JP2017522315A

JP2017522315A - 層状角膜保存液

Info

Publication number: JP2017522315A
Application number: JP2017502242A
Authority: JP
Inventors: ウェイチェン; チンシャンゼン; ジュンヤン; ヨンリャンリン
Original assignee: ユービジョンバイオテックカンパニーリミテッド
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2017-08-10
Also published as: EP3170391A1; EP3170391A4; WO2016008220A1; CN104094925A; US20170215409A1; KR20170035984A; EP3170391B1; CN104094925B

Abstract

【課題】層状角膜材料の保存に適用しかつ角膜の元のコラーゲン繊維構造及び透明性を維持できるとともに、放射線照射による角膜コラーゲン繊維の損傷を防止できる層状角膜保存液を提供する。【解決手段】２００ｇ／Ｌ〜５００ｇ／Ｌのグリセロールと、５ｇ／Ｌ〜５０ｇ／Ｌのヒアルロン酸と、１０ｇ／Ｌ〜２５ｇ／Ｌのコンドロイチン硫酸と、１ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの酸化防止剤と、１０ｍｍｏｌ／Ｌ〜４０ｍｍｏｌ／ＬのｐＨ６．０〜８．０緩衝塩溶液とを含む層状角膜保存液。【選択図】図１

Description

本発明は、医療材料の保存分野に関し、具体的に、層状角膜（lamellar corneal）保存液に関する。

角膜混濁による角膜失明（corneal blindness）は、白内障に次いで視力喪失を引き起こす主要因である。角膜移植は、混濁又は病変した角膜組織を置き換え、角膜の構造及び透明性を元に回復させることにより、眼球構造の保護及び患者の視力回復などの目的を達成することができる。現在、角膜移植は、移植片の成分及び手術方法によって、全層角膜移植（penetrating keratoplasty）と、層状角膜移植（lamellarkeratoplasty）と、角膜内皮移植（endothelial keratoplasty）とに分けられる。そのうち、層状角膜移植及び角膜内皮移植は、レシピエント角膜の一部構造（内皮層又は内皮層以前の構造）が残されるので、拒絶反応率が低く、後期合併症が少ないなどの長所を持つため、手術への適用が年々増加している。米国では、全層角膜移植が５０％にすぎず、層状角膜移植が占める割合は増加している。層状角膜移植の割合は、角膜移植総数に対して、中国で約４０％以上を占め、シンガポールで約２５％を占め、イギリスで約１１％を占め、さらにその割合が年々増加している。層状角膜移植は、材料の保存期間に制限されないため、中国、アジア諸国、欧州諸国のような角膜材料の供給源が不足している国での使用にとても適している。

従来報告されている角膜保存液材料は、全層角膜移植又は角膜内皮移植にのみ適用され、内皮細胞の活性を保持する機能を有する。しかしながら、層状角膜材料は、基質層における角膜コラーゲン繊維に対する保護をより重視しているため、移植時に角膜コラーゲン繊維構造を維持できる保存液の研究開発が特に重要である。また、異種の角膜材料は、使用時に照射によって殺菌・ウイルス不活化を行う必要がある一方、同種異体の角膜材料は、使用時に安全性を向上するためのウイルス不活化、又は生物学的改質後の殺菌処理を行う必要があるため、角膜コラーゲン繊維構造を照射による損傷から保護することは特に考慮すべきである。

これらの問題点に鑑み、層状角膜材料の保存に適用し且つ角膜の元のコラーゲン繊維構造及び透明性を維持し、放射線照射による角膜コラーゲン繊維の損傷を防止できる層状角膜保存液の研究開発が必要である。

本発明の目的は、従来技術に存在する問題点を克服するために、層状角膜材料の保存に適用し且つ角膜の元のコラーゲン繊維構造及び透明性を維持できるとともに、放射線照射の殺菌処理による角膜コラーゲン繊維の損傷を防止できる層状角膜保存液を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の技術案は、２００ｇ／Ｌ〜５００ｇ／Ｌのグリセロールと、５ｇ／Ｌ〜５０ｇ／Ｌのヒアルロン酸と、１０ｇ／Ｌ〜２５ｇ／Ｌのコンドロイチン硫酸と、１ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの酸化防止剤と、１０ｍｍｏｌ／Ｌ〜４０ｍｍｏｌ／Ｌの緩衝塩溶液とを含み、ｐＨ値が６．０〜８．０である層状角膜保存液を提供する。

本発明のさらなる態様において、上記酸化防止剤は、Ｎ−アセチルシステイン又はビタミンＣである。

本発明のさらなる態様において、上記緩衝塩溶液は、リン酸塩緩衝液、炭酸塩緩衝液、又はＨｅｐｅｓ緩衝液である。

本発明に係る層状角膜保存液は、主に下記の特徴を有する。
第１の特徴は、グリセロールを使用することである。グリセロールは、まず、角膜コラーゲン繊維を冷凍及び解凍過程による損傷から保護する冷凍保護剤であり、かつ非細胞毒性、低分子量、高水溶性、高溶出性などの特性を持つ。現在の研究によると、一定濃度のグリセロールは、角膜コラーゲンの脱水性を効果的に保持し、コラーゲン繊維の膨潤によるコラーゲン繊維内部構造及びコラーゲン繊維間構造への破壊を防止し、角膜の厚みを生理的なレベルに近づけるように維持することができる。また、グリセロールは、抗菌機能及びウイルス不活化機能を有し、抗生物質を使用することなく保存液における細菌増殖を抑制することができる。

第２の特徴は、ヒアルロン酸ナトリウム及びコンドロイチン硫酸を添加することである。ヒアルロン酸ナトリウムは、動物及び人体に広く存在し、皮膚、房水及び硝子体に分布している生理活性物質であり、その溶液が高粘弾性及び成形性を有するため、眼科手術の補助剤として広く適用されており、その安全性も広く認められた。ヒアルロン酸ナトリウムは、Ｄ−グルクロン酸とＮ−アセチルグルコサミンからなる二糖単位のヒアルロン酸であり、溶液の形で濃度が１％を超えるときに三次構造を形成することができる。また、一定濃度のヒアルロン酸は、一定の脱水効果を有し、グリセロールと共に角膜コラーゲンの厚みを維持することができる。また、放射線照射時にγ線の照射によってウイルス及び細菌を効果的に死滅させると同時にコラーゲン繊維にも破壊を与え、コラーゲン繊維のエージング、黄変を引き起こすことについて、ヒアルロン酸ナトリウム及びコンドロイチン硫酸は、角膜コラーゲン繊維の一部の破断点と結合し得ることが最も重要である。図１の構造原理図に示すように、ヒアルロン酸及びコンドロイチン硫酸におけるアミノ基は、破断位置におけるＯ（酸素）に結合することによって、コラーゲン繊維構造の完全性を保持することができる。また、ヒアルロン酸ナトリウムは、放射線照射前に一定の粘弾性を有し、角膜の固有形態を効果的に維持することができるが、放射線照射中に角膜固有の曲率及びコラーゲン繊維の配座を保持し、放射線照射で発生するある程度の架橋による角膜形態の変化を防止することができる一方、放射線照射後に大分子ヒアルロン酸が小分子量ヒアルロン酸ナトリウムに分解され、保存液を全体として一定粘度の液体状態に保つため、臨床手術に用いる場合に非常に便利である。

第３の特徴は、酸化防止剤を使用することである。Ｎ−アセチルシステイン（ＮＡＣ）は、ラジカルを効果的に除去し、酸化損傷を防止することができる。放射線照射又は凍結融解におけるコラーゲン繊維の破壊によって発生し得るラジカルは、コラーゲンに酸化損傷を与え、このような損傷によってコラーゲンのエージングや黄変を促進することがある。しかしながら、ＮＡＣの使用によって、ラジカルを効果的に除去し保護機能を発揮することができる。

第４の特徴は、保存液の製造プロセスが簡単で、応用範囲が広いため、角膜の保存だけでなく人工皮膚などのコラーゲン組織の保存にも適用可能である。
本発明の作用機序及び保存効果は、図１〜２に示される。

以下、図面及び具体的な実施形態を参照しながら本発明をさらに説明する。

図１は、本発明に係る保存液の作用機序を示す図である。図２は、本発明に係る保存液の保存効果を示す比較図である。

以下、実施形態によって本発明を詳細に説明するが、以下の実施形態は、本発明をさらに説明するためのものにすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではないと理解されるべきである。当業者は、上記した発明の説明に基づいて本発明の非本質的な改良及び調整を行うことができる。

本発明に係る層状角膜保存液の配合例は表１に示される。

本発明に係る保存液は、角膜材料のコラーゲン繊維構造を維持し、移植後の透明性を改善することができるため、医療分野に広く適用され得る。

試験によると、角膜を本発明の保存液で室温にて６ヶ月保存した後、角膜の透明性が維持された。しかしながら、角膜を従来のグリセロール保存液で室温にて１ヶ月保存した後、角膜片は軽度の黄変が見られる一方、６ヶ月保存した後、角膜片は中度の黄変が見られ、元の形態が失われて破断が発生しやすい非常に硬質な材料になった（図２）。このことから、本発明の保存液で角膜移植片を保存することにより、角膜の透明性を効果的に維持でき、エージングの発生を防止できることが分かった。

本発明に係る保存液は、一定の脱水効果を有し、角膜の厚みを生理的なレベルに近づけるように維持することができる。具体的に、新鮮なブタ角膜を５００μｍの層状角膜切開刀（keratotome）で切削した後、得られた表層の厚みを微小厚み計（micro thicknessgauge）により測定した。層状角膜片を中線に沿って二等分した後、本発明の保存液とグリセロール保存液にそれぞれ放置した。異なる時間で測定した角膜厚みを初期角膜厚みと比較して、保存液に放置した後の異なる期間における厚みの変化率（表１）を得た。表１に示すように、従来のグリセロール保存液は、角膜に対して一定の脱水効果を有し、手術で使用時に一定時間の補水処理を必要とする。しかしながら、グリセロールは水溶性が極めて高い小分子であるため、角膜移植片の補水時間及び程度によって、補水不足になると角膜移植片の過度の硬化が発生して操作に影響を与える一方、補水過量になると角膜移植片の水腫が発生して術後の視力に影響与える可能性がある。しかしながら、本発明の保存液は、角膜の厚みを生理的なレベルに近づけるように維持できるため、手術時に直接縫合が可能である。

表２には、角膜移植片を表１に示す異なる保存液に放置した後の厚みの変化が示される。

Claims

２００ｇ／Ｌ〜５００ｇ／Ｌのグリセロールと、５ｇ／Ｌ〜５０ｇ／Ｌのヒアルロン酸と、１０ｇ／Ｌ〜２５ｇ／Ｌのコンドロイチン硫酸と、１ｇ／Ｌ〜１０ｇ／Ｌの酸化防止剤と、１０ｍｍｏｌ／Ｌ〜４０ｍｍｏｌ／Ｌの緩衝塩溶液とを含み、ｐＨ値が６．０〜８．０であることを特徴とする、層状角膜保存液。
前記酸化防止剤は、Ｎ−アセチルシステイン又はビタミンＣであることを特徴とする、請求項１に記載の層状角膜保存液。
前記緩衝塩溶液は、リン酸塩緩衝液、炭酸塩緩衝液、又はＨｅｐｅｓ緩衝液であることを特徴とする、請求項１に記載の層状角膜保存液。