JP4669919B2 - 医療用組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用組成物、特に止血用接着剤、癒着防止材料および創傷被覆材料等として有用な医療用組成物、医療用ゲル、この組成物を用いたゲル化および接着方法、並びにこの組成物の主要成分である糖鎖誘導体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手術時や受傷時においては、生体、特に血管に生じた破孔や損傷、接合部を安全、確実かつ迅速に封鎖する必要がある。こうした目的には、縫合や吻合時に人工繊維片を補助として用いるか、ゲル化材料が用いられてきた。
【０００３】
人工繊維片としては、天然の線維状のコラーゲンが生化学的な止血作用を奏することを利用して、これを成形した止血材料が記載されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、天然の線維状のコラーゲンは生体内での分解性が低く、長期間残留することによって異物反応が起きる可能性がある。そこで、抗原決定基を酵素処理またはアルカリ処理して抗原性を低下させて得られるアテロコラーゲンも用いられる（例えば、特許文献２および３）。しかし、これらのアテロコラーゲンは止血性が弱いため、再線維化に加え架橋を施さないと、止血するまでの一定期間、生体内に溶解させずに留置させることは難しい。しかし、強度に架橋を加えたアテロコラーゲンは、生体適合性が低く、炎症性を発現するという報告がある（非特許文献１）。
【０００４】
ゲル化材料としては、現在、外科用接着剤、止血剤として用いられている医療用ゲル材料の殆どは、人の血漿蛋白質や、牛や豚の骨や皮といった生体材料（フィブリノゲン、ゼラチン、コラーゲンなど）を原料にして製造されている。例えば、特許文献４は、エチレンオキシドにより滅菌されたコラーゲン蛋白部分加水分解物質および多価フェノール化合物を主成分とする糊剤成分およびアルデヒド類を主成分とする硬化成分を含む生体用止血乃至組織接着剤を開示している。ここで、コラーゲン蛋白部分加水分解物質はゼラチンまたは膠である。しかし、一般に生体由来材料には肝炎ウイルス、発熱性物質、アレルゲン、牛海綿状脳症（ＢＳＥ）等が含まれているおそれがあり、感染症等に対する懸念から他の材料への置換えが望ましい。
【０００５】
そこで、人体や動物に由来する原料を用いないで製造された、化学合成による外科用接着剤や止血剤も検討されている。例えば、特許文献５には特定構造の直鎖ジアミンの塩の架橋剤として用いた分子内にカルボキシル基を有する多糖類からなる水膨潤性高分子ゲルが記載されている。カルボキシル基を有する多糖類としてはアルギン酸塩またはヒアルロン酸塩が、直鎖ジアミンの塩としてはＮ−ヒドロキシコハク酸イミド塩が挙げられている。
【０００６】
また、特許文献６には、カルボキシル基を有する多糖に、カルボニルジイミダゾール、カルボニルトリアゾール、ヨウ化クロロメチルピリジリウム（ＣＭＰ−Ｊ）、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ｐ−ニトロフェノールｐ−ニトロフェニルトリフルオロアセテート、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド等と反応させてなる化合物を特定構造のポリアミンで架橋するゲル化方法が記載されている。この公報にはカルボキシル基を有する多糖としてカルボキシメチルセルロースも挙げられているが、実施可能な特性を備えたカルボキシメチルセルロースを用いた医療用接着材料は具体的には開示されていない。また、ポリアミンとしては直鎖ジアミンのみが記載されている。
【０００７】
化学合成品として現段階で実用化されているのは、シアノアクリレート系、およびポリエチレングリコール系の材料のみであるが、その性能や毒性に基づく制約から適用はごく限られたものにとどまっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３３９４８３号公報
【特許文献２】
特開平６−１９７９４６号公報
【特許文献３】
特開平８−１９６６１４号公報
【特許文献４】
特開平１０−３１４２９４号公報
【特許文献５】
特許第３１０７７２６号
【特許文献６】
特表２００２−５２９５４９号
【非特許文献１】
Ｋｏｉｄｅ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２７（１）（1993）ｐ．７９−８７
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、生体適合性に優れ、迅速かつ強力に硬化し、しかも、硬化後においても適当な柔軟性を保持する医療用ゲル化材料およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決するべく検討した結果、スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体とポリアミンとを含む医療用ゲル化材料を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の医療用組成物、医療用ゲル、この組成物を用いたゲル化および接着方法、並びにこの組成物の主要成分である糖鎖誘導体およびその製造方法を提供する。
【００１２】
〔１〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液とポリアミンを含む第２液とを含み両者の混合によりゲル化する医療用組成物。
〔２〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が、多糖分子の水酸基の水素原子を、前記ポリアミンとの反応によりゲル化を起こすのに十分な量、下記式（I）：
【化１３】
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表わす。
）で表わされるスクシンイミド含有基で置換してなるものである前記１に記載の医療用組成物。
【００１３】
〔３〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が主要構造として下記式（II）：
【化１４】
〔式中、
Ｒ1は、水素原子、金属原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素または下記式（I）：
【化１５】
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表わす。
）で表わされるスクシンイミド含有基もしくは下記式（III）：
【化１６】
（式中、Ｙは上に定義した通りであり、Ｒ2は水素原子、金属原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。）で表わされる基であり、
Ｘは、-ＯＲ1、−ＮＨＲ1（式中、Ｒ1は上記定義と同じ。）またはカルバモイル基であり、
分子中のＲ1はそれぞれ同一でも異なってもよいが、その少なくとも１個は前記式（Ｉ）のスクシンイミド含有基である。〕を繰り返し単位として含む糖鎖である前記２に記載の医療用組成物。
【００１４】
〔４〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体の主要構造が下記式（IV）：
【化１７】
（式中、Ｒ1およびＸは前記定義の通りであり、ｎは３以上の整数である。）で表わされる直鎖状誘導体である前記３に記載の医療用組成物。
〔５〕 鎖状多糖誘導体における前記Ｙが炭素数１乃至３のアルキレンまたは下記式（Ｖ）：
【化１８】
（式中、Ｒ3は水素原子または炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。）で表わされる基である前記２乃至４のいずれかに記載の医療用組成物。
【００１５】
〔６〕 鎖状多糖誘導体が、各繰り返し単位に平均0.01個以上の前記式（I）のスクシンイミド含有基を含有する前記２乃至５のいずれかに記載の医療用組成物。
〔７〕 鎖状多糖誘導体が、透析によって低分子量の不純物を除去したものである前記１乃至６のいずれかに記載の医療用組成物。
〔８〕 ポリアミンが側鎖にアミノ基を有するポリアミンである前記１乃至７のいずれかに記載の医療用組成物。
〔９〕 前記１乃至８の医療用組成物の鎖状多糖誘導体とポリアミンとを混合して反応させて得られる医療用ゲル。
【００１６】
〔１０〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアミンを含む第２液の一方を対象面に塗付し、次いで、前記対象面に他方の液を塗付または滴下することにより対象面上をゲルで被覆するゲル化方法。
〔１１〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアミンを含む第２液の一方を第１の対象面に塗付し、次いで、第２の対象面に他方の液を塗付または滴下した後、両者を接触させてゲル化させ第１と第２の対象面を接着させる接着方法。
【００１７】
〔１２〕 下記式（II）：
【化１９】
〔式中、
Ｒ1は、水素原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素または下記式（I）：
【化２０】
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表わす。
）で表わされるスクシンイミド含有基もしくは下記式（III）：
【化２１】
（式中、Ｙは上に定義した通りであり、Ｒ2は水素原子、金属原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。）で表わされる基であり、
Ｘは、-ＯＲ1、−ＮＨＲ1（式中、Ｒ1は上記定義と同じ。）またはカルバモイル基であり、
分子中のＲ1はそれぞれ同一でも異なってもよく、その少なくとも１個は前記式（II）のスクシンイミド含有基である。〕を繰り返し単位として含む糖鎖誘導体。
【００１８】
〔１３〕 鎖状多糖誘導体における前記Ｙが炭素数１乃至３のアルキレンまたは下記式（Ｖ）：
【化２２】
（式中、Ｒ3は水素原子または炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。）で表わされる基である前記１２に記載の糖鎖誘導体。
【００１９】
〔１４〕 下記式（VI）：
【化２３】
で表わされる繰り返し単位を有し、分子中における少なくとも１個のＲ4が下記式（VII）：
【化２４】
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表わし、Ｒ5は水素原子または金属原子である。）で表わされる糖鎖誘導体にＮ−ヒドロキシスクシンイミドを反応させることを含む糖鎖誘導体の製造方法。
〔１５〕 反応が水性媒体中で行なわれ、反応後透析によって低分子量の不純物を除去する前記１４に記載の糖鎖誘導体の製造方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の医療用組成物は、スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分とポリアミン成分とを含む材料であり、施用時において両成分を混合して反応硬化させ、接着等の機能を果たすものである。なお、本明細書において「接着」とは、解離した組織の接着や吻合だけでなく、組織の接着、接合、被覆、補強、封鎖等を含み、「接着材料」とはこのような意味で組織に接着してこれを保護するための材料を指す。
【００２１】
（Ａ）鎖状多糖誘導体
本発明で用いるスクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分は、１種の糖または複数の糖を繰り返し単位として含む概ね直線状の多糖において、糖の水酸基から誘導される側鎖にスクシンイミド残基を導入してなる。
糖は、鎖状の多糖を形成するものであれば限定されず、Ｄ−グルコース、Ｄ−マンノース、Ｄ−フルクトース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−キシロース、Ｄ−アラビノースまたはこれらの誘導体を含み、ホモ多糖またはヘテロ多糖のいずれでもよい。また、糖間の結合はα（１→４）、α（１→６）、β（１→４）などを含み、従って、分岐鎖を含んでもよいが、概ね直鎖状の、すなわち、明白に分子の長さ方向が定義され得る分子である。
【００２２】
鎖状多糖誘導体成分は、好ましくは以下の化合物：
【化２５】
を繰り返し単位として含む糖鎖であり、式中、Ｒ1が、以下の４群のいずれかの基である。
【００２３】
(i)水素原子；
(ii)炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素および／または芳香族炭化水素；
(iii)下記式（I）：
【化２６】
（式中、Ｙは置換されていてもよいアルキレンまたはカルバモイル基を表わす。
）で表わされるスクシンイミド含有基；および
(iv)下記式（III）：
【化２７】
（式中、Ｙは上に定義した通りであり、Ｒ2は水素原子、金属原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。）で表わされる基。
【００２４】
第(i)群は、糖本来の水酸基である。
第(ii)群は、糖本来の水酸基をエーテル化またはエステル化したものであり、有用な種々の修飾を含む。脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素は特に限定されず、脂肪族炭化水素基は直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく任意の不飽和基を含み得るが、(iii)群のスクシンイミド含有基の反応を妨害しないように炭素数１乃至３０の鎖長が好ましい。これらの脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素は、生体中で有害な反応や分解を引き起こさない限りにおいて任意の置換基を有してもよく、化学的に可能であれば鎖内の炭素原子を置き換えたものをも含む。同様に、芳香環は複素環でもよい。こうした置換基の例としては、水酸基、オキシ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシル基、メルカプト基、チオエーテル基などが含まれる。
【００２５】
第(iii)群は本発明の接着作用に不可欠の基であり、従って、鎖状多糖誘導体成分中のＲ1の少なくとも１つは、第(iii)群のスクシンイミド含有基でなければならない。第(iv)群はその前駆体である。
【００２６】
従って、第(iii)群および第(iv)群中のＹは糖鎖の水酸基との反応性を有する化合物から誘導され、かつ、スクシンイミド基導入を妨害しない基である。こうした基としてはアルキレンまたはカルバモイル基が含まれる。アルキレンとしては、好ましくは炭素数１乃至３０のアルキレン、より好ましくは炭素数１乃至２０、さらに好ましくは炭素数１乃至１０、最も好ましくは炭素数１乃至５のアルキレンである。カルバモイル基は、例えば、下記式で表わされる基である。
【化２８】
【００２７】
式中、Ｒ3は前記Ｒ2と同様に水素原子、金属原子または炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。
従って、好ましいスクシンイミド含有Ｒ1基の例としては、
【化２９】
（式中、ｐは１〜５の整数）、
【化３０】
で表わされる基が挙げられる。式中、Ｒ3は前記定義と同じであるが、−ＮＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯ−が、いわゆる必須アミノ酸およびその慣用される誘導体に由来する基であることが望ましい。なお、ここでいう必須アミノ酸としては、グリシン、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、シスチン、グルタミン酸、グルタミン、ヒスチジン、リシン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、バリン、チロシン、スレオニン、トリプトファン、セリン等が挙げられ、慣用されるその誘導体にはヒドロキシプロリン、ヒドロキシリシン等が挙げられる。
また、式（Ｉ）中、Ｘは、-ＯＲ1、−ＮＨＲ1またはカルバモイル基であり、式中、Ｒ1およびカルバモイル基は上記定義と同様である。
【００２８】
鎖状多糖誘導体は好ましくは下記式（IV）の糖鎖である。
【化３１】
式中、Ｒ1およびＸは前記定義の通りであり、ｎは３以上の整数である。Ｘの種類に応じて、セルロース誘導体（-ＯＲ1）、キトサン誘導体（−ＮＨＲ1）またはキチン誘導体（カルバモイル基）である。
【００２９】
（Ｂ）ポリアミン
ポリアミンは、分子中に２以上のアミノ基を有するものであり、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のポリアルキレンポリアミンも用い得るが、側鎖にアミノ基を有する次式：
【化３２】
（式中、Ｒ4は、水素原子、炭素数１乃至１０個のアルキル、フェニルまたはベンジル基であり、Ｚは単結合または炭素数１乃至１０個のアルキレン、好ましくは炭素数１乃至６個のアルキレンであり、Ａは単結合またはヒドロキシ、カルボキシ、ハロゲン、アルコキシ、アミノもしくはアリール基により置換されていてもよい炭素数１乃至１０個のアルキレンまたはアルキレンにより結合された１個以上のオキシ基もしくはアミノ基を表わし、ｍは２以上の整数であり、Ｒ4、ＺおよびＡは上記単位ごとに異なっていてもよい。）が好ましい。なお、式(VI)のポリアミンにおいて末端基は水素原子またはメチル等のアルキル基である。
【００３０】
このような化合物の例としては、Ｒ4が水素原子でありＺが単結合でありＡが単結合であるポリビニルアミン、Ｒ4が水素原子でありＺがメチレンでありＡが単結合であるポリアリルアミンが挙げられる。好ましくは分子量５００以上、より好ましくは分子量1000〜8000程度、さらに好ましくは分子量2000〜5000程度のポリアリルアミンが用いられる。分子量が５００未満ではゲル強度の増加に時間を要し接着材料としての性能が劣る。分子量が過大であると粘性が大きくなり取扱性が低下するという問題がある。
【００３１】
（Ｃ）ゲル化反応
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアミンを含む第２液の一方を対象面に塗付し、次いで、前記対象面に他方の液を塗付または滴下してゲル状反応生成物を生じさせることによってゲル化させる重層塗布法が通常であるが、接着においては、接続または吻合すべき患部の一方に第１液（第２液）を塗布し、他方に第２液（第１液）を塗布する二面塗布法でもよい。または同時に上記２液を滴下する方法、あるいはスプレー法等の混合塗布法等も用い得る。
【００３２】
スクシンイミド基含有鎖状多糖誘導体は、そのままでも用い得るが、一般に粘性が高いため希釈して用いてもよい。希釈に用いる溶媒は特に限定されないが、生体内での使用または生体組織との接触を考慮すると、水性溶媒、特に水や希エタノール等が好ましい。通常、１〜７５質量％程度、好ましくは２〜６０質量％、より好ましくは３〜３０質量％、最も好ましくは４〜２０質量％に希釈する。また、ポリアミンを含む第２液も、そのままで用い得るが、特に広い範囲に適用する場合には水性溶媒、特に水や希エタノール等で通常、１〜７５質量％程度、好ましくは２〜６０質量％、より好ましくは３〜３０質量％、最も好ましくは４〜２０質量％に希釈して用いることが好ましい。反応に害を及ぼさない範囲の任意の塩類を含んでもよく、例えば、リン酸塩、クエン酸塩、カルボン酸塩等でｐＨを調節してもよい。好適ｐＨは、中性域ｐＨ6.5〜7.7、より好ましくはｐＨ7.3〜7.6である。
ゲル化反応は、基本的にはポリアミン分子中の複数のアミノ基が複数の多糖誘導体分子の端部カルボニル基（式（Ｉ）のＹＣＯ・・・におけるカルボニル基）と反応する架橋反応（この際、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドの脱離を伴う。）と考えられる。
【００３３】
（Ｄ）製造方法
本発明の医療用組成物は、上記のように実質的にはスクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分とポリアミンとからなる。スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分は、スクシンイミド残基の好適タイプに応じて以下のようにして製造できる。
【００３４】
すなわち、好ましいスクシンイミド含有Ｒ1基の例としては、
（ａ）：
【化３３】
（式中、ｐは１〜５の整数）で表わされる基と
（ｂ）：
【化３４】
（式中、Ｒ3は前記定義と同じ。）で表わされる基が挙げられるが、（ａ）の場合、多糖の水酸基−ＯＨの少なくとも１個を慣用の方法により−Ｏ（ＣＨ2）pＣＯＯＨに転換するか、市販のカルボキシル化多糖を用い、これをＮ−ヒドロキシスクシンイミドと反応させる。
【００３５】
カルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、一般的には水溶液中で行なうことができる。多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの量比は、多糖に含有されるカルボキシル基の量によるが、通常、カルボキシル基に対して0.25モル以上のＮ−ヒドロキシスクシンイミドを用いる。
また、カルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、好ましくは水溶性カルボジイミドの存在下に行なう。水溶性カルボジイミドの存在によりエステル化反応が顕著に促進される。
【００３６】
本発明における水溶性カルボジイミドとしては、例えば、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリニル−４−エチル）カルボジイミド、またはこれらの塩酸塩もしくはスルホン酸塩等が好ましく使用できる。エステル化反応の反応時間は特に限定されないが、１分間〜３時間が好ましい。また、反応温度も特に限定されないが、０〜４０℃が好ましい。水溶性カルボジイミドに加え、１−ヒドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の存在下に反応させることによりエステル化合物がさらに効率良く生成される。可溶性カルボジイミドおよび／または１−ハイドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の添加量は等モル程度である。
【００３７】
また、前記（ｂ）の場合、種々の方法で製造可能であるが、典型的には、はじめに多糖の水酸基−ＯＨの少なくとも１個を−ＯＣＯＮＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯＲ5（Ｒ3は前記定義と同じ。Ｒ5はＲ3と同様に定義される基である。）に転換して多糖アミノ酸カーバメート誘導体とした後、これを脱エステル化し、さらにＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化させることが好ましい。
【００３８】
多糖アミノ酸カーバメート誘導体の製造方法は、本発明者らによる特願2002-89565号に記載されている。すなわち、ＯＣＮ−ＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯＲ5で表わされるアミノ酸エステルイソシアナートを塩化リチウム等の存在下、多糖と反応させる。ここで、アミノ酸エステルイソシアナートはアラニンエステルイソシアナート等であり、アミノ酸部分は前記の通り種々の必須アミノ酸およびその慣用の誘導体を用いることができる。もっとも、多糖アミノ酸カーバメート誘導体の製造方法は、特願2002-89565号に記載の方法に限定されるものではない。
多糖アミノ酸カーバメート誘導体の脱エステル化反応は、例えば、希アルカリ水溶液中で希水酸化ナトリウム水溶液や希水酸化カリウム水溶液等を作用させて行なうことができる。脱エステル化反応後のカルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、前記と同様であり、一般的には水溶液中で行なうことができる。多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの量比は、多糖に含有されるカルボキシル基の量によるが、通常、カルボキシル基に対して0.25モル以上のＮ−ヒドロキシスクシンイミドを用いる。また、上記と同様に可溶性カルボジイミドおよび／または１−ヒドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の存在下に反応させることによりエステル化合物が効率良く生成される。
【００３９】
後述の実施例および比較例に示すように、上記の製造方法で得たスクシンイミドエステル化多糖類はそのままではポリアミンと反応して良好なゲル化を示さない。ところが、スクシンイミドエステル化多糖類を透析することにより、ポリアミンとの反応が迅速に進行して接着剤として用い得ることが判明した。このようなスクシンイミドエステル化多糖類の透析によるポリアミンとの急速ゲル化反応は従来知られていない。
【００４０】
透析は慣用の条件に従って行なうことができるが、例えば、透過分子量14000以下の透析膜を用いて、２時間〜３日間程度、好ましくは１〜２日間程度かけて行なうことが好ましい。特に好適な透析は、室温で蒸留水中、所定時間(例えば、１時間)おきに蒸留水を交換することで行なうことができる。
【００４１】
（Ｅ）適用対象
本発明の医療用ゲル化材料は、前述の通り、組織の接着、接合、被覆、補強、封鎖、分離（癒着防止）などに広く用いることができる。組織は人体、動物の任意の組織を含み、さらに人工血管などの人工組織を含む。より具体的には、例えば、硬膜、腹膜、筋膜、胸膜の接着、骨あるいは軟骨の接着、実質臓器切開部の接着、皮膚の接着、神経吻合、微小血管吻合、腸管吻合、卵管吻合、植皮片あるいは創傷被覆保護材の貼付等の組織の接着を目的とした生体接着剤として用いることができる。また、本発明の医療用ゲル化材料は、血液、体液のような水分存在下においてもゲルを形成し、生体組織に対して高い接着性を示すので、実質臓器の微小血管からの出血、縫合時の縫合糸穴からの出血等の止血を目的とした止血材や、髄液、胆汁等の体液の漏出防止、鼓膜欠損の閉鎖、代用血管の閉鎖、肺手術後の空気漏れ穴の閉鎖、気管支の閉鎖、シャントチューブのシールを目的とした生体または医療材料の閉鎖材等として用いることができる。さらに外科手術によって分離された組織間の術後癒着の防止材としても有用である。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。なお、以下の例において「置換度」は、元素分析の結果から算出した糖鎖水酸基の置換度である。
【００４３】
実施例１：カルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルの合成
模式的に次式で示される反応によりカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルを製造した（なお、次式では、６位に誘導されたアセチル基が１／２エステル化されているが、これは説明の便宜上のためであり、必ずしもこの位置および割合で反応が進行することを示すものではない。）。
【００４４】
【化３５】
【００４５】
カルボキシメチルセルロース(2.58g、置換度1.2、アルドリッチ)を水（４０ｍｌ）に溶かし、Ｎ―ヒドロキシコハク酸イミド（1.16g、純正化学社製）、１−ヒドロキシベンゾトリアゾル（1.35g、関東化学社製）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル−カルボジイミド）（1.5514g、ペプチド研究所製）を入れ室温で１５０分間撹拌した。反応終了後、生成物を透析膜（透過分子量14,000、三光純薬社製）にて２日間、蒸留水中で透析した。透析後、凍結乾燥しカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルを得た（2.07g）。生成物の溶解性を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
反応はＩＲスペクトルにより確認した。すなわち、生成物にはスクシンイミドのカルボニル基に対応する吸収（1660ｃｍ-1、1735ｃｍ-1）が新たに現れており、スクシンイミドが分子内に導入されたことを示している。
【００４８】
（２）カルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルとポリアリルアミンとによるゲル化
試料瓶中、実施例１で得られたカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステル（0.1g）をリン酸緩衝溶液（２ｍｌ、ｐＨ7.4）に溶解させ、１０質量％ポリアリルアミン水溶液（２ｍｌ、分子量15,000、日東紡製）を加えて撹拌した。添加後、瞬時にゲルが生成した。生成したゲルはほとんどの溶媒に不溶性である。得られたゲルについて含水率（乾量基準、すなわち、含水時質量／乾燥時質量×１００）を測定した結果、１３０〜１７０％であった。
【００４９】
実施例２
（１）セルロース（Ｌ−ロイシンエチルエステルカーバメート）の合成
特願2002-089565号記載の方法に準じてセルロース（Ｌ−ロイシンカーバメート）を製造した。
具体的には、セルロース（微結晶セルロース粉末（メルク社製））１ｇを塩化リチウム／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（脱水）の１／１０（ｗ/ｖ）溶液４５ｍｌに加え、１００℃で２４時間撹拌した。これを室温まで冷却した後、Ｌ−ロイシンエチルエステルイソシアネート１０ｇを加え、１００℃で撹拌しながら４８時間反応させた。冷却後、反応溶液を過剰量のアセトンに注ぎ入れて反応を停止した。元素分析の結果から置換度は1.6であった。
【００５０】
（２）セルロース（Ｌ−ロイシンスクシンイミドカーバメート）の合成
（１）で合成したセルロース（Ｌ−ロイシンエチルエステルカーバメート）に２ＭＮａＯＨ水溶液を加え室温で２４時間撹拌した。ろ過により不溶物を除いてセルロース（Ｌ−ロイシンカーバメート）を得た。
メタノール：蒸留水＝２：１の混合溶媒（１５ｍｌ）を入れたフラスコに上記セルロース（Ｌ−ロイシンカーバメート）（1.01ｇ、置換度1.6）と１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（0.20ｇ）を添加した。３時間後、蒸留水中で透過分子量約14000の透析膜を用いて透析した。２日間透析を行なった後、凍結乾燥を行ない、白色固体を得た（ポリマー収量1.11ｇ）。得られたポリマーは、アルカリ性の水、メタノールに可溶性で、ジメチルスルホキシド、アセトン、テトラヒドロフラン、クロロホルムに不溶であった。スクシンイミドの導入率は約５０％であった。
反応は1Ｈ−ＮＭＲスペクトルにより確認した。1Ｈ−ＮＭＲ（δ／ｐｐｍ）：4.10〜3.90（ロイシン不斉炭素のメチレン水素）、2.77（スクシンイミドのメチレン水素）、1.75〜1.44（ロイシンのメチレン水素及びメチン水素）、0.78（ロイシンのメチル水素）。
【００５１】
（３）セルロース（Ｌ−ロイシンコハク酸イミドエステルカーバメート）とポリアリルアミンを用いたゲル化
置換度を1.00とした他は上記と同様に合成したセルロース（Ｌ−ロイシンスクシニルエステルカーバメート）0.1ｇとリン酸緩衝溶液（２ｍＬ，ｐＨ7.4）を試料管に入れ、ここへ１０ｗｔ％ポリアリルアミン水溶液（１ｍＬ）を滴下した。瞬時に系内はゲル化した。得られた白色ゲルは蒸留水でよく洗浄し、真空オーブンで加熱乾燥した（収量0.12g）。生成物はほとんどの溶媒に不溶性であった。
【００５２】
比較例１〜２
得られたカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルまたはセルロース（Ｌ−ロイシンスクシンイミドカーバメート）の透析を省略した他は実施例１または２と全く同様にゲル化を試みたが、混合物は１日以上放置してもゲル化しなかった。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に使用する多糖は天然多糖の誘導体および生体適合性の良い高分子のポリアミンである。この新しい糖鎖は医療材料として以下のような優れた素質を兼ね備えている。
１）入手が容易な物質から実用的なコストで再現性よく合成できる材料である。
２）原料や生成方法の選択によって物理的、化学的性質を広く制御できる。
３）安全な糖を用いているため、分解後の生成物の生物学的安全性面からも問題がない。
従って、本発明の医療用ゲル化材料は、感染の危険性をはらむ人・動物由来の材料を使用せずに既存の汎用医療材料、用具を製造する選択肢ができることによって、医療の安全向上に貢献する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用組成物、特に止血用接着剤、癒着防止材料および創傷被覆材料等として有用な医療用組成物、医療用ゲル、この組成物を用いたゲル化および接着方法、並びにこの組成物の主要成分である糖鎖誘導体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手術時や受傷時においては、生体、特に血管に生じた破孔や損傷、接合部を安全、確実かつ迅速に封鎖する必要がある。こうした目的には、縫合や吻合時に人工繊維片を補助として用いるか、ゲル化材料が用いられてきた。
【０００３】
人工繊維片としては、天然の線維状のコラーゲンが生化学的な止血作用を奏することを利用して、これを成形した止血材料が記載されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、天然の線維状のコラーゲンは生体内での分解性が低く、長期間残留することによって異物反応が起きる可能性がある。そこで、抗原決定基を酵素処理またはアルカリ処理して抗原性を低下させて得られるアテロコラーゲンも用いられる（例えば、特許文献２および３）。しかし、これらのアテロコラーゲンは止血性が弱いため、再線維化に加え架橋を施さないと、止血するまでの一定期間、生体内に溶解させずに留置させることは難しい。しかし、強度に架橋を加えたアテロコラーゲンは、生体適合性が低く、炎症性を発現するという報告がある（非特許文献１）。
【０００４】
ゲル化材料としては、現在、外科用接着剤、止血剤として用いられている医療用ゲル材料の殆どは、人の血漿蛋白質や、牛や豚の骨や皮といった生体材料（フィブリノゲン、ゼラチン、コラーゲンなど）を原料にして製造されている。例えば、特許文献４は、エチレンオキシドにより滅菌されたコラーゲン蛋白部分加水分解物質および多価フェノール化合物を主成分とする糊剤成分およびアルデヒド類を主成分とする硬化成分を含む生体用止血乃至組織接着剤を開示している。ここで、コラーゲン蛋白部分加水分解物質はゼラチンまたは膠である。しかし、一般に生体由来材料には肝炎ウイルス、発熱性物質、アレルゲン、牛海綿状脳症（ＢＳＥ）等が含まれているおそれがあり、感染症等に対する懸念から他の材料への置換えが望ましい。
【０００５】
そこで、人体や動物に由来する原料を用いないで製造された、化学合成による外科用接着剤や止血剤も検討されている。例えば、特許文献５には特定構造の直鎖ジアミンの塩の架橋剤として用いた分子内にカルボキシル基を有する多糖類からなる水膨潤性高分子ゲルが記載されている。カルボキシル基を有する多糖類としてはアルギン酸塩またはヒアルロン酸塩が、直鎖ジアミンの塩としてはＮ−ヒドロキシコハク酸イミド塩が挙げられている。
【０００６】
また、特許文献６には、カルボキシル基を有する多糖に、カルボニルジイミダゾール、カルボニルトリアゾール、ヨウ化クロロメチルピリジリウム（ＣＭＰ−Ｊ）、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ｐ−ニトロフェノールｐ−ニトロフェニルトリフルオロアセテート、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド等と反応させてなる化合物を特定構造のポリアミンで架橋するゲル化方法が記載されている。この公報にはカルボキシル基を有する多糖としてカルボキシメチルセルロースも挙げられているが、実施可能な特性を備えたカルボキシメチルセルロースを用いた医療用接着材料は具体的には開示されていない。また、ポリアミンとしては直鎖ジアミンのみが記載されている。
【０００７】
化学合成品として現段階で実用化されているのは、シアノアクリレート系、およびポリエチレングリコール系の材料のみであるが、その性能や毒性に基づく制約から適用はごく限られたものにとどまっている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−３３９４８３号公報
【特許文献２】
特開平６−１９７９４６号公報
【特許文献３】
特開平８−１９６６１４号公報
【特許文献４】
特開平１０−３１４２９４号公報
【特許文献５】
特許第３１０７７２６号
【特許文献６】
特表２００２−５２９５４９号
【非特許文献１】
Ｋｏｉｄｅ ｅｔ ａｌ．，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２７（１）（1993）ｐ．７９−８７
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、生体適合性に優れ、迅速かつ強力に硬化し、しかも、硬化後においても適当な柔軟性を保持する医療用ゲル化材料およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決するべく検討した結果、スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体とポリアミンとを含む医療用ゲル化材料を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の医療用組成物、医療用ゲル、この組成物を用いたゲル化および接着方法、並びにこの組成物の主要成分である糖鎖誘導体およびその製造方法を提供する。
【００１２】
〔１〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液とポリアミンを含む第２液とを含み両者の混合によりゲル化する医療用組成物。
〔２〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が、多糖分子の水酸基の水素原子を、前記ポリアミンとの反応によりゲル化を起こすのに十分な量、下記式（I）：
【化１３】
）で表わされるスクシンイミド含有基で置換してなるものである前記１に記載の医療用組成物。
【００１３】
〔３〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が主要構造として下記式（II）：
【化１４】
Ｒ1は、水素原子、金属原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素または下記式（I）：
【化１５】
）で表わされるスクシンイミド含有基もしくは下記式（III）：
【化１６】
Ｘは、-ＯＲ1、−ＮＨＲ1（式中、Ｒ1は上記定義と同じ。）またはカルバモイル基であり、
分子中のＲ1はそれぞれ同一でも異なってもよいが、その少なくとも１個は前記式（Ｉ）のスクシンイミド含有基である。〕を繰り返し単位として含む糖鎖である前記２に記載の医療用組成物。
【００１４】
〔４〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体の主要構造が下記式（IV）：
【化１７】
〔５〕 鎖状多糖誘導体における前記Ｙが炭素数１乃至３のアルキレンまたは下記式（Ｖ）：
【化１８】
【００１５】
〔６〕 鎖状多糖誘導体が、各繰り返し単位に平均0.01個以上の前記式（I）のスクシンイミド含有基を含有する前記２乃至５のいずれかに記載の医療用組成物。
〔７〕 鎖状多糖誘導体が、透析によって低分子量の不純物を除去したものである前記１乃至６のいずれかに記載の医療用組成物。
〔８〕 ポリアミンが側鎖にアミノ基を有するポリアミンである前記１乃至７のいずれかに記載の医療用組成物。
〔９〕 前記１乃至８の医療用組成物の鎖状多糖誘導体とポリアミンとを混合して反応させて得られる医療用ゲル。
【００１６】
〔１０〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアミンを含む第２液の一方を対象面に塗付し、次いで、前記対象面に他方の液を塗付または滴下することにより対象面上をゲルで被覆するゲル化方法。
〔１１〕 スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアミンを含む第２液の一方を第１の対象面に塗付し、次いで、第２の対象面に他方の液を塗付または滴下した後、両者を接触させてゲル化させ第１と第２の対象面を接着させる接着方法。
【００１７】
〔１２〕 下記式（II）：
【化１９】
Ｒ1は、水素原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素または下記式（I）：
【化２０】
）で表わされるスクシンイミド含有基もしくは下記式（III）：
【化２１】
Ｘは、-ＯＲ1、−ＮＨＲ1（式中、Ｒ1は上記定義と同じ。）またはカルバモイル基であり、
分子中のＲ1はそれぞれ同一でも異なってもよく、その少なくとも１個は前記式（II）のスクシンイミド含有基である。〕を繰り返し単位として含む糖鎖誘導体。
【００１８】
〔１３〕 鎖状多糖誘導体における前記Ｙが炭素数１乃至３のアルキレンまたは下記式（Ｖ）：
【化２２】
【００１９】
〔１４〕 下記式（VI）：
【化２３】
【化２４】
〔１５〕 反応が水性媒体中で行なわれ、反応後透析によって低分子量の不純物を除去する前記１４に記載の糖鎖誘導体の製造方法。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の医療用組成物は、スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分とポリアミン成分とを含む材料であり、施用時において両成分を混合して反応硬化させ、接着等の機能を果たすものである。なお、本明細書において「接着」とは、解離した組織の接着や吻合だけでなく、組織の接着、接合、被覆、補強、封鎖等を含み、「接着材料」とはこのような意味で組織に接着してこれを保護するための材料を指す。
【００２１】
（Ａ）鎖状多糖誘導体
本発明で用いるスクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分は、１種の糖または複数の糖を繰り返し単位として含む概ね直線状の多糖において、糖の水酸基から誘導される側鎖にスクシンイミド残基を導入してなる。
糖は、鎖状の多糖を形成するものであれば限定されず、Ｄ−グルコース、Ｄ−マンノース、Ｄ−フルクトース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−キシロース、Ｄ−アラビノースまたはこれらの誘導体を含み、ホモ多糖またはヘテロ多糖のいずれでもよい。また、糖間の結合はα（１→４）、α（１→６）、β（１→４）などを含み、従って、分岐鎖を含んでもよいが、概ね直鎖状の、すなわち、明白に分子の長さ方向が定義され得る分子である。
【００２２】
鎖状多糖誘導体成分は、好ましくは以下の化合物：
【化２５】
【００２３】
(i)水素原子；
(ii)炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素および／または芳香族炭化水素；
(iii)下記式（I）：
【化２６】
）で表わされるスクシンイミド含有基；および
(iv)下記式（III）：
【化２７】
【００２４】
第(i)群は、糖本来の水酸基である。
第(ii)群は、糖本来の水酸基をエーテル化またはエステル化したものであり、有用な種々の修飾を含む。脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素は特に限定されず、脂肪族炭化水素基は直鎖、分岐鎖、環状のいずれでもよく任意の不飽和基を含み得るが、(iii)群のスクシンイミド含有基の反応を妨害しないように炭素数１乃至３０の鎖長が好ましい。これらの脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素は、生体中で有害な反応や分解を引き起こさない限りにおいて任意の置換基を有してもよく、化学的に可能であれば鎖内の炭素原子を置き換えたものをも含む。同様に、芳香環は複素環でもよい。こうした置換基の例としては、水酸基、オキシ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシル基、メルカプト基、チオエーテル基などが含まれる。
【００２５】
第(iii)群は本発明の接着作用に不可欠の基であり、従って、鎖状多糖誘導体成分中のＲ1の少なくとも１つは、第(iii)群のスクシンイミド含有基でなければならない。第(iv)群はその前駆体である。
【００２６】
従って、第(iii)群および第(iv)群中のＹは糖鎖の水酸基との反応性を有する化合物から誘導され、かつ、スクシンイミド基導入を妨害しない基である。こうした基としてはアルキレンまたはカルバモイル基が含まれる。アルキレンとしては、好ましくは炭素数１乃至３０のアルキレン、より好ましくは炭素数１乃至２０、さらに好ましくは炭素数１乃至１０、最も好ましくは炭素数１乃至５のアルキレンである。カルバモイル基は、例えば、下記式で表わされる基である。
【化２８】
式中、Ｒ3は前記Ｒ2と同様に水素原子、金属原子または炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。
従って、好ましいスクシンイミド含有Ｒ1基の例としては、
【化２９】
【化３０】
また、式（Ｉ）中、Ｘは、-ＯＲ1、−ＮＨＲ1またはカルバモイル基であり、式中、Ｒ1およびカルバモイル基は上記定義と同様である。
【００２８】
鎖状多糖誘導体は好ましくは下記式（IV）の糖鎖である。
【化３１】
【００２９】
（Ｂ）ポリアミン
ポリアミンは、分子中に２以上のアミノ基を有するものであり、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のポリアルキレンポリアミンも用い得るが、側鎖にアミノ基を有する次式：
【化３２】
【００３０】
このような化合物の例としては、Ｒ4が水素原子でありＺが単結合でありＡが単結合であるポリビニルアミン、Ｒ4が水素原子でありＺがメチレンでありＡが単結合であるポリアリルアミンが挙げられる。好ましくは分子量５００以上、より好ましくは分子量1000〜8000程度、さらに好ましくは分子量2000〜5000程度のポリアリルアミンが用いられる。分子量が５００未満ではゲル強度の増加に時間を要し接着材料としての性能が劣る。分子量が過大であると粘性が大きくなり取扱性が低下するという問題がある。
【００３１】
（Ｃ）ゲル化反応
スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体を含む第１液またはポリアミンを含む第２液の一方を対象面に塗付し、次いで、前記対象面に他方の液を塗付または滴下してゲル状反応生成物を生じさせることによってゲル化させる重層塗布法が通常であるが、接着においては、接続または吻合すべき患部の一方に第１液（第２液）を塗布し、他方に第２液（第１液）を塗布する二面塗布法でもよい。または同時に上記２液を滴下する方法、あるいはスプレー法等の混合塗布法等も用い得る。
【００３２】
スクシンイミド基含有鎖状多糖誘導体は、そのままでも用い得るが、一般に粘性が高いため希釈して用いてもよい。希釈に用いる溶媒は特に限定されないが、生体内での使用または生体組織との接触を考慮すると、水性溶媒、特に水や希エタノール等が好ましい。通常、１〜７５質量％程度、好ましくは２〜６０質量％、より好ましくは３〜３０質量％、最も好ましくは４〜２０質量％に希釈する。また、ポリアミンを含む第２液も、そのままで用い得るが、特に広い範囲に適用する場合には水性溶媒、特に水や希エタノール等で通常、１〜７５質量％程度、好ましくは２〜６０質量％、より好ましくは３〜３０質量％、最も好ましくは４〜２０質量％に希釈して用いることが好ましい。反応に害を及ぼさない範囲の任意の塩類を含んでもよく、例えば、リン酸塩、クエン酸塩、カルボン酸塩等でｐＨを調節してもよい。好適ｐＨは、中性域ｐＨ6.5〜7.7、より好ましくはｐＨ7.3〜7.6である。
ゲル化反応は、基本的にはポリアミン分子中の複数のアミノ基が複数の多糖誘導体分子の端部カルボニル基（式（Ｉ）のＹＣＯ・・・におけるカルボニル基）と反応する架橋反応（この際、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドの脱離を伴う。）と考えられる。
【００３３】
（Ｄ）製造方法
本発明の医療用組成物は、上記のように実質的にはスクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分とポリアミンとからなる。スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体成分は、スクシンイミド残基の好適タイプに応じて以下のようにして製造できる。
【００３４】
すなわち、好ましいスクシンイミド含有Ｒ1基の例としては、
（ａ）：
【化３３】
（ｂ）：
【化３４】
【００３５】
カルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、一般的には水溶液中で行なうことができる。多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの量比は、多糖に含有されるカルボキシル基の量によるが、通常、カルボキシル基に対して0.25モル以上のＮ−ヒドロキシスクシンイミドを用いる。
また、カルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、好ましくは水溶性カルボジイミドの存在下に行なう。水溶性カルボジイミドの存在によりエステル化反応が顕著に促進される。
【００３６】
本発明における水溶性カルボジイミドとしては、例えば、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド、１−シクロヘキシル−３−（２−モルホリニル−４−エチル）カルボジイミド、またはこれらの塩酸塩もしくはスルホン酸塩等が好ましく使用できる。エステル化反応の反応時間は特に限定されないが、１分間〜３時間が好ましい。また、反応温度も特に限定されないが、０〜４０℃が好ましい。水溶性カルボジイミドに加え、１−ヒドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の存在下に反応させることによりエステル化合物がさらに効率良く生成される。可溶性カルボジイミドおよび／または１−ハイドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の添加量は等モル程度である。
【００３７】
また、前記（ｂ）の場合、種々の方法で製造可能であるが、典型的には、はじめに多糖の水酸基−ＯＨの少なくとも１個を−ＯＣＯＮＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯＲ5（Ｒ3は前記定義と同じ。Ｒ5はＲ3と同様に定義される基である。）に転換して多糖アミノ酸カーバメート誘導体とした後、これを脱エステル化し、さらにＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化させることが好ましい。
【００３８】
多糖アミノ酸カーバメート誘導体の製造方法は、本発明者らによる特願2002-89565号に記載されている。すなわち、ＯＣＮ−ＨＣＨ（Ｒ3）ＣＯＯＲ5で表わされるアミノ酸エステルイソシアナートを塩化リチウム等の存在下、多糖と反応させる。ここで、アミノ酸エステルイソシアナートはアラニンエステルイソシアナート等であり、アミノ酸部分は前記の通り種々の必須アミノ酸およびその慣用の誘導体を用いることができる。もっとも、多糖アミノ酸カーバメート誘導体の製造方法は、特願2002-89565号に記載の方法に限定されるものではない。
多糖アミノ酸カーバメート誘導体の脱エステル化反応は、例えば、希アルカリ水溶液中で希水酸化ナトリウム水溶液や希水酸化カリウム水溶液等を作用させて行なうことができる。脱エステル化反応後のカルボキシル化多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの間のエステル化反応は、前記と同様であり、一般的には水溶液中で行なうことができる。多糖とＮ−ヒドロキシスクシンイミドとの量比は、多糖に含有されるカルボキシル基の量によるが、通常、カルボキシル基に対して0.25モル以上のＮ−ヒドロキシスクシンイミドを用いる。また、上記と同様に可溶性カルボジイミドおよび／または１−ヒドロキシルベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）の存在下に反応させることによりエステル化合物が効率良く生成される。
【００３９】
後述の実施例および比較例に示すように、上記の製造方法で得たスクシンイミドエステル化多糖類はそのままではポリアミンと反応して良好なゲル化を示さない。ところが、スクシンイミドエステル化多糖類を透析することにより、ポリアミンとの反応が迅速に進行して接着剤として用い得ることが判明した。このようなスクシンイミドエステル化多糖類の透析によるポリアミンとの急速ゲル化反応は従来知られていない。
【００４０】
透析は慣用の条件に従って行なうことができるが、例えば、透過分子量14000以下の透析膜を用いて、２時間〜３日間程度、好ましくは１〜２日間程度かけて行なうことが好ましい。特に好適な透析は、室温で蒸留水中、所定時間(例えば、１時間)おきに蒸留水を交換することで行なうことができる。
【００４１】
（Ｅ）適用対象
本発明の医療用ゲル化材料は、前述の通り、組織の接着、接合、被覆、補強、封鎖、分離（癒着防止）などに広く用いることができる。組織は人体、動物の任意の組織を含み、さらに人工血管などの人工組織を含む。より具体的には、例えば、硬膜、腹膜、筋膜、胸膜の接着、骨あるいは軟骨の接着、実質臓器切開部の接着、皮膚の接着、神経吻合、微小血管吻合、腸管吻合、卵管吻合、植皮片あるいは創傷被覆保護材の貼付等の組織の接着を目的とした生体接着剤として用いることができる。また、本発明の医療用ゲル化材料は、血液、体液のような水分存在下においてもゲルを形成し、生体組織に対して高い接着性を示すので、実質臓器の微小血管からの出血、縫合時の縫合糸穴からの出血等の止血を目的とした止血材や、髄液、胆汁等の体液の漏出防止、鼓膜欠損の閉鎖、代用血管の閉鎖、肺手術後の空気漏れ穴の閉鎖、気管支の閉鎖、シャントチューブのシールを目的とした生体または医療材料の閉鎖材等として用いることができる。さらに外科手術によって分離された組織間の術後癒着の防止材としても有用である。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。なお、以下の例において「置換度」は、元素分析の結果から算出した糖鎖水酸基の置換度である。
【００４３】
実施例１：カルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルの合成
模式的に次式で示される反応によりカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルを製造した（なお、次式では、６位に誘導されたアセチル基が１／２エステル化されているが、これは説明の便宜上のためであり、必ずしもこの位置および割合で反応が進行することを示すものではない。）。
【００４４】
【化３５】
カルボキシメチルセルロース(2.58g、置換度1.2、アルドリッチ)を水（４０ｍｌ）に溶かし、Ｎ―ヒドロキシコハク酸イミド（1.16g、純正化学社製）、１−ヒドロキシベンゾトリアゾル（1.35g、関東化学社製）、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル−カルボジイミド）（1.5514g、ペプチド研究所製）を入れ室温で１５０分間撹拌した。反応終了後、生成物を透析膜（透過分子量14,000、三光純薬社製）にて２日間、蒸留水中で透析した。透析後、凍結乾燥しカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルを得た（2.07g）。生成物の溶解性を表１に示す。
【００４６】
【表１】
反応はＩＲスペクトルにより確認した。すなわち、生成物にはスクシンイミドのカルボニル基に対応する吸収（1660ｃｍ-1、1735ｃｍ-1）が新たに現れており、スクシンイミドが分子内に導入されたことを示している。
【００４８】
（２）カルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルとポリアリルアミンとによるゲル化
試料瓶中、実施例１で得られたカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステル（0.1g）をリン酸緩衝溶液（２ｍｌ、ｐＨ7.4）に溶解させ、１０質量％ポリアリルアミン水溶液（２ｍｌ、分子量15,000、日東紡製）を加えて撹拌した。添加後、瞬時にゲルが生成した。生成したゲルはほとんどの溶媒に不溶性である。得られたゲルについて含水率（乾量基準、すなわち、含水時質量／乾燥時質量×１００）を測定した結果、１３０〜１７０％であった。
【００４９】
実施例２
（１）セルロース（Ｌ−ロイシンエチルエステルカーバメート）の合成
特願2002-089565号記載の方法に準じてセルロース（Ｌ−ロイシンカーバメート）を製造した。
具体的には、セルロース（微結晶セルロース粉末（メルク社製））１ｇを塩化リチウム／Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（脱水）の１／１０（ｗ/ｖ）溶液４５ｍｌに加え、１００℃で２４時間撹拌した。これを室温まで冷却した後、Ｌ−ロイシンエチルエステルイソシアネート１０ｇを加え、１００℃で撹拌しながら４８時間反応させた。冷却後、反応溶液を過剰量のアセトンに注ぎ入れて反応を停止した。元素分析の結果から置換度は1.6であった。
【００５０】
（２）セルロース（Ｌ−ロイシンスクシンイミドカーバメート）の合成
（１）で合成したセルロース（Ｌ−ロイシンエチルエステルカーバメート）に２ＭＮａＯＨ水溶液を加え室温で２４時間撹拌した。ろ過により不溶物を除いてセルロース（Ｌ−ロイシンカーバメート）を得た。
メタノール：蒸留水＝２：１の混合溶媒（１５ｍｌ）を入れたフラスコに上記セルロース（Ｌ−ロイシンカーバメート）（1.01ｇ、置換度1.6）と１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（0.20ｇ）を添加した。３時間後、蒸留水中で透過分子量約14000の透析膜を用いて透析した。２日間透析を行なった後、凍結乾燥を行ない、白色固体を得た（ポリマー収量1.11ｇ）。得られたポリマーは、アルカリ性の水、メタノールに可溶性で、ジメチルスルホキシド、アセトン、テトラヒドロフラン、クロロホルムに不溶であった。スクシンイミドの導入率は約５０％であった。
反応は1Ｈ−ＮＭＲスペクトルにより確認した。1Ｈ−ＮＭＲ（δ／ｐｐｍ）：4.10〜3.90（ロイシン不斉炭素のメチレン水素）、2.77（スクシンイミドのメチレン水素）、1.75〜1.44（ロイシンのメチレン水素及びメチン水素）、0.78（ロイシンのメチル水素）。
【００５１】
（３）セルロース（Ｌ−ロイシンコハク酸イミドエステルカーバメート）とポリアリルアミンを用いたゲル化
置換度を1.00とした他は上記と同様に合成したセルロース（Ｌ−ロイシンスクシニルエステルカーバメート）0.1ｇとリン酸緩衝溶液（２ｍＬ，ｐＨ7.4）を試料管に入れ、ここへ１０ｗｔ％ポリアリルアミン水溶液（１ｍＬ）を滴下した。瞬時に系内はゲル化した。得られた白色ゲルは蒸留水でよく洗浄し、真空オーブンで加熱乾燥した（収量0.12g）。生成物はほとんどの溶媒に不溶性であった。
【００５２】
比較例１〜２
得られたカルボキシメチルセルロースコハク酸イミドエステルまたはセルロース（Ｌ−ロイシンスクシンイミドカーバメート）の透析を省略した他は実施例１または２と全く同様にゲル化を試みたが、混合物は１日以上放置してもゲル化しなかった。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明に使用する多糖は天然多糖の誘導体および生体適合性の良い高分子のポリアミンである。この新しい糖鎖は医療材料として以下のような優れた素質を兼ね備えている。
１）入手が容易な物質から実用的なコストで再現性よく合成できる材料である。
２）原料や生成方法の選択によって物理的、化学的性質を広く制御できる。
３）安全な糖を用いているため、分解後の生成物の生物学的安全性面からも問題がない。
従って、本発明の医療用ゲル化材料は、感染の危険性をはらむ人・動物由来の材料を使用せずに既存の汎用医療材料、用具を製造する選択肢ができることによって、医療の安全向上に貢献する。
Claims (6)
- 鎖状多糖分子の水酸基の水素原子を、下記式（I）：
（式中、Ｙは炭素数１乃至３のアルキレンまたは下記式（Ｖ）：
（式中、Ｒ 3 は水素原子または炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。）で表わされる基である。）で表わされるスクシンイミド含有基で置換してスクシンイミド残基をポリアミンとの反応によりゲル化を起こすのに十分な量側鎖に導入し、透過分子量14000以下の透析膜により低分子量の不純物を除去した鎖状多糖誘導体を含む第１液とポリアミンを含む第２液とを含み両者の混合によりゲル化する医療用組成物。 - スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体が主要構造として下記式（II）：
〔式中、Ｒ1は、水素原子、金属原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素または下記式（I）：
（式中、Ｙは請求項１の定義と同じ。）で表わされるスクシンイミド含有基もしくは下記式（III）：
（式中、Ｙは上に定義した通りであり、Ｒ2は水素原子、金属原子、炭素数１乃至３０の置換されていてもよい脂肪族炭化水素もしくは芳香族炭化水素を表わす。）で表わされる基であり、Ｘは、−ＯＲ1、−ＮＨＲ1（式中、Ｒ1は上記定義と同じ。）またはカルバモイル基であり、分子中のＲ1はそれぞれ同一でも異なってもよいが、その少なくとも１個は前記式（Ｉ）のスクシンイミド含有基である。〕を繰り返し単位として含む糖鎖である請求項１に記載の医療用組成物。 - スクシンイミド残基を側鎖に導入した鎖状多糖誘導体の主要構造が下記式（IV）：
（式中、Ｒ1およびＸは前記定義の通りであり、ｎは３以上の整数である。）で表わされる直鎖状誘導体である請求項２に記載の医療用組成物。 - 鎖状多糖誘導体が、各繰り返し単位に平均0.01個以上の前記式（I）のスクシンイミド含有基を含有する請求項１乃至３のいずれかに記載の医療用組成物。
- ポリアミンが側鎖にアミノ基を有するポリアミンである請求項１乃至４のいずれかに記載の医療用組成物。
- 請求項１乃至５の医療用組成物の鎖状多糖誘導体とポリアミンとを混合して反応させて得られる医療用ゲル。
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