JPH034848A - 植接用片として使用する膜の改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外科的組織移植として使用することを意図］る
膜を改良する方法に関する。詳細には、本発明は鼓ｉｏ
修復に使用するための膜の改良に関づる。

天然及び合成の両物質から形成した膜は損傷した天然組
織を修復するために移植及び組織移植としての用途が知
られている。例えば、穿孔した鼓膜の外科的修復（すな
わち、鼓膜形成外科）において、代置膜が穿孔を覆うた
めに損傷した鼓膜の上に置かれ、Ｌ１は適当な場所に植
接用片を保持するために外科手術用ガーゼ等で湿布され
る。やがて、天然組織は応答し゛Ｃ周囲の組織に植接用
ｒ１をうまく融合する。

鼓膜形成外科に有用な多くの材料の接着性が低いために
、外科手術工程中及び後に問題が生じる。

外科手術それ自身の間じゆう、植接用片の正確な配置は
しばしば困難であり、代置膜の滑りやすい性質はそれの
取扱いを難かしく覆る。さらに、たとえＩＩが適当な場
所に代置膜を維持するために外科用ガーゼで湿布されて
いても、頭部全体の動きは穿孔に関して材料の滑りを引
き起こり。

湿布工程自身さえ代置膜を適切な位置から移動さ１！る
。また、代置膜の周囲の天然組織への融合は遅くかつし
ばしば不完全である。

それゆえに、本発明は膜に孔をあけることを含む組織の
修復に使用するだめの代置膜に特定のきめを出す方法で
ある。膜中の一つ又はそれ以上の孔はその孔の内側に天
然１１織が成長することを可能にし、それによって膜を
周囲の天然組織に固着する。穿孔工程の結果表面から突
き出る膜の材料は天然組織上の適当な位置に膜を機械的
に固着するのに役立つ。Ａ発明はよｌζ膜の表面から突
き出る取っ手を有する膜を提供することを含む組織の修
復に使用するための代置膜を改良する方法でらある。膜
を穿孔された鼓膜を修復づるために使用するとき、取っ
手は膜を穿孔中に挿入しそ１ノで膜を正確な位置に配置
するための便利な手段を提供する。

天然組織の修復に有用な粘着性のある膜ならなんＣｔ）
本発明に関して有用Ｃある。この様な膜は、受容者から
移植された組織（ずなわち自家移植片）、同種の個体か
ら移植された組織（すなわち、同種移植片）、あるいは
ｙ４種の個体から移植された組織（すなわち、異種移植
片）を含む。筋膜、脂肪、軟骨膜や軟骨のようなグルタ
ルアルデヒドで処理されうる天然組織に加えて、乳酸の
重合体、シリコン、ポリウレタン、ダク１０）ン、ポリ
テトラフルオロエチレンのような合成物質ちまた有用で
ある。好ましくは、膜は、結合していないリジンイプシ
ロンアミノ基が、カルボニル基、スルホニル基、カルバ
モイル 性剤と結合するカップラーのカルボニル基、スルホール
基、又はその組合せによってそのリジンイブシ１０）ン
アミノ基に結合した変性コラーゲンの間に深く浸透して
いる架橋分子により作られたる生成物を含む人口膜であ
る。本発明によって使用される好ましい膜は結合し、好
ましくは変性した」ラーゲン分子によって作られている
。本発明による０川な結合し変性したコラーゲン分子及
びその製造方法は、米国特許用４．７１３．４６６号及
び第４．８８３．８６４号に開示されている。

カップラーのカルボニル基、スルホニル基、又はその組
合せは、１＜が非置換又はハロゲン又はＣ　　　のカル
ボ４シ、アルキル １〜４ で置換されたＣ２〜２ｏの飽和又は不飽和脂肪族、芳香
族、脂肪−芳香族でありへテロ原子が酸素、硫黄又は窒
素である０〜５個のへテロ原ｆを有する［（基を介して
一緒に結合している。好ましくは、カップラーは、式−
Ｃｏ−ＣＨ　　−ＣＨ２−Ｇ。

又は、Ｇｏ−ＣＩ＋２−ＯＨ２−ＣＩ＋２−Ｇｏ−を有
する。変性剤は、式、１犬ＣＯ，ＲＮＨＣＯ−Ｒ　Ｎ　
ｌ−Ｉ　Ｇ　Ｏ　−　、　Ｒ　Ｓ　Ｏ　２−又はＧＯＯ
Ｒ’　ＣＨＯ目Ｃｌ　（ＣＯＯＲ’　）−を右する。た
だしＲは非置換又はハロゲン、Ｃ　　　の１〜４ アルキル又はアルコキシで置換されており、ヘテロ原子
が酸素、硫黄、窒素である０〜５個のへテロ原子を有す
るＣ　　　の飽和又は不飽和脂肪族２〜２０ 又は芳香族Ｊｊであり、１７′　は水素、ナトリウム、
カリウム、又はリチウムである。好ましくは、変性剤は
、式Ｒ・−Ｎ　ｌ−１　−　Ｇ　Ｏ、より好ましくはＣ
Ｈ３　（Ｃｌ−１２）３−ＮＨ−Ｇｏを有する。カップ
リングは、ｐＨ約８以」−、湿度的Ｏ〜３５℃で、水性
媒質中でカルボン酎ハロゲン化物、ハロゲン化スルホニ
ル、無水物及び反応性活性エステルからなる群から選ば
れる多官能性アミン反応性薬剤と天然のコラーゲンの反
応によって行った。好ましくは、多官能性アミン反応性
薬剤は」ハク酸二塩化物又はグルタル酸二塩化物である
。好ましくは、天然コラーゲンのｆｆ１Ｍに対して用い
られる多官能性アミン反応性薬剤の割合は約１／　１０
０　〜６／１、より好ましくは約１７５０〜２／１に変
化する。変性は天然コラーゲン分子をｐＨ約８以上、温
度的０〜３５℃で、水性媒質中で、無水物、酸ハロゲン
化物、ハロゲン化スルホニル、活性エステル、イソシア
ナート、］ハク酸エポキシ化物からなる群から選ばれる
アミン反応性薬剤で反応させることを含む。好ましくは
、単官能性アミン反応性薬剤ｔよｎ−ブチルイソシアナ
ート又はロハク酸エポ４シ化物である。天然コラ−ゲン
の量に対して用いられる一官能性アミン反応性薬剤の重
石比は約１／１００−１０／１　、より好ましくは約１
／１０−　１／１である。カップリングと変性は、任意
の順に、又は同時に行なえる。

変性は、好ましくは温度的４０〜１２０℃で水性ムしく
は非水性媒質中でカップリングされ、好ましくは変性さ
れたコラーゲン分子を加熱して行った。加熱は正常なコ
ラーゲンのへリックスをとぎほぐし、そのリジンイプシ
ロンアミン基で結合した一本の撚り合わＵたコラーゲン
分子を生成する。冷ｆＪ１すると、溶液は露出したー・
本の撚り合せしたコラーゲンのレグメントをもつ水素結
合したα−ヘリックスの深く浸透している網状組織を含
有すると考えられるゲルを生成する。

したがって加熱した］ラーゲン分子は適切な型を用い、
次いで冷ね１、ゲル化してノイルムのような所望の形に
鋳造する。そのゲルの望ましいＰノさは約０．１２７ｃ
ｍ〜１　、２７ｃＪＲ，より好ましくは約０．２５４ｃ
ｔｒｔ−０，６１３ｃｍである。冷却後、深く浸透し、
変性した〕ラーゲン分子を架橋し鼓膜の修復に有用な人
工膜を生成する。

好ましくは、ゲルは脱水され、〕ラーゲン分子の多少の
架橋を引き起こすことが考えられる。脱水後、膜は好ま
しくは約０．１〜０．５ｍｍ、より好ましくは約０．１
５〜０．２５＊＊の厚さを有りる。好ましくは、脱水後
、分−ｒはさらに架橋し、膜の破裂強度が僧大する。そ
の上架橋は、好ましくは化学架橋剤で処理したり１−分
な化学放射線にさらりことによって行なわれる。有効な
架橋剤としてはカルボン酸ハロゲン化物、ハ（１ゲン化
スルホニル、無水物、及び反応性エステルのような多官
能性アミン反応性薬剤が挙げられる。このような薬剤の
例は前述の米国特許第４．７１３，４６６号に開示され
ている。化学架橋剤を用いる方法は、熟練した職人には
明白である。好ましくは、化学架橋は、架橋剤の加水分
解を防ぐために、非水性の系を用いて行われる。例えば
、膜１グラムについて、約ｏ、ｏｏｉ〜０．１モルの架
橋剤、好ましくは、約０．００５〜０．０５モル／ｇの
量の塩化スクシニル、生のものか、ピリジンもしくは′
Ｒ橋反応の時に発生する塩化水素を中和する他の適当な
有機塩基に膜を浸漬した。代わりに化学的架橋は、用い
られる特別な薬剤の加水分解速度に依存してＤｌｌを８
〜１０に保ち、！１Ａ１９につき、約０．０５〜０．５
モルの架橋剤を用いて水性媒質中でｈえる。有効な形の
化学放射線としては、紫外線、γ線、電子線が挙げられ
る。膜に放射線を使用する方法と線源は熟練した職人に
は明らかなことである。架橋後、膜は好ましくは洗浄さ
れて非反応薬剤を取り除かれ史に鼓膜の修復に用いる前
に、例えば、加圧蒸気殺菌器で処理するか又はγ線、又
はエヂレンオキシドにさらすことで殺菌した。

本発明に従って使用するために好ましい人工膜は使用す
る萌に任意に洗浄し精製する。例えば、加熱前や後で冷
却前に、カップリングし、変性した］ラーゲン分子溶液
をｉ！！過して微粒子を取り除く。変性後の過程のどの
段階でも、例えば注射液用無菌水、高純度の７１？トン
又は他の適当な溶剤もしくは混合溶剤を用いる抽出精製
を使用できる。

膜自体の大きさは、意図する用途によって変わる。人間
の鼓膜修復に用いるときは、膜は好ましくは約２０〜５
００μｍ、より好ましくは約４ｂ〜１５５μｍの厚さを
有し、その長さ及び巾の４法は鼓膜の孔より僅かに大き
く、膜の片面に好ましくは３〜ｂＯＯ＃１ｌ１２０表面
積をもたらす。水相可能な物質を膜として使用するとき
、前述の範囲は、膜が十分に水和される時、すなわち３
７℃でψ衡に達するまで生理的緩函液に浸した後に決定
する。本発明の股に熟練した職人には明白である装置を
使用し、様々な方法で孔をあける。例えば、膜は最初に
高く突き出たスパイクを通した孔のある皿状の形に注型
する。膜が皿状の形となった後、スパイクを孔から引き
戻し、穿孔した膜を残す。

熱可塑性の膜のため熱棒（ｈｅａｔ−ｓｔａｋｉｎｇ　
）過程（加熱した針金を使用覆る）を孔をありるのに使
用する。好ましくは、膜は板に取り付けたピラミッド型
のスパイクの鋳型に押し付りて形成した結果孔があく。

この方法で膜に孔をあけることにより第１図、第２図に
示すように膜の孔の周囲にできた粗い縁は、°膜を表面
組織にくっつける鉤のような役目をする。孔の大きさ、
数、配列は組織の強さ、水及び空気の不透過性の所望度
、組織の表面に膜を付着させるための角張った縁を作る
ことに基づいて変わる。

好ましくは、孔は最小の横断水法が約５０μ亀以上、最
大の横断水法が約４００μｍ以下である。

より好ましくは、スパイクを設計し、繊維芽細胞の位置
移動と再生を十分可能にする大きさで、膜が水の障壁と
して作用するのに部分なくらい小ざい孔を躾に作るよう
に膜に圧力を加える。それ故、孔はより好ましくは繊維
芽細胞の位置移動と再生の最適条件速度をもたらりよう
に設計した約１４０μｍ以上の最小横断寸法と、膜が無
圧状態で水の障壁として作用することが可能な約２５０
μｍ以下の最大横断寸法をもつように膜にあけられる。

任意の数の孔が膜にあり、任意の所望の形に、膜の表面
に配列される。好ましくは、孔はその中心から測って約
２００〜６００μｍ１より好ましくは約３００〜５００
μｍ離れて正方形の格子状に配列される。第１図、第２
図に示すように孔は約１５０μｍの大きさで、約５００
μＴｒｔＩＩｌれて正方形の格子パターン状に位置して
いる。好ましくは、孔の縁は高さを持ち、すなわち膜の
表面から約２５〜５００μ瓦、より好ましくは約５０〜
１５０μｍ１最も好ましくは約１００μｍ突き出ている
。

本発明による膜に設りられた取っ手は様々な形を有し、
様々な組織共存物質で作られ、関係する外科手相、使用
する膜物質、用いる手術道具により様々な方法で膜につ
けられる。好ましくは、取っ手は生物分解性物質で作る
。有用な生物分解性物質としては乳酸重合体、ガラクト
酸重合体、乳酸／ガラクト酸共重合体、ヒトＯキシ醋酸
重合体、ジオキサノン重合体、コラーゲン、］ラーゲン
誘導体、ガツト誘導体、ポリウレタン、ボリテ１〜ラフ
ルオロエヂレン、グルタルアルデヒド処理組織、及びシ
リコンのような少なくとも一つの加水分解性エステル、
アミド、エステル−アミド結合を有する重合体が挙げら
れる。例えば取っ手は膜を通り扱けまた戻る医学グレー
ドの縫合糸でありえて、糸の両端をひくことによって膜
は本来の場所に保持され、糸の一端をひくことによって
取っ手を外科手術移植の後に膜から取り除くことができ
る。本発明による好ましい膜を用いるときに、縫合糸の
一部は固定するものを与えるために糸の一部を膜を形成
する溶液中に十分埋め込みながら、効果的な良さの糸を
冷却溶液の中心から軸り向に突ぎ出るように、変性した
コラーゲン溶液中に都合よくセットする。膜形成後、縫
合糸は膜の不可欠な部分である。縫合糸の取っ手を第３
．４９５図に例示する。第３図に示すように縫合糸２の
一端４は膜１に埋め込んである。第４図に注］コすると
、縫合糸２の両端４は膜１に埋め込んであり、■した環
のような取っ手を形成している。

開じた環の取っ手は、また第５図に示されていて、第５
図では連続した縫合糸６の一部が膜１に埋め込んである
。縫合糸の代わりに第６図に示づように、取っ手を膜と
同じ物質の細長い切れはし８で作ることもでき、その端
１０は膜１に埋め込んである。代わりに膜と取っ手は同
じ物質から一部の断片の形をとり単一構造を形成し、１
なりも膜と取っトの形の鋳型が使用される。添付図に丞
すように取っ手の大きさと形は変化する。−膜内には、
それは長さをもつ物質のｍ長い切れはしで、ずなわら膜
の表面から約１００〜２０００μｍ１より好ましくは約
１５０〜１０００μｍ突き出ている。

取っ手は膜の横の面のどの位置にもありうるが、好まし
くは４能な限り膜の中央に近い位置がよい。

本発明をより明瞭に記述するために、以下の無限定の実
施例を提示する。実施例において全ての割合と百分率は
別に示さない限り１潤表示による。

実施例１ 膜の変性」ラーゲンを用いて製造した。結合し、変性し
た＝１ラーゲンを層流フードのもとて無菌技術を用いて
、化学カップリング剤、続いてアミン変性剤を添加して
製造した。約５００Ｉｄの冷却した（４℃）　Ｖｉｔｒ
ｏｇｅ−標］ラーゲン　タイプＩ溶液（Ｃｏｌ　Ｉａｏ
ｅｎ　Ｃｏｒｐ、　）をガラスの反応容器に注いだ。溶
液のｐＨは５規定及び１規定の水酸化ナトリウムに加え
て９にした。約４〜８℃で溶液を激しくかきまぜ、塩化
スクシニル０．２８ｇを溶液に一度に加えた。反応を２
０分間続行させ、その間に徐々に必要なら１規定水酸化
ナトリウム溶液を加えてｐＨを９．０〜９．３５の範囲
に保った。

上記のようにして得た生成物を結合した］ラーゲン分子
の露出したアミノ基と反応する試薬で変性させた。溶液
をはげしくかきまぜつづけ、０．３５ＳＪの生のブチル
イソシアナートをできるだけすばやく反応容器に加えた
。反応を１時間続行させ、その間、Ｉ’ｌｌを必要なら
１規定水酸化ナトリウム水溶液を加えて、９．０〜９．
２５の範囲に保った。反応が進行するにつれて溶液を徐
々に室温に暖めた。それから溶液のｐＨを６規定の塩酸
を加えて、ゆっくり低）させると、変性コラーゲンが沈
殿した。酸を溶液の濁りが増えなくなるまで、（通常ｐ
Ｈが約４．０〜４．７）加えた。溶液を５分間かきまぜ
続けた。生じたー」ラーゲンスラリーを４℃で約１０，
０ＯＯＧ　（遠心管の底で測定して）の力を生じるのに
十分な速さで遠心分離を行ない、その上澄み液を取りの
ぞいた。生じたコラーゲンの沈殿は全体積が２４０−の
コラーゲン懸濁液に無水の発熱物質を加えて洗浄しｐＨ
を、必要なら、１規定塩酸か、１規定水酸化ナトリウム
を加えて、４．５〜４．７の範囲に調節した。

中和したコラーゲン懸濁液は、４℃、約１０，０００ｒ
ＤＩｌｌ（遠心管の底で１６．０ＯＯＧ）で１０分間、
遠心分離を行った。上澄みを取り除いた後、この手順を
３回くり返し、計４回洗浄した。最終コラーゲン濃度は
、はぼ２重量％に調節した。洗浄し、変化したつラーゲ
ン生成物は次いで湯浴で１時間、約６０〜８０℃に加熱
して変性させた。

そしてその物質を必要なら１規定水酸化犬トリウムで中
和し、１）ＩＩを７．０〜７．２の範囲にした。

温かい変性−」ラーゲン溶液約６．０蔵を直径６ｃｒｓ
の無菌の平底ポリテトラフルオＬｌエチレン皿に移した
。

その側面は、そのあと膜の取りはずしを容易にするため
に底から外側へ向かって約５〜１５度に機械加工してあ
り、そして皿の底は膜の表Ｗ１に約１．２７μｍの浮彫
的効果を創り出すように粗く機械加工した。皿は無菌の
ベトリ皿でおおい、２５分間外界条件に放置しくほぼ２
３℃）、変性」ラーゲンはゆっくり冷やして、ゲルにし
た。おおわれた皿は、総体積約７０１のあらかじめ窒素
で掃引した箱に移した。１分間に約１２〜１５１の流速
の窒素゛Ｃその物質を約２４〜３６時間乾燥して約０．
０５８ｍの９さの脱水膜を形成した。

膜を４時間アルミハクの上で、１５ワツト、２５．４ｎ
−の紫外線源から１５〜１６α離しておいた。

次いで膜を１５０１ｄｌ１７１高純度アセトンに浸漬し
・て最低２時間おだやかに撹拌して精製した。投入した
アセトンは静かに傾けて取り除き、洗浄／抽出工程を２
回くり返した。

膜はブンチラの鼓膜にある３ｍの孔の修復に使用した。

膜を無菌の発熱物質のない水でぬらし、切断をしやザく
するために５分間水和した後、ステンレス鋼の孔あけ器
とポリテトラフルオロエチレン扱に押しつける小さなア
ーバ〜プレス切断を用いて直径１ｃＩ４の円板を膜から
切り取った。それから円板に特定のきめを出して、皿上
に正方形のパターンに５００μｍ離れて固定したピラミ
ッド状のチタンの、底辺で約１５０μｍ２で高さ約１５
０μｍのスパイク上に押しつりで膜に孔をあけた。それ
から円板を少なくとも１時間乾燥ざぜた。

乾燥後膜を適当な包みに封入し、０．５〜０．６８ｒａ
ｄのγ線に照（ト）して滅菌した。

外）１的修復は麻酔をかけたヂンブラの水泡に以下の方
法を行うことにより開始した１、鼓膜の孔の縁はきらん
と整えられていて、１．５ｍ巾の範囲でハーフ・ハウ（
ｈａｌｆ−Ｈｏｕｏｈ）　ｎを用イテ上皮をはぎ取った
。人工膜の円板をその滅菌した封から取り出し、例えば
破られた鼓膜の損なわれていない縁に接触する少なくと
も３．４Ｍ又は鼓膜の孔の約１．５倍の直径のような適
当な直径に切り取った。切り取った膜を孔の上に置き特
定のきめを出す間に形作られ、円板の突き出た部分をも
つ面を鼓膜組織に対面させた。１０分間でフィブリンの
生成は円板の孔の中で完全に進行した。水泡には外科用
ガーぜを全くあてなかったにらかかわらず、：ｆ術後的
１０分〜１ｈ間の間に行なわれた動物の粗っぽい勅、き
は円板を動かさなかった。

モデル６Ａ鼓膜計（ｔｙｐａｎｏｍｅｔｅｒ）（Ｈａｉ
ｃｏ社）を用いて、数日後鼓膜検査（ｔｙｍｐａｎｏｍ
ｅｔｒｙ）を行ったが正常に近い鼓膜機能を示した。３
０日後取り除いた移植組織片の組織学的評価は、移植細
胞間質の中に新しいタイプ■コラーゲンの沈殿だけでな
くその範囲のｖａＮ芽細脳細胞溶浸した。

実施例２ 実施例１と１４様に製造した特定のきめを出した円板を
、猿の鼓膜にある２、５　ｍｍの孔を閉じるのに使用し
た。■、Ｅ管を交差する方法を、麻酔をかけた猿の損（
具した鼓膜に行い、孔の縁を整え上皮をぞの外周に折り
返した。円板を切り取り実施例１のように中１：［側か
ら孔の上にｉｄいた。それから上皮の縁を円板の上に折
り重ね、１０分間フィブリンを生成させて孔の内側に生
じさせた。動物の粗っぽい動きは外科用ガーゼを当てな
くてさへ円板を移動させなかった。

実施例３ 実施例１のように製造した孔がなく約１００μｍのｊ！
７さを持つ膜を切り取り、長さ約１ｒＩ！ｎ、巾０．２
５ＨＲの１１１％い切れはしを作り、次いＣ中央で９０
度に曲げ折り目を付（づて取っ手を形成した。

取っ手の一端は実施例１と同様に製造注型したコラーゲ
ン溶液の中に、もう一端がこの溶液から直角に突き出る
ように埋め込んだ。この位置に取っ手を保持しながら溶
液を実施例１と同様にゲル化し、乾燥させ、ｔｒｉ　ｒ
Ａ￥Ａを照射し、ｇ製した。完成した膜を第５図に示す
ように所望の大きさに切り取り取っ手のある膜を作るこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の膜を５００倍に拡大した電子顕微鏡
写真であり、特に膜中の孔の形状及びその縁部の形状・
構造を示し、第２図は、本発明の３０００倍に拡大した
孔のあいた膜の電子顕微鏡写真で第１図と同じく孔の形
状及びその縁部の形状・構造を示すものである。第３図
、第４図、第５図及び第６図は本発明による取っ手を持
つ膜の異なった実施態様の斜視図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）穿孔の最小寸法が約５０μｍ以上でしかも最大寸
   法が約４００μｍ以下である少なくとも１個の穿孔を有
   する組織移植に有用な粘着性の膜。
2. （２）穿孔が膜から突き出るヘリを有する請求項１記載
   の膜。
3. （３）薄膜の厚さが約０．１〜０．５ｍｍである請求項
   １記載の膜。
4. （４）さらに膜の表面から少なくとも約５００μｍ突き
   出る取っ手（ｈａｎｄｌｅ）を有する請求項２記載の膜
   。
5. （５）膜の表面から少なくとも５００μｍ突き出る取つ
   手を有する組織移植に有用な非毒性膜。
6. （６）取っ手はヘリが膜に固着されている縫合線を含ん
   でいる請求項５記載の膜。
7. （７）組織移植に有用な非毒性膜を穿孔する工程を含む
   方法。
8. （８）最小寸法が約５０μｍ以上でしかも最大寸法が約
   ４００μｍ以下である少なくとも１個の穿孔を得るため
   に膜に孔をあけることを含む請求項７記載の方法。
9. （９）穿孔が板から突き出る平行な、ピラミッドに類似
   したスパイクを使用して達成され、約２００〜５００μ
   ｍ離れて位置する請求項７記載の方法。
10. （１０）鼓膜に膜を外科的に使用することを含む哺乳動
    物の鼓膜の修復方法において、その膜が請求項１〜６の
    いずれかに記載の膜を含むことを特徴とする鼓膜修復の
    改良方法。