JPS62500630A - 人工皮膜代用品としてのセルロース皮膜の製造方法 - 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】 セルロース皮膜の製法、それにより製造されたセルロース皮膜、人工皮膚移植片 およびその使用 本発明は人工皮膚移植片に関し、より詳細には人工皮膚の製造方法を提供する。

皮膚の損傷、特に熱傷によって起こる損傷は常に臨床医学が直面する重要な問題 である。これらの場合１．弘者は広範囲にわたる水−電解質の流出に苦しみ、こ れらの流出は熱傷を受けた面積が増すにつれて大きくなる。熱傷面において実質 的な血液の流出が起こるのは、だいたい３６時間の一定期間までである。

この期間の後、血液の流出は組織が閉じることにより止まり、反対の作用、すな わち血液の保留による腫れが認められるようになる。損傷面が大きい場合に、そ の結果は致命的であシうる。

熱線または化学薬品からの熱傷による皮膚の損失に起因するこれらの極端な症状 は、擦過傷またはその他の機械的原因で起こる皮膚欠損の場合に、より軽度に発 生する。一般的な治療は長期にわたりかつ苦痛をともない、そして軟膏のような 薬品、油を浸したガーゼおよびそのガーゼを適所に保持するための包帯の連続使 用を必要とする。損傷面はおおったままにされ、患者は感染を予防するために大 量の抗生物質を投与される。多年の間、上記の諸問題は損傷面に皮膚代用品を適 用することによって研究されてきた。これらの問題を解決するための絶え間のな い研究は、ここ１０年の間に世界中で発行された１２０以上の膨大な研究論文に よって例示される。そして今なお、ヒトの皮膚と同じ性質および特徴を有する皮 膚代用品を見出す努力が払われつつある。

今までのところ、次のヒトの皮膚代用品が存在する：１、　自己移植、この場合 は患者の身体の別の部分から皮膚を採取する； ２、異種間移植、これには２つの型がある：すなわち第一に、供与者または死体 からのヒトの皮膚、もしくは供与者からの羊膜を使用するもの； 第二に、ブタまたはウシ胎児からの皮膚、もしくはシリコーン、コラーゲン、シ リコ−／とコラーゲンの混合物またはポリテトラフルオルエチレン、ポリウレタ ンのような人工皮膚を使用するもの。

簡単に述べれば、これらの用語は次のように説明される：自己移植 これは外科手術を含み、選ばれた供与部分から患者自身の皮膚の一部を採取して 、すぐに損傷面に適用する。これは第二度熱傷に等しい外傷を起こすので、第三 度熱傷を負った。患者にのみ正当化されうる。

第一の方法は供与者からのヒトの皮膚を使用し、この方法は供与者自身が広範囲 の外傷を受ける必要があるばかりでなく、この型の移植の利益が一時的であって 移植片は最高２週間持ちこたえるにすぎないので、きわめてまれにしか使用され ない。

この型の移植は、適切な時に死体を得るのがもともと困難である上に、それらの 完全な医療経歴もわからないので、はとんど使用されることがない。また、死者 の家族からの抗議ばかシでなく、道徳上および法律上の問題も存在する。

これは供与者の注意深い選択と、汚染の危険性の完全な排除とを必要とする。羊 膜は医療センターの専門家チームによって調製されねばならず、しかも１２時間 以内に処理されねばならない。その耐久性に関しては、人工皮膚代用品と同様に 一週間以上持ちこたえることがない。

ヒトの皮膚の代用品として使用するために徹底的に研究された種々の動物の皮の 中でとシわけ、ブタの皮はその解剖学的特徴がヒトと類似するので最も゛良い結 果を示した。しかしながら、ブタ皮にヒトと類似する解剖学的特徴を与えるには 細心の注意と特別の調製方法が必要である。従って、動物の選択および皮膚片の 調製における注意力の必要性は、この手段をきわめて困難かつ複雑なものとして いる。

生後５ケ月未満の子ブタは完全に健康であって、皮膚にいかなる傷があってもな らない。この子ブタを感電死させ、血液を全部流出させるために首を切断する。

医療センターと同様に無菌雰囲気で働く専門家チームが第一段階で子ブタの皮を 全部剥ぎ取シ、その後電気器具を使ってその皮をシート状にする。このシートは 抗生物質を含む生理学的血清中冷蔵（最高温度４℃）して保存しなければならな い。ひとたびこの１皮膚−を、＠者に適用すると、その耐久性は２週間である。

皮膚欠損をおこした傷害用の皮膚代用品として合成品を使用する種々の研究が幾 年にもわたって行われている。これらのうちで２つの系列の研究は注意を払う価 値がちシ、その第一はシリコーンやポリウレタンなどの全くの合成物質から製造 された代用品の研究であり、第二は例えばコラーゲンのような動物血液の誘導体 から作られた有機物質の合成皮膜を結合させる試みである。

第一の完全な合成皮膚はまだ研究段階の域を出ておらず、製品は全く市場化され ていない。第二のものは２つの層が一体化した人工皮膚を意味する。損傷面と接 触する層は好ましくは動物の血液から誘導された乾燥有機物質から作られ、そし て他層はシリコーン、ポリウレタンなどであって支持体として機能し、この層が 露出される。有機部分は生物によって吸収され、その後支持体が取、り除かれる 。製品は市場化されつつあり、その特徴はバラトル・メモリアル・インステイチ ュー）　（ＢａｔｔｅｌｌθＭｅｍｏｒｉａｌ工ｎ５ｔｉｔｕｔｅ）のブラジル 工時５ｔｉｔｕｔｅ００２８５号に記載されている。

す、驚くべきかつ全く予期されない方法で上記の諸問題を解決するものである。

この皮膜は透明であり、選択透過性を有する。

この皮膜は肌ざわりがよく、ヒトの皮膚と非常に似ており、半透性および伸縮性 であり、そして損傷面をおおう滲出液と接触するとき優れた接着力を有する。本 皮膜は先に列挙した欠点を全くもたず、従来技術に関して以下の利点を提供する 。

本皮膜は低コストであり、簡単に製造でき、そして劣化することなしに滅菌しう る。

本皮膜は見た目に美しく、患者に精神的満足を与える。

本皮膜は容易に適用され、包帯が不必要である。

本皮膜は損傷面の滲出液によって容易に付着し、かつ運動しやすいように十分伸 縮性があるので、体のいかなる部分にも適合する。

本皮膜は腐敗しにくいために冷蔵する必要がないので、保存が簡単である。

本皮膜は神経終末を保護するので、皮膜の適用は直ちに痛みを和らげる。

傷口への皮膜の強い接着は細菌の増殖を減少させ、そして傷口を密閉状態に保つ 。

水−電解質の流出が減少する。第二度熱蕩の傷跡形成時間および第三度熱傷の組 織の肉芽形成時間が短縮される。

ひきつった傷跡の形成がおこらない。

包帯を変える必要がないので、汚染の危険性が減少する。

アレルギー反応がおこらない。

本皮膜は透明であるため、治療の進行状態の肉眼による検査が可能である。この 点は現在存在している人工皮膚と対照的である。

本皮膜は、傷と皮膜の間に気泡や血液分泌物が侵入しないように注意しながら、 損傷面に適用しなければならない。皮膜が傷を完全におおって、滲出液上の適所 に配置されると、皮膜は次第にかつゆっくりと滲出液を吸収する。この緩慢な吸 収ゆえに、本皮膜は滲出液が皮膜内で凝固する条件を提供し、それにより皮膜と 損扁面との間が橋渡しされる。また、緩慢な吸収ゆえに、凝固は滲出液が膜に浸 透する前にもおこり、こうして２つの面：すなわち ａ）皮膜の繊維間に存在する微小空間；およびｂ）傷の表面； において凝固が生じる。

このことから、水−電解質の流出を防ぐ完全な接着がもたらされ、実質的に感染 の危険性が減少する。さらに、神経終末が隔離されるので、傷の痛みはすぐに和 らぐ。

従って、損傷面が隔離され且つ汚染が避けられるので、本皮膜は患者の上皮組織 を再生しうる。これらの条件下において、損傷面への皮膜の付着は組織が再生さ れるにつれて次第にゆるむので、包帯を変える必要が々い。本皮膜は不活性材料 のセルロースから全体的に形成されることにより、損傷面に対していかなる医学 的作用も示さない。傷を受けた組織が再生された後は、患者から皮膜が剥離し、 再生面に残留物を全く残さない。

本皮膜はそれが適用時に有していた特性と正確に同じ特性で剥れ、それ故人工皮 膚または一時的移植片として注目される。

セルロース皮膜は強くて不活性であるので、実際に全ての型の滅菌が可能である 。それはいかなる温度においても貯蔵でき、特殊な条件を必要としない。それは 無限の耐久性を有する。本皮膜は液体や空気に対する透過性、分子量および構造 、脱水時の予測しうる厚さ、さらにその他の特徴的な物理的性質について測定さ れた。

次の物理的および分光学的試験は、本発明材料をよシ良く定義づける目的でなさ れた。

この目的のために、皮膜試料は３０チ次亜塩素酸ナトリウム溶液を使って一部漂 白した。その後、この漂白部分を着色し、残シの部分けもとのままの非漂白状態 にしておいた。次の結果が得られた。

皮膜 試　験　漂　白　非漂白 １、蔵性、〜ツエン（Ｂｅｎｄｔｓｅｎ）、ｒａ／！／％　１１　８（ＡＢＮＴ 　ＭＢ−１２７１／７９） ３　引張強さ、ｋｇ／ｃｍ”　−−−−７，９２ＮＢＲ７４６２／８２ （ＡＢＮＴ−ＭＢ　５７／６８） ４、伸び率、チ　−−−−７４ ＮＢＲ７４６２／８２ （ＡＢＮＴ−ＭＢ　５７／６８） 注：　物理的試験のために、本皮膜は含水量２５±５％とした。

試験済みの皮膜は包装して相対湿度６５±２％、温度２０±１℃で試験した。

分光学的分析は漂白皮膜と非漂白皮膜の双方がセルロースの性質を有することを 明示した。

分光学的試験において、次の参照表を使用した。この表は１９６６年に発行され たロスチスラプ・ゲオルギーピンチ、ザーパンコ７　（Ｒｏｔｅｉｇｌａｖ　Ｇ ｅｏｒｇｉｅｖｉａｈ　Ｚｈｂａｎｋｏｖ）による１セルロースおよびその銹導 体の赤外線スイクトル１から引用した゛。

本皮膜の製造方法は／ユードモナダレス目（ｐｓｅｕａｏ＋ｍｎム１ｅｓ）、シ ュードモナダセアス１＋（ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｄａｃｅａｓ）　、酢酸菌属、 キシリナム種（ｏｐｅｃｉθＢ　Ｘｙｌｌｎｕｍ）の細菌の増殖中に行われる生 合成でちる。これらの細菌は、窒素源と共に炭水化物栄養素全台む培地に播種す ると、それらを包囲するセルロース系莢膜のズーグロエ（ｚｏｏｇｌｏｅａ）　 を産生ずる。

このズーグロエは軟ｆ質の外観とα２〜４００＋ｏ＋の範囲の厚さを有する。こ れらの細菌を播種した後、分裂生殖による栄養型生殖過程が開始され、細胞は２ 等分されて中心環が形成される（この時点で細菌は分裂する）まで生長する。酢 酸菌の、４合、ＭＪ胞分裂後の祈しい細菌はもとの細菌に集きし、直ちにそれ自 体の生殖過程を開始す為騨想的条件下では、さらに分裂がそれぞれ２０分間おこ る。

酢酸菌はセルロース系莢膜によって包囲され、分裂後それらは集合したままで鎖 を形成する。この特性は、生殖速度に関係して、細菌鎖のそれら自体の莢膜によ る結合によってセルロース皮膜を形成させる。

皮膜の厚さは変化し、例えば栄養素の含量、温度、時間、集落の飽和点、および 培地の型のような種々の要因に依存する。

酢酸菌のズーグロエはセルロース系莢膜によって包囲された細菌鎖の編成により 形成された織物である。ズーグロエの脱水を続けると純粋なセルロースのシート が得られ、それらはそれらの特性により＝ｂ種の産業目的のだめの原料、とりわ け皮膚用人工移植片、縫合媒体または皮革代用品として使用することができる。

脱水後、皮膜の繊維間に存在する微小空間は選択的透過性を与える。

皮膜の厚さは六の変数の関数である： ａ）培地中の炭水化物含量： ｂ）培地中の窒素含量： Ｃ）温度；および ｄ）ズーグロエ形成の持続期間。

今や、本発明を例示する目的で実施例が提示されるが、これらの実施例は何ら限 定するものではない。

実施例１ 水１０ρ中のサイネンシス茶（Ｔｅａ　５ｉｎｅｎｓｉｓ）　２０９の浸出液か ら培地を調製した。この浸出液を濾過し、Ｆ液に糖１え、２８℃で３６時間イン キュベートした。厚さが約０．２＋＋＋ｍの薄膜が形成された。

この皮膜を培地から取り出し、使用目的に応じて任意に煮沸し、次に室温で支持 体上に張り広げた状態で脱水する。こうして得られた皮膜は人工皮膚または皮革 としていつでも使用できる。皮膜を取シ出した培地は濾過し、生合成中に失われ た栄養分を補給するために、最初に使用した栄養溶液で調製する。

インキュベーションの温度および培地中の炭水化物濃度は限定的でなく、非常に 低レベル（それにもかかわらず細菌の活動をうながすレベル）から高レベル（皮 膜の変形なしに皮膜を存在させうるレベル）までの間で変化しうる。脱水温度も 限定的でなく、通常の熱源が使用される。

実施例１の方法に従って、培養物を９６時間インキュベートした。この際厚さが ３簡のズーグロエ皮膜が得られ、この皮膜は脱水後人工皮膚移植片として使用可 能であった。

実施例１の方法を使用したが、窒素源としてマチ茶を用いた。

実施例１の皮膜と同じ脱水前厚さを有する皮膜が得られ、インキュベーション時 間は７２時間であった。

実施例４ 先の実施例に従って製造した皮膜を、上皮ｍ織の欠損を生じた損瀉面に、気泡や 血液分泌物が皮膜と傷の間に入らないように注意しながら適用した。ひとたび皮 膜が傷を完全におおって８出液上に適用されると、皮膜はその滲出液を吸収して 、滲出液の流出も空気の流入もおこさなかった。

こうして、この皮膜は組織の上に新しい皮膚を形成し、神経末端を隔離すること によって痛みの症状を機械的に取り除く。

損四部はしばらくすると再生し、その再生後に皮膜は損傷面から自然に持ち上げ られて、新しい上皮組織が完全に再生されたことを観察し得る。

また、本発明のセルロース皮膜は外科手術用の燵合糸として使用され、必要とさ れる製品を与え、そして高い結節強さを示す。

本皮膜はまた、分離用膜、人造皮革、テニスのラケット用ガツト、またはセルロ ースが通常使用されるその他の用途に使用しうる。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔｌ（Ｅ　ＩＮτＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）栄養素として窒素源および炭水化物を含有する培地を調製し； この培地に酢酸菌、キシリナム種（ｓｐｅｃｉｅｓ　Ｘｙｌｉｎｕｍ）の培養物 を播種し； この培養物を、細菌の活動をうながす温度で、皮膜の意図する用途に適する時間 の間インキユベートし；そして形成されたセルロース皮膜を培地から取り出して 、それを張り広げた状態で脱水する； 各工程から成るセルロース皮膜の製造方法。
2. （２）培地中の消耗栄養素を補給して、その培地を循環する工程をさらに含む請 求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）窒素源がサイネンシス茶（Ｔｅａ　Ｓｉｎｅｎｓｉｓ）であり、炭水化物 源が蔗糖である請求の範囲第１または２項記載の方法。
4. （４）約２８℃の温度で約２６〜約９６時間インキユベートすることにより、脱 水前の厚さが０．２〜３ｍｍである皮膜を得る請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）請求の範囲第１〜４項のいずれか１項に記載の方法により製造されたセル ロース皮膜。
6. （６）請求の範囲第１項記載の方法により得られる脱水されたセルロース皮膜か らなり、その後適当な寸法に切断され、滅菌され、包装された人工皮膚移植片。
7. （７）請求の範囲第１項記載の方法により製造されたセルロース皮膜の分離用膜 としての使用。
8. （８）請求の範囲第１項記載の方法により製造されたセルロース皮膜の人造皮革 としての使用。
9. （９）請求の範囲第１項記載の方法により製造されたセルロース皮膜のテニスラ ケツト用ガツトまたは類似物の製造のための使用。
10. （１０）本明細書中で開示した新規な特徴のいずれか単独、またはそれと本明細 書中で開示したその他の新規もしくは既知の特徴のいずれかとの組合せ。