JP2023509240A - ヒアルロン酸塩ファイバーおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ヒアルロン酸塩ファイバーおよびその製造方法に係り、より詳細には、手術用縫合糸、リフティング用糸、組織工学用支持体などとして活用可能な高強度のヒアルロン酸塩ファイバーおよびその製造方法に関する。本発明に係るヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法は、（ａ）重量平均分子量１００～３，０００ｋＤａのヒアルロン酸塩の水分含有量を５０～９５重量％に調節してヒアルロン酸塩ペーストを製造するステップと、（ｂ）水分含有量が調整されたヒアルロン酸塩ペーストを常温～１００℃で昇温加熱した後、ノズルを介して押出させるステップと、（ｃ）押出された紡糸流体を乾燥させてファイバーを形成するステップとを含む。本発明のヒアルロン酸塩ファイバーは、水分含有量が５～２５重量％であり、引張強度が３～１５ｋｇ／ｍｍ2であり、表面のクラックが少なくて滑らかであるため、手術用縫合糸、リフティング用糸、成形フィラー、組織工学用支持体などの用途に適用可能である。
Description
本発明は、ヒアルロン酸塩ファイバーおよびその製造方法に関し、より詳細には、手術用縫合糸、リフティング用糸、組織工学用支持体などとして活用可能な高強度のヒアルロン酸塩ファイバーおよびその製造方法に関する。
ヒアルロン酸（ＨＡ）は、分子量５００，０００から１３，０００，０００Ｄａの無色の高粘度多糖類であって、繰り返し単位であるＤ－グルクロン酸とＮ－アセチルグルコサミンとが（１－３）及び（１－４）で交互に結合されている。
ＨＡは、さまざまな人体生理活性に関与し、分子量に応じて多様な生理活性を有することが知られている。特に、高分子のヒアルロン酸は、人体充填剤（ｓｐａｃｅ－ｆｉｌｌｅｒ）として使用され、血管新生阻害（ａｎｔｉ－ａｎｇｉｏｇｅｎｉｃ）、免疫抑制（Ｉｍｍｕｎｏｓｕｐｐｒｅｓｓｉｖｅ）などの機能を有することが知られている。
したがって、現在２．０ＭＤａ以上のＨＡを用いて高粘性のハイドロゲル形態にして、関節注射剤、成形フィラー及び内・外科手術用癒着防止剤として多く活用されている。ところが、ほとんどの製品は、高粘性水溶液またはハイドロゲルの液状形態であって活用性、保管性及び加工性の面で制限がある。特に、液状として活用する際には、ＨＡ自体が安定性（Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）に劣り、製品の保管及び流通に注意が要求され、現に、製品内のＨＡ含有量は１～５％程度と低濃度である。よって、患者体内への投入の際に高濃度の高用量投入が不可能であり、かつ、高い用量による投入圧力により患者に大きな苦痛を伴う。
また、ＨＡを液状として体内に投入するとき、体内に存在するさまざまな分解酵素などにより急速に分解されて分子量が低くなることにより、体内持続性も低くなり、治療部位に対する効果が低下するという欠点がある。
よって、ＨＡの安定性、活用性などを向上させるために、韓国公開特許第２０１４－０１００４６９号及び日本特開２０１１－３１０３４号では、安全性が確立された分解性高分子を主原料として、ＨＡを一部少量、１０％以内でブレンド（Ｂｌｅｎｄ）またはコーティングさせた縫合糸を開示しているが、ＨＡの含有量が低いという問題点があった。
かかる問題点を解決するために、韓国登録特許第１０－１７０９６０８号では、（ａ）重量平均分子量５００～３，０００ｋＤａのヒアルロン酸塩の水分含有量を５～２０％に調節するステップと、（ｂ）水分含有量が調節されたヒアルロン酸塩を溶融紡糸装置に入れ、常温～１００℃で溶融させた後、高圧紡糸してヒアルロン酸塩ファイバーを製造するステップと、（ｃ）ヒアルロン酸塩ファイバーをエタノール水溶液に浸漬させて表面を硬化させるステップとを含む、溶融紡糸によるヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法を開示している。しかし、韓国登録特許第１０－１７０９６０８号による方法で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーは、ヒアルロン酸塩の含有量が高くなったが、紡糸の際に高い圧力が必要とされるために大量生産が難しく、生産したファイバーの表面が粗いとう問題点があった。
ＨＡは、さまざまな人体生理活性に関与し、分子量に応じて多様な生理活性を有することが知られている。特に、高分子のヒアルロン酸は、人体充填剤（ｓｐａｃｅ－ｆｉｌｌｅｒ）として使用され、血管新生阻害（ａｎｔｉ－ａｎｇｉｏｇｅｎｉｃ）、免疫抑制（Ｉｍｍｕｎｏｓｕｐｐｒｅｓｓｉｖｅ）などの機能を有することが知られている。
したがって、現在２．０ＭＤａ以上のＨＡを用いて高粘性のハイドロゲル形態にして、関節注射剤、成形フィラー及び内・外科手術用癒着防止剤として多く活用されている。ところが、ほとんどの製品は、高粘性水溶液またはハイドロゲルの液状形態であって活用性、保管性及び加工性の面で制限がある。特に、液状として活用する際には、ＨＡ自体が安定性（Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）に劣り、製品の保管及び流通に注意が要求され、現に、製品内のＨＡ含有量は１～５％程度と低濃度である。よって、患者体内への投入の際に高濃度の高用量投入が不可能であり、かつ、高い用量による投入圧力により患者に大きな苦痛を伴う。
また、ＨＡを液状として体内に投入するとき、体内に存在するさまざまな分解酵素などにより急速に分解されて分子量が低くなることにより、体内持続性も低くなり、治療部位に対する効果が低下するという欠点がある。
よって、ＨＡの安定性、活用性などを向上させるために、韓国公開特許第２０１４－０１００４６９号及び日本特開２０１１－３１０３４号では、安全性が確立された分解性高分子を主原料として、ＨＡを一部少量、１０％以内でブレンド（Ｂｌｅｎｄ）またはコーティングさせた縫合糸を開示しているが、ＨＡの含有量が低いという問題点があった。
かかる問題点を解決するために、韓国登録特許第１０－１７０９６０８号では、（ａ）重量平均分子量５００～３，０００ｋＤａのヒアルロン酸塩の水分含有量を５～２０％に調節するステップと、（ｂ）水分含有量が調節されたヒアルロン酸塩を溶融紡糸装置に入れ、常温～１００℃で溶融させた後、高圧紡糸してヒアルロン酸塩ファイバーを製造するステップと、（ｃ）ヒアルロン酸塩ファイバーをエタノール水溶液に浸漬させて表面を硬化させるステップとを含む、溶融紡糸によるヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法を開示している。しかし、韓国登録特許第１０－１７０９６０８号による方法で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーは、ヒアルロン酸塩の含有量が高くなったが、紡糸の際に高い圧力が必要とされるために大量生産が難しく、生産したファイバーの表面が粗いとう問題点があった。
そこで、本発明者らは、かかる問題点を解決するために努力した結果、水分含有量５０～９５重量％のヒアルロン酸塩ペーストを製造し、溶融させ、ノズルを介して押出した後、乾燥させることにより、表面が滑らかで、引張強度に優れたヒアルロン酸塩ファイバーを大量に製造することができることを見出し、本発明の完成に至った。
本発明の目的は、ヒアルロン酸塩を高濃度で含有する、表面が均一な高強度のヒアルロン酸塩ファイバーおよびその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、安全性および生体適合性に優れたヒアルロン酸塩ファイバーで製造された手術用縫合糸、成形フィラー、リフティング用糸および組織工学用細胞支持体（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）を提供することである。
本発明の目的は、ヒアルロン酸塩を高濃度で含有する、表面が均一な高強度のヒアルロン酸塩ファイバーおよびその製造方法を提供することである。
本発明の他の目的は、安全性および生体適合性に優れたヒアルロン酸塩ファイバーで製造された手術用縫合糸、成形フィラー、リフティング用糸および組織工学用細胞支持体（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、下記の測定方法で測定したとき、曲げ角度が２～１０°であり、水分含有量が５～２５重量％であり、水分を除いた全体ファイバー重量に対してヒアルロン酸塩の含有量が９０重量％以上であることを特徴とする、ヒアルロン酸塩ファイバーを提供する。
＜曲げ角度の測定方法＞
（ａ）長さ２０ｃｍおよび直径１ｍｍのＨＡファイバーを準備
（ｂ）平らな板の上面にＨＡファイバーの一端３ｃｍを固定
（ｃ）平らな板の上面延長線（Ｂ）を基準にＨＡファイバーの他端の延長線（Ｔ）が成す角度（θ）を測定
本発明において、前記ヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度は３～１５ｋｇ／ｍｍ2であることを特徴とする。
本発明において、前記ヒアルロン酸塩ファイバーのクラック量はファイバー表面積の１５％以下であることを特徴とする。
また、本発明は、（ａ）重量平均分子量１００～３，０００ｋＤａのヒアルロン酸塩の水分含有量を５０～９５重量％に調節してヒアルロン酸塩ペーストを製造するステップと、
（ｂ）水分含有量が調節されたヒアルロン酸塩ペーストを常温～１００℃で溶融させた後、ノズルを介して押出させるステップと、
（ｃ）押出された紡糸流体を乾燥させてファイバーを形成するステップとを含む、ヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法を提供する。
本発明において、前記乾燥は常温～１００℃で行われることを特徴とする。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む手術用縫合糸を提供する。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む成形フィラーを提供する。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含むリフティング用糸を提供する。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む組織工学用細胞支持体（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）を提供する。
＜曲げ角度の測定方法＞
（ａ）長さ２０ｃｍおよび直径１ｍｍのＨＡファイバーを準備
（ｂ）平らな板の上面にＨＡファイバーの一端３ｃｍを固定
（ｃ）平らな板の上面延長線（Ｂ）を基準にＨＡファイバーの他端の延長線（Ｔ）が成す角度（θ）を測定
本発明において、前記ヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度は３～１５ｋｇ／ｍｍ2であることを特徴とする。
本発明において、前記ヒアルロン酸塩ファイバーのクラック量はファイバー表面積の１５％以下であることを特徴とする。
また、本発明は、（ａ）重量平均分子量１００～３，０００ｋＤａのヒアルロン酸塩の水分含有量を５０～９５重量％に調節してヒアルロン酸塩ペーストを製造するステップと、
（ｂ）水分含有量が調節されたヒアルロン酸塩ペーストを常温～１００℃で溶融させた後、ノズルを介して押出させるステップと、
（ｃ）押出された紡糸流体を乾燥させてファイバーを形成するステップとを含む、ヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法を提供する。
本発明において、前記乾燥は常温～１００℃で行われることを特徴とする。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む手術用縫合糸を提供する。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む成形フィラーを提供する。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含むリフティング用糸を提供する。
本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む組織工学用細胞支持体（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）を提供する。
本発明のヒアルロン酸塩ファイバーは、水分含有量が５～２５重量％であり、表面のクラックが少なくて滑らかであるため、手術用縫合糸、リフティング用糸、成形フィラー、組織工学用支持体などの用途に適用可能である。
本発明では、特定の範囲で水分含有量が調節されたヒアルロン酸塩ペーストを溶融させ、ノズルを介して押出させた後、乾燥させる場合、強度が優れる、クラックなしに表面が滑らかであるヒアルロン酸塩ファイバーを製造することができることを確認しようとした。
本発明では、ヒアルロン酸塩の含水率を５０～９５重量％に調節してペーストを製造し、ヒアルロン酸塩ペーストの温度を常温～１００℃で溶融させ、ノズルを介して押出させた後、常温～１００℃で乾燥させてヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
その結果、水分含有量が５～２５重量％であり、引張強度が３～１５ｋｇ／ｍｍ2であり、クラックなしに表面が滑らかであるヒアルロン酸塩ファイバーを大量に製造することができることを確認しようとした。
本発明は、下記の測定方法で測定するとき、曲げ角度が２～１０°であり、水分含有量が５～２５重量％であり、水分を除いた全体ファイバー重量に対してヒアルロン酸塩含有量が９０重量％以上であることを特徴とするヒアルロン酸塩ファイバーである。
図１に示すように、ヒアルロン酸塩ファイバーの曲げ角度の測定方法は、次の通りである。
（ａ）長さ２０ｃｍおよび直径１ｍｍのＨＡファイバーを準備
（ｂ）平らな板の上面にＨＡファイバーの一端３ｃｍを固定
（ｃ）平らな板の上面延長線（Ｂ）を基準にＨＡファイバーの他端の延長線（Ｔ）が成す角度（θ）を測定
本発明では、ヒアルロン酸塩の含水率を５０～９５重量％に調節してペーストを製造し、ヒアルロン酸塩ペーストの温度を常温～１００℃で溶融させ、ノズルを介して押出させた後、常温～１００℃で乾燥させてヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
その結果、水分含有量が５～２５重量％であり、引張強度が３～１５ｋｇ／ｍｍ2であり、クラックなしに表面が滑らかであるヒアルロン酸塩ファイバーを大量に製造することができることを確認しようとした。
本発明は、下記の測定方法で測定するとき、曲げ角度が２～１０°であり、水分含有量が５～２５重量％であり、水分を除いた全体ファイバー重量に対してヒアルロン酸塩含有量が９０重量％以上であることを特徴とするヒアルロン酸塩ファイバーである。
図１に示すように、ヒアルロン酸塩ファイバーの曲げ角度の測定方法は、次の通りである。
（ａ）長さ２０ｃｍおよび直径１ｍｍのＨＡファイバーを準備
（ｂ）平らな板の上面にＨＡファイバーの一端３ｃｍを固定
（ｃ）平らな板の上面延長線（Ｂ）を基準にＨＡファイバーの他端の延長線（Ｔ）が成す角度（θ）を測定
本発明において、ヒアルロン酸塩ファイバーの曲げ角度は、施術時にヒアルロン酸塩ファイバーの使用便宜性に関連するものであって、２～１０°であることが好ましい。前記曲げ角度が２°未満である場合と、前記曲げ角度が１０°を超える場合には、糸を使用する便宜性が減少するという問題がある。
本発明において、ヒアルロン酸塩ファイバーの水分含有量は、前記曲げ角度、微生物汚染度、物性に影響を及ぼすものであって、５～２５重量％であることが好ましく、５～１５重量％であることがさらに好ましい。前記水分含有量が５重量％未満である場合には、糸の形態は維持するが、しっかりと固まっている形態であって柔軟性がなく、壊れやすいという問題があり、２５重量％を超える場合には、ファイバーの形態を備えていないか、或いはファイバーの役割を果たしていないという問題がある。
本発明のヒアルロン酸塩ファイバーは、ヒアルロン酸塩単独で製造が可能なので、水分を除いた全体ファイバー重量に対してヒアルロン酸塩の含有量が９０～１００重量％であることを特徴とし、活用分野に応じて、当業分野において通常用いられる担体または賦形剤成分をさらに含むことができ、その種類および含有量の範囲が特に限定されるものではない。
本発明のヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度は３～１５ｋｇ／ｍｍ2であり、そのクラック量はファイバー表面積の１５％以下であることを特徴とする。本発明において、クラック量は、ヒアルロン酸塩ファイバーの表面の滑らかな程度を意味するものであって、顕微鏡でヒアルロン酸塩ファイバーの表面を撮影した後、全体ヒアルロン酸塩ファイバーの撮影面積中の気孔（溝）、線形隙間などのクラックが存在する割合を計算して測定することができる。クラック量は、１５％以下であることが好ましく、１５％を超える場合には施術時に皮膚に損傷を与えるおそれがあるため好ましくない。
本発明において、ヒアルロン酸塩ファイバーの水分含有量は、前記曲げ角度、微生物汚染度、物性に影響を及ぼすものであって、５～２５重量％であることが好ましく、５～１５重量％であることがさらに好ましい。前記水分含有量が５重量％未満である場合には、糸の形態は維持するが、しっかりと固まっている形態であって柔軟性がなく、壊れやすいという問題があり、２５重量％を超える場合には、ファイバーの形態を備えていないか、或いはファイバーの役割を果たしていないという問題がある。
本発明のヒアルロン酸塩ファイバーは、ヒアルロン酸塩単独で製造が可能なので、水分を除いた全体ファイバー重量に対してヒアルロン酸塩の含有量が９０～１００重量％であることを特徴とし、活用分野に応じて、当業分野において通常用いられる担体または賦形剤成分をさらに含むことができ、その種類および含有量の範囲が特に限定されるものではない。
本発明のヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度は３～１５ｋｇ／ｍｍ2であり、そのクラック量はファイバー表面積の１５％以下であることを特徴とする。本発明において、クラック量は、ヒアルロン酸塩ファイバーの表面の滑らかな程度を意味するものであって、顕微鏡でヒアルロン酸塩ファイバーの表面を撮影した後、全体ヒアルロン酸塩ファイバーの撮影面積中の気孔（溝）、線形隙間などのクラックが存在する割合を計算して測定することができる。クラック量は、１５％以下であることが好ましく、１５％を超える場合には施術時に皮膚に損傷を与えるおそれがあるため好ましくない。
本発明は、（ａ）重量平均分子量１００～３，０００ｋＤａのヒアルロン酸塩の水分含有量を５０～９５重量％に調節してヒアルロン酸塩ペーストを製造するステップと、（ｂ）水分含有量が調節されたヒアルロン酸塩ペーストを常温～１００℃で溶融させた後、ノズルを介して押出させるステップと、（ｃ）押出された紡糸流体を乾燥させてファイバーを形成するステップとを含む、ヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法に関する。
本発明において、ヒアルロン酸塩は、ヒアルロン酸に塩が結合されているものであって、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒアルロン酸カルシウム、ヒアルロン酸カリウムなどを例示することができるが、これに限定されるものではない。
本発明において、ヒアルロン酸塩の分子量は１００～３，０００ｋＤａであることが好ましい。また、前記ヒアルロン酸塩ペーストのヒアルロン酸塩の含水量は、５０～９５重量％であることを特徴とする。
前記ヒアルロン酸塩ペーストは、ヒアルロン酸塩に溶媒を加えて製造することができるが、前記溶媒は、水またはエタノール水溶液を使用し、溶媒が均一に混合されるまで混合させることが好ましい。
前記大量紡糸工程を円滑に行うために、ヒアルロン酸塩ペーストの水分含有量は５０～９５重量％、好ましくは８８～９２重量％であり得るが、水分含有量が５０重量％未満である場合、紡糸の際に高い圧力が必要であり、製造されたファイバーのクラック量が高いという問題があり、水分含有量が９５重量％を超える場合、ペーストよりは液状の形態であるため、紡糸時に糸が切れてしまうという問題点がある。
本発明において、ヒアルロン酸塩は、ヒアルロン酸に塩が結合されているものであって、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒアルロン酸カルシウム、ヒアルロン酸カリウムなどを例示することができるが、これに限定されるものではない。
本発明において、ヒアルロン酸塩の分子量は１００～３，０００ｋＤａであることが好ましい。また、前記ヒアルロン酸塩ペーストのヒアルロン酸塩の含水量は、５０～９５重量％であることを特徴とする。
前記ヒアルロン酸塩ペーストは、ヒアルロン酸塩に溶媒を加えて製造することができるが、前記溶媒は、水またはエタノール水溶液を使用し、溶媒が均一に混合されるまで混合させることが好ましい。
前記大量紡糸工程を円滑に行うために、ヒアルロン酸塩ペーストの水分含有量は５０～９５重量％、好ましくは８８～９２重量％であり得るが、水分含有量が５０重量％未満である場合、紡糸の際に高い圧力が必要であり、製造されたファイバーのクラック量が高いという問題があり、水分含有量が９５重量％を超える場合、ペーストよりは液状の形態であるため、紡糸時に糸が切れてしまうという問題点がある。
本発明では、ヒアルロン酸塩ペーストの製造後、水分平衡のために０～１００℃で６～１２時間放置するステップを行うことを特徴とする。前記温度範囲および時間範囲から外れた場合には、水分平衡が正常に行われない。前記水分平衡は、ペーストの水分子とヒアルロン酸とが均一に混ぜられるようにするためのものであって、水分平衡なしに紡糸を行う場合、水分子とヒアルロン酸とが均一に混ぜられていないので、紡糸の際に一定の速度で紡糸を行うことができないか、或いは製造されたファイバーのクラック量が高まるという問題点がある。
本発明では、水分含有量が５０～９５重量％に調節されたヒアルロン酸塩ペーストを紡糸装置に入れ、常温～１００℃で溶融させた後、ノズルを介して押出させて紡糸流体を製造することができる。この時、温度が常温、すなわち約１５℃未満である場合には、ヒアルロン酸塩ペーストが溶融されないため押出が行われず、１００℃を超える場合には、煮えたぎるという問題がある。
本発明では、押出された紡糸流体を乾燥させることにより、最終的にファイバーを形成するが、前記乾燥は、ペーストの水分含有量に応じて常温～１００℃で乾燥させることが好ましい。
本発明によって製造されたヒアルロン酸塩ファイバーは、ヒアルロン酸塩の含有量を９０重量％以上にして製造が可能であり、水分含有量が５～２５重量％であり、引張強度が３～１５ｋｇ／ｍｍ2であり、表面が滑らかであるため、従来の液状ヒアルロン酸塩の組織修復用製品とは異なり、微生物汚染がなく、管理および使用が容易であるため、様々な形態の組織修復用製剤として使用できる。
したがって、本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む手術用縫合糸、成形フィラー、リフティング用糸および組織工学用細胞支持体（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）に関する。
本発明では、水分含有量が５０～９５重量％に調節されたヒアルロン酸塩ペーストを紡糸装置に入れ、常温～１００℃で溶融させた後、ノズルを介して押出させて紡糸流体を製造することができる。この時、温度が常温、すなわち約１５℃未満である場合には、ヒアルロン酸塩ペーストが溶融されないため押出が行われず、１００℃を超える場合には、煮えたぎるという問題がある。
本発明では、押出された紡糸流体を乾燥させることにより、最終的にファイバーを形成するが、前記乾燥は、ペーストの水分含有量に応じて常温～１００℃で乾燥させることが好ましい。
本発明によって製造されたヒアルロン酸塩ファイバーは、ヒアルロン酸塩の含有量を９０重量％以上にして製造が可能であり、水分含有量が５～２５重量％であり、引張強度が３～１５ｋｇ／ｍｍ2であり、表面が滑らかであるため、従来の液状ヒアルロン酸塩の組織修復用製品とは異なり、微生物汚染がなく、管理および使用が容易であるため、様々な形態の組織修復用製剤として使用できる。
したがって、本発明は、前記ヒアルロン酸塩ファイバーを含む手術用縫合糸、成形フィラー、リフティング用糸および組織工学用細胞支持体（Ｓｃａｆｆｏｌｄ）に関する。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。これらの実施例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されると解釈されないことは、当業分野における通常の知識を有する者にとって自明であろう。
実施例１：ヒアルロン酸塩ペーストの製造
分子量１５０ｋＤａのヒアルロン酸ナトリウム（Ｈｉ－ＡｑｕａTM、（株）ジヌバイオ）に水を加え、混合混練して水分含有量５０～９５重量％のヒアルロン酸塩ペーストを製造した。
製造されたヒアルロン酸塩ペーストは、４℃で１２時間冷蔵保管して水分平衡を誘導した。
分子量１５０ｋＤａのヒアルロン酸ナトリウム（Ｈｉ－ＡｑｕａTM、（株）ジヌバイオ）に水を加え、混合混練して水分含有量５０～９５重量％のヒアルロン酸塩ペーストを製造した。
製造されたヒアルロン酸塩ペーストは、４℃で１２時間冷蔵保管して水分平衡を誘導した。
実施例２：紡糸によるヒアルロン酸塩ファイバーの製造
実施例１で製造されたヒアルロン酸塩ペーストを紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
実施例１で製造されたヒアルロン酸塩ペーストを紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
比較例１：ヒアルロン酸塩ペーストの製造
分子量１５０ｋＤａのヒアルロン酸ナトリウム（Ｈｉ－ＡｑｕａTM、（株）ジヌバイオ）に水を加え、混合混練して水分含有量５～４０％のヒアルロン酸塩ペーストを製造した。製造されたヒアルロン酸塩ペーストは、４℃で１２時間冷蔵保管して水分平衡を誘導した。
比較例２：ヒアルロン酸塩ペーストの製造
分子量１５０ｋＤａのヒアルロン酸ナトリウム（Ｈｉ－ＡｑｕａTM、（株）ジヌバイオ）に水を加え、混合混練して水分含有量８５重量％のヒアルロン酸塩ペースト（ｐａｓｔｅ）を製造し、水分平衡を行わなかった。
比較例３：紡糸によるヒアルロン酸塩ファイバーの製造
比較例１で製造されたヒアルロン酸塩ペースト（ｐａｓｔｅ）を紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
比較例４：紡糸によるヒアルロン酸塩ファイバーの製造
比較例２で製造されたヒアルロン酸塩ペースト（ｐａｓｔｅ）を紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
分子量１５０ｋＤａのヒアルロン酸ナトリウム（Ｈｉ－ＡｑｕａTM、（株）ジヌバイオ）に水を加え、混合混練して水分含有量５～４０％のヒアルロン酸塩ペーストを製造した。製造されたヒアルロン酸塩ペーストは、４℃で１２時間冷蔵保管して水分平衡を誘導した。
比較例２：ヒアルロン酸塩ペーストの製造
分子量１５０ｋＤａのヒアルロン酸ナトリウム（Ｈｉ－ＡｑｕａTM、（株）ジヌバイオ）に水を加え、混合混練して水分含有量８５重量％のヒアルロン酸塩ペースト（ｐａｓｔｅ）を製造し、水分平衡を行わなかった。
比較例３：紡糸によるヒアルロン酸塩ファイバーの製造
比較例１で製造されたヒアルロン酸塩ペースト（ｐａｓｔｅ）を紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
比較例４：紡糸によるヒアルロン酸塩ファイバーの製造
比較例２で製造されたヒアルロン酸塩ペースト（ｐａｓｔｅ）を紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造した。
実験例１：ヒアルロン酸塩ペーストの水分含有量による紡糸工程の評価
実施例１および比較例１で製造されたヒアルロン酸塩ペーストを紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造して紡糸速度を評価した。
その結果、ヒアルロン酸塩ペーストの水分含有量が５０～９５重量％である実施例１は０．０５ｍ／ｍｉｎであったが、水分含有量が５～４０重量％である比較例１は０．４ｍ／ｍｉｎであった。
実施例１および比較例１で製造されたヒアルロン酸塩ペーストを紡糸装置の貯蔵部に入れ、これを常温～１００℃で溶融させた後、加圧してノズルを介して紡糸し、４０℃で乾燥させて水分含有量０～９５重量％のヒアルロン酸塩ファイバーを製造して紡糸速度を評価した。
その結果、ヒアルロン酸塩ペーストの水分含有量が５０～９５重量％である実施例１は０．０５ｍ／ｍｉｎであったが、水分含有量が５～４０重量％である比較例１は０．４ｍ／ｍｉｎであった。
実験例２：ヒアルロン酸塩ファイバーの曲げ角度の測定
実施例２で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの曲げ角度を次の方法で測定し、その結果を表１に示した。
（ａ）長さ２０ｃｍおよび直径１ｍｍのＨＡファイバーを準備
（ｂ）平らな板の上面にＨＡファイバーの一端３ｃｍを固定
（ｃ）平らな板の上面延長線（Ｂ）を基準にＨＡファイバーの他端の延長線（Ｔ）が成す角度（θ）を測定
表１から、ヒアルロン酸塩ファイバーの水分含有量が５０重量％以上である場合、曲げ角度が８０°以上であって、細胞を支持せず、人体内に挿入されたときに形態を維持することができないため、ファイバーの機能を適切に行わないものと判断された。
また、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５重量％未満である場合には、ファイバーの形態は維持するが、堅く固まっている形態であって柔軟性がないため、容易に折れてしまうことが確認できた。
一方、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５～２５重量％である場合には、曲げ角度が２～１０°であって、施術時に適した適切な形態のヒアルロン酸塩ファイバーであることが分かった。
実施例２で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの曲げ角度を次の方法で測定し、その結果を表１に示した。
（ａ）長さ２０ｃｍおよび直径１ｍｍのＨＡファイバーを準備
（ｂ）平らな板の上面にＨＡファイバーの一端３ｃｍを固定
（ｃ）平らな板の上面延長線（Ｂ）を基準にＨＡファイバーの他端の延長線（Ｔ）が成す角度（θ）を測定
また、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５重量％未満である場合には、ファイバーの形態は維持するが、堅く固まっている形態であって柔軟性がないため、容易に折れてしまうことが確認できた。
一方、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５～２５重量％である場合には、曲げ角度が２～１０°であって、施術時に適した適切な形態のヒアルロン酸塩ファイバーであることが分かった。
実験例３：ヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度の測定
実施例２で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度を測定し、その結果を表２に示した。引張強度は、長さ５ｃｍの試料を試験治具に装着し、クロスヘッド速度を２ｍｍ／ｍｉｎにして、万能材料試験機を用いて測定した。
表２から、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５０重量％以上である場合には、引張強度が急激に低くなり、切れ易く、弾力性がないため、ファイバーの機能を正常に行わないものと判断された。
また、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５重量％以下である場合には、ファイバーの形態は維持されるが、堅く固まっており、容易に折れてしまうため、引張強度を測定することができなかった。
一方、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５～２５重量％である場合には、引張強度が３．２４～１３．３８ｋｇ／ｍｍ2であって、糸の形態と機能を行うことができるヒアルロン酸塩ファイバーであることが分かった。
実施例２で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度を測定し、その結果を表２に示した。引張強度は、長さ５ｃｍの試料を試験治具に装着し、クロスヘッド速度を２ｍｍ／ｍｉｎにして、万能材料試験機を用いて測定した。
また、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５重量％以下である場合には、ファイバーの形態は維持されるが、堅く固まっており、容易に折れてしまうため、引張強度を測定することができなかった。
一方、ヒアルロン酸塩ファイバーの含水率が５～２５重量％である場合には、引張強度が３．２４～１３．３８ｋｇ／ｍｍ2であって、糸の形態と機能を行うことができるヒアルロン酸塩ファイバーであることが分かった。
実験例４：ヒアルロン酸塩ファイバーのクラック量の確認
実施例２および比較例３～４で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの表面を顕微鏡で撮影（倍率２００倍）した。顕微鏡を介してヒアルロン酸塩ファイバーの表面を撮影し、画像処理ソフト「Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ」（Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ株式会社）で画像処理した後、画像解析ソフト「Ｓｃｉｏｎ Ｉｍａｇｅ」（Ｓｃｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用し、クラック量の定量化を行い、その結果を表３および図２～４に示した。
表３および図２～４から、ヒアルロン酸塩ペーストの水分含有量が５０～９５重量％であり、水分平衡を経て製造された（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の場合は、最終製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの水分含有量に反比例してクラック量が低くなることが分かった。
一方、水分含有量５～４０重量％のヒアルロン酸塩ペーストを水分平衡させて製造した（Ｄ）および水分平衡を経ずに製造した（Ｅ）の場合は、クラック量が高いことが分かった。
なお、図２～図４において、全体ヒアルロン酸塩ファイバーの撮影面積は青線（四角）で表示し、気孔（溝）、線形隙間などのクラックは赤線（円）で表示した。
以上、本発明の内容の特定の部分を詳細に記述したので、当業分野における通常の知識を有する者にとって、これらの具体的な記述は単に好適な実施様態に過ぎず、これにより本発明の範囲が制限されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付された請求項およびそれらの等価物によって定義される。
実施例２および比較例３～４で製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの表面を顕微鏡で撮影（倍率２００倍）した。顕微鏡を介してヒアルロン酸塩ファイバーの表面を撮影し、画像処理ソフト「Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ」（Ａｄｏｂｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ株式会社）で画像処理した後、画像解析ソフト「Ｓｃｉｏｎ Ｉｍａｇｅ」（Ｓｃｉｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を使用し、クラック量の定量化を行い、その結果を表３および図２～４に示した。
一方、水分含有量５～４０重量％のヒアルロン酸塩ペーストを水分平衡させて製造した（Ｄ）および水分平衡を経ずに製造した（Ｅ）の場合は、クラック量が高いことが分かった。
なお、図２～図４において、全体ヒアルロン酸塩ファイバーの撮影面積は青線（四角）で表示し、気孔（溝）、線形隙間などのクラックは赤線（円）で表示した。
以上、本発明の内容の特定の部分を詳細に記述したので、当業分野における通常の知識を有する者にとって、これらの具体的な記述は単に好適な実施様態に過ぎず、これにより本発明の範囲が制限されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の実質的な範囲は、添付された請求項およびそれらの等価物によって定義される。
本発明のヒアルロン酸塩ファイバーは、表面のクラックが少なくて滑らかであるため、手術用縫合糸、リフティング用糸、成形フィラー、組織工学用支持体などの用途に適用可能である。
Claims (10)
- 下記の測定方法で測定したとき、曲げ角度が２～１０°であり、水分含有量が５～２５重量％であり、水分を除いた全体ファイバー重量に対してヒアルロン酸塩の含有量が９０重量％以上であることを特徴とするヒアルロン酸塩ファイバー。
＜曲げ角度の測定方法＞
（ａ）長さ２０ｃｍおよび直径１ｍｍのＨＡファイバーを準備
（ｂ）平らな板の上面にＨＡファイバーの一端３ｃｍを固定
（ｃ）平らな板の上面延長線（Ｂ）を基準にＨＡファイバーの他端の延長線（Ｔ）が成す角度（θ）を測定 - 前記ヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度は３～１５ｋｇ／ｍｍ2である請求項１に記載のヒアルロン酸塩ファイバー。
- 前記ヒアルロン酸塩ファイバーのクラック量はファイバー表面積の１５％以下である請求項１に記載のヒアルロン酸塩ファイバー。
- （ａ）重量平均分子量１００～３，０００ｋＤａのヒアルロン酸塩の水分含有量を５０～９５重量％に調節してヒアルロン酸塩ペーストを製造するステップと、
（ｂ）水分含有量が調節されたヒアルロン酸塩ペーストを常温～１００℃で溶融させた後、ノズルを介して押出させるステップと、
（ｃ）押出された紡糸流体を乾燥させてファイバーを形成するステップとを含むヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法。 - 前記乾燥を、常温～１００℃で行う請求項４に記載のヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法。
- 前記製造されたヒアルロン酸塩ファイバーの引張強度は３～１５ｋｇ／ｍｍ2である請求項４に記載のヒアルロン酸塩ファイバーの製造方法。
- 請求項１に記載のヒアルロン酸塩ファイバーを含む手術用縫合糸。
- 請求項１に記載のヒアルロン酸塩ファイバーを含む成形フィラー。
- 請求項１に記載のヒアルロン酸塩ファイバーを含むリフティング用糸。
- 請求項１に記載のヒアルロン酸塩ファイバーを含む組織工学用細胞支持体。
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