WO2022186153A1 - 治療用シート - Google Patents

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WO2022186153A1
WO2022186153A1 PCT/JP2022/008356 JP2022008356W WO2022186153A1 WO 2022186153 A1 WO2022186153 A1 WO 2022186153A1 JP 2022008356 W JP2022008356 W JP 2022008356W WO 2022186153 A1 WO2022186153 A1 WO 2022186153A1
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WO
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nanofiber
chitosan
therapeutic
nanofiber sheet
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PCT/JP2022/008356
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Inventor
あい子 渡邉
えり子 杉山
徹 関口
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株式会社キコーコーポレーション
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61F13/00Bandages or dressings; Absorbent pads
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
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    • A61L15/26Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives thereof
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    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/42Use of materials characterised by their function or physical properties
    • A61L15/60Liquid-swellable gel-forming materials, e.g. super-absorbents

Definitions

  • the present invention relates to a therapeutic sheet, for example, a therapeutic sheet for early healing of wounds caused by surgical operations, accidents, bedsores, severe atopic dermatitis, and the like.
  • Hydrogels are widely used as wound dressings because they keep wounds moist by covering them with hydrogels made of water-soluble polymers.
  • chitosan is a natural polysaccharide that is effective in promoting wound healing. Sponges, sheets, or gauze impregnated with an aqueous solution of chitosan have been reported as wound dressings, and the effect of chitosan to promote wound healing has been confirmed. Wound dressings using chitosan are also currently on the market.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 chitosan hydrogels (cryogels) have been prepared by freezing and thawing without using toxic cross-linking agents as a method for producing chitosan hydrogels. It has been confirmed in animal experiments that this hydrogel has a high wound healing promoting effect (Non-Patent Documents 1 and 2).
  • the chitosan hydrogel weakens and decomposes when dried.
  • it has the disadvantage that when it is applied to the wound, it is decomposed by enzymes and disappears. Therefore, although the method of freezing and then drying is used as a general method for preparing cryogel, it has a problem of low practicality because the cryogel is destroyed by drying.
  • the present inventors have found that by spinning chitosan as nanofibers and making the fibers into hydrogel (cryogel), the nanofibers have a very large specific surface area compared to conventional micron-order fibers and also The therapeutic sheet of the present invention was completed by finding that the cryogel is more useful than conventional wound dressings.
  • the present invention provides, for example, the following.
  • a therapeutic sheet said therapeutic sheet comprising a first nanofiber sheet and a second nanofiber sheet, said second nanofiber sheet comprising a hydrogel of chitosan.
  • the therapeutic sheet according to item 1 wherein the first nanofiber sheet is nylon nanofibers.
  • the therapeutic sheet according to item 1, wherein the second nanofiber sheet has a fiber diameter of 120 nm to 350 nm.
  • the hydrophilic treatment of the base sheet includes hydrophilizing the base sheet selected from the group consisting of anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and silicone surfactants.
  • a therapeutic sheet comprising a nanofiber sheet, the nanofiber sheet comprising a hydrogel of chitosan.
  • the base sheet is preliminarily hydrophilized.
  • the hydrophilic treatment of the base sheet includes hydrophilizing the base sheet selected from the group consisting of anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and silicone surfactants. 13.
  • (Item 14) A method of making a therapeutic sheet, said therapeutic sheet comprising a nanofiber sheet and a base sheet, wherein said nanofiber sheet comprises chitosan, wherein said method comprises: (a) forming a nanofiber sheet on the substrate sheet by electrospinning; and (b) sealing and cooling the sheet obtained in step (a); wherein said base sheet is previously hydrophilized. (Item 15) moreover, (c) returning the sheet cooled in step (b) to room temperature; 15. The method of item 14, comprising (Item 16) 15. The method according to item 14, wherein the nanofiber sheet has a fiber diameter of 120 nm to 350 nm.
  • the hydrophilic treatment of the base sheet includes hydrophilizing the base sheet selected from the group consisting of anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and silicone surfactants. 15. A method according to item 14, which is carried out by treating with a hydrophilization treatment solution containing an agent.
  • the therapeutic sheet of the present invention is equipped with a nanofiber sheet containing chitosan hydrogel, it adheres well to the wound, has a large adhesive area, and has excellent followability. with great benefits.
  • the chitosan nanofiber was electrospun and tested on a base sheet (for example, heat-treated (spunbonded) nonwoven fabric) by an electric field prevention method according to a conventional method.
  • the obtained chitosan nanofibers had a fiber diameter of 120 to 350 nm, and were hard as fibers. It was found that when the fiber is placed in a sealed container and cooled, it becomes a hydrogel (cryogel), which improves the ability to follow the unevenness of the skin and increases adhesion.
  • the therapeutic sheet of the present invention has excellent followability, the sheet does not tear even when applied to parts with a large range of motion (for example, elbows and knees) where conventional sheets would tear. It can be kept in close contact with the application site.
  • chitosan refers to poly- ⁇ 1 ⁇ 4-glucosamine, a class of polysaccharides. It is a linear polysaccharide, a 1,4-polymer of glucosamine, and a polymer with a molecular weight ranging from thousands to hundreds of thousands. Its molecular formula is (C 6 H 11 NO 4 ) n and its CAS registry number is [9012-76-4].
  • hydrogel hydrogel
  • cryogel are used interchangeably to refer to chitosan that has been hydrogelled by cooling and melting.
  • the first nanofiber sheet as used herein refers to a fibrous structure composed of nanofibers obtained by an electrospinning method. Nanofibers refer to ultrafine fibers of submicron or nanometer order. Nanofibers obtained by the electrospinning method usually have a length of 100 ⁇ m or more and a fiber diameter in the range of 30-2000 nm (especially 50-800 nm). Sheet thickness is typically 5 to 30 microns.
  • the polymer compound used for the first nanofiber sheet is not limited, but is nylon (for example, nylon 6, nylon 66, nylon 46, preferably nylon 6), polyvinyl alcohol, polystyrene, polycarbonate. , acrylic acid-based polymers such as polyacrylic acid, polymethyl acrylate, or polybutyl acrylate/isopropyl acrylamide/polyethylene glycol dimethacrylate copolymer, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, cellulose, polyamide, polyurethane, polyvinyl alcohol, Polylactic acid, polycaprolactone, polyethylene glycol, polylactic glycol, polyethylene/vinyl acetate, polyethylene/vinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, proteins such as collagen, pullulan, hyaluronic acid, poly- ⁇ -glutamic acid, modified corn starch, ⁇ -polysaccharides such as glucans, glucooligosaccharides, polyethylene vinyl alcohol/poly
  • polyvinyl acetate PVAc
  • PAA polyacrylic acid
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PEO polyethylene oxide
  • proteins such as collagen, pullulan, hyaluronic acid, poly- ⁇ -glutamic acid , modified corn starch, ⁇ -glucan, glucooligosaccharides, and various other polysaccharides can also be used.
  • a nanofiber sheet can be manufactured by using an electrospinning method to spin and deposit nanofibers on the surface of a base sheet.
  • the nanofiber sheet When a nanofiber sheet is formed by spinning nanofibers onto a base sheet by an electrospinning method, the nanofiber sheet generally has a positive charge and the base sheet has a negative charge. .
  • the nanofiber sheet may contain other components in addition to the polymer compound.
  • examples of such components include coloring pigments, cross-linking agents, fragrances, surfactants, antistatic agents, and the like.
  • the second nanofiber sheet in the present invention comprises chitosan hydrogel (cryogel).
  • chitosan hydrogel a hydrogel
  • the base sheet when the first nanofiber sheet and the second nanofiber sheet are used, and when the base sheet is used, preferably only the first nanofiber sheet is in contact with the base sheet and the second nanofiber sheet is in contact with the base sheet. The second nanofiber sheet does not come into contact with the base sheet.
  • the fiber diameter of the second nanofiber sheet is preferably 120 nm to 350 nm, more preferably 120 nm to 150 nm.
  • the basis weight of the second nanofiber sheet is arbitrary, but is preferably 0.10 g/m 2 or more, more preferably about 0.15 to 0.85 g/m 2 in order to achieve performance as a wound dressing. If the basis weight is too low, it will be difficult to obtain adhesion to the wound site, and if the basis weight is too high, the dressing will tend to be hard and difficult to use.
  • the single nanofiber sheet when only a single nanofiber sheet is used, the single nanofiber sheet is in direct contact with the base sheet and has the properties of the second nanofiber sheet.
  • a nylon nanofiber nonwoven fabric is first spun onto a nonwoven fabric serving as a base material, and a chitosan nanofiber nonwoven fabric is integrated thereon by lamination.
  • a known electrospinning apparatus can be used to obtain a nanofiber nonwoven fabric in which nylon nanofibers and chitosan nanofibers are laminated.
  • the device described in FIG. 1 of JP-A-2016-108695 can be used.
  • At least the following two steps are carried out using an electrospinning apparatus composed of a spinning electrode, a collecting electrode provided at a position facing the spinning electrode, and a substrate sheet placed between the spinning electrode and the collecting electrode.
  • an electrospinning apparatus composed of a spinning electrode, a collecting electrode provided at a position facing the spinning electrode, and a substrate sheet placed between the spinning electrode and the collecting electrode.
  • a spunbond nonwoven fabric or the like is used as a base sheet, and nylon nanofibers generated by the action of an electric field generated between the spinning electrode and the collecting electrode are obtained from the nylon resin solution on the side of the spinning electrode as the base sheet. It is a step of accumulating on top to obtain a nylon nanofiber nonwoven fabric.
  • the second step for a laminate in which a base sheet and a nylon nanofiber nonwoven fabric are laminated (that is, using this laminate as a second base sheet for laminating chitosan nanofibers), A nylon nanofiber nonwoven fabric is placed facing the spinning electrode, and chitosan nanofibers generated by the action of the electric field generated between the spinning electrode and the collection electrode are transferred from the chitosan solution present in the spinning electrode to the nylon nanofiber.
  • This is a step of accumulating on a nonwoven fabric to obtain a chitosan nanofiber nonwoven fabric.
  • chitosan is dissolved in acetic acid and electrospun onto nylon nanofibers according to a conventional method.
  • chitosan nanofibers are produced as a non-woven fabric on nylon nanofibers in a gel-like state.
  • it since it is a hard and brittle fiber as it is, it becomes a flexible chitosan nanofiber cryogel by cooling.
  • the ratio of chitosan and acetic acid used for electrospinning is preferably 0.1 to 10%, more preferably 1 to 5% with respect to a 4% acetic acid aqueous solution.
  • the concentration of acetic acid to chitosan is preferably 0.01-30%, more preferably 1-10%.
  • chitosan which is normally only soluble in acids, and makes it more soluble in neutral water depending on the amount of aldonic acid introduced.
  • chitosan must be chemically treated, and even if a (cryo)hydrogel is successfully formed, the raw materials used for the dehydration condensation reaction of carbodiimide do not remain in the (cryo)hydrogel, or they do not remain in the (cryo)hydrogel. It was considered inappropriate as a medical device because it had to be proven that it would not adversely affect the wound or the body even if the device was used. Furthermore, it is difficult to handle because it breaks down when dried and must be stored as a gel containing water.
  • the temperature for cooling chitosan may be ⁇ 20° C. or lower, and there is no particular need to set the temperature. Further, the temperature may be returned to room temperature immediately after cooling, or may be returned to room temperature after maintaining the cooled state for a long time. The return to room temperature can be carried out by allowing the substrate to stand at normal room temperature (10° C. to 20° C.).
  • base material sheet examples include polyolefins such as high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinylidene chloride, nylon, chitosan, starch, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, or copolymers thereof or A sheet made of a modified material or the like can be used.
  • polyolefins such as high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, polypropylene, polyester, polyvinylidene chloride, nylon, chitosan, starch, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, or copolymers thereof or A sheet made of a modified material or the like can be used.
  • polyolefin fibers such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP)
  • polyester fibers such as polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate (PTT) and polyethylene naphthalate (PEN)
  • polyamide fibers such as nylon, rayon fibers, Nonwoven fabrics made of other synthetic fibers, and nonwoven fabrics produced by mixing cotton, silk, hemp, pulp (cellulose) fibers, and the like can be used.
  • the base sheet is a nonwoven fabric made of polypropylene or rayon, and preferably a nonwoven fabric made of heat-treated (spunbonded) polypropylene or rayon.
  • hydrophilization treatment means that the base sheet is treated with a hydrophilizing agent so that when the therapeutic sheet of the present invention is applied to the skin, the charge held by the base sheet is rapidly lost. It means that it is being processed.
  • the hydrophilicity of the base sheet is preferably 5 to 200, more preferably 8 to 150, more preferably 10 to 100, when measured according to the method for measuring "hydrophilicity of nonwoven fabric" described later. are more preferred, and those from 12 to 80 are even more preferred.
  • hydrophilization methods include a method of immersing the base sheet in a solution containing a hydrophilizing agent and drying, and a method of spraying the solution onto the base sheet and drying.
  • hydrophilizing agents examples include anionic surfactants such as aliphatic sulfonates and higher alcohol sulfates, cationic surfactants such as quaternary ammonium salts, polyethylene glycol fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, and sorbitan fatty acids.
  • anionic surfactants such as esters, silicone surfactants such as polyoxyalkylene-modified silicones, and the like can be used.
  • the base sheet is immersed in a treatment solution containing a water soaking agent such as an alkyl phosphate salt, a trialkylglycine derivative, or a (poly)alkylpolyalkyleneamide dialkylglycine derivative, or the base sheet is subjected to this treatment.
  • a water soaking agent such as an alkyl phosphate salt, a trialkylglycine derivative, or a (poly)alkylpolyalkyleneamide dialkylglycine derivative
  • An aqueous solution is preferable for the treatment solution for the hydrophilization treatment. That is, it is preferred that the processing solution does not contain organic solvents. This is to eliminate the danger of explosion protection during processing.
  • the treatment solution can contain known pigments, surfactants, antifoaming agents, etc., in addition to the hydrophilizing agent.
  • a nylon nanofiber sheet is used as the first nanofiber sheet, but in the present invention, the first nanofiber sheet is not limited to the nylon nanofiber sheet.
  • the chitosan nanofiber sheet may be formed directly on the base sheet without forming the nanofiber sheet in two stages.
  • Example 1 Chitosan was dissolved in 4% (W/V) acetic acid to a final concentration of 2% (W/V), and an aqueous solution of chitosan in acetic acid was electrospun over the pre-electrospun nylon nanofibers.
  • the obtained nanofiber nonwoven fabric laminate is cut into a size as a wound dressing material, formulated, stored in a chamber saturated with water vapor at room temperature for one day and night, the humidity of the entire nanofiber laminate is made uniform, and the nanofiber laminate is removed from the chamber. , cooled below -20°C.
  • Example 2 Chitosan was dissolved in 1% (W/V) acetic acid to a final concentration of 0.1% (W/V), and an aqueous solution of chitosan in acetic acid was applied in an electric field so as to be layered on top of the pre-electrospun nylon nanofibers. After spinning, the obtained nanofiber nonwoven fabric laminate was cut into a size for use as a wound dressing, formulated, left in a room at room temperature with a humidity of 40 to 50% for one day and night, and then cooled at -20°C or lower.
  • Example 3 Chitosan was dissolved in 20% (W/V) acetic acid to a final concentration of 8% (W/V), and an aqueous solution of chitosan in acetic acid was electrospun over the pre-electrospun nylon nanofibers.
  • the obtained nanofiber nonwoven fabric laminate was cut into a size for use as a wound dressing, formulated, left in a room at room temperature with a humidity of 40 to 50% for a whole day and night, and then cooled at -20°C or lower.
  • the nylon-chitosan nanofiber laminate was sprayed with purified water and immediately attached to the skin to observe its transparency.
  • a nylon-chitosan nanofiber laminate that was electrospun by the above method and not cooled was used.
  • the transparency of the sheet was higher when it was cooled than when it was not cooled.
  • This result can be understood to be because chitosan turned into a cryogel by cooling, and the chitosan nanofibers turned into a cryogel melted by spraying purified water, leaving only nylon nanofibers.
  • chitosan gelation was observed in all of the examples, and when actually applied to the skin, chilled chitosan nanofibers were more stretchable when applied to joints such as elbows than uncooled chitosan nanofibers. increased, and there were no examples of tearing of the sheet.
  • the treatment sheet has excellent advantages such as a nanofiber sheet containing a chitosan hydrogel that adheres well to the wound, a large adhesion area, excellent followability, and no need to use an adhesive using an organic solvent. and methods of making the same are provided.

Abstract

本発明は、キトサンのヒドロゲルを含むナノファイバーシートを備えるため創部によく接着し接着面積が大きく、追随性に優れ、また、有機溶剤を用いた粘着剤を使用する必要がなくなるという優れた利点を備える治療用シートおよびその製造方法を提供する。例えば、本発明は、キトサンナノファイバーシートを基材シートまたは基材として機能するナノファイバーシート上に形成した後、冷却して、キトサンのヒドロゲルを含むナノファイバーシートを提供する。

Description

治療用シート
 本発明は、治療用シート、例えば、外科手術や事故、褥瘡、重度のアトピー性皮膚炎などによって生じた創傷を早期に治癒させるための治療用シートに関する。
 外科手術や事故、褥瘡、重度のアトピー性皮膚炎などによって生じた創傷を早期に治癒させるために、創部を湿潤状態に保つことが有効である(モイストヒーリング)。水溶性高分子でできたヒドロゲルで創部を覆うことで湿潤状態に保てることから、ヒドロゲルが創傷被覆材として広く利用されている。中でもキトサンは創傷治癒の促進に効果を有する天然多糖体である。キトサンをスポンジやシート、あるいは水溶液をガーゼに浸透させたものなどが創傷被覆材として報告されており、キトサンの創傷治癒促進効果は確実なものとなっている。現在キトサンを使用した創傷被覆材も市販されている。
Takei T., Nakahara H. et al., Synthesis of a chitosanderivativesoluble at neutral pH and gellable by freeze-thawing, and itsapplication inwound care, Acta Biomaterialia 8:686-693 (2012) Takei T., Nakahara H. et al., Effect of chitosan-gluconicacidconjugate/poly(vinyl alcohol) cryogels as wound dressing on partial-thicknesswoundsin diabetic rats, Journal of Materials Science: Materials inMedicine24:2479-2487 (2013)
 しかしながら、現在市販されている創傷被覆材は硬いため、キトサンの効果が十分に発揮されているとはいえない。そのため、柔らかいゲル材が求められている。
 柔らかいキトサンの創傷被覆材を作るために架橋材を使った研究がされたが、架橋剤がグルタールアルデヒドなどの毒性が強いものを使用していた。
 また、近年、キトサンのヒドロゲルの製造法として有毒な架橋剤を使用することなく凍結・融解によってキトサンのヒドロゲル(クライオゲル)が調製されている。このヒドロゲルは動物実験において高い創傷治癒促進効果があることが確認されている(非特許文献1~2)。
 しかしながら、キトサンのヒドロゲル(クライオゲル)は乾燥によって結合が弱くなり分解してしまう。また創部に貼り付けると、酵素によって分解されて消失してしまうという欠点がある。そのため、凍結してから乾燥させるという方法がクライオゲルを調製する上で一般的な方法として用いられているものの、乾燥によってクライオゲルが破壊されてしまうため、実用性が低いという問題点がある。
 本発明者らは、キトサンをナノファイバーとして紡糸し、その繊維をヒドロゲル(クライオゲル)にすることにより、ナノファイバーが従来のミクロンオーダーの繊維に比較して非常に大きな比表面積を有しなおかつ、キトサンのクライオゲルが従来の創傷被覆剤よりも有用性の高いものとなることを見出すことにより、本発明の治療用シートを完成した。
 上記課題を解決するため、本発明は例えば、以下を提供する。
(項目1)
治療用シートであって、該治療用シートは、第1のナノファイバーシートおよび第2のナノファイバーシートを備え、該第2のナノファイバーシートはキトサンのヒドロゲルを含む、治療用シート。
(項目2)
前記第1のナノファイバーシートがナイロンナノファイバーである、項目1に記載の治療用シート。
(項目3)
前記第2のナノファイバーシートの繊維径が120nm~350nmである、項目1に記載の治療用シート。
(項目4)
さらに基材シートを含み、該基材シートが、前記第1のナノファイバーシートと接している、項目1に記載の治療用シート。
(項目5)
前記基材シートが親水化処理されている、項目4に記載の治療用シート。
(項目6)
前記基材シートの親水化処理が、該基材シートを、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、および、シリコーン系界面活性剤からなる群から選択される親水化剤を含有する親水化処理溶液で処理することにより行われる、項目5に記載の治療用シート。
(項目7)
ナノファイバーシートを備える治療用シートであって、該ナノファイバーシートはキトサンのヒドロゲルを含む、治療用シート。
(項目8)
治療用シートの製造方法であって、該治療用シートは、第1のナノファイバーシート、第2のナノファイバーシート、および基材シートを備え、該第2のナノファイバーシートはキトサンを含み、ここで、該方法は、以下:
(a)電界紡糸によって、該基材シート上に、該第1のナノファイバーシートを形成する工程;
(b)電界紡糸によって、該第1のナノファイバーシート上に、該第2のナノファイバーシートを形成する工程;および
(c)工程(b)で得られたシートを密封して冷却する工程;
を包含する、方法。
(項目9)
さらに、
(d)工程(c)で冷却したシートを室温に戻す工程;
を包含する、項目8に記載の方法。
(項目10)
前記第1のナノファイバーシートがナイロンナノファイバーである、項目8に記載の方法。
(項目11)
前記第2のナノファイバーシートの繊維径が120nm~350nmである、項目8に記載の方法。
(項目12)
前記基材シートが予め親水化処理されている、項目8に記載の方法。
(項目13)
前記基材シートの親水化処理が、該基材シートを、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、および、シリコーン系界面活性剤からなる群から選択される親水化剤を含有する親水化処理溶液で処理することにより行われる、項目12に記載の方法。
(項目14)
治療用シートの製造方法であって、該治療用シートは、ナノファイバーシートおよび基材シートを備え、ここで、該ナノファイバーシートはキトサンを含み、ここで、該方法は、以下:
(a)電界紡糸によって、該基材シート上に、ナノファイバーシートを形成する工程;および
(b)工程(a)で得られたシートを密封して冷却する工程;
を包含し、ここで、該基材シートが予め親水化処理されている、方法。
(項目15)
さらに、
(c)工程(b)で冷却したシートを室温に戻す工程;
を包含する、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記ナノファイバーシートの繊維径が120nm~350nmである、項目14に記載の方法。
(項目17)
前記基材シートの親水化処理が、該基材シートを、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、および、シリコーン系界面活性剤からなる群から選択される親水化剤を含有する親水化処理溶液で処理することにより行われる、項目14に記載の方法。
 本発明の治療用シートは、キトサンのヒドロゲルを含むナノファイバーシートを備えるため創部によく接着し接着面積が大きく、追随性に優れ、また、有機溶剤を用いた粘着剤を使用する必要がなくなるという優れた利点を備える。
 常法に従い電界防止法により基材シート(例えば、熱処理(スパンボンド)した不織布)上にキトサンナノファイバーを電界紡糸し試験した。得られたキトサンナノファイバーは繊維径が120~350nmのナノファイバーで、繊維としては固く、そのままでは創部の凹凸には追随性が悪くボロボロと壊れやすいことが観察されたが、紡糸されたキトサンナノファイバーを密封容器に入れ冷却することでヒドロゲル(クライオゲル)になり、皮膚の凹凸に追随性がよくなり、密着性が高くなることが見出された。
 本発明の治療用シートは、追随性に優れているため、従来法で作製したシートは切れてしまうような可動範囲が大きな部位(例えば、肘や膝)に適用した場合でも、シートが切れることなく、適用部位に密着し続けることができる。
 以下、本願明細書において用いる用語について説明する。
 (キトサン)
 本明細書で使用する場合、用語「キトサン」とは、多糖類の一種である、ポリ-β1→4-グルコサミンをいう。直鎖型の多糖類でグルコサミンの1,4-重合物で、分子量は数千から数十万に及ぶ高分子である。分子式は(C11NO、CAS登録番号は[9012-76-4]である。
 本明細書において「キトサン」の文脈で使用する場合、「ヒドロゲル」と「クライオゲル」は、冷却および融解によりヒドロゲル化したキトサンを示すものとして互換可能に使用される。
 (第1のナノファイバーシート)
 本明細書でいう第1のナノファイバーシートは、エレクトロスピニング法によって得られたナノファイバーからなる繊維構造体をいう。ナノファイバーは、サブミクロンあるいはナノメートルオーダーの超微細繊維をいう。エレクトロスピニング法で得られたナノファイバーは、通常、100μm以上の長さと30~2000nm(特に50~800nm)の範囲の繊維径を有している。シートの厚みは、典型的には5~30ミクロンである。
 第1のナノファイバーシートに用いられる高分子化合物は、限定されるものではないが、ナイロン(例えば、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、好ましくは、ナイロン6)、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリカ-ボネート、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、あるいはポリアクリル酸ブチル/イソプロピルアクリルアミド/ジメタクリル酸ポリエチレングリコール共重合体などのアクリル酸系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、セルロース、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリ乳酸グリコール、ポリエチレン・ビニルアセテート、ポリエチレン・ビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、コラーゲン等のタンパク質、プルラン、ヒアルロン酸、ポリ-γ-グルタミン酸、変性コーンスターチ、β-グルカン、グルコオリゴ糖などの多糖類、ポリエチレン・ビニルアルコール/ポリ乳酸ポリマーブレンド、ポリメタクリル酸メチル/アクリロニトリルポリマーブレンド、ポリアニリン/ポリエチレンオキシドポリマーブレンド、コラーゲン/ポリエチレンオキシドポリマーブレンド、シルク/ポリエチレンオキシドポリマーブレンド、ポリアニリン/ポリスチレンポリマーブレンドがあげられる。
 皮膚への適合性を考慮すると、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ポリアクリル酸(PAA)やポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレンオキシド(PEO)、コラーゲンなどのタンパク質、プルラン、ヒアルロン酸、ポリ-γ-グルタミン酸、変性コーンスターチ、β-グルカン、グルコオリゴ糖などの種々の多糖類を用いることもできる。
 ナノファイバーシートは、エレクトロスピニング法を用い、基材シートの表面にナノファイバーを紡糸して堆積させることで製造することができる。
 電界紡糸法(エレクトロスピニング法)によってナノファイバーを基材シート上に紡糸してナノファイバーシートを形成すると、一般には、ナノファイバーシートが正電荷を保有し、該基材シートが負電荷を保有する。
 ナノファイバーシートは、高分子化合物に加えて他の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては、例えば、着色顔料、架橋剤、香料、界面活性剤、帯電防止剤などが挙げられる。
 (第2のナノファイバーシート)
 本発明における第2のナノファイバーシートは、キトサンのヒドロゲル(クライオゲル)を含む。本発明において、第1のナノファイバーシートおよび第2のナノファイバーシートを用いる場合であって、さらに基材シートを用いる場合、好ましくは、第1のナノファイバーシートのみが基材シートに接し、第2のナノファイバーシートは基材シートに接することがない。
 第2のナノファイバーシートの繊維径は、好ましくは、120nm~350nmであり、より好ましくは、120nm~150nmである。
 第2のナノファイバーシート目付は任意であるが、創傷被覆材としての性能を実現するためには0.10g/m以上が好ましく、0.15~0.85g/m程度がより好ましい。目付が低すぎると、創傷部位への付着性が得られにくくなりまた、目付が高すぎると、被覆材として硬くなり使用しにくくなる傾向が生じる。
 本発明において、単一のナノファイバーシートのみを用いる場合、その単一のナノファイバーシートは、基材シートに直接接し、かつ、第2のナノファイバーシートの性質を備える。
 (キトサンナノファイバーの電界紡糸)
 電界紡糸装置を用いてナノファイバー不織布を製造し製造後に基材シートを剥離したい場合、多くのナノファイバー不織布は基材シートに比較的強固に付着しており、剥離時にナノファイバー不織布が破断することが多い。ナイロンナノファイバー不織布は、この耐剥離性に優れている。理由としては電界紡糸によってナイロンナノファイバーは結晶化しやすいため、基材シートに粘着しにくいのではないかと考えられる。ナイロンとしてはナイロン6が最適である。キトサンナノファイバーは単独では基材に固着し、肌に転写しにくくなり、創傷被覆材には適さなくなってしまう。そこで、本発明の特定の局面では、基材となる不織布にまずナイロンナノファイバー不織布を紡糸し、その上にキトサンナノファイバー不織布を積層一体化する。
 ナイロンナノファイバーとキトサンナノファイバーが積層されたナノファイバー不織布を得るには、公知の電界紡糸装置を用いて行うことができる。例えば、特開2016-108695公報の図1に記載されている装置を用いることができる。
 紡糸電極と、紡糸電極に対向する位置に設けられた収集電極と、紡糸電極と収集電極の間に置かれた基材シートとで構成された電界紡糸装置を用いて、以下の少なくとも2工程を経て製造できる。第1工程は、スパンボンド不織布等を基材シートとして、紡糸電極の側にあるナイロン樹脂溶液から、紡糸電極と収集電極の間に生じた電界の作用で生成されたナイロンナノファイバーを基材シート上に集積させてナイロンナノファイバー不織布を得る工程である。第2工程は、基材シートとナイロンナノファイバー不織布が積層された積層物に対して(すなわち、この積層物を、キトサンナノファイバーを積層するための第2の基材シートとして使用して)、ナイロンナノファイバー不織布が紡糸電極側に対向するように配置し、紡糸電極に存在するキトサンの溶液から、紡糸電極と収集電極の間に生じた電界の作用で生成されたキトサンナノファイバーをナイロンナノファイバー不織布上に集積させてキトサンナノファイバー不織布を得る工程である。以上の2つ工程により、ナイロンナノファイバー不織布とキトサンナノファイバー不織布が積層して一体化したナノファイバー不織布積層体が得られる。
 キトサンナノファイバーシートの製造では、キトサンを酢酸に溶解し常法にしたがってナイロンナノファイバー上に電界紡糸する。この方法では、キトサンナノファイバーはゲル状の繊維が乾燥状態でナイロンナノファイバー上に不織布として製造される。しかしこのままでは硬くて脆い繊維であるため冷却することで、柔軟性のあるキトサンナノファイバーのクライオゲルとなる。
 電界紡糸に使用するキトサンと酢酸の比率は、4%酢酸水溶液に対し0.1~10%が好ましくさらに好ましくは1~5%である。またキトサンに対する酢酸の濃度は0.01~30%が好ましくさらに好ましくは1~10%である。
 (キトサンヒドロゲル(クライオゲル)の製造方法)
 キトサンのグルコサミン単位のアミノ基にアルドン酸(例えばグルクロン酸)を結合させたものの水溶液は凍結及び融解するだけで任意の形状の(クライオ)ヒドロゲルを形成すると報告されている(WO2012/105685)。この方法ではアルドン酸としてグルクロン酸、トレオン酸、キシロン酸が挙げられている。これらのアルドン酸はキトサンのグルコサミンのアミノ基にカルボジイミドの反応によって脱水縮合されて結合している。そのことによって通常酸にしか溶けないキトサンの水に対する溶解性が改善され、導入されるアルドン酸の量によって中性の水にもよく溶けるようになる。しかし、この方法ではキトサンを化学処理しなければならず、うまく(クライオ)ヒドロゲルができたとしても、カルボジイミドの脱水縮合反応に使われた原料が(クライオ)ヒドロゲルに残存していないこと、あるいは残存していても創傷や生体に悪影響を及ぼさないことを証明せねばならず、医療機器としては不適切であると考えられていた。さらに乾燥すると壊れてしまうため水分を含んだゲルのまま保存する必要があるというハンドリングの困難さもともなっていた。
 そこで、本発明では、アルドン酸の代わりになり、キトサンを溶解し、キトサンのアミノ基と結合し、冷却するだけでキトサンのヒドロゲル(クライオゲル)を製造する方法を用いた。本発明の実施に際して、キトサンを冷却する温度は-20℃以下であればよく、特に温度を設定する必要はない。また、冷却後に直ちに室温に戻しても、冷却状態で長時間維持した後に室温に戻してもよい。室温に戻すには、通常の室温(10℃~20℃)に放置することによって行うことができる。
 (基材シート)
 基材シートとしては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、キトサン、デンプン、ポリビニルアルコール若しくはポリ酢酸ビニル又はこれらの共重合体若しくは変性体等からなるシートを用いることができる。
 特に、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル繊維、ナイロン等のポリアミド繊維、レーヨン繊維、その他の合成繊維製からなる不織布や、綿、絹、麻、パルプ(セルロース)繊維等が混合されて製造された不織布等が挙げられる。
 これらの不織布のなかでも、レーヨン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維からなる不織布であるのが好ましい。好ましくは、基材シートとして、ポリプロピレン、レーヨンからなる不織布であり、熱処理(スパンボンド)したポリプロピレン、レーヨンからなる不織布が好ましい。
 (親水化処理)
 本明細書で親水化処理とは、本発明の治療用シートを皮膚に貼り付けた際に、基材シートが保有していた電荷が急激に消失するように、基材シートが親水化剤で処理されていることをいう。
 具体的には、後述の「不織布の親水度」の測定方法に従って測定した時の基材シートの親水度が、5~200のものが好ましく、8~150のものがより好ましく、10~100のものがさらに好ましく、12~80のものがよりさらに好ましい。
 親水化処理の方法としては、例えば、基材シートを親水化剤を含有する溶液に浸漬、乾燥する方法、基材シートに該溶液をスプレーし乾燥する方法等が挙げられる。
 親水化剤としては、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩等のアニオン系界面活性剤、第4級アンモニウム塩等のカチオン系界面活性剤、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活性剤、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等のシリコーン系界面活性剤等を用いることができる。
 具体的には、アルキルホスフェート塩、トリアルキルグリシン誘導体、または(ポリ)アルキルポリアルキレンアミドジアルキルグリシン誘導体などの浸水化剤を含む処理溶液に、基材シートを浸漬し、あるいは基材シートにこの処理溶液をスプレーし、その後処理溶液を乾燥すればよい。
 親水化処理の処理溶液は水溶液が好ましい。つまり、処理溶液は有機溶剤を含まないのが好ましい。処理する際に、防爆の危険を無くすためである。
 処理溶液は、上記親水化剤以外に、公知の顔料、界面活性剤、消泡剤などを含有することができる。
 以下に、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の実施例では、第1のナノファイバーシートとしてナイロンナノファイバーシートを用いて説明しているが、本発明において、第1のナノファイバーシートはナイロンナノファイバーシートに限定されるものではない。また、本発明においては、2段階のナノファイバーシート形成をすることなく、基材シートに直接キトサンナノファイバーシートを形成してもよい。
 (実施例1)
 キトサンを最終濃度2%(W/V)になるように4%(W/V)酢酸に溶解し、あらかじめ電界紡糸されたナイロンナノファイバーの上に積層するようにキトサンの酢酸水溶液を電界紡糸し、得られたナノファイバー不織布積層体を創傷被覆材としての大きさに切断し製剤化し、室温で水蒸気を飽和したチャンバーに1昼夜保管後、ナノファイバー積層体全体の湿度を均一にし、チャンバーから取り出し、-20℃以下で冷却した。
 (実施例2)
 キトサンを最終濃度0.1%(W/V)になるように1%(W/V)酢酸に溶解し、あらかじめ電界紡糸されたナイロンナノファイバーの上に積層するようにキトサンの酢酸水溶液を電界紡糸し、得られたナノファイバー不織布積層体を創傷被覆材としての大きさに切断し製剤化し、室温で湿度40~50%の室内に1昼夜放置後、-20℃以下で冷却した。
 (実施例3)
 キトサンを最終濃度8%(W/V)になるように20%(W/V)酢酸に溶解し、あらかじめ電界紡糸されたナイロンナノファイバーの上に積層するようにキトサンの酢酸水溶液を電界紡糸し、得られたナノファイバー不織布積層体を創傷被覆材としての大きさに切断し製剤化し、室温で湿度40~50%の室内に1昼夜放置後、-20℃以下で冷却した。
 (実施例1~3の結果)
 キトサンがクライオゲルになると水に溶けやすくなることは鹿児島大学の武井らの報告にある通りである。本実施例のキトサンナノファイバーはナイロンナノファイバーに積層したものであるが、電界紡糸によって作成されたナイロンキトサンナノファイバー積層体が紡糸後に冷却することによってクライオゲルに変化していれば、積層体が水分を含むことによってキトサンの不織布部分が容易に溶解するため、積層体の透明度が高くなることが予想された。
 観察法としてはナイロンキトサンナノファイバー積層体にスプレーで精製水を吹き付け直ちに肌に貼り付けてその透明度を観察した。対象には上記の方法で電界紡糸したのち冷却しないナイロンキトサンナノファイバー積層体を使用した。
 その結果、冷却しなかった対象に比べてした冷却した場合には、シートの透明度が上がっていた。この結果は、冷却によってキトサンがクライオゲルとなり、そして、スプレーで精製水を吹き付けたためにクライオゲルとなったキトサンナノファイバーが溶けてナイロンナノファイバーのみになったためであると理解できる。
 また、いずれの実施例においてもキトサンのゲル化が認められ、実際に肌に貼付した場合、冷却しなかったキトサンナノファイバーに比べ、冷却したキトサンナノファイバーのほうが肘などの関節に貼付すると伸縮性が増し、シートが裂ける例は見られなかった。
 キトサンのヒドロゲルを含むナノファイバーシートを備えるため創部によく接着し接着面積が大きく、追随性に優れ、また、有機溶剤を用いた粘着剤を使用する必要がなくなるという優れた利点を備える治療用シートおよびその製造方法が提供される。

Claims (17)

  1. 治療用シートであって、該治療用シートは、第1のナノファイバーシートおよび第2のナノファイバーシートを備え、該第2のナノファイバーシートはキトサンのヒドロゲルを含む、治療用シート。
  2. 前記第1のナノファイバーシートがナイロンナノファイバーである、請求項1に記載の治療用シート。
  3. 前記第2のナノファイバーシートの繊維径が120nm~350nmである、請求項1に記載の治療用シート。
  4. さらに基材シートを含み、該基材シートが、前記第1のナノファイバーシートと接している、請求項1に記載の治療用シート。
  5. 前記基材シートが親水化処理されている、請求項4に記載の治療用シート。
  6. 前記基材シートの親水化処理が、該基材シートを、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、および、シリコーン系界面活性剤からなる群から選択される親水化剤を含有する親水化処理溶液で処理することにより行われる、請求項5に記載の治療用シート。
  7. ナノファイバーシートを備える治療用シートであって、該ナノファイバーシートはキトサンのヒドロゲルを含む、治療用シート。
  8. 治療用シートの製造方法であって、該治療用シートは、第1のナノファイバーシート、第2のナノファイバーシート、および基材シートを備え、該第2のナノファイバーシートはキトサンを含み、ここで、該方法は、以下:
    (a)電界紡糸によって、該基材シート上に、該第1のナノファイバーシートを形成する工程;
    (b)電界紡糸によって、該第1のナノファイバーシート上に、該第2のナノファイバーシートを形成する工程;および
    (c)工程(b)で得られたシートを密封して冷却する工程;
    を包含する、方法。
  9. さらに、
    (d)工程(c)で冷却したシートを室温に戻す工程;
    を包含する、請求項8に記載の方法。
  10. 前記第1のナノファイバーシートがナイロンナノファイバーである、請求項8に記載の方法。
  11. 前記第2のナノファイバーシートの繊維径が120nm~350nmである、請求項8に記載の方法。
  12. 前記基材シートが予め親水化処理されている、請求項8に記載の方法。
  13. 前記基材シートの親水化処理が、該基材シートを、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、および、シリコーン系界面活性剤からなる群から選択される親水化剤を含有する親水化処理溶液で処理することにより行われる、請求項12に記載の方法。
  14. 治療用シートの製造方法であって、該治療用シートは、ナノファイバーシートおよび基材シートを備え、ここで、該ナノファイバーシートはキトサンを含み、ここで、該方法は、以下:
    (a)電界紡糸によって、該基材シート上に、ナノファイバーシートを形成する工程;および
    (b)工程(a)で得られたシートを密封して冷却する工程;
    を包含し、ここで、該基材シートが予め親水化処理されている、方法。
  15. さらに、
    (c)工程(b)で冷却したシートを室温に戻す工程;
    を包含する、請求項14に記載の方法。
  16. 前記ナノファイバーシートの繊維径が120nm~350nmである、請求項14に記載の方法。
  17. 前記基材シートの親水化処理が、該基材シートを、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、および、シリコーン系界面活性剤からなる群から選択される親水化剤を含有する親水化処理溶液で処理することにより行われる、請求項14に記載の方法。
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