JPH07501004A - コラーゲン繊維を基材とする創傷被覆材料およびその製造方法 - 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】 コラーゲン繊維を基材とする創傷被覆材料本発明はコラーゲン繊維を基材とする フィルム形の創傷被覆材料に関する。

多くの怪我の際に、そしてまた医学的手術の際にしばしば皮膚の移植が必要にな る。しかしそのために適当な自己の皮膚または提供者の皮膚がいつも自由に使え るわけではない。それ故古くから、特に火傷のような広い面の傷を他の材料によ り被覆することにより体液の流失および外部からの感染を防ぐ試みがなされてい る。数年来この分野においてもまたコラーゲン繊維を基材とする「人工皮膚Ｊに よる実験がなされている。そのような「人工皮膚」による従来の効果についての 評価はいろいろ異なっている。

コラーゲンと呼ばれるものは長い繊維状の、線状コロイドの、細胞外マド１ルツ クスの品分子硬タンパク質であり、それは結合組織内に、骨のタンノくり質含有 基質部中におよび歯の象牙質中にプロテオグリカンと共に存在するものである。

コラーゲンの組成は出所によりそれぞれ異なることがあり、いろいろな種類のコ ラーゲンが知られているが、そのすべてが繊維構造を存するわけではない。特に コラーゲンにおいて著しいのはトリプトファン、チロシンおよびシスチンの割合 が少ないことで、これに反してグリシン、プロリンおよび特に４−ヒドロキシプ ロリンの占める割合の高いことが特徴である。コラーゲンは繊維芽細胞内で、従 って結合組繊細胞内でまず約１４０，０００の分子量を有するプロコラーゲン鎖 として合成される。初めにその鎖の中でプロリンとリジンのヒドロキシル化がア スコルビン酸の作用の下で、そしてグリコキシル化が行われ、その際引き続いて それぞれ３つの鎖が集まって左ねしのらせんの形になり、それは再び右廻りに互 いに回転させられている。この物質はそれから細胞外空間に排出され、そこで鎖 の端からタンパク質が脱離させられ、その結果いわゆるトロボコラーゲンが生成 し、それは集まってフィブリルを形成している。トロポコラーゲンはなお塩可溶 性また酸可溶性であるが、コラーゲンフィブリルは不溶性である。約３００，０ ００の分子量を有するトロボコラーゲンは３本のポリペプチド鎖から成っており 、それらは若干異なるアミノ酸配列を示すことがあり得る。通常２本の鎖は同じ であって、３本目の鎖は違った構造を示す。

人間または動物の身体の大抵のタンパク質とは反対にコラーゲンは連続的に新し いものに取り替えられないで、むしろ長い生物学的半減期を有し、前記半減期・ 　は３００日にまでに及ぶことがあり得る。酵素分解に対してコラーゲンはかな り耐性を有する。天然のコラーゲンの酵素分解は本質的にはコラ−ゲナーゼによ ってのみ達成される。コラーゲンフィブリルのタンパク質分解の後に生成する可 溶性の分解生成物は他のプロテアーゼによりペプチドおよびアミノ酸に加水分解 される。

可溶性並びに不溶性のコラーゲンは既に「人工皮膚」として実験的に使用された ことがある。相当する製品は例えば日本特許出願第５９１６０４６４号および米 国特許第４６００５３３号明細書に記載されている。また内部プロテーゼのため にもこの材料は既に提案されたことがあり、例えばヨーロッパ特許出願第８５２ ０００４５号明細書に記載されている。コラーゲンからのこのような「人工皮膚 」は体液の流失を減少させかつ外部感染に対して保護する。その上、この種の人 工皮膚は炎症を防ぎかつ止血する作用を存し、また上皮細胞の発育を促進するは ずである。従来原料として使用されたコラーゲンは通常その比較的良い加工性に 基づいて可溶性のコラーゲンである。これは、その膜またはフィルムが低い強度 しか有しないという短所の原因となっている。なぜならばそれらの製品は、この ような形態では本来存在しない非繊維状コラーゲンから成っているからである。

その上前記の使用されたコラーゲンはさらに酵素により分解される。従来これら の膜またはフィルムは、いろいろな周知の技術に従って製造されてから固形に変 えられるコラーゲンゲルから製造されている。相当する製品は例えば米国特許第 ４６００５３３号、第４６８９３９９号または第４７２５６４１号および第４２ 、　９４２４１号明細書に記載されている。このようなフィルムに欠けている耐 久性を改良するために対応する米国特許第３８００７９２号においては、コラー ゲンゲルから製造されたスポンジ構造を架橋させ、そしてプラスチックフィルム を貼り付けることを試みているが、しかしそれらの材料の創傷への適応と付着が 著しく悪くなる。包帯材料としての従来知られているすへてのコラーゲンフィル ムにおいて不利なことは、既に述べたように、これらのフィルムの創傷への付着 が余りよくないので、通例として追加の縁の固定が必要であり、特に、比較的広 い表面を被覆しなければならないとき、そうであるという事実である。さらにこ れら従来既知の材料の他の難点は、それらが比較的速やかに崩解し易いことおよ びそれらは調製工程に基づいてかなりのプロテオグリカンの含量を有しており、 それが大抵の場合には確かに僅かではあるが、特殊なケースにおいては明確に現 われたアレルギー反応に導くことがあり得るということである。なぜならそれら すべてにもかかわらずそれが非人体材料であるということが重要だからである。

その上、例えば可溶性コラーゲンから製造された製品を無菌に保ちそして貯蔵可 能にすることは全く容易なことではない。なぜならばアミノ酸連鎖の分解または もっと先への分解を完全に遮断することはできないからである。しかしいつも不 溶性コラーゲンからフィルムまたは膜を製造することは、その繊維を一般に、特 に比較的広い体表面に心配なく使用することができるほどに、付随物質（例えば 、アレルギー性プロテオグリカン）から浄化するという困難を生じる。日本特許 出願第６１０４１４６２号から既に可溶性コラーゲンよりのコラーゲンフィルム のヒアルウロン酸との組合せが知られている。ヒアルウロン酸は１，３−グリコ シド結合にあるＤ−グルクロン酸七Ｎ−アセチルーＤ−グルコサミンの基本成分 から成り、そしてそれぞれ起源と加工に従って約５０，０００から数百万までの 間の分子量を有する。ヒアルウロン酸はフィブリンに結合することができ、そし て３次元的マトリックスを形成し、それにより本来のフィブリンマトリックスは 変形され、膨らまされかつ多孔質になる。それにより細胞のマトリックス中への より速やかなかつより良い浸透と移動が可能になる。ヒアルウロン酸は、トロン プリンにより誘導されたフィブリンマトリックスの形成速度に強烈な、刺激する 効果を有する。かくして負傷のすぐ後に創傷内のヒアルウロン酸含量が高まり、 その５　際その物質はマトリックスの外部からの細胞浸透および膨潤、また食細 胞による食作用および新しく形成された組織の血管新生に影響を与える。従って ヒアルウロン酸はフィブリンマトリックスの構築、改造および分解に働くので、 コラーゲンへの添加は望ましい。なぜならばヒアルウロン酸は創傷のより速やか なかつより合併症のない治癒を惹き起こすからである。

従来知られている「コラーゲン基材の人工皮膚」はしかしいつもなお短所を有す る。すなわち、それらは良好な付着性を示さない、免疫反応とアレルギーを呼び 起こすことがある、および製造工程において特に格安でないことである。その上 透水性が高くかつ分解が余りに速い。それ故これらの短所を示さない他の創傷被 覆材料への要求力伝お存在する。

本発明によれば今やコラーゲン繊維を基材とするフィルム形の創傷被覆材料が提 案される。その材料の特徴は、不溶性の一部変性されたコラーゲンから成り、前 記コラーゲンは特に次のパラメーターにより天然のコラーゲンと異なる、すなわ ち、アミド窒素、グルコサミンとガラクトサミンの含量、等電点および収縮温度 に関して異なることである。

意外にも今や確かめられたことは、天然の不溶性コラーゲンを一部変性すること により、包帯材料として使用できるフィルムの製造のために特にすぐれて適する 物質を得ることができるということである。前記の変性は慎重な加水分解により 行われ、その際特にアスパラギンとグルタミンのアミド基の割合が減少さ札それ により等電点が移動される。そのほか天然のフィブリルの橋かけ結合の分裂が行 われるが、しかし実質上天然の不溶性コラーゲンのフィブリル構造は維持される 。慎重な加水分解はいろいろな、タンパク質分野の専門家には周知の方法で行う ことができる。原料として本発明に従い牛皮薄片が専門家たちには周知の加工方 法により、例えばドイツ国特許第１３５９４９０号に従って酸性で！＃潤させら れる。このように前処理されたコラーゲン皮の乾燥物含量は約１６．０重量％に なり、アミド窒素含量は０．２８ミリモル／ｇ乾燥物程度にあり、灰分は約０゜ ４重量％（乾燥物に関して）に達し、およびそのｐＨ値は２．８〜２．９である 。

次にこの前処理された皮を適当な方法で前破砕する。その皮の塊を次に水と氷と 共に混合してから、この懸濁液にさらにグリセリンとソルビットまたはその他の 生理学的に安全な保湿剤を混入する。場合によりこの加工段階でさらに生理学的 に安全な有機または無機の皮なめし用剤を添加する。その懸濁液を混合器内で撹 拌して注意深く混合する。ｐＨ値を塩酸で再び約２．８〜２．９に調節する。こ の懸濁液の粒子を次に周知の方法で破砕して、最後に顕微鏡で均一に見える、ゲ ル状の分散体で約２．８のｐＨ値および２．　０の乾燥コラーゲン含量を有する ものを得る。この分散体を次に周知の方法でフィルムとして押出す。そのまだ湿 っているフィルムを、例えばアンモニアガスにあてて、生理学的に許容される領 域、好ましくはｐＨ５まで中和する。巻く前にフィルムの含水率を約１２〜１８ 重量％に、好ましくは約１５重量％に再び上げることにより状態調節してから、 包装して貯蔵するかまたは使用することができる。このようにして製造された材 料は滅菌することができるし、従来の実験が証明した限りでは、殆と無制限に貯 蔵できる。なぜならば化学反応は比較的長い貯蔵においても実際的には進まない からである。

そのフィルムがヒアルウロン酸と組合わされることになる場合には、この酸は適 当な濃度で既に懸濁液の調製の際に添加されるか、あるいはあとから押出しの後 慣性したフィルムの上に積層される。しかしヒアルウロン酸の代りにまた創傷の 治癒に有利な影響を与える他の物質、例えば抗生剤、細胞生長促進物質、止血性 化合物または接着要素のようなもの、を添加することもできる。そのような導入 はヒアルウロン酸の場合と同様に懸濁液の調製の際かまたは押出されたフィルム の上にあとから載せることにより行われる。

本発明による創傷被覆材料は、出発原料に比較してアミド窒素、グルコサミンお よびガラクトサミンの含量、等電点および収縮温度が違っていることを特徴とす る。平均して新しい牛皮の出発原料では次の値か示される。

収縮温度　６８°Ｃ アミド窒素　０．５２ミリモル／ｇ 等電点　７．０〜７．８ それに比較して本発明により変性されたベースコラーゲンは次の値を示す。

収縮温度　４５〜６０°Ｃ アミド窒素　０．１８〜０．４０ミリモル／ｇ等電点　４．３〜６．　０ グルコサミンおよびガラクトサミン：それぞれ６ミクロモル／ｇ以下。

本発明によるコラーゲンフィルムは従来の技術により製造されたコラーゲン膜よ りも明らかに引き裂きに対して強く、そしてまた！潤状態において特に弾力性が ありかつ適応性があるので従来達し得られながった接着を意のままにすることが でき、それにより不規則なまたは平らでない傷の場合にも良好な被覆が可能にな りかつ一般に縁辺の固定はもはや必要でない。必要な場合には、また数層を重ね 合わせることができ、それにより接着に不利な影響はない。これらのフィルムは 親水性なので、湿気と気体は通過して、傷から導き出すことができる。その一方 でこの材料は同時に外因性の微生物に対し保護壁を形成する。これらのフィルム は止血性および鎮痛性を有し、そして容易にかつ痛みもなく剥がすことができる ので、傷の調整やまたは包帯交換の際に患者の不必要な損害を生じさせることが ない。しかしまた特に重要なことは、本発明によるフィルムが実際上何らかのア レルギー作用を有しないので、敏感なまたは病気にかかり易い患者においてさえ も反応を予期され得ないことである。この材料はそのほかの点て完全に吸収され てから体内で分解されるが、またこの領域において何らの免疫学上の問題は難し い場合においてさえも確認され得なかった。

他の一つの利点は、出発原料が大量に調製できることおよびフィルムの生産コス トが従来慣用の方法に比較して相対的に低いので、そのコストは従来よりも広い 範囲の使用を可能にすることにある。

そのほかに、本発明によるフィルムは、積層品の形で使用することは特別の使用 目的のために全く望ましいことがあり得るということが明らかになった。その場 合にコラーゲンフィルムは、例えばポリエステル、ポリメチルメタクリラート、 ポリウレタンまたはポリエーテルウレタンを基材とする密封フィルムによりラミ ネートされるか、あるいは例えばポリウレタンフォームまたは例えばコラーゲン またはヒト冶コロイドを基材とする発泡成形物のような発泡材料のフィルムによ りラミネートされることができる。例えばガーゼ、いろいろな種類の羊毛材料ま たはガーゼ包帯のよう繊維の平面形成物との積層品もまた特別な用途において大 いに有用であり得る。そのような積層品のカレンダリング、生理学的に安全な糊 剤との接着またはその池の方法での製造は専門家にとって周知のことである。ま た本発明によるフィルムを、それ自身既知の方法で薄いアルミニウム、銅または 銀の層を被せることによって金属被覆することも可能である。フィルムの金属被 覆技術は専門家に周知である。そのような金属被覆したフィルムは、多くの場合 に望まれている極度に少ない水蒸気透過度を特徴とする。銅または銀のように微 量作用金属を使用する場合にはその上殺菌剤の効果をあげることができる。

以下に本発明は例に基づいて詳細に説明される。

例１ 牛皮薄片から酸性で膨潤させたコラーゲン皮を専門家には周知の加工方法、例え ばドイツ特許第６５９４９０号に対応する方法で、調製する。その乾燥固形分は １０００重量％であり、アミド窒素分は０．２８モル／ｇ乾燥物にあり、灰分は ０．４重量％（乾燥物に関して）に達し、およびｐＨは２．０である。

このコラーゲン皮を次に専門家に周知の方法で粗く予備破砕する。

かくして得られた粗製品４５ｋｇを適当な混合器の中で８０ｋｇの氷、２１２． ５リツトルの水、１．８リツトルのグリセリン（８４重量９６の）、０．　４リ ツトルのソルビット（７０重量％の）、および０．　２ｋｇのＡｌｔ　（ＳＯ４ ）＊　ｘ１８Ｈ２０と共に仕込む。すべての成分をその混合器中で撹拌して注意 深く混合する。ｐＨ値を塩酸で２．８に調節する。

この混合物から肉眼には均一に見える、脱気された、ゲル状に膨潤した、２．８ のｐＨ値と２．０％の乾燥コラーゲン含量を有する分散体が得られ、それを次に スリットノズルを通してエンドレスコンベヤーベルト上に押し出す。

そのコンベヤーベルトは乾燥トンネルの中を通過する。乾燥過程の終了前にその フィルムはアンモニアガスにより処理され、出来上ったフィルムのｐＨ値が約５ になるようにする。乾燥の後、フィルムは水分を約１５重量％に上げることによ り再状態調節されてから長さを短（切って包装される。

例２ ヒアルウロン酸を含むコラーゲンフィルムを製造するためには例１に従って操作 が行われるが、しかし次の点が付加される。すなわち、４５ｋｇの粗く破砕され た皮を８０ｋｇの氷、２１１リツトルの水、１．８リツトルのグリセリン（８４ 重量％の）、０．４リツトルのソルビット（７０重量％の）、２．　０ｋｇのＡ １２　（Ｓｏ、）！　ＸＩ　８Ｈｆ　Ｏおよび０．１８ｋｇのヒアルウロン酸（ 分子量＝５００．０００以上）の１．２リツトルの水に溶かした溶液と共に混合 してから塩酸でｐＨ２，８に調節する。以下の加工操作は前記の通りに行われる 。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．コラーゲン繊維を基材とするフィルム形の創傷被覆材料であり、該材料は本 質的に次のパラメーター、 アミド窒素０．１８〜０．４０ミリモル／ｇグルコサミンおよびガラクトサミン 含量それぞれ５ミクロモル／ｇ以下 収縮温度４５〜６０℃ 等電点４．３〜６．０ を有する不溶性の、一部変性されたコラーゲンから成ることを特徴とする前記の 創傷被覆材料。
2. ２．乾燥したフィルムの重量につき１〜８重量％の、好ましくは２〜５重量％の ヒアルウロン酸を含むことを特徴とする請求項１に記載の創傷被覆材料。
3. ３．ヒアルウロン酸が５００，０００よりも大きい分子量を有することを特徴と する請求項２に記載の創傷被覆材料。
4. ４．該材料が約１２〜１８重量％、好ましくは約１５重量％、の含水率を有する ことを特徴とする請求項１より３までのいずれか１項に記載の創傷被覆材料。
5. ５．牛皮の薄片を周知の方法で酸性に膨潤させ、細く砕き、１０℃以下の温度に 冷やし、生理学的に安全な保湿剤および場合により生理学的に安全な有機または 無機の皮なめし用剤と混合し、周知の方法で均質化してからフィルムに加工し、 そして押出されたフィルムのｐＨをほぼ生理学的環境に上げることを特徴とする 請求項１に記載の創傷被覆材料の製造方法。
6. ６．植物性のまたは無機の皮なめし用剤を使用することを特徴とする請求項５に 記載の方法。
7. ７．硫酸アルミニウム水加物を使用することを特徴とする請求項５および６に記 載の方法。
8. ８．押出しの前に懸濁液を約２重量％の乾燥物含量に調節することを特徴とする 請求項５より７までのいずれか１項に記載の方法。
9. ９．押出されたフィルムを約５のｐＨに達するまで乾燥の前にアンモニアガスで 処理することを特徴とする請求項５より８までのいずれか１項に記載の方法。
10. １０．フィルムを乾燥の後に約１２〜１８重量％の、好ましくは１５重量％の含 水率に調節することを特徴とする請求項５より９までのいずれか１項に記載の方 法。
11. １１．懸濁液を均質化の前に１〜８重量％の、好ましくは２〜５重量％のヒアル ウロン酸を添加してから強く混合することを特徴とする請求項２並びに請求項５ より１０までのいずれか１項に記載の方法。
12. １２．該材料を周知の方法で生理学的に安全な合成樹脂を基材とするフィルムま たは発泡体により、コラーゲンまたはヒドロコロイドを基材とするスポンジ状成 形物により、あるいは繊維平面成形物により積層するか、または生理学的に安全 な金属により金属被覆することを特徴とする請求項１より４までのいずれか１項 に記載の創傷被覆材料。