JPWO2010016611A1 - ハイドロゲル - Google Patents
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Abstract
側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類と、カルシウムイオン以外の無機イオン類と、水とを含んでなるハイドロゲルおよびその調製方法。かかるゲルは、高粘弾性を有し、注射器などの器具を用いて体内への注入が可能なものを含み、各種医用材料として有用である。
Description
本発明は、側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類と、無機塩の水溶液よりなるゲルである。流動性および粘弾性に優れるため、医療材料などに利用される。
多糖類の側鎖にさまざまな官能基を導入することにより、多糖類そのものの物性や多糖水溶液の流動性の改質、ハイドロゲルの形成など、その物性や形状を改良することが知られており、これまでに様々な多糖類誘導体やその改質方法が報告されている。それらの中には、側鎖にカルボキシル基を有する多糖類にリン脂質を結合した多糖類がある。
特開2006−296916号公報には、ヒアルロン酸とホスファチジルエタノールアミンの反応生成物よりなる癒着防止材が記載されている。また、WO2007/015579号明細書には、カルボキシメチルセルロースとホスファチジルエタノールアミンの反応生成物よりなる癒着防止材が記載されている。
しかし、いずれの文献も、本明細書で開示しているハイドロゲルについては記載されておらず、示唆もされていない。
無機イオン類によりゲル化する多糖類は知られているが、アルギン酸ナトリウムやペクチン水溶液のように2価カチオンたるカルシウムイオンでゲル化するものが知られているのみである。たしかに、カルシウムイオンでゲル化する多糖類はゲル形成能に優れているものの、カルシウムイオンが神経伝達をつかさどる因子であり、また血液凝固因子を活性化するなどの多くの生理作用を有するために、医療用ゲルとしての利用には制限がある。
これに対し、ナトリウムイオンのような1価のカチオンでゲル化する多糖類は知られていない。
特開2006−296916号公報には、ヒアルロン酸とホスファチジルエタノールアミンの反応生成物よりなる癒着防止材が記載されている。また、WO2007/015579号明細書には、カルボキシメチルセルロースとホスファチジルエタノールアミンの反応生成物よりなる癒着防止材が記載されている。
しかし、いずれの文献も、本明細書で開示しているハイドロゲルについては記載されておらず、示唆もされていない。
無機イオン類によりゲル化する多糖類は知られているが、アルギン酸ナトリウムやペクチン水溶液のように2価カチオンたるカルシウムイオンでゲル化するものが知られているのみである。たしかに、カルシウムイオンでゲル化する多糖類はゲル形成能に優れているものの、カルシウムイオンが神経伝達をつかさどる因子であり、また血液凝固因子を活性化するなどの多くの生理作用を有するために、医療用ゲルとしての利用には制限がある。
これに対し、ナトリウムイオンのような1価のカチオンでゲル化する多糖類は知られていない。
本発明が解決しようとする課題は、カルシウムイオンを用いることなく、生体に用いるのに適した複素弾性率を有し、安全性や取り扱い性に優れたハイドロゲルを提供することである。
本発明の発明者らは、上記目的のもとで鋭意研究した結果、特定の多糖類誘導体であれば、カルシウムイオンを用いることなくゲル化できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類(以下、「成分1」ともいう)と、カルシウムイオン以外の無機イオン類(以下、「成分2」ともいう)と、水とを含んでなるハイドロゲルである。
また、本発明は成分1の水溶液と成分2の水溶液の2液から構成される、ハイドロゲル調製用キットである。
また、本発明は成分1の水溶液と成分2の水溶液を混合する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法である。
さらに、本発明は成分1を成分2の水溶液に溶解する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法である。
すなわち、本発明は側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類(以下、「成分1」ともいう)と、カルシウムイオン以外の無機イオン類(以下、「成分2」ともいう)と、水とを含んでなるハイドロゲルである。
また、本発明は成分1の水溶液と成分2の水溶液の2液から構成される、ハイドロゲル調製用キットである。
また、本発明は成分1の水溶液と成分2の水溶液を混合する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法である。
さらに、本発明は成分1を成分2の水溶液に溶解する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法である。
本発明のハイドロゲルは、高粘弾性のゲルであり、例えば注射器などを用いて注入できるインジェクタブルゲルとして用いられるなど、医用材料として好ましく用いられる。本発明のハイドロゲルは、カルシウムによらずにゲル化されている点で、生体内で用いるのに適している。
本発明のハイドロゲルにおける成分1は、側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類である。
ここで、側鎖にカルボキシル基を有する多糖類とは、アルギン酸、ヒアルロン酸、ペクチンなどカルボキシル基を有する単糖類を主鎖に有する多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルキチン、カルボキシメチルプルラン、カルボキシメチルデキストラン、カルボキシメチルスターチ、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチルキトサンなどのカルボキシアルキル化多糖類、キトサンと無水コハク酸とが反応したN−サクシニルキトサンなど多糖類と環状無水カルボン酸との反応物を挙げることができる。これらの多糖類のカルボキシル基は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属類と塩を形成してもよい。
カルボキシアルキル化多糖類の場合、カルボキシアルキル基の置換度や置換位置については特に制限はないが、好ましくは置換度が0.6〜1.0、置換位置はC−6位の1級水酸基が置換されている誘導体である。
多糖類の分子量は特に制限はないが、重量平均分子量で1万〜200万のものが好ましく、より好ましくは2万〜150万、さらに好ましくは3万〜100万である。
これら多糖類の中では、無機塩、とりわけナトリウム塩類と混合したときのゲル化しやすさから、カルボキシメチルセルロースやヒアルロン酸が好ましく用いられる。
カルボキシル基に結合する両親媒性の側鎖としては、親水性の官能基と疎水性の官能基の双方を有する官能基であれば特に制限はないが、好ましい例として、リン脂質の一種であるホスファチジルエタノールアミンの構造を有する側鎖を挙げることができる。特に、多糖類のカルボキシル基とホスファチジルエタノールアミンの1級のアミノ基とが直接アミド結合で結合しているものが好ましい。
ホスファチジルエタノールアミンの具体的な化合物としては、ジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ジアラキドイルホスファチジルエタノールアミン、ジベヘノイルホスファチジルエタノールアミン、ラウロオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ミリストオレオイルホスファチジルエタノールアミン、パルミトオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジリノレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジリノレノイルホスファチジルエタノールアミン、ジアラキドノイルホスファチジルエタノールアミン、ジドコサヘキサエノイルホスファチジルエタノールアミンを挙げることができるが、これらの中ではホスファチジルエタノールアミンジオレオイルが好ましく用いられる。
もう一つの好ましい両親媒性の側鎖としては、直鎖状で、以下の構造式のものを挙げることができる。
(構造式) 多糖類−CO−NH−X−CO−Y−Z
ここで、COは多糖類のカルボキシル基由来であり、
Xは炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、
Yは両末端に酸素原子を有する2価のポリアルキレンオキシド類であり、
Zは炭素数1から24の炭化水素基、もしくは−CO−R1(R1は炭素数1〜23の炭化水素基)である。
式中のXは、炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、具体的にはメチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基などが挙げられる。好ましくはメチレン基であり、この場合、カルボニル基とアミノ基に隣接するため、グリシンを用いた結合ユニットとなる。
Yは、両末端に酸素原子を有する2価のポリアルキレンオキシド類である。2価のポリアルキレンオキシド類とは、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどで例示されるポリアルキレンエーテル類を意味する。両末端に酸素原子を有するとは、ポリアルキレンエーテルの両末端の水酸基が隣接する官能基との結合に関与している構造をいう。具体的には−(O−CH2−CH2(CH3)−)n−O−で表される1,2−ポリプロピレングリコール類、−(O−CH2−CH2−CH2−)n−O−で表される1,3−ポリプロピレングリコール類、−(O−CH2−CH2−)n−O−で表されるポリエチレングリコール類などが挙げられる。また、上記ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合体、例えばPEO−PPOなどで表される共重合体であってもよい。ここでnは繰り返し単位数を表す。
これらの中では、ポリエチレングリコールを主たる繰り返し単位とする構造が好ましく、具体的にはポリエチレングリコールユニットが80モル%以上含み、より好ましくは90モル%以上含むものである。繰り返し単位数nは、好ましくは2〜100の間であり、さらに好ましくは3〜70である。
Zは、炭素数1から24の炭化水素基もしくは−CO−R1(R1は炭素数1〜23の炭化水素基)である。
Zの炭素数1から24の炭化水素基としては、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ラウリル基、ステアリル基などの直鎖状アルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシルノニル基、コレステリル基などの環状構造を有するアルキル基、オレイル基などの不飽和アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基などの芳香族炭化水素基が例示できる。これらの中ではステアリル基、オレイル基などが好ましい。
R1は、炭素数1〜23の炭化水素基である。
R1の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ヘプタデカ基、ヘプタデセニル基、ラウリル基、ステアリル基などの直鎖状アルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシルノニル基、コレステリル基などの環状構造を有するアルキル基、オレイル基などの不飽和アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基などの芳香族炭化水素基が例示できる。これらの中ではヘプタデカ基、ヘプタデセニル基などが好ましい。
R1が脂肪族アルキル基の場合、−CO−R1は脂肪酸に由来するアシル基となる。その好ましい具体例としては、ラウロイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、オレオイル基が挙げられる。R1が芳香族基のときは、−CO−R1は芳香族脂肪酸に由来するアシル基となり、その具体例としては、ベンゾイル基、ナフトイル基などを例示することができる。これらの中では、ステアロイル基、オレオイル基が好ましい。
−NH−X−CO−Y−Zで表される両親媒性側鎖の好ましい例としては、以下のものを挙げることができる。
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−C18H37
−NH−CH2CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−C18H37
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部にアルキル基を有する側鎖化合物群;
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−C18H35
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)20−O−C18H35
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部にアルケニル基を有する側鎖化合物群;
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)20−O−CO−C17H35
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部に直鎖状の脂肪酸エステルを有する側鎖化合物群;
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−コレステリル
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部にコレステリル基を有する側鎖化合物群
多糖類のカルボキシル基と両親媒性側鎖との結合は、例えばカルボジイミド類などの縮合剤を用いて結合させることができる。カルボジイミド類としては、1−エチル−3−(ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミドやその塩酸塩、ジイソプロピルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミドやN−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドなどが挙げられる。これらの中では、1−エチル−3−(ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミドの塩酸塩を用いるのが好ましい。
多糖類のカルボキシル基を活性化するために、カルボキシル活性化剤が好ましく用いられる。カルボキシル活性化剤としては、N−ヒドロキシスクシンイミド、p−ニトロフェノール、N−ヒドロキシベンゾトリアゾール、N−ヒドロキシピペリジン、N−ヒドロキシスクシンアミド、2,4,5−トリクロロフェノール、N,N−ジメチルアミノピリジンなどが挙げられる。これらの中では、N−ヒドロキシベンゾトリアゾールが好ましい。
反応溶媒は水だけで実施しても、水と相溶する有機溶媒を混合してもよく、水と相溶しない有機溶媒を用いた2層系の反応で行ってもよい。水と相溶する有機溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類やテトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類、ポリエチレンオキシド化合物などのエーテル類、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミドなどのアミド類、ピリジンやピペリジンなどのアミン類、ジメチルスルホキシドなどのジアルキルスルホン類、アセトンなどのケトン類を挙げることができる。好ましくは、水および水と相溶する有機溶媒を混合した均一な反応系で、カルボキシメチルセルロースとリン脂質との反応を行う。水と相溶する有機溶媒としてはテトラヒドロフランが好ましい。
カルボジイミドを用いる反応の温度は、好ましくは0〜60℃である。副生成物を抑えるためには、反応を0〜10℃に行うのがより好ましい。反応環境は弱酸性下が好ましく、さらに好ましくはpH6〜7である。
両親媒性の側鎖がリン脂質の場合、その置換度は0.3〜2.0モル%/糖残基であることが好ましい。これよりも置換度が低いとゲルとしての十分な粘弾性が得られず、これよりも高いと水に対して不溶性の固いゲルを形成しやすくなる。より好ましくは0.6〜1.9、さらに好ましくは0.7〜1.7モル%/糖残基である。
もっとも、かかる好適な置換度は、用いる多糖類の種類や分子量、カルボキシル基の置換度や置換位置、両親媒性側鎖の種類、カルシウムイオン以外の無機イオン類の組成や濃度、ハイドロゲルの最終濃度などにより変動しうる。しかし、置換度が高すぎれば不溶性の固いゲルを形成しやすくなることを念頭においた当業者であれば、後述する実施例での具体例を参考に、試行により、個別の条件における置換度の好適範囲を容易に決定することができよう。
成分1の水溶液を調製する場合、水100重量部に対し、好ましくは成分1を0.1〜3.0重量部、より好ましくは0.3〜2.0重量部、さらに好ましくは0.5〜1.0重量部含む。
成分1に混在することがある成分としては、合成に用いた縮合剤類、縮合剤が所定の化学反応を経由することで生成するウレアなどの副産物類、カルボキシル活性化剤、未反応のアミン類、反応の各段階で混入する可能性のある異物、pHの調整に用いたイオン類などがあるが、これらの成分はいずれの化合物も、生体内に入れたときに異物反応として認識されない程度の含有量以下の低いレベルに抑えてあることが好ましい。もっとも、これらの成分が混在しているものも本発明の範囲に含まれる。
成分1の水溶液を調製する場合、かかる水溶液には所望により他の多糖類や水溶性の高分子類、単糖やオリゴ糖類、アミノ酸類などを含んでいてもよい。さらには、所望により生理活性を有する低分子医薬品やペプチド類、タンパク質類を含んでいてもよい。
成分2の無機塩類はカチオン成分とアニオン成分の双方を含む塩であり、カチオン成分とアニオン成分は等モル含まれるものが好ましい。かかるカチオン成分としてはナトリウム、リチウム、カリウムなどのアルカリ金属類のイオン、アンモニウムイオンを挙げることができるが、リン酸水素ナトリウムなどのように、プロトンを含む場合もある。これらの中では生体内に多く含まれるナトリウムイオンを有する塩が好ましく用いられる。
アニオン成分としては、特に制限はないが、塩化物イオンや臭化物イオンなどのハロゲンイオン、リン酸イオン、硫酸イオンなどのイオン類、酢酸、クエン酸、シュウ酸などのカルボン酸類のアニオンなどを挙げることができる。
成分2の無機塩類の具体例としては、塩化ナトリウム、フッ化ナトリウム、臭化ナトリウム、塩化カリウム、酢酸ナトリウム、リン酸水素1ナトリウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩類、酒石酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどを挙げることができる。
これらの塩類の中では、塩化ナトリウムが安全性の点から好ましい。塩化ナトリウムの濃度としては、0.1〜10%の範囲がよいが、より好ましくは0.5〜5%、さらに好ましくは1〜3%である。
また、細胞の生存を維持させることを主たる目的とする場合は、生理的な塩濃度に調整されるようイオンの種類や量が選択される。この場合、生理的塩類溶液である生理的食塩水(0.9%NaCl水溶液)、リンガー液、ロック液などの組成や濃度を用いるのが好ましい。
成分2の水溶液には、さらに水溶性の高分子類を含むことが好ましい。かかる水溶性高分子類としては、固形物たる成分1、もしくは粘弾性を有する成分1の水溶液と混合する際の混合のしやすさや、使用する際の使い勝手によって適当な粘度のものを選択することが好ましい。
かかる水溶性高分子の具体例としては、アルギン酸ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム、ペクチン、カラギーナン、でんぷん、デキストリン、デキストラン、プルラン、ヘパリン、キトサンなどの水溶性多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデキストリン、カルボキシメチルプルラン、カルボキシエチルセルロースなどの水溶性多糖類誘導体、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、フィブリノーゲン、トロンビン、フィブロインなどのタンパク質類、DNAやRNAなどの核酸類、ポリエチレングリコールおよびその共重合体、ポリビニルアルコールやその共重合体、ポリアリルアミンやその共重合体などのポリカチオン類、ポリアクリル酸ナトリウムやその共重合体などのポリアニオン類などの合成高分子を挙げることができる。
これらの中でも、医療材料としては、特にヒアルロン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリエチレングリコールやその共重合体が好ましく用いられる。
成分2の水溶液には、所望により他の単糖やオリゴ糖類、アミノ酸類などを含んでいてもよい。さらには、所望により生理活性を有する低分子医薬品やペプチド類、タンパク質類を含んでいてもよい。
本発明のハイドロゲルの好ましい複素弾性率としては、両親媒性の側鎖がリン脂質の場合、水中におけるポリマー濃度が1.0重量%、温度37℃の条件で、レオメーターとよばれる動的粘弾性測定装置で角速度10rad/secにて測定したときに、20〜1000N/m2であり、より好ましくは25〜500N/m2、さらに好ましくは30〜200N/m2である。ここで複素弾性率とは、弾性体の応力とひずみの比を表す定数のことである。
本発明のハイドロゲルは2つの成分を混合することにより有意に粘弾性が高まるため、体内の特定の箇所に留ませることが可能で、傷口の保護や、臓器間の物理的な隔離バリアーの形成が期待できるものがある。
また、本発明のハイドロゲルには、それに薬物を含浸させることで、局所的なドラッグデリバリーシステムとなるものがある。
また、本発明のハイドロゲルは、生体内に注入すると、いずれは分解または吸収されてしまう特性があり、外科手術時に用いる注入用ゲル材や再生医療の足場材料などに利用できるものがある。
本発明のハイドロゲルは、このほか医用材料を含めた医療用途、ヘアケア製品や肌の保湿剤などの日用品用途、化粧品用途などに使用できるものがある。
また、本発明のハイドロゲルには注射器を通して注入可能なものが含まれ、これは低侵襲医療用途に用いることができる。特に再生医療のための細胞の担体、成長因子などの液性因子を保持・徐放する担体、医薬品として利用できる低分子化合物を保持・徐放する担体、癒着防止材やシーラントなどの医用材料として利用できるものがある。
さらには、細胞培養担体、微生物の培養担体、歯科用のインプラント材料などにも用いられるものがある。
本発明のハイドロゲルは、公知の滅菌方法で滅菌処理することができる。好ましい滅菌方法は、電子線照射やエチレンオキシドによるガス滅菌、高圧蒸気滅菌である。
なお、本発明のハイドロゲルに関して上述したこと、例えば好適な成分1や成分2、あるいはそれらの水溶液について述べたことは、本発明のキットや本発明方法においてもそのまま妥当する。
本発明には、上述した本発明のゲルの製造方法も含まれる。具体的には、成分1の水溶液と、成分2の水溶液を混合する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法(製造方法1)であり、成分1を、成分2の水溶液に溶解する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法(製造方法2)である。
製造方法1における成分1の水溶液は、上述したように、水溶性高分子等の他の成分を含んでいてもよいが、イオンを含まない水に溶解したものでもよい。
一方、製造方法2では成分1の固形物を成分2の水溶液に溶解することになるため、溶解速度の観点から、その形状の適正化を図ることが好ましい。例えば、成分1を粉状としてから溶解するなどである。
ここで、側鎖にカルボキシル基を有する多糖類とは、アルギン酸、ヒアルロン酸、ペクチンなどカルボキシル基を有する単糖類を主鎖に有する多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルキチン、カルボキシメチルプルラン、カルボキシメチルデキストラン、カルボキシメチルスターチ、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチルキトサンなどのカルボキシアルキル化多糖類、キトサンと無水コハク酸とが反応したN−サクシニルキトサンなど多糖類と環状無水カルボン酸との反応物を挙げることができる。これらの多糖類のカルボキシル基は、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属類と塩を形成してもよい。
カルボキシアルキル化多糖類の場合、カルボキシアルキル基の置換度や置換位置については特に制限はないが、好ましくは置換度が0.6〜1.0、置換位置はC−6位の1級水酸基が置換されている誘導体である。
多糖類の分子量は特に制限はないが、重量平均分子量で1万〜200万のものが好ましく、より好ましくは2万〜150万、さらに好ましくは3万〜100万である。
これら多糖類の中では、無機塩、とりわけナトリウム塩類と混合したときのゲル化しやすさから、カルボキシメチルセルロースやヒアルロン酸が好ましく用いられる。
カルボキシル基に結合する両親媒性の側鎖としては、親水性の官能基と疎水性の官能基の双方を有する官能基であれば特に制限はないが、好ましい例として、リン脂質の一種であるホスファチジルエタノールアミンの構造を有する側鎖を挙げることができる。特に、多糖類のカルボキシル基とホスファチジルエタノールアミンの1級のアミノ基とが直接アミド結合で結合しているものが好ましい。
ホスファチジルエタノールアミンの具体的な化合物としては、ジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ジアラキドイルホスファチジルエタノールアミン、ジベヘノイルホスファチジルエタノールアミン、ラウロオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ミリストオレオイルホスファチジルエタノールアミン、パルミトオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジリノレオイルホスファチジルエタノールアミン、ジリノレノイルホスファチジルエタノールアミン、ジアラキドノイルホスファチジルエタノールアミン、ジドコサヘキサエノイルホスファチジルエタノールアミンを挙げることができるが、これらの中ではホスファチジルエタノールアミンジオレオイルが好ましく用いられる。
もう一つの好ましい両親媒性の側鎖としては、直鎖状で、以下の構造式のものを挙げることができる。
(構造式) 多糖類−CO−NH−X−CO−Y−Z
ここで、COは多糖類のカルボキシル基由来であり、
Xは炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、
Yは両末端に酸素原子を有する2価のポリアルキレンオキシド類であり、
Zは炭素数1から24の炭化水素基、もしくは−CO−R1(R1は炭素数1〜23の炭化水素基)である。
式中のXは、炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、具体的にはメチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基などが挙げられる。好ましくはメチレン基であり、この場合、カルボニル基とアミノ基に隣接するため、グリシンを用いた結合ユニットとなる。
Yは、両末端に酸素原子を有する2価のポリアルキレンオキシド類である。2価のポリアルキレンオキシド類とは、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなどで例示されるポリアルキレンエーテル類を意味する。両末端に酸素原子を有するとは、ポリアルキレンエーテルの両末端の水酸基が隣接する官能基との結合に関与している構造をいう。具体的には−(O−CH2−CH2(CH3)−)n−O−で表される1,2−ポリプロピレングリコール類、−(O−CH2−CH2−CH2−)n−O−で表される1,3−ポリプロピレングリコール類、−(O−CH2−CH2−)n−O−で表されるポリエチレングリコール類などが挙げられる。また、上記ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合体、例えばPEO−PPOなどで表される共重合体であってもよい。ここでnは繰り返し単位数を表す。
これらの中では、ポリエチレングリコールを主たる繰り返し単位とする構造が好ましく、具体的にはポリエチレングリコールユニットが80モル%以上含み、より好ましくは90モル%以上含むものである。繰り返し単位数nは、好ましくは2〜100の間であり、さらに好ましくは3〜70である。
Zは、炭素数1から24の炭化水素基もしくは−CO−R1(R1は炭素数1〜23の炭化水素基)である。
Zの炭素数1から24の炭化水素基としては、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ラウリル基、ステアリル基などの直鎖状アルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシルノニル基、コレステリル基などの環状構造を有するアルキル基、オレイル基などの不飽和アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基などの芳香族炭化水素基が例示できる。これらの中ではステアリル基、オレイル基などが好ましい。
R1は、炭素数1〜23の炭化水素基である。
R1の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ヘプタデカ基、ヘプタデセニル基、ラウリル基、ステアリル基などの直鎖状アルキル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシルノニル基、コレステリル基などの環状構造を有するアルキル基、オレイル基などの不飽和アルキル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基などの芳香族炭化水素基が例示できる。これらの中ではヘプタデカ基、ヘプタデセニル基などが好ましい。
R1が脂肪族アルキル基の場合、−CO−R1は脂肪酸に由来するアシル基となる。その好ましい具体例としては、ラウロイル基、パルミトイル基、ステアロイル基、オレオイル基が挙げられる。R1が芳香族基のときは、−CO−R1は芳香族脂肪酸に由来するアシル基となり、その具体例としては、ベンゾイル基、ナフトイル基などを例示することができる。これらの中では、ステアロイル基、オレオイル基が好ましい。
−NH−X−CO−Y−Zで表される両親媒性側鎖の好ましい例としては、以下のものを挙げることができる。
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−C18H37
−NH−CH2CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−C18H37
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部にアルキル基を有する側鎖化合物群;
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−C18H35
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)20−O−C18H35
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部にアルケニル基を有する側鎖化合物群;
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)20−O−CO−C17H35
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部に直鎖状の脂肪酸エステルを有する側鎖化合物群;
−NH−CH2−CO−(OCH2CH2)7−O−コレステリル
等の、親水部にポリエチレングリコール基、疎水部にコレステリル基を有する側鎖化合物群
多糖類のカルボキシル基と両親媒性側鎖との結合は、例えばカルボジイミド類などの縮合剤を用いて結合させることができる。カルボジイミド類としては、1−エチル−3−(ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミドやその塩酸塩、ジイソプロピルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミドやN−ヒドロキシ−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミドなどが挙げられる。これらの中では、1−エチル−3−(ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミドの塩酸塩を用いるのが好ましい。
多糖類のカルボキシル基を活性化するために、カルボキシル活性化剤が好ましく用いられる。カルボキシル活性化剤としては、N−ヒドロキシスクシンイミド、p−ニトロフェノール、N−ヒドロキシベンゾトリアゾール、N−ヒドロキシピペリジン、N−ヒドロキシスクシンアミド、2,4,5−トリクロロフェノール、N,N−ジメチルアミノピリジンなどが挙げられる。これらの中では、N−ヒドロキシベンゾトリアゾールが好ましい。
反応溶媒は水だけで実施しても、水と相溶する有機溶媒を混合してもよく、水と相溶しない有機溶媒を用いた2層系の反応で行ってもよい。水と相溶する有機溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類やテトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類、ポリエチレンオキシド化合物などのエーテル類、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミドなどのアミド類、ピリジンやピペリジンなどのアミン類、ジメチルスルホキシドなどのジアルキルスルホン類、アセトンなどのケトン類を挙げることができる。好ましくは、水および水と相溶する有機溶媒を混合した均一な反応系で、カルボキシメチルセルロースとリン脂質との反応を行う。水と相溶する有機溶媒としてはテトラヒドロフランが好ましい。
カルボジイミドを用いる反応の温度は、好ましくは0〜60℃である。副生成物を抑えるためには、反応を0〜10℃に行うのがより好ましい。反応環境は弱酸性下が好ましく、さらに好ましくはpH6〜7である。
両親媒性の側鎖がリン脂質の場合、その置換度は0.3〜2.0モル%/糖残基であることが好ましい。これよりも置換度が低いとゲルとしての十分な粘弾性が得られず、これよりも高いと水に対して不溶性の固いゲルを形成しやすくなる。より好ましくは0.6〜1.9、さらに好ましくは0.7〜1.7モル%/糖残基である。
もっとも、かかる好適な置換度は、用いる多糖類の種類や分子量、カルボキシル基の置換度や置換位置、両親媒性側鎖の種類、カルシウムイオン以外の無機イオン類の組成や濃度、ハイドロゲルの最終濃度などにより変動しうる。しかし、置換度が高すぎれば不溶性の固いゲルを形成しやすくなることを念頭においた当業者であれば、後述する実施例での具体例を参考に、試行により、個別の条件における置換度の好適範囲を容易に決定することができよう。
成分1の水溶液を調製する場合、水100重量部に対し、好ましくは成分1を0.1〜3.0重量部、より好ましくは0.3〜2.0重量部、さらに好ましくは0.5〜1.0重量部含む。
成分1に混在することがある成分としては、合成に用いた縮合剤類、縮合剤が所定の化学反応を経由することで生成するウレアなどの副産物類、カルボキシル活性化剤、未反応のアミン類、反応の各段階で混入する可能性のある異物、pHの調整に用いたイオン類などがあるが、これらの成分はいずれの化合物も、生体内に入れたときに異物反応として認識されない程度の含有量以下の低いレベルに抑えてあることが好ましい。もっとも、これらの成分が混在しているものも本発明の範囲に含まれる。
成分1の水溶液を調製する場合、かかる水溶液には所望により他の多糖類や水溶性の高分子類、単糖やオリゴ糖類、アミノ酸類などを含んでいてもよい。さらには、所望により生理活性を有する低分子医薬品やペプチド類、タンパク質類を含んでいてもよい。
成分2の無機塩類はカチオン成分とアニオン成分の双方を含む塩であり、カチオン成分とアニオン成分は等モル含まれるものが好ましい。かかるカチオン成分としてはナトリウム、リチウム、カリウムなどのアルカリ金属類のイオン、アンモニウムイオンを挙げることができるが、リン酸水素ナトリウムなどのように、プロトンを含む場合もある。これらの中では生体内に多く含まれるナトリウムイオンを有する塩が好ましく用いられる。
アニオン成分としては、特に制限はないが、塩化物イオンや臭化物イオンなどのハロゲンイオン、リン酸イオン、硫酸イオンなどのイオン類、酢酸、クエン酸、シュウ酸などのカルボン酸類のアニオンなどを挙げることができる。
成分2の無機塩類の具体例としては、塩化ナトリウム、フッ化ナトリウム、臭化ナトリウム、塩化カリウム、酢酸ナトリウム、リン酸水素1ナトリウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩類、酒石酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどを挙げることができる。
これらの塩類の中では、塩化ナトリウムが安全性の点から好ましい。塩化ナトリウムの濃度としては、0.1〜10%の範囲がよいが、より好ましくは0.5〜5%、さらに好ましくは1〜3%である。
また、細胞の生存を維持させることを主たる目的とする場合は、生理的な塩濃度に調整されるようイオンの種類や量が選択される。この場合、生理的塩類溶液である生理的食塩水(0.9%NaCl水溶液)、リンガー液、ロック液などの組成や濃度を用いるのが好ましい。
成分2の水溶液には、さらに水溶性の高分子類を含むことが好ましい。かかる水溶性高分子類としては、固形物たる成分1、もしくは粘弾性を有する成分1の水溶液と混合する際の混合のしやすさや、使用する際の使い勝手によって適当な粘度のものを選択することが好ましい。
かかる水溶性高分子の具体例としては、アルギン酸ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム、ペクチン、カラギーナン、でんぷん、デキストリン、デキストラン、プルラン、ヘパリン、キトサンなどの水溶性多糖類、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルデキストリン、カルボキシメチルプルラン、カルボキシエチルセルロースなどの水溶性多糖類誘導体、ゼラチン、コラーゲン、アルブミン、フィブリノーゲン、トロンビン、フィブロインなどのタンパク質類、DNAやRNAなどの核酸類、ポリエチレングリコールおよびその共重合体、ポリビニルアルコールやその共重合体、ポリアリルアミンやその共重合体などのポリカチオン類、ポリアクリル酸ナトリウムやその共重合体などのポリアニオン類などの合成高分子を挙げることができる。
これらの中でも、医療材料としては、特にヒアルロン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリエチレングリコールやその共重合体が好ましく用いられる。
成分2の水溶液には、所望により他の単糖やオリゴ糖類、アミノ酸類などを含んでいてもよい。さらには、所望により生理活性を有する低分子医薬品やペプチド類、タンパク質類を含んでいてもよい。
本発明のハイドロゲルの好ましい複素弾性率としては、両親媒性の側鎖がリン脂質の場合、水中におけるポリマー濃度が1.0重量%、温度37℃の条件で、レオメーターとよばれる動的粘弾性測定装置で角速度10rad/secにて測定したときに、20〜1000N/m2であり、より好ましくは25〜500N/m2、さらに好ましくは30〜200N/m2である。ここで複素弾性率とは、弾性体の応力とひずみの比を表す定数のことである。
本発明のハイドロゲルは2つの成分を混合することにより有意に粘弾性が高まるため、体内の特定の箇所に留ませることが可能で、傷口の保護や、臓器間の物理的な隔離バリアーの形成が期待できるものがある。
また、本発明のハイドロゲルには、それに薬物を含浸させることで、局所的なドラッグデリバリーシステムとなるものがある。
また、本発明のハイドロゲルは、生体内に注入すると、いずれは分解または吸収されてしまう特性があり、外科手術時に用いる注入用ゲル材や再生医療の足場材料などに利用できるものがある。
本発明のハイドロゲルは、このほか医用材料を含めた医療用途、ヘアケア製品や肌の保湿剤などの日用品用途、化粧品用途などに使用できるものがある。
また、本発明のハイドロゲルには注射器を通して注入可能なものが含まれ、これは低侵襲医療用途に用いることができる。特に再生医療のための細胞の担体、成長因子などの液性因子を保持・徐放する担体、医薬品として利用できる低分子化合物を保持・徐放する担体、癒着防止材やシーラントなどの医用材料として利用できるものがある。
さらには、細胞培養担体、微生物の培養担体、歯科用のインプラント材料などにも用いられるものがある。
本発明のハイドロゲルは、公知の滅菌方法で滅菌処理することができる。好ましい滅菌方法は、電子線照射やエチレンオキシドによるガス滅菌、高圧蒸気滅菌である。
なお、本発明のハイドロゲルに関して上述したこと、例えば好適な成分1や成分2、あるいはそれらの水溶液について述べたことは、本発明のキットや本発明方法においてもそのまま妥当する。
本発明には、上述した本発明のゲルの製造方法も含まれる。具体的には、成分1の水溶液と、成分2の水溶液を混合する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法(製造方法1)であり、成分1を、成分2の水溶液に溶解する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法(製造方法2)である。
製造方法1における成分1の水溶液は、上述したように、水溶性高分子等の他の成分を含んでいてもよいが、イオンを含まない水に溶解したものでもよい。
一方、製造方法2では成分1の固形物を成分2の水溶液に溶解することになるため、溶解速度の観点から、その形状の適正化を図ることが好ましい。例えば、成分1を粉状としてから溶解するなどである。
(1)実施例に使用した材料は以下の通りである。
(i)CMCNa:カルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬(株)製、セロゲンPM−250L、カルボキシメチル基の置換度;0.73)、
(ii)CMCNa:カルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬(株)製、P−603A、置換度0.69)、
(iii)CMCNa:カルボキシメチルセルロースナトリウム(日本製紙ケミカル(株)製、置換度0.69)、
(iv)HANa:ヒアルロン酸ナトリウム(紀文フードケミファ(株)製、FCH−80LE)、
(v)テトラヒドロフラン(和光純薬工業(株)製)、
(vi)0.1M HCl(和光純薬工業(株)製)、
(vii)0.1M NaOH(和光純薬工業(株)製)、
(viii)EDC: 1−Ethyl−3−[3−(dimethylamino)propyl]−carbodi−imide・HCl((株)大阪合成有機化学研究所製)、
(ix)HOBt・H2O: 1−Hydroxybenzotriazole,monohydrate((株)大阪合成有機化学研究所製)、
(x)DMT−MM: 4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロリド(国産化学(株)製)
(xi)L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(COATSOME ME−8181、日本油脂(株)製)、
(xii)エタノール(和光純薬工業(株)製)、
(xiii)NaCl(和光純薬工業(株)製)、
(xiv)KCl(和光純薬工業(株)製)、
(xv)注射用蒸留水(大塚製薬(株)製)
(2)セルロース誘導体中のリン脂質含量の測定
セルロース誘導体中のリン脂質の割合は、バナドモリブデン酸吸光光度法による全リン含量の分析により求めた。
(3)ハイドロゲルの複素弾性率の測定
ハイドロゲルの複素弾性率は、動的粘弾性測定装置であるRheometer RFIII(TA Instrument)を使用し、37℃、角速度10rad/secで測定した。複素弾性率とは弾性体の応力とひずみの比を表す定数のことである。
実施例1
CMCNa(第一工業製薬(株)製、PM−250L、置換度0.73)1500mgを水 300mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 300mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 709.7mg、縮合剤としてDMT−MM 290.4mgを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、エタノール中に加え、沈殿させた。ろ過によりエタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。リン脂質含量を用いて計算によりホスファチジルエタノールアミンの置換度を求めたところ、0.71mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、249.1±28.3N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例1
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加したこと以外、実施例1と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けるとゆっくり流れ、液面が水平に移動する傾向が観察された。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、36.6±0.43N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例2
セルロース誘導体40mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度を2.0重量%にした以外、実施例1と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、955.9±32.0N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例3
L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 1421.0mg、縮合剤としてDMT−MM 581.4mgを反応系に添加した以外、実施例1と同様の方法でセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。置換度は2.2mol%/糖残基であった。
セルロース誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。その結果、水に対しても不溶であり、やや白濁した固いハイドロゲルが得られた。その複素弾性率は、ゲルが固く、レオメーターの測定表面とのすべりが大きいため正確な値は測定できなかった。
以上より、置換度が0.75mol%/糖残基程度のセルロース誘導体から調製されたハイドロゲルでは、生体内と同程度の0.9重量%となるようNaClを添加することで複素弾性率が著しく増加することが確認された。一方、置換度が2.2mol%/糖残基のセルロース誘導体から調製されたハイドロゲルでは、0.9重量%となるようNaClを添加することにより、水に対しても不溶性の固いゲルを得ることができた。以上の結果から、生体内と同程度の塩化ナトリウム濃度において固まる特性を有するハイドロゲルが得られたことがわかる。
実施例4
CMCNa(日本製紙ケミカル(株)製、F600MC、置換度0.69)3000mgを水 600mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 600mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 2839mg、縮合剤としてEDCを807mgと、HOBt・H2O 643mgを添加した後、終夜攪拌を行った以外、実施例1と同様に合成した。得られた多糖誘導体のホスファチジルエタノールアミンの置換度は0.8mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなく、その複素弾性率は313.4N/m2であった。
比較例2
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加した以外、実施例4と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は121.3N/m2であった。
実施例5
9%NaClの水溶液中に、CMCNa(日本製紙ケミカル(株)製、F30MC)が1.0重量%含まれている以外は、実施例4で得られた多糖類誘導体を用いて実施例4と同様にハイドロゲル調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は343.0N/m2であった。
実施例6
9%NaClの水溶液中に、ポリエチレングリコール(和光純薬工業(株)製、分子量2万)が3%含まれている以外は、実施例4で得られた多糖類誘導体を用いて実施例4と同様にハイドロゲル調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は393.6N/m2であった。
実施例7
カルボキシメチルセルロースとして日本製紙ケミカル(株)製のF30MC(カルボキシメチル基の置換度0.69)を用いた以外は実施例1と同様に多糖類誘導体を合成した。得られた多糖誘導体のホスファチジルエタノールアミンの置換度は、0.8mol%/糖残基であった。
この多糖誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は181N/m2であった。
実施例8
9%KClの水溶液を用いた以外は、実施例7と同様にハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は180N/m2であった。
比較例3
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加した以外、実施例7と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、15.3N/m2であった。
実施例9
ヒアルロン酸ナトリウム(紀文フードケミファ(株)製、FCH−80LE)1500mgを水 300mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 300mlを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 1113mg(0.01496mol)(HA−Naのカルボキシル基100当量に対し40当量)、EDC 316mg(0.01645mol)、HOBt・H2O 251.8mg(0.016456mol)を75mLのテトラヒドロフラン/水=1/1に溶解したものを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、テトラヒドロフランを除去し、水をある程度蒸発させたところでエタノール中に加え、沈殿させた。ろ過によりエタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでヒアルロン酸誘導体を得た。
得られたヒアルロン酸誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、139.4±16.4N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例4
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加したこと以外、実施例9と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、56.9±9.1N/m2(平均値±標準偏差)
実施例10
H 2 N−CH 2 −CO−(O−CH 2 CH 2 ) 7 −O−C 18 H 35 の合成
オレイルアルコールポリエチレングリコールエーテル(H−(O−CH2CH2)7−O−C18H35、和光純薬(株)製)1mmolに対し、N−ブチルオキシカルボニルグリシン(Boc−Gly−OH、和光純薬(株)製)1mmolをジクロロメタンに溶解し、縮合剤としてジシクロヘキシルカルボジイミド(和光純薬(株)製)1mmolを含むジクロロメタン溶液を室温で滴下した。反応液をろ過して副生成物であるジシクロヘキシルウレアを取り除き、濃縮、乾燥させ、アミノ基が保護された中間体(Boc−NH−CH2−CO−(O−CH2CH2)7−O−C18H35)を得た。
この中間体に、1〜2mL程度のトリフルオロ酢酸(和光純薬(株)製)を加え、酸処理による脱Boc反応を室温で2時間行った。反応の進行はTLCで確認した。反応液を減圧濃縮し、過剰のトリフルオロ酢酸を取り除き、目的物であるアミン化合物のトリフルオロ酢酸塩を得た。生成物は、1H−NMRで確認した。
実施例11
カルボキシメチルセルロース(CMC−Na)と、H 2 N−CH 2 −CO−(O−CH 2 CH 2 ) 7 −O−C 18 H 35 とのカップリング
CMC−Na(日本製紙ケミカル(株)製、F600MC、置換度0.69)1500mgを水 300mlに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 300mlを加えて混合し、均一な溶液を得た。この溶液に、実施例10で合成したH2N−CH2−CO−(O−CH2CH2)7−O−C18H35のトリフルオロ塩酸塩を、CMC−Naのカルボキシル基1当量に対して0.2当量を加え、混合した。
縮合剤としてDMT−MMを、H2N−CH2−CO−(O−CH2CH2)7−O−C18H35に対して1.1当量、30mlのテトラヒドロフラン/水=1/1に溶解し、反応系に添加した後、終夜攪拌した。攪拌後、反応液をロータリーエバポレーターで濃縮することによりテトラヒドロフランを除去し、水を蒸発させ、全体量を約1/3にまで濃縮したところでエタノール中に反応溶液を加え、沈殿を形成させた。沈殿をろ別し、その沈殿物をエタノール中に懸濁させて24時間攪拌し、沈殿物を回収して真空乾燥することでセルロース誘導体を得た。得られたセルロース誘導体の元素分析を行い、炭素と窒素の比率から置換度を算出した。その結果、置換度は13mol%/糖残基であった。
実施例12
実施例11で得られた誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、1448.4N/m2であった。
比較例5
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加したこと以外、実施例12と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、729.7N/m2であった。
実施例13
CMCNa(第一工業製薬(株)製、P−603A、置換度0.69)3000mgを水 200mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 200mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 349mg、縮合剤としてDMT−MM 646mgを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、エタノール中に加え、沈殿させた。ろ過により、エタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。リン脂質含量を用いて計算によりホスファチジルエタノールアミンの置換度を求めたところ、1.31mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 30mgを注射用蒸留水 2700mgに溶解後、最終濃度がNaCl:0.8%、NaH2PO4:0.035%、Na2HPO4:0.128%となるように10倍濃度のPBS(−)水溶液(NaCl:8%、NaH2PO4:0.35%、Na2HPO4:1.28%)を270mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、101.6±3.4N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例14
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体40mgをPBS(−)水溶液(NaCl:0.8%、NaH2PO4:0.035%、Na2HPO4:0.128%)3960mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、70.9±1.5N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例15
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム水溶液(0.17%)2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、16.9±0.4N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例16
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム(0.17%)と塩化ナトリウム(0.27%)の水溶液2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、72.7±4.1N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例17
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム(0.17%)と塩化ナトリウム(0.53%)の水溶液2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、91.5±0.5N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例18
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム(0.17%)と塩化ナトリウム(0.8%)の水溶液2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、87.6±3.1N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例6
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、注射用蒸留水2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けるとゆっくり流れ、液面が水平に移動する傾向が観察された。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、15.0±0.14N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例19
CMCNa(第一工業製薬(株)製、PM−250L、置換度0.73)3000mgを水600mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン600mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン1405mg、縮合剤としてDMT−MM 575mgを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、テトラヒドロフランを減圧留去し、残渣をエタノール中に加え、沈殿させた。ろ過により、エタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。リン脂質含量を用いて計算によりホスファチジルエタノールアミンの置換度を求めたところ0.78mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 30mgをエチレンオキサイドガス滅菌し、注射用蒸留水5970mgに溶解した(濃度0.50重量%)。この溶液1075mgに、次表の試薬を1リットルの蒸留水に溶解させた擬似体液のうち359mgを加えた。
得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、23.8±3.3N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例7
実施例19において、擬似体液を加える前のハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、14.8±3.2N/m2(平均値±標準偏差)であった。
(i)CMCNa:カルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬(株)製、セロゲンPM−250L、カルボキシメチル基の置換度;0.73)、
(ii)CMCNa:カルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬(株)製、P−603A、置換度0.69)、
(iii)CMCNa:カルボキシメチルセルロースナトリウム(日本製紙ケミカル(株)製、置換度0.69)、
(iv)HANa:ヒアルロン酸ナトリウム(紀文フードケミファ(株)製、FCH−80LE)、
(v)テトラヒドロフラン(和光純薬工業(株)製)、
(vi)0.1M HCl(和光純薬工業(株)製)、
(vii)0.1M NaOH(和光純薬工業(株)製)、
(viii)EDC: 1−Ethyl−3−[3−(dimethylamino)propyl]−carbodi−imide・HCl((株)大阪合成有機化学研究所製)、
(ix)HOBt・H2O: 1−Hydroxybenzotriazole,monohydrate((株)大阪合成有機化学研究所製)、
(x)DMT−MM: 4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロリド(国産化学(株)製)
(xi)L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(COATSOME ME−8181、日本油脂(株)製)、
(xii)エタノール(和光純薬工業(株)製)、
(xiii)NaCl(和光純薬工業(株)製)、
(xiv)KCl(和光純薬工業(株)製)、
(xv)注射用蒸留水(大塚製薬(株)製)
(2)セルロース誘導体中のリン脂質含量の測定
セルロース誘導体中のリン脂質の割合は、バナドモリブデン酸吸光光度法による全リン含量の分析により求めた。
(3)ハイドロゲルの複素弾性率の測定
ハイドロゲルの複素弾性率は、動的粘弾性測定装置であるRheometer RFIII(TA Instrument)を使用し、37℃、角速度10rad/secで測定した。複素弾性率とは弾性体の応力とひずみの比を表す定数のことである。
実施例1
CMCNa(第一工業製薬(株)製、PM−250L、置換度0.73)1500mgを水 300mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 300mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 709.7mg、縮合剤としてDMT−MM 290.4mgを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、エタノール中に加え、沈殿させた。ろ過によりエタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。リン脂質含量を用いて計算によりホスファチジルエタノールアミンの置換度を求めたところ、0.71mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、249.1±28.3N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例1
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加したこと以外、実施例1と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けるとゆっくり流れ、液面が水平に移動する傾向が観察された。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、36.6±0.43N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例2
セルロース誘導体40mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度を2.0重量%にした以外、実施例1と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、955.9±32.0N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例3
L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 1421.0mg、縮合剤としてDMT−MM 581.4mgを反応系に添加した以外、実施例1と同様の方法でセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。置換度は2.2mol%/糖残基であった。
セルロース誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。その結果、水に対しても不溶であり、やや白濁した固いハイドロゲルが得られた。その複素弾性率は、ゲルが固く、レオメーターの測定表面とのすべりが大きいため正確な値は測定できなかった。
以上より、置換度が0.75mol%/糖残基程度のセルロース誘導体から調製されたハイドロゲルでは、生体内と同程度の0.9重量%となるようNaClを添加することで複素弾性率が著しく増加することが確認された。一方、置換度が2.2mol%/糖残基のセルロース誘導体から調製されたハイドロゲルでは、0.9重量%となるようNaClを添加することにより、水に対しても不溶性の固いゲルを得ることができた。以上の結果から、生体内と同程度の塩化ナトリウム濃度において固まる特性を有するハイドロゲルが得られたことがわかる。
実施例4
CMCNa(日本製紙ケミカル(株)製、F600MC、置換度0.69)3000mgを水 600mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 600mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 2839mg、縮合剤としてEDCを807mgと、HOBt・H2O 643mgを添加した後、終夜攪拌を行った以外、実施例1と同様に合成した。得られた多糖誘導体のホスファチジルエタノールアミンの置換度は0.8mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなく、その複素弾性率は313.4N/m2であった。
比較例2
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加した以外、実施例4と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は121.3N/m2であった。
実施例5
9%NaClの水溶液中に、CMCNa(日本製紙ケミカル(株)製、F30MC)が1.0重量%含まれている以外は、実施例4で得られた多糖類誘導体を用いて実施例4と同様にハイドロゲル調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は343.0N/m2であった。
実施例6
9%NaClの水溶液中に、ポリエチレングリコール(和光純薬工業(株)製、分子量2万)が3%含まれている以外は、実施例4で得られた多糖類誘導体を用いて実施例4と同様にハイドロゲル調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は393.6N/m2であった。
実施例7
カルボキシメチルセルロースとして日本製紙ケミカル(株)製のF30MC(カルボキシメチル基の置換度0.69)を用いた以外は実施例1と同様に多糖類誘導体を合成した。得られた多糖誘導体のホスファチジルエタノールアミンの置換度は、0.8mol%/糖残基であった。
この多糖誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は181N/m2であった。
実施例8
9%KClの水溶液を用いた以外は、実施例7と同様にハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率は180N/m2であった。
比較例3
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加した以外、実施例7と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、15.3N/m2であった。
実施例9
ヒアルロン酸ナトリウム(紀文フードケミファ(株)製、FCH−80LE)1500mgを水 300mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 300mlを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 1113mg(0.01496mol)(HA−Naのカルボキシル基100当量に対し40当量)、EDC 316mg(0.01645mol)、HOBt・H2O 251.8mg(0.016456mol)を75mLのテトラヒドロフラン/水=1/1に溶解したものを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、テトラヒドロフランを除去し、水をある程度蒸発させたところでエタノール中に加え、沈殿させた。ろ過によりエタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでヒアルロン酸誘導体を得た。
得られたヒアルロン酸誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、139.4±16.4N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例4
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加したこと以外、実施例9と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、56.9±9.1N/m2(平均値±標準偏差)
実施例10
H 2 N−CH 2 −CO−(O−CH 2 CH 2 ) 7 −O−C 18 H 35 の合成
オレイルアルコールポリエチレングリコールエーテル(H−(O−CH2CH2)7−O−C18H35、和光純薬(株)製)1mmolに対し、N−ブチルオキシカルボニルグリシン(Boc−Gly−OH、和光純薬(株)製)1mmolをジクロロメタンに溶解し、縮合剤としてジシクロヘキシルカルボジイミド(和光純薬(株)製)1mmolを含むジクロロメタン溶液を室温で滴下した。反応液をろ過して副生成物であるジシクロヘキシルウレアを取り除き、濃縮、乾燥させ、アミノ基が保護された中間体(Boc−NH−CH2−CO−(O−CH2CH2)7−O−C18H35)を得た。
この中間体に、1〜2mL程度のトリフルオロ酢酸(和光純薬(株)製)を加え、酸処理による脱Boc反応を室温で2時間行った。反応の進行はTLCで確認した。反応液を減圧濃縮し、過剰のトリフルオロ酢酸を取り除き、目的物であるアミン化合物のトリフルオロ酢酸塩を得た。生成物は、1H−NMRで確認した。
実施例11
カルボキシメチルセルロース(CMC−Na)と、H 2 N−CH 2 −CO−(O−CH 2 CH 2 ) 7 −O−C 18 H 35 とのカップリング
CMC−Na(日本製紙ケミカル(株)製、F600MC、置換度0.69)1500mgを水 300mlに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 300mlを加えて混合し、均一な溶液を得た。この溶液に、実施例10で合成したH2N−CH2−CO−(O−CH2CH2)7−O−C18H35のトリフルオロ塩酸塩を、CMC−Naのカルボキシル基1当量に対して0.2当量を加え、混合した。
縮合剤としてDMT−MMを、H2N−CH2−CO−(O−CH2CH2)7−O−C18H35に対して1.1当量、30mlのテトラヒドロフラン/水=1/1に溶解し、反応系に添加した後、終夜攪拌した。攪拌後、反応液をロータリーエバポレーターで濃縮することによりテトラヒドロフランを除去し、水を蒸発させ、全体量を約1/3にまで濃縮したところでエタノール中に反応溶液を加え、沈殿を形成させた。沈殿をろ別し、その沈殿物をエタノール中に懸濁させて24時間攪拌し、沈殿物を回収して真空乾燥することでセルロース誘導体を得た。得られたセルロース誘導体の元素分析を行い、炭素と窒素の比率から置換度を算出した。その結果、置換度は13mol%/糖残基であった。
実施例12
実施例11で得られた誘導体 20mgを注射用蒸留水 1800mgに溶解後、最終濃度が0.9%となるように9%NaClを200mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、1448.4N/m2であった。
比較例5
9%のNaClの代わりに注射用蒸留水 200mgを添加したこと以外、実施例12と同様の操作を行い、ハイドロゲルを調製した。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、729.7N/m2であった。
実施例13
CMCNa(第一工業製薬(株)製、P−603A、置換度0.69)3000mgを水 200mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン 200mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン 349mg、縮合剤としてDMT−MM 646mgを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、エタノール中に加え、沈殿させた。ろ過により、エタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。リン脂質含量を用いて計算によりホスファチジルエタノールアミンの置換度を求めたところ、1.31mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 30mgを注射用蒸留水 2700mgに溶解後、最終濃度がNaCl:0.8%、NaH2PO4:0.035%、Na2HPO4:0.128%となるように10倍濃度のPBS(−)水溶液(NaCl:8%、NaH2PO4:0.35%、Na2HPO4:1.28%)を270mg添加し、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、101.6±3.4N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例14
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体40mgをPBS(−)水溶液(NaCl:0.8%、NaH2PO4:0.035%、Na2HPO4:0.128%)3960mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、70.9±1.5N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例15
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム水溶液(0.17%)2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、16.9±0.4N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例16
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム(0.17%)と塩化ナトリウム(0.27%)の水溶液2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、72.7±4.1N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例17
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム(0.17%)と塩化ナトリウム(0.53%)の水溶液2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、91.5±0.5N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例18
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、リン酸水素ナトリウム(0.17%)と塩化ナトリウム(0.8%)の水溶液2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、87.6±3.1N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例6
実施例13に記載の方法で合成したセルロース誘導体30mgを、注射用蒸留水2970mgに溶解させ、最終濃度1.0重量%のハイドロゲルを調製した。得られたハイドロゲルは、容器を傾けるとゆっくり流れ、液面が水平に移動する傾向が観察された。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、15.0±0.14N/m2(平均値±標準偏差)であった。
実施例19
CMCNa(第一工業製薬(株)製、PM−250L、置換度0.73)3000mgを水600mLに溶解し、さらにテトラヒドロフラン600mLを加えた。この溶液に、L−α−ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン1405mg、縮合剤としてDMT−MM 575mgを添加した後、終夜攪拌を行った。攪拌後、テトラヒドロフランを減圧留去し、残渣をエタノール中に加え、沈殿させた。ろ過により、エタノールを除き、再度エタノールにて洗浄し、ろ物を真空乾燥することでセルロース誘導体を得て、そのリン脂質含量を測定した。リン脂質含量を用いて計算によりホスファチジルエタノールアミンの置換度を求めたところ0.78mol%/糖残基であった。
得られたセルロース誘導体 30mgをエチレンオキサイドガス滅菌し、注射用蒸留水5970mgに溶解した(濃度0.50重量%)。この溶液1075mgに、次表の試薬を1リットルの蒸留水に溶解させた擬似体液のうち359mgを加えた。
得られたハイドロゲルは、容器を傾けても流れることはなかった。ハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、23.8±3.3N/m2(平均値±標準偏差)であった。
比較例7
実施例19において、擬似体液を加える前のハイドロゲルの複素弾性率を測定した結果、14.8±3.2N/m2(平均値±標準偏差)であった。
本発明は、例えば手術用の医療材料を供給する産業において利用できる。
Claims (11)
- 側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類と、カルシウムイオン以外の無機イオン類と、水とを含んでなるハイドロゲル。
- カルシウムイオン以外の無機イオン類が、少なくともナトリウムイオンを含むものである、請求項1に記載のゲル。
- 両親媒性の側鎖が結合した多糖類が、ホスファチジルエタノールアミンが結合した多糖類である、請求項1または2に記載のゲル。
- 両親媒性の側鎖が−NH−X−CO−Y−Zである、請求項1または2に記載のゲル。
ここで、Xは炭素数1〜10の2価の炭化水素基であり、Yは両末端に酸素原子を有する2価のポリアルキレンオキシド類であり、Zは炭素数1〜24の炭化水素基もしくは−CO−R1(R1は炭素数1〜23の炭化水素基である)である。 - 水溶性の高分子をさらに含む、請求項1から4のいずれかに記載のゲル。
- カルボキシル基を有する多糖類がカルボキシメチルセルロースである請求項1から5のいずれかに記載のゲル。
- カルボキシル基を有する多糖類がヒアルロン酸である請求項1から5のいずれかに記載のゲル。
- ホスファチジルエタノールアミンの置換度が0.3〜2.0モル%/糖残基である請求項3に記載のゲル。
- 側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類の水溶液と、カルシウムイオン以外の無機イオン類を含む水溶液の2液から構成される、ハイドロゲル調製用キット。
- 側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類の水溶液と、カルシウムイオン以外の無機イオン類の水溶液を混合する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法。
- 側鎖にカルボキシル基を有する多糖類のカルボキシル基に両親媒性の側鎖が結合した多糖類を、カルシウムイオン以外の無機イオン類の水溶液に溶解する工程を含む、ハイドロゲルの調製方法。
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