JP6868129B2 - 生体組織補強材料キット及び生体組織補強材料 - Google Patents
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Description
また、消化器外科領域においては膵臓の部分切除後の断端からの膵液漏れ防止が大きな課題となっている。膵液は創傷治癒を司る肉芽組織を溶解してしまい、それの増殖を妨げてしまう。結果として膵臓の組織再生が困難となる。更に、漏出膵液により血管を消化して術後の大出血を引き起こしてしまう致命的な合併症になる危険性も懸念される。
以下に本発明を詳述する。
フィブリン糊は、ごく短時間でゲル化する性質を有し、生体用の糊として極めて有用である。しかしながら、ゲル化したフィブリン糊は比較的硬いゲルであることから、衝撃によって凝集破壊したり、界面剥離したりしやすい。とりわけ肺組織の補強に用いた場合には、せきやくしゃみの際に極めて大きな圧力がかかり、その圧力によって凝集破壊、界面剥離してしまうことがあると思われる。ゲル化したフィブリン糊にはほとんど粘着性がないことから、いったん剥離してしまうと、再密着することができず、剥離部から空気漏れや体液漏れが生じていたものと考えられた。
エーテル化セルロース及びエステル化セルロースは、高い安全性が確認された化合物であり、フィブリン糊と同様に短時間でゲル化して、生体吸収性高分子からなる繊維構造物を生体組織に貼着する糊としての役割を果たすことができる。また、ゲル化後も一定の粘着力を有することから、仮に大きな圧力によって凝集破壊や界面剥離が生じたとしても、再密着して空気漏れや体液漏れを防止することができる。更に、エーテル化セルロースやエステル化セルロースを粉末状体で用いることにより、表面の凹凸が大きい損傷した部位に適用したときに、該凹凸にまで粉末状体が侵入しゲル化して密着することができ、空気漏れや体液漏れを防止することができる。
上記生体吸収性高分子からなる繊維構造物、スポンジ状体又はフィルムは、損傷又は脆弱化した臓器に貼付することにより、組織補強効果、空気漏れ防止効果、体液漏れ防止効果を発揮するものである。上記エーテル化セルロースからなる粉末状体は、水分を吸収することによりゲル化して、上記生体吸収性高分子からなるフィルム、繊維構造物又はスポンジ状体を生体組織に貼着する糊としての役割を果たす。
なお、本発明の生体組織補強材料キットにおいて、上記生体吸収性高分子からなる繊維構造物、スポンジ状体又はフィルムと、上記エーテル化セルロースからなる粉末状体とは、使用時に組み合わせてもよいし、予め組み合わせた複合体として用いてもよい。
上記親水化処理としては特に限定されず、例えば、プラズマ処理、グロー放電処理、コロナ放電処理、オゾン処理、表面グラフト処理又は紫外線照射処理等が挙げられる。なかでも、不織布の外観を変化させることなく吸水率を飛躍的に向上できることからプラズマ処理が好適である。
なお、ヒドロキシエチル化セルロース中のエチレングリコール基、ジエチレングリコール基及びトリエチレングリコール基のモル数は、例えば、NMRや熱分解GC−MSを用いて測定することができる。
より具体的には、例えば、サンプル0.2g、酵素(セルラーゼ)30mg及び内部標準を重水3mlで溶解し、4時間超音波処理を施した後、NMR測定装置(例えば、日本電子社製のJNM−ECX400P等)を用い、スキャン回数700、パルス幅45°、観測周波数範囲31500Hz等の条件でNMRスペクトルを測定する。
上記ヒドロキシアルキル化カルボキシル化セルロースの好適な一例を下記一般式(2)に示した。
また無水グルコース単位当り結合しているアルキレンオキサイドの平均分子数(MS)の好ましい下限は1.0、好ましい上限は4.0であり、無水グルコース単位の2、3、6位の水酸基へのアルキレンオキサイドの平均置換度(DS)の好ましい下限は0.2、好ましい上限は2.5である。
なお、ヒドロキシエチル化カルボキシル化セルロース中のエチレングリコール基、ジエチレングリコール基及びトリエチレングリコール基のモル数、平均分子数(MS)、平均置換度(DS)は、例えば、NMRや熱分解GC−MSを用いて測定することができる。
具体的には、例えば、セルロースからなる繊維構造物を原料として、該原料繊維構造物を水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液で処理してセルロースをアルカリセルロースとし、得られたアルカリセルロースに一定量のエチレンオキサイドと反応溶媒とを加えて反応させる方法が挙げられる。
上記セルロースをカルボキシル化する方法としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPO)を酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを反応させることによりセルロース中の水酸基をアルデヒドに酸化し(TEMPO酸化工程)、次いで、亜塩素酸ナトリウムを反応させることにより該アルデヒドをカルボキシル化(カルボキシル化工程)する方法等が挙げられる。
このようにして得られたカルボキシル化セルロースを、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液で処理した後(アルカリ処理工程)、エチレンオキサイドを反応させてエーテル化(ヒドロキシエチル化)を行う(ヒドロキシエチル化工程)ことにより、エーテル化カルボキシル化セルロース(ヒドロキシエチル化カルボキシル化セルロース)を得ることができる。
このような方法により得られたヒドロキシエチル化カルボキシル化セルロースは、セルロースの主に6位にカルボキシル基が導入され、主に2位又は6位にヒドロキシエチル基が導入されている。
上記エーテル化セルロース又はエステル化セルロースからなる粉末状体の平均粒子径は特に限定されないが、好ましい下限は1μm、好ましい上限は100μmである。上記エーテル化セルロース又はエステル化セルロースからなる粉末状体の平均粒子径が1μm未満であると、取り扱い性に劣ることがあり、100μmを超えると、吸水しにくく、ゲル化するまでに時間がかかるようになり、操作性が悪くなることがある。上記エーテル化セルロース又はエステル化セルロースからなる粉末状体の平均粒子径のより好ましい下限は5μm、より好ましい上限は50μmである。上記エーテル化セルロース又はエステル化セルロースからなる粉末状体の平均粒子径がより好ましい範囲内であると、表面の凹凸が大きい損傷した部位に適用したときに、該凹凸のなかにまで粉末状体が侵入しやすくなり、空気漏れや体液漏れをより防止することができる。
(1)生体組織補強材料キットの製造
市販のヒドロキシエチル化セルロースからなる粉末状体(和光純薬社製:平均粒子径20μm、ジエチレングリコール基とエチレングリコール基とのモル比(ジエチレングリコール基/エチレングリコール基)は1.06、トリエチレングリコール基とエチレングリコール基とのモル比(トリエチレングリコール基/エチレングリコール基)は4.01)を準備した。
また、このヒドロキシエチル化セルロースからなる粉末状体25重量部を、ポリエチレングリコール(ナカライテスク社製、PEG400)75重量部に加え、充分に攪拌して分散液を調製した。
図1に示した耐圧試験装置1を用いて耐圧試験を行った。
厚さ約130μmのコラーゲンフィルム(ニッピ社製)を、縦5.5cm、横5.0cmの長方形に打ち抜き、70%エタノールで洗浄後、水分を拭き取った(コラーゲンフィルム8)。フィルターホルダー2(メルクミリポア社製、スウィネクス(登録商標)25)上に、パンチを用いて直径20mmに打ち抜いた厚さ約2mmのウレタンスポンジ7(イノアックコーポレーション社製、ST15:セル径50μm、気孔率85%)を置き、該ウレタンスポンジ上にコラーゲンフィルム8をセットした。ウレタンスポンジ7は、表面の凹凸が大きい損傷した部位を模したものである。セットしたコラーゲンフィルム8の中心に、パンチを用いて直径3mmの孔6を形成した。図2に、ウレタンスポンジ7及びコラーゲンフィルム8がセットされたフィルターホルダー2の断面図を示した。このフィルターホルダー2の下流側に、三方コック4を介して20mlシリンジ3(テルモシリンジSS−20ESZ、テルモ社製)及び圧力計5(デジタルマノメータFUSO−8230、扶桑理化社製)をセットして耐圧試験装置とした。
なお、図1に示した耐圧試験装置1を用いて測定できる圧力の上限は200mmHgである。
ポリグリコリドからなる不織布の一方の表面に、スプレーを用いて70%エタノール溶液を少量噴霧し、不織布の表面を湿らせた。このポリグリコリドからなる不織布の表面にヒドロキシエチル化セルロースからなる粉末状体0.2gを均一に散布した。60℃、2時間乾燥させることにより、ポリグリコリドからなる不織布の一方の表面が、ヒドロキシエチル化セルロースからなる粉末状体で被覆された構造を有する生体組織補強材料を得た。
得られた生体組織補強材料を、直径11mmの円形に打ち抜いたものを測定用試料とした。
結果を表1に示した。
ヒドロキシエチル化セルロースからなる粉末状体のポリエチレングリコール分散液20μLを、フィルターホルダーにセットしたコラーゲンフィルムの孔の縁、及び、該孔を通してウレタンスポンジに塗布した。塗布した分散液にリン酸緩衝液20μLを滴下した後、ポリグリコリドからなる不織布を置いた。静置してから5分後にシリンジから空気を送り、測定用試料が剥離するまでの最大の圧力を圧力計にて測定して、耐圧性を評価した。
結果を表1に示した。
加熱プレス成型法により、厚さ100μmのポリグリコリドからなるフィルムを得た。得られたフィルムを、縦5.0cm、横5.0cmの大きさに切断して、生体吸収性高分子からなるフィルムとした。
生体吸収性高分子からなる繊維構造物に代えて、該生体吸収性高分子からなるフィルムを用いて生体組織補強材料キットとした以外は実施例1と同様にして、耐圧試験を行った。
結果を表1に示した。
リン酸(和光純薬社製)0.2gに尿素(和光純薬社製)6.0gを混合した後に、セルロース原料としてKCフロック(日本製紙社製)0.2gを添加し、145℃で10分反応させた。反応生成物を冷却した後、エタノール/水混合液(エタノール:水=90重量部:10重量部)で洗浄後、エタノール/水酸化ナトリウム水溶液(エタノール:水酸化ナトリウム水溶液=90重量部:10重量部)で洗浄した。更に、エタノール/塩酸水溶液(エタノール:塩酸水溶液=90重量部:10重量部)で洗浄後、エタノール/水混合液(エタノール:水=90重量部:10重量部)で2回洗浄し、リン酸化セルロースからなる粉末状体を得た。得られたン酸化セルロースからなる粉末状体の平均粒子径は約20μmであった。
また、このリン酸化セルロースからなる粉末状体25重量部を、ポリエチレングリコール(ナカライテスク社製、PEG400)75重量部に加え、充分に攪拌して分散液を調製した。
これらの粉末状体又は分散液を用いて生体組織補強材料キットとした以外は実施例1と同様にして、耐圧試験を行った。
結果を表1に示した。
実施例3と同様の方法により、リン酸化セルロースからなる粉末状体を得た。
また、このリン酸化セルロースからなる粉末状体25重量部を、ポリエチレングリコール(ナカライテスク社製、PEG400)75重量部に加え、充分に攪拌して分散液を調製した。
これらの粉末状体又は分散液を用いて生体組織補強材料キットとした以外は実施例2と同様にして、耐圧試験を行った。
結果を表1に示した。
生体吸収性高分子からなる繊維構造物とフィブリン糊とを併用したときの耐圧性を以下の方法により評価した。
厚さ150μmのポリグリコリドからなる不織布(ネオベールTypeNV−M015G、グンゼ社製)を直径11mmの円形に打ち抜いた。
実施例1で準備した耐圧試験装置のフィルターホルダーにセットしたコラーゲンフィルムの中心に、孔を避けるようにして、フィブリン糊(CSLベーリング社製、ベリプラストP)のA液20μLを滴下し、直径11mm程度に広げた。次いで、該広げたA液の上に、直径11mmの円形に打ち抜いた不織布を載せ、A液になじませた。次いで、A液20μLを不織布上に滴下し、充分になじませた。次いで、B液20μLを不織布上に滴下した。
B液を滴下してから5分後にシリンジから空気を送り、測定用試料が剥離するまでの最大の圧力を圧力計にて測定して、耐圧性を評価した。
結果を表1に示した。
厚さ150μmのポリグリコリドからなる不織布(ネオベールTypeNV−M015G、グンゼ社製)を、縦5.0cm、横5.0cmの大きさに切断して、生体吸収性高分子からなる繊維構造物として準備した。
一方、厚さ320μmの酸化セルロースからなる繊維構造物(ジョンソン・エンド・ジョンソン社製、サージセル)を縦5.0cm、横5.0cmの大きさに切断して準備した。
酸化セルロースからなる繊維構造物/ポリグリコリドからなる不織布/酸化セルロースからなる繊維構造物をこの順に積層し、ニードルパンチ交絡法により複合一体化して生体組織補強材料を得た。
得られた生体組織補強材料について、実施例1と同様の方法により耐圧試験を行った。
結果を表1に示した。
2 フィルターホルダー
3 シリンジ
4 三方コック
5 圧力計
6 コラーゲンフィルムに形成された孔
7 ウレタンスポンジ
8 コラーゲンフィルム
Claims (11)
- 生体吸収性高分子からなる繊維構造物、スポンジ状体又はフィルムと、セルロースのヒドロキシ基がエーテル化されたエーテル化セルロース又はセルロースのヒドロキシ基がエステル化されたエステル化セルロースからなる粉末状体とからなり、前記セルロースのヒドロキシ基がエーテル化されたエーテル化セルロース又はセルロースのヒドロキシ基がエステル化されたエステル化セルロースからなる粉末状体の平均粒子径が5μm以上50μm以下であることを特徴とする生体組織補強材料キット。
- 生体吸収性高分子からなる繊維構造物、スポンジ状体又はフィルムと、セルロースのヒドロキシ基がエーテル化されたエーテル化セルロース又はセルロースのヒドロキシ基がエステル化されたエステル化セルロースからなる粉末状体が両親媒性媒体中に分散された分散液又はペーストとからなることを特徴とする生体組織補強材料キット。
- 両親媒性媒体は、ポリエチレングリコールであることを特徴とする請求項2記載の生体組織補強材料キット。
- セルロースのヒドロキシ基がエーテル化されたエーテル化セルロースは、ヒドロキシエチル化セルロースであることを特徴とする請求項1、2又は3記載の生体組織補強材料キット。
- セルロースのヒドロキシ基がエーテル化されたエーテル化セルロースは、エーテル化されていないセルロースのヒドロキシ基の一部がカルボキシル化された、セルロースのヒドロキシ基がエーテル化及びカルボキシル化されたセルロースであることを特徴とする請求項1、2又は3記載の生体組織補強材料キット。
- セルロースのヒドロキシ基がエステル化されたエステル化セルロースは、リン酸化セルロースであることを特徴とする請求項1、2又は3記載の生体組織補強材料キット。
- 生体吸収性高分子は、α−ヒドロキシ酸重合体高分子であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7又は8記載の生体組織補強材料キット。
- α−ヒドロキシ酸重合体高分子は、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、ジオキサノン及びトリメチレンカーボネートからなる群より選択される少なくとも1種のモノマーを重合してなるホモポリマー又はコポリマーであることを特徴とする請求項9記載の生体組織補強材料キット。
- 生体吸収性高分子からなる繊維構造物の形態が、不織布、編物、織物、ガーゼ又は糸状であることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9又は10記載の生体組織補強材料キット。
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