘着性基材の一例を示す模式図である。 本発明の粘着性基材の拡大模式図である。 粘着性基材の接着試験の一例を示す工程図である。 図３（ｂ）の加熱後の状態を示す模式図であって、図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図である。 本発明の粘着性基材の製造方法を示すフローチャートである。 α、β−ＰＭＡ（ａ）及び生成したｓｕｃ−ＰＭＡ（ｂ）のメチンプロトンの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルである。 実施例１試料（ａ）、比較例１試料（ｂ）、比較例２試料（ｃ）の外観を示す写真である。 実施例１試料（ａ）、比較例１試料（ｂ）、比較例２試料（ｃ）の保温前後の外観を示す写真である。 実施例１試料（ａ）、比較例１試料（ｂ）、比較例２試料（ｃ）の接着試験の結果を示す写真である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態である粘着性基材及びその製造方法について説明する。

（本発明の実施形態）
図１は、本発明の実施形態である粘着性基材の一例を示す模式図であって、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。
図１に示すように、本発明の実施形態である粘着性基材１１は、平面視略円形状のシート状基材である。
しかし、平面視形状はこれに限られるものではなく、矩形状、多角形状としてもよい。また、厚さは、粘着性基材として用いるのに適当な厚さであればよく、限定される訳ではない。
更に、定形に限定される訳ではなく、不定形の流体であってもよい。
いずれの形状であっても、生体組織に接触させた場合に、生体組織に強く接着させたり、生体組織同士を強く接着することができる。

粘着剤は、被接着材に濡れていくための液体の性質である濡れ易さ（流動性）と、剥離に抵抗する個体の性質（凝集力）との相反する特性が要求されている（非特許文献３参照）。そのため、粘着剤は、流動性と凝集力（強度）の２つの特性を要する。

図２は、図１のＢ部の拡大模式図である。
図２に示すように、粘着性基材１１は、ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと尿素とを有する尿素含有ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルである。なお、ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと尿素が主成分とされていればよく、他の成分が副成分として包含されていてもよい。
粘着性基材１１は、ゼラチンが、水溶性のポリリンゴ酸により共有結合架橋されたヒドロゲルである。
なお、反応副生成物として、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド等が残留していてもよい。
図２では、２つゼラチンに１つのポリリンゴ酸が架橋しているが、これに限られるものではなく、３以上のゼラチンに１つのポリリンゴ酸が架橋していてもよい。また、ポリリンゴ酸において、ゼラチンと架橋しない官能基が残されていてもよく、更に、それがカルボン酸基に変換されていてもよい。

＜ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲル＞
ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルは、尿素の存在下、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸とゼラチンが反応した結果、ポリリンゴ酸とゼラチンが共有結合により架橋されてなる。ここで、ポリリンゴ酸誘導体は、電子吸引性基により修飾されたカルボキシル基を有するポリリンゴ酸であり、ゼラチンを架橋するための架橋剤である。

ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルは、親水性の高いポリリンゴ酸を有するので、体温近傍の温度範囲（３０℃〜４５℃）に加温すると、短時間でゲルの流動性（濡れ易さ）が上昇し実用的な粘着性を発現する。しかし、共有結合架橋構造を有するので、完全なゾル化（融解）はおこらずゲル強度を有し、粘着強度を維持でき、粘着性基材としての適正な粘着性を有する。これにより、安定性の高いゲルとすることができる。

＜ゼラチン＞
ゼラチンはコラーゲン等を含む巨大分子であり、ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲル１１の主構成物である。ゼラチンを高濃度で包含することにより、高密度のゲルとなり強度が増加するため、粘着性及び粘弾性を向上させることができ、生体組織への粘着性を向上させることができる。

ゼラチンとしては、酸処理またはアルカリ処理ゼラチンを用いることができる。これにより、不純物を低減することができ、粘着性及び粘弾性のバラつきを低減させることができる。

＜ポリリンゴ酸＞
ポリリンゴ酸は、下記構造式（１ａ，１ｂ，１ｃ）のうち少なくとも１つで表されるリンゴ酸構造単位を２個以上有するオリゴマー又はポリマーである。前記ポリマーは、ヒドロキシカルボン酸との共重合ポリマーを用いてもよい。

ポリリンゴ酸は、例えば、下記一般式（２）で表されるα、β型ポリリンゴ酸（ｐｏｌｙ（α、β−ｍａｌｉｃ ａｃｉｄ）：α、β−ＰＭＡと略称する）である。ここで、ｎ、ｍは任意の自然数である。

ポリリンゴ酸の分子量は、純度、安定性等の点から、１０００〜１０００００が好ましく、２０００〜１００００がより好ましく、３０００〜８０００が更に好ましい。なお、前記分子量は、最終的な高分子架橋ゲルの所要の物性や用途に応じて適切に設定することが好ましい。

ポリリンゴ酸は、水溶性の化合物であり、自然加水分解によりリンゴ酸にまで速やかに加水分解される（非特許文献６参照）。分解生成物であるリンゴ酸は、生体内のクエン酸サイクルによって代謝される。よって、ポリリンゴ酸は人体に対して無害な化合物である。

ポリリンゴ酸は水溶性であるため、共有結合することによって、ゲルの親水性を増加させ、加温により流動性を発現しやすくする。

＜電子吸引性基＞
ポリリンゴ酸は、リンゴ酸構造単位のカルボキシル基の１個以上が電子吸引性基により修飾されたポリリンゴ酸である。
ポリリンゴ酸のＣＯＯＨ基の活性エステル化反応により、電子吸引性基の修飾ができる。

電子吸引性基は、スクシンイミジル基、スルホスクシンイミジル基、ベンゾトリアゾールイル、フタルイミジル基、イミダゾールイル基又はニトロフェニル基の群から選択される一の官能基である。いずれの官能基を用いるかは、粘着性材料を用いる生体組織の種類及び環境等を考慮して、適切に選択することが好ましい。これらの官能基は一種類のみを用いていても、二種類以上を用いていてもよい。

電子吸引性基は、下記化学式（３）で表されるスクシンイミジル基が好ましい。スクシンイミジル基は、架橋反応の際に放出されるＮ−ヒドロキシスクシンイミドが、極めて低毒性であるため（非特許文献７）、安全性が高く好適であるためである。

スクシンイミジル基との下記化学反応式（４）で表される反応によって、ポリリンゴ酸はそのカルボキシル基において−ＣＯ−Ｏ−Ｎ結合を形成し、スクシンイミド修飾ポリリンゴ酸を生成する。

スクシンイミド修飾ポリリンゴ酸は、下記一般式（５）で表される化合物（α、β−ｓｕｃｃｉｍｉｄｙｌ ＰＭＡ：ｓｕｃ−ＰＭＡと略称する）を生成する。

＜尿素＞
尿素は人体内でタンパク質が分解する際に生じるものであるため、生体組織に対して安全である。安全性については、第十五改正日本薬局方収載品で認可された医薬品であることから証明されている。

尿素は、一般にタンパク質を変性して可溶化するための変性剤として用いることができ、ゼラチンを変性できる。尿素をゼラチン溶液に添加すると３５℃〜４０℃付近でも粘度を低下させ、撹拌や秤量などの操作や取り扱いを容易にする。また、最終的にゼラチンの濃度を高めた粘着性基材を生成することができ、高濃度のゲルが形成し、強度の高い粘着性基材とすることができる。

＜粘着性基材の粘着性評価について＞
図３は、粘着性基材の接着試験の一例を示す工程図である。
図３に示すように、粘着性基材の接着試験は、生体組織３１の一面に粘着性基材１１を配置してから、粘着性基材１１を挟み込むように生体組織３１を折りたたむ工程（ａ）と、粘着性基材１１を挟み込んだ生体組織３１を密封用袋４１に密封してから、加熱をする工程（ｂ）と、生体組織３１を密封用袋４１から取り出し、接着性の評価を行う工程（ｃ）からなる。
図４は、図３（ｂ）の状態を示す模式図であって、図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線における断面図である。
図４に示すように、粘着性基材１１は、平面視略矩形状の生体組織３１に挟持されるように配置されている。そして、粘着性基材１１及び生体組織３１は密封用袋４１に密封されている。密封用袋４１としては、例えば、チャックつきビニール袋を用いる。

次に、オーブン等で、所定時間、所定温度で加熱する。所定時間は１０秒以上〜３時間とする。また、所定温度は３０℃〜４５℃とする。その後、オーブンから取出し、接着状態を観察し、粘着性評価を行う。

本発明の実施形態である粘着性基材１１は、例えば、３７℃で５分間保温することにより、一面１１ａ及び他面１１ｂで生体組織３１に強固に接着される。

＜粘着性基材の製造方法＞
次に、本発明の実施形態である粘着性基材の製造方法について説明する。
本発明の実施形態である粘着性基材の製造方法は、図５に示すように、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸生成工程Ｓ１と、尿素、ゼラチン水溶液生成工程Ｓ２と、粘着性基材生成工程Ｓ３と、を有する。

（電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸生成工程）
電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸生成工程Ｓ１は、有機溶媒中で、ポリリンゴ酸と、電子吸引性基を有する化合物とを混合して、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を生成する工程である。

電子吸引性基を有する化合物としては、Ｎ−ヒドロキシアミン系活性エステル誘導性化合物を挙げることができる。
ポリリンゴ酸のカルボキシル基は、Ｎ−ヒドロキシアミン系活性エステル誘導性化合物と反応して、−ＣＯ−Ｏ−Ｎ結合を形成する。

この工程により、ゼラチンを架橋するための架橋剤である電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を生成できる。ポリリンゴ酸の分子量および電子吸引性基の導入率を変えることにより、多様な反応性、溶解性を有する多官能性架橋剤とすることができる。

なお、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸は、精製することが好ましい。精製には、過剰の酢酸エチル、ＤＭＳＯ−アセトン−ヘキサン、ＤＭＳＯ−エーテルを用いることができる。

（尿素、ゼラチン水溶液生成工程）
尿素、ゼラチン水溶液生成工程Ｓ２は、ゼラチンを分散させた緩衝溶液に尿素を混合して、尿素とゼラチンを含む水溶液を生成する工程である。

緩衝溶液としては、リン酸緩衝溶液を用いることができる。
混合後、加熱することが好ましい。加熱温度は４５℃〜８０℃とし、加熱時間は１分〜１時間とする。なお、加熱後、次の工程まで、３０℃〜４５℃の温度範囲で保温することが好ましい。

ゼラチンは、冷水には膨潤するだけであるが，温水には溶けてゾル（流動性の高い状態）になり，２〜３％または、それ以上の濃度では室温で弾性のあるゲル（流動性の低い状態）になる（非特許文献４参照）。
温めるとふたたび溶け，可逆的にゾル−ゲル変換が行われる。ゲル化の温度は，濃度によっても変化する（非特許文献５参照）。

「ゾルーゲル変換温度」とは、ゲル状態から融解してゾル状態に、又はゾル状態から硬化してゲル状態に変換する温度である。
そして、ゼラチンをゾルーゲル変換温度より低い温度から高い温度に上昇させると、ゲル状態から融解してゾル状態に変化する。
また、ゼラチンをゾルーゲル変換温度より高い温度から低い温度に低下すると、ゾル状態から硬化してゲル状態に変化する。
架橋反応時に、高濃度のゼラチン水溶液を使用する場合においては、ゾルーゲル変換温度は低下し、体温付近の３５℃〜４０℃では粘度が非常に高く取り扱うことは困難である。

通常、ゼラチンを高濃度とした場合には、ゼラチン同士の相互作用により、適切なゲルを形成することができない。しかし、尿素を分散させることにより、ゼラチンを変性し、前記相互作用を抑制し、高濃度でゼラチンを分散させ、ゼラチンの濃度を高めた水溶液を生成することができる。

ゼラチンの濃度を２５ｗｔ／ｗｔ％以上とすることが好ましく、２８ｗｔ／ｗｔ％以上とすることが更に好ましい。これにより、最終的にゼラチンの濃度を高めた粘着性基材を生成することができ、高濃度のゲルが形成し、強度の高い粘着性基材とすることができる。

ゼラチンとしては、豚の皮あるいは牛骨などを酸処理あるいはアルカリ処理して得られる酸処理ゼラチン（Ａゼラチン）あるいはアルカリ処理ゼラチン（Ｂゼラチン）を用いることができる。

尿素の濃度は、ゼラチン水溶液の調整に用いる溶質に対し、０．０１Ｍ〜１０．００Ｍとする。尿素の濃度は、０．２０Ｍ〜１．００Ｍとすることが好ましく、０．３０Ｍ〜０．８０Ｍとすることがより好ましい。これにより、用途に応じて適正な物性に制御することができる。

（粘着性基材生成工程）
粘着性基材生成工程Ｓ３は、前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を混合してから、加熱して、ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと尿素とを有する粘着性基材を生成する工程である。
活性エステル化合物を架橋剤としてゼラチンのゲル化（架橋）を行う。その際、ゼラチンのＮＨ_２基と活性エステルとの反応となる。
なお、前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を、加熱しながら混合することが好ましい。これにより、反応をより短時間で行うことができる。

混合加熱により、前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸の−ＣＯ−Ｏ−Ｎ結合は、ゼラチンのアミノ基と下記化学反応式（４）で表される共有結合架橋反応して、−ＣＯ−Ｎのアミド結合を形成して、高分子架橋体ゲルを生成する。

前記共有結合架橋反応において、架橋反応しなかった、電子吸引性基とポリリンゴ酸とのエステル結合は加水分解して、ほとんど全てカルボキシル基に変換される。

前記共有結合架橋反応の加熱温度は、３０℃〜４５℃とする。前記加熱温度は３５〜４３℃で行うことがより好ましく、３７〜４０℃で行うことが更に好ましい。
前記共有結合架橋反応の加熱時間は、１〜１００時間とする。２０〜６０時間がより好ましく、２０〜４０時間が更に好ましい。前記共有結合架橋反応は加熱時間とともに進行するので、加熱時間を長くすることにより、架橋度を上げることができ、工程の迅速化と、粘着性特性の再現性の観点から、上記加熱時間とすることが好ましい。

加熱後、室温まで冷却することにより、ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと尿素とを有する粘着性基材を生成できる。

本発明の実施形態である粘着性基材１１は、ポリリンゴ酸とゼラチンが共有結合架橋されたポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと、尿素とを有する構成なので、毒性の懸念のほとんどない化合物からなる架橋ゲルと安全性に優れた尿素を主成分としているため、生体内で分解や吸収、排泄が行われ、生体組織に対して安全性に優れる。また、粘着性基材を生理的条件下、体温付近の温度下におくことにより、短時間で実用的な粘着性を発現させることができる。

また、本発明の実施形態である粘着性基材１１は、前記構成を備えることにより、薬剤を含有させることが可能で、炎症部位に押し付けることにより体温によって流動性（濡れ易さ）が発現し、炎症部位に粘着することにより口内炎治療に用いることができる。

また、本発明の実施形態である粘着性基材１１は、前記構成を備えることにより、体内の損傷した部位に埋入することにより体温によって短時間で組織に粘着することができ、切開した組織に用いることで組織の接合に用いることができる。

更にまた、本発明の実施形態である粘着性基材１１は、前記構成を備えることにより、共有結合架橋反応によるゲルなので、室温では、硬く、粘着性の弱いゲルであるが、体温近傍の温度範囲（３０℃〜４５℃）に加温すると、ポリリンゴ酸架橋によって親水性が増加しているため、短時間で粘度が低下して流動性（濡れ易さ）が増加するが、架橋構造を有するため、完全にゾル化せず、ゲルとしての一定の強度を保ち、一定の粘着強度を発現する。これにより、医療用粘着性基材に必要な実用的な粘着性を示すことができる。

更にまた、本発明の実施形態である粘着性基材１１は、前記構成を備えることにより、粘着性基材１１は、共有結合架橋反応によるゲルなので、液体窒素によって瞬時に凍結し、一定期間凍結保存した後でも、加温することによりゲルに戻すことができ、体温近傍の温度範囲（３０℃〜４５℃）に加温すると、再び短時間で実用的な粘着性を発現させることができる。

本発明の実施形態である粘着性基材１１は、ポリリンゴ酸のカルボキシル基が前記ゼラチンのアミノ基と共有結合している構成なので、ポリリンゴ酸とゼラチンを共有結合架橋でき、安全で、安定、かつ、粘着性の高い粘着性基材とすることができる。

本発明の実施形態である粘着性基材１１は、前記ゼラチンが酸処理またはアルカリ処理ゼラチンである構成なので、ゼラチンの純度を高め、粘着性特性のバラつきを少なくした、安全、安定、かつ、粘着性の高い粘着性基材とすることができる。

本発明の実施形態である粘着性基材は、前記ゼラチンの濃度が２５ｗｔ／ｗｔ％以上である構成なので、ゼラチンの濃度を高め、粘着強度を向上させることができる。

本発明の実施形態である粘着性基材１１の製造方法は、有機溶媒中で、ポリリンゴ酸と、電子吸引性基を有する化合物とを混合して、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を生成する工程と、ゼラチンを分散させた緩衝溶液に尿素を混合して、尿素とゼラチンを含む水溶液を生成する工程と、前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を混合してから、加熱して、尿素存在下、ポリリンゴ酸とゼラチンを共有結合架橋して粘着性基材を生成する工程と、を有する構成なので、毒性の懸念のほとんどない化合物からなる架橋ゲルと安全性に優れた尿素を主成分としているため、生体内で、生体組織に対して安全である。
生理的条件下、体温付近の温度下におくことにより、短時間で簡便に実用的な粘着性を発現させることができる粘着性基材を、容易に製造できる。

本発明の実施形態である粘着性基材１１の製造方法は、前記電子吸引性基が、スクシンイミジル基、スルホスクシンイミジル基、ベンゾトリアゾールイル、フタルイミジル基、イミダゾールイル基又はニトロフェニル基の群から選択される一の官能基である構成なので、電子吸引性基によってポリリンゴ酸のカルボキシル基を活性化することにより、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸とゼラチンとが反応することが可能となり、ポリリンゴ酸とゼラチンを共有結合架橋でき、安全で、安定、かつ、粘着性の高い粘着性基材を容易に製造することができる。

本発明の実施形態である粘着性基材１１の製造方法は、前記尿素とゼラチンを含む水溶液において、ゼラチンの濃度を２５ｗｔ／ｗｔ％以上とする構成なので、ゼラチンの濃度を高めることができ、粘着強度を向上した粘着性基材を簡便に製造することができる。

本発明の実施形態である粘着性基材１１の製造方法は、前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を、加熱しながら混合する構成なので、反応をより短時間で行うことができる。

本発明の実施形態である粘着性基材及びその製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で、種々変更して実施することができる。本実施形態の具体例を以下の実施例で示す。しかし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（スクシンイミド修飾ポリリンゴ酸生成工程）
分子量が４５００であるポリリンゴ酸（α、β−ＰＭＡ）２．００ｇのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液中に、室温にて、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド（ペプチド研究所社）１．９８ｇと塩酸１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ペプチド研究所社）３．６４ｇを加え、２０時間攪拌した。
その後、過剰の酢酸エチル、ＤＭＳＯ−アセトン−ヘキサン、ＤＭＳＯ−エーテルを用いて精製し、ポリリンゴ酸の側鎖カルボキシル基がＮ−ヒドロキシスクシンイミドに修飾された誘導体（ｓｕｃ−ＰＭＡ）１．９５ｇを得た。
図６は、用いたα、β−ＰＭＡ（ａ）及び生成したｓｕｃ−ＰＭＡ（ｂ）のメチンプロトンの１Ｈ−ＮＭＲスペクトルである。

（尿素、ゼラチン水溶液生成工程）
１５００ｍｇの酸処理ゼラチン（新田ゼラチン社）を３ｍｌのリン酸塩緩衝溶液（ＰＢＳ；１０ｍＭ、ｐＨ７．４、１５０ｍＭ ＮａＣｌ含有）に加え、さらに７２．１ｍｇの尿素（和光純薬社）を添加して６０℃で２０分間加熱溶解し、４０℃に保温した。

（粘着性基材生成工程）
３７℃で、ゼラチン生成工程で生成したゼラチン水溶液０．５ｍｌ中に、スクシンイミド修飾ポリリンゴ酸生成工程で生成したポリリンゴ酸誘導体７２．９ｍｇ（エステル基が０．３４２ｍｍｏｌ）を加え、３７℃で攪拌した。
その後、３７℃ で２４時間保温した後に室温に冷却し、尿素含有ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲル基材を合成した。この架橋ゲル基材を実施例１試料と呼称する。

（比較例１）
ゼラチン生成工程で生成したゼラチン溶液０．５ｍｌを３７℃で２４時間保温した後に室温に冷却し、尿素含有ゼラチンゲル基材を得た。この架橋ゲル基材を比較例１試料と呼称する。

（比較例２）
ゼラチン生成工程で生成したゼラチン溶液０．５ｍｌ中に、３７℃で、分子量が４５００であるポリリンゴ酸３９．７ｍｇ（カルボキシル基が０．３４２ｍｍｏｌ）を加え３７℃ で攪拌した。
その後、３７℃ で２４時間保温した後に室温に冷却し、ポリリンゴ酸と尿素を含有したゼラチンゲル基材を合成した。この架橋ゲル基材を比較例２試料と呼称する。

（ゲル外観）
図７は、実施例１試料（ａ）、比較例１試料（ｂ）、比較例２試料（ｃ）の外観を示す写真である。

（ゲルの温度安定性）
各架橋ゲル基材（実施例１、比較例１、２試料）を、ガラス製サンプル管に入れて３７℃で１時間保温した。
図８は、実施例１試料（ａ）、比較例１試料（ｂ）、比較例２試料（ｃ）の保温前後の外観を示す写真である。
図８に示すように、保温１時間後には、実施例１の尿素含有ポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲル基材および比較例１の尿素含有ゼラチンゲル基材では、ゲル状態のままであった。
一方、比較例２の尿素とポリリンゴ酸を含有したゲル基材は、１５分後には融解しゾル化していた。

（接着試験）
各架橋ゲル基材（実施例１、比較例１、２試料）を、リン酸塩緩衝溶液（ＰＢＳ；１０ｍＭ、ｐＨ７．４、１５０ｍＭ ＮａＣｌ含有）に浸漬して濡らした後に余分な水分を除去した脱脂コラーゲンケーシングで折りたたんで挟み、チャック付ビニール袋に入れて密封した。なお、この脱脂コラーゲンケーシングは、１晩エタノールに浸漬して脱脂したコラーゲンケーシングである。
そして、３７℃で５分間保温した。

その後、３７℃において、取出し、折りたたんだケーシングを開けて観察した。
図９は、実施例１試料（ａ）、比較例１試料（ｂ）、比較例２試料（ｃ）の接着試験の結果を示す写真である。
図９に示すように、実施例１の架橋ゲル基材はケーシング両面に強く付着していた。
一方、比較例１の尿素含有ゼラチンゲル基材はケーシングの片面のみに付着し、もう一方の面はゲルから容易にはく離した。
更に、比較例２のポリリンゴ酸と尿素を含有したゲル基材ではケーシングの間で融解しゾル化していた。

（保存試験）
架橋ゲル基材（実施例１試料）を液体窒素により瞬時に凍結させ、チューブ内に入れて密閉しフリーザー中（−２０℃）で保存した。
凍結したゲル基材をビニール袋に入れて密封し、３７℃の温水中で加温し、凍結前のゲル状態に戻した。
そのゲルを、リン酸塩緩衝溶液（ＰＢＳ；１０ｍＭ、ｐＨ７．４、１５０ｍＭ ＮａＣｌ含有）に浸漬して濡らした後に余分な水分を除去した上記の脱脂コラーゲンケーシングで折りたたんで挟み、チャック付ビニール袋に入れて密封した。
そして３７℃で５分間保温した。

その後、３７℃において、取出し、折りたたんだケーシングを開けて観察したところ、架橋ゲル基材（実施例１試料）は、ゾル化することなしにケーシング両面に強く付着していた。

本発明は、生体組織に対して安全で、生理的条件下において生体組織に対する粘着性に優れた新規な粘着性基材及びその製造方法に関するものであり、生体組織に粘着させて、損傷組織の治癒や創傷組織を安全にかつ容易に接合することに用いることができ、粘着性基材の製造産業、特に、医療用粘着性基材の産業等において利用可能性がある。

１１…粘着性基材、１１ａ…一面、１１ｂ…他面、３１…生体組織、４１…密封用袋。

Claims (8)

1. ポリリンゴ酸とゼラチンが共有結合架橋されたポリリンゴ酸架橋ゼラチンゲルと、尿素とを有することを特徴とする粘着性基材。
2. 前記ポリリンゴ酸のカルボキシル基が前記ゼラチンのアミノ基と共有結合していることを特徴とする請求項１に記載の粘着性基材。
3. 前記ゼラチンが酸処理またはアルカリ処理ゼラチンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粘着性基材。
4. 前記ゼラチンの濃度が２５ｗｔ／ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の粘着性基材。
5. 有機溶媒中で、ポリリンゴ酸と、電子吸引性基を有する化合物とを混合して、電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を生成する工程と、
   ゼラチンを分散させた緩衝溶液に尿素を混合して、尿素とゼラチンを含む水溶液を生成する工程と、
   前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を混合してから、加熱して、尿素存在下、ポリリンゴ酸とゼラチンを共有結合架橋して粘着性基材を生成する工程と、を有することを特徴とする粘着性基材の製造方法。
6. 前記電子吸引性基が、スクシンイミジル基、スルホスクシンイミジル基、ベンゾトリアゾールイル基、フタルイミジル基、イミダゾールイル基又はニトロフェニル基の群から選択される一の官能基であることを特徴とする請求項５に記載の粘着性基材の製造方法。
7. 前記尿素とゼラチンを含む水溶液において、ゼラチンの濃度を２５ｗｔ／ｗｔ％以上とすることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の粘着性基材の製造方法。
8. 前記尿素とゼラチンを含む水溶液に前記電子吸引性基修飾ポリリンゴ酸を、加熱しながら混合することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の粘着性基材の製造方法。