JPH03503371A - 内臓手術用パッチ - 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】 内臓手術用バッチ 本発明は、内臓手術用パッチを製造するためのコラーゲンを主成分としたバイオ 物質の応用に関するものである。

内臓手術では、内臓の癒着（癒合）不良に起因する術後事故がしばしば起きてお り、この内臓の癒着不良が内臓手術、特に消化器手術による主たる死亡原因およ び罹病原因となっており、また、手術費を高くしている原因である。

しかし、この内臓癒着問題に対する満足できる解決法はまだ発見されていない。

しかも、この癒着の問題は攻撃的環境下では重大な問題となる。例えば、消化器 の層管の場合や、細菌感染または化学な攻撃を受ける場合、特に胆汁の攻撃を受 ける場合には重大になる。

外科の多くの専門分野では、絶えず進歩するバイオ物質を使用するようになって きたが、内臓外科、特に消化器外科ではバイオ物質の使用がほとんど無かった。

本発明の目的は上記の問題を解決して、攻撃的環境下でも内臓を良好に癒着でき るバイオ物質からなる内臓手術用パッチを提供することにある。

本発明の他の目的は容易に接着できるバイオ物質からなる内臓手術バッチを提供 することにある。

本発明のさらに他の目的は、完全に生物分解可能で、修復すべき壁と一時的に置 き換わるることによって、優れた封止効果と止血効果とを示すバイオ物質よりな る内臓手術用パッチを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、組織内に自然に存在する化合物に最小限に変性して 得られるバイオ物質よりなる内臓手術用パッチを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、乾燥状態でも生理的液体中で再水和させた後でも物 理的強度を有し、しかも、化学的毒性が全くないバイオ物質よりなる内臓手術用 パッチを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、有機体の細胞を用いて容易にコロニー化可能なコラ ーゲンのみ、またはコラーゲンとゼラチンとで構成されたバイオ物質よりなる内 臓手術用パッチを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、患者にとって完全に許容できるバイオ物質よりなる 内科手術用バッチを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、十分な量で得ることのできるヒトのコラーゲンを主 成分とするバイオ物質よりなる内臓手術用パッチを提供することにある。

本発明では、内臓手術とは、特に消化器の手術すなわち、食道、胃、十二指腸、 腸、直腸、膵臓および肝臓−胆管の手術の外に、気管、泌尿生殖器系および神経 外科の手術を意味するものと解釈しなければならない。

本発明の対象とする内臓手術用パッチは、互いに積層された且つ緊密に結合され た２層のコラーゲン層、すなわち、線維コラーゲンの、好ましくは接着性のある 多孔質層と、コラーゲンおよび／またはゼラチンの膜（フィルム）とで形成され たバイオ物質によって作られていることを特徴としている。

このバッチは、十分な機械的特性を保持した状態で、その全体の密度が約８ｍｇ ／ｃｏ！以下の場合に特に効果が得られ、この必要条件を満たすバッチが好まし い。

特に、上記多孔質層の密度が約２■／ｃＩＩＦであり、上記膜の密度が約１■／ ｃｎｆであるバッチが特に好ましい。

線維コラーゲンとは、凍結乾燥またはアセトン処理後の乾燥状態においてコラー ゲンの形態が顕微鏡で見られるものを意味する。なお、可溶化後には顕＠鏡で見 える線維が存在しない■型コラーゲンのようなある種のコラーゲンも含まれる。

本発明の１実施態様では、バッチと同じ形状き寸法の！Ｉ維層上に上記コラーゲ ン膜となるコラーゲン溶液を塗布し、上記線維層の少なくとも一部分を上記溶液 で含浸することによってバッチが得られる。

本発明の他の実施態様では、上記コラーゲン膜となるコラーゲン溶液をコラーゲ ン線維層上に塗布し、この層の少なくとも一部分をこの溶液で含浸させて得られ るバイオ物質のシートをバッチの寸法および形状に切断することによってバッチ が得られる。

本発明で用いれるコラーゲンは、未架橋のもの、またはわずかに架橋したもの、 特に過ヨウ素酸による処理したもの、例えば、フランス国特許出願第２．６０１ ．３７１号に記載の過ヨウ素酸化でわずかに架橋させる方法等で処理して架橋さ れたものにすることができる。この方法は毒性を生じさせる危険性は全くない。

本発明では、架橋コラーゲンと未架橋コラーゲンとの混合物を用いることもでき る。

コラーゲンの種類は、希望する生物分解の度合いによって選択される。

上記の線維層およびその上の層として用いるコラーゲンとしてはヒトのＩ型、■ 型または■型コラーゲン、またはこれらの混合物が好ましい〔アンスティチコ　 メリュ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔ１６ｒｉｅｕｘ）によるフランス国特許出願第２．５ ９７．４９９号および２、５８６．７０３号参照〕。

このコラーゲンは、フランス国特許出ｌｊＩ第２．６０１．３７１号に記載の方 法によゲで酸化されていてもよく、または、酸化されていなくてもよい。酸化さ れたものをそのまま用いてもよく、また、酸化されでいないコラーゲンとの混合 物として用いてもよい。

未酸化のコラーゲンに対する酸化コラーゲンの割合は０〜１００％であるが、好 ましい割合は酸化コラーゲンが２０％で、未酸化コラーゲンが８０％の場合であ る。

本発明の他の実施態様では、上記膜がＩＩＩ＋１型に富む可溶性コラーゲンによ って形成される。

また別の実施態様では、上記膜中のコラーゲンがゼラチン（コラーゲンから得ら れる物質）に置き換えられている。

上記膜は、湿分の移動およびその他の交換作用が極めて正確に自然の状態を再現 するものであることが好ましい。より正確には、上記の膜は、溶解ガスを含むイ オンおよび代謝物質に対して透過性があり、蛋白質およびバクテリアに対しては 不浸透性である。

直接患者に接触させなけせればならないバイオ物質の場合には全て、上記線維履 用コラーゲンの場合でも、上記膜用コラーゲンの場合では、ヒトのコラーゲン、 特に胎盤から得られたコラーゲンであるのが好ましい。

上記膜の厚さは、好ましくは５〜２５０ミクロン、特に、１０〜５０ミクロン、 例えば、乾燥状態で２０−、クロンである。湿った状態での厚さは、好ましくは １０〜５００ミクロン、特に２０〜１００　ミクロン、例えば、約４０ミクロン である。

上記線維層の厚さは、ｉｏｏ　ミクロン〜８ＩＩｌｒａが好ましく、特に乾燥状 態では約１−１湿った状態でも実質的に同じである。

上記膜は、湿った状態では１５〜７０％のコラーゲンを含み、乾燥状態では４０ 〜１．００％のコラーゲンを含むのが好ましい。

線維層は、湿った状態でも乾燥状態でも２〜３０％、好ましくは５〜２０％のコ ラーゲンを含むのが好ましい。

以下、実施例によって本発明の詳細な説明するが、これらの実施例は本発明を何 ら限定するものではない。バイオ物質のシートを製造し、その後、所望のバッチ の形と寸法に応じてそのシートを裁断することもできるし、所望のバッチの形と 寸法を有するバイオ物質を直接製造することもできるということはもちろんであ る。以下の実施例は後者の方法でバイオ物質のバッチを直接製造した。バッチは 正方形で、その寸法は約５ｘ　７Ｘ０．０ｇとした。

線維層の製造 Ｉ型、■型またはＩ＋ｌＩ型のコラーゲンの酸性溶液から、好ましくは、燐酸ナ トリウムを用いて沈澱させる。次に、この沈澱物を冷凍し、凍結乾燥させる。得 られた圧縮物を固めて、線維性層を製造する。この層の外観は、ｐＨが中性の多 孔性な極めて密な薄い脱水されたシートである。

変形例としては、過ヨウ素酸で酸化されたコラーゲン、場合によってさらにグリ セリン等の架橋剤を含む■型コラーゲンの中性溶液を出発原料とし、冷凍乾燥さ せ、圧縮物に固めて、線維層を製造する。

実施例ｌ Ｎａ２１１ＰＯｓ　（０，２Ｍ、　ｐ　Ｈ７，５）　１容量を、蒸留水中に０． １．２５％１度の溶かしたＩｎ＋Ｉ型コラーゲンの酸性溶液（フランス国特許出 願第２．５９７．４９９号に記載の方法によって製造した■＋１型コラーゲン） ９容量に２０℃で混合すると沈澱が生じる。

沈澱は２０℃で４〜１５時間続く。遠心分離によって沈澱物を回収する。

次に、沈澱物の濃度をコラーゲン０．５〜３％およびグリセリン０．５〜３％に 調節してから冷凍し、凍結乾燥させる。

これを圧縮物して固め（寸法は５ｘ　７Ｘ０．８　ｅｌｌ）　、はとんど親水性 のない線維シート（寸法ズは５ｘ　７Ｘ０．８　Ｃ！＋１）を得る。

実施例２ ２０℃で蒸留水中の濃度が０．１２５％の■＋Ｉ型コラーゲンの酸性の溶液（フ ランス国特許出願！　２，５９７．４９９号に記載の方゛法によって製造したＩ ＩＩ＋Ｉ型コラーゲン）に、振盪しながら過ヨウ素酸溶液を添加して、最終濃度 を０．００２Ｍにする。

室温で２時間振盪した後、ＮａＪＰ口、　（０，２Ｍ、　ｐＨ７，５）　１容量 を、ＩＩＩ＋Ｉ型コラーゲン９容量に添加すると沈澱が起こる。

この沈澱は４〜１５時間続き、その沈澱物をナイロン布または遠心分離で回収す る。

さらに、この段階の後に、沈澱物を洗浄する段階を加えることができる。

以下、実施例１と同様の沈澱後、の段階を実施する。

実施例３ この実施例は牛のＩ型コラーゲンについて行う。操作は実施例１と同様である。

実施例４ この実施例は過ヨウ素酸化によって架橋した牛のＩ型コラーゲンについて行う。

操作は実施例２と同様である。

実施例５ グリセリン２％と酸化されていない■型コラーゲン２％とを含む中性水性溶液を 出発原料とする。冷凍し、凍結乾燥させて固めて圧縮物を得る。

実施例６ グリセリン２％とコラーゲン２％とを含む水溶液、すなわち、酸化されていない ヒトの■型コラーゲン８容量と酸化されたヒトの■型コラーゲン２容量とを出発 原料とする。冷凍し、凍結乾燥させ、固める圧縮物を得る。

実施例７ １％の酸化したヒトの■型コラーゲンにヒトのＩ＋ＩＩＩ型コラーゲンを混合し た、フィブリル状または粒子状の濃度が１０〜３０■／−のコラーゲン水溶液を 出発原料とする。冷凍し、凍結乾燥させ１、固める圧縮物を得る。

バイオ物質の製造 上記の架橋または未架橋の極めて稠密なコラーゲンシート上に以下のものを塗布 する： 実施例８ 重量／容積濃度が５％以下のヒトの■型コラーゲン水溶液と、酸化されたヒトの ■型コラーゲン水溶液（フランス国特許出願３１Ｅ　２，６０１．３７１号に記 載の方法によって酸化されたコラーゲン）とを０−１００％の割合でした混合物 ２〜１０献。

これをフード下で無菌薄液にして脱水すると、コラーゲンのみからなるバイオ物 質が得られる。次に、このバイオ物質を殺菌する。これらの脱水と殺菌段階は、 以下の実施例でも行われるが、繰り返して説明はしない。

以下の実施例において、冷たいコラーゲン溶液では最も低い濃度（０，２〜１％ ）が好ましく、微温のゼラチン溶液では最も高い濃度（１〜５％）を使用するこ とができる。

実施例９ 濃度０．２〜５％の酸化されていないヒトの■型コラーゲン水溶液２〜１０献。

実施例ＩＯ 濃度０．２〜５％の酸化されたヒトの■型コラーゲン水溶液２〜１０ｍｆ。

実施例１１ 濃度が１％のヒトのＩＩＩ＋１型コラーゲン６０〜９５容景％と、酸化されたヒ トの■型コラーゲン４０〜５容量％とを含む溶液２〜１０ｒｎＩ！、。

実施例１２ 濃度０．２〜５％のヒトのＩＩ［＋Ｉ型コラーゲン水溶液２〜１０艷。

実施例１３ 濃度が０．２〜５％の酸化されたヒトのＩ［［＋Ｉ型コラーゲン溶液（フランス 国特許出願’ＪＥ　２，６０１．３７１号に記載の方法によって酸化されたコラ ーゲン）　ＬｏＷｄ；！。

実施例１４ 実施例８と同様の割合で、酸化したヒトの■型コラーゲン゛または酸化した牛の Ｉ型コラーゲンの混合物または混合していない牛のＩ型コラーゲン溶液１０ｄ０ 上記のコラーゲンまたはゼラチン溶液を脱水した線維構造物上に塗布する（流す ）方法によって、この溶液を線維構造物に一定量含浸させることができる。この 構造物全体を脱水すると、機械的強度が極めて優れた層間結合が達成される。

こうして得られた脱水および殺菌されたバイオ物質は、必要ならばいつでも、生 理的食塩水で再水和させることができる。この再水和によって機械的強度と層間 結合が失われることはない。得られたバイオ物質は、可撓性に優れ、任意の形状 の部位に完全に適合させることかできる。

以下に、内臓手術における上記コラーゲンバッチの各種の使用法について詳細に 説明する。

２つの内臓間の癒着不良に起因する吻合部分離は主たる死亡原因および罹病原因 となっており、また、手術費を高くしている原因である。換言すれば、術後の吻 合部分離を防ぐ方法ができれば大きな進歩である。

（ａ）　　癒着過程が良好な場合の体内物質損失の癒着実験５６匹の雄のウィス ター（Ｉｌｉｓｔｅｒ）ラットの盲腸の前面を直径１ｃｍの物質を切り取った後 、賜物質の損失部をヒトから取った■型コラーゲンバッチで塞いだ。このパッチ はバＡオ物質を裁断して直径１．５ｃｍの円板にしたものである。このコラーゲ ンバッチは、線維層の上に塗布した生物用接着剤を用いて物質の損失部の縁に接 合させた。

手術後の５日目、ＩＯ０日目１５５日目２００日目３００日目４００日目よび６ ００日目、ラットを８匹１組として殺し、肉眼で、接着状態、場合によっては収 縮状態を調べ、また、肉眼、光学顕微鏡、走査顕微鏡で観察した。

上記手術を原因とする死亡率は零である。手術後の５日目にコラーゲンバッチは 盲腸に固定され、裂は目を完全に塞いでいた。５日目から２００日目、賜物質の 損失部は次第に癒着され、一方パッチの一部は盲腸の内腔に吸収され、消えてい た。手術の２０日後には粘膜の復元が見られた。筋肉の癒着は３００日目始まり 、４００日目は完全に癒合した。

この第１の実験段階によって、本発明のコラーゲンバッチによって、消化器物質 は健全に癒着されて、損失部が完全に治癒することが確認された。

癒着の問題は一般に全体的または局所的に好ましくない条件化で生じるので、次 の段階では、第１の実験段階ではほとんど見られない著しい栄養衰微と局所的炎 症反応を引き起こす消化器の屡が形成された後の本発明コラーゲンバッチの治癒 力を研究した。

（ハ）結腸屡の癒着実験 １０６匹のウィスター（Ｗｉｓｔｅｒ）ラットに永久的な結腸屡を作った。′ｉ ４３週目に結腸屡を、上記のようにして得られた直径１．５ｃｍの円板状のヒト の■型コラーゲンバッチで塞いだ。接着剤としては、生物学接着剤を使用した。

手術後５日目、ＩＯ０日目１５５日目２００日目３００日目４００日目よび６０ ０日目サンプルのラットを取り出した。

この第２の実験から４８時間内に、屡に起因する重大な栄養衰微によって死亡す るものがあったが、パッチの溶解に起因して死亡したものはなかった。本実験で も健康な賜物質を損失した場合と同様に癒着が観察されたが、時間がかかった。

上皮の復元は３０日後までなく、筋肉の癒着は６０日後まで無かった。

（Ｃ）　　局部的に細菌感染した条件下でのバッチによって保護された体内吻合 部の癒着実験細菌感染した環境下での場合の吻合部の癒着は危険の多い縫合とみ なされている。多くの論者は、これを非として、第１段階で縫合を行うことを差 し控えるように薦めている。

１１２匹のラットを２つの群に分け、１組には腹膜炎が発生してから１２時間後 に縫合手術のみ行い、もう１組には本発明によるコラーゲンバッチを用いた保護 縫合を行った。

その結果、消化器が完全に癒着したのは第２組の方であった。

■、胆汁手術におけるコラーゲンの使用胆汁の漏失症および狭窄症は、主胆管を 開いた後に起こる危険な主たる合併症である。

胆汁性腹膜炎を引き起こす危険性のある胆汁の漏失症を引き起さないようにする ためには、主胆管を開けた後に外部へのドレーンを付ける二次的な縫合操作が必 要である。この方法では病院で１４日間の治療が必要で、ドレーンを除去するの は１２日後であり、しかも、患者に苦痛を感じさせるので、この方法は時間がか かり大変である。

この合併症は、胆汁作用に耐久性のある本発明のバッチを用いることによって防 ぐことができる。

（ａ）　　インビトロ実験コ 胆汁作用に対するコラーゲンバッチの物理的耐久性コラーゲンバッチのサンプル を、２０日間、３７℃で、人間の胆汁の中で培養した。

走査電子顕微鏡で表面を観察して、物理的耐久性を検査し、伸び計で破断強度と 変形量に関する機械的試験を行った。

表面観察では、培養後５日目、７日目および２００日目、構造の変化は全く見ら れなかった。

胆汁中で培養後の機械的試験でも全く変化が見られなかった。

ら）犬の場合の未縫合胆管の傷の梧着におけるコラーゲンバッチの使用 １０匹の犬の胆管に、主十二指腸の上端部から２ＣＩ１１のところに、縦方向に １ｃｍの切り口を形成した。この切り口を縫合せずに、適切な形と寸法のコラー ゲンバッチを直接を貼り付けて塞いだ。

手術後３００日目静脈内胆管造影後に犬を殺し、接着部からサンプルを取って、 各サンプルを肉眼、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡で観察した。

その結果、本発明のバイオ物質によって、胆汁分泌が保証され且つ手術後の胆汁 漏れを防ぐことができ、部分的な虚血を引き起こさずに胆管の癒着ができること が分かった。

■、肝臓手術におけるコラーゲンバッチの使用肝切除手術では、出血、胆汁漏れ および横隔膜下部の膿瘍等の合併症を防ぐことができない。

前記の実験方法を雄のウィスター（Ｗｉｓｔｅｒ）ラットに対して行い、ラット の肝葉での肝臓切除と、左肝管の選択的結紮とを行った。

第１群、すなわち、対照群では、左の肝臓の切断片を生物接着剤で保護し、その 他の止血やうっ血を引き起こす手段は講じなかった。

第２群では、肝臓の切断片に生物接着剤でコラーゲンバッチを接着して保護１− だ。

各群は、４０匹のラットを含み、これらのラットを手術後５日、１０日、２０日 および３０日後に、１回につき１０匹ずつ殺した。

各肝臓断片を肉眼、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡で観察して、バッチの同化と癒 着の進行状態を検査した。第１群で観察されるのとは反対に、第２群では胆汁漏 れも血液漏れも見られなかった。切断片の部分で切開された胆管の癒着は完全で あった。

従って、本発明のコラーゲンバッチは、肝切除後の胆汁フィステルを防ぐことが できることが証明された。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．線維コラーゲンの多孔質層と、コラーゲンおよび／またはゼラチンの膜とで 構成される互いに密着して積層された２層のコラーゲン層よりなるバイオ物質で 作られていることを特徴とする内臓手術用パッチ。
2. ２．密度が８ｍｇ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載のパッチ 。
3. ３．上記多孔性質層と上記膜の密度が、各々２および１ｍｇ／ｃｍ２であること を特徴とする請求項２に記載のパッチ。
4. ４．形と寸法が上記のパッチと一致した線維層上にコラーゲン溶液を塗布して上 記のコラーゲン膜を形成して、線維層の少なくとも一部分にコラーゲン溶液を含 浸させて得られたものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に 記載のパッチ。
5. ５．線維コラーゲン層上にコラーゲン膜を形成するためのコラーゲン溶液を塗布 して、線維層の少なくとも一部分にコラーゲン溶液を含浸させることによって作 られたバイオ物質のシートを、パッチの形と寸法に合わせて切断することによっ て得られることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のパッチ。
6. ６．上記コラーゲンが未架橋コラーゲンおよび／またはわずかに架橋を受けたコ ラーゲンであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のパッチ 。
7. ７．上記未架橋コラーゲンに対する架橋コラーゲンの割合が８０対２０％である ことを特徴とする請求項６に記載のパッチ。
8. ８．上記架橋コラーゲンが過ヨウ素酸化によって架橋されていることを特徴とす る請求項６に記載のパッチ。
9. ９．上記線維層がヒトのＩＩＩ＋Ｉ型線維コラーゲンからなることを特徴とする 請求項６に記載のパッチ。
10. １０．上記線維層がヒトのＩＶ型線維性コラーゲンからなることを特徴とする請 求項６に記載のパッチ。
11. １１．上記線維層がヒトのＩＩＩ、ＩおよびＩＶ型線維コラーゲンの混合物から なることを特徴とする請求項６に記載のパッチ。
12. １２．上記コラーゲン膜がヒトのＩＶ型および／またはＩＩＩ＋Ｉ型コラーゲン からなることを特徴とする請求項６に記載のパッチ。
13. １３．上記膜がゼラチンからなることを特徴とする請求項６に記載のパッチ。
14. １４．乾燥状態で、上記線維層は２〜３０％のコラーゲンを含み、上記膜が４０ 〜１００％のコラーゲンを含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項 に記載のパッチ。
15. １５．上記線維層の厚さが、乾燥状態で、１００ミクロン〜８ｍｍの範囲にある ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のパッチ。
16. １６．上記膜の厚さが、乾燥状態で、５〜２５０ミクロン、特に１０〜５０ミク ロンであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のパッチ。