(57)【要約】【課題】容易に分解されず、且つ充分な強度を有する分解性ゲル及びその製造方法を提供すること。【解決手段】飽和含水率が９８重量％以下である分解性ゲルによる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
飽和含水率が９８重量％以下である分解性ゲル。
【請求項２】
分解性ゲルが、多糖ゲルである請求項１記載の分解性ゲル。
【請求項３】
多糖ゲルが、アニオン性多糖ゲルである請求項２記載の分解性ゲル。
【請求項４】
アニオン性多糖ゲルが、ヒアルロン酸ゲルである請求項３記載の分解性ゲル。
【請求項５】
分解性ゲルが、架橋剤を用いた架橋反応によって得られるゲルである請求項１〜４のいずれか１項記載の分解性ゲル。
【請求項６】
架橋剤が、１分子当り２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物である請求項５記載の分解性ゲル。
【請求項７】
エポキシ化合物が、エチレングリコールジグリシジルエーテルである請求項６記載の分解性ゲル。
【請求項８】
下記工程を有することを特徴とする飽和含水率が９８重量％以下である分解性ゲルの製造方法。
（第１工程）分解性ゲルの原料化合物を、水系溶媒に重量比で２０〜８０重量％の範囲になるよう溶解させ、分解性ゲル原料溶解液を調製する。
（第２工程）分解性ゲル原料溶解液に架橋剤を添加し、分解性ゲルの原料を架橋する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分解性ゲル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分解性を持つ材料は、医療、食品、化粧品、農業等の広範囲な分野に利用されている。なかでも、ヒアルロン酸に代表されるアニオン性多糖は、その多くが生分解性を有していることから、これを主成分とするゲルは、様々な機能材料の徐放に利用できることが期待されている。
これらアニオン性多糖をエチレングリコールジグリシジルエーテル、ジビニルスルホン等の架橋剤で架橋した架橋物の製造方法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
しかしながら、これらの架橋物は、何れもその飽和含水率が９９重量％と高いことから、脆弱であった。特に生体内で使用する場合には、生体内の活性酸素や酵素によって容易に分解されるといった問題があった。多糖を主成分とするゲルの他には、コラーゲンやゼラチンのゲルがある。しかしながら、近年、牛海綿状脳症（ＢＳＥ）の発生以来、動物由来の材料が敬遠される傾向がある。さらにコラーゲンやゼラチンのゲルは生体内に導入すると炎症を惹起する場合があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２２９９３４号公報
【特許文献２】
米国特許第４，６０５，６９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、容易に分解されず、且つ充分な強度を有する分解性ゲル及びその製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、先述の課題に鑑み鋭意研究を重ねた。その結果、分解性ゲルの原料を高濃度で、かつ低粘度で水系溶媒に溶解させた後、架橋剤で架橋させることでゲルの飽和含水率を大幅に下げられること、さらにこのようにして得られた分解性ゲルは、容易に分解されず、且つ充分な強度を有することを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させた。
【０００６】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］飽和含水率が９８重量％以下である分解性ゲル。
［２］分解性ゲルが、多糖ゲルである前記［１］項記載の分解性ゲル。
［３］多糖ゲルが、アニオン性多糖ゲルである前記［２］項記載の分解性ゲル。
［４］アニオン性多糖ゲルが、ヒアルロン酸ゲルである前記［３］項記載の分解性ゲル。
［５］分解性ゲルが、架橋剤を用いた架橋反応によって得られるゲルである前記［１］〜［４］のいずれか１項記載の分解性ゲル。
［６］架橋剤が、１分子当り２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物である前記［５］項記載の分解性ゲル。
［７］エポキシ化合物が、エチレングリコールジグリシジルエーテルである前記［６］項記載の分解性ゲル。
［８］下記工程を有することを特徴とする飽和含水率が９８重量％以下である分解性ゲルの製造方法。
（第１工程）分解性ゲルの原料化合物を、水系溶媒に重量比で２０〜８０重量％の範囲になるよう溶解させ、分解性ゲル原料溶解液を調製する。
（第２工程）分解性ゲル原料溶解液に架橋剤を添加し、分解性ゲルの原料を架橋する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の分解性ゲルは、９８重量％以下の飽和含水率を有することが特徴である。この飽和含水率をこの範囲内にするためには、分解性ゲルは、架橋剤を用いた架橋反応によって架橋されていることが特に好ましい。本発明の分解性ゲルの飽和含水率は、好ましくは９６重量％以下、より好ましくは９３重量％以下、さらに好ましくは８９重量％以下である。飽和含水率の下限は特に限定されるものではなく、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは６０重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは８０重量％以上である。本発明でいう飽和含水率は、（湿潤ゲルの質量−乾燥ゲルの質量）／湿潤ゲルの質量×１００の式により求められる、ゲル中の水の百分率のことである。また、湿潤ゲルの質量とは２５℃にて純水中で平衡に達した状態での質量のことである。ここで、平衡に達した状態とは、純水中に１００時間放置した状態の湿潤ゲルの状態をいう。
【０００８】
分解性ゲルとは、生体内のような湿潤環境下において分解する性質を有するゲルであり、該環境下において分解する高分子化合物と架橋剤により構成されるゲルであるか、高分子化合物と架橋剤との結合部位が分解するゲルである。上記環境下で分解し、本発明の分解性ゲルの原料に用いることができる高分子化合物は、アニオン性多糖、カチオン性多糖、デキストラン、キトサン、リボ核酸、デオキシリボ核酸等である。本発明においては、特にアニオン性多糖が好ましい。本発明に用いる分解性ゲルは複数の高分子化合物により構成されてもよい。また、架橋剤を用いる場合であっても複数の高分子化合物を用いてもよい。
【０００９】
アニオン性多糖とは、カルボキシル基、硫酸基等を持つことから負電荷を有する多糖であり、さらにこれらの塩を含む。具体的には、アニオン性多糖は、カルボキシメチルセルロース、セロウロン酸、アルギン酸、アルギン酸塩、ポリガラクチュロン酸、ポリガラクチュロン酸塩、グリコサミノグリカン等である。グリコサミノグリカンは、ヘパリン、ヘパラン硫酸、デルマタン硫酸、コンドロイチン硫酸、コンドロイチン、ヒアルロン酸及びその塩等である。これらは、単独で利用するだけでなく、混合物としても利用できる。本発明においては、グリコサミノグリカンが好ましく使用でき、なかでもヒアルロン酸またはその塩（以下、「ヒアルロン酸（塩）」ということがある。）が特に好ましく使用できる。
【００１０】
本発明において、分解性ゲルの原料化合物としてヒアルロン酸（塩）を用いる場合には、ＨＰＬＣ法により測定されるヒアルロン酸（塩）の平均分子量は、５００ｋＤａ以下であることが好ましく、より好ましくは３００ｋＤａ以下である。前記平均分子量がこの範囲内にあることで、以下の条件下で架橋を行った場合に飽和含水率の低いゲルが好適に得られる。
【００１１】
本発明に用いる架橋剤は、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、エピクロルヒドリン、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等の１分子当り２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物、グルタルアルデヒド、テレフタルアルデヒド等の１分子当り２個以上のエポキシ基を有するアルデヒド、エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコールが挙げられる。そのなかでも本発明においては、１分子当り２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物が好ましく利用でき、なかでもエチレングリコールジグリシジルエーテルが好ましく利用できる。架橋剤の添加量は、架橋剤と反応する官能基に対して、好ましくは０．０１〜１０当量、より好ましくは０．０５〜５当量にすればよい。
【００１２】
本発明の飽和含水率が９８重量％以下である分解性ゲルの製造は、大別すると下記２工程からなる。
第１工程は、分解性ゲルの原料化合物を、水系溶媒に重量比で２０〜８０重量％の範囲に溶解させる、分解性ゲル原料溶解液を調製する工程であり、第２工程は、分解性ゲル原料溶解液に架橋剤を添加し、分解性ゲルの原料を架橋する工程である。
【００１３】
分解性ゲルの原料化合物として、アニオン性多糖をゲル化させるためには、アニオン性多糖を水系溶媒に溶解させた後、架橋を行うとよい。水系溶媒としては、アルカリ水溶液を用いることができ、その濃度は、１分子当り２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物による架橋が充分に進行できる濃度であれば、特に限定されないが、例えば、水酸化ナトリウム水溶液の場合には、好ましくは、０．０１〜１０ｍｏｌ／ｌであり、より好ましくは、０．１〜５ｍｏｌ／ｌである。ヒアルロン酸（塩）を前記濃度の水酸化ナトリウム水溶液に溶解させるためには、水溶液中のヒアルロン酸（塩）の濃度は、２０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは２０〜５０重量％であり、さらに好ましくは３０〜５０重量％である。ヒアルロン酸（塩）の濃度を調節し、得られるヒアルロン酸（塩）溶液の粘度を、５×１０４ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは１×１０４ｍＰａ・ｓ、より好ましくは５×１０３ｍＰａ・ｓ以下になるようにするとよい。アニオン性多糖を２０重量％以上の濃度で溶媒に溶解させた場合には、溶液の粘度は、２×１０４ｍＰａ・ｓ以下になる。すなわち、粘度が、５×１０４ｍＰａ・ｓ以下であれば、脱泡し易く、架橋剤が均一に混ざり合うために、均一なゲルが得られる。
【００１４】
ヒアルロン酸−エポキシ化合物ゲルの製造を例にして分解性ゲルの製造法を示す。
平均分子量が５００ｋＤａ以下、好ましくは３００ｋＤａ以下のヒアルロン酸を、０．０１〜１０ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．１〜５ｍｏｌ／ｌの濃度の水酸化ナトリウム水溶液に、２０〜８０重量％の濃度、好ましくは３０〜５０重量％の濃度になるように溶解する。得られた粘凋溶液をアスピレータで脱気する。これに１分子当り２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物、好ましくは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二糖単位に対し、０．１〜１０当量、好ましくは０．５〜５当量を加え攪拌する。これを直ちに所定の型にキャストし、恒温槽で加温し、架橋反応させ、ゲルを形成させる。恒温槽の温度は、５０〜１００℃、好ましくは６０〜８０℃である。加温時間は１０分以上、好ましくは１０分〜２４時間である。型から取り出したゲルはＨＣｌ水溶液等の酸性溶液で充分に中和し、蒸留水またはこれに相当する純水で洗浄置換する。本発明において、蒸留水に相当する純水とは、例えば、連続イオン交換（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）及び逆浸透（Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｏｓｍｏｓｉｓ）等により精製した水を意味する。必要であれば、リン酸緩衝液や生理食塩水等に置換して使用する。
【００１５】
本発明の分解性ゲルの用途は特に限定されるものではないが、医薬品、食品、化粧品分野等に用いられる各種材料として使用可能である。分解性ゲルが生体内分解性であれば、飽和含水率を選ぶことにより生体内での分解速度を制御でき、さらに体内で代謝されるため、例えば、手術時等の保湿剤、潤滑剤、創傷被覆剤、ＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）材料等の医薬分野で用いることが可能である。なかでもその子宮内における分解速度が、人体（子宮）内のバイオリズムと高い相関性を示すと考えられていることから、例えば子宮内膜症治療薬を担持する子宮内または膣内埋植用製剤のデバイスとして極めて有効に利用できる。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明を詳細に説明する。
【００１７】
１）ＨＰＬＣによる平均分子量の測定
多糖類の分子量測定に適する任意のカラムを用いることができるが、多糖がヒアルロン酸（塩）であれば、例えば、昭和電工（株）製Ｓｈｏｄｅｘ  Ｉｏｎｐａｋ  ＫＳ８０６（商品名）及び昭和電工（株）製Ｉｏｎｐａｋ  ＫＳ−Ｇ（商品名）等のカラムを用いることが好ましい。本発明の実施例、比較例においては、昭和電工（株）製Ｓｈｏｄｅｘ  Ｉｏｎｐａｋ  ＫＳ８０６（商品名）及び昭和電工（株）製Ｉｏｎｐａｋ  ＫＳ−Ｇ（商品名）を用いた。この場合、溶出液としては０．２ｍｏｌ／ｌの塩化ナトリウム水溶液を用い、流速１．０ｍｌ／分で流した。なお、ヒアルロン酸（塩）の検出は２０６ｎｍで行った。平均分子量は、極限粘度で求めた分子量既知のヒアルロン酸ナトリウムで作製した検量線を用いて計算により求めることができる。
２）粘度の測定
分解性ゲル原料溶解液の粘度は、回転粘度計で測定することができる。本発明の実施例、比較例においては、（株）トキメック製ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＨＤ（商品名）を用いて温度２５℃、回転数０．５〜１００ｒｐｍの条件で測定した。
【００１８】
以下にヒアルロン酸−エチレングリコールジグリシジルエーテルゲル（以下、「ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲル」ということがある。）の製造例を示す。
【００１９】
実施例１〜５及び比較例１、２
１．ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲルの製造
ヒアルロン酸ナトリウム（チッソ（株）製  ＣＨＡ、以下、「ＣＨＡ」ということがある。）を１ｍｏｌ／ｌの水酸化ナトリウム水溶液にスパーテルで攪拌し溶解させ、アスピレータで脱泡した。これにエチレングリコールジグリシジルエーテル（和光純薬製工業（株）製Ｑｕｅｔｏｌ６５１（商品名）、以下、「ＥＧＤＧＥ」ということがある。）とエタノールの混合液を加え攪拌した。得られた粘凋溶液を直ちにテフロン（登録商標）製の直径１５ｍｍ、深さ２ｍｍの円盤状の型にキャストし、スライドガラスにて蓋をし、恒温槽にて８０℃で加温した。得られたゲルを０．０５ｍｏｌ／ｌのＨＣｌを含むエタノール５０重量％水溶液にて１時間中和した。さらにエタノール５０重量％水溶液で洗浄して、純水に置換し、ゲルを得た（以下、このゲルを「ＨＡ−ＥＧＤＧＥゲル」ということがある。）。ＣＨＡの投入量、分子量、水酸化ナトリウム水溶液の容量、ＥＧＤＧＥ、エタノールの投入量、加温時間及び飽和含水率は表１の通りである。実施例１〜５及び比較例１、２は均一で透明なゲルであった。ＣＨＡの１ｍｏｌ／ｌ水酸化ナトリウム溶液の粘度の結果は、表２に示した。
【００２０】
２．ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲルのヒアルロニダーゼによる分解実験
ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲル（実施例１〜４、比較例１、２）をヒアルロニダーゼ（牛睾丸由来  シグマ製タイプＩＶ−Ｓ）１０ｕｎｉｔ／ｍｌを含有するｐＨ４．５の０．１４ｍｏｌ／ｌＰＢＳ２５ｍｌに浸漬させた。定期的にヒアルロニダーゼ含有ＰＢＳを交換しＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲルの重量変化を測定した。図１はゲルの分解量の累積値を経時的にプロットしたものであり、時間に対してリニアに分解しており、これらのゲルの分解が表面から起きていたことが分かる。図２はゲルの分解の線速度と飽和含水率の関係を示したものであり、飽和含水率と線速度との間に指数関数的な相関があることが分かる。また、飽和含水率を下げることにより、分解速度を格段に遅くすることができる。すなわち実施例２〜５の分解の線速度は比較例１、２に対し１／３〜１／１００程度になっており、実施例１は４ヶ月間でも分解していなかった。また、実施例１〜５のゲルは比較例１、２に比べ遥かに丈夫であり、不意に破断することもなく取り扱いが容易であった。
【００２１】
３．ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲルの活性酸素（ヒドロキシラジカル）による分解実験
ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲル（実施例１〜４）を５０ｍｍｏｌ／ｌ硫酸鉄（ＩＩ）に２日間浸漬後、５ｍｍｏｌ／ｌ過酸化水素水溶液に浸漬、２５℃で振とうさせ、定期的に重量を測定し、分解の線速度を測定した。図３は分解の線速度と飽和含水率との関係をプロットしたものであり、酵素による分解同様、飽和含水率と線速度とに指数関数的な相関があり、飽和含水率を下げることにより、分解速度を格段に遅くすることができることがわかる。
【００２２】
【表１】
2004323453.tif 000002
【００２３】
【表２】
2004323453.tif 000003
【００２４】
【発明の効果】
本発明の分解性ゲルを用いることにより、酵素による分解時間を飛躍的に延ばせるようになった。また、従来の分解性ゲルに比べ丈夫なゲルが作れるようになり、産業上の応用範囲が広がった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲルの累積分解量の経時変化を示すグラフ
【図２】ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲルの分解の線速度と飽和含水率の関係を示すグラフ
【図３】ＣＨＡ−ＥＧＤＧＥゲルの活性酸素分解実験における飽和含水率と分解の線速度の関係を示すグラフ
【図１】
2004323453.tif 000004
【図２】
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【図３】
2004323453.tif 000006