JPH021287A - 生体適合性材料、これを用いた医用材料およびマイクロカプセルならびにそれらの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は新規な生体適合性材料、これを用いた医用材料
およびマイクロカプセルならびにそれらの製法に関する
。

本発明の生体適合性材料、医用材料およびマイクロカプ
セルは生体由来の物質を原料とするため生体に無害であ
り、医療品、化粧品および食品などの分野に利用される
。

［従来の技術およびその問題点コ 従来より医用材料として各種合成高分子が取り上げられ
、生体内・外の器官の機能補助、生体内への埋入や組織
支持等に用いられて来たが、細胞親和性と抗血栓性の要
求を同時に満足する材料はなかなか得られないため、か
ねてから生体由来の＋４料を用いることによりこの両者
を克服する可能性のある医用材料を製造する試みがなさ
れて来た。

このうち代表的なものは生体に多量に存在する構造タン
パク質のコラーゲンである。線維化したポリメリックな
コラーゲンや線維化しないまでも未変性である二重鎖へ
リックスの分子状コラーゲンは細胞親和性は良いものの
血小板の粘着凝集の惹起物であるため抗血栓性は悪い。

その改谷策として従来からコラーゲンの化学修飾等電荷
状態の改良が試みられて来たがその効果は必ずしも十分
ではなく、より優れた医用材料が求められていた。

さらに、マイクロカプセルは、ゼラチン−アラビアゴム
などを用いるコアセルベーション法、或いは、リン脂質
を用いるリポソーム法などにより生成されてきた。この
うち、ゼラチン−アラビアゴムを用いるマイクロカプセ
ルは、コアセルベートとして発見された最初のものであ
り、且つ物質をコアセルベート内に取り込む性質が認め
られたために、有効なマイクロカプセルとして早くから
利用されてきたものである。また、これはタンパク質−
多糖複合体であるため、生体になじみやすく、生体に直
接関与する医療品などに応用されてきた。然し乍ら、こ
の種のゼラチンは、動物性タンパク質のコラーゲンを工
業的に分解して製造するものであり、繊維状のコラーゲ
ンを無作為に切断しランダムコイル状にしであるため、
抗原基などが除去されておらず、また、構造上も不安定
なために、生体に埋め込む等の操作に必ずしも適するも
のでない。

コラーゲンとムコ多糖類は、元来は皮膚の構成成分であ
るため、創傷のカバー材などの素材として利用されてい
る。構造的に剛直なヘリックス構造を有するコラーゲン
と、ムコ多糖類との混合物はコンプレックスなどを作る
ことが困難であるため、架橋剤による架橋の導入により
両者の共重合体を作り、膜状或いはスポンジ状に成形し
ているものが殆どである。

アルギン酸は細胞に対しても親和性がよく、アルギン酸
のカプセル内でランゲルハンス小島細胞や肝細胞を培養
することに成功したことが報告されているＣＰ、　Ｌｌ
ｍ、　Ｊ、　Ｐｈａｒｍ、　Ｓｅｔ、　　７０．３５１
（１９８１）　］。ところが、細胞を大量に培養するに
は増殖因子をマイクロカプセルに包含させ、それを徐々
に放出させることか必要とされ、アルギン酸のカプセル
ではその徐放性を制御することが難しい。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、生体構成成分であるコラーゲンと水溶性多糖
類との混合物がコアセルベート構造を形成している生体
適合性材料およびその提供する。−とを目的とする。本
発明は、更に、皮ａ部位に非常に親和力がよく、人工波
覆膜、軟骨、化粧品に組み込み易い生体適合性材料、殊
にマイクロカプセル製剤を提供することを目的とする。

また、本発明は、抗原性かなく、体内の治療部位に埋め
込んでも使用でき、生体内で薬剤を徐放てき、製剤材料
は生体内吸収され得るも■酸成分よりなる生体適合性材
料、殊にマイクロカプセルを提供することを目的とする
。更に、本発明は、製造方法が簡単で確実にマイクロカ
プセルが得られるマイクロカプセル’ＡＳＨ方法を提供
することを目的とする。

本発明は、更に、薬剤を取り込んだ生体内吸収される成
分よりなるマイクロカプセルを提供することを目的とす
る。

本発明は上記の目的を達成するため下記の構成を有する
。

１）変性コラーゲンと水溶性多糖類との混合物がラナリ
、コアセルベート構造を形成していることを特徴とする
生体適合性材料。

２）前記変性コラーゲンは、牛真皮由来のコラーゲンを
原料とし、抗原基を除去し、それを３７〜９０°Ｃの温
度範囲で熱変性させた熱変性アテロコラーゲンである第
１項記載の生体適合性材料。

３）前記抗原基の除去は、プロクターゼ又はペプシンに
より分子末端の抗原基のテロペプチドを除去してなされ
たものである第２項記載の生体適合性材料。

４）水溶性多糖類がムコ多糖類である第１項記載の生体
適合性材料。

５）ムコ多糖類は酸性ムコ多糖類である第４項記載の生
体適合性材料。

６）前記酸性ムコ多糖類は、コンドロイチン硫酸、ヘパ
ラン硫酸、デルマタン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリンか
らなる群より選択されたものである第５項記載の生体適
合性材料。

７）水溶性多糖類がアルギン酸である第１項記載の生体
適合性材料。

８）生成コアセルベート構造の膜を、ホルマリン処理、
熱脱水処理、反復凍結融解処理から選択された少なくと
も１以上の処理により、補強硬化させた第１項記載の生
体適合性材料。

９）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類本溶液を変性
コラーゲン１重量部に対して水溶性多糖類０．０５〜１
重量部となるような割合てコラーゲンの変性温度以上の
温度で混合し、該混合物のｐＨを３．０〜５．０に調整
することを特徴とするコアセルベート構造を形成してい
る生体適合性材料の製法。

１０）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類本溶液を４
０〜６０℃の温度で混合撹拌する第９項記載の生体適合
性材料の製法。

１１）変性コラーゲン水溶液および水溶性多糖類本溶液
の濃度がそれぞれ０．１〜１％（Ｖ／Ｖ）である第９項
記載の生体適合性材料の製法。

１２）変性コラーゲンと水溶性多糖類との混合物からな
りコアセルベート構造を形成している生体適合性材料と
それによって被覆された担体とからなることを特徴とす
る医用材料。

１３）担体が合成高分子の基材である第１２項記載の医
用材料。

１４）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類本溶液を、
基材の存在下に、変性コラーゲン１重量部に対して水溶
性多糖類０．０５〜１重量部となるような割合でコラー
ゲンの変性温度以上の温度で混合し、該混合物をｐＨ３
，０〜５．０に調整することを特徴とする医用材料の製
法。

１５）変性コラーゲンと水溶性多糖類との混合物からな
り、コアセルベート構造を形成し、その内部に担持され
るべき物質を取り込んでなることを特徴とするマイクロ
カプセル。

１６）物質が薬剤である第１５項記載のマイクロカプセ
ル。

！７）物質か細胞増殖因子である第１５項記載のマイク
ロカプセル。

１８）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類本溶液を、
担持されるべき物質の存在下に、変性コラ−ケン１重量
部に対して水溶性多糖類０．０５〜１重量部となるよう
な割合でコラーゲンの変性温度以上の温度で混合し、次
いで該混合物のｐＨを３．０〜５．０に調整することを
特徴とするマイクロカプセルの製法。

本発明における変性コラーゲンは牛真皮由来のコラーゲ
ンをプロクターゼまたはペプシン等の酵素で消化処理し
て抗原基テロペプチドを除去してアテロコラーゲンとし
、さらにこれを３７〜９０℃の温度に加熱して変性させ
たものが望ましい。

この熱変性条件がコアセルベート生成の形成に非常に影
響する。

６０℃２時間と９０℃１５時間でコラーゲンを変性した
変性コラーゲンを用いたときのコアセルベートの形成す
る範囲を、調整ｐＨを縦軸にとり、横軸に、変性コラー
ゲンおよびムコ多糖類の総量に対するムコ多糖類（コン
ドロイチン−硫酸）の重量割合をとったグラフに示した
ものが、第１図である。

第１図において斜線の部分は、６０℃で２時間熱変性し
た変性コラーゲンを用いて、上記のように操作したとき
に、コアセルベートが生成する範囲である。両方の斜線
の部分は、９０℃で１５時間熱変性したコラーゲンを用
いて上記のように操作したときに、コアセルベートの生
成した範囲である。なお、９０℃で２４時間熱変性させ
たコラーゲンを用いた場合、コアセルベートは生成され
なかった。

変性温度と変性処理時間の程度により、コラーゲン分子
のらせん繊維（ヘリックス）の巻き戻しの程度、ｐｌ＋
変化に対する反応性等が異なる。そのために、変性の程
度を調整することにより、水溶性多糖類希薄水溶液と混
合したときに、適切にコアセルベートを形成するように
することができる。

コラーゲンは、３７°Ｃが熱変性温度であり、３７℃以
上の温度をかけると、コラーゲン特有の３本鎖らせん構
造を失い、構造が変化する。分子鎖切断を伴わない立体
構造の全面的なランダム化も重要因子であると思われる
。

変性コラーゲンの原料としては、酵素処理コラーゲンか
適する。この酵素処理コラーゲンは、市販のもの、例え
ば、■高研、■新田ゼラチン、■ニッピなどから得られ
る。

水溶性多糖類は多糖類のうち、水によく溶ける多糖類を
意味し、ムコ多糖類、特にコンドロイチン硫酸、ヘパラ
ン硫酸、デルマタン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリンのよ
うな酸性ムコ多糖類が望ましく、アルギン酸も好適に使
用される。

アルギン酸は海藻を希薄な炭酸ナトリウムで煮沸処理し
てアルギン酸ナトリウムとして得られるが、本発明にお
いてはこれを陽イオン交換樹脂を用いて水溶液状でＨ型
に変換して使用する。

本発明の生体適合性材料は上記熱変性コラーゲンおよび
水溶性多糖類をそれぞれ別々に水に溶かし、０．１〜１
％（ｗ／ｖ）の水溶液とし、コラーゲンの熱変性以上の
温度好ましくは４０〜６０℃で雨水溶液を混合撹拌し、
次いでこの混合物に鉱酸好ましくは塩酸を加えてｐｌ＋
を３．０〜５．０に調整することによって製造される。

ｐＨの値によって種々の強度のコアセルベート液滴か得
られる。混合の際に、変性コラーゲンや水溶性多糖類の
濃度が上記のものより高いと混合やｐＨ調整が円滑に行
われずコアセルベート液滴の生成か困難である。コアセ
ルベート液滴の生成領域からみて、ｐｌ（の変化により
コアセルベート液滴の生成収量が変化する（第１図およ
び第２図参照）。混合割合は熱変性コラーゲン１重量部
に対して多塘類０．０５〜１重量部が好ましい。コアセ
ルベート総重量中の多糖類重量は５〜５０％が好ましい
。多糖類の重量が５％以下の場合はコアセルベートが形
成されず、５０％以下の場合はコアセルベートの構造物
の性質に変化をきたす。

コアセルベートの組成と生成の程度は、系のｐＨ１温度
、濃度などに依存し、また、系中にある塩類によっても
左右される。

本発明の生体適合性材料を製造するには、先ず、酵素処
理コラーゲンを水で膨潤させて、水溶液を作成し、それ
を所定時間、所定温度で加熱処理し、次に、その水溶液
に、水溶性多糖類、例えば、コンドロイチン硫酸Ｃ（コ
ンドロイチン硫酸水素塩）の希薄水溶液を、コラーゲン
の変性温度以上の所定温度で、添加混合し、放冷し、酸
性溶液を添加し、Ｉ）Ｈを調整する。ｐＨ３，０〜５，
０の弱酸性にすると、コアセルベートを形成する。コア
セルベート形成後も、再加熱と放冷を行うと、コアセル
ベートが融合、肥大化し又は形成量の増加をみることが
ある。

ｐｉ＋調整は、例えば、ＩＮ塩酸水溶液の添加により行
う。また、この際、変性コラーゲンと水溶性多糖類は濃
厚水溶液を用いると混合の程度、ｐｉｆの調整時に、物
質の不均一を生じ易く、コアセルベートの形成が困難に
なるので、用いる両者の水溶液は、希薄溶液がよい。

この調整ａｌｌと、変性コラーゲンと水溶性多糖類の割
合により、コアセルベートの形成する範囲を、第１図に
示す。

原料となるコラーゲンは、前述したように牛真皮由来の
ものを酸又はアルカリ処理した後、プロクターゼ又はペ
プシンにより処理し、その分子末端のテロペプチドを消
化除去した酵素処理コラーゲンを用いる。この酵素処理
コラーゲンを水で膨張させて酵素処理コラーゲン水溶液
とし、これを加熱することにより熱変性させ、変性処理
する。

このコラーゲンの熱変性は、３７°Ｃ前後を境として起
こるために、４０°Ｃ以上に加熱し確実に変性させるこ
とが好ましい。９０℃以上への加熱は水溶液の沸騰を防
止するため、コラーゲンに不可逆的な変性か起こって、
コアセルベート生成を妨げると考えられるのでこれを防
止するために、避けることか良い。好適な加熱変性処理
は、６０℃前後の温度に数時間保持するものである。

このようにコラーゲンは、そのままではコアセルベーシ
ョン現象を起こさないので、本発明の生体適合性材料を
生成することはできない。上記の変性処理を行うことて
、初めてコアセルベーション現象、即ち、コアセルベー
ト構造の形成が可能になる。コアセルベート構造からな
る生体適合性材料は、必要により、常法に従ってホルマ
リン処理、熱脱水処理、反復凍結融解処理から選択され
た少なくとも１皿以上の処理によりコアセルベートの膜
を補強硬化することができる。

本発明におけるコアセルベート構造物はそれ自体医用材
料として使用することができるが、適当な担体に被覆さ
せて人工血管、人工臓器等の医用材料とすることもでき
る。

上記医用材料を製造するに際しては、生成したコアセル
ベート液滴を自然沈降または遠心分離により担体上に被
覆させる。コアセルベートの層の厚さは１μｍ−１００
μｍの範囲であり、使用目的に応じて５μｍ〜２０μｍ
の範囲となるのが好ましい。担体としてはポリウレタン
、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミドのような合
成高分子が好適に使用される。

本発明において、コアセルベートの生成の際に系中に薬
物を存在させておくと、コアセルベートの内部に薬物を
取り込んだ１００〜２００μｍ程度のマイクロカプセル
を得ることができる。薬物には特に制限はなく、例えば
ハイドロコルチゾン、インシュリン、ウロガストロンの
ような細胞増殖因子、各種の抗生物質あるいはビタミン
（ρｊえばビタミンＢ１２）等を適宜選択することがで
きる。

薬物の取り込み量は、仕込み量に依存し、仕込み量が少
ない場合では、仕込み量の約８０％も取り込むことがで
きるが、仕込み量が多くなると、取り込み量に限界があ
り、一定の量で飽和してしまう。

副腎皮質ホルモンであるハイドロコルチゾンは、生体の
器官や組織に対して多様の機能を示し、例えば、慢性リ
ウマチ患者結合組織の炎症は、ハイドロコルチゾンの投
与が存効であると知られている。このような場合ハイド
ロコルチゾンが徐々に放出されると、長期にわたり有効
にできる。本発明のマイクロカプセルでは、このような
長期にわたり有効にするために、従来なかった有効手段
を提供する。

マイクロカプセル膜の硬化を図るための処理方法として
は、ホルマリン処理、熱脱水処理、凍結と融解を繰り返
す反復凍結融解処理が、好適である。本発明では、ホル
マリン処理と、熱脱水処理と、反復凍結融解処理・熱脱
水処理の組合せ処理が、本発明のマイクロカプセルの硬
化安定化のために適することが分かった。これらの安定
化処理において、熱脱水と反復凍結融解処理を組合せた
処理方法では、相乗効果が認められた。凍結融解の反復
処理ｉ１を独では、マイクロカプセル膜は意外にも不安
定であったが、これは、膜として融解してしまう可能性
か高く、液滴の安定化に単独では寄与しないようである
。

本発明のマイクロカプセル膜の安定化処理の効果を、生
理的食塩水、塩基性溶液、酸性溶液に対する溶出度を経
過時間に対して測定した結果を第２図、第３図、第４図
に示す。第２図は、生理的食塩水に対するホルマリン処
理、熱脱水処理、反復凍結融解と熱脱水の組合せ処理と
、未処理のマイクロカプセルからタンパク質の溶出度を
％で示したものである。第３図は、同様に、ｐｌ＋２の
塩酸に対するホルマリン処理、熱脱水処理、反復凍結融
解と熱脱水の組合せ処理と、未処理のマイクロカプセル
からタンパク質の溶出度を％で示したものである。第４
図は、ｐＨ１２の水酸化ナトリウムに対するホルマリン
処理、熱脱水処理、反復凍結融解と熱脱水の組合せ処理
と、未処理のマイクロカプセルからタンパク質の溶出度
を％で示したものである。経過時間にともない、溶出タ
ンパク質の溶出度は増加する。然し乍ら、その程度によ
り、本発明によるマイクロカプセルは、ホルマリン処理
〉熱脱水と反復凍結融解の組合せ処理〉熱脱水処理〉未
処理の順に硬化安定化していることが分かる。

［実　施　例コ 次に実施例および試験例を示して本発明をさらに具体的
に説明する。

実施例　１ アテロコラーゲンを０．３（ｗ／ｖ）％となるように蒸
留水で膨潤させてアテロコラーゲン溶液とし、この水溶
液を室温（２４℃位）になじませた後６０℃に保ったオ
ーブン内にて約２時間加熱操作を行い変性コラーゲンを
得る。この変性コラーゲンは変性温度（３７°Ｃ）以上
に保っておく。なおこの処理温度時間で得られた変性コ
ラーゲンは冷却後にヘラ１フ２４ ものである。一方、コンドロイチン−６−硫酸を１　（
ｗ／ｖ）　９６となるように蒸留水に溶かしコンドロイ
チン−６−硫酸水溶液とする。なおコンドロイチン−６
−硫酸として得られているものは水に溶解後場イオン交
換樹脂てＮａ部分をＨ＋型に置換しておく。それぞれの
溶液を０．４５μｍ以下のフィルターを通過させて夾雑
物を除去後、変性温度以上で混合させる。混合する際、
物質総量に対するコンドロイチン−６−硫酸の仕込み量
は５（ｖ／ν）％以上５０（ｖ／ｖ）％以下であるが、
好ましい範囲はｔｏ（ｗ／ｖ）％以上、３０（Ｗ／ν〉
％以下である。この範囲内でコアセルベートの最大収量
を期待できる。

混合後１規定のＭＣＩを用いてｐｆ（：Ａ整をする。ｐ
Ｈの下降状態に応じて白濁を生じコアセルベート液滴が
形成され生体適合性飼料が得られる。第５図は得られた
コアセルベートの電子顕微鏡写真である。

実施例　２ アテロコラーゲンを３　（ｗ／ｖ）％となるように蒸留
水で膨潤させてアテロコラーゲン溶液とするほかは実施
例１の場合と同様に操作する。第６図はこうして得られ
たコアセルベートの電子顕微鏡写真である。実施例１の
ものに比べ多数のコアセルベートが密に形成され生体適
合性材料が得られる。

実施例　３ ヘパリンを１　（ｗ／ｖ）％となるように蒸留水に溶か
しヘパリン水溶液とし０．４５μｍ以下のフィルター通
過後０．３（ｗ／ｖ）％変性アテロコラーゲン溶液と混
合するほかは実施例１の場合と同様に操作して生体適合
性材料を得る。

実施例　４ アテロコラーゲンを３　（ｗ／ｖ）％となるように蒸留
水で膨潤させてアテロコラーゲン溶液とするほかは実施
例３の場合と同様に操作して生体適合性材料を得る。

実施例　５ 実施例２で得られた３　（ｗ／ｖ）％の熱変性したアテ
ロコラーゲン中に、布状あるいは不織布状にされた合成
高分子（ポリウレタン）を予め浸漬させておき、しかる
後に実施例１で得られたコンドロイチン−６−硫酸を混
合し、実施例１の手法に従ってコアセルベートを生起さ
せて医用材料を得る。合成高分子表面にコアセルベート
が層状にコーティングされている。第７図は、未処理の
合成高分子不織布表面とコアセルベートがコート処理さ
れた合成高分子不織布表面の電子顕微鏡写真である。

実施例　６ 実施例３で得られたヘパリンを混合するほかは実施例５
の場合と同様に操作して医用材料を得る。

試験例　１ 本発明の医用材料のＩｎ　ｖｉｔｒｏにおける細胞親和
性試験 合成高分子表面を親水化加工しである市販の細胞培養用
のシャーレを用意し、変性コラーゲンとコンドロイチン
硫酸の混合物よりなるコアセルベートを表面にコーティ
ングしたシャーレを作製する。未処理のシャーレと、こ
のコアセルベートコーティングシャーレ上でラット表皮
から分離した表皮細胞を培養する。栄養培地としてＤＭ
ＥＭ培地と１０％血清を用い、３７℃恒温下で５９ｏ　
ＣＯ２、加湿下で培養を行った。

その結果、細胞が形成するコロニー（集合体）の面積は
未処理シャーレに比べてコアセルベートコーティングシ
ャーレは若干程度の向上に留まるものの、細胞が二重・
三重に重なって増殖する重層性はコーティングシャーレ
上のものの方のみに見られた。また、個々の細胞形態を
細胞染色後に光学顕微鏡で観察すると、未処理シャーレ
上で培養した細胞には空胞変性や一部凝固壊死などの障
害が発生しているが、コーティングシャーレ上では非常
に良好な状態で細胞形態が維持されていた。

以上の結果を第１表に示す。表中−〜枡までの記号は不
良から良好までの程度の変化を示し、帯の方に向かうに
従い良好性が増す。

第　　　１　　　表 この試験結果から、本発明の医用材料の細胞親和性が非
常に優れたものであると判断された。

試験例　２ コアセルベートをコーティングした合成高分子不織布上
でのｉｎ　ｖｌｔｒｏ血小板拡張能試験実施例５のよう
にして得られたコアセルベートコーティング合成高分子
不織布の血小板拡張能を試験例１の手法で調べた。曲面
のため付着血小板の計数は不可能であるが、電子顕微鏡
下で未処理の基材とコーティング処理基材の間に第８図
の様な明確な差異を生じた。未コートの基材（第８図Ａ
）では多数の付着血小板を認めるのに対し、コーティン
グ基材（第８図Ｂ）では血小板の付着を全く認めない。

実施例　７ マイクロカプセルの製造 酵素処理コラーゲン〔商品名：酵素処理コラーゲン、パ
ウダー状、高研■製〕を０．３（ｖ／ｖ）％に維持しな
がら蒸留水（或いは脱イオン水）で１昼夜４℃の温度下
で膨潤させ酵素処理コラーゲン水溶液を得る。この水溶
液を、次の加熱処理に対して速やかに反応できるように
、−旦室温（２４℃）に１〜２時間放置する。その後、
６０℃に保持したオーブン内に置き、これを加熱処理に
かけると、このコラーゲンは、周知のように、性質上、
３７°Ｃ前後を境に、それ以上の温度では、粘性が急速
に低下し変性コラーゲンになる。この６０℃のオーブン
内に約２時間保持する。この熱処理によりコラーゲンか
変性されるが、変性されたコラーゲンは、次の混合操作
にかけられるまで、変性温度以上に保持しておく。

一方、ムコ多糖類の１種であるコンドロイチン−６−硫
酸（薬品名：コンドロイチン硫酸Ｃ）のＨ＋型のものを
用意する。コンドロイチン６−硫酸は通常コンドロイチ
ン−６−ｒＡ酸ナトリウムとしてＮａ”Ｃ２で市販され
ていることが多いが、これを陽イオン交換樹脂を用いて
溶液状でＨ＋型に置換し、１　（ｗ／ｖ）％のコンドロ
イチン−６−硫酸水溶液を得る。

次に、このようにして得た変性コラーゲン水溶液とコン
ドロイチン−６＝硫酸水溶液は、各々０．４５μｍのフ
ィルターを通過させて夾雑物を取り除いた後に、この両
者を変性温度以上で混合させる。この際、０．３（ｗ／
ｖ）％変性コラーゲン水溶液１０００容量部に、０．１
（ｗ／ｖ）％コンドロイチンー６硫酸水溶液７５容二部
を混合し、コンドロイチン−６−硫酸の総量に対する割
合を、２０重−％となるようにしておく。この混合物を
充分に混合した後に、１規定のＨＣρを用いてｐｌ＋を
調整する。この混合水溶液のｐＨが４．０種度に低下さ
せ、攪拌混合すると、白濁し、コアセルベートが形成す
る。このコアセルベートを顕微鏡で観察すると、第９図
に示す写真のような構造のものである。

実施例　８ マイクロカプセルの製造 実施例７のコラーゲンの熱処理の温度を、９０℃まで上
げたオーブン内に保持して、１５時間と延長させた時間
オーブン内に放置すると、やはり、コアセルベーション
が得られた。ただし、９０℃保持のオーブン内に２４時
間放置した場合では、もはや、コアセルベーションの形
成は観測されなかった。

９０℃に２４時間放置すると、変性コラーゲンは再生ヘ
リックス構造を回復しないためと思われる。

また、９０℃で１５時間処理したものは、第１図に示す
ように、コアセルベーション形成領域は、６０℃での処
理に比べ狭い範囲になる。

以上のような現象を検討すると、本発明による変性コラ
ーゲンとムコ多糖類との混合によるコアセルベーション
構造の製造、即ち、本発明のマイクロカプセルの生成に
は、加熱変性処理、混合水溶液のｐＨ、変性コラーゲン
とムコ多糖類との割合などの因子により決まるマイクロ
カプセル生成領域が存在することか分かる。

実施例　９ 生成マイクロカプセルの安定化方法 実施例７で得たコアセルベーション構造のマイクロカプ
セルを種々の処理により安定化することを行った。ホル
マリン処理（ホルマール化）、熱脱水処理、熱脱水処理
と反復凍結融解処理の併用などを行い、マイクロカプセ
ルを硬化安定化できる。

本発明のマイクロカプセルは未処理でもマイクロカプセ
ルとしてその侭で使用可能であるが、硬化させた方が安
定して望ましいものである。

ホルマリン処理は、２５％ホルマリンを１ｍｌ添加して
処理するものである。

熱脱水処理は、真空下で１１０℃の温度で２４時間静置
するものである。

反復凍結融解処理は、−２０°Ｃで凍結させ、次に２４
℃で融解させることを３回繰り返すもので、これらの処
理条件は、生成マイクロカプセルの形状、製造工程、製
造条件などに応じて適宜に変更して行うことが好適であ
る。

第２．３．４図は、それぞれの硬化処理により処理した
マイクロカプセルの各種の溶液に対する溶解性を比較し
て示した各グラフである。

第２図は、生理的食塩水に対する各々の処理で硬化処理
したマイクロカプセルの溶出度を示す。

縦軸に溶出度を６分率でとり、横軸に経過時間をとった
ものである。

第３図は、酸溶液に対する各々の処理で硬化処理したマ
イクロカプセルの溶出度を示す。縦軸に溶出度を百分率
でとり、横軸に経過時間をとったものである。

第４図は、塩基溶液に各々の処理で硬化処理したマイク
ロカプセルの溶出度を示す。縦軸に溶出度を百分率でと
り、横軸に経過時間をとったものである。

本発明によるコアセルベート構造のマイクロカプセルは
、溶出度の低い程、安定であることを示す。以上のグラ
フから安定化処理としては、ホルマリン処理〉熱脱水処
理と反復凍結融解処理の併用〉熱脱水処理〉未処理の順
に安定化していることが分かる。

こうして安定化して得たコアセルベートｆＭ　ａ　ノマ
イクロカプセルの電子顕微鏡写真を第１Ｏ図に示す。右
下の白線が１０μｍの長さを示す。

実施例　１０ 薬剤を取り込んだ本発明のマイクロカプセルの応用例 変性コラーゲンとコンドロイチン−６−硫酸による本発
明のマイクロカプセルのコアセルベートに対する物質吸
収性を調べた。

６０℃で２時間の加熱処理で変性したコラーゲンに、含
何すべき試薬、ビタミンＢ１゜を、変性コラーゲン：ビ
タミンＢ１２−９：１の割合で混合した後、コンドロイ
チン−６−硫酸水溶液を添加し混合攪拌し、コアセルベ
ート化した。このコアセルベート化した後のコアセルベ
ート溶液を遠心分離し、上澄液の吸光度を測定した。こ
のビタミンＢ１２は、３６１ｎｍに吸収ピークを有する
ために、この吸収ピーク点で吸光度を測定した。それに
より、取り込み率を求めた。

取り込み率− （仕込みビタミンＢ１２の吸光度） この取り込み率を１００分率で表わした。

この試験では、ビタミンＢ１□の取り込み率は最大で３
１．１％を示した。

（以下余白） 実施例　１１ インシュリン取り込みマイクロカプセル市販されている
酵素処理コラーゲン〔商品名ニアテロコラーゲン（パウ
ダー状）、高研■製〕を蒸留水（或いは脱イオン水）中
に膨潤させる。この際、酵素処理コラーゲンの濃度は、
０．１〜０，５重量％程度の稀薄な水溶液にすると、コ
アセルベーションの生成に好適であり、より好適には、
０．３重量％前後である。得られた酵素処理コラーゲン
水溶液をオーブン内に入れ、加熱処理し、熱変性させる
。予め所定の温度に設定したオーブン内に一定時間保持
するが、コアセルベート生成に、最も適している処理温
度は、６０℃程度である。処理時間は、約２時間〜数時
間の範囲である。この熱処理によりコラーゲンが変性さ
れるが、変性されたコラーゲンは、次のｌＩ＋ｊ　ｅ操
作にかけられるまで、変性温度以上に保持しておく。

一方、ポリカチオンとしての変性コラーゲンに対応する
ものとして、ポリアニオンであるコンドロイチン−６−
硫酸〔薬品名：コンドロイチン硫酸Ｃ：和光純薬味製〕
のＨ＋型のものを用意する。コンドロイチン−６−硫酸
は通常コンドロイチン−６−硫酸ナトリウムとしてＮａ
＋型で市販されていることが多いが、これを陽イオン交
換樹脂を用いて溶液状でＨ＋型に置換して用いる。得ら
れた変性コラーゲン水溶液とコンドロイチン６−硫酸水
溶液は、各々０．４５μｍのフィルターを通過させて夾
雑物を取り除いた。

インシュリンは４０単位／ｍｌの等張インシュリン水溶
液を用意する。

次に、このようにして得た３種の水溶液を変性温度以上
で混合させる。この際の混合割合は、混合水溶液中に含
まれるコンドロイチン−６−硫酸のｌが変性コラーゲン
とコンドロイチン−６−硫酸の総重量の１０〜３０重量
％となるようにする。

仕込むインシュリン量は、必要に応じて変え、所望の取
り込みインシュリン量を得るようにてきる。

即ち、第１１図は、インシュリンの仕込み瓜に対するマ
イクロカプセル中への取り込み量を示すグラフである。

このグラフから取り込ます所望量を得るようにインシュ
リンの仕込み量を決め、その量のインシュリンを混合物
に入れる。

この混合物を充分に混合した後に、１規定のＨＣＲを用
いてａｌｌを調整する。この混合水溶液のｐ＋＋が３〜
６程度の弱酸性にｐ［１を低下させ、攪拌混合すると、
白濁し、コアセルベーション現象が起こり、インシュリ
ンを取り込んだコアセルベートか析出する。このコアセ
ルベートをホルマリン処理などのコアセルベート膜の硬
化処理法によりコアセルベートを安定化して、インシュ
リン取り込みマイクロカプセルを得た。

尚、第１１図のグラフにおいて、このインシュリンのマ
イクロカプセルへの取り込み量は、１００分率で表わし
、縦軸に示し、横軸には、インシュリンの混合水溶液へ
の仕込み量をμｇ　／　ｍｌで示す。

実施例　１２ ハイドロコルチゾン取り込みマイクロカプセル実施例１
１において、インシュリンの代わりにハイドロコルチゾ
ンを置き替えると、ハイドロコルチゾン取り込みマイク
ロカプセルを製造できる。

ハイドロコルチゾンは水に不溶なために、）翫イドロコ
ルチゾンを含むエタノール溶液を用意する。

この溶液濃度は、０．０５重量％程度が望ましいが、ハ
イドロコルチゾンの含有量は、必要に応じて任意に変え
ることかでき、即ち、仕込み量に応じて取り込みハイド
ロコルチゾン量が決定することができる。第１２図は、
ハイドロコルチゾンの仕込み量に対するマイクロカプセ
ル中への取り込み量を示すグラフである。このグラフか
ら、ハイドロコルチゾンのマイクロカプセルへの取り込
み量を必要に応じて決定すればよい。この／％イドロコ
ルチゾンのマイクロカプセルへの取り込み量は、１００
分率で表わし、縦軸に示し、横軸には、ハイドロコルチ
ゾンの仕込み瓜（μｇ　／　ｍｌ　）を示す。

試験例　３ 本発明によるマイクロカプセルの徐放性の試験実施例１
２により作成した／％イドロコルチゾン含有マイクロカ
プセル２０ｍ１を６０ｍｍシャーレに入れ、クリーンベ
ンチ内で風乾する。その乾燥ハイドロコルチゾン含有マ
イクロカプセルの膜（ハイドロコルチゾン含有量１０μ
ｇ　／　ｍｌ　）を６０ｍｍシャーレに入れ、生理的食
塩水２０ｍ１を添加する。このシャーレを室温に保持し
、時間経過に対して、この溶液を経時的にサンプルを採
取して、ハイドロコルチゾン含有量を定量した。その結
果を第１３図に示す。

本発明によるハイドロコルチゾン取り込みマイクロカプ
セルは、長期にわたり薬剤を放出でき、長い期間にわた
り薬効を持続できるものであることが分かった。

実施例　１３ 酵素可溶化コラーゲン（アテロコラーゲン）をｏ、３（
ｗ／ｖ）％に保ちながら蒸留水で一昼夜４℃下で膨潤さ
せアテロコラーゲン水溶液を得る。この水溶液を加熱に
よる昇温に速やかに反応させるため、−旦室〆Ｈ（２４
°Ｃ）で１〜２時間放置する。その後６０℃に保った恒
温Ｗｊ内にて加熱操作を行うと、コラーゲンはその既知
の性質上３７℃前後を境として、それ以上の温度で粘性
が急低下した熱変性コラーゲンとなる。そのまま６０℃
の恒温槽で約２時間攪拌する。この熱変性コラーゲンは
混合操作時まで変性温度以上にしておく。

一方、アルギン酸は通常アルギン酸すトリウムとしてＮ
ａ型で市販されているものが多いが、これを陽イオン交
換樹脂を用いて水溶液状でＨ型に置換する。こうして１
　（ｗ／ｖ）％のアルギン酸水溶液を得る。熱変性コラ
ーゲンとアルギン酸の水溶液は変性温度以上で混合する
。この際、変性コラーゲン１０００容に対してアルギン
酸３７容混合し〔重量比（変性コラーゲン）／（アルギ
ン酸”）　−９０／１０　）　、アルギン酸の総量に対
する割合をｔｏ（ｗ／ｗ）％になるようにしておく。充
分混合後に１規定のＨＣＲを用いてａｌｌを調整する。

ｐｉｆが３．０〜５．０範囲内では白濁を生じ、コアセ
ルベート液滴が得られる。ｐ１１値とコアセルベート液
滴の収率との関係を第１４図に示す。

実施例　１４ 実施例１３の操作中、熱変性コラーゲン１０００容に対
して、アルギン酸７５容混合シ、アルギン酸の総量に対
する割合を２０（ｖ／ｖ）％となるようにしておく。充
分混合後に、１規定のＨＣＲを用いてｐＨを調整する。

ｐＨ値が３．０〜４．５範囲では白濁を生じ、コアセル
ベート液滴が得られる。ｐＨ値とコアセルベート液滴の
収率との関係を第１５図に示す。

実施例　１５ 実施例１４の操作中、熱変性コラーゲンとアルギン酸を
添加する際に、０．０５％のカルボキシフローレッセイ
ンを加えて混合する。充分混合後に、１規定のＨＣｐを
用いてｐＨを４，２０に調整してコアセルベート液滴が
得られる。更に遠心分離（１５０００ｒ、ｐ、ｍ、２０
分）すると、コアセルベート液滴は相分離し、下層に沈
む。仕込んだカルボキシフローレッセンにλ・ｌして、
上澄みに残存したカルボキシフローレッセン量を定量す
ると、コアセルベート液滴に取り込まれたカルポキシフ
ローレツセンは２８．９％であった。

［発明の効果］ 本発明の生体適合性材料は、生体成分であるコラーゲン
および水溶性多糖類の混合物からなることから生体、特
に皮膚部位に優れた親和性を有する。コラーゲンとして
アテロコラーゲンを使用する場合は、コラーゲンの抗原
性が除去される。さらに本発明は上記混合物がコアセル
ベートを形成していることからコラーゲンの難点である
血液凝固作用が抑制される。従って本発明の生体適合性
材料は医薬、化粧品、食品の担体、増量剤等の補助剤と
して、有用である。

さらに本発明の生体適合性材料を適当な担体に被覆させ
た医用材料は、人工血管、人工心臓等の人工臓器あるい
は生体内に埋め込む医療具の材料として有用である。

さらに本発明の生体適合性材料に薬物を含有させたマイ
クロカプセルは、薬物を徐々に放出するので細胞の培養
基質や創傷治療材料として好適である。

本発明によればさらに上記生体適合性材料およびこれを
用いた医用材料、マイクロカプセルを有利に製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はｐＨ値と変性コラーゲンと水溶性多糖類の割合
によりコアセルベートの形成する範囲を示す。 第２ないし第４図はマイクロカプセル膜の安定化処理の
効果を示すグラフである。第２ないし第４図において、
ローロはホルマリン処理、△−△は反復凍結融解＋熱脱
水処理、×−×は熱脱水処理、〇−〇は未処理のマイク
ロカプセル膜の安定性を示す。 第５図および第６図はそれぞれ実施例１および実施例２
て得られたコアセルベートの電子顕微鏡写真である。 第７図は実施例うで得られた医用材料の電子顕微鏡写真
である。第７図Ａは未処理、第７図Ｂはコアセルベート
で処理された合成高分子不織布表面の写真である。 第８図は試験例２で得られた医用材料の電子顕微鏡写真
である。第８図Ａは未処理、第８図Ｂはコアセルベート
で処理された合成高分子不織布表面の写真である。 第９図は実施例７で得られるマイクロカプセルの電子顕
微鏡写真である。 第１０図は実施例って得られたマイクロカプセルの電子
顕微鏡写真である。 第１１図および第１２図はそれぞれ実施例１１およびＩ
２のマイクロカプセルにおける薬剤の仕込み量と取り込
み量の関係を表わすグラフである。 第１３図は試験例３におけるマイクロカプセルの徐放性
を示すグラフである。 第１４図および第１５図はそれぞれ実施例１３および１
４におけるｐＨ値とコアセルベート液滴の収率との関係
を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）変性コラーゲンと水溶性多糖類との混合物からなり
   、コアセルベート構造を形成していることを特徴とする
   生体適合性材料。 ２）前記変性コラーゲンは、牛真皮由来のコラーゲンを
   原料とし、抗原基を除去し、それを３７〜９０℃の温度
   範囲で熱変性させた熱変性アテロコラーゲンである特許
   請求の範囲第１項記載の生体適合性材料。 ３）前記抗原基の除去は、プロクターゼ又はペプシンに
   より分子末端の抗原基のテロペプチドを除去してなされ
   たものである特許請求の範囲第２項記載の生体適合性材
   料。 ４）水溶性多糖類がムコ多糖類である特許請求の範囲第
   １項記載の生体適合性材料。 ５）ムコ多糖類は酸性ムコ多糖類である特許請求の範囲
   第４項記載の生体適合性材料。 ６）前記酸性ムコ多糖類は、コンドロイチン硫酸、ヘパ
   ラン硫酸、デルマタン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリンか
   らなる群より選択されたものである特許請求の範囲第５
   項記載の生体適合性材料。 ７）水溶性多糖類がアルギン酸である特許請求の範囲第
   １項記載の生体適合性材料。 ８）生成コアセルベート構造の膜を、ホルマリン処理、
   熱脱水処理、反復凍結融解処理から選択された少なくと
   も１以上の処理により、補強硬化させた特許請求の範囲
   第１項記載の生体適合性材料。 ９）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類本溶液を変性
   コラーゲン１重量部に対して水溶性多糖類０．０５〜１
   重量部となるような割合でコラーゲンの変性温度以上の
   温度で混合し、次いで該混合物のｐＨを３．０〜５．０
   に調整することを特徴とするコアセルベート構造を形成
   している生体適合性材料の製法。 １０）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類水溶液とを
   ４０〜６０℃の温度で混合撹拌する特許請求の範囲第９
   項記載の生体適合性材料の製法。 １１）変性コラーゲン水溶液および水溶性多糖類水溶液
   の濃度がそれぞれ０．１〜１％（ｗ／ｖ）である特許請
   求の範囲第９項記載の生体適合性材料の製法。 １２）変性コラーゲンと水溶性多糖類との混合物からな
   りコアセルベート構造を形成している生体適合性材料と
   それによって被覆された担体とからなることを特徴とす
   る医用材料。 １３）担体が合成高分子の基材である特許請求の範囲第
   １２項記載の医用材料。 １４）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類水溶液を、
   基材の存在下に、変性コラーゲン１重量部に対して水溶
   性多糖類０．０５〜１重量部となるような割合でコラー
   ゲンの変性温度以上の温度で混合し、次いで該混合物の
   ｐＨを３．０〜５．０に調整することを特徴とする医用
   材料の製法。 １５）変性コラーゲンと水溶性多糖類との混合物からな
   り、コアセルベート構造を形成し、その内部に担持され
   るべき物質を取り込んでなることを特徴とするマイクロ
   カプセル。 １６）物質が薬剤である特許請求の範囲第１５項記載の
   マイクロカプセル。 １７）物質が細胞増殖因子である特許請求の範囲第１５
   項記載のマイクロカプセル。 １８）変性コラーゲン水溶液と水溶性多糖類水溶液を、
   担持されるべき物質の存在下に、変性コラーゲン１重量
   部に対して水溶性多糖類 ０．０５〜１重量部となるような割合でコラーゲンの変
   性温度以上の温度で混合し、次いで該混合物のｐＨを３
   ．０〜５．０に調整することを特徴とするマイクロカプ
   セルの製法。