JPH09103479A

JPH09103479A - 医用材料及びその製造法

Info

Publication number: JPH09103479A
Application number: JP7301898A
Authority: JP
Inventors: Shiyoujirou Matsuda; 晶二郎松田; Yoshito Ikada; 義人筏; Hiroo Iwata; 博夫岩田
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1997-04-22
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: JP3850905B2

Abstract

(57)【要約】【課題】毒性の少ない架橋法、及び、これによる医用
材料を提供するものである。【解決手段】ゼラチンをスクシンイミド化ポリ−Ｌ−
グルタミン酸により架橋して成る医用材料。ゼラチンを
含む水溶液とスクシンイミド化ポリ−Ｌ−グルタミン酸
を含む水溶液を混合し、ゼラチンとポリ−Ｌ−グルタミ
ン酸とを架橋させることを特徴とする医用材料の製造
法。生体接着剤、止血材、血管塞栓材、動脈瘤の封止材
等、医療現場で直接架橋させて用いる医用材料。架橋後
のゲル化ゼラチンを癒着防止材、薬物担体のいずれかに
適用させた医用材料の提供に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に医療用材料と
して適用されるゼラチンゲル及びその製造法の提供に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ゼラチンは生体に含まれるコラーゲンか
ら得られるタンパク質として知られ、安全性に優れ、ま
た、生体内で分解、消失する特性を活かし、医療分野で
はカプセル剤をはじめとして多岐に応用されている。ま
た、かかるゼラチンをゲル化し、生体に対する接着剤、
止血剤等として用いる試みもなされている。例えば、術
時に患部にゼラチン水溶液とホルムアルデヒド、レゾル
シノールを加え、生体上でゼラチンをゲル化させて接着
剤として用いる方法がフランスＥ．Ｈ．Ｓ社のキット
（商品名：ＧＲＦｇｌｕｅ）として臨床に利用され、
また、同様に患部上でゼラチンとポリ−Ｌ−グルタミン
酸をカルボジイミドで架橋してハイドロゲルを作成し、
同用途に適用することも試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ゼラチンは水溶性高分
子であるため、水中では一定の形態を保つことができ
ず、従って、前記したようにホルムアルデヒドやレゾル
シノールで架橋したり、ゼラチンとポリ−Ｌ−グルタミ
ン酸をカルボジイミドで架橋してハイドロゲルを作成す
ることが試みられているのであるが、これらの架橋剤に
は毒性の問題があり、特に、患部上で直接架橋させる前
記のような接着剤、止血材等の用途においてはこれらの
架橋剤が周囲の組織を障害しないよう細心の注意を払う
必要がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる点、毒
性の少ない架橋法、及びこれによる医用材料を提供する
もので、ゼラチンをスクシンイミド化ポリ−Ｌ−グルタ
ミン酸により架橋して成る医用材料。ゼラチンを含む水
溶液とスクシンイミド化ポリ−Ｌ−グルタミン酸を含む
水溶液を混合し、ゼラチンとポリ−Ｌ−グルタミン酸と
を架橋させることを特徴とする医用材料の製造法。生体
接着剤、止血材、血管塞栓材、動脈瘤の封止材等、医療
現場で直接架橋させて用いる医用材料。架橋後のゲル化
ゼラチンを癒着防止材、薬物担体のいずれかに適用させ
た医用材料の提供に関する。即ち、本発明は予めグルタ
ミン酸に活性基を導入し、これをゼラチン水溶液と混合
することによってゼラチンのゲル化が可能であることを
見いだし、かかる方法により毒性の高い架橋剤を直接生
体に触れさせることなしにこれを可能としたものであ
る。以下、本発明を詳細に説明する。

【発明の実施の形態】

【０００５】本発明におけるゼラチンとは生体に含まれ
るヒト、牛、豚等の骨、あるいは皮膚等から得たものが
使用でき、その製法としてはコラーゲンを酸、アルカ
リ、酵素等により適宜処理して得たものが用いられる。
本発明におけるスクシンイミド化ポリ−Ｌ−グルタミン
酸は、人体に対し無害であり、反応基（−ＣＯＯＨ基）
を多数有するため迅速な反応が可能であるポリ−Ｌ−グ
ルタミン酸のカルボキシル基にカルボジイミドの併用下
に細胞毒性の低いｎ−ヒドロキシスクシンイミド、若し
くは、ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドナトリウム
塩を反応させ、活性エステルを導入したものである。か
かる反応物は、ポリ−Ｌ−グルタミン酸０．１〜２０重
量％に対し、ｎ−ヒドロキシスクシンイミド、若しく
は、ｎ−ヒドロキシスルホスクシンイミドナトリウム塩
を０．００１〜１０重量％，カルボジイミドを０．００
１〜２０重量％の割合で用い、反応温度０〜１８９℃，
反応時間１〜５０時間の適宜の条件を選択して得られ
る。尚、カルボジイミドとしては、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、１−シクロヘキシル−３（２−モルホリノエチル）
カルボジイミド・メト−ｐ−トルエンスルホン酸塩、ジ
シクロヘキシルカルボジイミドを用いることができる。

【０００６】上記のスクシンイミド化ポリ−Ｌ−グルタ
ミン酸とゼラチンとのゲル化反応は、ゼラチン１〜５０
重量％に対し、スクシンイミド化ポリ−Ｌ−グルタミン
酸０．１〜１０重量％加え、好ましくは、３０〜５０℃
で反応させる。反応に要する時間は、両者を混合してか
ら２秒〜１０分程度であるが、通常３〜６０秒という極
めて短時間の内に反応してゲル化するのでこの程度の時
間があれば良い。尚、両者の配合に際しては、均一なゲ
ルを得やすいことから双方適宜濃度の溶液として混合す
るのが好ましい。尚、かかる溶液を作製するための溶媒
としては、蒸留水のほか、生理食塩水、炭酸水素ナトリ
ウム、ホウ酸、リン酸等の緩衝液等、毒性のないものを
用いることができる。

【０００７】以上のようにゲル化されるゼラチンはゲル
化を直接患部で行いこれによる作用を発現させる、例え
ば、生体接着剤、止血材、血管塞栓材、動脈瘤の封止材
のいずれかに適用し、或は、一旦ゲル化させた後用いる
癒着防止材、薬物担体として好適に用られる。尚、かか
るゲルは当該用途に適用後は生体内で分解し、一定期間
経過すると吸収、消失する特性があり、体内に異物とし
て残存することがない。以下、本発明について実施例を
挙げて詳細に説明する。

【０００８】（実施例１） −ポリ−Ｌ−グルタミン酸のスクシンイミド化の実施例
− 表１の割合でポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧＡ）、ｎ
−ヒドロキシスクシンイミド（ＨＳＩ）、及び、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（ＥＤＣ）を混合し、１０ｍｌのジメチルス
ルフォキシド（ＤＭＳＯ）に溶かして、室温で振とうし
つつ２０時間反応を行った。反応後、未反応のＥＤＣ、
ＨＳＩおよびＥＤＣの反応後生成物である１−エチル−
３−（３−ジメチルアミノプロピル）ウレア（ＥＤＣ−
Ｕｒｅａ）を除去するためにアセトンに再沈させ、更に
２回アセトンで、２回ヘキサンで洗浄した後、真空乾燥
し、活性基の導入量の異なる本発明にかかわる３種のス
クシンイミド化ポリ−Ｌ−グルタミン酸（Ｓｕｃ−ＰＬ
ＧＡ）を得た。なお、ポリ−Ｌ−グルタミン酸（ＰＬＧ
Ａ）は、味の素（株）製の商品名（Ａｊｉｃｏａｔｐ
ｏｌｙａｍｉｎｏａｃｉｄｒｅｓｉｎＳＰＧ）を
塩酸で透析し、ポリ−Ｌ−グルタミン酸としたものを用
いた。

【０００９】

【表１】

【００１０】（実施例２） −毒性試験− 実施例１で用いたＨＳＩ，ＥＤＣ、反応後生成物である
ＥＤＣ−Ｕｒｅａの細胞毒性試験をＬ９２９細胞を用い
て色素排除法にて行った。その結果を図１に示したがＥ
ＤＣに対しＨＳＩ，ＥＤＣ−Ｕｒｅａは極めて毒性が低
いことを示している。尚、本発明においてはＥＤＣは実
施例１のように洗浄除去されるので実用上問題を生じな
い。

【００１１】（図１）

【００１２】（実施例３） −ゼラチンのゲル化架橋反応の実施例− 等電点が８．９の新田ゼラチン（株）製ゼラチン（Ｔｙ
ｐｅＧ−０５４５Ｐ，牛骨由来酸処理ゼラチン）を２
０重量％になるように７％ＮａＨＣＯ_３水溶液に溶解さ
せ、ゼラチンを含む水溶液とした。これを直径１６ｍｍ
の試験管に５００μｌ採取し、３７℃の恒温水槽に漬
け、１ｃｍのスターラーチップで一定速度で攪拌した。
そこへ各種濃度に７％ＮａＨＣＯ_３水溶液で調製したＳ
ｕｃ−ＰＬＧＡ水溶液を最終添加濃度（純分換算）で
１，５，１０，２０，４０ｍｇ／ｍｌとなるよう加え
た。そしてＳｕｃ−ＰＬＧＡ水溶液を加えてからゼラチ
ンがゲル化してスターラーチップが止まるまでの時間を
測定し、その結果を図２に示した。

【００１３】（図２）

【００１４】かかる結果はＳｕｃ−ＰＬＧＡの導入活性
基量が多いほど、また、混合液中のＳｕｃ−ＰＬＧＡの
濃度が高いほどゲル化時間が短くなる傾向を示し、これ
の調整によりゲル化時間のコントロールが可能であるこ
とを示唆する。しかしながら使用濃度がある一定以上で
あるとそれに要する時間はほぼコンスタントである。
尚、実施例１におけるスクシンイミド化ポリ−Ｌ−グル
タミン酸の製造、及び、実施例３におけるゼラチンとの
反応を化学式として化１に示した。

【００１５】

【化１】

【００１６】（実施例４） −Ｓｕｃ−ＰＬＧＡの保存安定性試験− 実施例１で得たＳｕｃ−ＰＬＧＡの粉末を作成後９０日
間シリカゲルを入れた容器に入れ、冷蔵庫内で保存して
おいたものを用い、実施例３に準じてゲル化実験を行っ
た結果を図３に示した。この結果、図２とほとんど同じ
曲線が得られ、この方法でＳｕｃ−ＰＬＧＡは安定して
保存できることがわかった。

【００１７】（図３）

【００１８】（実施例４） −実用試験例− 本発明にかかわるゼラチンゲルの応用例として、フィブ
リン糊のような止血剤が考えられる。そこで兎を用いた
ｉｎｖｉｖｏ実験を行った。実験は血管が比較的均一
に網目状に存在している脾臓を用いて行った。体重５ｋ
ｇの日本種白色兎（オス）をネンブタール静脈注射、ケ
タラール、筋肉弛緩剤の筋肉注射により麻酔させる。次
いで電気メスを用いて開腹し、脾臓を露出させ、１８Ｇ
の注射針を０．６ｍｍの深さまで突き刺して出血創を作
成する。その後１分間の出血をろ紙で採取する。作創後
１分後に出血部位で以下の方法によりゼラチンをゲル化
させる。用いたゼラチンは実施例３と同じものであり、
Ｓｕｃ−ＰＬＧＡはＳｕｃ基の導入が１０：４の実施例
１により得たものを用いた。２０％ゼラチン水溶液（７
％ＮａＨＣＯ_３）５０μｌを創部に滴下後、ただちに２
０ｍｇ／ｍｌのＳｕｃ−ＰＬＧＡ水溶液（７％ＮａＨＣ
Ｏ_３）５０μｌ（即ち、最終濃度１０ｍｇ／ｍｌに相
当）を添加し、ゼラチンをゲル化させた。尚、Ｓｕｃ−
ＰＬＧＡの７％ＮａＨＣＯ_３への溶解は作創と同時に行
ったので溶解後１分後にゲル化したことになる。このよ
うなゲル化の後、１分おきに前記と同じように出血を採
取し、シアンメトヘモグロビン法を用いて出血量の定量
を行った。その結果を図４に示す。これにおいて、創部
からの出血はほぼ完全に抑えられたことが、ゼラチンゲ
ルを創部に用いないコントロールとの比較において明ら
かである。

【００１９】（図４）

【００２０】尚、図４においてヨコ軸は経過時間、タテ
軸は吸光度の相対値（累積値）を表す。ろ紙に採取した
血液をシアンメトヘモグロビン法により定量する。即
ち、血液を吸い取ったろ紙を０．７５％ＮＨ_４Ｃｌｉ
ｎ１７ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ
＝７．６）に漬け、３７℃で２４時間振とうし、血液を
抽出する。抽出液２０μｌに対し、０．７８ｍＭシアン
化カリウム、０．６１ｍＭフェリシアン化カリウム液を
５ｍｌ加える。これの５４０ｎｍの吸光度を測定する。
ゲル添加前の１分間の血液量を示す吸光度を１とし、そ
の後の出血量を相対値で示した。ゲルを添加しない場
合、出血は持続するがゲルを添加することによって出血
が抑制される。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、毒性の少ない架橋法、及びこ
れによる医用材料を提供したもので、生体接着剤、止血
材、血管塞栓材、動脈瘤の封止材等、医療現場で直接架
橋させて用いる医用材料に用いて従来のようにその適用
時の毒性に注意を払う必要がなく、従って、その操作が
極めて簡単である。一方、架橋させたゲル化ゼラチンは
他の用途として癒着防止材、徐放性薬物の担体としても
好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓｕｃ−ＰＬＧＡの合成に関係する３つの化合
物の細胞毒性試験の結果を示した図。

【図２】Ｓｕｃ−ＰＬＧＡの種類と濃度がゲル化時間に
与える影響を示した図。

【図３】作成後９０日保存した後のＳｕｃ−ＰＬＧＡの
水溶液濃度とゲル化時間の関係を示した図。

【図４】出血創に本発明ゲルを適用したときの出血量の
変化を示した図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゼラチンをスクシンイミド化ポリ−Ｌ−
グルタミン酸により架橋して成る医用材料。
【請求項２】ゼラチンを含む水溶液とスクシンイミド
化ポリ−Ｌ−グルタミン酸を含む水溶液を混合し、ゼラ
チンとポリ−Ｌ−グルタミン酸とを架橋させることを特
徴とする医用材料の製造法。
【請求項３】生体接着剤、止血材、血管塞栓材、動脈
瘤の封止材のいずれかに適用される請求項１記載の医用
材料。
【請求項４】癒着防止材、薬物担体のいずれかに適用
される請求項１記載の医用材料。