JPH0720999B2 - 中性コラーゲン溶液の製造方法 - Google Patents

中性コラーゲン溶液の製造方法

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JPH0720999B2 JP1144493A JP14449389A JPH0720999B2 JP H0720999 B2 JPH0720999 B2 JP H0720999B2 JP 1144493 A JP1144493 A JP 1144493A JP 14449389 A JP14449389 A JP 14449389A JP H0720999 B2 JPH0720999 B2 JP H0720999B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、中性コラーゲン溶液の製造方法に関し、畜
獣の骨等から得られる動物性線維質であるコラーゲンが
溶解されていて、化粧品や医療品等の原料として利用さ
れている中性コラーゲン溶液を製造する方法に関するも
のである。
〔従来の技術〕
コラーゲンは、生体親和性に優れた性質を有しており、
各種の医療用生体材料や化粧品材料として極めて有用な
ものである。コラーゲンを上記のような生体材料等に使
用する場合には、pH値が中性付近の領域で用いる場合が
多い。
ところが、酸可溶性コラーゲン、酵素可溶化コラーゲ
ン、アルカリ可溶化コラーゲン等、通常の可溶性コラー
ゲンは、酸性またはアルカリ領域で可溶化されているも
のであり、溶液のpH値が中性付近ではコラーゲンの溶解
性が悪く沈澱が生じたり線維状に析出するという問題が
あった。このような沈澱や線維状の析出を生じたコラー
ゲンは、化粧品や医療品等の材料としては不都合であ
り、改善が望まれていた。
そこで、コラーゲンを中性で可溶性にする方法が提案さ
れており、具体的には、コラーゲンをコハク化もしくは
エステル化し、その等電点を変える方法(特公昭62−44
522号公報に開示)、コラーゲンの酸溶液に紫外線を照
射した後、中和して中性コラーゲン溶液を得る方法(特
公昭47−24258号公報に開示)、再生コラーゲン線維や
可溶性コラーゲンを水に分散し、CO2で酸性にして可溶
化した後、CO2を除去して中性コラーゲンを得る方法
(特公昭47−26169号公報に開示)、あるいは、コラー
ゲン溶液に無機塩類を加えて適度なイオン強度を持たせ
たり、糖類を加えることによって中性可溶化を促進させ
る方法などが知られている。
〔発明が解決しようする課題〕
ところが、上記した各先行技術のうち、コハク化もしく
はエステル化コラーゲンは、コラーゲンの誘導体であっ
て、本来の、いわゆるネイティブなコラーゲンとは性状
が違ってしまい、前記した化粧品や医療用生体材料とし
ての要求性能を満足させることが出来なくなってしまう
場合がある。また、紫外線を照射する方法は、長時間の
紫外線照射によってコラーゲンが変性する問題があり、
やはり、コラーゲンの品質性能に影響が生じる。塩類や
糖類を加える方法は、これらの添加物の種類によって、
医療用材料等を製造するときに、他の成分との組み合わ
せが制限され、コラーゲン溶液の用途が限定される欠点
がある。さらに、CO2を用いる方法は、CO2ガスの取り扱
いが難しく、耐圧タンク等の大掛かりな設備が必要で操
作も煩雑になるという欠点がある。
そこで、この発明の課題は、コラーゲン自体を変性させ
たり、他の添加物を加えたりすることなく、いわゆるネ
イティブなコラーゲンをそのまま用いて、中性付近でコ
ラーゲンが均一に溶解された透明な中性コラーゲン溶液
を簡単に製造でき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〕
上記課題を解決する、この発明にかかる中性コラーゲン
溶液の製造方法は、中性を基準にしてそのコラーゲンの
等電点が含まれるpH領域とは反対側になるpH領域におい
てコラーゲンが均一に溶解されている原料溶液を中性液
で透析することによって中性のコラーゲン溶液を得るよ
うにしている。
原料溶液は、基本的には、通常の処理によって製造され
たコラーゲン溶液が使用され、例えば、牛や豚のような
家獣の皮や骨等、通常の原料から、一般的な酸処理や酵
素処理あるいはアルカリ処理等の処理工程を経て、コラ
ーゲン成分を可溶化させて得られたものであり、具体的
な原料や処理方法は、既知のコラーゲン溶液の製造方法
と同様である。
コラーゲン溶液のうち、酸可溶性あるいは酵素可溶化コ
ラーゲンの場合、その等電点はpH7〜9.5にあるので、こ
の等電点の反対側のpH領域、すなわち酸性領域において
コラーゲンが均一に溶解されたコラーゲン溶液を原料溶
液として用いる。具体的には、酸可溶性あるいは酵素可
溶化コラーゲンは、通常、pH5を超えると沈澱が生じる
ので、pH5以下のコラーゲン溶液を用いるのが好まし
い。また、アルカリ可溶化コラーゲンの場合、その等電
点はpH4.5〜5にあるので、この等電点の反対側のpH領
域、すなわちアルカリ領域においてコラーゲンが均一に
溶解されたコラーゲン溶液を原料溶液として用いる。具
体的には、アルカリ可溶化コラーゲンは、通常、pH9未
満では溶解性が低く均一な溶液とならないので、pH9以
上のコラーゲン溶液を用いるのが好ましい。なお、アル
カリ可溶化コラーゲンの場合、pH4以下でも均一な溶液
が形成されるが、このように等電点(前記pH4.5〜5)
と同じ側のpH領域にあるアルカリ可溶化コラーゲン溶液
は、後述する透析処理の過程で、沈澱等を生じるので使
用できない。
上記原料溶液を透析する方法は、各種の化学処理で用い
られている通常の透析装置を用い、イオン交換水等の中
性液で、通常の処理方法で透析すればよい。中性液の使
用量の透析温度、透析時間等の処理条件は、通常の透析
方法と同様の範囲で、目的に応じて自由に設定できる
が、透析温度については、コラーゲンの変性温度以下で
実施する必要がある。
この透析処理によって、酸性もしくはアルカリ領域にあ
る原料溶液から、酸性およびアルカリ性の成分が取り除
かれて、中性で、しかもコラーゲンが均一に溶解した透
明なコラーゲン溶液が得られる。得られた中性コラーゲ
ン溶液のpH値は、厳密な中性すなわちpH7.0でなくて
も、用途や目的に適応する範囲で、中性付近のpH値であ
ればよい。具体的には、pH値が約5.5〜約9.5程度の範囲
で実施でき、好ましくは、pH6〜8で実施する。上記pH
値は、原料溶液や透析に使用する中性液の種類、あるい
は、透析処理の条件等によって変わる。この発明におい
て、中性コラーゲン溶液とは、前記のような、pH7.0を
中心として一定幅のpH範囲にあるものを含む意味で用い
ている。
透析処理に使用する中性液としては、前記したイオン交
換水のような純粋な水のほかに、水に他の塩類等が含ま
れた中性溶液や、得られるコラーゲン溶液のpH値が前記
範囲を外れない程度に、HClやNaOH等の酸やアルカリが
添加されたものも使用できる。但し、中性液に水以外の
添加成分を添加する場合は、その添加成分によってコラ
ーゲンが沈澱したり線維状に析出しないような成分およ
び濃度で実施する必要がある。
中性コラーゲン溶液は、流動性のなるゾルの状態で用い
る場合も、固化したゲルの状態で用いる場合もある。前
記した透析処理の処理時間を調整することによって、ゾ
ル状態あるいはゲル状態の何れのコラーゲン溶液を得る
ことも出来る。すなわち、透析処理時間が短ければ、ゾ
ル状態のコラーゲン溶液が得られるが、透析処理時間が
長くなったり、一旦得られたゾル状態のコラーゲン溶液
を、さらに別の中性液で透析処理したりすると、コラー
ゲン溶液のゲル化が進行してゲル状態のコラーゲン溶液
が得られる。したがって、この発明において、中性コラ
ーゲン溶液とは、ゾルおよびゲルの何れの状態のものを
も含んでいる意味で使用している。
この発明にかかる製造方法で得られた中性コラーゲン溶
液は、化粧品や医療用生体材料あるいは食品その他、中
性付近で線維が均一に溶解されたコラーゲン溶液を必要
とされる各種の用途に利用できる。例えば、医療用途と
して、火傷や外傷等のコーティング材、DDS、人工皮
膚、手術糸等の生体材料が挙げられる。
〔作用〕
酸性もしくはアルカリ性のコラーゲン溶液を原料溶液と
して、この原料溶液を中性液で透析すると、原料溶液中
の低分子量成分である酸性成分やアルカリ性成分が中性
液側に取り除かれるので、原料溶液自体は中性になって
中性コラーゲン溶液が得られる。
一方、コラーゲンは、その製造処理方法の違い等によっ
て等電点が異なり、この等電点付近において沈澱を生じ
たり線維状に析出する。前記透析処理を行う際にも、酸
性もしくはアルカリ性の原料溶液が中性に変化する過程
で、それぞれのコラーゲンの等電点を通過すると、コラ
ーゲンの沈澱や析出が生じてしまって、コラーゲンが均
一に溶解された透明なコラーゲン溶液が得られない。
そこで、この発明では、中性(pH=7)を基準にしてそ
のコラーゲンの等電点が含まれるpH領域とは反対側にな
るpH領域、すなわちコラーゲンの等電点が酸性領域(pH
<7)にある場合にはその反対側であるアルカリ領域
(pH>7)、逆にコラーゲンの等電点がアルカリ領域
(pH>7)にある場合にはその反対側である酸性領域
(pH<7)においてコラーゲンが均一に溶解された原料
溶液を透析して中性にすることによって、透析処理過程
でコラーゲン水溶液が等電点を通過することがないの
で、コラーゲンが沈澱や析出を生じることなく均一に溶
解された透明な中性コラーゲン溶液が得られる。
この透析処理では、コラーゲン溶液に何か他の成分を添
加する必要がなく、コラーゲン溶液中のコラーゲンが変
性させられることもない。したがって、得られた中性コ
ラーゲン溶液は、いわゆるネイティブなコラーゲンと同
様の性状を有するコラーゲンを有する中性コラーゲン溶
液となる。
〔実施例〕
以下に、この発明の実施例について説明する。
−実施例1− まず、新鮮な子牛真皮を脱毛・細断後、常法通り洗浄・
脱脂して精製牛皮原料を得た。この原料をpH2.5の希塩
酸に分散し、ペプシン(ペプシン2:コラーゲン100の割
合)を加え、20℃で2日間処理した。得られた溶液を、
ガラスフィルターで濾過し、不溶解物を除いた後、1Nカ
性ソーダ溶液を加え、pH7.0に調整し、コラーゲン線維
を析出させた。このコラーゲン線維を、遠心分離して集
め、充分に水洗した後、pH2.5の希塩酸に1%(W/V)濃
度になるように溶解して精製コラーゲン溶液を得た。得
られたコラーゲンの等電点はpH7〜9であった。
上記コラーゲン溶液からなる原料溶液50mlを、透析装置
であるヴィスキングチューブ(VISKASE SALES CORP社
製)に入れ、イオン交換水1に対して、4℃で48時間
透析を行った。その結果、得られたゾル状態のコラーゲ
ン溶液は、ほぼ中性のpH6.0を示し、波長400nmの吸光度
は0.01以下であって優れた透明性を示し、コラーゲンが
均一に溶解されていることが判った。この中性コラーゲ
ン溶液に対し、同じ透析装置で、さらに72時間の透析を
行ったところ、透明性の極めて良好な中性コラーゲンの
ゲル状物が得られた。
−実施例2− 実施例1と同じ精製原料を、硫酸ソーダ18%を含む4%
カ性ソーダ溶液に、室温で10日間浸漬した。上記処理
後、原料を中和・水洗し、pH2.5の希塩酸に溶解し、不
溶解物を濾過によって除いた後、1Nカ性ソーダ溶液を加
えてpH4.5に調整し、コラーゲン線維を析出させた。こ
のコラーゲン線維を、遠心分離して集め、充分に水洗し
た後、pH9.5のカ性ソーダ溶液に1%(W/V)濃度になる
ように溶解して精製コラーゲン溶液を得た。得られたコ
ラーゲンの等電点はpH4.5であった。
上記コラーゲン溶液を原料溶液として、前記実施例1と
同様の工程で透析することによって、pH7.5のほぼ中性
を示す透明なコラーゲン溶液が得られた。
〔発明の効果〕
以上に述べた、この発明にかかるコラーゲン溶液の製造
方法によれば、通常の処理方法で調製された酸性もしく
はアルカリ性のコラーゲン溶液を原料溶液にして、中性
液で透析するだけの処理で、従来の方法のように、コラ
ーゲンを変質させたり他の成分を加えることなく、pH値
が中性付近に調整された中性コラーゲン溶液を得ること
ができる。特に、透析に用いる原料溶液として、中性基
準にしてそのコラーゲンの等電点が含まれるpH領域とは
反対側になるpH領域においてコラーゲンが均一に溶解さ
れたものを用いるので、透析処理過程で沈澱や線維状の
析出が生じることがなく、コラーゲンが均一に溶解され
た透明な中性コラーゲン溶液が得られる。
したがって、得られた中性コラーゲン溶液は、化粧品や
医療用生体材料に好ましい中性付近のpH値を示すととも
に、いわゆるネイティブなコラーゲンと同様の品質性能
に優れたコラーゲンを均一に溶解していて、透明性が非
常に高いものとなり、医療その他の広い用途に対して極
めて有用なものとなる。
透析処理は、比較的簡単な装置を用いて操作も簡単に行
えるので、目的とする中性コラーゲン溶液を能率的に安
価に製造でき、経済性の点でも優れている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中性を基準にしてそのコラーゲンの等電点
    が含まれるpH領域とは反対側になるpH領域においてコラ
    ーゲンが均一に溶解されている原料溶液を、中性液で透
    析することによって中性のコラーゲン溶液を得る中性コ
    ラーゲン溶液の製造方法。
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