JP4856339B2 - ヒドロゲルからなる血管塞栓材及びそれを使用した治療方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は細胞増殖因子を含有するヒドロゲルからなり、その徐放化により自己の生体組織を増殖させることによって動脈瘤、動静脈奇形、脊髄動静脈奇形、硬膜動静脈瘻等の血管障害を治療する血管塞栓材、及びそれを使用した治療方法に関する。
背景技術
脳動脈瘤は成人１００人に１人が動脈血管内に有する瘤であり、直径約１ｍｍから約２０ｍｍのものまであり、発生部位も脳動脈の多岐にわたっている。このうち約３０％は破裂せずに経過するが、約７０％は破裂をきたし、クモ膜下出血や脳内出血などを起こす。また、動静脈奇形は、脳血管奇形の中では最も多く、よく知られたものであり、蛇行、拡張した流入及び流出血管とそのあいだの動静脈吻合を有する血管の集積からなっており、若年で発症する脳内出血、クモ膜下出血、てんかん、進行性神経機能脱落の原因となる。
これらの脳血管障害の治療においては、手術を行い脳動脈瘤を外側からクリップで止めて動脈瘤の破裂を予防したり、手術侵襲を加えずに血管カテーテルを応用した血管内外科治療が行われている。この血管カテーテルを用いた治療は塞栓術といわれ、微小なカテーテルを選択的に脳動脈患部に留置させ、該カテーテルより導入される塞栓物質で患部を閉塞し、病変部の異常血流を遮断して患部を固化し、血管の修復を行うもので、脳動脈瘤、動静脈奇形等の治療を目的として行われている。
従来、血管閉塞用の塞栓材としては、白金製のコイルやシアノアクリレート系の接着材料等が用いられている。
しかしながら、脳動脈瘤を外側からクリップで止める従来の治療方法では、動脈瘤の発生部位や形状によっては充分に止めきれない症例がある。一方、血管カテーテルを用い動脈瘤内にコイルを挿入する塞栓術では、時間が経つにつれてコイルが圧縮されて、動脈瘤内にすき間ができて再び破裂し易くなるという問題点がある。また、シアノアクリレート系の接着性の塞栓材では、急速に接着剤が固化するため、塞栓材を瘤内にうまく充填するのが難しく、また、カテーテルの先端が血管内壁に接着される可能性もあり、その取扱いには熟練を要する。また、材料自身の分解産物であるホルマリンの生体への刺激が大きいという問題もある。
本発明は、これらの問題点を解決するために、様々な部位、形状を持つ血管障害の塞栓術に適用でき、生体適合性に優れ、取扱い易く、患部を確実に閉塞でき、かつ、長期間にわたって閉塞状態を維持することのできる血管塞栓材及びそれを使用した治療方法を提供することを課題とする。
かかる現状において、本発明者らは上記課題を解決するためには、細胞増殖因子を生体吸収性のヒドロゲルから徐放し、それにより血管内腔を自己の生体組織で充填させることが必要であると考えた。本発明者らはこれを現実化するべく鋭意研究をおこなった結果、細胞増殖因子を含有した生体吸収性のヒドロゲルが血管塞栓材として有用であることを見出し本発明を完成させた。
発明の開示
すなわち本発明は、細胞増殖因子を徐放化するためにそれを含有するヒドロゲルからなる血管塞栓材に関する。
本発明は、更に、前記細胞増殖因子を含有するヒドロゲルを障害部位に適用することからなる血管障害の治療方法に関する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の血管塞栓材は、ヒドロゲルに細胞増殖因子を含有させたものである。本発明に適用される細胞増殖因子としては、ｂＦＧＦ（塩基性線維芽細胞成長因子）、ａＦＧＦ（酸性線維芽細胞成長因子）、ＰＤＧＦ（血小板由来増殖因子）、ＴＧＦ−β１（トランスフォーミング成長因子β１）、ＶＥＧＦ（血管内皮細胞成長因子）など一般に細胞増殖（成長）因子と呼ばれているもの、あるいは血管内皮細胞、平滑筋細胞など血管を構成する細胞又はその周辺細胞を増殖させる活性を持つ物質、例えばインターロイキン、サイトカイン、生理活性ペプチド類などが挙げられる。本発明においては、これらの中でもｂＦＧＦを使用することが特に好ましい。
細胞増殖因子を含有させるヒドロゲルとしては、生体吸収性をもつヒドロゲルであれば特に制限はないが、例えば、ゼラチン、コラーゲン、でん粉、ペクチン、ヒアルロン酸、キチン、キトサン又はアルギン酸及びこれらの材料の誘導体、好ましくはゼラチンからのヒドロゲルなどが挙げられる。ヒドロゲルは、上記した各種ヒドロゲル材料を化学架橋して又はゲル化剤、例えば金属塩、無機塩類などで処理して得てもよい。
本発明で用いるゼラチンは、特に制限はなく、通常入手できるものでよい。例えば、等電点４．９アルカリ処理ゼラチン、等電点９．０酸処理ゼラチン等が挙げられる。
本発明のヒドロゲルとしては、ゼラチンを化学架橋処理して得られる架橋ゼラチンヒドロゲルが特に好ましい。ゼラチンの化学架橋法としては公知の方法を利用することができる。例えば、ゼラチンの架橋剤としては、生体に対して毒性のないものであればよく、グルタルアルデヒド、１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩などが挙げられる。また、ゼラチンを熱処理又は紫外線照射によって架橋してヒドロゲルを得てもよい。
本発明で用いるヒドロゲルの形状は、病変血管の修復部又はその近傍に導入できれば、特に制限はないが、例えば角柱状、円柱状、シート状、ディスク状、球状、粒子状、ペースト状がある。
本発明におけるヒドロゲルの含水率は約５０〜９９Ｗ／Ｗ％、好ましくは９０〜９９Ｗ／Ｗ％、特に好ましくは９５〜９８Ｗ／Ｗ％である。
上記したヒドロゲルにｂＦＧＦ等の細胞増殖因子を含有させるには、例えば、ｂＦＧＦ水溶液を乾燥したヒドロゲルに滴下して含浸するか、又は、乾燥したヒドロゲルをｂＦＧＦ水溶液中に懸濁して再膨潤する。
本発明に使用できるｂＦＧＦは、脳下垂体、脳、網膜、黄体、副腎等の臓器より抽出されたもの、組換えＤＮＡ技術等の遺伝子工学的手法で製造されたもの、更に、これらの修飾体であって線維芽細胞増殖因子として作用し得るものを含む。ｂＦＧＦの修飾体としては、上記の抽出又は遺伝子工学的手法で得られたｂＦＧＦのアミノ酸配列においてアミノ酸が付加、置換又は欠失したものを挙げることができる。
本発明において使用できるｂＦＧＦとしては、好ましくは、例えば、ＷＯ８７／０１７２８、ＷＯ８９／０４８３２、特に前者に記載されたものが挙げられる。
本発明の血管塞栓材における細胞増殖因子の量は、病変部位、病変の程度、患者の状態等によって変化し得るが、例えば、病変部位に投与するヒドロゲル中に０．１〜１，０００μｇ、好ましくは２〜５００μｇ、更に好ましくは１０〜３００μｇである。
本発明の血管塞栓材は、用いるヒドロゲルの性質、特に、ヒドロゲルを作製するための材料の性質、ヒドロゲル材料の架橋の程度、ヒドロゲルの含水率により、有効成分である細胞増殖因子の放出速度を変化させることができる。この細胞増殖因子の放出速度あるいはヒドロゲル自体の分解吸収速度は自己細胞の増殖による生体組織の形成及び新生を介した血管内腔の閉塞性を左右する重要な因子である。本発明では、これらの因子、つまりヒドロゲルの分解と細胞増殖因子の徐放をうまくコントロールでき、適用部位に最適の血管塞栓材を設計することができる。
本発明の治療方法は、上記血管塞栓材を塞栓術を施すべき病変血管部位又はその近傍に導入することにより行われ、これにより本発明の治療方法の効果が得られる。この血管塞栓材はカテーテルを用いて経皮経血管的に血管病変部へ導入することも、あるいは、手術時に病変血管内又はその周辺に置いて使用することもできる。血管塞栓材の形状、使用量は、適用部位の大きさや形状等によって適宜選択され得る。
本発明の血管塞栓材は、血管障害の治療、具体的には、脳や腹部等の血管病変（例えば、動静脈瘤、動静脈奇形、脊髄動静脈奇形、硬膜動静脈瘻）、腫瘍、止血等の治療に効果的に使用することができ、特に好ましくは、動脈瘤治療用の塞栓材として使用することができる。
本発明の血管塞栓材は、それ自身を単独で使用してもよく、また、他の塞栓術において使用する材料あるいは方法、例えば、白金製のコイル又はステントなどと併用してもよい。
実施例
以下、本発明を実施例により更に説明するが、本発明を限定するものではない。
（ヒドロゲルの製法）
ｂＦＧＦを含有するゼラチンヒドロゲルは、ＷＯ９４／２７６３０に記載の方法により調製した。具体的には、等電点が４．９のアルカリ処理ゼラチン水溶液（５Ｗ／Ｖ％）２０ｍｌにグルタルアルデヒド水溶液（１０Ｗ／Ｖ％）をそれぞれ０．２及び０．５ｍｌ加え、室温で一昼夜放置することにより架橋した。その後、１００ｍＭのグリシン水溶液に３７℃、１時間浸漬した。反応終了後、蒸留水で３７℃、３回、１時間ずつヒドロゲルを洗浄した。これら一連の操作により、含水率が９８及び９５重量％であるゼラチンヒドロゲルを得た。これらの乾燥後のヒドロゲルにｂＦＧＦを含む５０ｍＭリン酸緩衝溶液を滴下して含有させた。
（実験）
実験には体重３．０ｋｇの日本白色種ウサギ（清水実験（株）より購入）を用いた。
ネンプタール麻酔下、右頸動脈と右頸静脈とを露出した。頸静脈を結紮し血流を止め、長さ１ｃｍの静脈片を切除した。並走する頸動脈をクリップにより一時止血し、止血部の血管壁に長さ５ｍｍの切開を作った。この切開口へ先に切除した静脈片の一端を縫合した。上記で得たｂＦＧＦ１００μｇを含有させたゼラチンヒドロゲル（含水率９８％及び９５％）（３×３×３ｍｍ）を手術用ガーゼで包んだ後、縫合静脈片の開口端より血管内へ挿入した。その後、この開口静脈端を吻合し閉鎖した。これらの一連の手術操作により、頸動脈の側壁に煙突状に突き出た静脈からなる、直径５ｍｍ、長さ５ｍｍ程度の実験的動脈瘤を作製した。
同様の方法により、ｂＦＧＦを含有していないゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）を挿入することによって対照となる動脈瘤を作製した。
（結果）
投与から３週間後、実験的動脈瘤を取り出し観察した結果、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル処理群では、ヒドロゲルの含水率に関係なく、動脈瘤の内部が新生組織によって充填されていた。静脈を吻合した部分にもくぼみは見られず、血管内面の組織もその周辺組織と同じような外観であった。尚、第１図はｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の内部を示す写真であり、第２図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の血管内面を示す写真であり、第３図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９５％）で処理した実験的動脈瘤の内部を示す写真であり、さらに、第４図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９５％）で処理した実験的動脈瘤の血管内面を示す写真である。
一方、ｂＦＧＦを含有させていないゼラチンヒドロゲル処理群では、実験的動脈瘤の内部は空洞を残したままであり、閉塞していなかった。尚、第５図は、ｂＦＧＦ非含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の内部（対照）を示す写真であり、第６図は、ｂＦＧＦ非含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の血管内面（対照）を示す写真である。（組織切片写真）
取り出した実験的動脈瘤をホルマリン固定し、パラフィン包埋後切片を作製した。ヘマトキシリン・エオジン染色して得られた組織切片写真を第７図及び第８図に示す。尚、第７図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の組織切片を示す写真であり、第８図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９５％）で処理した実験的動脈瘤の組織切片を示す写真である。
いずれの含水率を持つｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲルの場合も、動脈瘤の内部は新生組織によって満たされており、動脈と静脈との吻合部にはもはや切開口は見られず、周辺の動脈と同じ血管内皮細胞の再生も認められた。図中の中空部はヒドロゲルが存在していた部分であり、切片作製時にヒドロゲルがとれ孔があいている。含水率９５％の場合には、この時点でもヒドロゲルが残存していることが分かるが、優れた血管塞栓効果が見られる。
（組織面積）
ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲルにより実験的動脈瘤内に誘導された新生組織面積の実験的動脈瘤の全面積に対する割合を、処理３週間後における実験的動脈瘤の組織切片から直接計測した。異なる３匹のウサギの結果を平均±標準偏差にて示した。その結果を第９図に示す。尚、図中、ＡはｂＦＧＦを含有しないヒドロゲル（含水率９８％）、ＢはｂＦＧＦ含有ヒドロゲル（含水率９８％）、及びＣはｂＦＧＦ含有ヒドロゲル（含水率９５％）をそれぞれ示す。
ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル処理群では、ヒドロゲルの含水率に関係なく、ｂＦＧＦを含有させていないゼラチンヒドロゲル処理群に対して有意に高い面積比の値を示した。（＊：ｐ＜０．０５）
産業上の利用可能性
本発明の血管塞栓材は、生体吸収性のヒドロゲルから細胞増殖因子を徐放することができるので、生体適合性に優れ、取扱い易く、患部を確実に閉塞でき、かつ、長期間にわたって閉塞を維持することができるという効果を有し、したがって、動脈瘤や動静脈奇形等の血管障害を治療する血管塞栓材として有用である。
また、本発明の血管塞栓材は、従来の塞栓物質あるいは塞栓術のように血管病変部を人工物あるいは血栓で物理的に閉塞するのではなく、自己の生体組織を積極的に血管内腔に形成させ、これにより確実な閉塞を可能とするものである。
更に、本発明の血管障害の治療方法によれば、生体適合性に優れ、取扱い易く、患部を確実に閉塞でき、かつ、長期間にわたって閉塞を維持することができるという効果を有し、したがって、動脈瘤や動静脈奇形等の血管障害を有効に治療することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の内部を示す写真である。
第２図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の血管内面を示す写真である。
第３図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９５％）で処理した実験的動脈瘤の内部を示す写真である。
第４図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９５％）で処理した実験的動脈瘤の血管内面を示す写真である。
第５図は、ｂＦＧＦ非含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の内部（対照）を示す写真である。
第６図は、ｂＦＧＦ非含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の血管内面（対照）を示す写真である。
第７図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９８％）で処理した実験的動脈瘤の組織切片を示す写真である。
第８図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル（含水率９５％）で処理した実験的動脈瘤の組織切片を示す写真である。
第９図は、ｂＦＧＦ含有ゼラチンヒドロゲル又はｂＦＧＦ非含有ゼラチンヒドロゲルにより誘導された組織面積の動脈瘤の全面積に対する割合を示すグラフである。

Claims (7)

1. ｂＦＧＦを含有する架橋ゼラチンヒドロゲルからなり、角柱状、円柱状、シート状、ディスク状又はペースト状の形状を有する、動静脈瘤、動静脈奇形、脊髄動静脈奇形及び硬膜動静脈瘻から成る群より選ばれた少なくとも１種に用いる血管塞栓材。
2. ゼラチンが等電点４．９アルカリ処理ゼラチンまたは等電点９．０酸処理ゼラチンである請求項１に記載の血管塞栓材。
3. 架橋ゼラチンヒドロゲルが、ゼラチンをグルタルアルデヒドまたは１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩で架橋したものである請求項１又は２に記載の血管塞栓材。
4. 架橋ゼラチンヒドロゲルが、ゼラチンを熱処理又は紫外線照射によって架橋したものである請求項１又は２に記載の血管塞栓材。
5. 架橋ゼラチンヒドロゲルの含水率が５０〜９９W/W％である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の血管塞栓材。
6. 血管塞栓材が動脈瘤塞栓材である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の血管塞栓材。
7. ｂＦＧＦが、病変部位に投与する架橋ゼラチンヒドロゲル中に０．１〜１，０００マイクロgの量で含有される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の血管塞栓材。

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