JPH07504682A - アルギネートをインジッツで修飾することによる組織癒着予防 - 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】 アルギネートをインジノツで修飾することによる組織癒着予防発明の背景 発明の分野 この発明は、動脈内の空間に置いて主として手術後の動脈内癒着を防ぐための空 間形成物として役立つ物質に関する。より詳細には、この発明は、生物適合性か つ生物分解性物質であって、動脈内空間内（インジッツ）で修飾されて手術後に 生じる癒着を防ぐ物質に関する。

従来技術の記載 アルギン酸は、まず１８９６年に海草から精製され（英国特許第１１．５３８号 ）、続いてケル：＋（Ｋｅｌｃｏ）によって市販された（Ａｄｖａｎ、Ｃｈｅｍ 。

Ｓｅｒ、Ｎｏ、１１．、Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ 。

Ｗａｓｈ　ｉｎｇｔｏｎ、Ｄ、Ｃ，、ｐｐ、６８−８２）ｏアルギン酸、すなわ ち海草から抽出された多糖類は、Ｄ−マンヌロン酸ユニット、Ｌ−グルロン酸ユ ニットの成分ならびに互変異性マンヌロン酸およびグルロン酸ユニットの成分か ら構成されている。この多糖類は溶液を粘稠化し、懸濁液および乳剤を安定化し 、種々の混合物をゲル化し、種々の表面に膜を形成するのに最も普通に使用され る。

アルギン酸は水溶性であるが、アルギン酸のナトリウム塩、すなわちアルギン酸 ナトリウムは水溶性である。

アルギン酸ナトリウムのもっとも望ましい特性の１つは、カルシウムのような２ 価カチオンとの錯体を形成し、強力なゲルを形成することである。アルギン酸カ ルシウムゲルは水溶性であった。アルギン酸カルシウムゲルの強度と該アルギン 酸カルシウムゲルのグルロン酸含量とは相関関係がある。この特徴のため、アル ギネートは種々の生物医学的用途に融通性のあるバイオポリマーとして確立され てきた。カルトスタト（Ｋａｌｔｏｓｔａｔ）およびソルブサン（Ｓｏｒｂｓａ ｎ）のような市販の包帯がアルギン酸カルシウムの繊維から製造された。さらに 、細胞をアルギン酸カルシウム粒子内に取り込み、それらを体内に移植すること によって人工臓器を形成する分野で開発が行われている。薬物放出の分野でもこ れと同一の技術を使用してきた。このカプセル化技術の良い使用例が１９８８年 にＲｈａによって出願された米国特許第４．７４４，９３３号に概略されている 。１９４７年の初めに、ノヨージ・プレイン（Ｇｅｏｒｇｅ　Ｂｌａｉｎｅ）は アルギン酸カルシウムを使用するアイデアを神経および鍵の外科手術における癒 着防止方法として示した（Ｂｌａｉｎｅ、Ｔｈｅ　Ｍｅｄｉｃａｌ　ＰｒｅｓＳ 、１９４７年８月２０日、１６６頁）。次いで、アルギン酸ナトリウム溶液が開 腹後の腹膜腔内の癒着防止に有効であることが示されている（日本特許昭０５７ −１６９１９）。さらに最近、アルギン酸ナトリウムのエステル誘導体が開発さ れ、有効な抗癒着物質であると述べられている（ヨーロッパ特許出願０２５１９ ０５）。しかし、これらの特許あるいは研究のいずれもアルギネートを錯体化し て関節内癒着および池の関節内合併症を防止する単純なインジノツでの方法を教 示していない。

癒着は、外傷や炎症が生じることにより組織表面に線維性滲出物が生じることに より生じる。血管のような生きている組織、あるいは腎臓、肝臓および腸のよう な器官を粘膜または漿膜で被覆してそれらの器官が独立して機能できるようにす る。これらの粘膜または漿膜の例は、胸腔内の胸体壁胸膜および器官胸膜ならび に腹腔内の壁側腹膜および腸間膜であり、各膜は相当する器官を保護している。

漿膜で覆われた体のこれらの部分の外科的外傷または炎症によって、影響を受け た部分の大きさにかかわりなく線維性の廠痕が形成される。これにより最終的に は、しばしば搬痕または癒着として言及される組織化されたフィブリンを生じさ せる。これらの組織間のそのような癒着は上記部分のみではなく体のあらゆる組 織で見られる。これらの組織間の線維性の癒着により激しい痛み、機能低下を生 じ、運動機能が永続的に失われさえする。

整形外科の分野では、急性または慢性関節炎のような状態（たとえば、化膿性関 節炎、リュウマチ性関節炎、淋菌性関節炎、結核性関節炎）、あるいは関節での 外傷（たとえば、骨折、捻挫）によって強直症になり、関節を構成している骨の 表面が互いに癒着して関節の動きを束縛する。肋骨と尺骨が癒着する先天的撓骨 尺骨ンントシスは分離した骨がしばしば再癒着するので外科手術で治すのが困難 である。

癒着は胸の外科手術でも顕著である。この場合、手術の後の画定期間に鍵とその 周囲の綱膜または他の周囲組織とが癒着する一般的な傾向がある（Ｐ、Ｍａｔｔ ｈｅｗｓら、ＪＢＪＳ　５８Ｂ巻、第２号、２３０頁（１９７６）　、Ｍａｔ　 ｔｈｅｗｓｌＴｈｅ　Ｈａｎｄ、第１１巻第３号２３３頁（１９７９）　、Ｇｅ ｌｂｅｒｍａｎら、Ｈａｎｄ　Ｃ１１ｎｉｃｓ、第１巻第１号３５頁（１９８５ ））。

最近、を椎椎弓切除過程を形成する”椎弓切除膜“の防止の重要性が復活した。

椎弓切除はよく組織化された線維組織塊で椎弓切除で切除された骨を置換する。

この線維塊は硬膜をその上を覆う筋肉に結合しくＨ，ＬａＲｏｃｃａおよびＩ。

ＭｃＮａｂ、ＪＢＪＳ、５８Ｂ巻、第３号、５４５頁（１９７４））を柱管を狭 めてしまい、馬屋または神経根に圧力をかける。この搬痕組織形成により、面倒 で危険な再手術が必要となり、硬膜が裂ける可能性が生じて、傷害された神経根 が損傷を受けて運動機能の弱化、知覚変化および痛い感覚異常を生じる。

この発明は、間接内空間の癒着の防止にも関する。膝全体を取り換えた後の膝蓋 昶−大腿関節の合併症は稀であるが、関節内線維帯に次いで膝蓋昶−大腿関節の 機能不全が見られた（Ｔｈｏｒｐｅら、ＪＢＪＳ　７２Ａ巻、第６号、８１１頁 （１９９０））。関節内線維症膝十字じん帯（ＡＣＬ）再形成も問題と見なされ た（Ｓｈｅ　ｌ　ｂｏｕｍｅら、Ａｍ、Ｊ、５ｐｏｒｔｓ　Ｍｅｄ、、第１９巻 第４号３３２頁（１９９１））。

先行技術は搬痕組織形成を防止する種々の治療を教示している。液体パラフィン 、樟脳オイル、コンドロイチン硫酸および尿素での治療は一時的にしか作用しな いので、不充分な効果しか示さない。シリコン膜、グツタペルカ、またはポリ（ テトラフルオルエチレン）膜のような池の予防的治療を施して癒着形成阻止した 。しかし、これらの物質は不活性で、体内に残りしばしば異物と認識されるであ ろう。したがって、再手術して上記阻止物質を取り除く必要があるかもしれない 。

チトサンおよびキサンタンガムについての米国特許第５．０９３．３１９および ４．９９４．２７７号（各々本発明の譲受人が所有）は多糖類による癒着防止方 法をも教示している。しかし、これらの特許のいずれも、インジッツでの錯体化 されたアルギネートを使用して関節的癒着を防ｌヒ量ることを教示していない。

本発明の物質はいつでも生体組織に溶解する水性ヒドロケルである。この物質は 水を含むので、後で加水分解する必要はない。過去において、ヒドロゲルを接着 に使用してきたが、共有交叉結合をして寿命を改良して分解時間が望ましくない 程長くなったり、あるいは有効であるべき部位で充分に持続しなかった。

本発明の癒着予防剤は、多糖類ユニットから構成された生物適合性で生物分解性 である重合体からなり、体内で単純な糖に分解されて代謝される。癒着予防に使 用されるべきヒドロゲル物質の半減期はインビボで約２日から１年までの範囲で ある。したがって、癒着が生じる恐れのある部位に癒着予防剤を置（ことによっ て癒着を予防することができる。予防を維持できる期間は、溶解または分解によ る吸収速度に依存する。本発明の物質からできる癒着予防剤はその除去のための 再手術を必要とせずに消える。

発明の総括 本発明の目的は、手術から生じる隣接する組織間の線維性滲出物の形成を予防で きる生物分解／生物再吸収性物質を提供することである。

もう１つの目的は、外傷部位に適用している間に容易に修飾され得る物質を提供 することである。

されにもう１つの目的は、外科手術部位を閉じた直後か閉じる直前に容易に適用 できる物質を提供することである。

したがって、これらのおよびこれらに関連した目的は、該当する組織の間にアル ギン酸ナトリウム溶液を置き、それを修飾して線維性結合、すなわち組織の癒着 を防止することによって達成される。これは、上記アルギネート溶液と塩化カル シウムのような錯化剤溶液とを動脈内の空間に同時注射し、外科手術部位を閉じ ることによって達成できる。これは、同心円針か二重管針の付いた別々の注射器 またはシングルダブルバレルによる注射によって達成される。必要なら、閉じる 前に手術部位にアルギネート溶液を適用し、次いで錯化溶液に添加できた。

これらのおよび池の本発明の目的および効果は本発゛明のいくつかの具体例を開 示した下記の詳細な記載から明らかとなろう。実施例は説明のためのみで、発明 を限定するものではない。

好適具体列の記載 本発明の生物分解／生物再吸収性ヒドロケルポリマーは癒着を防止する、すなわ ち組織間のフィブリン形成および組織化を阻止する。これらの物質は結局にはゲ ルまたは溶液に転換され最終的には体内で再吸収され安全に代謝される。そのよ うなポリマー物質の例はアルギネートのような天然の多糖類である。

アルギン酸は（１−４）結合ベーターＤ−マンヌロン酸（Ｍ）およびそのＣ−５ エピマーである、アルファーＬ−グルロン酸（Ｇ）の線状共重合体である。この 多糖類の塩形（およびエステル）は一般的にアルギネートと称する。ＧおよびＭ 単位が一緒になってブロックとして結合しているのが見いだされた。これは、３ つのタイプのブロック、すなわちホモポリマー様Ｇ−ブロック、ホモポリマー様 Ｍ−ブロック、およびヘテロポリマー様の交互ブロックが見いだされた。

アルギネートは、互いにエピマーであるマンヌロン酸およびグルロン酸の塩（マ ヌロネートおよびグルコネート）から形成された重合化されたダイマーである。

アルキネ−１・の抽出源に依って、その組成は主としてグルコネート（アルギネ ートを海草であるラミナリア・ハイバーポレア（Ｌａｍｉｎａｒｉａ　ｈｙｐｅ ｒｂｏｒｅａ）の茎から抽出した場合）から主としてマヌロネート（ラミナリア ・ジャポニカ（Ｌａｍｉｎａｒｉａ　ｊａｐｏｎｉｃａ）から抽出した場合）ま で変わり得る。

アルギネートの化学組成はある程度変化し得るし多様である。海草の種、同一植 物の異なる部位により変わり、季節による変化にもさらされる。しかし、異なる 特性を有する原料を選択することにより、一定の特性を有する種々のアルギネー トを製造できる。

たとえば、マンヌロ不一トおよびグルコネートの比率およびブロックコポリマー がどのように配！されているかはポリマーのゲル強度およびフィルム形成能力の ような物理的特性を決定する。最も強力なフィルムは、大量のマンヌロ不一トお よびグルロ不一トブロック（高Ｇ）を有するアルギネートから生じるが、最良の 濃厚化剤は大量のマンヌロン酸トおよびマンヌロネートブロック（高Ｍ）を有す るアルギネートから生じる。アルギネートは市販されている。高Ｇアルギネート の例はプロタン・ラボのＩ（Ｆ　１２０であり、高〜１アルギネートの例はプロ タンのＨＦ　］、　２０　ＲＢである。２つのポリマーのブロック比を調整する ことによって、物理特性を調整して目的の用途に合わせることができる。

これらの出発材料のうち、交叉結合して不溶性材料を形成する水溶性ポリマーを 使用するのが好ましい。無毒のイオン性橋によって一時的に不溶化して２−５日 ないし１年で分解し始めるであろう物質を形成できるポリマーを使用するのが有 利であることが見いだされた。分解時間を変えるために、交叉結合の量を変えら れる。

これらのポリマーの具体例は、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸、アルギン酸 カルシウム、アルギン酸マグネシウム、アルギン酸カリウム、あるいは二価また は多価カチオンと錯体化した一価のアルギネートである。本発明使用するための これらの生物分解性ポリマーの分子量は、好ましくは１．０００ダルトンから３ ．０００，０００ダルトンまでの範囲であり得る。本発明で使用されるこれらの ポリマー（アルギン酸ナトリウムのような）の濃度は約０．１にないし４％であ る。

錯化剤と同時にアルギネートを注射することによって、血液より粘稠で弾性のあ る物質を形成して血液が２つの生体組織の界面で凝固するのを防止して癒着形成 を防止することにより、癒着を予防できる。

本発明は下記実施例を参照することによってより詳しく記載されよう。しかし、 該実施例は本発明の説明のためにのみあるのであって本発明の要旨と範囲を限定 するものではないと認識すべきである。

実施例１ ０．９％生理食塩液中高Ｇアルギン酸ナトリウム１．６％滅菌溶液をイルビン・ サイエンティフィックを経由してプロタン・ラブダ（プロツバ（Ｐ　ｒ　ｏ　ｎ 　ｏ　ｖ　ａ）ＬＶＧ）から得た。この溶液はｐＨ７，０２、浸透圧３１１ｍｏ ｓｍ／ｋｇ水、および１．２ＥＵ／ｍｌに満たないエンドトキシン含量（リムル ス・アメボサイト・リセート（ＬＡＬ）によって測定）を有する。この溶液Ｑ、 ５ｃｃを２匹のニューシーラント白ウサギ（ＮＺＷ）の４つの膝関節の各々に注 射した。２および４日後、１匹のウサギを殺し、肉眼的、細胞学的および組織学 的評価のために膝を切開した。２日目に、アルギン酸ナトリウムが膝関節にある ことが肉眼で認められた。この物質の大部分は後置にあった。この物質は長指伸 筋鞘にも認められた。滑液の細胞学的所見も組織学的所見も組織のアルギン酸ナ トリウムに対する不利な反応を示さなかった。手術後４日目に膝には少しも肉眼 で認められる物質は存在しなかった。細胞学的に評価したところ、該物質に対し て不利な反応は認められなかった。該物質に対する不利な反応を示す組織学的な 所見はなく、分析された組織切片（滑脱、関節軟骨、および関節内線維症膝十字 じん帯（ＡＣＬ））をアルギン酸ナトリウムが被覆していることを示した。

実施例２ ２リツトルの０．１５ＭＰＢＳに５ｇのアルギン酸ナトリウム（ブロノバンＭＶ Ｇ、プロタン）を添加して０．２５％溶液を調製した。得られた溶液を０．　４ ５１０．２２ミクロンフィルターカプセル（サルトリウス（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ ））で濾過した。得られた溶液を０．２ミクロン・エンドトキシン・アフィニテ ィー・メンブレン（ＲＡＭ）（メイン州ポートランドのアラーチェク（Ａｌｅｒ ＣＨＥＫ）社製）で正接流動法（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ　ｆｌｏｗ　ｐｒｏｃｅ ｓＳ）により濾過した。次いで濾液と保留物の両方を集め、装置から発熱物質を 除いた。この過程を１０サイクル繰り返した。１０サイクル目に次いで、溶液（ 約１．９リトツトル）からすべての低分子量不純物を、同じ限外濾過装置におい て０．５％生理塩液で３０に分子カットオフ膜（マサチュウセッッ州、ノーウッ ドのフィルトン（Ｆｉｌｔｏｎ）社製）によって拡大（ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ）透 析（１０サイクル−ポンプの出力を３００ｍ１に落とし１，９００ｍ１まで再度 上昇させた）して除いた。最後にポンプの出力を落とす段階で、上記物質を１１ ８ｍ１　（０，５％生生理液液中４アルギネート）に濃縮し、０．２２ミクロン 膜で滅菌濾過した。発熱物質濃度を測定したところ４％溶液として６．３ＥＵ／ ｍｌであった。０．５ｃｃの精製物質を１匹のニューシーラント白ウサギ（ＮＺ Ｗ）２つの膝関節に４日関節内注射した。組織を肉眼、細胞学、組織学的に調べ たがこの物質にとっての不利な反応は見られなかった。

アルギネートの癒着予防能力を試験するために、ウサギの膝関節から脂肪パッド を取り除き、脛骨を擦り砕いた。該関節を２１日間固定した。２匹のニューシー ラント白ウサギ（ＮＺＷ）を対照として使用し０．９％生理塩液を注射し、閉じ た。Ｉｌｈの３匹のウサギには実施例２で調製したアルギン酸ナトリウム溶液を 注射した。３匹すべてに閉鎖時（時間Ｏ）に領　５ｃｃを注射した。−匹には手 術後７日目に０．５ｃｃの上記アルギネート溶液を注射しく時間０および７）、 ３匹目には手術後４．８および１２日目に注射した（時間０．　４．　８．　１ ２）。５匹すべてを２１日目に殺した。対照群は肉眼と組織学的に見て優れた癒 着形成を示した。対照群の癒着結果は処理された膝に比較して肉眼と組織学的に 見て形成された癒着の質と量での違いはなかった。組織学的にはアルギン酸ナト リウムは試験した３匹すべての組織を被覆して存在した。これらの結果は、関節 内癒着を防止あるいは低減させるにはアルギネート物質のみの薄い皮膜では十分 でないこ錯化溶液を使用して実施例１および２のアルギネートを交叉結合させた 。２匹のニューシーラント白ウサギ（ＮＺＷ）を試験患者として使用した。これ ら２匹のウサギの両膝の関節内に注射した。１つの膝に膝関節内に置かれた２本 の別個の注射器から０．５ｃｃのアルギン酸ナトリウム（実施例１）と０．２ｃ ｃの２％塩化カルシウムを同時に注射した。第２の関節には０．５ｃｃの０．１ ６％アルギン酸ナトリウムと０．３ｃｃの２％塩化カルシウムを同時に注射し、 第３の関節には０．５ｃｃの０．１６％アルギン酸ナトリウムと０．４ｃｃの２ ％塩化カルシウムを同時に注射し、第４の関節には０．５ｃｃの０，１６％アル ギン酸ナトリウムと領　５ｃｃの２％塩化カルシウムを同時に注射した。この目 的は２つある。１）関節内のゲル強度に対する塩化カルシウムの異なる容量の効 果を測定するため：および２）インンッッに形成したアルギン酸カルシウムゲル に対する炎症反応を測定するためである。手術後２日目に肉眼で見てもどの混合 物にも炎症反応はなかった。このことは細胞学的および組織学的に確認された。

塩化カルシウム容量が増えるにつれ、ゲル強度とゲル存在との間には相関関係が あるようだ。塩化カルシウム領　５ｃｃは、膝内でアルギン酸カルシウムゲルを 生成し、これによりこの関節の感じのほとんどが決まる。

癒着予防の上記試験は実施例３の４つの溶液をニューシーラント白ウサギ（ＮＺ Ｗ）の４つの準備された膝関節内に注射することによって行われた。２０日後該 ウサギの膝関節を検査した。第１のウサギでは、ゲルがまだ関節に存在していた 。切開してみると血液を取り込んで赤色であった。癒着はな（、関節表面および 取り囲む滑脱は健全であった。第２のウサギでも同様の所見があったが、ゲルは 透明なままであった。残った出血から少しの薄い癒着が見られたが、これらは軽 くプローブで触ると破れた。同じ（関節は健全であった。該物質は顆の側面に沿 った脂肪パッドの領域を越えて広がっていた。この物質は脆いがつるつるしてい た。脂肪パッド置換に比べて、これらの好物からの膝はより健全で癒着が少ない 。次いで組織学的検査のため組織および膝関節を集めた。

本発明の溶液を膝以外の肘、肩のような関節内およびを稚内に注射した。薬物、 すなわち抗生物質または抗炎症剤のような他の治療剤も溶液に含めることができ る。

塩化カルシウムの外に、ＭｇＣ１，ＣａＳＯ４，ＭｇＳＯ３などのような他の水 溶性カチオンを錯化溶液として使用できる。これらの錯化溶液の濃度は約１５％ ないし２％である。

本発明のいくつかの例は記載したが、多くの変化と修飾が本発明の精神と範囲か ら逸脱せずに可能である。本発明はまず錯化溶液を注射し、その後でアルギネー ト溶液を注射することからなる。

補正書の翻訳文提出書 平成　６年１２月ニア日

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．下記段階からなる、手術後の組織間の癒着を予防する方法：手術部位を閉じ る前または閉じた後にアルギネート溶液を関節内空間に注射し：そして 錯化溶液を関節内空間に注射する。
2. ２．アルギネートが、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸、アルギン酸カルシウ ム、アルギン酸マグネシウム、アルギン酸カリウムおよびこれらの組み合わせか らなる群から選択される請求項１記載の癒着を予防する方法。
3. ３．アルギネート溶液および錯化溶液が同時に注射される請求項２記載の組織間 の癒着を予防する方法。
4. ４．アルギネート溶液および錯化溶液が同時に注射される段階が二重管腔針によ って行われる請求項２記載の癒着を予防する方法。
5. ５．アルギネート溶液を注射した後に錯化溶液が注射される請求項１記載の組織 間の癒着を予防する方法。
6. ６．錯化溶液が塩化マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムおよびそれ らの組み合わせからなる群から選択される請求項１記載の組織間の癒着を予防す る方法。
7. ７．アルギネート溶液が約０．１％ないし約４％の濃度を有する請求項１記載の 組織間の癒着を予防する方法。
8. ８．錯化溶液が０．５％ないし２％の濃度を有する請求項４記載の組織間の癒着 を予防する方法。
9. ９．下記段階からなる、組織間の癒着を予防する方法：アルギネート溶液を組織 間に置き；そして該アルギネート溶液を適当な錯化溶液と交叉結合させる。
10. １０．アルギネートが、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸、アルギン酸カルシ ウム、アルギン酸マグネシウム、アルギン酸カリウムおよびこれらの組み合わせ からなる群から選択される請求項９記載の癒着を予防する方法。
11. １１．アルギネート溶液および錯化溶液が同時に注射される請求項９記載の組織 間の癒着を予防する方法。
12. １２．アルギネート溶液および錯化溶液が同時に注射される段階が二重管腔針に よって行われる請求項９記載の癒着を予防する方法。
13. １３．アルギネート溶液を注射した後に錯化溶液が注射される請求項９記載の組 織間の癒着を予防する方法。
14. １４．錯化溶液が塩化マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムおよびそ れらの組み合わせからなる群から選択される請求項９記載の組織間の癒着を予防 する方法。
15. １５．アルギネート溶液が約０．１％ないし約４％の濃度を有する請求項９記載 の組織間の癒着を予防する方法。 １６，錯化溶液が０．５％ないし２％の濃度を有する請求項９記載の組織間の癒 着を予防する方法。