JPH0543734A - コラーゲンスポンジの製造方法 - Google Patents

コラーゲンスポンジの製造方法

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JPH0543734A
JPH0543734A JP3208388A JP20838891A JPH0543734A JP H0543734 A JPH0543734 A JP H0543734A JP 3208388 A JP3208388 A JP 3208388A JP 20838891 A JP20838891 A JP 20838891A JP H0543734 A JPH0543734 A JP H0543734A
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collagen sponge
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Abstract

(57)【要約】 【構成】コラーゲン溶液を凍結乾燥するコラーゲンスポ
ンジの製造方法において、コラーゲン溶液に脂溶性有機
溶媒を添加し、ホモジナイズして発泡させることを特徴
するコラーゲンスポンジの製造方法 【効果】コラーゲン溶液の発泡を短時間で行うことがで
き、これにより均一なポアーサイズを有するコラーゲン
スポンジをより実用的な方法で製造することができるよ
うになった。

Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は、コラーゲン溶液を凍結
乾燥するコラーゲンスポンジの製造方法に関する。
【従来の技術及びその課題】コラーゲンスポンジを、人
工皮膚として患部に埋植すると、その多孔質の構造によ
り線維芽細胞の増殖に適した無数の孔(空間)を提供
し、線維芽細胞の増殖を助けることで患部の治癒を促進
する作用を有する。コラーゲンスポンジの線維芽細胞の
増殖促進作用は、そのポアーサイズにより左右され、線
維芽細胞が容易に侵入し、組織の再構築を行うのに最適
の大きさの範囲が鈴木らにより報告されている(鈴木
ら,日形会誌,,221−231,1986)。ま
た、一般にコラーゲンスポンジのポアーサイズは均一で
あるのが線維芽細胞の高い増殖促進作用を得るために望
ましい。このように有用な性質を有するコラーゲンスポ
ンジの製造は、従来コラーゲン溶液を直接あるいはゲル
化させた後、真空凍結乾燥することにより行うのが一般
的であった。しかし、この真空凍結乾燥法は簡単ではあ
るが、コラーゲンスポンジのポアーサイズ及びその均一
性に難点があるため、均一且つ適切なポアーサイズを有
するコラーゲンスポンジの製造方法が盛んに研究されて
いる。このような研究の一例として、コラーゲン溶液を
ホモジナイザーで発泡させた後、真空凍結乾燥を行う方
法を提案している。しかし、この方法によれば、均一な
ポアーサイズを有するコラーゲンスポンジを製造するた
めにはコラーゲン溶液を長時間ホモジナイズする必要が
あり、コラーゲンスポンジを効率的に製造することが困
難であった。特に、大量のコラーゲンスポンジを製造す
る場合には溶液を均一にホモジナイズする必要があり、
均一且つ一定範囲のポアーサイズを有するコラーゲンス
ポンジを製造するのはより一層困難であった。さらに他
の例として、コラーゲン溶液に水と相溶性のある有機溶
媒を添加する方法が提案されている(特開平2−265
935号公報参照)。しかし、水と相溶性のある有機溶
媒を添加するだけではポアーサイズのバラツキは依然と
して大きく、人工皮膚に適用されるコラーゲンスポンジ
として未だ実用的なものとはいえなかった。本発明は、
均一且つ適当な範囲のポアーサイズを有するコラーゲン
スポンジをより短時間で簡単に製造する方法を提供する
ことにある。
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を重ねた結果、コラーゲン溶液に
脂溶性の有機溶媒を添加することによりコラーゲン溶液
の発泡を容易に行えることを見出し、本発明を完成し
た。即ち、本発明は、コラーゲン溶液を凍結乾燥するコ
ラーゲンスポンジの製造方法において、コラーゲン溶液
に脂溶性有機溶媒を添加し、ホモジナイズして発泡させ
ることを特徴するコラーゲンスポンジの製造方法を提供
するものである。本発明で使用されるコラーゲン溶液
は、従来のコラーゲンスポンジの原料が広く使用でき、
具体的には酸可溶性コラーゲン溶液、中性塩可溶性コラ
ーゲン溶液、酵素可溶化コラーゲン溶液などの可溶性コ
ラーゲン溶液、天然の又は化学修飾されたコラーゲン繊
維分散液、可溶性コラーゲンを不溶化した再生コラーゲ
ン繊維分散液などが挙げられる。コラーゲン繊維分散液
は酸、酵素などを用いることによりコラーゲンを溶解し
て使用する。本発明で使用されるコラーゲン溶液の濃度
は、コラーゲンスポンジの用途、脂溶性有機溶媒の種類
及び量により異なるが、脂溶性有機溶媒を加える前の状
態で好ましくは0.1〜0.5重量%であるのが良い。
上記のコラーゲンの処理は、変性温度以下で行う必要が
あるが、氷冷下で行うのが適当である。本発明で使用さ
れる脂溶性有機溶媒とは、水と混合すると2層に分離す
る性質を有する有機溶媒を意味し、具体的にはクロロホ
ルム、四塩化炭素、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化
水素、酢酸エチル、プロピオン酸エチルなどのエステル
類、ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素類、ヘキ
サン、シクロヘキサン、などの脂肪族炭化水素類、ジエ
チルエーテル、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル
類などが挙げられ、好ましくは、クロロホルム、四塩化
炭素、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素が良い。
また、本発明では、これらの有機溶媒を2種以上組み合
わせて使用することもできる。本発明の有機溶媒は、揮
発性の溶媒であるのが後の凍結乾燥工程で除去できるた
め好ましい。また、本発明の脂溶性有機溶媒には水と混
合したときに2層に分離する範囲内でアルコール、アセ
トン等の水溶性の有機溶媒を加えることもできる。脂溶
性有機溶媒の添加量は、通常はコラーゲン溶液の全体量
に対し2.0重量%以上使用され、例えばクロロホルム
の場合には2.5〜10重量%使用するのが良い。有機
溶媒の添加量が2.0重量%未満であると発泡時間を短
縮するという本発明の効果が得られないため好ましくな
い。また、有機溶媒の添加量が2.0重量%以上であれ
ば、発泡時間を短縮させる本発明の効果は添加量により
ほとんど左右されない。有機溶媒を添加したコラーゲン
溶液のホモジナイズは、通常のホモジナイザーを用いて
行うことができる。コラーゲン溶液を十分に発泡させる
ために必要なホモジナイズ時間は、用いた有機溶媒によ
っても異なるが、例えば6000rpmで5分以上であ
るのが良い。ホモジナイズにより発泡させた後のコラー
ゲン溶液の凍結乾燥は常法に従い行うことができ、例え
ば、凍結するときの温度は−20〜−65℃である。本
発明のコラーゲン溶液には、脂溶性有機溶媒の他にコラ
ーゲンスポンジを製造する技術分野において通常使用さ
れている各種の添加剤を使用することもできる。このよ
うな添加剤としては、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、
コンドロイチン6−硫酸などのムコ多糖類等が挙げられ
る。
【発明の効果】本発明の方法によれば、コラーゲン溶液
の発泡を短時間で行うことができ、これにより均一なポ
アーサイズを有するコラーゲンスポンジをより実用的な
方法で製造することができるようになった。本発明の方
法により製造されたコラーゲンスポンジは、ポアーサイ
ズが均一であるため人工皮膚としても有用であるが、そ
の他の線維芽細胞の増殖を必要とする治療材料としても
好適に使用できる。
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例を用いてよ
り詳細に説明する。
【実施例1】アテロコラーゲン(商標名、新田ゼラチン
株式会社製)を原料とし、精製水及び1N−塩酸を用い
て濃度3mg/ml、pH 3.0のコラーゲン溶液を
調製した。この溶液50gにクロロホルム0.5gを添
加し、エクセルオートホモジナイザー(商標名、日本精
機社製)を用い、6000rpmで1分間ホモジナイズ
した。得られたクリーム状の発泡液を凍結乾燥用のステ
ンレス製枠(11cm×8.5cm)内に流し込んだ。
ステンレス製枠を−40℃に冷却してコラーゲン発泡液
を凍結し、真空減圧下(0.01mmHg)30℃で2
4時間凍結乾燥を行った。さらに真空減圧下(0.01
mmHg)105℃で24時間加熱乾燥を行い、コラー
ゲンスポンジを得た。得られたコラーゲンスポンジにシ
リコーン100μmを貼付し、0.2重量%のグルタル
アルデヒド/酢酸溶液中、5℃で、24時間架橋反応を
行った。得られた架橋スポンジをイオン交換水で十分洗
浄し、以下の動物実験に供した。次に、クロロホルムの
添加量を0.5g、1.25g、2.5g又は5.0g
に変化させ、その各々のクロロホルム添加量に対しホモ
ジナイズ時間を1分、5分、10分および15分に変化
(ただし、クロロホルムの添加量が0.5g且つホモジ
ナイズ時間が1分の場合を除く)させた他は上記と同様
にして、さらに15種類のコラーゲンスポンジ及び架橋
スポンジを各々得た。
【比較例1】クロロホルムの添加量を0gとし、ホモジ
ナイズ時間を0分、1分、5分、10分、15分および
60分に各々変化させた他は上記実施例1と同様の操作
を行い、比較例として5種類のコラーゲンスポンジ及び
架橋スポンジを各々得た。
【評価】上記実施例1及び比較例1により得られたコラ
ーゲンスポンジについて、ポアーサイズ及び生理食塩水
への浸漬後の体積変化率を測定した。また、上記実施例
1及び比較例1により得られた架橋スポンジについて人
工皮膚の効果を確認するため動物実験を行った。なお、
上記実施例及び比較例は各々5回ずつ繰り返し、その測
定も5回ずつ行った。ポアーサイズの測定 上記実施例(16種類)及び比較例(5種類)で得たコ
ラーゲンスポンジの各5個の検体について、走査型電子
顕微鏡(日本電子株式会社製、倍率:150倍)を用い
て写真撮影し、その写真からポアーの直径を測定した。
ポアーの直径は、(長径+短径)/2として計算し、結
果は、平均値±標準偏差として表した。体積変化率の測定 上記実施例(16種類)及び比較例(5種類)で得たコ
ラーゲンスポンジの各5個の検体の厚みをまず測定し
た。次に、各コラーゲンスポンジを各々生理食塩水に3
0分間浸漬し、ステンレス製の板に載せて10分間放置
後、コラーゲンスポンジの厚みを測定した。生理食塩水
に浸漬する前と後のコラーゲンスポンジの厚みの測定値
から、体積変化率を次式に従い計算した。 体積変化率=(浸漬後の厚み)/(浸漬前の厚み)×1
00 この体積変化率の値は、100に近いほどしっかりした
構造のスポンジであることを表す。測定結果は、平均値
±標準偏差として表した。ポアーサイズ及び体積変化率
の測定結果を表1に示す。表中、上段はポアーの直径
(μm)を示し、下段は体積変化率(%)を表す。ま
た、各測定結果は同一の実験条件における5個の検体の
各測定値から平均値と標準偏差を計算し、その値を示し
た。
【表1】 動物実験 上記実施例(16種類)及び比較例(5種類)で得た架
橋スポンジの各5個の検体を、モルモットの背部に作成
した、皮下筋層を残存した全層皮膚欠損創(1.5×
1.5cm)に埋入し、3週間真皮様組織の再生を観察
した。また、埋入部の組織切片より架橋スポンジ内にお
ける線維芽細胞の侵入の程度についても調べた。真皮様
組織の再生は、ポアーの直径が80〜95μmの範囲内
にある場合に特に良い結果が得られ、このことと表1の
結果から、クロロホルム添加量が1.25g以上且つホ
モジナイズ時間が5分以上(回転数:6000rpm)
の場合には良好な品質のスポンジが得られることが確認
された。また、この条件下では、ポアーサイズのバラツ
キも少ないものであった。さらに、この範囲のスポンジ
の体積変化率は100に近く、人工皮膚として必要十分
な強度を有していることも明かとなった。クロロホルム
を全く添加しない場合、上記の好ましいポアーの直径を
得るために60分間程度ホモジナイズする必要があり、
本発明の方法により必要なホモジナイズ時間が大幅に短
縮されることが明らかとなった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コラーゲン溶液を凍結乾燥するコラーゲン
    スポンジの製造方法において、コラーゲン溶液に脂溶性
    有機溶媒を添加し、ホモジナイズして発泡させることを
    特徴するコラーゲンスポンジの製造方法。
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