JPH03242142A - 人工皮膚及びその製造方法 - 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、人工皮膚およびその製造方法に関する。具体
的には、創傷、熱傷、さらには、尊癒、潰瘍、組織欠損
部位等の凡そ皮膚様を呈する組織の再構築・治癒促進に
使用される人工皮膚およびその製造方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来より、熱傷、採皮創および外傷性皮膚欠損側、蒔癒
等の疾患ないし創傷による患部の保護及び治癒促進のた
めの外科的処理として、ガーゼ、脱脂綿等が用いられて
いる。

また、それらに代わり創傷被覆材として、膜状、ベロア
−状の生体適合性を有する人工材料の被覆材や不織布状
、スポンジ状などの生体由来材料の被覆材゛なともある
。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述のガーゼ、脱脂綿等では、創面の感染、乾燥等を避
けることかできないという問題点があり、また、膜状、
ベロア−状の生体適合性を有する人工材料の被覆材では
、水分透過性や密着性等の諸物性に問題があり、不織布
状、スポンジ状などの生体由来材料の被覆材では、その
抗原性や易感染性などの問題がある。

そこで、本発明の目的は、従来技術の問題点を解決し、
適度な水分透過性や早期の真皮・表皮の再生等の生体適
合性の性質を維持しつつ、感染や石灰沈着、異物性等の
作用が除去された人工皮膚およびその製造方法を提供す
るものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するものは、細胞侵入性材料により形成
された創傷被覆層と、該創傷被覆層の上に設けられた上
部層とからなり、該上部層は、前記創傷被覆層に接触す
る部位の少なくとも一部が撥水性物質により被覆された
生体適合性を有する高含水ゲル形成性物質薄膜により形
成された支持層と、該支持層の創傷被覆層に接触する部
位とは反対側に形成された水分透過調節層とからなり、
前記創傷被覆層と前記上部層とは分離可能に密着してい
る人工皮膚である。

そして、前記細胞侵入性材料が、線維化コラーゲンと変
性コラーゲンとの複合マトリックス、線維化コラーゲン
と変性コラーゲンとのマトリックスまたは線維化コラー
ゲンとアルギン酸とのマトリックスであることが好まし
い。また、前記変性コラーゲンのへリノクス含量は、０
〜８０％であることが好ましい。さらに、前記高含水ゲ
ル形成性物質が、カルボキシメチルセルロース系、アル
ギン酸塩系、ヒアルロン酸塩系、ポリ（メタ）アクリル
酸塩系、キトサンまたはその誘導体、キチンまたはその
誘導体、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブ
ロック共重合体、ポリビニルアルコール系からなる群よ
り選ばれたものであることが好ましい。そして、前記水
分透過調節層は、水蒸気透過性樹脂薄膜により形成され
ていることが好ましい。さらに、前記水蒸気透過性樹脂
薄膜は、シリコーンエラストマー薄膜またはポリウレタ
ンエラストマー薄膜であることが好ましい。

また、上記目的を達成するものは、細胞侵入性材料によ
り創傷被覆層を形成する工程と、少なくとも一方の面の
一部が撥水性物質により被覆された生体適合性を有する
高含水ゲル形成性物質薄膜により形成された支持層と該
支持層の他方の面に形成された水分透過調節層とからな
る上部層を形成する工程と、前記工程により形成された
創傷被覆層と前記上部層の前記支持層とが接触する状態
にて真空下で加熱処理するものである。

そして、前記加熱処理は、前記創傷被覆層の上に前形成
し、該上部層の支持層が接触するように重ねた状態で行
うことが好ましい。そして、前記真空下での加熱処理は
、０．０５　トール以下の真空下で５０〜１８０℃の温
度範囲で１〜２４時間加熱することが好ましい。

また、上記目的を達成するものは、少なくとも一方の面
の一部が撥水性物質により被覆された生体適合性を有す
る高含水ゲル形成性物質薄膜により形成された支持層と
該支持層の他方の面に形成された水分透過調節層とから
なる上部層を形成し、該上部層の支持層を下にして線維
化コラーゲンと変性コラーゲンとの混合状態溶液に接触
させた状態にて凍結乾燥するものである。　　そこで、
本発明の人工皮膚を図面に示した実施例を用いて説明す
る。

本発明の人工皮膚１は、細胞侵入性材料により形成され
た創傷被覆層２と、創傷被覆層２の上に設けられた上部
層３とからなり、上部層３は、創傷被覆層２に接触する
部位の少なくとも一部が撥水性物質１２により被覆され
た生体適合性を有する高含水ゲル形成性物質薄膜により
形成された支持層１３と、支持層１３の創傷被覆層２に
接触する部位とは反対側に形成された水分透過調節層１
４とからなり、創傷被覆層２と上部層３とは分離、可能
に密着している。

ごのため、本発明の人工皮膚１は、創傷被覆層２と上部
層３とを分離可能な不連続層としたため、創傷部治癒後
の人工皮膚（正確には、上部層）剥離時に上部層と生体
組織との癒着等による生体組織の破損することを免れる
ことができる。ここでいう分離可能とは自然による分離
、強制的な分離つまり強制剥離などを含むものである。

また、人工皮膚ｌの中間層が、生体適合性を有し、かつ
生体に不活性である高含水ゲル形成性物質薄膜により形
成された支持層１３であるため、感染対象とならず、ま
た、石灰沈着等も起こらない（感染や石灰沈着はコラー
ゲンなど生体により近い材料、つまり生体に活性を有す
る材料に生じる）。さらに、この支持層１３は、最下層
である創傷被覆層２がいわゆる「人工真皮」　（類似真
皮様組織）を形成するまでの間感染に対する防護層とし
て機能するとともに、この支持層１３は、再生表皮上に
あって適度な含水状態を付与することにより表皮形成を
促進し、創傷被覆層２上に早期に表皮層を形成させる。

そして、創傷被覆層２と上部層３とは、分離可能に密着
しているとともに、支持層１３が生体に不活性な材料に
より形成されているので、創傷被覆層２に侵入した生体
細胞の増殖が進行し、上部層３の支持層１３の下に表皮
細胞が育成しても、上部層３の支持層１３には、生体細
胞が侵入しないため、自然に上部層３は創傷被覆層２よ
り剥離し、早期に創傷部位を治癒させることかできる。

また、使用態様により、使用前に、創傷被覆層２と上部
層３とを強制剥離させることにより、創傷被覆層２と上
部層３（創傷被覆材として機能する）を別個に使用する
ことも可能である。よって、本発明の人工皮膚ｌの適応
部位は皮膚のみに留まらず、「上皮組織」と「結合組織
」からなるあらゆる生体内組織に自由に創傷被覆膜とな
る上部層３と人工真皮となる創傷被覆層２とを組み合わ
せて適用することも可能である。

そこで、本発明の人工皮膚を第１図に示した実施例を用
、いて説明する。

この実施例の人工皮膚１は、創傷被覆層２と、この創傷
被覆層２と分離可能に密着した上部層３とからなってい
る。

そして、創傷被覆層２は、細胞侵入性材料により形成さ
れている。創傷被覆層２は、創面を直接覆ってこれを柔
らかく保護し、痛みを押え、適度の水分を与え、細菌汚
染を防止する機能を有する。さらに、創傷被覆層２は、
細胞侵入性材料からなるので創面に適用された際にマク
ロファージや好中球能の炎症性の細胞が侵潤し、そして
、早期に線維芽細胞に置換され、その結果真皮様の結合
組織が構築され、創傷の治癒を促進する。そして、創傷
被覆層２は、最終的には創傷面に吸収されて消失する。

創傷被覆層２を構成する細胞侵入性材料としては、架橋
構造を有する線維化コラーゲンとへソックス含量が０〜
８０％である変性コラーゲンとのマトリックス、架橋構
造を有する線維化コラーゲンと変性コラーゲンとのマト
リックスまたは架橋構造を有すル線維化コラーゲンとア
ルギン酸とのマトリックスなどが好適に使用される。

線維化コラーゲンとは分子分散状のアテロコラーゲンを
生理的条件下で中和し再線維化したコラーゲンのことで
あり、変性コラーゲンとは熱的条件、化学的条件を変化
させてアテロコラーゲンのへソックス部をランダムコイ
ル状にしたものである。変性コラーゲンのへワックス含
量は、０〜８０％であることが好ましく、より好ましく
は、２０〜６０％である。

コラーゲンは生体由来であるため、細胞組織に対する親
和性は大きいが生体内でコラゲナーゼにより容易に分解
・吸収される。しかし、上記のものであれば、物性的に
十分な強度を有するとともに、コラーゲンが有している
細胞、組織に対する親和性および細胞侵入性を十分に維
持することができる。コラーゲンの架橋は、常法に従っ
てコラーゲンを加熱処理するか架橋剤で処理することに
よって行うことが好ましい。

加熱処理による架橋としては、コラーゲンを真空下で１
１０°ｑに２時間以上保持して脱水することにより行う
ことができる。また、架橋剤による架橋処理に使用され
る架橋剤としては、特に制限はなく、例えば、グルタル
アルデヒドのようなアルデヒド系架橋剤、ヘキサメチレ
ンジイソンアネートのようなインシアネート系架橋剤、
１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カル
ボジイミド塩酸塩のようなカルボシト系架橋剤を用いる
ことができ、架橋処理は常法に従って行うことができる
。使用される架橋剤の濃度としては、０．０１〜５％（
ｗ／ｖ）が好ましく、より好ましくは１〜３％（ｗ／ｖ
）であり、この程度の架橋剤濃度で架橋処理を行うと適
当な架橋度のコラーゲンか得られる。

架橋が導入されるコラーゲンは、二重鎖へソックスを有
する分散状の水溶性のものでは架橋しても物性があまり
向上しない。そこで、分散状コラーゲンを３７℃でリン
酸系の緩衝液を用いて中和処理し、生体内にあるような
周期性線維構造をもつ再構成された線維化コラーゲンの
形にすることが好ましい。これにより架橋処理との相乗
効果で物性が飛躍的に向上する。

他方、ヘリックス含量が０〜８０％である変性コラーゲ
ンは、牛真皮由来のコラーゲンを酸またはアルカリ処理
し、得られた二重鎖へワックスを有するコラーゲン水溶
液を水の存在下で３７〜９０℃で加熱することによって
得られる。具体的には、６０°Ｃで３０分間処理すると
ヘリックス含量約４０％のものが得られる。上記線維化
および変性のための原料コラ−ケンは、酸またはアルカ
リ処理したコラーゲンをさらにプロテクターゼまたはペ
プシンによりその分子末端のテロペプチドを消化除去し
、抗原性を無くしたものとすることが好ましい。

コラーゲーンの変性度はヘリックス構造の含量によって
示される。ヘリックス含量とは、コラーゲン特有の二重
鎖ヘリックスの含量を意味し、変性コラーゲンではこの
ヘソックスがランダムフィル化しているためへリノクス
含量が変性度に対応する。このヘリックス含量は円偏光
２色性分光計（ＣＤ）や赤外分光光度計（ｒＲ）で測定
することができる（　Ｐ、　Ｌ、　Ｇｏｒｄｏｎ　ｅｔ
　ａｌ。

Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、　１　（６）　９５４
　（１９７４））　ｏ本発明の変性コラーゲンのへリソ
クス含ｔは０〜８０％であり、より好ましくは２０〜６
０％である。

また、線維化コラーゲンと変性コラーゲンまたはアルギ
ン酸とのマトリックスを使用する場合の変性コラーゲン
としてはフンドロイチン硫酸、ヘパリン硫酸、デルマタ
ン硫酸、ヒアルロン酸、ヘパリンのような酸性変性コラ
ーゲンが望ましく、特にフンドロイチン硫酸が好ましい
。また、アルキン酸は海藻を希薄な炭酸ナトリウムで煮
沸処理して得られるものが好適に使用される。

そして、創傷被覆層２は、上述の線維化コラーゲンの水
溶液と、上述の変性コラーゲン、変性コラーゲンまたは
アルギン酸の水溶液を混合し、凍結乾燥することによっ
て得られる。また、線維化コラーゲンと変性コラーゲン
とのマトリックスは、架橋した線維化コラーゲンの水溶
液を約７０〜９０’Ｃに加熱することによっても得るこ
とができる。

創傷被覆層２の厚さとしては、適応される創傷部の生体
組織の欠損の深さに適合するもが適宜選択され用いられ
るが、一般的には、３〜２０肩肩程度が好ましい。

また、創傷被覆層２は前述したように、コラゲナーゼに
対する抵抗性を有しているが、被覆材としての機械的強
度が十分ではな（、また最終的には主体と同化してしま
うのでこれを外部刺激から保護するための上部層３が必
要である。

そして、上部層３は、創傷被覆層２に接触する部位の少
なくとも一部が撥水性物質１２により被覆された生体適
合性を有する高含水ゲル形成性物質薄膜により形成され
た支持層１３と、支持層１３の創傷被覆層２に接触する
部位とは反対側に形成された水分透過調節層１４とによ
り構成されている。支持層１３の形成に生体適合性を有
するものを用いるのは、この支持層１３が創傷被覆層２
に成育してきた生体細胞に対する異物反応がほとんどな
く、生体細胞とのなじみを良好にし、さらに、生体から
の滲出物により支持層が生体細胞に固着することがない
ようにするためである。このような、生体適合性高含水
ゲル形成性物質としては、カルボキシメチルセルロース
系、アルギン酸ナトリウム等のアルギン酸塩系、ヒアル
ロン酸ナトリウム等のヒアルロン酸塩系、アクリル酸ナ
トリウム等のポリ（メタ）アクリル酸塩系、キトサンお
よびその誘導体、キチンおよびその誘導体、ポリオキシ
エチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポ
リビニルアルコール系などの部分架橋重合体により不織
布、織布、編布または多孔質膜状に形成されたものが好
適に使用される。そして、生体適合性高含水ゲル形成性
物質薄膜により形成された支持層は、水分保持、吸水性
を持つことにより、浸出液の適度の貯留機能と創傷被覆
層２に成育してきた生体細胞組織との良好な密着性およ
び非癒着性を有し、この性質および上記材質の持つ生体
に不活性な性質により疼痛抑制作用を有する。このため
、高含水状態による適正な生体環境が維持され、治癒、
特に、成育してきた生体細胞組織（真皮組織）に置換さ
れた創傷被覆層２と上部層３の支持層１３との間に表皮
再生が促進され、さらに、生体細胞組織との良好な密着
性を有することにより、細菌の創面への侵入を抑制する
。

さらに、支持層１３が、カルボキシ基を有する生体適合
性高含水ゲル形成性物質（例えば、カルボキシメチルセ
ルロース系、アルギン酸塩系、ヒアルロン酸塩系、ポリ
　（メタ）アクリル酸塩系、キトサン誘導体、キチン誘
導体などの部分架橋重合体により不織布、織布、編布ま
たは多孔質膜状に形成されたものを用い、さらにこの部
分架橋重合体中の複数のカルボキシル基に２価以上の金
属を結合させてさらに強固にすることが好ましい。この
ようにすることにより、支持層１３が生体適合性かつ高
含水ゲル形成性という性質を有した状態で、２価以上の
金属により部分的に配位架橋されているため、支持層１
３として強固となっており、このため支持層１３を形成
する物質が容易に分解、離脱することを有効に抑制でき
、支持層１３が水分を吸収した際における支持層形成物
質の分解、破断等に伴う支持層１３の一部の生体内組織
、特に、創傷被覆層２に成育し、さらには創傷被覆層２
と置換された生体細胞組織（真皮組織）への脱落、侵入
を防止することができる。

２１ａｆｉ以上の金属イオンとしては、Ｃａ”　　Ｚｎ
”　　Ｃｕ”　　ＡＩ”　　Ｔｉ’°等が好ましく、支
持層１３を形成する高含水ゲル形成性物質が有する複数
のカルボキシル基とこの金属イオンが結合することによ
り、部分的に配位架橋した部分架橋重合体を形成する。

このため、′高含水ゲル形成物質は、含水状態において
も、分子レベルでの安定性が高く、使用時における高含
水ゲル形成性物質の分解、溶出が抑制される。

この２価以上の金属による架橋の程度（高含水ゲル形成
性物質中の全カルボキシル基中における２価以上の金属
と結合しているカルボキシル基の率）は、５０〜１００
％程度が好ましい。５０％以上であれば、十分な使用時
における高含水ゲル形成性物質の分解、溶出を十分に抑
制することができる。この架橋の程度は、より好ましく
は、７５〜１００％である。また、支持層１３中に導入
される２価以上の金属としては、１種のものに限定され
るものではなく、上記の金属の内視数のものを用いても
よい。そして、支持層１３、ひいては、上部層３として
、抗菌性を有するものとする場合には、Ｚｎ、Ｃｕなど
を用いることが好ましく、より広い抗菌スペクトルを有
するものとするためには、ＺｎＳＣｕなどを含む、複数
の金属を用いることが好ましい。さらに、支持層１３、
ひいては人工皮膚１として、Ｚｎ。

Ｃｕなどが有する抗菌作用より、より高い、抗菌作用を
有するものとするために、銀を高含水ゲル形成性支持層
に導入すること（一部のカルボキシル基に銀を結合させ
ること）が好ましい。

このようにすることにより、創傷部の治癒とともに、創
傷部における細菌の増殖、さらには、外部からの細菌の
感染を阻止することが可能となる。

さらに、上記の高含水ゲル形成性物質薄膜により形成さ
れた支持層１３は、創傷被覆層２と接触する部位の少な
くとも一部が撥水性物質１２により被覆されている。撥
水性物質により被覆するのは、高含水ゲル形成性物質薄
膜により形成された支持層１３が何している空隙を補填
することにより、支持層１３のほつれ、剥離等に対する
補強、支持の役割を果たすとともに、支持層１３が、創
傷部の滲出物を極端に吸収することを抑制し、適度に吸
収させるようにするためである。

また撥水性物質により被覆することによって、水分透過
調節層との接着性も向上する。

そして、撥水性物質１２としては、生体適合性を有する
ものを用いることが好ましい。

そのような、撥水性物質１２としては、シリコーンエラ
ストマー　ポリウレタン、スチレン−ブタジエン−スチ
レンブロックコポリマー　ポリテトラフルオロエチレン
などが好適に使用でき、特に、好ましくは、シリコーン
エラストマーセグメント化ポリウレタンである。

そして、この撥水性物質１２を被覆した状態の支持層１
３は、５０〜５００重量％の吸水能を有していることが
好ましい。より、好ましくは、１００〜３００重量％の
吸水能を有していることである。

そして、支持層１３の創傷被覆層２と接触する部位とは
反対側には、水分透過調節層１４が形成されている。こ
の水分透過調節層■４は、創面での適性な水分保持状態
を維持するためのものであり、使用時に支持層１３の高
含水ゲル状態を確保し、かつ水蒸気は透過させるが、滲
出液中のタンパク質成分の外部への露出を防止するため
、創傷部の生体組織の修（ｆｉに好ましい環境を与える
。さらに、この水分透過調節層１４は、菌類は透過しな
いため感染を防止する作用を有する。

この水分透過調節層１４は、水蒸気透過性樹脂薄膜によ
り形成されており、具体的には、シリコーンエラストマ
ー　ポリウレタンエラストマーなどの薄膜などが好適に
使用できる。そして、この水分透過調節層１４の水蒸気
透過率（ＪＩＳ規格）は、その用途によっても若干相違
するが、０、　ｔ〜５００貢ｙ／ｃ１・ｈｒ、より好ま
しくは０．１〜２００ｍｇ／ｃｚ”ｈｒであることが好
ましい。また、水分透過調節層【４の厚さとしては、５
〜１００μｌが好ましく、より好ましくは、１０〜５０
μ肩である。

そして、本発明の人工皮膚１の使用方法としては、創傷
部に創傷被覆層２と上部層３とが密善した状態（分離し
ていない状態）の人工皮膚１を、創傷被覆層２が創傷部
に接触するように乗せ、外部より固定して使用する方法
、さらには、あらかじめ患者の別部位の表皮（例えば人
肺部内側表皮）を採取しメツシュ状にしたものを作成し
、人工皮膚１を創傷被覆層２と上部層３とに強制的に分
離し、創傷被覆層２のみを創傷部上部に乗せ、さらにこ
の創傷被覆層２の上に上記のメツシュ状にした表皮を乗
せ、そして、上部層３をこの表皮の上に乗せて外部より
固定上で使用する方法がある。この方法によれば、創傷
部の治癒面をよりきれいなものとすることができる。

次に、本発明の創傷被覆材の製造方法を第１図および第
２図を参照して説明する。

この人工皮膚１の製造方法は、細胞侵入性材料からなる
創傷被覆層２を形成する工程と、少なくとも一方の面の
一部が撥水性物質１２により被覆された生体適合性を有
する高含水ゲル形成性物質薄膜により形成された支持層
１３とこの支持層１３の他方の面に形成された水分透過
調節層１４とからなる上部層３を形成する工程と、上記
工程により形成された創傷被覆層２と上部層３の支持層
１３とが接触する状態にて真空下で加熱処理する工程を
有している。

そこで、各工程について説明する。

まず、創傷被覆層２の形成工程は、例えば、線維化コラ
ーゲンと変性コラーゲンとの混合溶液、線維化コラーゲ
ンと変性コラーゲンとの混合溶液または線維化コラーゲ
ンとアルギン酸との混合溶液などの細胞侵入性材料を用
いて、これら混合溶液を凍結乾燥することにより行われ
る。

このようにすることにより、細胞侵入性材料により形成
されたマトリックスを得ることができる。

線維化コラーゲンおよび変性コアー’Ｆ’７（１１！方
法については、上述した通りである。また、線維化コラ
ーゲンと変性コラーゲンとのマトリックスは、架橋した
線維化コラーゲンの水溶液を約７０〜９０℃に加熱する
ことによっても得ることができる。

次に、少な（とも一方の面の一部が撥水性物質１２によ
り被覆された生体適合性を有する高含水ゲル形成性物質
薄膜により形成された支持層１３とこの支持層１３の他
方の面に形成された水分透過調節層１４とからなる上部
層３を形成する工程としては、まず生体適合性を有する
高含水ゲル形成性物質薄膜を形成または準備し、この高
含水ゲル形成性物質薄膜の少なくとも一方の面に撥水性
物質溶液を接触させ乾燥させる。そして、この高含水ゲ
ル形成性物質薄膜の他方の面を、薄膜状に形成され未硬
化かつ粘着性を有する状態の水分透過性薄膜形成性物質
の上に載置し、その後水分透過性薄膜形成性物質を硬化
させることにより行うことが好ましい。

具体的には、上述した生体適合性高含水ゲル形成性物質
薄膜を形成または準備し、そして、上記のように作成さ
れた高含水ゲル形成性物質薄膜を溶解しない適当な溶媒
、例えば、ヘキサン、テトラヒドロフラン、メチルエチ
ルケトンに、撥水性物質、例えば、シリコーンエラスト
マーポリウレタン、スチレン−ブタジエン−スチレンブ
ロックコポリマー　ポリテトラフルオロエチレンを濃度
１〜１０重量％程度溶解した撥水性物質溶液を作成し、
高含水ゲル形成性物質薄膜をこの溶液に浸漬、またはス
プレー　ローラーなどを用いて塗布することにより接触
させ、高含水ゲル形成性物質Ｒ膜の創傷被覆層２と接触
する部分となる面の少なくとも一部に撥水性物質１２を
付着させ、乾燥させる。

そして、高含水ゲル形成性物質がカルボキシル基を有す
る場合には、この撥水性物質が付着された高含水ゲル形
成性物質薄膜を２価以上金属イオン（例えば、Ｃａ　”
　　Ｚ　ｎ　’・　Ｃｕ’・Ａ　ｌ　”　　Ｔ　ｉ　”
）を０．１〜５０％程度含有する液体（例えば、塩化カ
ルシウム水溶液、塩化亜鉛、硝酸銅等）に浸漬、または
スプレー　ローラーなどを用いて塗布することにより接
触させ、乾燥させることにより、高含水ゲル形成性物質
薄膜のカルボキシル基と結合させることが好ましい。

また、この２価以上の金属イオン含有液体の接触゛処理
は撥水性物質の付着前に行ってもよいが、形状保持のた
めに上記のように撥水性物質の付着後に行うことが好ま
しい。

そして、平板基材上に、適当な溶媒、例えば、へ牛サン
、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトンに、濃度５
０〜７０重量％程度に添加された水分透過性薄膜形成性
物質（例えば、硬化後にシリコーンエラストマー　ポリ
ウレタンエラストマーとなる物質）の溶液を精密被覆用
具（アプリケータ）を用いて塗布し、塗布した直後（硬
化前であって粘着性を有する状態）に、この水分透過性
薄膜形成性物質溶液の上に上述の撥水性物質１２が付着
された支持層１３を載せ、硬化させることにより上部層
３が作成される。また、この上部層３が、抗菌性が高い
ものとするためには、高含水ゲル形成性物質がカルボキ
シル基を有するものを用い、上述の２価以上の金属イオ
ン含有液体との接触処理の前後に、銀イ′オンを濃度０
，１〜５．０重量％程度含有する液体（例えば、硝酸銀
水溶液）に接触させることにより、高含水ゲル形成性物
質中の一部のカルボキシル基に銀を結合させることによ
り、支持層１３に銀を導入させることが好ましい。また
、２価以上の金属イオン含有液体中に銀イオン含有液体
（例えば、硝酸銀水溶液）を添加して、２価以上の金属
と銀とを同時に高含水ゲル形成性物質のカルボキシル基
と結合させるようにしてもよい。

そして、加熱処理は、創傷被覆層２と上部層３とを分離
可能に固着させるために行うものであり、創傷被覆層２
の上に上部層３の支持層１３が接触するように重ねた状
態で行うことが好ましく、また、逆に、上部層３の支持
層１３の上に創傷被覆層２を重ねた状態で行ってもよい
。そして、真空下での加熱処理は、０．０５　）−ル以
下の真空下で、５０〜１８０℃の温度範囲で１〜２４時
間加熱することが好ましい。

また、本発明の人工皮膚ｌの製造方法としては、少なく
とも一方の面の一部が撥水性物質１２により被覆された
生体適合性を有する高含水ゲル形成性物質薄膜により形
成された支持層１３と、支持層１３の他方の面に形成さ
れた水分透過調節層１４とからなる上部層３を形成し、
この上部層３の支持層１３を下にして細胞侵入性材料の
溶液に接触させた状態にて凍結乾燥することにより、行
うことができる。

上部層３の作成方法および細胞侵入性材料の溶液の作成
方法は上述したとおりであり、凍結乾燥は常法により行
うことができる。

［実施例］ 以下、本発明の具体的実施例について説明する。

（参考例１） 線維化アテロコラーゲン−変性アテロコラーゲン混合溶
液の調製 アテロコラーゲン（高研株式会社製）を４℃の温度下で
ｐＨ３，０の希塩酸に溶解して０．３〜０゜４ｗ／ｖ％
に調製した。この溶液を０．８μ屑及び０２μ屑の直径
の空孔を持つ２種のフィルターに順次通して濾過滅菌し
た後、４℃に維持しつつ撹拌しながらｐＨ７，４のリン
酸緩衝液を加え、最終濃度が０．１〜０．１５ｗ　／ｖ
％アテロコラーゲン（３０ｗＭ’）ン酸２ナトリウム、
１１００ｚ塩化ナトリウム）であるコラーゲン溶液とし
た。ついで３７°Ｃの恒温槽内に４時間放置し、線維化
アテロコラーゲン（ＦＣ）溶液を調整した。そして、こ
のＦＣ溶液を無菌条件下で遠心操作による濃縮を行い、
濃度を２ｗ／ｖ％に調整した。一方、上述のフィルター
を順次通過させた０、３〜０．４ｗ／Ｖ％のアテロコラ
ーゲン溶液を凍結乾燥し、再び無菌の蒸留水に３．３ｗ
　／　ｖ％となるよう再溶解し、これを６０°Ｃの恒温
槽内に３０分間放置して熱変性を生ぜせしめ変性アテロ
コラーゲン（ＨＡＣ）溶液とした。このＨＡＣ溶液を３
７°Ｃの温度下で０．４５μ次の直径の空孔を持つフィ
ルターを通して濾過滅菌した後、上述の２Ｗ／Ｖ％のＦ
Ｃ溶液に、ＨＡＣ／ＦＣ＋ＨＡＣ＝０．１となるように
混合しく　Ｆ　Ｃ１０００容に対しＨＡＣ約６７容）、
撹拌して、線維化アテロコラーゲン−変性アテロコラー
ゲン（Ｆ　ＣＨＡ　Ｃ）　混合ｔｌｊ　液を得た。

（参考例２） 参考例１にて作成した線維化アテロコラーゲン−変性ア
テロコラーゲン（ＦＣ−ＨＡＣ）　混合溶液を一３０°
Ｃで急速凍結した後、−４０℃１０．１ト一ル未満の真
空下で凍結乾燥することにより線維化コラーゲンー変性
コラーゲンマトリックス（厚さｌＯμｌ）からなる創傷
被覆層を作成した。

（参考例３） 線維化コラーゲン−コンドロイチン−６−硫酸マトリッ
クスの調製 １．０９のコンドロイチン−〇−硫酸ナトリウムを蒸留
水に溶解させ、１　ｗ／ｖ％コンドロイチン６−硫酸水
溶液を調製し、また、参考例１にて作成した線維化アテ
ロコラーゲン溶液を用い１”０．３ｗ／ｖ％の線維化ア
テロコラーゲン溶液を作成し、この溶液を激しく撹拌し
ながら、１ｗ／Ｖ％コンドロイチンー６−硫酸水溶液を
ゆっ（り滴下し、さらに１時間撹拌した。そして、この
溶液を一３０℃で急速凍結させ、凍結乾燥を行イ、線維
化コラーゲン−コンドロイチン−６＝硫酸マトリツクス
（厚さ１０μ肩）からなる創傷被覆層を作成した。

（参考例４） コンドロイチン−６−硫酸ナトリウムの代わりに、アル
ギン酸ナトリウムを使用し、上記と同シ方法により線維
化コラーゲン−アルギン酸マトリックス（厚さｌＯμｉ
）からなる創傷被覆層を作成した。

〈上部層の作成〉 （参考例５） 市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩製の不
織布（旭化成株式会社製、エーテル化度０．２５）を５
％のメディカルグレードサイラスティックス■−シリコ
ーン（接！シリコーンタイプＡ、ダウコーニング株式会
社製）のへ牛サン溶液中に１０秒間浸漬し、クリーンベ
ンチ内に放置し乾燥させた後、この不織布を１％塩化カ
ルシウム溶液に１０秒浸漬し、水洗を行い、クリーンベ
ンチ内に放置し、十分乾燥させた。

次にテフロン平板上に６７％のメディカルグレードサイ
ラスティックス■シリコーン（接着シリコーンタイプＡ
１ダウコーニング株式会社製）へ牛サン溶液を精密被覆
用具（アプリケータ）を用いて塗布し製膜し、塗布した
直後に、その湿潤層上に上記の不織布を載せ、室温で１
０分間放置した後、６０℃で少なくとも１時間、オーブ
ンで硬化させて、上部層を作成した。

（参考例６） 市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩製の不
織布（旭化成株式会社製、エーテル化度０．２５）を５
％のメディカルグレードサイラスティックス０−シリコ
ーン（接着シリコーンタイプＡ、ダウコーニング株式会
社製のヘキサン溶液中に１０秒間浸漬し、クリーンベン
チ内に放置し乾燥させた後、この不織布を１％塩化カル
シウム溶液に１０秒浸漬し、水洗を行い、クリーンベン
チ内に放置し、乾燥させ、そして、この不織布を１％硝
酸銀（アンモニア性）溶液に３０秒間浸漬し、水洗を行
い、クリーンベンチ内に放置し、乾燥させた。次に、テ
フロン平板上に６７％のメディカルグレードサイラステ
ィックス■シリコーン（接着シリコーンタイプＡ１ダウ
コーニング株式会社製）のヘキサン溶液を精密被覆用具
（アプリケータ）を用いて塗布し製膜し、塗布した直後
に、その湿潤層上に上記の不織布を載せ、室温で１０分
間放置した後、６０°Ｃで少なくとも１時間、オーブン
で硬化させて、上部層を作成した。

（参考例７） 市販のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩製（旭
化成株式会社製、エーテル化度０゜２５）の不織布を１
％のメディカルグレードサイラスティックス■−シリコ
ーン（接着ンリコーンタイプＡ１ダウコーニング株式会
社製）のヘキサン溶液中に１０秒間浸漬し、クリーンベ
ンチ内でし乾燥させた。次に、テフロン平板上に６７％
のメディカルグレードサイラスティックス［相］シリコ
ーン（接着シリコーンタイプＡ１ダウコーニング株式会
社製）のヘキサン溶液を精密被覆用具（アプリケータ）
を用いて塗布し製膜し、塗布した直後に、その湿潤層上
に上記の不織布を載せ、室温で１０分間放置した後、６
０°Ｃで少なくとも１時間、オーブンで硬化させて、参
考例３の上部層を作成した。

〈人工皮膚の作製〉 （実施例１） 参考例１のＦ（、−ＨＡＣ混合溶液をステンレスパッド
に注入し、さらに参考例５で作製した上部層を、ＣＭＣ
側（支持層側）を混合溶液側にしてゆっくりのせると、
上部層は溶液の上に浮いた。この状態で一３０°Ｃ以下
に急速冷却して十分凍結させた後、−４０°Ｃ１０，１
ト一ル未満の真空下で凍結乾燥させることにより、ＦＣ
−ＨＡＣ層（創傷被覆層）は上部層と密着した状態の多
孔体のマトリックスとなり、さらに、０．０５ト一ル未
満の真空下で１時間真空にし、１１０℃に温度を上げ２
時間真空に保ち、その後温度を室温まで下げることによ
り、本発明の人工皮膚を作成した。そして、この人工皮
膚は、創傷被覆層と上部層とに強制的に分離することが
できた。

（実施例２） 上部層として参考例６で作製したものを用いた以外は、
実施例１と同様にして、本発明の人工皮膚を作成した。

そして、この人工皮膚は、創傷被覆層と上部層とに強制
的に分離することができた。

（実施例３） 上部層として参考例７で作製したものを用いた以外は、
実施例１と同様にして、本発明の人工皮膚を作成した。

そして、この人工皮膚は、創傷被覆層と上部層とに強制
的に分離することができた。

（実施例４） 参考例２の線維化コラーゲン−変性コラーゲンマトリッ
クス（厚さ１０μＩＩ）からなる創傷被覆層のうえに参
考例５により作成した上部層をＣＭＣ側が創傷被覆層と
接触するようにのせ、そして、０．０５　）−ル未満の
真空下で１時間真空にし、さらに１１０°Ｃに温度を上
げ、２時間真空に保ち、その後温度を室温まで下げるこ
とにより本発明の人工皮膚を作成した。また、この実施
例の人工皮膚は、創傷被覆層と上部層とに容易に分離す
ることができた。

（実施例５） 参考例３の線維化コラーゲンーコンドロイチン−〇−硫
硫酸マトリックスらなる創傷被覆層を用いた以外は、実
施例４と同様に行い、本発明の人工皮膚を作成した。ま
た、この実施例の人工皮膚は、創傷被覆層と上部層とに
容易に分離することができた。

（実施例６） 参考例４の線維化コラーゲン−アルギン酸マトリックス
からなる創傷被覆層を用いた以外は、実施例４と同様に
行い、本発明の人工皮膚を作成した。また、この実施例
の人工皮膚は、創傷被覆層と上部層とに容易に分離する
ことができた。

［実験］ 実施例１ないし６の人工皮膚を用いて以下の実験を行っ
た。

（実験１１人工皮膚のラット皮膚欠損側への移植実験） 実施例１ないし３の人工皮膚をラットの背部皮膚に移植
して実験した。実験では、ｗｉｓｔａｒ、　ＫＹ、系ラ
ット（２００〜＜Ｏａｙ　）をネンブタール麻酔下で除
毛し、イソジン消毒したラット背部皮膚に皮部を創面と
する２０Ｘ　２０ｍｍの全層皮膚欠損側を作製し、止血
後生食を含ませた人工皮膚を貼付した。シリコン膜辺縁
を縫合糸で１６ケ所結紮固定した。その上に、非治癒型
の被覆材とじてメロリン＠（スミス＆ネフエー株式会社
製）ヲ重ねさらにエラスチコン等の伸縮性絆創膏゛で′
胴巻きにし圧迫固定した。観察は、１．２．３．４．６
．８週間後にそれぞれ行い、解剖検査は移植４．８週間
後に行い、病理組織学的に検索した。その結果４週間後
にＦ’Ｃ−ＨＡＣ層（創傷被覆層）は真皮様の摺曲コラ
ーゲン線維束に置換され、表皮形成も良好でＦＣ−ＨＡ
Ｃ層（創傷被覆層）とシリコン−ＣＭＣ層（上部層）の
界面に伸展してきており、表皮未形成部を除いてシリコ
ン−ＣＭＣ層（上部層）は自然剥離しており、どの部位
にも石灰沈着は生じなかった。

８週間後には表皮形成が自然に完了した。全時期を通じ
感染等の問題は生じなかった。

同様の実験を、ラット背部皮膚に背筋を創面とする４０
Ｘ４０ｉｘの全創皮膚欠損層を作成して行ったが、削の
重篤さゆえ２０Ｘ　２０ｍ　ｍの試験時よりやや時間は
遅れるものの、はぼ同等の治癒過程を見る事ができた。

なお、実施例３のものでは、支持層を形成するＣＭＣの
一部が脱落し、表皮部にとりこまれていたが、実施例１
および２では、支持層を形成するＣＭＣの脱落はほとん
ど見られなかった。

（実験２：人工皮膚のラット皮膚欠損側への網状・植皮
試験） 実施例４ないし６の人工皮膚を用いてラットの背部皮膚
欠損側に対して網状植皮術を行った。

実験は、ｗｉｓｔａｒ、　Ｋ、　Ｙ、系ラット（２００
〜４００９　）をネンブタール麻酔下で除毛し、イソジ
ン消毒したラット背部皮膚に背筋を創面とする４０Ｘ４
０Ｒ肩の全層皮膚欠損側を作製し、止血た。そして、あ
らかじめ、実施例４ないし６の人工皮膚を創傷被覆層と
上部層とに手で剥離し、それぞれの創傷被覆層にｆｌａ
ｎｋｓ液（栄養培地）を含ませて、全層皮膚欠損側に貼
付した。その上に、予め同一ラットからデルマトーム（
剥皮具）を用いて一定の厚みで裸皮しメツシュエキスパ
ンダーで網状にしたラット皮膚（メツシュスキン）を、
真皮側が下、表皮側が上になるように載せ、メ・ノシュ
スキンの格子状部を周囲皮膚と縫合糸で１６ケ所結紮固
定した。その上に、上部層をＣＭＣ側がメツシュスキン
側になるように載せ、周辺を医療用アロンアルファ＠（
三共・東亜合成化学製）にて接着し固定した、その上に
、インサイズドレープ０（３Ｍ製）を貼付し、その上に
前出のメロリン■を重ね、さらに伸縮性絆創膏で胴巻き
にし圧迫固定した。観察は、完全治癒まで毎週行い、植
皮後４．８週間後に生検、治癒後解剖検査を行った。そ
の結果、４週間後では、メツシュスキン部が創傷被覆層
の変貌により形成された真皮様組織の上にあって生着し
、メツシュスキンの覆わない部分にはメツシュスキン及
び辺縁の組織由来の再生表皮が形成されつつあり、上部
層はわずかに表皮化されない一部分を残しほとんど自然
剥離していた。また、創面の大きさは手術時の面積を維
持し、実施例の人工皮膚を用いない植皮側にて甚だしく
強い拘縮が起きていたのと比して著しい差異を有した。

８週間後には更に再生表皮形成が進みほぼ表皮化を完了
しており、真皮部もメッシュスキンの真皮と同様に非常
に良好な組織像を呈した。

この間顕著な拘縮は認められず、拘縮によりほぼ治癒を
終了した未処置植皮群とは明らかに差が生じた。治癒後
の組織は健常時の皮膚と非常に類似しており、拘縮も少
なり、搬痕形成も見い出せなかった。表皮化は終了し、
上部層は自然剥離した。以上の期間を通して石灰沈着等
の生体側の過形成による異常反応は全く認められなかっ
た。

（実験３．抗菌性試験） 抗菌済シャーレ上に固形培地（Ｍｕｉｌｅｒ　Ｈｉｎｔ
ｏｎＡｇａｒＳＭＨＡ、　Ｄｉｆｃｏ製）を２０ｗＱ／
シャーレの割合でまき、平板とし、前培養された　Ｐｓ
ｅｕｄｏｍｏｎａｓａｅｒｕｇｉｎｕｓａ　（緑膿閑）
　、Ｅｓｈｅｒｉｃｈｉａ　ｃｏｉｌ　（大腸菌）　、
５ｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕｒｅｕｓ　（黄色
ブドウ球菌）　％　５ｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ｅ
ｐｉｄｅｍｉｄｉｓ　（表皮）１ドウ球菌）を均一に塗
床した。これに実施例１と実施例２の人工皮膚を直径１
ｃｘの円形（こ切ってサンプルとし、固定培地平板１枚
あたり３ケ所載せた。３７°Ｃで１８時間倒置培養後、
阻止円の有無、不織布接触面での閑の発育を観察した。

結果は、第１表に示す通りであった。

第１表 表中における−は、阻止円なし、接触面でも菌か発育し
たものを示しており、→−は、阻止円を認めたものを示
している。

上記結果より、実施例２の抗菌効果が確認された。

［発明の効果］ 本発明の人工皮膚は、細胞侵入性材料により形成された
創傷被覆層と、該創傷被覆層の上に設けられた上部層と
からなり、該上部層は、前記創傷被覆層に接触する部位
の少なくとも一部が撥水性物質により被覆された生体適
合性を有する高含水ゲル形成性物質薄膜により形成され
た支持層と、該支持層の創傷被覆層に接触する部位とは
反対側に形成された水分透過調節層とからなり、前記創
傷被覆層と前記上部層とは分離可能に密着しているもの
であり、特に、創傷被覆層は、生体適合性を有する高含
水ゲル形成性物質薄膜により形成されるとともに上部層
と分離可能に固着しているので、上層部の支持層の下に
表皮細胞が生育しても、創傷被覆層に侵入した生体細胞
の増殖が進行し、上層部の支持層には、生体細胞が侵入
せず、さらに剥離可能に密着されているため、自然に上
部層が創傷被覆層より分離し、早期に創傷部位を治癒さ
せることかできる。さらに、上部層は、創傷被覆層によ
る組織治癒の間、創傷面を保護し、創傷部を柔らかく保
護し、細菌の感染を防止する。また、上部層の持つ高含
水性により、上皮細胞の伸展促進に良好な環境を提供し
、再構築され回復した真皮上により速く表皮を形成させ
る。そして、この人工皮膚は、創傷、熱傷等を含むあら
ゆる真皮成分の欠損部位に使用することができる。よっ
て、本発明の人工皮膚を適用した場合には、多くの形成
・整形その他の外科的手段・手法に適合し、それらのい
かなる場合においても自然の皮膚に近いきれいな治癒状
態を得ることができる。

本発明の人工皮膚の製造方法は、細胞侵入性材料により
創傷被覆層を形成する工程と、少なくとも一方の面の一
部が撥水性物質により被覆された生体適合性を有する高
含水ゲル形成性物質薄膜により形成された支持層と該支
持層の他方の面に形成された水分透過調節層とからなる
上部層を形成する工程と、前記工程により形成された創
傷被覆層と前記上部層の前記支持層とが接触する状態に
て真空下で加熱処理するもの、あるいは、少なくとも一
方の面の一部が撥水性物質により被覆された生体適合性
を有する高含水ゲル形成性物質薄膜により形成された支
持層と該支持層の他方の面に形成された水分透過調節層
とからなる上部層を形成し、該上部層の支持層を下にし
て線維化コラーゲンと変性コラーゲンとの混合状態溶液
に接触させた状態にて凍結乾燥するものであるので、上
記のような優れた効果を有する人工皮膚を容易に作成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の人工皮膚の拡大断面図、
第２図は、本発明の一実施例の人工皮膚の斜視図、第３
図は、第２図の人工皮膚の上部層を剥離した状態を示す
図である。 １・・・人工皮膚、　　　２・・・創傷′ｔｃ覆層、３
・・・上部層、　　　　１２・・・撥水性物質１３・・
・支持層　　　　１４・・・水分透過調節層、第１図

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）細胞侵入性材料により形成された創傷被覆層と、
   該創傷被覆層の上に設けられた上部層とからなり、該上
   部層は、前記創傷被覆層に接触する部位の少なくとも一
   部が撥水性物質により被覆された生体適合性を有する高
   含水ゲル形成性物質薄膜により形成された支持層と、該
   支持層の創傷被覆層に接触する部位とは反対側に形成さ
   れた水分透過調節層とからなり、前記創傷被覆層と前記
   上部層とは分離可能に密着していることを特徴とする人
   工皮膚。
2. （２）前記細胞侵入性材料が、線維化コラーゲンと変性
   コラーゲンとの複合マトリックス、線維化コラーゲンと
   ムコ多糖類とのマトリックスまたは線維化コラーゲンと
   アルギン酸とのマトリックスである請求項１に記載の人
   工皮膚。
3. （３）前記変性コラーゲンのヘリックス含量は、０〜８
   ０％である請求項２に記載の人工皮膚。
4. （４）前記高含水ゲル形成性物質が、カルボキシメチル
   セルロース系、アルギン酸塩系、ヒアルロン酸塩系、ポ
   リ（メタ）アクリル酸塩系、キトサンまたはその誘導体
   、キチンまたはその誘導体、ポリオキシエチレン−ポリ
   オキシプロピレンブロック共重合体、ポリビニルアルコ
   ール系からなる群より選ばれたものである請求項１ない
   し３のいずれかに記載の人工皮膚。
5. （５）前記高含水ゲル形成性物質は、カルボキシル基を
   有するとともに複数のカルボキシル基と結合した２価以
   上の金属を有している請求項１ないし４のいずれかに記
   載の人工皮膚。
6. （６）前記金属が、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉから
   なる群より選ばれたものである請求項５に記載の人工皮
   膚。
7. （７）前記高含水ゲル形成性物質の一部のカルボキシル
   基には、銀が結合している請求項５または６に記載の人
   工皮膚。
8. （８）前記高含水ゲル形成性物質薄膜は、不織布、織布
   、編布または多孔質膜である請求項１ないし７のいずれ
   かに記載の人工皮膚。
9. （９）前記撥水性物質は、シリコーン、ポリウレタン、
   スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマーお
   よびポリテトラフルオロエチレンからなる群から選ばれ
   たものである請求項１ないし８のいずれかに記載の人工
   皮膚。
10. （１０）前記水分透過調節層は、水蒸気透過性樹脂薄膜
    により形成されている請求項１ないし９のいずれかに記
    載の人工皮膚。
11. （１１）前記水蒸気透過性樹脂薄膜は、シリコーンエラ
    ストマー薄膜またはポリウレタンエラストマー薄膜であ
    る請求項１０に記載の人工皮膚。
12. （１２）細胞侵入性材料により創傷被覆層を形成する工
    程と、少なくとも一方の面の一部が撥水性物質により被
    覆された生体適合性を有する高含水ゲル形成性物質薄膜
    により形成された支持層と該支持層の他方の面に形成さ
    れた水分透過調節層とからなる上部層を形成する工程と
    、前記工程により形成された創傷被覆層と前記上部層持
    層の他方の面に形成された水分透過調節層とからなる上
    部層を形成し、該上部層の支持層を下にして線維化コラ
    ーゲンと変性コラーゲンとの混合状態溶液に接触させた
    状態にて凍結乾燥することを特徴とする人工皮膚の製造
    方法。