JPH04146766A

JPH04146766A - 抗血栓性医用材料および医用器具

Info

Publication number: JPH04146766A
Application number: JP2270424A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Takano; 高野　良仁; Hiroshi Nagai; 永井　博史; Hideko Takeda; 武田　英子
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1992-05-20
Also published as: EP0480843A3; AU8573691A; EP0480843A2

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）本発明は、新規な抗血栓性医用材料に関する。

また、本発明は、少なくとも血液と接触すべき面が、新
規な抗血栓性医用材料により形成されてなる医用器具に
関する。

（従来の技術および課題）近年、医療のめざましい進歩とともに、直接血液と接触
する箇所に、各種の医用器具、例えば、人工血管、血管
カテーテル、体外循環血液回路、人工臓器等が広く用い
られようになってきた。これらの医用器具には、耐久性
等の物理的性質が良好であるのはもちろんのこと、さら
に、優れた抗血栓性、組織適合性等が要求される。

医用器具に抗血栓性を付与する手法としては、従来、以
下のような方法がとられている。

■医用器具を構成する素材自体の構造、物性を利用して
抗血栓性を発揮させる方法、 ■生体血管細胞のもつ抗血栓性を利用する方法、■抗凝
固剤等の抗血栓性を有する物質を当該医用器具の血液と
接触する箇所に付与して抗血栓性を発揮させる方法。

例えば、人工血管の分野においては、■の方法の例とし
て、多孔性ポリテトラフルオロエチレン製の人工血管を
あげることができる。この多孔性ポリテトラフルオロエ
チレン製人工血管は、その材質自体の持つ血液に対して
不活性な性質を利用し、抗血栓性を発揮させている。

■の方法の例としては、多孔性ポリエステル製人工血管
をあげることができる。この多孔性ポリエステル製人工
血管は、その易組織侵入性を利用することにより、新生
内膜を早期に形成させ、孔血栓性を発揮させている。

しかしながら、多孔性ポリテトラフルオロエチレン製の
人工血管においては、材質自体が生体に不活性なもので
あるので、移植後の組織修復が非常に遅れる傾向がある
。つまり、多孔性内壁内に生体組織が侵入しずらいので
、新生内膜が形成されにくく、器質化が遅延するととも
に、人工血管の内面側に形成される生体組織と外面側に
形成される生体組織との結合が不十分となり、また、吻
合部にパンヌスが形成されやすいという問題を有してい
る。

また、多孔性ポリエステル製人工血管においては、内径
が大きい場合には、移植直後に内壁に血栓が付着し、さ
らに新生内膜がその上を覆うことにより、天然血管と同
様の表面構造を形成し、抗血栓性を発揮する。しかし、
細径の場合には、移植直後に内壁に付着した血栓により
、血管が閉塞してしまうという問題を有する。

これらの問題点を解決するものとして、■の方法が着目
されてきている。具体的に使用されるの物質としては、
コラーゲン、フィブリン等の生体組織由来蛋白質、ある
いはヘパリン等のトロンビン活性抑制因子等が研究され
ている。

特に、フィブリンは、血液線溶系に作用する酵素である
組織プラスミノーゲン活性化因子を活性化することが知
られている［Ｃｏ１１ｅｎ、　Ｄ、　：Ｔｈｒｏｍｂｏｓ　Ｈａｅ
ｍｏｓｔａｓ、　４３ニア７、１９８０］すなわち、フ
ィブリンは、プラスミノーゲン活性化因子の作用を活性
化することにより、間接的に抗血栓性を発揮するもので
ある。

本発明者等は、このフィブリンの性質に着目し、鋭意研
究した結果、高分子材料の表面に、少なくとも表面が加
水分解されたフィブリン層を設けることにより、移植直
後には、抗血栓性を有するとともに生体組織が厚く付着
することを防止し、さらに早期に新生内膜が形成される
ことにより、優れた抗血栓性および易細胞侵入性を有す
る抗血栓性医用材料を出願している。（特願平１−１２
９８２６号）本発明社等は、このフィブリン加水分解物の抗血栓性発
揮の作用機序について、さらに鋭意研究を進めた結果、
フィブリン加水分解物に限らず、Ｃ末端にアミノ酸リジ
ン残基を有することを特徴とするペプチドならば、いか
なるものでも優れた抗血栓性および易細胞侵入性を発揮
しえることを知見し、本発明を完成させたものである。

従って、本発明の目的は、新規な抗血栓性医用材料、お
よび当該抗血栓性医用材料により形成されてなる医用器
具を提供することを目的とするものである。

（目的を達成するための手段）上記の目的は、基材の表面に、Ｃ末端にアミノ酸リジン
残基を有するペプチドを付与したことを特徴とする抗血
栓性医用材料によって達成される。

前記ペプチドは、フィブリンの加水分解物であることが
望ましい。

また、本発明は、少なくとも血液と接触すべき面が、前
記の抗血栓性医用材料により形成されてなる医用器具を
示すものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

Ｃ末端にアミノ酸リジン残基を有するペプチドとしては
、さまざまな蛋白質由来のものが考えられるが、生体に
対する適合性、および入手の容易性の面からフィブリン
が好適である。従って、以下、このペプチドとしては、
フィブリンの酵素加水分解物を代表として説明するが、
本発明はこれに限定されるものではなく、Ｃ末端にアミ
ノ酸リジン残基を有するペプチドならばいかなるものを
も含むものである。また、本発明におけるペプチドとは
、断片ペプチドをも含む広い概念である。

フィブリンは、フィブリノーゲンをトロンビンの作用に
より限定分解し、フィブリノペプチドＡおよびＢを遊離
して得られるものである。具体的に説明すると、フィブ
リノーゲンは、トロンビンによって加水分解され、その
構成ペプチド鎖のうちＡα鎖からフィブリノペプチドＡ
　（ＦＰＡ）、Ｂβ鎖からフィブリノペプチドＢ　（Ｆ
ＰＢ）を放出し、フィブリンモノマーとなる。フィブリ
ンモノマーは、凝固、重合し、不安定フィブリンポリマ
ー（可溶性フィブリンポリマー）となる。さらに、トロ
ンビンによって加水分解され、Ｃａ”イオンによって活
性化された活性型第Ｘ凝固因子によって、Ｃａ”＋の存
在下でフィブリン分子間のγ鎖が架橋（リジン残基とグ
ルタミン残基の間のイソペプチド結合）し、強固な安定
フィブリンポリマー（不溶性フィブリンポリマー）にな
る。

このフィブリンを蛋白質分解酵素で加水分解して、その
Ｃ末端にアミノ酸リジン残基を現出させることにより、
未処理のフィブリンに比べて、顕著に抗血栓性が増強さ
れ、しかも生体適合性はそのまま保たれたペプチドを得
ることができる。このアミノ酸リジン残基の現出量は、
特に限定されるものではないが、フィブリン１ｍｇあた
り、２〜２０ｎｍｏｌが好適である。なお、このアミノ
酸リジン残基の現出量は、当該リジン残基を有するペプ
チドを、カルボキシペプチダーゼ等の加水分解酵素で処
理して、リジン残基を除去、遊離させ、この遊離リジン
残基を定量することにより、近似的に求めることができ
る。

フィブリンの加水分解に用いられる酵素としては、プラ
スミンが好適に使用される。このプラスミンは、蛋白質
中のリジンないしはアルギニン残基のカルボニル側を加
水分解し、特にフィブリンおよびフィブリノーゲンに対
する基質特異性が高い酵素である。

本発明の抗血栓性医用器具は、基材の表面に、前述のよ
うにしてリジン残基が現出されたペプチドを付与してな
るものである。

基材としては、血液に対して悪影響を及ぼさないもので
あれば特に限定されるものではなく、例えば、人工器官
、特に人工血管に用いられる素材としては、ポリウレタ
ン系ポリマー、ウレタン−尿素コポリマーまたはこれら
とシリコーン系ポリマーとのブレンド物、ポリエステル
、ポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料、または
、その他公知の人工血管用材料があげられる。この場合
、ポリウレタン系ポリマーやウレタン−尿素コポリマー
としては、生体内での耐久性に点から、ポリエーテル型
のものが好ましく、特に、ポリエーテルセグメント化ポ
リウレタンまたはポリエーテルセグメント化ポリウレタ
ンウレア等が好ましい。

なお、これらの高分子材料には、必要に応じ、安定剤、
可塑剤、滑剤等がブレンドされていてもよい。

また、医療用器具の用途、種類に応じ、基材としてポリ
塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン
、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル−ポ
リウレタン共重合体、ポリ塩化ビニル−（エチレン−酢
酸ビニル共重合体）共重合体、シリコーンゴム、ポリプ
ロピレン、ポリカーボネート、高密度ポリエチレン、ア
クリル樹脂等を用いることができる。

このような基材としては、生体適合性（易細胞侵入性）
およびペプチドの付着性の点から、多孔質のものが望ま
しい。

このような基材の表面に、例えば前述のごときフィブリ
ン加水分解物を付与する方法としては、基材をトロンビ
ン溶液に浸漬して引き上げ、次いで基材フィブリノーゲ
ン溶液に浸漬して、フィブリンゲルを形成させ、その後
、酵素含有液を接触させることにより加水分解を行う方
法が好適である。なお、基材に浸漬させる溶液の順は特
にこれに限定されるものではない。また、別途フィブリ
ンゲルを形成しておき、これを基材に塗布してもよい。

また、基材表面へのペプチドの付着性を良好にするため
に、基材表面を酸、プラズマ、オゾン等の処理によって
親水化しておくことが好ましい。

なお、基材表面に付与されたペプチドは、通常、移植後
長期間にわたり遊離しないことが望ましいが、場合によ
っては、ペプチドの付着性をコントロールすることによ
り、所望の時期に遊離するよう調整することも可能であ
る。

本発明に係る医用器具は、少なくとも血液と接触すべき
面が、前記抗血栓性医用材料にて形成されてなるもので
ある。この医用器具の具体例としては、人工血管や人工
心臓、人工腎臓、人工肺等の人工臓器等の各種人工器官
があげられ、さらには、これらの器具の本体またはこれ
らの器具の一部であるガス交換膜、透析膜等に個別に適
用することができる。

特に、人工血管については、その内径が比較的大きいも
のについてはもちろんのこと、内径が小さいもの、すな
わち、内径が５ｍｍ以下のものについても優れた抗血栓
性を得ることができる。

また、本発明の医療用器具は、血液体外循環回路を構成
する各種チューブ、チューブを接続するコネクタ、静・
動脈挿入カテーテル、バブルトラップ、血液バッグ、チ
ャンバー、遠心ポンプ等にも適用することができる。

また、本発明の医用器具は、血管内留置カテーテルや、
シリンジ、採血管、血液バッグおよびそれらの付属品等
の輸血または採血用器具にも適用することができる。

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する
。

（実施例） ■プラスミン処理フィブリン分解物のプラスミン活性増
強作用の測定ヒトフィブリノーゲン製剤（Ｋａｂｉ社製、Ｖｉｔｒｕ
■。

グレードＬ）を蒸留水に溶解し、フィブロネクチン、お
よびプラスミノーゲンを除去するために、Ｇｅ１ａｔｉ
ｎ−Ｃｅｌｌｕｌｏｆｉｎｅ　（生化学工業社製）およ
び１ｙｓｉｎｅ−３ｅｐｈａｒｏｓｅ　（７ｙルマシア
社製）のカラムに供し、５０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ＝
７．５）にて溶出した。

溶出されたフィブリノーゲン溶液の濃度は、凝固測定時
間法にて測定（Ｄａｔａ−Ｆｉ　、　Ｄａｄｅ社製を使
用）した。

このフィブリノーゲン溶液を、２０■Ｍ　ＣａＣ１ｚ、
２ｍＭ　ＭｇＣｌ２．１５０ｍＭ　ＮａＣ１を含む５ｈ
ｌｌ　Ｈｅｐｅｓ緩衝液（ｐ１１＝７．４）にて、２ｍ
ｇ／ｌｌの濃度に調整し、２４穴組織培養用シャーレに
２００ｕ／ずつ分注した。さらに、２０　ｕｎｉｔ／ｍ
ｊ！　トロンビン溶液（持出製薬社製）を１０μ！加え
、３７℃で一部インキユベートし、フィブリンゲルを作
成した（未処理フィブリン）。その後、０．０５　ｕｎ
ｉｔ／ｍｌのプラスミンを０．５ａｌ加え、３７℃で、
０．５．１５．３０．６０分間処理した後、それぞれ１
０００　ｕｎｉｔ／ｍＪのトラジロールを加え、プラス
ミンを中和した。さらにＰＢＳで３〜４回洗浄し、プラ
スミン処理フィブリン分解物を得た。

得られた未処理フィブリンおよびプラスミン処理フィブ
リン分解物に、５０ａ＋ｌｌ　Ｔｒｉｓ−ＨＣ／緩衝液
（ｐＨ＝８．８）にて調整した０、　０８ｍｇ／ｌ／　
Ｇｌｕ−Ｐｌａｓｍｉｎｏｇｅｎ（Ｂｉｏｐｏｏ１社製
）２０ｈ／、１．７４ｓｌｌ　Ｈ−Ｄ−Ｖａｌｙｌ−Ｌ
−１ｅｕｃｙｌ−レ１ｙｓｉｎｅ−Ｐ−ｎｉｔｒｏａｎ
ｉｌｉｄｅ　ｄｉｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ（発色基
質）（第一化学薬品社製　商品名Ｓ−２２５１）２０ｈ
Ｊ１８０　ｕｎｉｔ／ｍＩプラスミノーゲン活性化因子
（Ｂｉｏｐｏｏ１社製）　４００ａｌを加え、３７℃で
約２０分間インキュベートした後、２％クエン酸溶液を
１■ｌ加えて反応を停止し、４０５止にて吸光度を測定
した。

その結果を第１図に示す。

第１図に示すように、未処理フィブリン（図中Ｎｏｎで
示す）の存在によりプラスミン活性は増強され、プラス
ミン処理フ身プリン分解物（実施例）は、未処理フィブ
リンに比べてさらに顕著にプラスミン活性を増強させた
。

■プラスミン処理フィブリン分解物のアミノ酸分析前記■と同様の操作により２４穴組織培養用シャーレに
フィブリンゲルを作成し、０．０５　ｕｎｉｔ／ｍ／の
プラスミンを０．５■ｌ加え、３７℃で、０．５．　１
５．３０分間処理した。さらにゲルをＰＢＳで十分洗浄
した後、２５　ｕｎｉｔ／ＩＩｌカルボキシルペプチダ
ーゼＢを用い、３７℃で、３０分間処理し、上清に遊離
してくるアミノ酸残基をアミノ酸分析機（高滓製作所社
製）にて分析した。その結果を第２図に示す。

第２図から明らかなように、フィブリンをプラスミンで
処理することにより、アルギニン残基とリジン残基とが
出現し、またリジン残基がプラスミン処理時間の延長に
より増加してくることが確認された。また、カルボキシ
ルペプチダーゼＢによる処理で、プラスミン処理により
出現したりジン残基が除去されることが確認された。

■リジン残基の有無によるプラスミン活性増強への影響前記■と同様の操作によりフィブリンゲルを作成し、０
．０５　ｕｎｉｔ／ｍ／プラスミンで、３７℃にて、ｏ
１１５．３０．４５．６０分間処理した。さらに上記■
と同様にしてカルボキシルペプチダーゼＢ処理を行い、
これらのプラスミン処理フィブリン分解物のプラスミン
活性増強作用を前記■と同様の方法により測定した。

その結果を第３図に示す。

第３図より明らかなように、カルボキシルペプチダーゼ
Ｂにて処理した例においては、Ｃ末端のりジン残基が除
去されているので、処理しない例に比べてプラスミン活
性増強作用が著しく低下することが確認された。

■リジン残基の有無による抗血栓性への影響３０ｍｇ／
ａｌのフィブリノーゲン溶液（Ｋａｂｉ社製、Ｖｉｔｒ
ｕｍ、　グレードし）に、内径４　ａｍ、全長１１ｃａ
＋のポリエステル製管状体を浸漬し、しばら（した後に
、当該管状体を引き上げ、次いで、１５　ｕｎｉｔ／ｍ
Ａ’トロンビン溶液に浸漬し、管状体内腔面にフィブリ
ンゲルを付着させた。内腔面を平滑にするために、内径
３．８ｍｍの心棒を挿入し、この状態で、３７℃で一部
インキユベートした。その後、０．０５　ｕｎｉｔ／■
ｌプラスミン溶液に浸漬し、３７℃にて、１５分間処理
した後、２００　ｕｎｉｔ／ａ＋／トラジロールに浸漬
して中和し、その後リン酸緩衝液で十分洗浄して人工血
管Ａ（実施例）を得た。さらに、２５　ｕｎｉｔ／ｌｅ
ｌカルボキシルペプチダーゼＢに、３７℃にて、３０分
間浸漬した後、リン酸緩衝液で十分洗浄して人工血管Ｂ
（比較例）を得た。

得られた人工血管ＡおよびＢを、家兎の頚動脈および頚
静脈に、留置針（テルモ社製　サーフ口、１４Ｇ）を介
して接続し、２４時間の血液循環実験を実施し、経時的
な血小板数の変化を第１表に示した。なお、実験は、ｌ
検体につき、２羽の家兎を用いて行った。

（以下、余白）第１表第１表より明らかなように、リジン残基の除去されたプ
ラスミン処理フィブリン分解物を付着させた人工血管Ｂ
（比較例）を接続した例では、血液循環２４時間後の血
小板数は著しく低下した。これに対し、リジン残基を有
するプラスミン処理フィブリン分解物を被覆した人工血
管Ａ（実施例）を接続した例では、血小板数の大幅な低
下は認められなかった。また、２４時間血液循環直後の
人工血管ＡおよびＢの内腔面の状態を目視で観察したと
ころ、人工血管Ａの内腔面には、赤色血栓の付着は全く
認められなかったのに対し、人工血管Ｂの内腔面には、
著しい赤色および白色血栓の付着が認められた。

（発明の効果）本発明に係る抗血栓性医用材料は、基材の表面に、Ｃ末
端にアミノ酸リジン残基を有するペプチドを付与したこ
とを特徴とするため、優れた抗血栓性および属細胞誘導
性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るプラスミン処理フィブリン分解
物のプラスミン活性とプラスミン処理時間との関係を表
す図であり、第２図はプラスミン処理によって現出する
アミノ酸（リジン残基およびアルギニン残基）生成量と
プラスミン処理時間との関係を表す図であり、第３図は
カルボキシペプチダーゼＢ処理によってリジン残基を除
去したプラスミン処理フィブリン分解物、および未処理
のりジン残基を除去しないプラスミン処理フィブリン分
解物のそれぞれのプラスミン活性と、プラスミン処理時
間との関係を表す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基材の表面に、Ｃ末端にアミノ酸リジン残基を有
するペプチドを付与したことを特徴とする抗血栓性医用
材料。
（２）前記ペプチドは、フィブリンの加水分解物である
請求項１記載の抗血栓性医用材料。
（３）少なくとも血液と接触すべき面が、請求項１また
は２に記載の抗血栓性医用材料により形成されてなる医
用器具。