JPH11322807A - 架橋ヒアルロン酸スポンジの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空隙率が高く、さらに含水能力に優れた架橋
ヒアルロン酸スポンジを製造する方法を提供する。 【解決手段】 ヒアルロン酸および／またはその誘導体
の水溶液と水溶性エポキシ化合物を混合、濃縮して、前
記ヒアルロン酸および／またはその誘導体の分子間架橋
物を得、前記分子間架橋物を凍結真空乾燥させた後、こ
れをアルコールで洗浄し、さらに、水で洗浄し、次いで
前記洗浄後の分子間架橋物を再び凍結真空乾燥して架橋
ヒアルロン酸スポンジを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は架橋ヒアルロン酸ス
ポンジの製造方法に関し、詳しくは、空隙率が高く、さ
らに含水能力に優れた架橋ヒアルロン酸スポンジを製造
する方法に関する。

【０００２】なお、本明細書において「スポンジ」の用
語は、独立気泡あるいは連続気泡を有する多孔質体につ
いて用いられる。

【０００３】

【従来の技術】ヒアルロン酸は、動物組織の細胞間質に
多く、具体的には、眼硝子体、臍帯、関節液、皮膚、軟
骨、その他の結合組織に存在するムコ多糖の一つであ
り、ヒアルロン酸およびその誘導体は水溶液やゲルの形
態で、眼科手術の助剤や外科手術後の組織の癒着を防止
するための組成物として医療用途で幅広く利用されてい
る。これらのうちでも、ヒアルロン酸およびその誘導体
の水溶液は、機械的安定性に関する要求が低い際に用い
られるが、機械的安定性が要求される様な場合には架橋
ヒアルロン酸ゲルが用いられている。

【０００４】しかし、求められる機械的安定性がより大
きい場合には、上記ゲル形態のヒアルロン酸でもその要
求に十分答えられない状況があった。例えば、架橋ヒア
ルロン酸ゲルの成形物は、ピンセットで処理する際や縫
合する際に容易に破壊されてしまう点で問題であり、上
記ピンセット処理や縫合にも耐えうる様なより高い機械
的強度が求められていた。さらに、架橋ヒアルロン酸ゲ
ル成形物は、生理食塩水中に膨潤状態で貯蔵しなければ
ならないと言った保管面での問題も有していた。

【０００５】そこで、特公平７−３０１２４号公報等に
記載されているように、架橋ヒアルロン酸ゲル成形物か
ら水分を除去して、スポンジ構造の架橋ヒアルロン酸成
形物を作製することにより、上記問題を解決しようとす
る試みがなされるようになった。しかしながら、上記の
ように架橋ヒアルロン酸ゲル成形物から単に水分を除去
するだけで架橋ヒアルロン酸スポンジを作製したので
は、保管面での問題は解決され、また機械的強度もある
程度まで改善されるものの、十分と言えるものではなか
った。そのため、特公平７−３０１２４号公報において
は、さらに上記で得られた架橋ヒアルロン酸スポンジに
圧力をかけて圧縮することにより機械的強度を改善して
いるが、今度はスポンジ構造が破壊されてしまい、保水
性を発現できない点で好ましいとは言えなかった。

【０００６】このような状況から、ある程度の機械的強
度を維持しながら、空隙率が高く、さらに保水性にも優
れた架橋ヒアルロン酸スポンジの製造方法の開発が望ま
れていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたものであり、空隙率が高く、さらに含水能力
に優れた架橋ヒアルロン酸スポンジを製造する方法を提
供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を行ったところ、ヒアルロン
酸および／またはその誘導体を分子間架橋化後、凍結真
空乾燥させて架橋ヒアルロン酸スポンジを製造する際
に、乾燥後のヒアルロン酸分子間架橋物を、メタノール
等のアルコール、次いで、水で洗浄して、再度凍結真空
乾燥することにより、得られる架橋ヒアルロン酸スポン
ジが、空隙率が高く、さらに含水能力に優れていること
を見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、下記（Ａ）〜（Ｄ）工
程を含む架橋ヒアルロン酸スポンジの製造方法を提供す
るものである。 （Ａ）ヒアルロン酸および／またはその誘導体の水溶液
と架橋剤を混合、濃縮して、前記ヒアルロン酸および／
またはその誘導体の分子間架橋物を得る工程、（Ｂ）前
記（Ａ）工程で得られた分子間架橋物を凍結真空乾燥さ
せる工程、（Ｃ）前記（Ｂ）工程後の分子間架橋物をア
ルコールで洗浄した後、さらに、水で洗浄する工程、
（Ｄ）前記（Ｃ）工程後の分子間架橋物を再び凍結真空
乾燥して架橋ヒアルロン酸スポンジを得る工程。

【００１０】本発明の製造方法においては、（Ａ）工程
でヒアルロン酸および／またはその誘導体の水溶液と架
橋剤を混合するが、その際に用いる架橋剤として、好ま
しくは水溶性エポキシ化合物を挙げることができる。

【００１１】また、本発明の製造方法においては、
（Ｃ）工程で前記（Ｂ）工程後の分子間架橋物をアルコ
ール洗浄するが、その際に用いるアルコールとして、好
ましくはメタノールを挙げることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の架橋ヒアルロン
酸スポンジの製造方法を、（Ａ）ヒアルロン酸および／
またはその誘導体の水溶液と架橋剤を混合、濃縮して、
前記ヒアルロン酸および／またはその誘導体の分子間架
橋物を得る工程（以下、「架橋化工程」という）、
（Ｂ）前記（Ａ）工程で得られた分子間架橋物を凍結真
空乾燥させる工程（以下、「第１の凍結真空乾燥工程」
という）、（Ｃ）前記（Ｂ）工程後の分子間架橋物をア
ルコールで洗浄した後、さらに、水で洗浄する工程（以
下、「洗浄工程」という）、（Ｄ）前記（Ｃ）工程後の
分子間架橋物を再び凍結真空乾燥して架橋ヒアルロン酸
スポンジを得る工程（以下、「第２の凍結真空乾燥工
程」という）工程の順に具体的に説明する。 （Ａ）架橋化工程 本発明の架橋ヒアルロン酸スポンジの製造方法において
は、まずヒアルロン酸および／またはその誘導体の水溶
液と架橋剤を混合して、前記ヒアルロン酸および／また
はその誘導体の分子間架橋物を得る。

【００１３】本発明の製造方法において、原料として用
いるヒアルロン酸および／またはその誘導体の分子量
は、特に限定されるものではないが、具体的には、平均
分子量が好ましくは５０万〜２００万程度のものが、よ
り好ましくは１００万〜２００万程度のものが用いられ
る。

【００１４】また、ヒアルロン酸の誘導体としては、ヒ
アルロン酸ナトリウム塩、ヒアルロン酸カリウム塩等の
ヒアルロン酸金属塩や、ヒアルロン酸のヒドロキシル
基、カルボキシル基等がエーテル化、エステル化、アミ
ド化、アセタール化、ケタール化されて得られるヒアル
ロン酸誘導体等が挙げられる。これらのヒアルロン酸誘
導体のうちでも、本発明においては、ヒアルロン酸ナト
リウムが好ましく用いられる。

【００１５】上記本発明に用いられるヒアルロン酸およ
び／またはその誘導体は、従来公知の方法で製造するこ
とが可能である。あるいは、ヒアルロン酸およびその誘
導体については市販品も多いので、これら市販品を本発
明に用いることも可能である。

【００１６】本発明の製造方法においては、この様なヒ
アルロン酸および／またはその誘導体は適当量の水に溶
解されて水溶液として用いられる。前記水溶液における
ヒアルロン酸および／またはその誘導体の濃度は、用い
るヒアルロン酸および／またはその誘導体の種類や分子
量等にもよるが、概ね０．５〜１．５重量％、好ましく
は１．０〜１．５重量％程度とすることができる。ま
た、溶媒として用いる水としては、ｐＨ５〜６のイオン
交換水が好ましい。

【００１７】次いで、ヒアルロン酸および／またはその
誘導体の水溶液に、架橋剤が添加混合される。本製造方
法において用いる架橋剤は、ヒアルロン酸および／また
はその誘導体を分子間架橋させる作用を有するものであ
って、後の（Ｃ）洗浄工程におけるアルコール好ましく
はメタノールを用いた洗浄によって十分に除去可能なも
のであれば特に制限されない。この様な架橋剤として、
具体的には、水溶性エポキシ化合物、グルタールアルデ
ヒド等が挙げられるが、本発明において好ましくは、水
溶性エポキシ化合物が用いられる。

【００１８】水溶性エポキシ化合物として、具体的に
は、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセ
ロールジグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシ
ジルエーテルなどが挙げられる。架橋剤として水溶性エ
ポキシ化合物を用いた場合、ヒアルロン酸および／また
はその誘導体の水溶液に添加される水溶性エポキシ化合
物の量は、ヒアルロン酸および／またはその誘導体の繰
り返し単位１モルに対して概ね１／２〜１／１０モルの
割合であることが好ましく、より好ましくは１／５〜１
／１０モル程度、特に好ましくは１／５モル程度の添加
量である。

【００１９】上記ヒアルロン酸および／またはその誘導
体の水溶液への架橋剤の添加混合により、ヒアルロン酸
および／またはその誘導体は分子間架橋するが、分子間
架橋反応を促進するために、混合液を必要に応じて攪拌
しながら加熱することが好ましい。加熱温度は、架橋剤
として水溶性エポキシ化合物を用いた場合には、約３０
〜６０℃が好ましく、より好ましい温度は、約４０〜６
０℃であり、特に好ましい温度は約５０℃である。６０
℃を越えるような高い温度で加熱すると混合液に気泡が
生じて、得られる架橋ヒアルロン酸スポンジのスポンジ
構造の均一性が十分でない場合がある。３０℃より低い
温度では、分子間架橋反応速度が小さくなり、所望の濃
度の分子間架橋物を得るのに長時間を要することがあ
る。

【００２０】この様にして、上記混合液を加熱すること
により、混合液中ではヒアルロン酸および／またはその
誘導体の架橋剤、好ましくは、水溶性エポキシ化合物に
よる分子間架橋が進み、混合液は濃縮されて、ヒアルロ
ン酸および／またはその誘導体の分子間架橋物が得られ
る。本発明の製造方法におけるヒアルロン酸および／ま
たはその誘導体の分子間架橋物を得るためには、用いる
ヒアルロン酸および／またはその誘導体の水溶液におけ
る溶質濃度や、架橋剤の種類、添加量等にもよるが、架
橋剤として水溶性エポキシ化合物を用いた場合には、前
記混合液を概ね体積が初期体積の１／２〜１／１０にな
るまで濃縮することが好ましい。さらに、得られる架橋
ヒアルロン酸スポンジの機械的強度を考慮すれば、混合
液は初期体積の１／５程度まで濃縮することがより好ま
しい。

【００２１】上記の様に濃縮されて得られたヒアルロン
酸および／またはその誘導体の分子間架橋物を以下の
（Ｂ）工程（第１の凍結真空乾燥工程）に用いる。

【００２２】なお、ここで得られるヒアルロン酸および
／またはその誘導体の分子間架橋物の形状で、最終的な
架橋ヒアルロン酸スポンジが得られるので、この工程で
分子間架橋物を所望の形状に成形することが好ましい。
具体的には、シート状、棒状、チューブ状等の形状が挙
げられる。 （Ｂ）第１の凍結真空乾燥工程 本発明の製造方法においては、上記（Ａ）工程で得られ
たヒアルロン酸および／またはその誘導体の分子間架橋
物は、次いで凍結真空乾燥される。凍結真空乾燥の条件
は大きな氷の結晶を形成させないために、約−３０〜−
８５℃、好ましくは、約−５０〜−８５℃、より好まし
くは、−８５℃程度の温度で急速冷凍される。真空条件
は、５０〜５ｍｍＨｇ程度が好ましく、より好ましくは
１０〜５ｍｍＨｇ程度である。

【００２３】凍結真空乾燥処理の時間は、凍結真空乾燥
装置の大きさやヒアルロン酸および／またはその誘導体
の分子間架橋物の量や形状に依存するので、それらに合
わせて適宜選択すればよい。 （Ｃ）洗浄工程 上記（Ｂ）工程で得られたヒアルロン酸および／または
その誘導体の分子間架橋物の乾燥物は、次いで、未反応
の架橋剤を除去するためにアルコールで洗浄される。用
いるアルコールとしては特に制限されないが、具体的に
は、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル等が挙げられるが、本発明において好ましくは、メタ
ノールが挙げられる。

【００２４】洗浄方法としては、上記未反応の架橋剤が
除去できる方法であれば制限されないが、具体的な洗浄
方法として、上記分子間架橋物の乾燥物に対して十分
量、例えば、容量で１０〜５０倍量のアルコールに、上
記分子間架橋物の乾燥物を浸漬し、必要に応じて攪拌や
振盪を加えながら適当な時間、例えば、１２〜２４時間
放置する方法等が挙げられる。また、この様なアルコー
ルによる洗浄を、必要に応じて、２回以上行ってもよ
い。

【００２５】この様にしてアルコールにより、上記分子
間架橋物の乾燥物を洗浄することにより、未反応の架橋
剤を完全に除去することが可能となり、さらに第２の凍
結真空乾燥の工程後に得られる架橋ヒアルロン酸スポン
ジの最終形態が良好となり、スポンジ構造も強固なもの
となり得る。また、アルコール洗浄後の分子間架橋物自
体、強度的に優れるものであり、次いで行われる水によ
る洗浄によってヒアルロン酸および／またはその誘導体
の分子間架橋物の形状が破壊されるようなことがなくな
る。

【００２６】上記アルコール洗浄後のヒアルロン酸およ
び／またはその誘導体の分子間架橋物は、次いで、必要
に応じて分子間架橋物中のアルコールを適当な方法で除
去した後、水で洗浄される。用いる水としては中性のイ
オン交換水が好ましい。この水での洗浄は、水溶性の未
反応物の抽出除去と、この後行われる第２の凍結真空乾
燥工程を円滑に行うためにアルコールを完全に排除する
ことを目的として行われる。水での洗浄方法について
は、上記アルコール洗浄と同様にして行うことができ
る。例えば、上記アルコール洗浄後の分子間架橋物を十
分量の、具体的には、容量で１０〜３０倍量の水に浸漬
し、必要に応じて攪拌や振盪を加えながら適当な時間、
例えば、１２〜２４時間放置する方法等が挙げられる。
また、この様な水による洗浄を、必要に応じて、２回以
上行ってもよい。

【００２７】なお、前記水洗浄後のヒアルロン酸および
／またはその誘導体の分子間架橋物は、水分を含んで膨
潤した状態のものである。 （Ｄ）第２の凍結真空乾燥工程 本発明の製造方法においては、上記（Ｃ）工程で得られ
たヒアルロン酸および／またはその誘導体の分子間架橋
物の水膨潤物は、次いで凍結真空乾燥される。凍結真空
乾燥の条件は、上記（Ｂ）工程における第１の凍結真空
乾燥の条件と同様とすることができる。具体的には、約
−３０〜−８５℃、好ましくは、約−５０〜−８５℃、
より好ましくは、−８５℃程度の温度で急速冷凍する。
真空条件は、５０〜５ｍｍＨｇ程度が好ましく、より好
ましくは１０〜５ｍｍＨｇ程度である。

【００２８】凍結真空乾燥処理の時間は、凍結真空乾燥
装置の大きさやヒアルロン酸および／またはその誘導体
の分子間架橋物の量や形状に依存するので、それらに合
わせて適宜選択すればよい。

【００２９】この様にして上記（Ｃ）工程で得られたヒ
アルロン酸および／またはその誘導体の分子間架橋物の
水膨潤物が凍結真空乾燥されることで、本発明の製造方
法による架橋ヒアルロン酸スポンジが得られる。

【００３０】本発明による架橋ヒアルロン酸スポンジ
は、上記（Ａ）工程で分子間架橋した際の含水状態の形
状を維持したまま水分が十分に除去されたものであるの
で空隙率が十分に高く、さらにアルコールによる洗浄と
水による洗浄によって未反応の原料成分、具体的には水
溶性エポキシ化合物等の架橋剤等を除去しているので、
医療用具としての安全性等に優れるものである。

【００３１】本発明により得られた架橋ヒアルロン酸ス
ポンジは、そのまま、組織の癒着を防止するための医療
材料等に利用可能であるが、さらに前記架橋ヒアルロン
酸スポンジに、架橋剤を含有しないヒアルロン酸水溶液
を含浸させ、凍結真空乾燥させることにより、ヒアルロ
ン酸ゲルよりも優れた特性をもつ癒着防止用の医療材料
とすることができる。

【００３２】また、本発明により得られた架橋ヒアルロ
ン酸スポンジの片面にコラーゲン膜あるいはヒアルロン
酸膜を貼付することが可能であり、これにより優れた機
械的強度と癒着防止効果を有するラミネート型癒着防止
膜の作製が可能となる。

【００３３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００３４】ヒアルロン酸（分子量２００万、紀文フー
ドケミファ製）３０ｇをｐＨ６のイオン交換水２Ｌに溶
解して１．５％ヒアルロン酸水溶液を作製した。このヒ
アルロン酸水溶液に水溶性エポキシ化合物（ＥＸ８１
０：エチレングリコールジグリシジルエーテル）をヒア
ルロン酸の繰り返し単位１モルに対して１／５モルの割
合で添加して撹拌した。得られた混合液の４２．７ｍＬ
を、直径９ｃｍのプラスチックシャーレに注入して、５
０℃で８時間静置することで、初期体積の約１／５の体
積になるまで濃縮して、ヒアルロン酸の分子間架橋物を
得た。

【００３５】得られた分子間架橋物について、−８５
℃、１０ｍｍＨｇで４８時間の凍結真空乾燥処理を行い
スポンジ構造を有するヒアルロン酸分子間架橋物の乾燥
物を得た。次いで、得られたヒアルロン酸分子間架橋物
の乾燥物をシャーレから取り外し、多量のメタノール中
で、約２４時間、撹拌洗浄して未反応の水溶性エポキシ
化合物を除去した。次いで、ヒアルロン酸分子間架橋物
をメタノールから取り出し、スポンジ内に含まれている
メタノールをペーパタオルで除去した後、多量のイオン
交換水中で、約２４時間、撹拌洗浄した。ここで、メタ
ノール洗浄および水洗浄に用いるメタノールおよび水の
量は、上記ヒアルロン酸分子間架橋物１０枚に対して１
Ｌ程度が適当である。

【００３６】水洗浄後、適量のイオン交換水を含んだヒ
アルロン酸分子間架橋物をプラスチックシャーレに戻
し、再度−８５℃、１０ｍｍＨｇで４８時間の凍結真空
乾燥により架橋ヒアルロン酸スポンジを作製した。

【００３７】得られた架橋ヒアルロン酸スポンジは、含
水状態の際の形状を維持したまま乾燥されたものであり
空隙率が高く、高吸水性のものであった。

【００３８】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、空隙率が高
く、含水能力に優れる架橋ヒアルロン酸スポンジが得ら
れる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記（Ａ）〜（Ｄ）工程を含む架橋ヒア
   ルロン酸スポンジの製造方法： （Ａ）ヒアルロン酸および／またはその誘導体の水溶液
   と架橋剤を混合、濃縮して、前記ヒアルロン酸および／
   またはその誘導体の分子間架橋物を得る工程、（Ｂ）前
   記（Ａ）工程で得られた分子間架橋物を凍結真空乾燥さ
   せる工程、（Ｃ）前記（Ｂ）工程後の分子間架橋物をア
   ルコールで洗浄した後、さらに、水で洗浄する工程、
   （Ｄ）前記（Ｃ）工程後の分子間架橋物を再び凍結真空
   乾燥して架橋ヒアルロン酸スポンジを得る工程。
2. 【請求項２】 （Ａ）工程で用いる架橋剤が水溶性エポ
   キシ化合物である請求項１記載の製造方法。
3. 【請求項３】 （Ｃ）工程で用いるアルコールがメタノ
   ールである請求項１記載の製造方法。