WO2018139665A1 - 血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドの使用、及びペプチド - Google Patents

血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドの使用、及びペプチド Download PDF

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WO2018139665A1
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山岡 哲二
マリア ムニッソ
馬原 淳
敬史 山本
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国立研究開発法人国立循環器病研究センター
株式会社ジェイ・エム・エス
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    • C07K7/06Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids

Definitions

  • the present invention relates to the use of a peptide that specifically binds to vascular endothelial cells in the surface treatment of a medical device or medical material used in contact with blood, and the peptide suitably used in the aforementioned surface treatment.
  • a method for producing a medical device or a medical material used in contact with blood, which has been surface-treated with the aforementioned peptide, and a surface treatment for a medical device or medical material used in contact with blood It is related with the surface treating agent containing the peptide of.
  • Patent Document 1 proposes a method for suppressing thrombus formation.
  • vascular endothelium on the surface of medical devices such as vascular stents by coating with peptides containing RGD sequences and YIGSR sequences derived from binding domains of cell adhesion proteins such as fibronectin, virononectin, laminin, elastin, fibrinogen and collagen
  • peptides containing RGD sequences and YIGSR sequences derived from binding domains of cell adhesion proteins such as fibronectin, virononectin, laminin, elastin, fibrinogen and collagen
  • REDV sequence and RGD sequence used in the inventions described in Patent Documents 1 and 2 are cell adhesion peptide sequences found from fibronectin, which is a typical cell adhesion molecule, and YIGSR sequences are cell adhesion properties. Cell adhesion peptide sequence found from the molecular laminin. For this reason, REDV sequences, RGD sequences, YIGSR sequences and the like have an affinity for various adherent cells and are not necessarily highly selective for vascular endothelial cells. Therefore, it is desired to provide a surface treatment method that can achieve high vascular endothelialization efficiency on the surface of a medical device or a medical material used in contact with blood.
  • the present invention provides a medical device or medical material that can achieve high vascular endothelialization efficiency by using a peptide that specifically binds to vascular endothelial cells, and can be used in contact with blood.
  • a medical device or medical material that can achieve high vascular endothelialization efficiency by using a peptide that specifically binds to vascular endothelial cells, and can be used in contact with blood.
  • the present inventors perform surface treatment of a medical device or a medical material using a peptide containing any one of 10 specific amino acid sequences that specifically bind to the surface of vascular endothelial progenitor cells.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved and have completed the present invention.
  • a medical device or medical material that can achieve high vascular endothelialization efficiency can be obtained.
  • a surface treatment agent containing the above-mentioned peptide for surface treatment of a medical device or medical material used in contact with blood a surface treatment agent containing the above-mentioned peptide for surface treatment of a medical device or medical material used in contact with blood.
  • a first aspect of the present invention is the use of a peptide in the surface treatment of a medical device or medical material used in contact with blood, wherein the peptide is an amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 10
  • the peptide is an amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 10.
  • GQSEKHL SEQ ID NO: 1 HGGVRLY (SEQ ID NO: 2) SFKIPYHYDSGQ (SEQ ID NO: 3) SLSKWSF (SEQ ID NO: 4) KIAVIST (SEQ ID NO: 5) TDNTKPK (SEQ ID NO: 6) TNWRTIN (SEQ ID NO: 7) VSRDTPQ (SEQ ID NO: 8) TIPRAPPSPANTY (SEQ ID NO: 9) NRPDSAQFWLHH (SEQ ID NO: 10)
  • a peptide having any one amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10 specifically binds to vascular endothelial progenitor cells (EPC) and circulating cells having similar properties while causing thrombus formation It is difficult to bind to platelets. Therefore, a peptide having an amino acid sequence containing any one of SEQ ID NOs: 1 to 10 specifically binds to vascular endothelial progenitor cells and circulating blood cells having similar properties, while causing thrombus formation. It is difficult to bind to platelets.
  • a site having an amino acid sequence containing any one of SEQ ID NOs: 1 to 10 in the peptide is also referred to as an EPC binding site.
  • a device or material used in contact with blood is used as the medical device or the medical material.
  • a medical device or a medical material that can achieve high vascular endothelialization efficiency can be obtained by subjecting a medical device or medical material used in contact with blood to surface treatment using a peptide described later.
  • the medical device or the medical material is not particularly limited as long as it is a device or material including a portion that comes into contact with blood during use.
  • the medical device include one or more selected from the group consisting of an artificial blood vessel, a stent, an artificial valve, a catheter, a balloon, an artificial heart pump, and an artificial lung.
  • Examples of the medical device provided with a combination of two or more types of medical devices include an artificial blood vessel provided with an artificial valve, and a stent graft that is an artificial blood vessel (graft) provided with a stent.
  • the material of the surface-treated portion in these medical devices is not particularly limited, and any material that has been conventionally used in the above medical devices may be used.
  • the medical material include fibers, films, sheets, bags, tubes, woven fabrics, nonwoven fabrics, molded articles, and biological tissue, and composite materials including two or more of these materials. 1 type selected from a group is mentioned.
  • the material constituting the surface to be surface-treated of these medical devices or medical materials may be an organic material or an inorganic material, may be a synthetic material typified by a resin, etc. It may be a natural product derived from a plant. Further, these materials may be materials obtained by chemically modifying or modifying natural products.
  • the material constituting the surface of the medical device or medical material to be treated include natural polymers such as collagen, gelatin, fibrin, alginic acid, cellulose and chitin; polyglycolic acid (PGA), polylactic acid (PLA) ), Polycaprolactone (PCL), polyethylene glycol (PEG), polymethylene carbonate, polydioxanone, and copolymers thereof; polyethylene, polypropylene, polyamide, polyester (polyethylene terephthalate, etc.), polycarbonate, fluororesin, polyurethane, polystyrene, poly Synthetic resins such as acrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, polydimethylsiloxane; ceramics such as alumina, zirconia, apatite; stainless steel They include inorganic materials such as calcium carbonate and calcium phosphate; cobalt alloys, titanium, a metal material such as titanium alloy.
  • natural polymers such as collagen, ge
  • the fibers and the fibers constituting the woven or non-woven fabric may be twisted yarns or untwisted yarns, and may be monofilaments or multifilaments.
  • seat, a bag, a tube, and other various molded objects may be formed using the porous material and the laminated material.
  • Living tissue includes cornea, heart valve, blood vessel, skin, cartilage, bone, tendon, muscle, bladder, small intestine, heart, liver, lung, trachea, esophagus, lens, vitreous, retina, nerve, adipose tissue, brain And tissues such as dura mater, pleura, diaphragm, ureter, kidney, pancreas, gallbladder, gingiva, periodontal ligament, tooth, placenta, and genital organs.
  • a heart valve, a blood vessel, a heart, and the like are preferable because of a large amount of contact with blood, and a blood vessel is more preferable.
  • These biological tissues are usually decellularized and used in a state consisting of an extracellular matrix that does not contain cells.
  • the method for decellularization from a living tissue is not particularly limited, and is performed according to a known method.
  • an artificial blood vessel produced using such an extracellular matrix can basically be an artificial blood vessel having high biocompatibility and low rejection.
  • the living body that is the source of the living tissue is not particularly limited, and examples thereof include non-human animals (for example, running birds, birds, mammals, and the like). Although it does not specifically limit as a mammal, For example, a rabbit, a goat, a sheep, a pig, a horse, a cow, a monkey etc. can be mentioned. Although it does not specifically limit as a running bird, For example, an emu, kiwi, ostrich, cassowary, or rare can be mentioned.
  • the neck of a bird is generally long, and blood vessels such as the carotid artery existing in the neck are thin, long, and have few branches.
  • an artificial blood vessel is produced using the blood vessel of a bird of predation, an artificial blood vessel having a smaller lumen cross section, a longer length, and fewer branches can be realized.
  • Such an artificial blood vessel can be said to be extremely useful in the clinical field.
  • birds are easy to breed, a large amount of vascular tissue can be stably supplied.
  • the surface of the medical device or medical material is, for example, a fluororesin because it can be easily processed into various shapes, has little or no undesirable influence on the living body and blood, and is stable in the living body. It is also preferable that
  • fluororesin examples include PTFE (polytetrafluoroethylene resin), PFA (copolymer of tetrafluoroethylene and 1-perfluoroalkoxy-1,2,2-trifluoroethylene), FEP (tetrafluoroethylene and hexafluoroethylene). And a copolymer of propylene), ETFE (a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene resin), and PVdF (polyvinylidene fluoride resin).
  • PTFE polytetrafluoroethylene resin
  • PFA copolymer of tetrafluoroethylene and 1-perfluoroalkoxy-1,2,2-trifluoroethylene
  • FEP tetrafluoroethylene and hexafluoroethylene
  • a copolymer of propylene examples include PTFE (polytetrafluoroethylene resin), PFA (copolymer of tetrafluor
  • the peptide used for the surface treatment of the medical device or medical material has the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 10 in the sequence.
  • a peptide having such a sequence specifically binds to vascular endothelial progenitor cells, but hardly binds to platelets that cause thrombus formation. For this reason, on the surface of a medical device or medical material surface-treated with the above-mentioned peptide, it is easy to achieve high intravascular subcutaneous efficiency while suppressing thrombus generation.
  • any one amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10 in the peptide sequence is not particularly limited as long as the object of the present invention is not inhibited. Since the steric hindrance is small and human vascular endothelial progenitor cells and the peptide are easily bound well, any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 10 in the peptide sequence is attached to the surface of the medical device or the medical material. It is preferably present near the non-binding end, which is the end farther from the binding site with the peptide. The non-binding end may be the C-terminus or the N-terminus of the peptide.
  • the number of amino acid residues present between the non-binding terminal of the peptide and the terminal on the non-binding terminal side of the site having any one amino acid sequence of SEQ ID NOS: 1 to 10 is 0 or more and 5 or less. It is preferably an integer, and more preferably 0.
  • the full length of the peptide is not particularly limited as long as the desired effect by the surface treatment can be obtained.
  • the total length of the peptide is preferably 80 amino acid residues or less, more preferably 50 amino acid residues or less, still more preferably 30 amino acid residues or less, still more preferably 20 amino acid residues or less, and particularly preferably 15 amino acid residues or less.
  • the peptide sequence does not contain sequences other than the sequences of SEQ ID NOS: 1 to 10 because the peptide can be easily adjusted and the desired surface treatment effect can be easily obtained. That is, the peptide may be a peptide having any one amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10.
  • the peptide may include an adhesion site having adhesion to the surface of the medical device or medical material.
  • an adhesive site having adhesion to the surface of the medical device or medical material.
  • the adhesive site examples include an adhesive site consisting of a residue of an amino acid having a 2,3-dihydroxyphenyl group or a 3,4-dihydroxyphenyl group.
  • the adhesive site consisting of the residue of an amino acid having a 2,3-dihydroxyphenyl group or a 3,4-dihydroxyphenyl group has a dihydroxyphenyl group in which two hydroxyl groups are adjacent to each other. Can be combined.
  • the medical device or the medical material is made of a metal material
  • the peptide is bound to the surface via an adhesive site by chelation between a metal atom present on the surface and a dihydroxyphenyl group.
  • the medical device or medical material is made of a material such as an organic polymer or ceramic having a functional group containing active hydrogen such as a hydroxyl group or an amino group, a quinone produced by oxidation of a dihydroxyphenyl group, a hydroxyl group or an amino group
  • a functional group containing an active hydrogen such as a group
  • a 3,4-dihydroxyphenyl group is preferable because it easily reacts with the surface of the medical device or medical material.
  • Specific examples of amino acids having a 3,4-dihydroxyphenyl group include 3- (3,4-dihydroxyphenyl) -L-alanine (L-dopa), 3- (3,4-dihydroxyphenyl) -2-methyl. -L-alanine (methyldopa), (3R) -3- (3,4-dihydroxyphenyl) -L-serine (DOPS) and the like.
  • 3- (3,4-dihydroxyphenyl) -L-alanine (L-dopa) is preferable because it is actually easily available when preparing a peptide.
  • the adhesion site composed of amino acid residues having a 2,3-dihydroxyphenyl group or a 3,4-dihydroxyphenyl group is preferably present within 10 amino acid residues from the terminal opposite to the non-bonding terminal in the peptide. More preferably, it is within 5 amino acid residues.
  • the adhesive site is preferably a site having a repeating sequence of amino acids represented by (POG) n.
  • P is proline
  • O is hydroxyproline
  • G is glycine
  • n is the number of repetitions of the amino acid sequence in parentheses.
  • the number of n is not particularly limited, but may be an integer of 1 to 20, an integer of 2 to 20, an integer of 3 to 20, and an integer of 4 to 20. May be an integer from 5 to 20, may be an integer from 6 to 20, may be an integer from 7 to 20, may be an integer from 8 to 20, and is from 9 to 20. The following integer may be sufficient and it may be an integer of 10-20.
  • the adhesive site having the repeating sequence of amino acids represented by (POG) n is preferably present near the end opposite to the non-binding end in the peptide. Specifically, a terminal opposite to the non-bonding terminal in the peptide, and a terminal close to the terminal opposite to the non-bonding terminal in the peptide at a site having a repeating sequence of amino acids represented by (POG) n.
  • the number of amino acid residues present between is preferably an integer of 0 or more and 5 or less, and more preferably 0.
  • the peptide When the peptide has the above-mentioned adhesive site, the peptide has a spacer site having an arbitrary amino acid sequence between the adhesive site and the site having any one amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10. It may be. Since the amino acid sequence of the spacer site has a small effect on the three-dimensional structure of the site having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 to 10, glycine and alanine that do not have side chains that are large in size or highly polar It is preferable to contain many such amino acid residues.
  • the peptide described above can be obtained by a known method according to the designed amino acid sequence. Suitable methods include solid phase synthesis methods such as the Fmoc method and the Boc method. The crude peptide obtained by such a solid phase synthesis method can be purified using a method such as reverse phase HPLC, if necessary. Whether or not the obtained peptide has the desired sequence can be confirmed by a known means. Examples of such means include a method of comparing the peptide molecular weight measured by MALDI-TOF / MS with the theoretical molecular weight of the peptide calculated from the amino acid sequence.
  • the surface treatment of the medical device or the medical material is not particularly limited as long as the peptide can be carried on the surface of the medical device or the medical material.
  • a peptide is surface-treated by binding or attaching the peptide to the surface of a medical device or medical material.
  • the support of the peptide on the surface of the medical device or the medical material may be, for example, support by a weak bond due to interaction between molecules, or support that forms a covalent bond between the surface and the peptide.
  • the method for forming a covalent bond between the surface and the peptide is not particularly limited. As a typical method, there is a method of condensing a reactive functional group such as a hydroxyl group, a carboxy group or an amino group present on the surface with a functional group such as a carboxy group, an amino group or a hydroxyl group which the peptide has. . When the peptide is bound to the surface by condensation, it is preferable to perform condensation between the surface and the peptide using a known condensing agent.
  • the type of the condensing agent is not particularly limited as long as the condensing agent does not adversely affect the peptide, medical device, or medical material, and is appropriately selected depending on the type of functional group involved in the condensation reaction.
  • the surface to be surface-treated in the medical device or the medical material may not be specially pretreated and may be pretreated.
  • the peptide may be carried directly on the surface of the medical device or medical material.
  • the linker compound may be supported on the surface of the medical device or medical material to form a linker site, and then the peptide may be supported on the surface of the medical device or medical material via the linker site.
  • the peptide is supported on the surface of the medical device or medical material by bringing the surface of the medical device or medical material into contact with the peptide.
  • the method for bringing the surface of the medical device or medical material into contact with the peptide is not particularly limited.
  • the peptide is usually used in the form of a solution.
  • Examples of the method for bringing a peptide solution into contact with the surface of a medical device or a medical material include methods such as coating, spraying, and dipping. Among these methods, immersion is preferred.
  • the surface of the medical device or the medical material is made of a porous material. However, by immersion, the peptide can be brought into contact with the inner surfaces of the pores of the porous material.
  • the temperature and time at which the peptide is brought into contact with the surface of the medical device or medical material by dipping are not particularly limited as long as the binding or adhesion of the peptide to the surface of the medical device or medical material proceeds well.
  • the immersion is performed at 5 to 90 ° C, preferably 20 to 70 ° C.
  • the immersion time is preferably 0.1 to 48 hours, more preferably 1 to 24 hours.
  • the amount of peptide used when contacting the peptide with the surface of the medical device or medical material is preferably 0.1 to 50 mg / m 2 with respect to the area of the surface to be treated of the medical device or medical material. 0 to 20 mg / m 2 is more preferable.
  • the concentration of the peptide solution used during the surface treatment is not particularly limited. Typically, the concentration of the peptide solution is preferably 0.01 to 10 mg / mL, more preferably 0.02 to 5 mg / mL.
  • the peptide may be supported on the surface of the medical device or medical material via the linker site.
  • the surface treatment of a medical device or a medical material is performed using a linker compound, the following I) and II): I) binding a linker moiety to the surface of a medical device or medical material; II) attaching the peptide to the linker site; It is preferable to perform the surface treatment by a method including performing the steps in any order. That is, the above I) may be followed by II), and II) may be followed by I).
  • Typical examples of the surface pretreatment described above include the following treatments 1), 2) or 3). 1) Treatment such as plasma treatment, glow discharge treatment or corona discharge treatment 2) Chemical treatment 3) Treatment with a linker compound.
  • a hydroxyl group, a peroxide group, a free radical or the like is generated on the pretreated surface.
  • the peptide is easily adsorbed on the pretreated surface due to electrostatic affinity, hydrogen bonding, or the like.
  • the hydroxyl group has produced
  • the method of esterification is not specifically limited, The method using a condensing agent is mentioned.
  • the condensing agent examples include 2,4,6-trichlorobenzoyl chloride, 2-methyl-6-nitrobenzoic anhydride and the like. Further, in the presence of a basic catalyst such as 4-dimethylaminopyridine, a carbodiimide compound such as N, N′-dicyclohexylcarbodiimide or 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide is used as a condensing agent. Esterification can also be performed.
  • the pretreatment capable of generating a hydroxyl group on the surface is useful as a further pretreatment for performing a pretreatment using a linker compound.
  • the presence of a highly reactive hydroxyl group on the surface makes it easy to bond the linker compound to the surface.
  • the treatment 2) is a method in which a reactive functional group such as a hydroxyl group, a carboxy group, or an amino group is introduced into the surface of a medical device or medical material by chemical treatment.
  • a functional group having reactivity with a peptide or a functional group capable of reacting with a reactive group of a linker compound described later can be introduced on the surface of a medical device or medical material.
  • a carboxy group can be generated by oxidizing these groups according to a conventional method.
  • an aromatic ring is present on the surface of a medical device or medical material
  • an amino group is introduced on the surface of the medical device or medical material by performing nitration by a conventional method and reduction of the nitro group. Can do.
  • the surface of the material is treated with an oxidizing agent such as H 2 O 2 in the presence of a base such as NaOH after treatment with borane (BH 3 ). Hydroxyl groups can be introduced into the.
  • the chemical treatment method for the surface of the medical device or medical material is not limited to the above-described specific treatment method as long as it can introduce a desired functional group on the surface.
  • a linker compound having a functional group capable of chemically binding to a peptide and having adhesiveness to the surface of a medical device or medical material or capable of being chemically bonded Is used to pre-treat the surface of the medical device or medical material.
  • the linker compound When the linker compound is a compound that can be chemically bonded to the surface of the medical device or medical material, the linker compound reacts with a functional group present on the surface of the medical device or medical material to form a covalent bond. Has a reactive group to form.
  • the type of reactive group possessed by the linker compound is appropriately selected according to the type of functional group present on the surface of the medical device or medical material.
  • the reactive group possessed by the linker compound include a carboxy group, an alkoxysilyl group (for example, trimethoxysilyl group, tritoxylsilyl group), halosilyl Examples include a group (for example, trichlorosilyl group), a halocarbonyl group (for example, chlorocarbonyl group), an isocyanate group, and an isothiocyanate group.
  • suitable examples of the reactive group of the linker compound include a carboxy group, an isocyanate group, an isothiocyanate group, and N-hydroxysuccinic acid.
  • Imido ester group (NHS ester group), nitrophenyl ester group, pentafluorophenyl ester group, 1-hydroxybenzotriazole ester group (HOBt ester group), 1-hydroxy-7-azabenzotriazole ester group (HOAt ester group), And an epoxy group.
  • a mercapto group (—SH) is present on the surface
  • examples of the reactive group possessed by the linker compound include a mercapto group and an N-substituted maleimide group.
  • an example of the linker compound includes a silane coupling agent having a functional group having reactivity with a peptide.
  • silane coupling agents include 3-aminopropyl triethoxysilane, and aminosilane coupling agents such as 3-aminopropyltrimethoxysilane; 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and Examples include epoxy silane coupling agents such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane; mercaptosilane coupling agents such as 3-mercaptopropyltriethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane.
  • the peptide can be bound to a silane coupling agent that is a linker by reacting the C-terminus of the peptide with an amino group.
  • Epoxy groups can react with various functional groups such as amino groups, carboxy groups, and phenolic hydroxyl groups.
  • a peptide can be combined with the silane coupling agent which is a linker by reaction with the functional group which can react with the epoxy group in a peptide, and an epoxy group.
  • a mercapto group forms a disulfide bond by reaction between mercapto groups.
  • the peptide when a mercaptosilane coupling agent is used, the peptide can be bound to the silane coupling agent that is a linker by a reaction between a mercapto group in the peptide and a mercapto group derived from the silane coupling agent.
  • linker compound examples include 3-maleimidopropionic acid, 3-maleimidopropionic acid N-succinimidyl, 4-maleimidobutanoic acid, 4-maleimidobutanoic acid N-succinimidyl, 6-maleimidohexanoic acid, and Examples thereof include compounds having an N-substituted maleimide group such as 6-maleimidohexanoic acid N-succinimidyl.
  • a linker containing a mercapto group as a peptide and a linker compound having an N-substituted maleimide group at the terminal is used as a linker. It is preferable to form a site.
  • the mercapto group possessed by the peptide reacts with the N-substituted maleimide group at the end of the linker site, and the peptide binds to the linker site via a sulfide bond (-S-).
  • a method for introducing a mercapto group into a peptide is not particularly limited, but a method for introducing a cysteine residue into a peptide is preferable.
  • peptide fragments including an adhesive peptide fragment having adhesiveness to the surface of a medical device or a medical material and a peptide fragment having any one amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10 are bound.
  • a peptide can be generated.
  • the adhesive peptide fragment can be used in the same manner as the above linker compound.
  • the full length of the adhesive peptide fragment is not particularly limited.
  • the adhesive peptide fragment preferably has a full length capable of generating a peptide having a full length that is within the above-mentioned range of suitable amino acid residues.
  • Examples of the adhesive peptide fragment include peptides having an adhesion site composed of amino acid residues having a 2,3-dihydroxyphenyl group or a 3,4-dihydroxyphenyl group.
  • the adhesion site is as described above for the case where an adhesion site is provided in the peptide.
  • the adhesive site in the adhesive peptide fragment is a site having a repeating sequence of amino acids represented by (POG) n. preferable.
  • the adhesion site having an amino acid repetitive sequence represented by n is as described above for the case where an adhesion site is provided in the peptide.
  • the second aspect of the present invention relates to a peptide comprising any one amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10.
  • the peptide is the same as the peptide described in the first aspect.
  • a third aspect of the present invention is a method for producing a surface-treated medical device or medical material used in contact with blood, Binding or attaching a peptide to the surface of a medical device or medical material,
  • the method relates to a production method, wherein the peptide comprises any one amino acid sequence of SEQ ID NOs: 1 to 10.
  • the medical device or medical material manufactured by the manufacturing method according to the third aspect is the same as the medical device or medical material described in the first aspect.
  • the peptide used in the production method according to the third aspect is the same as the peptide described in the first aspect.
  • binding or attaching the peptide to the surface of the medical device or medical material is performed in the same manner as the surface treatment method described for the first aspect.
  • high surface vascular endothelialization efficiency can be achieved by performing a surface treatment using a peptide containing any one amino acid sequence of SEQ ID NOS: 1 to 10, and used in contact with blood. Medical device or medical material can be obtained.
  • a fourth aspect of the present invention is a surface treatment agent for surface treatment of a medical device or a medical material used in contact with blood,
  • the surface treatment agent comprises a peptide,
  • the peptide relates to a surface treatment agent comprising the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 10.
  • the medical device or medical material that is the target of the surface treatment with the surface treatment agent according to the fourth aspect is the same as the medical device or medical material described in the first aspect.
  • the peptide contained in the surface treating agent concerning a 4th aspect is the same as the peptide demonstrated in the 1st aspect.
  • the surface treatment agent of the fourth aspect may be solid or liquid, and it is liquid because it is easy to uniformly bring a desired amount of peptide into contact with the surface of the medical device or medical material.
  • the surface treatment agent is preferably a surface treatment liquid.
  • the kind of the solvent contained in the surface treatment liquid is not particularly limited as long as the peptide can be dissolved, as long as the object of the present invention is not impaired.
  • water is used as the solvent contained in the surface treatment liquid because of the solubility of the peptide and the adverse effect on the surface of the medical device or medical material.
  • the method for preparing the surface treatment liquid is not particularly limited.
  • the surface treatment solution is obtained by diluting or concentrating the solution containing the peptide so that the peptide concentration becomes a desired concentration.
  • a surface treatment solution is obtained by mixing the peptide powder and a solvent such as water at a predetermined ratio and dissolving the peptide in the solvent.
  • the concentration of the peptide in the surface treatment solution is not particularly limited.
  • a preferable concentration of the peptide in the surface treatment solution is the same as that of the peptide solution described in the first embodiment.
  • the surface treatment agent is a surface treatment solution
  • the surface treatment solution does not impair the object of the present invention, and the site consisting of any one amino acid sequence of SEQ ID NOS: 1 to 10 in the peptide or adhesiveness
  • Various additives that do not bind to the site may be included.
  • Additives that can be incorporated into the surface treatment liquid include pH adjusters, osmotic pressure adjusters, surfactants, viscosity adjusters, stabilizers, colorants, fragrances, antioxidants, antiseptics, antifungal agents, and ultraviolet rays. An absorbent etc. are mentioned. These additives are usually added to the surface treatment liquid according to the amount of these additives blended with various chemical solutions.
  • a fifth aspect of the present invention is a set of surface treatment agents for surface treatment of a medical device or a medical material used in contact with blood,
  • the set comprises a first agent comprising a peptide, a second agent comprising a linker compound having a functional group capable of binding to the surface of a medical device or medical material and a functional group capable of binding to the peptide; It relates to a set of surface treatment agents, wherein the peptide comprises the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1-10.
  • the medical device or medical material that is the surface treatment target by the set of surface treatment agents according to the fifth aspect is the same as the medical device or medical material described in the first aspect.
  • the peptide used in the set of surface treatment agents according to the fifth aspect is the same as the peptide described in the first aspect.
  • the linker compound used in the set of surface treatment agents according to the fifth aspect is the same as the linker compound described in the first aspect.
  • the first agent and the second agent may be solid or liquid, respectively, and are desired on the surface of the medical device or medical material. Since it is easy to contact the amount of peptide or linker compound uniformly, it is preferably in a liquid form. That is, the first agent and the second agent are each preferably a liquid preparation.
  • the first agent containing a peptide is a liquid preparation
  • a liquid similar to the surface treatment liquid containing a peptide described in the fourth embodiment can be used as the liquid preparation.
  • the type of the solvent contained in the liquid preparation is not particularly limited as long as the linker compound can be dissolved, as long as the purpose of the present invention is not impaired.
  • the solvent may be water, an organic solvent, or an aqueous solution of an organic solvent.
  • a Good buffer (Good's buffer) such as MES (2-morpholinoethanesulfonic acid) buffer can also be used as a solvent.
  • the concentration of the linker compound in the liquid preparation is not particularly limited.
  • a condensation agent that promotes the condensation reaction for the set of surface treatment agents may be included.
  • the type of the condensing agent is not particularly limited as long as the condensing agent does not adversely affect the peptide, medical device or medical material, and is appropriately selected depending on the type of functional group involved in the condensation reaction.
  • the condensing agent for example, the condensing agent described above for the first embodiment can be used.
  • the condensing agent may be added to the first agent, the second agent, or both the first agent and the second agent, and may be used in the set of surface treatment agents as the third agent containing the condensing agent.
  • the type of solvent in which the condensing agent is dissolved is not particularly limited as long as the solvent does not adversely affect the peptide, medical device, or medical material, and is appropriately selected depending on the type of condensing agent Is done.
  • a sixth aspect of the present invention is a set of surface treatment agents for surface treatment of a medical device or medical material used in contact with blood,
  • the set includes a first agent containing a peptide, a second agent containing a condensing agent that condenses the functional group present on the surface of the medical device or medical material and the functional group of the peptide, It relates to a set of surface treatment agents, wherein the peptide comprises the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1-10.
  • the medical device or medical material that is the surface treatment target by the set of surface treatment agents according to the sixth aspect is the same as the medical device or medical material described in the first aspect.
  • the peptide used in the set of surface treatment agents according to the sixth aspect is the same as the peptide described in the first aspect.
  • the condensing agent used in the set of surface treatment agents according to the sixth aspect is the same as the condensing agent described in the first aspect.
  • the first agent and the second agent may be solid or liquid, and are desired on the surface of the medical device or medical material. Since it is easy to contact the amount of peptide or linker compound uniformly, it is preferably in a liquid form. That is, the first agent and the second agent are each preferably a liquid preparation.
  • the first agent containing a peptide is a liquid preparation
  • a liquid similar to the surface treatment liquid containing a peptide described in the fourth embodiment can be used as the liquid preparation.
  • the type of the solvent contained in the liquid preparation is not particularly limited as long as the condensing agent can be dissolved.
  • the solvent may be water, an organic solvent, or an aqueous solution of an organic solvent.
  • a Good buffer (Good's buffer) such as MES (2-morpholinoethanesulfonic acid) buffer can also be used as a solvent.
  • the concentration of the condensing agent in the liquid preparation is not particularly limited.
  • Peptides 1 to 10 having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 11 to 20 shown below were respectively synthesized by the Fmoc solid phase synthesis method.
  • Peptides 1 to 10 include the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 to 10, respectively.
  • the obtained peptides 1 to 10 were each subjected to an immobilization reaction on the surface of ePTFE (expanded porous PTFE).
  • GQSEKHLGGGC (SEQ ID NO: 11) HGGVRLYGGGC (SEQ ID NO: 12) SFKIPYHYDSGQGGGC (SEQ ID NO: 13) SLSKWSFGGGC (SEQ ID NO: 14) KIAVISTGGGC (SEQ ID NO: 15) TDNTKPKGGGGC (SEQ ID NO: 16) TNWRTINGGGC (SEQ ID NO: 17) VSRDTPQGGGC (SEQ ID NO: 18) TIPRAPPSPANTYGGGC (SEQ ID NO: 19) NRPDSAQFWLHHGGGGC (SEQ ID NO: 20)
  • an ePTFE disk (diameter 12 mm) was washed with methanol and then dried. The dried disc was immersed in a tetrahydrofuran (THF) solution (1M) of BH 3 for 1 hour. Next, the surface of the disk was reacted with H 2 O 2 / NaOH (2 g of NaOH dissolved in 14 mL of pure water and mixed with 30% H 2 O 2 solution just before use) for 1 hour, Hydroxyl groups were introduced on the surface.
  • THF tetrahydrofuran
  • 6-maleimidohexanoic acid in MES (2-morpholinoethanesulfonic acid) buffer solution (pH 6, concentration 1 mg / mL) and 1-ethyl-3- (3-dimethylamino) Propyl) carbodiimide MES buffer solution (pH 6, concentration 2 mg / mL) was reacted for 1 hour to carry out esterification reaction between the hydroxyl group on the disk surface and 6-maleimidohexanoic acid.
  • a peptide solution prepared by dissolving the above peptides 1 to 10 in phosphate buffered saline (PBS) at a concentration of 1.5 mg / mL and a disk having an N-substituted maleimide group on the surface were allowed to react for 1 hour to obtain a disk surface.
  • PBS phosphate buffered saline
  • human umbilical vein endothelial cells (HUVEC) and the number of cells after 4 hours or 48 hours of culturing was counted using Cell Counting Kit-8. Specifically, a disk surface-modified with a peptide was placed in a well of a 24-well plate and fixed to the bottom surface with a stainless steel ring for testing. HUVEC cells were purchased from BioChain Institute Inc. , Purchased more.
  • EGM-2 additive Catalogue # CC4176, Lonza
  • EBM-2 vascular endothelial cell basal medium
  • Example 2 For Example 2, Example 4, Example 5, Example 10, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the morphology of the cells on the disk surface after 4 hours was expressed as SEM (scanning electron microscope). Observed with a confocal microscope. As a result, in Example 2, Example 4, Example 5, and Example 10, good cell extension was confirmed, and the extension of the filipodia was recognized. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, no significant increase in cell proliferation was observed.
  • Example 2 Example 5, Comparative Example 1, and Comparative Example 2
  • SEM scanning electron microscope
  • a confocal microscope As a result, in Example 2 and Example 5, remarkable cell proliferation and elongation of filpodia were observed.
  • Comparative Example 1 and Comparative Example 2 no significant increase in cell proliferation was observed.
  • Examples 11 to 20 Using the peptides shown in Table 2 (peptide 1 to peptide 10), a treatment for binding the peptide to the surface of ePTFE suture (GORE-TEX (registered trademark) fiber) was performed in the same manner as in Examples 1 to 10. It was.
  • GORE-TEX registered trademark
  • the ePTFE sutures of Examples 11 to 20 and Comparative Example 3 were arranged in the vicinity of the inner wall of the tube-type connector having an inner diameter of 10 mm and a total length of 65 mm so as to be oriented in parallel with the blood flow direction.
  • two polypropylene tubes having an inner diameter of 6 mm and an outer diameter of 10 mm were fitted into the both ends of the connector by a depth of 5 mm, respectively, and ePTFE suture was fixed in the connector.
  • the tube-type cartridge provided with ePTFE suture prepared in this manner was sterilized with ethylene oxide gas and then used for in vivo testing.
  • minipigs As test animals, minipigs (Göttingen, male, 25-30 kg) were used. Using the minipig, an artificial cardiopulmonary circuit was constructed by inserting a blood cannula into the ascending aorta and a blood removal cannula from the right atrial appendage. These devices were connected to the cardiopulmonary circuit in the order of blood removal cannula / test cartridge / venous blood reservoir / blood transport pump / artificial lung / blood supply cannula. Using the cardiopulmonary circuit having the above-described configuration, heparin-administered blood was passed through for 1 hour so that the activated whole blood clotting time (ACT) was 400 or more.
  • ACT activated whole blood clotting time
  • the surface markers of the cells adhering to the ePTFE sutures of Example 11, Example 12, and Example 20 were evaluated by fluorescent immunostaining.
  • Nuclei were stained with a DAPI (4 ′, 6-diamidino-2-phenylindole) solution in PBS (10 ⁇ g / mL).
  • the antibodies used for fluorescent immunostaining are CD34, CD105, and Flk-1 antibodies labeled with PE (phycoerythrin).
  • Vascular endothelial progenitor cells express CD34, CD105, and Flk-1 antibodies.
  • Example 11 Cells on the surface of the ePTFE suture were observed with a laser microscope. As a result, cells stained with CD34, CD105, and Flk-1 antibodies were observed in any of the ePTFE sutures of Example 11, Example 12, and Example 20. That is, the cells that adhere to the surface of the ePTFE suture of Example 11, Example 12, and Example 20 are considered to be vascular endothelial progenitor cells.
  • the static contact angle was measured by a droplet method using a contact angle measuring device CA-X (Kyowa Interface Science Co., Ltd.). One minute after removing the pure water droplet, a droplet image was taken and the contact angle was measured.
  • the surface treatment using peptides 1 to 10 having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 11 to 20 each including the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 to 10 has an effect of suppressing adhesion of platelets. It is recognized.
  • Examples 21 to 30 Using the peptides shown in Table 3 (peptide 1 to peptide 10), the treatment of binding the peptide to the surface of the ePTFE disk (diameter 12 mm) was performed in the same manner as in Examples 1 to 10.
  • EPC human vascular endothelial progenitor cell
  • EPC human vascular endothelial progenitor cells
  • the surface treatment using peptides 1 to 10 having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 11 to 20 including the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 1 to 10, respectively, can be performed in a short time of about 4 hours. It is recognized that there is an effect of promoting adhesion of EPC (human vascular endothelial progenitor cells).
  • EPC human vascular endothelial progenitor cells

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Abstract

血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドを用いることによって、高い血管内皮化の効率を達成できる医療機器又は医療用材料を得ることができる、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理におけるペプチドの使用と、前述の表面処理において好適に使用されるペプチドと、前述のペプチドで表面処理された、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の製造方法と、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の、前述のペプチドを含む表面処理剤とを提供すること。 血管内皮前駆細胞の表面に特異的に結合する特定の10種類のアミノ酸配列のいずれか1つを含むペプチドを用いて、医療機器又は医療用材料の表面処理を行う。

Description

血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドの使用、及びペプチド
 本発明は、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理における、血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドの使用と、前述の表面処理において好適に使用されるペプチドと、前述のペプチドで表面処理された、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の製造方法と、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の、前述のペプチドを含む表面処理剤とに関する。
 従来より、血液と接触して用いられる、人工血管、人工弁、ステント等の埋植医療機器について、抗血栓性や生体適合性の向上が望まれている。
 例えば、埋植医療機器の表面に、血管内皮系細胞結合性のタンパクやペプチドを固定化して、種々の材料の表面の抗血栓性を向上させることが試みられている。
 具体的には、生体由来の細胞外マトリックスを人工血管の材料として用い、当該人工血管の内腔に、REDV配列を含む、特定の配列を有する血管内皮系細胞接着性ペプチドを固定化することによって、血栓の形成を抑制する方法が提案されている(特許文献1)。
 また、フィブロネクチン、ビロトネクチン、ラミニン、エラスチン、フィブリノゲン、コラーゲン等の細胞接着性タンパク質の結合ドメインに由来する、RGD配列や、YIGSR配列を含むペプチドによる被覆によって、血管ステント等の医療機器の表面の血管内皮化を、当該医療機器が血管内に留置された後に促進させる方法が提案されている(特許文献2)。
国際公開2014/065017号 特表2010-502363号公報
 特許文献1及び2に記載の発明において利用される、REDV配列やRGD配列は、代表的な細胞接着分子であるフィブロネクチンから見出された細胞接着性ペプチド配列であって、YIGSR配列は細胞接着性分子ラミニンから見出された細胞接着性ペプチド配列である。
 このため、REDV配列、RGD配列、YIGSR配列等は、様々な接着性細胞と親和性を有し、血管内皮系細胞に対する選択性が必ずしも高くない。
 このため、血液と接触して用いられる医療機器や、医療用材料の表面において、高い血管内皮化の効率を達成できる表面処理方法の提供が望まれている。
 本発明は、血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドを用いることによって、高い血管内皮化の効率を達成できる医療機器又は医療用材料を得ることができる、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理におけるペプチドの使用と、前述の表面処理において好適に使用されるペプチドと、前述のペプチドで表面処理された、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の製造方法と、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の、前述のペプチドを含む表面処理剤とを提供することを目的とする。
 本発明者らは、血管内皮前駆細胞の表面に特異的に結合する特定の10種類のアミノ酸配列のいずれか1つを含むペプチドを用いて、医療機器又は医療用材料の表面処理を行うことによって上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 本発明によれば、血管内皮系細胞に特異的に結合するペプチドを用いることによって、高い血管内皮化の効率を達成できる医療機器又は医療用材料を得ることができる、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理におけるペプチドの使用と、前述の表面処理において好適に使用されるペプチドと、前述のペプチドで表面処理された、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の製造方法と、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の、前述のペプチドを含む表面処理剤とを提供することができる。
[第1の態様]
 本発明の第1の態様は、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理におけるペプチドの使用であって、当該ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、ペプチドの使用に関する。
 なお、本出願の明細書及び特許請求の範囲において、特段の説明なく「ペプチド」と記載される場合、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含むペプチドを意味する。
 配列番号1~10のアミノ酸配列は、以下に記す通りである。
GQSEKHL(配列番号1)
HGGVRLY(配列番号2)
SFKIPYHYDSGQ(配列番号3)
SLSKWSF(配列番号4)
KIAVIST(配列番号5)
TDNTKPK(配列番号6)
TNWRTIN(配列番号7)
VSRDTPQ(配列番号8)
TIPRAPSPANTY(配列番号9)
NRPDSAQFWLHH(配列番号10)
 配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を有するペプチドは、血管内皮前駆細胞(EPC)及び、類似の性質を持つ血中循環細胞に特異的に結合する一方で、血栓形成の原因となる血小板とは結合しにくい。
 このため、配列番号1~10のいずれか1つを含むアミノ酸配列を有するペプチドも、血管内皮前駆細胞及び、類似の性質を持つ血中循環細胞に特異的に結合する一方で、血栓形成の原因となる血小板とは結合しにくい。
 以下、ペプチド中の配列番号1~10のいずれか1つを含むアミノ酸配列を有する部位を、EPC結合部位とも記す。
 以下、第1の態様について詳細に説明する。
<医療機器又は医療用材料>
 前述の特定のペプチドを用いて、医療機器又は医療用材料の表面処理が行われる。当該医療機器又は当該医療用材料は血液と接触して使用される機器又は材料が使用される。
 血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料を、後述するペプチドを用いて表面処理することにより、高い血管内皮化の効率を達成できる医療機器又は医療用材料を得ることができる。
 医療機器又は医療用材料としては、使用時に血液と接触する部位を含む機器又は材料であれば特に限定されない。
 医療機器の好適な具体例としては、人工血管、ステント、人工弁、カテーテル、バルーン、人工心臓ポンプ、及び人工肺からなる群より選択される1種以上が挙げられる。
 2種以上の医療機器を組み合わせて備える医療機器としては、人工弁を備える人工血管や、ステントを備える人工血管(グラフト)であるステントグラフト等が挙げられる。
 これらの医療機器における表面処理される部分の材質は特に限定されず、従来から、上記の医療機器において汎用されている材料であればよい。
 医療用材料の好適な具体例としては、繊維、フィルム、シート、バッグ、チューブ、織布、不織布、成形体、及び生体由来組織、並びにこれらの材料のうちの2種以上を含む複合材料からなる群より選択される1種が挙げられる。
 これらの医療機器又は医療用材料の表面処理される表面を構成する材質は、有機材料であっても無機材料であってもよく、樹脂等に代表される合成物であってもよく、動物又は植物に由来する天然物であってもよい。また、これらの材質は、天然物が化学的に変性又は改質された材質であってもよい。
 医療機器又は医療用材料の表面処理される表面を構成する材質の具体例としては、コラーゲン、ゼラチン、フィブリン、アルギン酸、セルロース及びキチン等の天然高分子;ポリグリコール酸(PGA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリメチレンカーボネート、ポリジオキサノン、及びこれらの共重合体;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート等)、ポリカーボネート、フッ素樹脂、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニルクロライド、ポリメタクリル酸メチル、ポリジメチルシロキサン等の合成樹脂;アルミナ、ジルコニア、アパタイト等のセラミック;ステンレス、コバルト合金、チタン、チタン合金等の金属材料;炭酸カルシウムやリン酸カルシウム等の無機材料が挙げられる。
 医療用材料について、繊維や、織布又は不織布を構成する繊維は、撚糸であっても不撚糸であってもよく、また、モノフィラメントであってもマルチフィラメントであってもよい。
 また、フィルム、シート、バッグ、チューブや、その他の種々の成形体は、多孔質材料や、積層材料を用いて形成されていてもよい。
 生体由来組織としては、角膜、心臓弁、血管、皮膚、軟骨、骨、腱、筋肉、膀胱、小腸、心臓、肝臓、肺、気管、食道、水晶体、硝子体、網膜、神経、脂肪組織、脳、硬膜、胸膜、横隔膜、尿管、腎臓、膵臓、胆のう、歯肉、歯根膜、歯、胎盤、及び生殖器等の組織が挙げられる。
 生体由来組織の中では、血液との接触量が多いこと等から、心臓弁、血管、心臓等が好ましく、血管がより好ましい。これらの生体由来組織は、通常、脱細胞化され、細胞を含まない細胞外マトリックからなる状態で使用される。
 生体由来組織から脱細胞する方法は特に限定されず、周知の方法に従って行われる。
 例えば、このような細胞外マトリックスを用いて作製される人工血管は、基本的に、生体適合性が高く拒絶反応が低い人工血管となり得る。
 生体由来組織の供給源である生体は特に限定されないが、例えば、非ヒト動物(例えば、走鳥類、鳥類、又は哺乳類等)を挙げることができる。
 哺乳類としては特に限定されないが、例えば、ウサギ、ヤギ、ヒツジ、ブタ、ウマ、ウシ、サル等を挙げることができる。
 走鳥類としは特に限定されないが、例えば、エミュー、キーウィ、ダチョウ、ヒクイドリ、又はレア等を挙げることができる。走鳥類の首は一般的に長く、当該首に存在する頚動脈等の血管は、細く、長く、且つ、分岐が少ない。このため、走鳥類の血管を用いて人工血管を作製すれば、内腔の断面がより小さく、より長く、且つ、より分岐の少ない人工血管を実現することができる。このような人工血管は、臨床の現場において、極めて有用であるといえる。また、走鳥類等は飼育が容易であるために、多量の血管組織を安定的に供給することもできる。
 種々の形状への加工が容易であり、生体や血液への望ましくない影響が無いか少なく、生体内で安定であること等から、医療機器又は医療用材料の表面の材質は、例えば、フッ素樹脂であるのも好ましい。
 フッ素樹脂としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン樹脂)、PFA(テトラフルオロエチレンと1-パーフルオロアルコキシ-1,2,2-トリフルオロエチレンとの共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体)、ETFE(テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂)、及びPVdF(ポリフッ化ビニリデン樹脂)等が挙げられる。
 これらのフッ素樹脂の中では、加工性、及び化学的安定性等から、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン樹脂)が好ましい。
<ペプチド>
 上記の医療機器又は医療用材料の表面処理に用いられるペプチドは、前述の通り、その配列中に、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を有する。
 かかる配列を有するペプチドは、血管内皮前駆細胞に特異的に結合する一方で、血栓形成の原因となる血小板とは結合しにくい。
 このため、上記のペプチドにより表面処理された医療機器又は医療用材料の表面では、血栓の発生を抑制しつつ、高い血管内皮下の効率を達成しやすい。
 ペプチドの配列における、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列の位置は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。
 立体障害が小さく、ヒト血管内皮前駆細胞とペプチドとが良好に結合しやすいことから、ペプチドの配列において、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列は、医療機器又は医療用材料の表面とペプチドとの結合部位からより遠いほうの末端である非結合末端付近に存在するのが好ましい。
 非結合末端は、ペプチドのC末端であっても、N末端であってもよい。
 具体的には、ペプチドの非結合末端と、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を有する部位の非結合末端側の末端との間に存在するアミノ酸残基数が0以上5以下の整数であるのが好ましく、0であるのがより好ましい。
 ペプチドの全長は、表面処理による所望する効果を得られる限り特に限定されない。ペプチドの全長は、80アミノ酸残基以下が好ましく、50アミノ酸残基以下がより好ましく、30アミノ酸残基以下がさらに好ましく、20アミノ段残基以下がさらにより好ましく、15アミノ酸残基以下が特に好ましい。
 また、ペプチドの調整が容易であり、且つ、所望する表面処理効果を得やすいことから、ペプチドの配列が、配列番号1~10の配列以外の配列を含まないのも好ましい。
 つまり、ペプチドは、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を有するペプチドであってもよい。
 ペプチドは、医療機器又は医療用材料の表面に対する接着性を有する接着部位を含んでいてもよい。
 ペプチドがかかる接着性部位を含む場合、ペプチドと、医療機器又は医療用材料の表面とを接触させることで、医療機器又は医療用材料の表面にペプチドを容易に担持させることができる。
 接着性部位としては、2,3-ジヒドロキシフェニル基又は3,4-ジヒドロキシフェニル基を有するアミノ酸の残基からなる接着部位が挙げられる。
 2,3-ジヒドロキシフェニル基又は3,4-ジヒドロキシフェニル基を有するアミノ酸の残基からなる接着性部位は、2つの水酸基が隣接するジヒドロキシフェニル基を有するため、医療機器又は医療用材料の表面と結合できる。
 医療機器又は医療用材料が金属材料からなる場合、表面に存在する金属原子とジヒドロキシフェニル基とのキレーションによって、ペプチドが接着性部位を介して表面に結合する。
 医療機器又は医療用材料が、水酸基やアミノ基のような活性水素を含む官能基を有する有機高分子やセラミック等の材料からなる場合、ジヒドロキシフェニル基が酸化されて生成するキノンと、水酸基やアミノ基のような活性水素を含む官能基とが反応することで、接着性ペプチドが接着性部位を介して医療機器又は医療用材料の表面に結合する。
 2,3-ジヒドロキシフェニル基及び3,4-ジヒドロキシフェニル基とでは、医療機器又は医療用材料の表面との反応しやすさから3,4-ジヒドロキシフェニル基が好ましい。3,4-ジヒドロキシフェニル基を有するアミノ酸の具体例としては、3-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-L-アラニン(L-ドーパ)、3-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-2-メチル-L-アラニン(メチルドーパ)、及び(3R)-3-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-L-セリン(DOPS)等が挙げられる。これらの中では、実際に、ペプチドを調製する際に入手が容易であること等から、3-(3,4-ジヒドロキシフェニル)-L-アラニン(L-ドーパ)が好ましい。
 2,3-ジヒドロキシフェニル基又は3,4-ジヒドロキシフェニル基を有するアミノ酸の残基からなる接着部位は、ペプチド中の非結合末端とは反対の末端から10アミノ酸残基以内に存在するのが好ましく、5アミノ酸残基以内に存在するのがより好ましい。
 また、医療機器、又は医療用材料の表面が前述の生体由来組織からなる場合、接着性部位は(POG)nで表されるアミノ酸の繰り返し配列を有する部位であるのも好ましい。
 ここで、Pはプロリンであり、Oはヒドロキシプロリンであり、Gはグリシンであり、nは括弧内のアミノ酸配列の繰り返し数である。
 nの数は特に限定されないが、1以上20以下の整数であってよく、2以上20以下の整数であってよく、3以上20以下の整数であってよく、4以上20以下の整数であってよく、5以上20以下の整数であってよく、6以上20以下の整数であってよく、7以上20以下の整数であってよく、8以上20以下の整数であってよく、9以上20以下の整数であってよく、10以上20以下の整数であってよい。
 (POG)nで表されるアミノ酸の繰り返し配列を有する接着性部位は、ペプチド中の非結合末端とは反対の末端付近に存在するのが好ましい。
 具体的には、ペプチド中の非結合末端とは反対の末端と、(POG)nで表されるアミノ酸の繰り返し配列を有する部位における、ペプチド中の非結合末端とは反対の末端に近い末端との間に存在するアミノ酸残基の数が、0以上5以下の整数であるのが好ましく、0であるのがより好ましい。
 ペプチドが上記の接着性部位を有する場合、ペプチドは、接着性部位と、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を有する部位との間に、任意のアミノ酸配列を有するスペーサー部位を有していてもよい。
 当該スペーサー部位のアミノ酸配列は、配列番号1~10のアミノ酸配列を有する部位の立体構造に与える影響が小さいことから、サイズが大きかったり、極性が高かったりする側鎖を有さないグリシンやアラニンのようなアミノ酸の残基を多く含むのが好ましい。
 以上説明したペプチドは、設計されたアミノ酸配列に従って、公知の手法により取得することができる。好適な方法としてはFmoc法やBoc法のような固相合成方法が挙げられる。このような固相合成方法で得られる粗製のペプチドは、必要に応じて逆相HPLC等の方法を用いて精製することができる。取得されるペプチドが所望の配列であるか否かは、公知の手段で確認することができる。このような手段としては、MALDI-TOF/MSで測定されるペプチドの分子量と、アミノ酸配列から算出されるペプチドの理論上の分子量とを比較する方法が挙げられる。
<表面処理方法>
 医療機器、又は医療用材料の表面処理は、ペプチドを、医療機器、又は医療用材料の表面に担持できる方法であれば特に限定されない。
 典型的には、医療機器、又は医療用材料の表面にペプチドを結合又は付着させることにより、ペプチドによる表面処理が行われる。
 医療機器又は医療用材料の表面へのペプチドの担持は、例えば、分子間の相互作用による弱い結合による担持であってもよく、表面とペプチドとの間に共有結合を形成させる担持であってもよい。
 表面とペプチドとの間に共有結合を形成させる方法は特に限定されない。典型的な方法としては、表面に存在する、水酸基、カルボキシ基、アミノ基等の反応性の官能基を、ペプチドが有する、カルボキシ基、アミノ基、水酸基等の官能基と縮合させる方法が挙げられる。縮合によりペプチドを表面に結合させる場合、公知の縮合剤を用いて、表面と、ペプチドとの縮合を行うのが好ましい。縮合剤の種類は、縮合剤がペプチドや医療機器又は医療材料に悪影響を与えない限りにおいて特に限定されず、縮合反応に関与する官能基の種類によって適宜選択される。
 また、医療機器、又は医療用材料における表面処理される表面は、特段前処理されていなくてもよく前処理されていてもよい。
 ペプチドは、医療機器又は医療用材料の表面に直接担持されてもよい。
 また、医療機器又は医療用材料の表面にリンカー化合物を担持させてリンカー部位を形成した後、当該リンカー部位を介在させて、医療機器又は医療用材料の表面にペプチドを担持させてもよい。
 医療機器又は医療用材料の表面へのペプチドの担持は、医療機器又は医療用材料の表面とペプチドとを接触させることにより行われる。
 医療機器又は医療用材料の表面とペプチドとを接触させる方法は特に限定されない。医療機器又は医療用材料の表面とペプチドとを接触させる際、医療機器又は医療用材料の表面とペプチドとの均一な接触が容易であることから、通常、ペプチドは溶液の形態で使用される。
 ペプチドの溶液を医療機器又は医療用材料の表面に接触させる方法としては、塗布、噴霧、及び浸漬のようは方法が挙げられる。これらの方法の中では浸漬が好ましい。医療機器又は医療用材料の表面が多孔質材料からなる場合もあるが、浸漬によれば、多孔質材料が有する細孔の内部表面にもペプチドを接触させることができる。
 浸漬により、医療機器又は医療用材料の表面にペプチドを接触させる際の温度や時間は、ペプチドの医療機器又は医療用材料の表面への結合又は付着が良好に進行する限り特に限定されない。典型的には、浸漬は、5~90℃、好ましくは20~70℃で行われる。また、浸漬時間は、0.1~48時間が好ましく、1~24時間がより好ましい。
 医療機器又は医療用材料の表面にペプチドを接触させる際のペプチドの使用量は、医療機器又は医療用材料の被処理面の面積に対して、0.1~50mg/mが好ましく、5.0~20mg/mがより好ましい。
 表面処理時に用いるペプチドの溶液の濃度は特に限定されない。典型的には、ペプチドの溶液の濃度は、0.01~10mg/mLが好ましく、0.02~5mg/mLがより好ましい。
 ペプチドにリンカー化合物を結合させて、当該リンカー化合物に由来するリンカー部位を形成した後、当該リンカー部位を介して、ペプチドを医療機器、又は医療用材料の表面に担持させてもよい。
 具体的には、リンカー化合物を用いて医療機器又は医療用材料の表面処理を行う場合、以下のI)、及びII):
I)医療機器又は医療用材料の表面にリンカー部位を結合させることと、
II)リンカー部位に、ペプチドを結合させることと、
を任意の順序で行うことを含む、方法により表面処理を行うのが好ましい。
 つまり、上記のI)に次いでII)を行ってもよく、II)に次いでI)を行ってもよい。
 前述の表面の前処理の典型例としては、以下の1)、2)又は3)の処理が挙げられる。
1)プラズマ処理、グロー放電処理、又はコロナ放電処理のような処理
2)化学的処理
3)リンカー化合物による処理。
 1)の処理によれば、前処理が施された表面に、水酸基、パーオキサイド基、あるいは、フリーラジカル等が生成する。このため、静電気的な親和力や、水素結合等により、ペプチドが前処理された表面に吸着されやすい。
 また、前処理により表面に水酸基が生成している場合は、ペプチドのC末端(カルボキシ基)と水酸基との反応によりエステル化を行い、ペプチドを化学的に表面に固定してもよい。
 エステル化の方法は特に限定されないが、縮合剤を用いる方法が挙げられる。縮合剤としては、2,4,6-トリクロロベンゾイルクロリド、2-メチル-6-ニトロ安息香酸無水物等が挙げられる。
 また、4-ジメチルアミノピリジン等の塩基性触媒の存在下に、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミドや1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドのようなカルボジイミド化合物を縮合剤として用いてエステル化を行うこともできる。
 さらに、表面に水酸基を生成させることができる前処理は、リンカー化合物を用いる前処理を行うためのさらなる前処理としても有用である。表面に反応性に富む水酸基が存在することにより、リンカー化合物を表面に結合させやすい。
 2)の処理は、医療機器又は医療用材料の表面に、水酸基、カルボキシ基、アミノ基等の反応性の官能基を化学的処理により導入する方法である。
 かかる処理によれば、ペプチドとの反応性を有する官能基や、後述するリンカー化合物が有する反応性基と反応し得る官能基を、医療機器又は医療用材料の表面に導入することができる。
 例えば、医療機器又は医療用材料の表面に、アルキル基やアルデヒド基が存在する場合、これらの基を常法に従って酸化することにより、カルボキシ基を生成させることができる。
 また、医療機器又は医療用材料の表面に芳香環が存在する場合、常法によるニトロ化と、ニトロ基の還元とを行うことにより、医療機器又は医療用材料の表面にアミノ基を導入することができる。
 さらに、フッ素樹脂等の材料については、ボラン(BH)での処理の後、NaOH等の塩基の存在下に、H等の酸化剤を用いて処理することで、当該材料の表面に水酸基を導入することができる。
 なお、医療機器又は医療用材料の表面への化学的な処理方法は、表面に所望する官能基を導入可能な方法であればよく、上記の具体的な処理方法には限定されない。
 3)の処理によれば、ペプチドと化学的に結合可能な官能基を有し、且つ、医療機器又は医療用材料の表面に対して接着性を有するか、又は化学的に結合可能なリンカー化合物を用いて、医療機器又は医療用材料の表面が前処理される。
 リンカー化合物が、医療機器又は医療用材料の表面に対して化学的に結合可能な化合物である場合、リンカー化合物は、医療機器又は医療用材料の表面に存在する官能基と反応して共有結合を形成する反応性基を有する。
 リンカー化合物が有する反応性基の種類は、医療機器又は医療用材料の表面に存在する官能基の種類に応じて適宜選択される。
 例えば、医療機器又は医療用材料の表面に水酸基が存在する場合、リンカー化合物が有する反応性基の好適な例としては、カルボキシ基、アルコキシシリル基(例えば、トリメトキシシリル基、トリトキシシリル基)、ハロシリル基(例えば、トリクロロシリル基)、ハロカルボニル基(例えば、クロロカルボニル基)、イソシアネート基、及びイソチオシアネート基等が挙げられる。
 医療機器又は医療用材料の表面にアミノ基(-NH)が存在する場合、リンカー化合物が有する反応性基の好適な例としては、カルボキシ基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、N-ヒドロキシコハク酸イミドエステル基(NHSエステル基)、ニトロフェニルエステル基、ペンタフルオロフェニルエステル基、1-ヒドロキシベンゾトリアゾールエステル基(HOBtエステル基)、1-ヒドロキシ-7-アザベンゾトリアゾールエステル基(HOAtエステル基)、及びエポキシ基等が挙げられる。
 表面にメルカプト基(-SH)が存在する場合、リンカー化合物が有する反応性基としては、メルカプト基、及びN-置換マレイミド基等が挙げられる。
 リンカー化合物の一例としては、ペプチドとの反応性を有する官能基を有するシランカップリング剤が挙げられる。
 このようなシランカップリング剤の好適な例としては、3-アミノプロピリルトリエトキシシラン、及び3-アミノプロピルトリメトキシシランのようなアミノシランカップリング剤;3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、及び3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランのようなエポキシシランカップリング剤;3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシランのようなメルカプトシランカップリング剤が挙げられる。
 アミノシランカップリング剤を用いる場合、例えば、ペプチドのC末端とアミノ基とを反応させることにより、リンカーであるシランカップリング剤にペプチドを結合させることができる。
 エポキシ基は、アミノ基、カルボキシ基、フェノール性水酸基等の種々の官能基と反応し得る。このため、エポキシシランカップリング剤を用いる場合、ペプチド中のエポキシ基と反応し得る官能基と、エポキシ基との反応により、リンカーであるシランカップリング剤にペプチドを結合させることができる。
 メルカプト基は、メルカプト基同士の反応によりジスルフィド結合を形成させる。このため、メルカプトシランカップリング剤を用いる場合、ペプチド中のメルカプト基と、シランカップリング剤由来のメルカプト基との反応により、リンカーであるシランカップリング剤にペプチドを結合させることができる。
 また、リンカー化合物の他の好適な例としては、3-マレイミドプロピオン酸、3-マレイミドプロピオン酸N-スクシンイミジル、4-マレイミドブタン酸、4-マレイミドブタン酸N-スクシンイミジル、6-マレイミドヘキサン酸、及び6-マレイミドヘキサン酸N-スクシンイミジル等のN-置換マレイミド基を有する化合物が挙げられる。
 これらの化合物は、カルボキシ基又はN-ヒドロキシコハク酸イミドエステル基(NHSエステル基)により医療機器又は医療用材料の表面の水酸基やアミノ基と結合し、N-置換マレイミド基によりペプチド中のメルカプト基と結合する。
 反応性が高く、医療機器又は医療用材料の表面に良好にペプチドを結合させやすい点からは、ペプチドとしてメルカプト基を含むペプチドを用い、末端にN-置換マレイミド基を有するリンカー化合物を用いてリンカー部位を形成するのが好ましい。
 この場合、ペプチドが有するメルカプト基と、リンカー部位の末端のN-置換マレイミド基とが反応し、ペプチドがスルフィド結合(-S-)を介してリンカー部位に結合する。
 ペプチドにメルカプト基を導入する方法は特に限定されないが、ペプチドにシステイン残基を導入する方法が好ましい。
 また、医療機器又は医療用材料の表面に対する接着性を有する接着性ペプチド断片と、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を有するペプチド断片とを含む、少なくとも2以上のペプチド断片を結合させて、ペプチドを生成させることができる。
 この場合、接着性ペプチド断片を、上記のリンカー化合物と同様に用いることができる。接着性ペプチド断片の全長は特に限定されない。接着性ペプチド断片は、前述の好適なアミノ酸残基数の範囲内である全長を有するペプチドを生成させることが可能な全長を有するのが好ましい。
 接着性ペプチド断片としては、2,3-ジヒドロキシフェニル基又は3,4-ジヒドロキシフェニル基を有するアミノ酸の残基からなる接着部位を有するペプチドが挙げられる。接着部位については、ペプチドにおいて接着部位を設ける場合について前述した通りである。
 また、医療機器、又は医療用材料の表面が前述の生体由来組織からなる場合、接着性ペプチド断片中の接着性部位は(POG)nで表されるアミノ酸の繰り返し配列を有する部位であるのも好ましい。
 (POG)nで表されるアミノ酸の繰り返し配列を有する接着部位については、ペプチドにおいて接着部位を設ける場合について前述した通りである。
 上記の方法に従って、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理を行い、当該表面処理において、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含むペプチドを使用することによって、高い血管内皮化の効率を達成できる医療機器又は医療用材料を得ることができる。
[第2の態様]
 本発明の第2の態様は、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、ペプチドに関する。
 当該ペプチドは、第1の態様において説明したペプチドと同様である。
[第3の態様]
 本発明の第3の態様は、血液と接触して使用される、表面処理された医療機器又は医療用材料の製造方法であって、
 医療機器又は医療用材料の表面にペプチドを結合又は付着させることを含み、
 ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、製造方法に関する。
 第3の態様にかかる製造方法によって製造される医療機器又は医療用材料は、第1の態様において説明した医療機器又は医療用材料と同様である。
 また、第3の態様にかかる製造方法において使用されるペプチドは、第1の態様において説明したペプチドと同様である。
 さらに、医療機器又は医療用材料の表面にペプチドを結合又は付着させることは、第1の態様について説明した表面処理方法と同様にして行われる。
 上記の製造方法によれば、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含むペプチドを用いて表面処理を行うことによって、高い血管内皮化の効率を達成できる、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料を得ることができる。
[第4の態様]
 本発明の第4の態様は、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の表面処理剤であって、
 表面処理剤がペプチドを含み、
 ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、表面処理剤に関する。
 第4の態様にかかる表面処理剤による表面処理対象である医療機器又は医療用材料は、第1の態様において説明した医療機器又は医療用材料と同様である。
 また、第4の態様にかかる表面処理剤に含まれるペプチドは、第1の態様において説明したペプチドと同様である。
 第4の態様の表面処理剤は、固体状であっても液体状であってもよく、医療機器又は医療用材料の表面に、所望する量のペプチドを均一に接触させやすいことから液体状であるのが好ましい。つまり、表面処理剤は表面処理液であるのが好ましい。
 表面処理液に含まれる溶媒の種類は、ペプチドを溶解させることができれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。ペプチドの溶解性や、医療機器又は医療用材料の表面に対する悪影響がないこと等から、通常、表面処理液に含まれる溶媒としては水が使用される。
 表面処理液の調製方法は特に限定されない。ペプチドが溶液の状態である場合、ペプチドを含む溶液を、ペプチドの濃度が所望する濃度となるように、希釈又は濃縮することで表面処理液が得られる。ペプチドがフリーズドライ等の方法で粉末化されている場合、ペプチドの粉末と水等の溶媒とを所定の比率で混合して、ペプチドを溶媒に溶解させることで表面処理液が得られる。
 表面処理液中のペプチドの濃度は、特に限定されない。表面処理液中のペプチドの好ましい濃度は、第1の態様において説明したペプチドの溶液と同様である。
 表面処理剤が表面処理液である場合、当該表面処理液は、本発明の目的を阻害しない範囲で、ペプチド中の、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列からなる部位や、接着性部位に結合しない種々の添加剤を含んでいてもよい。表面処理液に配合され得る添加剤としては、pH調整剤、浸透圧調整剤、界面活性剤、粘度調整剤、安定剤、着色剤、香料、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、及び紫外線吸収剤等が挙げられる。これらの添加剤は、通常、これらの添加剤が種々の薬液に対して配合される量に従って、表面処理液に添加される。
[第5の態様]
 本発明の第5の態様は、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の表面処理剤のセットであって、
 セットが、ペプチドを含む第1剤と、医療機器又は医療用材料の表面に結合可能な官能基と、ペプチドと結合可能な官能基とを有するリンカー化合物を含む第2剤とを含み、
 ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、表面処理剤のセットに関する。
 第5の態様にかかる表面処理剤のセットによる表面処理対象である医療機器又は医療用材料は、第1の態様において説明した医療機器又は医療用材料と同様である。
 また、第5の態様にかかる表面処理剤のセットにおいて用いるペプチドは、第1の態様において説明したペプチドと同様である。
 さらに、第5の態様にかかる表面処理剤のセットにおいて用いるリンカー化合物は、第1の態様において説明したリンカー化合物と同様である。
 第5の態様の表面処理剤のセットについて、第1剤と、第2剤とは、それぞれ固体状であっても液体状であってもよく、医療機器又は医療用材料の表面に、所望する量のペプチド又はリンカー化合物を均一に接触させやすいことから液体状であるのが好ましい。つまり、第1剤、及び第2剤は、それぞれ液状の製剤であるのが好ましい。
 ペプチドを含む第1剤が液状の製剤である場合、当該液状の製剤としては、第4の態様に置いて説明したペプチドを含む表面処理液と同様の液を用いることができる。
 リンカー化合物を含む第2剤が液状の製剤である場合、当該液状の製剤に含まれる溶媒の種類は、リンカー化合物を溶解させることができれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。溶媒は、水であっても、有機溶剤であっても、有機溶剤の水溶液であってもよい。
 また、MES(2-モルホリノエタンスルホン酸)バッファのような、グッド緩衝液(Good’s緩衝液)を溶媒として用いることもできる。
 第2剤が液状の製剤である場合、当該液状の製剤におけるリンカー化合物の濃度は特に限定されない。
 医療機器又は医療用材料の表面とリンカー化合物との間、又はリンカー化合物とペプチドとの間で縮合反応が生じる場合、表面処理剤のセットにかかる縮合反応を促進させる縮合剤を含ませてもよい。
 縮合剤の種類は、縮合剤がペプチドや医療機器又は医療材料に悪影響を与えない限りにおいて特に限定されず、縮合反応に関与する官能基の種類によって適宜選択される。縮合剤としては、例えば、第1の態様について前述した縮合剤を用いることができる。
 縮合剤は、第1剤、第2剤、又は第1剤と第2剤との双方に加えてもよく、縮合剤を含む第3剤として表面処理剤のセットにおいて用いられてもよい。
 第3剤として縮合剤を用いる場合、縮合剤を溶解させる溶媒の種類は、溶媒がペプチドや医療機器又は医療材料に悪影響を与えない限りにおいて特に限定されず、縮合剤の種類に応じて適宜選択される。
[第6の態様]
 本発明の第6の態様は、血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の表面処理剤のセットであって、
 セットが、ペプチドを含む第1剤と、医療機器又は医療用材料の表面に存在する官能基と、ペプチドが有する官能基とを縮合させる縮合剤を含む第2剤とを含み、
 ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、表面処理剤のセットに関する。
 第6の態様にかかる表面処理剤のセットによる表面処理対象である医療機器又は医療用材料は、第1の態様において説明した医療機器又は医療用材料と同様である。
 また、第6の態様にかかる表面処理剤のセットにおいて用いるペプチドは、第1の態様において説明したペプチドと同様である。
 さらに、第6の態様にかかる表面処理剤のセットにおいて用いる縮合剤は、第1の態様において説明した縮合剤と同様である。
 第6の態様の表面処理剤のセットについて、第1剤と、第2剤とは、それぞれ固体状であっても液体状であってもよく、医療機器又は医療用材料の表面に、所望する量のペプチド又はリンカー化合物を均一に接触させやすいことから液体状であるのが好ましい。つまり、第1剤、及び第2剤は、それぞれ液状の製剤であるのが好ましい。
 ペプチドを含む第1剤が液状の製剤である場合、当該液状の製剤としては、第4の態様に置いて説明したペプチドを含む表面処理液と同様の液を用いることができる。
 縮合剤を含む第2剤が液状の製剤である場合、当該液状の製剤に含まれる溶媒の種類は、縮合剤を溶解させることができれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。溶媒は、水であっても、有機溶剤であっても、有機溶剤の水溶液であってもよい。
 また、MES(2-モルホリノエタンスルホン酸)バッファのような、グッド緩衝液(Good’s緩衝液)を溶媒として用いることもできる。
 第2剤が液状の製剤である場合、当該液状の製剤における縮合剤の濃度は特に限定されない。
 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1~10]
 Fmoc固相合成方法により、以下に示す配列番号11~20のアミノ酸配列からなるペプチド1~10をそれぞれ合成した。ペプチド1~10は、それぞれ配列番号1~10のアミノ酸配列を含む。得られたペプチド1~10を、それぞれePTFE(延伸多孔質PTFE)表面への固定化反応に供した。
GQSEKHLGGGC(配列番号11)
HGGVRLYGGGC(配列番号12)
SFKIPYHYDSGQGGGC(配列番号13)
SLSKWSFGGGC(配列番号14)
KIAVISTGGGC(配列番号15)
TDNTKPKGGGC(配列番号16)
TNWRTINGGGC(配列番号17)
VSRDTPQGGGC(配列番号18)
TIPRAPSPANTYGGGC(配列番号19)
NRPDSAQFWLHHGGGC(配列番号20)
 まず、ePTFEディスク(直径12mm)をメタノールにより洗浄した後、乾燥した。乾燥されたディスクをBHのテトラヒドロフラン(THF)溶液(1M)中に1時間浸漬した。次いで、ディスクの表面をH/NaOH(2gのNaOHを14mLの純水に溶解し、使用直前に30%H溶液と混合して使用)と1時間反応させて、ディスクの表面に水酸基を導入した。
 水酸基を表面に導入されたディスクに対して、6-マレイミドヘキサン酸のMES(2-モルホリノエタンスルホン酸)バッファ溶液(pH6、濃度1mg/mL)と、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドのMESバッファ溶液(pH6、濃度2mg/mL)とを1時間反応させて、ディスク表面の水酸基と、6-マレイミドヘキサン酸とのエステル化反応を行った。
 前述のペプチド1~10をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)に濃度1.5mg/mLで溶解させたペプチド溶液と、N置換マレイミド基を表面に有するディスクとを1時間反応させて、ディスク表面にペプチド1~10を結合させた。
 メルカプト基を有するペプチド(Peptide-SH)を上記方法に従ってPTFE表面に結合させる際の反応スキームを、以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[比較例1及び2]
 表面未修飾のePTFEディスクを、比較例1のディスクとして用いた。また、実施例1~10の方法に従って、表面に水酸基が導入されたePTFEディスクを、比較例2のディスクとして用いた。
<細胞接着性評価>
 ペプチド1~10により表面修飾された実施例1~10のディスクと、表面未修飾の比較例1のディスクと、表面に水酸基が導入された比較例2のディスクとに、それぞれ、2×10のヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を播種し、4時間、又は48時間培養した後の細胞数を、Cell Counting Kit-8を用いて計数した。
 具体的には、ペプチドで表面修飾されたディスクを、24穴プレートのウェル内に入れ、ステンレス製リングにより底面に固定して試験を行った。
 HUVEC細胞はBioChain Institute Inc.,より購入した。
 培養は、血管内皮細胞基礎培地(EBM-2)(Clonetics,San Diego,CA)にEGM-2添加物質(Catalogue #CC4176,Lonza)を添加した培地中で、37℃、5%CO環境下、4、及び48時間行った。
 細胞数の計数は、非接着細胞を除去した後に、行った。
 細胞数の計数結果を表1に記す。
 また、実施例2、実施例4、実施例5、実施例10、比較例1、及び比較例2については、4時間後の、ディスク表面の細胞の形態を、SEM(走査型電子顕微鏡)と共焦点顕微鏡とで観察した。
 その結果、実施例2、実施例4、実施例5、及び実施例10では、細胞の良好な伸展が確認され、糸状仮足(philipodia)の伸長が認められた。
 他方、比較例1及び比較例2では、細胞の顕著な増殖亢進が認められなかった。
 さらに、実施例2、実施例5、比較例1、及び比較例2については、48時間後の、ディスク表面の細胞の形態を、SEM(走査型電子顕微鏡)と共焦点顕微鏡とで観察した。
 その結果、実施例2、及び実施例5では、顕著な細胞増殖と糸状仮足(philipodia)の伸長とが認められた。
 他方、比較例1及び比較例2では、細胞の顕著な増殖亢進が認められなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1の結果によれば、配列番号1~10のアミノ酸配列をそれぞれ含む、配列番号11~20のアミノ酸配列を有するペプチド1~10を用いる表面処理には、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の接着を促進させる作用があると認められる。
[実施例11~20]
 表2に記載のペプチド(ペプチド1~ペプチド10)を用いて、実施例1~10と同様にして、ePTFE縫合糸(ゴアテックス(登録商標)繊維)の表面に、ペプチドを結合させる処理を行った。
[比較例3]
 表面未修飾のePTFE縫合糸を、比較例3の縫合糸として用いた。
<in vivoでの全血接触試験>
 内径10mm、全長65mmのチューブ型のコネクターのチューブ内壁付近に、血流方向と平行に配向されるように、実施例11~20、及び比較例3のePTFE縫合糸を配置した。
 次いで、内径6mm、外径10mmのポリプロピレン製のチューブ2本を、それぞれ、上記のコネクターの両端に深さ5mmずつはめ込んで、ePTFE縫合糸をコネクター内に固定した。
 このようにして準備した、ePTFE縫合糸を内部に備えるチューブ型のカートリッジを、エチレンオキシドガスで滅菌した後、in vivoでの試験に用いた。
 試験用の動物としては、ミニブタ(ゲッチンゲン、雄、25~30kg)を用いた。当該ミニブタを用いて、上行大動脈へ送血カニューレ、右心耳から脱血カニューレを挿入して人工心肺回路を構築した。
 人工心肺回路には、脱血カニューレ/試験用カートリッジ/静脈血リザーバー/血液輸送ポンプ/人口肺/送血カニューレの順で、これらの装置を連結した。
 上記の構成の人工心肺回路を用いて、活性化全血凝固時間(ACT)が400以上となるようにヘパリンを投与された血液を、1時間通液した。
<細胞接着の確認>
 実施例11、実施例12、及び実施例20のePTFE縫合糸について、以下の方法に従って、細胞接着の確認を行った。
 1時間の血液通液後、カートリッジを回収し、カートリッジ内のePTFE縫合糸を生理食塩水により洗浄した。次いで、4%グルタルアルデヒドを用いて、ePTFE縫合糸に対して固定化処理を行った。
 次いで、実施例11、実施例12、及び実施例20のePTFE縫合糸に接着している細胞の表面マーカーを、蛍光免疫染色により評価した。
 核は、DAPI(4’,6-ジアミジノ-2-フェニルインドール)のPBS溶液(10μg/mL)を用いて染色した。
 蛍光免疫染色に用いた抗体は、PE(フィコエリスリン)で標識されたCD34、CD105、及びFlk-1抗体である。血管内皮前駆細胞は、CD34、CD105、及びFlk-1抗体を発現している。
 実施例11、実施例12、及び実施例20のePTFE縫合糸に対して固定化処理を行った後、100倍に希釈された抗体溶液を添加して、室温で1時間インキュベートした後に、共焦点レーザー顕微鏡によりePTFE縫合糸表面の細胞を観察した。
 その結果、実施例11、実施例12、及び実施例20のいずれのePTFE縫合糸でも、CD34、CD105、及びFlk-1抗体で染色された細胞が観察された。
 つまり、実施例11、実施例12、及び実施例20のePTFE縫合糸の表面に接着する細胞は、血管内皮前駆細胞であると考えられる。
<血小板粘着性評価>
 実施例11~20、及び比較例3のePTFE縫合糸について、以下の方法に従って、血小板粘着面積と、水接触角とを評価した。これらの評価結果を表2に記す。
(血小板粘着面積測定)
 ミニブタから採血したクエン酸血を用いて、富血小板血漿を以下の要領で作成した。
 まず、採取した血液を600Gで4分間遠心した後、上清を採取して、上清中の血小板数をZ2コールターカウンターで計測した。
 また、採取した血液を1300Gで120分間遠心して、貧血小板血漿を作成した。
 両者を用いて、2×10血小板/mLの富血小板血漿を調製した。
 各サンプルを、この血小板懸濁液と37℃で1時間接触させた後、PBSでの洗浄3回と、フォルムアルデヒドのPBS溶液(3.7v/v%)での10分間の処理により固定化とを行った。次いで、Triton X-100(0.1v/v%)で3分間処理した後、Rhodamine-Phalloidin染色液で30分間染色処理を行った。
 洗浄後、PBSにより3回洗浄を行った後、サンプルの表面を蛍光顕微鏡(Olympus IX80(Olympus Hamburg, Germany))を用いて撮像し、サンプルの表面の血小板で覆われている面積の割合をImage Jソフトウェアにて計測した。
(水接触角測定)
 静的接触角測定は接触角測定装置CA-X(共和界面科学社)により液滴法で測定した。純水液滴を摘果して1分後に液滴像を撮像して接触角を計測した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表2の結果によれば、配列番号1~10のアミノ酸配列をそれぞれ含む、配列番号11~20のアミノ酸配列を有するペプチド1~10を用いる表面処理には、血小板の粘着を抑制する作用があると認められる。
[実施例21~30]
 表3に記載のペプチド(ペプチド1~ペプチド10)を用いて、実施例1~10と同様にして、ePTFEディスク(直径12mm)の表面に、ペプチドを結合させる処理を行った。
[比較例4及び5]
 表面未修飾のePTFEのディスクを、比較例4の試験片として用いた。また、実施例1~10と同様の方法で表面に水酸基が導入されたePTFEのディスクを、比較例5の試験片として用いた。
<EPC(ヒト血管内皮前駆細胞)接着性評価>
 実施例21~30のペプチドで表面処理されたePTFEの試験片と、ペプチドにより表面処理が施されていない比較例4及び5の試験片とを用いて、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を2×10(細胞数/ウェル)の密度で播種することに変えて、EPCを1.5×10(細胞数/ウェル)の密度で播種することと、培養時間を、4時間、及び48時間から、4時間のみに変更することとの他は、実施例1~10、比較例1、及び比較例2での細胞接着性評価と同様の方法で、EPC(ヒト血管内皮前駆細胞)の接着性評価を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表3の結果によれば、配列番号1~10のアミノ酸配列をそれぞれ含む、配列番号11~20のアミノ酸配列を有するペプチド1~10を用いる表面処理には、4時間程度の短時間の培養でもEPC(ヒト血管内皮前駆細胞)の接着を促進させる作用があると認められる。

Claims (17)

  1.  血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理におけるペプチドの使用であって、前記ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、ペプチドの使用。
  2.  前記医療機器又は前記医療用材料の表面に、前記ペプチドを結合又は付着させることを含む、請求項1に記載のペプチドの使用。
  3.  以下のI)、及びII):
    I)前記医療機器又は前記医療用材料の表面にリンカー部位を結合させることと、
    II)前記リンカー部位に、前記ペプチドを結合させることと、
    を、I)に次いでII)を行うか、II)に次いでI)を行うことを含む、請求項2に記載のペプチドの使用。
  4.  前記ペプチドがメルカプト基を含み、
     前記リンカー部位が、末端にN-置換マレイミド基を有し、
     前記N-置換マレイミド基と、前記メルカプト基とを反応させることを含む、請求項3に記載のペプチドの使用。
  5.  前記医療機器が、人工血管、ステント、人工弁、カテーテル、バルーン、人工心臓ポンプ、及び人工肺からなる群より選択される1種以上を備える、請求項1~4のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  6.  前記医療用材料が、繊維、フィルム、シート、バッグ、チューブ、織布、不織布、成形体、及び生体由来組織、並びにこれらの材料のうちの2種以上を含む複合材料からなる群より選択される1種である、請求項1~4のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  7.  前記医療機器又は前記医療用材料の表面がフッ素樹脂からなる、請求項1~6のいずれか1項に記載のペプチドの使用。
  8.  配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、ペプチド。
  9.  血液と接触して使用される、表面処理された医療機器又は医療用材料の製造方法であって、
     前記医療機器又は前記医療用材料の表面にペプチドを結合又は付着させることを含み、
     前記ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、製造方法。
  10.  以下のI)、及びII):
    I)前記医療機器又は前記医療用材料の表面にリンカー部位を結合させることと、
    II)前記リンカー部位に、前記ペプチドを結合させることと、
    を、I)に次いでII)を行うか、II)に次いでI)を行うことを含む、請求項9に記載の製造方法。
  11.  前記ペプチドがメルカプト基を含み、
     前記リンカー部位が、末端にN-置換マレイミド基を有し、
     前記N-置換マレイミド基と、前記メルカプト基とを反応させることにより、前記ペプチドを前記リンカー部位に結合させる、請求項10に記載の製造方法。
  12.  前記医療機器が、人工血管、ステント、人工弁、カテーテル、バルーン、人工心臓ポンプ、及び人工肺からなる群より選択される1種以上を備える、請求項9~11のいずれか1項に記載の製造方法。
  13.  前記医療用材料が、繊維、フィルム、シート、バッグ、チューブ、織布、不織布、成形体、及び生体由来組織、並びにこれらの材料のうちの2種以上を含む複合材料からなる群より選択される1種である、請求項9~11のいずれか1項に記載の製造方法。
  14.  血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の表面処理剤であって、
     前記表面処理剤がペプチドを含み、
     前記ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、表面処理剤。
  15.  血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の表面処理剤のセットであって、
     前記セットが、ペプチドを含む第1剤と、前記医療機器又は前記医療用材料の表面に結合可能な官能基と、前記ペプチドと結合可能な官能基とを有するリンカー化合物を含む第2剤とを含み、
     前記ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、表面処理剤のセット。
  16.  前記ペプチドがメルカプト基を有し、前記リンカー化合物が、前記ペプチドと結合可能な官能基として、N-置換マレイミド基を有する、請求項15に記載の表面処理剤のセット。
  17.  血液と接触して使用される医療機器又は医療用材料の表面処理用の表面処理剤のセットであって、
     前記セットが、ペプチドを含む第1剤と、医療機器又は医療用材料の表面に存在する官能基と、ペプチドが有する官能基とを縮合させる縮合剤を含む第2剤とを含み、
     前記ペプチドが、配列番号1~10のいずれか1つのアミノ酸配列を含む、表面処理剤のセット。
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