WO2023176840A1 - 人工網膜及びその製造方法 - Google Patents

人工網膜及びその製造方法 Download PDF

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thin film
film sheet
fine fibers
artificial retina
dye
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哲也 内田
俊彦 松尾
Original Assignee
国立大学法人 岡山大学
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    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/14—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS 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
    • A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
    • A61L27/50—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials

Definitions

  • the present invention relates to an artificial retina to which an organic pigment compound that induces a receptor potential in response to optical stimulation is fixed in the optic nerve, and a method for manufacturing the same.
  • organic pigment compounds those that induce receptor potentials in response to optical stimulation are known in the optic nerve, particularly in the retinal nerve cells that constitute the optic nerve. Research into retinal replacement materials using such organic pigment compounds is underway.
  • Patent Document 1 describes a receptor potential inducing agent comprising an organic dye compound that induces a receptor potential in response to light stimulation in the optic nerve.
  • the receptor potential inducing agent can be used to treat visual disorders such as visual field narrowing, decreased visual acuity, and night blindness caused by retinal disorders associated with injury and disease, as well as drug addiction, neurological disorders in the visual center, retinal diseases, and certain It is said to be extremely useful as a material that replaces vision-related substances in retinal replacement materials, including artificial retinas, to alleviate or eliminate color vision defects caused by the lack of cone.
  • Patent Document 2 describes a method for manufacturing an artificial retina in which an organic pigment compound that induces a receptor potential in response to optical stimulation is fixed to a base material made of a polymer sheet. a bonding step in which the organic dye compound is chemically bonded to the substrate by immersing the substrate in a solution containing the organic dye; a first washing step in which the substrate to which the organic dye compound is chemically bonded is washed with water; and a first washing step. Later, a method for manufacturing a retinal prosthesis is described which includes a second cleaning step of cleaning the base material to which the organic dye compound is chemically bonded with an organic solvent. According to this, it is said that an artificial retina can be obtained that has excellent mechanical properties such as elongation at break, has good biocompatibility, and can induce receptor potentials with high sensitivity in response to optical stimulation. .
  • retinal prostheses described in these patent documents are those in which an organic dye compound is fixed to a polyethylene film or the like, and liquids such as body fluids and blood cannot pass therethrough.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and provides an artificial retina that can induce receptor potential in response to optical stimulation with high sensitivity and has improved biocompatibility due to its liquid permeability.
  • the purpose is to provide the following.
  • the above problem is an artificial retina in which an organic pigment compound is fixed to a thin film sheet, the organic pigment compound induces a receptor potential in response to light stimulation, and the thin film sheet has an average fiber diameter of 2.
  • the problem is solved by providing a retinal prosthesis, which is formed by connecting fine fibers of ⁇ 1000 nm to form a porous structure, and is characterized by having liquid permeability due to the porous structure.
  • the organic dye compound is fixed to the fine fibers of the thin film sheet through covalent bonds, and it is preferable that the fine fibers have biocompatibility.
  • the above-mentioned problem also provides a method for producing the retina prosthesis, in which the fine fibers having a carboxy group are modified with diamine, and the diamine-modified fine fibers are reacted with the organic pigment compound to fix the fibers.
  • the problem is solved by providing a method for manufacturing a retinal prosthesis, which comprises manufacturing a thin film sheet so that the fine fibers are connected to each other to form a porous structure.
  • the above-mentioned problem is directed to a method for manufacturing the retina prosthesis, in which a thin film sheet is produced so that the fine fibers are connected to each other to form a porous structure, and then the fine fibers having carboxy groups constituting the thin film sheet are
  • a method for producing an artificial retina which comprises modifying fibers with diamine, and reacting and fixing the organic pigment compound to the diamine-modified fine fibers constituting the thin film sheet. is also resolved.
  • a retinal prosthesis that can induce a receptor potential in response to optical stimulation with high sensitivity and has improved biocompatibility due to its liquid permeability.
  • Example 3 is a photograph of the TOCN porous material in Example 1.
  • 1 is a photograph of a dye-fixed thin film sheet in Example 1.
  • 1 is an EDX spectrum of the dye-fixed thin film sheet in Example 1.
  • 2 is a graph showing the amount of change in surface potential of the dye-fixed thin film sheet in Example 1.
  • 2 is an IR spectrum of a TOCN thin film sheet and a TOCN-COOH thin film sheet in Example 2.
  • 3 is a photograph of a dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet in Example 2.
  • 2 is an EDX spectrum of the dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet in Example 2.
  • 3 is a graph showing the amount of change in surface potential of the dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet in Example 2.
  • 3 shows the results of ultraviolet-visible absorbance measurements of the dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet in Example 2 and the conventional dye-fixed thin film.
  • the artificial retina of the present invention is an artificial retina in which an organic pigment compound is fixed to a thin film sheet, the organic pigment compound induces a receptor potential in response to light stimulation, and the thin film sheet has an average It is formed by connecting fine fibers with a fiber diameter of 2 to 1000 nm to form a porous structure, and is characterized by having liquid permeability due to the porous structure. Since it has a porous structure in which fine fibers with an average fiber diameter of 2 to 1000 nm are connected, it has liquid permeability and has the advantage of improved biocompatibility.
  • liquid permeability means that liquid penetrating from the surface of the artificial retina passes through to the back surface.
  • the organic dye compound used in the present invention is not particularly limited as long as it induces a receptor potential in response to optical stimulation, and examples thereof include acridine, azaannulene, azo, anthraquinone, indigo, and indans.
  • polymethine-based organic dye compounds include those exemplified as chemical formulas 1 to 17 in Patent No. 5090431, and those exemplified as chemical formula 2 (NK-10714) in JP-A-2020-146296. can be suitably used.
  • the thin film sheet in the retinal prosthesis of the present invention is formed by connecting fine fibers with an average fiber diameter of 2 to 1000 nm to form a porous structure.
  • a porous structure means a space formed by interconnecting fine fibers.
  • the porous structure is not particularly limited as long as pores are formed through which the liquid permeating from the surface of the thin film sheet passes to the back surface.
  • the porosity of the porous structure is not particularly limited, but is preferably 5 to 99.9%.
  • the porosity is more preferably 10% or more, even more preferably 20% or more, and particularly preferably 50% or more.
  • the porosity is more preferably 99% or less.
  • the porosity can be determined by the method described in Examples below.
  • the fine fibers used in the present invention are not particularly limited, and may be natural fibers such as cellulose, chitin, and chitosan, polyolefin fibers such as polyethylene and polypropylene, polyester fibers such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, and nylon fibers. Synthetic fibers such as polyamide fibers such as, polyvinyl alcohol fibers such as vinylon, etc., may also be used.
  • cellulose nanofiber (CNF) which is a representative natural fiber, has the advantage of improved biocompatibility with cells due to its good flexibility and excellent chemical and physical stability in vivo.
  • the material used for the retinal prosthesis of the present invention has biocompatibility, and therefore, the fine fibers are preferably biocompatible.
  • biocompatibility means that it can be used without causing deterioration to cells or the like.
  • the fine fibers are preferably made of natural fibers, and more preferably made of at least one selected from the group consisting of cellulose, chitin, and chitosan.
  • the average fiber diameter of the fine fibers is 2 to 1000 nm. If the average fiber diameter is less than 2 nm, there is a risk that the strength when producing a thin film sheet such that the fine fibers connect with each other to form a porous structure will be insufficient, so it is preferable that the average fiber diameter is 3 nm or more. More preferably, the thickness is 4 nm or more. On the other hand, if the average fiber diameter exceeds 1000 nm, it may be difficult to form a porous structure with liquid permeability, so the average fiber diameter is preferably 800 nm or less, more preferably 600 nm or less, and 500 nm or less. It is more preferably below, particularly preferably 400 nm or below.
  • the artificial retina of the present invention is made by immobilizing an organic pigment compound that induces a receptor potential in response to light stimulation.
  • the phrase "the organic dye compound is fixed” means that the organic dye compound is chemically fixed to the fine fibers in the thin film sheet.
  • the organic dye compound is fixed to the fine fibers via a covalent bond.
  • the covalent bond is not particularly limited, and may be an amide bond, an ester bond, an ether bond, a urethane bond, etc., and among them, an amide bond is preferred. Since the artificial retina of the present invention has a porous structure in which the fine fibers are connected, it is possible to fix a larger amount of the organic pigment compound than before, and improve resolution when used as an artificial retina. You can expect good results.
  • the contact angle of water to the surface of the retinal prosthesis is 50 to 90°. Having a water contact angle within this range has the advantage of improving biocompatibility.
  • the contact angle of water is more preferably 60° or more, even more preferably 70° or more, and particularly preferably 75° or more.
  • the contact angle of water is more preferably 85° or less, and even more preferably 80° or less.
  • the thickness of the retinal prosthesis of the present invention is preferably 5 to 100 ⁇ m. If the thickness is less than 5 ⁇ m, the strength may decrease, so it is more preferably 10 ⁇ m or more. On the other hand, if the thickness exceeds 100 ⁇ m, it may be difficult to insert into the eyeball, so the thickness is more preferably 80 ⁇ m or less, and even more preferably 60 ⁇ m or less.
  • the method for manufacturing the retinal prosthesis of the present invention is not particularly limited. Diamine modification is performed on the fine fibers having a carboxy group, and after the organic dye compound is reacted and fixed to the diamine-modified fine fibers, the fine fibers are connected to each other to form a porous structure.
  • a preferred embodiment is a method for manufacturing a retinal prosthesis (hereinafter sometimes referred to as the "first manufacturing method") in which a thin film sheet is manufactured as described above. Further, after producing a thin film sheet so that the fine fibers are connected to each other to form a porous structure, diamine modification is performed on the fine fibers having a carboxy group constituting the thin film sheet to form the thin film sheet.
  • a method for producing an artificial retina hereinafter sometimes referred to as the "second production method” in which the organic dye compound is reacted with and fixed to the diamine-modified fine fibers is also a preferred embodiment.
  • the first manufacturing method will be explained below.
  • the fine fibers having a carboxy group are modified with diamine.
  • the method for diamine modification is not particularly limited, but for example, a method in which the fine fibers having a carboxy group are reacted with ethylenediamine and DCC (N,N-dicyclohexylcarbodimide) is preferably employed.
  • ethylenediamine and DCC N,N-dicyclohexylcarbodimide
  • the carboxy group of the fine fibers is a COONa type salt
  • the dehydration condensation reaction with the amine may not progress sufficiently, so the carboxy group of the fine fibers is converted to the COOH type by acid treatment.
  • the acid treatment a method of immersing the fine fibers having a carboxy group in an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc. is suitably employed.
  • the organic dye compound is reacted with and fixed to the diamine-modified fine fibers.
  • the method of reacting the organic dye compound is not particularly limited, but for example, when the organic dye compound has a carboxyl group, a method of reacting using DCC in the same manner as the above diamine modification method is preferable. Adopted. As a result, the amino groups of the diamine-modified fine fibers and the carboxyl groups of the organic dye compound are dehydrated and condensed to form an amide bond, so that the diamine-modified fine fibers are bonded to the organic dye. Compounds can be immobilized.
  • the solvent used in the reaction is not particularly limited, but includes halogenated hydrocarbon solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, dichloroethane, trichloroethane, methylene chloride, chloroform, and carbon tetrachloride; pentane, hexane, heptane, octane, and cyclohexane.
  • halogenated hydrocarbon solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, dichloroethane, trichloroethane, methylene chloride, chloroform, and carbon tetrachloride; pentane, hexane, heptane, octane, and cyclohexane.
  • Saturated aliphatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, and xylene; Ether solvents such as dimethyl ether, ethyl methyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, and 1,4-dioxane; acetonitrile, propionic solvents, etc.; Examples include nitrile solvents such as nitrile and benzonitrile; aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone. Among them, at least one organic solvent selected from the group consisting of halogenated hydrocarbon solvents, saturated aliphatic hydrocarbon solvents, and aromatic hydrocarbon solvents is preferably used, and halogenated hydrocarbon solvents are more preferable. used for.
  • the retinal prosthesis of the present invention can be obtained by preparing a thin film sheet using fine fibers to which an organic dye compound is fixed so that the fine fibers are connected to each other to form a porous structure.
  • the method for producing the thin film sheet is not particularly limited, but a method in which the dispersion containing the fine fibers is formed into a sheet shape and then dried is suitably employed.
  • the method of forming the sheet into a sheet may be by pouring the dispersion containing the fine fibers into a container and forming the sheet into a sheet, or by applying the dispersion containing the fine fibers onto a base material and forming the sheet into a sheet. It may be a method.
  • a thin film sheet is produced by drying and removing the dispersion medium.
  • the drying method is not particularly limited, and natural drying, heat drying, freeze drying, etc. can be used as appropriate.
  • Water is preferably used as the dispersion medium, but an organic solvent may be included to an extent that the fixed organic dye compound is not dissolved.
  • the organic solvent the same solvents as those used in the above reaction can be used.
  • the concentration of fine fibers is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5% by weight. If the concentration of fine fibers is less than 0.01% by weight, it may not be possible to form it into a film, so it is more preferably 0.05% by weight or more, and even more preferably 0.1% by weight or more. On the other hand, if the concentration of fine fibers exceeds 5% by weight, density unevenness may occur and liquid permeability may become insufficient, so it is more preferably 3% by weight or less, and preferably 1% by weight or less. It is more preferable, and particularly preferably 0.8% by weight or less.
  • the dispersion containing the fine fibers may contain an adhesive polymer from the viewpoint of facilitating the connection of the fine fibers with each other.
  • the adhesive polymer include polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyethylene glycol, polyacrylamide, starch, carboxymethyl cellulose, etc., and it is preferable that it is biocompatible.
  • the concentration of the adhesive polymer is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 2% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight, More preferably, it is 0.1 to 0.8% by weight.
  • the second manufacturing method will be explained below.
  • the fine fibers having a carboxy group it is preferable to perform diamine modification on the fine fibers having a carboxy group, but the fine fibers are preferably connected to each other to form a porous structure. It is preferable to perform diamine modification after producing a thin film sheet. As a result, the fine fibers constituting the thin film sheet have amino groups.
  • the method for producing the thin film sheet and the method for performing the diamine modification the same method as the first manufacturing method is preferably employed.
  • the retinal prosthesis of the present invention can be obtained by reacting and fixing the organic dye compound to the diamine-modified fine fibers.
  • a method for reacting the organic dye compound a method similar to the first manufacturing method is suitably employed.
  • the artificial retina of the present invention is formed by immobilizing an organic pigment compound that induces a receptor potential in response to light stimulation.
  • an organic pigment compound that induces a receptor potential in response to light stimulation As shown in Japanese Patent No. 5090431, one of the inventors, Matsuo et al., constructed the optic nerve, in particular the optic nerve, using an organic dye compound that induces a receptor potential in response to light stimulation. It has been confirmed that significant receptor potentials were observed as intracellular potentials in retinal neurons. Therefore, it can be seen that a membrane on which an organic pigment compound that induces a receptor potential in response to light stimulation is fixed is useful as an artificial retina.
  • the retinal prosthesis of the present invention has a porous structure in which the fine fibers are connected, and is therefore liquid permeable. It allows blood, etc.
  • a preferred embodiment is one that is used in close contact with the retinal tissue, and is used as a very useful retinal prosthesis in both clinical and non-clinical tests.
  • a polymethine-based organic dye compound represented by the following formula and manufactured by Hayashibara Co., Ltd. as "NK-5962" was used as the organic dye compound.
  • Example 1 [Preparation of TOCN porous material] Distilled water was added to RheoCrysta (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., solid content 2.0 wt%, average fiber diameter 4 nm), which is cellulose nanofiber (TOCN: TEMPO oxidized CNF) having a carboxyl group, so that the TOCN concentration was 1.0 wt%. , ultrasonic irradiation was performed for 1 hour using a tabletop ultrasonic cleaner (manufactured by BRANSON, 2510J-MT) to prepare an aqueous TOCN dispersion.
  • RheoCrysta manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., solid content 2.0 wt%, average fiber diameter 4 nm
  • TOCN TEMPO oxidized CNF
  • the TOCN porous material bound with ethylenediamine (hereinafter referred to as "diamine-modified porous material") was taken out and washed by filtration using chlorobenzene. The diamine-modified porous material was not dried and the next step, dye fixation, was carried out.
  • the dispersion was transferred to a PFA Petri dish and dried at 40°C, washed with methanol, and air-dried to produce a dye-fixed thin film sheet.
  • the thickness of the obtained dye-fixed thin film sheet was about 30 ⁇ m.
  • a photograph of the obtained dye-fixed thin film sheet is shown in FIG.
  • Example 2 [Preparation of TOCN-COOH thin film sheet] Distilled water was added to RheoCrysta (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., solid content 2.0 wt%, average fiber diameter 4 nm), which is cellulose nanofiber (TOCN: TEMPO oxidized CNF) having a carboxyl group, so that the TOCN concentration was 0.2 wt%. , the homogenizer was irradiated for 1 hour. Subsequently, ultrasonic irradiation was performed for 1 hour using a tabletop ultrasonic cleaner to prepare an aqueous TOCN dispersion.
  • RheoCrysta manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., solid content 2.0 wt%, average fiber diameter 4 nm
  • TOCN cellulose nanofiber
  • the homogenizer was irradiated for 1 hour.
  • ultrasonic irradiation was performed for 1 hour using a table
  • the TOCN dispersion was transferred to a PFA Petri dish and dried at 50°C to produce a TOCN thin film sheet.
  • the TOCN thin film sheet was cut into a size of 1.5 cm x 1.5 cm, and the TOCN thin film sheet was left standing in 0.01 M hydrochloric acid for 30 minutes in order to convert the carboxyl group from COONa type to COOH type.
  • a TOCN-COOH thin film sheet was prepared by washing with distilled water until neutral and air drying.
  • the thin film sheet bound with ethylenediamine (hereinafter referred to as "diamine modified TOCN-COOH thin film sheet") was taken out and washed using chlorobenzene.
  • the diamine-modified TOCN-COOH thin film sheet was not dried and the next step, dye fixation, was carried out.
  • a diamine-modified TOCN-COOH thin film sheet was added, and the mixture was reacted for 48 hours with stirring at 50 rpm in a constant temperature shaking water bath at 35°C.
  • the thin film sheet bound with the photoelectric conversion dye (hereinafter referred to as "dye-immobilized TOCN-COOH thin film sheet") was taken out, washed with chlorobenzene, and then air-dried. It was washed with chlorobenzene and the color of chlorobenzene was checked every hour. If chlorobenzene was colored, it was washed again for 1 hour, and if it was not colored, washing was completed and air-dried.
  • the thickness of the obtained dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet was about 30 ⁇ m. A photograph of the obtained dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet is shown in FIG.
  • Liquid permeability was evaluated by the same method as in Example 1. As a result, the weight of the filter paper before dropping was 0.0135 g, and the weight of the filter paper after dropping was 0.0288 g, and it was confirmed that the liquid had penetrated because the weight of the filter paper on the opposite side increased. Therefore, the dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet was found to have liquid permeability.
  • the dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet maintains its thin film form without dispersing after being hydrated with physiological saline, and can be used in vivo without tearing.
  • UV-visible absorbance measurement Using a UV-visible spectrophotometer (V-750, manufactured by JASCO Corporation) equipped with an integrating sphere unit (PIV-75, manufactured by JASCO Corporation), the absorbance of the dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet prepared in Example 2 was measured. It was measured. The obtained ultraviolet-visible absorbance measurement results are shown in FIG. The absorbance at the peak top of the dye-fixed TOCN-COOH thin film sheet was 1.104. On the other hand, the absorbance of a thin film with dye fixed on a polyethylene film measured as a comparison was about 0.1, indicating that the amount of dye fixed has increased.

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Abstract

薄膜シートに有機色素化合物が固定されてなる人工網膜であって、前記有機色素化合物が光刺激に応じた受容器電位を誘発するものであり、前記薄膜シートが、平均繊維径２～１０００ｎｍの微細繊維が連結されて多孔構造が形成されてなるものであり、前記多孔構造により液体透過性を有する人工網膜であることを特徴とする。これにより、光刺激に応じた受容器電位を高感度で誘発することができ、液体透過性を有することから生体適合性を向上させた人工網膜が提供される。

Description

人工網膜及びその製造方法
　本発明は、視神経において、光刺激に応じた受容器電位を誘発する有機色素化合物が固定された人工網膜及びその製造方法に関する。
　有機色素化合物の中でも、視神経、特に視神経を構成する網膜神経細胞において、光刺激に応じた受容器電位を誘発するものが知られている。このような有機色素化合物を用いた網膜代替用材の研究が進められている。
　特許文献１には、視神経において、光刺激に応じた受容器電位を誘発する有機色素化合物を含んでなる受容器電位誘発剤が記載されている。これによれば、当該受容器電位誘発剤は、傷病に伴う網膜の障害に起因する視野狭窄、視力低下、夜盲などの視覚障害や、薬物中毒、視覚中枢の神経障害、網膜の疾患、特定の錘体の欠如に起因する色覚異常を緩和したり解消するための人工網膜をはじめとする網膜代替用材において、視覚関連物質を代替する材料として極めて有用であるとされている。
　また、特許文献２には、光刺激に応じた受容器電位を誘発する有機色素化合物が、高分子シートで構成した基材に固定されている人工網膜の製造方法であって、有機色素化合物を含む溶液に基材を浸漬させて基材に有機色素化合物を化学結合させる結合工程と、有機色素化合物が化学結合された基材を水で洗浄する第１の洗浄工程と、第１の洗浄工程後に、有機色素化合物が化学結合された基材を有機溶媒で洗浄する第２の洗浄工程とを有する人工網膜の製造方法が記載されている。これによれば、破断伸度等の機械的特性に優れ、生体親和性が良好であり、光刺激に応じた受容器電位を高感度で誘発することのできる人工網膜が得られるとされている。
　しかしながら、これら特許文献に記載の人工網膜は、ポリエチレンフィルム等に有機色素化合物が固定されたものであり、体液や血液等の液体が通過するものではなかった。
特開２００４－１２１２９２号公報 ＷＯ２０１５／１５２２３３号
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、光刺激に応じた受容器電位を高感度で誘発することができ、液体透過性を有することから生体適合性を向上させた人工網膜を提供することを目的とするものである。
　上記課題は、薄膜シートに有機色素化合物が固定されてなる人工網膜であって、前記有機色素化合物が光刺激に応じた受容器電位を誘発するものであり、前記薄膜シートが、平均繊維径２～１０００ｎｍの微細繊維が連結されて多孔構造が形成されてなるものであり、前記多孔構造により液体透過性を有することを特徴とする人工網膜を提供することによって解決される。
　このとき、前記薄膜シートにおける前記微細繊維に前記有機色素化合物が共有結合を介して固定されてなることが好適であり、前記微細繊維が生体適合性を有するものであることが好適である。
　また、上記課題は、前記人工網膜の製造方法であって、カルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行い、ジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定した後に、前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製することを特徴とする人工網膜の製造方法を提供することによって解決される。
　更に、上記課題は、前記人工網膜の製造方法であって、前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製した後に、前記薄膜シートを構成するカルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行い、前記薄膜シートを構成するジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定することを特徴とする人工網膜の製造方法を提供することによっても解決される。
　本発明により、光刺激に応じた受容器電位を高感度で誘発することができ、液体透過性を有することから生体適合性を向上させた人工網膜を提供することができる。
実施例１におけるTOCN多孔体の写真である。 実施例１における色素固定薄膜シートの写真である。 実施例１における色素固定薄膜シートのEDXスペクトルである。 実施例１における色素固定薄膜シートの表面電位変化量を示したグラフである。 実施例２におけるTOCN薄膜シートとTOCN-COOH薄膜シートのIRスペクトルである。 実施例２における色素固定TOCN-COOH薄膜シートの写真である。 実施例２における色素固定TOCN-COOH薄膜シートのEDXスペクトルである。 実施例２における色素固定TOCN-COOH薄膜シートの表面電位変化量を示したグラフである。 実施例２における色素固定TOCN-COOH薄膜シートと従来の色素固定薄膜の紫外可視吸光度測定結果である。
　本発明の人工網膜は、薄膜シートに有機色素化合物が固定されてなる人工網膜であって、前記有機色素化合物が光刺激に応じた受容器電位を誘発するものであり、前記薄膜シートが、平均繊維径２～１０００ｎｍの微細繊維が連結されて多孔構造が形成されてなるものであり、前記多孔構造により液体透過性を有することを特徴とするものである。平均繊維径２～１０００ｎｍの微細繊維が連結された多孔構造を有するため液体透過性を有し、生体適合性が向上する利点を有する。本発明において液体透過性とは、人工網膜の表面から浸透した液体が裏面まで通過することを意味するものである。
　本発明で用いられる有機色素化合物としては、光刺激に応じた受容器電位を誘発するものであれば特に限定されず、例えば、アクリジン系、アザアヌレン系、アゾ系、アントラキノン系、インジゴ系、インダンスレン系、オキサジン系、キサンテン系、クマリン系、ジオキサジン系、チアジン系、チオインジゴ系、テトラポルフィラジン系、トリフェニルメタン系、トリフェノチアジン系、ナフトキノン系、フタロシアニン系、ベンゾキノン系、ベンゾピラン系、ベンゾフラノン系、ポリメチン系、ポルフィリン系、ローダミン系のものが挙げられる。中でも、ポリメチン系の有機色素化合物が好適に使用される。ポリメチン系の有機色素化合物の具体例としては、特許第５０９０４３１号において化学式１～１７として例示されているものや、特開２０２０－１４６２９６号公報において化学式２（ＮＫ－１０７１４）として例示されているものを好適に使用することができる。
　本発明の人工網膜における薄膜シートは、平均繊維径２～１０００ｎｍの微細繊維が連結されて多孔構造が形成されてなるものである。本発明において多孔構造とは、微細繊維同士が連結して形成される空間を意味するものである。多孔構造としては、薄膜シートの表面から浸透した液体が裏面まで通過する孔が形成されるのであれば特に限定されない。前記多孔構造の空隙率としては特に限定されないが、５～９９．９％であることが好ましい。空隙率としては、１０％以上であることがより好ましく、２０％以上であることが更に好ましく、５０％以上であることが特に好ましい。一方、空隙率は９９％以下であることがより好ましい。空隙率は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
　本発明で用いられる微細繊維としては特に限定されず、セルロース、キチン、キトサン等の天然繊維であってもよいし、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維、ナイロンなどのポリアミド繊維、ビニロンなどのポリビニルアルコール繊維等の合成繊維であってもよい。中でも、天然繊維の代表としてのセルロースナノファイバー（ＣＮＦ）は、柔軟性が良好であることから細胞等に対する生体適合性が向上し、生体内での化学的・物理的安定性にも優れる利点を有する。本発明の人工網膜に用いられる材料が生体適合性を有することは重要な特徴点であり、したがって、前記微細繊維としては生体適合性を有するものであることが好ましい。なお、生体適合性とは細胞等に対して劣化させることなく使用できることを意味するものである。かかる観点から、前記微細繊維としては、天然繊維からなるものであることが好ましく、セルロース、キチン及びキトサンからなる群から選択される少なくとも１種からなるものであることがより好ましい。
　前記微細繊維の平均繊維径は２～１０００ｎｍである。平均繊維径が２ｎｍ未満の場合、微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製した際の強度が不足するおそれがあり、平均繊維径は３ｎｍ以上であることが好ましく、４ｎｍ以上であることがより好ましい。一方、平均繊維径が１０００ｎｍを超える場合、液体透過性を有する多孔構造の形成が困難となるおそれがあり、平均繊維径は８００ｎｍ以下であることが好ましく、６００ｎｍ以下であることがより好ましく、５００ｎｍ以下であることが更に好ましく、４００ｎｍ以下であることが特に好ましい。
　本発明の人工網膜は、光刺激に応じた受容器電位を誘発する有機色素化合物が固定されてなるものである。本発明において、前記有機色素化合物が固定されてなるとは、前記薄膜シートにおける前記微細繊維に前記有機色素化合物が化学固定されてなることを意味するものである。前記微細繊維に前記有機色素化合物が共有結合を介して固定されてなることが好適な実施態様である。前記共有結合としては特に限定されず、アミド結合、エステル結合、エーテル結合、ウレタン結合等であってもよく、中でも、アミド結合が好ましい。本発明の人工網膜は、前記微細繊維が連結された多孔構造を有することから、前記有機色素化合物の固定量を従来よりも多くすることが可能となり、人工網膜として用いた際の解像度を向上させる効果が期待できる。
　本発明の人工網膜は、人工網膜表面に対する水の接触角が５０～９０°であることが好ましい。水の接触角がこのような範囲にあることで、生体適合性が向上する利点を有する。水の接触角としては、６０°以上であることがより好ましく、７０°以上であることが更に好ましく、７５°以上であることが特に好ましい。一方、水の接触角は８５°以下であることがより好ましく、８０°以下であることが更に好ましい。
　本発明の人工網膜の厚みとしては、５～１００μｍであることが好ましい。厚みが５μｍ未満の場合、強度が低下するおそれがあり、１０μｍ以上であることがより好ましい。一方、厚みが１００μｍを超える場合、眼球内への挿入が困難となるおそれがあり、８０μｍ以下であることがより好ましく、６０μｍ以下であることが更に好ましい。
　本発明の人工網膜の製造方法としては特に限定されない。カルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行い、ジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定した後に、前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製する人工網膜の製造方法（以下、「第１の製造方法」と呼ぶことがある）が好適な実施態様である。また、前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製した後に、前記薄膜シートを構成するカルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行い、前記薄膜シートを構成するジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定する人工網膜の製造方法（以下、「第２の製造方法」と呼ぶことがある）も好適な実施態様である。
　以下、第１の製造方法について説明する。第１の製造方法において、カルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行うことが好ましい。これにより、ジアミン修飾された前記微細繊維と前記有機色素化合物との反応を容易に行うことができる。ジアミン修飾を行う方法としては特に限定されないが、例えば、カルボキシ基を有する前記微細繊維に対して、エチレンジアミンとＤＣＣ（Ｎ，Ｎ－ｄｉｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ）を用いて反応させる方法が好適に採用される。これにより、カルボキシ基とアミンとが脱水縮合してアミド結合が形成され、得られるジアミン修飾された前記微細繊維がアミノ基を有することになる。
　なお、ジアミン修飾を行う前に、カルボキシ基を有する前記微細繊維を酸処理することも好適な実施態様である。微細繊維が有するカルボキシ基がＣＯＯＮａ型のような塩である場合、アミンとの脱水縮合反応の進行が不十分となるおそれがあるため、酸処理により微細繊維が有するカルボキシ基をＣＯＯＨ型に変換しておくことが好適な実施態様である。酸処理としては、塩酸、硫酸、硝酸等の酸にカルボキシ基を有する前記微細繊維を浸漬させる方法が好適に採用される。
　次いで、ジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定することが好ましい。前記有機色素化合物を反応させる方法としては特に限定されないが、例えば、有機色素化合物がカルボキシ基を有する場合には、上記ジアミン修飾を行う方法と同様にして、ＤＣＣを用いて反応させる方法が好適に採用される。これにより、ジアミン修飾された前記微細繊維が有するアミノ基と、前記有機色素化合物が有するカルボキシ基とが脱水縮合してアミド結合が形成されることにより、ジアミン修飾された前記微細繊維に前記有機色素化合物を固定することができる。
　前記反応に用いられる溶媒としては特に限定されないが、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系炭化水素溶媒；ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素系溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶媒；ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４－ジオキサンなどのエーテル系溶媒；アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル系溶媒；ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ－メチルピロリドンなどの非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。中でも、ハロゲン系炭化水素溶媒、飽和脂肪族炭化水素系溶媒、及び芳香族炭化水素系溶媒からなる群から選択される少なくとも１種の有機溶媒が好適に使用され、ハロゲン系炭化水素溶媒がより好適に使用される。
　更に、有機色素化合物が固定された微細繊維に対して、前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製することにより、本発明の人工網膜を得ることができる。前記薄膜シートを作製する方法としては特に限定されないが、前記微細繊維を含む分散液をシート状にした後に乾燥させる方法が好適に採用される。シート状にする方法としては、前記微細繊維を含む分散液を容器内に流し込んでシート状にする方法でもよいし、基材上に前記微細繊維を含む分散液を塗工してシート状にする方法でもよい。シート状にした後に、乾燥させて分散媒を除去することにより薄膜シートが作製される。乾燥する方法としては特に限定されず、自然乾燥、加熱乾燥、凍結乾燥等を適宜採用することができる。分散媒としては水が好適に用いられるが、固定された有機色素化合物を溶解させない程度に有機溶媒が含まれていても構わない。有機溶媒としては、前記反応に用いられる溶媒と同様のものを用いることができる。
　前記微細繊維を含む分散液において、微細繊維の濃度としては特に限定されないが、０．０１～５重量％であることが好ましい。微細繊維の濃度が０．０１重量％未満の場合、フィルム状に成型できないおそれがあり、０．０５重量％以上であることがより好ましく、０．１重量％以上であることが更に好ましい。一方、微細繊維の濃度が５重量％を超える場合、密度ムラが生じて液体透過性が不十分となるおそれがあり、３重量％以下であることがより好ましく、１重量％以下であることが更に好ましく、０．８重量％以下であることが特に好ましい。
　前記微細繊維を含む分散液において、微細繊維同士が連結しやすくする観点から、接着性高分子が含まれていてもよい。前記接着性高分子としては、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、澱粉、カルボキシメチルセルロース等が挙げられ、生体適合性を有するものであることが好ましい。前記微細繊維を含む分散液において、前記接着性高分子の濃度としては特に限定されないが、０．０１～２重量％であることが好ましく、０．０５～１重量％であることがより好ましく、０．１～０．８重量％であることが更に好ましい。
　以下、第２の製造方法について説明する。第２の製造方法においても、第１の製造方法と同様に、カルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行うことが好ましいが、前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製した後にジアミン修飾を行うことが好ましい。これにより、前記薄膜シートを構成する前記微細繊維がアミノ基を有することになる。前記薄膜シートを作製する方法、及び前記ジアミン修飾を行う方法としては、第１の製造方法と同様の方法が好適に採用される。
　なお、ジアミン修飾における脱水縮合反応を円滑に進める観点から、ジアミン修飾を行う前に、前記薄膜シートを酸処理することも好適な実施態様である。酸処理する方法としては、第１の製造方法と同様の方法が好適に採用される。
　次いで、ジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定することにより、本発明の人工網膜を得ることができる。前記有機色素化合物を反応させる方法としては、第１の製造方法と同様の方法が好適に採用される。
　本発明の人工網膜は、光刺激に応じた受容器電位を誘発する有機色素化合物が固定されてなるものである。特許第５０９０４３１号において示されているように、本発明者らの１人である松尾らは、光刺激に応じた受容器電位を誘発する有機色素化合物を用いて、視神経、特に、視神経を構成する網膜神経細胞において、顕著な受容器電位が細胞内電位として観察されたことを確認している。したがって、光刺激に応じた受容器電位を誘発する有機色素化合物が固定されてなる膜が人工網膜として有用であることが分かる。特に、本発明の人工網膜は、前記微細繊維が連結された多孔構造を有するため液体透過性を有することを特徴としており、従来の液体透過性を有さない人工網膜と比較して、体液や血液等を通過させることが可能となり生体適合性を向上させたものである。このことから、本発明の人工網膜を網膜組織に密着させた際の当該網膜組織の劣化を抑制することが可能となる。したがって、網膜組織に密着させて用いられるものであることが好適な実施態様であり、臨床試験においても非臨床試験においても非常に有用な人工網膜として用いられる。
　以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。実施例中、有機色素化合物は、株式会社林原から「ＮＫ－５９６２」として報告、製造されている下記式で示されるポリメチン系の有機色素化合物を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
実施例１
［TOCN多孔体の作製］
　カルボキシ基を有するセルロースナノファイバー（TOCN：TEMPO酸化CNF）であるレオクリスタ（第一工業製薬社製、固形分2.0wt%、平均繊維径4nm）にTOCN濃度1.0wt%となるように蒸留水を加え、卓上型超音波洗浄器（BRANSON社製、2510J-MT）を用いて1時間超音波照射を行い、TOCN水分散液を作製した。自転・公転ミキサー（THINKY社製、AR-100）を用いて30分間の脱泡を行った後、分散液をステンレスシャーレに移して冷凍庫で一晩静置した。凍結乾燥機（EYELA社製、FDU-1200）を用いて凍結乾燥を行い、TOCN多孔体を作製した。得られたTOCN多孔体の写真を図１に示す。下記式により算出した空隙率は99%であり、高比表面積を有していることが確認できた。
［ジアミン修飾］
　200mL共栓型三角フラスコに、ピンセットで5mm程度にほぐしたTOCN多孔体0.1g、エチレンジアミン2.6μL（4.0×10-5mol)、溶媒としてクロロベンゼン75mL、脱水縮合剤のN,N’-ジシクロへキシルカルボジイミド（DCC）8.25×10-3g（4.0×10-5mol）を加えた。35℃の恒温振盪水槽（EYELA社製、NTS-4000AM）に入れ、50rpmで撹拌しながら48時間反応させた。エチレンジアミンを結合させたTOCN多孔体（以下、「ジアミン修飾多孔体」）を取り出し、クロロベンゼンを用いて濾過により洗浄した。ジアミン修飾多孔体は乾燥させず、次の工程である色素固定を行った。
［色素固定］
　200mL共栓型三角フラスコに光電変換色素（株式会社林原製、NK-5962）2.0×10-2g（4.0×10-5mol）、溶媒としてクロロベンゼン75mL、脱水縮合剤のDCC8.25×10-3g（4.0×10-5mol）を加えた。卓上型超音波洗浄器を用いて30分間超音波照射を行い、色素を分散させた。続いて、ジアミン修飾多孔体を加え、35℃の恒温振盪水槽中で50rpmで撹拌しながら48時間反応させた。光電変換色素を結合させたTOCN多孔体（以下、「色素固定多孔体」）を取り出し、濾過によりクロロベンゼンで洗浄し、自然乾燥させた。
［色素固定薄膜シートの作製］
　100mLナスフラスコにPVA粉末（シグマアルドリッチ社製、けん化度99%以上、平均分子量89,000～98,000）0.1gを量り取り、PVA濃度0.5 wt%となるように蒸留水を加え、還流下の95℃のオイルバスで完全に溶解させた後、室温まで放冷しPVA水溶液を作製した。100 mLビーカーに色素固定多孔体0.1g、PVA水溶液（濃度0.5wt%）を加え、全体が50mLとなるように蒸留水を加えた。卓上型超音波洗浄器を用いて1時間超音波照射を行い、重量比がTOCN：PVA＝1：1の水分散液を作製した。分散液をPFAシャーレに移して40℃で乾燥させ、メタノールで洗浄し自然乾燥を行い、色素固定薄膜シートを作製した。得られた色素固定薄膜シートの厚みは約３０μｍであった。得られた色素固定薄膜シートの写真を図２に示す。
［エネルギー分散型X線分析（EDX）による元素分析］
　作製した色素固定薄膜シートに色素が化学固定されていることを確認するため、エネルギー分散型X線分光（EDX）装置を導入した走査型電子顕微鏡（日本電子社製、JSM-IT100）を用いて色素固定薄膜シートの元素分析を行った。加速電圧は5keV、照射電流は60probe current（P.C.）とした。また、SEM観察を行う前にイオンコーター（エイコー社製、IB-3）を用いて試料表面にAu蒸着を行った。EDXスペクトルを図３に示す。色素固定薄膜シート表面において、COONa型のカルボキシ基由来のNaの大きなピーク、色素由来のBrのピーク、色素およびアミド結合由来のNの小さなピークが観測された。したがって、色素固定薄膜シートにおいて色素が化学固定されていることが確認できた。
［液体透過性の評価］
　液体透過性の有無を評価するため、色素固定薄膜シートを濾紙で挟み、片側からリン酸緩衝生理食塩水（PBS、pH7.2）を滴下し、反対側の濾紙の重量を測定した。その結果、滴下前の濾紙の重量が0.0140g、滴下後の濾紙の重量が0.0252gであり、反対側の濾紙の重量が増加したため、液体が貫通したことを確認できた。したがって、色素固定薄膜シートは液体透過性を有することが分かった。
［光誘起表面電位測定］
　作製した色素固定薄膜シートが光を受けて電位を生じることを確認するため、走査型ケルビンプローブ(KP Technology社製、 SKP5050）を用いて光誘起表面電位測定を行った。装置は大気圧置換型デシケーター内に設置した。光強度は、Surface photovoltage spectroscopy（SPS）モジュール（KP Technology社製、SPS040）を用いて制御し、照射光の強度を変えながら行うSPV（Surface Photo Voltage）モードで測定した。光強度0-5000 arbitrary units（arb. Units）の範囲で100arb. unitsずつ増加させながら光を照射し、表面電位変化量を測定した。得られた測定結果を図４に示す。
実施例２
［TOCN-COOH薄膜シートの作製］
　カルボキシ基を有するセルロースナノファイバー（TOCN：TEMPO酸化CNF）であるレオクリスタ（第一工業製薬社製、固形分2.0wt%、平均繊維径4nm）にTOCN濃度0.2wt%となるように蒸留水を加え、ホモジナイザーを1時間照射した。続いて、卓上型超音波洗浄器を用いて1時間超音波照射を行い、TOCN水分散液を作製した。TOCN分散液をPFAシャーレに移して50℃で乾燥させ、TOCN薄膜シートを作製した。TOCN薄膜シートを1.5cm×1.5cmに切り出し、カルボキシ基をCOONa型からCOOH型に変換するため、TOCN薄膜シートを0.01Mの塩酸中に30分間静置した。蒸留水で中性になるまで洗浄し、自然乾燥を行い、TOCN-COOH薄膜シートを作製した。作製したTOCN-COOH薄膜シートの有するカルボキシ基がCOOH型に変換されたことを確認するため、フーリエ変換赤外分光光度計（SHIMADZU社製、IRAffinity-1S）を用いて、TOCN薄膜シートとTOCN-COOH薄膜シートの赤外分光法（IR）測定を行った。得られたIRスペクトルを図５に示す。
［ジアミン修飾］
　200mL共栓型三角フラスコに、TOCN-COOH薄膜シート、エチレンジアミン2.6μL（4.0×10-5mol）、溶媒としてクロロベンゼン75mL、脱水縮合剤のN,N’-ジシクロへキシルカルボジイミド（DCC）8.25×10-3g（4.0×10-5mol）を加えた。35℃の恒温振盪水槽（EYELA社製、NTS-4000AM）に入れ、50rpmで撹拌しながら48時間反応させた。エチレンジアミンを結合させた薄膜シート（以下、「ジアミン修飾TOCN-COOH薄膜シート」）を取り出し、クロロベンゼンを用いて洗浄した。ジアミン修飾TOCN-COOH薄膜シートは乾燥させず、次の工程である色素固定を行った。
［色素固定］
　200mL共栓型三角フラスコに光電変換色素（株式会社林原製、NK-5962）2.0×10-2g（4.0×10-5mol）、溶媒としてクロロベンゼン75mL、脱水縮合剤のDCC8.25×10-3g（4.0×10-5mol）を加えた。卓上型超音波洗浄器を用いて30分間超音波照射を行い、色素を分散させた。続いて、ジアミン修飾TOCN-COOH薄膜シートを加え、35℃の恒温振盪水槽中で50rpmで撹拌しながら48時間反応させた。光電変換色素を結合させた薄膜シート（以下、「色素固定TOCN-COOH薄膜シート」）を取り出し、クロロベンゼンで洗浄した後、自然乾燥を行った。クロロベンゼンで洗浄し、１時間毎にクロロベンゼンの色を確認した。クロロベンゼンが着色していた場合は再度１時間洗浄、着色していない場合は洗浄の完了とし、自然乾燥を行った。得られた色素固定TOCN-COOH薄膜シートの厚みは約３０μｍであった。得られた色素固定TOCN-COOH薄膜シートの写真を図６に示す。
［エネルギー分散型X線分析（EDX）による元素分析］
　実施例１と同様の方法により、色素固定TOCN-COOH薄膜シートの元素分析を行った。EDXスペクトルを図７に示す。色素固定TOCN-COOH薄膜シート表面において、COONa型のカルボキシ基由来のNaのピークは観測されず、色素由来のBrのピーク、色素およびアミド結合由来のNのピークが大きく観測された。したがって、色素固定TOCN-COOH薄膜シートは色素が化学固定されていることが確認できた。また、実施例１の色素固定薄膜シートの元素分析結果と比較して、BrとNのピークは大きく観測されており、より多くの色素が化学固定されていると考えられる。
［液体透過性の評価］
　実施例１と同様の方法により、液体透過性の評価を行った。その結果、滴下前の濾紙の重量が0.0135g、滴下後の濾紙の重量が0.0288gであり、反対側の濾紙の重量が増加したため、液体が貫通したことを確認できた。したがって、色素固定TOCN-COOH薄膜シートは液体透過性を有することが分かった。色素固定TOCN-COOH薄膜シートは生理食塩水を含水した後、分散することなく薄膜状を維持しており、生体内でも破れることなく使用が可能である。
［光誘起表面電位測定］
　実施例１と同様の方法により、色素固定TOCN-COOH薄膜シートの光誘起表面電位測定を行った。得られた測定結果を図８に示す。
［紫外可視吸光度測定］
　積分球ユニット（日本分光社製、PIV-75）を導入した紫外可視分光光度計（日本分光製、V-750）を用いて、実施例２で作製した色素固定TOCN-COOH薄膜シートの吸光度を測定した。得られた紫外可視吸光度測定結果を図９に示す。色素固定TOCN-COOH薄膜シートのピークトップにおける吸光度は1.104であった。一方、比較として測定したポリエチレンフィルムに色素固定した薄膜の吸光度は約0.1程度であり、色素固定量が増加していることが分かる。

 

Claims (5)

  1. 　薄膜シートに有機色素化合物が固定されてなる人工網膜であって、
    前記有機色素化合物が光刺激に応じた受容器電位を誘発するものであり、
    前記薄膜シートが、平均繊維径２～１０００ｎｍの微細繊維が連結されて多孔構造が形成されてなるものであり、
    前記多孔構造により液体透過性を有することを特徴とする人工網膜。
  2. 　前記薄膜シートにおける前記微細繊維に前記有機色素化合物が共有結合を介して固定されてなる請求項１に記載の人工網膜。
  3. 　前記微細繊維が生体適合性を有するものである請求項１又は２に記載の人工網膜。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の人工網膜の製造方法であって、
    カルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行い、
    ジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定した後に、
    前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製することを特徴とする人工網膜の製造方法。
  5. 　請求項１～３のいずれかに記載の人工網膜の製造方法であって、
    前記微細繊維同士が連結して多孔構造を形成するように薄膜シートを作製した後に、
    前記薄膜シートを構成するカルボキシ基を有する前記微細繊維に対してジアミン修飾を行い、
    前記薄膜シートを構成するジアミン修飾された前記微細繊維に対して前記有機色素化合物を反応させて固定することを特徴とする人工網膜の製造方法。

     
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ALAMUSI; MATSUO TOSHIHIKO; HOSOYA OSAMU; TSUTSUI KIMIKO M.; UCHIDA TETSUYA: "Behavior tests and immunohistochemical retinal response analyses in RCS rats with subretinal implantation of Okayama-University-type retinal prosthesis", JOURNAL OF ARTIFICIAL ORGANS, SPRINGER VERLAG, TOKYO, JP, vol. 16, no. 3, 26 March 2013 (2013-03-26), JP , pages 343 - 351, XP035355359, ISSN: 1434-7229, DOI: 10.1007/s10047-013-0697-1 *
TOSHIHIKO MATSUO ; TETSUYA UCHIDA ; KENICHI TAKARABE: "Safety, efficacy, and quality control of a photoelectric dye-based retinal prosthesis (Okayama University-type retinal prosthesis) as a medical device", JOURNAL OF ARTIFICIAL ORGANS ; THE OFFICIAL JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY FOR ARTIFICIAL ORGANS, SPRINGER-VERLAG, TO, vol. 12, no. 4, 25 December 2009 (2009-12-25), To , pages 213 - 225, XP019763135, ISSN: 1619-0904, DOI: 10.1007/s10047-009-0471-6 *
TOSHIHIKO MATSUO: "Iryo to Gazo Shori Okayama Daigaku Hoshiki no Jinko Momaku no Shisakuhin Koden Henkan Shikiso o Polyethylene Film ni Kotei shita Jinko Momaku no Kaihatsu", GAZO RABO = IMAGE LABORATORY, NIHON KOGYO SHUPPAN, TOKYO,, JP, vol. 17, no. 9, 1 September 2006 (2006-09-01), JP , pages 36 - 40, XP008185296, ISSN: 0915-6755 *

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