(57)【要約】【課題】（１）接着力が強い、（２）接着速度を自由に調節することができる、（３）組織毒性が低い、（４）接着操作が簡便であるという要件を満たす外科用接着剤を提供する。【解決手段】多価イオン塩（第二鉄塩等）によって硬化するタンパク質（ゼラチン等）またはポリカルボン酸（ポリアルギン酸等）と、徐放化された多価イオン塩とを組み合わせて外科用接着剤とする。多価イオン塩を糖質（キトサン等）、高級アルコール（ステアリルアルコール等）、脂質（リポソーム等）、重合体（ポリ乳酸・ポリグリコール酸共重合体等）で徐放化する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多価イオン塩によって硬化するタンパク質またはポリカルボン酸と、徐放化された多価イオン塩とを組み合わせてなる外科用接着剤。
【請求項２】
タンパク質がゼラチン、コラーゲン、セリシン、またはフィブロインである請求項１記載の外科用接着剤。
【請求項３】
タンパク質がゼラチンである請求項２記載の外科用接着剤。
【請求項４】
ポリカルボン酸がポリアルギン酸、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリアクリル酸、またはポリメタクリル酸である請求項１記載の外科用接着剤。
【請求項５】
多価イオン塩が、第一鉄イオン、第二鉄イオン、アルミニウムイオン、カルシウムイオン、またはマグネシウムイオンを含有する、請求項１〜４のいずれかに記載の外科用接着剤。
【請求項６】
多価イオン塩が、塩化第二鉄または硫酸第二鉄である請求項５記載の外科用接着剤。
【請求項７】
多価イオン塩が糖質、高級アルコール、脂質、重合体で徐放化された請求項１〜６のいずれかに記載の外科用接着剤。
【請求項８】
多価イオン塩がキトサンで徐放化された請求項７記載の外科用接着剤。
【請求項９】
多価イオン塩が、ステアリルアルコール、セタノール、セトステアリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、２−オクチルドデカノールまたはベヘニルアルコールで徐放化された請求項７記載の外科用接着剤。
【請求項１０】
ゼラチンと、キトサンによって徐放化された第二鉄イオン塩とを組み合わせてなる請求項１記載の外科用接着剤。
【請求項１１】
ゼラチンと、ステアリルアルコールによって徐放化された第二鉄イオン塩とを組み合わせてなる請求項１記載の外科用接着剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外科手術の際に切開した部分を接着したり、手術面からの出血を止血するために用いられる外科用接着剤に関する。外科用接着剤は、手術操作の簡便化と手術時間の短縮化を図ることができる。また、微小血管からの出血の止血あるいは空洞の充填など、縫合法では行うことのできなかった目的にも利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
現在外科用接着剤として広く使用されているものは、血液凝固因子の一つであるフィブリノーゲンとトロンビンを組み合わせた組織接着剤である。この接着剤は組織毒性を持たないという利点があるが、その接着力が場合によっては不充分であるため、場合によっては縫合と併用する必要がありその用途が限定されている（特許文献１参照）。
解離性大動脈瘤に対する人工血管置換術において、ゼラチン、レゾルシノールとホルムアルデヒドを主成分とする接着剤（“ＧＲＦ”と称される）が実用化されている。しかし、ホルムアルデヒドの毒性の為に患者の予後の経過が悪化することが少なくない（特許文献１参照）。また、牛アルブミンとグルタルアルデヒドを混合するものもあるが、ＧＲＦと同様、グルタルアルデヒドの毒性が問題となる。
また、ポリエチレングライコールに乳酸、トリメチレンカーボネート、アクリル酸を混合してキセノン光を照射する方法もあるが、特別な装置を用いて光を照射する必要があるため操作が煩雑である。その外、シアノアクリレート等も長年研究されているが、接着が完了した時点でその重合体が体内に吸収されにくいという難点があり未だ実用的に使用されるまでには至っていない（特許文献１参照）。
【０００３】
本発明者等は、接着剤の接着性を改良すべく研究し、ゼラチンと第二鉄イオンを用いた接着剤を開発し発表した（非特許文献１参照）。これは、ゼラチンの水溶液と塩化第二鉄溶液を混合した場合、ゼラチンが架橋されて硬化する反応を利用したものである。その接着剤は、接着力がフィブリノーゲン−トロンビン系の接着剤と比べはるかに強いという利点を有している。また、ゼラチン、レゾルシノール、ホルムアルデヒドを主成分とする“ＧＲＦ”接着剤と比べホルムアルデヒドの毒性がないという利点がある。しかし、その接着速度が極めて早いため、外科用接着剤として使用するには、その硬化速度を調節する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２３１９６１号公報
【非特許文献１】
人工臓器（Ｔｈｅ　Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｏｒｇａｎｓ）２９巻、３号（２０００年８月１５日発行、第３８回日本人工臓器学会大会予稿集）１０８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、（１）接着力が強い、（２）接着速度を自由に調節することができる、（３）組織毒性が低い、（４）接着操作が簡便であるという要件を満たす外科手術の使用に適した接着剤を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を進めた結果、多価イオン塩によって硬化するタンパク質またはポリカルボン酸と、多価イオン塩を組み合せた外科用接着剤において、該多価イオン塩を徐放化することによって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、タンパク質またはポリカルボン酸と、徐放化された多価イオン塩とを組み合わせてなる外科用接着剤である。使用時にタンパク質またはポリカルボン酸の溶液と、徐放化された多価イオン塩を混合し、タンパク質またはポリカルボン酸に内在するカルボキシル基と多価イオンとの間に起きる架橋反応によって、タンパク質溶液またはポリカルボン酸溶液がゲル状に硬化することを利用する接着剤である。
本発明の外科用接着剤は、多価イオン塩が徐放化されているため、その徐放化の程度を変化させることによって、架橋反応の反応速度すなわち接着速度を調節することが可能となる。
【０００７】
多価イオン塩の徐放化は、多価イオン塩を常温において水に不溶性ないし難溶性の物質によってコーティングする方法、難溶性物質のゲル内に多価イオン塩を分散させる方法等によって行うことができる。徐放化のための難溶性物質は、キトサンのような糖質、ステアリルアルコールのような高級アルコール、脂肪酸、ポリマーなどが使用できる。徐放化のための方法としては、これまでに公知の如何なる技術も使用することが出来る。
キトサンの場合は、キトサンが酸性で可溶性であるがアルカリ性で不溶性になる性質を利用する。可溶性としたキトサンに多価イオン塩を加えてスラリー状態でキトサンを不溶化する場合には、多価イオン塩は固体のままキトサンによってコーティングされる。可溶性としたキトサンに多価イオン塩を溶解してからキトサンを不溶化する場合には、多価イオン塩はキトサンゲルに分散される。
高級アルコールや脂質の場合は、高級アルコールや脂質を加温して融解した状態で多価イオン塩と混合し、冷却して高級アルコールや脂質を不溶化する。重合体の場合には、重合前物質に多価イオン塩を混合し重合させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる多価イオン塩で硬化するタンパク質は、ゼラチン、コラーゲン、セリシン、およびフィブロインのような動物性タンパク質が好ましく、特にゼラチンが好ましい。
本発明で用いる多価イオン塩で硬化するポリカルボン酸としては、例えば、ポリアルギン酸、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリアクリル酸、およびポリメタクリル酸があげられる。ポリカルボン酸の種類、その分子量は、接着効果が奏される限り幅広い範囲で選択し得る。例えば、ポリアクリル酸の場合、分子量約２５万位のものまで使用可能であり、分子量５０００位から１０万位が適当である。
多価イオンで硬化する物質として動物由来のタンパク質を用いた場合、接着の役割を果たし終えた接着剤の成分は生体に吸収され、生体組織の復元を容易にすることができる。ゼラチンを用いた場合には接着剤としての使用後約４週間で生体組織に完全に吸収されて消滅する。
【０００９】
接着剤として用いるタンパク質は、手術室でも溶解できる。しかし、溶解に時間を要することおよび滅菌の必要があることを考慮すると、予め溶解し滅菌してバイアルに入れておくことが望ましい。例えばゼラチンの場合は約１０〜４０ｗｔ％濃度の溶液とし、これを滅菌する。ゼラチンの場合好ましい濃度は約２０〜３０ｗｔ％である。濃度を変化させることによって、接着強度を調節することができる。高濃度の溶液を提供し、手術の直前に濃度を調節することも可能である。
接着剤として用いるポリカルボン酸、例えば、ポリアクリル酸は、その３０〜６０ｗｔ％の水溶液を，ゼラチンと同様に使用することができる。
【００１０】
本発明で用いられる多価イオン塩としては、人体への毒性の弱い２価以上の多価金属イオン塩が使用可能であり、例えば、第一鉄イオン、第二鉄イオン、アルミニウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンなどである。また、金属イオン以外に、錯体イオンも使用できる。多価イオン塩はタンパク質やポリカルボン酸の溶液に溶け込んで架橋作用をする性質上、水溶性でなければならない。具体的には、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、酢酸第二鉄、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等が例示されるが、これらに限定されるものではない。特に好ましくは３価イオン塩である塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムおよび硝酸アルミニウムである。
【００１１】
多価イオン塩を徐放化するための徐放化材としては、キトサンのような糖質、ステアリルアルコールのような高級アルコール、リポソームのような脂質、ポリ乳酸・ポリグリコール酸共重合体のような重合体などが使用できる。高級アルコールとしては、ステアリルアルコール、セタノール，セトステアリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、２−オクチルドデカノール、ベヘニルアルコールなど極めて広範囲の高級アルコールが使用できる。
【００１２】
多価イオン塩の除放化方法はこれまで知られているいかなる方法も用いられる。例えば、除放化材を溶液とし、それに多価イオン塩を混合してからｐＨ等を変化させて除放化材を不溶化する方法である。この方法が用いられるのは、例えばキトサン、ペクチン等である。徐放化材の溶液に多価イオン塩を混合して徐放化材を重合させて不溶化することもできる。この方法が用いられるのはポリ乳酸・ポリグリコール酸共重合体、ポリ−Ｌ−リジン・ポリエチレングリコール共重合体あるいは、ポリエチレングリコール・ポリアスパラギン酸共重合体等である。また、融点が５０℃以上の物質を融点以上で融解させ多価イオン塩を混合してから冷却して固形化することもできる。この方法が用いられるのは、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、セタノールのような高級アルコールやリポソーム、レシチンあるいはペクチン等の脂質である。
【００１３】
徐放化材としてステアリルアルコールを用いて多価イオン塩をコーティングする場合について説明する。ステアリルアルコールをコーティング材として用いる場合には、まず、多価イオン塩の結晶を適当な大きさ（例えば約１００メッシュ）の大きさに粉砕し、摂氏８０度程度で加熱融解させたステアリルアルコールと混合する。混合する比率は、多価イオン塩１ｇに対してステアリルアルコール０．１〜１ｇが好ましい。得られた混合物を摂氏２５度程度まで冷却凝固させる。固体となった混合物を約５０メッシュの大きさに粉砕する。これをバイアルに入れ滅菌する。
【００１４】
徐放化材としてキトサンを用いて多価イオン塩をコーティングする場合について説明する。キトサンをコーティング材として用いる場合は、約１〜１０ｗｔ％の酢酸水溶液等の酸性溶液に対し、約１〜３ｗｔ％のキトサンを溶解させる。多価イオン塩結晶に前記キトサン溶液を１〜５ｗｔ％となるよう添加してスラリー状にする。次に、約０．１〜５ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性溶液中に前記キトサン・多価イオン塩混合物を攪拌しながら混合させる。キトサンは、アルカリ性溶液中で固体となり、多価イオンを含有した沈殿物となる。この沈殿物をろ過・乾燥させ、必要に応じ粒度を調節する。最適粒子直径は、０．１ｍｍ程度であるが、その粒度は適宜変更することが出来る。これをバイアルに入れ滅菌する。
【００１５】
キトサンをゲル化して多価イオン塩を徐放化する方法を次に説明する。キトサンゲルを除放化材として用いる場合は、約１〜１０ｗｔ％の酢酸水溶液等の酸性溶液に対し、約１〜３ｗｔ％のキトサンを溶解させる。得られる溶液に多価イオン塩を約５〜３０ｗｔ％になるよう溶解させる。次に、約０．１〜５ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性溶液中に前記キトサン・多価イオン塩混合水溶液を攪拌しながら混合させる。キトサンは、アルカリ性溶液中で固体となり、多価イオン塩を含有した沈殿物となる。この沈殿物をろ過・乾燥させ、必要に応じ粒度を調節する。最適粒子直径は、０．１ｍｍ程度であるが、その粒度は適宜変更することが出来る。得られたものは、多価イオン塩がキトサンゲルに分散されている状態となっている。これをバイアルに入れ滅菌する。
【００１６】
多価イオン塩の放出速度は調節することができる。コーティングされた多価イオン塩（架橋材）の表面には、コーティングの非被覆部分が存在し、この非被覆部分を通じて、多価イオン塩が徐々に放出される。そのため、非被覆部分が大きいほど徐放速度は早くなり、小さいほど遅くなる。このことから、得られた架橋材粒子をさらに粉砕し、コーティングの非被覆部分の割合を大きくすることによって、多価イオン塩の放出速度を早くすることができる。また、多価イオン塩に対するコーティング材の量を多くすれば放出速度は遅くなり、コーティング材の量を少なくすれば放出速度は速くなる。
キトサンによって徐放化した場合、ゼラチンと使用するに際して、微量の酸（例えば酢酸）を混合することによって、キトサンの溶解を促進させ、多価イオン塩の放出を促進させることも可能である。
【００１７】
上述のように徐放化された多価イオン塩と、タンパク質を組み合わせた本願接着剤は、以下のように使用することができる。まず、２０〜３０ｗｔ％の濃度のタンパク質水溶液を、接着する部分に塗布する。徐放化した多価イオン塩を、塗布したタンパク質に混合する。これによって、タンパク質と多価イオン塩との架橋反応が徐々に進行し、接着効果が得られる。
【００１８】
徐放化された粉末状の多価イオン塩を生理食塩水に分散させ、これを注射筒に入れ、これを生体に塗布したゼラチンやポリカルボン酸に混合することができる。また、ゼラチンやポリカルボン酸を１本の注射筒に入れ、粉末状多価イオン塩を分散させた生理食塩水を他方の注射筒に入れ、使用時に混合しながら患部に適用することができる。そのための適用器具としては、フィブリノーゲンとトロンビンを組み合せた接着剤に汎用されている器具（二本の注射筒の先端に取り付けるＹ字状の混合器具）を用いることができる。多価イオン塩の放出速度が十分に遅くなるように調整した場合は、徐放化した多価イオン塩を予めタンパク質またはポリカルボン酸と混合し、これを接着部分に塗布することも可能である。その際、多価イオン塩の放出を促進するための手段、例えばキトサンを酸で可溶化するなどの手段をとることができる。
【００１９】
ゼラチンと多価イオン塩としての第二鉄イオンとの混合比率は、ゼラチン１ｇに対し、第二鉄イオン０．０５〜０．２ｇであることが好ましい。これは、ゼラチンに含有されるカルボキシル基の質量の比率が約０．０６であることから、第二鉄イオンが等量反応する場合、ゼラチン１ｇに対し、第二鉄イオン０．０６ｇが必要となるからである。タンパク質の代りにポリカルボン酸を使用した場合も同様に使用することが出来る。
【００２０】
【実施例】
以下の実施例に沿って、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２１】
（実施例１）
硫酸第二鉄結晶を１００メッシュの大きさに粉砕し、摂氏８０℃で加熱溶融させたステアリルアルコールと混合した。混合の比率は、硫酸第二鉄１０ｇに対してステアリルアルコール１ｇとした。得られた混合物を摂氏２５℃程度まで冷却凝固させた。固体となった混合物を５０メッシュの大きさに粉砕した。
【００２２】
（実施例２）
０．０１ｗｔ％の酢酸水溶液１００ｍＬに２ｇのキトサン（株式会社キミカ製）を溶解した。この溶液に１５ｇの塩化第二鉄を溶解させた。０．２ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液１０００ｍＬに前記キトサン・塩化第二鉄混合水溶液を攪拌しながら混合した。得られた沈殿物をろ過・乾燥し、平均粒直径約０．０５ｍｍの１５ｇの粉末を得た。これは、塩化第二鉄がキトサンゲルに分散されている状態となっている。
【００２３】
（実施例３）
ゼラチン（試薬級、和光純薬製）を水に溶解し、３０ｗｔ％濃度のゼラチン水溶液を調製した。その０．１ｍＬをスライドガラス板に塗付し、実施例１で製造した徐放化された塩化第二鉄粉末２０ｍｇをその上にまぶした。ついで、同一のスライドガラス板を上に載せて接着面積が１．５ｃｍ２となるように接着させた。下側のスライドガラスを固定し、上側のスライドガラスを毎秒１ｃｍの速度で水平方向に引っ張り、そのときの張力を張力計を用いて測定した。対照として硫酸第二鉄溶液（濃度１５ｗｔ％、０．０５ｍＬ）を使用した。
結果は次のとおりであった。
測定された張力を接着面積で除し、接着力を圧力（Ｐａ）の単位で表現すると次の表１が得られた。
【表１】
2004113436.tif 000002
【００２４】
（実施例４）
ゼラチン（試薬級、和光純薬製）を水に溶解し、３０ｗｔ％濃度のゼラチン水溶液を調製した。その０．１ｍＬをスライドガラス板に塗付し、実施例２で製造した徐放化された塩化第二鉄粉末６ｍｇをその上にまぶした。さらに、１０ｗｔ％酢酸水溶液０．０５ｍＬを添加した。ついで、同一のスライドガラス板を上に載せて接着面積が１．５ｃｍ２となるように接着させた。下側のスライドガラスを固定し、上側のスライドガラスを毎秒１ｃｍの速度で水平方向に引っ張り、そのときの張力を張力計を用いて測定した。対照として塩化第二鉄溶液（濃度１５ｗｔ％、０．０５ｍＬ）を使用した。結果は次のとおりであった。
測定された張力を接着面積で除し、接着力を圧力（Ｐａ）の単位で表現すると次の表２が得られた。
【表２】
2004113436.tif 000003
【００２５】
【発明の効果】
本発明により、（１）接着力が強い、（２）接着速度を自由に調節することができる、（３）組織毒性が低い、（４）接着操作が簡便であるという要件を満たす外科用接着剤が提供される。本外科用接着により、手術の際の切開部分を接着したり、手術面からの出血を止血することができ、さらに、手術の簡便化と手術時間の短縮化を図ることができる。