JPH04135563A

JPH04135563A - 人工皮膚

Info

Publication number: JPH04135563A
Application number: JP2256822A
Authority: JP
Inventors: Mikio Koide; 小出　幹夫; Atsushi Konishi; 淳小西; Kazuhito Ikegami; 池上　和仁
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1992-05-11

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、新規な人工皮膚に関するものである。

本発明の人工皮膚は、創傷、熱傷などにより皮膚が損傷
を受けた際に、皮膚損傷面に適用され、創傷を保護する
とともに組織修復機能をもった細胞をその中に侵入させ
、創傷の治癒を促進するものである。

〔従来の技術〕

熱傷、採皮創および外傷性皮膚欠損側、褥癒等の疾患な
いし創傷による患部を保護し、治癒を促進する目的のた
めに、患部に一時的に適用される創傷被覆材として、従
来ガーゼ、脱脂綿等が用いられていたが、これは細菌感
染防止性が低く、かつ滲出液をすみやかに吸収するため
に創面が乾燥してしまい取りはずす際に痛み、出血等を
伴なうものであった。また、軟膏等を併用することも行
なわれているが、この場合には逆に滲出液の吸収が不充
分で創面が過度に湿った状態となってしまうものであっ
た。

また、これらに代るものとしては、特に創面が広範囲に
わたる場合に適用されるものとして、シリコーン製ガー
ゼ、シリコーンゴム製およびベロア−状の表面構造を有
するナイロン、テフロンなどの合成繊維シート等の人工
材料の被覆膜や、凍結乾燥豚皮、キチン不織布、コラー
ゲン膜、ポリアミノ酸スポンジ、ムコ多糖類複合コラー
ゲン膜等の生体由来材料の被覆膜も知られている。しが
しながらこれらのうち人工被覆膜は患部との密着性、水
蒸気透過性、ひび割れなどの点で種々の問題を残すもの
であり、一方生体由来材料の被覆膜は生体適合性などの
特徴を有するが、その多くは抗原性を有し、また細菌感
染、滲出液による劣化などの欠点を持ち、さらに原料が
入手しにくい等の問題があった。さらに最近では、コラ
ーゲン処理したナイロンメツシュとシリコーン膜からな
る複合膜が開発され、実用化されており、創面によく密
着し、適度な水分透過性を有するが、側面に固着し、肉
芽組織が被覆膜中に入り込むという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の創傷被覆材は上述したように、それぞれ難点を有
しているので、熱傷等により皮膚組織が損失した場合の
患部に対する処置としては、自家移植が現在最善の方法
とされている。しかしながら皮膚欠損部が広範囲にわた
る場合等においては非常に困難であり、適用可能であっ
ても長期間にわたって幾度となく移植を繰り返す必要が
ある。

そこで自家移植に代わって患部を一時的または永続的に
被覆して細菌感染及び体液の流出を防止し、かつ組繊細
胞を増殖して組織の修復を促進するような創傷被覆材の
開発が望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、下記の構成を有する本発明の人工皮膚によ
って達成される。

１）線維化コラーゲンとへソックス含量が０〜８０重量
％である変性コラーゲンとのマトリックスからなる創傷
接触層の上に補強材からなる支持層とポリオレフィンの
多孔質膜とが順次積層してなり、前記多孔質膜は化学的
結合により親水性ポリマーで被覆されてなることを特徴
とする人工皮膚。

２）線維化コラーゲンとへソックス含量が０〜８０重量
％である変性コラーゲンとのマトリックスからなる創傷
接触層の上に補強材からなる支持層とハロゲン化ポリオ
レフィンの多孔質膜とが順次積層してなり、前記多孔質
膜は化学的結合により親水性ポリマーで被覆されてなる
ことを特徴とする人工皮膚。

３）前記支持層が前記多孔質膜の内部に組み込まれてな
る１項または２項に記載の人工皮膚。

本発明の人工皮膚は、上記のように創傷接触層、支持層
及び親水化多孔質膜の３層からなる。

創傷接触層は、創面を直接覆ってこれを柔らがく保護し
、痛みをおさえ、適度の水分を与え、細菌汚染を防止す
る。更に、創傷接触層は創面に適用された際に極めて初
期にマクロファージや好中球他の炎症性の細胞が浸潤し
た後、早期に線維芽細胞と毛細血管系がびまん性に侵入
し、その結果真皮様の結合組織が構築され創傷の治癒が
促進される。創傷接触層の真上には、周囲健常表皮が伸
展し、最終的にはその上の支持層はこれにより分界・排
除される。創傷接触層を構成する材料としては、線維化
コラーゲンとへソックス含量が０〜８０重量％である変
性コラーゲンが好適である。

本発明に用いられてる補強材は、多孔質膜の強度を補強
するものであり、特に限定されないが、カルボキシルメ
チルセルロース系、アルギン酸塩系、ヒアルロン酸塩系
、ポリ（メタ）アクリル酸塩系、キトサン誘導体、キチ
ン誘導体等の生体適合性高含水ゲル形成物質の不織布あ
るいは編布を撓水処理したものが好ましい。あるいは、
ポリエステル、ナイロンあるいはポリプロピレン等の合
成繊維などからなる不織布あるいは編布も好適に使用さ
れる。

本発明に用いられる多孔質膜は、ポリエチレン、ポリプ
ロピレンのようなポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレンのような
ハロゲン化ポリオレフィンがある。多孔質膜の上面を被
覆する親水性ポリマーは水溶性ポリマーであれば特に限
定されないが、好ましくはポリメトキシエチルアクリレ
ートあるいはポリジメチルアクリルアミドなどがある。

人工皮膚として使用するには、多孔質膜は孔径０．０１
〜１．０虜、水蒸気透過率２００〜５０００ｇ／ば・２
４ｈ「の範囲内にあるものがよい。

本発明に用いられる多孔質膜は、多孔質膜にアクリル酸
エステルをグラフト重合させて弾性を付与した多孔質膜
であることが好ましく、弾性体を有する高分子が高分子
反応あるいはビニルモノマーをグラフト重合できるもの
であれば、特に限定されないが、好ましくはアクリル酸
エチルあるいはアクリル酸ｎ−ブチルをグラフト重合す
るのが望ましい。しかし人工皮膚として使用するには、
グラフト重合した多孔質膜の孔径が０．０１〜１．０庫
、水蒸気透過率２００〜５０００ｇ／ｎｆ・２４ｈｒの
範囲内にあるものがよい。

人工皮膚を作製するに際し、ポリプロピレン粉末に所定
量の流動パラフィン及び結晶核形成剤を加えて溶融混練
しペレット化する。このペレットを１５０〜２００℃で
溶融し、Ｔダイス付の押出機により押出し、上記で得ら
れた椀水処理した高含水ゲル形成性物質の編布上にキャ
ストした後、冷却固定してラミネート化し、該フィルム
中の流動パラフィンの抽出を行ない、１３５℃程度の空
気中で約２分間熱処理を行ない、ポリプロピレン製の多
孔質膜と高含水ゲル形成性物質の編布の複合膜を得るこ
とができる。該複合膜のポリプロピレンの多孔質膜にメ
トキシエチルアクリレートをプラズマ開始表面グラフト
重合し、親水化処理したポリプロピレン製の多孔質膜と
高含水ゲル形成性物質の編布の複合膜を得ることができ
る。

人工皮膚を作製するに際し、変性コラーゲンはコラーゲ
ン溶液を加熱することにより熱変性させ、変性処理する
。コラーゲンの熱変性は３７℃前後を境として起こるの
で、４０〜１００℃の範囲で変性させるが、好ましくは
６０℃〜１００℃で変性させる。

好適な加熱変性処理は６０℃で３０分間処理であり、こ
の処理を行なうと変性コラーゲンのヘリックス含量は約
４０％である。またコラーゲンを線維化するためには、
例えばコラーゲン溶液をりん酸緩衝液のような平衡塩溶
液と混合して、３７℃において４時間インキュベートす
る。

コラーゲン・変性コラーゲンマトリックスは上記で調製
した線維化したコラーゲン溶液と変性コラーゲン溶液を
混合して、凍結乾燥して得ることができる。この際に上
記の混合溶液をスチレン容器に流し込み、更に親水処理
したポリプロピレン製の多孔質膜と高含水ゲル形成性物
質の編布の複合膜をのせ、凍結乾燥すると複合膜がラミ
ネートしたコラーゲン・変性コラーゲンのマトリックス
か得られる。最後に真空下で１１０℃で４時間熱脱水架
橋を施して所望の人工皮膚を得ることができる。

〔実　施　例〕

以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する
。

補強材の作製市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩製の編
布（東海染工株式会社製）を５％のメディカルグレード
サイラスティックス［Ｆ］シリコーン（接着シリコーン
タイプＡ、ダウコーニング株式会社製）のへキサン溶液
中に１０秒間浸漬して乾燥させる。

親水処理した多孔質膜と補強材との複合膜の作製（１）メルトフローインデックスが３０及び０．３のポリプロ
ピレン混合物（混合重量比１００　：　４０）１００重
量部当り、４００重量部の流動パラフィン（平均分子量
３２４）及び０．３重量部の結晶核形成剤としての１．
３，２．４−ビス（ｐ−エチルベンジリデン）ソルビト
ールを二輪型押出機により溶融混練し、ペレット化した
。このベレットを上記二輪型押出機を用いて１５０〜２
００℃で溶融し、スリット０．６ｍｍのＴダイより空気
中に押し出しフィルム状にし、このフィルム状物をＴダ
イ直下に置かれた上記で作製した補強材上にキャストし
た後、ガイドローラーによって冷却固定化液中に導き冷
却固定化した後巻取る。この巻取ったフィルム状物を一
定寸法に切断し、縦横両方向を固定し、１，１．２−　
）ジクロロ−１，２，２−トリフルオロエタン中に１０
分間計４回浸漬して、フィルム状物中の流動パラフィン
の抽出を行う。次いで、１３５℃の空気中で２分間熱処
理を行った。この複合膜にメトキシエチルアクリレート
をプラズマ開始表面グラフト重合し、親水処理した複合
膜を得た。

親水処理した多孔質膜と補強材との複合膜の作製（２）ポリフッ化ビニリデン粉末（三菱油化銖製）Ｋｙｎａｒ
　Ｋ　３０１１ｇ重量部をアセトン７３．８重量部及び
ジメチルホルムアミド８．２重量部に溶解してなる溶液
を、上記で作製した補強材の編布上にキャストした後、
１．１．２−　）リクロロトリフルオロエタン浴中に５
分間浸漬し、乾燥して親水処理した複合膜を得た。

親水処理した多孔質膜と補強材との複合膜の作製（３）上記（１）で得られた疎水性の複合膜にアクリル酸エチ
ルをプラズマ開始表面グラフト重合し、弾性を付与した
複合膜を得た。

即ち、複合膜に０．１Ｔｏｒｒｓ　１５秒アルゴンプラ
ズマを照射した後、アクリル酸エチル雰囲気中で（２５
℃、　４Ｔｏｒｒ）　、３０分グラフト重合を行った。

更に、この弾性複合膜にメトキシエチルアクリレートを
上記と同様な方法でプラズマ開始表面グラフト重合し、
弾性を付与した親水性複合膜を得た。

線維化アテロコラーゲン−変性アテロコラーゲン混合溶
液の調製アテロコラーゲン（高研■製）を４℃の温度下でｐＨ３
，０の希塩酸に溶解して０．３〜０．４（ｖ／ｖ）％に
調製した。この溶液を０．８ｕｍ及び０．２即の直径の
空孔を持つ２種のフィルターに順次通して濾過滅菌した
後、４℃に維持しつつ撹拌しながら、１）Ｈ７，４のり
ん酸緩衝液を加え、最終濃度が０．１〜０．１５（ν／
Ｖ）％アテロコラーゲン（３０ｆｆｉＭりん酸２ナトリ
ウム、１１００Ｉｉ塩化ナトリウム）であるコラーゲン
溶液とした。ついて３７℃の恒温槽内に４時間放置し、
線維化アテロコラーゲン（Ｆ　Ｃ）溶液を調整した。そ
して、このＦＣ溶液を無菌条件下で遠心操作による濃縮
を行い、濃度を２　（ｖ／ｖ）％に調製した。一方、上
述のフィルターを順次通過させた０、３〜０．４（ｗ／
ｖ）％のアテロコラーゲン溶液を凍結乾燥し、再び無菌
の蒸留水にＬ３（ｗ／ｖ）％となるよう再溶解し、これ
を６０℃の恒温槽内に３０分間放置して熱変性を生ぜし
め変性アテロコラーゲン（ＨＡＣ）溶液とした。このＨ
ＡＣ溶液を３７℃の温度下で０．４５ｕＩＭの直径の空
孔を持つフィルターを通して、濾過滅菌した後、上述の
２（ν／ｖ）％のＦＣ溶液に、ＨＡＣ／ＦＣ十ＨＡＣ−
０，１となるように混合し、撹拌して線維化アテロコラ
ーゲン−変性アテロコラーゲン（ＦＣ−ＨＡＣ）混合溶
液を得た。

人工皮膚の作製上記のＦＣ−ＨＡＣ混合溶液をステンレスパッドに注入
し、さらに上記で作製した親水処理した多孔質膜と補強
材との複合膜をゆっくりのせると、溶液の上に浮いた。

この状態で一３０℃以下に急速に冷却して十分凍結させ
た後、−４０℃１０．ＩＴｏｒｒ未満の真空下で凍結乾
燥させることにより、ＦＣ−ＨＡＣ層（創傷接触層）は
上部層と密着した多孔体のマトリックスとなり、更に０
．０５Ｔｏｒｒ未満の真空下で１時間真空にし、１１０
℃に温度を上げ２時間真空に保ち、その後温度を室温ま
で下げることにより、本発明の人工皮膚を作製した。

〔発明の効果〕

本発明の人工皮膚は、細胞侵入性材料により形成された
創傷接触層と、空気や水蒸気は透過するが細菌の侵入を
防ぐことができる支持層とからなり、上層部の支持層の
下に表皮細胞が生育しても、創傷接触層に侵入した生体
細胞の増殖が進行し、上層部の支持層には生体細胞が侵
入せず、更に剥離可能に密着されているため、自然に上
部層が創傷接触層より分離し、早期に創傷部位を治癒さ
せることができる。更に、上層部は創傷接触層による組
織治癒の間、創傷面を保護し、創傷部を柔らかく保護し
、細菌の感染を防止する。この人工皮膚は、創傷、熱傷
等を含むあらゆる真皮成分の欠損部位に使用することが
できる。よって、本発明の人工皮膚を適用した場合には
、多くの形成・整形その他の外科的手段・手法に適合し
、それらのいかなる場合においても自然の皮膚に近いき
れいな治癒状態を得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】１）線維化コラーゲンとヘリックス含量が０〜８０重量
％である変性コラーゲンとのマトリックスからなる創傷
接触層の上に補強材からなる支持層とポリオレフィンの
多孔質膜とが順次積層してなり、前記多孔質膜は化学的
結合により親水性ポリマーで被覆されてなることを特徴
とする人工皮膚。２）線維化コラーゲンとヘリックス含量が０〜８０重量
％である変性コラーゲンとのマトリックスからなる創傷
接触層の上に補強材からなる支持層とハロゲン化ポリオ
レフィンの多孔質膜とが順次積層してなり、前記多孔質
膜は化学的結合により親水性ポリマーで被覆されてなる
ことを特徴とする人工皮膚。３）前記支持層が前記多孔質膜の内部に組み込まれてな
る請求項１または２に記載の人工皮膚。