JPWO2019189835A1 - 縫合補助材 - Google Patents

Abstract

【課題】 直接縫合術における不適切な縫合による機能回復の阻害を低減し、更には、断裂し挫滅した神経の新鮮化を行うことなく神経再建を可能とするための縫合補助材を提供することを目的とする。【解決手段】生体吸収性高分子材料からなり、内径が０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、長さが１ｍｍ以上２５ｍｍ以下である筒状体であり、断裂間隔が１０ｍｍ以下である神経断裂部位に用いるための、縫合補助材。【選択図】なし

Description

本発明は、断裂、欠損した神経の再建に使用する生体吸収性高分子材料からなる縫合補助材に関する。

従来、断裂、欠損を伴う神経損傷に対する再建術として、神経断端同士の縫合が可能な場合には直接縫合術が用いられてきた。一般的に神経の欠損の長さが１０ｍｍ以下の場合には、直接縫合術が用いられる場合が多い。直接縫合術が行われた割合は、神経再建術の手術例の約８０％を占めるという報告もある。欠損部が大きい場合には自家神経移植術が用いられてきた。近年では、生体吸収性高分子材料からなる筒状の神経再生チューブを末梢神経の断裂・欠損部に導入し、断裂、欠損した神経の再生を促進する神経再建術も行われている。特許文献１には、生分解性ポリマーの極細繊維からなる筒状体に、外部表面にコラーゲン溶液を塗布し、内部にコラーゲンを充填した神経再生チューブが記載されている。特許文献２には、繊維性の生体吸収性材料からなる筒状体に、コラーゲンスポンジ層及び直線状の神経誘導経路を有する神経再生チューブが記載されている。これらの神経再生チューブは、神経の直接縫合術が不可能な場合に、自家神経移植術に代わるものとして使用されてきた。

特開２００９−１３６５７５号公報 特開２００４−２０８８０８号公報

自家神経移植術や直接縫合術において、縫合時の神経緊張、圧迫、血流不良等が生じ、神経修復が不十分になる場合がある。不適切な縫合により、神経組織の神経周膜のねじれや、再生軸索が誤った方向に伸長する過誤支配等が生じ、神経の機能回復が不十分となる可能性もある。また、縫合部の瘢痕化や神経腫によるとみられる痛みが発生する症例が報告されている。

直接縫合法において、外傷等により神経が断裂した場合、神経断端部が挫滅し、そのまま縫合しても神経が修復できないことがある。そのような場合は、挫滅した神経断端部分を切除する新鮮化を行い、損傷を受けていない神経断端部同士を直接縫合しようとする。しかし、新鮮化を行ったために、欠損部が大きくなり、直接縫合ができなくなるケースも多くある。

そこで、本発明は、主に直接縫合術における不適切な縫合による機能回復の阻害を低減し、更には、断裂し挫滅した神経の新鮮化を行うことなく神経再建を可能とするための縫合補助材を提供することを目的とする。

本発明者らは、一般に直接縫合術が行われる症例において、直接縫合の縫合材料として生体吸収性高分子材料からなる筒状体を使用できることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は、以下に代表される発明を提供する。
［１］ 生体吸収性高分子材料からなり、内径が０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、長さが１ｍｍ以上２５ｍｍ以下である筒状体であり、断裂間隔が１０ｍｍ以下である神経断裂部位に用いるための、縫合補助材。
［２］ 前記生体吸収性高分子材料がコラーゲン又はポリグリコール酸である、［１］に記載の縫合補助材。
［３］ 前記筒状体が繊維状コラーゲン又は繊維状ポリグリコール酸の不織布、編組又は織編物からなる、［１］又は［２］に記載の縫合補助材。
［４］ 前記筒状体が繊維状ポリグリコール酸の編組又は織編物からなる筒状体である、［３］に記載の縫合補助材。
［５］ 前記筒状体の内腔表面及び／又は外表面に、さらにコラーゲン層を有する、［１］〜［４］のいずれかに記載の縫合補助材。
［６］ 前記筒状体の内腔面に、さらにスポンジ構造からなるコラーゲン及び／又は直線状コラーゲン線維を有する、［１］〜［５］のいずれかに記載の縫合補助材。
［７］ 挫滅損傷を受けた神経断裂部位に用いるための、［１］〜［６］のいずれかに記載の縫合補助材。

神経断裂下における神経断端を直接縫合する際に、中枢側及び末梢側の両方の神経断端を本発明の縫合補助材を介して縫合することにより、不適切な縫合による神経緊張、圧迫、血流不良等を防止し、良好な神経再生を期待することができる。また、神経周膜のねじれや再生軸索の過誤支配を抑制することができる。さらに、縫合部位に発生しやすい瘢痕や神経腫の形成を抑制し、これに伴う痛みやしびれを抑制することができる。

さらに、本発明の縫合補助材を使用することにより、挫滅損傷を受けた神経断端の新鮮化を行わない処置も可能であり、神経組織を温存しながら神経再建を行うことができる。

血行が悪い部位又は周辺組織からの外圧がかかる部位にも本発明の縫合補助材は有効である。縫合補助材が神経の軸索再生のためのスペースを確保し、縫合補助材を使用しない場合と比較して、良好な神経再建を期待することができる。

実施例１のScore実験におけるScore結果を示す。

本発明の縫合補助材は、内径が０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、長さが１ｍｍ以上２５ｍｍ以下である筒状体である。内径は神経の外径に合わせて適宜選択することができる。内径は０．５ｍｍ以上がより好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましい。長さは神経の断裂、損傷部位の大きさにより適宜選択することができる。長さは２ｍｍ以上がより好ましい。長さの上限は特に制限されるものであはないが、一般に２５ｍｍ以下でよく、２０ｍｍ以下でもよい。

本発明の神経保護用材料の厚さは１５０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲にあることが好ましい。厚さが前記の範囲内であれば、神経の周辺組織からの外圧に対して形状を保持することができ、座屈しにくさの指標である耐キンク性にも優れる。後述するように、神経保護用材料は、手術時の使用直前に、生理食塩液等に浸漬した後に使用されることがある。上記の厚さは、生理食塩液に浸漬前の、乾燥状態での神経保護用材料を用いて測定される。また、神経保護用材料の内腔面及び／又は外表面にさらにコラーゲン層を有している場合、上記の厚さは、前記コラーゲン層を含めた厚さである。

本発明における生体吸収性高分子材料としては、合成生体吸収性高分子と天然生体吸収性高分子のいずれも使用することができる。例えば、ポリグリコール酸、Ｄ−ポリ乳酸、Ｌ−ポリ乳酸、ＤＬ−ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、乳酸−カプロラクトン共重合体、乳酸−グリコール酸共重合体、コラーゲン、ゼラチン等が挙げられる。とりわけ、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、乳酸−グリコール酸共重合体及び／又はコラーゲンが好ましく、コラーゲン及び／又はポリグリコール酸がより好ましい。さらには繊維状コラーゲン及び／又は繊維状ポリグリコール酸が特に好ましい。

生体吸収性高分子材料からなる筒状体の作製方法として、下記の方法が例示される。
（１）シート状に成形した生体吸収性高分子材料から筒状体を作製する方法
シート状の生体吸収性高分子材料の作製方法としては、溶融した合成生体吸収性高分子材料をシート状にプレスするか、シート状に押出成形することにより作製することができる。また、コラーゲンを例に説明すると、コラーゲン溶液をシート状になるように型に流し込み、凍結乾燥することによりコラーゲンシートを作製することができる。別の方法として繊維状に成形した生体吸収性高分子材料から不織布、織物もしくは編物を作製することにより、シート状の生体吸収性高分子材料を作製することができる。作製したシートは所望の内径に応じた芯棒に巻き付けて、加熱及び冷却により固定させることにより、筒状体を得ることができる。

（２）生体吸収性高分子材料をチューブ状に成形して筒状体を作製する方法
溶融した生体吸収性高分子材料を押出成形（チューブ成形）することより、筒状体を得ることができる。また中空糸用ノズルを用い、溶融紡糸することにより筒状体を作製することもできる。

（３）繊維状の生体吸収性高分子材料から筒状体を作製する方法
生体吸収性高分子材料を繊維状に成形もしくは紡糸し、筒状の不織布、織物もしくは編物を作製するか、製紐機を用いて中空の組紐を作製することにより、筒状体を作製することができる。さらに別の方法としては、繊維状の生体吸収性高分子材料を芯棒や板状基材等に巻き取ることよって筒状体を作製することができる。繊維状の具体例としては、短繊維、長繊維、ナノファイバー、糸状体、綿状体が例示される。繊維はモノフィラメント又はマルチフィラメントのいずれであってもよい。該繊維性材料の繊維径は通常、約１〜１０００μｍであり、好ましくは約３〜１００μｍである。

本発明の縫合補助材は、補強のために筒状体の内腔面又は外表面又はその両面に、さらにコラーゲン層を有していてもよい。コラーゲン層は、コラーゲン溶液を内腔面及び／又は外表面に塗布するか、縫合補助材をコラーゲン溶液に浸漬し、さらに風乾又は凍結乾燥等により乾燥させることにより、形成することができる。コラーゲン層は単層であってもよいし、多層であってもよい。多層の場合、同濃度のコラーゲン溶液を複数回塗布するか、もしくは浸漬してもよいし、異なる濃度のコラーゲン溶液を複数回塗布するか、もしくは浸漬してもよい。他の方法としては、繊維状コラーゲンの不織布を層状に重ねるか、繊維状コラーゲンを巻回することによりコラーゲン層を形成することができる。この場合、さらに加熱し、熱溶着させてもよい。このようにコラーゲン層を設けることにより、さらに形状保持力や耐キンク性を向上させることができる。

本発明の縫合補助材は、その内腔面に、さらにスポンジ構造からなるコラーゲン又は直線状コラーゲン繊維又はその両方を含有させることができる。一例として、筒状体の内腔にコラーゲン溶液を充填し、凍結乾燥させることにより、スポンジ構造からなるコラーゲンを充填させることができる。別の方法として、コラーゲン溶液を繊維状に押出成形もしくは紡糸し、筒状体と同じ長さもしくはそれ以下の長さの直線状コラーゲン繊維を用意した後、その直線状コラーゲン繊維を筒状体の内腔に１もしくは複数本を挿入させることができる。これらのコラーゲンは神経再生時における足場を提供することができる。

筒状体の内腔面及び／又は外表面のコラーゲン層や筒状体の内部の充填に用いるコラーゲンとしては、例えばＩ型コラーゲン、ＩＩＩ型コラーゲン、ＩＶ型コラーゲンなどが挙げられ、これらを単独で用いてもよいし、複数混合して用いてもよい。また、コラーゲンは、塩化ナトリウム含有濃度を乾燥状態で２．０重量％以下、好ましくは０．１〜１．５重量％に精製したものを使用することができる。塩化ナトリウム含有濃度を低減させたコラーゲンを使用することにより、細胞接着性、細胞増殖性、細胞分化誘導能の向上を期待できる。

筒状体の内腔面及び／又は外表面にコラーゲン層を有する場合及び筒状体の内腔にコラーゲンを充填又は直線状コラーゲン繊維を含有させる場合、架橋処理を行ってコラーゲンを架橋させることが好ましい。架橋方法としては、γ線架橋、紫外線架橋、電子線架橋、熱脱水架橋、グルタルアルデヒド架橋、エポキシ架橋、及び水溶性カルボジイミド架橋が挙げられるが、架橋の程度をコントロールしやすく、架橋処理を行っても生体に影響を及ぼさない熱脱水架橋が好ましい。熱脱水架橋処理は、真空下、例えば約１０５〜１５０℃、より好ましくは約１２０〜１５０℃、さらに好ましくは約１４０℃の温度で、例えば約６〜２４時間、より好ましくは約６〜１２時間、さらに好ましくは約１２時間行う。架橋温度が高すぎると、生体内分解吸収性材料の強度が低下する可能性がある。また、架橋温度が低すぎると十分な架橋反応が起きない可能性がある。

本発明の縫合補助材は、使用前に生理食塩液に浸漬させることが好ましい。生理食塩液に浸漬することにより予め縫合補助材を膨潤させ、柔軟性をもたせることができる。さらに、縫合補助材は、断裂神経の損傷部位の大きさに応じて、適当な長さに切断し用いることができる。本発明による縫合補助材は、主に下記の方法で使用することができる。まず（１）中枢側の神経断端の神経上膜と縫合補助材及び末梢側の神経断端の神経上膜と縫合補助材とにそれぞれ縫合糸を通して接合する、（２）筒状体内腔に神経断端を引き込んで縫合し、固定する。縫合数は神経の大きさや損傷の程度により適宜選択できるが、例えば片側で２−３針の縫合でよい。縫合補助材を介した縫合術は、直接縫合術と比べて神経断端面に圧力が加わらず、かつ縫合数も少なくて済むため、神経再生能及び瘢痕化や神経腫の抑制に極めて効果的である。

本発明の縫合補助材は、生体吸収性高分子材料から出来ているため、数か月から１年程度で体内に吸収され消失する。その間に断裂、欠損した神経の再生軸索が縫合補助材の内腔を伸長し、神経が再生する。

［製造例１］
（コラーゲンの調製）
豚皮由来Ｉ型／ＩＩＩ型コラーゲン（日本ハム社製）を蒸留水（日本薬局方 注射用水、大塚製薬工場社製）に溶解させ、さらに、このコラーゲン溶液をｐＨ８以上９未満の等電点濃縮により精製し、凍結乾燥して、塩化ナトリウム含有濃度が乾燥状態で２．０重量％以下であるコラーゲンを調製した。

（コラーゲン溶液の調製）
プラスチックボトルに０．００１ｍｏｌ／ｌ塩酸（ｐＨ３）３９６ｇを入れ、これに上記で作製したコラーゲン４ｇを入れて、４℃でよく攪拌し溶解させ、コラーゲンの終濃度が１．０重量％となるコラーゲン溶液を調製した。さらに、このコラーゲン溶液を上記の塩酸で希釈して、コラーゲンの終濃度がそれぞれ０．２，０．５重量％となるコラーゲン溶液を調製した。

（筒状体の作製）
ポリグリコール酸からなる極細繊維（直径約１５μｍ）を２８本束ねた繊維束を用い、編組機を用いて内径２．０ｍｍの円筒形の筒状体を作製した。

（縫合補助材の作製）
上記の筒状体の外部表面に刷毛を用いて上記のコラーゲン溶液を均一に一回塗布し、風乾させ完全に乾燥していることを確認してから、次の回の塗布を順に行なった。塗布されるコラーゲン溶液の濃度及び回数は、０．２重量％を２回、０．５重量％を１回、１．０重量％を１７回とし、コラーゲン濃度が低い方から順に塗布した。塗布が完了した上記の筒状体の内腔に、上記の１．０重量％コラーゲン溶液を充填した。充填後、コラーゲン分子のスポンジ化を施すために、凍結および凍結乾燥処理を実施した。凍結乾燥後、コラーゲン分子に架橋を施すため、１Ｐａ以下の減圧下で１４０℃、２４時間の熱架橋を行い、長さ１０ｍｍの縫合補助材を作製した。

［実施例１］
製造例１で作製した縫合補助材を用いて、動物実験により神経損傷部位の保護による痛みとしびれの抑制効果の確認を行った。対照群として、縫合補助材を用いず、9-0ナイロン糸で直接縫合を行う群を設けた。また、縫合補助材使用群と直接縫合群のそれぞれについて、挫滅断裂した神経断端を新鮮化（クリーンカット）した群（クリーンカット群）と、挫滅断裂した神経断端をクリーンカットしない群（挫滅断裂群）を設定し、動物実験を行った。
実験には、被験動物として、雄、7週齢のCD(SD)ラットを用いた。
製造例１で作製した縫合補助材は、使用前に生理食塩液に２０分間浸漬させた。
被験動物をイソフルランにより麻酔し、腹臥位に固定した。左後肢の大腿骨外側部の皮膚を切開し、筋膜を剥離し坐骨神経を露出させた。坐骨神経を損傷しない様に周囲の組織から剥離し、顕微鏡下で坐骨神経欠損を作成した。クリーンカット群については、顕微鏡下で直剪刀を用いて鋭的に坐骨神経を切断した。挫滅断裂群については、坐骨神経を幅５ｍｍ長でペアン止血鉗子で10秒間はさんでから、中央部を直剪刀を用いて切断した。欠損作製後、欠損部分に製造例１で作製した縫合補助材を適用し、9-0ナイロン糸を用いて、両側の神経断端の神経上膜と縫合補助材の両端を縫合した。縫合は、両断端各２針ずつ行った。一方対照群については、クリーンカット群及び挫滅断裂群の坐骨神経欠損を作成後、神経断端同士を9-0ナイロン糸を用いて６針で結節縫合した。処置終了後、筋肉及び皮膚を4-0ナイロン糸で縫合し、動物を覚醒させた。手術終了後、アンピシリンナトリウム（ビクシリン（登録商標）注射用1g、Meiji Seikaファルマ株式会社製）（投与量：50 mg/0.25 mL/body）を背部の皮下に投与した。被験動物は、手術後、毎日1回観察し、１０週間飼育した。

（Autotomy Scoreの計測方法）
手術後１０週経過後にWallらの方法を用いて自傷行動の評価を行った。被験動物の左後肢の足指において、咬傷によりいずれかの爪に欠損があるものは１点、さらに５本ある各足指において末梢関節の損傷（すなわち足指の第一関節から先が噛み切られる症状）があれば、損傷した足指の数に応じて各１点追加とした。各足指の中枢関節の損傷（すなわち足指の根元から噛み切られる症状）があれば、損傷した足指の数に応じてさらに各１点追加とした。すなわち全ての足指が根元から損傷・欠失していれば１１点となる。自傷行動は患肢の疼痛あるいは異常知覚に対する反応でヒトの神経因性疼痛に相応すると考えられている。

（Autotomy Scoreの結果）
直接縫合を行ったラットでは、クリーンカット群および挫滅断裂群の両群において６点の自傷行為が認められた。一方で、製造例１で作成した縫合補助材を使用したラットでは、クリーンカット群で１点、挫滅断裂群で４点と両群とも直接縫合を実施したラットと比較して、Score値が低い結果となった。従って、直接縫合よりも製造例１で作製した縫合補助材を使用することで、神経因性疼痛が抑制される可能性が示唆された。

本発明による縫合補助材は、一般に直接縫合術が行われる症例において、直接縫合の縫合材料として使用することができる。

Claims (7)

1. 生体吸収性高分子材料からなり、内径が０．１ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、長さが１ｍｍ以上２５ｍｍ以下である筒状体であり、断裂間隔が１０ｍｍ以下である神経断裂部位に用いるための、縫合補助材。
2. 前記生体吸収性高分子材料がコラーゲン又はポリグリコール酸である、請求項１に記載の縫合補助材。
3. 前記筒状体が繊維状コラーゲン又は繊維状ポリグリコール酸の不織布、編組又は織編物からなる、請求項１又は２に記載の縫合補助材。
4. 前記筒状体が繊維状ポリグリコール酸の編組又は織編物からなる筒状体である、請求項３に記載の縫合補助材。
5. 前記筒状体の内腔表面及び／又は外表面に、さらにコラーゲン層を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の縫合補助材。
6. 前記筒状体の内腔面に、さらにスポンジ構造からなるコラーゲン及び／又は直線状コラーゲン線維を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の縫合補助材。
7. 挫滅損傷を受けた神経断裂部位に用いるための、請求項１〜６のいずれか一項に記載の縫合補助材。

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