JPH04305600A - 海綿状コラーゲンの製造方法 - Google Patents
海綿状コラーゲンの製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
物質の経皮適用に、特にフェースマスク剤としての使用
に適した海綿状コラーゲン、その製造方法、それを用い
た活性物質の適用方法、及び経皮適用剤に関する。
公知であり、そのための多くの製造方法が刊行物に記述
されている。
ラーゲンから凍結乾燥によって又は、海綿状にしたコラ
ーゲン材料からの水と混和可能な有機溶剤を介した溶剤
による水の洗い落としによって、非架橋型の海綿状コラ
ーゲンを製造することに関する(米国特許第26106
25号、第3157524号及びドイツ特許第2625
289号参照)。これらの方法により、海綿状の構造を
備えた容易に成形可能な生成物が得られる。しかしこの
生成物は、湿らせた時に直ちに膨潤して分解するため、
活性物質の経皮適用、特にフェースマスク剤(いわゆる
パック剤)としては使用できない。これらの生成物は、
湿った状態では全く強度をもたない。
架橋助剤の添加によってなされる(例えば、ドイツ特許
第2734503号、第2943520号及び第320
3957号に記載された製造方法参照)。
載された、牛又は豚のコラーゲンから耐水性の海綿状コ
ラーゲンを製造する方法によれば、コラーゲン原材料を
常法に従ってほぐし、異物を除去し、水性アルカリによ
る処理及びpH値約3とした酸処理に付して清浄化し、
得られた生成物を機械的に細砕し、乾分で約2重量%に
希釈し、得られた懸濁体に架橋助剤を付与する。このよ
うに処理した材料を、必要ならば織物繊維を添加して、
30分〜4時間、特に1.5〜2.5時間低温まで冷凍
し、次に常法に従って凍結乾燥する。
って製造された海綿状コラーゲンは、水性媒体中におい
て安定であるが、使用した架橋助剤の残留物が含まれて
おり、この残留物が敏感な皮膚の場合、刺激作用を示す
ことがある。
め、皮膚を透過し、身体の内部に好ましくない反応をひ
き起こすことがある。
て使用され、結晶形成過程の制御によって一般に薬理学
的に許容可能な架橋助剤によって安定化された一様な微
孔質のマトリックスをもった構造の、高品質のコラーゲ
ン物質が、前記の公知の方法によって製造されるとして
も、非常に敏感な皮膚の場合にも例えばフェースマスク
剤として使用することの可能な、架橋助剤を含有しない
海綿状コラーゲンを製造することについては、従来は成
功しなかった。
の課題は、化学的な架橋助剤、乳化剤又は保存剤を使用
することなく、医薬及び化粧品用の活性物質の経皮適用
に好適な、水性媒体中において安定な海綿状コラーゲン
、及びその製造方法を提供することにある。さらに本発
明は、かかる活性物質の安全な経皮適用のための方法並
びにかかる活性物質のための安全な経皮適用剤を提供す
ることも第2の課題とする。
項1(さらに請求項2〜7)に従って製造された海綿状
コラーゲン(請求項12)によって解決される。即ち、
本発明によれば、常法に従って前処理した原材料をアル
カリ処理し、次いで酸処理した後、洗浄し、細砕し、冷
凍し、凍結乾燥することによって、海綿状コラーゲンを
製造する方法において、 a)前記アルカリ処理の間に、原材料の表面が、原材料
の全量に対して3〜6重量%が分解されてマクロ分子の
ペプチドとなる程度に、原材料の表面を変性し、b)前
記凍結乾燥の際に、既に本質的に乾燥されている原材料
を、0.5〜3.0mバールの真空の下に110°〜1
50℃の範囲の温度を作用させることにより、所定の海
綿状コラーゲンが得られる。本発明の第2の課題は、か
かる海綿状コラーゲンを医薬及び又は化粧用活性物質の
経皮適用剤として用いることによって解決される。
ゲンは、アルカリ処理により変性された全材料の3〜6
重量%に亘る表面を化学的架橋助剤の使用なしで、凍結
乾燥の際に熱処理することにより得られる、水性媒体中
で安全な架橋構造を有することを特徴とする。
せずに、架橋化された水性媒体中において安定な海綿状
コラーゲンを、純天然物質として製造することができる
。海綿状コラーゲンは、種々の性質の医薬及び化粧品用
の活性物質を負荷(担持)させることができ、特にフェ
ースマスク剤(パック剤等)の場合には、化粧品用の活
性物質とコラーゲンとの共同作用によってその強力化が
達成される。これによって純粋な化粧品の活性物質担持
供給システム(ドラッグ・デリバリ・システム)が得ら
れる。
して、コラーゲンの製造に慣用される良質の原材料、例
えば、牛皮、豚皮又は牛のアキレス腱について、塩蔵又
は冷蔵された出発物質の柔軟化、灰汁処理(Aesch
ern)、肉の除去及び粒起層(銀面)(Narben
schicht)の除去による慣用される前処理をひと
先ず行なう。塩蔵した材料の場合には、貯蔵期間は、数
か月に及んでもよいが、冷蔵した材料の場合には、1週
間以内に加工を行う必要がある。保存の形態及び方法に
よって、膨潤状態及び膨潤性が影響を受けるので、特に
塩蔵材料の場合には、十分に洗浄し灰汁処理することに
よって、保存の形態に前処理を適合させる必要がある。
カリによって処理し、その直後に酸によって処理する。 この工程は、基本的に、従来技術において公知であり、
非コラーゲン性の異物は全てこの処理によって原材料か
ら除去される。化学的な清浄化の1つの目安は、アミド
窒素の定量である。即ち、これは、出発値に対して約0
.3〜0.5mモル/g分減少させねばならない。この
例では、アミド窒素は、化学処理の終了後において、約
0.20〜0.40mモル/gとすべきである。コラー
ゲンの清浄度及び膨潤度は、従来技術(例えばドイツ特
許第3203957号)に記載されるようにして測定さ
れる。
、従来の方法においてよりも著しく強化される。このア
ルカリ処理は、1〜5週間(好ましくは2〜4週間)行
い、その際に使用する水酸化ナトリウムの濃度は、1〜
3重量%である。なお、対比の目的のために付言すると
、ドイツ特許第3203957号明細書第6欄1.2に
記載された方法によれば、アルカリ処理は、0.4%よ
りも少ないNaOH濃度で12〜24時間行われる。
カリ残分を可及的に完全に除去する。
57号)に記載されているように、酸処理を、約2〜4
%塩酸によって約10〜20時間かけて行う。処理剤の
pH値は、0.5〜1.5、好ましくは1とする。
ンの一部が変性される。この一部分は、全コラーゲン量
の約3〜6重量%とする。
値が約2.5〜3.5、好ましくは、2.7〜3.3と
なるまで、流水中において洗浄する。
は、洗浄後において、一様に酸性化され、その表面及び
個々の繊維が粘着性(Klebig)となっている。こ
の工程については、本発明による製造方法は、繊維の損
傷が完全に防止されるように十分おだやかな条件の下に
化学処理を行う必要が明確にあった従来の方法(例えば
ドイツ特許第3203957号)と、本質的に相違して
いる。
の強力なアルカリ処理を行うことによって、仕上げされ
た海綿状コラーゲンにおいて繊維がよりよく互いに付着
し、海綿状コラーゲンの可撓性及び柔軟性は損なわれな
い。しかし変性過程が繊維の表面のみについてなされ、
変性後の生成物の量が前記のように約3〜6重量%とな
るように、工程の管理を行うことが必要となる。
酸のパターン(Muster)を測定すると共に、「ネ
イティブ」なコラーゲンの含量を定量することによって
行った(実施例2、3参照)。
結合組織−付随物質、例えばグリコースアミノグリカン
、糖蛋白質及びプロテオグリカンの目安である。これら
の物質は、アルカリ処理によって加水分解され、洗い落
とされる。本発明によれば、アミノ酸1000モルに対
し1モルにより少ないヘキソサミンが存在するが、これ
は、取得された生成物の高純度を表わしている。
物のアミノ酸パターンの認識上有用である。この場合に
も、分析値(実施例1参照)によって、生成物の純度が
示される。即ち、アミノ酸残基1000についてグリシ
ン残基349という測定値は、純コラーゲンの理論値(
アミノ酸残基3当りグリシン残基1個)に非常に良く対
応している。ヒドロキシプロリン残基及び残余アミノ酸
についても同様であり、これらの残基の含量は、純コラ
ーゲンにおいての含量に対応している。
の量比は、実施例2において述べるように、トリプシン
を用いて確認される。トリプシンは、変性されたコラー
ゲンのみを加水分解しうるため、変性された部分の量比
は、この酵素によって選択的に確認され、また全コラー
ゲンは、酸加水分解(実施例2参照)によって、又はコ
ラゲナーゼによって、それぞれ測定できる。前述したよ
うに、本発明によれば、変性コラーゲンの全コラーゲン
に対する量比は、約3〜6%である。
4、好ましくは2.7〜3.3までの洗浄とによって、
処理材料は、例えばドイツ特許公報第3203957号
に記載された既知の方法によって、さらに予細砕され、
均質化され、繊維上に分解され、水性分散体とされる。 この分散体の乾燥重量は、約1.5〜3重量%、好まし
くは2重量%であり、pH値は、希塩酸による処理によ
って、約2.5〜3.5、好ましくは3に調節される。
造するには、分散体にこの活性物質を添加する。本発明
による海綿状コラーゲンは、活性物質の担体としてすぐ
れた特性を示し、医薬及び化粧品の活性物質の負荷に好
適である。これに関連して、コラーゲン自身は、多数の
電解質、代謝物質及び薬剤と結合することによってイオ
ン交換体の如く作用する。
ATP負荷リポソームが分散体に添加される。リポソー
ムの量は、分散体中のコラーゲンの乾燥重量を基準とし
て約2重量%とする。
明によるコラーゲン分散体は、0.5〜4時間、好まし
くは1〜3時間、−10℃〜−30℃、好ましくは−2
5℃の温度で、板の形状に凍結させる。板の厚さは、1
〜3cm、好ましくは1.5〜2.0cmとすることが
できる。 孔径は、基本的に、冷凍速度によって制御できるが、補
助的に界面活性剤を添加することによっても制御できる
。
中間的に貯蔵することができる。貯蔵時に、コンディシ
ョニング効果が発現され、それが最終生成物に有利に作
用する。その際に粘度がわずかに減少し、それによって
生成物の再現性が改善される。凍結された板は、好まし
くは、少くとも24時間貯蔵する。
あとに、板を凍結乾燥する。
乾燥工程が生成物の品質にとって決定的ではないという
考えに基づいていた。しかし、本発明により、驚くべき
ことに、凍結乾燥の実施が、湿った状態にある海綿状生
成物の安定性にとってたいせつな意味をもつことが示さ
れた。即ち110℃〜150℃の温度である長い期間に
亘って凍結乾燥を行った場合、コラーゲン分子の架橋化
が生起し、それによってコラーゲンが調質され、湿った
状態においての安定性が高くなる。この架橋化は、非常
に緩徐に行われ、既に本質的に乾燥した状態にある処理
材料に真空下において高温を作用させることによって達
せられる。従って、本発明によれば既に本質的に乾燥し
た状態となっている処理材料に、0.5〜3.0mバー
ル(50〜300Pa)の真空下に、110℃〜150
℃の温度を少くとも約12時間作用させる。この際にお
いて、凍結乾燥自体の終点は、既知のように、圧力上昇
法によって規定されるので、温度による後処理の始点を
特定できる。
認であるが、架橋化の効果は、全ての慣用される測定法
に従って、実証できる。一例として、コラゲナーゼに対
するコラーゲン構造の耐性は、架橋化の目安であり、架
橋化されていない処理材料は、架橋化されている処理材
料よりも相当に早く分解される(実施例4参照)。
、乾燥した材料の機械的強度は、熱処理によっては影響
されない。しかし、本発明による生成物は、従来の乾燥
させたものに比べて、湿った状態で強度が高く、膨潤性
が低い。吸水能力は、水中に浸漬させた後、機械的作用
を与えることなく滴下させることによって測定する。 凍結乾燥時の熱による架橋化によって、吸水能力は、約
20〜50重量%減少する。湿った状態においての生成
物の安定性は、生成物から皮膚への活性物質の移行が可
能となる程度に改善される。
差支えなく、化学的な架橋助剤を使用する方法とは比較
できない。この過程は、おそらくは、自然の熟成(Al
terung)と同様の過程と思われる。
ックスから外用ないし経皮的に適用されうる化粧品又は
医薬の活性物質のためのすぐれた担体である。活性物質
は、例えばマイクロカプセル封入の形で存在させ、湿潤
によって露呈(放出)させることができる。
過性の皮膜をその一面に備えていてもよく、特に、活性
物質を富化したフェースマスク剤(パック剤)として有
用である。
)を高める目的のために、以前から化粧品において用い
られている。この効果は、フェースマスク剤についても
、吸蔵効果によって限られた時間内達せられる。しかし
本発明によれば、ATP負荷リポソームを含有するフェ
ースマスク剤によって、この効果の予期に反した通常値
を超える増大が見られ、これは皮膚の含水量及び皮膚の
平滑度ないし光沢(Hautglaette)の測定に
よって証明される。
造 塩蔵牛皮からの石灰で処理してほぐした断片(Kalk
spaltflanken)を、皮革の製造において慣
用される方法に従って、柔軟化、灰汁処理、肉の除去及
び粒起層の除去によって予調整した。次にこの材料を約
30分間洗浄し、固形食塩によって保存した。食塩の量
は約300g/kgであった。次にこの材料を20kg
ずつポリエチレン袋中に包装し、3週間−30℃で貯蔵
した。
分に洗浄した。次に1.5重量%NaOH水溶液中にお
いて処理を行った。処理期間は15日であった。
を基準としたアミド窒素の量は、0.28mモル/gで
あった。
にて20時間酸処理した。処理浴に対する被処理物(洗
浄した裸皮)の比は、1:1.5であり、酸処理後の材
料のpH値は0.8であった。
るまで、流水中において洗浄した。この処理後の断片(
Flanken)の乾燥重量は14%であった。
を、多数の小片に切断し、肉ひき器(孔あき円板の直径
5mm)によって細砕し、2基の直列コロイドミルに合
計4回通すことによって、コロイド状にひき潰した。
なるまで水によって処理し、更に、希塩酸によって、p
H値3に調整した。これにより得た分散体に、ATPを
負荷させた市販のリポソームを、コラーゲンの乾燥重量
に対して2重量%量混合した。十分に混合し脱ガスした
後、分散体を、アルミニウム型中に充填した(充填高さ
約2cm)。この処理の間に気泡のない一様な充填物が
得られるようにすることに留意した。
塩水浴中において凍結し、凍結された複数の板を型から
取出して、−5℃の温度の低温室中において24時間中
間的に貯蔵した。
(約150Pa)の真空中において、次の温度プログラ
ムに従って凍結乾燥した。
13時間120℃
6時間90℃
6時間90℃ 6時
間乾燥した板を次に0.8mmの厚さに切割り、通常の
検査に付した。これらの板は、化粧用に、コラーゲンマ
スクとして十分に適合していた。
準として各10mgの重量の、酸処理及び洗浄によって
得た材料の並行試料を、3モル/lないし6モル/l
HCl 10ml中において、口部を溶融させて封
じた管状のボンベ中に105℃にて15〜20時間窒素
(2次清浄処理したN2)の下に加水分解した。管状の
ボンベを冷蔵庫中において冷却し、口部を開放した後、
その内容物を、25mlの容量の尖った定量容器中に入
れ、真空回転蒸発器(Rotavapor RE 12
0、Buechi、スイス)中において、水流吸引真空
下に40℃で乾涸した。残留物を、H2O 5ml中
に溶解させ、再び水流吸引真空下に蒸発乾涸した。次に
残留物を、クエン酸トリリチウム−4水和物16.9g
、32%HCl15ml、液状フェノール1ml及びブ
リジ(Brij:商品名)溶液5mlから成る0.2m
l/lのNa+緩衝液5ml(pH値2.75)中に溶
解させた状態で、蒸留水1000ml中に吸収させた。
の値を定めるために、この溶液のピペット分取液を前記
緩衝液によって、1:10の比で希釈し、HCl3mo
l/l中において加水分解した試料150μlを、アミ
ノ酸分析器(Alphaplus、Typ4151、P
harmasia−LKB、フライブルク)のカートリ
ッジに注入し、結果を評価した。
いて加水分解した試料によって反復実施したが、50μ
lのみを充填用カートリッジ中に注入することができた
。
出されたことが確実となった。即ち、ヘキソサミン及び
チロシンの最大値は、3モル/l HCl中の加水分
解のみによって、またバリン、イソロイシン及びロイシ
ンの最大値は、6モル/l HCl中の加水分解のみ
によって得られた。
nkreas、Boehringer、マンハイムの親
液化プレパラート)1.5mlを添加した、0.1モル
/lの炭酸水素ナトリウム溶液(pH8.2)30ml
中において、前記の酸処理し洗浄した材料30mg(乾
燥重量基準)を、約23℃において8時間振トウ式水浴
中において培養した。次にこの試料を冷却室中において
4℃に冷却し、4℃で、毎分回転数32000として、
30分間超遠心分離処理した。
瀘過セル中においてかき混ぜつつ直径25mmのDia
floフィルタPM10を経て瀘過して得た瀘液1
mlを、実施例1に記載したように、6モル/l H
Cl中において20時間105℃において加水分解した
。加水分解生成物のその後の処理及び分析は、2回乾涸
濃縮した試料を150μlの緩衝液に吸収させ、分取量
150μlをアミノ酸分析器の充填用カートリッジに注
入したことを除いては、実施例1と同様に行った。アミ
ノ酸分析を行った後に確認されたヒドロキシプロリンの
値は、出発物質1g当りヒドロキシプロリンμモル数と
して確認した。この値は、38μモルであり、全コラー
ゲンのうちトリプシンによって分解可能な変性された部
分を表すものであった。
たように、出発物質30mgを、6モル/l HCl
中において、加水分解して分析した。この分析によって
得たヒドロキシプロリンの値(全コラーゲン含量を表わ
す)は、は、出発物質1g当り764μモル(乾燥重量
)であった。この結果から、コラーゲンの約5%が変性
されたことが示された。
終生成物の試料1mg(乾燥重量基準)を、コラゲナー
ゼ100単位と共に、母緩衝液(Stammpuffe
r)2.0mlに加え、37℃において培養した。試料
を15分おきに点検し、緩衝液が清澄になる時点を確認
した。この時間は全部で325分であった。
た架橋化されていないコラーゲンの試料を、前記と同様
に測定した。この場合は、コラーゲン溶液は、73分後
に清澄になった。
ずに架橋化され、かつ水性媒体中において安定な海綿状
コラーゲンを提供する(請求項1〜8項、第12項)。 化学的架橋助剤を用いず、その残滓をも一切含まないの
で、この海綿状コラーゲンは、医薬用、化粧品用の活性
物質の担体として適しており、その安全な経皮適用剤を
も提供する(請求項第9〜11項)。
リ処理を強化することと凍結乾燥の際所定の高温処理の
変更を加えるのみで実施され、製造方法としても化学的
架橋助剤を用いることなくまた複雑化に至らず産業上極
めて有用である。
Claims (12)
- 【請求項1】常法に従って前処理した原材料をアルカリ
処理し、次いで酸処理した後、洗浄し、細砕し、冷凍し
、凍結乾燥することによって、海綿状コラーゲンを製造
する方法において、 a)前記アルカリ処理の間に、原材料の表面が、原材料
の全量に対して3〜6重量%が分解されてマクロ分子の
ペプチドとなる程度に、原材料の表面を変性し、b)前
記凍結乾燥の際に、既に本質的に乾燥されている原材料
を、0.5〜3.0mバールの真空の下に110°〜1
50℃の範囲の温度を作用させることを特徴とする海綿
状コラーゲンの製造方法。 - 【請求項2】前記アルカリ処理を、1〜3重量%水酸化
ナトリウム溶液によって、1〜5週間行なうことを特徴
とする請求項1に記載の製造方法。 - 【請求項3】細砕した材料を水性分散体として−10℃
〜−30℃の温度で0.5〜4時間凍結した後、少くと
も24時間−3℃〜−5℃において貯蔵することを特徴
とする請求項1または2に記載の製造方法。 - 【請求項4】細砕した原材料中にその冷凍前に化粧品用
又は医薬用の活性物質を添加することを特徴とする請求
項1〜3のいずれか一に記載の製造方法。 - 【請求項5】ATP負荷されたリポソームを活性物質と
して添加することを特徴とする請求項4に記載の製造方
法。 - 【請求項6】水で濡らすことによって露呈可能なマイク
ロカプセル封入活性物質を原材料に添加することを特徴
とする請求項4に記載の製造方法。 - 【請求項7】活性物質を負荷させた原材料の一面に水透
過性の被膜を凍結乾燥後において付与することを特徴と
する請求項1〜6のいずれか一に記載の製造方法。 - 【請求項8】請求項1〜7のいずれか一に記載の製造方
法によって製造した海綿状コラーゲンを活性物質の外用
ないし経皮適用のために使用することを特徴とする活性
物質の適用方法。 - 【請求項9】活性物質の適用がフェースマスク剤として
の適用であることを特徴とする請求項8に記載の適用方
法。 - 【請求項10】請求項1〜8のいずれか一に記載の製造
方法によって製造した海綿状コラーゲンに活性物質を担
持して含むことを特徴とする活性物質の経皮適用剤。 - 【請求項11】請求項10に記載の経皮適用剤がフェー
スマスク剤であることを特徴とする経皮適用剤。 - 【請求項12】請求項1〜7のいずれか一に記載の方法
によって化学的架橋助剤を用いずに架橋化されたことを
特徴とする海綿状コラーゲン。
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