JPS58192545A - 角膜移植用眼球保存液 - 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】 らに詳しくは、本発明は角膜移植手術において用いる眼
球（死亡後のヒトの献体から摘出される）をその機能を
維持した状態で長時間保存することを可能とした角膜移
植用１！球保存液に関する。

ヒトにおける角膜移植手術は、臓器移植手格のうちでは
歴史が古く、またきわめて成功率の高い移植手術であり
、眼科領域ではその適応が増々拡大されてきている。さ
らに近年、該手術の進歩と普及に伴ない、角膜をその機
能を失なうことなく長期保存しうる方法の開発が切望さ
れそきている。すなわち、死亡直後の献体からその眼球
をその機能を保った状態で長時間保存することができれ
ば、手術を受ける患者や手術を行なう医師および看護婦
の側にも充分な準備を行なう時間的余裕を持たせること
ができ、さらには角膜移植を受けた眼球の質を向上させ
ることも可能となる。

角膜移植手術を成功させるためには、保存角膜に活力（
ｖｉｔａｌｉｔｙ）が保持されていることが強く要求さ
れるが、当初当該技術分野において用いられていた保存
液（たとえば生理食塩水、グリセリン溶液、ハンクス溶
液など）はいずれも角膜を長期間保存することができず
、極端なばあいには数時間（３〜５時間）で角膜に混濁
が生じてしまい、移植手術に用いることができなくなる
という問題があった。そのため長期間角膜を保存する方
法を開発するための研究が近年活発に行なわれてきてい
る。

かかる従来例についてつぎに簡単に説明する。

たとえば水用らにより、組織培養液（アミノ酸、ビタミ
ン、核酸構成成分、中間代謝物、補助的増殖因子などを
含有）、炭酸水素ナトリウム、コンドロイチンＲｅナト
リウム、イノシン、アデノシン、アデニンおよび抗菌性
物質の適Ｉｔｆｒ：蒸留水に溶解し、必要があればこれ
に醜素と炭〜ガスの混合ガス（９５：５）を導入飽和し
、ｐＨ６，５〜８．０とした眼球保存液が開発されてい
る（特公昭４６−２０３６号公報参照）。該眼球保存液
は、今日も広く使用されているが、それでも有効性を発
揮しうるのが２〜３日という短期間に限られているため
、処置が迅速に行なわれないと移植手術時にはすでに眼
球の機能が低下してしまっていることがしばしば起る。

そのため　　　１全眼球を保存液中に入れて低温下に保
存するいわゆるアイ・バンク（ｌｃｙｓ　Ｅａｎｋ）式
保存法に似た方法に該保存液を利用することが一般に行
なわれている。

切り取った角膜を保存するための池流液も種々開発され
ている。エデルハウザ−（Ｋｄｅｌｈａｕｓｅｒ）らは
家兎角膜内皮を、潅流温度３７°ｃ１前房圧１５ｍｍＨ
，の条件下で生理食塩水、乳酸リンゲル液、バランスド
・ソルト・ソリューション（Ｂａｌａｎｃｅｄｓａｌｔ
　５ｏｌｕｔｉｏｎ　、以下、ＢＳＳという）またはグ
ルタチオン・ビカーボネート・リンゲル（Ｇｌｕｔａｔ
ｈｉｏｎ　Ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ　Ｒ１ｎｇｅｒｓ以
下、ＧＢＲという）を用いて４時間層流したところ、角
膜の膨潤率はそれぞれ９３．ｕＩ！Ｉ／ｈｒ　％　３９
μｍ／ｈｒ　、２４ｔｔｍ／ｈｒ。

０〜４μｍ／ｈｒであったと報告しており、ＧＢＢの角
膜保存における有用性を示唆している（　ｋｅｌｈａｕ
ｓｅｒ　Ｈ，？、　、’Ｖａｎ　Ｈｏｒｎ　Ｄ、Ｌ、　
、Ｈｙｎｄｉｕｌｃ　Ｎ、Ａ。

ａｎｄ　５ｃｈｕｌｚ　Ｒ，Ｏ，、Ａｍｅｒ、　Ｊ、　
Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ、　、９′５．６４５（１９７５
）参照）。さらにマツクエナネイ（ＭｃｌＣｎｅｒｎｅ
ｙ）らは同様の′実験をＧＢＲからその成分であるグル
タチオンおよび（または）アデノシンを除いた液で行な
い、角膜の膨潤率を測定したところ、角膜内皮に対する
障害は認められなかったと報告している（　ＭｃＫｎｅ
ｒｎ＠ｙ　Ｊ、に、　ａｎｄＰ＠ｙｍａｎ　Ｇ、Ａ、、
Ｉｎｖｅｓｔ、　Ｏｐｔｈａｌｍｏｌ、　、１６．６５
７（１９７７）参照）。

膜の機能を保持できれば満足されるものである。

しかしそれらの潅流液は、眼球保存液として使用される
ばあい、それらの処方中に含まれている炭酸水素イオン
（ａＣＯ；　）が角膜内皮のポンプ作用を活発にさせる
作用（Ｋ−Ｒ，Ｍａｙｅｅ、　Ｍ、Ｖ。

ｇｒａｈａｍ　ａｎｄ　Ｓ、　Ｈｏｄｓｏｎ　、ＥＸＴ
）、　Ｅｙｅ　Ｒ５５ｅａｒｃｈ　、　２６．５５５〜
５６０　（１９７８）参照）があり、その結果角膜が途
やかに膨潤、混濁されてしまい、眼球保存液としての目
的を果さなくなる。

該ポンプ効果を回避するために、炭酸水素イオンの加え
られていない眼球に適用できうる溶液もいくつか提案さ
れてきている。たとえば米国アルコン（Ａｌｃｏｎ）社
は炭酸水素イオンフリーのＢｕｓを開発しているが、そ
れはエネルギー源となりかつ膨潤防止効果を有するグル
コースが含まれておらず、また通常の房水成分にくらべ
てに＋が約２倍量、Ｃａ”＋が約３倍量も多く配合され
ており、さらには緩衝化のための酢酸塩およびクエン酸
塩が非常に多量に使用されているが、そのことは生体組
成製剤としてふされしくない。

炭酸水素イオンフリーのものとして理想的な組成を有す
るものにグルコース・ホスフェート・リンゲル（Ｇｌｕ
ｃｏｓｅ　Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　Ｒｌｎｇｅｒ、すなわ
ちＢｉｏａｒｂｏｎａｔｅ　ｆｒｅ＠ｍｅｄｉｕｍ　、
以下ＧＰＲという）がある。　しかしＧＰＨには、Ｃａ
　　やＭｇ　　が処方されており、それが同時に処方さ
れているＮａ２）１ＰＯ，によって不溶性の塩（白濁沈
殿）を形成し、また加熱滅菌時にも白色沈殿が発生する
ため、実際上、製剤化は困催である。

本発明はかかる従来の現状に鑑みなされたものであり、
角膜のポンプ効果を休止させ、角膜の膨潤、混濁化が長
期間抑えられ、製剤時における安定性および製剤後の保
存安定性が改善され、さらには眼球の長期間保存を可能
とした角膜移植用眼球保存液を提供することを目的とす
る〇 本発明者らは、かかる目的に沿って鋭意研究を行なった
結果、 （＆）房水成分として必須成分である電解質のナトリウ
ムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、マグネ
シウムイオンならびに塩素イオンなどの一定濃度を含有
し、リン酸緩衝液にて緩衝化し、角膜膨潤防止剤として
デキストラン（好ましくは分子Ｍ４万〜１５万のもの）
の１種または２種以上を１〜１０％（Ｗ／Ｖ）用いるこ
とにより、角膜水和制御効果をもたらし、かつ溶血抑制
効果および細胞賦活効果を発現せしめ、（ｂ）グルコー
スを、好ましくは０．５〜１５ｍＭ加えることにより、
角膜を手術直前の体温に復元する際の細胞賦活効果と膨
潤防止効果をはかり、（Ｑ）さらにクエン酸イオンおよ
び（または）酢酸イオンを、好ましくは０．５〜５ｍＭ
加えることに　　　　　岬。

より、角膜膨潤の防止およびカルシウムイオンやマグネ
シウムイオンによる白色沈殿生成の防止効果をはかり、 （ｄ）炭酸水素イオンを加えないことによってポンプ効
果の休止をはかったところ、前記目的を達成せしめつる
ことを見出し、本発明を完成するにいたった。

すなわち本発明は、陽イオンとしてナトリウムイオン（
Ｎａ＋）、カリウムイオン（Ｋ”）、カルシウムイオン
（Ｃａ２”）ならびにマグネシウムイオン（Ｍｇ””）
および陰イオンとして塩素イオン（０／−）、！Ｊ　ン
酔イｔ　ン（ＰＯ４）、ａｍイｔ　ン（ｓｏ、”−）、
デキストランおよびグルコースが添加されてなることを
特徴とする角膜移植用眼球保存液に関する。

本発明の眼球保存液に用いるデキストランとしては、分
子量４万〜１５万のものが好ましく、市販品としては、
たとえば分子１１１４万のデキストラン４０（米国ファ
ルマシア・ファイン・ケミカルズ社製）または分子量７
万のデキストラン７０（多糖産業■製）などがあげられ
る。

本発明の眼球保存液に用いられる各成分の好ましい濃度
範囲およびとくに好ましい濃度範囲をつぎの第１表にま
とめて示す０ 第　　　１　　　　表 第１表に示したクエン酸ナトリウムと酢酸すトリウムは
、本発明の眼球保存液の製造時において白色沈殿生成が
みられるばあい、それを防止するために適宜添加される
ものである。またデキストラン４０とデキストラン７ｏ
はそれらのいずれか一方、または両者を適当量（好まし
くは１〜１０％（Ｗ／Ｖ）　）配合する。

第１−Ｊに示したＮ−成分の濃Ｉｆ範囲は、クエン酸ナ
トリウム、酢酸ナトリウム、Ｎａ２ＨＰＯ４、ＮａＪ（
２Ｒ）４として加えられるほが、食＃Ａ（Ｎａｃｌ）を
−当一加えて調節される。またに＋は塩化カリウム（Ｋ
Ｇ／）として、Ｏａ”＋は塩化カルシウム（ｃａａ／２
）として、Ｍｇ　　は硫醜マグネシウム（ＭｇＳＯ４）
としてそれぞれ添加されるのが好ましい。

本発明の眼球保存液は当該技術分野における通常の方法
によって製造（処方）でき、がっ多くの点において利点
がある。かがる製造法の一実施態様についてつぎに簡単
に説明する。

まずｗａａｔ、　ＫＧ／　、　Ｏ！ＬＯ／２（−２Ｈ２
０）、Ｍｇ５ｏ４（・７Ｈ２ｏ）を室温ないし６０°Ｏ
以下で滅菌精製水に溶解せしめる。つぎにグルコース、
クエン酸ナトリウム、デキストラン、Ｎ　ａＨ２ＰＯ４
（−１（２０）　、Ｍ１２ＨＰＯ，をその順でそれぞれ
添加溶解させ、最後に滅菌する。

かくしてえられる眼球保存液は、通常ｐｉ（が６．５〜
７．８、浸透圧が２７０〜３５０　ｍｏｓＭ　、相対粘
度が約２〜３ｃＰｓの液性を有する。また滅菌は、加圧
による加熱滅菌法を採用することが可能である。

従来の眼球保存液にくらべたばあいの本発明の眼球保存
液のｖ浩蒔または保存時における長所としてはつぎの（
１）〜（マ１）などがあげられる。

（１）…１記した水用らの眼球保存液の製造の際に必要
とされた酸素と炭酸ガスの混合ガス（９５：５）による
バブリングの必要がない。また調製時における水冷も不
要である。

（ｉｉ）ＮａＯＨ水溶液またはＨＯ／水溶液などを用い
てｐＨを調節する必要がない。

（ｉｉｉ）滅菌、たとえば１１５ｏｃで１０分間の加圧
滅菌に供したばあい、冷却後は澄明な液となる。　　　
　−（１ｖ）　（１）〜（ｉｉｉ）に示したごとく、従
来多くみられた製造時の問題が解消されているため、製
造に要する時間がかなり短縮される。

（ｖ）保存時における環境の変化（たとえば湿度が４０
〜６０°Ｃ）によって液の外観が変わることがない０ （Ｖｉ）加圧加熱滅菌が可能であり、組織培養液なども
含まれていないため雑菌、繁殖の危険が少なく、開封し
ないかぎり長期間、使用に供されるまで安定に保存でき
る。

つぎに処方例をあげて本発明の角膜移植用眼球保存液を
より詳細に説明するが、本発明はそれらの処方例のみに
限定されるものではない。

処方例１ ２１フラスコ中にＮａ０ｔ７．５ｇ、ＫＣｔ　Ｏ，４１
９、Ｃ嘘１２・ル、０の［１，１７２）および職ＳＯ４
・川、０の０．２１７．を採り、滅菌精製水を加え、常
温ない゛し約６０°Ｃ以下で攪拌して溶解させた。つぎ
にグルコース０．４０４゜／′− を加えて浴かし、さらにクエン酸ナトシウムー水塩０．
４７、デキストラン４０の１０　、０９　、ＮａＨ２Ｐ
Ｏ４−Ｈ２？の０，２９およびＮａ２ＨＰＯ４の１．０
２をその順でそれぞれ添加溶解させ全社を１１とした。

このものを１００〜５００ｍ／容アンプルまたはバイア
ル瓶に分注・封入し、ついで１１５°Ｃで１０分間加熱
して誠餉した。

えられた眼球保存液は無色ないし、、−黄色の澄明液で
あり、液の物理的性質は、ｐＨ７，０９、浸透圧２９５
ｍ０ｇＭ　、相対粘度１−９４ａＰａであった。

処方例２〜７ 処方に供される成分および（または）その鷲を第２表に
示すごとく代えたほかは処方例１と同様にして実験を行
なった。えられた眼球保存液の物理的性質を第２表に併
記する。

以上述べた従来の溶液（ただし、Ｍ−Ｋ・メディウムに
ついては後述する）と本発明の眼球保存液の違いを比較
するため、それぞれの主要組成をまとめて第３表に示す
。

つぎに本発明の眼球保存液の有用性を調べた眼球保存試
験例について述べる。なお以下の試験例において用いた
保存液は前記処方例３または５でえたものと、第４表に
示す組成を有するＧＢＲ、ＧＰＲならびにコンドロイチ
ン硫酸ナトリウムを含有する眼球保存液（科研薬化工銖
製）および１人癌細路の培養」（大野基−１菅野晴夫著
、朝倉齋店出版、２０〜２１頁）に示されている組成お
よび調製法によってえられるＭ−Ｋ・メディウム（Ｍｏ
Ｏａｒｅｙ−Ｋａｕｆｍａｎ　ｍ＠ｄｉｕｍ）である。

※Ｉ　　Ａｍ５ｒ、、Ｔ、Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ、、９
！ｌ、６４８（１９７５）※２　　ＭｃＯａｒｅｙ　ａ
ｔ　ａｌ、　、ｍｖｅｓｔ、　Ｏｐｈｔｈａｍｏｌ、ｖ
ｉｓｕａｌ　Ｓａｉ、、１９７７、Ｐ、　６６ｏ　　　
　　　　　　　　　　　１＊乙　科研薬化工■製、商品
名−眼球保存液（試験方法） 強角膜片は体重的３に、を有する白色家兎から摘出した
ものを使用した。

まず摘出した全眼球から切り取った強角膜片を前述のそ
れぞれの眼球保存液中、湿度４°Ｃで一定期間（最長１
４日間）保存した。

次に強角膜片をプラスチック製のチャムパーにマウント
し、内皮側チャムバーに炭酸水素イオンを含むＧＢＲを
入れて水柱１５ｃｍの眼圧がかかるようにし、ついでチ
ャムバー全体をＧＢＲを入れたビーカーの中に入れ、そ
のビーカーを６７００の恒温槽上に１時間浸した。すな
わち低湿保存した強角膜をＧＢＨの中で１時間かけて能
動輸送の回復（ｔｅｍｐｓｒａｔｕｒｅ　ｒｅｖｅｒｓ
ａｌ）を行なった。そののち角膜内皮の構造をスペキュ
ラー・マイクロスコープ（ｓｐｅｃｕｌ＆ｒ　ｍ１ｏｒ
ｏｓｏｏｐｅ）および電子顕８１続によって観察した。

（試験結果） 第５表に強角膜片を各溶液中に５日間、９日間または１
２日間保存したときの内皮構造をスペキュラー・マイク
ロスコープで観察した結果を簡単に示す。なお観察する
に際し、摘出したばかりの１！球の強角膜片（以下、ノ
ーマルという）を対照例として用いた。

なお本発明の眼球保存液は強角膜のみならず全眼球のば
あいにも充分に使用に供しうるもの第１図にノーマルの
スペキュラー・マイクロスコープ写真（倍率：約３０倍
、以下同様）を示す。細胞は一様に明るく、モザイク模
様がはっきりと見られる。第２図、第６図に、ＧＰＲ（
デキストラン無添加）中またはデキストラン７０を５％
含有するＧＰＲ中で５日間保存したのちのスペキュラー
・マイクロスコープ写真を示す。デキストランが添加さ
れていないばあい１内皮細飽にｇ滴がみられるのに対し
、デキストランが添加されているばあい、内皮細胞の膨
潤はなく、細胞間の境界も明瞭であることがわかる。第
４〜２０図に第５表のそれぞれの観察結果に対応するス
ペキュラー・マイクロスコープ写真を示す。

第４〜７図かられかるように、本発明の眼球保存液（処
方例６でえたもの）中に６〜１２日間保存した強角膜内
皮はいずれも異常がなく、良く保存されていることがわ
かる。また本発明の特徴であるデキストランの添加をは
かの溶液についても検討したところ、その効果がある程
度認められ、とくにＭ−Ｋ・メディアムや炭酸水素イオ
ンフリーであるＧｐＲについては顕著な効果が認められ
た（第８〜１８図参照）。しかし眼球保存液として従来
から一般に使用されているフンドロイチン硫酸ナトリウ
ム眼球保存液は・第２０図かられかるように、細胞の１
ＩｌｆＩ４やジャンクショナル・コンプレックスの破綻
による細胞の変形、分離、脱落が観察されるものであっ
た。

第２１１Ｗはノーマルの電子顕微鏡写真（倍率：６万倍
１以下同様）１第２２図はデキストラン７０を５％含有
するコンドロイチン硫酸ナトリウム眼球保存液中に５日
間保存した角膜内皮の電子顕微鏡写真、第２Ｓ図はデキ
ストラン７０を５％含有するＧＰＲ中に８日間保存した
角膜内皮の電子顕微鏡写真、第２４ｍは処方例５でえた
眼球保存液中に８日間保存した角膜内皮の電子顕微鏡写
真である。９２１図と第２２〜２４図と全比較してわか
るように、コンドロイチン硫酸ナトリウム眼球保存液中
に５日間保存した角膜内皮は細胞内に空胞化がみられ、
またミトコンドリア粗面小胞体の破片がみられ、内皮細
胞の障害の大きいものであった。一方１デキストラン７
０を５％含有するＧＰＨ中または処方例５でえた眼球保
存液中に８日間体層した角膜内皮は、核や核膜かよく保
存され、その中にクロマチンがみられる。また細胞内空
＠　（Ｉｎｔａｒｃｅｌｌｕｌａｒ　５ｐａｃｅ　）は
よく保存されており、さらに粗面小胞体およびミトコン
ドリアもよく保存されていた。さらにまた内皮細胞とデ
スメ膜との接着も良好であった。したがってそれらの保
存液は内皮細胞を殆んど損傷しないものであるといえる
。

以上の試験結果かられかるように１本発明の眼球保存液
はデキストランが添加されたＧＰＲやＭ−Ｋ・メディア
ムと同等またはそれ以上の眼球保存効果を有するもので
あった。なおＧＰＲは前述した製剤時における間通があ
り、またＭ−Ｋ・メディアムは６０種類以上の成分から
なる＊雑な組成を有しているため、コス）４であり、グ
ルタチオンなどの不安定成分が多く配合されているため
加熱無菌化処理ができず、安定性もわるいため、り要に
応じてその都度調合しなければアムは組織培養液である
ためまたとえば１０日間の長期にわたって眼球を保存し
ている間に雑陳が繁殖する怖れがある。

これに対し・本発明の眼球保存液は製剤化が容易であり
、かつ安定であるため、眼球保存液としてきわめてすぐ
れたものであるといえる。

【図面の簡単な説明】

第１図はノーマルのスペキュラー・マイクロスコープ写
真、第２〜２０図は各種溶液中に３〜１２日間保存した
強角膜内皮のそれぞれのスペキュラー・マイク窒スコー
プ写Ｊ［，１２［１ハノーマルの電子顕微鏡写真、第２
２〜２４ｂ７！Ｊはそれぞれコンドロイチン硫酸ナトリ
ウム眼球保存液中に５日間、デキストラン７０を５％含
有するＧＰＨに８日間、処方例５で得た眼球保存液中に
８日間保存した角膜内皮の電子顕微鏡写真である。 第　　１．　　図 第　　２　　図 第　　６　　図 第　　５　　図 第　　７　　図 第　　８　　図 第　　９　　図 第１１図 第　　１６　　図 第　　　　１５　　　　図 第　　　　１７　　　　図 第　　　　１８　　　　図 第　　１９　　図 第　　２１　　図 第　　２６　　図 第　　２４　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　陽イオンとしてナトリウムイオン、カリウムイオ〉
   、カルシウムイオンならびにマグネシウムイオンおよび
   陰イオンとして塩素イオデキストランおよびグルコース
   が添加されてなることを特徴とする角膜移植用眼球保存
   液。 ２　クエン酸イオンおよび（または）酢酸イオンが添加
   されている特許請求の範囲第１項記載の眼球保存液。 ３　リン酸塩緩衝剤が添加されてｐＨが６．５〜７．８
   とされている特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   眼球保存液。 ４　前記デキストランが分子量４万〜１５万のものであ
   り、その濃度が１〜１０％（重量／体積）である特許請
   求の範囲第１項、第２項または第３項記載の眼球保存液
   。 ５　前記クエン酸イオンおよび（または）酢酸イオンの
   濃度が０．５〜５ミリモル／ｌである特ル゛１請求の範
   囲第２項、第６項または第４項記載の眼球保存液。 ６　浸透圧が２７０〜３５９ｍＣ）ｓＭとされている特
   許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項または第
   ５項記載の眼球保存液。