JP2023024938A - 可塑性医用膜 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、可塑性医用膜を提供し、特に、歯科または他の医療専科に用いられる生分解性可塑性医用膜を提供する。【解決手段】可塑性医用膜は、緻密層と緻密層に設置された多孔質層を含む。緻密層は第１材料で形成され、多孔質層は第２材料で形成される。可塑性医用膜は所定の可塑温度を有する。緻密層の融点は可塑温度に含まれ、多孔質層の融点は、可塑温度より高い。【選択図】図２

Description

本発明は、可塑性医用膜に関し、特に、生分解性可塑性医用膜に関する。

歯科インプラント手術（ｄｅｎｔａｌ ｉｍｐｌａｎｔ）の前に、一般に骨手術として知られる誘導骨再生（ＧＢＲ）が通常行われ、インプラント領域の歯の長期的な欠如による歯槽骨（ａｌｖｅｏｌａｒ ｂｏｎｅ）萎縮の問題を解決する。

図１に示すように、骨再生誘導法では、まず歯肉Ｇを開き、骨の欠損部に骨粉Ｂを充填することで、ガム（ｔｏｏｔｈ ｒｉｄｇｅ）Ｒでの骨の生長を促進する。細胞増殖中に歯肉Ｇや口腔粘膜などの軟部組織が骨の成長空間を占めることを防ぐために、骨粉ＢをバリアフィルムＦで覆うことで、歯槽骨と軟部組織とをバリアし、最後に歯肉Ｇを縫合する。このように、特定の空間で骨細胞を成長させ、ガムＲを再構築するという目的を達成することができる。

現在、業界で一般的に使用されているバリアフィルムはコラーゲン（以下、コラーゲンフィルム）で製造されており、コラーゲンの物理特性が弱く、インプラントを行った後に破れやすく、人工骨（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｂｏｎｅ）の脱落に繋がる。また、コラーゲンフィルムには可塑性を有しない。傷を完全に覆うために、医者が縫合糸または他の方法でコラーゲンフィルムの形状を固定する必要がある。そのため、コラーゲンフィルムは、物理特性が不良で、使いやすさが悪いという問題がある。

故に、従来のバリアフィルムをどのように改良してその物理特性を向上させ、且つ使いやすさを高めることで、上記の欠点を克服することは、この事業の解決しよとした重要な課題の一つとなっている。

本発明が解決しようとする技術の課題は、従来技術の不足に対し、可塑性医用膜を提供する。

上記の技術的課題を解決するために、本発明が採用する一つの技術的手段は、可塑性医用膜を提供することである。可塑性医用膜は、緻密層と緻密層に設置された多孔質層を含む。緻密層は第１材料で形成される。多孔質層は第２材料で形成される。可塑性医用膜は所定の可塑温度を有する。緻密層の融点は可塑性医用膜の可塑温度に含まれ、多孔質層の融点は、可塑性医用膜の可塑温度より高い。

本発明の一つの実施形態において、可塑性医用膜は、可塑温度にある場合、緻密層が可塑化された状態になり、且つ多孔質層の形状は、緻密層の形状に沿って変形する。

本発明の一つの実施形態において、可塑温度は、４５～１００℃である。

本発明の一つの実施形態において、第１材料の融点は、１００℃未満であり、第２材料の融点は、１００℃以上である。

本発明の一つの実施形態において、第１材料の融点は、４５～７０℃であり、第２材料の融点は、１００～１５０℃である。

本発明の一つの実施形態において、第１材料の粘度は、０．２０～１．８７ｄｌ／ｇである。

本発明の一つの実施形態において、第２材料の粘度は、２．００～６．５０ｄｌ／ｇである。

本発明の一つの実施形態において、多孔質層は、多孔質構造を有し、一部の緻密層は、多孔質構造内に設置される。

本発明の一つの実施形態において、可塑性医用膜の厚みは、２００～６００μｍである。

本発明の一つの実施形態において、緻密層の厚みは、１５０～３００μｍである。

本発明の一つの実施形態において、多孔質層の厚みは、５０～４００μｍである。

本発明の一つの実施形態において、第１材料は、ポリカプロラクトンを含み、第２材料は、ポリ乳酸を含む。

本発明の一つの実施形態において、第１材料の重量平均分子量は、５０００～５００００ｇ／ｍｏｌである。

本発明の一つの実施例において、可塑性医用膜を３７℃の生理食塩水に３０分浸した後の引張応力は、１０ＭＰａを超える。

本発明の一つの実施形態において、可塑性医用膜の温度２５℃、絶対湿度５０％での引張応力は、１０ＭＰａを超える。

本発明の一つの実施形態において、可塑性医用膜のＩＳＯ ７１９８の測定標準に基づく縫合糸保持強度（Ｓｕｔｕｒｅ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）は、１０Ｎ以上である。

本発明の有利な効果として、本発明に係る可塑性医用膜は、「緻密層の融点は可塑温度に含まれ、多孔質層の融点は、可塑温度より高い」といった技術特徴により、可塑性医用膜の物理特性を向上させると共に、可塑性医用膜に可塑性を与える。

骨再生誘導法を説明するための模式図である。 本発明に係る可塑性医用膜の側面断面図である。

本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下の本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照されたい。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の請求の範囲を制限するためのものではない。

以下、所定の具体的な実施態様によって「可塑性医用膜」を説明し、当業者は、本明細書に開示された内容に基づいて本発明の利点と効果を理解することができる。本発明は、他の異なる具体的な実施態様によって実行または適用でき、本明細書における各細部についても、異なる観点と用途に基づいて、本発明の構想から逸脱しない限り、各種の修正と変更を行うことができる。また、事前に説明するように、本発明の添付図面は、簡単な模式的説明であり、実際のサイズに基づいて描かれたものではない。以下の実施形態に基づいて本発明に係る技術内容を更に詳細に説明するが、開示される内容によって本発明の保護範囲を制限することはない。また、本明細書において使用される「または」という用語は、実際の状況に応じて、関連して挙げられる項目におけるいずれか１つまたは複数の組み合わせを含むことがある。

本発明に係る可塑性医用膜は、骨再生誘導法に応用することができると共に、骨粉と軟部組織とのバリアフィルムとして用いられる。可塑性医用膜は、良好な物理特性を有するため、従来のインプラント治療においてバリアフィルムが破れやすい問題を改善することができる。また、本発明に係る可塑性医用膜は可塑性を有し、また、温度を適切に調整させることで、可塑性医用膜の形状を変形させて、患部にフィットしやすくなる。従いまして、本発明に係る可塑性医用膜は、より優れた使いやすさを有する。

可塑性医用膜の応用は、歯科の手術に限らなく、人体に関する手術に応用することができる。しかしながら、説明の一致性及び本発明の特徴を明確かつ全面的に説明するために、本明細書において、歯科の手術の応用を例として説明を行う。

本発明に係る可塑性医用膜は所定の可塑温度の範囲を有する。可塑性医用膜が可塑温度の範囲にある場合、可塑性医用膜の形状を変形させることができる。具体的に説明すると、可塑温度の範囲は、４５～１００℃であってもよい。説明すべきことは、可塑温度が４５～１００℃の範囲に含まれた任意の温度は、本発明の可塑温度に含まれる。換言すると、可塑温度の上限及び下限は、４５～１００℃に含まれた任意の整数であってもよく、例えば、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃、８０℃、８５℃、９０℃、９５℃または１００℃であってもよいが、本発明はこれに制限されるものではない。

本発明に係る可塑性医用膜をバリアフィルムとして用いる場合、可塑性医用膜を４５～１００℃の脱イオン水に置くか、若しくは、４５～１００℃の加熱板で成形させることにより、可塑性医用膜の形状を歯槽骨の形状にフィットさせるようにすることができる。可塑性医用膜が冷却した後に、可塑性医用膜が再成形されることから、再成形された可塑性医用膜が歯槽骨及び骨粉の上に設置されることで、骨粉を完全に包み、それによって、骨粉と軟部組織とをバリアする効果を果たせる。このように、骨再生誘導法の効果を向上させることができる。

図２に示すように、本発明に係る可塑性医用膜は、緻密層１０と緻密層１０に設置された多孔質層２０とを備える。

緻密層１０が良好な物理特性を有することで、可塑性医用膜の全体の物理特性を向上させることができる。緻密層１０は細孔を有しないため、上皮細胞と骨細胞とを効果的にバリアすることで、上皮細胞の増生で骨細胞が生長できる空間が占められることを回避することができる。また、緻密層１０は可塑性を有すると共に、緻密層１０の融点は、可塑温度の範囲に含まれる。従いまして、可塑温度において、緻密層１０は可塑化された状態となり、緻密層１０は、再成形されることができる。

多孔質層２０の密度は、緻密層１０の密度より低い。多孔質層２０は、多孔質構造を有すると共に、曲げ性を有する。一つの実施形態において、一部の緻密層１０が多孔質構造内に形成されることで、緻密層１０と多孔質層２０との間に良好な結合力を有する。可塑性医用膜を使用する時に、多孔質層２０が歯槽骨に接触することによって、歯周組織は、多孔質層２０の多孔質構造に付着するように成長し、歯槽骨の再生を促進させることができる。また、多孔質層２０の融点は、可塑温度より高い。従いまして、可塑性医用膜の可塑温度において、多孔質層２０は、可塑化された状態にならないため、緻密層１０を支持する役割を果たせる。また、多孔質層２０は曲げ性を有するため、多孔質層２０の形状は、緻密層１０の形状に沿って変形し、可塑性医用膜に可塑性を与えると共に、良好な物理強度に与える。

緻密層１０は、第１材料で形成される。多孔質層２０は、第２材料で形成される。第１材料は、第２材料と異なる。異なる材料を使用することによって、可塑性医用膜は、常温で良好な物理特性を有する共に、可塑温度（４５～１００℃）で可塑性を有する。

具体的に説明すると、第１材料の融点は、１００℃未満であり、第２材料の融点は、１００℃以上である。更に、第１材料の融点は、４５～７０℃であり、第２材料の融点は、１００～１５０℃である。このように、緻密層１０は、可塑性医用膜に可塑性を与える。

可塑温度において、緻密層１０は、可塑化された状態であると共に、可塑性医用膜の形状は、調整されることができる。多孔質層２０の融点は、可塑温度より高いため、成形過程において、多孔質層２０は、本来の形状を維持することができるので、緻密層を支持する効果を果たせる。また、多孔質層２０の形状は、緻密層１０の形状に沿って変形した上で、変形によって変形応力が存在する。なお、多孔質層２０の本来の多孔質構造は、温度の変化によって破壊されることはないので、多孔質層２０は依然として、曲げ性を有する。

可塑性医用膜の温度が室温に戻った後に、緻密層１０の形状は固定され、多孔質層２０の形状は、緻密層１０と一致している。このように、可塑性医用膜の全体形状は、再成形されることができる。

なお、第１材料の粘度は、０．２０～１．８７ｄｌ／ｇであり、第２材料の粘度は、２．００～６．５０ｄｌ／ｇである。このように、多孔質層２０は、可塑性医用膜に良好な物理特性を与えて、従来のバリアフィルムの破れやすい問題を解決する。

使いやすさを向上するために、本発明に係る可塑性医用膜の厚みを、２００～６００μｍに制御してもよい。なお、可塑性及び物理特性の両方を考量すると、緻密層１０の厚みが多孔質層２０の厚み以下である。一つの実施形態において、緻密層１０の厚みは、１５０～３００μｍであり、また、緻密層１０の厚みは、１７５μｍ、２００μｍ、２２５μｍ、２５０μｍ又は２７５μｍであってもよい。多孔質層２０の厚みは、５０～４００μｍであり、また、多孔質層２０の厚みは、７５μｍ、１００μｍ、１２５μｍ、１５０μｍ、１７５μｍ、２００μｍ、２２５μｍ、２５０μｍ、２７５μｍ、３００μｍ、３２５μｍ、３５０μｍまたは３７５μｍであってもよい。

一つの実施形態において、第１材料の特性を調整することにより、本発明に係る可塑性医用膜が可塑性及び良好な物理特性を両立することが可能である。緻密層１０が可塑温度の範囲で可塑化された状態となるために、第１材料は、重量平均分子量が５０００～５００００ｇ／ｍｏｌである生分解性高分子であってもよく、好ましくは、第１材料は、重量平均分子量が１００００～３００００ｇ／ｍｏｌである生分解性高分子であってもよい。一つの実施例において、第１材料は、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）を含むが、上記の例はあくまでも可能な実施例に過ぎず、本発明はこれに制限されるものではない。

なお、第２材料は、他の生分解性高分子であってもよい。第２材料は、重量平均分子量が１０００００～６０００００ｇ／ｍｏｌである生分解性高分子であってもよく、好ましくは、第２材料は、重量平均分子量が１５００００～３５００００ｇ／ｍｏｌである生分解性高分子であってもよい。一つの実施例において、第２材料は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）を含むが、上記の例はあくまでも可能な実施例に過ぎず、本発明はこれに制限されるものではない。

本発明に係る可塑性医用膜は、以下の方法で製造されることができるが、本発明はこれに制限されるものではない。多孔質層２０の多孔質構造を形成するために、多孔質層２０は、不織布紡糸技術、フリーズドライ技術又は静電紡糸技術で製造されてもよい。

静電紡糸技術を例として、多孔質層２０が静電紡糸技術で製造される場合、まずエレクトロスピニング溶液を調製する必要がある。エレクトロスピニング溶液の配合は、非（低）毒性の配合であり、主に高分子材料及び溶媒を含む。高分子材料の含有量は、エレクトロスピニング溶液の総重量に対して、１～５０重量％である。溶媒の含有量は、エレクトロスピニング溶液の総重量に対して、５０～９９重量％である。

高分子材料は、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシ脂肪酸エステル（ＰＨＡ）及びポリグリコール酸（ＰＧＡ）からなる群から選択されてもよい。溶媒は、アセトン、ブタノン、エチレングリコール、イソプロパノール、脱アセチル化キチン（ＤＡＣ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及びジエチルエーテルからなる群から選択されてもよい。

一つの実施例において、高分子材料はポリ乳酸である。紡績安定性及び品質の点から、溶媒は、アセトンとジメチルアセトアミドとの混合物であると共に、アセトンとジメチルアセトアミドとの重量比は、１：９～９：１であってもよい。

調製したエレクトロスピニング溶液を貯液槽に入れて、ノズル及びコレクタ板のそれぞれは、高圧電源の正極と負極に電気的に接続される。高圧電源を印加した後に、エレクトロスピニング溶液がノズルから吐出される。電界の作用によって、エレクトロスピニング溶液が硬化されて高分子繊維を形成すると共に、高分子繊維がコレクタ板に堆積される。ノズルの移動を制御することにより、高分子繊維が特定の方向で緊密的に堆積、掛かり合い又は織り交ぜで、厚みが均一な多孔質層２０を形成することができる。

一つの実施例において、静電紡糸温度は、５～９５℃であってもよく、好ましくは、１０～９０℃である。高圧電源の電圧強度は、５～６０キロボルト（ＫＶ）であり、好ましくは、１０～２５ＫＶである。エレクトロスピニング溶液の吐出速度は、０．１～５ｃｃ／ｍｉｎである。ノズルとコレクタ板との間にある収集距離は、１５～９０ｃｍである。

多孔質層２０が形成された後に、ホットプレスで緻密層１０を多孔質層２０に設置されることで、本発明に係る可塑性医用膜を製造する。緻密層１０がホットプレスで多孔質層２０に設置された場合、一部の緻密層１０は多孔質構造内に形成されるため、緻密層１０と多孔質層２０との間に良好な接着力を有する。

本発明に係る可塑性医用膜が、従来のバリアフィルムの物理強度の不足及び可塑性を有しない、といった欠点を改良することができることを証明するため、上述した方法で可塑性医用膜を製造した後に、可塑性医用膜に引張応力測定及び縫合糸保持強度の測定を行い、市販のバリアフィルムとの比較を行った。測定の結果は、表１に示すとおりである。

表１において、引張応力（乾燥）とは、可塑性医用膜又は従来のバリアフィルムの、温度２５℃、絶対湿度５０％で測定された引張応力である。引張応力（湿）とは、可塑性医用膜又は従来のバリアフィルムを３７℃の生理食塩水に３０分浸した後の引張応力である。縫合糸保持強度は、ＩＳＯ ７１９８の測定標準に基づいて測定される。

表１の結果によると、本発明に係る可塑性医用膜は、乾燥環境及び湿気の多い環境の両方で良好な引張応力を有する。本発明に係る可塑性医用膜は、仮に湿気の多い環境においても、ある程度の引張応力を維持することができる。

本発明に係る可塑性医用膜に比べて、従来のバリアフィルムの湿気の多い環境での引張応力は不良である。なかでも、架橋コラーゲンフィルムは乾燥環境で良好の引張応力を有するが、環境の湿気が多くなると、架橋コラーゲンフィルムの引張応力が大幅に下がる。従いまして、特定の操作条件において、架橋コラーゲンフィルムは依然として、物理特性が不良な問題を有する。また、非架橋コラーゲンフィルム及びポリ乳酸フィルムは、乾燥環境及び湿気の多い環境の両方で物理特性が不良な問題を有する。

具体的に説明すると、本発明に係る可塑性医用膜を３７℃の生理食塩水に３０分浸した後の引張応力（引張応力（湿））は、１０ＭＰａを超える。温度２５℃、絶対湿度５０％での引張応力（引張応力（乾燥））は、１０ＭＰａを超える。

なお、本発明に係る可塑性医用膜は、より高い縫合糸保持強度（Ｓｕｔｕｒｅ ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ ｓｔｒｅｎｇｔ）を有するため、実際に応用する時に、可塑性医用膜が破れにくく、より好ましい使いやすさを有する。

具体的に説明すると、本発明に係る可塑性医用膜のＩＳＯ ７１９８の測定標準に基づく縫合糸保持強度は、５Ｎ以上であり、好ましくは８Ｎ以上であり、より好ましくは、１０Ｎ以上である。

このように、本発明に係る可塑性医用膜は、従来のバリアフィルムの物理特性（引張強度、縫合糸保持強度）が不良である欠点を克服することができる。良好な物理特性を有した上で、本発明に係る可塑性医用膜は、可塑性を有する。従いまして、従来のバリアフィルムに比べて、本発明に係る可塑性医用膜は、より優れた使いやすさを有する。

［実施形態による有利な効果］
本発明の有利な効果として、本発明に係る可塑性医用膜は、「緻密層１０の融点は可塑温度に含まれ、多孔質層２０の融点は、可塑温度の範囲より高い」といった技術特徴により、可塑性医用膜に可塑性を与える。

更に説明すると、本発明に係る可塑性医用膜は、「第１材料の融点は、１００℃未満であり、第２材料の温度は、１００℃を超える」といった技術特徴により、可塑性医用膜に可塑性を与える。

更に説明すると、本発明に係る可塑性医用膜は、「第１材料の粘度は、０．２０～１．８７ｄｌ／ｇである」又は「第２材料の粘度は、２．００～６．５０ｄｌ／ｇである」といった技術特徴により、可塑性医用膜の物理特性を向上させると共に、可塑性医用膜に可塑性を与える。

更に説明すると、本発明に係る可塑性医用膜は、「多孔質層２０は、多孔質構造を有し、一部の緻密層１０は、多孔質構造内に設置される」といった技術特徴により、可塑性医用膜の物理特性を向上させる効果を果たせる。

以上に開示された内容は、ただ本発明の好ましい実行可能な実施態様であり、本発明の請求の範囲はこれに制限されない。そのため、本発明の明細書及び図面内容を利用して成される全ての等価な技術変更は、いずれも本発明の請求の範囲に含まれる。

１０…緻密層
２０…多孔質層
Ｇ…歯肉
Ｂ…骨粉
Ｒ…ガム
Ｆ…バリアフィルム

Claims (16)

1. 第１材料で形成された緻密層と、
   第２材料で形成され、且つ前記緻密層に設置された多孔質層と、を備える可塑性医用膜であって、
   前記可塑性医用膜は所定の可塑温度を有し、
   前記緻密層の融点は前記可塑性医用膜の前記可塑温度に含まれ、前記多孔質層の融点は、前記可塑性医用膜の前記可塑温度より高い、ことを特徴とする可塑性医用膜。
2. 前記可塑性医用膜が前記可塑温度にある場合、前記緻密層は、可塑化された状態になり、且つ前記多孔質層の形状は、緻密層の形状に沿って変形する、請求項１に記載の可塑性医用膜。
3. 前記可塑温度は、４５～１００℃である、請求項１に記載の可塑性医用膜。
4. 前記第１材料の融点は、１００℃未満であり、前記第２材料の融点は、１００℃以上である、請求項１に記載の可塑性医用膜。
5. 前記第１材料の融点は、４５～７０℃であり、前記第２材料の融点は、１００～１５０℃である、請求項１に記載の可塑性医用膜。
6. 前記第１材料の粘度は、０．２０～１．８７ｄｌ／ｇである、請求項１に記載の可塑性医用膜。
7. 前記第２材料の粘度は、２．００～６．５０ｄｌ／ｇである、請求項１に記載の可塑性医用膜。
8. 前記多孔質層は、多孔質構造を有し、一部の前記緻密層は、前記多孔質構造内に設置される、請求項１に記載の可塑性医用膜。
9. 前記可塑性医用膜の厚みは、２００～６００μｍである、請求項１に記載の可塑性医用膜。
10. 前記緻密層の厚みは、１５０～３００μｍである、請求項１に記載の可塑性医用膜。
11. 前記多孔質層の厚みは、５０～４００μｍである、請求項１に記載の可塑性医用膜。
12. 前記第１材料は、ポリカプロラクトンを含み、前記第２材料は、ポリ乳酸を含む、請求項１に記載の可塑性医用膜。
13. 前記第１材料の重量平均分子量は、５０００～５００００ｇ／ｍｏｌである、請求項１に記載の可塑性医用膜。
14. 前記可塑性医用膜を３７℃の生理食塩水に３０分浸した後の引張応力は、１０ＭＰａを超える、請求項１に記載の可塑性医用膜。
15. 前記可塑性医用膜の温度２５℃、絶対湿度５０％での引張応力は、１０ＭＰａを超える、請求項１に記載の可塑性医用膜。
16. 前記可塑性医用膜のＩＳＯ ７１９８の測定標準に基づく縫合糸保持強度は、１０Ｎ以上である、請求項１に記載の可塑性医用膜。

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