JPWO2019044765A1 - 癒着防止材 - Google Patents
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Abstract
Description
特に、生体吸収性の材料から構成されている癒着防止材の場合、あまりにも速やかに吸収されてしまうと、バリアとしての機能を十分に発揮し得ない一方で、吸収速度を低下させ過ぎると、創傷部位の修復が完了してもいつまでも生体内に異物が滞留してしまう虞もある。このため、適正な生体吸収性能を具備しつつ、バリア性能をより向上させた癒着防止材が望まれている。
固体状または半固体状の癒着防止材であって、
細胞増殖を抑制する効果を有する細胞増殖抑制因子を有効成分として含むことを特徴としている。
図1は、本発明に係る一実施形態の癒着防止材1を模式的に示す図であり、図1(a)は癒着防止材1の斜視図、図1(b)はその一部拡大断面図である。なお、図1(a)及び図1(b)においては、基体層10、第1被覆層20及び第2被覆層30の厚さを誇張して模式的に表している。
癒着防止材1を構成する基体は、実質的に水溶性高分子(A)及びポリ脂肪族エステル(B)からなる(詳細後述)。具体的には、基体層10の表面(両面または片面)を覆うように被覆層20、30が形成された積層構造をなす場合、基体層10は、例えば、実質的に水溶性高分子(A)のみから構成され、また、基体層10に対して相対的に薄い被覆層20、30は、例えば、実質的にポリ脂肪酸エステル(B)のみから構成されるようにすることができる。なお、実質的にとは、製造中等に不可避的に混入する微量の不純物を含んでもよいが、意図的に他の成分を添加したものではないことを意味する。
また、癒着防止材1を構成する基体は、単層構造としてもよく、この場合の基体を「基体層」という。また、単層構造の場合は、例えば、実質的に水溶性高分子(A)及びポリ脂肪酸エステル(B)の2成分組成物(A/B)から構成されるようにすることができる。なお、癒着防止材1を構成する基体は、実質的に水溶性高分子のみ(単一成分)から構成されてもよい。
半固体状の癒着防止材1の場合は、単層構造または積層構造を有し、バリア機能の発現を考慮すると、37[℃]における粘度が100〜1,000,000[Pa・s]程度が好ましい。
本発明における基体は、実質的に水溶性高分子(A)及びポリ脂肪族エステル(B)からなる二成分組成物の単層構造であるか、水溶性高分子(A)から構成される基体層10並びにポリ脂肪酸エステル(B)から構成される被覆層(第1被覆層20及び第2被覆層30)を有する積層構造であるため、生体中に置かれた場合、ポリ脂肪族エステル(B)部分は、水溶性高分子(A)部分に比して速やかには分解せず、相当長期間層状(フィルム状又はシート状)の形態を保持している。一方、水溶性高分子(A)部分は、形状保持部分であるポリ脂肪族エステル(B)と互いに混合しているか、または互いに接して存在するので、例えば、単一成分層の場合のように比較的速やかに溶解することがなく、当該基体の表面の生体液に接触している部分から徐々に溶出することになる。
かかる観点から、本発明においては、基体を構成する水溶性高分子(A)とポリ脂肪族エステル(B)の重量割合ω(=A/B)が1〜99/99〜1、より好ましくはω(=A/B)を20〜80/80〜20、さらに好ましくはω(=A/B)を30〜70/70〜30であることが望ましい。水溶性高分子(A)の割合がこれよりあまり少ないと、その溶出速度が小さく、また癒着防止材1に含有される添加物(細胞増殖抑制因子)等の徐放速度がきわめて小さくなる。一方、ポリ脂肪族エステル(B)の量がこれよりあまり大きいと、形状保持性は向上するが、水溶性高分子(A)の溶出速度及び添加物の徐放速度が小さくなりすぎる。
先ず、水溶性高分子(A)について説明する。
水溶性高分子(A)としては、例えば、多糖類、蛋白質、合成高分子等を好ましく用いることができる。
癒着防止材1全体のしなやかさを高める観点から言えば、例示した水溶性高分子(A)のなかでも、プルランを特に好適に用いることができる。
次に、ポリ脂肪族エステル(B)について説明する。
ポリ脂肪族エステル(B)としては、例えば、ポリ(ラクチド)類;ポリ(グリコリド)類;ポリ(ラクチド−ε−グリコリド)類;ポリ(乳酸)類;ポリ(グリコール酸)類;ポリ(乳酸−ε−グリコール酸)類;ポリカプロラクトン類;ポリエステルアミド類;ポリアンヒドリド類;ポリオルトエステル類;ポリシアノアクリレート類;ポリエーテルエステル類;ポリ(ジオキサノン)類;ポリ(アルキレンアルキレート)類;ポリエチレングリコールとポリオルトエステルとのコポリマー、その他これらの共重合体;ポリマーアロイなどを好適に用いることができる。
特に、生体内適合性に優れることから、ポリ(乳酸)類、ポリ(グリコール酸)類、ポリカプロラクトン類、及びこれらの共重合体のうちの少なくとも1種を用いることが好ましい。特に好ましくは、乳酸/グリコール酸/ε−カプロラクトンの三元共重合体(LA/GA/ε−CLT)で、分子量20,000〜300,000程度のものが好適である。
基体層10の厚さは、例えば、1〜5,000[μm]程度に設定されている。なお、基体層10は、積層構造の癒着防止材1を構成するもののほか、単層構造の癒着防止材の基体も含むものとする。
シート状の癒着防止材の場合は、基体層10の厚さは200[μm]以上、好ましくは200〜5,000[μm]、より好ましくは300〜3,000[μm]、さらに好ましくは500〜2,000[μm]、最も好ましくは800〜1,000[μm]である。
基体層10の厚さは、例えば、ノギス、マイクロゲージ等直接接触による測定のほか、赤外線膜厚計、静電容量式厚み計、レーザ変位センサー等適当なものを採用して測定することが可能である。
被覆層(第1被覆層20及び第2被覆層30)は、分光エリプソメータを用いて波長380〜900[nm]で測定したときの光学厚さが50〜7,000[nm]、好ましくは100〜5,000[nm]、より好ましくは1000〜3,000[nm]程度に設定されている。ここで、被覆層の光学厚さを、例えば、50〜100[nm]程度としても、後述するように、本発明においては細胞増殖抑制因子等を添加しているので、充分な癒着防止性能が発揮できる。
このため、被覆層をあまりにも厚くしすぎると、基体層10の水溶性高分子(A)の溶出速度及び添加物の徐放速度が小さくなりすぎる虞があるが、基体層10や癒着防止材1全体の強度の維持(形態の保持)の観点からは、被覆層自体が容易には破れない程度の強度を有するようにある程度の厚さを有していることが望ましい。すなわち、サルおよび類人猿のように二足歩行可能な動物やヒトのように二足歩行動物では、腹腔内圧の上昇や胃や腸等の臓器の移動によって癒着防止材1の基体層10や被覆層(第1被覆層20及び第2被覆層30)を構成するフィルム状やシート状の膜が破れる虞がある。そこで、被覆層の機械的強度を確保することを優先する場合、被覆層の光学厚さは、例えば、800〜7,000[nm]、好ましくは900〜5,000[nm]、より好ましくは1,000〜3,000[nm]程度が望ましいと考えられる。
次に、細胞増殖抑制因子について説明する。
細胞増殖抑制因子は、癒着防止材1が生体内の創傷部に貼付された状態で、当該癒着防止材1が接する細胞の増殖を抑制する効果を有する。
また、細胞増殖抑制因子は、積層構造の癒着防止材1の場合、基体層10に含有されてもよいし、被覆層(第1被覆層20及び第2被覆層30)に含有されてもよいし、両方に含有されてもよい。基体層10に細胞増殖抑制因子を含有させる場合、基体層10の水溶性高分子(A)の溶出に伴って細胞増殖抑制因子も徐放されることとなる。また、被覆層(第1被覆層20及び第2被覆層30)に細胞増殖抑制因子を含有させる場合には、癒着防止材1が貼付された初期段階においても、当該癒着防止材1が接する細胞の増殖を抑制する効果を発揮する。すなわち、溶出した水溶性高分子(A)であるプルラン等は粘性のある溶液を形成するので、当該溶液は細胞増殖抑制因子を含有したままその位置にとどまると推定される。これにより、細胞増殖抑制因子を含有するプルラン等の粘性溶液が創傷部を安定的に覆っているので、当該創傷部は細胞増殖抑制因子とプルラン等の相乗的効果で保護されることにより癒着防止効果が発揮されると考えられる。
なお、被覆層(第1被覆層20及び第2被覆層30)の厚さは、基体層10の厚さに比してはるかに薄いので、当該被覆層に含有させる細胞増殖抑制因子の総量をそれほど大きくすることはできないため、基体層10に含有させた細胞増殖抑制因子の補助的効果を奏すると考えられる。
アスコルビン酸は、例えば、ビタミンCとして知られているL体(L−アスコルビン)を好適に用いることができる。また、アスコルビン酸誘導体としては、アスコルビン酸カルシウム、アスコルビン酸ナトリウム、リン酸−L−アスコルビン酸ナトリウム、リン酸−L−アスコルビン酸マグネシウム、アスコルビン酸グルコシド、アスコルビルエチル等が挙げられる。
細胞阻害剤としては、例えば、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZDEC)など公知のものを適宜用いることができる。
抗炎症剤としては、例えば、アセチルサリチル酸、アセトアミノフェンなど公知のものを適宜用いることができる。
ステロイドとしては、例えば、デキサメタゾンなど公知のものを適宜用いることができる。
抗菌剤としては、例えば、ノルフロキサシンなど公知のものを適宜用いることができる。
抗生剤としては、例えば、セフォペラゾンナトリウム(セフォム系第3世代)など公知のものを適宜用いることができる。
癒着防止材は、基体層の材料に所定量のL-アスコルビン酸(和光純薬社製)を添加して、フィルム状に成型した基体層の両面に同一材料からなる第1被覆層及び第2被覆層が配置されたものであり、pHが所定の範囲となるように調整したものを実施例1−3の試料とした。
基体層の材料として水溶性高分子であるプルランを使用し、これに所定量のアスコルビン酸を添加して、100[mm]×120[mm]×厚さ50[μm]の実質的にプルランからなる膜を流延法により成膜して、アスコルビン酸含有基体層を形成した。
所定濃度に調整したポリ脂肪族エステルであるポリ乳酸−ポリグリコール酸−ポリε−カプロラクトンのトルエン溶液(以下、コーティング液という。)を作製し、当該コーティング液中に上記調製した基体層を浸し、当該基体層の両表面に実質的にポリ乳酸−ポリグリコール酸−ポリε−カプロラクトン三元共重合体からなる被覆層を形成した。
ディッピング後に30分〜1時間程度室温で乾燥させ、これを実施例1−3に係る試料(試験片)とした。
なお、被覆層の光学厚さの測定は、分光エリプソメータ(ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製「alpha−SE(米国登録商標)」)を用いた。なお、測定波長は、380〜900[nm]とした。
上記した実質的にポリ乳酸−ポリグリコール酸−ポリε−カプロラクトンからなる被覆層の厚さを300[nm]と固定し、基体層へのアスコルビン酸の添加濃度Cm(w/w)%を変え、牛血漿に浸漬後24時間後のpHを測定した。
実施例1は、アスコルビン酸の添加濃度Cmは2.0(w/w)%で、pH7.0、実施例2はCm4.0(w/w)%でpH7.0、実施例3はCm8.0(w/w)%でpH6.0であった。
比較例1は、基体層にアスコルビン酸を添加しないものであり、それ以外の構成は、実施例1−3と同様にして癒着防止材を作製した。
なお、被覆層の厚さは300[nm]であり、牛血漿に浸漬後24時間後のpHは7.3であった。
癒着防止性能を評価するにあたっては、実施例1−3及び比較例1に係る試料(試験片)をブタの腹腔内に貼り付けて、癒着の程度を観察及びスコア化することにより、癒着防止性能を評価した。
ブタを全身麻酔下で15[cm]の腹部正中切開によって開腹し、小腸を創外に露出させた。次に、露出させた小腸の一定面積(1×5[cm]程度)について、ヤスリを用いて点状出血が生じるまで擦過した。
点状出血が生じた後は、正確に10分間空気中に曝露した。そして小腸を腹腔内に戻し、切開した部分の真下に上記した試験片に係る癒着防止材を貼付した。腹壁を吸収性縫合糸(2-0)を用いて2層で連続縫合し、閉鎖し、癒着モデルを作製した。
癒着モデル作製から14日後、ブタを全身麻酔下で放血、犠牲死させ、開腹し正中創直下の癒着を肉眼観察し癒着の発生確率を求めた。なお、本件下腹部の評価のため上腹部の肝臓の癒着は無視した。
基体層にアスコルビン酸を添加した実施例1−3は、アスコルビン酸を添加していない比較例1に対して、癒着発生率σが顕著に低減することが確認できた。また、アスコルビン酸の添加濃度Cmを2.0(w/w)%から増加すると(Cm4.0(w/w)%、Cm8.0(w/w)%)、癒着発生率σが20%から0%へとさらに低減することが確認できた。
これにより、癒着防止材が創傷部どうしの物理的なバリアとなるとともに、基体層のプルラン(水溶性高分子(A))の溶出に伴って徐放される細胞増殖抑制因子(アスコルビン酸)によって創傷部の細胞増殖が抑制されて、細胞増殖抑制因子とプルラン等の相乗的効果で適正な生体吸収性能を具備しつつ、バリア性能をより向上させることができると考えられる。
癒着防止材は、フィルム状に成型した基体層の両面に、所定の添加物を添加した同一材料からなる第1被覆層及び第2被覆層が配置されたものを実施例11−18の試料とした。
基体層の材料として水溶性高分子であるプルランを使用し、所定の添加物を添加して所定濃度に調整し、100[mm]×120[mm]×厚さ50[μm]の実質的にプルランからなる膜を流延法により成膜して、添加物含有基体層を形成した。
ポリ脂肪族エステルであるポリ乳酸−ポリグリコール酸−ポリε−カプロラクトンのトルエン溶液(以下、コーティング液という。)を作製し、当該コーティング液中に上記調製した基体層を浸し、当該基体層の両表面に実質的にポリ乳酸−ポリグリコール酸−ポリε−カプロラクトン三元共重合体からなる被覆層を形成した。
ディッピング後に30分〜1時間程度室温で乾燥させ、これを実施例11−18に係る試料(試験片)とした。
なお、被覆層の光学厚さの測定は、分光エリプソメータ(ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製「alpha−SE(米国登録商標)」)を用いた。なお、測定波長は、380〜900[nm]とした。
試料2×2[cm]あたりアスコルビン酸(和光純薬社製)が6.13[mg]添加されたものを実施例11の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたり塩酸(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを実施例12の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりシスプラチン(日本化薬社製)が0.31[mg]添加されたものを実施例13の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(東京化成工業社製)が3.07[mg]添加されたものを実施例14の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりアセチルサリチル酸(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを実施例15の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりアセトアミノフェン(Toronto Research chemical社製)が3.07[mg]添加されたものを実施例16の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりデキサメタゾン(Toronto Research chemical社製)が0.31[mg]添加されたものを実施例17の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりノルフロキサシン(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを実施例18の試験片とした。
比較例11−16は、基体層に添加する添加物の種類が実施例11−18とは異なるものであり、それ以外の構成は、実施例11−18と同様にして癒着防止材を作製した。
試料2×2[cm]あたりクエン酸(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを比較例11の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたり水酸化ナトリウム(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを比較例12の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたり炭酸水素ナトリウム(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを比較例13の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりクエン酸ナトリウム(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを比較例14の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたりサリチル酸(和光純薬社製)が3.07[mg]添加されたものを比較例15の試験片とした。
同様に、試料2×2[cm]あたり塩化ナトリウム(和光純薬社製)が7.67[mg]添加されたものを比較例16の試験片とした。
細胞増殖阻害性能を評価するにあたっては、実施例11−18及び比較例11−16に係る試料(試験片)をマウスL929線維芽細胞を培養した培地に貼り付けて、細胞増殖の程度を観察(目視)することにより、細胞増殖阻害性能を評価した。
マウスL929線維芽細胞を最小必須培地(MEM培地)で培養して、細胞数を1[ml]あたり105個に調整し、調整液5[ml]を25[cm2]のシャーレに播種した。そして、37℃、二酸化炭素5%の環境下で24時間静置培養した。
その後、試験片2×2[cm]を培養済みのシャーレに貼り付けて、37℃、二酸化炭素5%の環境下で5日間静置培養した。
そして、培養済みのシャーレにギムザ染色液を滴下して、細胞を染色した。
試験結果を図2に示す。
試験片を貼り付けていないものをBlank(左上)とし、このBlankの染色度合い(細胞増殖度合い)を基準にして、各試験片の細胞増殖阻害性能を目視により確認した。
図2に示すように、添加物として、アスコルビン酸、塩酸、シスプラチン、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZDEC)、アセチルサリチル酸、アセトアミノフェン、デキサメタゾン、ノルフロキサシンを添加した癒着防止材(実施例11−18)では、細胞増殖阻害性を有することが顕著に確認できた。
すなわち、塩酸、シスプラチン、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZDEC)、アセチルサリチル酸、アセトアミノフェン、デキサメタゾン、ノルフロキサシンを添加した癒着防止材(実施例12−18)は、アスコルビン酸を添加した癒着防止材(実施例11)と同様に、細胞増殖を抑制してバリア性能をより向上させることができると考えられる。さらに、仮に、基体層に細胞増殖抑制因子を添加した場合には、細胞増殖抑制因子と基体層のプルラン(水溶性高分子(A))等の相乗的効果で適正な生体吸収性能を具備しつつ、バリア性能をより向上させることができると考えられる。
また、半固体状の癒着防止材についても、同様に、細胞増殖抑制因子を含有することで、癒着防止材が創傷部どうしの物理的なバリアとなるとともに、基体の溶出に伴って徐放される細胞増殖抑制因子によって創傷部の細胞増殖が抑制されて、バリア性能をより向上させることができると考えられる。
特に、癒着防止材1は、生体吸収性の材料から構成されているので、適正な生体吸収性能も具備しつつ、細胞増殖抑制因子の含有によってバリア性能をより向上させることができる。
また、癒着防止材は、温度に応答してゾル−ゲル転移現象を示す構成としてもよく、当該癒着防止材の具体的な構成については、例えば、特開2014−221736号公報や特開2016−189894号公報に開示されているため、ここでは詳細な説明については省略する。
10 基体層
20 第1被覆層
30 第2被覆層
Claims (3)
- 固体状または半固体状の癒着防止材であって、
細胞増殖を抑制する効果を有する細胞増殖抑制因子を有効成分として含む癒着防止材。 - 生体吸収性の材料を含んでなる請求項1に記載の癒着防止材。
- 前記細胞増殖抑制因子は、酸、抗がん剤、細胞阻害剤、抗炎症剤、ステロイド、抗菌剤及び抗生剤のうち、少なくともいずれか一を含む請求項1または2に記載の癒着防止材。
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