JP4571693B2 - 自己分解性を有する粉体−液体及び粉体−粉体の2反応剤型の医療用接着剤 - Google Patents
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Description
アトー(株)製の電気泳動装置及びデンシトグラフ(AE-6920V型)を用いて容易に測定することができる。このとき、標準タンパクマーカーを用いる。
A1.粉末状アルデヒド化デキストラン(第1反応剤)の調製
分子量75000のデキストラン(和光純薬工業株式会社、Lot No.EWK3037)20gを100mlの蒸留水に溶解させた。次に、3gの過ヨウ素酸ナトリウム(分子量213.89)を添加し、40℃で5時間撹拌しながら反応させた。そして、反応後の溶液を蒸留水で24時間透析(分画分子量14000の透析膜使用)した後、凍結乾燥した。更に、小型粉砕器(ワンダーブレンダー、大阪ケミカル株式会社製)を用いて1分間の粉砕処理を行い、粉末状のアルデヒド化デキストランが得られた。
25重量%のepsilon-ポリリジン水溶液(分子量4000、チッソ株式会社、Lot No.2050506、フリーアミン)に、無水酢酸及び蒸留水を添加して、無水酢酸の濃度が2重量%となるようにしつつ、10重量%の中性ポリリジン水溶液を調製した。
上記A1で得られた粉末状アルデヒド化デキストランを、ポリエチレン容器に入れ−20℃及び+50℃にそれぞれ放置した。40日経過後にGPCによる分子量測定に供したところ、ピークトップの分子量は各温度でそれぞれ、19,223及び18,659であり高温下で保存することによる分子量低下は認められなかった。同じ試料を粉末状態ではなく20重量%の水溶液に調製し、同様に+50℃での分子量変化を調べたところ、表1に示すように、14日で元の84%に、28日で71%にまで低下した。
上記A1で得られた粉末状アルデヒド化デキストランと上記2で得られた中性ポリリジン水溶液を用いて、これらの反応で生成したゲル(含水ゲル)によるシーリング性を調べた。具体的には、以下のように行った。
上記A1で得られた粉末状アルデヒド化デキストランと上記2で得られた中性ポリリジン水溶液を用いて組織との接着性及び柔軟性を調べた。具体的には、まず、麻酔状態のビーグル犬に挿管し、人工呼吸器を用いて維持させ肺を露出させた。そして、肺表面に第1反応剤粉末1gを、上記4で用いた手製の粉末スプレー用デバイスを用いてほぼ均一に薄くスプレーした。その後、第2反応剤液0.5gをほぼ均一に滴下した。更にその上から、第1反応剤粉末1gを手製粉末スプレー用デバイスを用いて同様にスプレーした。
上記A1で得られた粉末状アルデヒド化デキストランと上記2で得られた中性ポリリジン水溶液を用いて部分肝切除部位からの染み出し状出血の止血(oozing止め)を行った。具体的にはビーグル犬の肝動脈を結紮後、鉗子を用いて肝臓を切除しながら直径1mm以下の血管は電気メスを用いて切除し、それ以上の血管は結紮後電気メスで切除して部分肝切除を行い、切離面を露出させた。ほぼ鉛直方向に沿った切離面5(図3の写真の中央に見える上弦半月状ないし三日月状の部分)に第1反応剤粉末2gを、上記4で用いた手製の粉末スプレー用デバイスを用いてほぼ均一に薄くスプレーした。その後、第2反応剤液1gを市販フィブリン糊用スプレーデバイス(ボルヒールスプレーキット)を用いてほぼ均一にスプレーした。更にその上から、第1反応剤粉末2gを手製デバイスを用いてスプレーした。
上記A1で得られた粉末状アルデヒド化デキストランと上記2で得られた中性ポリリジン水溶液を用いて癒着防止実験を行った。体重約300gのSDラットを正中切開後、左側の腹膜と筋層の一部を約2.5cm四方、深さ約1mm程度切除し、患部全体を電気メスで処置した。その後、第1反応剤粉末1gを上記4で用いた手製のデバイスを用いてほぼ均一に薄くスプレーし、その後、第2反応剤液0.3mlを滴下してほぼ均一に塗布した。更にその上から、第1反応剤粉末1gを手製デバイスを用いてスプレーし、2分経過した後に閉腹した。
B1.粉末状アルデヒド化デキストラン(第1反応剤)及びepsilon-ポリリジン粉末(第2反応剤)
分子量70,000のデキストラン(名糖産業株式会社Meito Sangyo Co., Ltd.、「デキストラン70」Dextran 70 powder J.P.; Pharmaceutical grade (for injections))を用いた他は、上記セクションA1と全く同様にして粉末状のアルデヒド化デキストランを得た。そして、以下の実験において第1反応剤として用いた。上記セクションA1の方法により測定した糖残基量(モル)あたりのアルデヒド基の導入量は、セクションA1と同じ、0.28であった。また、粉末の粒度を、セクションA1と同様に実体顕微鏡を用いて評価したところ、平均粒径が90μmであり、全く同様の多孔体をなしていた。また、平均アスペクト比(短軸に対する長軸の比)は、約1.6であった。
肺の空気漏れ閉塞の効果を確認するため、ビーグル犬を用いて以下の実験を行った。常法に従って麻酔、気管内挿管を経て開胸し、右肺に電気メスを用いて直径15mmの円形の胸膜欠損部位(図7の中央から少し左の濃い色の部分)を作製した。患部に生理食塩水をかけて人工呼吸器の圧力を上げることにより空気漏れを確認した。その後、2反応剤型接着剤を塗布し、2分後に胸腔内を生理食塩水で満たしてリークテストを行った。比較対象としてフィブリン糊(ボルヒール、化学及血清療法研究所)を用い、フィブリノーゲン溶液を患部に滴下して指塗りし、スプレーキットを用いてその上から塗布した("Rub & Spray method")。フィブリン糊の場合は上記文献に従って塗布から5分後にリークテストを行った。
人工血管(W. L. Gore & Associates社のGORE-TEX(登録商標)vascular graft、直径8mm)に18G(外径1.3mmφ)の針穴を1箇所だけ開け、粉体-粉体の2反応剤型医療用接着剤を噴霧により塗布した。詳しくは、針穴の近傍(面積1cm2)に対して、上記シリンジによる蒸留水の滴下と、手製の粉末スプレー用デバイス(図2−1〜2−2)による上記B1の混合接着剤粉末(第1反応剤及び第2反応剤の粉末の混合物、アルデヒド基とアミノ基のモル比=1)の塗布とを、以下の順で行った。(1)蒸留水の滴下、(2)混合接着剤粉末の噴霧、(3)蒸留水の滴下、(4)混合接着剤粉末の噴霧、及び、(5)蒸留水の滴下。この際、混合接着剤粉末の塗布量は2度の合計で、約0.2g/cm2であった。なお、接着剤層の視認のため、生理食塩水には、50ppmとなるように「青色1号」(Brilliant Blue FCF;和光純薬株式会社、Lot No.KLN3789)を添加しておいた。
ラットを麻酔後、腹部を正中切開し、ラットにとっての右側の腹膜と筋層の一部を約2.5×2.5cm剥離した。そして、このような腹膜欠損部位に対して、スプレーボトルによる生理食塩水の吹き付けと、手製の粉末スプレー用デバイス(図2−1〜2−2)による上記B1の混合接着剤粉末(第1反応剤及び第2反応剤の粉末の混合物、アルデヒド基とアミノ基のモル比=1)の塗布とを、以下の順で行った。(1)生理食塩水の滴下、(2)混合接着剤粉末の噴霧、(3)生理食塩水の滴下。この際、混合接着剤粉末の塗布量は、約0.1g/cm2であった。また、生理食塩水の吹き付けの量は、いずれも約0.1ml/cm2であった。
ビーグル犬右肺にφ15mmの胸膜欠損部位を作製した。詳しくは、予めφ15mmの穴を開けたφ30mmのシリコンシートを肺に貼付け、穴の部分にシアノアクリレートを流して1分後シリコンシートを肺から外し、シアノアクリレートの部分の胸膜をメスで剥離した。そして、この胸膜欠損部位に、セクションB1の混合接着剤粉末を、セクションB4の場合と同様に塗布した。また、同様の混合接着剤粉末の塗布を2回及び3回重ねて行い、重ね塗りの影響を調べた。2回塗布の場合、(1)生理食塩水の滴下、(2)混合接着剤粉末の噴霧、(3)生理食塩水の滴下、(4)混合接着剤粉末の噴霧、及び、(5)生理食塩水の滴下の順で行った。3回塗布の場合も同様である。すなわち、2回塗布の場合に、合計の塗布量が約0.2g/cm2であり、3回塗布の場合の合計塗布量は約0.3g/cm2である。
ウサギを用いて腎臓部分切除時の切離面の止血が可能かどうかを調べた。粉体-液体の2反応剤型接着剤を用いた肝臓での止血の場合(セクションA6)と同様に、腎動脈をクランプ後に部分切除した後、2反応剤型接着剤による止血を行った。この様子を、図12−1〜12−3の写真に示す。図12−1には切断前の腎臓を、図12−2にはハサミによる切断直後の様子を示し、図12−3には、塗布の完了後の様子を示す。粉体-粉体の2反応剤型接着剤の塗布は、上記B2におけると全く同一の手順で行った。すなわち、切離面(約5cm2)に生理食塩水を1mlのシリンジで滴下した後、上記混合接着剤粉末を0.5g噴霧する操作を2回、繰り返して行い、最後に再度、生理食塩水を1ml滴下した。
上記混合粉末接着剤(セクションB1)について、上記A7セクションと同様の方法で、 体重300〜310g のSDラットを用いて癒着防止効果の確認を行った。但し、切除及び電気メスによる処置の後、患部をリンゲル液(NaCL 0.9%, KCL 0.3%, CaCL2 0.2%)で洗浄した。そして、(1)リンゲル液の滴下、(2)混合接着剤粉末の噴霧、及び(3)蒸留水の滴下の手順で、塗布量が約0.1g/cm2となるように患部に塗布を行い、硬化するまで2分間放置した。
上記B1セクションで調製したと全く同様の混合接着剤粉末を作製するにあたり、平均粒径が、より小さくなるように機械粉砕の条件のみ変更した。この際、B1セクションにおける機械粉砕で用いたと同じ微粉砕機(大阪ケミカル(株)の「ワンダーブレンダー)を用い、粉砕時間を10秒(B1セクションで用いた粉砕時間)から30秒に延長することにより作製した。図14には、得られた混合接着剤粉末を実体顕微鏡により撮影した写真を示す。直径が50μmを超える粉体粒子は、ほとんど含まれず、1%以下であると判断された。この混合接着剤粉末の平均粒径は、約30μmであった。(この混合接着剤粉末は、下記B9及びB10セクションでのみ用いた。)
一方、スプレーデバイスについて、スポイトキャップ式のもの(図2-1〜2-2)に代えて、接着剤粉体を貯留する耐圧ガラス容器52に、送気球55から空気を吹き込む方式のものを作製した。図15-1の写真、及び図15-2の模式図には、このような送気球式スプレーデバイス10’の試作品を示す。ここで用いた送気球55は、血圧計用の送気球(「アネロイド血圧計 プレミアム送気球」)である。この送気球には、逆流防止のためのボールバルブが付いており、一方向で送気可能となっている。図15-2に示すように、図2-1〜2-2の「スポイトキャップ取り付け用ガラス管1」のガラス外管12に枝管13を設けた形態の枝付き二重ガラス管1’を用いている。円筒形の耐圧ガラス容器52に、シリコンゴムからなる蓋51が嵌め付けられており、この蓋51の中央部を貫くように、枝付き二重ガラス管1’の二重管部が取り付けられている。
上記B8セクションで得られた微細混合接着剤粉末及び送気球式スプレーデバイス10’を用い、B2セクションに記載のとおりの方法でリークテストを行った。
上記B8セクションで得られた微細混合接着剤粉末を用い、組織付着性(接着性)を評価した。評価は、市販の微線維性コラーゲン局所止血剤であるEli Lilly社の「アビテン(Avitene)」について行われた付着性試験の報告(「新薬と臨牀」、第37巻、第2号、PP.241-245、昭和63年)に記載の方法を、ジグを改良して行った。すなわち、試験用「円形パッチ」のジグとしては、下記のようにして作製したものを用いた。外径12mm、内径10mmのステンレスパイプを長さ10mmにカットし、治具を引張るため把持部位としてM3のナットを蝋付けした。その後、組織との接着面に文献に記載の様に金属メッシュ(メッシュサイズは文献と同じく20メッシュ/インチ、材質は加工性の観点から真鍮を使用)を半田付けした。図16の写真には、このようにして得られたジグ上面、下面及び側面から見た像を示す。付着性試験のためには、ウサギから摘出した肝臓の表面にジグを置き、微細混合接着剤粉末を塗布した。微細混合接着剤粉末の塗布は、スパチュラで0.2〜0.3gをジグの円筒部を通して散布した後、直ちに生理食塩水を吹き付けることにより行った。そして、塗布の2分後、ジグのM3ナット部に、引張り試験機上部のロードセルに接続する金属具の水平ネジ棒を通して10mm/minの速度で引っ張った。
分子量75000のデキストラン(和光純薬工業株式会社、Lot No.EWK3037)を用い、無水グルコースユニットあたりのアルデヒド導入量が0.26であるアルデヒド化デキストラン(-CHO=0.264±0.003 /糖残基)を、セクションA1に記載の方法により調製した。このように得られたアルデヒド化デキストラン15gをグリセリン3.75g及び蒸留水131.25mlと混合し、50℃に保ちつつ攪拌した。20X20X0.5cmの寸法のガラス板に貼り付けた厚み40μmのポリエチレンシートに、得られた溶液を流延し、25℃で24時間風乾することで、厚み0.5mmのアルデヒド化デキストラン・シートを得た。
Claims (18)
- 重量平均分子量が1000〜20万であるアルデヒド化α−グルカンの粉末からなる第1反応剤と、重量平均分子量が1000〜2万であるポリ-L-リジン(A)の粉末(B)からなる第2反応剤とを、アルデヒド基/アミノ基のモル比が0.9〜3.5となるように混合した混合粉末よりなり、
体液または血液により濡れているか、または、生理食塩水、蒸留水その他を吹き付けて濡らしておいた接着予定箇所に、前記混合粉末の形態のままで圧縮空気とともに噴出させて吹き付け塗布される医療用2反応剤型接着剤であって、
前記アルデヒド化α−グルカンは、デキストランまたはデキストリンを過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩で酸化して、無水グルコース・ユニットあたり0.1〜1.0個のアルデヒド基を導入したものであり、
前記α−グルカンの粉末及び前記ポリ-L-リジンの粉末(B)は、いずれも、ランダムな形状の多孔体であって、平均粒径が10〜150μmであり、
前記混合粉末は、含水率が2.0%以下であり、水に溶解した際には、pHが5.0〜8.0となることを特徴とする医療用2反応剤型接着剤。 - 前記α−グルカンの粉末及び前記ポリ-L-リジンの粉末(B)が、水溶液からの凍結乾燥後、機械的に粉砕して得られたものであることを特徴とする請求項1に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記第2反応剤には、酢酸、クエン酸、コハク酸、グルタル酸、リンゴ酸、フマル酸、マレイン酸、またはその他のカルボン酸化合物、または、これらの少なくとも一つに対応するカルボン酸無水物が、1〜10重量%添加されていることを特徴とする請求項1または2に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記のポリ-L-リジンの粉末(B)は、このポリ-L-リジンの粉末(B)を得る前に、前記ポリ-L-リジン(A)に対して、酢酸、クエン酸、コハク酸、グルタル酸、リンゴ酸、フマル酸、マレイン酸、またはその他のカルボン酸化合物のうちの、少なくとも一種に対応するカルボン酸無水物を、前記ポリ-L-リジン(A)の水溶液の状態で添加して得られたものであり、
この添加により、前記のポリ-L-リジンの粉末(B)は、前記混合粉末を水に溶解した際のpHが5.0〜8.0となるようにするための酸無水物添加処理済みの粉末となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の医療用2反応剤型接着剤。 - 前記のポリ-L-リジンの粉末(B)は、このポリ-L-リジンの粉末(B)を得る前に、前記ポリ-L-リジン(A)に対して、酢酸、クエン酸、コハク酸、グルタル酸、リンゴ酸、フマル酸、マレイン酸、またはその他の1価または多価のカルボン酸化合物を、前記ポリ-L-リジン(A)の水溶液の状態で添加して得られたものであり、
この添加により、前記のポリ-L-リジンの粉末(B)は、前記混合粉末を水に溶解した際のpHが5.0〜8.0となるようにするための酸添加処理済みの粉末となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の医療用2反応剤型接着剤。 - 重量平均分子量が1000〜20万であるアルデヒド化α−グルカンの粉末からなる第1反応剤と、
重量平均分子量が1000〜2万であるポリ-L-リジン(A)にカルボン酸無水物を添加することで得られる酸無水物添加ポリ-L-リジンの粉末(B1)からなる第2反応剤とを、
アルデヒド基/アミノ基のモル比が0.9〜3.5となるように混合した混合粉末よりなり、
前記アルデヒド化α−グルカンは、デキストランまたはデキストリンを過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩で酸化して、無水グルコース・ユニットあたり0.1〜1.0個のアルデヒド基を導入したものであり、
前記アルデヒド化α−グルカンの粉末及び前記酸無水物添加ポリ-L-リジンの粉末(B1)は、いずれも、ランダムな形状の多孔体であって、平均粒径が10〜150μmであることを特徴とする医療用2反応剤型接着剤。 - 前記カルボン酸無水物は、酢酸、クエン酸、コハク酸、グルタル酸、リンゴ酸、フマル酸、マレイン酸、またはその他のカルボン酸化合物のうちの、少なくとも一種に対応する酸無水物である、請求項6に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記酸無水物添加ポリ-L-リジンの粉末(B1)は、前記ポリ-L-リジン(A)を溶かした水溶液に前記カルボン酸無水物を添加・混合した後に、乾燥及び粉砕したものである、請求項6または7に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記混合粉末は、水に溶解した際に、pHが5.0〜8.0となることを特徴とする、請求項6から8のいずれか一項に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記アルデヒド化α−グルカンの粉末、及び、前記ポリ-L-リジンの粉末(B)、前記酸無水物添加処理済みのポリ-L-リジンの粉末、前記酸添加処理済みのポリ-L-リジンの粉末、または前記酸無水物添加ポリ-L-リジンの粉末(B1)の平均粒径が20〜80μmであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記アルデヒド化α−グルカンの粉末、及び、前記ポリ-L-リジンの粉末(B)、前記酸無水物添加処理済みのポリ-L-リジンの粉末、前記酸添加処理済みのポリ-L-リジンの粉末、または前記酸無水物添加ポリ-L-リジンの粉末(B1)の平均アスペクト比が1.5〜2.0であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記混合粉末に、10〜50KGyの電子線を照射して滅菌したことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 前記ポリ-L-リジン(A)が、微生物または酵素を用いて生産されたepsilon-ポリ-L-リジンであることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 漏れ閉塞、止血、接着、または癒着防止のために用いる医療用のキットであって、
重量平均分子量が1000〜20万であるアルデヒド化α−グルカンの水溶液からなる第1反応剤と、
重量平均分子量が1000〜2万であるポリ-L-リジンの水溶液からなる第2反応剤と、
重量平均分子量が1000〜20万であるアルデヒド化α−グルカンのシートとよりなり、
前記アルデヒド化α−グルカンは、いずれも、デキストランまたはデキストリンを過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩で酸化して、無水グルコース・ユニットあたり0.1〜1.0個のアルデヒド基を導入したものであり、
前記の第1反応剤及び第2反応剤を混合した状態におけるアルデヒド基/アミノ基のモル比が0.9〜3.5であり、
前記の第1反応剤及び第2反応剤を混合した際には、pHが5.0〜8.0となり、前記シートの厚みが0.1〜2mmであることを特徴とする医療用2反応剤型接着剤。 - 重量平均分子量が1000〜20万であるアルデヒド化α−グルカンの粉末からなる第1反応剤と、重量平均分子量が1000〜2万であるポリ-L-リジンの水溶液からなる第2反応剤とよりなり、
体液または血液により濡れているか、または、生理食塩水、蒸留水その他を吹き付けて濡らしておいた接着予定箇所に、前記第1反応剤を粉末の形態のままで圧縮空気とともに噴出させて吹き付け塗布し、この後、前記第2反応剤の水溶液を滴下することにより塗布が行われる医療用2反応剤型接着剤であって、
前記アルデヒド化α−グルカンは、デキストランまたはデキストリンを過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩で酸化して、無水グルコース・ユニットあたり0.1〜1.0個のアルデヒド基を導入したものであり、
前記の第1反応剤及び第2反応剤を混合した状態におけるアルデヒド基/アミノ基のモル比が0.9〜3.5であり、
前記α−グルカンの粉末は、含水率が2.0%以下のランダムな形状の多孔体であって、平均粒径が10〜150μmであり、
第1反応剤及び第2反応剤を混合した際には、pHが5.0〜8.0となることを特徴とする医療用2反応剤型接着剤。 - 前記α−グルカンの粉末の平均粒径が20〜80μmであることを特徴とする請求項15に記載の医療用2反応剤型接着剤。
- 漏れ閉塞、止血、接着、または癒着防止のために用いる医療用のキットであって、
重量平均分子量が1000〜20万であるアルデヒド化α−グルカンの粉末からなる第1反応剤と、
重量平均分子量が1000〜2万であるポリ-L-リジン(A)の粉末(B)からなる第2反応剤と、
重量平均分子量が1000〜20万であるアルデヒド化α−グルカンのシートとよりなり、
体液または血液により濡れているか、または、生理食塩水、蒸留水その他を吹き付けて濡らしておいた接着予定箇所に、前記の第1反応剤及び第2反応剤が、これらを混合して得られた混合粉末(C)の形態のままで圧縮空気とともに噴出させて吹き付け塗布され、この後、アルデヒド化α−グルカンのシートを貼り付けることにより使用され、
前記アルデヒド化α−グルカンは、いずれも、デキストランまたはデキストリンを過ヨウ素酸または過ヨウ素酸塩で酸化して、無水グルコース・ユニットあたり0.1〜1.0個のアルデヒド基を導入したものであり、
前記の第1反応剤及び第2反応剤を混合した状態におけるアルデヒド基/アミノ基のモル比が0.9〜3.5であり、
前記α−グルカンの粉末及び前記ポリ-L-リジンの粉末は、いずれも、ランダムな形状の多孔体であって、平均粒径が10〜150μmであり、
前記混合粉末は、含水率が2.0%以下であり、水に溶解した際には、pHが5.0〜8.0となり、前記シートの厚みが0.1〜2mmであることを特徴とする医療用2反応剤型接着剤。 - 前記のポリ-L-リジンの粉末(B)は、このポリ-L-リジンの粉末(B)を得る前に、前記ポリ-L-リジン(A)に対して、酢酸、クエン酸、コハク酸、グルタル酸、リンゴ酸、フマル酸、マレイン酸、またはその他のカルボン酸化合物のうちの、少なくとも一種に対応するカルボン酸無水物を、前記ポリ-L-リジン(A)の水溶液の状態で添加して得られたものであり、
この添加により、前記のポリ-L-リジンの粉末(B)は、前記混合粉末(C)を水に溶解した際のpHが5.0〜8.0となるようにするための酸無水物添加処理済みの粉末となっていることを特徴とする請求項17に記載の医療用2反応剤型接着剤。
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