JP6100702B2 - コラーゲン構造体、およびコラーゲン構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
コラーゲン酸性溶液を中性にし、および会合を促進してコラーゲン線維を生成するコラーゲン線維生成工程、
前記コラーゲン線維を含有する溶液から前記コラーゲン線維を分取してコラーゲン濃度12〜50w/v%の粗コラーゲン線維を形成する粗コラーゲン線維形成工程、
前記粗コラーゲン線維を所定形状に成形する成形工程、および
前記成形工程で得た成形物を乾燥する乾燥工程とを行うことを特徴とする、コラーゲン構造体の製造方法を提供するものである。
前記粗コラーゲン線維を親水性有機溶媒に分散させた後に前記親水性有機溶媒から前記コラーゲン線維を分取して脱水するコラーゲン線維脱水工程を行い、ついで、
前記脱水したコラーゲン線維を成形する成形工程を行うことを特徴とする前記コラーゲン構造体の製造方法を提供するものである。
前記脱水したコラーゲン線維を架橋処理および/または薬剤処理を行う処理工程を行い、ついで、
前記処理したコラーゲン線維を乾燥する乾燥工程を行うことを特徴とするを提供するものである。
本願明細書において、「コラーゲン」とは、真皮、靱帯、腱、骨、軟骨などを構成するタンパク質のひとつである。コラーゲンタンパク質のペプチド鎖3本が螺旋を巻いたものを「コラーゲン分子」と称する。本発明において、「コラーゲン線維」とは、コラーゲン細線維が会合したものであり、前記コラーゲン細線維とは、複数のコラーゲン分子が会合したものをいう。
なお、従来のコラーゲンスポンジを圧縮加工すれば、コラーゲン密度の高いシート状物となる。しかしながら、このようなコラーゲンスポンジは、コラーゲン線維で構成されるものではなく、従って、コラーゲン線維によってもたらされる強度を確保することができない。本発明のコラーゲン構造体は、圧縮加工することなく所定形状に形成されたものであり、細胞浸潤性に優れかつこれを含水して使用する場合にもコラーゲン線維による強度を確保することができる。
本発明のコラーゲン構造体は、医療用人工材料、疾患治療用部材、化粧用材料、細胞培養材料、その他に使用することができる。
上記コラーゲン構造体の製造方法に限定はない。しかしながら、コラーゲン酸性溶液を中性にしてコラーゲン線維を生成するコラーゲン線維生成工程、前記コラーゲン線維を含有する溶液から前記コラーゲン線維を分取してコラーゲン濃度12〜50(w/v)%の粗コラーゲン線維を形成する粗コラーゲン線維形成工程、前記粗コラーゲン線維を所定形状に成形する成形工程、および前記成形工程で得た成形物を乾燥する乾燥工程とにより製造することができる。前記粗コラーゲン線維形成工程に次いで、前記粗コラーゲン線維を親水性有機溶媒に分散させた後に前記親水性有機溶媒から前記コラーゲン線維を分取して脱水するコラーゲン線維脱水工程を行い、その後に成形および乾燥してコラーゲン構造体を製造することもできる。また、前記コラーゲン線維脱水工程に次いで、前記脱水したコラーゲン線維を架橋処理および/または薬剤処理を行う処理工程を行い、ついで、前記処理したコラーゲン線維を乾燥する乾燥工程を行うことで、架橋コラーゲン構造体を製造することもできる。
例えば、コラーゲン線維が析出したコラーゲン溶液をろ過して粗コラーゲン線維を分取する場合には、例えば、ロートの中間部に形成した多孔のろ紙載置部にろ紙を配設してコラーゲン溶液をろ過すれば、ろ紙上にシート状またはブロック状に粗コラーゲン線維を堆積することができる。予め、前記ろ紙載置部を所定形状に変形して鋳型として使用し、ろ紙載置部に粗コラーゲン線維を堆積させ、所定形状に成形することもできる。上記は、粗コラーゲン線維形成工程と成形工程とを連続して行う態様の一例である。また、ろ紙上に積層した粗コラーゲン線維を所定形状の鋳型に充填して成形してもよい。
なお、使用する親水性有機溶媒の温度は、15℃以下であることが好ましい。コラーゲン線維を変性させず、コラーゲン分子の三重螺旋構造を維持しうるからである。
因子を結合する工程は、コラーゲン構造体を製造するいずれの工程で行ってもよい。例えば、粗コラーゲン線維の乾燥工程に先立ついずれかの工程で、コラーゲン線維に細胞走化因子、成長因子、細胞増殖因子、血液凝固因子および抗凝固因子からなる群から選択される1種以上の因子を結合することができる。どの段階で因子を結合するかは、添加する成分の化学的特性その他によって適宜選択することができる。例えば、粗コラーゲン線維に上記因子を添加して均一に撹拌し、物理的に結合した後に、粗コラーゲン線維を所定形状に成形し、および乾燥して、コラーゲン構造体を製造することができる。また、粗コラーゲン線維を親水性有機溶媒中に分散し、当該溶媒をろ過して脱水した粗コラーゲン線維に上記成分を混合した後、乾燥してコラーゲン構造体を製造することができる。
更に、水分含有量が0〜15(w/w)%のコラーゲン構造体を製造した後に上記因子の水溶液をコラーゲン構造体に含浸させ、その後に再度水分含有量が0〜15(w/w)%となるように乾燥させてもよい。
(1)コラーゲン構造体の調製
豚皮の真皮層を肉挽き等で細砕し、脱脂後十分に洗浄した組織を原料とした。終濃度5mg/mlのペプシン、50mM酢酸となるよう混合した可溶化水溶液に、コラーゲン終濃度4.5(w/v)%となるように前記原料を懸濁し、4℃、一晩可溶化処理を行った。上記のようにして得た酵素可溶化コラーゲン液に、終濃度5(w/v)%となるよう塩化ナトリウムを加えて塩析し、遠心分離により塩析物を回収した。回収した塩析物を、コラーゲン濃度3(w/v)%となるように蒸留水に分散し、塩酸を加えてpH3.0に調整して均一に溶解し、コラーゲン溶液とした。
このコラーゲン溶液2.5ml(温度4℃)に、温度4℃の中性緩衝液としてリン酸緩衝生理食塩水(pH7.5)を47.5ml添加し、温度37℃で24時間静置した。
静置によりコラーゲン分子が会合してゲル状物が形成され、これを緩やかに撹拌すると会合が促進してコラーゲン線維が形成され溶液中に分散した。分散した線維を孔径80μmのナイロンメッシュ上に注いでろ過し、メッシュ上に粗コラーゲン線維を回収した。この粗コラーゲン線維のコラーゲン濃度は、20(w/v)%であった。
次いで、メッシュ上のコラーゲン線維を凍結乾燥し、厚さ0.2mmのシート状のコラーゲン構造体を得た。コラーゲン構造体の外観を図1に示す。
(2)水分含有量
下記方法により測定した上記コラーゲン構造体の水分含有量は、9.4(w/w)%であった。
(i)水分含有量の測定方法
コラーゲン構造体の質量(w1)を測定する。ついで、120℃で2時間加熱して水分を蒸発させた後、コラーゲン構造体の質量(w2)を測定する。加熱前後の質量変化(w1−w2)を水分量とし、コラーゲン構造体の質量(w1)に対する前記水分量の百分率(%)を水分含有量とする。
(3)粗コラーゲン線維の平均直径および平均線維長
ナイロンメッシュ上の粗コラーゲン線維を実体顕微鏡により観察した。実体顕微鏡像を図2に示す。実体顕微鏡により無作為に粗コラーゲン線維20本選出して直径および線維長を測定し、20本の平均を算出した。平均直径は1.15μmであり平均線維長さは4.09mmであった。なお、線維長は、最短が1.9mmであり、最長が8.75mmであった。
得られたコラーゲン構造体の表面の線維構造を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。結果を図3に示す。
上記コラーゲン構造体について、乾燥状態における線維の平均直径、平均孔径を下記方法で測定した。結果を表1に示す。コラーゲン構造体の平均孔径は18.47μmであり、直径が5〜7μmの細胞を浸潤させる十分な間隙を有していた。
(i)コラーゲン線維の平均直径
走査型電子顕微鏡(SEM)で観察されるコラーゲン線維の内、無作為に20本の線維を選出してそれらの直径を測定する。20本の線維の直径の平均を算出し、平均直径とする。
(ii)コラーゲン線維の平均孔径
走査型電子顕微鏡像(SEM)で観察される線維の内、無作為に選んだ20カ所の線維孔の直径を測定する。20ヶ所の孔径の平均を算出し、平均孔径とする。
コラーゲン構造体の断面の線維構造を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。結果を図4に示す。
得られたコラーゲン構造体および対照としてコラーゲン溶液の変性温度を示差走査熱量計(DSC)にて毎分2℃の昇温速度で測定した。結果を図5および表2に示す。コラーゲン構造体では115.03℃に変性温度のピークが観察されたが、コラーゲン溶液の変性温度は42.75℃であり、コラーゲン構造体はコラーゲン溶液よりも熱安定性に優れることが判明した。
コラーゲン密度および空隙率を下記方法により測定しところ、コラーゲン密度は200mg/cm3であり、空隙率は40.9%であった。
(i)コラーゲン密度の測定方法
コラーゲン構造体を1cm四方に正確に裁断して試験片を調製する。前記試験片をシックネスゲージにより正確な厚みを測定し、体積を算出する。ついで、試験片を5mlの5mM酢酸溶液に溶解し、ミクロビュレット法にてコラーゲン濃度を測定する。試験片の体積とコラーゲン濃度とから、単位体積当たりのコラーゲン量を算出し、コラーゲン密度とする。
(ii)空隙率
Pascal 140及び440(CARLO ERBA INTRUMENTS社製)を用いた水銀圧入法により測定を行う。
得られたコラーゲン構造体をDMEM/10%FBSで膨潤させ、1.0×104細胞/cm2の細胞数でHFFを播種し、20時間後にカルセインAMにて細胞を染色し、蛍光顕微鏡で観察した。結果を図6に示す。
(1)コラーゲン構造体の調製
豚皮の真皮層を肉挽き等で細砕し、脱脂後十分に洗浄した組織を原料とした。終濃度5mg/mlのペプシン、50mM酢酸となるよう混合した可溶化水溶液に、コラーゲン終濃度4.5(w/v)%となるように前記原料を懸濁し、4℃、一晩可溶化処理を行った。上記のようにして得た酵素可溶化コラーゲン液に、終濃度5(w/v)%となるよう塩化ナトリウムを加えて塩析し、遠心分離により塩析物を回収した。回収した塩析物を、コラーゲン濃度3(w/v)%となるように蒸留水に分散させ、塩酸を加えてpH3.0に調整して均一に溶解し、コラーゲン溶液を調製した。このコラーゲン溶液5ml(温度4℃)に、温度4℃の中性緩衝液としてリン酸緩衝生理食塩水(pH7.5)を95ml添加し、温度37℃で24時間静置した。静置によりコラーゲン分子が会合してゲル状物が形成された。
これを緩やかに撹拌すると会合が促進してコラーゲン線維が形成され溶液中に分散し、沈殿した。17,500rpm、20分の遠心分離により沈澱を回収し粗コラーゲン線維を得た。この粗コラーゲン線維のコラーゲン濃度は、20(w/v)%であった。
次いで、得られた粗コラーゲン線維0.75gを温度20℃のエタノール10gに投入し、緩やかに10分間撹拌して分散させた。得られた分散液を濾過して粗コラーゲン線維を分取した。分取した粗コラーゲン線維を直径10mm、高さ10mmの柱状の型に充填して室温で風乾し、コラーゲン構造体を得た。これを図7に示す。
得られたコラーゲン構造体について、実施例1と同様に水分含有量、コラーゲン密度、空隙率、コラーゲン線維の平均直径を測定したところ、このコラーゲン構造体の水分含有量は6.7(w/w)%であり、コラーゲン密度は127mg/cm3、空隙率は76.6%であった。また、コラーゲン線維の平均直径は、1.59μmであった。
(1)ゲル凍結乾燥物の調製
実施例1で得られたコラーゲン溶液に蒸留水を添加して濃度0.4(w/v)%に希釈し、ついで等量の2倍濃縮リン酸緩衝生理食塩水(pH7.5)を4℃条件下で混和し、細胞培養用のプレートに静かに注ぎ、温度37℃で24時間静置してゲル状物を作製した。
上記ゲル状物からコラーゲン線維を分離することなくそのままゲル状物を凍結乾燥した。
実施例1と同様にして水分含有量とコラーゲン密度を測定したところ、この凍結乾燥物の水分含有量は10〜15(w/w)%であり、コラーゲン密度は2.0mg/cm3であった。
実施例1と同様にして、凍結乾燥物を構成するコラーゲン線維の平均直径、孔径を測定した。このフィルムを構成するコラーゲン線維の平均直径は0.17μmであった。なお、コラーゲン線維同士が相互に接触しているため、線維長を測定することはできなかった。結果を表1に示す。
凍結乾燥前のゲル状物を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。結果を図8に示す。
凍結乾燥前のゲル状物をDMEM/10%FBSで馴化させた後、実施例1と同様にして、1.0×104細胞/cm2の細胞数でHFFを播種し、20時間後にカルセインAMにて細胞を染色し、蛍光顕微鏡で観察した。結果を図9に示す。実施例1の図6では、焦点の合う細胞と合わない細胞が同時に存在し、細胞が三次元的に配置している様子が観察されたが、図9では、細胞の焦点が合っているため単一面に平面的に存在することが観察された。
実施例1で得られたコラーゲン溶液に、5倍濃縮リン酸緩衝生理食塩水(pH7.5)を加えて、コラーゲン濃度が0.075(w/v)%になるように調整し、37℃で一晩強め(600rpm)に撹拌しながらコラーゲン線維を形成させた。このコラーゲン線維を含有する溶液をホモジナイザーで撹拌して物理的に切断し、またはコラーゲン分子の長さ方向の連結を抑制した。この溶液に含まれるコラーゲン会合体の平均直径は1.13μmであり、長さは213μmであった。
次いで、17,500rpm、20分の遠心分離によりコラーゲン会合体を回収し、コラーゲンの濃度が30(w/v)%になるまで遠心分離を繰り返した。得られた沈殿物に対し、20倍量のエタノールを投入し、分散させた後、孔径80μmのナイロンメッシュ上に注いでろ過し、メッシュ上に粗コラーゲン会合体を回収した。得られた沈殿物はシートを形成せず、粉末状を呈した。
実施例1で得られたコラーゲン溶液に蒸留水を添加して濃度0.8(w/v)%に希釈し、中和せずにそのまま凍結乾燥し、コラーゲンスポンジを作製した。このコラーゲンスポンジは、多孔フィルムで形成されたものでありコラーゲン線維で構成されるものではなかった。図10に、コラーゲンスポンジの電子顕微鏡像を示す。なお、コラーゲン密度は8mg/cm3であった。
Claims (6)
- 平均直径が1〜5μmのコラーゲン線維からなり、水分含有量0〜15w/w%、コラーゲン密度50〜800mg/cm3であることを特徴とする、コラーゲン構造体。
- 更に、細胞走化因子、成長因子、細胞増殖因子、血液凝固因子および抗凝固因子からなる群から選択される1種以上の因子を含む、請求項1に記載のコラーゲン構造体。
- 医療用人工材料、疾患治療用部材、化粧用材料、または細胞培養材料として使用される、請求項1または2記載のコラーゲン構造体。
- 平均直径が1〜5μmのコラーゲン線維を密度50〜800mg/cm 3 で含有する水分含有量0〜15w/w%のコラーゲン構造体の製造方法であって、
コラーゲン酸性溶液を中性にし、および会合を促進してコラーゲン線維を生成するコラーゲン線維生成工程、
前記コラーゲン線維を含有する溶液から前記コラーゲン線維を分取してコラーゲン濃度12〜50w/v%の粗コラーゲン線維を形成する粗コラーゲン線維形成工程、
前記粗コラーゲン線維を所定形状に成形する成形工程、および
前記成形工程で得た成形物を乾燥する乾燥工程とを行うことを特徴とする、コラーゲン構造体の製造方法。 - 前記粗コラーゲン線維形成工程に次いで、
前記粗コラーゲン線維を親水性有機溶媒に分散させた後に前記親水性有機溶媒から前記コラーゲン線維を分取して脱水するコラーゲン線維脱水工程を行い、ついで、
前記脱水したコラーゲン線維を成形する成形工程を行うことを特徴とする、請求項4記載のコラーゲン構造体の製造方法。 - 前記コラーゲン線維脱水工程に次いで、
前記脱水したコラーゲン線維を架橋処理および/または薬剤処理を行う処理工程を行い、ついで、
前記処理したコラーゲン線維を乾燥する乾燥工程を行うことを特徴とする、請求項5記載のコラーゲン構造体の製造方法。
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US5256418A (en) | 1990-04-06 | 1993-10-26 | Organogenesis, Inc. | Collagen constructs |
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TW501934B (en) * | 1996-11-20 | 2002-09-11 | Tapic Int Co Ltd | Collagen material and process for making the same |
WO2000007639A1 (en) * | 1998-08-07 | 2000-02-17 | Tissue Engineering, Inc. | Bone precursor compositions |
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WO2002052099A1 (fr) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Kaneka Corporation | Procede de production d'une fibre de collagene regeneree et son procede de durcissement |
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