JP6793113B2 - 脱細胞化組織を用いた癒着防止材及び代用生体膜 - Google Patents
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Description
(1)脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む癒着防止材
(2)脱細胞化組織へ生体適合性高分子を複合化することを含む、癒着防止材の製造方法
(3)脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む癒着防止材キット
(4)脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む代用生体膜
(5)脱細胞化組織へ生体適合性高分子を複合化することを含む、代用生体膜の製造方法
(6)脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む代用生体膜キット
が含まれる。
[1]脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む癒着防止材;
[2]脱細胞化組織が、心膜、膀胱、羊膜、硬膜、腹膜、横隔膜、筋膜、小腸粘膜下組織及び皮膚からなる群から選択される生体由来組織を脱細胞化した組織である、上記[1]に記載の癒着防止材;
[3]脱細胞化組織が、生体由来組織へ高静水圧処理、又は界面活性剤処理して得られた脱細胞化組織である、上記[1]又は[2]に記載の癒着防止材;
[4]高静水圧処理が、生体由来組織に媒体中で50〜1,500MPaの静水圧を印加することを含む、上記[3]に記載の癒着防止材;
[5]生体適合性高分子が天然由来の生体適合性高分子である、上記[1]から[4]のいずれかに記載の癒着防止材;
[6]生体適合性高分子がフィブリン糊である、上記[1]から[5]のいずれかに記載の癒着防止材。
[7]脱細胞化組織に生体適合性高分子が複合化されている、上記[1]から[6]のいずれかに記載の癒着防止材;
[8]脱細胞化組織への生体適合性高分子の複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、上記[7]に記載の癒着防止材;
[9]癒着防止材が癒着防止膜であって、膜厚が10〜5,000μmである、上記[1]から[8]のいずれかに記載の癒着防止材;
[10] 脱細胞化組織へ生体適合性高分子を複合化することを含む、癒着防止材の製造方法;
[11] 複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、上記[10]に記載の製造方法;
[12]脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む癒着防止材キット;
[13]脱細胞化組織が、心膜、膀胱、羊膜、硬膜、腹膜、横隔膜、筋膜、小腸粘膜下組織及び皮膚からなる群から選択される組織を脱細胞化した組織である、上記[12]に記載のキット;
[14]脱細胞化組織が、生体由来組織へ高静水圧処理、又は界面活性剤処理して得られた脱細胞化組織である、上記[12]又は[13]に記載のキット;
[15]高静水圧処理が、生体由来組織に媒体中で50〜1,500MPaの静水圧を印加することを含む、上記[14]に記載のキット;
[16]生体適合性高分子がフィブリン糊である、上記[12]から[15]のいずれかに記載のキット;
[17]脱細胞化組織に生体適合性高分子が複合化されている、上記[12]から[16]のいずれかに記載のキット;
[18]脱細胞化組織への生体適合性高分子の複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、上記[17]に記載のキット;
[19]癒着防止材が癒着防止膜であって、膜厚が10〜5,000μmである、上記[12]から[18]のいずれかに記載のキット;
[20]脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む代用生体膜;
[21]脱細胞化組織が、心膜、膀胱、羊膜、硬膜、腹膜、横隔膜、筋膜、小腸粘膜下組織及び皮膚からなる群から選択される生体由来組織を脱細胞化した組織である、上記[20]に記載の代用生体膜;
[22]脱細胞化組織が、生体由来組織へ高静水圧処理、又は界面活性剤処理して得られた脱細胞化組織である、上記[20]又は[21]に記載の代用生体膜;
[23]高静水圧処理が、生体由来組織に媒体中で50〜1,500MPaの静水圧を印加することを含む、上記[22]に記載の代用生体膜;
[24]生体適合性高分子が天然由来の生体適合性高分子である、上記[20]から[23]のいずれかに記載の代用生体膜;
[25]生体適合性高分子がフィブリン糊である、上記[20]から[23]のいずれかに記載の代用生体膜;
[26]脱細胞化組織に生体適合性高分子が複合化されている、上記[20]から[25]のいずれかに記載の代用生体膜;
[27]脱細胞化組織への生体適合性高分子の複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、上記[26]に記載の代用生体膜;
[28]膜厚が10〜5,000μmである上記[20]から[27]のいずれかに記載の代用生体膜;
[29]脱細胞化組織へ生体適合性高分子を複合化することを含む、代用生体膜の製造方法;
[30]複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、上記[29]に記載の製造方法;
[31]脱細胞化組織、及び生体適合性高分子を含む代用生体膜キット;
[32]脱細胞化組織が、心膜、膀胱、羊膜、硬膜、腹膜、横隔膜、筋膜、小腸粘膜下組織及び皮膚からなる群から選択される組織を脱細胞化した組織である、上記[31]に記載のキット;
[33]脱細胞化組織が、生体由来組織へ高静水圧処理、又は界面活性剤処理して得られた脱細胞化組織である、上記[31]又は[32]に記載のキット;
[34]高静水圧処理が、生体由来組織に媒体中で50〜1,500MPaの静水圧を印加することを含む、上記[33]に記載のキット;
[35]生体適合性高分子がフィブリン糊である、上記[31]から[34]のいずれかに記載のキット;
[36]脱細胞化組織に生体適合性高分子が複合化されている、上記[31]から[35]のいずれかに記載のキット;
[37]脱細胞化組織への生体適合性高分子の複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、上記[36]に記載のキット;および
[38]代用生体膜の膜厚が10〜5,000μmである、上記[31]から[37]のいずれかに記載のキット。
本発明の癒着防止材には、シート状の脱細胞化組織が使用され、脱細胞化組織に使用する生体由来組織及び使用する部位は、脊椎動物由来であり、癒着防止材に使用可能な大きさ及び厚さが得られれば、特に限定されない。
アルキルジメチルアミン、アルキルジエタノールアミン、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩等のカチオン性界面活性剤;
、アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン、アルキルアミドプロピルベタイン、アルキルアミドプロピルスルホベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン、3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホナート(CHAPSO)、3−[(3−コールアミドプロピル)ジメチルアンモニオ]−1−プロパンスルホナート(CHAPS)等の両性界面活性剤;
グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、トレハロース脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル、アルキル(ポリ)グリセリンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド、アルキル(ポリ)グリコシド、アルキルマルトシド、アルキルチオグルコシド、アルキルマルトピラノシド、アルカノイル−N−メチル−D−グルコサミン、N,N−ビス(3−D−グルコンアミドプロピル)コールアミド(BIGCHAP)、N,N−ビス(3−D−グルコンアミドプロピル)デオキシコールアミド(deoxy−BIGCHAP)等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。
本発明において、生体適合性高分子とは、生体に投与した際に著しく有害な影響を及ぼさず、親水性を有する高分子化合物をいい、具体的には、(i)重量平均分子量が500以上であって、(ii)ラットに経口投与する場合のLD50が2,000mg/kg以上で、(iii)水に対して、溶解又は拡張濡れ性を示す化合物を言う。本発明において重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography、GPCともいう)分析によって算出した重量平均分子量であって、テトラヒドロフランを溶媒としてGPC測定を行った場合のポリスチレン換算の重量平均分子量、又は水を溶媒としてGPC測定を行った場合のプルラン換算の重量平均分子量をいう。なお、生体適合性高分子を含浸又は物理吸着により複合化する場合、生体適合性高分子の重量平均分子量が小さい場合には、複合化が不十分になる場合があることから、生体適合性高分子の重量平均分子量は、1,000以上が好ましく、2,000以上が更に好ましい。
フィブリン糊とは、フィブリノゲンに酵素であるトロンビンが作用して形成される糊状の凝塊を、組織の閉鎖、臓器損傷部の接着及び止血などに利用する製剤をいう。フィブリン糊の種類は特に限定されず、フィブリノゲンやトロンビンなどの構成成分が血液を由来とするものであってもよく、組換え技術で作製されたものであっても構わない。好ましくはボルヒール(一般財団法人化学及血清療法研究所製)が例示される。ボルヒールは、フィブリノゲン凍結乾燥粉末、フィブリノゲン溶解液、トロンビン凍結乾燥粉末及びトロンビン溶解液から構成される。
脱細胞化組織と生体適合性高分子の複合化としては、脱細胞化組織と生体適合性高分子の化学結合、脱細胞化組織表面への生体適合性高分子の物理吸着、脱細胞化組織への生体適合性高分子の含浸等が挙げられるが、生体適合性高分子の効果が長期間持続できることから、脱細胞化組織への生体適合性高分子の含浸が好ましい。脱細胞化組織表面に生体適合性高分子を物理吸着する場合には、脱細胞化組織表面に生体適合性高分子を付着又は塗布すればよい。また、脱細胞化組織に生体適合性高分子を含浸させるには、生体適合性高分子を含有する溶液に脱細胞化組織を浸漬すればよいが、浸漬の効率を上げるためには、脱細胞化組織を凍結乾燥してから浸漬することが好ましく、浸漬時に加圧又は減圧(国際公開第WO2013/032009号パンフレット)することが更に好ましい。
ブタの皮膚から真皮層を分離し、シート状の真皮(膜厚400μm)を得た。ポリエチレン製チャック付き袋に、この真皮と、高静水圧処理の媒体として生理食塩水を入れ、研究開発用高圧処理装置(神戸製鋼製、商品名:Dr.Chef)を用いて、1000MPaの静水圧を15分間印加した。高静水圧処理した真皮を、核酸分解酵素としてDNaseを20ppm含有する生理食塩水中、4℃で96時間振盪することにより洗浄し、更に、80%エタノール中、4℃で72時間振盪した後、生理食塩水中、4℃で2時間振盪して、シート状の脱細胞化組織(以下、湿潤シートという)を得た。湿潤シートと、湿潤シートを凍結乾燥させたもの(以下、凍結乾燥シートという)を試験に用いた。
Wistar ラット(オス、6〜12週齢)を麻酔し、腹部を剃毛してから、ポビドンヨード溶液(商品名イソジン)で皮膚を消毒した。腹側部を滅菌メスにて切開し、縦15mm、横15mmの皮膚ポケットを、左右2箇所作成した。皮膚ポケット下の筋層と腹膜を縦10mm、横10mmの正方形に切除し、露出した臓器表面を滅菌ガーゼで擦過して臓器に損傷を与えた。右腹の除去部位に、癒着防止膜を縫合糸(ジョンソン・エンド・ジョンソン社製、商品名エチコン6-0プロリン)を使用して縫合した。強度が不十分で縫合できなかったものは、癒着防止膜を縫合せずに除去部位にそのまま付着させた。コントロールとして、左腹の除去部位には、癒着防止膜を使用せず、腹膜を縫合した。その後、皮膚の切開層を縫合糸で縫合した。下記の基準にて癒着防止膜の縫合性を評価した。結果を表1に示す。
○:強度があり腹膜に縫合できる
×:強度が不十分であり腹膜に縫合できない
施術したラットを7日間飼育後、開腹して施術部位を摘出し、肝臓又は小腸と癒着防止膜又は腹膜との癒着について下記の基準にて癒着防止性を評価した。結果を表1に示す。
5:癒着が全くみられず、癒着防止性が極めて良好
4:細くて容易に剥離できる程度の癒着がしかみられず、癒着防止性が良好
3:狭い範囲に軽く牽引を要する癒着が1箇所みられ、癒着防止性がやや不良
2:やや牽引を要する癒着が1箇所、又は軽く牽引を要する癒着が2〜3箇所みられ癒着防止性が不良
1:やや牽引を要する癒着が2箇所以上、又は軽く牽引を要する癒着が4箇所以上みられ癒着防止性が極めて不良
0:強い癒着がみられ、癒着防止性がみられない
脱細胞化ブタ心膜は、高静水圧法、又は界面活性剤処理法を用いて作製した。高静水圧法はブタ心膜を生理食塩水とともに、ポリエチレンバッグに入れ密封した。Dr.Chef(神戸製鋼社製)を用いて3000〜10,000atmの高静水圧処理行った。界面活性剤処理法は0.05%SDS(Sodium Dodecyl Sulfate、和光純薬工業製、陰イオン性界面活性剤)、0.5%SDS、0.5%CHAPS(3-[(3-Cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate、同仁化学製、両性界面活性剤)、又は1%Triton X−100(Sigma製、非イオン性界面活性剤)を使用して処理した。高静水圧、又は界面活性剤処理したブタ心膜は、核酸分解酵素含有洗浄液、及びアルコール含有洗浄液により洗浄した。但し、0.5%SDSで処理したブタ心膜は、核酸分解酵素含有洗浄液での処理を行わなかった。洗浄終了後、脱細胞化ブタ心膜を、15mm×15mmのサイズに切り取った。切り取った心膜を、真空乾燥装置(アイラ)を用いて、24時間以上減圧凍結乾燥した。
Wistarラット(雄、10−12週齢)を、0.1mlソムノペンチル筋肉注射を用いて麻酔処理した。側胸部を剃毛し、イソジンで消毒した。麻酔下のラット気管に挿管し、ベンチレーターに接続した。ラットを横臥位にし、側胸部を切開し、筋層、及び心膜を除去した。心臓表面を不織布で擦過し、炎症反応を誘発した。各癒着防止材を用いて心臓を覆い、ラットの切開部を縫合し、自発呼吸が安定してから抜管を行った。
乾燥脱細胞化ブタ心膜の両面にフィブリン糊を塗布して癒着防止材を作製した。フィブリン糊は、塗布器具を用いて80mg/mLフィブリノゲン溶液と250U/mLトロンビン溶液を混合して作製した。フィブリノゲン溶液は、ボルヒール(登録商標、一般財団法人化学及血清療法研究所製)のフィブリノゲン凍結乾燥粉末とフィブリノゲン溶解液を用いて調製した。トロンビン溶液は、ボルヒールのトロンビン凍結乾燥粉末とトロンビン溶解液を用いて調製した。
癒着防止材非適用群では、心臓と胸壁に強固な癒着が認められた。ボルヒール塗布群と脱細胞化ブタ心膜生理食塩水浸漬群は、コントロールと同等の癒着が認められた。癒着防止材群は、心臓周辺に癒着はほとんど認められず、軽微な癒着が数例観察されたのみだった。7日目のHE染色(図1)から、癒着防止材群は、ほとんど炎症反応が認められず、かつ脱細胞化組織内への細胞浸潤が認められた。これにより優れた癒着防止性を有するとともに、生体適合性の高い代用生体膜として有用であることがわかった。
(1)癒着防止材非適用群:強固な癒着を認めた(n=5)
(2)ボルヒール塗布群:強固な癒着を認めた(n=5)
(3)脱細胞化ブタ心膜生理食塩水浸漬群:強固な癒着を認めた(n=5)
(4)癒着防止材群(高静水圧処理):癒着をほとんど認めなかった(n=5)
(5)癒着防止材群(0.05%SDS界面活性剤処理):癒着をほとんど認めなかった(n=4)
(6)癒着防止材群(0.5%SDS界面活性剤処理):癒着をほとんど認めなかった(n=5)
(7)癒着防止材群(0.5%CHAPS界面活性剤処理):癒着をほとんど認めなかった(n=5)
(8)癒着防止材群(1%Triton X−100界面活性剤処理):癒着をほとんど認めなかった(n=5)
癒着グレード0:癒着なし
癒着グレード1:癒着を容易に剥離可能
癒着グレード2:癒着を鈍的に剥離可能
癒着グレード3:癒着を鋭的に剥離する必要がある
(2)フィブリン糊群:癒着グレード3、3、2(n=3)
(3)脱細胞化組織(ブタ心膜)群:癒着グレード3、3、1、0(n=4)
(4)癒着防止材(ブタ心膜)群:癒着グレード0、0、0、0(n=4)
(5)癒着防止材(ウシ心膜)群:癒着グレード0、0、0、0、0(n=5)
(6)癒着防止材(ブタ横隔膜)群:癒着グレード2、0、0、0、0(n=5)
(7)癒着防止材(ブタ腹膜)群:癒着グレード0、0、0、0、0(n=5)
(8)癒着防止材(ブタ膀胱)群:癒着グレード0、0、0、0、0(n=5)
(9)癒着防止材(ブタ真皮)群:癒着グレード0、0、0、0、0(n=5)
(10)セプラフィルム群:癒着グレード3、3、2(n=3)
脱細胞化組織は、高静水圧法を用いて作製した。ウシの心膜を生理食塩水とともに、ポリエチレンバッグに入れ密封した。Dr.Chef(神戸製鋼社製)を用いて3,000〜10,000atmの高静水圧処理行った。高静水圧処理したウシ心膜は、核酸分解酵素含有洗浄液、アルコール含有洗浄液により洗浄し、ウシ心膜由来の脱細胞化組織を得た。脱細胞化組織の膜厚は400μmであった。
1.で得られた脱細胞化組織を凍結乾燥後、両面にフィブリン糊を塗布して癒着防止材を作製した。フィブリン糊は、塗布器具を用いて80mg/mLフィブリノゲン溶液と250U/mLトロンビン溶液を混合して作製した。フィブリノゲン溶液は、ボルヒールのフィブリノゲン凍結乾燥粉末とフィブリノゲン溶解液を用いて調製した。トロンビン溶液は、ボルヒールのトロンビン凍結乾燥粉末とトロンビン溶解液を用いて調製した。
腹膜癒着モデル実験は、15〜20箇月齢の日本白色種雄性ウサギを用いて以下のように行った。まず、麻酔処置後、腹部体毛を除去し、腹部皮膚表面を消毒した。消毒した皮膚をメスを用いて切開し、皮膚と腹壁を剥離した。腹壁を1.5cm x 2cm除去し、盲腸の位置を確認した。盲腸表面を電気メスにより焼灼し、盲腸焼灼部を体表側にし、盲腸を腹壁欠損部に縫合固定した。腹壁欠損部に、癒着防止材2cm x 2.5cmを縫合した。筋層、皮膚を閉創し、覚醒処置を行い、歩行確認後にウサギを飼育ケージに戻し、所定期間飼育した。
<癒着防止性評価基準>
癒着グレード0:癒着なし
癒着グレード1:癒着を容易に剥離可能
癒着グレード2:癒着を鈍的に剥離可能
癒着グレード3:癒着を鋭的に剥離する必要がある
Claims (9)
- 脱細胞化組織、及び、アルギン酸、ゼラチン、フィブリン糊及びポリエチレングリコールからなる群から選択される生体適合性高分子からなる癒着防止材。
- 脱細胞化組織が、心膜、膀胱、羊膜、硬膜、腹膜、横隔膜、筋膜、小腸粘膜下組織及び皮膚からなる群から選択される生体由来組織を脱細胞化した組織である、請求項1に記載の癒着防止材。
- 脱細胞化組織に生体適合性高分子が複合化されている、請求項1または2に記載の癒着防止材。
- 脱細胞化組織への生体適合性高分子の複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、請求項3に記載の癒着防止材。
- 癒着防止材が癒着防止膜であって、膜厚が10〜5,000μmである、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の癒着防止材。
- 脱細胞化組織へアルギン酸、ゼラチン、フィブリン糊及びポリエチレングリコールからなる群から選択される生体適合性高分子を複合化することを含む、請求項1に記載の癒着防止材の製造方法。
- 複合化が、生体適合性高分子の脱細胞化組織への含浸又は塗布である、請求項6に記載の製造方法。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の癒着防止材より構成されるキット。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の癒着防止材を用いた代用生体膜。
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