JPH06500802A - コラーゲンフィルムによるタンパクのドラッグ・デリバリー - Google Patents
コラーゲンフィルムによるタンパクのドラッグ・デリバリーInfo
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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】
コラーゲンフィルムによるタンパクのドラッグ・デリバリ−発明の背景
本発明は、1991年6月14日の“コラーゲンフィルムによるタンパクのドラ
ッグ・デリバリ−”米国特許出願番号07105、165からの一部継続出願で
ある。本発明は単層及び多層のコラーゲンフィルムからなり、医薬の放出維持性
に改良を加えた、優れた性質を持つものに関連する。
コラーゲンを含む多種の膜が先行技術に於いて使用されている。^bbeohs
st他が(Sung、Foram 16: 477−478 、 1965)
2〜3薗厚のコラーゲンフィルムをウシ皮より抽出したコラーゲンを加熱脱水す
ることによって得たものを発表している。また、C1z+は非化学的架橋コラー
ゲンを圧縮生成することによって得た医薬放出性維持に優れたコラーゲン移植を
開示している[ 1986年7月9日公開の欧州特許出願187014.198
6年7月15日発行の米国特許4.600.533、米国特許4,655.98
0 1987年4月7日発行、米国特許4.689.399 1987年4月2
5日発行、PCT特許出願W 0901000601989年6月28日公開]
。C1oc1[米国特許4,412.947 1983年11月1日発行]は本
質的に純粋なコラーゲンシートを有機酸へのコラーゲン分散液の凍結乾燥により
作成し、開示した。Ko+Oy*nB*i他[欧州特許出願167、82819
84年1月15日公開、米国特許4,642.118 1987年2月10日発
行]はコラーゲン及びポリα−アミノ酸の2層から構成される人工皮膚を開示し
た。Sung他[米国特許出願4,841.962 1989年6月27日発行
]は接着層、架橋コラーゲン基質、多層高分子フィルムの3層から構成される創
傷被覆材を開示した。Holman(米国特許4,950.699 1990年
8月21日発行)はアクリル系粘着剤に10%未滴のコラーゲンを含有させてな
る創傷被覆材を開示した。
C1oc*他(英国特許1,347.582)はコラーゲン基質の高分子分散液
の凍結乾燥により得られるコラーゲン創傷被覆材を開示した。5lef[gn他
(欧州特許069260 1983年1月12日公開)は天然の純度の高いコラ
ーゲンからなるコラーゲン差込み物を開示した。2+mme+msn他(米国特
許4,453.939 1984年6月12日発行)はフィブリノーゲン、jl
l!8凝固因子、及び/またはトロンビンをコーティングしたコラーゲンを含む
創傷治療組成材を開示した。
Leibowich他(米国特許4,808.402 1989年2月発行)は
コラーゲン、生分解性高分子、腫瘍壊死因子を含んでなる創傷治療組成を開示し
た。Ylllll!+及びBirke [1,8ioied、Mat、Re+1
4 : 68−111(lHO) ]はコラーゲンを含有する数例より、人工皮
膚の概念を述べている。Chy*p目他のInk Rey、Conneclコラ
ーゲンの利用法の報告の中に医薬放出媒体としての利用があった。
さらに、付は加えるならば、コラーゲンは医薬含有スポンジの構成として利用さ
れている[^rjsadi s米国特許3.157.524ンを医薬含有の軟膏
の構成として利用する[PCT特許出願W086103122 1986年6月
5日公開]報告もある。
コラーゲンはまた感電創傷の治療にも利用されている(米国特許4,937.3
23 1990年6月26日発行)。
先行のコラーゲン含有フィルムの利用技術によって、いくつかの放出維持特性が
報告されているが、それらは決して最上の安定性をもたず、そればかりか、治療
用薬剤の放出時間にも持続性がなかった。
本発明は創傷被覆材に要求される多くの改善をはかり、安定性及び治療用薬剤の
放出時間に持続性を与えるものである。
発明の要約
本発明は、まず速度制御層及び1層またはそれ以上の医薬貯蔵層とからなるコラ
ーゲンフィルムに関するものであり、ここで言う層とは互いに接触し、積層形態
を形成し、速度制御層は積層物の片側の末端に存在する。
この条件においては速度制御層は片面のみ他層と接触しており、その他層が医薬
貯蔵層となる。速度制御層には活性成分を含まないことが好ましく、より好まし
くは1〜5層の医薬貯蔵層を有する。
好ましくは、医薬貯蔵層及び/または速度制御層の肉厚は約0.1)1〜約1m
a+であり、より好ましくは約0.0’5〜約0.5mの肉厚を有し、最も好ま
しくは約0.01〜約0.02−の肉厚を有する。
本発明のもう一つの主題としては、1層またはそれ以上の医薬貯蔵層からなるコ
ラーゲンフィルムであり、ここで言う層とは互いに接触しており積層形態をなす
医薬貯蔵層である。
好ましくは、速度制御及び/または医薬貯蔵層には、さらに可塑剤及び/または
安定剤及び/または乾燥促進剤及び/または緩衝剤を含む。活性成分は好ましく
は次に列挙する群より選ばれる。PDGF、EGF、FGF、PDEGF。
PD−ECGF、KGF、IGF−1,IGF−2,TNF。
B D N F 、 CN T F 、 N T 3゜より好ましくは、活性成
分はPDGFかPD−ECGFのいづれかが選ばれる。
本発明のもう一つの主題としては、第二の速度制御層をさらに有するコラーゲン
フィルムであり、ここで言う第二速度制御層とは第一速度制御層のある側と反対
側の積層末端に位置するものである。
本発明のもう一つの主題としては、本発明のコラーゲンフィルムを介して創傷治
療に有効量の活性成分を投与し上皮創傷の治療を促進する方法である。
本発明のもう一つの主題としては、積層体の向い合った両末端に二つの速度制御
層を有するコラーゲンフィルムを介して創傷の治療に効果的な量の活性成分を投
与することによって内部の創傷の治療を促進する方法である。
図の説明
図1は例IBに記述した通り不溶性コラーゲン繊維より作成した単層コラーゲン
フィルム(肉厚0.1m)からのPDGFの放出速度挙動を示している。
図2は例IBに記述した通り不溶性コラーゲン繊維より作成した単層コラーゲン
フィルム(肉厚0.36m)からのPDGFの放出速度挙動を示している。
図3は例IBに記述した通り不溶性コラーゲン繊維より作成した単層コラーゲン
フィルム(肉厚0.48m)からのPDGFの放出速度挙動を示している。
図4は例2に記述した通り可溶性コラーゲンより作成した二層積層コラーゲンフ
ィルム(肉厚t1.01−3.01)からのPDGFの放出速度挙動を示してい
る。
図5は例3に記述した通り可溶性コラーゲンより作成した四層積層コラーゲンフ
ィルム(肉厚0.01−3.0+m )からのPDGFの放出速度挙動を示して
いる。
図6は例IAに記述した通り、可溶性コラーゲンより作成した単層コラーゲンフ
ィルム(肉厚0.01−3.0m)からの多種の活性成分の放出速度挙動を示し
ている。
図7はCortsr Tr!osvell Ce1l試料中のタンパク濃度の測
定値であり、次の異なる3つの方法で測定した。
ELISA法(黒塗り印)、 125rラベルPDGF (白日角印)、3H−
トリミジン取り込み分析法(黒四角印)。
図8は創傷の治癒進行端部における肉芽組織の最大値(明棒線では単位は■)及
び新生肉芽組織のおおよその面積と体積の計算測定値である(暗棒線で単位は−
)。ただし、これらは創傷が同心円的に治癒が進み収縮しないと仮定して行なっ
た。
図9は動物の胃部位に付けた線形状創傷の引き裂強度においてPDGFの影響を
無治療の動物と比較した結果である。
発明の詳細な説明
本発明は一つまたは、二つの速度制御層と一つまたはそれ以上の医薬貯蔵層とか
らなるコラーゲンフィルムに関するものであり、ここで言う層とは積層状態とな
り互いに接触している。
ここで速度制御層は積層体の片側または両側の末端に存在し、その片側の面のみ
が他層と接触しているものを言い、その他の層を医薬貯蔵層と言う。好ましくは
、積層体の片末端に、唯一の速度制御層を持ったものが良い。
速度制御層は可溶性コラーゲンの溶液から生成することができる。
溶性コラーゲンは平均分子量が400.000未満のコラーゲンであり、好まし
くは約300.000の分子量を持つものである。
特に適合する可溶性コラーゲンはSemex S(SemexMedicxlC
o、、 1lsltern、Ps++B1wxn口)である。この特別な可溶性
コラーゲンはさらに次の利点がある。
この可溶性コラーゲンはアテロペプチド型コラーゲンであり、精製コラーゲンの
末端部に位置し抗原性に大きく関係するテロペプチドを除去したコラーゲンであ
る。テロペプチド型コラーゲン溶液は有機酸を用いて加水分解することでアテロ
ペプチド型コラーゲン溶液とすることができる。可溶性コラーゲンのもう一つの
好ましい性質としては、架橋度が極めて低いことが上げられる。例えばそれは、
0.5%またはそれ未満である。
可溶性コラーゲンは適当な溶媒例えば水に溶解することができ、コラーゲン重量
で約0.5〜約10%の溶液を調製できる。好ましい濃度としてはコラーゲン重
量で約1〜約5%であり、より好ましくは、重量で約2%である。
速度制御層はコラーゲン繊維を懸濁させた分散液からも生成することができる。
市販されているコラーゲン繊維(ViHphore Co、、 Menl。
Pick、 Cx1i!ota口)は適当な溶媒例えば水に分散させること力く
でき、コラーゲン重量で約0.1〜約10%のコラーゲン懸濁液を生成できる。
好ましい濃度としてはコラーゲン重量で約1〜約2%である。コラーゲン繊維の
懸濁液中での分散を助長するためには、適当な希酸を溶媒中に存在させることが
できる。特;こ適当な酸は約5%濃度の酢酸である。
可溶性コラーゲン溶液または、コラーゲン繊維が懸濁した分散液は溶媒キャスト
法を用いてフィルムにできる。
典型としては、コラーゲン溶液を型の中に流し込み、乾燥させるわけである。型
としては、乾燥させたコラーゲンフィルムが型表面に粘着してしまわない様に非
粘着性の性質を有してし)ることが好ましい。特別に適当な型表面は、テフロン
TMである。
適当な条件としては、流延した溶液が乾燥するの(二適当な温度、適当な時間が
含まれる。一般的に、乾燥温度を上げた場合、乾燥時間は短かくする必要がある
。
とりわけ、適性温度とは約15℃〜35℃であり、好ましく(ヨ室温である。ま
た適性乾燥時間とは、周辺部における溶媒含量の損失量が本賞的にゼロとなるの
に十分な時間である。(例えi1乾燥時間は約1時間〜約10日、好ましくは約
1日〜約5日である。)
活性成分の放出速度に作用する最も大切な因子としてフィルムの肉厚がある。ま
た可塑剤の速度制御層中の存在の有無/存在量も同様である。なぜならば、それ
らは乾燥フィルムの肉厚を適当なものとするのに重大であるからである。それら
速度制御層の特に適当な肉厚は約0,01〜約1閣、好ましくは約O,OS〜約
05閣、最もこのしくは約O11〜約0.2am+である。
本願のコラーゲンフィルムに要求される特性を最大限1;発揮するために各種添
加物を選び、コラーゲン溶液、フィルムIこ含有させても良い。それら要求され
る特性とは、柔軟性、安定性、乾燥促進性、そして活性成分と適合するpHが含
まれる。柔軟性を改善するためには適当な可塑性を使用できる。適当な可塑剤と
はポリエチレングリコール及びグリセリンであり、好ましくはグリセリンである
。これら可塑剤はコラーゲン存在量の重量に対してθ〜約100%相当量まで添
加可能であり、好ましくはコラーゲン重量に対して約10〜約30%、最も好ま
しく(よコラーゲン重量に対して約20%相当量添加する。
活性成分の安定性を改善するために、適当な安定剤がフィルム中に使用可能であ
る。適当な安定剤としては糖類、好ましくはマンニトール、ラクトース、グルコ
ースであり、より好ましくはマンニトールである。これら安定剤はコラーゲン重
量に対して0〜約5%添加可能であり、好ましくは、コラーゲン重量に対して約
1%の添加である。
フィルムの乾燥を促進するために、乾燥促進剤が使用できる。
適当な乾燥促進剤としては、アルコールが含まれ、好ましくは、エタノール、メ
タノール、イソプロピルアルコールであり、より好ましくはエタノールである。
これら乾燥促進剤は溶液または懸濁液の総重量に対してO〜約50%相当量が添
加可能であり、好ましくは溶液または懸濁液の総重量に対して約lG〜約30%
相当量、より好ましくは、溶液または懸濁液の総重量に対して約20%相当量を
添加する。
使用する特定の活性成分に適切なpHを得るために、適当な緩衝剤がフィルム中
に使用可能である。適当な緩衝剤とは、一般に知られ利用されている生物学的緩
衝剤のほとんどが含まれ、好ましくは酢酸塩、リン酸塩、クエン酸塩、より好ま
しくは酢酸塩及びリン酸塩である。これら緩衝剤はコラーゲン重量に対して約Q
、01〜約2%相当量が添加可能である。適当なpHとは活性成分の安定性を維
持し、それらの治療効果を最大とし、それらの分解を保護するpH値をとる。適
当なpHは一般には約3〜約8で、好ましくは約5〜約8、最も好ましくは、p
H約7.0〜7.5の中性である。 、
通常、活性成分は速度制御層に存在しないが、本発明では意図的に次の様な具体
例を試みた。その結果活性成分の速度制御層への処方が開発できた。
しかしながら、速度Mil1層中に存在できる濃度としては、いかなる活性成分
においても、医薬貯蔵層中の活性成分濃度よりも低いことが好ましい。
医薬貯蔵層は速度制御層と同じ手法で作成する。活性成分を含む速度制御層であ
れば活性成分を追加する手法で、活性成分を含まない速度制御層であれば活性成
分を存在させて作成するわけである。好ましい活性成分としては、次の様な生物
学的薬剤がある。創傷治癒促進剤または神経組織再生促進剤、特に組み換えタン
パク質である。それら好ましい活性成分とは、血小板由来増殖因子(PDGF)
、上皮細胞成長因子(EGF)、繊維芽細胞成長因子(FGF)、血小板由来
上皮細胞因子(PDEGF) 、血小板由来血管内皮細胞成長因子(PD−EC
GF) 、ケラチン細胞成長因子(KGF) 、インシュリン様成長因子1及び
同2 (IGF−1及びIGF−2)、腫瘍壊死因子(TNF) 、脳由来向神
経因子(BDNF) 、毛様体向神経因子(CNTF) 、ユニ一口トロフィン
−3(NT3)を含み、好ましい活性成分はPDGFまたはPD−ECGFであ
り、最も好ましくは、PDGFである。これら活性成分の存在量としては、例え
ば創傷治癒効能成分の場合、創傷治癒を促進するのに有効な量を存在させる。実
際の活性成分の量は臨床医の処置で決定されるであろう。この際には様々な因子
によって決定されるであろう、たとえば創傷の疼肩程度、患者のコンディション
、患者の年令、並びにいくつかの副損傷害、患者の創傷と別に所有する医学上の
病気などがある。一般的には、活性成分の総量としては約1119/at〜5■
/alの範囲であろう。
医薬貯蔵層の特に適当な肉厚は約0.01〜約II!Iaであり、好ましくは約
0.05〜約0.5m、最も好ましくは約0.1〜約02圓である。
いくつかの方法を用いることで様々な層が互いに接触する。
それら方法の一つとしては、各層どうしが互に隣合う様に置き、外部より圧力を
加え、層どうしを一体化させる方法がある。他の一方法としては各層を積層する
前に互いの層表面を溶媒(たとえば水)と接触させることで互いの層表面をコー
トし、各層の薄い表面部でタンパク質を溶かし、その後接触させることで接着さ
せる方法である。他の一方法としては、少なくとも一つの接触面に公知の接着剤
を使用する方法である。その接着剤とは、層からの活性成分の放出を妨害しない
ことが好ましい。
各層を接触させて行く好ましい方法は均等な圧力を作用させ、各層どうしを接触
する方法である。
医薬貯蔵層の数は要求される放出特性によって決定する。一般には、暦数を増や
すことによって活性成分の放出の安定性及び持続性を向上させることができる。
好ましくは医薬貯蔵層数としては1〜1G、より好ましくは1〜5、そして最も
好ましくは1〜3である。活性成分の濃度は異層間で異なることも可能であり、
また異層間において肉厚も同一である必要はない。
速度制御層は積層体の片側または両側末端にあれば良い。片側末端のみに速度制
御層を有する積層体は、特に表皮への活性成分の供給に適している。両側末端に
速度制御層を有す積層体は特に、内部創傷または外科切開の様な二面対向創傷へ
の活性成分の供給に適している。積層体の片側末端にのみ速度制御層を有する場
合、もう一方の積層体末端層には、裏材層を選択して設けても良い。これら裏材
層としては慣例に知られるものであれば何でも良い。一般的には、裏材層はポリ
ウレタン製である。
本発明のコラーゲンフィルムは、その接触した細胞または組織に活性成分を選択
的に供給する手段として有用なものである。
例えば、火傷または他の皮膚外傷の治療において、速度制御層を一つ、裏材層を
一つ有するコラーゲンフィルムを創傷部へ貼ることによって適当な活性成分を外
傷を追った部分のみに選択的に供給できる。この様な利用において、PDGFは
特に適当な活性成分である。積層体の両側末端に速度制御層を有するコラーゲン
フィルムは外科的創傷の治癒促進に使用できる。その様な用途に使用する際には
外科切開部位にフィルムを入れ、二つの外科的創傷面が重なり合う間にフィルム
がくる様に縫い合わせる。コラーゲンフィルムはまた向神経性因子の選択的供給
にも利用できる。その様な利用法の場合、コラーゲンフィルムを神経組織と直接
または、その隣近部に接触させることで向神経因子で処理することができる。
例
次に列挙する例は特別な具体例を示す意図で例示するものであり、本発明はこの
範囲に限定されるものではない。
可溶性コラーゲン溶液の溶媒キャスト法により様々な成長因子を含有するコラー
ゲンフィルムを調製した。可溶性コラーゲンは、 5eoex社(F+azer
、Penn+71vsn日)より購入した。
このコラーゲンはウシ由来であり、99%の1型コラーゲンと1%の■型コラー
ゲンとから成っている。コラーゲンの分子量は3011にダルトンであり、密度
は0.044 g / ccである。コラーゲンよりテロペプチドが除去されて
いるためコラーゲンの抗原性は最小限となっている。
まず、可溶性コラーゲンを0〜5%の酢酸溶液に18〜70℃下において溶解し
約1〜8%のコラーゲン溶液を調製した。可塑剤グリセリン(コラーゲン乾燥重
量に対して約20%相当量)を添加後、溶媒の蒸発を促進するためにエタノール
を添加した。
アルコール量は溶液の総重量の約20%である。ここで、非溶解物質を除去する
ため、溶液を遠心した。
成長因子溶液(放射性物質を含む、または含まない)をコラーゲン溶液に加えた
。テフロン1表面に溶液を流延し、室温下においてフィルムの重量が一定となる
まで(約1〜3日間)乾燥した。こうして様々な成長因子濃度をもったコラーゲ
ンフィルムを得た。表Iに異なる濃度のコラーゲン溶液より調製したフィルムの
肉厚を示す。
図6にコラーゲンフィルムからのPDGFの放出挙動として例4の方法により得
た様々な単層フィルムからの放出挙動を示コラーゲンフィルムの肉厚
A、4%コラーゲン溶液
容器の直径 コラーゲン溶液量 フィルムの肉厚3、5011 15ml 1.
8zi 17.5rrrJIOmi1
5、 OQ!1 3.2ml 1.8m113.6ml 2ml
9.4ml 3m1l
B、8%コラーゲン溶液
不溶性コラーゲン繊維よりウェハーを作成しPDGFの放出速度を測定した。2
gの不溶性コラーゲン繊維(ViNphoreCo、、 Menlo Pxrk
、 Cgl百arll’s )を釣用f1mlの0.2mlグリセリンを含有す
る5%酢酸溶液に分散させた。その溶液に 125 ■でラベルしたPDGFを
痕跡量含有するPDGF溶液(7824/ml)を約10m1加えた。5mlの
アルコールを溶媒蒸発を促進するために加えた。三種類の異なる肉厚フィルムを
得るため、混合液を三つ流延した。それぞれのフィルムを切削し数個のウェハー
を得た。フィルムの平均肉厚は、0.1G、 0.36.0.48ma+であり
、それぞれフィルム−A、フィルム−B、フィルム−Cとした。各ウェハーから
のPDGFの放出速度はFr5nt散乱セル(Crown G11ll CG、
、Sommerマ1lle、 New Jzr+e7)を用いて測定した(絆創
膏からの医薬放出速度を決定する時に一般的に用いられる測定法) 、Frxn
x散乱セルを使用することで、理論的に完全な降下状況が得られた。一枚のDa
r*pore膜(Millipo+eCo、、Bedlord、 ilxssm
ci+wiejls) (ポアサイズ51M)を用いて受液よりコラーゲンウェ
ハーを分離した。
図1にフィルム−A(肉厚0.1■)より切削したウェハーからのPDGF放出
挙動を示した。24時間内にほとんどのPDGFが放出されていた。図2にフィ
ルム−B(肉厚Oj6mm)より切削したウェハーからのPDGF放出挙動を示
した。96時間の内に約77%のPDGFが放出されていた。
図3にフィルム−C(肉厚0.48閣)より切削したウェハーからのPDGF放
出挙動を示した。約73%のPDGFが放出された。図1.2.3に示したデー
ターより、PDGF放出の持続性は1日〜1週以上制御できる可能性が示唆され
る。
例2:二層コラーゲンフィルム試料
二層コラーゲンフィルムは、創傷被覆材として生成、利用された。その創傷被覆
材は長期間(12時間以上)創傷部位に対して成長因子をほぼ一定速度で選択的
供給できるものであった。
−例を上げると、一つ目のコラーゲン層(膜A)を可溶性コラーゲン(4%コラ
ーゲンのlhM酢酸緩衝液(p H4) 、0.85%塩化ナトリウム溶液)、
グリセリン(重量比でコラーゲンの20%量)、並びにエタノール(溶液の20
%量)からなる水溶液による溶媒キャスト法により調製した。二つ目のフィルム
(膜B)はPDGFをフィルム中に201197aj含むことを除けば一つ目の
フィルムとほぼ同一の肉厚co、ot〜3 am)でかつ同一の組成である。
この二つのフィルムを均等な圧力の作用によりお互いに付は一枚に結合させた。
例4より得られるIn yilroでの放出速度検討によれば成長因子の放出は
12時間以上一定速度でなされてい三層または四層フィルムは長時間、成長因子
を放出する装置として調製された。−例として、四層フィルムを次の手法で調製
した。例IAの様にして、四層の異なるフィルムをキャスト法にて得、均等な圧
力の作用のもとてそれぞれを付着させて一枚のフィルムに結合させた。それぞれ
の層の肉厚は近似していたが、異なった肉厚の厚を用いても良い。皮膚と接触す
ることになる箪−コラーゲン層にはPDGFは含まれていない。第二、第三、第
四層にはそれぞれ007%、0.15%、0.30%の濃度でPDGFを含んで
いる。
続く、放出性検討において、はぼ一定した成長因子の放出が100時間以上維持
された(図5)。その時、成長因子のおおよそ90%が放出されていた。
例4:放放出度の測定
活性成分のコラーゲンフィルムからの放出速度はCo+jerT+tn+tel
l Ce1ls (’Ce1l’) (Co+jx+ Co、、Cambrid
ge 。
Mxxsgchusett+ )を次の様に使用することで導びき出せる。コラ
ーゲンフィルムは例1,2.及び3に記述した様に生成した。
またウェハー(1,6cm直径)はフィルムを切削して生成した0各ウエハーは
Co++er Tr!n5vCIt Ca1lに移し、ポリカーボネート製膜の
上に乗せた。25m1の展開溶液(水及び1%ウシ血清アルブミン、または水及
び0.25%ヒト血清アルブミン)をCe1lホルダー中に入れた。各Ce1l
も溶液の中にセットして放出性検討を開始した。
特定の時間において、20tIiの展開溶液を分取しそれと同量の新鮮液を展開
溶液に戻した。試料分取は20u!の試料を得るごとに同じ手続を繰り返した。
試料の放射能はガンマカウンター(B+cka+*v lnsHumen+i、
c+、、Irtine、Czli!orniz )にて測定した。展開溶液中の
タンパク賀濃度は随時放射能に基づいて計算し他方法、例えば、EL I SA
法及び3H−トリミジン取り込みバイオアッセイ法により確認した。この分析よ
り得られる結果は例1,2.及び3の様々な積層と肉厚の結果に示した(図1〜
6)。図7は様々な方法でタンパク質濃度を測定した結果が測定法によらず一致
していることを示している。
フィルムが標準的条件下において生成され、溶媒が同一条件下において完全に蒸
発した場合、拡散係数はフィルムの肉厚に依存しないはずである。一般に、単層
コラーゲンフィルムからのPDGFの放出挙動は、次の式で説明できる。
ここで Fは時間Tにおける医薬放出のフラクションDは膨潤したフィルム中の
PDGFの拡散係数りは膨潤したフィルムの肉厚
である。
式からF対時間の平方根は一次関数で比例することがわかる。
F対時間の平方根プロットより、PDGFの放出量と時間の平方根の間には線型
関係があることがわかる。
拡散係数(D)はプロットの傾き、及び式中に用いたコラーゲンフィルムの乾燥
時の肉厚より計算できる。フィルムの肉厚を0.05mmとして計算した場合、
拡散係数は3 X 1O−19d/ Iecとなる。この値は、ゲル膜中におけ
るPDGFの拡散係数の値よりもかなり小さい。
膨潤したコラーゲンフィルムの測定は実測が難しいので、次の様に見掛けの拡散
係数(Da)を定義する。
D a = D (L o / L ) 2ここでD及びLは先の様に定義し、
かつLo乾燥フィルムの肉厚である。見掛けの拡散係数(Da)は次式によるF
対時間平方根プロットの傾きよりめられる。
F =2.26x (D a 1/2/ L o) T 1/2図6に活性成分
の放出速度の様々な比較検討結果を示した。この放出速度測定法を用いれば、フ
ィルム肉厚がPDGF放出速度に及ぼす影響を調査できる。フィルムを標準条件
下で生成し、同一条件下で溶媒を完全に除去したとすれば拡散係数は肉厚に依存
しないはずである。先に示した三番目の式からF対T1/2プロットの傾きはフ
ィルムの肉厚値と逆比例することがうかがえる。
キャストフィルム形成法の限界を調べるため、同一コラーゲン溶液より、乾燥条
件を同じくして四種属のフィルムを生成した。どのフィルム属においても、それ
ぞれの個体は類似の肉厚に生成できた(A属: 0.0761m 、B属: 0
.12mm、C属: 0.16mm。
D属: Q、 29I1m)。
予想通り、成長因子の放出速度はフィルムの厚みの増加により低下した。このデ
ーターより計算したコラーゲンフィルム中におけるPDGFの見掛けの拡散係数
は、A、B、C及びD属のフィルムで、それぞれ2. S、2.4. 2.5.
及び7.6(全て×10” a!/ see、 )であった。理論的には拡散係
数はフィルムの肉厚にかかわらず同一のはずである。この結果より、流延フィル
ムキャスト法は少なくともフィルム肉厚が0.16mmまでは非常に信頼性の高
いフィルムが得られることがわかる。
0、29mmにおける拡散係数が高い値となったのは、溶媒の蒸発が不完全であ
ったために厚めのフィルム中に溶媒が残存していたことによると思われる。この
ことは厚いフィルムの作成には乾燥時間の延長またはより高い温度が必要である
ことから裏付けられ9る。
さらに、PDGFの初期濃度がその放出挙動に与える影響を検討するために、7
種のフィルムを作成した。全てのフィルムは近似の肉厚(約0.05mm)でP
DGFの濃度のみが異なる様に作成した。7種の全てのフィルムにおいて、非常
に類似した放出挙動が観察された。
さらに表2I;7種のフィルムのそれぞれの見掛けの拡散係数PDGF濃度の影
響
フィルム 濃度 D a x 1010(aIP/ sec )平や 1.77
土0.28
例5 : Blood−Bundle モデルによる組織30個体のルイスラッ
ト(125〜150g)において、左脛骨後部及び大腿部の動静脈血管束を足首
部より鼠径部靭帯部まで切開した。直径1.6cmの二枚のコラーゲンディスク
を用いて血管束をはさみ込み、さらにその中にスプーン形状をしたシリコンゴム
を入れた。15個体のラットには、256層の組み換えBB−PDGF (PD
GF二量体、米国特許出願454.794 及び624,451 それぞれ19
89年12月19日、 1990年12月13日出願)を含有するコラーゲンデ
ィスク残り15個体は対照として成長因子を含まないコラーゲンディスクを用い
た。対照及び実験用動物を5個体づつ5.10.及び15日目に解剖した。シリ
コンゴムの大きさを肉眼、並びに計数比コンピューター及び組織形態測量的三次
元復元によって評価し、発生組織量を決定した。
結果を表3に示した。
表3
組織発生量(−十標準偏差)
時間(日) 対照 PDGF
5 12.6±10.1 31.8立15.010 15、3±9.8 165
.9±21,415 17.1th10.7 209.0±23.5例6:ウサ
ギ耳部モデルを用いた創傷治癒測定この例は、外科的手法によってウサギ耳部位
に与えた直径6■の皮膚潰瘍の治癒速度に対してコラーゲンフィルム中の成長因
子が及ぼす影響を測定したものである。この切削創傷モデルによって全層皮膚創
傷(例えばヒト脚部潰瘍)に関する治癒パラメーター(例えば、わずかな創傷の
収縮、肉芽新組織の発生、上皮被覆)を模写することができる。創傷の収縮によ
る変化量を無視すれば、先の全層創傷モデルによって上皮被覆及び肉芽組織形成
の両方を組織学的に定量することができた。さらに付は加えるならば、軟骨が無
血野であるが故に、軟骨膜を外科摘出した時にも、肉芽新組織及び新しい上皮が
創傷周縁部より単独で成育する。この外科手術においてはPDGFを投与した。
A9手術前準備
筺個体が約3.0〜3.5kgの若成齢ニューシーラントシロウサギ(M&K
Rtbbitr7.Ben1onftb+1ken、A+kaas*s )に対
してRoipI1m■(Fx+he山b+1ken、BBe+、West Ge
+mzo7 )を鎮静剤として使用後(10分後)、ケタミン(60B/ kg
)及びキシライン(5mg/ kg)の両方を筋肉内投与して麻酔をほどこした
。小さな綿またはガーゼ栓を全てのウサギの両耳に入れた後、両耳の内面及び外
端縁部をアニマルクリツバー(#4Gブレード)を用いて剃った。市販の脱毛ク
リームNeet■を各ウサギ耳内面部に塗り、10分後に乾燥ガーゼにて拭き取
った。
耳内面を塩溶液含浸ガーゼに拭き、続いて7G%アルコール溶液で拭いた。全て
のウサギの片方の耳内面皮膚繊維層に30ゲージ針を用いて1 : 10GGの
割合で1000相当のエピネフリンを含有する2%キシロカイン溶液を浸漬によ
り浸透させた。(1,5〜3.0mが必要)。次にこの浸透部位を3回11eH
diceによりこすり洗いし続けて70%アルコール溶液を用いて行なった。必
要ならばここで耳栓を乾燥した栓と交換した。
次にウサギを無菌外科手術室へ移し、浸透させた側の耳をブレラキシガラス製“
イヤーボード” (Within(ton Universi17Medics
l Ce1tr、Division of Techniexl Sertie
ellSILouig。
Missoari)上に固定した。この時、パークランプを二つ利用し、一つは
先端、もう一つは耳の付は根に、血流を妨またけない様にウサギの耳を固定した
。動物を滅菌した布で包み込み、術計(ここでは、露出させた耳の内表面)にB
ejsdineを噴き付け、3〜5分間乾燥した。
B、創傷処理
創傷処理行程は首尾無菌的手法で行なった。顕微外科機器、6■冠状ノコギリ、
(トレフィン)、及び両眼顕微鏡(IOX。
ze口I)を用いて各ウサギの耳内面部を静かに切り刻み、6■のバイオプシー
穴とした。
続いて、そのバイオプシー部位より全ての組織及び繊維(骨膜をも含む)を軟骨
が露出する深さまで摘出した。この時、顕微外科鉗子、鍵切すバサミ、2■鈍エ
ツジレンパート骨膜エレベータ−を用い、無菌綿チップを当てがった。軟骨膜及
び付加組織を解離し除去した。バイオプシー穴より軟骨を完全に切削することは
実験の目的上必要ないことである。しかしながら、部分的な厚みで軟骨を切り刻
むことは避けがたい。
軟骨中の全ての刻み目又は自然穴の位置を注意深く観察し記録した(評価時の対
照のため)。
創傷部位が過血状態とならない様に無菌的に綿チップを当てがってバイオプシー
部位より血液を除去した。各々の完成バイオプシーは小さな塩溶液含浸ガーゼに
て包んだ。各々の創傷耳に四つの成熟した6■潰瘍バイオプシーが正中線(ボー
ド上に固定した耳を折りたたむことによって定義される)に対して両側に二つづ
つできた。
5つ以上のバイオプシー部位を付けた耳は一つもなかった。
それぞれのバイオプシー部位は最低でもlc+eは離した。処理が完了した耳は
塩溶液含浸ガーゼにて包みテープにて包囲しPDGFの投与まで湿潤状態を保っ
た。次にもう一方の耳を、こすり洗いし、固定した後、先の耳と同様に創傷を付
けた。各々の耳のバイオプシー部位より血液を除去し完成した各々のバイオプシ
ー部位を小さな塩溶液含浸ガーゼで包んだ。処理が完了したもう一方の耳につい
ても、PDGF投与の時まで塩溶液湿濁ガーゼにて包んだ。創傷処理実験中のこ
こまでの時点で明らかに麻酔が切れたと思われるウサギについては、25mg/
kgのケタミンを筋肉内投与し、再度麻酔をかけた。
C1創傷への活性薬剤投与
可溶性コラーゲンよりウェハー当りに5.9埒のPDGFを含むコラーゲンウェ
ハー(直径0.5c鳳)を作成した。
外科的調査、観察のもとてウサギを麻酔よりさました。覚せいに当って、プラス
チック性ネックカラー(Ciniae Ce1er。
H,Loai+、Mis+aa+i )をウサギの首まわりにウサギが創傷また
は被覆物を壊さないように巻いた。ここでネックカラーは広げると約15〜25
eiになる。ウサギは評価を行なう時まで個別のカゴに入れた。評価の時までに
ネックカラーがはずれてしまったウサギの創傷及び何らかの原因でTe(!de
rioが壊れた時の創傷については、発覚後すみやかに再評価し、創傷にダメー
ジが見られる場合分析用母体より放棄した。
D、結果
ウサギを解剖する際、手術前準備に記述した方法と°同様に麻酔した。各々のウ
サギは体重を測定し記録した(各々の創傷は写真撮影した)。また創傷状態の質
的説明を記録した。この時特にTegxderm■の有無、被覆材下の過度の分
泌物の有無に注意した。ウサギは心臓内への50d/kgの空気注入により空気
閉塞させ落した。ナイフハンドルに#15サージカルブレードを取り付け、これ
を用いてウサギの両耳を体より切断した。各々のバイオプシー(Teg山+−に
は手をつけず、約5■周辺の組織もろとも)を耳より切開し、正中線より正確に
二分するためにバイオプシー部位を測定した。ここでは、創傷処理を行なった日
の記録を参照し軟骨中の自然穴または切り刻み跡を避けた。バイオプシーは片刃
カミソリを用いて注意深く二分した。この時、創傷定位を破壊しない様に一回の
みの振切り動作で二分した。
二分したバイオプシーは即時、ウサギと同番号をラベルしたカセットに移し、1
0%のホルマリン緩衝液で固定し、組織学的評価へまわした。
E0組組織学的評価析
予備実験では、組織学的分析方法によって創傷処理を行なわない時より、創傷処
理後3,5.7.1G、及び14日まで確認した。3日目において上皮被覆は見
られなかった。
100日目び144日目は全ての創傷が全面、上皮被覆された。
その結果、5日目及び7日目についてさらに分析を行なった。
注意深く二分した面より51の位置の創傷断面を包理、切断、ヘマトキシリンー
イオシン染色した。
創傷の真中心部の断面を得るために、切断面の凹凸を最小限にした。上皮被覆面
と創傷面とのギャップ(EG)、肉芽組織の創傷端縁から高さの最大値(MH)
、及び肉芽組織面の創傷面とのギャップ(GTG)を目盛り付きレンズ装着マ
イクロメーターにて測定し、単位をミリメーター(mm)に換算した。測定に際
しては二人の個別の測定者によりスライドの番号を知らせることなく行なった。
測定終了後(スライド番号公開後)両測定者の測定値の平均を計算し、統計学的
に分析した。両測定者の測定値は全般的に5%範囲の相違におさまっていた。
創傷直後の創傷の組織学的分析により、EG及びGTGが、それぞれ538及び
24(平均=標準偏差6個体)と得られた。これらは予想通りの値であった。こ
こで外科的創傷方法、創傷二分手法について確認を行ない、次の組織学的分析へ
回した。
新肉芽組織(NGT)の発生は創傷を負わした日のGTG値(5,38mm)よ
り、創傷後日の測定日のGTG値より差し引いて計算した。創傷は同心円的に周
縁より治癒し、収縮がないと言う仮定のもとで、おおよその祈肉芽組織の面積及
び体積を計算した。計算にあたっては、評価日の創傷面積(GTG値より計算し
た)を創傷を負わせた日の面積(22,7J)より差し引いてめた。創傷を負わ
せた日には、創傷周辺部にインディアインクを入れ墨し、治癒中の収縮の程度を
評価した。7日後、創傷の直径に変化はなかった。感染が見られる創傷(5%未
満)または乾燥した創傷(5%未満)については、測定対象より除外した。
臨床的に感染が見られなかった創傷について培養を行なったが、病原体の生育は
見られなかった。
SASソフトウェア−を用いて無周期変数及び周期変数統計分析を行なった結果
を表4に示す。同様の実験を、PDECGFを含有するコラーゲンウェハーを用
いて行なった。MH値及び新肉芽組織の計算値を図8に示す。
Mll 66、1±8.74 74J±13.3 85.9±9.5 116.
6±7,8GTG 444 ”ニー51.75 4511 +67.5 444
”4g、2 410.1:52.5New GTG 124.7±51.52
118.5±67.9 122.6±47.8 1519±60.4EG 1
17.1±97.1 152.4±154.5 143.5±94.9 1[1
1,1±140.7例7:ウサギ胃の引張モデルによる創傷治療測定Anis1
1 Ctra icd Use Comm1Net規定の条約承認のものとで、
胃中央部線状創傷モデルを動物において実行した。2.7〜3.5kgのニュー
シーラントシロウサギ(Doe V*l17 FarfflI。
Be1oarille、 Arks++5zs)をアテロビン(0,1mg/
kg)及びアセプロマシン(0,75mg/ kg)を皮下注射し、予備麻酔を
行ない10分後に、ケタミン(0,75+ag/ kg)及びキシラジン(50
g/ kg)により麻酔した。ウサギ腹部を#4Gブレードにより剃り、無菌的
に外科手術の準備をした。正中線10C1こわたり開腹し、盲腸をよけ、球状嚢
及び約20cmの盲腸を露出した。球状嚢より遠位にある膨起二つを選び、対と
し、3cmの線状切刻を盲腸の長さ方向と平行に入れ、さらにIH度反対側にも
入れた。最初の二切刻末端よりも遠位から、さらに二つの膨起を選び、同じ様に
2〜3eaの切刻を入れた。再現性のある外科手術水準とするために、切刻を入
れるのは漿膜及び石層に徹底し盲腸粘膜層には手をつけなかった。
次にコラーゲン細片を創傷内に粘膜石板に対して平となる様に入れた。切刻は5
−0ポリプロピレン縫合糸(EthieonCotp、、 Samerマ1ll
e、New Ie++e7 )により縫い合せた。この時−センチメーター当り
に5針の割合で創傷縁端より2ミリメーターの部位より縫合した。縫合糸は漿膜
、筋、副筋層を通し、各層を引き寄せ、コラーゲン細片を粘膜石板と縫合した。
最後の一針の縫合時に、対照用創傷では結び目を切り、実験用創傷においては、
そのままにしておいた。このため評価時においてのあらゆるミス要因が除去でき
るわけである。四ケ所の創傷において、治療実験処理とビヒクル単独処理(対照
)を注意して行なった。開腹切開部は標準的手法で縫合した。ウサギは標準飼料
(Tekl■d Rxhbit Chov、 l1linois)によって飼育
し、水は随時与えた。また制御された環境下で独部屋に入れ飼育した。
予定日に、ウサギ耳端静脈よりベンドパルビタール(150mg 7kg)を静
注し、大意的安楽死をさせた。盲腸の創傷切片を摘出し、含有物を徹底的に洗浄
した。
各々の創傷より縫合糸を無血的に抜糸し、8■と規格した細片をPunehte
mpltH(Wxshingjon Uniye++i+71tchine 5
hop)を用いて3本づつ各々の切刻に対して直交する様に切り取った。
組織学試料は創傷細片間の部位より採取した。各々の切刻より採取した3本の細
片(実験用6個体、対照6個体)において、張力計(Tenxoie+er10
.Mo++xnto、5ILouis、Mis+ouri )を用いてg/一単
位レベルで創傷破損強度を測定した。明らかな感染、血腫が見られる試料、また
は接着度が明らかに低い試料は無視した(分析対象から無視した創傷は全体の2
%未満であった。)張力計試験は電気的鉤爪クランプを用いて20a+m/wi
nの速度で全ての創傷について行なった。これは創傷部位でのみ破損が−(基本
組織、洞組織、及び盲腸組織)に分けて行ない、各々別にデーター報告した。組
織学的解析は、各母体より適合した試料について行なった。試料をマイクロカセ
ットに縫い込み、ホルマリン中に保管し、後日へマトキシリンーイオシン染色し
た。ここで組織学的試料の肉厚、肉芽組織量、及び壊死兆候を評価し、結果を記
録した。
盲腸組織における結果を図9に示す。
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フロントページの続き
(72)発明者 ピアス、グレン・エフアメリカ合衆国、カリフォルニア・91
360、サウザンド・オークス、リンウッド・ストリート・645
(72)発明者 ビット、コリン・ジ−アメリカ合衆国、カリフォルニア・91
361、ウェストレイク・ビレツジ、リーワード・サークル・2379
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.第一速度制御層及び少なくとも一つ以上の医薬貯蔵層からなるコラーゲンフ ィルムであって、各層が互いに接触して積層体を形成し、該積層体の片側末端に 速度制御層が位置し、かつ速度制御層が他層の内の一層のみと接触し、該他層が 医薬貯蔵層であるコラーゲンフィルム。 2.速度制御層がコラーゲン及び活性成分からなる請求項1記載のコラーゲンフ ィルム。 3.速度制御層にいかなる活性成分をも含まない請求項2記載のコラーゲンフィ ルム。 4.各医薬貯蔵層がコラーゲン及び活性成分からなる請求項3記載のコラーゲン フィルム。 5.医薬貯蔵層の数が1〜5である請求項4記載のコラーゲンフィルム。 6.医薬貯蔵層の数が1〜3である請求項5記載のコラーゲンフィルム。 7.医薬貯蔵層の数が3である請求項6記載のコラーゲンフィルム。 8.速度制御層及び各医薬貯蔵層の肉厚が、それぞれ独立して約0.01mm〜 約1mmである請求項7記載のコラーゲンフィルム。 9.速度制御層及び各医薬貯蔵層の肉厚が、それぞれ独立して約0.05〜約0 .5mmである請求項8記載のコラーゲンフィルム。 10.速度制御層及び各医薬貯蔵層の肉厚が、それぞれ独立して約0.01〜約 0.2mmである請求項9記載のコラーゲンフィルム。 11.速度制御層がさらに可塑剤をも含んでなる請求項10記載のコラーゲンフ ィルム。 12.医薬貯蔵層がさらに可塑剤をも含んでなる請求項11記載のコラーゲンフ ィルム。 13.速度制御層がさらに安定剤をも含んでなる請求項12記載のコラーゲンフ ィルム。 14.医薬貯蔵層ふさらに安定剤をも含んでなる請求項13記載のコラーゲンフ ィルム。 15.速度制御層がさらに乾燥促進剤をも含んでなる請求項14記載のコラーゲ ンフィルム。 16.医薬貯蔵層がさらに乾燥促進剤をも含んでなる請求項15記載のコラーゲ ンフィルム。 17.速度制御層がさらに緩衝剤をも含んでなる請求項16記載のコラーゲンフ ィルム。 18.医薬貯蔵層がさらに緩衝剤をも含んでなる請求項17記載のコラーゲンフ ィルム。 19.活性成分がPDGF,EGF,FGF,PDEGF,PD−ECGF,K GF,IGF−1,IGF−2,TNF,BDNF,CNTF,及びNT−3か らなる群より選ばれる請求項18記載のコラーゲンフィルム。 20.活性成分がPDGFである請求項19記載のコラーゲンフィルム。 21.請求項1記載のコラーゲンフィルムを介して、創傷治癒に有効な量の活性 成分を投与する上皮創傷治癒促進方法。 22.第二速度制御層を、積層体において第一速度制御層の位置する末端と逆側 の末端に、含んでなる請求項1記載のコラーゲンフィルム。 23.各速度制御層がコラーゲン及び活性成分からなる請求項22記載のコラー ゲンフィルム。 24.速度制御層がいかなる活性成分をも含まない請求項23記載のコラーゲン フィルム。 25.医薬貯蔵層がコラーゲン及び活性成分からなる請求項24記載のコラーゲ ンフィルム。 26.医薬貯蔵層の数が1〜5である請求項25記載のコラーゲンフィルム。 27.医薬貯蔵層の数が1〜3である請求項26記載のコラーゲンフィルム。 28.医薬貯蔵層の数が、3である請求項27記載のコラーゲンフイルム。 29.各速度制御層及び各医薬貯蔵層の肉厚が、それぞれ独立して約0.01〜 約1mmである請求項28記載のコラーゲンフィルム。 30.各速度制御層及び各医薬貯蔵層の肉厚が、それぞれ独立して約0.05〜 約0.5mmである請求項29記載のコラーゲンフィルム。 31.各速度制御層及び各医薬貯蔵層の肉厚が、それぞれ独立して約0.01〜 約0.2mmである請求項30記載のコラーゲンフィルム。 32.速度制御層がさらに、可塑剤をも含んでなる請求項31記載のコラーゲン フィルム。 33.医薬貯蔵層がさらに可塑剤をも含んでなる請求項32記載のコラーゲンフ ィルム。 34.速度制御層がさらに安定剤をも含んでなる請求項33記載のコラーゲンフ ィルム。 35.医薬貯蔵層がさらに安定剤をも含んでなる請求項34記載のコラーゲンフ ィルム。 36.速度制御層がさらに乾燥促進剤をも含んでなる請求項34記載のコラーゲ ンフィルム。 37.医薬貯蔵層がさらに乾燥促進剤をも含んでなる請求項35記載のコラーゲ ンフィルム。 38.速度制御層がさらに緩衝剤をも含んでなる請求項36記載のコラーゲンフ ィルム。 39.医薬貯蔵層がさらに緩衝剤をも含んでなる請求項37記載のコラーゲンフ ィルム。 40.活性成分がPDGF,EGF,FGF,PDEGF,PD−ECGF,K GF,IGF−1,IGF−2,及びTNFからなる群より選はれる請求項38 記載コラーゲンフィルム。 41.活性成分がPDGFである請求項39記載のコラーゲンフィルム。 42.請求項22記載のコラーゲンフィルムを介して創傷治癒に有効量の活性成 分を投与する内部創傷治癒の促進方法。 43.少なくとも一つ以上の医薬貯蔵層からなり、該医薬貯蔵層が互いに接触し 、積層体を形成してなるコラーゲンフィルム。 44.請求項42記載のコラーゲンフィルムを介して創傷治癒に有効量の活性成 分を投与する上皮創傷治癒の促進方法。 45.請求項42記載のコラーゲンフィルムを介して創傷治癒に有効量の活性成 分を投与する内部創傷治癒の促進方法。
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