JP7302785B2 - 緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤 - Google Patents
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Description
炭酸カルシウム及び/又は水酸化カルシウムを含有する開始材料を焼成して一次焼成物を得る一次焼成工程と、
一次焼成物を微粉砕する微粉砕工程と、
一次焼成物を再度焼成して二次焼成物を得る二次焼成工程と、
二次焼成物を真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下にて外気温まで冷却させる二次冷却工程と、
により得られた酸化カルシウム含有焼成物である
ことを特徴とする、緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤である。
本発明(2)は、
前記開始材料が貝殻である、前記発明(1)の緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤である。
本発明(3)は、
前記貝殻がホタテ貝殻又はカキ貝殻である、前記発明(2)の緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤である。
本発明(4)は、
繭状の緻密な粒子表面構造を有し、
示差熱熱重量分析(TG-DTA)で測定される酸化カルシウム含有率が95重量%以上であり、また水酸化カルシウム含有率が5重量%以下であり、
蛍光X線分析法(XRF)で測定されるカルシウム元素含有率が95atom%以上であり、
X線回折分析法(XRD)で測定される酸化カルシウム含有率が95質量%以上であり、
平均粒径が20μm以下であり、
BET比表面積が0.5m2/g以上3.0m2/g以下である、貝殻を焼成して得られた酸化カルシウム含有焼成物である
ことを特徴とする緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤である。
本発明(5)は、
前記貝殻がホタテ貝殻又はカキ貝殻である、前記発明(4)の緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤である。
本発明に係る焼成物を製造する開始材料は、貝殻である。貝殻とは、一般に貝と呼称される生物やこれに類する生物(多くは貝殻亜門に属する)が外殻として形成する、炭酸カルシウムを含む材料を指す。
上述の焼成物を製造するための方法の1例を以下説明する。当然のことながら、以下の方法を改変した方法や全く異なる方法によって上述の焼成物を製造してもよい。
(1)貝殻を焼成する一次焼成工程、
(2)焼成された一次焼成物を外気温まで自然冷却させる工程、
(3)一次焼成物を各フィルター(エアフィルター、マイクロミストフィルター、活性炭フィルター)を通して不純物を除去し、乾式超微粉砕システム(ナノジェットマイザー)及び/又はバグ又はサイクロン集塵装置により、高圧ガスとして大気を乾燥させた空気の他、不活性ガスの窒素ガスやアルゴンガスを注入して二酸化炭素及び水蒸気を置換除去しながら均一微粉砕化及び集塵する工程、
(4)一次焼成物を二次焼成する二次焼成工程、
(5)二次焼成物を気圧103Pa以下の低気圧条件下、及び/又は、不活性ガス雰囲気条件下で外気温まで自然冷却させる工程、
(6)焼成炉開閉扉を窒素ガス又はアルゴンガス雰囲気下内(焼成炉開閉扉の外側もアルゴンガス雰囲気下にする。)で冷却焼成物を搬出し、真空及び/又は窒素ガス又はアルゴンガス充填包装する工程
本発明に係る緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤は、前記焼成物を含む。ここで、本発明に係る緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤を製剤化する場合には、特に限定されることなく、公知の方法を用いることができる。例えば、その目的や用途に応じて、液剤(水懸濁剤及び油剤を含む)、分散剤、ペースト剤、粉剤、粒剤、マイクロカプセル等の公知の種々の剤型を挙げることができる。これらのうち、例えば、液剤として製剤化する場合には、前記焼成物を適宜溶剤に分散すればよい。より具体的には、例えば、液剤中に、前記焼成物が0.1~99重量%(好ましくは、1~80重量%、より好ましくは、5~50重量%)となる割合で配合し、分散させればよい。
(例1)
ホタテ貝殻を1450℃で6時間焼成し、外気温まで自然冷却させた。これをエアフィルター、マイクロミストフィルター、活性炭フィルターを通して不純物を除去し、乾式超微粉砕システム(ナノジェットマイザー)により微粉砕した。その後、950℃で2時間焼成した。この二次焼成物を低気圧条件下(10-4Pa以下)にて外気温まで自然冷却させた。
ホタテ貝殻を1450℃で6時間焼成し、外気温まで自然冷却させた。これをエアフィルター、マイクロミストフィルター、活性炭フィルターを通して不純物を除去し、乾式超微粉砕システム(ナノジェットマイザー)により不活性ガスの窒素ガスやアルゴンガスを注入して二酸化炭素及び水蒸気を置換除去しながら微粉砕した。
ホタテ貝殻を1100℃で4時間焼成し、外気温まで自然冷却させた。
各粉体の平均粒径は、粒度分布測定装置(CILAS;株式会社アイシンナノテクノロジーズ)を用いて測定した。
各粉体のカルシウム元素含有割合は、蛍光X線分析装置(RIX3100;理学電機株式会社製)を用いて測定した。
各粉体の酸化カルシウム含有割合及び水酸化カルシウム含有割合は、示差熱熱量重量分析装置(TGA851e;メトラー・トレド社)及びX線回折装置(X’Pert-PRO(Philips))を用いて測定した。
例1~例3のBET比表面積は、Quantachrome社製ChemBET3000を用いて測定した。
上記焼成物について、ネオオスミウムコータ(Neoc-STB;メイワフォーシス株式会社、東京)でオスミウム金属被覆後、電界解放射型走査電子顕微鏡(JSM-6340F;日本電子株式会社、東京)を用いた3000倍、10000倍のSEM画像に基づいて乾燥粉末状態の表面形状を解析した。
例1に係る焼成物(1g) を1Lの純水に加え、回転混合させて1000ppm(0.1重量%)の緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤を調製し、1時間以内に使用した。
次亜塩素酸水 (500ppm,pH6.5) を、1/10(vol/vol)の0.5%(5000ppm)次亜塩素酸ソーダ(吉田製薬)を滅菌純水に添加することで調製した。500ppm次亜塩素酸水のpHは、1Nの塩酸を添加して6.5に調整した。次亜塩素酸水の濃度は、残留(遊離)塩素としてClO(HClO及びClO-)選択試験紙 (高濃度測定範囲;25-500ppm、 低濃度測定範囲;1-25ppm、共立理化学研究所(株)、東京) を用いて測定した。
緑膿菌 (ATCC27853(American Type Culture Collection(ATCC),Manassas,USA)は、50%滅菌グリセロールを含んだルリア-ベルターニ(LB)スープを用いて-80℃で貯蔵・保管した。実験の都度、新たに1.0×106コロニー形成単位 (CFU/mL)に増大させて用いた。様々な濃度の実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水、ポピドンヨードを緑膿菌懸濁液に添加し、15分間室温で培養した。それぞれの緑膿菌懸濁液は、緑膿菌用分離寒天(Neogen Ltd.,Michigan,USA)が入ったペトリ皿(90×15mm)上に塗布し、37℃で24時間培養した。培養後、生成したコロニーをカウントし、それぞれの消毒液のin vitro緑膿菌殺菌活性を評価した。
ヘアレスラット(オス、300-350 g)は日本SLC株式会社より購入した。動物は適切な環境下(26℃、湿度55%)で飼育した。本研究でのDay0に、ラットはペントバルビタールナトリウム(大日本住友製薬)の腹腔内注射投与による全身麻酔下、滅菌した8mm真皮パンチ(貝印株式会社)と手術用ハサミを使って、ラット背部に円形全損創を造った。感染創とするために、冷凍保管している緑膿菌保存液(1.0×106CFU/mL)の100μLを上記の全損創上に滴下し、キチンナノファイバーシート(CNFS、脱アセチル化度:30%、ベスキチンW、ニプロ)の断片で覆った。それらのラットは、ケージに戻され24時間飼育し、感染創が形成された。それぞれの感染創は、その後Days1-3の3日間毎日、1cm四方の滅菌ガーゼを使い35-40℃に保温した3mLの殺菌剤や生理食塩水(計15mL)で、5回丁寧に洗浄し、感染創をCNFSの断片で覆った。引き続いて、Days4-9の6日間毎日、1cm四方のガーゼを使い35-40℃に保温した3mLの生理食塩水のみで、5回丁寧に洗浄し、感染創をCNFSの断片で覆った。Days1,2,3,6,9では、感染創洗浄前後で1cm四方の滅菌ガーゼを用いたふき取り試験で付着緑膿菌数を測定した。生じた緑膿菌懸濁液は10倍希釈法により濃度を調整し、緑膿菌用分離寒天ペトリ皿上に塗布し、37℃で24時間培養した。培養後、生成したコロニーをカウントし、緑膿菌数を評価した。尚、顕微鏡を使った菌体の形態観察により、感染創において生成した殆どすべての菌体は、緑膿菌であることを確認している。さらに、Days1,2,3,6,9における各々感染創はデジタル写真をとり、創閉塞率を評価した。また実験期間中、急性炎症、膿瘍形成、血清腫蓄積のような合併症の兆候がない事を確認した。
創形成後Day9での創洗浄後、ラットはペントバルビタールナトリウムで全身麻酔をかけた。続いて、感染創を含んだ周辺の皮膚が、組織学的試験に供するために取り出された (N=6)。それぞれの感染創を含んだ周辺の皮膚サンプルは、10%ホルムアルデヒド溶液で固定化、パラフィンで包埋、続いて4μm厚に切片を調製した(大和光機工業)。その切片は、創部表面と前後軸に直角に作られ、およそ10×1.5mmの切片がガラススライドに移し、ヘマキシリン・エオジン(H&E)染色された。カバーガラスが置かれ、組織は顕微鏡観察で評価した。各々の切片(N=8)において、創部を示す顕微鏡視野が写真撮影され、肉芽組織の長さと直径 ≧10μm、あるいは5つ以上の赤血球を含む新生毛細血管数を計測した。
結果は平均値 ± 標準偏差(means ± SDs)で表した。対応のあるスチューデントt‐検定により有意差の蓋然性は統計ソフトウェアJMP(SAS Institute Inc.)を用いた両側検定として決定した。
(In vitro殺微生物活性)
実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水、ピドンヨード溶液の緑膿菌に対する殺菌試験を、純水や生理食塩水に異なる濃度のそれぞれ殺菌剤で処理した時の細菌コロニーをカウントすることで行った(図2)。緑膿菌は、500ppm以上の実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水、ピドンヨード溶液で完全に殺菌した。250ppmの実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水は完全に殺菌したが、比較例に係るピドンヨード溶液は僅かながら細菌コロニーが残った。125ppm以下では濃度依存的にlog10CFU/mL値は増大した。
ヘアレスラットにおける緑膿菌感染創を、毎日5回3mLの保温した実施例に係る1000ppm懸濁液(pH12.2)、比較例に係る500ppm次亜塩素酸水(HClO;pH6.5)、1000ppmポピドンヨード(Isodine solution)溶液(計15mL)で当初の3日間、ガーゼで丁寧に擦りながら洗浄し、その後CNFSで被覆した。引き続いて、Days4-9の6日間毎日、保温した3mLの生理食塩水のみで5回丁寧に洗浄し、感染創をCNFSの断片で覆った。非洗浄群は、9日間の実験期間創洗浄をせず、CNFSでの被覆のみを実施した。それぞれの消毒液での洗浄前(days1,2,3,6,9)、感染創から一片の滅菌ガーゼを用いたふき取り試験により、生存菌数を計測した(図3)。全ての実験動物は、9日間の実験期間の間、創部での急性炎症、膿瘍形成、血清腫蓄積のような合併症の兆候がなかった。Day1の洗浄前、感染創の拭き取り試験で得た懸濁液には2.0×105CFU以上の緑膿菌が検出された。実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水, ポピドンヨード溶液、生理食塩水での創洗浄後では、生菌数はそれぞれ約1.8×103、1.1×104、1.2×104、7.3×104CFUであった。この結果は、Day1の最初の洗浄から、実施例に係る懸濁液を用いた洗浄は、他のグループと比較して効率的に除菌できることを示している。他方何らかの洗浄もしない群は、Day1で菌数が僅かに増加することが観察された。Day3で実施例に係る懸濁液、次亜塩素酸水、 ポピドンヨード溶液、生理食塩水で創洗浄後の残存菌数は、それぞれ約70、8.5×103、9×103、2.5×104CFUであった。Day6では実施例に係る懸濁液で3日間洗浄した感染創から緑膿菌は完全に除菌されたが、次亜塩素酸水, ポピドンヨード溶液、生理食塩水で洗浄した感染創からそれぞれ7.8×102、1.8×103、2.0×103CFUが検出されたが、3グループ間で統計的有意差はない。さらにday9では、次亜塩素酸水, ポピドンヨード溶液、生理食塩水で洗浄した感染創から緑膿菌は完全に除菌されたが、非洗浄創からは9×103CFUの残存菌が検出された。この結果から消毒液を用いた感染創の洗浄、特に実施例に係る懸濁液での洗浄は、効果的な除菌効果を示すことが分かった。
実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水, ポピドンヨード溶液、生理食塩水、非洗浄群は、days1,2,3,6,9に創傷閉鎖率を測定するため、デジタル写真を撮った(図4)。Days1,2では全ての群で有意な創傷閉鎖の差は観察されなかった。Days3-9においては実施例の洗浄群で他の群に比較して創傷閉鎖の有意な促進が観察された(図5)。Day3での実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水, ポピドンヨード溶液、生理食塩水、非洗浄群の開放創率は、それぞれ68,95,93,98,105%であった。この結果は、感染創に対して実施例に係る懸濁液を適用した洗浄は、Day3以降創傷治癒の遅延を引き起こすことなく、むしろ促進することが明らかになった。
図6は、H&E染色された組織スライドの顕微鏡写真(×100)観察による組織学的試験は、day9の実施例に係る 懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水、 ポピドンヨード溶液、生理食塩水で洗浄した群と、非洗浄群の代表的顕微鏡写真である。特に非洗浄群の肉芽組織形成は、他の洗浄群と比較して抑制されており(図6)、反対に実施例に係る懸濁液及び比較例に係る次亜塩素酸水洗浄群の肉芽組織形成は、非洗浄群よりも有意に促進されていた(表2)。Day9の実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水、ポピドンヨード溶液、生理食塩水で洗浄した群と、非洗浄群について、同じく組織スライドの顕微鏡写真(×100)観察により、それぞれの組織における血管新生が評価された。おのおの群の創部での血管新生は図6で矢印によって示されている。その結果は、day9の非洗浄群は、実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水、ポピドンヨード溶液、生理食塩水で洗浄した群と比較して血管新生が有意に低下していることが明らかになった。Day9の実施例に係る懸濁液洗浄群は、他の群と比較して、最もよく血管新生が促進されていた。
臨床現場で、創傷の緑膿菌感染は主要な合併症である。In vitroでの緑膿菌の殺菌試験では、100ppmの実施例に係る懸濁液、比較例に係る次亜塩素酸水及び500ppmのポピドンヨード溶液は、完全に緑膿菌を殺菌した(図2)。更に、ヘアレスラット背部の緑膿菌感染創の除菌活性と創傷治癒を評価するため、当初の3日間毎日、実施例に係る懸濁液 (1000ppm,pH12.2)での創洗浄とCNFSでの被覆、その後day4以降毎日生理食塩水での創洗浄とCNFSでの被覆を繰り返す実験を実施した。その結果、実施例に係る洗浄群は、比較例に係る次亜塩素水、ポピドンヨード溶液、生理食塩水洗浄群と比較して、in vivoで除菌とともに創傷治癒を有意に促進した(図3、4)。組織学的試験では、3日間毎日、実施例に係る懸濁液で創洗浄することで、感染創部での肉芽組織形成と血管新生が促進された(図6、表2)。加えて、当初の3日間おのおの消毒液で洗浄した全感染創、及びその後のdays4-9の間、実験で用いたヘアレスラットには問題となるような合併症は認められなかった。これらの結果は、当初の3日間に制限した感染創傷の、実施例に係る懸濁液での洗浄は、創傷治癒を遅延することなく、不全患者の慢性創の感染を予防する臨床使用の可能性があることを示唆する。比較例に係る次亜塩素酸水、 ポピドンヨード溶液のような臨床現場で使われている消毒薬は、殺菌活性のために必要な高濃度では、創傷治癒にかかわる細胞に対して細胞毒性があり、正常な創傷治癒を遅延させることが示されている。したがって、創傷治癒を阻害することなく細菌数を減少させる局所殺菌剤の開発が、慢性創傷治療の課題である。
Claims (4)
- 炭酸カルシウム及び/又は水酸化カルシウムを含有する貝殻を焼成して一次焼成物を得る一次焼成工程と、
一次焼成物を微粉砕する微粉砕工程と、
一次焼成物を再度焼成して二次焼成物を得る二次焼成工程と、
二次焼成物を真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下にて外気温まで冷却させる冷却工程と、
を有することを特徴とする、酸化カルシウム含有焼成物を含む、緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤の製造方法。 - 前記貝殻がホタテ貝殻又はカキ貝殻である、請求項1記載の製造方法。
- 示差熱熱重量分析(TG-DTA)で測定される酸化カルシウム含有率が95重量%以上であり、また水酸化カルシウム含有率が5重量%以下であり、
蛍光X線分析法(XRF)で測定されるカルシウム元素含有率が95atom%以上であり、
X線回折分析法(XRD)で測定される酸化カルシウム含有率が95質量%以上であり、
平均粒径が20μm以下であり、
BET比表面積が0.5m2/g以上3.0m2/g以下である、貝殻を焼成して得られた酸化カルシウム含有焼成物である
ことを特徴とする緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤。 - 前記貝殻がホタテ貝殻又はカキ貝殻である、請求項3記載の緑膿菌感染創の消毒剤又は創傷治癒剤。
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